KR102577041B1

KR102577041B1 - 유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 표시장치

Info

Publication number: KR102577041B1
Application number: KR1020150189799A
Authority: KR
Inventors: 유영주; 송인범; 양중환; 최혜옥
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2023-09-08
Also published as: KR20170079348A

Abstract

본 발명은 적어도 두개의 질소를 포함하는 이형고리(heterocycle) 구조 코어를 갖는 유기 화합물을 제공하며, 유기 화합물은 높은 발광 효율을 갖는다.
또한, 본 발명의 유기 화합물은 발광 물질층과, 전자 수송층 및 전자 주입층에 공통적으로 호스트로 이용될 수 있기 때문에, 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 소자의 제조 공정이 단순해지고 낮은 구동 전압으로 높은 발광 효율을 갖는다.

Description

유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 표시장치{Organic compound, and Organic light emitting diode and Organic light emitting diode display device including the same}

본 발명은 유기 화합물에 관한 것으로, 특히 구동 전압과 발광 효율에서 장점을 갖는 유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것이다.

최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 유기전계발광소자(organic electroluminescent device: OELD)라고도 불리는 유기발광다이오드소자의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있다.

유기발광다이오드소자는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 발광물질층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적으며, 색순도가 뛰어나다는 장점이 있다.

최근에는 발광물질층에 형광 물질보다 인광 물질이 많이 사용되는 추세이다. 형광 물질의 경우 발광물질층에서 형성되는 엑시톤 중에 약 25%의 단일항만이 빛을 만드는 데 사용되고 75%의 삼중항은 대부분 열로 소실되는 반면, 인광 물질은 단일항과 삼중항 모두를 빛으로 전환 시키는 발광 메커니즘을 가지고 있기 때문이다.

유기발광다이오드를 제작하는 과정을 간단히 살펴보면,

(1) 먼저, 투명기판 위에 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide; ITO)와 같은 물질을 증착하여 양극(anode)을 형성한다.

(2) 상기 양극 상에 정공주입층(HIL:hole injection layer)을 형성한다. 정공주입층은 주로 하기 화학식1-1의 화합물(1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile, HATCN)을 증착하여 형성된다.

(3) 다음, 상기 정공주입층 상에 정공수송층(HTL: hole transporting layer)을 형성한다. 이러한 정공수송층은 하기 화학식1-2의 화합물(4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]-biphenyl, NPB)을 증착하여 형성된다.

(4) 다음, 상기 정공수송층 상에 발광물질층 (EML: emitting material layer)을 형성한다. 상기 발광물질층은 도펀트(dopant)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인광 소자의 경우, 호스트에 하기 화학식1-3의 화합물(Ir(ppy)₂(acac))를 도펀트로 도핑하여 녹색 발광층을 형성할 수 있다.

(5) 다음, 상기 발광물질층 상에 전자수송층(ETL:electron transport layer) 및 전자주입층(EIL: electron injecting layer)을 형성한다. 예를 들어, 전자수송층은 하기 화학식1-4의 화합물로 형성되고, 전자주입층은 LiF로 형성될 수 있다.

(6) 다음, 상기 전자주입층 상에 음극(cathode)을 형성하고, 마지막으로 상기 음극 상에 보호막을 형성한다.

[화학식1-1]

[화학식1-2]

[화학식1-3]

[화학식1-4]

그런데, 이와 같은 구조의 유기발광다이오드소자에서는 발광 효율 향상을 위해 적어도 5개의 유기물층이 적층되기 때문에, 제조 공정이 복잡하고 제조 원가가 상승하는 문제가 있다.

본 발명은 유기발광다이오드 소자의 복잡한 제조 공정 문제를 해결하고자 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 하기 화학식으로 표시되며, X1 및 X2 각각은 독립적으로 탄소 또는 질소이고, R1, R2, R3 및 R4 각각은 독립적으로 수소, 아릴 그룹 또는 헤테로아릴 그룹으로부터 선택되며, R3와 R4 중 적어도 하나는 아릴 그룹 또는 헤테로아릴 그룹으로부터 선택되는 유기 화합물을 제공한다.

또한, 본 발명은 유기 발광층이 전술한 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.

이때, 상기 유기 발광층에서, 발광 물질층과, 전자 수송층 및 전자 주입층이 전술한 유기 화합물을 포함할 수 있다.

본 발명은 적어도 두개의 질소를 포함하는 이형고리(heterocycle) 구조 코어를 갖는 유기 화합물을 제공하며, 유기 화합물은 높은 발광 효율을 갖는다.

또한, 이와 같은 유기 화합물은 발광 물질층과, 전자 수송층 및 전자 주입층에 공통적으로 호스트로 이용될 수 있기 때문에, 각 층간 에너지 배리어가 감소하여 구동 전압이 낮아진다.

따라서, 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 소자의 제조 공정이 단순해지고 낮은 구동 전압으로 높은 발광 효율을 갖는다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 화합물1의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 3a 및 도 3b는 화합물2의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 4a 및 도 4b는 화합물3의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 화합물4의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 화합물5의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 화합물6의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 화합물7의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 화합물8의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 10a 및 도 10b는 화합물9의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 화합물10의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 12a 및 도 12b는 화합물11의 NMR 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 유기 화합물의 발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 14a 및 도 14b는 유기발광다이오드의 전류 밀도와 전류 효율을 보여주는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 유기 화합물의 구조 및 그 합성예와, 이를 이용한 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드 표시장치에 대해 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드를 설명하기 위한 도면이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드(100)는, 제 1 전극(110)과, 상기 제 1 전극(110)과 마주하는 제 2 전극(170)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(110, 170) 사이에 위치하는 유기 발광층(180)을 포함하고, 상기 유기 발광층(180)은 정공 주입층(hole injection layer, HIL, 120)과, 정공 수송층(hole transporting layer, HTL, 130)과, 발광 물질층(emitting material layer, EML, 140)과, 전자 수송층(electron transporting layer, ETL, 150) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL, 160)의 적층 구조를 갖는다.

