KR20210147898A - 유기발광장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판과; 제 1 전극과; 상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극과; 안트라센 유도체인 제 1 호스트와 보론 유도체인 제 1 도펀트를 포함하고 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 발광 물질층과; 아민 유도체인 전자차단물질을 포함하고 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광물질층 사이에 위치하는 전자 차단층을 포함하며, 상기 제 1 호스트의 안트라센 코어는 중수소로 치환된 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광장치를 제공한다.
Description
본 발명은 유기발광장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 발광효율과 수명을 갖는 유기발광다이오드 및 유기발광장치에 관한 것이다.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 유기발광다이오드(organic light emitting diode: OLED)의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있다.
유기발광다이오드는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 발광물질층에 음극과 양극으로부터 전자와 정공이 주입되면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 낮은 전압에서 (10V이하) 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다.
유기발광다이오드는, 기판 상부에 형성되며 양극인 제 1 전극, 제 1 전극과 이격하며 마주하는 제 2 전극, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함한다.
예를 들어, 유기발광표시장치는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하고, 각 화소에 유기발광다이오드가 형성된다.
그런데, 청색 유기발광다이오드는 충분한 발광효율과 수명을 구현하지 못하고, 이에 따라 유기발광표시장치 역시 발광효율과 수명에서 한계를 갖게 된다.
본 발명은 종래 유기발광다이오드 및 유기발광장치에서의 낮은 발광효율과 짧은 수명 문제를 해결하고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 기판과; 제 1 전극과; 상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극과; 안트라센 유도체인 제 1 호스트와 보론 유도체인 제 1 도펀트를 포함하고 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 발광 물질층과; 전자차단물질을 포함하고 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광물질층 사이에 위치하는 전자 차단층을 포함하며 상기 기판 상에 위치하는 유기발광다이오드를 포함하고, 상기 제 1 호스트의 안트라센 코어는 중수소로 치환되며, 상기 제 1 도펀트는 하기 화학식1로 표시되고, R11 내지 R14 각각, R21 내지 R24 각각, R31 내지 R35 각각, R41 내지 R45 각각은 독립적으로 수소, 중수소, C1~C10의 알킬, C6~C30의 아릴, C12~C30의 아릴아미노기, C5~C30의 헤테로 아릴로 이루어지는 군에서 선택되며, R51은 치환되지 않거나 중수소와 C1~C10 알킬 중 적어도 하나로 치환된 C12~C30의 아릴아미노기 또는 비치환 또는 중수소로 치환된 C5~C30의 헤테로 아릴에서 선택되며, 상기 전자차단물질은 하기 화학식2로 표시되며, R1, R2, R4 각각은 독립적으로 단일환 아릴기 또는 다환아릴기에서 선택되고, R3는 단일환아릴렌기 또는 다환아릴렌기에서 선택되며, R1, R2, R3, R4 중 적어도 하나는 다환구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광장치를 제공한다.
[화학식1]
[화학식2]
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 제 1 호스트는 하기 화학식4로 표시되며, R1, R2 각각은 독립적으로 C6~C30의 아릴기 또는 C5~C30의 헤테로아릴기이고, L1, L2 각각은 C6~C30의 아릴렌기이며, x는 1 내지 8의 정수이고, y1, y2 각각은 0 또는 1의 정수인 것을 특징으로 한다.
[화학식4]
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드는 상기 제 2 전극과 상기 제 1 발광물질층 사이에 위치하는 정공 차단층을 더 포함하고, 상기 정공 차단층은 하기 화학식7의 제 1 정공차단물질과 하기 화학식8의 제 2 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식7]
[화학식8]
(화학식7에서, Y1 내지 Y5 각각은 독립적으로 CR1 또는 N이고 이중 하나 내지 셋은 N이며, R1은 독립적으로 수소 또는 C6~C30의 아릴기이고, L은 C6~C30의 알릴렌기이며, R2는 C6~C50의 아릴기 또는 C5~C50의 헤테로아릴기이고, R3는 C1~C10의 알킬기이거나 인접한 둘이 축합환을 이루며, a는 0 또는 1이고, b는 1 또는 2이며, c는 0 내지 4의 정수이고, 화학식8에서, Ar은 C10~C30의 아릴렌기이고, R81은 치환되지 않거나 C1-C10 알킬로 치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환되지 않거나 C1-C10 알킬로 치환된 C5-C30 헤테로 아릴기이고, R82 및 R83 각각은 독립적으로 수소, C1-C10 알킬 또는 C6-C30 아릴이다.)
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드는, 안트라센 유도체인 제 2 호스트와, 보론 유도체인 제 2 도펀트를 포함하고 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층과; 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층을 더 포함하고, 상기 제 2 호스트의 안트라센 코어는 중수소로 치환된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드는, 청색을 발광하고 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층과; 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 기판에는 적색화소, 녹색화소 및 청색화소가 정의되고, 상기 유기발광다이오드는 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색 화소에 대응되며, 상기 적색화소와 상기 녹색화소에 대응하여 상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 구비되는 색변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드는, 황록색을 발광하고 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 2 발광 물질층과 상기 제 3 발광 물질층 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드는, 적색과 녹색을 발광하고 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 2 발광 물질층과 상기 제 3 발광 물질층 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드는, 적색을 발광하는 제 1 층과 황록색을 발광하는 제 2 층을 포함하고 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 2 발광 물질층과 상기 제 3 발광 물질층 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 제 3 발광물질층은 녹색을 발광하는 제 3 층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 유기발광다이오드는, 황록색을 발광하고 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층과, 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광장치에 있어서, 상기 기판에는 적색화소, 녹색화소 및 청색화소가 정의되고, 상기 유기발광다이오드는 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색 화소에 대응되며, 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소에 대응하여 상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 구비되는 컬러필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광다이오드는, 코어가 중수소로 치환된 안트라센 유도체인 호스트와 보론 유도체인 도펀트를 포함하는 발광물질층과, 아민 유도체인 전자차단물질을 포함하는 전자차단층을 포함함으로써, 제조원가 상승을 최소화하면서 유기발광다이오드 및 유기발광장치의 발광효율과 수명이 향상된다.
또한, 유기발광다이오드의 정공 차단층이 아진 유도체인 정공차단물질과 벤즈이미다졸 유도체인 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 유기발광다이오드 및 유기발광장치의 수명이 더욱 향상된다.
또한, 보론 유도체가 중수소로 치환됨으로써, 유기발광다이오드 및 유기발광장치의 발광효율과 수명이 더욱 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 이중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 이중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 삼중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 이중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 이중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 삼중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 유기발광표시장치에는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL), 데이터 배선(DL) 및 파워 배선(PL)이 형성되고, 화소영역(P)에는, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst), 유기발광다이오드(D)가 형성된다. 화소영역(P)은 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 포함할 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되고, 구동 박막트랜지스터(Td) 및 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 파워 배선(PL) 사이에 연결된다. 유기발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결된다.
이러한 유기발광표시장치에서는, 게이트 배선(GL)에 인가된 게이트 신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터 배선(DL)에 인가된 데이터 신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 게이트 전극에 인가된 데이터 신호에 따라 턴-온 되며, 그 결과 데이터 신호에 비례하는 전류가 파워 배선(PL)으로부터 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 유기발광다이오드(D)로 흐르게 되고, 유기발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다.
이때, 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일 프레임(frame) 동안 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.
따라서, 유기발광 표시장치는 원하는 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유기발광표시장치(100)는 기판(110) 상에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 유기발광다이오드(D)를 포함한다. 예를 들어, 기판(110)에는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소가 정의되고, 유기발광다이오드(D)는 각 화소마다 위치한다. 즉, 적색, 녹색 및 청색 빛을 발광하는 유기발광다이오드(D)가 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 구비된다.
기판(110)은 유리기판, 또는 고분자 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone; PES), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate; PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene Terephthalate; PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
기판(110) 상에는 버퍼층(120)이 형성되고, 버퍼층(120) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(120)은 생략될 수 있다.
버퍼층(120) 상에는 반도체층(122)이 형성된다. 반도체층(122)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
반도체층(122)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 반도체층(122) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(122)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(122)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(122)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(122)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(122) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(124)이 형성된다. 게이트 절연막(124)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(124) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(130)이 반도체층(122)의 중앙에 대응하여 형성된다.
도 2에서는, 게이트 절연막(124)이 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(124)은 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
게이트 전극(130) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(132)이 형성된다. 층간 절연막(132)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(132)은 반도체층(122)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 게이트 전극(130)의 양측에 게이트 전극(130)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 게이트 절연막(124) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(124)이 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)은 층간 절연막(132) 내에만 형성될 수도 있다.
층간 절연막(132) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(140)과 드레인 전극(142)이 형성된다.
소스 전극(140)과 드레인 전극(142)은 게이트 전극(130)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(134, 136)을 통해 반도체층(122)의 양측과 접촉한다.
반도체층(122)과, 게이트전극(130), 소스 전극(140), 드레인전극(142)은 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(122)의 상부에 게이트 전극(130), 소스 전극(142) 및 드레인 전극(144)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)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.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
또한, 파워 배선이 데이터 배선 또는 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(142)을 노출하는 드레인 콘택홀(152)을 갖는 보호층(150)이 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
보호층(150) 상에는 드레인 콘택홀(152)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(142)에 연결되는 제 1 전극(160)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(160)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(160)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 인듐-주석-아연-산화물(indium-tin-zinc oxide; ITZO), 주석산화물(SnO), 아연산화물(ZnO), 인듐-구리-산화물(indium-copper-oxide; ICO) 및 알루미늄:산화아연(Al:ZnO; AZO)과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 표시패널(110)이 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 제 1 전극(160) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 보호층(150) 상에는 제 1 전극(160)의 가장자리를 덮는 뱅크층(166)이 형성된다. 뱅크층(166)은 화소영역에 대응하여 제 1 전극(160)의 중앙을 노출한다.
제 1 전극(160) 상에는 유기 발광층(162)이 형성된다. 유기 발광층(162)은 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 분리하여 위치한다. 후술하는 바와 같이, 청색 화소에서 유기 발광층(162)은 코어가 중수소로 치환된 안트라센 유도체(안트라센 화합물)인 호스트와 보론 유도체(보론 화합물)인 도펀트를 포함하는 발광물질층과, 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체인 전자차단물질을 포함하는 전자차단층을 포함하며, 이에 따라 청색 화소의 유기발광다이오드(D)의 발광효율과 수명이 향상된다.
또한, 유기 발광층(162)이 정공차단층을 더 포함하고 정공 차단층이 아진 유도체인 정공차단물질과 벤즈이미다졸 유도체인 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 유기발광다이오드 및 유기발광장치의 수명이 더욱 향상된다.
유기 발광층(162)이 형성된 기판(110) 상부로 제 2 전극(164)이 형성된다. 제 2 전극(164)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(164)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제 1 전극(160), 유기발광층(162) 및 제 2 전극(164)은 유기발광다이오드(D)를 이룬다.
제 2 전극(164) 상에는, 외부 수분이 유기발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 170)이 형성된다. 인캡슐레이션 필름(170)은 제 1 무기 절연층(172)과, 유기 절연층(174)과 제 2 무기 절연층(174)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 인캡슐레이션 기판(170)은 생략될 수 있다.
또한, 인캡슐레이션 필름(170) 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
또한, 인캡슐레이션 필름(170) 또는 편광판 상에 커버 윈도우(미도시)가 부착될 수 있다. 이때, 기판(110)과 커버 윈도우가 플렉서블 특성을 가져, 플렉서블 표시장치를 이룰 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드(D)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극(160, 164)과 이들 사이에 위치하는 유기 발광층(162)을 포함하며, 유기 발광층(162)은 제 1 및 제 2 전극(160, 164) 사이에 위치하는 발광 물질층(240)과, 제 1 전극(160)과 발광 물질층(240) 사이에 위치하는 전자 차단층(electron blocking layer, 230)과, 발광 물질층(240)과 제 2 전극(164) 사이에 위치하는 정공 차단층(hole blocking layer, 250)을 포함할 수 있다.
제 1 전극(160)은 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어져 양극으로 이용될 수 있다. 또한, 제 2 전극(164)은 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어 음극으로 이용될 수 있다.
유기 발광층(162)은 제 1 전극(160)과 전자 차단층(230) 사이에 위치하는 정공 수송층(hole transporting layer, 220)을 더 포함할 수 있다.
또한, 유기 발광층(162)은 제 1 전극(160)과 정공 수송층(220) 사이에 위치하는 정공 주입층(hole injection layer, 210)과, 제 2 전극(164)과 정공 차단층(250) 사이에 위치하는 전자 주입층(electron injection layer, 260)을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 유기발광다이오드(D)에서 정공 차단층(250)은 아진 유도체 또는 벤즈이미다졸 유도체인 정공 차단물질을 포함한다. 이러한 정공차단물질은 전자수송 특성을 가져 정공 수송층이 생략될 수 있고, 이에 따라 정공 차단층(250)은 전자 주입층(260) 또는 제 2 전극(164)과 직접 접촉할 수 있다. 이와 달리, 정공 차단층(250)과 전자 주입층(260) 사이에 전자 수송층이 위치할 수도 있다.
이때, 유기 발광층(162)의 발광 물질층(240)은 안트라센 유도체인 호스트(242), 보론 유도체인 도펀트(244)를 포함하고 청색을 발광한다. 이때, 안트라센 유도체의 안트라센 코어는 중수소로 치환된다. 또한, 보론 유도체에서 수소의 일부 또는 전부가 중수소로 치환될 수 있다.
즉, 발광 물질층(240)에서, 호스트(242)의 안트라센 코어는 중수소로 치환되고, 도펀트(244)는 중수소로 치환되지 않거나 수소의 일부 또는 전부가 중수소로 치환될 수 있다.
코어가 중수소로 치환된 안트라센 유도체인 호스트(242)는 하기 화학식1로 표시될 수 있다.
[화학식1]
화학식1에서, R1, R2 각각은 독립적으로 C6~C30의 아릴기 또는 C5~C30의 헤테로아릴기이고, R1 내지 R2는 서로 같거나 다를 수 있다. L1, L2 각각은 C6~C30의 아릴렌기이고, L1, L2는 서로 같거나 다를 수 있다. 또한, x는 1 내지 8의 정수이고, y1, y2 각각은 0 또는 1이다.
즉, 호스트(242)는 코어인 안트라센 모이어티가 중수소(D)에 의해 치환되고, 코어인 안트라센 모이어티를 제외한 치환기는 중소수로 치환되지 않는다.
예를 들어, R1, R2 각각은 독립적으로 페닐(phenyl), 나프틸(naphthyl), 플루오레닐(fluorenyl), 피리딜(pyridyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 디벤조퓨라닐(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐(dibenzothiophenyl), 페난스레닐(phenanthrenyl), 카바조일(carbazolyl), 카볼리닐(carbolinyl)중에서 선택될 수 있고, L1, L2 각각은 페닐렌 또는 나프틸렌일 수 있으며, x는 8일 수 있다.
호스트(242)는 하기 화학식2의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식2]
도펀트(244)는 하기 화학식3으로 표시될 수 있다.
