KR20150087323A - 유기 전계발광 장치 및 유기 전계발광 장치의 제조 방법 - Google Patents

유기 전계발광 장치 및 유기 전계발광 장치의 제조 방법 Download PDF

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에틴네 바라노프
모하마드 카자 나지루딘
네일 말리코비치 샤발레프
에드윈 콘스테이블
다비드 폰란텐
헨드릭 얀 볼링크
살바도르 다니엘 토르데라
오제다 안토니오 페르테가스
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Abstract

유기 전계발광 장치는 기판(1), 기판(1) 상에 배열된 제1 전극(2), 제1 전극(2) 상에 배열된 전자기 복사를 방출하도록 구성된 기능성 유기층(3), 기능성 유기층(3) 상에 배열된 제2 전극(4)을 포함하고, 여기서 기능성 유기층(3)은 매트릭스 물질 및 발광체 물질을 포함하고, 여기서 발광체 물질은 중성이거나 또는 이온적으로 하전되고, 여기서 발광체 물질은 이온성 전이 금속 착물, 중성 전이 금속 착물, 중합체 발광체 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고, 여기서 매트릭스 물질은 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질을 포함하고, 여기서 이온성 전하 운반체 수송 물질은 전자 수송 물질, 정공 수송 물질, 양극성 수송 물질 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고, 여기서 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질은 이온적으로 하전된다.

Description

유기 전계발광 장치 및 유기 전계발광 장치의 제조 방법 {ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND A METHOD OF PRODUCING AN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은 유기 전계발광 장치 및 유기 전계발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
가장 간단한 구성에서, 유기 전계발광 장치, 예를 들어 유기 발광 전기화학 전지(OLED)는 두 접촉, 예컨대 전극 사이에 삽입된 적어도 하나의 발광 기능성 유기층을 포함한다. 전기장 적용 하에서, 전자가 캐소드로부터 발광 기능성 유기층의 최저 비점유 분자 궤도(LUMO) 안으로 주입되어 애노드 쪽으로 이동한다. 상응해서, 정공이 애노드로부터 기능성 유기층의 최고 점유 분자 궤도(HOMO) 안으로 주입되어 캐소드 쪽으로 이동한다. 정공 및 전자가 기능성 유기층에서 만날 때, 그들은 전자기 복사, 예컨대 가시광을 방출하는 여기 상태를 형성할 수 있다. 오직 하나의 기능성 유기층이 유기 전계발광 장치에 포함되는 경우, 기능성 유기층은 적어도 3 가지 임무를 수행해야 한다: 전자 및 정공 수송, 뿐만 아니라 높은 발광 효율로 빛 방출. 기능성 유기층은 전하 주입, 전하 수송 및 방출 재결합의 3 가지 과정을 모두 지지하는 유기 반도체, 예를 들어 이온성 전이 금속 착물을 포함할 수 있다.
전자기 복사의 청색 스펙트럼 범위에서 방출하는 유기 발광 전기화학 전지(OLEEC)는 지금까지 실제로 빈약한 성능, 낮은 효율, 낮은 휘도 및/또는 매우 낮은, 예를 들어 5 시간 미만의 안정성을 나타낸다.
게다가, 많은 청색 방출 유기 발광 전기화학 전지는 구동시 청색에서 녹색으로 방출 파장의 이동을 나타낸다. 이 효과의 기원은 알려져 있지 않지만, 일부 경우에서 그것은 광 여기 하에서조차도 얇은 필름에서 청색을 방출하는 발광체 물질의 농도를 증가시킴으로써 방출 파장이 이동하는 농도 효과와 관련 있다.
위에서 언급한 청색 방출 유기 발광 전기화학 전지의 불리한 점을 극복하기 위해, 몇 가지 전략이 이용될 수 있다.
첫째, 발광체 물질에 벌키 기 도입에 의해 발광체 물질이 화학적으로 개질될 수 있다. 벌키 기는 한 발광체 물질에서부터 그 다음 발광체 물질까지의 거리를 증가시키고, 따라서, 여기자가 한 발광체 물질로부터 또 다른 발광체 물질로 "호핑(hop)"할 가능성을 감소시켜, 증가된 광발광 양자 수율(PLQE) 및 장치 효율을 초래한다. 불행하게도, 증가된 거리는 또한 전자 및 정공이 한 발광체 물질로부터 그 다음 발광체 물질로 "호핑"할 가능성을 감소시키고, 이동성을 감소시키고, 얻을 수 있는 전류 밀도 및 따라서, 휘도를 제한한다.
둘째, 발광체 물질은 호스트-게스트 접근으로 이용될 수 있다. 이 접근에서는, 넓은 밴드갭 발광체 물질이 필름의 주성분으로 이용되고, 소량의 더 작은 밴드갭 발광체 물질이 발광체로 이용된다. 그러나, 이것은 오렌지색 및 적색 방출 OLEEC만을 위한 선택이고, 청색 및 녹색 방출 OLEEC에는 효과가 없다.
본 발명의 목적은 높은 효율을 갖는 유기 전계발광 장치 및 유기 전계발광 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1에 따른 유기 전계발광 장치에 의해 달성된다. 유기 전계발광 장치의 특히 유리한 구성 및 제조 방법이 추가의 청구항들의 대상이다.
한 실시양태에 따르면, 유기 전계발광 장치는 기판(1), 기판(1) 상에 배열된 제1 전극(2), 제1 전극(2) 상에 배열된 전자기 복사를 방출하도록 구성된 기능성 유기층(3), 기능성 유기층(3) 상에 배열된 제2 전극(4)을 포함하고, 여기서 기능성 유기층(3)은 매트릭스 물질 및 발광체 물질을 포함하고, 여기서 발광체 물질은 중성이거나 또는 이온적으로 하전되고, 여기서 발광체 물질은 이온성 전이 금속 착물, 중성 전이 금속 착물, 중합체 발광체 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고, 여기서 매트릭스 물질은 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질을 포함하고, 여기서 이온성 전하 운반체 수송 물질은 전자 수송 물질, 정공 수송 물질, 양극성 수송 물질 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고, 여기서 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질은 이온적으로 하전된다.
