KR20180038803A - Organic light emitting diode and Organic light emitting display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기발광다이오드에 관한 것으로, 특히 청색 공통 발광층이 구비된 대면적 유기발광다이오드에서 청색 화소영역에서의 발광 효율 및 수명 특성 감소 없이 적색 및 녹색 화소영역에서의 청색 발광을 억제할 수 있는 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting diode. More particularly, the present invention relates to an organic light emitting diode having a blue common light emitting layer, an organic light emitting diode capable of suppressing blue light emission in red and green pixel regions, Emitting diode and an organic light emitting display including the same.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 종래의 음극선관 표시장치(CRT)에 비해 박형, 경량화된 액정표시장치(liquid crystal display (LCD) device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel (PDP)) 또는 유기발광다이오드(organic light emitting diode (OLED)) 표시장치를 포함하는 평판표시장치가 활발하게 연구 및 제품화되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices for displaying images is increasing in various forms. A liquid crystal display (LCD) device, a plasma display panel (PDP), or an organic light emitting diode (OLED), which is thinner and lighter than a conventional cathode ray tube (CRT) )) Display device is actively researched and commercialized.
위와 같은 평판표시장비 중에서, 유기발광다이오드 표시장치는 유기발광다이오드를 필수적 구성 요소로 포함하며, 비발광소자인 액정표시장비에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다. 또한, 액정표시장비에 비해 소비전력 측면에서도 유리하며, 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠른 장점을 가지고 있다. Of the above flat panel display devices, the organic light emitting diode display device includes an organic light emitting diode as an essential component, and a lightweight thin type is possible because a backlight used in a liquid crystal display device, which is a non-light emitting device, is not required. In addition, it is advantageous in terms of power consumption as compared with liquid crystal display devices, has low voltage driving capability, and has a high response speed.
예를 들어, 유기발광다이오드는 양극과 음극 사이에 순차 적층되는 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 발광 물질층(emitting material layer, EML), 전자 수송층(electron transporting layer) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 을 포함하고, 이러한 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 물질층, 전자 수송층 및 전자 주입층은 증착 공정에 의해 형성된다.For example, the organic light emitting diode includes a hole injection layer (HIL), a hole transporting layer (HTL), an emitting material layer (EML), and an electron transporting layer an electron transporting layer, and an electron injection layer (EIL). The hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting material layer, the electron transport layer, and the electron injection layer are formed by a deposition process.
한편, 증착 공정에 의해 대면적 유기발광다이오드를 제조하는 것은 한계가 있고 이에 따라 유기발광다이오드의 일부 구성을 용액 공정(soluble process)에 의해 형성하는 하이브리드(hybrid) 방식의 유기발광다이오드가 제안되었다.On the other hand, a hybrid organic light emitting diode has been proposed in which a large area organic light emitting diode can not be manufactured by a deposition process, and thus a part of the organic light emitting diode is formed by a soluble process.
도 1은 종래 하이브리드 방식 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional hybrid type organic light emitting diode.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드(10)는 제 1 전극(20), 상기 제 1 전극(20)과 마주하는 제 2 전극(30), 상기 제 1 및 제 2 전극(20, 30) 사이에 위치하는 정공 주입층(42), 정공 수송층(44), 적색 발광 물질층(52), 녹색 발광 물질층(54), 청색 발광 물질층(56), 전자 수송층(60)을 포함한다.1, the organic
상기 제 1 전극(20)은 일함수 값이 큰 물질, 예를 들어 투명 도전성 물질로 이루어지고 양극(anode)으로 이용될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(30)은 일함수 값이 작은 금속물질로 이루어지고 음극(cathode)으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(20)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)로 이루어질 수 있고, 상기 제 2 전극(30)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The
도 1에서, 상기 제 1 및 제 2 전극(20, 30)이 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 일체로 형성된 것으로 보여지고 있으나, 상기 제 1 및 제 2 전극(20, 30) 중 어느 하나는 각 화소영역(Rp, Gp, Bp) 별로 분리되어 형성된다.1 and 2, the first and
상기 정공 주입층(42)과 상기 정공 수송층(44)은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 순차 적층되고, 상기 적색 발광 물질층(52) 및 상기 청색 발광 물질층(54)은 상기 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에 각각 형성된다.The
이때, 상기 정공 주입층(42), 상기 정공 수송층(44), 상기 적색 발광 물질층(52) 및 상기 청색 발광 물질층(54)은 용액 공정에 의해 형성된다.The
한편, 상기 청색 발광 물질층(56)은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp) 모두에 대응하여 형성된다. 즉, 상기 청색 발광 물질층(56)은 상기 적색 화소영역(Rp)의 적색 발광 물질층(52), 상기 녹색 화소영역(Gp)의 상기 청색 발광 물질층(54) 및 상기 청색 화소영역(Bp)의 정공 수송층(44)을 덮으며 형성된다.Meanwhile, the blue light emitting
또한, 상기 청색 발광 물질층(56) 상에는 상기 전자 수송층(60)과 상기 제 2 전극(30)이 순차 적층된다.The
이때, 상기 청색 발광 물질층(56)과 상기 전자 수송층(60)은 증착 공정(deposition process)에 의해 형성된다.At this time, the blue light emitting
이와 같은 유기발광다이오드(10)는 상기 정공 주입층(42), 상기 정공 수송층(44), 상기 적색 발광 물질층(52) 및 상기 녹색 발광 물질층(54)이 용액 공정에 의해 형성되기 때문에, 대면적 유기발광다이오드(10)가 제조될 수 있다.Since the hole injecting
그런데, 종래 하이브리드 방식 유기발광다이오드(10)에서는 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서 블루 발광이 이루어져 유기발광다이오드(10)의 표시 품질이 저하되는 문제가 발생한다.However, in the conventional hybrid type organic
본 발명에서는, 종래 하이브리드 방식 유기발광다이오드에서의 표시 품질 저하 문제를 해결하고자 한다.In the present invention, a problem of display quality deterioration in a conventional hybrid type organic light emitting diode is solved.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 제 1 화소영역에 위치하고 정공 저지 물질을 포함하는 제 1 발광 물질층과, 제 1 및 제 2 화소영역에 대응하는 제 2 발광 물질층을 포함하고, 상기 정공 저지 물질의 HOMO 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 HOMO 값보다 작고, 상기 정공 저지 물질의 LUMO 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 LUMO 값보다 큰 유기발광다이오드를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting device including a first light emitting material layer located in a first pixel region and including a hole blocking material, and a second light emitting material layer corresponding to first and second pixel regions, The HOMO value of the hole blocking material is smaller than the HOMO value of the host and the dopant and the LUMO value of the hole blocking material is larger than the LUMO value of the host and the dopant.
