KR20160137733A

KR20160137733A - 아데닌을 도펀트로 함유하는 유기발광다이오드 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20160137733A
Application number: KR1020150070482A
Authority: KR
Inventors: 신현웅; 정상목; 전재혁; 이한주; 손지수; 강슬기; 문혜림; 이한성; 추민규; 채희백; 김창선
Original assignee: 순천향대학교 산학협력단
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-12-01

Abstract

본 발명은 아데닌이 도핑된 정공층 또는 전자층을 가지는 유기발광다이오드에 대한 것으로, 생물소재인 아데닌을 유기발광다이오드의 정공층 또는 전자층의 도펀트로 적용하여 합성화합물이 아닌 생물자원을 활용한 친환경적이고 경제적이며 재생 가능한 소재를 이용하면서도 유기발광다이오드의 고효율화를 달성할 수 있다.

Description

아데닌을 도펀트로 함유하는 유기발광다이오드 및 이의 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES Containing ADENINE dopant AND PREPARING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 아데닌 도펀트를 함유하는 전자수송층 또는 정공수송층에 포함하는 유기발광다이오드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

유기발광소자는 저전압 구동(low operating voltage), 높은 발광효율(highly efficient electroluminescence), 빠른 응답속도(speed of response), 및 휨 특성(flexible)을 갖고 있어서 차세대 평판 디스플레이 등에 적합한 전기적 특징을 가지고 있다.

또한, 유기발광소자는 음극과 양극에서 주입된 전자와 양의 전하를 띤 입자가 유기물 내에서 결합해 빛이 발생하는 현상으로 색감을 떨어뜨리는 백라이트가 필요 없으며, 1950년 프랑스 베르나노즈연구팀이 OLED현상을 처음으로 발견하였다. 유기 발광 소자 제품은 현재 삼성SDI와 일본의 파이오니어, 소니, 산요 등이 치열한 선두경쟁을 벌이면서 사업화에 박차를 가하고 있는 발전가능성이 우수한 품목이다.

유기발광소자는 일반적으로 음극, 유기발광층, 및 양극으로 적층된다. 이때, 유기 발광 소자에 사용하는 물질은 유기막 제조 방법에 따라 진공 증착성 물질과 용액 도포성 물질로 지금까지의 유기발광 소재는 고분자 물질 개발과 화학적 합성을 통해 개발되었다. 그러나, 인위적인 화학적 합성에 국한되어 특정 소재에 대한 제한적인 기술로 색상구현에 한계가 있고, 고가 가격형성으로 다양한 기술 개발이 시급한 실정이다.

OLED(Organic Light Emitting Diodes, 유기발광다이오드)는 각광 받고 있는 3세대 디스플레이로 기술 선점을 위해 세계 각국은 부단한 노력을 하고 있다. 특히 한국은 반도체 기술과 LCD 기술을 이용하여 OLED를 가장 성공적으로 상용하였으나, OLED에 사용하는 물질은 대부분 다른 국가에서 특허로 잡혀있어 물질에 대한 원천기술이 필요한 실정이다.

현재 OLED 관련기술에 대한 특허 등록 분포를 보면 한국은 OLED 구동에 필요한 소자에서는 미국, 일본보다 앞서있으나 핵심기술인 OLED 소재는 전체 특허 중 14%에 머무르고 있어 OLED 디스플레이 기술 의존도가 클 것으로 판단된다.

국내특허공개번호 제10-2013-0122321호, 화합물을 활용한 유기발광소자

본 발명의 목적은, 생물유래 소재인 아데닌을 유기발광다이오드의 도펀트로적용하여 합성화합물이 아닌 생물자원을 활용한 친환경적이고 경제적이며 재생 가능한 소재를 이용하면서도 유기발광다이오드의 고효율화를 달성할 수 있는 유기발광다이오드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드는, 음극, 양극, 그리고 상기 음극과 양극 사이에 위치하고 정공층과 전자층을 포함하는 다층 구조의 유기박막층을 포함하고, 상기 다층 구조의 유기박막층에는 상기 정공층과 상기 전자층 중에서 적어도 하나의 층에 도펀트로 아데닌이 함유된, 아데닌이 도핑된 정공층 또는 아데닌이 도핑된 전자층이 포함한다.

상기 아데닌이 도핑된 정공층 또는 아데닌이 도핑된 전자층에 도핑되는 아데닌의 도핑량은 상기 정공층 또는 전자층 전체 부피를 기준으로 1 내지 20 부피%일 수 있다.

