KR101680934B1 - Highly Efficient OLED having Phosphorescence and Delayed Fluorescence Dopants - Google Patents
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Abstract
유기발광다이오드를 제공한다. 상기 유기발광다이오드는 애노드, 캐소드, 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 차례로 배치된 제1 서브 발광층과 제2 서브 발광층을 구비하는 발광층을 포함한다. 상기 제1 서브 발광층과 상기 제2 서브 발광층 중 어느 하나의 서브 발광층은 제1 인광도펀트, 지연형광도펀트, 및 제1 호스트를 함유한다. 상기 제1 서브 발광층과 상기 제2 서브 발광층 중 다른 하나의 서브 발광층은 제2 인광도펀트와 제2 호스트를 함유할 수 있다.Thereby providing an organic light emitting diode. The organic light emitting diode includes an anode, a cathode, and a light emitting layer having a first sub-emission layer and a second sub-emission layer sequentially disposed between the anode and the cathode. The sub-emission layer of either the first sub-emission layer or the second sub-emission layer contains a first phosphorescent dopant, a retardation fluorescent dopant, and a first host. And the other sub-emission layer of the first sub-emission layer and the second sub-emission layer may contain a second phosphorescent dopant and a second host.
Description
본 발명은 유기전자소자에 관한 것으로 더욱 상세하게는 유기발광다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to organic electronic devices, and more particularly to organic light emitting diodes.
유기발광다이오드(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.An organic light emitting diode (OLED) is a self-luminous type device having a wide viewing angle, excellent contrast, fast response time, excellent luminance, driving voltage and response speed characteristics, and multi-coloring.
일반적인 유기발광다이오드는 애노드 및 캐소드와 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재된 유기층을 포함할 수 있다. 상기 유기층은, 전자주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등을 포함할 수 있다. 상기 애노드 및 캐소드 간에 전압을 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공은 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하는데, 이 엑시톤이 기저상태로 전이하면서 광이 방출된다.A typical organic light emitting diode may include an anode and a cathode and an organic layer interposed between the anode and the cathode. The organic layer may include an electron injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer. When a voltage is applied between the anode and the cathode, holes injected from the anode move to the light emitting layer via the hole transporting layer, and electrons injected from the cathode move to the light emitting layer via the electron transporting layer. The carriers such as holes and electrons recombine in the light emitting layer region to generate an exiton, which emits light while transitioning to the ground state.
이러한 유기발광다이오드에서 백색의 광을 방출하는 백색유기발광다이오드가 개발되고 있다. 이러한 백색유기발광다이오드에서 인광도펀트와 형광도펀트를 조합하여 백색을 구현하는 방법이 개발되고 있으나(KR20100137335A), 형광도펀트의 낮은 삼중항 에너지로 인해 인광도펀트의 엑시톤이 소광되는 문제점이 있다.White organic light emitting diodes emitting white light in such organic light emitting diodes have been developed. In this white organic light emitting diode, a method of combining a phosphorescent dopant with a fluorescent dopant to develop a white color has been developed (KR20100137335A). However, there is a problem that excitons of the phosphorescent dopant are extinguished due to low triplet energy of the fluorescent dopant.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인광도펀트의 엑시톤이 소광되지 않아 효율이 크게 향상된 백색 유기발광다이오드를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a white organic light emitting diode in which the exciton of a phosphorescent dopant is not extinguished and the efficiency is greatly improved.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유기발광다이오드를 제공한다. 상기 유기발광다이오드는 애노드, 캐소드, 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 차례로 배치된 제1 서브 발광층과 제2 서브 발광층을 구비하는 발광층을 포함한다. 상기 제1 서브 발광층과 상기 제2 서브 발광층 중 어느 하나의 서브 발광층은 제1 인광도펀트, 지연형광도펀트, 및 제1 호스트를 함유한다. 상기 제1 서브 발광층과 상기 제2 서브 발광층 중 다른 하나의 서브 발광층은 제2 인광도펀트와 제2 호스트를 함유할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided an organic light emitting diode. The organic light emitting diode includes an anode, a cathode, and a light emitting layer having a first sub-emission layer and a second sub-emission layer sequentially disposed between the anode and the cathode. The sub-emission layer of either the first sub-emission layer or the second sub-emission layer contains a first phosphorescent dopant, a retardation fluorescent dopant, and a first host. And the other sub-emission layer of the first sub-emission layer and the second sub-emission layer may contain a second phosphorescent dopant and a second host.
상기 제1 호스트의 T1 준위는 상기 제1 인광도펀트의 T1 준위 또는 상기 지연형광도펀트의 T1 준위에 비해 높을 수 있다.T 1 level of the first host may be higher than the T 1 level of the T 1 level or delay the fluorescent dopant of the first phosphorescent dopant.
상기 지연형광도펀트의 T1 준위는 상기 제1 인광도펀트의 T1 준위에 비해 같거나 낮을 수 있다. The T 1 level of the retarded fluorescent dopant may be the same or lower than the T 1 level of the first phosphorescent dopant.
상기 지연형광도펀트는 T1 준위와 S1 준위 사이의 에너지 갭(△EST)이 0 내지 0.5 eV일 수 있다. 상기 지연형광도펀트는 카바졸릴 다이시아노벤젠(carbazolyl dicyanobenzene, CDCB)일 수 있다. The retarded fluorescent dopant may have an energy gap (E ST ) between the T 1 and S 1 levels of 0 to 0.5 eV. The retarded fluorescent dopant may be carbazolyl dicyanobenzene (CDCB).
상기 제1 또는 제2 인광도펀트는 Ir(pq)2(acac), PtOEP, Ir(piq)3, Btp2Ir(acac), Ir(ppy)3 , Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3, FIrpic, (F2ppy)2Ir(tmd), 또는 Ir(dfppz)3일 수 있다. 상기 제1 또는 제2 호스트는 mCP(N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene), mCBP (3,3'-di(9H-carbazol-9-yl)-1,1'-biphenyl), CBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), TPBI(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), BmPyPb (1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene), TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl), 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), 2,5-디아릴 실롤 유도체(PyPySPyPy), 퍼플루오리네이티드 화합물(PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ, Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BCP, Balq, 또는 이들의 복합 호스트일 수 있다.The first or the second phosphorescent dopant is Ir (pq) 2 (acac) , PtOEP, Ir (piq) 3, Btp 2 Ir (acac), Ir (ppy) 3, Ir (ppy) 2 (acac), Ir ( mpyp) 3 , FIrpic, (F 2 ppy) 2 Ir (tmd), or Ir (dfppz) 3 . The first or second host is selected from the group consisting of mCP (N, N-dicarbazolyl-3,5-benzene), mCBP (3,3'-di (9H- (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazole-2-yl) benzene), BmPyPb (1,3,5-tri [( (Triphenylsilyl) phenyl), tris (8-quinolinolate) aluminum (Alq3), 2,5-diarylsilole derivative (PyPySPyPy (3-pyridyl) ), Perfluorinated compounds (PF-6P), octasubstituted cyclooctatetraene (COTs), TAZ, Bphen (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) ), BCP, Balq, or a composite host thereof.