또한, 본 발명은, 제 1 화소영역에 위치하고 정공 저지 물질을 포함하는 제 1 발광 물질층과, 제 1 및 제 2 화소영역에 대응하는 제 2 발광 물질층을 포함하고, 상기 정공 저지 물질은 하기 화학식으로 표시되고, X1, X2, X3 각각은 탄소 또는 질소이고 X1, X2, X3 중 적어도 하나는 질소이며, Ar1, Ar2, Ar3 각각은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴에서 선택되며, Ar1, Ar2, Ar3 중 적어도 어느 하나는 디벤조퓨란 또는 카바졸인 유기발광다이오드를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a light emitting device including a first light emitting material layer located in a first pixel region and including a hole blocking material, and a second light emitting material layer corresponding to first and second pixel regions, Wherein each of X 1 , X 2 and X 3 is carbon or nitrogen, at least one of X 1 , X 2 and X 3 is nitrogen, each of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is a substituted or unsubstituted C An aryl of 6 to 60 carbon atoms, a substituted or unsubstituted C 5 to C 50 heteroaryl, and at least one of Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 is dibenzofuran or a carbazole.
또한, 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상부에 위치하는 전술한 유기발광다이오드와, 상기 기판과 유기발광다이오드 사이에 위치하고 상기 유기발광다이오드에 연결되는 박막트랜지스터를 포함하는 유기발광 표시장치를 제공한다.The present invention also provides an OLED display device including a substrate, the above-described organic light emitting diode positioned above the substrate, and a thin film transistor located between the substrate and the organic light emitting diode and connected to the organic light emitting diode .
또한, 본 발명에서는, 정공 저지층이 적색 및 녹색 발광 물질층과 청색 발광 물질층 사이에 구비되어, 적색 및 녹색 화소영역에서의 블루 발광 문제를 해결할 수 있다.Further, in the present invention, the hole blocking layer is provided between the red and green luminescent material layers and the blue luminescent material layer, thereby solving the blue luminescent problem in the red and green pixel regions.
또한, 본 발명에서는, 적색 및 녹색 발광 물질층이 정공 주입 물질을 포함함으로써, 청색 화소영역에서의 발광 효율과 수명 저하 문제 없이 적색 및 녹색 화소영역에서의 블루 발광 문제를 해결할 수 있다.Further, in the present invention, the blue light emission problem in the red and green pixel regions can be solved without the luminous efficiency and lifetime degradation in the blue pixel region by including the hole injection material in the red and green light emitting material layers.
도 1은 종래 하이브리드 방식 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 하이브리드 방식 유기발광다이오드의 적색 화소영역에서의 발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드의 청색 화소영역에서의 발광 효율을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드의 청색 화소영역에서의 수명을 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드의 적색 화소영역에서의 발광 스펙트럼을 보여주는 그래프이고, 도 9b는 도 9a의 "A" 부분 확대도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드의 적색 화소영역에서의 수명을 보여주는 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional hybrid type organic light emitting diode.
2 is a graph showing an emission spectrum of a conventional hybrid-type organic light emitting diode in a red pixel region.
3 is a schematic circuit diagram of an organic light emitting diode display according to the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of an OLED display according to the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating the efficiency of light emission in the blue pixel region of the organic light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
7 is a graph showing lifetime of the organic light emitting diode in the blue pixel region according to the first embodiment of the present invention.
8 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9A is a graph showing an emission spectrum in a red pixel region of an organic light emitting diode according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 9B is an enlarged view of a portion "A" in FIG. 9A.
10 is a graph showing the lifetime of the organic light emitting diode in the red pixel region according to the second embodiment of the present invention.
용액 공정으로 원하는 발광효율을 갖는 청색 발광물질이 개발되지 않았기 때문에 청색 발광 물질층(도 1의 56)은 증착 공정에 의해 형성되며, 이에 따라 적색 및 녹색 화소영역에서 블루 발광이 관측된다.Since the blue light emitting material having the desired luminous efficiency has not been developed by the solution process, the blue light emitting material layer (56 in FIG. 1) is formed by the vapor deposition process, so that blue light emission is observed in the red and green pixel regions.
즉, 도 1을 참조하면, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서, 적색 및 녹색 발광 물질층(52, 54)는 정공 수송층(44)과 접하는 반면, 적색 및 녹색 발광 물질층(52, 54) 각각과 전자 수송층(60) 사이에는 청색 발광 물질층(56)이 존재한다.1, in the red and green pixel regions Rp and Gp, the red and green
따라서, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서, 정공과 전자가 청색 발광 물질층(56)에서 결합될 수 있고 이에 따라 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서 블루 발광이 관측된다.Therefore, in the red and green pixel regions Rp and Gp, holes and electrons can be combined in the blue light
종래 하이브리드 방식 유기발광다이오드의 적색 화소영역에서의 발광 스펙트럼을 보여주는 그래프인 도 2를 참조하면, 적색 화소영역에서 블루 발광이 발생하며 이에 따라 유기발광 표시장치의 표시 품질이 저하된다.Referring to FIG. 2, which is a graph showing the emission spectrum in the red pixel region of the conventional hybrid type organic light emitting diode, blue light emission occurs in the red pixel region, thereby deteriorating the display quality of the OLED display.
이와 같은 문제의 해결을 위해, 본 발명은, 제 1 및 제 2 화소영역이 정의된 기판 상부에, 상기 제 1 및 제 2 화소영역 별로 위치하는 제 1 전극과, 상기 제 1 및 제 2 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극 상부에 위치하는 정공 수송층과, 상기 제 1 화소영역에 대응하여 상기 정공 수송층 상에 위치하며 호스트, 도펀트 및 정공 저지 물질을 포함하는 제1 발광 물질층과, 상기 제 1 발광 물질층과, 상기 제 2 화소영역의 상기 정공 수송층 상에 위치하는 제 2 발광 물질층과, 상기 제 2 공통 발광층 상에 순차 적층되는 전자 수송층 및 제 2 전극을 포함하고, 상기 정공 저지 물질의 HOMO 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 HOMO 값보다 작고, 상기 정공 저지 물질의 LUMO 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 LUMO 값보다 큰 유기발광다이오드를 제공한다.In order to solve such a problem, the present invention provides a liquid crystal display device comprising: a substrate on which first and second pixel regions are defined; a first electrode positioned in each of the first and second pixel regions; A first light emitting material layer disposed on the hole transporting layer in correspondence to the first pixel region and including a host, a dopant and a hole blocking material; A second light emitting material layer disposed on the hole transporting layer of the second pixel region, and an electron transporting layer and a second electrode sequentially stacked on the second common light emitting layer, wherein the hole blocking material The HOMO value is less than the HOMO value of the host and the dopant, and the LUMO value of the hole blocking material is greater than the LUMO value of the host and the dopant.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 정공 저지 물질은 하기 화학식으로 표시되고, X1, X2, X3 각각은 탄소 또는 질소이고 X1, X2, X3 중 적어도 하나는 질소이며, Ar1, Ar2, Ar3 각각은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴에서 선택되며, Ar1, Ar2, Ar3 중 적어도 어느 하나는 디벤조퓨란 또는 카바졸이다.In the organic light emitting diode of the present invention, the hole blocking material may be represented by the following formula: wherein each of X 1 , X 2 and X 3 is carbon or nitrogen, at least one of X 1 , X 2 and X 3 is nitrogen, Ar Each of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is selected from substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl or substituted or unsubstituted C 5 to C 50 heteroaryl, and at least one of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 One is dibenzofuran or carbazole.