즉, 상기 제 1 전극(110)과 상기 발광 물질층(140) 사이에 상기 정공 주입층(120)과, 상기 정공 수송층(130)이 순차 적층되고, 상기 발광 물질층(140)과 상기 제 2 전극(170) 사이에 상기 전자 수송층(150)과 상기 전자 주입층(160)이 순차 적층되어 유기발광다이오드(100)를 구성한다.

상기 제 1 전극(110)은 일함수 값이 비교적 높은 물질, 예를 들어, 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 상기 제 2 전극(170)은 일함수 값이 비교적 낮은 물질, 예를 들어, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 유기발광다이오드(100)가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(110) 하부 및/또는 에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 전극(110)은 투명 도전성 전극과 반사전극 또는 반사층의 이중층 구조를 갖거나, 투명 도전성 전극 상부 및 하부에 반사전극 또는 반사층이 위치하는 삼중층 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 전극(170)은 얇은 두께를 가져 반투과 특성을 가질 수 있다.

상기 정공 주입층(120)은 정공 주입 물질로 이루어지며, 상기 정공 수송층(130)은 정공 수송 물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 정공 주입 물질과 상기 정공 수송 물질이 동일한 물질인 경우, 상기 정공 주입층(120)에 p-타입 물질이 도핑될 수 있다.

상기 발광 물질층(140)은 제 1 호스트와 제 1 도펀트(142)를 포함한다. 또한, 상기 전자 수송층(150)은 상기 제 1 호스트로 이루어지고, 상기 전자 주입층(160)은 상기 제 1 호스트와 제 2 도펀트(162)를 포함한다. 즉, 상기 발광 물질층(140)과, 상기 전자 수송층(150) 및 상기 전자 주입층(160)은 동일한 물질을 포함한다.

한편, 상기 발광 물질층(140)은 제 2 호스트를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 호스트는 상기 정공 주입층(120)과 상기 정공 수송층(130)에 이용될 수도 있다.

상기 제 1 호스트인 본 발명의 유기 화합물은 하기 화학식2로 표시된다.

[화학식2]

상기 화학식2에서, X1 및 X2 각각은 독립적으로 탄소 또는 질소이고, R1, R2, R3 및 R4 각각은 독립적으로 수소, 아릴(aryl) 그룹 또는 헤테로아릴(heteroaryl) 그룹으로부터 선택된다. 또한, R3와 R4 중 적어도 어느 하나는 아릴 그룹 또는 헤테로아릴 그룹으로부터 선택되며, R3와 R4는 서로 다를 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 유기 화합물은 하기 화학식3의 화합물 중 어느 하나일 수 있다.

[화학식3]

전술한 바와 같이, 본 발명의 유기 화합물은 발광 물질층(140), 전자 수송층(150) 및 전자 주입층(160)에 이용되며, 비교적 높은 삼중항 에너지를 가져 발광 효율이 향상되고 음극인 제 2 전극(170)과의 에너지 배리어(energy barrier)를 낮춰 구동 전압이 감소한다.

따라서, 본 발명의 유기 화합물을 이용하면 유기발광다이오드의 제조 공정이 단순해지고 낮은 구동 전압으로 높은 발광 효율을 구현할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 유기 화합물의 합성예 및 화합물의 특성을 설명한다.

1. 화합물1의 합성

(1) 화합물1-1

[반응식1-1]

6-bromo-2-pyridinecarboxaldehyde (1.86 g, 10.0 mmol), acetophenone (1.2 g, 10.0 mmol), sodium methoxide (0.54 g, 10.0 mmol), sodium methoxide-methanol (1.5 g)을 ethanol (30 ml)에 녹여 5시간 동안 교반하였다. Ethanol을 이용하여 혼합물을 여과(filter)한 후 건조시켜 화합물1-1 (2.1 g, 73 %)을 얻었다.

(2) 화합물1-2

[반응식1-2]

화합물1-1 (5.76 g, 20.0 mmol), benzamidinehydrochloride (3.2 g, 20.4 mmol), NaOH (16 g, 40.0 mmol)을 ethanol (150 ml)에 녹여 24시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각한 후, ethanol과 물을 이용하여 혼합물을 여과하고 건조시켜 화합물1-2 (4.0 g, 52 %)을 얻었다.

(3) 화합물1

[반응식1-3]

화합물1-2 (2.4 g, 6.2 mmol), carbazole (1.1 g, 6.7 mmol), tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd₂(dba)₃, 0.19 g, 0.2 mmol), tri-t-butylphosphine (TTBuP, 0.06 g, 0.31 mmol), sodium tert-butoxide (t-BuONa, 1.1 g, 11.3 mmol)을 toluene (120 ml)에 녹이고 15시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, methylene chloride를 이용하여 혼합물을 추출하였다. 추출물을 methylene-chloride (MC)와 hexane (Hx) (MC:Hx=1:3)을 이용하여 컬럼(column)함으로써, 화합물1(2.26 g, 77 %)을 얻었다.

