KR102382643B1 - 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 및 이를 포함하는 광역학치료 장치 - Google Patents
광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 및 이를 포함하는 광역학치료 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 광역학치료(photodynamic therapy)용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED) 및 이를 포함하는 광역학치료 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 광역학치료(photodynamic therapy)용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED) 및 이를 포함하는 광역학치료 장치에 관한 것이다.
현재 의료계에서는 건강의 증진이나 치료의 수단으로 광 치료가 주목을 받고 있다. 광 치료는 광을 인체의 피부에 흡수시켜 피부 내의 특정 조직을 활성화, 재생 또는 파괴하는 기법이다. 광 치료의 한 방법으로서, 광생체조절(Photobiomodulation, PBM)은 파장이 각각 600-700 및 780-1100 nm인 적외선 또는 근적외선 영역(NIR), 및 1-500 mW의 출력 전력의 저전력 광원(레이저 또는 발광다이오드 [LED])을 사용한다.
높은 광파워를 갖는 발광다이오드(LED)는 결정격자진동(phonon vibration)으로 열이 발생하여, 상기 열이 피부에 닿거나, 단백질 변형온도(42℃) 이상에서 노출되었을 때, 화상 및 피부 조직 변형 등의 부작용이 발생할 우려가 있다. 또한, 상기 발광다이오드의 광파워를 줄여 온도를 낮추는 방법은 광역학치료의 광이 충분히 제공되지 못해 치료 효과가 미비한 단점이 있다.
PBM 요법에 있어서 체내의 세포에서 광을 흡수하는 효소인 CCO(cytochrome c oxidase)는 산화와 환원 상태에 따라 분광이 변경되지만 적색광과 근적외선(near-infrared; NIR)에 분포되어 있고 적색광은 600nm와 660nm 중심의 분광과 NIR은 825nm 중심의 분광을 나타낸다. 600nm, 660nm 및 850nm의 분광은 반치전폭(FWHM; full-width at half maximum) 30nm, 65nm 및 175nm 정도로 각각 나타낸다. 하지만, PBM 요법에 있어서 580nm 이하에서 광은 Haemoglobin과 oxyhaemoglobin이 흡수하기 때문에 CCO에서 광흡수를 방해할 수 있고 혈액이 가열되어 부작용을 일으킬 수 있다. CCO가 흡수하는 광의 조사는 ATP(adenosine triphosphate)와 ROS(reactive oxygen species)의 생성에 중요하게 기여한다. 또한, ATP는 DNA와 RNA의 전구물질이며, 조효소로도 사용된다.
이에 본 발명자들은 광역학치료를 발광 파장의 반치폭을 제어하기 위하여 OLED를 구성하는 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL) 및 정공전송층(Hole Transfer Layer, HTL)의 두께를 조절함으로써 OLED에서 발광되는 광의 피크 파장을 600nm에서 660nm의 반치전폭으로 조절할 수 있으며, 또한 OLED를 탠덤(tandem) 구조로 형성하여 더 넓은 반치전폭을 발광할 있는 Red OLED을 완성하기에 이르렀다.
본 발명자들은 또한 광변환물질을 이용하여 상기 Red OLED로부터 방출된 적색광을 근적외선(NIR) 발광으로 변환시킴으로써 600nm 내지 1,000 파장까지의 넓은 범위에서 PBM 요법을 사용할 수 있는 광역착치료 장치를 완성하기에 이르렀다.
본 발명자들은 또한 IR을 발광하는 형광물질을 용액형태로 전기방사(Electrospun)시키는 AT(Adhesive transfer) 방식으로 제조되어 적색광(Red)의 근적외선(NIR) 발광으로의 광변환효율이 우수한 광변환필름을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 포함하는 광역학치료(photodynamic therapy) 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 광역학치료(photodynamic therapy)용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED) 어레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 근적외선(NIR)으로의 광변환효율이 우수한 광변환필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED) 소자는 적색(RED) 광을 발광하는 유기발광다이오드 단위소자층(OLED unit)을 탠덤 구조로 형성함으로써 전압, 휘도 및 광전력 밀도가 향상되어 우수한 효율을 가질 뿐만 아니라 CCO(Cytochrome C Oxidase)와 겹치는 면적이 증가함으로써 우수한 효소적합성으로 광역학치료에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 포함하는 광역학치료(photodynamic therapy) 장치는 바이오-유기발광다이오드층으로부터 방출된 적색광(Red)을 근적외선(NIR) 발광으로 전환시키는 광변환층을 포함함으로써, 600nm 내지 1,000 파장까지의 넓은 범위에서 PBM 요법을 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치의 예시적인 구현예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 광역학치료용 바이오-유기발광다이오드 소자의 NDP층 및 RDP층의 예시적인 구현예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이의 예시적인 구현예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체의 전압, 휘도 및 광전력 밀도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체 1 및 3의 분광파장을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체 2 및 4의 분광파장을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 양자점 비드 및 파이버의 FE-SEM 이미지를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 광변환필름의 광학현미경 이미지를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실험예 1에 따라 제조된 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실험예 2에 따라 제조된 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장을 나타낸다.