다른 관점에서, 본 발명은, 제 1 및 제 2 화소영역이 정의된 기판 상부에, 상기 제 1 및 제 2 화소영역 별로 위치하는 제 1 전극과, 상기 제 1 및 제 2 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극 상부에 위치하는 정공 수송층과, 상기 제 1 화소영역에 대응하여 상기 정공 수송층 상에 위치하며 정공 저지 물질을 포함하는 제1 발광 물질층과, 상기 제 1 발광 물질층과, 상기 제 2 화소영역의 상기 정공 수송층 상에 위치하는 제 2 발광 물질층과, 상기 제 2 공통 발광층 상에 순차 적층되는 전자 수송층 및 제 2 전극을 포함하고, 상기 정공 저지 물질은 하기 화학식으로 표시되고, X1, X2, X3 각각은 탄소 또는 질소이고 X1, X2, X3 중 적어도 하나는 질소이며, Ar1, Ar2, Ar3 각각은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴에서 선택되며, Ar1, Ar2, Ar3 중 적어도 어느 하나는 디벤조퓨란 또는 카바졸인 유기발광다이오드를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a first electrode disposed on a substrate on which first and second pixel regions are defined, the first electrode being located in each of the first and second pixel regions; A first light emitting material layer disposed on the hole transporting layer and corresponding to the first pixel region and including a hole blocking material; a second light emitting material layer disposed on the first light emitting material layer, A second light emitting material layer positioned on the hole transporting layer in the pixel region, and an electron transporting layer and a second electrode sequentially deposited on the second common light emitting layer, wherein the hole blocking material is represented by the following formula: X 1 , X 2 and X 3 are each carbon or nitrogen and at least one of X 1 , X 2 and X 3 is nitrogen and each of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl or in the heteroaryl group of the substituted or unsubstituted C 5 ~ C 50 It is chosen, and Ar 1, Ar 2, at least one of Ar 3 provides dibenzofuran or carbazole candied organic light emitting diode.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 정공 저지 물질은 하기 물질 중 하나이다.In the organic light emitting diode of the present invention, the hole blocking material is one of the following materials.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 정공 저지 물질의 상기 HOMO 값은 -6.5~-5.5eV이고, 상기 정공 저지 물질의 상기 LUMO 값은 -3.0~-2.0eV이다.In the organic light emitting diode of the present invention, the HOMO value of the hole blocking material is -6.5 to -5.5 eV, and the LUMO value of the hole blocking material is -3.0 to -2.0 eV.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 정공 저지 물질은 상기 제 1 발광 물질층 내에서 농도 구배를 갖는다.In the organic light emitting diode of the present invention, the hole blocking material has a concentration gradient in the first luminescent material layer.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 발광 물질층에서 상기 정공 저지 물질은 5~10%의 중량비를 갖는다.In the organic light emitting diode of the present invention, the hole blocking material in the first light emitting material layer has a weight ratio of 5 to 10%.
또 다른 관점에서, 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상부에 위치하는 전술한 유기발광다이오드와, 상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이에 위치하며 상기 유기발광다이오드에 연결되는 박막트랜지스터를 포함하는 유기발광 표시장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an organic light emitting display comprising: a substrate; an organic light emitting diode disposed above the substrate; and a thin film transistor disposed between the substrate and the organic light emitting diode and connected to the organic light emitting diode. A display device is provided.
본 발명의 유기발광 표시장치에 있어서, 상기 정공 저지 물질은 상기 제 1 발광 물질층 내에서 농도 구배를 갖는다.In the organic light emitting diode display of the present invention, the hole blocking material has a concentration gradient in the first luminescent material layer.
본 발명의 유기발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 발광 물질층에서 상기 정공 저지 물질은 5~10%의 중량비를 갖는다.In the organic light emitting diode display of the present invention, the hole blocking material in the first light emitting material layer has a weight ratio of 5 to 10%.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.3 is a schematic circuit diagram of an organic light emitting diode display according to the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 유기발광 표시장치에는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL), 데이터 배선(DL) 및 파워 배선(PL)이 형성되고, 상기 화소영역(P)에는, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst), 유기발광다이오드(D)가 형성된다.3, a gate line GL, a data line DL, and a power line PL are formed to intersect with each other to define a pixel region P, and the pixel region P, a switching thin film transistor Ts, a driving thin film transistor Td, a storage capacitor Cst, and an organic light emitting diode D are formed.
상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 상기 게이트 배선(GL) 및 상기 데이터 배선(DL)에 연결되고, 상기 구동 박막트랜지스터(Td) 및 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 상기 파워 배선(PL) 사이에 연결된다. 상기 유기발광다이오드(D)는 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결된다. The switching thin film transistor Ts is connected to the gate line GL and the data line DL and the driving thin film transistor Td and the storage capacitor Cst are connected to the switching thin film transistor Ts and the power line DL, And is connected between the wiring lines PL. The organic light emitting diode D is connected to the driving thin film transistor Td.
이러한 유기발광다이오드 표시장치에서는, 상기 게이트 배선(GL)에 인가된 게이트 신호에 따라 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되면, 상기 데이터 배선(DL)에 인가된 데이터 신호가 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 상기 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다. In this organic light emitting diode display device, when the switching thin film transistor Ts is turned on according to a gate signal applied to the gate line GL, the data signal DL applied to the data line DL Is applied to the gate electrode of the driving thin film transistor Td and one electrode of the storage capacitor Cst through the switching thin film transistor Ts.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 게이트 전극에 인가된 데이터 신호에 따라 턴-온 되며, 그 결과 데이터 신호에 비례하는 전류가 상기 파워 배선(PL)으로부터 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 상기 유기발광다이오드(D)로 흐르게 되고, 상기 유기발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다. The driving thin film transistor Td is turned on according to a data signal applied to the gate electrode so that a current proportional to the data signal is supplied from the power wiring PL to the organic thin film transistor Td through the driving thin film transistor Td, And the organic light emitting diode D emits light with a luminance proportional to the current flowing through the driving thin film transistor Td.
이때, 상기 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일 프레임(frame) 동안 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 게이트 전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다. At this time, the storage capacitor Cst is charged with a voltage proportional to the data signal so that the voltage of the gate electrode of the driving thin film transistor Td is kept constant during one frame.
따라서, 유기발광 표시장치는 원하는 영상을 표시할 수 있다. Therefore, the organic light emitting display device can display a desired image.
