KR20220033736A - 유기 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자받개 모이어티와 축합 방향족 또는 축합 헤테로 방향족 고리인 전자주개 모이어티가 직접 또는 연결기 모이어티를 통해 연결되며, 이들 모이어티가 각각 탄소-탄소 결합을 통해 연결되는 유기 화합물과, 상기 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치에 관한 것이다. 단일 분자 내에 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티를 포함하여 분자 내에서 전하가 쉽게 이동할 수 있고, 강한 결합 에너지를 가지는 탄소-탄소 결합으로 연결된 유기 화합물을 발광층에 적용하여, 우수한 발광 효율 및 발광 수명을 가지는 유기발광다이오드 및 유기발광장치를 구현한다.

Description

유기 화합물, 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치{ORGANIC COMPOUNDS HAVING IMPROVED LUMINSECENT PROPERTIES, ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING THE COMPOUNDS}

본 발명은 유기 화합물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 발광 특성을 가지는 유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광장치에 관한 것이다.

평면표시소자 중의 하나인 유기발광다이오드는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)를 빠르게 대체하는 발광 소자로서 주목을 받고 있다. 유기발광다이오드(organic light emitting diodes; OLED)는 2000 Å 이내의 얇은 유기 박막으로 형성되고, 사용되는 전극의 구성에 따라 단일 방향 또는 양방향으로의 화상을 구현할 수 있다. 또한 유기발광다이오드는 플라스틱과 같은 플렉서블(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있어서 플렉서블 또는 폴더블(foldable) 표시장치를 구현하기 용이하다. 뿐만 아니라, 유기발광다이오드 표시장치는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 색 순도가 우수하여, 액정표시장치에 비하여 큰 장점을 가지고 있다.

유기발광다이오드는 양극에서 주입된 정공(hole)과 음극에서 주입된 전자(electron)가 발광물질층에서 결합하여 엑시톤을 형성하여 불안정한 에너지 상태(excited state)로 되었다가, 안정한 바닥 상태(ground state)로 돌아오며 빛을 방출한다. 종래의 일반적인 형광 물질은 단일항 엑시톤만이 발광에 참여하기 때문에 발광 효율이 낮다. 삼중항 엑시톤도 발광에 참여하는 인광 물질은 형광 물질에 비하여 발광 효율이 높다. 하지만, 대표적인 인광 물질인 금속 착화합물은 발광 수명이 짧아서 상용화에 한계가 있다.

본 발명의 목적은 발광 효율이 우수한 유기 화합물과, 상기 유기 화합물을 발광물질층에 도입한 유기발광다이오드와 유기발광장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 색 순도를 향상시킬 수 있는 유기발광다이오드와 상기 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광장치를 제공하고자 하는 것이다.

일 측면에 따르면, 하기 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물이 개시된다.

화학식 1

화학식 1에서 A는 하기 화학식 2의 구조를 가지는 방향족 고리 또는 헤테로 방향족 고리; L은 직접 결합 또는 하기 화학식 3의 구조를 가지는 방향족 링커 또는 헤테로 방향족 링커; D는 하기 화학식 4의 구조를 가지는 축합 방향족 고리 또는 축합 헤테로 방향족 고리; m은 1 내지 5의 정수임.

화학식 2

화학식 2에서 A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₁ 또는 N이고, R₁은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.

화학식 3

화학식 3에서 B₁ 내지 B₆ 중에서 2개는 각각 상기 A 및 상기 D에 연결되는 탄소 원자이고, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₂ 또는 N이고, R₂는 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.

화학식 4

화학식 4에서, X₁ 내지 X₄는 각각 독립적으로 직접 결합, CR₃R₄, NR₅, O 또는 S이고, R₃ 내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기이며, X₁ 및 X₂ 중에서 적어도 하나 및 X₃ 및 X₄ 중에서 적어도 하나는 각각 직접 결합이 아님; Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 하나는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₆ 또는 N이고, R₆는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수임.

다른 측면에 따르면, 제 1 전극과, 상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드가 개시된다.

예를 들어, 상기 유기 화합물은 발광물질층의 지연형광물질로 사용될 수 있으며, 상기 발광물질층은 적어도 하나의 호스트와, 필요에 따라 형광 또는 인광 물질을 더욱 포함할 수 있다.

일례로, 상기 발광층은 단층 구조를 가지거나, 다수의 발광부 사이에 위치하는 적어도 하나의 전하생성층을 가지는 탠덤 구조를 가질 수 있다.

이때, 다수의 발광부 중에서 적어도 하나의 발광부를 구성하는 발광물질층은 상기 유기 화합물을 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서, 기판 및 전술한 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광장치, 예를 들어 유기발광 조명장치 또는 유기발광표시장치가 개시된다.

본 발명의 유기 화합물은 전자주개(electron donor)인 축합 헤테로 방향족 모이어티와, 전자받개(electron acceptor)인 방향족 또는 헤테로 방향족 모이어티가 직접 또는 연결기를 통해 연결된다.

전자주개와 전자받개가 분리되면서, 분자는 HOMO 에너지 상태와 LUMO 에너지 상태로 쉽게 분리되고, 분자 내부의 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 증가하면서 발광 효율이 향상된다. 또한, 전자주개와 전자받개 사이에 위치할 수 있는 연결기로 인하여, 전자주개와 전자받개 사이의 거리가 증가한다. 이에 따라, 분자 내에서 HOMO와 LUMO 간 중첩이 감소하게 되므로, 여기 삼중항 에너지 준위와 여기 단일항 에너지 준위의 차이(ΔE_ST)를 줄일 수 있다.

더욱이, 전자주개는 견고한 축합 헤테로 방향족 고리로 이루어져서, 분자의 3차원 입체구조(conformation)가 크게 제한된다. 본 발명에 따른 유기 화합물이 발광할 때 분자의 3차원 입체구조의 변경에 따른 에너지 손실이 없으며, 발광 스펙트럼을 특정 범위로 제한할 수 있기 때문에 고색순도를 구현할 수 있다.

본 발명의 유기 화합물을 유기발광다이오드를 구성하는 발광층, 예를 들어 발광물질층의 도펀트로 사용하여, 유기발광다이오드의 발광 효율 및 발광 수명이 향상된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 유기발광장치의 일례로서 유기발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라 1개의 발광부로 이루어진 유기발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라 1개의 발광부로 이루어진 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따라 1개의 발광부로 이루어진 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 제 5 실시형태에 따라 2개의 발광부로 이루어진 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 유기발광장치의 일례로서 유기발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 제 6 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 유기발광장치의 일례로서 유기발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 제 7 실시형태에 따라 3개의 발광부로 이루어진 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 예시적인 제 8 실시형태에 따라 3개의 발광부로 이루어진 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.