[화학식3]
화학식3에서, R11 내지 R14 각각, R21 내지 R24 각각, R31 내지 R35 각각, R41 내지 R45 각각은 독립적으로 수소, 중수소, C1~C10의 알킬, C6~C30의 아릴, C12~C30의 아릴아미노기, C5~C30의 헤테로 아릴로 이루어지는 군에서 선택되고, R11 내지 R14, R21 내지 R24, R31 내지 R35, R41 내지 R45는 서로 같거나 다를 수 있다. R51는 치환되지 않거나 중수소와 C1~C10 알킬 중 적어도 하나로 치환된 C12~C30의 아릴아미노기 또는 비치환 또는 중수소로 치환된 C5~C30의 헤테로 아릴에서 선택된다.
도펀트(244)인 보론 유도체에서 보론과 두 질소에 연결된 벤젠 링에 치환되지 않거나 중수소와 C1~C10 알킬 중 적어도 하나로 치환된 C12~C30의 아릴아미노기 또는 비치환 또는 중수소로 치환된 C5~C30의 헤테로 아릴이 치환됨으로써, 발광다이오드(D)의 발광특성이 향상된다.
예를 들어, C1~C10의 알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸(아밀) 중 하나일 수 있다. 비환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴은 페닐, 나프틸 중 하나일 수 있으며, 중수소 또는 C1~C10의 알킬로 치환될 수 있다. 또한, C12~C30의 아릴아미노기는 디페닐아미노기, 페닐-바이페닐아미노기, 페닐-나프틸아미노기, 디나프틸아미노기 중 하나일 수 있고, C5~C30의 헤테로 아릴은 피리딜, 퀴놀리닐, 카바조일, 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐 중 하나일 수 있다. 이때, 아릴아미노기, 아릴, 알킬, 헤테로아릴은 중수소로 치환될 수도 있다.
보다 구체적으로, R11 내지 R14 각각, R21 내지 R24 각각, R31 내지 R35 각각, R41 내지 R45 각각은 독립적으로 수소, 중수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸(아밀)에서 선택될 수 있고, R51는 비치환 또는 중수소로 치환된 디페닐아미노기, 비치환 또는 중수소로 치환된 페닐-바이페닐아미노기, 비치환 또는 중수소로 치환된 페닐-나프틸아미노기, 비치환 또는 중수소로 치환된 바이페닐-나프틸아미노기, 비치환 또는 중수소로 치환된 카바조일에서 선택될 수 있다.
일 실시예에서, R11 내지 R14 중 하나, R21 내지 R24 중 하나, R31 내지 R35 중 하나, R41 내지 R45 중 하나는 터셔리-부틸(tert-butyl) 또는 터셔리-펜틸(tert-pentyl, tert-amyl)이고, R11 내지 R14 중 나머지, R21 내지 R24 중 나머지, R31 내지 R35 중 나머지, R41 내지 R45 중 나머지는 수소 또는 중수소이며, R51는 중수소로 치환된 디페닐아미노기일 수 있다. 이와 같은 화합물을 도펀트로 이용하는 경우, 발광효율과 색감이 향상된다.
화학식3에 표시된 도펀트(244)는 하기 화학식4의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식4]
본 발명의 유기발광다이오드(D)의 발광물질층(240)에서, 호스트(242)는 약 70 내지 99.9 중량%를 갖고, 도펀트(244)는 약 0.1 내지 30 중량%를 갖는다. 충분한 효율과 수명을 구현하기 위해, 도펀트(244)는 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%를 가질 수 있다.
정공주입층(210)은 제 1 전극(160)과 정공수송층(220) 사이에 위치하며, 무기물로 형성되는 제 1 전극(160)과 유기물로 형성되는 정공수송층(350) 사이의 계면 특성을 향상시킨다. 예를 들어, 정공주입층(210)은 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(4,4',4"-tris(3-methylphenylamino)triphenylamine; MTDATA), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐-아미노)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamine; NATA), 4,4',4"-트리스(N-(나프탈렌-1-일)-N-페닐-아미노)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-(naphthalene-1-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine; 1T-NATA), 4,4',4"-트리스(N-(나프탈렌-2-일)-N-페닐-아미노)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-(naphthalene-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine; 2T-NATA), 프탈로시아닌구리(copper phthalocyanine; CuPc), 트리스(4-카바조일-9일-페닐)아민(tris(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)amine; TCTA), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-바이페닐-4,4"-디아민(N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine; NPB; NPD), 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌헥사카보니트릴(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile; HAT-CN), 1,3,5-트리스[4-(디페닐아미노)페닐]벤젠(1,3,5-tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzene; TDAPB), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리스티렌 술포네이트(poly(3,4-ethylenedioxythiphene)polystyrene sulfonate; PEDOT/PSS), N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine), 하기 화학식12의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정공주입물질로 이루어질 수 있다.
[화학식 12]
이와 달리, 정공주입층(210)은 후술하는 정공 수송 물질에 전술한 정공 주입 물질이 도핑되어 이루어질 수 있다. 이 경우 정공 주입 물질은 대략 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%의 비율로 도핑될 수 있다. 유기발광다이오드(D)의 특성에 따라 정공주입층(210)은 생략될 수 있다.
정공수송층(220)은 정공주입층(210)과 발광물질층(240) 사이에 인접하여 위치한다. 예를 들어, 정공수송층(220)은 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine; TPD), NPB(NPD), 4,4'-비스(N-카바졸릴)-1,1'-바이페닐(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl; CBP), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-벤지딘](Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine]; Poly-TPD), 폴리[(9,9-디옥닐플루오레닐-2,7-디일)-co-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민))](Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))], TFB), 디-[4-(N,N-디-p-톨릴-아미노)페닐]사이클로헥산(Di-[4-(N,N-di-p-tolyl-amino)-phenyl]cyclohexane; TAPC), 3,5-디(9H-카바졸-9-일)-N,N-디페닐아닐린(3,5-Di(9H-carbazol-9-yl)-N,N-diphenylaniline; DCDPA), N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine), N-(바이페닐]-4-일)-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)바이페닐)-4-아민(N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amine), N-([1,1'-바이페닐]-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N-([1,1'-Biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine), N4,N4,N4',N4'-테트라([1,1'-바이페닐]-4-일)-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민(N4,N4,N4',N4'-tetra([1,1'-biphenyl]-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine), 하기 화학식 11로 표시되는 정공수송물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식11]
전자차단층(230)은 전자가 발광물질층(240)을 지나 제 1 전극(160)으로 이동하는 것을 방지한다. 전자 차단층(230)은 아민 유도체인 전자차단물질을 포함한다. 예를 들어, 전자 차단층(230)의 전자차단물질은 하기 화학식5로 표시될 수 있다.
[화학식5]
화학식5에서, R1, R2, R4 각각은 독립적으로 단일환 아릴기 또는 다환아릴기에서 선택되고, R3는 단일환 아릴렌기 또는 다환아릴렌기에서 선택되며, R1, R2, R3, R4 중 적어도 하나는 다환구조를 갖는다. 예를 들어, 중 R1, R2, R3, R4 중 적어도 둘이 다환구조를 가질 수 있다. 이때, 단일환아릴기(단일환 아릴렌기)는 페닐기(페닐렌기)이고, 다환아릴기(다환아릴렌기)는 C10~C13의 축합아릴기(축합아릴렌기)일 수 있다. 여기서 다환아릴기(다환아릴렌기)는 적어도 두개의 페닐기가 축합된 아릴기(아릴렌기)를 의미하며, 예를 들어 나프틸기(나프틸렌기), 안트라세닐기(안트라세닐렌기), 페난트레닐기(페난트레닐렌기) 또는 파이레닐기(파이레닐렌기)일 수 있다.
화학식5의 전자차단물질은 하기 화학식6의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식 6]
정공차단층(250)은 정공이 발광물질층(240)을 지나 제 2 전극(164)으로 이동하는 것을 방지한다. 정공 차단층(250)은 아진 유도체인 정공차단물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 정공 차단층(250)은 화학식7로 표시되는 아진 유도체(아진 화합물)인 정공차단물질을 포함할 수 있다.
[화학식 7]
화학식7에서, Y1 내지 Y5 각각은 독립적으로 CR1 또는 N이고 이중 하나 내지 셋은 N이다. 이때, R1은 독립적으로 수소 또는 C6~C30의 아릴기이다. 또한, L은 C6~C30의 알릴렌기이고, R2는 C6~C50의 아릴기 또는 C5~C50의 헤테로아릴기이며, R3는 C1~C10의 알킬기이거나 인접한 둘이 축합환을 이룬다. 또한, a는 0 또는 1이고, b는 1 또는 2이며, c는 0 내지 4의 정수이다.
예를 들어, 화학식7의 정공차단물질은 하기 화학식8의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식 8]
이와 달리, 정공 차단층(250)은 벤즈이미다졸 유도체(벤즈이미다졸 화합물)인 정공차단물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 정공 차단층(250)은 하기 화학식9로 표시되는 정공차단물질을 포함할 수 있다.
[화학식9]
화학식9에서, Ar은 C10~C30의 아릴렌기이고, R81은 치환되지 않거나 C1-C10 알킬로 치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환되지 않거나 C1-C10 알킬로 치환된 C5-C30 헤테로 아릴기이며, R82 및 R83 각각은 독립적으로 수소, C1-C10 알킬 또는 C6-C30 아릴이다.
예를 들어, Ar은 나프틸렌 또는 안트라세닐렌일 수 있고, R81은 벤즈이미다조일 또는 페닐일 수 있다. R82는 메틸기, 에틸기 또는 페닐기일 수 있고, R83은 수소, 메틸기, 또는 페닐기일 수 있다.
화학식9의 정공차단물질은 하기 화학식10으로 표시될 수 있다.
[화학식 10]
화학식 7 내지 10에 표시된 정공차단물질은 우수한 정공 차단 능력과 함께 우수한 전자 수송 특성을 갖는다. 따라서, 정공차단층(250)은 정공차단층 기능 외에 전자수송층 기능을 가질 수 있다.
한편, 유기발광다이오드(D)는 정공차단층(250)과 전자주입층(260) 사이에 전자수송층(미도시)을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 전자수송층의 전자수송물질은 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(tris-(8-hydroxyquinoline aluminum; Alq3), 2-바이페닐-4-일-5-(4-터셔리-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(2-biphenyl-4-yl-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole; PBD), 스파이로-PBD, 리튬 퀴놀레이트(lithium quinolate; Liq), 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene; TPBi), 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토-N1,O8)-(1,1'-바이페닐-4-올라토)알루미늄(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-biphenyl-4-olato)aluminum; BAlq), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Bphen), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(2,9-Bis(naphthalene-2-yl)4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; NBphen), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenathroline; BCP), 3-(4-바이페닐)-4-페닐-5-터르-부틸페닐-1,2,4-트리아졸(3-(4-Biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole; TAZ), 4-(나프탈렌-1-일)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole; NTAZ), 1,3,5-트리(p-피리드-3-일-페닐)벤젠(1,3,5-Tri(p-pyrid-3-yl-phenyl)benzene; TpPyPB), 2,4,6-트리스(3'-(피리딘-3-일)바이페닐-3-일)1,3,5-트리아진(2,4,6-Tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)1,3,5-triazine; TmPPPyTz), 폴리[(9,9-비스(3'-((N,N-디메틸)-N-에틸암모늄)-프로필)-2,7-플루오렌)-알트-2,7-(9,9-디옥틸플루오렌)](Poly[9,9-bis(3'-((N,N-dimethyl)-N-ethylammonium)-propyl)-2,7-fluorene]-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)]; PFNBr), 트리스(페닐퀴녹살린)(tris(phenylquinoxaline; TPQ), 디페닐-4-트리페닐실릴-페닐포스핀옥사이드(Diphenyl-4-triphenylsilyl-phenylphosphine oxide; TSPO1), 2-[4-(9,10-디-나프탈렌-2-일-안트라센-2-일)페닐)]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸(2-[4-(9,10-Di-2-naphthalen2-yl-2-anthracen-2-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazole; ZADN), 1,3-비스(9-페닐-1,10-페난트롤린-2-일)벤젠(1,3-bis(9-phenyl-1,10-phenathrolin-2-yl)benzene), 1,4-비스(2-페닐-1,10-페난트롤린-4-일)벤젠(1,4-bis(2-phenyl-1,10-phenanthrolin-4-yl)benzene; p-bPPhenB), 1,3-비스(2-페닐-1,10-페난트롤린)-4-일)벤젠(1,3-bis(2-phenyl-1,10-phenanthrolin-4-yl)benzene; m-bPPhenB) 중 하나일 수 있나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
전자주입층(260)은 정공차단층(250)과 제 2 전극(164) 사이에 위치한다. 예를 들어, 전자주입층(260)은 LiF, CsF, NaF, BaF2와 같은 알칼리 할라이드계 물질 및/또는 Liq(lithium quinolate), 리튬 벤조에이트(lithium benzoate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate)와 같은 유기금속계 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 전자주입층(260)은 Li, Na, K, Cs와 같은 알칼리 금속 및/또는 Mg, Sr, Ba, Ra와 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 유기발광다이오드(D)에서 발광물질층(240)은 안트라센 유도체인 호스트(242)와 보론 유도체인 도펀트(244)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어가 중수소로 치환됨으로써, 유기발광다이오드(D) 및 유기발광표시장치(100)는 발광효율, 수명, 제조원가에서 장점을 갖는다.
또한, 전자차단층(230)이 화학식5로 표시되는 전자차단물질을 포함함으로써, 유기발광다이오드(D) 및 유기발광표시장치(100)의 수명이 크게 증가한다.
또한, 정공차단층(250)이 화학식7 또는 화학식9로 표시되는 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 유기발광다이오드(D) 및 유기발광표시장치(100)의 수명이 더욱 증가한다.
[호스트의 합성]
1. Host1의 합성
(1) 중간체H-1
[반응식1-1]
Anthracene-D10(18.8g, 0.10mol) CCl4 solution에 anhydrous cupric bromide(45 g, 0.202 mol)을 넣어 반응시켰다. 해당 반응물을 N2 분위기에서, 가열하면서 12시간 동안 교반시켰다. 반응이 끝난 후 백색의 CuBr(Ⅰ) 물질을 필터로 제거하고, 여액을 35-nm Alumina 컬럼에 통과시켜 정제하였다. 진공상태에서, 컬럼을 통해 1차 정제한 반응액에서 용매를 제거하여 중간체H-1(9-bromoanthracene-D9)가 포함된 혼합물을 얻는다.
해당 혼합물은 중간체H-1, 반응 시작물 (anthracene-D10) 및 dibromo-byproduct가 포함된 혼합물이며, 해당 혼합물은 추가 정제 없이 다음 반응의 반응물로 사용하였다.