도 4는 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of an OLED display according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 기판(150) 상에는, 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 유기발광다이오드(D)가 위치한다.4, a driving thin film transistor Td and an organic light emitting diode D connected to the driving thin film transistor Td are disposed on a
상기 기판(150)은 유리 기판이나 폴리이미드와 같은 폴리머로 이루어질 수 있다.The
도시하지 않았으나, 상기 기판(150) 상에는 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어지는 버퍼층이 형성될 수 있다.Although not shown, a buffer layer made of an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride may be formed on the
상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 스위칭 박막트랜지스터에 연결되며, 반도체층(152)과, 게이트 전극(160)과, 소스 전극(170)과 드레인 전극(172)을 포함한다.The driving thin film transistor Td is connected to the switching thin film transistor and includes a
상기 반도체층(152)은 상기 플렉서블 기판(110) 상에 형성되며, 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.The
상기 반도체층(152)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우 상기 반도체층(152) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 상기 반도체층(152)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 상기 반도체층(152)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 상기 반도체층(152)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 상기 반도체층(152)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.When the
상기 반도체층(152) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(154)이 상기 플렉서블 기판(110) 전면에 형성된다. 상기 게이트 절연막(154)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.A
상기 게이트 절연막(154) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(160)이 상기 반도체층(152)의 중앙에 대응하여 형성된다. 상기 게이트 전극(160)은 스위칭 박막트랜지스터에 연결된다.A
상기 게이트 절연막(154)이 상기 플렉서블 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 상기 게이트 절연막(154)은 상기 게이트 전극(160)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다. The
상기 게이트 전극(160) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(162)이 상기 기판(150) 전면에 형성된다. 상기 층간 절연막(162)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다. An interlayer insulating
상기 층간 절연막(162)은 상기 반도체층(152)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(164, 166)을 갖는다. 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(164, 166)은 상기 게이트 전극(160)의 양측에 상기 게이트 전극(160)과 이격되어 위치한다. The interlayer insulating
여기서, 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(164, 166)은 상기 게이트 절연막(154) 내에도 형성된다. 이와 달리, 상기 게이트 절연막(154)이 상기 게이트 전극(160)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(164, 166)은 상기 층간 절연막(162) 내에만 형성될 수도 있다. Here, the first and second contact holes 164 and 166 are also formed in the
상기 층간 절연막(162) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(170)과 드레인 전극(172)이 형성된다. A
상기 드레인 전극(172)과 상기 소스 전극(170)은 상기 게이트 전극(160)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(164, 166)을 통해 상기 반도체층(152)의 양측과 접촉한다. 상기 소스 전극(170)은 상기 파워 배선(도 3의 PL)에 연결된다.The
상기 반도체층(152)과, 상기 게이트 전극(160), 상기 소스 전극(170), 상기 드레인 전극(172)은 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 이루며, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 반도체층(152)의 상부에 상기 게이트 전극(160), 상기 소스 전극(170) 및 상기 드레인 전극(172)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.The
이와 달리, 구동 박막트랜지스터(Td)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. Alternatively, the driving thin film transistor Td may have an inverted staggered structure in which a gate electrode is located below the semiconductor layer and a source electrode and a drain electrode are located above the semiconductor layer. In this case, the semiconductor layer may be made of amorphous silicon.
한편, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(Td)와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, the switching thin film transistor (not shown) may have substantially the same structure as the driving thin film transistor Td.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(172)을 노출하는 드레인 콘택홀(176)을 갖는 보호층(174)이 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮으며 형성된다.A
상기 보호층(174) 상에는 상기 드레인 콘택홀(176)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(172)에 연결되는 제 1 전극(110)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. A
상기 제 1 전극(110)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(110)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.The
한편, 본 발명의 유기발광다이오드 표시장치가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(110) 하부에는 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.Meanwhile, when the organic light emitting diode display of the present invention is a top emission type, a reflective electrode or a reflective layer may be further formed under the
또한, 상기 보호층(174) 상에는 상기 제 1 전극(110)의 가장자리를 덮는 뱅크층(115)이 형성된다. 상기 뱅크층(115)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(110)의 중심을 노출시킨다.A
상기 제 1 전극(110) 상에는 유기 발광층(130)이 형성된다. 상기 유기 발광층(130)의 구체적 구조에 대하여는 후술한다.An organic
상기 유기 발광층(130)이 형성된 상기 기판(150) 상부로 제 2 전극(140)이 형성된다. 상기 제 2 전극(140)은 표시영역 전면을 덮으며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(140)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The
상기 제 1 전극(110), 상기 유기발광층(130) 및 상기 제 2 전극(140)는 유기발광다이오드(D)를 이룬다.The
본 발명에서는, 유기발광층(130)의 일부는 용액 공정에 의해 형성되고 나머지는 증착 고정에 의해 형성되어 하이브리드 구조를 갖게 된다.In the present invention, a part of the organic
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드(D)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극(110, 140)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(110, 140) 사이에 위치하며 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp) 각각에 위치하는 적색 발광 물질층(122) 및 녹색 발광 물질층(124)과, 상기 적색 및 녹색 발광 물질층(122, 124)을 덮고 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 형성되는 정공 저지층(hole blocking layer, HBL, 132)과, 상기 정공 저지층(132)과 상기 제 2 전극(140) 사이에 위치하며 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 형성되는 청색 발광층(126)을 포함한다.As shown in FIG. 5, the organic light emitting diode D according to the first embodiment of the present invention includes first and
즉, 상기 정공 저지층(132)은 상기 적색 및 녹색 발광층(122, 126) 각각과 상기 청색 발광층(126) 사이에 위치한다.That is, the
또한, 상기 제 1 전극(110) 상에는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 정공 주입층(112)과 정공 수송층(114)가 순차 적층될 수 있고, 상기 청색 발광층(126)과 상기 제 2 전극(140) 사이에는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 전자 수송층(134)이 형성될 수 있다.A
상기 정공 주입층(112), 상기 정공 수송층(114), 상기 적색 발광 물질층(122), 상기 녹색 발광 물질층(124), 상기 청색 발광 물질층(126), 상기 정공 저지층(132), 상기 전자 수송층(134)은 유기 발광층(130)을 이룬다.The
여기서, 상기 정공 주입층(112), 상기 정공 수송층(114), 상기 적색 발광 물질층(122) 및 상기 녹색 발광 물질층(124)은 용액 공정(solution process)에 의해 형성되고, 상기 정공 저지층(132), 상기 청색 발광 물질층(126) 및 상기 전자 수송층(134)은 증착 공정(deposition process)에 의해 형성된다.Here, the
