KR20040024847A - 성능이 향상된 백색 유기 발광 디바이스 - Google Patents

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하트워투카람케이
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이스트맨 코닥 캄파니
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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 상에 배치된 애노드, 및 상기 애노드 상에 배치된 정공 주입층을 포함하며 실질적으로 백색광을 생성하는 유기 발광 다이오드(OLED)에 관한 것이다. 또한, 디바이스는 상기 정공 주입층에 배치된 정공 수송층, 상기 정공 수송층에 직접 배치되고 청색 발광 화합물로 도핑된 청색 발광층, 및 상기 청색 발광층 상에 배치된 전자 수송층을 포함한다. 디바이스는 상기 전자 수송층 상에 배치된 캐쏘드를 추가로 포함하며, 상기 정공 수송층 또는 전자 수송층, 또는 정공 수송층과 전자 수송층 둘다는 청색 발광층과 접촉하는 전체 층 또는 일부 층에 상응하는 스펙트럼의 황색 영역에서 발광하는 초(super) 루브렌 또는 그의 유도체로 선택적으로 도핑된다.

Description

성능이 향상된 백색 유기 발광 디바이스{WHITE ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICES WITH IMPROVED PERFORMANCE}
본 발명은 백색광을 생성하는 유기 발광 OLED 디바이스에 관한 것이다.
OLED 디바이스는 기판, 애노드, 유기 화합물로 이루어진 정공 수송층, 적합한 도판트를 함유하는 유기 발광층, 유기 전자 수송층, 및 캐쏘드를 포함한다. OLED 디바이스는 낮은 구동 전압, 높은 휘도, 넓은 시야각 및 풀-칼러 플랫 방출 디스플레이에 대한 성능으로 인해 각광을 받는다. 탕(Tang) 등은 그의 미국 특허 제 4,769,292 호 및 제 4,885,211 호에서 이러한 다층 OLED 디바이스를 기술하였다.
효율적인 백색광-생성 OLED 디바이스는 종이처럼 얇은(paper-thin) 광원, LCD 디스플레이에서의 후광, 자동차 내등 및 사무실 전등과 같이 여러 용도에 대한 저가의 대체 수단으로 고려된다. 백색광-생성 OLED 디바이스는 밝고 효율적이어야 하며, 일반적으로 약 (0.33, 0.33)의 국제조명위원회(CIE) 색좌표를 가져야 한다. 이 개시내용에 따르면, 어떠한 경우에도, 백색광은 백색을 갖는 것으로 사용자에게 인식되는 광이다.
하기 특허 및 공개문헌은, 정공 수송층 및 유기 발광층을 포함하고 전극 쌍 사이에 위치하는 백색을 방출할 수 있는 유기 OLED 디바이스를 개시한다.
백색광-생성 OLED 디바이스는 쉬(J. Shi)(미국 특허 제 5,683,823 호)에 의해 이전에 보고된 바 있으며, 여기서 발광층은 호스트 방출 물질에 균일하게 분산된 적색 및 청색 발광 물질을 포함한다. 이러한 디바이스는 우수한 전기발광 특성을 갖지만, 적색 및 청색 도판트의 농도가 호스트 물질의 0.12% 및 0.25%로 매우 낮다. 이러한 농도들로 인해 대규모 제조가 어렵게 된다. 사토(Sato) 등은 JP 07,142,169 호에서 정공 수송층과 인접한 청색 발광층에 이어서 적색 형광층을 함유하는 영역을 갖는 녹색 발광층을 부착시킴으로써 제조된 백색광을 방출할 수 있는 OLED 디바이스를 개시하고 있다.
키도(Kido) 등은 문헌[Science, Vol.267, p.1332(1995)] 및 문헌[APL Vol.64, p.815(1994)]에서 백색광-생성 OLED 디바이스를 보고하고 있다. 이러한 디바이스에서는, 각각 청색, 녹색 또는 적색광을 방출하는 상이한 캐리어(carrier) 수송 특성을 갖는 3개의 이미터(emitter) 층이 사용되어 백색광을 생성한다. 리트만(Littman) 등은 미국 특허 제 5,405,709 호에서 또다른 백색 발광 디바이스를 개시하고 있으며, 상기 디바이스는 정공-전자 재조합의 응답으로 백색광을 방출할 수 있고 청녹색에서 적색 범위의 가시광에서의 형광을 포함한다. 최근, 데시펀드(Deshpande) 등은 문헌[Applied Physics Letters, Vol.75, p.888(1999)]에서 정공 차단층에 의해 분리된 적색, 청색 및 녹색 발광층을 사용하는 백색 OLED 디바이스를 개시하고 있다.
그러나, 이러한 OLED 디바이스는 매우 소량의 도판트 농도를 요구하는데, 이는 대규모 제조시 공정을 제어하기 어렵게 하는 원인이 된다. 또한, 도판트 농도의 작은 변화에 의해서 방출 색상이 변하게 된다. 백색 OLED는 칼러 필터를 사용하는 풀-칼러 디바이스의 제조에 사용된다. 그러나, 칼러 필터는 고유 광의 단지약 30%만 투과시킨다. 따라서, 백색 OLED에 대해 높은 발광 효율 및 안정성이 요구된다.
본 발명의 목적은 효율적인 백색 발광 유기 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 간단한 구조이면서 제조 환경에서 재생산될 수 있는 효율적이고 안정한 백색광-생성 OLED 디바이스를 제공하는 것이다.
높은 휘도 효율 및 작동 안정성을 갖는 백색광-생성 OLED 디바이스는, NPB 정공-수송층에 황색 초 루브렌 유도체 도판트 6,11-디페닐-5,12-비스(4-(6-메틸-벤조티아졸-2-일)페닐)나프타센(DBzR) 또는 5,6,11,12-테트라(2-나프틸)나프타센(NR)을 도핑시키고 TBADN 호스트 발광층에서 디스티릴아민 유도체 청색 도판트를 도핑시킴으로써 얻어질 수 있다.
상기 목적은,
a) 애노드;
b) 상기 애노드 상에 배치된 정공 수송층;
c) 상기 정공 수송층에 직접 배치된 청색 발광 화합물로 도핑된 청색 발광층;
d) 상기 청색 발광층 상에 배치된 전자 수송층; 및
e) 상기 전자 수송층 상에 배치된 캐쏘드를 포함하며,
f) 상기 정공 수송층 또는 전자 수송층, 또는 정공 수송층과 전자 수송층 둘다가 청색 발광층과 접촉하는 전체 층 또는 일부 층에 상응하는 스펙트럼의 황색 영역에서 발광하는 하기 화합물 또는 그의 유도체로 선택적으로 도핑된,
실질적으로 백색광을 생성하는 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스에 의해 달성된다.
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4, R5및 R6은 각각의 고리상의 1개 이상의 치환기로서, 하기 군:
1 군: 수소, 탄소수 1 내지 24의 알킬;
2 군: 탄소수 5 내지 20의 아릴 또는 치환된 아릴;
3 군: 나프틸, 안트라세닐, 페난트릴, 피레닐 또는 퍼릴레닐의 융합된 방향족 고리를 완성시키는데 필요한 4 내지 24개의 탄소원자;
4 군: 단일 결합으로 결합될 수 있거나 융합된 헤테로 방향족 고리 시스템을 완성시킬 수 있는, 티아졸릴, 푸릴, 티에닐, 피리딜, 퀴놀리닐 또는 다른 헤테로사이클릭 시스템과 같은 탄소수 5 내지 24의 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴;
5 군: 탄소수 1 내지 24의 알콕시아미노, 알킬아미노 또는 아릴아미노; 또는
6 군: 불소, 염소, 브롬 또는 시아노
로부터 개별적으로 선택되며, 단 R5및 R6은 융합된 고리를 형성하지 않고 치환기 R1, R2, R3및 R4중 하나 이상은 수소 이외의 그룹으로 치환된다.
본 발명의 특징 및 이점은 다음과 같다.