화합물1의 NMR 스펙트럼을 도 2a 및 도 2b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

2. 화합물2의 합성

(1) 화합물2-1

[반응식2-1]

3,5-dibromobenzaldehyde (0.2 g, 0.76 mmol)와 aniline (0.08 g, 0.86 mmol)을 ethanol (4 ml)에 녹여 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 감압 농축하고 MC와 Hx(=1:3)을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물2-1(0.3 g, 88.5%)을 얻었다.

(2) 화합물2-2

[반응식2-2]

화합물2-1 (0.2 g, 0.59 mmol), benzamidine hydrochloride (0.2 g, 1.3 mmol), NaOH (0.05 g, 1.3 mmol)을 ethanol (2 ml)에 넣고 12시간 동안 환류교반하였다. 물과 ethanol로 씻어주어 화합물2-2(0.2 g, 80%)을 얻었다.

(3) 화합물2-3

[반응식2-3]

화합물2-2 (7.0 g, 15.0 mmol)와 3-pyridineboronic acid pinacol ester (3.38 g, 16.5 mmol)를 K₂CO₃ (4.1 g, 30.0 mmol) 수용액 (15 ml)와 toluene (140 ml), ethanol (21 ml) 혼합 용매에 녹여 30분간 버블링(bubbling)시켰다. 혼합물에 tetrakis(triphenylphosphine) Palladium(0) (Pd(PPh₃)₄, 0.2 g, 0.2 mmol) 첨가하고 2시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, ethyl acetate를 이용하여 추출하고 EA(ethylacetate)와 Hx(=1:1)을 이용하여 컬럼함으로써 화합물2-3(4.9 g, 73 %)을 얻었다.

(4) 화합물2

[반응식2-4]

화합물2-3 (2.9 g, 6.2 mmol), carbazole (1.4 g, 8.1 mmol), Pd₂(dba)₃ (0.23 g, 0.2 mmol), TTBuP (0.076 g, 0.37 mmol), t-BuONa (1.7 g, 18.0 mmol)을 toluene (120 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, methylene chloride를 이용하여 추출하고 EA:Hx(=1:1)을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물2(2.34 g, 68 %)를 얻었다.

화합물2의 NMR 스펙트럼을 도 3a 및 도 3b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

3. 화합물3

(1) 화합물3-2

[반응식3-1]

화합물3-1 (21.0 g, 49.7 mmol), bis(pinacolato)diborane (13.9 g, 54.7 mmol), Pd₂(dba)₃ (1.5 g, 1.6 mmol), potassium acetate (9.75 g, 99.3 mmol), tricycolhexylphosphine (0.7 g, 2.5 mmol)을 1,4-dioxane (500 ml)에 녹이고 5시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, celite로 여과하고 MC:Hx(=1:1)을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물3-2(17.5 g, 75 %)을 얻었다.

(2) 화합물3-3

[반응식3-2]

화합물3-2 (9.4 g, 20 mmol), 2-chloro-4,6-diphenylpyrimidine (6.4 g, 24 mmol), Pd(PPh₃)₄ (2.3 g, 2.0 mmol), Na₂CO₃ 용액(7.7 g, 72.6 mmol, 100 ml)을 1,4-dioxane (400 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, 고체를 ethanol을 이용하여 여과하고 건조시켜 화합물3-3(6.89 g, 60 %)을 얻었다.

(3) 화합물3

[반응식3-3]

화합물3-3(3.6 g, 6.2 mmol), carbazole (1.4 g, 8.1 mmol), Pd₂(dba)₃ (0.23 g, 0.2 mmol), TTBuP (0.076 g, 0.37 mmol), t-BuONa (1.7 g, 18.0 mmol)을 toluene (120 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, methylene chloride를 이용하여 추출하고 EA:Hx(=1:1)을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물3(2.8 g, 65 %)을 얻었다.

화합물3의 NMR 스펙트럼을 도 4a 및 도 4b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

4. 화합물4의 합성

(1) 화합물4-1

[반응식4-1]

3-bromo-5-chlorobenzaldehyde (55.4 g, 0.25 mol), 4-acetylbiphenyl (50.5 g, 0.26 mol), sodium methoxide (13.6 g, 0.25 mol), sodium methoxide-methanol (35 g)을 ethanol (1L)에 녹이고 5시간 동안 교반하였다. Ethanol을 이용하여 여과하고 건조시켜 화합물4-1(73.3 g, 73 %)을 얻었다.

(2) 화합물4-2

[반응식4-2]

화합물4-1(8.0 g, 20.0 mmol), benzamidinehydrochloride (3.2 g, 20.4 mmol), NaOH (16 g, 40.0 mmol)을 ethanol (650 ml)에 녹이고 24시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각한 후, ethanol과 물로 여과하고 건조시켜 화합물4-2(4.0 g, 44 %)을 얻었다.

(3) 화합물4-3

[반응식4-3]

화합물4-2 (44.0 g, 88.4 mmol), bis(pinacolato)diborane (24.7 g, 97.2 mmol), Pd₂(dba)₃ (2.4 g, 2.7 mmol), potassium acetate (17.3 g, 176.8 mmol), tricycolhexylphosphine (1.24 g, 4.4 mmol)을 1,4-dioxane (500 ml)에 녹이고 5시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, celite를 이용하여 여과하고 MC:Hx(=1:1)을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물4-3(21 g, 44 %)을 얻었다.

(4) 화합물4-4

[반응식4-4]

화합물4-3 (11.0 g, 20 mmol), 2-chloro-4,6-diphenylpyrimidine (6.4 g, 24 mmol), Pd(PPh₃)₄ (2.3 g, 2.0 mmol), Na₂CO₃ 용액(7.7 g, 72.6 mmol, 100 ml)을 1,4-dioxane (400 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, ethanol로 여과하고 건조시켜 화합물4-4(9.8 g, 75 %)을 얻었다.