상기 아데닌이 도핑된 정공층은 NPB을 함유하는 정공수송층일 수 있고, 상기 아데닌이 도핑된 전자층은 Alq3을 함유하는 전자수송층일 수 있다.

상기 유기발광다이오드는 아데닌이 도핑된 전자층을 포함하고, 상기 아데닌이 도핑된 전자층은, 전자층 전체를 기준으로 5 내지 15 부피%로 아데닌이 도핑된 전자수송층을 포함하는 것일 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 발명자들은 유기발광소자에 포함되는 기존에 사용하고 있는 소재들이 합성재료들로 환경오염문제, 경제적 측면 등의 면에서 단점이 있고, 생물소재의 재료들을 전자소재에 사용할 수 있다면 저비용의 친환경적이면서도 재생가능성도 있는 소재이므로 생물유래 소재를 활용하여 유기발광소자의 소재로 활용할 수 있는 생물유래 소재와 그 적용에 대해 연구 노력한 결과 본 발명을 완성하였다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드는 음극, 양극, 그리고 상기 음극과 양극 사이에 위치하고 정공층과 전자층을 포함하는 다층 구조의 유기박막층을 포함하고, 상기 다층 구조의 유기박막층에는 상기 정공층과 상기 전자층 중에서 적어도 하나의 층에 도펀트로 아데닌이 함유된, 아데닌이 도핑된 정공층 또는 아데닌이 도핑된 전자층이 포함된다.

상기 아데닌(Adenine)은, 퓨린 계열의 핵 염기 중 하나로 생물의 세포 내에서 디옥시리보헥산과 리보헥산에 포함되어 있으며, 하기 화학식 1로 표시된다.

[화학식 1]

핵 염기에는, 퓨린계와 피리미딘계가 있고, 퓨린계열의 핵염기로는 아데닌과 구아닌, 피리미딘 계열의 핵염기로는 티민과 시토신이 있는데, 휘도분석을 한 결과 아데닌의 경우가 위에서 언급한 다른 핵염기와 비교하여 휘도가 높으면서도 박막 구성이 다른 핵 염기들보다 용이한 특성이 있어서 유기발광다이오드의 소재로 적용하기에 좋다.

유기발광다이오드는, 음극과 양극, 그리고 상기 음극과 상기 양극 사이에 유기박막층을 포함하고, 상기 유기박막층에는 정공층(정공주입층 및/또는 정공수송층)과 전자층(전자주입층 및/또는 전자수송층)이 포함된다. 구체적으로, 음극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 및 양극 순으로 적층되거나; 음극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층, 전자주입층, 및 양극 순으로 적층된 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서 일부 구성이 생략되거나 추가되어 구성될 수 있다. 상기 유기박막층에는 정공수송층과 전자수송층은 필수적으로 존재하여야 하며, 따라서, 유기발광다이오드의 가장 간단한 구성은, 음극, 정공수송층, 전자수송층, 및 양극을 포함하는 구조를 가지게 된다.

상기 음극은 양전하 캐리어를 제공하는 전극으로, 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 적용되는 것이 좋다. 구체적으로, 금속, 금속혼합물, 금속합금, 금속산화물, 금속산화물의 혼합물 등이 적용될 수 있고, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 폴리머가 적용되기도 한다. 상기 음극 소재로는, 예를 들어 주기율표의 Ib, Iva, Va 및 VIa 족의 금속, 및 VIIIa 족의 전이 금속이 적용될 수 있고, 바람직하게 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO) 또는 이들이 코팅된 유리기판이나 플렉서블 기판이 적용될 수 있다.

상기 양극은 전하 또는 음전하 캐리어를 제공하는 전극으로, 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 좋다. 상기 양극으로는, Ia족의 알칼리 금속, IIa족의 알칼리토 금속, 및 IIb족의 금속이 적용될 수 있고, 예를 들어 그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO₂/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 적용될 수 있으며, 바람직하게 알루미늄, 인듐, 마그네슘과 은의 혼합물 등이 적용될 수 있다.

상기 정공주입층으로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입 받을 수 있는 물질로서, 정공주입층 소재의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 소재의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공주입층의 구체적인 예로는, 금속 포피린(porphyrin), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone)계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 발광층로는 정공수송층과 전자수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 유기발광다이오드는 상기 정공층과 상기 전자층 중에서 적어도 하나의 층에 아데닌이 도핑되며, 구체적으로 정공수송층과 전자수송층 중에서 적어도 하나의 층에 아데닌이 도핑될 수 있다. 상기 아데닌을 상기 정공층 또는 전자층에 도핑시킬 경우 도핑이 적용되지 않은 발광 다이오드 자체의 발광 스펙트럼에는 영향을 주지 않으면서 발광휘도를 향상시키거나 동작전압을 낮출 수 있다.