- 정공 수송층 또는 전자 수송층 또는 둘 모두에 황색 방출 초 루브렌 또는 그의 유도체 도판트 6,11-디페닐-5,12-비스(4-(6-메틸-벤조티아졸-2-일)페닐)나프타센(DBzR) 또는 5,6,11,12-테트라(2-나프틸)나프타센(NR)을 가짐으로써 백색광을 생성시키는 단순화된 OLED 디바이스가 제공된다.
- 고효율의 백색 OLED는 칩(chip) 칼러 필터를 갖는 기판 및 통합된 박막 트랜지스터를 사용하여 풀-칼러 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있다.
- 본 발명에 따라 제조된 OLED 디바이스는 풀-칼러 OLED 디바이스에서 발광층을 제조하는 경우 쉐도우 마스크(shadow mask)를 사용하는 필요성이 없어진다.
- 본 발명에 따라 제조된 OLED 디바이스는 높은 재생산성으로 높은 광효율을 일관되게 제공하도록 제조될 수 있다.
이러한 디바이스는 높은 작동 안정성을 가지며 또한 낮은 구동 전압을 필요로 한다.
도 1은 종래 기술의 유기 발광 디바이스를 도시한 것이다.
도 2는 또다른 종래 기술의 유기 발광 디바이스를 도시한 것이다.
도 3은 정공-수송층이 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 4는 정공 수송층이 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 2개의 하위층을 갖는 또다른 구조의 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 5는 전자 수송층이 DBzR(즉, 6,11-디페닐-5,12-비스(4-(6-메틸-벤조티아졸-2-일)페닐)나프타센) 황색 도판트로 도핑된 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 6은 정공 수송층과 전자 수송층이 모두 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된 또다른 구조의 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 7은 정공 수송층과 전자 수송층이 모두 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 2개의 하위층을 갖는 또다른 구조의 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 8은 정공 수송층이 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 추가의 녹색 발광층을 갖는 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 9는 정공 수송층이 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 2개의 하위층을 갖고 추가의 녹색 발광층을 갖는 또다른 구조의 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 10은 전자 수송층이 DBzR 황색 도판트로 도핑되고 추가의 녹색 발광층을 갖는 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 11은 정공 수송층과 전자 수송층이 모두 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 추가의 녹색 발광층을 갖는 또다른 구조의 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 12는 정공 수송층과 전자 수송층이 모두 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 2개의 하위층을 갖고 추가의 녹색 발광층을 갖는 또다른 구조의 백색광-생성 OLED 디바이스를 도시한 것이다.
도 13은 표 6의 3개의 디바이스에 대한 작동 시간의 함수로서 상대 휘도 변화를 도시한 것이다.
도 14는, I) TBP와 루브렌, II) TBP와 NR, III) TBP와 DBzR, IV) B-1와 루브렌, V) B-1과 NR, III) B-1과 DBzR의 청색 도판트와 황색 도판트의 여러 상이한 조합을 갖는 4개의 디바이스에 대한 전류 밀도의 함수로서 상대 휘도를 도시한 것이다.
종래 유기 OLED 디바이스의 발광층은 전기발광이 이러한 영역에서 전자-정공 쌍 재조합의 결과 생성되는 발광 또는 형광 물질을 포함한다. 가장 단순한 구조에서, 도 1에 도시된 바와 같이 디바이스(100)는 기판(11) 및 애노드(120)와 캐쏘드(170) 사이에 위치하는 발광층(140)을 갖는다. 발광층(140)은 높은 발광 효율을 갖는 순수 물질이다. 익히 공지되어 있는 물질로는 우수한 녹색 전기발광을 생성하는 트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄(Alq)이 있다.
상기 단순한 구조는 도 2에 도시된 바와 같은 3층 구조(디바이스(200))로 변형될 수 있으며, 여기서 추가의 전기발광 층이 정공 수송층 및 전자 수송층 사이에 도입되어 정공-전자 재조합에 따른 전기발광을 위한 자리로서 주로 작용하게 된다. 이러한 측면에서, 개별 유기 층의 기능은 구별되는 것이며 따라서 독립적으로 최적화될 수 있다. 그러므로, 전기발광 또는 재조합 층은 목적하는 OLED 칼러뿐 아니라 높은 휘도 효율을 갖기 위해 선택될 수 있다. 이와 같이, 전자 수송층 및 정공 수송층은 캐리어 수송 특성을 위해 주로 최적화될 수 있다. 전기 수송층 및 캐쏘드는 투명하게 제조됨으로써 기판이 아닌 그의 상부 층을 통한 디바이스의 조명을 촉진시킬 수 있도록 제조될 수 있음이 당해 분야의 숙련자들에게 이해될 것이다.
도 2를 참조하면, 유기 발광 디바이스(200)는 광투과성 애노드(220)가 배치되어 있는 광투과성 기판(210)을 갖는다. 유기 발광 구조는 애노드(220)와 캐쏘드(270) 사이에 형성된다. 유기 발광 구조는 순차적으로 유기 정공 수송층(240), 유기 발광층(250) 및 유기 전자 수송층(260)으로 이루어진다.층(230)은 정공 주입층이다. 전위차(도시되지 않음)가 애노드(220)와 캐쏘드(270) 사이에 인가될 때, 캐쏘드는 전자 수송층(240)내로 전자를 주입할 것이고, 전자는 층(260)을 가로질러 발광층(250)으로 이동할 것이다. 동일한 시점에서, 정공은 애노드(220)로부터 정공 수송층(240)으로 주입될 것이다. 정공은 층(240)을 가로질러 이동하고 정공 수송층(240)과 발광층(250) 사이에 형성된 연결부에서 또는 그 주위에서 전자와 재조합할 것이다. 이동하는 전자가 전도대로부터 공유대로 강하될 때 에너지는 광투과성 애노드(220) 및 기판(210)을 통해 방출되는 광으로서 방출된다.
유기 OLED 디바이스는 다이오드로서 관찰될 수 있으며, 이는 애노드가 캐쏘드보다 높은 포텐셜 에너지를 가질 경우 순방향 바이어싱된다(biased). 유기 OLED 디바이스의 애노드 및 캐쏘드는 각각 임의의 편리한 통상의 형태, 예컨대 탕 등에 의해 미국 특허 제 4,885,211 호에 개시된 임의의 여러 형태를 취할 수 있다. 작동 전압은 낮은 일함수 캐쏘드와 높은 일함수 애노드를 사용하는 경우 실질적으로 감소될 수 있다. 바람직한 캐쏘드는 4.0 eV 미만의 일함수를 갖는 금속과 하나의 다른 금속, 바람직하게는 4.0 eV 초과의 일함수를 갖는 금속의 조합으로 구성된 것들이다. 탕 등의 미국 특허 제 4,885,211 호의 Mg:Ag는 하나의 바람직한 캐쏘드 구성을 이룬다. 반 슬라이케(Van Slyke) 등의 미국 특허 제 5,059,062 호의 Al:Mg 캐쏘드는 또다른 바람직한 캐쏘드 구성이다. 헝(Hung) 등은 미국 특허 제 5,776,622 호에서 유기 OLED 디바이스에서 향상된 전자 주입에 대한 LiF/Al 이중층의 용도를 개시하고 있다. Mg:Ag, Al:Mg 또는 LiF/Al중 하나로 이루어진 캐쏘드는불투명하여 디스플레이가 캐쏘드를 통해 관찰될 수 없다. 최근, 구(Gu) 등은 문헌[APL 68, 2606(1996)]; 부로우즈(Burrows) 등의 문헌[J. Appl. Phys. 87, 3080(2000)]; 파르타사라티(Parthasarathy) 등의 문헌[APL 72, 2138 9198]; 파르타사라티 등의 문헌[APL 76, 2128(2000)]; 및 헝 등의 문헌[APL, 3209(1999)]와 같은 일련의 문헌에서는 투명한 캐쏘드를 개시하고 있다. 캐쏘드는 얇은 반투명 금속(약 100Å)과 인듐-틴-옥사이드(ITO)의 조합을 기초로 하였다. 또한 구리 프탈로시아닌(GuPc)의 유기 층이 얇은 금속 대신 사용되었다.
통상적으로, 애노드(220)는 전도성이고 투명한 산화물로 형성된다. 인듐 틴 옥사이드는 그의 투명성, 우수한 전도성, 및 높은 일함수로 인해 애노드 접촉물로서 널리 사용되고 있다.