도 12은 본 발명의 실험예 3에 따라 제조된 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 광역학치료용 바이오-유기발광다이오드 소자의 NDP층 및 RDP층의 예시적인 구현예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이의 예시적인 구현예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체의 전압, 휘도 및 광전력 밀도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체 1 및 3의 분광파장을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 Red OLED 구조체 2 및 4의 분광파장을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 양자점 비드 및 파이버의 FE-SEM 이미지를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 광변환필름의 광학현미경 이미지를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실험예 1에 따라 제조된 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실험예 2에 따라 제조된 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장을 나타낸다.
도 12은 본 발명의 실험예 3에 따라 제조된 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장을 나타낸다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED) 소자 및 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 포함하는 광역학치료 장치에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.
본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.
제1구현예에 따르면,
본 발명은 광역학치료(photodynamic therapy)용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 제공하고자 하는 것으로, 상기 바이오-유기발광다이오드는
제1전극층;
상기 제1전극과 대향되게 형성되는 제2전극층;
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고 적색(RED) 광을 발광하는 유기발광다이오드 단위소자층(OLED unit); 및
각각의 유기발광다이오드 단위소자층 사이에 배치된 전하발생층(Charge Generation Layer, CGL)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 제1전극층과 제2전극층 사이에 적어도 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 약 80 nm 이상, 바람직하기는 90 nm 이상, 더욱 바람직하기는 100nm 이상의 큰 반치전폭(full width at half maximum)으로 광대역 방출 스펙트럼을 방출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 제1전극층은 투명하거나 반투명하고, 10 내지 100㎚의 두께를 가지며, Mg:Ag, Al, Cu, ITO, IZO, Mg 또는 Ca로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 제2전극층은 10 내지 200㎚의 두께를 갖고, Mg:Ag, Al, Cu, Mg 또는 Ca로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 전하발생층은 1 내지 2nm 두께의 Al(Aluminum)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공전송층(Hole Transfer Layer, HTL), 발광층(Emitting Materials Layer, EML), 정공차단층(Hole Block Layer, HBL), 전자전달층(Electron Transfer Layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 상기 제1전극층 상에 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 상기 정공주입층 상에 형성된 정공전송층(Hole Transfer Layer, HTL), 상기 정공전송층 상에 형성되며 적색(RED) 광을 발광하는 발광층(Emitting Materials Layer, EML), 상기 발광층 상에 형성된 정공차단층(Hole Block Layer, HBL), 상기 정공차단층 상에 형성된 전자전달층(Electron Transfer Layer, ETL), 및 상기 전자전달층 상에 형성된 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일 예시적인 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 정공주입층은 1 내지 150nm의 두께의 HAT-CN(hexacyanohexaazatriphenylene)로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드에 있어서, 상기 정공전송층은 1 내지 50nm의 두께의 NPB(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine), TCTA, TAPC 또는 mCP로 형성될 수 있다. 상기 발광층은 30 내지 40nm 두께를 갖고, 600 내지 700㎚의 파장을 갖는 레드(RED) 광을 발광할 수 있다. 상기 발광층은 Ir(piq)3, Ir(tiq)3, Ir(fliq)3, Ir(btpy)3, 및 Ir(t-5t-py)3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 형성될 수 있다. 상기 정공차단층은 1 내지 10nm 두께의 BAlq2(Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium)로 형성될 수 있다. 상기 전자전달층은 10 내지 30nm 두께의 Alq3(tris(8-hydroxyquinoline) Aluminum)로 형성될 수 있다. 상기 전자주입층은 1 내지 3nm 두께의 Liq(Lithium quinolate)로 형성될 수 있다.
