KR101617877B1 - Organic light emitting diode - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, 향상된 수평 배향성을 갖는 도펀트를 함유하는 호스트/도펀트 방식의 발광층을 포함하는 유기발광다이오드를 제공한다. 본 발명의 일 측면에 따른 유기발광다이오드의 일 구현예는, 양극층; 상기 양극층 위에 위치하는 발광층으로서, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 포함하는 도펀트를 포함하는 발광층; 및 상기 발광층 위에 위치하는 음극층;을 포함한다.The present invention provides an organic light emitting diode including a host / dopant type light emitting layer containing a dopant having an improved horizontal orientation. One embodiment of an organic light emitting diode according to an aspect of the present invention includes: an anode layer; A light emitting layer comprising a dopant including a host including a hole transporting material and an electron transporting material forming an exciplex and an Ir (mphmq) 2 tmd based phosphorescent material located on the anode layer; And a cathode layer disposed on the light emitting layer.

Description

유기발광다이오드{Organic light emitting diode}[0001] The present invention relates to an organic light emitting diode

본 발명은 유기발광다이오드(organic light emitting diode: OLED)에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 호스트 및 인광 도펀트를 포함하는 발광층(emission layer: EML)을 채용한 유기발광다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting diode (OLED), and more particularly, to an organic light emitting diode employing a light emitting layer (EML) including a host and a phosphorescent dopant.

유기발광다이오드는 전형적인 예를 들면, 음극층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층 및 양극층을 포함한다. 유기발광다이오드에 있어서, 통상적으로, 전자 수송층, 발광층 및 정공 수송층은 유기 화합물에 기초한다. 음극층과 양극층 사이에 전압이 인가되면, 정공은 양극층으로부터 정공 수송층을 통하여 발광층으로 주입된다. 전자는 음극층으로부터 전자 수송층을 통하여 발광층으로 주입된다. 발광층으로 공급된 정공과 전자는 발광층에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 형성한다. 엑시톤은 소멸하면서 에너지를 방출한다. 엑시톤으로부터 방출된 에너지는 발광층 내의 발광물질을 여기시킨다. 여기된 발광물질이 기저상태로 변하면서 빛을 발생시킨다. Typical examples of the organic light emitting diode include a cathode layer, an electron transporting layer, a light emitting layer, a hole transporting layer, and a cathode layer. In organic light emitting diodes, an electron transporting layer, a light emitting layer and a hole transporting layer are usually based on organic compounds. When a voltage is applied between the cathode layer and the anode layer, holes are injected from the anode layer to the light emitting layer through the hole transporting layer. The electrons are injected from the cathode layer to the light emitting layer through the electron transporting layer. The holes and electrons supplied to the light emitting layer recombine in the light emitting layer to form an exciton. The excitons dissipate and release energy. The energy emitted from the excitons excites the luminescent material in the luminescent layer. The excited luminescent material changes to a ground state and generates light.

유기발광다이오드의 발광층의 발광 물질은 일중항 엑시톤에 의하여 여기되는 형광 물질, 또는, 삼중항 엑시톤에 의하여 여기되는 인광 물질일 수 있다. 발광층 내에서 일중항 엑시톤 대 삼중항 엑시톤의 통계적 생성비율은 1:3인 것으로 알려져 있다. 발광층에 존재하는 발광 물질이 형광 물질인 경우, 삼중항 엑시톤은 빛의 발생에 기여하지 못하고 낭비된다. 발광층에 존재하는 발광 물질이 인광 물질인 경우, 일중항 엑시톤 및 삼중항 엑시톤 모두가 빛의 발생에 기여할 수 있으며, 그에 따라, 발광층의 내부 양자 효율은 100 %에 도달할 수 있다. The light emitting material of the light emitting layer of the organic light emitting diode may be a phosphor excited by singlet excitons or a phosphor excited by triplet excitons. The statistical production ratio of singlet excitons to triplet excitons in the luminescent layer is known to be 1: 3. When the luminescent material present in the luminescent layer is a fluorescent material, the triplet exciton does not contribute to the generation of light and is wasted. When the luminescent material present in the luminescent layer is a phosphorescent material, both singlet excitons and triplet excitons can contribute to the generation of light, so that the internal quantum efficiency of the luminescent layer can reach 100%.

발광층은 도핑되지 않은 호스트를 포함할 수 있다. 또는, 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 호스트는 발광층의 물리적 형태를 형성하는 매트릭스의 역할을 한다. 도펀트는 상기 매트릭스 중에 분산되어 있다. 발광층이 도핑되지 않은 호스트를 포함하는 경우, 호스트 자체가 발광 물질일 수 있다. 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함하는 경우, 도펀트는 발광 물질이고, 호스트는 발광물질이거나 아닐 수 있다. The light emitting layer may include an undoped host. Alternatively, the light emitting layer may include a host and a dopant. The host serves as a matrix that forms the physical form of the light emitting layer. The dopant is dispersed in the matrix. When the light emitting layer includes a host that is not doped, the host itself may be a light emitting material. When the light emitting layer includes a host and a dopant, the dopant is a luminescent material, and the host may or may not be a luminescent material.

발광층이 도핑되지 않은 호스트를 포함하는 경우, 호스트는 엑시머를 형성할 수 있고, 그에 따라, 색순도의 감소 및 효율의 저하가 발생할 수 있다. 호스트 및 도펀트를 포함하는 발광층은, 도핑되지 않은 호스트를 포함하는 발광층에 비하여, 향상된 색순도를 가지며, 또한, 에너지 전이를 통한 효율의 증가를 얻을 수 있다.When the light emitting layer includes a host that is not doped, the host may form an excimer, thereby reducing color purity and degrading efficiency. The light emitting layer including the host and the dopant has an improved color purity and can also attain an increase in efficiency through energy transfer as compared with the light emitting layer including the undoped host.

인광 물질을 채용하고 호스트/도펀트 방식을 채용하는 발광층을 사용함으로써, 유기발광다이오드의 발광 효율이 증가되어 왔다. 예를 들어, 실제로 제작된 유기발광다이오드의 일부는 외부양자효율이 29%에 도달하였다. 특히, 적색 유기발광다이오드의 외부양자효율은 26%에 도달하였다. 그러나, 여전히, 유기발광다이오드의 발광 효율은 만족스럽지 못한 수준이다. The luminous efficiency of the organic light emitting diode has been increased by employing a phosphorescent material and a light emitting layer employing a host / dopant method. For example, some of the actually fabricated organic light emitting diodes have reached an external quantum efficiency of 29%. In particular, the external quantum efficiency of the red organic light emitting diode reached 26%. However, the emission efficiency of organic light emitting diodes is still unsatisfactory.