바람직한 실시양태에서, 애노드(220)는 정공 주입층(230)으로 변형될 수 있다. 정공 주입 물질이 제공되어 후속의 유기 층의 막 형성 특성을 개선시키고 정공 수송층으로의 정공 주입을 촉진시킬 수 있다. 정공 주입층에 사용하기 적합한 물질로는 미국 특허 제 4,720,432 호에 기술된 바와 같은 포르피린성 화합물, 예컨대 CuPC, 및 미국 특허 제 6,208,075 호에 기술된 바와 같은 플라즈마-증착된 플루오로카본 중합체, 및 일부 방향족 아민, 예컨대 m-MTDATA(4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트리페닐아민)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 유기 EL 디바이스에 유용한 것으로 보고된 다른 정공 주입 물질은 EP 0 891 121 A1 호 및 EP 1 029 909 A1 호에 기술되어 있다. 이러한 정공 주입층에서의 물질의 예는 헝 등에 의해 1998년 11월 5일자로 출원된 미국 특허출원 제 09/186,829 호에 개시된 플루오로카본이 있으며, 상기 개시내용은 본원에 참고로 인용되고 있다.
본 발명의 OLED 디바이스는, 캐쏘드 또는 애노드가 기판과 접촉될 수 있는 지지 기판(210) 상에 전형적으로 제공된다. 기판과 접촉하는 전극은 편리하게 하부 전극으로 지칭된다. 통상적으로, 하부 전극은 애노드이지만, 본 발명에서는 그 구조를 제한하지 않는다. 기판은 의도된 방향의 발광에 따라 광투과성이거나 또는 불투과성일 수 있다. 광투과성은 기판을 통해 EL 방출을 관찰하는데 바람직하다. 이러한 경우에는 통상적으로 투명 유리 또는 플라스틱이 사용된다. EL 방출이 상부 전극을 통해 관찰되는 경우, 하부 지지체의 투과 특징은 중요하지 않으므로 광투과, 광흡수 또는 광반사적일 수 있다. 이 경우에 사용되는 기판은 유리, 플라스틱, 반도체 물질, 실리콘, 세라믹, 회로판 물질, 및 광택처리된(polished) 금속면을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 물론, 이들 디바이스 구조에서 광-투명성 상부 전극이 제공될 필요가 있다.
백색 OLED 방출을 적색, 녹색 및 청색(RGB) 칼러 필터를 사용하는 풀-칼러 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있다. 상기 RGB 필터는 기판에 침착될 수 있거나(광 투과가 기판을 통해 이루어지는 경우), 기판으로 혼입될 수 있거나, 또는 상부 전극 상에 침착될 수 있다(광 투과가 상부 전극을 통해 이루어지는 경우). RGB 필터 어레이를 상부 전극 상에 침착시키는 경우, 상부 전극을 보호하기 위해 완충 층이 사용될 수 있다. 완충 층은 무기 물질, 예컨대 산화규소 및 질화규소, 또는 유기 물질, 예컨대 중합체, 또는 무기 및 유기 물질의 다층을 포함할 수 있다. RGB 필터 어레이를 제공하는 방법은 당해 분야에 익히 공지되어 있다.리쏘그래피(lithographic) 방법, 잉크젯 프린팅 및 레이저 열 전달은 RGB 필터가 제공될 수 있는 방법중 단지 일부의 방법일 뿐이다.
백색광과 RGB 필터를 사용하는 이러한 풀-칼러 디스플레이를 제조하는 기법은 풀-칼러를 생성시키는데 사용된 정밀한 쉐도우 마스킹 기법에 비해 여러 이점을 갖는다. 이러한 기법은 정밀한 정렬을 요구하지 않고 저가이며 제조하기에 용이하다. 기판 자체는 개별 화소를 어드레싱(addrssing)하는 박막 트랜지스터를 함유한다. 칭(Ching) 및 쉐이(Hseih)에게 허여된 미국 특허 제 5,550,066 호 및 제 5,684,365 호는 TFT 기판의 어드레싱 방법을 기술하고 있다.
정공 수송층은 방향족 3급 아민과 같은 정공 수송 화합물을 하나 이상 함유하며, 후자는 오직 탄소원자(이들중 1개 이상은 방향족 고리의 구성원이다)에만 결합하는 3가 질소원자를 하나 이상 함유하는 화합물인 것으로 이해된다. 한 형태에서, 방향족 3급 아민은 모노아릴아민, 디아릴아민, 트리아릴아민 또는 중합체성 아릴아민과 같은 아릴아민일 수 있다. 단량체성 트리아릴아민의 예는 클룹펠(Klupfel) 등의 미국 특허 제 3,180,730 호에 예시되어 있다. 1개 이상의 비닐 라디칼로 치환되고/치환되거나 1개 이상의 활성 수소-함유 그룹을 포함하는 다른 적합한 트리아릴아민은, 브랜틀레이(Brantley) 등의 미국 특허 제 3,567,450 호와 미국 특허 제 3,658,520 호에 의해 개시되어 있다.
방향족 3급 아민의 더욱 바람직한 종류는 미국 특허 제 4,720,432 호 및 미국 특허 제 5,061,569 호에 기술된 바와 같이 방향족 3급 아민 잔기를 2개 이상 포함하는 화합물이다. 정공 수송층은 방향족 3급 아민 화합물 또는 그의 혼합물로형성될 수 있다. 유용한 방향족 3급 아민의 예는 하기와 같다:
1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)사이클로헥산,
1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)-4-페닐사이클로헥산,
4,4'-비스(디페닐아미노)쿼드리페닐,
비스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)-페닐메탄,
N,N,N-트리(p-톨릴)아민,
4-(디-p-톨릴아미노)-4'-[4(디-p-톨릴아미노)-스티릴]스틸벤,
N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4-4'-디아미노비페닐,
N,N,N',N'-테트라페닐-4-4'-디아미노비페닐,
N,N,N',N'-테트라-1-나프틸-4,4'-디아미노비페닐,
N,N,N',N'-테트라-2-나프틸-4-4'-디아미노비페닐,
N-페닐카바졸,
4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB),
4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]비페닐(TNB),
4,4"-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-터페닐,
4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐,
4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]비페닐,
1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌,
4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]비페닐,
4,4"-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]-p-터페닐,
4,4'-비스[N-(2-페난트릴)-N-페닐아미노]비페닐,
4,4'-비스[N-(8-플루오란테닐)-N-페닐아미노]비페닐,
4,4'-비스[N-(2-피레닐)-N-페닐아미노]비페닐,
4,4'-비스[N-(2-나프타세닐)-N-페닐아미노]비페닐,
4,4'-비스[N-(2-퍼릴레닐)-N-페닐아미노]비페닐,
4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]비페닐,
2,6-비스(디-p-톨릴아미노)나프탈렌,
2,6-비스[디-(1-나프틸)아미노]나프탈렌,
2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌,
N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4"-디아미노-p-터페닐,
4,4-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)-페닐]아미노}비페닐,
4,4'-비스[N-페닐-N-(2-피레닐)아미노]비페닐,
2,6-비스[N,N-디(2-나프틸)아민]플루오렌,
1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌,
4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트리페닐아민(MTDATA),
4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(TPD).
또다른 종류의 유용한 정공 수송 물질로는 EP 1 009 041 호에 기술된 바와 같은 다환식 방향족 화합물이 있다. 올리고머성 물질을 비롯하여 2개 이상의 아민 그룹을 갖는 3급 방향족 아민이 사용될 수 있다. 또한, 중합체 정공 수송 물질은, 예컨대 폴리(N-비닐카바졸)(PVK), 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 및 공중합체예컨대 PEDOP/PSS로도 지칭되는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)가 사용될 수 있다.