(2) 중간체H-2
[반응식1-2]
둥근바닥 플라스크에 중간체H-1 (2.66g, 0.01 mol)과 naphtalene-1-boronic acid (1.72g, 0.01 mol)을 넣고 톨루엔 용액(30mL)을 넣어 혼합 용액을 만들었다. 질소 분위기 하에서 혼합 용액을 교반시키면서 증류수(10mL)에 Na2CO3(2.12g)을 녹인 Na2CO3 수용액을 첨가하였다. 이후 촉매 Pd(PPh3)4(0.25g, 0.025 mmol)를 넣어준 후 교반시켰다. 반응 완료 후, 반응액을 메탄올 용액에 넣어 생성물을 침전시키고, 침전물을 여과하였다. 감압 필터에서, 물, 염화수소 수용액(농도 10%), 물, 메탄올을 순서대로 이용하여 침전물을 씻어주었다. 침전물을 정제하여 백색 분말인 중간체H-2를 얻었다. (2.6 g)
(3) 중간체H-3
[반응식1-3]
중간체H-2(2.8g, 8.75 mmol)을 dichloromethane(50mL)에 녹인 후, 용액에 Br2(1.4g, 8.75 mmol)을 넣고 상온(RT)에서 교반시켰다. 반응이 끝난 후 2M Na2S2O3 (10mL) 수용액을 반응물에 넣고 교반시켰다. 혼합층에서 유기물층을 분리한 뒤 유기물층을 10% 농도의 Na2CO3(10mL) 수용액과 증류수를 이용하여 세척하였다. 유기물층을 다시 분리한 후, MgSO4를 이용하여 유기물층 내 물을 제거하였다. 유기물층을 농축시킨 후 메탄올 과량을 부어 생성물을 석출하고 여과하여 중간체H-3을 얻었다. (3.3g)
(4) Host1
[반응식1-4]
중간체H-3(1.96g, 0.05 mol), naphtalene-2-boronic acid(1.02g, 0.06 mol)을 toluene(30mL)에 넣고 녹였다. 혼합용액을 N2 조건 하에서 교반하였다. 증류수(8mL)에 Na2CO3(1.90g)을 녹인 Na2CO3 수용액(1mL)을 혼합용액에 넣었다. 이후 Pd(PPh3)4(0.125g, 0.0125mmol)를 넣었다. 혼합용액을 가열시키면서 질소 분위기에서 반응시켰다. 반응 종료 후 유기층을 분리하고, 메탄올을 넣어서 백색의 고체 혼합물을 침전시켜 얻었다. chloroform:hexane (부피비=1:3) 전개용매(eluent)로 이용한 silica-gel column chromatography를 고체 혼합물을 정제하여 Host1을 얻었다. (2.30g)
2. Host2의 합성
[반응식2]
중간체H-3 (1.96g, 0.05 mol), 4-(naphthalene-2-yl)phenylboronic acid(1.49g, 0.06 mol)을 toluene (30mL)에 넣고 녹였다. 혼합용액을 N2 조건 하에서 교반하였다. 증류수(8mL)에 Na2CO3(1.90g)을 녹인 Na2CO3 수용액(1mL)을 혼합용액에 넣었다. Pd(PPh3)4(0.125g, 0.0125mmol)를 넣었다. 혼합용액을 가열시키면서 질소 분위기에서 반응시켰다. 반응 종료 후 유기층을 분리하고, 메탄올을 넣어서 백색의 고체 혼합물을 침전시켜 얻었다. chloroform:hexane (부피비=1:3) 전개용매(eluent)로 이용한 silica-gel column chromatography를 고체 혼합물을 정제하여 Host2를 얻었다. (2.30g)
3. Host3의 합성
(1) 중간체H-4
[반응식3-1]
둥근바닥 플라스크에 중간체H-1 (2.66g, 0.01 mole)과 phenylboronic acid (1.22g, 0.01 mole)을 넣고 톨루엔 용액(30mL)을 넣어 혼합 용액을 만들었다. 질소 분위기 하에서 혼합 용액을 교반시키면서 증류수(10mL)에 Na2CO3(2.12g)을 녹인 Na2CO3 수용액을 첨가하였다. 이후 촉매 Pd(PPh3)4(0.25g, 0.025 mmol)를 넣어준 후 교반시켰다. 반응 완료 후, 반응액을 메탄올 용액에 넣어 생성물을 침전시키고, 침전물을 여과하였다. 감압 필터에서, 물, 염화수소 수용액(농도 10%), 물, 메탄올을 순서대로 이용하여 침전물을 씻어주었다. 침전물을 정제하여 백색 분말인 중간체H-4를 얻었다. (2.4 g)
(2) 중간체H-5
[반응식3-2]
중간체H-4 (2.3g, 8.75 mmol)을 dichloromethane(50mL)에 녹인 후, 용액에 Br2(1.4g, 8.75 mmol)을 넣고 상온(RT)에서 교반시켰다. 반응이 끝난 후 2M Na2S2O3 (10mL) 수용액을 반응물에 넣고 교반시켰다. 혼합층에서 유기물층을 분리한 뒤 유기물층을 10% 농도의 Na2CO3(10mL) 수용액과 증류수를 이용하여 세척하였다. 유기물층을 분리한 후, MgSO4를 이용하여 유기물층 내 물을 제거하였다. 유기물층을 농축시킨 후 메탄올 과량을 부어 생성물을 석출하고 여과하여 중간체H-5를 얻었다. (2.7g)
(3) Host3
[반응식3-3]
중간체H-5 (1.3g, 0.05 mol), dibenzofuran-2-ylboronic acid (1.26g, 0.06 mol)을 toluene(30mL)에 넣고 녹였다. 혼합용액을 N2 조건 하에서 교반하였다. 증류수(8mL)에 Na2CO3(1.90g)을 녹인 Na2CO3 수용액(1mL)을 혼합용액에 넣었다. Pd(PPh3)4(0.125g, 0.0125mmol)를 넣었다. 혼합용액을 가열시키면서 질소 분위기에서 반응시켰다. 반응 종료 후 유기층을 분리하고, 메탄올을 넣어서 백색의 고체 혼합물을 침전시켜 얻었다. chloroform:hexane (부피비=1:3) 전개용매(eluent)로 이용한 silica-gel column chromatography를 고체 혼합물을 정제하여 Host3을 얻었다. (2.30g)
4. Host4의 합성
[반응식4]
중간체H-5 (1.3g, 0.05 mol), 4-(2-dibenzofuranyl)phenylboronic acid (1.74g, 0.06 mol)을 toluene(30mL)에 넣고 녹였다. 혼합용액을 N2 조건 하에서 교반하였다. 증류수(8mL)에 Na2CO3(1.90g)을 녹인 Na2CO3 수용액(1mL)을 혼합용액에 넣었다. 이후 Pd(PPh3)4(0.125g, 0.0125mmol)를 넣었다. 혼합용액을 가열시키면서 질소 분위기에서 반응시켰다. 반응 종료 후 유기층을 분리하고, 메탄올을 넣어서 백색의 고체 혼합물을 침전시켜 얻었다. chloroform:hexane (부피비=1:3) 전개용매(eluent)로 이용한 silica-gel column chromatography를 고체 혼합물을 정제하여 Host4를 얻었다. (2.30g)
[도펀트의 합성]
1. Dopant3-1의 합성
(1) 중간체I-7
[반응식5-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-H (10.0 g), bis(4-t-butylphenyl)amine (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액(reaction solution)에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층(organic layer)를 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-7를 얻었다. (16.0 g)
(2) Dopant3-1
[반응식5-2]
질소, 0
조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-7 (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwise). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70
로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50
로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0
로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100
로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 조생성물을 헵탄(heptane)으로 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant3-1를 얻었다. (8.5 g)
2. Dopant3-2의 합성
(1) 중간체I-U
[반응식6-1]
질소 조건 하에서, 3,4,5-trichloroaniline (12.0 g), bromobenzene-D5 (30.0 g), 팔라듐 촉매인 dichlorobis[(di-t-butyl(4-dimethylaminophenyl)phosphino)palladium] (Pd-132, 0.43 g), sodium-t-butoxide (NaOtBu, 14.7 g), xylene (200 ml)를 플라스크에 넣고 120
에서 3시간동안 가열하였다. 반응 후, 물, ethyl acetate를 반응 용액에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔과 헵탄(부피비=1:1)을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-U를 얻었다. (15.0 g)
(2) 중간체I-V
[반응식6-2]
질소 조건 하에서, 중간체I-U (15.0 g), bis(4-t-butylphenyl)amine (25.9 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.48 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.86 g), sodium-t-butoxide (10.0 g), xylene (130 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액(reaction solution)에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층(organic layer)을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-V를 얻었다. (23.0 g)
(3) Dopant3-2
[반응식6-3]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (33.5 ml)을 중간체I-V (23.0 g)와 t-butylbenzene (250 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwise). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 60℃로 상승시키고 1 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (13.6 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine ( EtNiPr2, 7.0 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 ice-bath에서 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 chlorobenzene을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 환류하는 헵탄과 환류하는 ethyl acetate를 이용하여 조생성물을 세척하고 chlorobenzene으로 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant3-2를 얻었다. (12.9 g)
3. Dopant3-3의 합성
(1) 중간체I-H
[반응식7-1]
질소 조건 하에서, 3,4,5-trichloroaniline (15.0 g), iodobenzene (46.7 g), 팔라듐 촉매인 dichlorobis[(di-t-butyl(4-dimethylaminophenyl)phosphino)palladium] (Pd-132, 0.54 g), sodium-t-butoxide (NaOtBu, 18.3 g), xylene (150 ml)를 플라스크에 넣고 120
에서 2시간동안 가열하였다. 반응 후, 물, ethyl acetate를 반응 용액에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-H를 얻었다. (49.7 g)
(2) 중간체I-I
[반응식7-2]
질소 조건 하에서, 중간체I-H (10.0 g), 중간체I-E (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액(reaction solution)에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-I를 얻었다. (16.0 g)
(3) Dopant3-3
[반응식7-3]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-I (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwise). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 헵탄을 이용하여 조생성물을 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant3-3를 얻었다. (8.5 g)
4. Dopant3-4의 합성
[반응식8]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-I (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwise). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 헵탄을 이용하여 조생성물을 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant3-4를 얻었다. (0.5 g)
5. Dopant3-5의 합성
(1) 중간체I-W
[반응식9-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-R (10.7 g), 중간체I-U (6.0 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.58 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.82 g), sodium-t-butoxide (4.0 g), xylene (60 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1.5시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액(reaction solution)에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층(organic layer)를 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)하였다. 얻어진 고체를 냉각된 헵탄으로 세척하여 중간체I-W를 얻었다. (9.4 g)
(2) Dopant3-5
[반응식9-2]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (13.8 ml)을 중간체I-W (8.6 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 60℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (5.4 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 2.8 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 ice-bath에서 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 1 시간동안 교반하였다. 황색 부유물(yellow suspension)을 여과하고, 메탄올과 순수(pure water)를 이용하여 침전물을 두번 세척하고 메탄올을 이용하여 다시 세척하였다. 황색 결정(yellow crystal)을 chlorobenzene에 가열하면서 용해시키고, 가열된 chlorobenzene을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 조생성물에 헵탄을 첨가하여 여과하고, 결정을 헵탄으로 세척함으로써 Dopant3-5를 얻었다. (5.9 g)
6. Dopant6-1의 합성
(1) 중간체I-8
[반응식10-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-H (10.0 g), bis(4-t-amylphenyl)amine (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액(reaction solution)에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층(organic layer)를 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-8를 얻었다. (16.0 g)
(2) Dopant6-1
[반응식10-2]
질소, 0
조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-8 (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70
로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50
로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0
로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100
로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 조생성물을 헵탄(heptane)으로 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant6-1를 얻었다. (8.5 g)
7. Dopant6-2의 합성
(1) 중간체I-X
[반응식11-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-U (15.0 g), bis(4-t-amylphenyl)amine (26.0 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.48 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.86 g), sodium-t-butoxide (10.0 g), xylene (130 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-X를 얻었다. (23.0 g)
(2) Dopant6-2
[반응식11-2]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (33.5 ml)을 중간체I-X (23.0 g)와 t-butylbenzene (250 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 60℃로 상승시키고 1 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (13.6 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 7.0 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 ice-bath에서 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 chlorobenzene을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 환류하는 헵탄과 환류하는 ethyl acetate를 이용하여 조생성물을 세척하고 chlorobenzene으로 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant6-2를 얻었다. (12.9 g)
8. Dopant6-3의 합성
(1) 중간체I-K
[반응식12-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-H (10.0 g), 중간체I-J (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-K를 얻었다. (16.0 g)
(2) Dopant6-3
[반응식12-2]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-K (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 헵탄을 이용하여 조생성물을 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant6-3를 얻었다. (8.5 g)
9. Dopant6-4의 합성
[반응식13]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-K (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 헵탄을 이용하여 조생성물을 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant6-4를 얻었다. (0.5 g)
10. Dopant6-5의 합성
(1) 중간체I-Z
[반응식14-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-U (10.7 g), 중간체I-Y (6.0 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.58 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.82 g), sodium-t-butoxide (4.0 g), xylene (60 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1.5시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액(reaction solution)에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제하였다. 얻어진 고체를 냉각된 헵탄으로 세척하여 중간체I-Z를 얻었다. (9.4 g)
(2) Dopant6-5
[반응식14-2]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (13.8 ml)을 중간체I-Z (8.6 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 60℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (5.4 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 2.8 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 ice-bath에서 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 1 시간동안 교반하였다. 황색 부유물(yellow suspension)을 여과하고, 메탄올과 순수(pure water)를 이용하여 침전물을 두번 세척하고 메탄올을 이용하여 다시 세척하였다. 황색 결정(yellow crystal)을 chlorobenzene에 가열하면서 용해시키고, 가열된 chlorobenzene을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 조생성물에 헵탄을 첨가하여 여과하고, 결정을 헵탄으로 세척함으로써 Dopant6-5를 얻었다. (6.1 g)
11. Dopant5-1의 합성
(1) 중간체I-10
[반응식15-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-9 (10.0 g), bis(4-t-butylphenyl)amine (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-10을 얻었다. (16.1 g)
(2) Dopant5-1
[반응식15-2]
질소, 0
조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-10 (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70
로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50
로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0
로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100
로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 조생성물을 헵탄(heptane)으로 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant5-1를 얻었다. (8.0 g)
12. Dopant5-2의 합성
(1) 중간체I-12
[반응식16-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-11 (10.0 g), bis(4-t-butylphenyl)amine (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-12를 얻었다. (16.0 g)
(2) Dopant5-2
[반응식16-2]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-12 (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 조생성물을 헵탄(heptane)으로 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant5-2를 얻었다. (8.5 g)
13. Dopant5-3
(1) 중간체I-13
[반응식17-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-9 (10.0 g), 중간체I-E (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다. 다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-13을 얻었다. (16.5 g)
(2) Dopant5-3
[반응식17-2]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-13 (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 헵탄을 이용하여 조생성물을 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant5-3를 얻었다. (8.5 g)
14. Dopant5-4의 합성
[반응식18]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-13 (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 헵탄을 이용하여 조생성물을 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant5-4를 얻었다. (0.5 g)
15. Dopant5-5의 합성
(1) 중간체I-14
[반응식19-1]
질소 조건 하에서, 중간체I-11 (10.0 g), 중간체I-R (19.5 g), bis(dibenzylideneacetone)palladium (Pd(dba)2, 0.33 g), 2-dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (SPhos, 0.59 g), sodium-t-butoxide (6.9 g), xylene (80 ml)을 플라스크에 넣고 100℃에서 1시간동안 가열하였다. 반응 후, 물과 톨루엔을 반응 용액(reaction solution)에 첨가하고 교반하였다. 이후, 유기층을 분리하고 물로 세척하였다.