상기 제1 서브 발광층과 상기 제2 서브 발광층은 서로 보색관계에 있는 광을 방출할 수 있다. 상기 제1 인광도펀트는 청색 인광도펀트이고, 상기 지연형광도펀트는 녹색 지연형광도펀트이고, 상기 제2 인광도펀트는 적색 인광도펀트일 수 있다. 이 때, 상기 제1 인광도펀트는 FIrpic이고, 상기 지연형광도펀트는 4CzIPN이고, 상기 제2 인광도펀트는 Ir(pq)2acac일 수 있다. 다른 예에서, 상기 제1 인광도펀트는 적색 인광도펀트이고, 상기 지연형광도펀트는 녹색 지연형광도펀트이고, 상기 제2 인광도펀트는 청색 인광도펀트일 수 있다. 이 때, 상기 제1 인광도펀트는 Ir(pq)2acac이고, 상기 지연형광도펀트는 4CzIPN이고, 상기 제2 인광도펀트는 FIrpic일 수 있다.The first sub-emission layer and the second sub-emission layer may emit light in a complementary relationship with each other. The first phosphorescent dopant may be a blue phosphorescent dopant, the retarded fluorescent dopant may be a green retarded fluorescent dopant, and the second phosphorescent dopant may be a red phosphorescent dopant. In this case, the first phosphorescent dopant may be FIrpic, the retardation fluorescent dopant may be 4CzIPN, and the second phosphorescent dopant may be Ir (pq) 2 acac. In another example, the first phosphorescent dopant is a red phosphorescent dopant, the retarded fluorescent dopant is a green retarded fluorescent dopant, and the second phosphorescent dopant may be a blue phosphorescent dopant. In this case, the first phosphorescent dopant may be Ir (pq) 2 acac, the retardation fluorescent dopant may be 4CzIPN, and the second phosphorescent dopant may be FIrpic.
상기 애노드가 광투과전극이고 상기 캐소드가 광반사전극이고, 상기 제1 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장은 상기 제2 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장에 비해 짧을 수 있다. 이와는 반대로, 상기 애노드가 광반사전극이고 상기 캐소드가 광투과전극이고, 상기 제2 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장은 상기 제1 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장에 비해 같거나 짧을 수 있다.The anode may be a light transmitting electrode, the cathode may be a light reflecting electrode, and a wavelength of light emitted from the first sub-emission layer may be shorter than a wavelength of light emitted from the second sub-emission layer. On the contrary, the anode may be a light reflection electrode, the cathode may be a light transmission electrode, and the wavelength of light emitted from the second sub-emission layer may be the same or shorter than the wavelength of light emitted from the first sub-emission layer.
본 발명의 실시예들에 따르면, 지연형광도펀트를 인광도펀트와 동일 층 내에서 도펀트로서 함께 사용함으로써, 엑시톤 소광 확률이 크게 줄일 수 있고 이에 따라 소자 발광효율을 크게 향상시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention, by using the retarded fluorescent dopant together as a dopant in the same layer as the phosphorescent dopant, the exciton extinction probability can be greatly reduced and the device luminous efficiency can be greatly improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드를 나타낸 단면도이다.
도 2a는 복합발광층 내 인광도펀트, 지연형광도펀트, 및 호스트의 에너지 준위를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 인광발광층 내 인광도펀트와 호스트의 에너지 준위를 개략적으로 도시한다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2A schematically shows the phosphorescent dopant, the retarded fluorescent dopant, and the energy level of the host in the complex emissive layer.
FIG. 2B schematically shows the phosphorescent dopant in the phosphorescent light-emitting layer and the energy level of the host.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
유기발광다이오드Organic light emitting diode
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드를 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 유기발광다이오드는 서로 마주보는 애노드(10)와 캐소드(70), 및 이들 두 전극 사이에 배치된 발광층(40)을 구비한다. Referring to FIG. 1, the organic light emitting diode includes an
이러한 유기발광다이오드에 순방향 바이어스를 인가하면 애노드(10)에서 정공이 발광층(40)으로 유입되고, 캐소드(70)에서 전자가 발광층(40)으로 유입된다. 발광층(40)으로 유입된 전자와 정공은 결합하여 엑시톤을 형성하고, 엑시톤이 기저상태로 전이하면서 광이 방출된다.When a forward bias is applied to the organic light emitting diode, holes are injected from the
발광층(40)은 적어도 두 층 이상의 서브 발광층들, 일 예로서 한 쌍의 서브 발광층들(40a, 40b) 즉, 제1 서브 발광층(40a)과 제2 서브 발광층(40b)을 구비할 수 있다. 상기 서브 발광층들(40a, 40b) 중 어느 하나는 인광발광층이고, 다른 하나는 인광과 지연형광의 복합발광층일 수 있다. 상기 복합발광층은 제1 인광도펀트, 지연형광도펀트, 및 제1 호스트를 함유하고, 상기 인광발광층은 제2 인광도펀트와 제2 호스트를 함유할 수 있다. 상기 제1 인광도펀트와 상기 제2 인광도펀트는 서로 다른 물질일 수 있고, 또한 상기 제1 호스트와 상기 제2 호스트는 서로 다른 물질일 수 있다.The
한편, 발광층(40)에서 백색광을 방출할 수 있도록 상기 서브 발광층들(40a, 40b)에서 각각 방출되는 색들은 보색관계에 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 서브 발광층들(40a, 40b) 중 인광발광층이 적색 인광도펀트를 함유하는 경우, 복합발광층은 녹색 인광도펀트와 청색 지연형광도펀트를 함유하거나 또는 청색 인광도펀트와 녹색 지연형광도펀트를 함유할 수 있다. 다른 예로서, 인광발광층이 녹색 인광도펀트를 함유하는 경우, 복합발광층은 적색 인광도펀트와 청색 지연형광도펀트를 함유하거나 또는 청색 인광도펀트와 적색 지연형광도펀트를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 인광발광층이 청색 인광도펀트를 함유하는 경우, 복합발광층은 적색 인광도펀트와 녹색 지연형광도펀트를 함유하거나 또는 녹색 인광도펀트와 적색 지연형광도펀트를 함유할 수 있다.Meanwhile, the colors emitted from the
지연형광도펀트는 열에 의해 삼중항 상태(T1 준위)에서 일중항 상태(S1 준위)로 역 계간 전이(reverse ISC (intersystem crossing))가 가능할 수 있을 정도로 삼중항 상태(T1)와 일중항 상태(S1) 사이의 에너지 갭(△Est)이 적은 물질이다. 일 예로서, 지연형광도펀트는 삼중항 상태와 일중항 상태 사이의 에너지 갭(△EST)이 0 내지 0.5 eV일 수 있다. 이러한 지연형광도펀트는 카바졸릴 다이시아노벤젠계 유도체들(carbazolyl dicyanobenzene derivatives, CDCB derivatives)으로서, 일 예로서, 적색에서 청색순으로 2,3,5,6-tetrakis(3 ,6-diphenylcarbazol-9-yl)-1,4-dicyanobenzene (4CzTPN-Ph), 2,3,5,6-tetrakis(3 ,6-dimethylcarbazol-9-yl)-1,4-dicyanobenzene (4CzTPN-Me), 3,5,6-tetrakis(carbazol-9-yl)-1,4-dicyanobenzene (4CzTPN), 3,4,5,6-tetrakis(carbazol-9-yl)-1,2-dicyanobenzene (4CzPN), 2,4,5,6-tetrakis(carbazol-9-yl)-1,3- dicyanobenzene (4CzIPN), 또는 2, 4,5-bis(carbazol-9-yl)-1,2-dicyanobenzene (2CzPN)일 수 있다.Delayed fluorescent dopant triplet state (T 1 level) singlet state (S 1 levels) in a reverse Quarterly transition triplet enough to be the (reverse ISC (intersystem crossing)) in the state by heat (T 1) and a singlet days state (S 1) it is a small energy gap (△ Est) material between. As an example, the retarded fluorescent dopant may have an energy gap (E ST ) between the triplet state and the singlet state of 0 to 0.5 eV. Such delayed fluorescent dopants are carbazolyl dicyanobenzene derivatives (CDCB derivatives), for example, 2,3,5,6-tetrakis (3,6-diphenylcarbazol-9 -yl) -1,4-dicyanobenzene (4CzTPN-Ph), 2,3,5,6-tetrakis (3,6-dimethylcarbazol-9- , 6-tetrakis (carbazol-9-yl) -1,4-dicyanobenzene (4CzTPN), 3,4,5,6-tetrakis (carbazol-9-yl) -1,2-dicyanobenzene , 5,6-tetrakis (carbazol-9-yl) -1,3-dicyanobenzene (4CzIPN), or 2,4,5-bis (carbazol-9-yl) -1,2-dicyanobenzene .