(5) 화합물4

[반응식4-5]

화합물4-4 (12.0 g, 18.5 mmol), carbazole (4.6 g, 27.8 mmol), Pd₂(dba)₃ (0.68 g, 0.7 mmol), TTBuP (0.2 g, 1.05 mmol), t-BuONa (3.7 g, 38.8 mmol)을 p-xylene (240 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, toluene을 이용하여 여과하고 재결정함으로써, 화합물4(4.3 g, 30 %)를 얻었다.

화합물4의 NMR 스펙트럼을 도 5a 및 도 5b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

5. 화합물5의 합성

(1) 화합물5-1

[반응식5-1]

3-bromo-5-chlorobenzaldehyde (55.4 g, 0.25 mol), acetophenone (31.5 g, 0.26 mol), sodium methoxide (13.6 g, 0.25 mol), sodium methoxide-methanol (35 g)을 ethanol (1L)에 녹이고 5시간 동안 교반하였다. Ethanol을 이용하여 여과하고 건조시켜 화합물5-1(62 g, 77 %)을 얻었다.

(2) 화합물5-2

[반응식5-2]

화합물5-1 (6.4 g, 20.0 mmol), benzamidinehydrochloride (3.2 g, 20.4 mmol), NaOH (16 g, 40.0 mmol)을 ethanol (650 ml)에 녹이고 24시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각한 후, ethanol과 물로 여과하고 건조시켜 화합물5-2(3.4 g, 40 %)을 얻었다.

(3) 화합물5-3

[반응식5-3]

화합물5-2 (21.0 g, 49.7 mmol), bis(pinacolato)diborane (13.9 g, 54.7 mmol), Pd₂(dba)₃ (1.5 g, 1.6 mmol), potassium acetate (9.75 g, 99.3 mmol), tricycolhexylphosphine (0.7 g, 2.5 mmol)을 1,4-dioxane (500 ml)에 녹이고 5시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, celite를 이용하여 여과하고 MC:Hx(=1:1)을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물5-3(16.3 g, 70 %)을 얻었다.

(4) 화합물5-4

[반응식5-4]

화합물5-3 (9.4 g, 20 mmol), 1-chloro-3,5-di(4-pyridyl)benzene (6.4 g, 24 mmol), Pd(PPh₃)₄ (2.3 g, 2.0 mmol), Na₂CO₃ 용액(7.7 g, 72.6 mmol, 100 ml)을 1,4-dioxane (400 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, ethanol로 여과하고 건조시켜 화합물5-4(6.3 g, 55 %)을 얻었다.

(5) 화합물5

[반응식5-5]

화합물5-4 (10.6 g, 18.5 mmol), carbazole (4.6 g, 27.8 mmol), Pd₂(dba)₃ (0.68 g, 0.7 mmol), TTBuP (0.2 g, 1.05 mmol), t-BuONa (3.7 g, 38.8 mmol)을 p-xylene (240 ml)에 녹여 12시간 동안 환류교반한다. 상온으로 냉각 후, toluene을 이용하여 여과하고 재결정함으로써, 화합물5(4.7 g, 36 %)을 얻었다.

화합물5의 NMR 스펙트럼을 도 6a 및 도 6b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

6. 화합물6의 합성

(1) 화합물6-1

[반응식6-1]

화합물3-2 (9.4 g, 20 mmol), 1-chloro-3,5-di(4-pyridyl)benzene (6.4 g, 24 mmol), Pd(PPh₃)₄ (2.3 g, 2.0 mmol), Na₂CO₃ 용액(7.7 g, 72.6 mmol, 100 ml)을 1,4-dioxane (400 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, ethanol로 여과하고 건조시켜 화합물6-1(5.7 g, 50 %)을 얻었다.

(2) 화합물6

[반응식6-2]

화합물6-1 (10.6 g, 18.5 mmol), carbazole (4.6 g, 27.8 mmol), Pd₂(dba)₃ (0.68 g, 0.7 mmol), TTBuP (0.2 g, 1.05 mmol), t-BuONa (3.7 g, 38.8 mmol) 을 p-xylene (240 ml)에 녹이고 12시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, toluene을 이용하여 여과하고 재결정함으로써, 화합물6(4.5 g, 35 %)을 얻었다.

화합물6의 NMR 스펙트럼을 도 7a 및 도 7b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

7. 화합물7의 합성

[반응식7]

화합물2-2 (7.0 g, 15.0 mmol), 3-pyridineboronic acid pinacol ester (3.38 g, 16.5 mmol)를 K₂CO₃ (4.1 g, 30.0 mmol) 수용액 (15 ml)와 toluene (140 ml), ethanol (21 ml) 혼합 용매에 녹여 30분간 버블링(bubbling)시켰다. 혼합물에 tetrakis(triphenylphosphine) Palladium(0) (Pd(PPh₃)₄, 0.2 g, 0.2 mmol) 첨가하고 2시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, ethyl acetate를 이용하여 추출하고 EA:Hx(=1:1)을 이용하여 컬럼함으로써 화합물7(4.2 g, 60 %)을 얻었다.