상기 아데닌의 도핑량은 상기 정공층 또는 전자층 전체 부피를 기준으로 1 내지 20 부피%일 수 있고, 5 내지 15 부피%일 수 있다. 상기 아데닌의 도핑량이 1 부피% 미만인 경우에는 아데닌 도핑에 의한 유기발광다이오드의 성능 향상을 얻기 어려울 수 있고, 20 부피%를 초과하는 경우에는 발광효율이 오히려 저하 될 수 있다.

상기 정공수송층으로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로, 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있고, 예를 들어 N,N'-비스(나프탈렌-2-일)-N,N'-비스(페닐)-벤지딘 (N, N-di(naphthalene-1-yl)-N, N-diphenyl-benzidene, β-NPB), N,N'-비스-1-(나프틸)-N,N'-디페닐-1,1'-비페닐-4,4'-디아민 (NPD) 및 4,4'-비스(카르바졸-9-일)비페닐 (CBP), 트리스[N-(1-나프틸)-N-(페닐아미노)]트리페닐아민 (1-NaphDATA), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 (α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민 (TPD), 1,1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산 (TAPC), N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-비스(4-에틸페닐)-[1,1'-(3,3'-디메틸)비페닐]-4,4'-디아민 (ETPD), 테트라키스(3-메틸-페닐)-N,N,N',N'-2,5-페닐렌디아민 (PDA), α-페닐-4-N,N-디페닐아미노스티렌 (TPS), p-(디에틸아미노)벤즈알데히드 디페닐 히드라존 (DEH), 트리페닐아민 (TPA), 비스[4-(N,N-디에틸아미노)-2-메틸페닐)(4-메틸페닐)메탄 (MPMP), 1-페닐-3-[p-(디에틸아미노)스티릴]-5-[p-(디에틸아미노)페닐]피라졸린 (PPR 또는 DEASP), 1,2-트랜스-비스(9H-카르바졸-9-일)시클로부탄 (DCZB), N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민 (TTB), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민 (TDTA), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민 (TDTA), 4,4',4"-트리(N-카르바졸릴)트리페닐아민 (TCTA), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-9,9-스피로비플루오렌 (Spiro-TPD), N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스(페닐)-9,9-스피로비플루오렌 (Spiro-NPB), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-9,9-디메틸플루오렌 (DMFL-TPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-9,9-디페닐플루오렌 (DPFL-TPD), N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스(페닐)-9,9-디페닐플루오렌 (DPFL-NPB), 2,2',7,7'테트라키스(N,N-디페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌 (Spiro-TAD), 9,9-비스[4-N,N-비스-비페닐-4-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌 (BPAPF), 9,9-비스[4-(N,N-비스-나프탈렌-2-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌 (NPAPF), 9,9-비스[4-(N,N-비스-나프탈렌-2-일-N,N'-비스-페닐-아미노)페닐]-9H-플루오렌 (NPBAPF), 2,2',7,7'-테트라키스[N-나프탈레닐(페닐)아미노]-9,9'-스피로비플루오렌 (Spiro-2NPB), N,N'-비스(페난트렌-9-일)-N,N'-비스(페닐)벤지딘 (PAPB), 2,7-비스[N,N-비스(9,9-스피로비플루오렌-2-일)아미노]-9,9-스피로비플루오렌 (Spiro-5), 2,2'-비스[N,N-비스(비페닐-4-일)아미노]-9,9-스피로비플루오렌 (2,2'-Spiro-DBP), 2,2'-비스(N,N-디페닐아미노)-9,9-스피로비플루오렌 (Spiro-BPA), 또는 2,2',7,7'-테트라(N,N-디톨릴)아미노-스피로비플루오렌 (Spiro-TTB), N,N,N',N'-테트라나프탈렌-2-일-벤지딘 (TNB)이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 전자수송층으로는 음극으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있고, 예를 들어 2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸] (TPBI), 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(Alq3), 페난트롤린을 기반으로 한 화합물, 예를 들어 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (DDPA=BCP) 또는 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (DPA), 및 아졸 화합물, 예를 들어 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸 (PBD) 및7 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸 (TAZ), 8-히드록시퀴놀리놀레이토리튬 (Liq), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (BPhen), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)-4-(페닐-페놀레이토)알루미늄(BAIq), 1,3-비스[2-(2,2'-비피리딘-6-일)-1,3,4-옥사디아조-5-일]벤젠 (Bpy-OXD), 6,6'-비스[5-(비페닐-4-일)-1,3,4-옥사디아조-2-일]-2,2'-비피리딜 (BP-OXD-Bpy), 4-(나프탈렌-1-일)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸(NTAZ), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (NBphen), 2,7-비스[2-(2,2'-비피리딘-6-일)-1,3,4-옥사디아조-5-일]-9,9-디메틸플루오렌 (Bby-FOXD), 1,3-비스[2-(4-3차-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아조-5-일]벤젠 (OXD-7), 트리스(2,4,6-트리메틸-3-(피리딘-3-일)페닐)보란 (3TPYMB), 1-메틸-2-(4-(나프탈렌-2-일)페닐)-1H-이미다조[4,5-f][1,10]페난트롤린 (2-NPIP), 2-페닐-9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센 (PADN), 또는 2-(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(HNBphen)이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 유기발광다이오드는 좋게는 아데닌이 도핑된 전자층을 포함하며, 상기 아데닌이 도핑된 전자층은, 전자층 전체를 기준으로 5 내지 15 부피%로 아데닌이 도핑된 전자수송층을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 범위로 아데닌이 도핑된 전자수송층을 유기발광다이오드에 적용하는 경우, 저전압에서의 휘도 특성이 우수하고 동작전압도 낮아 성능이 향상된 유기발광다이오드를 제공할 수 있다.