다음, 유기층을 농축하여 조생성물(crude product)를 얻었다. 톨루엔을 전개용매로 이용한 silica-gel short pass column chromatography를 통해 조생성물을 정제(purify)함으로써 중간체I-14를 얻었다. (17.5 g)
(2) Dopant5-5
[반응식19-2]
질소, 0℃ 조건 하에서, 1.62 M t-butyllithium pentane solution (22.1 ml)을 중간체I-14 (16.0 g)와 t-butylbenzene (100 ml)이 들어있는 플라스크에 떨어뜨렸다(dropwisly added). t-butyllithium pentane solution의 첨가(dropwise) 완료 후, 혼합물의 온도를 70℃로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. t-butylbenzene보다 낮은 끓는 점을 갖는 성분들을 감압증류하였다. 잔존물(residue)을 -50℃로 냉각시키고 boron tribromide (9.0 g)을 첨가하였다. 혼합물의 온도를 상온으로 상승시키고 0.5 시간동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 다시 0℃로 냉각하고 N, N-diisopropylethylamine (EtNiPr2, 4.6 g)을 첨가하였다. 발열(heat generation)이 멈출때까지 혼합물을 상온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물의 온도를 100℃로 상승시키고 1 시간동안 가열하면서 교반하였다. 반응 용액을 상온으로 냉각시키고 냉각된 sodium acetate 수용액과 ethyl acetate를 첨가한 후, 혼합물을 분획했다(partitioned). 유기층을 농축하고 가열된 톨루엔을 전개용매로 이용하는 silica-gel short pass column chromatography를 통해 정제하여 조생성물을 얻었다. 헵탄을 이용하여 조생성물을 재침전(reprecipitage)시켜 Dopant5-5를 얻었다. (10.0 g)
[유기발광다이오드]
양극(ITO, 0.5mm), 정공주입층(화학식11(97wt%)+화학식12(3wt%), 100Å), 정공수송층(화학식11, 1000Å), 전자차단층(100Å), 발광물질층(호스트(98wt%)+도펀트(2wt%), 200Å), 정공차단층(100Å), 전자주입층(화학식13(98wt%)+Li(2wt%), 200Å), 음극(Al, 500Å)을 순차 적층하고 UV 경화 에폭시 및 수분 게터를 이용하여 인캡슐레이션막을 형성함으로써 유기발광다이오드를 제작하였다.
[화학식11]
[화학식12]
[화학식13]
1. 비교예
(1) 비교예1 내지 비교예3 (Ref1~Ref3)
화학식6의 화합물E1을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant3-1을 이용하고 호스트로 하기 화학식14의 화합물Host1-1을 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
(2) 비교예4 내지 비교예6 (Ref4~Ref6)
화학식6의 화합물E1을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant3-1을 이용하고 호스트로 하기 화학식14의 화합물Host1-2를 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
(3) 비교예7 내지 비교예9 (Ref7~Ref9)
NPB (N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-dipehnyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant3-1을 이용하고 호스트로 하기 화학식2의 화합물Host1을 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
(4) 비교예10 내지 비교예12 (Ref10~Ref12)
화학식6의 화합물E1을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant3-1을 이용하고 호스트로 하기 화학식14의 화합물Host1-3을 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
(5) 비교예13 내지 비교예15 (Ref13~Ref15)
화학식6의 화합물E1을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant3-1을 이용하고 호스트로 하기 화학식14의 화합물Host1-4을 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
2. 실험예1 내지 실험예3 (Ex1~Ex3)
화학식6의 화합물E1을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant3-1을 이용하고 호스트로 화학식2의 화합물Host1을 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
[화학식14]
비교예1 내지 비교예15, 실험예1 내지 실험예3에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표1에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref1 | 3.72 | 4.62 | 0.141 | 0.061 | 61 |
| Ref2 | 3.66 | 5.04 | 0.141 | 0.063 | 79 |
| Ref3 | 3.70 | 4.88 | 0.141 | 0.062 | 101 |
| Ref4 | 3.71 | 4.31 | 0.141 | 0.062 | 62 |
| Ref5 | 3.68 | 4.58 | 0.140 | 0.059 | 78 |
| Ref6 | 3.72 | 4.49 | 0.140 | 0.061 | 98 |
| Ref7 | 3.74 | 2.42 | 0.141 | 0.064 | 40 |
| Ref8 | 3.69 | 2.70 | 0.140 | 0.062 | 42 |
| Ref9 | 3.70 | 2.34 | 0.141 | 0.063 | 45 |
| Ex1 | 3.70 | 4.40 | 0.140 | 0.064 | 84 |
| Ex2 | 3.69 | 4.65 | 0.141 | 0.058 | 105 |
| Ex3 | 3.71 | 4.43 | 0.141 | 0.06 | 134 |
| Ref10 | 3.72 | 4.32 | 0.140 | 0.061 | 59 |
| Ref11 | 3.66 | 4.52 | 0.141 | 0.058 | 90 |
| Ref12 | 3.69 | 4.47 | 0.140 | 0.059 | 99 |
| Ref13 | 3.73 | 4.41 | 0.141 | 0.059 | 79 |
| Ref14 | 3.70 | 4.68 | 0.140 | 0.06 | 130 |
| Ref15 | 3.71 | 4.46 | 0.141 | 0.06 | 152 |
표1에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref13~Ref15, Ex1~Ex3)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref13~Ref15)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex1~Ex3)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다. 즉, 중수소에 의한 제조원가 상승을 최소화하면서, 유기발광다이오드의 충분한 수명이 확보된다.
또한, 비교예7 내지 비교예9의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex1~Ex3)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예1의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex2~Ex3)의 수명이 더욱 증가한다.
3. 비교예16 내지 비교예30 (Ref16~Ref30)
비교예1 내지 비교예15에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-2를 이용하였다.
4. 실험예4 내지 실험예6 (Ex4~Ex6)
실험예1 내지 실험예3에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-2를 이용하였다.
비교예16 내지 비교예30, 실험예4 내지 실험예6에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표2에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref16 | 3.70 | 4.33 | 0.140 | 0.059 | 61 |
| Ref17 | 3.66 | 4.49 | 0.141 | 0.06 | 84 |
| Ref18 | 3.71 | 4.48 | 0.140 | 0.06 | 96 |
| Ref19 | 3.69 | 4.39 | 0.141 | 0.059 | 61 |
| Ref20 | 3.70 | 4.54 | 0.141 | 0.059 | 80 |
| Ref21 | 3.72 | 4.45 | 0.141 | 0.059 | 99 |
| Ref22 | 3.70 | 2.06 | 0.141 | 0.06 | 31 |
| Ref23 | 3.68 | 2.16 | 0.140 | 0.06 | 34 |
| Ref24 | 3.71 | 2.06 | 0.141 | 0.059 | 37 |
| Ex4 | 3.71 | 4.31 | 0.140 | 0.06 | 84 |
| Ex5 | 3.67 | 4.45 | 0.141 | 0.059 | 116 |
| Ex6 | 3.68 | 4.48 | 0.141 | 0.06 | 130 |
| Ref25 | 3.73 | 4.38 | 0.141 | 0.06 | 62 |
| Ref26 | 3.70 | 4.57 | 0.140 | 0.059 | 83 |
| Ref27 | 3.71 | 4.43 | 0.141 | 0.059 | 103 |
| Ref28 | 3.70 | 4.33 | 0.140 | 0.06 | 94 |
| Ref29 | 3.66 | 4.45 | 0.140 | 0.06 | 134 |
| Ref30 | 3.71 | 4.48 | 0.141 | 0.059 | 147 |
표2에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref28~Ref30, Ex4~Ex6)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref28~Ref30)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex4~Ex6)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예22 내지 비교예24의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex4~Ex6)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예4의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex5~Ex6)의 수명이 더욱 증가한다.
5. 비교예31 내지 비교예45 (Ref31~Ref45)
비교예1 내지 비교예15에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-3을 이용하였다.
6. 실험예7 내지 실험예9 (Ex7~Ex9)
실험예1 내지 실험예3에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-3을 이용하였다.
비교예31 내지 비교예45, 실험예7 내지 실험예9에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표3에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref31 | 3.68 | 4.42 | 0.141 | 0.059 | 56 |
| Ref32 | 3.68 | 4.61 | 0.141 | 0.059 | 86 |
| Ref33 | 3.71 | 4.47 | 0.140 | 0.061 | 101 |
| Ref34 | 3.72 | 4.30 | 0.141 | 0.059 | 60 |
| Ref35 | 3.67 | 4.43 | 0.142 | 0.06 | 91 |
| Ref36 | 3.69 | 4.47 | 0.141 | 0.059 | 100 |
| Ref37 | 3.70 | 2.08 | 0.141 | 0.06 | 30 |
| Ref38 | 3.67 | 2.31 | 0.140 | 0.06 | 32 |
| Ref39 | 3.68 | 2.08 | 0.141 | 0.059 | 39 |
| Ex7 | 3.72 | 4.40 | 0.140 | 0.061 | 71 |
| Ex8 | 3.68 | 4.57 | 0.140 | 0.059 | 105 |
| Ex9 | 3.70 | 4.45 | 0.141 | 0.06 | 136 |
| Ref40 | 3.71 | 4.33 | 0.140 | 0.06 | 62 |
| Ref41 | 3.68 | 4.49 | 0.140 | 0.06 | 89 |
| Ref42 | 3.72 | 4.47 | 0.141 | 0.059 | 99 |
| Ref43 | 3.69 | 4.39 | 0.140 | 0.059 | 97 |
| Ref44 | 3.69 | 4.68 | 0.140 | 0.06 | 128 |
| Ref45 | 3.72 | 4.44 | 0.141 | 0.059 | 154 |
표3에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref43~Ref45, Ex7~Ex9)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref43~Ref45)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex7~Ex9)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예37 내지 비교예39의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex7~Ex9)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예7의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex8~Ex9)의 수명이 더욱 증가한다.
7. 비교예46 내지 비교예60 (Ref46~Ref60)
비교예1 내지 비교예15에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-4를 이용하였다.
8. 실험예10 내지 실험예12 (Ex10~Ex12)
실험예1 내지 실험예3에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-4를 이용하였다.
비교예46 내지 비교예60, 실험예10 내지 실험예12에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표4에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref46 | 3.71 | 4.32 | 0.141 | 0.06 | 59 |
| Ref47 | 3.66 | 4.49 | 0.140 | 0.059 | 89 |
| Ref48 | 3.68 | 4.49 | 0.141 | 0.06 | 98 |
| Ref49 | 3.73 | 4.38 | 0.140 | 0.059 | 58 |
| Ref50 | 3.67 | 4.57 | 0.141 | 0.06 | 88 |
| Ref51 | 3.71 | 4.43 | 0.141 | 0.059 | 103 |
| Ref52 | 3.69 | 2.20 | 0.141 | 0.059 | 30 |
| Ref53 | 3.69 | 2.30 | 0.140 | 0.06 | 34 |
| Ref54 | 3.72 | 2.23 | 0.141 | 0.06 | 39 |
| Ex10 | 3.72 | 4.33 | 0.140 | 0.059 | 69 |
| Ex11 | 3.68 | 4.47 | 0.140 | 0.059 | 113 |
| Ex12 | 3.72 | 4.47 | 0.141 | 0.06 | 132 |
| Ref55 | 3.67 | 4.41 | 0.141 | 0.059 | 60 |
| Ref56 | 3.68 | 4.57 | 0.140 | 0.059 | 89 |
| Ref57 | 3.71 | 4.44 | 0.141 | 0.06 | 104 |
| Ref58 | 3.73 | 4.35 | 0.141 | 0.06 | 94 |
| Ref59 | 3.65 | 4.45 | 0.140 | 0.061 | 129 |
| Ref60 | 3.67 | 4.51 | 0.141 | 0.06 | 147 |
표4에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref58~Ref60, Ex10~Ex12)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref58~Ref60)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex10~Ex12)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예52 내지 비교예54의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex10~Ex12)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예10의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex11~Ex12)의 수명이 더욱 증가한다.
9. 비교예61 내지 비교예75 (Ref61~Ref75)
비교예1 내지 비교예15에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-5를 이용하였다.
10. 실험예13 내지 실험예15 (Ex13~Ex15)
실험예1 내지 실험예3에서 도펀트로서 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-5를 이용하였다.
비교예61 내지 비교예75, 실험예13 내지 실험예15에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표5에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref61 | 3.74 | 4.42 | 0.141 | 0.061 | 102 |
| Ref62 | 3.69 | 4.58 | 0.141 | 0.06 | 130 |
| Ref63 | 3.71 | 4.45 | 0.141 | 0.061 | 155 |
| Ref64 | 3.73 | 4.35 | 0.140 | 0.062 | 98 |
| Ref65 | 3.67 | 4.48 | 0.140 | 0.059 | 132 |
| Ref66 | 3.71 | 4.48 | 0.141 | 0.06 | 148 |
| Ref67 | 3.74 | 2.15 | 0.141 | 0.059 | 51 |
| Ref68 | 3.68 | 2.33 | 0.140 | 0.061 | 50 |
| Ref69 | 3.72 | 2.16 | 0.141 | 0.061 | 64 |
| Ex13 | 3.69 | 4.46 | 0.142 | 0.059 | 110 |
| Ex14 | 3.70 | 4.65 | 0.140 | 0.062 | 177 |
| Ex15 | 3.71 | 4.47 | 0.141 | 0.061 | 210 |
| Ref70 | 3.72 | 4.30 | 0.141 | 0.06 | 102 |
| Ref71 | 3.65 | 4.41 | 0.141 | 0.06 | 133 |
| Ref72 | 3.66 | 4.46 | 0.141 | 0.06 | 147 |
| Ref73 | 3.74 | 4.41 | 0.140 | 0.061 | 121 |
| Ref74 | 3.67 | 4.65 | 0.141 | 0.06 | 201 |
| Ref75 | 3.71 | 4.47 | 0.140 | 0.059 | 235 |
표5에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref73~Ref75, Ex13~Ex15)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref73~Ref75)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex13~Ex15)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예67 내지 비교예69의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex13~Ex15)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예13의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex14~Ex15)의 수명이 더욱 증가한다.
또한, 유기발광층이 수소 전부가 중수소로 치환된 도펀트(Dopant3-5)를 포함하는 경우, 유기발광다이오드의 수명이 크게 증가한다.
11. 비교예76 내지 비교예90 (Ref76~Ref90)
비교예1 내지 비교예15에서 호스트로서 화합물Host1-1, 화합물Host1-2, 화합물Host1, 화합물Host1-3, 화합물Host1-4 대신에 하기 화학식15의 화합물Host2-1, 하기 화학식15의 화합물Host2-2, 화학식2의 화합물Host2, 하기 화학식15의 화합물Host2-3, 하기 화학식15의 화합물Host2-4를 이용하였다.
12. 실험예16 내지 실험예18 (Ex16~Ex18)
실험예1 내지 실험예3에서 호스트로서 화합물Host1 대신에 화학식2의 화합물Host2를 이용하였다.