화합물7의 NMR 스펙트럼을 도 8a 및 도 8b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

8. 화합물8의 합성

(1) 화합물8-1

[반응식8-1]

3-bromobenzaldehyde (46.3 g, 0.25 mol), 4-acetylbiphenyl (50.5 g, 0.26 mol), sodium methoxide (13.6 g, 0.25 mol), sodium methoxide-methanol (35 g)을 ethanol (1L)에 녹이고 5시간 동안 교반하였다. Ethanol을 이용하여 여과하고 건조시켜 화합물8-1(59.0 g, 65 %)을 얻었다.

(2) 화합물8-2

[반응식8-2]

화합물8-1 (7.3 g, 20.0 mmol), benzamidinehydrochloride (3.2 g, 20.4 mmol), NaOH (16 g, 40.0 mmol)을 ethanol (650 ml)에 녹이고 24시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각한 후, ethanol과 물로 여과하고 건조시켜 화합물8-2(4.2 g, 45 %)을 얻었다.

(3) 화합물8-3

[반응식8-3]

화합물8-2 (10.0 g, 21.6 mmol)을 diethyl ether (100 ml)에 녹이고 -78℃에서 2.5 M n-butyllithium (12.9 ml, 32.4 mmol)를 첨가하고 1시간 동안 교반하였다. Trimethyl borate (3.8 g, 36.7 mmol)을 -78℃에서 첨가 후, 3시간 동안 상온에서 교반하였다. 물을 이용하여 여과하고 건조시켜 화합물8-3(8.3 g, 90 %)을 얻었다.

(4) 화합물8-4

[반응식8-4]

1-bromo-2-iodobenzene (17.9 g, 63.3 mmol), diphenylamine (8.9 g, 52.6 mmol), K₂CO₃ (14.6 g, 105.6 mmol), copper iodide (0.5 g, 2.6 mmol)을 p-xylene (250 ml)에 녹이고 24시간 환류교반하였다. 상온으로 냉각시킨 후, 감압 농축하였다. MC:Hx을 이용하여 컬럼함으로써 화합물8-4(5.0 g, 30 %)을 얻었다.

(5) 화합물8-5

[반응식8-5]

화합물8-4 (4.9 g, 15.1 mmol)을 THF (40 ml)에 녹이고 -78℃에서 2.5 M n-butyllithium (6.65 ml, 16.6 mmol)을 첨가한 후, 1시간 동안 교반하였다. 혼합 용액에 2-bromo-9-fluorenone (4.3 g, 16.6 mmol)을 THF (30 ml)에 녹인 용액을 -78℃에서 첨가하고 12시간 동안 상온에서 교반하였다. 감압 농축하고 methylene chloride를 이용하여 추출하였다. 추출물을 Acetic acid (70 ml)와 36% HCl (7 ml)에 녹이고 5시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각하여 물을 이용하여 여과하고 건조시켜 화합물8-5(4.4 g, 60 %)을 얻었다.

(6) 화합물8

[화학식8-6]

화합물8-5 (2.0 g, 4.1 mmol), 화합물 8-3 (2.1 g, 4.9 mmol), K₂CO₃ (1.7 g, 12.3 mmol), Pd(PPh₃)₄ (0.2 g, 0.19 mmol)을 THF (30 ml)와 물 (10 ml) 혼합 용매에 녹이고 15시간 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, 감압 농축하고 methylene chloride와 물을 이용하여 추출하였다. 추출물을 MC:Hex을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물8(1.0 g, 31 %) 을 얻었다.

화합물8의 NMR 스펙트럼을 도 9a 및 도 9b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

9. 화합물9의 합성

(1) 화합물9-1

[반응식9-1]

2-bromo-9,9-dimethyl-9H-fluorene (2.7 g, 10.0 mmol), 2-chloroaniline (1.28 g, 10.0 mmol), tri(t-butyl)phosphine (0.06 g, 0.3 mmol), palladium(II) acetate(Pd(OAc)₂, 0.07 g, 0.3 mmol), sodium t-butoxide(1.44 g, 15 mmol)을 toluene (120 ml)에 녹이고 5시간 동안 환류교반하였다. 반응 종류 후, 상온으로 냉각시키고 감압 농축시킨 후 methylene chloride를 이용하여 여과하였다. 여과된 물질을 EA;Hx을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물9-1(2.5 g, 80 %)을 얻었다.

(2) 화합물9-2

[반응식9-2]

화합물9-1 (2.5 g, 7.8 mmol), di-tert-butylmethylphosphonium tetrafluoroborate ((t-Bu)₂PMeHBF₄, 0.057 g, 0.23 mmol), Pd(OAc)₂ (0.05 g, 0.23 mmol) 을 dimethylacetamide (DMAC, 80 ml)에 녹이고 24시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각한 후, 감압 농축하고 methylene chloride와 물을 이용하여 추출하였다. 추출물을 toluene:Hx을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물9-2(0.9 g, 42 %)을 얻었다.

(3) 화합물9

[반응식9-3]

화합물2-3 (2.9 g, 6.2 mmol), 화합물12-2 (1.9 g, 6.7 mmol), Pd₂(dba)₃ (0.19 g, 0.2 mmol), TTBuP (0.06 g, 0.31 mmol), t-BuONa (1.1 g, 11.3 mmol)을 1,4-dioxane (100 ml)에 녹이고 15시간 동안 환류교반한다. 상온으로 냉각 후, methylene chloride를 이용하여 추출하였다. 추출물을 MC:Hx을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물9(2.5 g, 60 %)을 얻었다.

화합물9의 NMR 스펙트럼을 도 10a 및 도 10b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

10. 화합물10의 합성

(1) 화합물10-1

[반응식10-1]

3-Dibromobenzaldehyde (1.4 g, 7.6 mmol)와 aniline (0.8 g, 8.6 mmol)을 ethanol (40 ml)에 녹이고 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 감압 농축하고 MC:Hx(=1:3)을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물10-1(1.7 g, 85%)을 얻었다.