유기발광다이오드의 외부 양자 효율은 "외광 효율 × 내부 양자 효율 × 전하 균형"으로 결정된다. 따라서, 발광층의 외광 효율을 증가시킴으로써, 유기발광다이오드의 외부 양자 효율을 개선할 수 있다.The external quantum efficiency of the organic light emitting diode is determined by "external light efficiency x internal quantum efficiency x charge balance ". Therefore, by increasing the external light efficiency of the light emitting layer, the external quantum efficiency of the organic light emitting diode can be improved.

호스트/도펀트 방식을 채용하는 발광층에 있어서, 이론적 계산에 의하면, 호스트 매트릭스 내에서 도펀트가 배향되어 있지 않으면, 상기 발광층의 외광 효율은 30 %를 초과할 수 없는 것으로 알려져 있다. 이와 반대로, 알려진 바에 의하면, 호스트 매트릭스 내에서 도펀트가 수평으로 배향될 수 있다면, 상기 발광층의 외광 효율이 어느 정도 증가할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 수평 배향된 도펀트를 포함하는 호스트/도펀트 방식의 발광층이 구현된 사례가 없다. 나아가, 30 % 이상의 외부 양자 효율을 갖는 유기발광다이오드 소자가 구현된 사례도 아직 없다.In a light emitting layer employing a host / dopant system, theoretical calculations show that the external light efficiency of the light emitting layer can not exceed 30% unless the dopant is oriented in the host matrix. On the other hand, it is known that, if the dopant can be oriented horizontally in the host matrix, the external light efficiency of the light emitting layer can be increased to some extent. However, there is no example in which a host / dopant type light emitting layer including a horizontally oriented dopant is implemented. Furthermore, there are no cases in which an organic light emitting diode device having an external quantum efficiency of 30% or more is implemented.

본 발명에서는, 향상된 수평 배향성을 갖는 도펀트를 함유하는 호스트/도펀트 방식의 발광층을 포함하는 유기발광다이오드를 제공한다.The present invention provides an organic light emitting diode including a host / dopant type light emitting layer containing a dopant having an improved horizontal orientation.

본 발명의 일 측면에 따른 유기발광다이오드의 일 구현예는,An embodiment of an organic light emitting diode according to an aspect of the present invention includes:

양극층; An anode layer;

상기 양극층 위에 위치하는 발광층으로서, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 포함하는 도펀트를 포함하는 발광층; 및 A light emitting layer comprising a dopant including a host including a hole transporting material and an electron transporting material forming an exciplex and an Ir (mphmq) 2 tmd based phosphorescent material located on the anode layer; And

상기 발광층 위에 위치하는 음극층;을 포함한다.And a cathode layer disposed on the light emitting layer.

본 발명에서 밝혀진 바에 따르면, 발광층에 있어서, 호스트로서 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 조합하여 사용하고, 도펀트로서 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 사용하면, 상기 호스트 내에서의 상기 도펀트의 수평 배향율이 급격히 증가한다. According to the present invention, when a hole transporting material and an electron transporting material which form an exciplex as a host are used in combination in a light emitting layer and an Ir (mphmq) 2tmd based phosphorescent material is used as a dopant, The horizontal orientation ratio of the dopant increases sharply.

특정 메카니즘으로 한정되는 것은 아니지만, 이는, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트와 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질 사이의 상호작용에 기인하는 것으로 추정된다. 예를 들면, 엑시플렉스를 형성하는 NPB계 정공수송물질 및 B3PYMPM계 전자수송물질을 포함하는 호스트의 굴절률은 광학적으로 비등방성을 보이고, Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질은 화학구조 상의 비대칭성을 보인다. 상기 호스트 재료의 굴절률이 광학적 비등방성을 갖는다는 것은 상기 호스트 재료가 특정 방향으로의 배향을 갖는다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 호스트 재료의 배향이 상기 도펀트 재료의 수평 배향을 유도하는 것으로 추정된다. 또한, Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질 도펀트의 화학구조 상의 비대칭에 의하여, Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질 도펀트의 수평 배향이 촉진되는 것으로 추정된다.Although not limited to a particular mechanism, it is believed that this is due to the interaction between the host comprising the hole transport material and the electron transport material forming the exciplex and the Ir (mphmq) 2tmd phosphorescent material. For example, the refractive index of the host including the NPB-based hole transporting material and the B3PYMPM-based electron transporting material forming the exciplex shows optically anisotropy, and the Ir (mphmq) 2tmd-based phosphorescent material exhibits a chemical structural asymmetry . The fact that the refractive index of the host material has optical anisotropy means that the host material has an orientation in a specific direction. Therefore, it is presumed that the orientation of the host material induces the horizontal orientation of the dopant material. It is also assumed that the horizontal orientation of the Ir (mphmq) 2tmd phosphorescent dopant is promoted by the asymmetry in the chemical structure of the Ir (mphmq) 2tmd phosphorescent dopant.

본 발명의 발광층에서의 도펀트의 수평 배향율이 매우 높기 때문에, 본 발명의 발광층은 매우 향상된 외광 효율을 발휘할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 발광층을 포함하는 유기발광다이오드는 매우 향상된 외부 양자 효율을 가질 수 있다.Since the horizontal orientation ratio of the dopant in the light emitting layer of the present invention is very high, the light emitting layer of the present invention can exhibit greatly improved external light efficiency. Accordingly, the organic light emitting diode including the light emitting layer of the present invention can have a greatly improved external quantum efficiency.

도 1은, 실시예 1의 유기발광다이오드의 발광 스펙트럼이다.
도 2는 실시예 1의 유기발광다이오드의 발광층에서의 Ir(mphmq)2tmd 인광 물질의 수평 배향율 측정결과이다.
도 3은 비교예 1의 유기발광다이오드의 발광층에서의 Ir(ppy)2acac 인광 물질의 수평 배향율을 측정결과이다.
도 4는, 실시예 1의 유기발광다이오드에 대한 전압-전류밀도-발광휘도의 관계이다.
도 5는 실시예 1의 유기발광다이오드에 대한 휘도 대비 외부양자효율의 관계이다.
도 6은, 실시예 1의 유기발광다이오드에 대한 휘도 대비 전력효율의 관계이다.
도 7은 비교예 1의 유기발광다이오드에 대한 전압-전류밀도-발광휘도의 관계이다.
도 8은, 비교예 1의 유기발광다이오드에 대한 외부양자효율 및 전력효율이다.
1 is an emission spectrum of the organic light emitting diode of Example 1. Fig.
Fig. 2 shows the result of measurement of the horizontal orientation ratio of the Ir (mphmq) 2 tmd phosphor in the light emitting layer of the organic light emitting diode of Example 1. Fig.
3 is a graph showing a result of measuring the horizontal orientation ratio of the Ir (ppy) 2 acac phosphor in the light emitting layer of the organic light emitting diode of Comparative Example 1. FIG.
4 is a graph showing the relationship between the voltage-current density and the light emission luminance for the organic light emitting diode of Example 1. Fig.
5 is a graph showing the relationship between the luminance and the external quantum efficiency for the organic light emitting diode of Example 1. Fig.
6 is a graph showing the relationship between the luminance and the power efficiency for the organic light emitting diode of Example 1. Fig.
7 is a graph showing the relation between the voltage-current density and the light emission luminance for the organic light emitting diode of Comparative Example 1. Fig.
8 is external quantum efficiency and power efficiency for the organic light emitting diode of Comparative Example 1. Fig.

