KR20000060547A

KR20000060547A - 고효율을 갖는 유기 전기발광 고분자 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20000060547A
Application number: KR1019990008930A
Authority: KR
Inventors: 김우홍; 백운중; 유한성; 권순기; 김윤희
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-10-16
Also published as: KR100284947B1

Abstract

본 발명의 유기 전기발광 고분자는 전자수송능이 우수한 시안화기(CN-) 및 분자의 부피가 커짐에 따라 발생하는 분자내 물질의 호핑(hopping)을 방지할 수 있는 가용성기(solubilizing side group)가 치환된 화합물로서 하기 화학식(1)으로 나타내어진다:

화학식 1

상기식에서 R₁및 R₂는 서로 같거나 다르며, C_1∼20의 선형(linear) 또는 가지난(branched) 알킬기이거나, 또는 C_1∼20의 선형 또는 가지난 알콕시(alkoxy)기이며, n은 2∼1000의 정수이다.

본 발명의 전기발광 고분자는 기존의 PPV 발광 고분자보다 중합 공정이 간단하여 생산수율을 향상시킬 수 있으며, 전자재료로서 갖추어야 할 광투과성, 내환경성, 기판에 대한 접착력, 박막 형성능력, 전계에 대한 안정성 등이 우수하다.

Description

고효율을 갖는 유기 전기발광 고분자 조성물 및 그 제조방법{Light Emitting Polymers with High Efficiency and Process for Producing the Polymers}

발명의 분야

본 발명은 발광 고분자에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 발광 효율이 향상된 발광 고분자에 관한 것으로, 주쇄에 페닐렌비닐렌기 및 바이페닐기(biphenyl group)를 도입하고, 전자수송능이 우수한 시안화기(CN-) 및 가용성기를 치환시킴으로써 발광 효율이 더욱 향상된 발광 고분자에 관한 것이다.

발명의 배경

정보통신산업이 발달함에 따라 디스플레이에 대한 관심이 높아지면서 디스플레이 기술도 점차 발전되고 있다. 높아지는 고객들의 요구(needs) 수준에 부응하여 디스플레이의 기본 성능인 구동전압, 소비전력, 응답성, 밝기, 콘트라스트, 표시색 및 수명 등에 관한 기술이 더욱 향상되어야만 한다.

현재 대표적으로 상업화되어 있는 액정 디스플레이(LCD)는 소비 전력이 적고 경량화시킬 수 있다는 장점과 함께 꾸준한 연구개발을 통해 칼라(color)화, 화면의 대형화 등 현저한 기술개발이 이루어졌으나, 소자(device) 구조 및 구동 시스템이 복잡하고 시야각이 양호하지 못한 문제점을 갖는다.

최근 차세대 디스플레이로서 관심을 모으고 있는 전기발광(EL: electro- luminescence) 디스플레이는 응답속도가 빠르며, 자기 발광형이기 때문에 배면광(back light)이 필요 없으며, 휘도가 뛰어나 시야각 의존성이 없는 등 여러 가지 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행중이다.