[화학식15]
비교예76 내지 비교예90, 실험예16 내지 실험예18에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표6에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref76 | 3.73 | 4.46 | 0.142 | 0.061 | 62 |
| Ref77 | 3.67 | 4.66 | 0.140 | 0.059 | 83 |
| Ref78 | 3.70 | 4.46 | 0.141 | 0.060 | 98 |
| Ref79 | 3.71 | 4.36 | 0.142 | 0.060 | 62 |
| Ref80 | 3.68 | 4.50 | 0.140 | 0.062 | 81 |
| Ref81 | 3.70 | 4.49 | 0.141 | 0.061 | 103 |
| Ref82 | 3.76 | 2.15 | 0.141 | 0.059 | 36 |
| Ref83 | 3.68 | 2.35 | 0.140 | 0.061 | 39 |
| Ref84 | 3.71 | 2.14 | 0.141 | 0.062 | 46 |
| Ex16 | 3.70 | 4.46 | 0.142 | 0.059 | 84 |
| Ex17 | 3.70 | 4.61 | 0.140 | 0.062 | 110 |
| Ex18 | 3.71 | 4.47 | 0.141 | 0.060 | 134 |
| Ref85 | 3.71 | 4.32 | 0.141 | 0.059 | 62 |
| Ref86 | 3.66 | 4.53 | 0.140 | 0.059 | 92 |
| Ref87 | 3.66 | 4.46 | 0.141 | 0.060 | 104 |
| Ref88 | 3.75 | 4.43 | 0.140 | 0.059 | 77 |
| Ref89 | 3.68 | 4.61 | 0.140 | 0.061 | 134 |
| Ref90 | 3.71 | 4.45 | 0.141 | 0.060 | 146 |
표6에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref88~Ref90, Ex16~Ex18)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref88~Ref90)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex16~Ex18)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예82 내지 비교예84의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex16~Ex18)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예16의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex17~Ex18)의 수명이 더욱 증가한다.
13. 비교예91 내지 비교예105 (Ref91~Ref105)
비교예16 내지 비교예30에서 호스트로서 화합물Host1-1, 화합물Host1-2, 화합물Host1, 화합물Host1-3, 화합물Host1-4 대신에 화학식15의 화합물Host2-1, 화학식15의 화합물Host2-2, 화학식2의 화합물Host2, 화학식15의 화합물Host2-3, 화학식15의 화합물Host2-4를 이용하였다.
14. 실험예19 내지 실험예21 (Ex19~Ex21)
실험예4 내지 실험예6에서 호스트로서 화합물Host1 대신에 화학식2의 화합물Host2를 이용하였다.
비교예91 내지 비교예105, 실험예19 내지 실험예21에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표7에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref91 | 3.71 | 4.34 | 0.141 | 0.062 | 54 |
| Ref92 | 3.69 | 4.45 | 0.140 | 0.059 | 85 |
| Ref93 | 3.72 | 4.49 | 0.140 | 0.061 | 101 |
| Ref94 | 3.71 | 4.42 | 0.140 | 0.060 | 59 |
| Ref95 | 3.69 | 4.61 | 0.141 | 0.061 | 83 |
| Ref96 | 3.71 | 4.44 | 0.141 | 0.060 | 96 |
| Ref97 | 3.73 | 2.21 | 0.142 | 0.062 | 32 |
| Ref98 | 3.67 | 2.25 | 0.140 | 0.061 | 34 |
| Ref99 | 3.74 | 2.20 | 0.140 | 0.059 | 39 |
| Ex19 | 3.73 | 4.33 | 0.141 | 0.060 | 83 |
| Ex20 | 3.66 | 4.46 | 0.140 | 0.059 | 115 |
| Ex21 | 3.69 | 4.49 | 0.140 | 0.061 | 132 |
| Ref100 | 3.73 | 4.44 | 0.141 | 0.059 | 61 |
| Ref101 | 3.69 | 4.66 | 0.142 | 0.060 | 84 |
| Ref102 | 3.71 | 4.46 | 0.141 | 0.060 | 102 |
| Ref103 | 3.71 | 4.36 | 0.140 | 0.060 | 96 |
| Ref104 | 3.67 | 4.48 | 0.140 | 0.059 | 137 |
| Ref105 | 3.71 | 4.50 | 0.141 | 0.060 | 148 |
표7에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref103~Ref105, Ex19~Ex21)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref103~Ref105)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex19~Ex21)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예97 내지 비교예99의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex19~Ex21)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예19의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex20~Ex21)의 수명이 더욱 증가한다.
15. 비교예106 내지 비교예120 (Ref106~Ref120)
비교예31 내지 비교예45에서 호스트로서 화합물Host1-1, 화합물Host1-2, 화합물Host1, 화합물Host1-3, 화합물Host1-4 대신에 화학식15의 화합물Host2-1, 화학식15의 화합물Host2-2, 화학식2의 화합물Host2, 화학식15의 화합물Host2-3, 화학식15의 화합물Host2-4를 이용하였다.
16. 실험예22 내지 실험예24 (Ex22~Ex24)
실험예7 내지 실험예9에서 호스트로서 화합물Host1 대신에 화학식2의 화합물Host2를 이용하였다.
비교예106 내지 비교예120, 실험예22 내지 실험예24에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표8에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref106 | 3.68 | 4.38 | 0.141 | 0.060 | 57 |
| Ref107 | 3.66 | 4.63 | 0.140 | 0.059 | 84 |
| Ref108 | 3.69 | 4.43 | 0.141 | 0.060 | 103 |
| Ref109 | 2.91 | 4.34 | 0.140 | 0.059 | 56 |
| Ref110 | 3.69 | 4.47 | 0.141 | 0.060 | 90 |
| Ref111 | 3.69 | 4.52 | 0.140 | 0.060 | 100 |
| Ref112 | 3.73 | 2.11 | 0.140 | 0.062 | 31 |
| Ref113 | 3.69 | 2.32 | 0.141 | 0.061 | 32 |
| Ref114 | 3.69 | 2.13 | 0.140 | 0.059 | 41 |
| Ex22 | 3.74 | 4.41 | 0.141 | 0.059 | 75 |
| Ex23 | 3.67 | 4.61 | 0.141 | 0.059 | 117 |
| Ex24 | 3.71 | 4.45 | 0.140 | 0.061 | 138 |
| Ref115 | 3.71 | 4.31 | 0.141 | 0.059 | 59 |
| Ref116 | 3.65 | 4.50 | 0.140 | 0.060 | 90 |
| Ref117 | 3.71 | 4.50 | 0.141 | 0.060 | 100 |
| Ref118 | 3.69 | 4.40 | 0.140 | 0.061 | 94 |
| Ref119 | 3.68 | 4.61 | 0.141 | 0.060 | 133 |
| Ref120 | 3.71 | 4.45 | 0.141 | 0.060 | 147 |
표8에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref118~Ref120, Ex22~Ex24)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref118~Ref120)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex22~Ex24)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예112 내지 비교예114의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex22~Ex24)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예22의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex23~Ex24)의 수명이 더욱 증가한다.
17. 비교예121 내지 비교예135 (Ref121~Ref135)
비교예46 내지 비교예60에서 호스트로서 화합물Host1-1, 화합물Host1-2, 화합물Host1, 화합물Host1-3, 화합물Host1-4 대신에 화학식15의 화합물Host2-1, 화학식15의 화합물Host2-2, 화학식2의 화합물Host2, 화학식15의 화합물Host2-3, 화학식15의 화합물Host2-4를 이용하였다.
18. 실험예25 내지 실험예27 (Ex25~Ex27)
실험예10 내지 실험예12에서 호스트로서 화합물Host1 대신에 화학식2의 화합물Host2를 이용하였다.
비교예121 내지 비교예135, 실험예25 내지 실험예27에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표9에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref121 | 3.72 | 4.32 | 0.141 | 0.062 | 57 |
| Ref122 | 3.66 | 4.36 | 0.140 | 0.060 | 85 |
| Ref123 | 3.68 | 4.57 | 0.141 | 0.059 | 100 |
| Ref124 | 3.73 | 4.42 | 0.141 | 0.059 | 61 |
| Ref125 | 3.67 | 4.63 | 0.140 | 0.061 | 88 |
| Ref126 | 3.70 | 4.50 | 0.141 | 0.060 | 99 |
| Ref127 | 3.70 | 2.16 | 0.141 | 0.060 | 32 |
| Ref128 | 3.66 | 2.26 | 0.141 | 0.059 | 34 |
| Ref129 | 3.71 | 2.15 | 0.140 | 0.060 | 41 |
| Ex25 | 3.69 | 4.30 | 0.141 | 0.059 | 73 |
| Ex26 | 3.63 | 4.45 | 0.140 | 0.060 | 112 |
| Ex27 | 3.69 | 4.48 | 0.141 | 0.060 | 138 |
| Ref130 | 3.69 | 4.41 | 0.140 | 0.060 | 62 |
| Ref131 | 3.67 | 4.61 | 0.141 | 0.059 | 90 |
| Ref132 | 3.72 | 4.46 | 0.140 | 0.060 | 100 |
| Ref133 | 3.72 | 4.33 | 0.142 | 0.061 | 97 |
| Ref134 | 3.66 | 4.46 | 0.140 | 0.060 | 125 |
| Ref135 | 3.69 | 4.50 | 0.140 | 0.061 | 153 |
표9에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref133~Ref135, Ex25~Ex27)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref133~Ref135)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex25~Ex27)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예127 내지 비교예129의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex25~Ex27)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예25의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex26~Ex27)의 수명이 더욱 증가한다.
19. 비교예136 내지 비교예150 (Ref136~Ref150)
비교예61 내지 비교예75에서 호스트로서 화합물Host1-1, 화합물Host1-2, 화합물Host1, 화합물Host1-3, 화합물Host1-4 대신에 화학식15의 화합물Host2-1, 화학식15의 화합물Host2-2, 화학식2의 화합물Host2, 화학식15의 화합물Host2-3, 화학식15의 화합물Host2-4를 이용하였다.
20. 실험예28 내지 실험예30 (Ex28~Ex30)
실험예13 내지 실험예15에서 호스트로서 화합물Host1 대신에 화학식2의 화합물Host2를 이용하였다.
비교예136 내지 비교예150, 실험예28 내지 실험예30에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표10에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref136 | 3.73 | 4.40 | 0.141 | 0.059 | 101 |
| Ref137 | 3.68 | 4.58 | 0.140 | 0.060 | 134 |
| Ref138 | 3.70 | 4.46 | 0.141 | 0.060 | 148 |
| Ref139 | 3.71 | 4.33 | 0.140 | 0.061 | 97 |
| Ref140 | 3.67 | 4.49 | 0.141 | 0.059 | 133 |
| Ref141 | 3.72 | 4.50 | 0.140 | 0.061 | 147 |
| Ref142 | 3.75 | 2.16 | 0.142 | 0.060 | 51 |
| Ref143 | 3.69 | 2.33 | 0.141 | 0.061 | 52 |
| Ref144 | 3.72 | 2.16 | 0.140 | 0.059 | 66 |
| Ex28 | 3.69 | 4.40 | 0.140 | 0.059 | 123 |
| Ex29 | 3.68 | 4.61 | 0.141 | 0.061 | 180 |
| Ex30 | 3.71 | 4.45 | 0.141 | 0.060 | 211 |
| Ref145 | 3.73 | 4.34 | 0.142 | 0.061 | 100 |
| Ref146 | 3.65 | 4.48 | 0.141 | 0.059 | 135 |
| Ref147 | 3.68 | 4.51 | 0.141 | 0.060 | 149 |
| Ref148 | 3.72 | 4.41 | 0.141 | 0.060 | 127 |
| Ref149 | 3.65 | 4.61 | 0.141 | 0.060 | 205 |
| Ref150 | 3.69 | 4.47 | 0.141 | 0.060 | 231 |
표10에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref148~Ref150, Ex28~Ex30)의 수명이 크게 증가한다.
한편, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어와 치환기 모두가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ref148~Ref150)에 비해, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어만이 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex28~Ex30)의 수명이 다소 짧으나, 고가의 중수소를 적게 포함하면서 충분한 수명 증가의 효과가 구현된다.
또한, 비교예142 내지 비교예144의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex28~Ex30)의 수명이 크게 증가한다.
더욱이, 실험예28의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex29~Ex30)의 수명이 더욱 증가한다.
또한, 유기발광층이 수소 전부가 중수소로 치환된 도펀트(Dopant3-5)를 포함하는 경우, 유기발광다이오드의 수명이 크게 증가한다.
21. 비교예151 내지 비교예153 (Ref151~Ref153)
NPB을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1을 이용하고 호스트로 화학식2의 화합물Host2를 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
22. 실험예31 내지 실험예33 (Ex31~Ex33)
화학식6의 화합물E1을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1을 이용하고 호스트로 화학식2의 화합물Host2를 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
비교예151 내지 비교예153, 실험예31 내지 실험예33에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표11에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref151 | 3.77 | 2.17 | 0.142 | 0.062 | 35 |
| Ref152 | 3.70 | 2.40 | 0.140 | 0.061 | 36 |
| Ref153 | 3.72 | 2.16 | 0.140 | 0.059 | 44 |
| Ex31 | 3.73 | 4.59 | 0.141 | 0.060 | 80 |
| Ex32 | 3.72 | 4.71 | 0.140 | 0.059 | 103 |
| Ex33 | 3.73 | 4.52 | 0.140 | 0.061 | 127 |
표11에서 보여지는 바와 같이, 비교예151 내지 비교예153의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex31~Ex33)의 수명이 크게 증가한다.
또한, 실험예31의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex32~Ex33)의 수명이 더욱 증가한다.
23. 비교예154 내지 비교예156 (Ref154~Ref156)
비교예151 내지 비교예153에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-2를 이용하였다.
24. 실험예34 내지 실험예36 (Ex34~Ex36)
실험예31 내지 실험예33에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-2를 이용하였다.
비교예154 내지 비교예156, 실험예34 내지 실험예36에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표12에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref154 | 3.74 | 2.25 | 0.140 | 0.062 | 29 |
| Ref155 | 3.70 | 2.27 | 0.141 | 0.061 | 32 |
| Ref156 | 3.76 | 2.26 | 0.140 | 0.059 | 37 |
| Ex34 | 3.75 | 4.42 | 0.141 | 0.059 | 78 |
| Ex35 | 3.67 | 4.50 | 0.141 | 0.059 | 107 |
| Ex36 | 3.72 | 4.58 | 0.140 | 0.061 | 125 |
표12에서 보여지는 바와 같이, 비교예154 내지 비교예156의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex34~Ex36)의 수명이 크게 증가한다.
또한, 실험예34의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex35~Ex36)의 수명이 더욱 증가한다.
25. 비교예157 내지 비교예159 (Ref157~Ref159)
비교예151 내지 비교예153에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-3을 이용하였다.
26. 실험예37 내지 실험예39 (Ex37~Ex39)
실험예31 내지 실험예33에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-3을 이용하였다.
비교예157 내지 비교예159, 실험예37 내지 실험예39에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표13에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref157 | 3.75 | 2.18 | 0.141 | 0.060 | 29 |
| Ref158 | 3.71 | 2.37 | 0.141 | 0.059 | 30 |
| Ref159 | 3.70 | 2.15 | 0.140 | 0.060 | 39 |
| Ex37 | 3.77 | 4.50 | 0.141 | 0.059 | 69 |
| Ex38 | 3.69 | 4.66 | 0.140 | 0.060 | 110 |
| Ex39 | 3.72 | 4.54 | 0.141 | 0.060 | 131 |
표13에서 보여지는 바와 같이, 비교예157 내지 비교예159의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex37~Ex39)의 수명이 크게 증가한다.