본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드(D)에서 정공 저지층(132)은, 적색 화소영역(Rp)에서 적색 발광 물질층(122)과 청색 발광 물질층(126) 사이에 위치하고 녹색 화소영역(Gp)에서 녹색 발광 물질층(124)과 청색 발광 물질층(126) 사이에 위치하며 청색 화소영역(Bp)에서 정공 수송층(114)과 청색 발광 물질층(124) 사이에 위치한다.The
따라서, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서 정공이 적색 및 녹색 발광 물질층(122, 124)을 지나 청색 발광 물질층(126)에 도달하는 것이 정공 저지층(132)에 의해 억제되고, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서 블루 발광이 방지된다.Therefore, in the red and green pixel regions Rp and Gp, the holes are prevented from reaching the blue light emitting
그런데, 청색 화소영역(Bp)에서는 정공 수송층(114)로부터 청색 발광 물질층(126)으로의 정공 전달이 상기 정공 저지층(132)에 의해 억제된다. 따라서, 청색 화소영역(Bp)의 발광 효율과 수명이 저하된다.In the blue pixel region Bp, however, hole transport from the
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드의 청색 화소영역에서의 발광 효율을 보여주는 그래프인 도 6을 참조하면, 정공 저지층이 없는 종래 유기발광다이오드(HBL 미적용)에 비해, 정공 저지층(도 5의 132)을 형성하는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드(HBL 적용)에서 청색 화소영역(도 5의 Bp)의 발광 효율이 크게 감소한다.6, which is a graph showing the luminous efficiency in the blue pixel region of the organic light emitting diode according to the first embodiment of the present invention, compared with the conventional organic light emitting diode (without HBL) having no hole blocking layer, The luminous efficiency of the blue pixel region (Bp in FIG. 5) in the organic light emitting diode (HBL applied) according to the first embodiment of the present invention forming the layer (132 in FIG.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드의 청색 화소영역에서의 수명을 보여주는 그래프인 도 7을 참조하면, 정공 저지층(도 5의 132) 형성에 따라 청색 화소영역(도 5의 Bp)의 수명 역시 크게 감소한다.7, which is a graph showing lifetime in the blue pixel region of the organic light emitting diode according to the first embodiment of the present invention, a blue pixel region (FIG. 5) is formed according to the formation of the hole blocking layer Bp) is also greatly reduced.
다시 도 5를 참조하면, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서 적색 및 녹색 발광 물질층(122, 124) 각각과 청색 발광 물질층(126) 사이에 정공 저지층(132)이 개재됨으로써, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에 위치하는 청색 발광 물질층(126)에서의 발광이 방지된다. 따라서, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서 블루 발광이 방지되고 유기발광 표시장치(도 4의 100)의 표시 품질이 향상된다.5, the
그러나, 청색 화소영역(Bp)에서는 정공 수송층(114)과 청색 발광 물질층(126) 사이에 정공 저지층(132)이 개재됨으로써, 청색 화소영역(Bp)의 발광 효율과 수명이 감소하는 문제가 발생된다.However, in the blue pixel region Bp, there is a problem that the luminous efficiency and lifetime of the blue pixel region Bp are reduced by interposing the
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting diode according to a second embodiment of the present invention.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드(D)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극(210, 240)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(210, 240) 사이에 위치하며 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp) 각각에 위치하는 적색 발광 물질층(222) 및 녹색 발광 물질층(224)과, 상기 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224)을 덮고 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 형성되는 청색 발광층(126)을 포함한다.8, the organic light emitting diode D according to the second embodiment of the present invention includes first and
이때, 상기 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224) 각각은 정공 저지 물질(hole blocking material, 223)을 포함한다. 즉, 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224) 각각은 호스트(미도시), 도펀트(미도시) 및 정공 저지 물질(223)을 포함한다. 다시 말해, 상기 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224) 각각에서 호스트, 도펀트 및 정공 저지 물질(223)의 중량비 합은 100%이다.At this time, each of the red and green light emitting material layers 222 and 224 includes a
한편, 상기 청색 발광 물질층(226)은 정공 저지 물질 없이 호스트(미도시)와 도펀트(미도시)만을 포함한다. 즉, 상기 청색 발광 물질층(226)에서 호스트와 도펀트의 중량비 합은 100%이다.Meanwhile, the blue light emitting
또한, 상기 제 1 전극(210) 상에는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 정공 주입층(212)과 정공 수송층(214)가 순차 적층될 수 있고, 상기 청색 발광층(226)과 상기 제 2 전극(240) 사이에는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역(Rp, Gp, Bp)에 대응하여 전자 수송층(234)이 형성될 수 있다.A
상기 정공 주입층(212), 상기 정공 수송층(214), 상기 적색 발광 물질층(222), 상기 녹색 발광 물질층(224), 상기 청색 발광 물질층(226), 상기 전자 수송층(234)은 유기 발광층(230)을 이룬다.The
여기서, 상기 정공 주입층(212), 상기 정공 수송층(214), 상기 적색 발광 물질층(222) 및 상기 녹색 발광 물질층(224)은 용액 공정(solution process)에 의해 형성되고, 상기 청색 발광 물질층(226) 및 상기 전자 수송층(234)은 증착 공정(deposition process)에 의해 형성된다.Here, the
상기 정공 저지 물질(223)의 최고점유분자괘도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO) 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 HOMO 값보다 작고, 상기 정공 저지 물질(223)의 최저비점유분자괘도(Lowest Unoccupied Molecular Orbital, LUMO) 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 LUMO 값보다 크다. The highest occupied molecular orbital (HOMO) value of the
예를 들어, 상기 정공 저지 물질(223)의 HOMO 값은 -6.5~-5.5eV, 바람직하게는 -6.5~-6.0eV일 수 있다. 또한, 상기 정공 저지 물질(223)의 LUMO 값은 -3.0~-2.0eV, 바람직하게는 -2.5~-2.0eV일 수 있다.For example, the HOMO value of the
따라서, 상기 정공 저지 물질(223)에 의해 상기 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp) 각각에서 정공이 청색 발광 물질층(226)으로 전달되는 것이 억제된다. Therefore, holes are prevented from being transferred from the red and green pixel regions Rp and Gp to the blue light emitting
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드(D)에서는, 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224)이 정공 저지 물질(223)을 포함하여 정공이 청색 발광 물질층(226)으로 전달되는 것이 방지되어, 적색 및 녹색 화소영역(Rp, Gp)에서의 블루 발광이 방지된다. 따라서, 유기발광 표시장치(도 4의 100)의 표시 품질이 향상된다.That is, in the organic light emitting diode D according to the second embodiment of the present invention, the red and green luminescent material layers 222 and 224 include the
상기 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224) 각각에서 상기 정공 저지 물질(223)은 농도 구배(concentration gradient) 또는 밀도 구배(density gradient)를 가질 수 있다. 즉, 상기 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224) 각각에서, 상기 정공 저지 물질(223)은 상기 정공 수송층(214)에 근접한 하부 영역에서 상기 청색 발광 물질층(226)에 근접한 상부 영역보다 작은 농도(또는 밀도)를 가질 수 있다. 이에 따라, 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224) 각각에서의 정공과 전자의 결합을 방해하지 않으면서 청색 발광 물질층(226)으로의 정공 전달을 억제할 수 있다.The
또한, 청색 발광 물질층(226)은 상기 정공 저지 물질(223)을 포함하지 않기 때문에, 상기 청색 화소영역(Bp)에서 정공 수송층(214)으로부터 상기 청색 발광물질층(226)으로의 정공 전달이 방해되지 않는다. Since the blue light emitting
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 및 유기발광 표시장치에서 발생되는 청색 화소영역에서의 발광 효율 및 수명 저하의 문제가 해결된다.Accordingly, problems of luminous efficiency and life span in the blue pixel region generated in the organic light emitting diode and the OLED display according to the first embodiment of the present invention are solved.