인광도펀트는 Ir(pq)2(acac) (하기 화학식 참조), PtOEP(하기 화학식 참조), Ir(piq)3(하기 화학식 참조), Btp2Ir(acac) (하기 화학식 참조) 등의 적색 도펀트; Ir(ppy)3 (ppy = 페닐피리딘) (하기 화학식 참조), Ir(ppy)2(acac) (하기 화학식 참조), Ir(mpyp)3(하기 화학식 참조) 등의 녹색 도펀트; 또는 F2Irpic(FIrpic로도 명명됨, 하기 화학식 참조), (F2ppy)2Ir(tmd)(하기 화학식 참조), Ir(dfppz)3(하기 화학식 참조) 등의 청색 도펀트일 수 있다.The phosphorescent dopant is a red dopant such as Ir (pq) 2 (acac) (see the following chemical formula), PtOEP (see the following chemical formula), Ir (piq) 3 (see the following chemical formula), Btp 2 Ir ; A green dopant such as Ir (ppy) 3 (ppy = phenylpyridine) (see the following chemical formula), Ir (ppy) 2 (acac) (see the following chemical formula) and Ir (mpyp) 3 Or a blue dopant such as F 2 Irpic (also called FIrpic, see the following chemical formula), (F 2 ppy) 2 Ir (tmd) (see the following chemical formula) and Ir (dfppz) 3
한편, 제1 호스트와 제2 호스트는 서로에 관계없이 mCP(N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene), mCBP (3,3'-di(9H-carbazol-9-yl)-1,1'-biphenyl), CBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), TPBI(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), BmPyPb (1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene), TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl), 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), 2,5-디아릴 실롤 유도체(PyPySPyPy), 퍼플루오리네이티드 화합물(PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ(하기 화학식 참조), Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BCP(하기 화학식 참조), Balq(하기 화학식 참조), 또는 이들의 복합 호스트일 수 있다.On the other hand, the first host and the second host are mutually independent of each other, such as mCP (N, N-dicarbazolyl-3,5-benzene), mCBP (3,3'- -biphenyl), CBP (4,4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl), TPBI (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazole- 2-yl) benzene), BmPyPb (Triphenylsilyl) phenyl), tris (8-quinolinolate) aluminum (Alq3), 2,5-dihydroxybenzophenone, Diarylsilole derivatives (PyPySPyPy), perfluorinated compounds (PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ (see the following chemical formula), Bphen (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline , 7-diphenyl-1,10-phenanthroline), BCP (see below), Balq (see below), or a complex host thereof.
도 2a는 복합발광층 내 인광도펀트, 지연형광도펀트, 및 호스트의 에너지 준위를 개략적으로 도시한다.FIG. 2A schematically shows the phosphorescent dopant, the retarded fluorescent dopant, and the energy level of the host in the complex emissive layer.
도 2a를 참조하면, 전자와 정공이 호스트에서 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 호스트의 S1 준위에 있는 경우 이는 게스트인 인광도펀트의 S1 준위 또는 T1 준위, 또는 지연형광도펀트의 S1 준위 또는 T1 준위로 에너지 이동할 수 있다. 한편, 생성된 엑시톤이 호스트의 T1 준위에 있는 경우 이는 인광도펀트의 T1 준위 또는 지연형광도펀트의 T1 준위로 에너지 이동할 수 있다. 인광도펀트에서 S1 준위에 있는 엑시톤은 인광도펀트의 T1 준위로 계간 전이한다. 마찬가지로, 전자와 정공이 인광도펀트에서 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 인광도펀트의 S1 준위에 있는 경우 엑시톤은 인광도펀트의 T1 준위로 계간 전이한다. 지연형광도펀트에서 T1 준위에 있는 엑시톤은 S1 준위로 열에 의해 역 계간 전이한다. 마찬가지로, 전자와 정공이 지연형광도펀트에서 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 지연형광도펀트의 T1 준위에 있는 경우 엑시톤은 지연형광도펀트의 S1 준위로 열에 의해 역 계간 전이한다. 인광도펀트에서 T1 준위에 있는 엑시톤은 인광을 방출하면서 S0 준위로 에너지 이동할 수 있다. 또한, 지연형광도펀트의 S1 준위에 있는 엑시톤은 형광을 방출하면서 S0 준위로 에너지 이동할 수 있다.Referring to Figure 2a, and the electron-hole recombination in the host when generating an exciton, and the generated excitons in the S 1 level of the host, which the S 1 level or T 1 level, or delayed fluorescent dopant of the guest of the phosphorescent dopant The energy can be transferred to the S 1 or T 1 level. On the other hand, when the generated excitons in the T 1 level of the host, which may be moved to the energy level T 1 of T 1 level of the phosphorescent dopant or a fluorescent dopant delay. In the phosphorescent dopant, the excitons at the S 1 level transition in phase to the T 1 level of the phosphorescent dopant. Likewise, when electrons and holes are recombined in the phosphorescent dopant to form an exciton, and the resulting excitons are in the S 1 level of the phosphorescent dopant, the excitons transition to the T 1 level of the phosphorescent dopant. In the retarded fluorescent dopant, the excitons at the T 1 level transit backwards by heat to the S 1 state. Similarly, electrons and holes recombine at the retarded fluorescent dopant to produce an exciton, and when the exciton produced is at the T 1 level of the retarded fluorescent dopant, the exciton transitions back to the S 1 state of the retarded fluorescent dopant by heat. In phosphorescent dopants, the excitons at the T 1 level can transfer energy to the S 0 level while emitting phosphorescence. Also, the excitons at the S 1 level of the retarded fluorescent dopant can transfer energy to the S 0 level while emitting fluorescence.