이하에서는, 본 발명의 일 측면에 따른 유기발광다이오드를 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 일 측면에 따른 유기발광다이오드의 일 구현예는,Hereinafter, the organic light emitting diode according to one aspect of the present invention will be described in more detail. An embodiment of an organic light emitting diode according to an aspect of the present invention includes:

양극층; An anode layer;

상기 양극층 위에 위치하는 발광층으로서, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 포함하는 도펀트를 포함하는 발광층; 및 A light emitting layer comprising a dopant including a host including a hole transporting material and an electron transporting material forming an exciplex and an Ir (mphmq) 2 tmd based phosphorescent material located on the anode layer; And

상기 발광층 위에 위치하는 음극층;을 포함한다.
And a cathode layer disposed on the light emitting layer.

엑시플렉스라 함은 들뜬상태 전하이동 복합체를 의미한다. 본 발명에 있어서, 발광층의 호스트는 정공수송물질과 전자수송물질을 포함하며, 정공수송물질과 전자수송물질은 엑시플렉스를 형성하는 물질의 쌍을 이룬다. 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질:전자수송물질 쌍은, 비제한적인 예를 들면, NPB:B3PYMPM, TCTA:B3PYMPM, TCTA:TPBi, TCTA:3TPYMB, TCTA:BmPyPB, TCTA:BSFM, CBP:B3PYMPM, 또는 NPB:BSFM일 수 있다. Exciplex refers to excited state charge transfer complexes. In the present invention, the host of the light emitting layer comprises a hole transporting material and an electron transporting material, and the hole transporting material and the electron transporting material form a pair of materials forming an exciplex. The hole transport material forming the exciplex: electron transport material pair includes, but is not limited to, NPB: B3PYMPM, TCTA: B3PYMPM, TCTA: TPBi, TCTA: 3TPYMB, TCTA: BmPyPB, TCTA: BSFM, CBP: B3PYMPM, Or NPB: BSFM.

<정공수송물질><Hole transport material>

Figure 112013004584593-pat00001
Figure 112013004584593-pat00002
Figure 112013004584593-pat00003

Figure 112013004584593-pat00001
Figure 112013004584593-pat00002
Figure 112013004584593-pat00003

<전자수송물질><Electron transport material>

Figure 112013004584593-pat00004
Figure 112013004584593-pat00005
Figure 112013004584593-pat00006
Figure 112013004584593-pat00004
Figure 112013004584593-pat00005
Figure 112013004584593-pat00006

Figure 112013004584593-pat00007
Figure 112013004584593-pat00008
Figure 112013004584593-pat00007
Figure 112013004584593-pat00008

Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질은 Ir(mphmq)2tmd(여기서, mphmq = 2-(3,5-dimethylphenyl)-4-methylquinoline, tmd = 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dionate) 및 그 유도체를 의미한다. Ir (mphmq) 2 tmd phosphorescent material is Ir (mphmq) 2 tmd wherein mphmq = 2- (3,5-dimethylphenyl) -4-methylquinoline, tmd = 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5 -dionate) and derivatives thereof.

<Ir(mphmq)2tmd>&Lt; Ir (mphmq) 2 tmd >

Figure 112013004584593-pat00009

Figure 112013004584593-pat00009

발광 층에 있어서 정공수송물질의 함량 대비 전자수송물질의 함량이 너무 작으면 상대적으로 정공 수송이 우세한 반면, 정공 수송물질의 함량 대비 전자수송물질의 함량이 너무 크면 전자 수송특성이 우세하다. When the content of the electron transporting material is too small relative to the content of the hole transporting material in the light emitting layer, the electron transporting property is dominant, while the hole transporting is relatively high.

발광층에 있어서, Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질의 함량이 너무 작으면 효율이 감소할 수 있다. 발광층에 있어서, Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질의 함량이 너무 크면 도펀트 엑시톤(exciton) 끼리 자체 소멸이 일어나 효율이 감소할 수 있다.In the light emitting layer, if the content of the Ir (mphmq) 2 tmd-based phosphor is too small, the efficiency may decrease. In the light emitting layer, if the content of the Ir (mphmq) 2 tmd-based phosphor is too large, the dopant excitons may self-destruct themselves and the efficiency may decrease.

예를 들어, 발광층에 있어서, 전자수송물질의 함량은, 정공수송물질의 100 몰부를 기준으로 하여, 약 50 몰부 내지 약 150 몰부일 수 있다. For example, in the light emitting layer, the content of the electron transporting material may be about 50 to about 150 moles, based on 100 moles of the hole transporting material.

예를 들어, 발광층에 있어서, Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질의 함량은, 정공수송물질, 전자수송물질 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질의 총 중량 100 wt%를 기준으로 하여, 약 1 wt% 내지 약 20 wt%일 수 있다.
For example, in a light emitting layer, by the Ir (mphmq) 2 content of tmd-based phosphors, based on the total weight of 100 wt% of the hole transport material, electron transport material and Ir (mphmq) 2 tmd-based phosphor, about 1 wt% to about 20 wt%.

발광층에서의 도펀트의 수평 배향 전이쌍극자 비율은 발광층 안에 있는 전체 도펀트 분자중에서 발광층의 주된 면과 전이쌍극자 방향과 평행하게 위치하는 도펀트 분자의 비율을 의미한다.
The horizontal alignment transition dipole ratio of the dopant in the light emitting layer means the ratio of the dopant molecules positioned in parallel with the main surface of the light emitting layer and the transition dipole direction among all the dopant molecules in the light emitting layer.

발광층에서의 도펀트의 전이쌍극자모멘트가 높은 수평 배향율을 가질 수록, 발광층의 외광 효율이 증가한다. 수직 배향 전이쌍극자 모멘트를 갖는 도펀트는 주로 발광층 면과 수직한 방향으로 전기장을 방출하는데, 이렇게 방출된 빛은 발광층 및 투명 전극층내로 전파되는 도파 모드(waveguide mode)나 금속전극과의 SPP(surface plasmon polaritons)에 의하여 주로 손실된다. 이와 달리, 수평 배향 전이쌍극자 모멘트를 갖는 도펀트는 발광층의 주된 면에 수평한 방향으로 전기장을 방출하며, 이렇게 방출된 빛은 소자 외부로 진행하는 비율이 크다. 따라서 수직배향 전이쌍극자 대비 수평배향 전이쌍극자 비율이 높을수록 외광 효율이 증가하여 외부양자효율이 증가한다.
The higher the horizontal orientation ratio of the transition dipole moments of the dopant in the light emitting layer, the more the external light efficiency of the light emitting layer is increased. The dopant having a vertically aligned transition dipole moment emits an electric field mainly in a direction perpendicular to the plane of the light emitting layer. The emitted light propagates in a waveguide mode propagating into the light emitting layer and the transparent electrode layer, a surface plasmon polaritons (SPP) ). On the contrary, the dopant having the horizontal alignment transition dipole moment emits an electric field in a horizontal direction on the main surface of the light emitting layer, and the light emitted in such a manner has a large rate of progressing to the outside of the device. Therefore, the higher the horizontal alignment transition dipole ratio than the vertical alignment transition dipole, the more the external light efficiency increases and the external quantum efficiency increases.