[유기 화합물]

유기발광다이오드에 적용되는 유기 화합물은 우수한 발광 특성 및 전하에 대한 양호한 친화력을 가지며, 소자의 구동에 의해서도 안정적인 특성을 유지하여야 한다. 특히, 유기발광다이오드에 적용되는 발광 재료는 소자의 발광 효율을 결정하는 가장 중요한 요인이다. 발광 재료는 양자 효율이 높고, 전자와 정공의 이동도가 커야 하고, 동일한 발광층 및 인접한 발광층에 적용되는 다른 재료에 대해서 적절한 에너지 준위를 가져야 한다.

본 발명에 따른 유기 화합물은 분자 내에 전자주개(electron donor)와 전자받개(electron acceptor)를 모두 가지고 있어서, 지연 형광 특성을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.

화학식 1

화학식 1에서 A는 하기 화학식 2의 구조를 가지는 방향족 고리 또는 헤테로 방향족 고리; L은 직접 결합 또는 하기 화학식 3의 구조를 가지는 방향족 링커 또는 헤테로 방향족 링커; D는 하기 화학식 4의 구조를 가지는 축합 방향족 고리 또는 축합 헤테로 방향족 고리; m은 1 내지 5의 정수임.

화학식 2

화학식 2에서 A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₁ 또는 N이고, R₁은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.

화학식 3

화학식 3에서 B₁ 내지 B₆ 중에서 2개는 각각 상기 A 및 상기 D에 연결되는 탄소 원자이고, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₂ 또는 N이고, R₂는 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.

[화학식 4]

화학식 4에서, X₁ 내지 X₄는 각각 독립적으로 직접 결합, CR₃R₄, NR₅, O 또는 S이고, R₃ 내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기이며, X₁ 및 X₂ 중에서 적어도 하나 및 X₃ 및 X₄ 중에서 적어도 하나는 각각 직접 결합이 아님; Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 하나는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₆ 또는 N이고, R₆는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수임.

본 명세서에서 '치환되지 않은'이란 수소 원자가 결합된 것을 의미하며, 이 경우 수소 원자는 경수소, 중수소 및 삼중수소가 포함된다. 본 명세서에서 '치환된'이라는 용어가 사용되는 경우, 치환기는 예를 들어, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₂₀ 알킬, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₂₀ 알콕시, 할로겐, 시아노기, -CF₃, 하이드록시기, 카르복시기, 카르보닐기, 아미노기, C₁~C₁₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 아릴 아미노기, C₄~C₃₀ 헤테로 아릴 아미노기, 니트로기, 하이드라질기(hydrazyl group), 술폰산기, C₁~C₂₀ 알킬 실릴기, C₁~C₂₀ 알콕시 실릴기, C₃~C₃₀ 사이클로 알킬 실릴기, C₅~C₃₀ 아릴 실릴기, C₄~C₃₀ 헤테로 아릴 실릴기, C₅~C₃₀ 아릴기, C₄~C₃₀ 헤테로 아릴기 등을 들 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 '헤테로 방향족', '헤테로 지환족', '헤테로 아릴기', '헤테로 아릴 알킬기', '헤테로 아릴옥시기', '헤테로 아릴 아미노기' 등에서 사용된 용어 '헤테로'는 이들 방향족 고리를 구성하는 탄소 원자 중 1개 이상, 예를 들어 1 내지 5개의 탄소 원자가 N, O, S 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.

하나의 예시적인 측면에서, R₁ 내지 R₆가 각각 독립적으로 C₆~C₃₀ 방향족 작용기인 경우, R₁ 내지 R₆는 각각 독립적으로 C₆~C₃₀ 아릴기, C₇-C₃₀ 아랄킬기, C₆~C₃₀ 아릴옥시기 및 C₆~C₃₀ 아릴 아미노기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예시적인 측면에서, R₁ 내지 R₆가 각각 독립적으로 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기인 경우, R₁ 내지 R₆는 각각 독립적으로 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기, C₄~C₃₀ 헤테로 아랄킬기, C₃~C₃₀ 헤테로 아릴옥시기 및 C₃~C₃₀ 헤테로 아랄 아미노기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

일례로, R₁ 내지 R₆가 각각 독립적으로 C₆~C₃₀ 아릴기인 경우, R₁ 내지 R₆는 각각 독립적으로 페닐, 바이페닐, 터페닐, 나프틸, 안트라세닐, 펜탄레닐, 인데닐, 인데노인데닐, 헵탈레닐, 바이페닐레닐, 인다세닐, 페날레닐, 페난트레닐, 벤조페난트레닐, 디벤조페난트레닐, 아줄레닐, 파이레닐, 플루오란테닐, 트리페닐레닐, 크라이세닐, 테트라페닐, 테트라세닐, 플레이다에닐, 파이세닐, 펜타페닐, 펜타세닐, 플루오레닐, 인데노플루오레닐 또는 스파이로 플루오레닐과 같은 축합되지 않거나 축합된(fused) 아릴기일 수 있다.

다른 예시적인 측면에 따르면, R₁ 내지 R₆가 각각 독립적으로 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기인 경우, R₁ 내지 R₆는 각각 독립적으로, 피롤릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피라지닐, 피리다지닐, 트리아지닐, 테트라지닐, 이미다졸일, 피라졸일, 인돌일, 이소인돌일, 인다졸일, 인돌리지닐, 피롤리지닐, 카바졸일, 벤조카바졸일, 디벤조카바졸일, 인돌로카바졸일, 인데노카바졸일, 벤조퓨로카바졸일, 벤조티에노카바졸일, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 프탈라지닐, 퀴녹살리닐, 시놀리닐, 퀴나졸리닐, 퀴노졸리닐, 퀴놀리지닐, 퓨리닐, 벤조퀴놀리닐, 벤조이소퀴놀리닐, 벤조퀴나졸리닐, 벤조퀴녹살리닐, 아크리디닐, 페난트롤리닐, 페리미디닐, 페난트리디닐, 프테리디닐, 나프타리디닐, 퓨라닐, 파이라닐, 옥사지닐, 옥사졸일, 옥사디아졸일, 트리아졸일, 디옥시닐, 벤조퓨라닐, 디벤조퓨라닐, 티오파이라닐, 잔테닐, 크로메닐, 이소크로메닐, 티오아지닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 디퓨로피라지닐, 벤조퓨로디벤조퓨라닐, 벤조티에노벤조티오페닐, 벤조티에노디벤조티오페닐, 벤조티에노벤조퓨라닐, 벤조티에노디벤조퓨라닐 또는 N-치환된 스파이로 플루오레닐과 같은 축합되지 않거나 축합된 헤테로 아릴기일 수 있다.