예를 들어, 상기 적색 및 녹색 발광 물질층(222, 224) 각각에서, 상기 호스트는 제 1 중량비를 갖고, 상기 도펀트는 상기 제 1 중량비보다 작은 제 2 중량비를 가지며, 상기 정공 저지 물질(223)은 상기 제 2 중량비보다 작은 제 3 중량비를 가질 수 있다. 상기 제 1 중량비는 약 50~90%일 수 있고, 상기 제 2 중량비는 약 5~30%일 수 있으며, 상기 제 3 중량비는 약 1~20%일 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 3 중량비는 약 5~10%일 수 있다.For example, in each of the red and green emissive material layers 222 and 224, the host has a first weight ratio, the dopant has a second weight ratio that is less than the first weight ratio, the
상기 정공 저지 물질(223)은 발광에 참여하지 않기 때문에 도펀트로 이용되지 않고, 상기 정공 저지 물질(223)의 HOMO 값이 호스트의 HOMO 값보다 작고 LUMO 값이 호스트의 LUMO 값보다 작기 때문에 호스트로 이용되지 않는다. 또한, 정공 저지 물질(223)은 도펀트보다 작은 중량비를 갖기 때문에 호스트로 이용되지 않음을 알 수 있다.Since the HOMO value of the
상기 정공 저지 물질(223)은 하기 화학식1로 표시될 수 있다.The
[화학식1][Chemical Formula 1]
상기 화학식1에서 X1, X2, X3 각각은 탄소 또는 질소이고 X1, X2, X3 중 적어도 하나는 질소이다.In
또한, 상기 화학식1에서, Ar1, Ar2, Ar3 각각은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴(aryl) 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴(heteroaryl)에서 선택되며, Ar1, Ar2, Ar3 중 적어도 어느 하나는 디벤조퓨란(dibenzofuran) 또는 카바졸(carbazole)이다.Each of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is a substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl or substituted or unsubstituted C 5 to C 50 heteroaryl, And at least one of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is a dibenzofuran or a carbazole.
예를 들어, 상기 정공 저지 물질(223)은 하기 화학식2에 표시된 다수의 물질 중 어느 하나일 수 있다.For example, the
[화학식2](2)
합성예Synthetic example
1. 화합물A의 합성1. Synthesis of Compound A
[반응식1][Reaction Scheme 1]
질소 기류 하에서, 화합물a(5 g, 10.1 mmol), 화합물b (2.57 g, 12.1 mmol), palladium(II) acetate (Pd(OAc)2) (0.11 g, 5 mol%), 2-dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropylbiphenyl (XPhos) (0.96 g, 2.02 mmol), Cs2CO3 (6.58 g, 20.2 mmol), toluene/ethanol/H2O (50 ml/5 ml/5 ml)를 혼합하고 100℃에서 12시간 동안 교반하였다.(5 g, 10.1 mmol), compound b (2.57 g, 12.1 mmol), palladium (II) acetate (Pd (OAc) 2 ) (0.11 g, 5 mol%), 2-dicyclohexylphosphino-2 a ', 4', 6'-triisopropylbiphenyl (XPhos) (0.96 g, 2.02 mmol),
반응 종결 후 메틸렌클로라이드를 이용하여 추출하고 MgSO4를 이용하여 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA(ethylene acetate)=10:1 (부피비))로 정제하여 화합물A (4.68 g, 수율 74 %)를 얻었다. (GC-Mass 이론치: 625.24 g/mol, GC-Mass 측정치: 625 g/mol) After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylene chloride and filtered using MgSO4. The solvent was removed from the obtained organic layer and then purified by column chromatography (Hexane: EA (ethylene acetate) = 10: 1 (by volume)) to obtain Compound A (4.68 g, yield 74%). (GC-Mass theoretical value: 625.24 g / mol, GC-Mass measurement: 625 g / mol)
2. 화합물B의 합성2. Synthesis of Compound B
[반응식2-1][Reaction Scheme 2-1]
질소 기류 하에서 화합물c(11.64 g, 40.39 mmol), 화합물d (5 g, 18.36 mmol), Palladium-tetrakis(triphenylphosphine), (Pd(PPh3)4) (1.06 g, 5 mol%), K2CO3 (12.69 g, 91.8 mmol), THF(tetrahydrofuran)/H2O (100 ml/50 ml)를 혼합하고 80℃에서 12시간 동안 교반하였다.Compound in a nitrogen stream c (11.64 g, 40.39 mmol) , compound d (5 g, 18.36 mmol) , Palladium-tetrakis (triphenylphosphine), (Pd (PPh 3) 4) (1.06 g, 5 mol%),
반응 종결 후 EA로 추출하고 MgSO4를 이용하여 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 5:1)로 정제하여 화합물e(8.69 g, 수율 79 %)를 얻었다.After completion of the reaction, the mixture was extracted with EA and filtered using MgSO 4 . The solvent was removed from the obtained organic layer and then purified by column chromatography (Hexane: EA = 5: 1) to obtain a compound e (8.69 g, yield 79%).
[반응식2-2][Reaction Scheme 2-2]
질소 기류 하에서 화합물e(8.69 g, 14.51 mmol), 화합물f(3.45 g, 17.41 mmol), Pd(OAc)2 (0.16 g, 5 mol%), XPhos (1.38 g, 2.9 mmol), Cs2CO3 (9.45 g, 29.01 mmol), toluene/ethanol/H2O (100 ml/10 ml/10 ml)를 혼합하고 100℃에서 12시간 동안 교반하였다. (3.69 g, 17.41 mmol), Pd (OAc) 2 (0.16 g, 5 mol%), XPhos (1.38 g, 2.9 mmol), Cs 2 CO 3 (9.45 g, 29.01 mmol) and toluene / ethanol / H 2 O (100 ml / 10 ml / 10 ml) were mixed and stirred at 100 ° C for 12 hours.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 이용하여 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA = 10:1)로 정제하여 화합물B(7.17 g, 수율 69 %)를 얻었다.After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylene chloride and filtered using MgSO 4 . The solvent was removed from the obtained organic layer and then purified by column chromatography (Hexane: EA = 10: 1) to obtain Compound B (7.17 g, yield 69%).