추가의 한 실시양태에 따르면, 유기 전계발광 장치는 기판, 기판 상에 배열된 제1 전극, 제1 전극 상에 배열된 전자기 복사를 방출하도록 구성된 기능성 유기층, 기능성 유기층 상에 배열된 제2 전극을 포함하고, 여기서 기능성 유기층은 매트릭스 물질 및 발광체 물질을 포함하고, 여기서 발광체 물질은 이온성 전이 금속 착물, 중성 전이 금속 착물, 중합체 발광체 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고, 여기서 매트릭스 물질은 전자 수송 물질 및/또는 정공 수송 물질 및/또는 양극성 수송 물질을 포함하고, 여기서 매트릭스 물질은 이온적으로 하전된다.
한 실시양태에서, 유기 전계발광 장치는 유기 발광 전기화학 전지(OLEEC)로 구현될 수 있다. 유기 전계발광 장치 또는 OLEEC는 기판을 가지고, 기판 상에 제1 전극이 배열된다. 제1 전극이 반사 방식으로 구현될 수 있고 제2 전극이 투명 방식으로 구현될 수 있기 때문에, 이것은 전자기 복사가 기판으로부터 멀어지는 방향으로 방출될 수 있다("상면 발광체")는 결과를 초래할 것이다. 대안으로서, 제2 전극이 기판 바로 위에 배열될 수 있거나 또는 기판 바로 위에 배열되는 제1 전극이 투명 방식으로 구현되고, 이렇게 해서 전자기 복사가 기판을 통해 방출될 수 있다("하면 발광체"). 대안으로서, 제1 전극 및 제2 전극 둘 모두가 방출되는 전자기 복사에 대해 투명할 수 있다("상면 및 하면 발광체"). 추가로, 봉지화가 제2 전극 위에 적용될 수 있다.
이 맥락에서, 층 또는 요소가 또 다른 층 또는 또 다른 요소 "상에" 또는 "위에" 또는 그 밖에, 추가의 두 층 또는 요소 "사이에" 배열되거나 또는 적용된다는 어구는 여기에서 및 다음에서 층 또는 요소가 다른 층 바로 위에 직접적인 기계적 및/또는 전기적 접촉으로 또는 다른 요소, 추가의 두 층 또는 요소 상에 배열된다는 것을 의미한다. 게다가, 상기 어구는 또한 간접 접촉을 나타낼 수 있고, 이 경우 층 또는 요소와 또 다른 층 또는 또 다른 요소 또는 추가의 두 층 또는 요소 사이에 추가의 층 및/또는 요소가 배열된다.
이 맥락에서, 층 또는 요소가 또 다른 층 또는 또 다른 요소 "아래에" 또는 그 밖에 추가의 두 층 또는 요소 "사이에" 배열되거나 또는 적용된다는 어구는 여기에서 및 다음에서 층 또는 요소가 다른 층 바로 아래에 직접적인 기계적 및/또는 전기적 접촉으로 또는 다른 요소, 추가의 두 층 또는 요소 아래에 배열된다는 것을 의미한다. 게다가, 상기 어구는 또한 간접 접촉을 나타낼 수 있고, 그 경우 층 또는 요소와 또 다른 층 또는 또 다른 요소 또는 추가의 두 층 또는 요소 사이에 추가의 층 및/또는 요소가 배열된다.
예로서, 기판은 유리, 석영, 플라스틱 필름, 금속, 금속 필름, 실리콘 웨이퍼 또는 어떠한 다른 적당한 기판 물질도 포함할 수 있다. 유기 전계발광 장치 또는 OLEEC가 이른바 "하면 발광체"로 구현되는 경우, 다시 말해서, 활성 영역에서 발생하는 전자기 복사가 기판을 통해 방출되는 경우, 그렇다면, 기판은 전자기 복사의 적어도 일부에 대해 투명하다.
투명일 수 있고/있거나 애노드로 구현될 수 있고, 이렇게 해서 정공 주입 물질 역할을 하는 제1 전극은 예를 들어 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있거나, 또는 투명 전도성 산화물로 이루어질 수 있다. 투명 전도성 산화물(약어 "TCO")은 투명 전도성 물질, 일반적으로 금속 산화물, 예컨대, 예를 들어 아연 산화물, 주석 산화물, 카드뮴 산화물, 티탄 산화물, 인듐 산화물 또는 인듐 주석 산화물(ITO)이다. 이원 금속-산소 화합물, 예컨대 ZnO, SnO2 또는 In2O3와 함께, 예를 들어, TCO의 군은 또한 삼원 금속-산소 화합물, 예컨대, 예를 들어 Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12 또는 상이한 투명 전도성 산화물의 혼합물을 포함한다. 게다가, TCO가 반드시 화학양론적 조성에 상응할 필요는 없고, 또한 p- 또는 n-도핑될 수 있다는 것이 가능할 수 있다.
제2 전극은 캐소드로 구현될 수 있고, 이렇게 해서, 전자 주입 물질 역할을 할 수 있다. 그 중에서도, 특히, 알루미늄, 바륨, 인듐, 은, 금, 마그네슘, 칼슘 또는 리튬 및 그의 화합물, 조합 및 합금이 제2 전극의 물질로 이용될 수 있다.
바람직하게는, 제2 전극의 물질은 알루미늄, 은, 금, 그의 조합 및 합금을 포함하는 군으로부터 선택된다. 제2 전극의 이 물질은 공기 중에서 안정하고/안정하거나 비반응성이다. 따라서, 대표적 OLED에 비해, 유기 전계발광 장치의 기밀 밀폐가 덜 요구된다. 이것은 본 발명의 유기 전계발광 장치의 제조에서 비용 및 시간을 절약한다.
한 대안으로 또는 추가로, 제1 전극은 또한 금속, 예를 들어 제2 전극과 관련해서 언급된 것을 포함할 수 있다. 예로서, 제1 전극은 전자기 복사에 대해 적어도 부분적으로 투명한 금속층을 포함할 수 있다. 게다가, 제1 전극은 또한 유기 전기전도성 물질을 포함할 수 있다.
하나의 또는 임의로, 복수의 발광 기능성 유기층(들)은 추가적 기능성 층과 적층될 수 있고/있거나 추가적 기능성 층에 이웃할 수 있다. 추가적 기능성 층은 전자 수송 물질 및/또는 전자 주입 물질의 군으로부터 및/또는 정공 수송 물질 및/또는 정공 주입 물질의 군으로부터 선택될 수 있다. 이 추가적 기능성 층에 의해, 발광 기능성 유기층(들) 내의 전하 운반체의 균형이 개선될 수 있고, 작동 전압이 감소될 수 있다. 두 수단 모두가 개선된 장치 효율을 초래한다.