일례로, R₁ 내지 R₆가 방향족 작용기 또는 헤테로 방향족 작용기인 경우, R₁ 내지 R₆는 각각 독립적으로 페닐기, 바이페닐기, 피롤릴기, 트리아지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퓨라닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기 또는 카바졸일기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

다른 선택적인 측면에서, R₁ 내지 R₆가 인접한 작용기와 서로 합쳐져서 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성할 수 있다. 일례로, 화학식 2 내지 화학식 4에서 R₁ 내지 R₆가 각각 독립적으로 인접한 작용기와 서로 합쳐져서 방향족 고리 또는 헤테로 방향족 고리를 형성하는 경우, 형성된 방향족 고리 또는 헤테로 방향족 고리는 페닐 고리 및/또는 나프틸 고리와 같은 아릴 고리, 또는 피리딜기, 피리미딜기 및/또는 카바졸일기와 같은 헤테로 아릴 고리일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

예시적인 측면에서, R₁ 및 R₂ 중에서 적어도 하나는 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 시아노기/니트로기/할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기, 시아노기/니트로기/할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

다른 예시적인 측면에서, 상기 X₁ 및 X₂ 중의 하나는 직접 결합이고 다른 하나는 NR₅이고, 상기 X₃ 및 X₄ 중의 하나는 직접 결합이고 다른 하나는 NR₅이며, p와 q는 각각 1이며, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 하나는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₆일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 유기 화합물은 전자받개인 방향족 또는 헤테로 방향족 모이어티(A 모이어티)와, 전자주개인 축합 방향족 또는 축합 헤테로 방향족 모이어티(D 모이어티)와, 선택적으로 전자받개와 전자주개 사이에 위치하는 방향족 연결기 모이어티(L 모이어티)를 갖는다.

전자주개인 축합 방향족 또는 축합 헤테로 방향족 모이어티와 전자받개인 방향족 또는 헤테로 방향족 모이어티 사이의 입체장애가 커지면서, 이들 모이어티 사이의 공액 구조 형성이 제한된다. 분자는 최고준위점유분자궤도(highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지 상태와 최저준위비점유분자궤도(lowest unouccpied molecular orbital, LUMO) 에너지 상태로 쉽게 분리되고, 축합 헤테로 방향족 모이어티와 트리아진 모이어티에 쌍극자(dipole)가 형성되어, 분자 내부의 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 증가하면서 발광 효율이 향상된다.

전자주개와 전자받개가 분리되면서, 분자 내에서 HOMO 에너지 상태와 LUMO 에?? 상태 사이의 중첩이 감소한다. 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF, 도 4 참조)와 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF, 도 4 참조)의 차이(ΔE_ST, 도 4 참조)를 줄일 수 있다.

일례로, 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물은 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)와 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)의 차이(ΔE_ST)가 0.3 eV 이하, 예를 들어 0.05 내지 0.3 eV일 수 있다. 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드가 구동하면, 열에 의하여 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)를 가지는 엑시톤과 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)를 가지는 엑시톤은 중간 상태인 분자내전하이동(intramolecular charge transfer; ICT) 상태로 이동하고, 이로부터 바닥 상태(ground state, S₀)로 떨어진다(S₁ ^DF →ICT←T₁ ^DF). ICT 상태에서 바닥 상태로 떨어지면서 발광이 일어나기 때문에, 내부양자효율은 이론적으로 100%가 된다. 즉, 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물은 단일항 상태와 삼중항 상태의 에너지 차이가 적기 때문에, 원래의 단일항 상태의 엑시톤 에너지가 바닥 상태로 떨어지면서 형광을 나타낼 뿐만 아니라, 삼중항 상태에서 에너지가 보다 높은 단일항 상태로 전환(up-conversion)되는 역 계간전이(Reverse Inter System Crossing; RISC)가 일어나고, 단일항 상태가 바닥 상태로 전이되면서 지연 형광을 구현할 수 있다.

한편, 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물을 구성하는 전자주개 모이어티(D 모이어티)는 견고한 축합 방향족 또는 축합 헤테로 방향족 고리로 이루어져서, 분자의 3차원 입체구조(conformation)가 크게 제한된다. 본 발명에 따른 유기 화합물이 발광할 때 분자의 3차원 입체구조의 변경에 따른 에너지 손실이 없으며, 발광 스펙트럼을 특정 범위로 제한할 수 있기 때문에 고색순도를 구현할 수 있다.

또한, 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)는 종래의 인광 물질의 여기 삼중항 에너지 준위보다 낮을 수 있고, 에너지밴드갭은 인광 물질보다 좁다. 따라서, 종래 인광 물질을 사용하였을 때, 한계로 작용하였던 여기 삼중항 에너지가 높으며, 에너지밴드갭이 넓은 유기 화합물을 호스트로 사용할 필요가 없다. 에너지밴드갭이 넓은 호스트를 사용함에 따라 야기되는 전하의 주입 및 수송이 지연되는 것을 최소화할 수 있다.

아울러, 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물은 각각 탄소-탄소 결합을 통해 연결되는 전자받개 모이어티(A 모이어티), 방향족 연결기 모이어티(L 모이어티) 및 전자주개 모이어티(D 모이어티)를 포함한다. 강한 결합 에너지를 가지는 탄소-탄소 결합에 의하여, 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물은 열 안정성이 우수하다. 따라서, 유기발광다이오드가 구동될 때 발생하는 열에 의하여 열화되지 않기 때문에, 우수한 발광 효율과 발광 수명을 구현할 수 있다.

예시적인 측면에서, 전자받개 모이어티(A 모이어티)를 구성하는 A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 연결기 모이어티(L 모이어티) 또는 전자주개 모이어티(D 모이어티)에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 L 모이어티 또는 D 모이어티에 연결되지 않는 적어도 하나는 N일 수 있다. 다른 측면에서, A 모이어티를 구성하는 A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 모이어티 또는 D 모이어티에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 L 모이어티 또는 D 모이어티에 연결되지 않는 적어도 2개는 N일 수 있다.