지연형광도펀트의 T1 준위는 S1 준위로의 열에 의한 역 계간 전이를 가능하게 하기 위해, 일반 형광도펀트의 T1 준위에 비해 매우 높다. 일반 형광 도펀트의 경우 T1 준위가 인광도펀트의 T1 준위에 비해 상당히 낮아, 인광도펀트에서 생성된 T1 준위에 있는 엑시톤이 일반 형광 도펀트의 T1 준위로 에너지 전이가 활발하고 또한 에너지 전이한 후 발광에 참여하지 못하고 소광될 확률이 높다.The T 1 level of the retarded fluorescent dopant is much higher than the T 1 level of the general fluorescent dopant to enable inter-system transition by heat to the S 1 level. In the case of a general fluorescent dopant, the T 1 level is considerably lower than the T 1 level of the phosphorescent dopant, so that the exciton at the T 1 level generated in the phosphorescent dopant is energetically transferred to the T 1 level of the general fluorescent dopant, There is a high probability that they can not participate in luminescence and are extinguished.
그러나, 지연형광도펀트의 T1 준위는 인광도펀트의 T1 준위에 비해 낮은 경우에도, 지연형광도펀트의 T1 준위와 인광도펀트의 T1 준위의 에너지 차이가 일반 형광도펀트의 T1 준위와 인광도펀트의 T1 준위의 에너지 차이에 비해 적어, 인광도펀트의 T1 준위에 있는 엑시톤이 지연형광도펀트의 T1 준위로 에너지 이동될 확률이 줄어들 수 있다. 설사, 인광도펀트의 T1 준위에 있는 엑시톤이 지연형광도펀트의 T1 준위로 에너지 이동한다고 하더라도 지현형광도펀트의 T1 준위에 있는 엑시톤은 다시 지현형광도펀트의 S1 준위로 역 계간 전이 한 후 형광으로 방출되므로 엑시톤이 소광되는 것은 아니다. 따라서, 엑시톤 소광 확률이 극히 줄어들 수 있고 이에 따라 발광효율은 크게 증가될 수 있다. However, the delay T 1 level of the fluorescent dopant is a T 1 level and a phosphorescent dopant of a general fluorescent dopant, the energy difference between the T 1 level of the T 1 level and a phosphorescent dopant, even if low, the delayed fluorescent dopant than the T 1 level of the phosphorescent dopant of T less than the energy difference between the first level, the exciton in the T 1 level of the phosphorescent dopant may reduce the probability of energy transfer to the T 1 level of the delayed fluorescent dopant. Diarrhea, and then the exciton in the T 1 level of the phosphorescent dopant even if energy transfer to the T 1 level of the delayed fluorescent dopant amy exciton in the T 1 level of the fluorescent dopant is reverse Quarterly transition back to the S 1 level of the amy fluorescent dopant fluorescence The excitons are not turned off. Therefore, the probability of quenching of the excitons can be extremely reduced, and thus the luminous efficiency can be greatly increased.
다른 예에서, 지연형광도펀트의 T1 준위는 인광도펀트의 T1 준위에 비해 높을 수 있다. 이 경우에는 반대로, 지연형광도펀트의 T1 준위에 있는 엑시톤이 인광도펀트의 T1 준위로 에너지 이동할 수 있으나, 인광도펀트의 T1 준위에 있는 엑시톤은 계간 전이를 통해 인광으로 방출되므로 엑시톤이 소광되는 것은 아니다. 따라서, 이 역시 엑시톤 소광 확률이 극히 줄어들 수 있고 이에 따라 발광효율은 크게 증가될 수 있다. In other examples, T 1 level of the delayed fluorescent dopant may be higher than the T 1 level of the phosphorescent dopant. In this case, the contrast, the exciton in the T 1 level of the delayed fluorescent dopant to move energy into T 1 level of the phosphorescent dopant, but the exciton in the T 1 level of the phosphorescent dopant is so released as the phosphorescent through Quarterly transition that excitons quenching It is not. Accordingly, the probability of extinction of the excitons can be extremely reduced, and thus the luminous efficiency can be greatly increased.
한편, 호스트의 T1 준위는 인광도펀트의 T1 준위 또는 지연형광도펀트의 T1 준위에 비해 높고, 호스트의 S1 준위는 인광도펀트의 S1 준위 또는 지연형광도펀트의 S1 준위에 비해 높을 수 있다. 이에 더하여, 지연형광도펀트의 T1 준위는 인광도펀트의 T1 준위에 비해 같거나 낮을 수 있다. 이 경우, 호스트를 선택함에 있어서, 지연형광도펀트의 T1 준위를 고려할 필요없이, 인광도펀트의 T1 준위만을 고려하여 인광도펀트의 T1 준위 보다 높은 T1 준위를 갖는 호스트를 선택하면 되므로, 기존 인광도펀트에 사용하던 호스트를 그대로 이용하는 등 호스트 선택의 폭이 넓어질 수 있다. 또한, 지연형광도펀트가 추가되었다 하더라도, 호스트의 T1 준위를 추가로 높이는 것을 고려하지 않아도 되므로, 호스트의 S1 준위 및 밴드갭도 유지가능하고, 이에 따라 소자 구동전압 또한 상승되지 않는 효과가 있다.On the other hand, T 1 level of the host is higher than the T 1 level of the phosphorescent dopant T 1 level or delayed fluorescent dopant, S 1 level of the host be high compared to the S 1 level of the S 1 level or delayed fluorescent dopant of a phosphorescent dopant have. In addition, T 1 level of the delayed fluorescent dopant may be the same than the T 1 level of the phosphorescent dopant or lower. In this case, since in selecting the host, without having to consider the T 1 level of the delayed fluorescent dopant, when considering only the T 1 level of the phosphorescent dopant select the host has a high T 1 level than the T 1 level of the phosphorescent dopant, conventional The host used for the phosphorescent dopant can be used as it is and the choice of host can be widened. Further, even if a delayed fluorescent dopant is added, there is no need to consider further raising the T 1 level of the host, so that it is possible to maintain the S 1 level and the band gap of the host, .
한편, 복합발광층 내에서 인광도펀트와 지연형광도펀트 중 더 짧은 파장의 광을 방출하는 도펀트의 몰비가 다른 도펀트의 몰비에 비해 클 수 있다.On the other hand, the molar ratio of the dopant that emits light of a shorter wavelength among the phosphorescent dopant and the retardation fluorescent dopant in the complex emissive layer may be larger than the molar ratio of the other dopant.
도 2b는 인광발광층 내 인광도펀트와 호스트의 에너지 준위를 개략적으로 도시한다.FIG. 2B schematically shows the phosphorescent dopant in the phosphorescent light-emitting layer and the energy level of the host.