또한, 실험예37의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex38~Ex39)의 수명이 더욱 증가한다.
27. 비교예160 내지 비교예162 (Ref160~Ref162)
비교예151 내지 비교예153에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-4를 이용하였다.
28. 실험예40 내지 실험예42 (Ex40~Ex42)
실험예31 내지 실험예33에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-4를 이용하였다.
비교예160 내지 비교예162, 실험예40 내지 실험예42에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표14에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref160 | 3.71 | 2.20 | 0.142 | 0.060 | 30 |
| Ref161 | 3.69 | 2.28 | 0.141 | 0.061 | 32 |
| Ref162 | 3.73 | 2.20 | 0.140 | 0.059 | 38 |
| Ex40 | 3.71 | 4.34 | 0.140 | 0.059 | 69 |
| Ex41 | 3.64 | 4.54 | 0.141 | 0.061 | 104 |
| Ex42 | 3.72 | 4.61 | 0.141 | 0.060 | 131 |
표14에서 보여지는 바와 같이, 비교예160 내지 비교예162의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex40~Ex42)의 수명이 크게 증가한다.
또한, 실험예40의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex41~Ex42)의 수명이 더욱 증가한다.
29. 비교예163 내지 비교예165 (Ref163~Ref165)
비교예151 내지 비교예153에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-5를 이용하였다.
30. 실험예43 내지 실험예45 (Ex43~Ex45)
실험예31 내지 실험예33에서 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant6-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant6-5를 이용하였다.
비교예163 내지 비교예165, 실험예43 내지 실험예45에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표15에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ref163 | 3.77 | 2.18 | 0.141 | 0.059 | 48 |
| Ref164 | 3.72 | 2.38 | 0.140 | 0.061 | 49 |
| Ref165 | 3.73 | 2.18 | 0.141 | 0.062 | 62 |
| Ex43 | 3.70 | 4.49 | 0.142 | 0.059 | 114 |
| Ex44 | 3.70 | 4.75 | 0.140 | 0.062 | 167 |
| Ex45 | 3.72 | 4.50 | 0.141 | 0.060 | 200 |
표15에서 보여지는 바와 같이, 비교예163 내지 비교예165의 유기발광다이오드와 비교할 때, 전자차단층이 헤테로아릴기가 치환된 아민 유도체(화학식5 화합물)인 전자차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex43~Ex45)의 수명이 크게 증가한다.
또한, 실험예43의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex44~Ex45)의 수명이 더욱 증가한다.
또한, 유기발광층이 수소 전부가 중수소로 치환된 도펀트(Dopant6-5)를 포함하는 경우, 유기발광다이오드의 수명이 크게 증가한다.
31. 실험예
(1) 실험예46 내지 실험예48 (Ex46~Ex48)
화학식6의 화합물E11을 이용하여 전자차단층을 형성하고, 도펀트로 화학식4의 화합물Dopant3-1을 이용하고 호스트로 화학식2의 화합물Host2를 이용하여 발광물질층을 형성하였으며, 2-phenyl-9,10-bis(2,2'-bipyridin-5-yl)anthracne, 화학식8의 화합물H1, 화학식10의 화합물H31 각각을 이용하여 정공차단층을 형성하였다.
(2) 실험예49 내지 실험예51 (Ex49~Ex51)
실험예46 내지 실험예48에서 도펀트로 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-2를 이용하였다.
(3) 실험예52 내지 실험예54 (Ex52~Ex54)
실험예46 내지 실험예48에서 도펀트로 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-3을 이용하였다.
(4) 실험예55 내지 실험예57 (Ex55~Ex57)
실험예46 내지 실험예48에서 도펀트로 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-4를 이용하였다.
(5) 실험예58 내지 실험예60 (Ex58~Ex60)
실험예46 내지 실험예48에서 도펀트로 화합물Dopant3-1 대신에 화학식4의 화합물Dopant3-5를 이용하였다.
실험예46 내지 실험예60에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 효율(cd/A), 색좌표, 수명(T95))을 측정하여 표16에 기재하였다.
| V | cd/A | CIE (x,y) | T95 [hr] | ||
| Ex46 | 3.72 | 4.68 | 0.141 | 0.06 | 82 |
| Ex47 | 3.71 | 5.08 | 0.140 | 0.059 | 109 |
| Ex48 | 3.74 | 4.83 | 0.140 | 0.061 | 131 |
| Ex49 | 3.74 | 4.59 | 0.141 | 0.059 | 80 |
| Ex50 | 3.67 | 4.81 | 0.141 | 0.059 | 112 |
| Ex51 | 3.71 | 4.81 | 0.140 | 0.061 | 131 |
| Ex52 | 3.76 | 4.63 | 0.142 | 0.059 | 73 |
| Ex53 | 3.68 | 5.03 | 0.140 | 0.062 | 114 |
| Ex54 | 3.74 | 4.85 | 0.141 | 0.060 | 135 |
| Ex55 | 3.70 | 4.51 | 0.140 | 0.059 | 71 |
| Ex56 | 3.64 | 4.94 | 0.141 | 0.061 | 107 |
| Ex57 | 3.72 | 4.84 | 0.141 | 0.060 | 135 |
| Ex58 | 3.71 | 4.66 | 0.141 | 0.059 | 122 |
| Ex59 | 3.70 | 5.08 | 0.140 | 0.060 | 176 |
| Ex60 | 3.73 | 4.85 | 0.141 | 0.060 | 205 |
표16에서 보여지는 바와 같이, 안트라센 유도체에서 안트라센 코어가 중수소로 치환된 호스트를 이용한 유기발광다이오드(Ex46~Ex60)은 긴 수명을 갖는다.
또한, 실험예46, 실험예49, 실험예52, 실험예55, 실험예58의 유기발광다이오드와 비교할 때, 정공차단층이 아진 유도체(화학식7 화합물) 또는 벤즈이미다졸 유도체(화학식9 화합물)인 정공차단물질을 포함하는 유기발광다이오드(Ex47, Ex48, Ex50, Ex51, Ex53, Ex54, Ex56, Ex57, Ex59, Ex60)의 수명이 더욱 증가한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 이중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드(D)는, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극(160, 164)과, 제 1 및 제 2 전극(160, 164) 사이에 위치하며 유기 발광층(162)을 포함하며, 유기 발광층(162)은 제 1 발광물질층(320)을 포함하는 제 1 발광부(310)와, 제 2 발광물질층(340)을 포함하는 제 2 발광부(330)와, 제 1 발광부(310)와 제 2 발광부(330) 사이에 위치하는 전하 생성층(350)을 포함한다.
제 1 전극(160)은 정공을 주입하는 애노드로 일함수가 높은 도전성 물질, 예를 들어, ITO 또는 IZO로 이루어질 수 있고, 제 2 전극(164)은 전자를 주입하는 캐소드로 일함수가 작은 도전성 물질, 예를 들어, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
전하 생성층(350)은 제 1 및 제 2 발광부(310, 330) 사이에 위치하며, 제 1 발광부(310), 전하 생성층(350), 제 2 발광부(330)가 제 1 전극(160) 상에 순차 적층된다. 즉, 제 1 발광부(310)는 제 1 전극(160)과 전하 생성층(350) 사이에 위치하며, 제 2 발광부(330)는 제 2 전극(164)과 전하 생성층(350) 사이에 위치한다.
제 1 발광부(310)는 제 1 발광물질층(320)을 포함한다. 또한, 제 1 발광부(310)는 제 1 전극(160)과 제 1 발광물질층(320) 사이에 위치하는 제 1 전자 차단층(316)과 제 1 발광물질층(320)과 전하 생성층(350) 사이에 위치하는 제 1 정공 차단층(318)을 더 포함할 수 있다.
또한, 제 1 발광부(310)는 제 1 전극(160)과 제 1 전자 차단층(316) 사이에 위치하는 제 1 정공 수송층(314)과 제 1 전극(160)과 제 1 정공 수송층(314) 사이에 위치하는 정공 주입층(312)을 더 포함할 수도 있다.
이때, 제 1 발광 물질층(320)은 안트라센 유도체인 호스트(322)와 보론 유도체인 도펀트(324)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어는 중수소로 치환되고, 청색을 발광한다.
예를 들어, 제 1 발광 물질층(320)에서, 호스트(322)의 안트라센 코어가 중수소로 치환되는 경우, 도펀트(324)는 중수소로 치환되지 않거나, 수소의 일부 또는 전부가 중수소로 치환될 수 있다.
제 1 발광물질층(320)에서, 호스트(322)는 약 70 내지 99.9 중량%를 갖고, 도펀트(324)는 약 0.1 내지 30 중량%를 갖는다. 충분한 효율과 수명을 구현하기 위해, 도펀트(324)는 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%를 가질 수 있다.
제 2 발광부(330)는 제 2 발광물질층(340)을 포함한다. 또한, 제 2 발광부(330)는 전하생성층(350)과 제 2 발광물질층(340) 사이에 위치하는 제 2 전자 차단층(334)과 제 2 발광물질층(340)과 제 2 전극(164) 사이에 위치하는 제 2 정공 차단층(336)을 더 포함할 수 있다.
또한, 제 2 발광부(330)는 전하 생성층(350)과 제 2 전자 차단층(334) 사이에 위치하는 제 2 정공 수송층(332)와 제 2 정공 차단층(336)과 제 2 전극(164) 사이에 위치하는 전자 주입층(338)을 더 포함할 수도 있다.
이때, 제 2 발광 물질층(340)은 안트라센 유도체인 호스트(342)와 보론 유도체인 도펀트(344)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어는 중수소로 치환되고, 청색을 발광한다.
예를 들어, 제 2 발광 물질층(340)에서, 호스트(342)의 안트라센 코어가 중수소로 치환되는 경우, 도펀트(344)는 중수소로 치환되지 않거나, 수소의 일부 또는 전부가 중수소로 치환될 수 있다.
제 2 발광물질층(340)에서, 호스트(342)는 약 70 내지 99.9 중량%를 갖고, 도펀트(344)는 약 0.1 내지 30 중량%를 갖는다. 충분한 효율과 수명을 구현하기 위해, 도펀트(344)는 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%를 가질 수 있다.
제 2 발광물질(340)의 호스트(342)는 제 1 발광물질층(320)의 호스트(322)와 같거나 다를 수 있고, 제 2 발광물질(340)의 도펀트(344)는 제 1 발광물질층(320)의 도펀트(324)와 같거나 다를 수 있다.
정공주입층(312)은 4,4',4"-tris(3-methylphenylamino)triphenylamine (MTDATA), 4,4',4"-tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamine (NATA), 4,4',4"-tris(N-(naphthalene-1-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine (1T-NATA), 4,4',4"-tris(N-(naphthalene-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine (2T-NATA), copper phthalocyanine (CuPc), tris(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)amine (TCTA), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine (NPB or NPD), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (HAT-CN), 1,3,5-tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzene (TDAPB), poly(3,4-ethylenedioxythiphene)polystyrene sulfonate (PEDOT/PSS), N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, 상기 화학식12의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정공주입물질로 이루어질 수 있다.
제 1 정공수송층(314)과 제 2 정공수송층(332) 각각은 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), NPB(NPD), 4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (CBP), poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine] (Poly-TPD), poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))] (TFB), di-[4-(N,N-di-p-tolyl-amino)-phenyl]cyclohexane (TAPC), 3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-N,N-diphenylaniline (DCDPA), N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amine, N-([1,1'-Biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, N4,N4,N4',N4'-tetra([1,1'-biphenyl]-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine, 상기 화학식 11로 표시되는 정공수송물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 전자차단층(316, 334) 각각은 화학식5로 표시되는 전자차단물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 전자차단층(316, 334) 각각은 화학식6의 전자차단물질 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 정공차단층(318, 336) 각각은 화학식7에 표시된 정공차단물질과 화학식9에 표시된 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 정공차단층(318, 336) 각각은 화학식8의 정공차단물질 중 하나와 화학식10의 정공차단물질 중 하나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전자주입층(338)은 LiF, CsF, NaF, BaF2와 같은 알칼리 할라이드계 물질 및/또는 Liq(lithium quinolate), 리튬 벤조에이트(lithium benzoate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate)와 같은 유기금속계 물질로 이루어질 수 있다.
전하 생성층(350)은 제 1 발광부(310)와 제 2 발광부(330) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(310)와 제 2 발광부(330)는 전하 생성층(350)에 의해 연결된다. 전하 생성층(350)은 N형 전하 생성층(352)과 P형 전하 생성층(354)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다.
N형 전하 생성층(352)은 제 1 전자 차단층(318)과 제 2 정공 수송층(332) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(354)은 N형 전하 생성층(352)과 제 2 정공 수송층(332) 사이에 위치한다.
N형 전하 생성층(352)은 Li, Na, K, Cs와 같은 알칼리 금속 및/또는 Mg, Sr, Ba, Ra와 같은 알칼리토 금속으로 도핑된 유기층일 수 있다. 예를 들어, N형 전하 생성층(352)에 사용되는 호스트 유기물은 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; Bphen), MTDATA와 같은 물질일 수 있으며, 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속은 약 0.01 내지 30 중량%로 도핑될 수 있다.
P형 전하 생성층(354)은 텅스텐산화물(WOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 베릴륨산화물(Be2O3), 바나듐산화물(V2O5)에서 선택되는 무기물, NPD, HAT-CN, F4TCNQ, TPD, N,N,N',N'-테트라나프탈레닐-벤지딘(TNB), TCTA, N,N'-디옥틸-3,4,9,10-페릴렌디카복시미드(N,N'-dioctyl-3,4,9,10-perylenedicarboximide; PTCDI-C8)에서 선택되는 유기물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.
이와 같은 유기발광다이오드(D)에서는, 제 1 및 제 2 발광물질층(320, 340)각각이 안트라센 유도체인 호스트(322, 342)와 보론 유도체인 도펀트(324, 344)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어가 중수소로 치환됨으로써, 유기발광다이오드(D) 및 유기발광표시장치(100)는 발광효율, 수명, 제조원가에서 장점을 갖는다.
더욱이, 청색 발광부가 이중 스택 구조로 적층됨으로써, 유기발광표시장치(100)에서 높은 색온도의 영상을 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 이중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에 이용되는 삼중 스택 구조 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유기발광표시장치(400)는 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP)가 정의된 제 1 기판(410)과, 제 1 기판(410)과 마주하는 제 2 기판(470)과, 제 1 기판(410)과 제 2 기판(470) 사이에 위치하며 백색 빛을 발광하는 유기발광다이오드(D)와, 유기발광다이오드(D)와 제 2 기판(470) 사이에 위치하는 컬러필터층(480)을 포함한다.
제 1 기판(410) 및 제 2 기판(470) 각각은 유리기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 제 1기판(410) 및 제 2 기판(470) 각각은 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
제 1 기판(410) 상에는 버퍼층(420)이 형성되고, 버퍼층(420) 상에는 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP) 각각에 대응하여 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(420)은 생략될 수 있다.