선택적으로, A 모이어티를 구성하는 탄소 원자 중에서 L 모이어티 또는 D 모이어티에 연결되지 않는 적어도 하나의 탄소 원자는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알콕시기, 치환되지 않거나 할로겐, 시아노기, 니트로기 또는 이들의 조합으로 구성되는 작용기로 치환된 C₆~C₃₀ 아릴기 또는 치환되지 않거나 할로겐, 시아노기, 니트로기 또는 이들의 조합으로 구성되는 작용기로 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기로 치환될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

예시적인 측면에서 전자주개 모이어티인 상기 D 모이어티는 양 끝단에 6원자 고리가 위치하고, 6원자 고리 사이에 5원자 고리와 6원자 고리가 축합된 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조를 가지는 D 모이어티는 하기 화학식 5 또는 하기 화학식 6의 구조를 가질 수 있다.

화학식 5

화학식 6

화학식 5에서 A는 하기 화학식 7의 구조를 가지며, 화학식 5와 화학식 6에서 B는 각각 독립적으로 하기 화학식 8의 구조를 가짐; 화학식 5에서 R₁₁ 내지 R₁₈ 중에서 어느 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, R₁₁ 내지 R₁₈ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임; 화학식 6에서 R₁₉ 내지 R₂₈ 중에서 어느 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, R₁₉ 내지 R₂₈ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임.

화학식 7

화학식 8

화학식 7에서, R₃₁ 및 R₃₂는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임; 화학식 7과 화학식 8에서 Z₁과 Z₂는 각각 독립적으로 NR₃₃, O 또는 S이고, R₃₃은 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임.

한편, 화학식 1에서 전자받개 모이어티인 상기 A 모이어티는 핵 원자 중에서 3개의 질소 원자를 가지는 트리아진 모이어티를 포함할 수 있다. A 모이어티가 트리아진 모이어티를 포함하는 유기 화합물은 하기 화학식 9에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.

화학식 9

선택적으로, 화학식 1에서 상기 A 모이어티는 핵 원자 중에서 2개의 질소 원자를 가지는 피리미딘 모이어티 또는 파이라진 모이어티를 포함할 수 있다. A 모이어티가 피리미딘 모이어티 또는 파이라진 모이어티를 포함하는 유기 화합물은 하기 화학식 10에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.

화학식 10

다른 예시적인 측면에서, 화학식 1에서 상기 A 모이어티는 핵 원자 중에서 1개의 질소 원자를 가지는 피리딘 모이어티를 포함할 수 있다. A 모이어티가 피리딘 모이어티를 포함하는 유기 화합물은 하기 화학식 11에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.

화학식 11

또 다른 예시적인 측면에서, 화학식 1에서 상기 A 모이어티는 핵 원자가 모두 탄소 원자인 페닐 모이어티를 포함할 수 있다. 이때, 페닐 모이어티를 구성하는 핵 원자 중에서 적어도 1개, 예를 들어 적어도 2개는 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 작용기로 치환될 수 있다. 일례로, 상기 A 모이어티가 페닐 모이어티를 포함하는 유기 화합물은 하기 화학식 12에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.

화학식 12

[유기발광장치 및 유기발광다이오드]

화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 임의의 유기 화합물을 유기발광다이오드를 구성하는 발광층, 예를 들어 발광물질층에 적용하여, 발광 효율 및 발광 수명이 향상된 유기발광다이오드를 구현할 수 있다. 본 발명에 따른 유기발광다이오드는 유기발광표시장치 또는 유기발광조명 장치 등의 유기발광장치에 적용될 수 있다. 일례로, 본 발명의 유기발광다이오드를 적용한 표시장치에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 회로도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 유기발광표시장치에는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL)과, 데이터 배선(DL) 및 파워 배선(PL)이 형성된다. 화소영역(P)에는, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기발광다이오드(D)가 형성된다. 화소영역(P)은 제 1 화소영역(P1, 도 11 참조), 제 2 화소영역(P2, 도 11 참조) 및 제 3 화소영역(도 11 참조)을 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 유기발광 표시장치에서는, 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 데이터 신호에 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 예시적인 제 1 실시형태에 따른 유기발광장치의 일례로서 유기발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 유기발광표시장치(100)는 기판(110)과, 기판(110) 상부에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 평탄화층(150) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 유기발광다이오드(D)를 포함한다.

기판(110)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 기판 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 polyimide(PI), polyethersulfone(PES), polyethylenenaphthalate(PEN), polyethylene Terephthalate(PET) 및 polycarbonate(PC) 중에서 어느 하나로 형성될 수 있다. 그 상부에 박막트랜지스터(Tr)와, 유기발광다이오드(D)가 위치하는 기판(110)은 어레이 기판을 이룬다.

기판(110) 상에 버퍼층(122)이 형성되고, 버퍼층(122) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(122)은 생략될 수 있다.

버퍼층(122) 상부에 반도체층(120)이 형성된다. 예를 들어, 반도체층(120)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 반도체층(120)이 산화물 반도체 물질로 이루어지는 경우, 반도체층(120) 하부에 차광패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 차광패턴은 반도체층(120)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(120)이 빛에 의하여 열화되는 것을 방지한다. 선택적으로, 반도체층(120)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(120)의 양 가장자리에 불순물이 도핑될 수 있다.

반도체층(120)의 상부에는 절연 물질로 이루어진 게이트 절연막(124)이 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(124)은 실리콘산화물(SiO_x) 또는 실리콘질화물(SiN_x)과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.

게이트 절연막(124) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(130)이 반도체층(120)의 중앙에 대응하여 형성된다. 도 2에서 게이트 절연막(122)은 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(1202은 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝 될 수도 있다.

게이트 전극(130) 상부에는 절연 물질로 이루어진 층간 절연막(132)이 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(132)은 실리콘산화물(SiO_x) 또는 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기 절연 물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연 물질로 형성될 수 있다.

층간 절연막(132)은 반도체층(120)의 양측 상면을 노출하는 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)을 갖는다. 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)은 게이트 전극(130)의 양측에서 게이트 전극(130)과 이격되어 위치한다. 여기서, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)은 게이트 절연막(122) 내에도 형성될 수 있다. 선택적으로, 게이트 절연막(122)이 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝 될 경우, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)은 층간 절연막(132) 내에만 형성된다.

층간 절연막(132) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 소스 전극(144)과 드레인 전극(146)이 형성된다. 소스 전극(144)과 드레인 전극(146)은 게이트 전극(130)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)을 통해 반도체층(120)의 양측과 접촉한다.