도 2b를 참조하면, 전자와 정공이 호스트에서 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 호스트의 S1 준위에 있는 경우 이는 게스트인 인광도펀트의 S1 준위 또는 T1 준위로 에너지 이동할 수 있다. 한편, 생성된 엑시톤이 호스트의 T1 준위에 있는 경우 이는 인광도펀트의 T1 준위로 에너지 이동할 수 있다. 인광도펀트에서 S1 준위에 있는 엑시톤은 인광도펀트의 T1 준위로 계간 전이한다. 마찬가지로, 전자와 정공이 인광도펀트에서 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 인광도펀트의 S1 준위에 있는 경우, 엑시톤은 인광도펀트의 T1 준위로 계간 전이한다. 인광도펀트에서 T1 준위에 있는 엑시톤은 인광을 방출하면서 S0 준위로 에너지 이동할 수 있다. 이 때, 호스트의 T1 준위는 인광도펀트의 T1 준위에 비해 높고, 호스트의 S1 준위는 인광도펀트의 S1 준위에 비해 높을 수 있다.
Referring to FIG. 2B, when electrons and holes are recombined in the host to form excitons, and when the generated exciton is present at the S 1 level of the host, energy can be transferred to the S 1 or T 1 level of the guest phosphorescent dopant. On the other hand, when the generated exciton is at the T 1 level of the host, it can transfer energy to the T 1 level of the phosphorescent dopant. In the phosphorescent dopant, the excitons at the S 1 level transition in phase to the T 1 level of the phosphorescent dopant. Likewise, when electrons and holes are recombined in the phosphorescent dopant to form an exciton and the resulting exciton is at the S 1 level of the phosphorescent dopant, the exciton transitions to the T 1 level of the phosphorescent dopant. In phosphorescent dopants, the excitons at the T 1 level can transfer energy to the S 0 level while emitting phosphorescence. At this time, T 1 level of the host is higher than the T 1 level of the phosphorescent dopant, S 1 level of the host may be higher than the level S 1 of the phosphorescent dopant.
다시 도 1을 참조하면, 상기 서브발광층들(40a, 40b) 중 더 짧은 파장의 광을 방출하는 서브 발광층은 광추출전극에 인접하여 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 애노드(10)가 광투과전극이고 상기 캐소드(70)가 광반사전극인 경우에, 상기 제1 서브 발광층(40a)에서 방출되는 광의 파장은 상기 제2 서브 발광층(40b)에서 방출되는 광의 파장에 비해 같거나 짧을 수 있다. 다른 예로서, 상기 애노드(10)가 광반사전극이고 상기 캐소드(70)가 광투과전극인 경우에, 상기 제2 서브 발광층(40b)에서 방출되는 광의 파장은 상기 제1 서브 발광층(40a)에서 방출되는 광의 파장에 비해 같거나 짧을 수 있다. Referring again to FIG. 1, a sub-emission layer that emits light of a shorter wavelength among the
애노드(10)와 발광층(40) 사이에 정공전도층(20)이 배치될 수 있다. 또한, 발광층(40)과 캐소드(70) 사이에 전자전도층(50)이 배치될 수 있다. 정공전도층(20)은 정공의 수송을 위한 정공수송층(25)과 정공의 주입을 용이하게 하기 위한 정공주입층(23)을 구비할 수 있다. 또한, 전자전도층(50)은 전자의 수송을 위한 전자수송층(55)와 전자의 주입을 용이하게 하기 위한 전자주입층(53)을 구비할 수 있다. A
이에 더하여, 발광층(40)과 전자전도층(50) 구체적으로, 전자수송층(55) 사이에 정공블로킹층(미도시)이 배치될 수 있다. 또한, 발광층(40)과 정공전도층(20) 구체적으로, 정공수송층(25) 사이에 전자블로킹층(미도시)이 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 전자수송층(55)이 정공블로킹층의 역할을 수행할 수 있고, 또는 정공수송층(25)이 전자블로킹층의 역할을 수행할 수도 있다.In addition, a hole blocking layer (not shown) may be disposed between the light emitting
한편, 정공주입층(23) 및/또는 정공수송층(25)은 애노드(10)의 일함수 준위와 발광층(40) 구체적으로, 상기 제1 서브 발광층(40a) 내 호스트 물질의 HOMO 에너지 준위 사이의 HOMO 에너지 준위를 갖는 층들로, 애노드(10)에서 발광층(40)으로의 정공의 주입 또는 수송 효율을 높이는 기능을 한다. 또한, 전자주입층(53) 및/또는 전자수송층(55)은 캐소드(70)의 일함수 준위와 발광층(40), 구체적으로 상기 제2 서브 발광층(40b) 내 호스트 물질의 LUMO 에너지 준위 사이의 LUMO 에너지 준위를 갖는 층들로, 캐소드(70)에서 발광층(40)으로의 전자의 주입 또는 수송 효율을 높이는 기능을 한다. 이 때, 정공주입층(23) 및/또는 정공수송층(25)의 정공수송능력의 향상과 전자주입층(53) 및/또는 전자수송층(55)의 전자수송능력의 향상은 유기발광다이오드의 효율 향상 및 구동 전압 감소를 가져올 수 있다.The
하기에서, 애노드(10), 정공주입층(23), 정공수송층(25), 전자블로킹층(미도시), 정공블로킹층(미도시), 전자수송층(55), 전자주입층(53), 및 캐소드(70)를 형성하는 재료를 설명한다.In the following description, the
애노드(10)는 전도성 금속 산화물, 금속, 금속 합금, 또는 탄소재료일 수 있다. 전도성 금속 산화물은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 플루오린 틴 옥사이드(fluorine tin oxide: FTO), 안티몬 틴 옥사이드(antimony tin oxide, ATO), 플루오르 도프 산화주석(FTO), SnO2, ZnO, 또는 이들의 조합일 수 있다. 애노드(10)로서 적합한 금속 또는 금속합금은 Au와 CuI일 수 있다. 탄소재료는 흑연, 그라핀, 또는 탄소나노튜브일 수 있다.The
정공주입층(23) 또는 정공수송층(25)은 정공 수송 물질로서 통상적으로 사용되는 재료를 포함할 수 있으며, 하나의 층이 서로 다른 정공 수송 물질층을 구비할 수 있다. 정공 수송물질은 예를 들면, mCP (N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene); PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrenesulfonate); NPD (N,N′-di(1-naphthyl)-N,N′-diphenylbenzidine); N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐(TPD); N,N'-디페닐-N,N'-디나프틸-4,4'-디아미노비페닐; N,N,N'N'-테트라-p-톨릴-4,4'-디아미노비페닐; N,N,N'N'-테트라페닐-4,4'-디아미노비페닐; 코퍼(II)1,10,15,20-테트라페닐-21H,23H-포피린 등과 같은 포피린(porphyrin)화합물 유도체; TAPC(1,1-Bis[4-[N,N'-Di(p-tolyl)Amino]Phenyl]Cyclohexane); N,N,N-트리(p-톨릴)아민, 4, 4', 4'-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민과 같은 트리아릴아민 유도체; N-페닐카르바졸 및 폴리비닐카르바졸과 같은 카르바졸 유도체; 무금속 프탈로시아닌, 구리프탈로시아닌과 같은 프탈로시아닌 유도체; 스타버스트 아민 유도체; 엔아민스틸벤계 유도체; 방향족 삼급아민과 스티릴 아민 화합물의 유도체; 및 폴리실란 등일 수 있다. 이러한 정공수송물질은 전자블로킹층의 역할을 수행할 수도 있다.The
정공 블로킹층은 발광층(40) 내의 삼중항 엑시톤 또는 정공이 캐소드(70) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로서, 공지된 정공 저지 재료 중에서 임의로 선택될 수 있다. 예를 들면, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등을 사용할 수 있다.The hole blocking layer serves to prevent triplet excitons or holes in the
전자수송층(55)은 TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl), 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), 2,5-디아릴 실롤 유도체(PyPySPyPy), 퍼플루오리네이티드 화합물(PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ(상기 화학식 참조), Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BCP(상기 화학식 참조), 또는 Balq(상기 화학식 참조)일 수 있다.The
전자주입층(53)은 예를 들면, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, BaF2, 또는 Liq(리튬 퀴놀레이트)일 수 있다.The