제2구현예에 따르면,
본 발명은 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 포함하는 광역학치료(photodynamic therapy) 장치를 제공하고자 하는 것으로, 상기 광역학치료 장치는
(A) 인캡기판층,
(B) 상기 인캡기판층 상의 제1전극층; 상기 제1전극층과 대향되게 형성되는 제2전극층; 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 배치되고 적색(RED) 광을 발광하는 유기발광다이오드 단위소자층(OLED unit); 및 각각의 유기발광다이오드 단위소자층 사이에 배치된 전하발생층(CGL)를 포함하는 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드층(Bio-OLED),
(C) 상기 바이오-유기발광다이오드층 상에 형성된 투명인캡기판층, 및
(D) 상기 투명인캡기판층의 상부, 또는 상부 및 하부에 광변환층을 포함하고,
상기 광변환층은 상기 바이오-유기발광다이오드층으로부터 방출된 적색광을 근적외선(NIR) 발광으로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 광역학치료 장치는 적색광 및 근적외선(NIR) 발광, 또는 근적외선(NIR) 발광만을 방출하는 것을 특징으로 한다. 상기 적색광의 파장은 600 내지 700nm일 수 있고, 상기 근적외선 발광의 파장은 700 내지 1,000nm일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광역학치료 장치는 600 내지 1,000nm 넓은 범위의 적색광 및 근적외선 발광 파장을 방출할 수 있고, 또는 700 내지 1,000nm 범위의 근적외선(NIR) 발광만을 방출할 수도 있다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 광역학치료 장치는 광변환층 상부에 근적외선 투과 이색성 필터(NIR-pass-dichroic filter, NPD)층, 또는 광변환층 상부에 근적외선 투과 이색성 필터(NPD)층 및 광변환층 하부에 적색광 투과 이색성 필터(Red-pass-dichroic filter, RPD)층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 NPD층 및 RPD층은 저굴절율층과 고굴절율층을 포함하는 반복된 단위소자(unit)로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 광변환층은 점착성 고분자층 및 상기 점착성 고분자층 상에 형성된 광전환물질로서 양자점(Quantum dot, QD), 염료 또는 양자점과 염료의 혼합물질을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 양자점은 단일 구조 또는 코어-쉘 이중구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 단일 구조를 가지는 양자점은 MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, CuO, Cu2O, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs 및 InSb 으로 구성되는 군으로부터 적어도 하나 이상 선택될 수 있다. 또한, 상기 코어-쉘의 이중 구조를 가지는 양자점은 CdTe/CdSe, CdSe/ZnTe, CdTe/ZnS, CdSe/ZnS, CdTe/ZnSe, InP/ZnSe, InP/ZnS, InP/ZnTe, CdSe/ZnSe, InP/GaAs, InGaAs/GaAs, PbTe/PbS, CuInS2/ZnS, Co/CdSe, Zn/ZnO 및 Ag/TiO2로 구성되는 군으로부터 적어도 하나 이상 선택될 수 있다. 상기 염료는 로다민(rhodamine)계, 쿠마린(coumarin)계, 아크리딘(acridine)계, 플루오레세인(fluorescein)계, 에리트로신(erythrosine)계, 안트라퀴논(anthraquinone)계, 아릴메탄(arylmethane)계, AZO계, 디아조늄(diazonium)계, 니트로(nitro)계, 니트로소(nitroso)계, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계, 퀴논이민(quinone-imine)계, 티아졸(thiazole)계, 사프라닌(safranin)계, 크산텐(xanthene)계, 또는 조합으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광변환물질의 형상은 비드, 섬유, 또는 막대일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 점착성 고분자는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리이소프렌(PIP), 폴리부타디엔(PB), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에테르설폰(PES), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 트리아세테이트(CA) 또는 조합으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 제1전극층은 탠덤 구조의 OLED의 애노드(anode)로서의 역할을 하는 투명전극으로, 예를 들어, 제1전극(220)은 ITO로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 제2전극층은 탠덤 구조의 OLED의 캐소드(cathode)로서의 역할을 하는 금속전극으로, 예를 들어, 제2전극(230)은 금속 박막으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 전하발생층은 1 내지 2nm 두께의 Al(Aluminum)으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 제1전극층과 제2전극층 사이에 적어도 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 약 80 nm 이상, 바람직하기는 90 nm 이상, 더욱 바람직하기는 100nm 