반도체층(120), 게이트 전극(130), 소스 전극(154) 및 드레인 전극(156)은 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다. 도 2에 예시된 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(120)의 상부에 게이트 전극(130), 소스 전극(154) 및 드레인 전극(156)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.

도 2에 도시하지 않았으나, 게이트 배선(GL, 도 1 참조)과 데이터 배선(DL, 도 1 참조)이 서로 교차하여 화소영역(P, 도 1 참조)을 정의하며, 게이트 배선(GL)과 데이터 배선에(DL)에 연결되는 스위칭 소자(Ts, 도 1 참조)가 더 형성된다. 스위칭 소자(Ts)는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다. 또한, 파워 배선(PL, 도 1 참조)이 데이터 배선(DL)과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 커패시터(Cst, 도 1 참조)가 더 구성될 수 있다.

유기발광표시장치(100)는 유기발광다이오드(D)에서 방출된 빛을 투과하는 컬러필터층(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 컬러필터층은 적색, 녹색 또는 청색 광을 투과할 수 있다. 광을 투과하는 적색, 녹색 및 청색의 컬러필터 패턴이 각각의 화소영역(P)에 형성될 수 있다. 컬러필터층을 채택하여, 유기발광표시장치(100)는 풀-컬러를 구현할 수 있다.

일례로, 유기발광표시장치(100)가 하부 발광 방식(bottom-emission type)인 경우, 컬러필터층은 유기발광다이오드(D)에 대응하는 층간 절연막(132) 상부에 위치할 수 있다. 선택적으로, 유기발광표시장치(100)가 상부 발광 타입(top-emission type)인 경우, 컬러필터층은 유기발광다이오드(D)의 상부에 위치할 수도 있다.

소스 전극(144)과 드레인 전극(146) 상부에는 평탄화층(150)이 기판(110) 전면에 형성된다. 평탄화층(150)은 상면이 평탄하며, 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(146)을 노출하는 드레인 컨택홀(152)을 갖는다. 여기서, 드레인 컨택홀(152)은 제 2 반도체층 컨택홀(136) 바로 위에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제 2 반도체층 컨택홀(136)과 이격되어 형성될 수도 있다.

유기발광다이오드(D)는 평탄화층(150) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(146)에 연결되는 제 1 전극(210)과, 제 1 전극(210) 상에 순차 적층되는 발광층(220) 및 제 2 전극(230)을 포함한다.

1 전극(210)은 각각의 화소영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(210)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수(work function) 값이 비교적 큰 도전성 물질, 예를 들어 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제 1 전극(210)은 인듐-주석-산화물 (indium-tin-oxide; ITO), 인듐-아연-산화물(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)으로 이루어질 수 있다.

유기발광표시장치(100)가 하부 발광 방식인 경우, 제 1 전극(210)은 투명 도전성 산화물로 이루어진 단층 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명의 유기발광표시장치(100)가 상부 발광 방식인 경우, 제 1 전극(210) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 은(Ag) 또는 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다. 상부 발광 방식인 유기발광다이오드(D)에서 제 1 전극(210)은 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/APC/ITO의 삼중층 구조를 가질 수 있다.

또한, 평탄화층(150) 상에는 제 1 전극(210)의 가장자리를 덮는 뱅크층(160)이 형성된다. 뱅크층(160)은 화소 영역에 대응하여 제 1 전극(210)의 중앙을 노출한다.

제 1 전극(210) 상에는 발광층(220)이 형성된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 발광층(220)은 발광물질층(emitting material layer; EML)의 단층 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 발광층(220)은 발광물질층 이외에도, 다수의 전하이동층을 가질 수 있다. 일례로, 발광층(220)은 정공주입층(hole injection layer; HIL), 정공수송층(hole transport layer; HTL), 전자차단층(electron blocking layer; EBL), 정공차단층(hole blocking layer; HBL), 전자수송층(electron transport layer; ETL) 및/또는 전자주입층(electron injection layer; EIL)을 포함할 수 있다(도 3, 6, 8, 10 참조). 발광층(220)을 구성하는 발광부는 1개로 이루어질 수도 있고, 2개 이상의 발광부가 탠덤 구조를 형성할 수도 있다. 발광층(220)을 구성하는 구조 및 물질에 대해서는 후술한다.

이때, 발광층(220)은 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 임의의 유기 화합물을 포함한다. 일례로, 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 임의의 유기 화합물은 발광물질층의 도펀트로 적용될 수 있다.

발광층(220)이 형성된 기판(110) 상부로 제 2 전극(230)이 형성된다. 제 2 전극(230)은 표시 영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 음극(cathode)으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(230)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 은(Ag), 또는 이들의 합금이나 조합과 같은 반사 특성이 좋은 소재로 이루어질 수 있다. 유기발광표시장치(100)가 상부 발광 방식인 경우, 제 2 전극(230)은 얇은 두께를 가져 광투과(반투과) 특성을 갖는다.

제 2 전극(230) 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(176)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

유기발광표시장치(100)는 외부광의 반사를 줄이기 위한 편광판(도시하지 않음)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광판(도시하지 않음)은 원형 편광판일 수 있다. 유기발광표시장치(100)가 하부 발광 방식인 경우, 편광판은 기판(110) 하부에 위치할 수 있다. 한편, 유기발광표시장치(100)가 상부 발광 방식인 경우, 편광판은 인캡슐레이션 필름(170) 상부에 위치할 수 있다. 또한, 상부 발광 방식의 유기발광표시장치(100)에서는, 인캡슐레이션 필름(170) 또는 편광판(도시하지 않음) 상에 커버 윈도우(도시하지 않음)가 부착될 수 있다. 이때, 기판(110)과 커버 윈도우(도시하지 않음)가 플렉서블 소재로 이루어진 경우, 플렉서블 표시장치를 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 유기 화합물이 적용될 수 있는 유기발광다이오드에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 3은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3에 나타내 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유기발광다이오드(D1)는 서로 마주하는 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(230)과, 제 1 및 제 2 전극(210, 230) 사이에 위치하는 발광층(220)을 포함한다. 유기발광표시장치(100, 도 2 참조)는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 포함하고, 유기발광다이오드(D1)는 녹색 화소영역에 위치할 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 발광층(230)은 제 1 및 제 2 전극(210, 230) 사이에 위치하는 발광물질층(EML, 240)을 포함한다. 발광층(220)은 제 1 전극(210)과 발광물질층(240) 사이에 위치하는 정공수송층(HTL, 260)과, 발광물질층(240)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 전자수송층(ETL, 270) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 발광층(220)은 제 1 전극(210)과 정공수송층(260) 사이에 위치하는 정공주입층(HIL, 250)과, 전자수송층(270)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 전자주입층(EIL, 280) 중에서 적어도 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다. 선택적으로, 발광층(220)은 정공수송층(260)과 발광물질층(240) 사이에 위치하는 제 1 엑시톤 차단층인 전자차단층(electron blocking layer, EBL, 265) 및/또는 발광물질층(240)과 전자수송층(270) 사이에 위치하는 제 2 엑시톤 차단층인 정공차단층(hole blocking layer, HBL, 275)을 더욱 포함할 수 있다.