캐소드(70)는 애노드(70)에 비해 낮은 일함수를 갖는 도전막으로, 예를 들어, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 인듐, 이트륨, 리튬, 은, 납, 세슘 등의 금속 또는 이들의 2종 이상의 조합을 사용하여 형성할 수 있다.The
애노드(10)와 캐소드(70)는 스퍼터링(sputtering)법, 기상증착법 또는 이온빔증착법을 사용하여 형성될 수 있다. 정공주입층(23), 정공수송층(25), 발광층(40), 정공 블로킹층, 전자수송층(55), 및 전자주입층(53)은 서로에 관계없이 증착법 또는 코팅법, 예를 들어 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 닥터 블레이딩법을 이용하거나, 또는 전기영동법을 이용하여 형성될 수 있다. The
유기발광다이오드는 기판(미도시) 상에 배치될 수 있는데, 기판은 애노드(10) 하부에 배치될 수도 있고 또는 캐소드(70) 상부에 배치될 수도 있다. 다시 말해서, 기판 상에 애노드(10)가 캐소드(70) 보다 먼저 형성될 수도 있고 또는 캐소드(70)가 애노드(10) 보다 먼저 형성될 수도 있다.The organic light emitting diode may be disposed on a substrate (not shown), which may be disposed under the
기판은 평판상의 부재로서 광투과성 기판일 수 있고, 이 경우, 상기 기판은 유리; 세라믹스재료; 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 고분자 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 기판은 광반사가 가능한 금속기판일 수도 있다.
The substrate may be a light-transmissive substrate as a flat plate member, in which case the substrate may be glass; Ceramics material; And may be made of a polymer material such as polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polypropylene (PP) However, the present invention is not limited to this, and the substrate may be a metal substrate capable of light reflection.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. It should be understood, however, that the following examples are intended to aid in the understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.
[실험예들; Examples][Experimental Examples; Examples]
제조예 1: 유기발광다이오드 제조 (ITO/PEDOT:PSS/TAPC/mCP/mCP:FIrpic:4CzIPN/TPBI:Ir(pq)Production Example 1: Preparation of organic light emitting diode (ITO / PEDOT: PSS / TAPC / mCP / mCP: FIrpic: 4CzIPN / TPBI: Ir (pq) 22 acac/TSPO1/LiF/Al)acac / TSPO1 / LiF / Al)
애노드인 50㎚의 ITO층을 포함하는 ITO 기판은 순수와 이소프로필 알코올을 이용하여 초음파에서 30분간 세정하였다. 세정한 ITO 기판을 단파장의 자외선을 이용하여 표면처리한 후 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate))를 60nm의 두께로 스핀코팅하였다. 스핀코팅 후, 정공주입 또는 수송물질인 TAPC(1,1-Bis[4-[N,N'-Di(p-tolyl)Amino]Phenyl]Cyclohexane)를 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로 증착하여 20nm의 정공수송층을 형성하였다. 이 후, 전자 블로킹 물질인 mCP(N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene)를 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로 증착하여 10nm의 엑시톤저지층을 형성하였다. 이 후, 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로, 호스트인 mCP, 청색 인광 도펀트인 FIrpic, 및 녹색 지연형광도펀트인 4CzIPN을 공증착하여 제1 서브 발광층을 형성하였다. 이 때, mCP, FIrpic, 및 4CzIPN의 몰비는 94 : 5 : 1이었다. 이 후, 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로, 호스트인 TPBI와 적색 인광 도펀트인 Ir(pq)2acac를 공증착하여 제2 서브 발광층을 형성하였다. 이 때, TPBI와 Ir(pq)2acac의 몰비는 97 : 3이었다. 이 후, 전자수송물질로서 TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl)를 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로 증착하여 35nm의 전자수송층을 형성하였다. 이 후, 전자주입재료로서 LiF를 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.01 nm/s의 속도로 증착하여 1nm의 전자주입층을 형성하였다. 그 후, Al을 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.5nm/sec의 속도로 증착하여 100nm의 캐소드를 형성함으로써 유기발광다이오드를 형성하였다. 소자 형성후 CaO 흡습제와 유리 커버 글라스를 이용하여 소자를 밀봉하였다.The ITO substrate including the ITO layer having an anode of 50 nm was cleaned with ultrasonic waves for 30 minutes using pure water and isopropyl alcohol. The cleaned ITO substrate was surface-treated with ultraviolet light of short wavelength and then PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate)) was spin-coated to a thickness of 60 nm. After spin coating, a hole injection or transport material, TAPC (1,1-Bis [4- [N, N'-Di (p-tolyl) Amino] Phenyl] Cyclohexane was added at a pressure of 1 × 10 -6 torr at 0.1 nm / s To form a hole transporting layer having a thickness of 20 nm. Thereafter, an electron blocking material, mCP (N, N-dicarbazolyl-3,5-benzene) was deposited at a pressure of 1 x 10 -6 torr at a rate of 0.1 nm / s to form a 10 nm exciton blocking layer. Thereafter, the host mCP, the blue phosphorescent dopant FIrpic, and the green retarded fluorescent dopant 4CzIPN were co-deposited under a pressure of 1 x 10 -6 torr at a rate of 0.1 nm / s to form a first sub-emission layer. At this time, the molar ratio of mCP, FIrpic, and 4CzIPN was 94: 5: 1. Thereafter, the host phosphorus TPBI and the red phosphorescent dopant Ir (pq) 2 acac were co-deposited under a pressure of 1 x 10 -6 torr at a rate of 0.1 nm / s to form a second sub-emission layer. At this time, the molar ratio of TPBI to Ir (pq) 2 acac was 97: 3. Subsequently, TSPO1 (diphenylphosphine oxide-4- (triphenylsilyl) phenyl) was deposited as an electron transporting material at a rate of 0.1 nm / s under a pressure of 1 x 10 -6 torr to form an electron transport layer of 35 nm. Thereafter, LiF as an electron injecting material was vapor-deposited at a pressure of 1 x 10 -6 torr at a rate of 0.01 nm / s to form an electron injecting layer of 1 nm. Thereafter, Al was vapor-deposited at a rate of 0.5 nm / sec under a pressure of 1 x 10 -6 torr to form a cathode of 100 nm, thereby forming an organic light-emitting diode. After the device was formed, the device was sealed using a CaO wetting agent and a glass cover glass.