이상의 큰 반치전폭(full width at half maximum)으로 광대역 방출 스펙트럼을 방출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공전송층(Hole Transfer Layer, HTL), 발광층(Emitting Materials Layer, EML), 정공차단층(Hole Block Layer, HBL), 전자전달층(Electron Transfer Layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 상기 제1전극층 상에 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 상기 정공주입층 상에 형성된 정공전송층(Hole Transfer Layer, HTL), 상기 정공전송층 상에 형성되며 적색(RED) 광을 발광하는 발광층(Emitting Materials Layer, EML), 상기 발광층 상에 형성된 정공차단층(Hole Block Layer, HBL), 상기 정공차단층 상에 형성된 전자전달층(Electron Transfer Layer, ETL), 및 상기 전자전달층 상에 형성된 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 광역학치료 장치는 상기 제1전극층 또는 제2전극층의 일 측면 중 상기 유기발광다이오드 단위소자와 반대되는 측면에 형성되는 광효율 개선층(Capping Layer, CPL)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치에 있어서, 상기 광역학치료 장치는 여드름(acne), 건선(psoriasis), 습진(eczema), 암(cancer), 전암(pre-cancer), 우울증(depression), 폭식증(bulimia), 광선 각화증(actinic keratosis), 갑상선 질환(thyroid disorders), 계절성 정서 장애(seasonal affective disorders), 및 서캐디안 리듬 관리 장애(circadian rhythm maintenance disorders), 신경 장애(neuropathy), 주름살(wrinkles), 셀룰라이트(cellulite), 수면 장애(sleep disorders), 파킨슨병과 연관된 수전증(tremors), 모발 성장 저하(poor hair growth), 생식력 저하(poor fertility), 비만(obesity), 상처(wounds), 혈액순환 저하(poor circulation), 과민성 대장 증후군(irritable bowel syndrome), 영아산통(colic), 염증(inflammation), 관절염(arthritis), 르노 증후군(Reynaud's syndrome), 및 감염(infections)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 의학적 상태들의 치료를 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치의 예시적인 구현예를 도 1에 나타내었다. 예를 들면, 본 발명에 따른 광역학치료 장치는 인캡기판층(260); EIL층(120), ETL층(130), EML층(110), HTL층(140) 및 HIL층(150) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 OLED 단위소자(100) 층; 및 광전환층(210)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 바이오-유기발광다이오드는 제1전극층(220) 및 제2전극층(230)의 위치에 따라 배면발광 및 전면발광으로 구분되며, 상기 제1전극층(220)이 투명인캡기판층(270) 또는 광변환층(210)과 OLED 단위소자층(100) 사이에 형성되는 경우 배면발광(도 1a)이고, 상기 투명전극층(220)이 CPL(240) 또는 공진층과 OLED 단위소자(층100) 사이에 형성되는 경우 전면발광(도 2b)이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 광역학치료 장치는 인캡기판층(260)/CPL층(240)/제2전극층(230)/OLED 단위소자층(100)/CGL층(160)/OLED 단위소자층(100)/제1전극층(220)/광변환층(210)/투명인캡기판층(270)/광변환층(210)으로 형성되어 배면발광하거나, 인캡기판층(260)/제2전극층(230)/OLED 단위소자층(100)/CGL층(160)/OLED 단위소자층(100)/투명전극층(220)/CPL층(240)/광변환층(210)/투명인캡기판층(270)/광변환층(210)으로 형성되어 전면발광할 수 있다.
본 발명에 따른 광역학치료용 바이오-유기발광다이오드 소자의 NDP층 및 RDP층의 예시적인 구현예를 도 2에 나타내었다. 본 발명에 따르면, OLED의 발광층(EML)에서 발광하는 적색광이 NDP층(300a)에서 일부 또는 전체가 OLED 내부의 전극에서 재반사되는 과정을 통해 소량의 광변환물질의 사용으로 700nm 내지 1,000nm로 대부분 광변환될 수 있다. 또한, RPD층(300b)를 통해 적색광은 투과되지만 NIR광은 반사되는 구조층을 구비하여 변환된 NIR광이 OLED 내부로 산란 및 반사를 통해 갇히는 현상을 줄이게 되어 광출력을 높일 수 있다. NPD층과 RPD층은 각각의 투과하는 분광영역을 기준으로 λ/7 내지 λ/2에 해당되는 두께로 저굴절율층(310)과 고굴절율층(320)을 포함하는 단위소자(unit)가 여러 층 반복된 형태로 제조될 수 있다. NIR광을 광변환층의 물질을 상대적으로 소량 사용하는 것을 통해 적색광은 NDP층에서 다시 OLED 내부로 반사되고 광변환된 NIR광은 NDP층를 투과하여 효율적으로 광변환될 수 있다. RPD층(300a), 광변환층(215), NDP층(300b)의 구조는 OLED 발광방향측 위에 RPD층(300a), 광변환층(215), NDP층(300b) 순으로 위치시켜 RPD층에서 투과된 적색광이 광변환층에서 NIR광으로 변환된 후 반사되는 NIR광은 OLED내부로 반사되지 않고 RPD층에서 다시 반사되어 OLED 모서리로 도파되어 효율이 감소되는 현상을 줄일 수 있다.