본 발명에 있어서, 발광층 내의 Ir(mphmq)2tmd계 도펀트의 수평 배향율은 매우 높다. 호스트 내에서, 도펀트가 무작위적으로 배향된 경우에는, 도펀트의 수평 배향율은 약 67 %이다. 이론 계산에 의하면, 도펀트의 수평 배향율이 약 67 %인 경우에는 발광층의 외광 효율은 약 25.7 %에 불과하다. 이에 비하여, 본 발명의 발광층에 있어서는, Ir(mphmq)2tmd계 도펀트의 수평 배향율은, 예를 들면, 약 83 % 내지 약 89 %일 수 있다. 이론 계산에 의하면, 도펀트의 수평 배향율이 약 89 %인 경우, 발광층의 외광 효율은 약 35.8 % 를 가질 수 있다.
In the present invention, the horizontal orientation ratio of the Ir (mphmq) 2 tmd dopant in the light emitting layer is very high. In the host, when the dopant is randomly oriented, the horizontal orientation rate of the dopant is about 67%. According to the theoretical calculation, when the horizontal orientation ratio of the dopant is about 67%, the external light efficiency of the light emitting layer is only about 25.7%. On the other hand, in the light emitting layer of the present invention, the horizontal orientation ratio of the Ir (mphmq) 2 tmd dopant may be, for example, about 83% to about 89%. According to the theoretical calculation, when the horizontal orientation ratio of the dopant is about 89%, the external light efficiency of the light emitting layer can be about 35.8%.

본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 양극층 및 음극층 각각은, 불투명 전극, 투명 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 본 발명의 유기발광다이오드의 작동시, 양극층에는 양의 전압이 인가되고, 음극층에는 음의 전압이 인가된다. 불투명 전극은, 예를 들면, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 등의 알칼리 금속, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 알칼리 토금속; 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속; 이들 중 2개 이상의 합금; 또는 이들 중 1개 이상과 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 1개 이상과의 합금; 및 이들 중 적어도 2종을 포함하는 구조체일 수 있다. 투명 전극은, 예를 들면, ITO, IZO, ZnO 또는 그래핀일 수 있다. 반사 전극은, 예를 들면, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 그래핀 등으로 막을 형성함으로써 형성될 수 있다.
In the organic light emitting diode of the present invention, each of the anode layer and the cathode layer may be an opaque electrode, a transparent electrode, or a reflective electrode. In operation of the organic light emitting diode of the present invention, a positive voltage is applied to the anode layer and a negative voltage is applied to the cathode layer. Examples of the opaque electrode include alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium; alkaline earth metals such as beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium; Metals such as aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium and ytterbium; Two or more of these alloys; Or an alloy of one or more of these metals with at least one of gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten and tin; And a structure including at least two of them. The transparent electrode may be, for example, ITO, IZO, ZnO or graphene. The reflective electrode may be formed by forming a reflective film of Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr or a compound thereof, As shown in FIG.

본 발명의 유기발광다이오드의 다른 구현예에 있어서, 양극층과 발광층의 사이에, 정공 수송층 및 정공 주입층 중의 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 정공 수송층은, 바람직하게는, 발광층에 사용된 정공수송물질을 포함할 수 있다. 정공 주입층은, 예를 들면, 구리프탈로시아닌 등과 같은 프탈로시아닌 화합물, m-MTDATA(4,4′,4″-Tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), TDATA(4,4′,4″-tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamine ), TAPC(1,1-bis-(4-bis(4-methyl-phenyl)-amino-phenyl)-cyclohexane), 2-TNATA(4,4 ,4 -tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)triphenylamine), Pani/DBSA (폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (폴리아닐린/캠퍼술폰산), Pani/PSS (폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 정공 수송층 및 정공 주입층이 모두 사용되는 경우, 양극층과 정공 수송층의 사이에 정공 주입층이 위치할 수 있다.
In another embodiment of the organic light emitting diode of the present invention, at least one of a hole transport layer and a hole injection layer may be further interposed between the anode layer and the light emitting layer. The hole transporting layer may preferably include a hole transporting material used in the light emitting layer. The hole-injecting layer may be formed of, for example, a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine, m-MTDATA (4,4 ', 4 "-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA (4,4' , N-diphenylamino) triphenylamine), TAPC (1,1-bis- (4-bis (4-methylphenylamino-phenyl) -cyclohexane), 2-TNATA (4,4,4- PEDOT / PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrene) / poly Sulfonate), Pani / CSA (polyaniline / camphorsulfonic acid), Pani / PSS (polyaniline / poly (4-styrenesulfonate)), or mixtures thereof. When both the hole transporting layer and the hole injecting layer are used, a hole injecting layer may be positioned between the anode layer and the hole transporting layer.

본 발명의 유기발광다이오드의 또 다른 구현예에 있어서, 음극층과 발광층의 사이에, 전자 수송층 및 전자 주입층 중의 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 전자 수송층은, 바람직하게는, 발광층에 사용된 전자수송물질을 포함할 수 있다. 전자 주입층은, 예를 들면, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 전자 수송층 및 전자 주입층이 모두 사용되는 경우, 음극층과 전자 수송층의 사이에 전자 주입층이 위치할 수 있다.
In another embodiment of the organic light emitting diode of the present invention, at least one of an electron transport layer and an electron injection layer may be further included between the cathode layer and the light emitting layer. The electron transporting layer may preferably include an electron transporting material used in the light emitting layer. The electron injection layer may include, for example, LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, or a mixture thereof. When both the electron transporting layer and the electron injecting layer are used, the electron injecting layer may be positioned between the cathode layer and the electron transporting layer.

본 발명의 유기발광다이오드의 또 다른 구현예에 있어서, 전자수송층은 n 도펀트를 더 포함할 수 있다. n 도펀트는, 예를 들면, Rb2CO3, Cs2CO3, LiF, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 전자 수송층에 n 도펀트를 더 포함함으로써, 전자 수송층과 정공 수송층 간의 전하균형을 유도할 수 있다. 전자 수송층과 정공 수송층 간의 전하균형은 유기발광다이오드의 외부양자효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
In another embodiment of the organic light emitting diode of the present invention, the electron transporting layer may further include n dopant. The n-dopant may be, for example, Rb 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 , LiF, or a mixture thereof. By further including an n-dopant in the electron transporting layer, the charge balance between the electron transporting layer and the hole transporting layer can be induced. The charge balance between the electron transporting layer and the hole transporting layer can further improve the external quantum efficiency of the organic light emitting diode.