전기 발광 소자는 전기발광 물질이 유기물로 이루어졌는가, 무기물로 이루어졌는가에 따라 유기 전기발광 및 무기 전기발광으로 분류된다. 무기물로 이루어진 전기발광 소자의 경우 구동전압이 전류 200V 이상 필요하고, 소자의 제작방법이 진공 증착으로 이루어지므로 대형화가 어렵고 가격도 고가인 단점이 있다. 그러나 1987년 이스트만 코닥(Eastmann Kodak)에서 트리스(8-히드록시퀴놀리네이트)알루미늄이라는 π-공액 구조를 갖는 색소로 제작된 소자가 발표된 이후로 유기물을 이용한 전기발광 소자의 연구가 활발해졌다. 유기 전기발광 디스플레이 소자는 디스플레이 패널 두께를 수㎜ 정도로 얇게 제작할 수 있고, 시야각 의존성이 없으며, 응답속도도 수십㎲로 매우 빠르고, 저전압 구동 및 직류전압 구동이 가능하므로 회로의 IC화가 용이하여 기기의 소형화 및 소비전력을 감소시킬 수 있다. 또한 합성경로가 간단하여 다양한 형태의 물질합성이 용이하고 칼라 튜닝(color tuning)이 가능한 장점을 갖는다. 그러나 기계적 강도가 낮고, 열에 의한 결정화가 일어나는 단점이 있어 이를 보완한 고분자 구조를 갖는 유기 전기발광 소자로 대체가 진행되고 있다. 고분자 주쇄에 있는 π-전자 파동함수의 중첩에 의해 에너지 준위가 전도대와 가전도대로 분리되고 그 에너지 차이에 해당하는 밴드 간격(band gap) 에너지에 의하여 고분자의 반도체적 성질이 결정되며 완전 색상(full color)의 구현이 가능하다. 이러한 고분자를 "π-전자공액 고분자(π-conjugated polymer)"라고 한다. 고분자의 전기발광에 대한 연구는 1974년 게이이치 가네토 그룹(Keiichi Kaneto group)에 의해서 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)가 높은 전기장에서 전기발광을 한다고 발표되었으나 그 후로 활발히 연구가 진행되지 못하다가 1990년에 폴리(p-페닐렌비닐렌)(poly(p-phenylene vinylene): PPV)로 만들어진 발광소자가 처음으로 발표되면서 π-전자 공액 고분자를 이용한 전기발광 디스플레이로의 응용을 집중적으로 진행하고 있다. 대표적인 유기 전기발광 고분자로는 π-전자 공액 고분자 유도체인 PPV가 대표적으로 이용되고 있다. 고분자 전기발광 소자의 대표적인 재료인 폴리(p-페닐렌비닐렌) 유도체의 경우 유기용매에 대한 용해도, 중합시간, 중합수율 등이 저조하여 대량 생산에의 한계점을 가지고 있다.

일반적으로 PPV계 유기 전기발광(EL) 재료는 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, PPV의 전구체인 술포늄 전구체(polysulfonium precursor)의 경우 중합시간 및 수율이 매우 낮고 비용이 많이 든다. 둘째, 완전한 PPV 유도체를 만들기 위해 술포늄염을 제거해야 하는데 이를 완전히 제거하기가 어렵다. 셋째, 박막(600Å)을 형성할 경우 미반응의 술포늄염이 서서히 제거가 되면서 핀홀(pin hole) 등이 생기므로 막의 균일성이 좋지 않다. 넷째, 가용성의 PPV를 합성할 수 있지만 합성 및 중합조건이 매우 까다롭다는 것이다.

이에 본 발명자들은 기존에 널리 알려진 PPV계 발광 고분자의 단점을 극복하기 위하여, 주쇄에 페닐렌비닐렌뿐만 아니라 및 바이페닐기를 더 도입함으로써 기존의 PPV와 구조적으로 차별화시키고, 상기 비닐렌기에 전자수송능이 우수한 시안화기(CN-)를 치환하며, 그리고 상기 바이페닐기 중에서 하나의 페닐 고리에만 선택적으로 가용성기를 치환시킴으로써, 발광 효율이 더욱 향상된 발광 고분자 조성물을 제조하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 전기발광 소자의 전기광학적 특성을 향상시키기 위한 유기 전기발광 고분자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광투과성이 우수한 유기 전기발광 고분자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기판에 대한 접착력이 우수한 유기 전기발광 고분자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 박막 형성능력이 우수한 유기 전기발광 고분자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전계에 대한 안정성이 우수한 발광 고분자 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 희석 효과(dilution effect)에 의한 분자내 물질의 호핑(hopping) 방지로 발광 효율이 향상된 발광 고분자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의해 모두 달성될 수 있다.

도 1은 유기 전기발광 고분자를 발광층으로 사용하는 전기발광 소자의 구성(EL device configuration)을 나타내는 개략도이다.

도 2는 전기발광 소자에 발광층으로 사용하기 위한 본 발명의 전기발광 고분자의 제조공정을 나타내는 공정도이다.

도 3은 상기 전기발광 단량체 및 고분자의¹H-NMR 스펙트럼이다.

도 4는 상기 전기발광 고분자의¹³C-NMR 스펙트럼이다.

도 5는 상기 전기발광 단량체 및 고분자의 FT-IR 스펙트럼이다.

도 6은 상기 전기발광 고분자의 UV-VIS 스펙트럼이다.

도 7은 상기 전기발광 고분자의 여기(excitation) 상태 스펙트럼 및 방출(emission) 스펙트럼이다.

도 8은 상기 전기발광 고분자 및 MEH-PPV에 대한 발광 효율 그래프이다.