제3구현예에 따르면,
본 발명은 광역학치료(photodynamic therapy)용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED) 어레이를 제공하고자 하는 것으로, 상기 바이오-유기발광다이오드 어레이는
제1전극층; 상기 제1전극과 대향되게 형성되는 제2전극층; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고 적색(RED) 광을 발광하는 유기발광다이오드 단위소자층(OLED unit); 및 각각의 유기발광다이오드 단위소자층 사이에 배치된 전하발생층(CGL)를 포함하는 복수개의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 포함하고,
상기 복수개의 바이오-유기발광다이오드 중 일부 또는 전부 상에 적색광을 근적외선(NIR) 발광으로 전환시키는 광변환물질을 포함하는 광변환층이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 제1전극층과 제2전극층 사이에 적어도 2개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이에 있어서, 상기 유기발광다이오드 단위소자층은 약 80 nm 이상, 바람직하기는 90 nm 이상, 더욱 바람직하기는 100nm 이상의 큰 반치전폭(full width at half maximum)으로 광대역 방출 스펙트럼을 방출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이에 있어서, 상기 바이오-유기발광다이오드 어레이는 적색광 및 근적외선(NIR) 발광을 방출하는 것을 특징으로 한다. 상기 적색광의 파장은 600 내지 700nm일 수 있고, 상기 근적외선 발광의 파장은 700 내지 1,000nm일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 바이오-유기발광다이오드 어레이는 600 내지 1,000nm 넓은 범위의 적색광 및 근적외선 발광 파장을 방출할 수 있다.
본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이의 예시적인 구현예를 도 3에 나타내었다. 상기 바이오-유기발광다이오드 어레이(520)는 600nm 내지 700nm에서 발광하는 Red OLED(500)와 700nm 내지 1,000nm로 광변환되는 광변환층이 형성된 Red OLED인 Bio-OLED(500+510)로 구성된 어레이(520) 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이는 Red OLED와 적색광을 근적외선(NIR) 발광으로 전환시키는 광변환층을 포함하는 Bio-OLED를 포함함으로써 600nm 내지 1,000 파장까지의 넓은 범위에서 PBM 요법을 사용할 수 있도록 한다.
제4구현예에 따르면,
본 발명은 근적외선(NIR)으로의 광변환효율이 우수한 광변환필름의 제조 방법을 제공하고자 하는 것으로, 상기 방법은:
(A) 광변환물질 및 점착성 고분자를 각각 용매에 용해하여 방사용액을 제조하는 단계; 및
(B) 전압이 공급된 전기 방사기를 통하여 상기 방사용액을 각각 방사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광변환효율이 우수한 광변환필름의 제조 방법에 있어서, 상기 광변환물질은 양자점(Quantum dot, QD), 염료 또는 양자점과 염료의 혼합물질을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 양자점은 단일 구조 또는 코어-쉘 이중구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 단일 구조를 가지는 양자점은 MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, ZnO, CuO, Cu2O, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Al2S3, Al2Se3, Al2Te3, Ga2O3, Ga2S3, Ga2Se3, Ga2Te3, In2O3, In2S3, In2Se3, In2Te3, GeO2, SnO2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs 및 InSb 으로 구성되는 군으로부터 적어도 하나 이상 선택될 수 있다. 또한, 상기 코어-쉘의 이중 구조를 가지는 양자점은 CdTe/CdSe, CdSe/ZnTe, CdTe/ZnS, CdSe/ZnS, CdTe/ZnSe, InP/ZnSe, InP/ZnS, InP/ZnTe, CdSe/ZnSe, InP/GaAs, InGaAs/GaAs, PbTe/PbS, CuInS2/ZnS, Co/CdSe, Zn/ZnO 및 Ag/TiO2로 구성되는 군으로부터 적어도 하나 이상 선택될 수 있다. 상기 염료는 로다민(rhodamine)계, 쿠마린(coumarin)계, 아크리딘(acridine)계, 플루오레세인(fluorescein)계, 에리트로신(erythrosine)계, 안트라퀴논(anthraquinone)계, 아릴메탄(arylmethane)계, AZO계, 디아조늄(diazonium)계, 니트로(nitro)계, 니트로소(nitroso)계, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계, 퀴논이민(quinone-imine)계, 티아졸(thiazole)계, 사프라닌(safranin)계, 크산텐(xanthene)계, 또는 조합으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광변환효율이 우수한 광변환필름의 제조 방법에 있어서, 상기 점착성 고분자는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리이소프렌(PIP), 폴리부타디엔(PB), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에테르설폰(PES), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 트리아세테이트(CA) 또는 조합으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광변환효율이 우수한 광변환필름의 제조 방법에 있어서, 상기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), 클로로포름(chloroform), 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide) 또는 N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-dimethylacetamide, DMAc)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광변환효율이 우수한 광변환필름의 제조 방법에 있어서, 상기 전압은 9 내지 30kV인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광변환효율이 우수한 광변환필름의 제조 방법에 있어서, 상기 방사 속도는 1.5ml/h 내지 3ml/h인 것을 특징으로 한다.