본 발명의 유기 OLED 디바이스의 전자 수송층을 형성하는데 사용되는 바람직한 물질은, 미국 특허 제 4,885,211 호에 개시된 바와 같은 옥신 자체(8-퀴놀리놀 또는 8-하이드록시퀴놀린으로도 지칭됨)의 킬레이트를 비롯한 금속 킬레이트화 옥시노이드 화합물이다. 이러한 화합물은 높은 수준의 성능을 나타내며 얇은 층의 형태로 용이하게 조립될 수 있다. 전자 수송층에 유용한 일부 예는 다음과 같다:
CO-1: 알루미늄 트리스옥신[별칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)]
CO-2: 마그네슘 비스옥신[별칭, 비스(8-퀴놀리놀라토)마그네슘(II)]
CO-3: 비스[벤조{f}-8-퀴놀리놀라토]징크(II)
CO-4: 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)
CO-5: 인듐 트리스옥신[별칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)인듐]
CO-6: 알루미늄 트리스(5-메틸옥신)[별칭, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)]
CO-7: 리튬 옥신[별칭, (8-퀴놀리놀라토)리튬(I)]
CO-8: 갈륨 옥신[별칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)갈륨(III)]
CO-9: 지르코늄 옥신[별칭, 테트라(8-퀴놀리놀라토)지르코늄(IV)]
다른 전자 수송 물질은 미국 특허 제 4,356,429 호에 개시된 바와 같은 다양한 부타디엔 유도체 및 미국 특허 제 4,539,507 호에 기술된 바와 같은 다양한 헤테로사이클릭 광학 광택제를 포함한다. 벤즈아졸 및 트리아진은 또한 전자 수송 물질로서 유용하다.
바람직한 실시양태의 발광층은 형광 염료로 도핑된 호스트 물질로 구성된다. 이러한 방법을 사용하여, 매우 효율적인 EL 디바이스가 구성될 수 있다. 동시에, EL 디바이스의 색상은 통상의 호스트 물질에서의 상이한 방출 파장의 형광 염료를 사용함으로써 조절될 수 있다. 탕 등은 통상 양도된 미국 특허 제 4,769,292 호에서 호스트 물질로서 Alq를 사용하는 EL 디바이스에 대해서 매우 상세하게 이러한 도판트 개요를 기술하고 있다.
쉬(Shi) 등은 통상 양도된 미국 특허 제 5,935,721 호에서 9,10-디-(2-나프틸)안트라센(ADN) 유도체를 호스트 물질로서 사용하는 청색 방출 OLED 디바이스에 대해서 매우 상세하게 이러한 도판트 개요를 기술하고 있다.
9,10-디-(2-나프틸)안트라센의 유도체(화학식 2)는 전기발광을 지지할 수 있는 유용한 호스트들의 한 종류이고, 400 ㎚보다 긴 파장, 예컨대 청색, 녹색, 황색, 주황색 또는 적색 발광에 특히 적합하다.
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4, R5및 R6은 각각 하기 군으로부터 개별적으로 선택되는 각각의 고리상의 1개 이상의 치환기이다:
1 군: 수소, 또는 탄소수 1 내지 24의 알킬;
2 군: 탄소수 5 내지 20의 아릴 또는 치환된 아릴;
3 군: 나프틸, 안트라세닐, 페난트릴, 피레닐 또는 퍼릴레닐의 융합된 방향족 고리를 완성시키는데 필요한 4 내지 24개의 탄소원자;
4 군: 단일 결합으로 결합될 수 있거나 융합된 헤테로 방향족 고리 시스템을 완성시킬 수 있는, 티아졸릴, 푸릴, 티에닐, 피리딜, 퀴놀리닐 또는 다른 헤테로사이클릭 시스템과 같은 탄소수 5 내지 24의 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴;
5 군: 탄소수 1 내지 24의 알콕시아미노, 알킬아미노 또는 아릴아미노; 또는
6 군: 불소, 염소, 브롬 또는 시아노.
이러한 예로는 9,10-디-(2-나프틸)안트라센(ADN) 및 2-t-부틸-9,10-디-(2-나프틸)안트라센(TBADN)이 포함된다. 다른 안트라센 유도체는 LEL에서의 호스트로서 유용할 수 있으며, 예컨대 미국 특허 제 5,927,247 호에 기술된 바와 같은 디페닐안트라센 및 그의 유도체가 있다. 미국 특허 제 5,121,029 호 및 JP 08333569 호에 기술된 바와 같은 스티릴아릴렌 유도체는 또한 청색 방출을 위한 호스트로서 유용한다. 예를 들어, 9,10-비스[4-(2,2-디페닐에테닐)페닐]안트라센 및 4,4'-비스(2,2-디페닐에테닐)-1,1'-비페닐(DPVBi)은 청색 방출에 유용한 호스트이다.
다수의 청색 형광 도판트가 당해 분야에 공지되어 있으며 본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려될 수 있다. 특히 유용한 종류의 청색 발광 도판트로는 페릴렌 및 그의 유도체 예컨대 2,5,8,11-테트라-t-부틸 페릴렌(TBP), 및 미국 특허 제 5,121,029 호에 기술된 바와 같은 디스티릴아민 유도체 예컨대 하기 화합물(B-1)(하기 제시된 구조)을 포함한다.
또다른 유용한 종류의 청색 발광 도판트는 화학식 3으로 제시되고, 벤자민(Benjamin P. Haog) 등에 의해 2002년 6월 27일자로 출원되고 통상 양도된 미국 특허출원 제 10/183,242 호(발명의 명칭: "Organic Element for Electroluminescent Devices")에 기술되어 있으며, 상기 특허는 본원에 인용되고 있다.
상기 식에서,
A 및 A'는 하나 이상의 질소를 함유하는 6원 방향족 고리 시스템에 상응하는 독립적인 아진 고리 시스템이고,
Xa및 Xb는 각각 독립적으로 선택된 치환기로서, 이들 둘은 A 또는 A'와 접합하여 융합된 고리를 형성하고;
m 및 n은 독립적으로 0 내지 4이고;
Za및 Zb는 독립적으로 선택된 치환기이고;
1, 2, 3, 4, 1', 2', 3' 및 4'는 탄소원자 또는 질소원자로서 독립적으로 선택된다.
바람직하게, 아진 고리는 퀴놀리닐 또는 이소퀴놀리닐 고리로서, 1, 2, 3, 4, 1', 2', 3' 및 4'는 모두 탄소이고; m 및 n은 동일하거나 2보다 크고; Xa및 Xb는 접합하여 방향족 고리를 형성하는 2개 이상의 탄소 치환기이다. 바람직하게, Za및 Zb는 불소원자이다.
바람직한 실시양태는, 2개의 융합된 고리 시스템이 퀴놀린 또는 이소퀴놀린시스템이고; 아릴 또는 헤테로아릴 치환기가 페닐 그룹이고; 접합하여 6-6 융합된 고리를 형성하는 적어도 2개의 Xa그룹 및 2개의 Xb그룹이 존재하며, 상기 융합된 고리 시스템이 각각 1-2, 3-4, 1'-2' 또는 3'-4' 위치에서 융합되고; 융합된 고리중 하나 또는 둘 모두는 페닐 그룹으로 치환되고; 도판트가 하기 화학식 4, 5 또는 6으로 제시되는, 디바이스를 추가로 포함한다.
상기 식에서,
Xc, Xd, Xe, Xf, Xg및 Xh는 각각 수소 또는 독립적으로 치환된 치환기이며, 이중 하나는 아릴 또는 헤테로아릴 그룹이어야 한다.
바람직하게, 아진 고리는 퀴놀리닐 또는 이소퀴놀리닐 고리로서, 1, 2, 3, 4, 1', 2', 3' 및 4'가 모두 탄소이고; m 및 n이 동일하거나 2보다 크고; Xa및 Xb가 접합하여 방향족 고리를 형성하는 2개 이상의 탄소 치환기이다. 바람직하게, Za및 Zb는 불소원자이다.
본 발명에 유용한, 탈양자화된 비스(아지닐)아민 리간드의 2개의 고리 질소에 의해 착체화되고 2개의 고리 질소는 하나 이상의 시스템이 아릴 또는 헤테로아릴 치환기를 함유하는 다양한 6,6-융합된 고리 시스템의 구성원인 붕소 화합물의 비제한적인 예는 다음과 같다:
정공 수송층 또는 전자 수송층에서의 황색 발광 도판트로 유용한 바람직한물질은 화학식 1로 제시되는 화합물이다.