(2) 화합물10-2

[반응식10-2]

화합물10-1 (1.5 g, 5.9 mmol), benzamidine Hydrochloride (2.0 g, 13.0 mmol), NaOH (0.5 g, 13.0 mmol)을 ethanol (20 ml)에 넣이고 12시간 동안 환류교반하였다. 물과 ethanol로 씻어주어 화합물10-2(1.7 g, 74%)을 얻었다.

(3) 화합물10-3

[반응식10-3]

2-Bromocarbazole (2.46 g, 10.0 mmol), 9-phenylcarbazole-3-boronic acid (3.16 g, 11.0 mmol), K2CO3 (4.15 g, 30.0 mmol), Pd(PPh3)4 (0.53 g, 0.46 mmol)을 THF(90 ml)와 물 (30 ml) 혼합 용매에 녹이고 17시간 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, 감압 농축하고 methylene chloride와 물을 이용하여 추출하였다. 추출물을 MC:Hx을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물10-3(2.7 g, 65 %)을 얻었다.

(4) 화합물10

[반응식10-4]

화합물10-2 (2.4 g, 6.2 mmol), 화합물10-3 (2.7 g, 6.7 mmol), Pd₂(dba)₃ (0.19 g, 0.2 mmol), TTBuP (0.06 g, 0.31 mmol), t-BuONa (1.1 g, 11.3 mmol)을 toluene (120 ml)에 녹이고 15시간 동안 환류교반하였다. 상온으로 냉각 후, methylene chloride를 이용하여 추출하고 MC:Hx을 이용하여 컬럼함으로써, 화합물10(2.88 g, 65 %)을 얻었다.

화합물10의 NMR 스펙트럼을 도 11a 및 도 11b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

11. 화합물11의 합성

(1) 화합물11-1

[반응식11-1]

둥근 바닥 플라스크(round bottom flask)에 3-bromo-5-chlorobenzaldehyde (55.43 g, 253 mmol), sodium methoxide (13.64 g, 253 mmol), 4-acetylbyphenyl (50.56 g, 258 mmol), ethanol (1.1L)를 넣고 5시간 교반하였다. 반응 종료 후, 혼합 용액을 여과하고 ethanol로 세척하였다. 고체를 진공 건조시켜 화합물11-1 (80g, 80%)을 얻었다.

(2) 화합물11-2

[반응식11-2]

둥근 바닥 플라스크에 화합물11-1 (80.35 g, 202 mmol), benzamidine hydrochloride (32.27 g, 206 mmol), sodium hydrochloride (15.92 g, 398 mmol)을 ethanol (677 ml)에 넣고 환류교반시켰다. 반응 종료 후, 상온에서 교반하였다. 혼합 용액을 여과한 후, 물과 ethanol로 씻었다. 고체를 진공 건조시켜, 화합물11-2 (44g, 44%)을 얻었다.

(3) 화합물11-3

[반응식11-3]

둥근 바닥 플라스크에, 화합물11-2 (44 g, 88.4 mmol)와 bis(pinacolato)diborane (24.7 g, 97.2 mmol)를 1,4-dioxane (1.32L)에 넣고 교반하였다. Pd₂(dba)₃ (2.43 g, 2.7 mmol), tricyclohexylphosphine (1.24 g, 4.4 mmol), potassium acetate (17.3 g, 176.8 mmol)을 넣고 5시간 환류교반시켰다. 반응 종료 후, 컬럼 및 정제하고 진공 건조시켜 화합물11-3(21g, 43.6%)을 얻었다.

(4) 화합물11-4

[반응식11-4]

둥근 바닥 플라스크에, 화합물11-3 (7.5 g, 13.7 mmol)과 4-bromo-2,6-di(pyridin-2-yl)pyridine (4.3 g, 13.7 mmol)을 THF (80ml)에 넣고 교반하였다. Pd(PPh₃)₄ (0.73 g, 0.6 mmol)와 potassium carbonate (4.56 g, 33.0 mmol)를 H2O 20ml에 녹인 후 혼합 용액에 첨가하고 24시간 동안 환류교반시켰다. 반응 종결 후, 여과하고 물과 methanol로 씻었다. 고체를 진공 건조시켜 화합물11-4(7.8g, 87%)를 얻었다.

(5) 화합물11

[반응식11-5]

둥근 바닥 플라스크에, 화합물11-4 (7.8 g, 11.9 mmol), carbazole (3.01 g, 17.9 mmol)을 o-xylene (150ml)에 넣고 교반하였다. Pd2(dba)3 (0.66 g, 0.7 mmol), tri-tert-butylphosphine (0.58 ml, 1.4 mmol), sodium tert-butoxide (2.31 g, 23.9 mmol)을 넣고 24시간 동안 환류교반시켰다. 반응 종결 후, toluene silica hot filter와 toluene을 이용하여 재결정함으로써, 화합물11(2.5g, 27%)을 얻었다.

화합물11의 NMR 스펙트럼을 도 12a 및 도 12b에 도시하였고 발광 스펙트럼을 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.

본 발명의 화합물1 내지 화합물11과 상기 화학식1-4의 물질(Ref)의 HOMO (highest occupied molecular orbital), LUMO (lowest unoccupied molecular orbital), Eg(bandgap energy), E_T(triplet energy)를 측정하여 아래 표1에 기재하였다. (화합물8, 9와 화학식1-4 화합물의 E_T 값은 측정되지 않았음)

이하, 상기한 본 발명의 유기 화합물을 이용하여 유기발광다이오드를 제작하는 실험예 및 비교예를 통해, 본 발명에 의한 유기 화합물을 이용한 유기발광다이오드의 성능을 비교 설명한다.