<실시예>
실시예 1. Red OLED의 제조 및 특성 확인
1-1. Red OLED의 제조
50x50x1mm3의 유리기판 위에 50x50 mm2의 ITO 150nm를 Anode 전극으로 패터닝하고, 패터닝된 Anode ITO기판 위에 정공주입층(HIL), 정공전달층(HTL), 유기발광층(EML), 전자전달층(ETL), 전자주입층(EIL), 전극(Cathod; Al), 인캡기판(Glass), 정공차단층(HBL)을 포함하는 배면 발광 Red OLED 구조체 4개를 도 4에 나타낸 바와 같이 제조하였다.
Structure 1: Liq(EIL) 1.5nm, Alq3(ETL) 20nm, BAlq2(HBL) 5nm, EML(Host:10%dopant) 25nm, NPB(HTL) 10nm, HAT-CN(HIL) 10nm
Structure 2: Liq(EIL) 1.5nm, Alq3(ETL) 20nm, BAlq2(HBL) 5nm, EML(Host:10%dopant) 25nm, NPB(HTL) 30nm, HAT-CN(HIL) 120nm
Structure3: Liq(EIL) 1.5nm, Alq3(ETL) 20nm, BAlq2(HBL) 5nm, EML(Host:10%dopant) 25nm, NPB(HTL) 10nm, HAT-CN(HIL, Anode) 10nm / Al(Cathode) 1nm, Liq(EIL) 1.5nm, Alq3(ETL) 20nm, BAlq2(HBL) 5nm, EML(Host:10%dopant) 25nm, NPB(HTL) 10nm, HAT-CN(HIL) 10nm
Structure 4: Liq(EIL) 1.5nm, Alq3(ETL) 20nm, BAlq2(HBL) 5nm, EML(Host:10%dopant) 25nm, NPB(HTL) 10nm, HAT-CN(HIL, Anode) 120nm / Al(Cathode)1nm, Liq(EIL) 1.5nm, Alq3(ETL) 20nm, BAlq2(HBL) 5nm, EML(Host:10%dopant) 25nm, NPB(HTL) 30nm, HAT-CN(HIL) 120nm
1-2. Red OLED의 전압, 휘도 및 광전력 밀도 확인
상기 제조된 배면 발광 Red OLED 구조체 4개의 전압-휘도-광전력밀도을 확인하고, 이를 도 5에 나타내었다. 그 결과, single stack의 Red OLED 구조체 1 및 2에 비하여 텐덤(tandem) 구조를 갖는 Red OLED 구조체 3 및 4의 전압, 휘도 및 광전력 밀도가 약 2배 이상 증가하는 것으로 확인되었다.
1-3. Red OLED의 분광파장 확인
상기 제조된 배면 발광 Red OLED 구조체 1 및 3의 분광파장, 및 Red OLED 구조체 1 및 3의 분광파장을 확인하고, 이를 각각 도 6 및 도 7에 나타내었다. 그 결과, single stack의 Red OLED 구조체 1은 Cytochrome C Oxidase와 겹치면적이 16%인데 반해, 텐덤(tandem) 구조를 갖는 Red OLED 구조체 3의 경우 Cytochrome C Oxidase와 겹치는 면적이 20%로 증가하는 것으로 나타났다. 또한, single stack의 Red OLED 구조체 2는 Cytochrome C Oxidase와 겹치면적이 19%인데 반해, 텐덤(tandem) 구조를 갖는 Red OLED 구조체 4의 경우 Cytochrome C Oxidase와 겹치는 면적이 29%로 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명에 따른 텐덤 구조를 갖는 OLED는 single stack의 OLED에 비하여 효소적합성이 증가하는 것으로 확인되었다.
실시예 2. AgNW 필름의 제조
유리 및 PET 필름을 철저히 세척하고 순수한 질소로 건조시켰다. 5cm×5cm 크기의 유리 기판을 톨루엔에 녹인 옥타데실트리클로로실란으로 24 시간 동안 처리하여 표면자체조립단층(SAM; Self-assembled monolayer)을 코팅하였다. AgNW용액(0.5wt %, IPA, Nanopyxis)을 SAM 코팅 된 유리 기판에 Meyer rod 방법(rod No. 16)으로 코팅 한 다음 110°C에서 건조시켰다. 별도 준비된 PET필름의 표면에 바코터로 투명적착제 성분인 폴리아크릴산(PAA) 층을 형성하고 60 ℃에서 3분 동안 경화시켰다. 소수성 SAM 유리기판 위에 형성된 AgNW은 PAA PET기판에 부착시켜 PET기판으로 이동시켜 AgNW필름을 완성하였다.