제 1 전극(210)은 발광물질층(240)에 정공을 공급하는 양극일 수 있다. 제 1 전극(210)은 일함수(work function) 값이 비교적 큰 도전성 물질, 예를 들어 투명 도전성 산화물(TCO)로 형성되는 것이 바람직하다. 예시적인 실시형태에서, 제 1 전극(210)은 ITO, IZO, ITZO), SnO, ZnO, ICO 및 AZO로 이루어질 수 있다.

제 2 전극(230)은 발광물질층(240)에 전자를 공급하는 음극일 수 있다. 제 2 전극(230)은 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질, 예를 들어 Al, Mg, Ca, Ag, 또는 이들의 합금이나 조합과 같은 반사 특성이 좋은 소재로 이루어질 수 있다.

예시적인 측면에서, 발광물질층(240)은 제 1 화합물(H)과 제 2 화합물(DF)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 화합물(H)은 호스트이고, 제 2 화합물(DF)은 지연형광물질일 수 있다. 예를 들어, 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 어느 하나의 유기 화합물은 발광물질층(240)의 제 2 화합물(DF)일 수 있다. 일례로, 발광물질층(240)은 녹색(G)으로 발광할 수 있다. 발광물질층(240)을 구성하는 제 1 화합물의 종류, 제 1 화합물과 제 2 화합물 사이의 에너지 준위 등에 대해서는 후술한다.

정공주입층(250)은 제 1 전극(210)과 정공수송층(260) 사이에 위치하는데, 무기물인 제 1 전극(210)과 유기물인 정공수송층(260) 사이의 계면 특성을 향상시킨다. 예시적인 측면에서, 정공주입층(250)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'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (NPB, NPD), 1,4,5,8,9,11-Hexaazatriphenylenehexacarbonitrile(Dipyrazino[2,3-f:2'3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile; 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 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유기발광다이오드(D1)의 특성에 따라 정공주입층(250)은 생략될 수 있다.

정공수송층(260)은 제 1 전극(210)과 발광물질층(240) 사이에서 발광물질층(240)에 인접하여 위치한다. 예시적인 측면에서, 정공수송층(260)은 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-butylpnehyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine](Poly-TPD), Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))] (TFB), 4,4'-Cyclohexylidenebis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzeneamine (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 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

발광물질층(240)과 제 2 전극(230) 사이에 전자수송층(270)과 전자주입층(280)이 순차적으로 위치할 수 있다. 전자수송층(270)을 이루는 소재는 높은 전자 이동도가 요구되는데, 원활한 전자 수송을 통하여 발광물질층(240)에 전자를 안정적으로 공급한다. 예시적인 측면에서, 전자수송층(270)은 옥사디아졸계(oxadiazole-base) 화합물, 트리아졸계(triazole-base) 화합물, 페난트롤린계(phenanthroline-base) 화합물, 벤족사졸계(benzoxazole-based) 화합물, 벤조티아졸계(benzothiazole-base) 화합물, 벤즈이미다졸계(benzimidazole-base) 화합물, 트리아진계(triazine-base) 화합물 중에서 어느 하나의 화합물을 포함할 수 있다.

구체적으로, 전자수송층(270)은 tris-(8-hydroxyquinoline aluminum(Alq₃), Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-biphenyl-4-olato)aluminum(BAlq), lithium quinolate(Liq), 2-biphenyl-4-yl-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole(PBD), 스파이로-PBD, 1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene(TPBi), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(Bphen), 2,9-Bis(naphthalene-2-yl)4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(NBphen), 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenathroline(BCP), 3-(4-Biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole(TAZ), 4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole(NTAZ), 1,3,5-Tri(p-pyrid-3-yl-phenyl)benzene(TpPyPB), 2,4,6-Tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)1,3,5-triazine(TmPPPyTz), Poly[9,9-bis(3'-((N,N-dimethyl)-N-ethylammonium)-propyl)-2,7-fluorene]-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)](PFNBr), tris(phenylquinoxaline(TPQ), Diphenyl-4-triphenylsilyl-phenylphosphine oxide(TSPO1) 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

전자주입층(280)은 제 2 전극(230)과 전자수송층(270) 사이에 위치하는데, 제 2 전극(270)의 특성을 개선하여 소자의 수명을 개선할 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 전자주입층(280)의 소재로는 LiF, CsF, NaF, BaF₂ 등과 같은 알칼리금속 할라이드계 및/또는 알칼리토금속 할라이드계 물질, 및/또는 Liq, lithium benzoate, sodium stearate 등의 유기금속계 물질이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

정공이 발광물질층(240)을 지나 제 2 전극(230) 쪽으로 이동하거나, 전자가 발광물질층(240)을 지나 제 1 전극(210) 쪽으로 이동하는 경우, 유기발광다이오드의 발광 효율과 발광 수명이 감소할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 유기발광다이오드(D1)는 발광물질층(240)에 인접하여 적어도 1개의 엑시톤 차단층이 위치한다.

예를 들어, 유기발광다이오드(D1)는 정공수송층(260)과 발광물질층(240) 사이에 전자의 이동을 제어, 방지할 수 있는 전자차단층(265)이 위치한다. 일례로, 전자차단층(265)은 TCTA, tris[4-(diethylamino)phenyl]amine, N-(biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, TAPC, MTDATA, 1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzene(mCP), 3,3'-Di(9H-carbazol-9-yl)-1,1'-biphenyl(mCBP), CuPc, N,N'-bis[4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl]-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine(DNTPD), TDAPB, DCDPA, 2,8-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)dibenzo[b,d]thiophene) 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 발광물질층(240)과 전자수송층(270) 사이에 제 2 엑시톤 차단층으로서 정공차단층(275)이 위치하여 발광물질층(240)과 전자수송층(270) 사이에 정공의 이동을 방지한다. 예시적인 측면에서, 정공차단층(275)의 소재로서 전자수송층(270)에 사용될 수 있는 옥사디아졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 페난트롤린계 화합물, 벤족사졸계 화합물, 벤조티아졸계 화합물, 벤즈이미다졸계 화합물 및 트리아진계 화합물 중에서 어느 하나가 사용될 수 있다.