이하에서는, 본 발명의 유기발광다이오드를 제조하는 방법의 예를 상세히 설명한다(양극층이 바닥에 위치하는 구현예를 설명한다). Hereinafter, an example of a method of manufacturing the organic light emitting diode of the present invention will be described in detail (an embodiment in which the anode layer is located at the bottom) will be described.

먼저, 양극층을 기판 위에 형성한다. 기판으로서는, 통상적인 유기 발광 소자에 사용되는 기판을 사용할 수 있으며, 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 예를 들면 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 기판을 형성할 수 있다. 양극층은 공지된 다양한 방법, 예를 들면, 증착법, 스퍼터링법 또는 스핀코팅법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 양극층 위에 정공 주입층을 형성한다. 정공 주입층은 양극층 위에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB(Langmuir-Blodgett)법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 정공 주입층 위에 정공 수송층을 형성한다. 정공 수송층의 형성은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다. 정공 수송층 위에 발광층을 형성한다. 발광층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 발광층 위에 전자 수송층을 형성한다. 전자 수송층의 형성은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다. 전자 수송층 위에 전자 주입층을 형성한다. 전자 주입층의 형성은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다. 전자 주입층 위에 음극층을 형성한다. 음극층은 공지된 다양한 방법, 예를 들면, 증착법, 스퍼터링법 또는 스핀코팅법 등을 이용하여 형성될 수 있다.
First, a positive electrode layer is formed on a substrate. As the substrate, a substrate used for a common organic light emitting device can be used, and a glass substrate or a transparent plastic substrate excellent in mechanical strength, thermal stability, transparency, surface smoothness, ease of handling and waterproofness can be used. For example, the substrate can be formed of a transparent glass material containing SiO 2 as a main component. The anode layer may be formed by various known methods, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, a spin coating method, or the like. A hole injection layer is formed on the anode layer. The hole injection layer may be formed on the anode layer by various methods such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or a Langmuir-Blodgett (LB) method. A hole transport layer is formed on the hole injection layer. The hole transport layer can be formed by various methods such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method. A light emitting layer is formed on the hole transporting layer. The light emitting layer may be formed using various methods such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, or an LB method. An electron transporting layer is formed on the light emitting layer. Various methods such as a vacuum vapor deposition method, a spin coating method, a casting method, and an LB method can be used for forming the electron transporting layer. And an electron injection layer is formed on the electron transport layer. The electron injection layer may be formed by various methods such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, or an LB method. A cathode layer is formed on the electron injection layer. The cathode layer may be formed by various known methods, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, a spin coating method, or the like.

본 발명의 다른 측면에 따라, 본 발명의 유기발광다이오드를 포함하는 조명이 제공된다. 상기 조명은 양극층; 상기 양극층 위에 위치하는 발광층으로서, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 포함하는 도펀트를 포함하는 발광층; 및 상기 발광층 위에 위치하는 음극층;을 포함하는 유기발광다이오드를 구비한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an illumination comprising an organic light emitting diode of the present invention. The illumination includes an anode layer; A light emitting layer comprising a dopant including a host including a hole transporting material and an electron transporting material forming an exciplex and an Ir (mphmq) 2 tmd based phosphorescent material located on the anode layer; And a cathode layer disposed on the light emitting layer.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 본 발명의 유기발광다이오드를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 상기 디스플레이 장치는 소스, 드레인, 게이트 및 활성층을 포함한 트랜지스터; 및 양극층, 상기 양극층 위에 위치하는 발광층으로서, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 포함하는 도펀트를 포함하는 발광층, 및 상기 발광층 위에 위치하는 음극층을 포함하는 유기발광다이오드;를 구비하며, 상기 유기발광다이오드의 음극층 또는 양극층이 상기 소스 및 드레인 중 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a display device including the organic light emitting diode of the present invention. The display device includes a transistor including a source, a drain, a gate, and an active layer; And an anode layer, a light-emitting layer disposed on the anode layer, the light-emitting layer including a host including a hole transporting material and an electron transporting material forming an exciplex and a dopant including an Ir (mphmq) 2 tmd based phosphorescent material, A cathode layer or an anode layer of the organic light emitting diode may be electrically connected to one of the source and the drain.

<실시예><Examples>

실시예Example 1 --- 유기발광다이오드의 제작 ( 1 --- Fabrication of Organic Light Emitting Diodes 발광층The light- :  : NPBNPB , B3PYMPM 및 Ir(, B3PYMPM and Ir ( mphmqmphmq )) 22 tmdtmd ))

ITO 100nm가 증착된 유리기판 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 1 Å/s의 증착속도로, TAPC를 증착하여 75 nm 두께의 정공 주입층을 형성하였다. TAPC was deposited on the glass substrate on which ITO 100 nm was deposited by vacuum thermal evaporation at a deposition rate of 1 Å / s under a vacuum of 5 × 10 -7 torr or less to form a 75 nm thick hole injection layer.

정공 주입층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 1 Å/s의 증착 속도로 NPB를 증착하여 10 nm 두께의 정공 수송층을 형성하였다. NPB was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 1 Å / s at a vacuum degree of 5 × 10 -7 torr or less by vacuum thermal evaporation to form a hole transport layer having a thickness of 10 nm.

정공 수송층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 NPB, B3PYMPM 및 Ir(mphmq)2tmd를 각각 0.49 Å/s, 0.46 Å/s, 0.05 Å/s의 증착 속도로 동시 증착하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다. NPB : B3PYMPM의 몰비는 1:1 이었고, NPB, B3PYMPM 및 Ir(mphmq)2tmd의 총 중량 100 wt%를 기준으로 하여, Ir(mphmq)2tmd의 함량은 5 wt%이었다.A hole transport layer, a vacuum thermal evaporation in vacuum level of less than 5 x 10 -7 torr NPB, B3PYMPM and Ir (mphmq) simultaneously depositing at a deposition rate of 2 tmd each 0.49 Å / s, 0.46 Å / s, 0.05 Å / s To form a light emitting layer having a thickness of 30 nm. The molar ratio of NPB: B3PYMPM was 1: 1, and the content of tmd of Ir (mphmq) 2 was 5 wt% based on the total weight of 100 wt% of NPB, B3PYMPM and Ir (mphmq) 2 tmd.

발광층 위에, 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 1 Å/s의 증착 속도로, B3PYMPM을 증착하여 10 nm 두께의 전자 수송층을 형성하였다. B3PYMPM was deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 1 Å / s at a vacuum of 5 × 10 -7 torr or less to form an electron transport layer having a thickness of 10 nm.