유기 전기발광 고분자에서 구동전압을 지배하는 것은 정공의 이동이며, 발광 효율을 지배하는 것이 전자란 것은 이미 널리 알려져 있다. 발광 고분자 내에서 정공의 유입은 쉬운 반면 전자의 유입은 힘들다. 유입된 전자와 정공이 고분자 내에서 만나 여기자(exciton)를 형성하고, 이 여기자가 비활성화(deactivation)되면서 발광물질의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 파장의 빛이 방출되는 것이 소자의 기본적인 구동원리이다. 즉, 유입된 정공의 양과 전자의 양이 서로 균형을 이룰 때 최대의 발광 효율을 나타낼 수 있다.

유기 전기발광 물질의 발광 효율을 높이는 방법 가운데에 가장 대표적인 것으로서 음극을 일함수(work function)가 작은 것을 사용하거나 혹은 고분자를 전자친화력이 큰 물질을 사용하여 전자가 통과해야 할 에너지 장벽(energy barrier)의 높이를 줄이는 방법이 있다. 고분자 물질의 전자친화력을 크게 만드는 방법은 공액된 고분자 사슬에 전자 친화도 성질이 있는 치환기를 치환시켜 발광 고분자의 진공하에서 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 및 HOMO(highest occupied molecular orbital)의 높이를 낮추어 유입되는 전자가 넘어야할 에너지 장벽의 높이를 줄이는 것이다. 현재까지 발표된 전자 친화성 치환기로는 시아노, 할로겐, 니트로기 등이 있다.

본 발명에 따른 유기 전기발광 고분자는 하기 화학식(1)으로 나타내어진다:

상기식(1)에서 R₁및 R₂는 서로 같거나 다르며, C_1∼20의 선형(linear) 또는 가지난(branched) 알킬기이거나, 또는 C_1∼20의 선형 또는 가지난 알콕시(alkoxy)기이며, n은 2∼1000의 정수이다.

상기 전기발광 고분자는 주쇄에 페닐렌비닐렌 및 바이페닐기를 함유하며 상기 바이페닐기 가운데 하나의 페닐 고리에 가용성기 R₁및 R₂가 치환되는데, 상기 R₁및 R₂는 희석 효과에 의해 상기 발광 고분자의 부피가 증가함에 따라 발생하는 분자내 물질의 호핑(intramolecular hopping)을 방지함으로써 발광 효율을 증가시키는 역할을 한다.

또한 상기 비닐렌기에 치환된 시안화기(CN-)는 전자수송능이 우수하여 전자의 주입을 원활하게 함으로써 발광 효율을 향상시킬 수 있으며, 금속전극으로 반응성이 높은 Ca 전극 대신에 안정화된 Al 전극을 사용할 수 있다.

본 발명의 유기 전기발광 고분자의 제조 방법은 다음과 같다.

우선 전자 친화성이 우수한 시안화기를 갖는 하기 화학식(2)으로 표시되는 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐(4,4'-dibromo-(cyanovinylene)-1,1'-biphenyl) 화합물을 제조하고, 그리고

하기 화학식(3)으로 표시되는 화합물을 상기 화학식(2)의 화합물과 반응시킴으로써 상기 화학식(1)으로 표시되는 전자 친화성이 우수한 시안화기를 함유하는 유기 전기발광 고분자를 얻을 수 있다:

본 발명의 한 구체예인 유기 전기발광 고분자(1)의 합성은 먼저 전자 친화성이 우수한 시안화기를 갖는 하기 화학식(2)으로 표시되는 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐 화합물을 제조하고;

화학식 2

하기 화학식(4)으로 표시되는 화합물 1-메톡시-4-(2-에틸헥실옥시)-2,5-페닐보로닉산(1-methoxy-4-(2-ethylhexyloxy)-2,5-phenylboronic acid)을 제조한 후;

상기 화학식(2)와 (4)로 표시되는 화합물을 반응시켜 하기 화학식(5)으로 표시되는 전자 친화성이 우수한 시안화기를 함유하는 유기 전기발광 고분자를 얻는다:

본 발명의 다른 구체예인 유기 전기발광 고분자(2)의 합성은 상기 고분자(1)와 같이, 먼저 전자 친화성이 우수한 시안화기를 갖는 상기 화학식(2)으로 표시되는 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐 화합물을 제조하고;