상기 유기발광다이오드의 제조 및 아데닌이 도핑된 정공층 또는 아데닌이 도핑된 전자층의 제조는, 공지의 제조방법 또는 도핑방법이 적용될 수 있으며, 상기 아데닌이 도핑된 정공층 도는 아데닌이 도핑된 전자층의 제조에 증공증착의 방법이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 아데닌 도펀트를 함유하는 유기발광다이오드 및 이의 제조방법은 생물소재인 아데닌을 유기발광다이오드의 정공층 또는 전자층의 도펀트로 적용하여 합성화합물이 아닌 생물자원을 활용한 친환경적이고 경제적이며 재생 가능한 소재를 이용하면서도 유기발광다이오드의 고효율화를 달성할 수 있다. 상기 유기발광다이오드는 디스플레이, 조명 등으로 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 3에서 아데닌을 도펀트로 적용한 정공수송층을 포함하는 유기발광다이오드(NPB)와 아데닌을 도펀트로 적용한 전자수송층을 포함하는 유기발광다이오드(Alq3)의 전압에 따른 발광특성을 평가한 결과이다.
도 2은 본 발명의 실시예 4에서 아데닌을 도펀트로 적용한 정공수송층을 포함하는 유기발광다이오드(NPB)와 아데닌을 도펀트로 적용한 전자수송층을 포함하는 유기발광다이오드(Alq3)의 발광 스펙트럼 특성을 평가한 결과이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

실시예 1: 아데닌(adenine)을 정공수송층의 도펀트로 적용한 유기발광다이오드의 제조

ITO/NPB+adenine/Alq3/Al의 구조로 아데닌(adenine)을 정공수송층의 도펀트로 적용한 OLED 소자 샘플들을 제조하였다. 구체적으로, ITO에 아데닌을 NPB 두께의 10 부피%로 혼합하여 적층하여 정공 barrier 층으로 적용하여 OLED 소자 샘플들을 제조하였다.

실시예 2: 아데닌(adenine)을 전자수송층의 도펀트로 적용한 유기발광다이오드의 제조

ITO/NPB/Alq3+adenine/Al의 구조로 아데닌(adenine)을 전자수송층의 도펀트로 적용한 OLED 소자 샘플들을 제조하였다. 구체적으로, ITO에 아데닌을 Alq3 두께의 10 부피%로 혼합하여 적층하여 정공 barrier 층으로 적용하여 OLED 소자 샘플들을 제조하였다.

실시예 3: 전압에 따른 발광특성 평가

상기 실시예 1 및 2에서 제조한 유기발광다이오드의 발광특성을 평가하기 위하여 sourece measure unit(Keithley236)을 컴퓨터와 인터페이싱하여 전압의 변화에 따른 발광특성을 측정하고 그 결과를 도 1에 나타내었다.