전하균형을 맞추기 위하여, 전자 수송층 위에, 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서, B3PYMPM 및 n 도펀트로서 RB2CO3를 각각 0.98 Å/s, 0.02 Å/s의 증착 속도로 동시 증착하여, 45 nm 두께의 전하균형용 전자 수송층을 형성하였다. 전하균형용 전자 수송층에 있어서, RB2CO3 도핑량은, B3PYMPM 및 RB2CO3의 총 중량 100 wt%를 기준으로 하여, 2 wt%이었다.B3PYMPM and RB 2 CO 3 as n dopants were co-deposited on the electron transport layer at a deposition rate of 0.98 Å / s and 0.02 Å / s, respectively, at a vacuum degree of 5 × 10 -7 torr or less, nm thick electron transporting layer for charge balancing was formed. In the electron transport layer for charge balance, RB 2 CO 3 is the dose, based on the total weight B3PYMPM and 100 wt% of the RB 2 CO 3, was 2 wt%.

전하균형용 전자 수송층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 4 Å/s의 증착 속도로, Al을 증착하여 100 nm 두께의 상부전극을 형성함으로써 실시예 1의 유기발광다이오드를 제조하였다.Al was deposited on the electron transport layer for charge balancing at a deposition rate of 4 A / s at a degree of vacuum of 5 x 10 &lt; -7 &gt; torr or less by vacuum thermal evaporation to form an upper electrode of 100 nm thick, .

실시예 1의 유기발광다이오드에 대하여, 분광광도계 (Spectrascan PR 650, Photoresearch)를 사용하여 발광 스펙트럼을 얻었다. 도 1은, 실시예 1의 유기발광다이오드의 발광 스펙트럼이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 유기발광다이오드는 612 nm 에서 피크를 보였으며, 적색광 소자로 적합하게 사용될 수 있다.
For the organic light emitting diode of Example 1, a luminescence spectrum was obtained using a spectrophotometer (Spectrascan PR 650, Photoresearch). 1 is an emission spectrum of the organic light emitting diode of Example 1. Fig. As shown in FIG. 1, the organic light emitting diode of Example 1 showed a peak at 612 nm and can be suitably used as a red light element.

비교예Comparative Example 1 --- 유기발광다이오드의 제작 ( 1 --- Fabrication of Organic Light Emitting Diodes 발광층The light- :  : TCTATCTA , B3PYMPM 및 Ir(, B3PYMPM and Ir ( ppyppy )) 22 acacacac ))

ITO 100nm가 증착된 유리기판 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 1 Å/s의 증착 속도로, TAPC를 증착하여 60 nm 두께의 정공 주입층을 형성하였다. TAPC was deposited on the glass substrate on which ITO 100 nm was deposited by vacuum thermal evaporation at a deposition rate of 1 Å / s at a degree of vacuum of 5 × 10 -7 torr or less to form a 60 nm thick hole injection layer.

정공 주입층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 1 Å/s의 증착 속도로, TCTA를 증착하여 10 nm 두께의 정공 수송층을 형성하였다. TCTA was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 1 Å / s at a vacuum degree of 5 × 10 -7 torr or less by vacuum thermal evaporation to form a hole transport layer having a thickness of 10 nm.

정공 수송층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서, TCTA, B3PYMPM 및 Ir(ppy)2acac를 각각 0.52 Å/s, 0.4 Å/s, 0.08 Å/s의 증착 속도로 동시 증착하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다. TCTA : B3PYMPM의 몰비는 1:1 이었고, TCTA, B3PYMPM 및 Ir(ppy)2acac의 총 중량 100 wt%를 기준으로 하여, Ir(ppy)2acac의 함량은 8 wt%이었다.A hole transport layer, a vacuum heat in vacuum of less than 5 x 10 -7 torr Deposition, TCTA, B3PYMPM and Ir (ppy) 2acac simultaneously depositing at a deposition rate of 0.52 Å / s, 0.4 Å / s, 0.08 Å / s , respectively To form a light emitting layer having a thickness of 30 nm. The molar ratio of TCTA: B3PYMPM was 1: 1, and the content of Ir (ppy) 2acac was 8 wt% based on the total weight of 100 wt% of TCTA, B3PYMPM and Ir (ppy) 2acac.

TCTA : 4,4’,4’’-tris(N-carbazolyl)-triphenylamineTCTA: 4,4 ', 4' '- tris (N-carbazolyl) -triphenylamine

Ir(ppy)2acac : bis(2-phenylpyridine)iridium(III) acetylacetonateIr (ppy) 2acac: bis (2-phenylpyridine) iridium (III) acetylacetonate

발광층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 1 Å/s의 증착 속도로, B3PYMPM을 증착하여 40 nm 두께의 전자 수송층을 형성하였다. B3PYMPM was deposited on the light emitting layer by a vacuum thermal evaporation method at a deposition rate of 1 Å / s at a vacuum degree of 5 × 10 -7 torr or less to form an electron transport layer having a thickness of 40 nm.

전자 수송층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 0.01 Å/s의 증착 속도로, LiF를 증착하여 0.7 nm 두께의 전자 주입층을 형성하였다.LiF was deposited on the electron transport layer at a deposition rate of 0.01 Å / s at a degree of vacuum of 5 × 10 -7 torr or less by vacuum thermal evaporation to form an electron injection layer with a thickness of 0.7 nm.

전자 주입층 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 4 Å/s의 증착 속도로, Al을 증착하여 100 nm 두께의 상부전극을 형성함으로써 비교예 1의 유기발광다이오드를 제조하였다.
Al was deposited on the electron injecting layer at a deposition rate of 4 Å / s at a degree of vacuum of 5 × 10 -7 torr or less by vacuum thermal evaporation to form an upper electrode having a thickness of 100 nm to manufacture the organic light emitting diode of Comparative Example 1 Respectively.

참조예Reference Example 1 ---  One --- 발광층의The light- 형성 formation

유리기판 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서 NPB, B3PYMPM 및 Ir(mphmq)2tmd를 각각 0.49 Å/s, 0.46 Å/s, 0.05 Å/s의 증착 속도로, NPB, B3PYMPM 및 Ir(mphmq)2tmd를 동시 증착하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다. NPB : B3PYMPM의 몰비는 1:1 이었고, NPB, B3PYMPM 및 Ir(mphmq)2tmd의 총 중량 100 wt%를 기준으로 하여, Ir(mphmq)2tmd의 함량은 5 wt%이었다. 참조예 1의 발광층은 실시예 1의 유기발광다이오드에 사용된 발광층과 동일하다.
NPB, B3PYMPM and Ir (mphmq) 2tmd were deposited on the glass substrate at a deposition rate of 0.49 Å / s, 0.46 Å / s and 0.05 Å / s, respectively, at a vacuum degree of 5 × 10 -7 torr or less by vacuum thermal evaporation, B3PYMPM and Ir (mphmq) 2tmd were simultaneously deposited to form a light emitting layer with a thickness of 30 nm. The molar ratio of NPB: B3PYMPM was 1: 1, and the content of Ir (mphmq) 2tmd was 5 wt% based on the total weight of 100 wt% of NPB, B3PYMPM and Ir (mphmq) 2tmd. The light emitting layer of Reference Example 1 is the same as the light emitting layer used for the organic light emitting diode of Example 1.