제조예 1을 통해 제조된 유기발광다이오드는 4.0V의 전압에서 최대양자효율 20.2%를 나타내어 우수한 발광 특성을 보였다.
The organic light emitting diode manufactured through Production Example 1 exhibited a maximum quantum efficiency of 20.2% at a voltage of 4.0 V and exhibited excellent luminescence characteristics.
제조예 2: 유기발광다이오드 제조 (ITO/PEDOT:PSS/TAPC/mCP/mCP:FIrpic/TPBI:4CzIPN:Ir(pq)2acac/TSPO1/LiF/Al)Production Example 2: Preparation of organic light emitting diode (ITO / PEDOT: PSS / TAPC / mCP / mCP: FIrpic / TPBI: 4CzIPN: Ir (pq) 2acac / TSPO1 / LiF /
제1 서브 발광층과 제2 서브 발광층을 하기와 같이 형성한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 유기발광다이오드를 제조한 후 밀봉하였다. 상기 제1 서브 발광층을, 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로, 호스트인 mCP와 청색 인광 도펀트인 FIrpic를 공증착하여 형성하였다. 이 때, mCP와 FIrpic의 몰비는 95 : 5 였다. 이 후, 상기 제2 서브 발광층을, 1x10-6 torr의 압력 하에서 0.1 nm/s의 속도로, 호스트인 TPBI, 녹색 지연형광도펀트인 4CzIPN, 적색 인광 도펀트인 Ir(pq)2acac를 공증착하여, 형성하였다. 이 때, TPBI, 4CzIPN, 및 Ir(pq)2acac의 몰비는 94.5 : 5 : 0.5 였다.An organic light emitting diode was prepared and sealed in the same manner as in Production Example 1, except that the first sub-emission layer and the second sub-emission layer were formed as follows. The first sub-emission layer was formed by co-deposition of host mCP and blue phosphorescent dopant FIrpic at a rate of 0.1 nm / s under a pressure of 1 x 10 -6 torr. At this time, the molar ratio of mCP to FIrpic was 95: 5. Subsequently, the second sub-emission layer was co-deposited with host TPBI, green retardation fluorescent dopant 4CzIPN and red phosphorescent dopant Ir (pq) 2 acac at a rate of 0.1 nm / s under a pressure of 1 x 10 -6 torr , Respectively. At this time, the molar ratio of TPBI, 4CzIPN, and Ir (pq) 2 acac was 94.5: 5: 0.5.
제조예 2를 통해 제조된 유기발광다이오드는 5.0V의 전압에서 최대양자효율 16.8%를 나타내어 우수한 발광 특성을 보였다.
The organic light emitting diode manufactured through Production Example 2 exhibited a maximum quantum efficiency of 16.8% at a voltage of 5.0 V and exhibited excellent luminescence characteristics.
비교예1: 유기발광다이오드 제조 (ITO/PEDOT:PSS/TAPC/mCP/mCP:FIrpic:C545T/TPBI:Ir(pq)Comparative Example 1: Preparation of organic light emitting diode (ITO / PEDOT: PSS / TAPC / mCP / mCP: FIrpic: C545T / TPBI: Ir (pq) 22 acac/TSPO1/LiF/Al)acac / TSPO1 / LiF / Al)
녹색 지연형광도펀트인 4CzIPN 대신에 일반적인 녹색 형광도펀트인 C545T(하기 화학식 참조)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 유기발광다이오드를 제조한 후 밀봉하였다. 비교예를 통해 제조된 유기발광다이오드는 5.5V의 전압에서 최대양자효율 8%를 나타었다.An organic light emitting diode was prepared and sealed in the same manner as in Production Example 1, except that a common green fluorescent dopant C545T (see the following chemical formula) was used instead of the green retarded fluorescent dopant 4CzIPN. The organic light emitting diode manufactured through the comparative example exhibited a maximum quantum efficiency of 8% at a voltage of 5.5V.
C545T
C545T
서브 발광층들 중 어느 하나를 인광도펀트와 지연형광도펀트를 함유하는 복합발광층으로 형성한 경우(제조예들 1 및 2)에는, 인광도펀트와 일반 형광발광재료를 함유하는 발광층으로 형성한 경우(비교예)에 비해 양자효율이 거의 두배 향상된 것을 알 수 있다. 이론에 구속되는 것은 아니지만, 이러한 결과는 앞서 설명한 바와 같이, 지연형광도펀트를 인광도펀트와 동일 층 내에서 도펀트로서 함께 사용함으로써, 엑시톤 소광 확률이 크게 줄어든 것에 기인하는 것으로 사료된다.In the case where one of the sub-luminescent layers was formed of a complex luminescent layer containing a phosphorescent dopant and a retardation luminescent dopant (Production Examples 1 and 2), in the case of forming a luminescent layer containing a phosphorescent dopant and a general fluorescent luminescent material ), The quantum efficiency is almost doubled. Without being bound by theory, these results are believed to be due to the fact that the exciton extinction probability is greatly reduced by using a retarded fluorescent dopant as a dopant in the same layer as the phosphorescent dopant, as previously described.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, This is possible.
Claims (16)
상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치된 제1 서브 발광층과 제2 서브 발광층을 구비하는 발광층을 포함하고,
상기 제1 서브 발광층은 인광도펀트, 지연형광도펀트, 및 호스트를 함유하고,
상기 호스트의 T1 준위는 상기 인광도펀트의 T1 준위 또는 상기 지연형광도펀트의 T1 준위에 비해 높고, 상기 지연형광도펀트의 T1 준위는 상기 인광도펀트의 T1 준위에 비해 같거나 낮은 유기발광다이오드.Anode and cathode; And
And a light emitting layer having a first sub-emission layer and a second sub-emission layer disposed between the anode and the cathode,
Wherein the first sub-emission layer comprises a phosphorescent dopant, a retarded fluorescent dopant, and a host,
T 1 level of the host is T 1 level or higher than the T 1 level of the delayed fluorescent dopant, T 1 level of the delayed fluorescent dopant may be the same than the T 1 level or below the organic light emission of the phosphorescent dopant in the phosphorescent dopant diode.
상기 인광도펀트는 제1 인광도펀트이고, 상기 호스트는 제1 호스트이고,
상기 제2 서브 발광층은 제2 인광도펀트와 제2 호스트를 함유하는 유기발광다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the phosphorescent dopant is a first phosphorescent dopant, the host is a first host,
And the second sub-emission layer comprises a second phosphorescent dopant and a second host.