한 실시양태에 따르면, 유기 전계발광 장치는 하나의 추가의 기능성 유기층 또는 복수의 추가의 기능성 유기층을 포함하고, 여기서 기능성 유기층 및 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층은 적층된다. 기능성 유기층 및 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층은 직접적으로 또는 간접적으로 이웃할 수 있다. "직접적으로 이웃"은 여기에서 및 다음에서 기능성 유기층 및 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층이 서로 직접 접촉하고, 이렇게 해서 기능성 유기층과 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층 사이에 추가의 층 또는 요소가 배열되지 않는다는 것을 의미한다. "간접적으로 이웃"은 기능성 유기층과 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층 사이에 추가의 층 및/또는 요소, 예를 들어 추가적 기능성 층이 배열된다는 것을 의미한다.
한 실시양태에 따르면, 기능성 유기층 및/또는 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층이 적층체에서 적어도 하나의 추가적 기능성 층에 이웃하고, 여기서 추가적 기능성 층은 전자 수송 물질, 전자 주입 물질, 정공 수송 물질, 정공 주입 물질 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 기능성 유기층 및 적어도 하나의 추가적 기능성 층 및/또는 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층 및 적어도 하나의 추가적 기능성 층은 직접적으로 또는 간접적으로 이웃할 수 있다.
기능성 유기층 및 적어도 하나의 추가적 기능성 층 및/또는 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층 및 적어도 하나의 추가적 기능성 층이 적층되어 다중층 구조를 형성할 수 있다.
유기 전계발광 장치는 적어도 하나의 기능성 유기층을 포함한다. 바람직하게는, 유기 전계발광 장치는 오직 하나의 기능성 유기층을 포함한다. 이 하나의 기능성 유기층이 전하 주입, 전하 수송 및 방출 재결합의 과정을 지원한다. 전하 주입, 전하 수송 및 빛 방출에 기능성 유기층, 예를 들어 전자 및/또는 정공 수송층, 전자 및/또는 정공 차단 및/또는 방출층의 다중층 구조가 필요하지 않다. 이것은 본 발명의 유기 전계발광 장치의 제조를 위한 물질, 비용 및 시간을 절약한다.
한 실시양태에서, 기능성 유기층은 380 내지 800 ㎚의 파장 범위의 전자기 복사를 방출하도록 구성된다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 청색 및/또는 녹색 스펙트럼 범위의 전자기 복사를 방출하도록 구성된다. 특히, 기능성 유기층은 420 내지 490 ㎚ 및/또는 490 내지 575 ㎚의 파장 범위의 전자기 복사를 방출하도록 구성된다.
"전자기 복사"는 여기에서 및 다음에서 빛이라고 불리는, 자외 내지 적외 스펙트럼 범위의 하나 이상의 파장 또는 파장 범위를 갖는 전자기 복사를 나타낸다. 빛은 특히 약 350 ㎚ 내지 약 800 ㎚의 가시 스펙트럼 범위로부터의 가시 광 및 파장 또는 파장 범위를 포함한다.
기능성 유기층은 유기 중합체, 유기 올리고머, 유기 단량체, 유기 비중합체 작은 분자("작은 분자") 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 기능성 유기층의 물질에 의존해서, 발생되는 전자기 복사는 자외 내지 적외 스펙트럼 범위로부터의 개개의 파장 또는 파장 범위 또는 그의 조합을 가질 수 있다.
한 실시양태에 따르면, 발광체 물질은 이온적으로 하전된다.
발광체 물질은 이온적으로 하전되거나 또는 중성인 적어도 하나의 전이 금속 착물을 포함한다. 대안으로서 또는 추가로, 이온성 전이 금속 착물은 작은 반대이온, 예컨대 퍼클로레이트(ClO4 _), 테트라플루오로보레이트(BF4 -), CF3SO3 _, (CF3SO2)N_, 디에틸포스페이트 (EtO)2PO4 _ 및/또는 헥사플루오로포스페이트(PF6 -)와 균형을 이룬다. 원리적으로, 전기적 중성을 유지하기 위해 이온성 전이 금속 착물과 동반하는 또 다른 반대이온이 가능하다.
또 다른 실시양태에 따르면, 기능성 유기층은 서로 상이한 하나 초과의 이온적으로 하전된 또는 중성 전이 금속 착물을 포함한다.
한 실시양태에 따르면, 유기 반도체는 적어도 하전된 또는 중성 전이 금속 착물 또는 이온성 전이 금속 착물 및 그의 반대이온을 포함한다.
이 맥락에서, "이온성" 또는 "이온적 하전"은 원자 또는 분자의 전자의 총수가 그의 양성자의 총수와 같지 않고, 이렇게 해서 원자 또는 분자가 순 양전하 또는 음전하를 가진다는 것을 의미한다.
한 실시양태에 따르면, 발광체 물질은 전이 금속을 포함하고, 여기서 전이 금속은 주기율표의 백금족의 전이 금속 및 주기율표의 구리족의 전이 금속을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 이온성 전이 금속 착물은 이온성 루테늄 착물, 이온성 오스뮴 착물, 이온성 구리 착물 및/또는 이온성 이리듐 착물이다. 이온성 전이 금속 착물은 다음 화합물의 유도체 및 조합을 포함해서 다음 화합물의 군으로부터 선택될 수 있다:
Figure pct00001
Figure pct00002
tBu은 tert-부틸을 의미한다. Et는 에틸을 의미한다. Bu는 부틸을 의미한다. Ph는 페닐을 의미한다. 반대 이온은 예를 들어 PF6 _, ClO4 _, ASF6 _ 또는 BF4 _일 수 있다.
특히, 이온성 전이 금속 착물은 비스-2-페닐피리딘 6-페닐-2,2'-비피리딘 이리듐(III) 및 그의 유도체이다.
이온성 전이 금속 착물의 반대이온은 특히 헥사플루오로포스페이트이다.
특히, 유기 반도체는 다음 화학식으로 나타낸 비스-2-페닐피리딘 6-페닐-2,2'-비피리딘 이리듐(III) 헥사플루오로포스페이트 및 그의 유도체이다.
Figure pct00003
이온성 전이 금속 착물, 특히, 이온성 구리 착물, 이온성 오스뮴 착물 및/또는 이온성 이리듐 착물은 켜지는 시간, 효율, 밝기, 안정성을 개선하고, 심지어 기능성 유기층에 다른 상이한 이온성 전이 금속 착물을 이용하여도 OLEEC의 모든 색을 활성화한다.