화학식 1
상기 식에서,
R1, R2, R3및 R4는 각각 하기 군:
1 군: 수소, 탄소수 1 내지 24의 알킬;
2 군: 탄소수 5 내지 20의 아릴 또는 치환된 아릴;
3 군: 나프틸, 안트라세닐, 페난트릴, 피레닐 또는 퍼릴레닐의 융합된 방향족 고리를 완성시키는데 필요한 4 내지 24개의 탄소원자;
4 군: 단일 결합으로 결합될 수 있거나 융합된 헤테로 방향족 고리 시스템을 완성시킬 수 있는, 티아졸릴, 푸릴, 티에닐, 피리딜, 퀴놀리닐 또는 다른 헤테로사이클릭 시스템과 같은 탄소수 5 내지 24의 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴;
5 군: 탄소수 1 내지 24의 알콕시아미노, 알킬아미노 또는 아릴아미노; 또는
6 군: 불소, 염소, 브롬 또는 시아노
로부터 개별적으로 선택되는 각각의 고리상의 1개 이상의 치환기이고,
R5및 R6은, 융합된 고리를 형성하지 않는 것을 제외하고는 R1내지 R4와 동일한 방식으로 정의된다.
또한, R1내지 R4중 하나 이상은 수소 이외의 그룹으로 치환되어야 한다. 이 치환기들은 루브렌에 비해 더욱 낮은 방출 에너지로의 이동을 제공해야 하는 것이 바람직하다. R1내지 R4상의 치환기로서 바람직한 그룹은 3 군 및 4 군이다.
본 발명의 이해를 돕고 하기 논의를 간단히 하기 위해, 상기 황색 발광 도판트 화합물은 모두 "초 루브렌"으로 때때로 지칭될 것이다.
초 루브렌 도판트로서 특히 유용한 예로는, 하기 제시된 화학식인 6,11-디페닐-5,12-비스(4-(6-메틸-벤조티아졸-2-일)페닐)나프타센(DBzR) 및 5,6,11,12-테트라(2-나프틸)나프타센(NR)을 포함한다.
쿠마린은 탕에 의해 미국 특허 제 4,769,292 호 및 제 6,020,078 호에 기술된 바와 같이 유용한 종류의 녹색 발광 도판트의 대표적인 예이다. 유용한 녹색 방출 쿠마린의 예는 C545T 및 C545TB를 포함한다. 퀴나크리돈은 녹색 방출 도판트의 또다른 유용한 종류의 대표적인 예이다. 유용한 퀴나크리돈은 미국 특허 제 5,593,788 호, 공개공보 JP 09-13026A, 및 렐리아 코심베스쿠(Lelia Cosimbescu)에 의해 2002년 6월 27일자로 출원된 통상 양도된 미국 특허출원 제 10/184,356 호(발명의 명칭: "Device Containing Green Organic Light-Emitting Diode")에 기술되어 있으며, 상기 개시내용은 본원에 인용되고 있다.
특히 유용한 녹색 방출 퀴나크리돈의 예는 다음과 같다.
및
녹색 발광 도판트의 또다른 유용한 종류는 하기 화학식 7로 적합하게 제시될 수 있다.
상기 식에서,
A 및 A'는 하나 이상의 질소를 함유하는 6원 방향족 고리 시스템에 상응하는 독립적인 아진 고리 시스템이고,
Xa및 Xb는 각각 독립적으로 선택된 치환기로서, 이들 둘은 A 또는 A'와 접합하여 융합된 고리를 형성하고;
m 및 n은 독립적으로 0 내지 4이고;
Y는 H 또는 치환기이고;
Za및 Zb는 독립적으로 선택된 치환기이고;
1, 2, 3, 4, 1', 2', 3' 및 4'는 탄소원자 또는 질소원자로서 독립적으로 선택된다.
상기 디바이스에서, 1, 2, 3, 4, 1', 2', 3' 및 4'는 편리하게 모든 탄소원자이다. 디바이스는 접합되어 융합된 고리를 형성하는 치환기를 함유하는 고리 A 또는 A'중 하나 이상 또는 둘다를 바람직하게 함유할 수 있다. 한 유용한 실시양태에서는, 할라이드 및 알킬, 아릴, 알콕시 및 아릴옥시 그룹으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 Xa또는 Xb그룹이 하나 이상 존재한다. 또다른 실시양태에서는, 불소 및 알킬, 아릴, 알콕시 및 아릴옥시 그룹으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 Za및 Zb그룹이 존재한다. 바람직한 실시양태는 Za및 Zb가 F인 것이다. Y는 적합하게 수소 또는 치환기 예컨대 알킬, 아릴 또는 헤테로사이클릭 그룹이다.
이러한 화합물의 방출 파장은 중심 비스(아지닐)메텐 붕소 그룹 주위에서의 적절한 치환에 의해 어느 정도 조정되어 목적하는 색, 즉 녹색을 충족시킬 수 있다. 유용한 화학식의 일부 예는 다음과 같다:
본 발명 및 그의 이점은 하기 특정 실시예에 의해 추가로 설명된다. "%"라는 용어는 호스트 물질에 대한 특정 도판트의 부피%(또는 박막 두께 모니터 상에서 측정된 바의 두께 비율)를 의미한다.
도 3 내지 14는 본 발명에 의해 제조된 백색광-생성 OLED 디바이스의 개략도 및 그의 여러 가지 작동 파라미터의 그래프를 도시한 것이다. 본 발명 및 그의 이점은 하기 특정 실시예에 의해 추가로 설명된다.
도 3을 참조하면, 유기 백색 발광 디바이스(300)는 광투과성 애노드(320)가배치되어 있는 광투과성 기판(310)을 갖는다. 유기 백색 발광 구조(300)는 애노드(320) 및 캐쏘드(370) 사이에 형성된다. 유기 발광 구조는 순차적으로 정공 주입층(330), 및 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된 유기 정공 수송층(340)으로 이루어진다. 유기 발광층(350)은 TBADN 호스트 및 B-1 도판트를 포함하는 청색 발광층이다. 유기 전자 수송층(360)은 Alq로 제조된다.
도 4는, 유기 정공 수송층이 두 개의 하위층인 층(441) 및 층(442)을 포함하는 것을 제외하고는 도 3에 도시된 바와 유사한 유기 백색 발광 디바이스(400)를 도시하고 있다. 층(442)은 도핑되지 않은 NPB로 이루어지고, 청색 발광층(450)과 인접한 층(441)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 구조(400)의 다른 층들은 기판(410), 애노드(420), 정공 주입층(430), 전자 수송층(460) 및 캐쏘드(470)이다.
도 5는 유기 백색 발광 디바이스(500)를 도시한 것이다. 전자 수송층은 2개의 하위층(561 및 562)을 포함한다. 전자 수송 하위층(561)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 전자 수송 하위층(562)은 발광 도판트로 도핑되지 않는다. 청색 발광층(550)은 TBADN 호스트 및 B-1 청색 도판트를 포함한다. 구조(500)의 다른 층들은 기판(510), 애노드(520), 정공 주입층(530) 및 캐쏘드(570)이다.
도 6은, 구조(300) 및 구조(500)의 조합인 유기 백색 발광 디바이스(600)를 도시한 것이다. 정공 수송층(640)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 전자 수송층은 2개의 전자 수송 하위층(661 및 662)을 포함하고, 하위층(661)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 청색 발광층(650)은 B-1 청색 도판트와 TBADN 호스트로이루어진다. 이 디바이스는 매우 높은 안정성 및 높은 휘도 효율을 나타낸다. 구조(600)의 다른 층들은 기판(610), 애노드(620), 정공 주입층(630), 전자 수송층(662) 및 캐쏘드(670)이다.