예를 들어, 정공차단층(275)은 발광물질층(240)에 사용된 소재와 비교해서 HOMO 에너지 준위가 낮은 Alq₃, BAlq, Liq, PBD, 스파이로-PBD, BCP, Bis-4,6-(3,5-di-3-pyridylphenyl)-2-methylpyrimidine(B3PYMPM), Oxybis(2,1-phenylene))bis(diphenylphosphine oxide(DPEPO), 9-(6-9H-carbazol-9-yl)pyridine-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazole, TSPO1 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

위에서 개략적으로 살펴본 바와 같이, 유기발광다이오드(D1)를 구성하는 발광물질층(240)은 제 1 화합물과, 지연 형광 특성을 가지는 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 임의의 유기 화합물인 제 제 2 화합물을 포함한다. 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 임의의 유기 화합물은 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티가 공존하기 때문에, 쌍극자 모멘트가 증가하고, HOHO와 LUMO가 쉽게 분리된다. 쌍극자 모멘트가 증가할 수 있는 구조를 가지기 때문에, 지연 형광 특성을 가진다. 또한, 견고한 구조를 가지는 축합 방향족 또는 축합 헤테로 방향족 모이어티에 기인하여 입체 구조가 크게 제한되어 발광할 때 에너지 손실이 감소하므로, 발광 효율과 색순도가 개선된 발광을 구현할 수 있다.

한편, 지연 형광을 구현하기 위한 호스트는 도펀트에서의 삼중항 상태의 엑시톤이 소광(비-발광 소멸, quenching)되지 않고 발광에 관여할 수 있도록 유도할 수 있어야 하고, 이를 위해서는 호스트와 지연형광물질의 에너지 준위가 조절되어야 한다.

도 4는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다. 도 4에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 발광물질층(EML, 240)에 포함되는 호스트일 수 있는 제 1 화합물(H)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H)와 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H)는 각각 지연 형광 특성을 가지는 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)와 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)보다 높아야 한다. 예를 들어, 제 1 화합물(H)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H)는 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)보다 0.2 eV 이상, 바람직하게는 0.3 eV 이상, 더욱 바람직하게는 0.5 eV 이상 높을 수 있다.

제 1 화합물(H)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H) 및 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H)가 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF) 및 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)보다 충분히 높지 않은 경우, 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF) 상태의 엑시톤이 제 1 화합물(H)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H)로 역-전하 이동한다. 삼중항 엑시톤이 발광할 수 없는 제 1 화합물(H)에서 삼중항 엑시톤이 비-발광 소멸되기 때문에, 지연 형광 특성을 가지는 제 2 화합물(DF)의 삼중항 상태 엑시톤이 발광에 기여하지 못하게 된다. 지연 형광 특성을 가지는 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)와 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)의 차이(ΔE_ST)가 0.3 eV 이하, 예를 들어 0.05 내지 0.3 eV일 수 있다.

또한, 제 1 화합물(H)과 제 2 화합물(DF)의 HOMO 에너지 준위와 LUMO 에너지 준위를 적절하게 조정할 필요가 있다. 일례로, 제 1 화합물(H)의 HOMO 에너지 준위(HOMO^H)와 제 2 화합물(DF)의 HOMO 에너지 준위(HOMO^DF)의 차이(|HOMO^H-HOMO^DF|) 또는 제 1 화합물(H)의 LUMO 에너지 준위(LUMO^H)와 제 2 화합물(DF)의 LUMO 에너지 준위(LUMO^DF)의 차이(|LUMO^H-LUMO^DF|)는 0.5 eV 이하, 예를 들어, 0.1 내지 0.5 eV인 것이 바람직할 수 있다.

호스트일 수 있는 제 1 화합물(H)과, 지연 형광 특성을 가지는 제 2 화합물(DF)을 발광물질층(240)에 병용하면, 발광 과정에서 에너지 손실 없이 엑시톤 에너지를 제 1 화합물(H)로부터 제 2 화합물(DF)로 전달할 수 있다. 이때, 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 유기 화합물과 함께 발광물질층(EML, 240)에 포함되는 호스트로서의 제 1 화합물(H)은 높은 삼중항 에너지 준위를 가지지 않아도 되며, 밴드갭도 넓을 필요가 없다. 따라서, 에너지 밴드갭이 넓은 호스트를 사용할 때 야기되는 문제점, 즉, 전하의 주입 및 수송이 지연되는 것을 최소화할 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 발광물질층(240)에 사용되는 제 1 화합물(H)은 9-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-carbazole-3-carbonitrile(mCP-CN), CBP, mCBP, mCP, DPEPO, 2T-NATA, TCTA, 1,3,5-Tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene(TmPyPB), 2,6-di(9H-carbazol-9-yl)pyridine(PYD-2Cz), 3',5'-di(carbazol-9-yl)-[1,1'-bipheyl]-3,5-dicarbonitrile(DCzTPA), 4'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitrile(pCzB-2CN), 3'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitrile(mCzB-2CN), 4-(3-(triphenylen-2-yl)phenyl)dibenzo[b,d]thiophene, 9-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazole, 9-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-9H-3,9'-bicarbazole 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나,이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 화합물(H)은 하기 화학식 13에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

[화학식 13]

발광물질층(240)이 호스트일 수 있는 제 1 화합물(H)과 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물(DF)로 이루어지는 경우, 제 2 화합물은 발광물질층(240) 내에 10 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 중량%의 비율로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 유기 화합물은 발광 특성이 우수하다. 따라서, 이들 유기 화합물을 발광층(220), 예를 들어 발광물질층(240)에 적용하여, 유기발광다이오드(D1)의 발광 효율 및 발광 수명을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4에서는 발광물질층(EML, 240)이 제 1 화합물(H)과 제 2 화합물(DF)로 이루어진 유기발광다이오드를 설명하였다. 선택적으로, 발광물질층(EML, 240)은 제 3 화합물을 더욱 포함할 수 있다. 도 5는 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다. 제 1 화합물(H)은 호스트이고, 제 2 화합물(DF)은 지연형광물질(제 1 도펀트)이고, 제 3 화합물(FD)은 형광 또는 인광 물질(제 2 도펀트)일 수 있다. 이때, 제 1 화합물(H)과 제 2 화합물(DF)은 전술한 것과 동일할 수 있다. 발광물질층(EML, 240)이 지연형광물질 이외에 형광 또는 인광 물질을 더욱 포함하는 경우, 이들 물질 사이의 에너지 준위를 조절하여, 발광 효율 및 색 순도가 더욱 향상된 유기발광다이오드(D1)를 구현할 수 있다.