이온성 전이 금속 착물은 다수의 산화환원 상태에서 우수한 안정성을 나타낸다. 제1 전극 및 제2 전극의 전자 전하는 쉽게 주입되고 수송될 수 있다.
이온성 전이 금속 착물 및/또는 반대이온은 이온성 전도성 및/또는 이동성이다. 전기장이 적용될 때, 전기장 하에서 이동성 이온이 재분포된다. 따라서, 전극 계면에서 이온성 이중층이 형성되어 높은 전기장을 초래하고 두 접촉이 모두 옴 접촉이 되게 하고, 이렇게 해서 기능성 유기층에의 전하 주입을 용이하게 한다. 정공 및 전자의 주입은 유기 반도체의 산화 및 환원을 야기하고, 그 결과로 p- 및 n-도핑된 프런트(front)가 형성되고 이것이 전파되어 동적 p-n 접합을 형성한다. 이 상태에서, 전기장이 p-n 접합 부근에 집중되고, 표동 때문에 전하가 이동한다. 주입된 정공 및 전자가 이온성 전이 금속 착물 부위를 포함하는 유기 반도체에서 만날 때, 그들이 재결합하여 여기자를 형성하여 빛 방출을 야기할 수 있다. 이 유기 반도체로부터의 방출이 특히 작은 분자의 경우 거의 배타적으로 삼중항 상태로부터 발생하기 때문에, 유기 반도체의 발광 효율이 극히 높을 수 있고, 광발광 양자 수율이 100%에 가깝다.
한 실시양태에 따르면, 매트릭스 물질은 추가적 물질을 포함하고, 여기서 추가적 물질은 중성이거나 또는 이온적으로 하전되고, 여기서 추가적 물질은 적어도 하나의 중합체 및/또는 염 및/또는 이온성 액체를 포함한다. 추가적 물질은 호핑 과정의 전하, 예를 들어 정공 및/또는 전자를 수송하지 않는다. 중합체 및/또는 염 및/또는 이온성 액체는 유기 반도체 또는 발광체 물질에 분산될 수 있다. 이온성 액체는
1-벤질-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트,
1-부틸-2,3-디메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트,
1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트,
1-에틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트,
1-헥실-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트,
1-부틸-1-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸)이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트,
1-메틸-3-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸)이미다졸륨 헥사플로오로포스페이트,
1-메틸-3-옥틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트,
1-부틸-2,3-디메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트,
1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트,
1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트,
1-헥실-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트,
1-메틸-3-옥틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트,
1-부틸-3-메틸이미다졸륨 트리플루오로메탄술포네이트,
1-에틸-3-메틸이미다졸륨 트리플루오로메탄술포네이트,
1,2,3-트리메틸이미다졸륨 트리플루오로메탄술포네이트,
1-에틸-3-메틸-이미다졸륨 비스(펜타플루오로에틸술포닐)이미드,
1-부틸-3-메틸이미다졸륨 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드,
1-부틸-3-메틸이미다졸륨 메탄술포네이트,
테트라부틸암모늄 비스-트리플루오로메탄술폰이미데이트,
테트라부틸암모늄 메탄술포네이트,
테트라부틸암모늄 노나플루오로부탄술포네이트,
테트라부틸암모늄 헵타데카플루오로옥탄술포네이트,
테트라헥실암모늄 테트라플루오로보레이트,
테트라부틸암모늄 트리플루오로메탄술포네이트,
테트라부틸암모늄 벤조에이트,
테트라부틸암모늄 클로라이드,
테트라부틸암모늄 브로마이드,
1-벤질-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트,
트리헥실테트라데실포스포늄 헥사플루오로포스페이트,
테트라부틸포스포늄 메탄술포네이트,
테트라부틸포스포늄 테트라플루오로보레이트,
테트라부틸포스포늄 브로마이드,
1-부틸-3-메틸피리디늄 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드,
1-부틸-4-메틸피리디늄 헥사플루오로포스페이트,
1-부틸-4-메틸피리디늄 테트라플루오로보레이트,
소듐 테트라페닐보레이트,
테트라부틸암모늄 테트라페닐보레이트,
소듐 테트라키스(1-이미다졸릴)보레이트, 및
세슘 테트라페닐보레이트 및 그의 조합
의 군으로부터 선택될 수 있다.
특히, 이온성 액체는 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트 또는 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트이다.
중합체는 엘라스토머, 열가소성 또는 열경화성 물질일 수 있다. 바람직하게는, 중합체는 폴리(메틸 메타크릴레이트)이다.
한 실시양태에 따르면, 이온성 전이 금속 착물을 포함하는 기능성 유기층은 습식 화학 침착 기술, 예를 들어 코팅(예를 들어, 스핀 코팅, 닥터 블레이딩, 슬롯 다이 코팅) 또는 프린팅(예를 들어, 스크린프린팅, 플렉소그래피 프린팅, 그라비아 프린팅, 잉크젯 프린팅)에 의해 적용될 수 있다.
한 실시양태에 따르면, 기능성 유기층은 20 ㎚ 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 30 ㎚ 내지 500 ㎚, 특히 50 ㎚ 내지 150 ㎚, 예를 들어 100 ㎚의 층 두께를 가진다.
한 실시양태에 따르면, 이온성 전하 운반체 수송 물질은 1000 g/mol 미만의 분자량을 가진다. 바람직하게는, 분자량은 500 내지 800 g/mol, 예를 들어 800 g/mol이다. 따라서, 매트릭스 물질은 낮은 분자량을 가진다.
또 다른 실시양태에 따르면, 이온 전하 운반체 수송 물질은 1000 g/mol 초과의 분자량을 가진다.
한 실시양태에 따르면, 기능성 유기층에서 매트릭스 물질의 양은 중량 기준으로 60% 초과, 바람직하게는 80% 초과, 특히 바람직하게는 90% 초과이다.
바람직하게는, 기능성 유기층에서 매트릭스 물질의 양은 중량 기준으로 80 내지 99%, 예를 들어 90%이다.
한 실시양태에서, 기능성 유기층에서 발광체 물질의 양은 중량 기준으로 40% 미만이다. 바람직하게는, 기능성 유기층에서 발광체 물질의 양은 중량 기준으로 20% 미만, 예를 들어 1 내지 15%이다. 한 바람직한 실시양태에서, 기능성 유기층에서 발광체 물질의 양은 중량 기준으로 10% 미만, 예를 들어 중량 기준으로 5%이다.