하기 화학식(6)으로 표시되는 화합물 1,4-디헥실-2,5-페닐보로닉산 (1,4- dihexyl-2,5-phenylboronic acid)을 제조한 후;

상기 화학식(2)와 (6)으로 표시되는 화합물을 반응시켜, 본 발명의 다른 구체예인 하기 화학식(7)으로 표시되는 전기발광 고분자를 얻는다:

본 발명은 전자수송능이 우수한 시안화기(CN-) 및 희석효과(dilution effect)에 의한 분자내 호핑(hopping)을 방지할 수 있는 치환기를 도입함으로써 기존의 PPV 발광 고분자보다 중합 공정이 간단하여 생산수율을 향상시킬 수 있으며, 전기발광 소자(EL device)의 전기 광학 특성을 향상시킨 유기 전기발광 고분자를 제공한다.

본 발명의 발광 고분자는 전자재료로서 갖추어야 할 광투과성, 내환경성, 기판에 대한 접착력, 박막 형성능력, 전계에 대한 안정성 등이 우수한 유기 전기발광 고분자이다.

도 1은 유기 전기발광 고분자를 발광층으로 사용하는 전기발광 소자의 구조를 나타낸다. 상기 전기발광 소자는 유리(glass), 폴리카보네이트(polycarbonate) 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 기판(substrate) 위에 산화인듐(indium oxide), 산화주석(tin oxide), 산화아연(zinc oxide) 또는 이들의 혼합물을 원하는 투과율과 전도성에 따라 적정 비율로 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 박막화함으로써 투명 전극을 형성하고, 상기 전극 위에 폴리티오펜 (polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole) 등과 같은 전도성 고분자 물질을 전극과 발광층간의 계면특성을 향상시키기 위해 버퍼층으로 사용하고, 상기 버퍼층 위에 본 발명에 따른 전기발광 고분자를 클로로포름 용매에 용해시킨 용액을 발광층막(emissive layer)으로 코팅하고, 그리고 상기 발광층 위에 금속전극을 형성함으로써 이루어진다. 상기 금속전극은 Al, Ca, Mg, Li, Au, Ag, In 또는 이들의 혼합물로 이루어진다.

또한 상기 전기발광 소자는 MgO, CaO와 같은 금속산화물, LiF와 같은 불소화합물, 및 PMMA, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리이미드 등의 고분자 또는 저분자계 부도체를 100Å 이하의 박막으로 입힌 절연층(insulating layer)을 상기 발광층과 상기 금속전극 사이에 더 포함할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의해 상세히 설명되나, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 실시 양태를 예시한 것일 뿐으로 본 발명의 보호 범위를 제한하거나 한정하고자 하는 것은 아니다.

실시예

실시예 1. EL 고분자(1)의 제조

(1) 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐(4,4'-dibromo-(cyano-vinylene)-1,1'-biphenyl)(A)의 제조

0.01 mol의 브로모벤질시아나이드(bromobenzylcyanide)와 0.01 mol의 브로모벤즈알데하이드(bromobenzaldehyde)를 상온에서 200 mL의 THF에 용해시킨다. 온도를 약 30 ℃로 올리고 1 mol의 테트라부틸암모늄히드록시드(tetrabutylammonium hydroxide) 메탄올 용액 10 mL를 천천히 가한다. 침전물이 생기면 여과하여 제거한다. 용액을 중화시킨 다음 THF를 제거하고 클로로포름으로 추출한다. MgSO₄로 건조시키고 여과한 후 용매를 증발시킨다. 플래쉬 칼럼(flash column)을 한 후 에탄올에서 재결정하여 도 2에 나타나 있는 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐(A)을 약 80 %의 수율로 얻었다.

(2) 1-메톡시-4-(2-에틸헥실옥시)-2,5-페닐보로닉산 (1-methoxy-4-(2-ethylhexyloxy)-2,5-phenylboronic acid)(B)의 제조

0.1 mol의 4-메톡시페놀(4-methoxyphenol)(12.4g)과 0.1 mol의 2-에틸브로모헥산(2-ethylbromohexane)(19g)을 탄산칼륨(potassium carbonate)을 base로 하여 DMF 용매에서 밤새도록 환류(reflux)시키면서 반응시킨다. 반응 후 냉수를 부어 침전된 침전물을 여과 건조하여 약 85 % 수율로 얻어진 화합물을 브롬을 이용하여 벤젠 용매하에서 환류시켜 화합물(B')을 65 %의 수율로 얻었다. 도 2에 나타나 있는 화합물(B')을 마그네슘과 그리나드(grinard) 반응시킨 후 트리메틸보레이트 (trimethyl borate)와 반응시켜, 도 2에 나타나 있는 1-메톡시-4- (2-에틸헥실옥시)-2,5-페닐보로닉산 화합물(B)을 약 50 %의 수율로 얻었다.