(GC-Mass 이론치: 715.25 g/mol, GC-Mass 측정치: 715 g/mol)(GC-Mass theoretical value: 715.25 g / mol, GC-Mass measurement: 715 g / mol)
3. 화합물C의 합성3. Synthesis of Compound C
[반응식3][Reaction Scheme 3]
질소 기류 하에서, 화합물g(18.51 g, 64.26 mmol), 화합물h(5 g, 18.36 mmol), Pd(OAc)2 (0.42 g, 5 mol%), XPhos (5.26 g, 11.02 mmol), Cs2CO3 (29.91 g, 91.8 mmol), toluene/ethanol/H2O (100 ml/10 ml/10 ml)를 혼합하고 100℃에서 12시간 동안 교반하였다. (5 g, 18.36 mmol), Pd (OAc) 2 (0.42 g, 5 mol%), XPhos (5.26 g, 11.02 mmol), Cs 2 CO 3 (29.91 g, 91.8 mmol) and toluene / ethanol / H 2 O (100 ml / 10 ml / 10 ml) were mixed and stirred at 100 ° C for 12 hours.
반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 이용하여 여과하였다. 얻어진 유기층에서 용매를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피 (Hexane:EA=10:1)로 정제하여 화합물C(7.7 g, 수율 52 %)를 얻었다.After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylene chloride and filtered using MgSO 4 . The solvent was removed from the obtained organic layer and then purified by column chromatography (Hexane: EA = 10: 1) to obtain Compound C (7.7 g, yield 52%).
(GC-Mass 이론치: 805.26 g/mol, GC-Mass 측정치: 805 g/mol)(GC-Mass theoretical value: 805.26 g / mol, GC-Mass measurement: 805 g / mol)
유기발광다이오드Organic light emitting diode
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드(도 8의 D)에서, 적색 발광 물질층이 정공 저지 물질 없이 호스트와 도펀트만을 포함하는 경우(비교예)와, 적색 발광 물질층이 호스트, 도펀트 및 정공 저지 물질(10wt%)을 포함하는 경우(실험예)의 발광 특성과 수명을 측정하였다.In the organic light emitting diode according to the second embodiment of the present invention (D of FIG. 8), when the red light emitting material layer contains only the host and the dopant without the hole blocking material (comparative example) And the hole blocking material (10 wt%) (experimental example) were measured.
[표1][Table 1]
표1에서 보여지는 바와 같이, 정공 저지 물질을 포함하는 실험예의 유기발광다이오드에서 색좌표와 수명이 개선되었다.As shown in Table 1, the color coordinates and lifetime of the organic light emitting diode of the experimental example including the hole blocking material were improved.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드의 적색 화소영역에서의 발광 스펙트럼을 보여주는 그래프인 도 9a와 도 9a의 "A" 부분 확대도인 도 9b를 참조하면, 적색 발광 물질층이 정공 저지 물질을 포함함으로써 적색 화소영역에서의 블루 피크이 사라졌음을 알 수 있다.Referring to FIG. 9A, which is a partial enlarged view of FIG. 9A and FIG. 9A, which is a graph showing the emission spectrum in the red pixel region of the organic light emitting diode according to the second embodiment of the present invention, By including the material, it can be seen that the blue peak in the red pixel region has disappeared.
또한, 표1과 도 10에서 보여지는 바와 같이, 적색 발광 물질층이 정공 저지 물질을 포함함으로써 유기발광다이오드의 수명이 증가하는데, 이는 전자와 정공의 결합 영역(recombination zone)이 적색 발광 물질층 내에 형성되기 때문이다.Also, as shown in Table 1 and FIG. 10, the lifetime of the organic light emitting diode increases because the red light emitting material layer includes the hole blocking material. This is because the recombination zone of electrons and holes is formed within the red light emitting material layer .
정공 저지 물질로서 화합물A, B, C 각각은 10wt% 첨가하여 적색 발광 물질층을 형성하고, 유기발광다이오드에서의 발광 특성을 측정하여 표2에 기재하였다.The red light emitting material layer was formed by adding 10 wt% of each of the compounds A, B, and C as the hole blocking material, and the luminescent characteristics in the organic light emitting diode were measured.
[표2][Table 2]
표2에서 보여지는 바와 같이, 적색 발광 물질층이 화합물A, B, C를 포함하는 경우 모두에서 색좌표가 개선되었음을 알 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that the color coordinates are improved in both cases where the red light emitting material layer contains the compounds A, B, and C.
정공 저지 물질로서 화합물B의 중량비를 변경하면서 적색 발광 물질층을 형성하고, 유기발광다이오드에서의 발광 특성을 측정하여 표3에 기재하였다.The red luminescent material layer was formed while changing the weight ratio of the compound B as the hole blocking material, and the luminescent characteristics in the organic light emitting diode were measured and are shown in Table 3.
[표3][Table 3]
표3에서 보여지는 바와 같이, 정공 저지 물질이 5~10%의 중량비를 갖는 경우 일정 범위의 구동 전압 상승 조건에서 색좌표가 크게 개선되었다.As shown in Table 3, when the hole blocking material had a weight ratio of 5 to 10%, the color coordinates were greatly improved under a driving voltage rising condition of a certain range.
다시 말해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드(D)에서는, 제 1 화소영역(적색 또는 녹색 화소영역)에 형성되는 제 1 발광 물질층(적색 또는 녹색 발광 물질층)이 정공 저지 물질을 포함하고, 제 2 화소영역(청색 화소영역)의 발광층인 제 2 발광 물질층(청색 발광 물질층)은 제 1 및 제 2 화소영역 전체에 대응하여 형성되며, 제2 화소영역에서의 발광 효율 및 수명 저하 없이 정공 저지 물질에 의해 제 1 화소영역에서의 표시 품질 저하 문제가 방지된다.In other words, in the organic light emitting diode D according to the second embodiment of the present invention, the first luminescent material layer (red or green luminescent material layer) formed in the first pixel region (red or green pixel region) And a second light emitting material layer (blue light emitting material layer) which is a light emitting layer of the second pixel region (blue pixel region) is formed corresponding to the entire first and second pixel regions, The problem of degradation of the display quality in the first pixel region is prevented by the hole blocking material without deteriorating the efficiency and the lifetime.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드 및 유기발광 표시장치에서는, 적색 및 녹색 발광 물질층이 정공 저지 물질을 포함하여 정공이 적색 및 녹색 화소영역에 위치하는 청색 발광 물질층으로 전달되는 것이 방지된다. 따라서, 적색 및 녹색 화소영역에서의 블루 발광에 의한 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.That is, in the organic light emitting diode and the OLED display according to the second embodiment of the present invention, the red and green luminescent material layers include a hole blocking material, and holes are transmitted to the blue luminescent material layer located in the red and green pixel regions . Therefore, deterioration of display quality due to blue light emission in the red and green pixel regions can be prevented.