기능성 유기층에서 매트릭스 물질 및/또는 발광체 물질의 양은 위에서 언급한 일정한 값 또는 범위로 제한되지 않는다. 오히려, 매트릭스 물질 및/또는 발광체 물질의 양은 다양할 수 있고, 예를 들어, 위에서 언급한 양은 10%의 표준 편차를 가질 수 있다.
이 농도가 낮기 때문에, 기능성 유기층에서 총 이온 농도에 이온성 전이 금속 착물의 기여는 낮고, 따라서, 원리적으로, 또한 중성 전이 금속 착물도 이용될 수 있다. 바람직하게는, 중성 전이 금속 착물은 이온성 전이 금속 착물을 용해하는 데 이용되는 극성 용매에서 가용성이고, 이온성 전이 금속 착물과 좋은 혼합을 초래한다.
한 실시양태에서, 매트릭스 물질은 호스트이다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 물질은 양극성 수송 물질이다. 이 맥락에서 "양극성"은 정공 뿐만 아니라 전자를 수송하거나 또는 전도할 수 있는 화학적 화합물을 의미한다. 양극성 수송 물질은 넓은 밴드갭 호스트이다. 상이한 정공 및/또는 전자 이동도의 경우, 방출 대역의 중심 및/또는 위치를 기능성 유기층의 중심 및/또는 위치로 이동시키기 위해 추가의 단극 수송 물질이 첨가될 수 있다.
한 실시양태에서, 양극성 수송 물질은 카르바졸 기재 호스트 물질, 테트라페닐실란 기재 호스트 물질, 포스핀 옥시드 기재 호스트 물질 및 트리페닐아민 기재 호스트 물질의 군으로부터 선택된다.
특히, 양극성 수송 물질은 하기 화학식 중 하나를 갖는 물질 및 그의 유도체 및 조합을 포함하는 군으로부터 선택된다:
Figure pct00004
및 그의 유도체 및 조합.
유도체는 여기에서 및 다음에서 구조 단위의 단일의 원자가 또 다른 원자 또는 원자단으로 대체될 수 있는 유사한 구조 단위를 포함하는 화합물을 의미한다.
한 실시양태에 따르면, 매트릭스 물질 및/또는 적어도 하나의 이온성 운반체 수송 물질은 이온적으로 하전된다. 이것은 이온성 기가 공유결합된 매트릭스 물질 및/또는 적어도 하나의 이온성 운반체 수송 물질이다. 이온성 기는 이미다졸륨, 테트라알킬 암모늄, 피리디늄, 토실레이트, 카르복실레이트, 술포네이트 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 이온성 기는 양 또는 음으로 하전될 수 있다. 이온성 기는 반대이온을 함유한다.
원리적으로, 정공 및/또는 전자를 수송할 수 있는 이온성 기를 갖는 모든 매트릭스 물질이 적당하다. 한 실시양태에 따르면, 매트릭스 물질 및/또는 적어도 하나의 이온성 운반체 수송 물질은 정공 및/또는 전자를 수송한다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 낮은 환원 전위를 갖는 공액 분자이다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 시롤, 옥사디아졸, 트리아졸, 페난트롤린, 금속 착물, 피리딘, 트리아진, 피리미딘 및/또는 그의 조합의 적어도 하나의 구조 단위를 포함한다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 하기 화학식 중 하나를 갖는 물질 및 그의 유도체 및 조합을 포함하는 군으로부터 선택된다:
Figure pct00005
및 그의 유도체 및 조합.
추가의 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 하기 화학식 중 하나를 갖는 물질 및 그의 유도체 및 조합을 포함하는 군으로부터 선택된다:
Figure pct00006
한 실시양태에 따르면, 정공 수송 물질은 낮은 산화 전위를 갖는 공액 분자이다. 이것은 전자 공여기, 예컨대 아민, 메톡시- 및/또는 알킬기의 혼입에 의해 달성된다.
한 실시양태에 따르면, 정공 수송 물질은 하기 화학식 중 하나를 갖는 물질 및 그의 유도체 및 조합의 군으로부터 선택된다.
Figure pct00007
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질이 이온적으로 하전되고 정공 수송 물질이 이온적으로 하전되거나, 또는 전자 수송 물질이 중성이고 정공 수송 물질이 이온적으로 하전되거나, 또는 전자 수송 물질이 이온적으로 하전되고 정공 수송 물질이 중성이다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질이 이온성이고, 정공 수송 물질이 이온성이고, 발광체 물질이 이온성이다. 추가로, 기능성 유기층에는 염 또는 이온성 액체가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 염 및/또는 이온성 액체를 포함하지 않는다.
이 맥락에서 "중성" 또는 "중성 하전된"은 물질, 예를 들어 전자 수송 물질, 정공 수송 물질 및/또는 발광체 물질이 전하를 가지지 않고, 이렇게 해서 이온성이 아니라는 것을 의미한다. 이 맥락에서 "이온성"은 물질이 분자에 이온성 기를 함유한다는 것을 의미한다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 이온성이고, 정공 수송 물질은 이온성이고, 발광체 물질은 중성이다. 추가로, 기능성 유기층에 염 또는 이온성 액체가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 염 및/또는 이온성 액체를 포함하지 않는다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 중성이고, 정공 수송 물질은 이온성이고, 발광체 물질은 이온성이다. 추가로, 기능성 유기층에 염 또는 이온성 액체가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 염 및/또는 이온성 액체를 포함한다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 중성이고, 정공 수송 물질은 이온성이고, 발광체 물질은 중성이다. 추가로, 기능성 유기층에 염 또는 이온성 액체가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 염 및/또는 이온성 액체를 포함하지 않는다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 이온성이고, 정공 수송 물질은 중성이고, 발광체 물질은 이온성이다. 추가로, 기능성 유기층에 염 또는 이온성 액체가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 염 및/또는 이온성 액체를 포함하지 않는다.
한 실시양태에 따르면, 전자 수송 물질은 이온성이고, 정공 수송 물질은 중성이고, 발광체 물질은 중성이다. 추가로, 기능성 유기층에 염 또는 이온성 액체가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 염 및/또는 이온성 액체를 포함하지 않는다.
또한, 전자 수송 물질은 중성이고, 정공 수송 물질은 중성이고, 발광체 물질은 이온성인 것이 가능하다. 추가로, 기능성 유기층에 염 또는 이온성 액체가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 기능성 유기층은 염 및/또는 이온성 액체를 포함한다.