소자1 제작

기판 상에 인듐-틴-옥사이드(ITO)층의 발광 면적이 3mm X 3mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO(양극) 층 상에 정공 주입층(HATCN), 정공 수송층(하기 화학식4 화합물), 발광 물질층(하기 화학식4 화합물(제 1 호스트)과 제 2 호스트 및 상기 화학식1-3의 도펀트), 전자 수송층(제 2 호스트), 전자 주입층(제 2 호스트와 Liq) 및 음극(Al)을 적층하였다.

(1) 실험예1

제 2 호스트로 화합물1을 이용하였다.

(2) 실험예2

제 2 호스트로 화합물2를 이용하였다.

(3) 실험예3

제 2 호스트로 화합물3을 이용하였다.

(4) 실험예4

제 2 호스트로 화합물4를 이용하였다.

(5) 실험예5

제 2 호스트로 화합물5를 이용하였다.

(6) 실험예6

제 2 호스트로 화합물6을 이용하였다.

(7) 실험예7

제 2 호스트로 화합물11을 이용하였다.

(8) 비교예1 (Ref)

제 2 호스트로 상기 화학식1-4 화합물을 이용하였다.

[화학식4]

실험예1 내지 7과 비교예의 유기발광다이오드의 구동 특성, 발광 특성을 측정하여 아래 표2와 도 14a 및 도 14b에 기재하였다. (전압: [V], 전류효율: [cd/A], 전력효율: [lm/W], 양자효율: [%])

표2와 도 14a 및 도 14b에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 유기 화합물을 이용한 유기발광다이오드의 발광 효율이 크게 증가한다.

소자2 제작

기판 상에 인듐-틴-옥사이드(ITO)층의 발광 면적이 3mm X 3mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 상기 ITO(양극) 층 상에 정공 주입층(화학식4 화합물과 p-type 도펀트), 정공 수송층(화학식4 화합물), 발광 물질층(화학식4 화합물(제 1 호스트)과 제 2 호스트 및 상기 화학식1-3의 도펀트), 전자 수송층(제 2 호스트), 전자 주입층(제 2 호스트와 Liq) 및 음극(Al)을 적층하였다.

(1) 실험예8

제 2 호스트로 화합물2를 이용하였다.

(2) 실험예9

제 2 호스트로 화합물7을 이용하였다.

(3) 실험예10

제 2 호스트로 화합물8을 이용하였다.

(4) 실험예11

제 2 호스트로 화합물9를 이용하였다.

(5) 실험예12

제 2 호스트로 화합물10을 이용하였다.

(6) 비교예2

제 2 호스트로 상기 화학식1-4 화합물을 이용하였다.

실험예8 내지 12과 비교예2의 유기발광다이오드의 구동 특성, 발광 특성을 측정하여 아래 표3에 기재하였다. (전압: [V], 전류효율: [cd/A], 전력효율: [lm/W], 양자효율: [%])

표3에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 유기 화합물을 이용한 유기발광다이오드의 발광 효율이 크게 증가한다.

실험예1 내지 12와 비교예1 및 2에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 유기 화합물을 발광물질층, 전자 수송층 및 전자 주입층 모두에 이용하여 제조 공정이 단순해지면서 발광 효율이 향상된다. 또한, 정공 수송층과 발광 물질층 또는 정공 주입층과 정공 수송층 및 발광 물질층에 동일한 호스트를 이용하여 제조 공정을 더 단순화시키는 경우에도, 유기발광다이오드는 높은 발광 효율을 갖는다.

특히, 화합물4와 같이, X1, X2가 탄소이고, R1이 수소이며, R2가 페닐이고, R3와 R4가 서로 다른 헤테로아릴 그룹인 경우, 발광 효율이 크게 증가한다.

상기한 유기 화합물을 포함하여 이루어지는 유기발광다이오드 표시장치에 대한 일 실시예를 도 15에 도시하였다.

도 15에 도시한 바와 같이, 유기발광다이오드 표시장치(200)는, 기판(212)과, 상기 기판(212) 상에 형성되는 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 의해 구동되는 유기발광다이오드(E)와, 상기 유기발광다이오드(E)를 덮는 인캡슐레이션 필름(270)을 포함한다.

예를 들어, 상기 기판(212)은 유리기판이거나 폴리이미드(polyimide)와 같은 플라스틱으로 이루어지는 플렉서블 기판일 수 있다.

상기 기판(212)이 플렉서블 기판인 경우, 상기 유기발광다이오드(E)의 형성 공정에 적합하지 않기 때문에, 유리 기판과 같은 캐리어 기판(미도시)에 상기 기판(212)을 부착한 상태에서 상기 유기발광다이오드(E)의 형성 공정이 진행된다. 상기 유기발광다이오드(E)를 상기 기판(212) 상에 형성한 후 상기 캐리어 기판과 상기 기판(212)을 분리함으로써, 상기 유기발광다이오드 표시장치(200)을 얻을 수 있다.

상기 기판(212) 상에는 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 버퍼층(220) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 버퍼층(220)은 생략될 수 있다.

상기 버퍼층(220) 상에는 반도체층(222)이 형성된다. 상기 반도체층(222)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.

상기 반도체층(222)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(222) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(222)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(222)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(222)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(222)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.