실시예 3. 양자점 비드 및 파이버의 제조
양자점 나노입자 CuInS2ZnS(950nm, FWHM 250nm ±30nm, UBiQD)를 10mL의 클로로포름과 0.1wt%의 올릭산에 초음파진동기를 사용하여 영액으로 분산시켰다. PMMA와 클로로포름(PMMA:CHCl3)을 1:9과 2:8로 각각 완전히 용해시킨 PMMA용액을 준비하고 상기 분산된 CuInS2ZnS용액과 9:1의 비율로 완전히 분산될 때까지 혼합하여 두 가지 혼합용액을 제조하였다. 20kV의 전압과 기판 사이의 거리가 10cm인 노즐을 통해 상기 두 용액을 각각 2ml/h의 속도로 방출하여 비드와 파이버를 획득하고, 이를 FE-SEM로 관찰하였다. 그 결과, PMMA와 클로로포름 비율이 1:9인 용액과 상기 CuInS2ZnS 용액의 혼합용액에서 방사한 경우 약 3μm 내지 17μm인 비드 형태의 양자점이 형성되었으며(도 8a)의 양자점이 획득되었다. PMMA와 클로로포름 비율이 2:8인 용액과 상기 CuInS2ZnS용액의 혼합용액에서 방사한 결과는 두께가 약 4μm 내지 길이1mm이상인 파이버 형태(도 8b)의 양자점이 형성되었다.
실시예 4. 광변환필름의 제조
50 ㎛의 PET 기판 위에 바코터를 통해 약 4 ㎛의 PAA (poly-acrylic-acid)를 코팅한 후 약 80℃의 온도에서 약 3 분 동안 경화시켰다. 두께가 약 4 ㎛의 양자점 파이버를 PAA가 코팅된 PET기판 위에 살포한 후, 약 50 g/cm2의 압력을 가하고, 양자점 파이버가 접합되지 않은 부분을 제거한 후, PAA를 완전히 경화시키는 것으로 단일 양자점 파이버 입자층을 얻었다. 그 결과, 1mm 이상의 길이인 양자점 파이버가 접착전위 방법을 통해 PET기판에 접착되는 과정에서 PMMA 성분이 작게 끊어져 형성되면서 고밀도 막대 비드 형태로 광변환필름이 형성되었다(도 9).
<실험예>
실험예 1. 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장 및 광효율 분석
Red OLED 구조체 4에 CuInS2/ZnS 950nm로 사용한 접착전위(AT) 공정과 일반 Casting 공정에 의해 제작된 광변환필름을 부착하여 광변환모듈의 분광파장과 광효율을 분석하였다. 그 결과, CuInS2/ZnS 950nm는 적색광에 의해 여기 되었을 때 840nm를 중심으로 발광하였다 (도 10). 또한, Red OLED위에 AT공정에 의한 광변환필름을 부착하여 약 3%의 광추출효율(EQE)이 증가되는 것으로 나타났다. 한편, 광변환필름이 부착된 Red OLED 광변환에 의해 약 13% 내지 14%의 효소적합성 상승을 나타내는 것으로 확인되었다 (표 1).
[표 1]
실험예 2. 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장 및 광효율 분석
Red OLED 구조체 4에 CuInS2/ZnS 막대비드를 접착전위(AT) 공정에 의해 1층 내지 3층으로 제조된 광변환필름을 부착하여 광변환모듈의 분광파장과 광효율을 분석하였다(도 11). 그 결과, 광변환필름이 부착된 경우 효소적합성은 40% 이상으로 나타남으로써 Red OLED 구조체의 효소 적합성 29%에 비해 크게 증가하는 것으로 확인되었다 (표 2).
[표 2]
실험예 3. 광변환필름이 부착된 Red OLED의 분광파장 및 광효율 분석
Red OLED 구조체 4에 ScBO3:Cr3+(SBC)의 형광입자 비드를 접착전위(AT) 공정에 의해 1층 내지 3층으로 제조된 광변환필름을 부착하여 광변환모듈의 분광파장과 광효율을 분석하였다(도 12). 그 결과, 광변환필름이 부착된 경우 효소적합성은 40% 이상, 특히 3층으로 광변환필름을 부착하는 경우 85%로 나타남으로써 Red OLED 구조체의 효소 적합성 29%에 비해 크게 증가하는 것으로 확인되었다 (표 3).