도 7은, 유기 정공 수송층이 2개의 하위층(741 및 742)으로 구성된 것을 제외하고는 도 6에 도시된 바와 유사한 유기 백색 발광 디바이스(700)를 도시한 것이다. 층(742)은 도핑되지 않은 NPB로 이루어지고, 청색 발광층(750)과 인접한 층(741)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 전자 수송층은 2개의 하위층(761 및 762)을 포함한다. 전자 수송 하위층(761)은 청색 발광층(750)과 인접하고, 또한 초 루브렌으로 도핑된다. 전자 수송 하위층(762)은 발광 도판트로 도핑되지 않는다. 구조(700)의 다른 층들은 기판(710), 애노드(720), 정공 주입층(730) 및 캐쏘드(770)이다.
도 8은, 전자 수송층이 2개의 하위층(861 및 862)을 포함하는 것을 제외하고는 도 3에 도시된 바와 유사한 유기 백색 발광 디바이스(800)를 도시한 것이다. 전자 수송 하위층(861)은 녹색 발광 도판트, 예컨대 C545T, CFDMQA 및 CPQA를 포함하고, 층(861)은 청색 발광층(850)과 인접한다. 전자 수송 하위층(862)은 발광 도판트로 도핑되지 않는다. 청색 발광층은 층(850)이고 TBADN 호스트 및 B-1 청색 도판트로 구성된다. 정공 수송층(840)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 구조(800)의 다른 층들은 기판(810), 애노드(820), 정공 주입층(830) 및 캐쏘드(870)이다.
도 9는, 유기 정공 수송층이 하위층(941 및 942)을 포함하는 것을 제외하고는 도 8에 도시된 바와 유사한 유기 백색 발광 디바이스(900)를 도시한 것이다. 정공 수송 하위층(942)은 도핑되지 않은 NPB로 이루어지고, 청색 발광층(942)과 인접한 층(941)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 전자 수송층은 하위층(961 및 962)을 포함한다. 전자 수송 하위층(961)은 청색 발광층(950)과 인접하고, C545T, CFDMQA 및 DPQA 도판트와 같은 녹색 도판트로 도핑된 Alq를 포함한다. 전자 수송 하위층(962)은 발광 도판트로 도핑되지 않는다. 청색 발광층은 층(950)이고 TBADN 호스트 및 B-1 청색 도판트로 구성된다. 구조(900)의 다른 층들은 기판(910), 애노드(920), 정공 주입층(930) 및 캐쏘드(970)이다.
도 10은 유기 백색 발광 디바이스(1000)를 도시한 것이다. 여기서, 전자 수송층은 3개의 하위층(1061, 1062 및 1063)을 포함한다. 전자 수송 하위층(1061)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 이 층은 청색 발광층(1050)과 인접한다. 전자 수송 하위층(1062)은 C545T, CFDMQA 또는 DPQA와 같은 녹색 발광 도판트를 포함한다. 전자 수송 하위층(1063)은 발광 도판트로 도핑되지 않는다. 청색 발광층(1050)은 TBADN 호스트 및 B-1 청색 도판트를 포함할 수 있다. 구조(1000)의 다른 층들은 기판(1010), 애노드(1020), 정공 주입층(1030), 정공 수송층(1040) 및 캐쏘드(1070)이다.
도 11은 유기 백색 발광 디바이스(1100)를 도시한 것이다. 여기서, 전자 수송층은 3개의 하위층(1161, 1162 및 1163)을 포함한다. 전자 수송 하위층(1161)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 이 층은 청색 발광층(1150)과 인접한다. 전자 수송 하위층(1162)은 C545T, CFDMQA 또는 DPQA와 같은 녹색 발광 도판트를 포함한다. 전자 수송 하위층(1163)은 발광 도판트로 도핑되지 않는다. 청색 발광층(1150)은 TBADN 호스트 및 B-1 청색 도판트를 포함할 수 있다. 정공 수송층(1140)은 모두 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 이 디바이스는 매우 높은 안정성, 높은 휘도 효율, 및 R, G, B 칼러 필터 후 모든 색에 대한 우수한 스펙트럼 발광을 나타낸다. 구조(1100)의 다른 층들은 기판(1110), 애노드(1120), 정공 주입층(1130) 및 캐쏘드(1170)이다.
도 12는 유기 발광 디바이스(1200)를 도시한 것이다. 여기서, 전자 수송층은 3개의 하위층(1261, 1262 및 1263)을 포함한다. 전자 수송 하위층(1261)은 초 루브렌 황색 도판트로 도핑되고 이 층은 청색 발광층(1250)과 인접한다. 전자 수송 하위층(1262)은 C545T, CFDMQA 또는 DPQA와 같은 녹색 발광 도판트를 포함한다. 전자 수송 하위층(1263)은 발광 도판트로 도핑되지 않는다. 청색 발광층(1250)은 TBADN 호스트 및 B-1 청색 도판트를 포함할 수 있다. 정공 수송층은 2개의 하위층(1241 및 1242)을 포함한다. 정공 수송층(1241)은 도핑되지 않은 NPB이다. 정공 수송 하위층(1242)은 청색 발광층(1250)과 인접하고, 초 루브렌 황색 도판트로 도핑된다. 구조(1200)의 다른 층들은 기판(1210), 애노드(1220), 정공 주입층(1230) 및 캐쏘드(1270)이다.
본 발명 및 그 이점은 하기 특정 실시예에 의해 추가로 예시된다.
디바이스 실시예 1 내지 6(표 1)
OLED 디바이스는 하기 방법으로 구성된다.
80㎚의 ITO로 코팅된 기판을 시판되는 세정제중에서 연속적으로 초음파 세척하고, 탈이온수중에서 헹구고, 톨루엔 증기중에서 탈그리스하였다. 이 기판들을 산소 플라즈마로 약 1분 동안 처리하고, CHF3의 플라즈마-보조 침착에 의해 1㎚의 플루오르카본 층으로 코팅하였다.
이 기판을 유기 층 및 캐쏘드 침착을 위해 침착 챔버내로 적재시켰다.
실시예 1의 디바이스를, NPB 정공 수송층(HTL) 150㎚, 2% TBP 청색 도판트와 TBADN 호스트를 포함하는 청색 발광층(LEL) 20㎚, Alq 전자 수송층(ETL) 37.5㎚, 및 이후 캐쏘드의 일부로서 LiF 0.5㎚ 및 Al 200㎚를 순차적으로 침착시켜 제조하였다. 상기 순서로 OLED 디바이스의 침착을 완결하였다.
이어서, OLED 디바이스를 부위 분위기로부터 보호하기 위해 질소로 충전된 무수 장갑 상자에서 밀폐된 상태로 포장하였다. 이들 OLED 디바이스를 제조하는데 사용된 ITO 패턴화된 기판은 여러 시험 패턴을 함유하였다. 각각의 디바이스를 전류 전압 특성 및 전기발광 수율에 대해 시험하였다.
실시예 2 내지 6의 디바이스를 도 3에 도시된 OLED(300)의 구조에 따라 제조하였다. 150㎚ 두께의 NPB 정공 수송층을 루브렌 양을 변화시키고 농도를 1 내지 5%로 변화시키면서 도핑하였다. 실시예 1의 디바이스는 전자기 스펙트럼의 청색 영역에서의 방출을 갖는 반면 실시예 2 내지 6의 디바이스로부터의 방출은 백색 또는 청색조의 백색 또는 황색조의 백색중 하나인 것으로 밝혀졌다. 표 1은 정공 수송층에서의 루브렌 황색 도판트 및 TBADN 청색 발광층에서의 TBP 도판트를 사용하여 제조한 디바이스(1 내지 6)에 대한 휘도, 색좌표 및 구동 전압을 제시한다. 실시예 2 내지 6의 디바이스로부터 수득된 최대 휘도 효율은 약 3.9 cd/A이었다.