한 실시양태에 따르면, 기능성 유기층은 하기 화학식
Figure pct00008
을 갖는 발광체 물질 또는 그의 유도체, 및 하기 화학식
Figure pct00009
을 갖는 정공 수송 물질 또는 그의 유도체, 및 하기 화학식
Figure pct00010
을 갖는 전자 수송 물질 또는 그의 유도체를 포함하거나 또는 그것으로 이루어진다.
바람직하게는, 전자 수송 물질 대 정공 수송 물질 대 발광체 물질의 비율은 중량 기준으로 +/- 10%의 표준 편차로 7 대 7 대 2이고, 예를 들어 중량 기준으로 6.7:6.7:1.5이다.
이온적으로 하전된 매트릭스 물질과 중성 또는 이온적으로 하전된 발광체 물질을 조합함으로써, 유기 전계발광 장치의 효율이 증가될 수 있다. 이것은 전극 및 청색 방출 발광체 물질로서 공기 중에서 안정한 금속을 이용하는 것을 허용하고, 유기 전계발광 장치의 안정한 청색 방출을 야기한다.
매트릭스 물질이 이온성인 것이 (공기 중에서 안정한 전극을 이용한) OLEEC의 제조를 허용하기 때문에 중요하다.
한 실시양태에 따르면, 오직 하나의 기능성 유기층이 필요하기 때문에, 유기 발광 전기화학 전지(OLEEC)의 구조가 더 간단할 수 있다. 이 기능성 유기층은 습식 화학 침착 기술에 의해 쉽게 적용될 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)와 대조적으로, OLEEC는 예를 들어 전자 주입을 위한 낮은 일함수 캐소드로서 반응성 전극(예를 들어, Ba, Ca, LiF, CsF, Mg)을 필요로 하지 않는다. 이것은 공기 중에서 안정한 금속, 예를 들어 Au, Al 및 Ag이 OLEEC에 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 봉지화에 관하여 요건이 대표적 OLED 장치에 비해 덜 요구적이다. 간단한 장치 구조 및 용액 가공성과 함께, OLEEC는 저비용 유기 전계발광 장치이다.
한 실시양태에 따르면, 유기 전계발광 장치는 제1 전극 위에 배열된 전자 차단층을 포함한다. 특히, 전자 차단층은 폴리(N-비닐카르바졸)(PVK)을 포함하거나 또는 그것으로 이루어진다.
한 실시양태에 따르면, 유기 전계발광 장치는 제2 전극 아래에 배열된 정공 차단층을 포함한다.
한 실시양태에 따르면, 본 게재물에 따른 유기 전계발광 장치는 다음 방법으로 제조될 수 있다:
A) 기판을 제공하고,
B) 제1 전극 및 제2 전극을 제공하고,
C) 기능성 유기층을 제공하고,
- 여기서, 기능성 유기층은 전자기 복사를 방출하도록 구성되고,
- 여기서, 기능성 유기층은 매트릭스 물질 및 발광체 물질을 포함하고,
- 여기서, 발광체 물질은 중성이거나 또는 이온적으로 하전되고,
- 여기서, 발광체 물질은 이온성 전이 금속 착물, 중성 전이 금속 착물, 중합체 발광체 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고,
- 여기서, 매트릭스 물질은 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질을 포함하고,
- 여기서, 이온성 전하 운반체 수송 물질은 전자 수송 물질, 정공 수송 물질, 양극성 수송 물질 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고,
- 여기서, 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질은 이온적으로 하전되고,
- 여기서, 매트릭스 물질 및 발광체 물질이 함께 혼합되고,
D) 스핀 코팅, 닥터 블레이딩, 슬롯 다이 코팅, 스크린 프린팅, 플렉소그래피 프린팅, 그라비아 프린팅 및 잉크젯 프린팅 및 그의 조합의 군으로부터 선택된 방법에 의해 적어도 기능성 유기층을 침착시킨다.
또한, 유기 전계발광 장치의 설명에서 기술된 실시양태 및 정의는 전계발광 장치 제조 방법에 유효하고/유효하거나 그 역도 마찬가지다.
예시 실시양태 및 도면에서, 각 경우에서 동일한 또는 동일하게 작용하는 구성 부분에는 동일한 참조 부호가 제공될 수 있다. 도시된 요소 및 그들의 서로 간의 크기 관계가 원리적으로 비율에 충실한 것으로 여기지 않아야 하고; 오히려, 더 나은 제시를 위해 및/또는 더 나은 이해를 위해 개개의 요소, 예컨대, 예를 들어 층, 구조 부분, 성분 및 영역이 과장된 두께 또는 크기 치수로 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 평균 전압 U(V) 및 휘도 L(cd/㎡)를 시간(h)의 함수로 나타낸 그래프를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 평균 전압 U(V) 및 휘도 L(cd/㎡)를 시간(h)의 함수로 나타낸 그래프를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 평균 전압 U(V) 및 휘도 L(cd/㎡)를 시간(h)의 함수로 나타낸 그래프를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 평균 전압 U(V) 및 휘도 L(cd/㎡)를 시간(h)의 함수로 나타낸 그래프를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 평균 전압 U(V) 및 휘도 L(cd/㎡)를 시간(h)의 함수로 나타낸 그래프를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 한 예시 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 평균 전압 U(V) 및 휘도 L(cd/㎡)를 시간(h)의 함수로 나타낸 그래프를 나타낸다.
도 8a 내지 8f는 본 발명의 한 실시양태에 따른 상이한 이온 운반체 수송 물질을 나타낸 도면을 나타낸다.
도 9a 내지 9s는 본 발명의 한 실시양태에 따른 상이한 정공 수송 물질, 전자 수송 물질 및/또는 양극성 (또한, 이극성이라고도 부름) 수송 물질을 나타낸 도면.
도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 개략도를 나타낸다. 유기 전계발광 장치는 유기 발광 전기화학 전지(100)로 구현되고, 기판(1), 기판(1) 상에 배열된 제1 전극(2), 제1 전극(2) 상에 배열된 기능성 유기층(3), 유기 기능성 층(3) 상에 배열된 제2 전극(4) 및 제2 전극(4) 상에 배열된 봉지재(5)를 포함한다. 이 경우에 "... 상에 배열된"은 층 및/또는 요소가 서로 직접적으로 기계적 및/또는 전기적 연결된다는 것을 의미한다. 기능성 유기층(3)은 이온성 매트릭스 물질 및 이온성 또는 중성 발광체 물질을 포함한다(나타내지 않음). 추가로, 염 및/또는 이온성 액체는 기능성 유기층(3)에 포함될 수 있다(나타내지 않음).