비교 compare 참조예Reference Example 1 ---  One --- 발광층의The light- 형성 formation

유리기판 위에, 진공 열증착법으로 5 x 10-7 torr 이하의 진공도에서, TCTA, B3PYMPM 및 Ir(ppy)2acac를 각각 0.52 Å/s, 0.4 Å/s, 0.08 Å/s의 증착 속도로, TCTA, B3PYMPM 및 Ir(ppy)2acac를 동시 증착하여 30 nm 두께의 발광층을 형성하였다. TCTA : B3PYMPM의 몰비는 1:1 이었고, TCTA, B3PYMPM 및 Ir(ppy)2acac의 총 중량 100 wt%를 기준으로 하여, Ir(ppy)2acac의 함량은 8 wt%이었다. 비교 참조예 1의 발광층은 비교예 1의 유기발광다이오드에 사용된 발광층과 동일하다.
On a glass substrate, in a vacuum of less than 5 x 10 -7 torr in a vacuum thermal deposition method, a deposition rate of TCTA, B3PYMPM and Ir (ppy) 0.52 Å / s for each 2acac, 0.4 Å / s, 0.08 Å / s, TCTA , B3PYMPM and Ir (ppy) 2acac were co-deposited to form a light emitting layer having a thickness of 30 nm. The molar ratio of TCTA: B3PYMPM was 1: 1, and the content of Ir (ppy) 2acac was 8 wt% based on the total weight of 100 wt% of TCTA, B3PYMPM and Ir (ppy) 2acac. The light emitting layer of Comparative Example 1 is the same as the light emitting layer used in the organic light emitting diode of Comparative Example 1.

발광층에서의In the light emitting layer 인광 물질의 수평  Phosphorous level 배향율Orientation ratio 측정 Measure

합성 쿼츠로 만들어진 반원통형 렌즈에 합성 쿼츠 기판위에 증착된 샘플을 고정 시키고, 325 nm 레이저를 조사하여 발광을 시킨다. 발광된 빛은 편광 필름을 통과하여 PMT(Photomultiplier tube)와 단색광기(monochromator)로 측정하고 1도씩 돌려가며 -90 도부터 90 도까지 측정을 한다. 발광체가 수직 배향을 가질 때 나타내는 각도별 p-편광 광발광 세기와 수평 배향을 가질 때 나타내는 각도별 p-편광 광발광 세기를 계산하여 이 둘 값에 각각 가중치를 곱하여 실험치와 일치되는 지점을 구해 수평배향율을 결정할 수 있다.
A sample deposited on a synthetic quartz substrate is fixed to a semi-cylindrical lens made of synthetic quartz and irradiated with a 325 nm laser to emit light. The emitted light passes through a polarizing film and is measured by a PMT (Photomultiplier tube) and a monochromator (monochromator), and is rotated from -90 to 90 degrees by 1 degree. The p-polarized light emission intensity for each angle and the p-polarized light emission intensity for each angle when the light emitter has a vertical orientation are calculated, and the two values are multiplied by weights respectively, The orientation ratio can be determined.

도 2는 참조예 1의 발광층에서의 Ir(mphmq)2tmd 인광 물질의 수평 배향율 측정결과이다. 도 3은 비교 참조예 1의 발광층에서의 Ir(ppy)2acac 인광 물질의 수평 배향율을 측정결과이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 참조예 1의 발광층에서의 Ir(mphmq)2tmd 인광 물질의 수평 배향율은 89%이었다. 반면에, 도 3에 나타난 바와 같이, 비교 참조예 1의 발광층에서의 Ir(ppy)2acac 인광 물질의 수평 배향율은 76%에 불과하였다. 이로부터, NPB, B3PYMPM 및 Ir(mphmq)2tmd의 조합은 매우 우수한 도펀트의 수평 배향율을 유도한다는 예상외의 효과를 발휘함을 알 수 있다.
Fig. 2 shows the result of measuring the horizontal orientation ratio of Ir (mphmq) 2 tmd phosphorescent material in the light emitting layer of Reference Example 1. Fig. 3 shows the result of measuring the horizontal orientation ratio of Ir (ppy) 2 acac phosphor in the light emitting layer of Comparative Reference Example 1. As shown in Fig. 2, the horizontal orientation ratio of the Ir (mphmq) 2 tmd phosphor in the light emitting layer of Reference Example 1 was 89%. On the other hand, as shown in Fig. 3, the horizontal orientation ratio of the Ir (ppy) 2 acac phosphor in the light emitting layer of Comparative Reference Example 1 was merely 76%. From this, it can be seen that the combination of NPB, B3PYMPM and Ir (mphmq) 2 tmd exerts an unexpected effect of inducing a horizontal orientation ratio of a very good dopant.

외부 양자 효율의 측정Measurement of external quantum efficiency

실시예 1 및 비교예 1의 유기발광다이오드에 대하여, 색도계(Photo research spectrophotometer; PR-650) 및 전원 공급장치(Keithley 2400)를 사용하여 전압-전류밀도-발광휘도의 관계를 측정하였다. The relationship between the voltage-current density and the luminance of the organic light emitting diode of Example 1 and Comparative Example 1 was measured using a photo research spectrophotometer (PR-650) and a power supply (Keithley 2400).

도 4는, 실시예 1의 유기발광다이오드에 대한 전압-전류밀도-발광휘도의 관계이다. 도 4의 전압-전류밀도-발광휘도 자료를 기초로 하여, 실시예 1의 유기발광다이오드에 대한 외부양자효율 및 전력효율을 계산하였다. 도 5는 실시예 1의 유기발광다이오드에 대한 휘도 대비 외부양자효율의 관계이다. 도 6은, 실시예 1의 유기발광다이오드에 대한 휘도 대비 전력효율의 관계이다.4 is a graph showing the relationship between the voltage-current density and the light emission luminance for the organic light emitting diode of Example 1. Fig. Based on the voltage-current density-emission luminance data of FIG. 4, the external quantum efficiency and power efficiency of the organic light emitting diode of Example 1 were calculated. 5 is a graph showing the relationship between the luminance and the external quantum efficiency for the organic light emitting diode of Example 1. Fig. 6 is a graph showing the relationship between the luminance and the power efficiency for the organic light emitting diode of Example 1. Fig.

도 7은 비교예 1의 유기발광다이오드에 대한 전압-전류밀도-발광휘도의 관계이다. 도 7의 전압-전류밀도-발광휘도 자료를 기초로 하여, 비교예 1의 유기발광다이오드에 대한 외부양자효율 및 전력효율을 계산하였다. 도 8은, 비교예 1의 유기발광다이오드에 대한 외부양자효율 및 전력효율이다.7 is a graph showing the relation between the voltage-current density and the light emission luminance for the organic light emitting diode of Comparative Example 1. Fig. The external quantum efficiency and power efficiency of the organic light emitting diode of Comparative Example 1 were calculated based on the voltage-current density-light emission luminance data of FIG. 8 is external quantum efficiency and power efficiency for the organic light emitting diode of Comparative Example 1. Fig.