반도체층(222) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(224)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(224)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.

상기 게이트 절연막(224) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(230)이 반도체층(222)의 중앙에 대응하여 형성된다.

도 15에서는, 게이트 절연막(224)이 기판(212) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(224)은 게이트 전극(230)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.

상기 게이트 전극(230) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(232)이 형성된다. 층간 절연막(232)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.

상기 층간 절연막(232)은 상기 반도체층(222)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(234, 236)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(234, 236)은 게이트 전극(230)의 양측에 게이트 전극(230)과 이격되어 위치한다.

여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(234, 236)은 게이트 절연막(224) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(224)이 게이트 전극(230)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(234, 236)은 층간 절연막(232) 내에만 형성될 수도 있다.

상기 층간 절연막(232) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(240)과 드레인 전극(242)이 형성된다.

소스 전극(240)과 드레인 전극(242)은 상기 게이트 전극(230)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(234, 236)을 통해 상기 반도체층(222)의 양측과 접촉한다.

상기 반도체층(222)과, 상기 게이트전극(230), 상기 소스 전극(240), 상기 드레인전극(242)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.

상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(222)의 상부에 상기 게이트 전극(230), 상기 소스 전극(240) 및 상기 드레인 전극(242)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.

이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.

도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.

또한, 파워 배선이 상기 게이트 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.

상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(242)을 노출하는 드레인 콘택홀(252)을 갖는 보호층(250)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.

상기 유기발광다이오드(E)는 상기 보호층(250) 상에 위치하며, 제 1 및 제 2 전극(260, 264)와 유기 발광층(262)을 포함한다.

상기 제 1 전극(260)은 상기 드레인 콘택홀(252)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(242)에 연결되고 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다.

상기 제 2 전극(264)은 상기 제 1 전극(260)과 마주하고, 상기 유기 발광층(262)은 상기 제 1 및 제 2 전극(260, 264) 사이에 위치한다.

또한, 상기 보호층(250) 상에는 상기 제 1 전극(260)의 가장자리를 덮는 뱅크층(266)이 형성된다. 상기 뱅크층(266)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(260)의 중앙을 노출한다.

유기발광다이오드(E)의 발광 효율 증가를 위해, 유기 발광층(262)은 정공 주입층(도 1의 120), 정공 수송층(도 1의 130), 발광 물질층(도 1의 140), 전자 수송층(도 1의 150) 및 전자 주입층(도 1의 160)을 포함하고, 상기 발광 물질층(140)과 상기 전자 수송층(150) 및 상기 전자 주입층(180)은 화학식2의 유기 화합물을 포함한다.

즉, 본 발명의 유기발광다이오드 표시장치(200)에서는, 상기 발광 물질층(140)과 상기 전자 수송층(150) 및 상기 전자 주입층(180) 모두가 화학식2의 유기 화합물을 포함함으로써, 유기발광다이오드 표시장치(200)의 제조 공정이 단순해지며 위에서 보여지는 바와 같이 높은 발광 효율을 갖는다.

한편, 상기 발광 물질층(140)은 제 1 및 제 2 호스트와 제 1 도펀트(142)를 포함하고, 상기 정공 주입층(120)은 상기 제 1 호스트와 제 2 도펀트를 포함하며, 상기 정공 수송층(130)은 상기 제 1 호스트를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2 호스트는 본 발명의 유기 화합물이며, 상기 전자 수송층(150)과 상기 전자 주입층(160)은 상기 제 2 호스트를 포함함으로써, 유기발광다이오드 표시장치(200)의 제조 공정을 더 단순화시킬 수 있다.

상기 제 2 전극(264) 상에는, 외부 수분이 상기 유기발광다이오드(E)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 270)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(270)은 제 1 무기 절연층(272)과, 유기 절연층(274)과 제 2 무기 절연층(276)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 상기 인캡슐레이션 필름(270) 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 제 1 전극 120: 정공 주입층
130: 정공 수송층 140: 발광 물질층
142, 162: 도펀트 150: 전자 수송층
160: 전자 주입층 170: 제 2 전극
E: 유기발광다이오드

Claims

삭제
삭제
제 1 전극과;
상기 제 1 전극과 마주보는 제 2 전극과;
순차 적층된 정공 주입층과, 정공 수송층과, 발광 물질층과, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하고 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하며,
상기 발광물질층과 상기 전자 수송층 및 상기 전자 주입층은 하기 화학식으로 표시되는 유기 화합물 중 하나를 포함하는 유기발광다이오드.
삭제
제 3 항에 있어서,
상기 발광 물질층은 제 1 및 제 2 호스트와 도펀트를 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 제 1 호스트를 포함하며, 상기 제 2 호스트는 상기 유기 화합물인 유기발광다이오드.
기판과;
상기 기판 상에 위치하는 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터와 연결되는 제 3 항의 유기발광다이오드
를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
삭제
제 6 항에 있어서,
상기 발광 물질층은 제 1 및 제 2 호스트와 도펀트를 포함하고, 상기 정공 수송층은 상기 제 1 호스트를 포함하며, 상기 제 2 호스트는 상기 유기 화합물인 유기발광다이오드 표시장치.
제 1 전극과;
상기 제 1 전극과 마주보는 제 2 전극과;
순차 적층된 정공 주입층과, 정공 수송층과, 발광 물질층과, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하고 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하며,
상기 발광물질층과 상기 전자 수송층 및 상기 전자 주입층은 하기 화학식으로 표시되는 유기 화합물을 포함하는
유기발광다이오드.
삭제
삭제
삭제