유기 발광 전기화학 전지(100)는 다음 구성으로 제조될 수 있다:
ITO/100 ㎚ PEDOT:PSS/EML/80 ㎚ Al, 여기서 ITO는 인듐 주석 산화물이고, PEDOT:PSS는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌술포네이트)이고, EML은 매트릭스 물질 및 발광체 물질, 및 임의로, 이온성 액체(IL) 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트를 포함하는 기능성 유기층을 나타낸다.
일부 경우에서는 폴리 N-비닐카르바졸(PVK)을 포함하는 추가의 전자 차단층이 이용된다. PEDOT:PSS 및 EML의 유기층은 용액으로부터 스핀 코팅을 통해 ITO- 유리 애노드 상에 순차적으로 침착되고, 반면, Al 캐소드는 열에 의해 증발된다.
도 2 내지 7은 각각 본 발명의 한 실시양태에 따른 유기 전계발광 장치의 평균 전압 U(V) (부호 20) 및 휘도 L(cd/㎡) (10, 실선)을 시간(h)의 함수로 나타낸다. 도 1 내지 7의 실험은 100 A/㎡의 평균 전류 밀도를 갖는 펄스형 전류(1000 Hz, 사각파, 30% 듀티 사이클)로 조작한다. 도 5는 추가로 75 A/㎡의 평균 전류 밀도를 갖는 펄스형 전류(1000 Hz, 사각파, 30% 듀티 사이클)에서의 조작을 나타낸다. 도 5에서 실선 (10-1) 및 (10-2)은 각각 75 A/㎡ 및 100 A/㎡의 평균 전류 밀도에서 휘도 L(cd/㎡)를 시간(h)의 함수로 나타낸다. 부호 (20-1) 및 (20-2)는 각각 75 A/㎡ 및 100 A/㎡의 평균 전류 밀도에서 전압 U(V)을 시간(h)의 함수로 나타낸다.
여기에서 및 다음에서, 다음 약어는 하기 표에 따른 화학식을 갖는 상응하는 물질을 나타낸다:
매트릭스 물질
정공 수송 물질:
Figure pct00011
전자 수송 물질:
Figure pct00012
발광체 물질:
Figure pct00013
도 2의 기능성 유기층은 중량 기준 비율 NMS41:NS25 = 1:1의 매트릭스 물질 NMS41 및 NS25 및 발광체 물질 2B를 포함한다. 매트릭스 물질 대 발광체 물질의 비는 9:1이다.
도 3의 기능성 유기층은 중량 기준 비율 NMS41:NS25 = 1:1의 매트릭스 물질 NMS41 및 NS25 및 발광체 물질 퍼픽을 포함한다. 매트릭스 물질 대 발광체 물질의 비는 9:1이다.
도 4의 기능성 유기층은 매트릭스 물질 SPPO13 및 NS25 및 발광체 물질 EB306을 6.7:6.7:1.5의 중량 기준 비율로 포함한다. 추가로, 기능성 유기층은 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트를 이온성 액체(4:1)로서 포함한다. 추가로, 전자 차단층이 PEDOT:PSS와 EML 사이에 배열된다.
도 5의 기능성 유기층은 매트릭스 물질 SPPO13 및 NS25 및 발광체 물질 퍼픽을 6.7:6.7:1.5의 중량 기준 비율로 포함한다.
도 6의 기능성 유기층은 중량 기준 비율 1:1의 매트릭스 물질 NS24 및 TCTA 및 발광체 물질 퍼픽을 포함한다. 매트릭스 물질 대 발광체 물질의 비는 9:1이다.
도 7의 기능성 유기층은 매트릭스 물질 N491 및 N496 및 발광체 물질 EB306을 포함한다. 매트릭스 물질 대 발광체 물질의 비는 9:1이다. 추가로, 기능성 유기층은 이온성 액체로서 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트를 포함한다. 추가로, 전자 차단층이 PEDOT:PSS와 EML 사이에 배열된다.
도 2 내지 7의 휘도의 비교는 가장 좋은 결과가 ITO/PEDOT:PSS/SPPOI3:NS25:퍼픽 6.7:6.7:1.5/Al의 구성을 갖는 장치(도 5)로 얻어진다는 것을 나타낸다. 중성 전자 수송 물질, 이온적으로 하전된 정공 수송 물질과 중성 하전된 발광체 물질의 조합이 전압 및 휘도 거동의 가장 좋은 결과 및 낮은 켜지는 시간을 나타낸다. 이 맥락에서, "켜지는 시간"은 최대 휘도, 예를 들어 200 cd/㎡에 도달하는 데 요구되는 시간으로 정의된다.
또한, 다음 구성을 갖는 유기 발광 다이오드를 제조하는 것이 가능하다(나타내지 않음).
도 8a 내지 8f는 본 발명의 한 실시양태에 따른 상이한 이온 운반체 수송 물질을 나타낸다. ET는 전자 수송을 나타낸다. HT는 정공 수송을 나타낸다. HOMO는 최고 점유 분자 궤도의 에너지(eV)를 나타낸다. LUMO는 최저 비점유 분자 궤도(eV)를 나타낸다. ET calc는 삼중항 에너지(eV)를 나타낸다.
도 9a 내지 9s는 본 발명의 실시양태에 따른 상이한 정공 수송 물질, 전자 수송 물질 및/또는 양극성 수송 (또한, 이극성이라고도 불림) 물질의 화학 구조(A), 화학명(B) 및 약어(Abbr.)를 나타낸다.
이 특허 출원은 간행물[Sasabe, H. 및 Kido, J., Chemistry of Materials Review, 2011, 23, 621-630]을 참조하고, 이 간행물의 게재된 내용은 본원에 참고로 포함된다.
이 특허 출원은 유럽 특허 출원 12193255.2의 우선권을 주장하고, 그의 게재 내용은 본원에 참고로 포함된다.
본 발명은 예시 실시양태의 설명으로 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 어떠한 새로운 특징 및 또한 상세한 설명, 특허청구범위 및 도면에 게재된 특징들의 어떠한 조합도 포함한다. 비록 특징 또는 그의 조합 자체가 특허청구범위 또는 예시 실시양태에 분명하게 명시되지 않을지라도, 본 발명은 특히 특허청구범위의 특징들의 어떠한 조합도 포함한다.