버퍼층(420) 상에는 반도체층(422)이 형성된다. 반도체층(422)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
반도체층(422) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(424)이 형성된다. 게이트 절연막(424)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(424) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(430)이 반도체층(422)의 중앙에 대응하여 형성된다.
게이트 전극(430) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(432)이 형성된다. 층간 절연막(432)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(432)은 반도체층(422)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(434, 436)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(434, 436)은 게이트 전극(430)의 양측에 게이트 전극(430)과 이격되어 위치한다.
층간 절연막(432) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(440)과 드레인 전극(442)이 형성된다.
소스 전극(440)과 드레인 전극(442)은 게이트 전극(430)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(434, 436)을 통해 반도체층(422)의 양측과 접촉한다.
반도체층(422)과, 게이트전극(430), 소스 전극(440), 드레인전극(442)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
또한, 파워 배선이 데이터 배선 또는 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(442)을 노출하는 드레인 콘택홀(452)을 갖는 보호층(450)이 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
보호층(450) 상에는 드레인 콘택홀(452)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(442)에 연결되는 제 1 전극(460)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(460)은 애노드일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(460)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 전극(460) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
보호층(450) 상에는 제 1 전극(460)의 가장자리를 덮는 뱅크층(466)이 형성된다. 뱅크층(466)은 화소(Rp, GP, BP)에 대응하여 제 1 전극(460)의 중앙을 노출한다. 뱅크층(466)은 생략될 수 있다.
제 1 전극(460) 상에는 유기 발광층(462)이 형성된다.
도 6을 참조하면, 유기 발광층(462)은 제 1 발광물질층(720)을 포함하는 제 1 발광부(710)와, 제 2 발광물질층(740)을 포함하는 제 2 발광부(730)와, 제 1 발광부(710)와 제 2 발광부(730) 사이에 위치하는 전하 생성층(750)을 포함한다.
전하 생성층(750)은 제 1 및 제 2 발광부(710, 730) 사이에 위치하며, 제 1 발광부(710), 전하 생성층(750), 제 2 발광부(730)가 제 1 전극(460) 상에 순차 적층된다. 즉, 제 1 발광부(710)는 제 1 전극(460)과 전하 생성층(750) 사이에 위치하며, 제 2 발광부(730)는 제 2 전극(464)과 전하 생성층(750) 사이에 위치한다.
제 1 발광부(710)는 제 1 발광물질층(720)을 포함한다. 또한, 제 1 발광부(710)는 제 1 전극(460)과 제 1 발광물질층(720) 사이에 위치하는 제 1 전자 차단층(716)과 제 1 발광물질층(720)과 전하 생성층(750) 사이에 위치하는 제 1 정공 차단층(718)을 더 포함할 수 있다.
또한, 제 1 발광부(710)는 제 1 전극(460)과 제 1 전자 차단층(716) 사이에 위치하는 제 1 정공 수송층(714)과 제 1 전극(460)과 제 1 정공 수송층(714) 사이에 위치하는 정공 주입층(712)을 더 포함할 수도 있다.
이때, 제 1 발광 물질층(720)은 안트라센 유도체인 호스트(722)와 보론 유도체인 도펀트(724)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어는 중수소로 치환되고, 청색을 발광한다.
예를 들어, 제 1 발광 물질층(720)에서, 호스트(722)의 안트라센 코어가 중수소로 치환되는 경우, 도펀트(724)는 중수소로 치환되지 않거나, 수소의 일부 또는 전부가 중수소로 치환될 수 있다.
제 1 발광물질층(720)에서, 호스트(722)는 약 70 내지 99.9 중량%를 갖고, 도펀트(724)는 약 0.1 내지 30 중량%를 갖는다. 충분한 효율과 수명을 구현하기 위해, 도펀트(724)는 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%를 가질 수 있다.
제 2 발광부(730)는 제 2 발광물질층(740)을 포함한다. 또한, 제 2 발광부(730)는 전하생성층(750)과 제 2 발광물질층(740) 사이에 위치하는 제 2 전자 차단층(734)과 제 2 발광물질층(740)과 제 2 전극(464) 사이에 위치하는 제 2 정공 차단층(736)을 더 포함할 수 있다.
또한, 제 2 발광부(730)는 전하 생성층(750)과 제 2 전자 차단층(734) 사이에 위치하는 제 2 정공 수송층(732)와 제 2 정공 차단층(736)과 제 2 전극(464) 사이에 위치하는 전자 주입층(738)을 더 포함할 수도 있다.
제 2 발광물질층(740)은 황록색 발광물질층일 수 있다. 예를 들어, 제 2 발광 물질층(740)은 호스트(742)와 황록색 도펀트(744)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 황록색 도펀트(744)는 형광 화합물, 인광 화합물 또는 지연형광 화합물 중 하나일 수 있다.
제 2 발광물질층(740)에서, 호스트(742)는 약 70 내지 99.9 중량%를 갖고, 황록색 도펀트(744)는 약 0.1 내지 30 중량%를 갖는다. 충분한 효율과 수명을 구현하기 위해, 황록색 도펀트(744)는 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%를 가질 수 있다.
정공주입층(712)은 4,4',4"-tris(3-methylphenylamino)triphenylamine (MTDATA), 4,4',4"-tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamine (NATA), 4,4',4"-tris(N-(naphthalene-1-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine (1T-NATA), 4,4',4"-tris(N-(naphthalene-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine (2T-NATA), copper phthalocyanine (CuPc), tris(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)amine (TCTA), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine (NPB or NPD), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (HAT-CN), 1,3,5-tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzene (TDAPB), poly(3,4-ethylenedioxythiphene)polystyrene sulfonate (PEDOT/PSS), N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, 상기 화학식12의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정공주입물질로 이루어질 수 있다.
제 1 정공수송층(314)과 제 2 정공수송층(332) 각각은 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), NPB(NPD), 4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (CBP), poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine] (Poly-TPD), poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))] (TFB), di-[4-(N,N-di-p-tolyl-amino)-phenyl]cyclohexane (TAPC), 3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-N,N-diphenylaniline (DCDPA), N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amine, N-([1,1'-Biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, N4,N4,N4',N4'-tetra([1,1'-biphenyl]-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine, 상기 화학식 11로 표시되는 정공수송물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 전자차단층(716, 734) 각각은 화학식5로 표시되는 전자차단물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 전자차단층(716, 734) 각각은 화학식6의 전자차단물질 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 정공차단층(718, 736) 각각은 화학식7에 표시된 정공차단물질과 화학식9에 표시된 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 정공차단층(718, 736) 각각은 화학식8의 정공차단물질 중 하나와 화학식10의 정공차단물질 중 하나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전자주입층(738)은 LiF, CsF, NaF, BaF2와 같은 알칼리 할라이드계 물질 및/또는 Liq(lithium quinolate), 리튬 벤조에이트(lithium benzoate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate)와 같은 유기금속계 물질로 이루어질 수 있다.
전하 생성층(750)은 제 1 발광부(710)와 제 2 발광부(730) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(710)와 제 2 발광부(730)는 전하 생성층(750)에 의해 연결된다. 전하 생성층(750)은 N형 전하 생성층(752)과 P형 전하 생성층(754)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다.
N형 전하 생성층(752)은 제 1 전자 차단층(718)과 제 2 정공 수송층(732) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(754)은 N형 전하 생성층(752)과 제 2 정공 수송층(732) 사이에 위치한다.
N형 전하 생성층(752)은 Li, Na, K, Cs와 같은 알칼리 금속 및/또는 Mg, Sr, Ba, Ra와 같은 알칼리토 금속으로 도핑된 유기층일 수 있다. 예를 들어, N형 전하 생성층(752)에 사용되는 호스트 유기물은 4,7-dipheny-1,10-phenanthroline (Bphen), MTDATA와 같은 물질일 수 있으며, 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속은 약 0.01 내지 30 중량%로 도핑될 수 있다.
P형 전하 생성층(754)은 텅스텐산화물(WOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 베릴륨산화물(Be2O3), 바나듐산화물(V2O5)에서 선택되는 무기물, NPD, HAT-CN, F4TCNQ, TPD, N,N,N',N'-테트라나프탈레닐-벤지딘(TNB), TCTA, N,N'-dioctyl-3,4,9,10-perylenedicarboximide (PTCDI-C8)에서 선택되는 유기물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.
도 6에서, 제 1 전극(460)과 전하생성층(750) 사이에 위치하는 제 1 발광물질층(720)이 안트라센 유도체인 호스트(722)와 보론 유도체인 도펀트(724)를 포함하고, 제 2 전극(764)과 전하생성층(750) 사이에 위치하는 제 2 발광물질층(740)이 황록색 발광물질층인 것이 도시되고 있다. 이와 달리, 제 1 전극(460)과 전하생성층(750) 사이에 위치하는 제 1 발광물질층(720)이 황록색 발광물질층이고, 제 2 전극(764)과 전하생성층(750) 사이에 위치하는 제 2 발광물질층(740)이 안트라센 유도체인 호스트(722)와 보론 유도체인 도펀트(724)를 포함하는 청색 발광물질층일 수 있다.
이와 같은 유기발광다이오드(D)에서는, 제 1 발광물질층(720)이 안트라센 유도체인 호스트(722)와 보론 유도체인 도펀트(724)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어가 중수소로 치환됨으로써, 유기발광다이오드(D) 및 유기발광표시장치(400)는 발광효율, 수명, 제조원가에서 장점을 갖는다.
제 1 발광부(710)와 황록색을 발광하는 제 2 발광부(730)가 구비된 유기발광다이오드(D)는 백색 빛을 발광할 수 있다.
도 7을 참조하면, 유기 발광층(462)은 제 1 발광물질층(520)을 포함하는 제 1 발광부(530)와, 제 2 발광물질층(540)을 포함하는 제 2 발광부(550)와, 제 3 발광물질층(560)을 포함하는 제 3 발광부(570)와, 제 1 발광부(530)와 제 2 발광부(550) 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층(580)과, 제 2 발광부(550)와 제 3 발광부(570) 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층(590)을 포함한다.
제 1 전극(460)은 정공을 주입하는 애노드로 일함수가 높은 도전성 물질, 예를 들어, ITO 또는 IZO로 이루어질 수 있고, 제 2 전극(464)은 전자를 주입하는 캐소드로 일함수가 작은 도전성 물질, 예를 들어, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제 1 전하 생성층(580)은 제 1 및 제 2 발광부(530, 550) 사이에 위치하며, 제 2 전하 생성층(590)은 제 2 및 제 3 발광부(550, 570) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(530), 제 1 전하 생성층(580), 제 2 발광부(550), 제 2 전하 생성층(590), 제 3 발광부(570)가 제 1 전극(460) 상에 순차 적층된다. 즉, 제 1 발광부(530)는 제 1 전극(460)과 제 1 전하 생성층(580) 사이에 위치하며, 제 2 발광부(550)는 제 1 및 제 2 전하 생성층(580, 590) 사이에 위치하고, 제 3 발광부(570)는 제 2 전하 생성층(590)과 제 2 전극(464) 사이에 위치한다.
제 1 발광부(530)는 제 1 전극(460) 상에 순차 적층되는 정공 주입층(532), 제 1 정공 수송층(534), 제 1 전자 차단층(536), 제 1 발광 물질층(520), 제 1 정공 차단층(538)을 포함할 수 있다. 즉, 정공 주입층(532), 제 1 정공 수송층(534), 제 1 전자 차단층(536)은 제 1 전극(460)과 제 1 발광 물질층(520) 사이에 순차 위치하고, 제 1 정공 차단층(538)은 제 1 발광 물질층(520)과 제 1 전하 생성층(580) 사이에 위치한다.
제 1 발광물질층(520)은 안트라센 유도체인 호스트(522)와 보론 유도체인 도펀트(524)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어는 중수소로 치환되고, 청색을 발광한다.
예를 들어, 제 1 발광 물질층(520)에서, 호스트(522)의 안트라센 코어가 중수소로 치환되는 경우, 도펀트(524)는 중수소로 치환되지 않거나, 수소의 일부 또는 전부가 중수소로 치환될 수 있다.
제 1 발광물질층(520)에서, 호스트(522)는 약 70 내지 99.9 중량%를 갖고, 도펀트(524)는 약 0.1 내지 30 중량%를 갖는다. 충분한 효율과 수명을 구현하기 위해, 도펀트(524)는 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%를 가질 수 있다.
제 2 발광부(550)는 제 2 정공 수송층(552), 제 2 발광 물질층(540), 전자 수송층(554)을 포함할 수 있다. 제 2 정공 수송층(552)은 제 1 전하 생성층(580)과 제 2 발광 물질층(540) 사이에 위치하고, 전자 수송층(554)은 제 2 발광 물질층(540)과 제 2 전하 생성층(590) 사이에 위치한다.
제 2 발광물질층(540)은 황록색 발광물질층일 수 있다. 예를 들어, 제 2 발광 물질층(540)은 호스트와 황록색 도펀트를 포함할 수 있다.
제 2 발광 물질층(540)은 호스트와, 적색 도펀트 및 녹색 도펀트를 포함할 수도 있다. 이 경우, 제 2 발광 물질층(540)은 단일층 구조를 갖거나, 호스트와 적색 도펀트(또는 녹색 도펀트)를 포함하는 하부층과 호스트와 녹색 도펀트(또는 적색 도펀트)를 포함하는 상부층으로 구성되는 이중층 구조를 가질 수 있다.
또한, 제 2 발광물질층(540)은 호스트와 적색 도펀트를 포함하는 제 1 층과 호스트와 황록색 도펀트를 포함하는 제 2 층의 이중층 구조, 또는 호스트와 적색 도펀트를 포함하는 제 1 층, 호스트와 황록색 도펀트를 포함하는 제 2 층, 호스트와 녹색 도펀트를 포함하는 제 3 층의 삼중층 구조를 가질 수 있다.
제 3 발광부(570)는 제 3 정공 수송층(572), 제 2 전자 차단층(574), 제 3 발광 물질층(560), 제 2 정공 차단층(576), 전자 주입층(578)을 포함할 수 있다.
제 3 발광물질층(560)은 안트라센 유도체인 호스트(562)와 보론 유도체인 도펀트(564)를 포함하며 안트라센 유도체의 안트라센 코어는 중수소로 치환되고, 청색을 발광한다.
예를 들어, 제 3 발광 물질층(560)에서, 호스트(562)의 안트라센 코어가 중수소로 치환되는 경우, 도펀트(564)는 중수소로 치환되지 않거나, 수소의 일부 또는 전부가 중수소로 치환될 수 있다.
제 3 발광물질층(560)에서, 호스트(562)는 약 70 내지 99.9 중량%를 갖고, 도펀트(564)는 약 0.1 내지 30 중량%를 갖는다. 충분한 효율과 수명을 구현하기 위해, 도펀트(564)는 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%를 가질 수 있다.
제 3 발광물질(560)의 호스트(562)는 제 1 발광물질층(520)의 호스트(522)와 같거나 다를 수 있고, 제 3 발광물질(560)의 도펀트(564)는 제 1 발광물질층(520)의 도펀트(524)와 같거나 다를 수 있다.