도 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 유기발광다이오드는 최대 외부양자효율이 37.28% 이었으며, 휘도 1000 nit에서 36.92%의 외부양자효율을, 휘도 10000 nit에서 31.28%의 외부양자효율을 나타내었다. 이러한 성능은, 고 휘도에서도 30%이상의 외부양자효율을 발휘하는 실시예 1의 유기발광다이오드의 성능은, 현재까지 알려진 바에 의하면, 세계 최고의 성능이다. 현재까지 알려진 바에 의하면, 종래의 녹색 유기발광다이오드 소자는 최대 외부양자효율이 29%이었으며, 종래의 적색 유기발광다이오드 소자는 최대 외부양자효율이 26%에 불과하였다.As shown in FIG. 5, the organic light emitting diode of Example 1 exhibited a maximum external quantum efficiency of 37.28%, an external quantum efficiency of 36.92% at a luminance of 1000 nits, and an external quantum efficiency of 31.28% at a luminance of 10,000 nits. The performance of the organic light emitting diode of Example 1, which exhibits an external quantum efficiency of 30% or more even at a high luminance, is the best performance in the world as it is known to date. As is known, the conventional organic light emitting diode device has a maximum external quantum efficiency of 29%, and the conventional red organic light emitting diode device has a maximum external quantum efficiency of only 26%.

비교예 1의 유기발광다이오드는, 도 8에 나타난 바와 같이, 최대 외부양자효율이 29.1% 이었으며, 휘도 10000 nit에서 27.8%의 외부양자효율을 나타내었다. 이러한 성능은, 실시예 1의 유기발광다이오드에 비하여, 매우 저조한 성능이다. As shown in FIG. 8, the organic light emitting diode of Comparative Example 1 had a maximum external quantum efficiency of 29.1% and an external quantum efficiency of 27.8% at a luminance of 10,000 nits. This performance is much lower than that of the organic light emitting diode of Example 1.

이러한 결과로부터, 발광층을 위한 NPB, B3PYMPM 및 Ir(mphmq)2tmd의 조합은, "발광층에서의 도펀트 수평 배향율을 매우 향상시키며 그에 따라 유기발광다이오드가 매우 향상된 외부양자효율을 갖게 한다"는 예상외의 효과를 발휘함을 알 수 있다. From these results, it can be seen that the combination of NPB, B3PYMPM and Ir (mphmq) 2 tmd for the light emitting layer significantly improves the horizontal orientation rate of the dopant in the light emitting layer and thus the organic light emitting diode has significantly improved external quantum efficiency. The effect can be seen.

나아가, 발광층을 위한 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 포함하는 도펀의 조합은, "발광층에서의 도펀트 수평 배향율을 매우 향상시키며 그에 따라 유기발광다이오드가 매우 향상된 외부양자효율을 갖게 한다"는 예상외의 효과를 발휘함을 알 수 있다.Further, a combination of a dopant containing a host and an Ir (mphmq) 2 tmd-based phosphor including a hole transporting material and an electron transporting material for forming an exciplex for a light emitting layer is characterized in that the horizontal orientation ratio of the dopant in the light emitting layer is greatly improved So that the organic light emitting diode has a significantly improved external quantum efficiency. &Quot;

Claims (9)

양극층;
상기 양극층 위에 위치하는 발광층으로서, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질 및 전자수송물질을 포함하는 호스트; 및 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질을 포함하는 도펀트;를 포함하는 발광층; 및
상기 발광층 위에 위치하는 음극층;을 포함하는,
유기발광다이오드.
An anode layer;
A host including a hole transporting material and an electron transporting material for forming an exciplex as a light emitting layer located on the anode layer; And Ir (mphmq) 2 tmd-based phosphorescent material; And
And a cathode layer disposed on the light emitting layer,
Organic light emitting diode.
제 1 항에 있어서, 상기 호스트는, 엑시플렉스를 형성하는 정공수송물질:전자수송물질 쌍으로서, NPB:B3PYMPM, TCTA:B3PYMPM, TCTA:TPBi, TCTA:3TPYMB, TCTA:BmPyPB, TCTA:BSFM, CBP:B3PYMPM, 또는 NPB:BSFM를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.2. The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the host is a hole transport material: electron transport material pair which forms an exciplex, NPB: B3PYMPM, TCTA: B3PYMPM, TCTA: TPBi, TCTA: 3TPYMB, TCTA: BmPyPB, TCTA: BSFM, CBP : B3PYMPM, or NPB: BSFM. 제 1 항에 있어서, 상기 발광층에 있어서, 상기 전자수송물질의 함량은, 상기 정공수송물질의 100 몰부를 기준으로 하여, 50 몰부 내지 150 몰부인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.The organic light emitting diode according to claim 1, wherein the content of the electron transporting material in the light emitting layer is 50 to 150 mol based on 100 mol of the hole transporting material. 제 1 항에 있어서, 상기 발광층에 있어서, 상기 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질의 함량은, 상기 정공수송물질, 상기 전자수송물질 및 상기 Ir(mphmq)2tmd계 인광 물질의 총 중량 100 wt%를 기준으로 하여, 1 wt% 내지 20 wt%인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.The method of claim 1, wherein in the light-emitting layer, the Ir (mphmq) 2 content of tmd-based phosphors, the hole transport material, a total weight of 100 wt of the electron transport material and the Ir (mphmq) 2 tmd based phosphor %, Based on the total weight of the organic light-emitting diode. 제 1 항에 있어서, 상기 유기발광다이오드가, 상기 양극층과 상기 발광층의 사이에, 정공 수송층 및 정공 주입층 중의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.The organic light emitting diode according to claim 1, wherein the organic light emitting diode further comprises at least one of a hole transporting layer and a hole injection layer between the anode layer and the light emitting layer. 제 1 항에 있어서, 상기 유기발광다이오드가, 상기 음극층과 상기 발광층의 사이에, 전자 수송층 및 전자 주입층 중의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.The organic light emitting diode according to claim 1, wherein the organic light emitting diode further comprises at least one of an electron transport layer and an electron injection layer between the cathode layer and the light emitting layer. 제 6 항에 있어서, 상기 전자 수송층이 n 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.The organic light-emitting diode according to claim 6, wherein the electron transport layer further comprises n-dopant. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 유기발광다이오드를 포함하는 조명.8. A lighting comprising the organic light emitting diode according to any one of claims 1 to 7. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 유기발광다이오드를 포함하는 디스플레이 장치.A display device comprising the organic light emitting diode according to any one of claims 1 to 7.
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