또한, 청색 발광 물질층에는 정공 저지 물질이 포함되지 않기 때문에, 청색 발광 물질층에서의 발광 효율과 수명 저하 문제가 방지된다.In addition, since the hole blocking material is not included in the blue light emitting material layer, the problem of the luminous efficiency and life span in the blue light emitting material layer is prevented.
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that
110, 210: 제 1 전극
112, 212: 정공 주입층
114, 214: 정공 수송층
13: 유기발광층
122, 222: 적색 발광 물질층
124, 224: 녹색 발광 물질층
126, 226: 청색 발광 물질층
134, 234: 전자 수송층
132: 정공 저지층
140, 240: 제 2 전극
223: 정공 저지 물질
D: 유기발광다이오드
100: 유기발광 표시장치110, 210:
114, 214: hole transport layer 13: organic light emitting layer
122, 222: red
126, 226: blue light emitting
132: hole blocking
223: hole blocking material D: organic light emitting diode
100: organic light emitting display
Claims (10)
상기 제 1 및 제 2 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극 상부에 위치하는 정공 수송층과;
상기 제 1 화소영역에 대응하여 상기 정공 수송층 상에 위치하며 호스트, 도펀트 및 정공 저지 물질을 포함하는 제1 발광 물질층과;
상기 제 1 발광 물질층과, 상기 제 2 화소영역의 상기 정공 수송층 상에 위치하는 제 2 발광 물질층과;
상기 제 2 공통 발광층 상에 순차 적층되는 전자 수송층 및 제 2 전극을 포함하고,
상기 정공 저지 물질의 HOMO 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 HOMO 값보다 작고, 상기 정공 저지 물질의 LUMO 값은 상기 호스트 및 상기 도펀트의 LUMO 값보다 큰 유기발광다이오드.
A first electrode disposed on the substrate on which the first and second pixel regions are defined, the first electrode and the second pixel region;
A hole transport layer located above the first electrode corresponding to the first and second pixel regions;
A first light emitting material layer located on the hole transporting layer corresponding to the first pixel region and including a host, a dopant, and a hole blocking material;
A second light emitting material layer positioned on the hole transporting layer of the second pixel region;
And an electron transport layer and a second electrode sequentially deposited on the second common light emission layer,
Wherein a HOMO value of the hole blocking material is smaller than a HOMO value of the host and the dopant and a LUMO value of the hole blocking material is larger than a LUMO value of the host and the dopant.
상기 정공 저지 물질은 하기 화학식으로 표시되고, X1, X2, X3 각각은 탄소 또는 질소이고 X1, X2, X3 중 적어도 하나는 질소이며, Ar1, Ar2, Ar3 각각은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴에서 선택되며, Ar1, Ar2, Ar3 중 적어도 어느 하나는 디벤조퓨란 또는 카바졸인 유기발광다이오드.
The method according to claim 1,
Wherein each of X 1 , X 2 and X 3 is carbon or nitrogen, at least one of X 1 , X 2 and X 3 is nitrogen, each of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is a Substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl or substituted or unsubstituted C 5 to C 50 heteroaryl, and at least one of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is selected from dibenzofuran or carbazole Light emitting diode.
상기 제 1 및 제 2 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극 상부에 위치하는 정공 수송층과;
상기 제 1 화소영역에 대응하여 상기 정공 수송층 상에 위치하며 정공 저지 물질을 포함하는 제1 발광 물질층과;
상기 제 1 발광 물질층과, 상기 제 2 화소영역의 상기 정공 수송층 상에 위치하는 제 2 발광 물질층과;
상기 제 2 공통 발광층 상에 순차 적층되는 전자 수송층 및 제 2 전극을 포함하고,
상기 정공 저지 물질은 하기 화학식으로 표시되고, X1, X2, X3 각각은 탄소 또는 질소이고 X1, X2, X3 중 적어도 하나는 질소이며, Ar1, Ar2, Ar3 각각은 치환 또는 비치환된 C6~C60의 아릴 또는 치환 또는 비치환된 C5~C50의 헤테로아릴에서 선택되며, Ar1, Ar2, Ar3 중 적어도 어느 하나는 디벤조퓨란 또는 카바졸인 유기발광다이오드.
A first electrode disposed on the substrate on which the first and second pixel regions are defined, the first electrode and the second pixel region;
A hole transport layer located above the first electrode corresponding to the first and second pixel regions;
A first light emitting material layer disposed on the hole transporting layer and corresponding to the first pixel region and including a hole blocking material;
A second light emitting material layer positioned on the hole transporting layer of the second pixel region;
And an electron transport layer and a second electrode sequentially deposited on the second common light emission layer,
Wherein each of X 1 , X 2 and X 3 is carbon or nitrogen, at least one of X 1 , X 2 and X 3 is nitrogen, each of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is a Substituted or unsubstituted C 6 to C 60 aryl or substituted or unsubstituted C 5 to C 50 heteroaryl, and at least one of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is selected from dibenzofuran or carbazole Light emitting diode.
상기 정공 저지 물질은 하기 물질 중 하나인 유기발광다이오드.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the hole blocking material is one of the following materials.
상기 정공 저지 물질의 상기 HOMO 값은 -6.5~-5.5eV이고, 상기 정공 저지 물질의 상기 LUMO 값은 -3.0~-2.0eV인 유기발광다이오드.
The method according to claim 1,
Wherein the HOMO value of the hole blocking material is -6.5 to -5.5 eV and the LUMO value of the hole blocking material is -3.0 to -2.0 eV.
상기 정공 저지 물질은 상기 제 1 발광 물질층 내에서 농도 구배를 갖는 유기발광다이오드.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the hole blocking material has a concentration gradient in the first light emitting material layer.
상기 제 1 발광 물질층에서 상기 정공 저지 물질은 5~10%의 중량비를 갖는 유기발광다이오드.
The method according to claim 1 or 3,
And the hole blocking material in the first light emitting material layer has a weight ratio of 5 to 10%.
상기 기판 상부에 위치하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 유기발광다이오드와;
상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이에 위치하며 상기 유기발광다이오드에 연결되는 박막트랜지스터를 포함하는 유기발광 표시장치.
Claims [1]
The organic light emitting diode according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic light emitting diode is disposed on the substrate.
And a thin film transistor located between the substrate and the organic light emitting diode and connected to the organic light emitting diode.
상기 정공 저지 물질은 상기 제 1 발광 물질층 내에서 농도 구배를 갖는 유기발광 표시장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the hole blocking material has a concentration gradient in the first light emitting material layer.
상기 제 1 발광 물질층에서 상기 정공 저지 물질은 5~10%의 중량비를 갖는 유기발광 표시장치.9. The method of claim 8,
And the hole blocking material in the first light emitting material layer has a weight ratio of 5 to 10%.
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