100 : 유기 전계발광 장치, 유기 발광 전기화학 전지
1 : 기판
2 : 제1 전극
3 : 기능성 유기층
4 : 제2 전극
5 : 봉지재
6 : 전자기 복사의 빔 경로
10 : 휘도
20 : 평균 전압
10-1 : 75 A/㎡의 평균 전류 밀도에서의 휘도
10-2 : 100 A/㎡의 평균 전류 밀도에서의 휘도
20-1 : 75 A/㎡의 평균 전류 밀도에서의 평균 전압
20-2 : 100 A/㎡의 평균 전류 밀도에서의 평균 전압

Claims (18)

  1. - 기판(1),
    - 상기 기판(1) 상에 배열된 제1 전극(2),
    - 상기 제1 전극(2) 상에 배열된, 전자기 복사를 방출하도록 구성된 기능성 유기층(3),
    - 상기 기능성 유기층(3) 상에 배열된 제2 전극(4)
    을 포함하고,
    - 상기 기능성 유기층(3)은 매트릭스 물질 및 발광체 물질을 포함하고,
    - 상기 발광체 물질은 중성이거나 또는 이온으로 하전되고,
    - 상기 발광체 물질은 이온성 전이 금속 착물, 중성 전이 금속 착물, 중합체 발광체 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고,
    - 상기 매트릭스 물질은 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질을 포함하고,
    - 상기 이온성 전하 운반체 수송 물질은 전자 수송 물질, 정공 수송 물질, 양극성 수송 물질 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고,
    - 상기 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질은 이온으로 하전된 것인,
    유기 전계발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 이온으로 하전된다는 것은 원자 또는 분자의 전자의 총수가 그의 양성자의 총수와 같지 않고, 따라서 원자 또는 분자가 순 양전하 또는 음전하를 갖는 것을 의미하고, 상기 기능성 유기층(3)이 하기 화학식
    Figure pct00014

    을 갖는 발광체 물질 또는 그의 유도체, 및 하기 화학식
    Figure pct00015

    을 갖는 정공 수송 물질 또는 그의 유도체, 및 하기 화학식
    Figure pct00016

    을 갖는 전자 수송 물질 또는 그의 유도체를 포함하거나 또는 그것으로 이루어진 것인 유기 전계발광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전자 수송 물질 대 상기 정공 수송 물질 대 상기 발광체 물질의 중량 기준 비율이 +/- 10%의 표준 편차로 7 대 7 대 2인 유기 전계발광 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 발광 전기화학 전지(100)인 유기 전계발광 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능성 유기층(3)이 청색 및/또는 녹색 스펙트럼 범위의 전자기 복사(6)를 방출하도록 구성된 것인 유기 전계발광 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 수송 물질이 이온으로 하전되고 상기 정공 수송 물질이 이온으로 하전되거나, 또는 상기 전자 수송 물질이 중성이고 상기 정공 수송 물질이 이온으로 하전되거나, 또는 상기 전자 수송 물질이 이온으로 하전되고 상기 정공 수송 물질이 중성인 유기 전계발광 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온성 전하 운반체 수송 물질이 1000 g/mol 미만의 분자량을 갖는 것인 유기 전계발광 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능성 유기층의 상기 매트릭스 물질의 양이 중량 기준으로 60% 초과인 유기 전계발광 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광체 물질이 이온으로 하전된 것인 유기 전계발광 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 물질이 추가적 물질을 포함하고, 상기 추가적 물질은 중성이거나 또는 이온으로 하전되고, 상기 추가적 물질이 적어도 하나의 중합체 및/또는 염 및/또는 이온성 액체를 포함하는 것인 유기 전계발광 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 수송 물질이 하기 화학식 중 하나를 갖는 물질 및 그의 유도체 및 조합을 포함하는 군으로부터 선택된 것인 유기 전계발광 장치.
    Figure pct00017
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정공 수송 물질이 하기 화학식 중 하나를 포함하는 물질 및 그의 유도체 및 이들의 조합의 군으로부터 선택된 것인 유기 전계발광 장치.
    Figure pct00018
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광체 물질이 전이 금속을 포함하고, 상기 전이 금속은 주기율표의 백금족의 전이 금속 및 주기율표의 구리족의 전이 금속을 포함하는 군으로부터 선택된 것인 유기 전계발광 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극(2) 위에 배열된 전자 차단층을 포함하는 유기 전계발광 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 전극(4) 아래에 배열된 정공 차단층을 포함하는 유기 전계발광 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 추가의 기능성 유기층 또는 복수의 추가의 기능성 유기층을 포함하고, 기능성 유기층(3) 및 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층이 적층된 것인 유기 전계발광 장치.
  17. 제16항에 있어서, 기능성 유기층(3) 및/또는 상기 적어도 하나의 추가의 기능성 유기층이 적층체에서 상기 적어도 하나의 추가의 기능성 층에 이웃하고, 추가의 기능성 층은 전자 수송 물질, 전자 주입 물질, 정공 수송 물질, 정공 주입 물질 및 그의 조합의 군으로부터 선택된 것인 유기 전계발광 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 유기 전계발광 장치의 제조 방법이며,
    A) 기판(1)을 제공하는 단계,
    B) 제1 전극(2) 및 제2 전극(4)을 제공하는 단계,
    C) 기능성 유기층(3)을 제공하는 단계로서,
    - 상기 기능성 유기층(3)은 전자기 복사를 방출하도록 구성되고,
    - 상기 기능성 유기층(3)은 매트릭스 물질 및 발광체 물질을 포함하고,
    - 상기 발광체 물질은 중성이거나 또는 이온으로 하전되고,
    - 상기 발광체 물질은 이온성 전이 금속 착물, 중성 전이 금속 착물, 중합체 발광체 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고,
    - 상기 매트릭스 물질은 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질을 포함하고,
    - 상기 이온성 전하 운반체 수송 물질은 전자 수송 물질, 정공 수송 물질, 양극성 수송 물질 및 그의 조합의 군으로부터 선택되고,
    - 상기 적어도 하나의 이온성 전하 운반체 수송 물질은 이온으로 하전되고,
    - 상기 매트릭스 물질 및 발광체 물질이 함께 혼합되는 것인 단계, 및
    D) 스핀 코팅, 닥터 블레이딩, 슬롯 다이 코팅, 스크린 프린팅, 플렉소그래피 프린팅, 그라비아 프린팅 및 잉크젯 프린팅 및 그의 조합의 군으로부터 선택된 방법에 의해 적어도 상기 기능성 유기층(3)을 침착시키는 단계
    를 갖는, 유기 전계발광 장치의 제조 방법.
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