[표 3]
실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 제1전극층;
상기 제1전극층과 대향되게 형성되는 제2전극층;
상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 배치되고 적색(RED) 광을 발광하는 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층(OLED unit); 및
상기 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층 사이에 배치되고, 1 내지 2nm 두께의 알루미늄(Al)으로 형성되는 전하발생층(Charge Generation Layer, CGL);을 포함하고,
상기 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층은 각각, 상기 제1전극층을 기준으로 정공주입층, 정공전송층, 발광층, 정공차단층, 전자전달층, 및 전자주입층을 포함하되,
상기 정공주입층은 1 내지 150nm의 두께로 형성되고, 상기 정공전송층은 1 내지 50 nm의 두께로 형성되며,
600nm 내지 660nm의 발광파장에서 80nm 이상의 반치전폭(full width at half maximum)을 갖는 광대역 방출 스펙트럼을 방출하는 것을 특징으로 하는, 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유기발광다이오드 단위소자층은 상기 제1전극층 상에 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 상기 정공주입층 상에 형성된 정공전송층(Hole Transfer Layer, HTL), 상기 정공전송층 상에 형성되며 적색(RED) 광을 발광하는 발광층(Emitting Materials Layer, EML), 상기 발광층 상에 형성된 정공차단층(Hole Block Layer, HBL), 상기 정공차단층 상에 형성된 전자전달층(Electron Transfer Layer, ETL), 및 상기 전자전달층 상에 형성된 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함하는, 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드.
- (A) 인캡기판층,
(B) 상기 인캡기판층 상의 제1전극층; 상기 제1전극층과 대향되게 형성되는 제2전극층; 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 배치되고 적색(RED) 광을 발광하는 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층(OLED unit); 및 상기 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층 사이에 배치되고, 1 내지 2nm 두께의 알루미늄(Al)으로 형성되는 전하발생층(CGL);을 포함하는 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드층(Bio-OLED),
(C) 상기 바이오-유기발광다이오드층 상에 형성된 투명인캡기판층, 및
(D) 상기 투명인캡기판층의 상부, 또는 상부 및 하부에 배치된 광변환층을 포함하고,
상기 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층은 각각, 상기 제1전극층을 기준으로 정공주입층, 정공전송층, 발광층, 정공차단층, 전자전달층, 및 전자주입층을 포함하되,
상기 정공주입층은 1 내지 150nm의 두께로 형성되고, 상기 정공전송층은 1 내지 50 nm의 두께로 형성되며,
상기 광변환층은 상기 바이오-유기발광다이오드층으로부터 방출되는 600nm 내지 660 nm의 발광파장에서 80 nm 이상의 반치전폭(full width at half maximum)을 갖는 광대역 적색광을 근적외선(NIR) 발광으로 전환시키는 것을 특징으로 하는 것인, 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 광역학치료 장치는 적색광 및 근적외선(NIR) 발광, 또는 근적외선(NIR) 발광만을 방출하는 것을 특징으로 하는 것인, 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 광역학치료 장치는 광변환층 상부에 근적외선 투과 이색성 필터(NIR-pass-dichroic filter, NPD)층, 또는 광변환층 상부에 근적외선 투과 이색성 필터(NPD)층 및 광변환층 하부에 적색광 투과 이색성 필터(Red-pass-dichroic filter, RPD)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 NPD층 및 RPD층은 저굴절율층과 고굴절율층을 포함하는 반복된 단위소자(unit)로 형성되는 것을 특징으로 하는 것인, 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 광변환층은 점착성 고분자층 및 상기 점착성 고분자층 상에 형성된 광전환물질로서 양자점(Quantum dot, QD), 염료 또는 양자점과 염료의 혼합물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 것인, 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드를 포함하는 광역학치료 장치.
- 제1전극층; 상기 제1전극층과 대향되게 형성되는 제2전극층; 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 배치되고 적색(RED) 광을 발광하는 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층(OLED unit); 및 상기 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층 사이에 배치되고, 1 내지 2nm 두께의 알루미늄(Al)으로 형성되는 전하발생층(CGL);을 포함하는 복수개의 바이오-유기발광다이오드(Bio-OLED)를 포함하고,
상기 적어도 2개 이상의 유기발광다이오드 단위소자층은 각각, 상기 제1전극층을 기준으로 정공주입층, 정공전송층, 발광층, 정공차단층, 전자전달층 및 전자주입층을 포함하되
상기 정공주입층은 1 내지 150 nm의 두께로 형성되고, 상기 정공전송층은 1 내지 50 nm의 두께로 형성되며,
상기 복수개의 바이오-유기발광다이오드 중 일부 또는 전부 상에, 상기 바이오-유기발광다이오드로부터 방출되는 600nm 내지 660nm의 발광파장에서 80nm 이상의 반치전폭(full width at half maximum)을 갖는 광대역 적색광을 근적외선(NIR) 발광으로 전환시키는 광변환물질을 포함하는 광변환층이 형성된 것을 특징으로 하는 것인, 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이.
- 제9항에 있어서,
바이오-유기발광다이오드 어레이는 600 내지 1,000nm 넓은 범위의 적색광 및 근적외선 발광 파장을 방출하는 것을 특징으로 하는 것인, 광역학치료용 탠덤 구조의 바이오-유기발광다이오드 어레이.
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