상기 도 1을 참조하면, 아데닌(adenine) dopant위치에 따른 OLED의 발광특성을 보면 NPB에 dopant 한 것(정공수송층에 도핑한 실시예 1의 샘플, 이하, NPB로 약칭함)이 Alq3에 dopant 한 것(전자수송층에 도핑한 실시예 2의 샘플, 이하, Alq3으로 약칭함)보다 발광이 높은 것으로 나타났다. 발광은 Alq3가 8 V에서 먼저 발광하였으며 NPB는 9 V에서 발광하였다. Alq3가 NPB보다 5% 더 발광하였다가 14 V에서 발광휘도가 16,408 cd/m²로 비슷하다가 Alq3는 소자가 소멸하기 시작하였으나 NPB는 15 V까지 18,687 cd/m²까지 발광하다가 소멸하였다.

실시예 4: 발광 스펙트럼 특성의 평가

상기 실시예 1 및 2에서 제조한 유기발광다이오드의 발광특성을 평가하기 위하여 범용계측기(Source meter, Keithley 2602)를 이용하여 발광 스펙트럼 특성을 평가하고 그 결과를 도 2에 나타내었다.

상기 도 2를 참조하면, 아데닌을 전자수송층인 Alq3, 또는 정공수송층인 NPB층에 도핑 하더라도 유기발광다이오드의 자체의 발광 스펙트럼에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 유기발광다이오드의 최대 발광 피크 파장은 547nm로 전형적인 Alq3의 발광을 하는 것으로 나타났다.

실시예 5: 전류-전압 특성의 평가

전류-전압 특성을 평가한 결과와 위의 결과들을 정리하여 하기 표 1에 나타내었다.

항목	정공층 dopant	전자층 dopant
동작전압 (V)	10	8.3
10V 시 휘도 (cd/m²)	646	1,245
15V 시 휘도 (cd/m²)	17,948	16,297
10V 시 전류 (mA)	0.2	0.6
15V 시 전류 (mA)	8.18	10.87
최대휘도 (cd/m²)	18,352	16,487

상기 표 1을 참조하여 아데닌(adenine) dopant의 적용 위치에 따른 OLED 성능을 분석한 결과, 동작전압은 정공수송층에 사용 시 10 V였지만 전자수송층이 이보다 낮은 8.3V에서 형성된다는 점을 확인하였다.

전압이 10 V 시 휘도를 보면 정공수송층은 646 cd/m², 전자수송층은 1,245 cd/m²로, 전자수송층이 약 2배가 높은 것으로 나타났으며, 15 V에서는 정공수송층이 17,948 cd/m², 전자수송층이 16,297 cd/m²로 비슷한 수준이었다.

전류를 보면 10 V에서 정공주입층은 0.2 mA가 흘렀으며, 전자수송층은 0.6 mA으로 전자수송층이 3배가 높은 것으로 나타났다. 전압이 15 V일 때 정공수송층은 8.18 mA였고 전자수송층은 10.87 mA이었다. 정공수송층에 아데닌을 dopant한 경우 최대휘도는 18,352 cd/m²였으며, 전자수송층에 아데닌을 dopant한 경우는 16,487 cd/m²로 나타났다. 이러한 결과들을 종합하면, 아데닌을 dopant로 적용할 경우 전자수송층에 하는 것이 유기발광다이오드의 효율을 높일 수 있는 것으로 판단된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

음극, 양극, 그리고 상기 음극과 양극 사이에 위치하고 정공층과 전자층을 포함하는 다층 구조의 유기박막층을 포함하고,
상기 다층 구조의 유기박막층에는 상기 정공층과 상기 전자층 중에서 적어도 하나의 층에 도펀트로 아데닌이 함유된, 아데닌이 도핑된 정공층 또는 아데닌이 도핑된 전자층이 포함된, 유기발광다이오드.
제1항에 있어서,
상기 아데닌이 도핑된 정공층 또는 아데닌이 도핑된 전자층에 도핑되는 아데닌의 도핑량은 상기 정공층 또는 전자층 전체 부피를 기준으로 1 내지 20 부피%인, 유기발광다이오드.
제1항에 있어서,
상기 아데닌이 도핑된 정공층은 NPB을 함유하는 정공수송층이고,
상기 아데닌이 도핑된 전자층은 Alq3을 함유하는 전자수송층인, 유기발광다이오드.
제1항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는 아데닌이 도핑된 전자층을 포함하고,
상기 아데닌이 도핑된 전자층은, 전자층 전체를 기준으로 5 내지 15 부피%로 아데닌이 도핑된 전자수송층을 포함하는 것인, 유기발광다이오드.