(3) EL 고분자(1)의 제조

상기에서 제조된 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐 화합물(A)과 1-메톡시-4-(2-에틸헥실옥시)-2,5-페닐보로닉산 화합물(B)을 THF에 녹인 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)을 천천히 떨어뜨린다. 반응물을 완전히 녹인 후 2 M의 탄산칼륨 수용액을 부가하고 질소 분위기하에서 85 ℃에서 8시간 동안 중합을 진행시킨다. 반응물을 상온으로 냉각시킨 후 아세톤 30 ml에 부가한 후 중합을 종결시킨다. 다시 2 M의 염산(30 ml)으로 촉매를 완전히 제거한 후 증류수로 세척하고 클로로포름(chloroform)으로 중합체를 추출한 후 아세톤에 다시 침전시켜서 순수한 고분자를 얻을 수 있었다. 구조는¹H-NMR 및¹³C-NMR을 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다.

실시예 2. EL 고분자(2)의 제조

(1) 1,4-디헥실-2,5-페닐보로닉산(1,4-dihexyl-2,5-phenylboronic acid) (C)의 제조

1,4-디브로모-2,5-디헥실벤젠(1,4-dibromo-2,5-dihexylbenzene)을 마그네슘과 그리나드 반응을 시킨 후 트리메틸보레이트와 반응시켜 도 2에 나타나 있는 1,4-디헥실-2,5-페닐보로닉산 화합물(C)을 약 50 %의 수율로 얻었다.

(2) EL 고분자(2)의 제조

실시예 1에서 제조된 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐 화합물(A)과 1,4-디헥실-2,5-페닐보로닉산 화합물(C)을 THF에 녹인 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)을 천천히 떨어뜨린다. 반응물을 완전히 녹인 후 2 M 탄산칼륨 수용액을 부가하고 질소 분위기하에서 85 ℃에서 8시간 동안 중합을 진행시킨다. 반응물을 상온으로 냉각시킨 후 아세톤 30 ml에 넣은 후 중합을 종결시킨다. 다시 2 M의 염산(30 ml)으로 촉매를 완전히 제거한 후 증류수로 세척하고 클로로포름으로 중합체를 추출한 후 아세톤에 다시 침전시켜서 순수한 고분자를 얻을 수 있었다. 구조는¹H-NMR 및¹³C-NMR을 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다.

EL Device 제작

실시예 1 및 실시예 2에서 각각 제조된 시안화기를 함유한 전기발광 고분자(1) 및 (2)를 사용하여 도 1과 같이 단층(single layer)형태의 소자(device)를 제작하였다. 전기발광 고분자를 사용하여 평판 디스플레이를 제조하기 위해서는 투명전극이 코팅된 유리기판을 깨끗이 세정한 후 투명전극을 감광성 수지(photoresist resin)와 에천트(etchant)를 이용하여 패터닝(patterning)하고 다시 깨끗이 세정하였다. 그 위에 전도성을 갖는 버퍼층(conductive buffer layer)으로서 Bayer사의 Batron P 4083을 약 500 Å의 두께로 코팅한 후 90 ℃에서 약 2시간 가량 베이킹(baking)하였다. 클로로포름에 용해시켜 제조된 유기발광 고분자 용액을 스핀 코팅(spin coating)하고 베이킹 처리 후에 진공 오븐내에서 용매를 완전히 제거하여 고분자 박막을 형성시켰다. 고분자 용액은 0.2 ㎛ 필터로 필터링하여 스핀 코팅하였으며, 고분자 박막의 두께는 고분자 용액의 농도 및 스핀의 속도(spin speed)를 이용하여 자유롭게 조절할 수 있다. 그리고 절연층(insulating layer) 및 금속전극은 진공 증착기(thermoevaporator)를 이용하여 진공도를 4×10^-6torr 이하로 유지하면서 증착시켰다. 증착시 막두께 및 막의 성장속도는 크리스탈센서(crystal sensor)를 이용하여 조절하였다. 발광면적은 6 ㎟이며, 구동전압은 순방향 바이어스 전압(forward bias voltage)을 사용하였다.