디바이스 실시예 7 내지 12(표 2)
실시예 7 내지 12의 디바이스를 도 3에 도시된 OLED(300)의 구조에 따라 제조하였다. 150㎚ 두께의 NPB 정공 수송층을 초 루브렌 NR 화합물의 양을 변화시키고 농도를 0 내지 5%로 변화시키면서 도핑하였다. 실시예 7의 디바이스는 전자기 스펙트럼의 청색 영역에서의 방출을 갖는 반면 실시예 8 내지 12의 디바이스로부터의 방출은 백색 또는 청색조의 백색 또는 황색조의 백색중 하나인 것으로 밝혀졌다. 표 2는 정공 수송층에서의 황색 도판트로서의 초 루브렌 NR 및 TBADN 청색 발광층에서의 TBP 도판트를 사용하여 제조한 디바이스(7 내지 12)에 대한 휘도, 색좌표 및 구동 전압을 제시한다. 실시예 7 내지 12의 디바이스로부터 수득된 최대 휘도 효율은 약 4.6 cd/A이었다. 표 2는 초 루브렌 NR을 사용하는 디바이스가 일반적으로 더욱 높은 휘도 수율을 갖는 것을 나타낸다.
디바이스 실시예 13 내지 18(표 3)
실시예 13 내지 18의 디바이스를 도 3에 도시된 OLED(300)의 구조에 따라 제조하였다. 150㎚ 두께의 NPB 정공 수송층을 초 루브렌 DBzR 화합물의 양을 변화시키고 농도를 0 내지 5%로 변화시키면서 도핑하였다. 실시예 13의 디바이스는 전자기 스펙트럼의 청색 영역에서의 방출을 갖는 반면 실시예 14 내지 18의 디바이스로부터의 방출은 백색 또는 청색조의 백색 또는 황색조의 백색중 하나인 것으로 밝혀졌다. 표 3은 정공 수송층에서의 황색 도판트로서의 초 루브렌 DBzR 및 TBADN 청색 발광층에서의 TBP 도판트를 사용하여 제조한 디바이스(13 내지 18)에 대한 휘도, 색좌표 및 구동 전압을 제시한다. 실시예 13 내지 18의 디바이스로부터 수득된 최대 휘도 효율은 약 5.9 cd/A이었다. 표 3은 초 루브렌 DBzR을 사용하는 디바이스가 현저히 높은 휘도 수율을 갖는 것을 나타낸다.
디바이스 실시예 19 내지 24(표 4)
실시예 19 내지 24의 디바이스를 도 3에 도시된 OLED(300)의 구조에 따라 제조하였다. 150㎚ 두께의 NPB 정공 수송층을 루브렌의 양을 변화시키고 농도를 0 내지 5%로 변화시키면서 도핑하였다. 실시예 19의 디바이스는 전자기 스펙트럼의 청색 영역에서의 방출을 갖는 반면 실시예 20 내지 24의 디바이스로부터의 방출은 백색 또는 청색조의 백색 또는 황색조의 백색중 하나인 것으로 밝혀졌다. 표 4는 정공 수송층에서의 황색 도판트로서 루브렌 및 TBADN 청색 발광층에서의 청색 도판트로서 B-1을 사용하여 제조한 디바이스(19 내지 24)에 대한 휘도, 색좌표 및 구동 전압을 제시한다. 실시예 19 내지 24의 디바이스로부터 수득된 최대 휘도 효율은 약 6.6 cd/A이었다.
디바이스 실시예 25 내지 30(표 5)
실시예 25 내지 30의 디바이스를 도 3에 도시된 OLED(300)의 구조에 따라 제조하였다. 150㎚ 두께의 NPB 정공 수송층을 초 루브렌 DBzR 화합물의 양을 변화시키고 농도를 0 내지 5%로 변화시키면서 도핑하였다. 실시예 25의 디바이스는 전자기 스펙트럼의 청색 영역에서의 방출을 갖는 반면 실시예 26 내지 30의 디바이스로부터의 방출은 백색 또는 청색조의 백색 또는 황색조의 백색중 하나인 것으로 밝혀졌다. 표 5는 정공 수송층에서의 황색 도판트로서 루브렌 및 청색 발광층에서의 청색 도판트로서 B-1을 사용하여 제조한 디바이스(25 내지 30)에 대한 휘도, 색좌표 및 구동 전압을 제시한다. 실시예 25 내지 30의 디바이스로부터 수득된 최대 휘도 효율은 약 8.5 cd/A이었다. 표 4에서의 디바이스와 비교하여, 초 루브렌 DBzR을 사용하는 디바이스가 현저히 높은 휘도 수율을 갖는 것을 알 수 있다.
이는 B-1 도판트와 TBADN 호스트로 구성된 청색 발광층과 인접한 NPB 정공 수송층에서 초 루브렌 DBzR로 도핑하면 효율이 매우 높은 백색광 OLED를 생성하게 된다는 본 발명의 중요한 특징이다. 실시예 28의 디바이스로부터의 효율은 황색과 청색 도판트의 다양한 조합중에서 가장 높은 효율을 갖는다.
디바이스 실시예 31 내지 33(표 6)
본 발명의 또다른 중요한 특징은 도 6에 도시된 바와 같이 NPB 정공 수송층(640)과 Alq 전자 수송층(661)에서 모두 초 루브렌을 도핑시킴으로써 OLED에 의해 백색광이 생성될 수 있다는 것이다. 도 6의 OLED 디바이스의 청색 발광층은 TBADN 호스트 및 B-1 도판트로 구성된다. 이들 디바이스는 정공 수송층 또는 전자 수송층에서 초 루브렌 도핑에 의해 수득된 것에 비해 높은 휘도 수율 및 높은 작동 안정성을 갖는다.
캡슐화된 OLED 디바이스의 주위 환경에서의 작동 안정성은, OLED 디바이스가20 mA/㎠의 일정한 전류 밀도에서 작동되는 경우 시간의 함수로서의 구동 전압 및 휘도의 변화를 측정함으로써 확인되었다. 본 발명의 상이한 구조를 따라 제조된 백색 OLED 디바이스는 높은 작동 안정성을 가진다. 도 13은 실시예 31 내지 33의 디바이스에 대한 작동 휘도 안정성을 보여준다.
도 14는 여러 상이한 조합의 청색 도판트와 황색 도판트를 사용하는 디바이스에 대한 전류 밀도의 함수로서 상대 휘도를 도시한 것이다.
I) TBP와 루브렌
II) TBP와 DBzR
III) B-1와 루브렌, 및
IV) B-1와 DBzR.
DBzR 수율은 루브렌에 비해 우수한 디바이스 성능을 제공하는 것이 명백하다. 또한, NPB HTL 층으로의 DBzR 초 루브렌 황색 발광 도판트와 TBADN 호스트내로의 B-1 청색 발광 도판트의 조합은 가장 후수한 효율을 제공한다. 또한, 가장 높은 안정성 및 백색 발광을 제공한다.
본 발명에 따른 백색광-생성 OLED 디바이스는 간단한 구조이면서 높은 휘도 효율 및 작동 안정성을 갖는다.

Claims (7)

  1. a) 애노드;
    b) 상기 애노드 상에 배치된 정공 수송층;
    c) 상기 정공 수송층에 직접 배치된 청색 발광 화합물로 도핑된 청색 발광층;
    d) 상기 청색 발광층 상에 배치된 전자 수송층; 및
    e) 상기 전자 수송층 상에 배치된 캐쏘드를 포함하며,
    f) 상기 정공 수송층 또는 전자 수송층, 또는 정공 수송층과 전자 수송층 둘다가 청색 발광층과 접촉하는 전체 층 또는 일부 층에 상응하는 스펙트럼의 황색 영역에서 발광하는 하기 화합물 또는 그의 유도체로 선택적으로 도핑된,
    실질적으로 백색광을 생성하는 유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스.