정공주입층(532)은 4,4',4"-tris(3-methylphenylamino)triphenylamine (MTDATA), 4,4',4"-tris(N,N-diphenyl-amino)triphenylamine (NATA), 4,4',4"-tris(N-(naphthalene-1-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine (1T-NATA), 4,4',4"-tris(N-(naphthalene-2-yl)-N-phenyl-amino)triphenylamine (2T-NATA), copper phthalocyanine (CuPc), tris(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)amine (TCTA), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine (NPB or NPD), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile (HAT-CN), 1,3,5-tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzene (TDAPB), poly(3,4-ethylenedioxythiphene)polystyrene sulfonate (PEDOT/PSS), N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, 상기 화학식12의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정공주입물질로 이루어질 수 있다.
제 1 정공수송층(534), 제 2 정공수송층(552), 제 3 정공수송층(572) 각각은 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), NPB(NPD), 4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (CBP), poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine] (Poly-TPD), poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))] (TFB), di-[4-(N,N-di-p-tolyl-amino)-phenyl]cyclohexane (TAPC), 3,5-di(9H-carbazol-9-yl)-N,N-diphenylaniline (DCDPA), N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, N-(biphenyl-4-yl)-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)biphenyl-4-amine, N-([1,1'-Biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, N4,N4,N4',N4'-tetra([1,1'-biphenyl]-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine, 상기 화학식 11로 표시되는 정공수송물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 전자차단층(536, 574) 각각은 화학식5로 표시되는 전자차단물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 전자차단층(716, 734) 각각은 화학식6의 전자차단물질 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 정공차단층(538, 576) 각각은 화학식7에 표시된 정공차단물질과 화학식9에 표시된 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 정공차단층(718, 736) 각각은 화학식8의 정공차단물질 중 하나와 화학식10의 정공차단물질 중 하나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전자주입층(578)은 LiF, CsF, NaF, BaF2와 같은 알칼리 할라이드계 물질 및/또는 Liq(lithium quinolate), 리튬 벤조에이트(lithium benzoate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate)와 같은 유기금속계 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 전하 생성층(580)은 제 1 발광부(530)와 제 2 발광부(550) 사이에 위치하고, 제 2 전하 생성층(590)은 제 2 발광부(550)와 제 3 발광부(570) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(530)와 제 2 발광부(550)는 제 1 전하 생성층(580)에 의해 연결되고, 제 2 발광부(550)와 제 3 발광부(570)는 제 2 전하 생성층(590)에 의해 연결된다. 제 1 전하 생성층(580)은 N형 전하 생성층(582)과 P형 전하 생성층(584)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있고, 제 2 전하 생성층(590)은 N형 전하 생성층(592)과 P형 전하 생성층(594)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다.
제 1 전하 생성층(580)에서, N형 전하 생성층(582)은 제 1 정공 차단층(538)과 제 2 정공 수송층(552) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(584)은 N형 전하 생성층(582)과 제 2 정공 수송층(552) 사이에 위치한다.
제 2 전하 생성층(590)에서, N형 전하 생성층(592)은 전자 수송층(454)과 제 3 정공 수송층(572) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(594)은 N형 전하 생성층(592)과 제 3 정공 수송층(572) 사이에 위치한다.
제 1 및 제 2 N형 전하 생성층(582, 592) 각각은 Li, Na, K, Cs와 같은 알칼리 금속 및/또는 Mg, Sr, Ba, Ra와 같은 알칼리토 금속으로 도핑된 유기층일 수 있다. 예를 들어, N형 전하 생성층(352)에 사용되는 호스트 유기물은 4,7-dipheny-1,10-phenanthroline (Bphen), MTDATA와 같은 물질일 수 있으며, 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속은 약 0.01 내지 30 중량%로 도핑될 수 있다.
제 1 및 제 2 P형 전하 생성층(584, 594) 각각은 텅스텐산화물(WOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 베릴륨산화물(Be2O3), 바나듐산화물(V2O5)에서 선택되는 무기물, NPD, HAT-CN, F4TCNQ, TPD, N,N,N',N'-테트라나프탈레닐-벤지딘(TNB), TCTA, N,N'-dioctyl-3,4,9,10-perylenedicarboximide (PTCDI-C8)에서 선택되는 유기물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.
유기발광다이오드(D)에서, 제 1 및 제 3 발광물질층(520, 560) 각각은 안트라센 유도체인 호스트(522, 562)와 보론 유도체인 청색 도펀트(524, 564)를 포함한다.
따라서, 제 1 및 제 3 발광부(530, 570)와 황록색 또는 적색/녹색을 발광하는 제 2 발광부(550)가 구비된 유기발광다이오드(D)는 백색 빛을 발광할 수 있다.
한편, 도 7에서 유기발광다이오드(D)는 제 1 발광부(530), 제 2 발광부(550) 및 제 3 발광부(570)를 포함하여 삼중 스택 구조를 갖는다. 이와 달리, 유기발광다이오드(D)는 추가적인 발광부와 전하생성층을 포함할 수도 있다.
다시 도 5를 참조하면, 유기 발광층(462)이 형성된 제 1 기판(410) 상부로 제 2 전극(464)이 형성된다.
본 발명의 유기발광표시장치(400)에서는 유기 발광층(462)에서 발광된 빛이 제 2 전극(464)을 통해 컬러필터층(480)으로 입사되므로, 제 2 전극(464)은 빛이 투과될 수 있도록 얇은 두께를 갖는다.
제 1 전극(460), 유기 발광층(462) 및 제 2 전극(464)는 유기발광다이오드(D)를 이룬다.
컬러필터층(480)은 유기발광다이오드(D)의 상부에 위치하며 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP) 각각에 대응되는 적색 컬러필터(482), 녹색 컬러필터(484), 청색 컬러필터(486)를 포함한다.
도시하지 않았으나, 컬러필터층(480)은 접착층에 의해 유기발광다이오드(D)에 부착될 수 있다. 이와 달리, 컬러필터층(480)은 유기발광다이오드(D) 바로 위에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 외부 수분이 유기발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름이 형성될 수 있다. 예를 들어, 인캡슐레이션 필름은 제 1 무기 절연층과, 유기 절연층과 제 2 무기 절연층의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제 2 기판(470)의 외측면에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
도 5에서, 유기발광다이오드(D)의 빛은 제 2 전극(464)을 통과하고, 컬러필터층(480)은 유기발광다이오드(D)의 상부에 배치되고 있다. 이와 달리, 유기발광다이오드(D)의 빛은 제 1 전극(460)을 통과하고, 컬러필터층(480)은 유기발광다이오드(D)와 제 1 기판(410) 사이에 배치될 수도 있다.
또한, 유기발광다이오드(D)와 컬러필터층(480) 사이에는 색변환층(미도시)이 구비될 수도 있다. 색변환층은 각 화소에 대응하여 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 청색 색변환층을 포함하며, 유기발광다이오드(D)로부터의 백색 광을 적색, 녹색 및 청색으로 각각 변환할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기발광다이오드(D)로부터의 백색 빛은 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP) 각각에 대응되는 적색 컬러필터(482), 녹색 컬러필터(484), 청색 컬러필터(486)를 통과함으로써, 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP)에서 적색, 녹색 및 청색 빛이 표시된다.
한편, 도 5 내지 도 7에서, 백색을 발광하는 유기발광다이오드(D)가 표시장치에 이용되고 있다. 이와 달리, 유기발광다이오드(D)는 박막트랜지스터(Tr)와 같은 구동 소자 및 컬러필터층(480) 없이 기판 전면에 형성되어 조명장치에 이용될 수도 있다. 본 발명에서 유기발광장치는 표시장치와 조명장치를 포함한다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 유기발광표시장치(600)는 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP)가 정의된 제 1 기판(610)과, 제 1 기판(610)과 마주하는 제 2 기판(670)과, 제 1 기판(610)과 제 2 기판(670) 사이에 위치하며 청색 빛을 발광하는 유기발광다이오드(D)와, 유기발광다이오드(D)와 제 2 기판(670) 사이에 위치하는 색변환층(680)을 포함한다.
도시하지 않았으나, 제 2 기판(670)과 색변환층(680) 각각의 사이에는 컬러필터가 형성될 수 있다.
제 1 기판(610) 상에는 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP) 각각에 대응하여 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고, 박막트랜지스터(Tr)의 일전극, 예를 들어 드레인 전극을 노출하는 드레인 콘택홀(652)을 갖는 보호층(650)이 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
보호층(650) 상에는 제 1 전극(660), 유기 발광층(662) 및 제 2 전극(664)을 포함하는 유기발광다이오드(D)가 형성된다. 이때, 제 1 전극(660)은 드레인 콘택홀(652)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극에 연결될 수 있다.
또한, 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP) 각각의 경계에는 제 1 전극(660)의 가장자리를 덮는 뱅크층(666)이 형성된다.
이때, 유기발광다이오드(D)는 도 3 또는 도 4의 구조를 갖고 청색을 발광할 수 있다. 즉, 유기발광다이오드(D)는 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP) 각각에 구비되어 청색 빛을 제공한다.
색변환층(680)은 적색 화소(RP)에 대응하는 제 1 색변환층(682)과 녹색 화소(BP)에 대응하는 제 2 색변환층(684)을 포함한다. 예를 들어, 색변환층(680)은 양자점과 같은 무기발광물질로 이루어질 수 있다.
적색 화소(RP)에서 유기발광다이오드(D)로부터의 청색 빛은 제 1 색변환층(682)에 의해 적색 빛으로 변환되고, 녹색 화소(GP)에서 유기발광다이오드(D)로부터의 청색 빛은 제 2 색변환층(684)에 의해 녹색 빛으로 변환된다.
따라서, 유기발광표시장치(600)는 컬러 영상을 구현할 수 있다.
한편, 유기발광다이오드(D)로부터의 빛이 제 1 기판(610)을 통과하여 표시되는 경우, 색변환층(680)은 유기발광다이오드(D)와 제 1 기판(610) 사이에 구비될 수도 있다.
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.
100, 400, 600: 유기발광표시장치
160, 460, 660: 제 1 전극
162, 462, 662: 유기발광층 164, 464, 664: 제 2 전극
240, 320, 340, 520, 540, 560, 720, 740: 발광물질층
242, 322, 342, 522, 562, 722: 제 1 호스트
244, 324, 344, 524, 564, 724: 도펀트
D: 유기발광다이오드
162, 462, 662: 유기발광층 164, 464, 664: 제 2 전극
240, 320, 340, 520, 540, 560, 720, 740: 발광물질층
242, 322, 342, 522, 562, 722: 제 1 호스트
244, 324, 344, 524, 564, 724: 도펀트
D: 유기발광다이오드
Claims (17)
- 기판과;
제 1 전극과; 상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극과; 안트라센 유도체인 제 1 호스트와 보론 유도체인 제 1 도펀트를 포함하고 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 발광 물질층과; 전자차단물질을 포함하고 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광물질층 사이에 위치하는 전자 차단층을 포함하며 상기 기판 상에 위치하는 유기발광다이오드를 포함하고,
상기 제 1 호스트의 안트라센 코어는 중수소로 치환되며,
상기 제 1 도펀트는 하기 화학식1로 표시되고, R11 내지 R14 각각, R21 내지 R24 각각, R31 내지 R35 각각, R41 내지 R45 각각은 독립적으로 수소, 중수소, C1~C10의 알킬, C6~C30의 아릴, C12~C30의 아릴아미노기, C5~C30의 헤테로 아릴로 이루어지는 군에서 선택되며, R51은 치환되지 않거나 중수소와 C1~C10 알킬 중 적어도 하나로 치환된 C12~C30의 아릴아미노기 또는 비치환 또는 중수소로 치환된 C5~C30의 헤테로 아릴에서 선택되며,
상기 전자차단물질은 하기 화학식2로 표시되며, R1, R2, R4 각각은 독립적으로 단일환 아릴기 또는 다환아릴기에서 선택되고, R3는 단일환아릴렌기 또는 다환아릴렌기에서 선택되며, R1, R2, R3, R4 중 적어도 하나는 다환구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
[화학식1]
[화학식2]
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 도펀트는 하기 화학식3의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
[화학식3]
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 호스트는 하기 화학식4로 표시되며,
R1, R2 각각은 독립적으로 C6~C30의 아릴기 또는 C5~C30의 헤테로아릴기이고, L1, L2 각각은 C6~C30의 아릴렌기이며, x는 1 내지 8의 정수이고, y1, y2 각각은 0 또는 1의 정수인 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
[화학식4]
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 호스트는 하기 화학식5의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
[화학식5]
- 제 4 항에 있어서,
상기 전자차단물질은 하기 화학식6의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
[화학식6]
- 제 1 항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는 상기 제 2 전극과 상기 제 1 발광물질층 사이에 위치하는 정공 차단층을 더 포함하고,
상기 정공 차단층은 하기 화학식7의 제 1 정공차단물질과 하기 화학식8의 제 2 정공차단물질 중 적어도 하나를 포함하는 유기발광장치.
[화학식7]
[화학식8]
(화학식7에서, Y1 내지 Y5 각각은 독립적으로 CR1 또는 N이고 이중 하나 내지 셋은 N이며, R1은 독립적으로 수소 또는 C6~C30의 아릴기이고, L은 C6~C30의 알릴렌기이며, R2는 C6~C50의 아릴기 또는 C5~C50의 헤테로아릴기이고, R3는 C1~C10의 알킬기이거나 인접한 둘이 축합환을 이루며, a는 0 또는 1이고, b는 1 또는 2이며, c는 0 내지 4의 정수이고,
화학식8에서, Ar은 C10~C30의 아릴렌기이고, R81은 치환되지 않거나 C1-C10 알킬로 치환된 C6-C30 아릴기 또는 치환되지 않거나 C1-C10 알킬로 치환된 C5-C30 헤테로 아릴기이고, R82 및 R83 각각은 독립적으로 수소, C1-C10 알킬 또는 C6-C30 아릴이다.)
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 정공차단물질은 하기 화학식9의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
[화학식9]
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 정공차단물질은 하기 화학식10의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
[화학식10]
- 제 1 항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는, 안트라센 유도체인 제 2 호스트와, 보론 유도체인 제 2 도펀트를 포함하고 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층과; 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층을 더 포함하고,
상기 제 2 호스트의 안트라센 코어는 중수소로 치환된 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는, 청색을 발광하고 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층과; 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 1 항, 제 9 항, 제 10 항 중 하나에 있어서,
상기 기판에는 적색화소, 녹색화소 및 청색화소가 정의되고, 상기 유기발광다이오드는 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색 화소에 대응되며,
상기 적색화소와 상기 녹색화소에 대응하여 상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 구비되는 색변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는, 황록색을 발광하고 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 2 발광 물질층과 상기 제 3 발광 물질층 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는, 적색과 녹색을 발광하고 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 2 발광 물질층과 상기 제 3 발광 물질층 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는, 적색을 발광하는 제 1 층과 황록색을 발광하는 제 2 층을 포함하고 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 2 발광 물질층과 상기 제 3 발광 물질층 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 제 3 발광물질층은 녹색을 발광하는 제 3 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유기발광다이오드는, 황록색을 발광하고 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층과, 상기 제 1 발광 물질층과 상기 제 2 발광 물질층 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
- 제 12 항 내지 제 16 항 중 하나에 있어서,
상기 기판에는 적색화소, 녹색화소 및 청색화소가 정의되고, 상기 유기발광다이오드는 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색 화소에 대응되며,
상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소에 대응하여 상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 구비되는 컬러필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
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