상기 지연형광도펀트는 T1 준위와 S1 준위 사이의 에너지 갭(△EST)이 0 내지 0.5 eV인 유기발광다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the retardation fluorescent dopant has an energy gap (DELTA EST ) between the T 1 and S 1 levels of 0 to 0.5 eV.
상기 지연형광도펀트는 카바졸릴 다이시아노벤젠계 유도체(carbazolyl dicyanobenzene derivatives, CDCB derivatives)인 유기발광다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the retarded fluorescent dopant is carbazolyl dicyanobenzene derivatives (CDCB derivatives).
상기 지연형광도펀트는 2,3,5,6-tetrakis(3 ,6-diphenylcarbazol-9-yl)-1,4-dicyanobenzene (4CzTPN-Ph), 2,3,5,6-tetrakis(3 ,6-dimethylcarbazol-9-yl)-1,4-dicyanobenzene (4CzTPN-Me), 3,5,6-tetrakis(carbazol-9-yl)-1,4-dicyanobenzene (4CzTPN), 3,4,5,6-tetrakis(carbazol-9-yl)-1,2-dicyanobenzene (4CzPN), 2,4,5,6-tetrakis(carbazol-9-yl)-1,3- dicyanobenzene (4CzIPN), 또는 2, 4,5-bis(carbazol-9-yl)-1,2-dicyanobenzene (2CzPN)인 유기발광다이오드.The method according to claim 6,
The retarded fluorescent dopant may be selected from the group consisting of 2,3,6-tetrakis (3,6-diphenylcarbazol-9-yl) -1,4-dicyanobenzene (4CzTPN-Ph), 2,3,5,6- -dimethylcarbazol-9-yl) -1,4-dicyanobenzene (4CzTPN-Me), 3,5,6-tetrakis (carbazol-9-yl) -1,4-dicyanobenzene (4CzTPN) 4,4-diazabenzene (4CzPN), 2,4,5,6-tetrakis (carbazol-9-yl) -1,3-dicyanobenzene (4CzIPN) 5-bis (carbazol-9-yl) -1,2-dicyanobenzene (2CzPN).
상기 인광도펀트는 Ir(pq)2(acac), PtOEP, Ir(piq)3, Btp2Ir(acac), Ir(ppy)3 , Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3, FIrpic, (F2ppy)2Ir(tmd), 또는 Ir(dfppz)3인 유기발광다이오드.The method according to claim 1,
The phosphorescent dopant is Ir (pq) 2 (acac) , PtOEP, Ir (piq) 3, Btp 2 Ir (acac), Ir (ppy) 3, Ir (ppy) 2 (acac), Ir (mpyp) 3, FIrpic , (F 2 ppy) 2 Ir (tmd), or Ir (dfppz) 3 .
상기 호스트는 mCP(N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene), mCBP (3,3'-di(9H-carbazol-9-yl)-1,1'-biphenyl), CBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), TPBI(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), BmPyPb (1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene), TSPO1(diphenylphosphine oxide-4-(triphenylsilyl)phenyl), 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), 2,5-디아릴 실롤 유도체(PyPySPyPy), 퍼플루오리네이티드 화합물(PF-6P), COTs (Octasubstituted cyclooctatetraene), TAZ, Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BCP, Balq, 또는 이들의 복합 호스트인 유기발광다이오드.The method according to claim 1,
The host is selected from the group consisting of mCP (N, N-dicarbazolyl-3,5-benzene), mCBP (3,3'-di (9H- -bis (carbazol-9-yl) biphenyl), TPBI (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazole-2-yl) benzene), BmPyPb (1,3,5-tri [ phen-3-yl] benzene, diphenylphosphine oxide-4- (triphenylsilyl) phenyl, tris (8-quinolinolate) aluminum (Alq3), 2,5- diarylsilole derivatives (PyPySPyPy) (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), BCP, Balq , Or a compound host thereof.
상기 제1 서브 발광층과 상기 제2 서브 발광층은 서로 보색관계에 있는 광을 방출하는 유기발광다이오드.3. The method of claim 2,
Wherein the first sub-emission layer and the second sub-emission layer emit light in a complementary relationship with each other.
상기 제1 인광도펀트는 청색 인광도펀트이고, 상기 지연형광도펀트는 녹색 지연형광도펀트이고, 상기 제2 인광도펀트는 적색 인광도펀트인 유기발광다이오드.11. The method of claim 10,
Wherein the first phosphorescent dopant is a blue phosphorescent dopant, the retarded fluorescent dopant is a green retarded fluorescent dopant, and the second phosphorescent dopant is a red phosphorescent dopant.
상기 제1 인광도펀트는 FIrpic이고, 상기 지연형광도펀트는 4CzIPN이고, 상기 제2 인광도펀트는 Ir(pq)2acac인 유기발광다이오드.12. The method of claim 11,
Wherein the first phosphorescent dopant is FIrpic, the retarded fluorescent dopant is 4CzIPN, and the second phosphorescent dopant is Ir (pq) 2 acac.
상기 제1 인광도펀트는 적색 인광도펀트이고, 상기 지연형광도펀트는 녹색 지연형광도펀트이고, 상기 제2 인광도펀트는 청색 인광도펀트인 유기발광다이오드.11. The method of claim 10,
Wherein the first phosphorescent dopant is a red phosphorescent dopant, the retarded fluorescent dopant is a green retarded fluorescent dopant, and the second phosphorescent dopant is a blue phosphorescent dopant.
상기 제1 인광도펀트는 Ir(pq)2acac이고, 상기 지연형광도펀트는 4CzIPN이고, 상기 제2 인광도펀트는 FIrpic인 유기발광다이오드.14. The method of claim 13,
Wherein the first phosphorescent dopant is Ir (pq) 2 acac, the retarded fluorescent dopant is 4CzIPN, and the second phosphorescent dopant is FIrpic.
상기 애노드가 광투과전극이고 상기 캐소드가 광반사전극이고,
상기 제1 서브 발광층은 상기 애노드에 인접하여 배치되고 제2 서브 발광층은 상기 캐소드에 인접하여 배치되고,
상기 제1 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장은 상기 제2 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장에 비해 짧은 유기발광다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the anode is a light transmitting electrode and the cathode is a light reflecting electrode,
Wherein the first sub-emission layer is disposed adjacent to the anode and the second sub-emission layer is disposed adjacent to the cathode,
Wherein a wavelength of light emitted from the first sub-emission layer is shorter than a wavelength of light emitted from the second sub-emission layer.
상기 애노드가 광반사전극이고 상기 캐소드가 광투과전극이고,
상기 제1 서브 발광층은 상기 애노드에 인접하여 배치되고 제2 서브 발광층은 상기 캐소드에 인접하여 배치되고,
상기 제2 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장은 상기 제1 서브 발광층에서 방출되는 광의 파장에 비해 같거나 짧은 유기발광다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the anode is a light reflection electrode and the cathode is a light transmission electrode,
Wherein the first sub-emission layer is disposed adjacent to the anode and the second sub-emission layer is disposed adjacent to the cathode,
Wherein a wavelength of light emitted from the second sub-emission layer is equal to or shorter than a wavelength of light emitted from the first sub-emission layer.
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