    화학식 1
    상기 식에서,
    R1, R2, R3, R4, R5및 R6은 각각의 고리상의 1개 이상의 치환기로서, 하기 군:
    1 군: 수소, 탄소수 1 내지 24의 알킬;
    2 군: 탄소수 5 내지 20의 아릴 또는 치환된 아릴;
    3 군: 나프틸, 안트라세닐, 페난트릴, 피레닐 또는 퍼릴레닐의 융합된 방향족 고리를 완성시키는데 필요한 4 내지 24개의 탄소원자;
    4 군: 단일 결합으로 결합될 수 있거나 융합된 헤테로 방향족 고리 시스템을 완성시킬 수 있는, 티아졸릴, 푸릴, 티에닐, 피리딜, 퀴놀리닐 또는 다른 헤테로사이클릭 시스템과 같은 탄소수 5 내지 24의 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴;
    5 군: 탄소수 1 내지 24의 알콕시아미노, 알킬아미노 또는 아릴아미노; 또는
    6 군: 불소, 염소, 브롬 또는 시아노
    로부터 개별적으로 선택되며, 단 R5및 R6은 융합된 고리를 형성하지 않고 치환기 R1, R2, R3및 R4중 하나 이상은 수소 이외의 그룹으로 치환된다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전자 수송층이 녹색 발광 도판트 또는 녹색과 황색 발광 도판트의 조합으로 도핑되는, 유기 발광 다비오드(OLED) 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    녹색 도판트 농도가 호스트 물질의 0.1 내지 5 부피%인 OLED 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    캐쏘드 층에 배치된 완충 층을 추가로 포함하는 OLED 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    완충 층의 두께가 1 내지 1000㎚인 OLED 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    기판에 또는 캐쏘드 상에 배치된 칼러 필터 어레이를 추가로 포함하는 OLED 디바이스.
  7. 제 3 항에 있어서,
    완충 층에 배치된 칼러 필터 어레이를 추가로 포함하는 OLED 디바이스.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682833B1 (ko) * 2004-12-24 2007-02-15 엘지전자 주식회사 고효율의 유기 전계 발광 소자
KR100740303B1 (ko) * 2004-12-16 2007-07-18 엘지전자 주식회사 고효율의 유기 전계 발광 소자
KR20140103632A (ko) * 2013-02-19 2014-08-27 삼성디스플레이 주식회사 유기발광 표시 장치 및 그 제조 방법

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050029426A (ko) * 2003-09-22 2005-03-28 삼성에스디아이 주식회사 칼라필터층 또는 색변환층을 갖는 풀칼라 유기전계발광소자
US20080081105A1 (en) * 2003-09-22 2008-04-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of fabricating full color organic light-emtting device having color modulation layer using liti method
US7230374B2 (en) * 2003-09-22 2007-06-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Full color organic light-emitting device having color modulation layer
US20050093435A1 (en) * 2003-09-22 2005-05-05 Suh Min-Chul Full color organic light-emtting device having color modulation layer
US7887931B2 (en) * 2003-10-24 2011-02-15 Global Oled Technology Llc Electroluminescent device with anthracene derivative host
US7056601B2 (en) * 2003-10-24 2006-06-06 Eastman Kodak Company OLED device with asymmetric host
US7329466B2 (en) * 2004-01-30 2008-02-12 Eastman Kodak Company Organic element for electroluminescent devices
US7662485B2 (en) * 2004-03-16 2010-02-16 Eastman Kodak Company White organic light-emitting devices with improved performance
TWI234412B (en) * 2004-04-08 2005-06-11 Au Optronics Corp Organic electroluminescent element
CN100456522C (zh) * 2004-05-18 2009-01-28 胜华科技股份有限公司 全波长白光有机电致发光装置及其制作方法
JP4823566B2 (ja) * 2004-05-21 2011-11-24 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、表示装置及びテレビ受像器
US7288330B2 (en) * 2004-07-01 2007-10-30 Eaastman Kodak Company High performance white light-emitting OLED device
US7504163B2 (en) * 2004-07-12 2009-03-17 Eastman Kodak Company Hole-trapping materials for improved OLED efficiency
GB0422913D0 (en) * 2004-10-15 2004-11-17 Elam T Ltd Electroluminescent devices
KR100669757B1 (ko) * 2004-11-12 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
CN100421280C (zh) * 2004-11-26 2008-09-24 信利半导体有限公司 一种白光有机电致发光显示器件
US20060269782A1 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Eastman Kodak Company OLED electron-transporting layer
US7479330B2 (en) * 2005-05-26 2009-01-20 Au Optronics Corporation Anthracene derivatives for organic electroluminescent device
US20070092759A1 (en) * 2005-10-26 2007-04-26 Begley William J Organic element for low voltage electroluminescent devices
US7586497B2 (en) * 2005-12-20 2009-09-08 Eastman Kodak Company OLED display with improved power performance
JP4882444B2 (ja) * 2006-03-27 2012-02-22 株式会社デンソー 有機ｅｌ素子
CN101473464B (zh) * 2006-06-22 2014-04-23 出光兴产株式会社 应用含有杂环的芳胺衍生物的有机电致发光元件
CN100446297C (zh) * 2006-12-13 2008-12-24 南通大学 发蓝光的有机电致发光装置
JP4484081B2 (ja) 2006-12-22 2010-06-16 ソニー株式会社 有機電界発光素子および表示装置
JP5530608B2 (ja) * 2007-09-13 2014-06-25 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子および発光装置
US8384283B2 (en) 2007-09-20 2013-02-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
WO2009051248A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
JP2009277986A (ja) 2008-05-16 2009-11-26 Sony Corp 有機電界発光素子および表示装置
JP2010040735A (ja) 2008-08-05 2010-02-18 Sony Corp 有機電界発光素子および表示装置
JP5325707B2 (ja) 2008-09-01 2013-10-23 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子
JP2012227042A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Panasonic Corp 白色有機電界発光素子
WO2015092840A1 (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 株式会社日立製作所 有機発光素子
KR102563713B1 (ko) 2017-04-26 2023-08-07 오티아이 루미오닉스 인크. 표면의 코팅을 패턴화하는 방법 및 패턴화된 코팅을 포함하는 장치
KR20190070586A (ko) 2017-12-13 2019-06-21 엘지디스플레이 주식회사 전자수송 재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 다이오드
US11751415B2 (en) 2018-02-02 2023-09-05 Oti Lumionics Inc. Materials for forming a nucleation-inhibiting coating and devices incorporating same
WO2020178804A1 (en) 2019-03-07 2020-09-10 Oti Lumionics Inc. Materials for forming a nucleation-inhibiting coating and devices incorporating same
US11985841B2 (en) 2020-12-07 2024-05-14 Oti Lumionics Inc. Patterning a conductive deposited layer using a nucleation inhibiting coating and an underlying metallic coating

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4366079A (en) * 1981-02-26 1982-12-28 American Cyanamid Company Sulfonated rubrene and aqueous chemiluminescent compositions containing the same
US4885211A (en) * 1987-02-11 1989-12-05 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with improved cathode
US4769292A (en) * 1987-03-02 1988-09-06 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with modified thin film luminescent zone
US5405709A (en) * 1993-09-13 1995-04-11 Eastman Kodak Company White light emitting internal junction organic electroluminescent device
US5683823A (en) * 1996-01-26 1997-11-04 Eastman Kodak Company White light-emitting organic electroluminescent devices
US6468676B1 (en) * 1999-01-02 2002-10-22 Minolta Co., Ltd. Organic electroluminescent display element, finder screen display device, finder and optical device
KR100329571B1 (ko) * 2000-03-27 2002-03-23 김순택 유기 전자 발광소자
US6483236B1 (en) * 2000-05-24 2002-11-19 Eastman Kodak Company Low-voltage organic light-emitting device
US6696177B1 (en) * 2000-08-30 2004-02-24 Eastman Kodak Company White organic electroluminescent devices with improved stability and efficiency
US6627333B2 (en) * 2001-08-15 2003-09-30 Eastman Kodak Company White organic light-emitting devices with improved efficiency
US6692846B2 (en) * 2002-06-20 2004-02-17 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent device having a stabilizing dopant in a hole-transport layer or in an electron-transport layer distant from the emission layer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100740303B1 (ko) * 2004-12-16 2007-07-18 엘지전자 주식회사 고효율의 유기 전계 발광 소자
KR100682833B1 (ko) * 2004-12-24 2007-02-15 엘지전자 주식회사 고효율의 유기 전계 발광 소자
KR20140103632A (ko) * 2013-02-19 2014-08-27 삼성디스플레이 주식회사 유기발광 표시 장치 및 그 제조 방법
US8941100B2 (en) 2013-02-19 2015-01-27 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display apparatus and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
TW200414817A (en) 2004-08-01
CN1496208A (zh) 2004-05-12
JP2004134396A (ja) 2004-04-30
US20040058193A1 (en) 2004-03-25

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