광학적 특성 평가

실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 시안화기를 함유한 전기발광 고분자를 클로로포름 용매에 용해시킨 용액을 유리기판 위에 스핀 코팅하여 고분자 박막을 형성한 후, 도 5와 같이 FT-IR 스펙트럼을 측정하였으며, 도 6 및 도 7과 같이 UV 흡수피크와 PL(photoluminescence)을 측정하였다. 실시예 1의 고분자(1)의 경우 UV 최대 흡수 피크는 442 nm 이었고 여기파장을 366 nm로 하여 측정한 PL 스펙트럼에서의 PL 최대 피크는 493 nm로 측정되었다. 실시예2의 고분자(2)의 경우 UV 최대 흡수피크는 401 nm 이었고, PL 최대피크는 447 nm이었다.

전기발광 특성 평가

상기에서 제작된 EL device로부터 전기발광 특성을 평가하였다. 실시예 1의 고분자(1)의 경우, 초기발광은 약 2.5 V에서 시작되었으며 이 때의 전류밀도는 약 0.003 mA/cm²인 것으로 나타났다. 또한 최대 휘도는 8.9 V에서 약 5,000 Cd/m²로 나타났으며 소자의 효율은 300 Cd/m²에서 1.35 ㏐/W 그리고, 1,400 Cd/m²에서 1.52 ㏐/W로 나타났다. 실시예 2의 고분자(2)의 경우, 초기발광은 6.8 V에서 시작되며 이때의 전류밀도는 0.0003 mA/cm²로 나타났다. 최대 휘도는 30 V에서 약 140 Cd/m²이며 최대 발광 효율은 0.02 ㏐/W로 나타났다.

비교실시예 1. MEH-PPV를 발광층으로 사용한 EL device의 전기적 특성 평가

일반적으로 가장 널리 알려진 MEH-PPV를 발광층으로 사용하여 상기 실시예와 동일한 방법 및 소자구조로 EL device를 제작하였다. 도 8에 나타난 바와 같이 최대효율은 3.2 V, 50 Cd/m²에서 0.35 ㏐/W이었으며, 300 Cd/m²에서 0.24 ㏐/W으로 나타났다.

본 발명은 전자수송능이 우수한 시안화기(CN-) 및 희석효과(dilution effect)에 의한 분자내 호핑(hopping)을 방지할 수 있는 치환기를 도입함으로써 기존의 PPV 발광 고분자보다 중합 공정이 간단하여 생산수율을 향상시킬 수 있으며, 전자재료로서 갖추어야 할 광투과성, 내환경성, 기판에 대한 접착력, 박막 형성능력, 전계에 대한 안정성 등이 우수한 유기 전기발광 고분자를 제공하는 효과를 갖는다. 특히 상기 치환기에 의해 전기발광 소자의 발광 효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

Claims

시안화기를 함유한 하기 화학식(1)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 고분자:

화학식 1

상기식(1)에서 R₁및 R₂는 서로 같거나 다르며, C_1∼10의 선형(linear) 또는 가지난(branched) 알킬기이거나, 또는 C_1∼10의 선형 또는 가지난 알콕시(alkoxy)기이고, n은 2∼1000의 정수임.
시안화기를 함유한 하기 화학식(2)으로 표시되는 화합물 4,4'-디브로모-(시아노비닐렌)-1,1'-바이페닐 화합물을 제조하고; 그리고

화학식 2

하기 화학식(3)으로 표시되는 화합물을 상기 화학식(2)의 화합물과 반응시키는;

화학식 3

단계로 이루어지며, 제1항에서 제공하는 하기 화학식(1)으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 고분자의 제조방법:

화학식 1

상기식(1)에서 R₁및 R₂는 서로 같거나 다르며, C_1∼20의 선형(linear) 또는 가지난(branched) 알킬기이거나, 또는 C_1∼20의 선형 또는 가지난 알콕시(alkoxy)기이고, n은 2∼1000의 정수임.
제2항에 있어서, R₁은C_1∼20의 선형 또는 가지난 알콕시(alkoxy)기이고, R₂는 CH₃O인 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 고분자의 제조 방법.
발광층이 제1항의 상기 유기 전기발광 고분자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.