제 1 화합물(H)과, 지연 형광 특성을 가지는 제 2 화합물(DF)만을 발광물질층(EML, 240)에 도입하는 경우, 이론적으로 최대 100%의 효율을 얻을 수 있기 때문에, 종래의 인광 재료와 동등한 내부 양자 효율을 구현할 수 있다. 하지만, 지연 형광 특성을 가지는 화합물의 전자주개-전자받개의 결합 구조 및 구조적 뒤틀림으로 인하여, 발광 과정에서 추가적인 전하 이동 전이(charge transfer transition, CT transition)가 유발되고, 다양한 지오메트리(geometry)를 가지게 된다. 따라서 지연형광물질이 발광할 때 반치폭(full width at half maximum; FWHM)이 넓은 스펙트럼을 가지게 되어 색 순도가 저하될 수 있다. 뿐만 아니라, 지연형광물질은 삼중항 엑시톤 에너지도 발광 과정에서 사용되며, 분자를 구성하는 각각의 모이어티가 회전하면서, TICT(Twisted Internal Charge Transfer)를 초래한다. 이에 따라, 분자의 결합력이 저하되기 때문에, 소자의 수명이 저하될 수 있다.

따라서, 예시적인 측면에 따르면, 도펀트로서 지연형광물질만을 사용할 경우에 야기되는 색 순도의 및 소자 수명의 저하를 방지할 수 있도록, 발광물질층(EML)에 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 3 화합물(FD)을 더욱 포함한다. 도 5에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 지연 형광 특성을 가지는 제 2 화합물(DF)의 삼중항 엑시톤 에너지가 단일항 엑시톤 에너지로 전환되고, 제 2 화합물(DF)의 변환된 단일항 에너지는, Forster 공명에너지 전이(Forster Resonance Energy Transfer; FRET)에 의하여, 동일한 발광물질층 내의 제 3 화합물(FD)로 전달되어 초형광(hyper-fluorescence)를 구현할 수 있다.

발광물질층(EML, 240)이 호스트인 제 1 화합물(H)과, 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)과, 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물(FD)을 포함하는 경우, 이들 물질 사이의 에너지 준위를 적절하게 조절할 필요가 있다. 도 5에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 지연 형광 특성을 구현할 수 있도록 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)와 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)의 차이는 0.3 eV 이하일 수 있다. 한편, 호스트일 수 있는 제 1 화합물(H)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H) 및 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H)는 각각 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF) 및 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)보다 높다.

또한, 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)는 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 3 화합물(FD)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^FD)보다 높아야 한다. 선택적으로, 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)는 제 3 화합물(FD)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^FD)보다 높을 수 있다.

한편, 초형광을 구현하기 위해서, 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)로부터 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물(FD)로 엑시톤 에너지가 효율적으로 전달되어야 한다. 일례로, 지연 형광 특성을 가지는 제 2 화합물(DF)의 발광 스펙트럼과의 중첩 영역이 넓은 흡수 스펙트럼을 가지는 형광 또는 인광 물질이 제 3 화합물(FD)로 사용될 수 있다.

일례로, 제 3 화합물(FD)은 녹색으로 발광할 수 있다. 녹색으로 발광하는 형광 물질인 제 3 화합물(FD)은 보론-다이피로메텐(boron-dipyrromethene; BODIPY; 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene) 코어 및/또는 퀴놀리노-아크리딘(quinolino-acridine) 코어를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일례로, 제 3 화합물(FD)은 5,12-dimethylquinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H, 12H)-dione, 5,12-diethylquinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H, 12H)-dione, 5,12-dibutyl-3,10-difluoroquinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H, 12H)-dione, 5,12-dibutyl-3,10-bis(trifluoromethyl)quinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H, 12H)-dione, 5,12-dibutyl-2,3,9,10-tetrafluoroquinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H, 12H)-dione, 1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene}propanedinitrile(DCJTB) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 선택적으로, 녹색으로 발광할 수 있는 금속 착화합물인 인광 물질이 제 3 화합물(FD)로 사용될 수도 있다.

발광물질층(EML, 240)이 제 1 화합물(H), 제 2 화합물(DF) 및 제 3 화합물(FD)을 포함하는 경우, 발광물질층(EML, 240) 내에서 제 1 화합물(H)의 함량은 제 2 화합물(DF)의 함량보다 크고, 제 2 화합물(DF)의 함량은 제 3 화합물(FD)의 함량보다 클 수 있다. 제 2 화합물(DF)의 함량이 제 3 화합물(FD)의 함량보다 큰 경우, 제 2 화합물(DF)로부터 제 3 화합물(FD)로 FRET 메커니즘에 의한 에너지 전달이 충분히 일어날 수 있다. 예를 들어, 발광물질층(EML, 240) 중에 제 1 화합물(H)의 함량은 60 내지 75 중량%, 제 2 화합물(DF)의 함량은 20 내지 40 중량%, 제 3 화합물(FD)의 함량은 0.1 내지 5 중량%일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

전술한 제 1 및 제 2 실시형태에서는 발광물질층이 단층으로 이루어진 유기발광다이오드를 설명하였다. 이와 달리, 본 발명에 따른 유기발광다이오드는 다층의 발광물질층으로 이루어질 수 있다. 도 6은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따른 유기발광다이오드(D2)는 서로 마주하는 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(230)과, 제 1 및 제 2 전극(210, 230) 사이에 위치하는 발광층(220A)을 포함한다. 유기발광표시장치(100, 도 2 참조)는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 포함하고, 유기발광다이오드(D2)는 녹색 화소영역에 위치할 수 있다.

예시적인 측면에서, 발광층(220A)은 발광물질층(240A)을 포함한다. 발광층(220A)은 제 1 전극(210)과 발광물질층(240A) 사이에 위치하는 정공수송층(260)과, 발광물질층(240A)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 전자수송층(270) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 발광층(220A)은 제 1 전극(210)과 정공수송층(260) 사이에 위치하는 정공주입층과, 전자수송층(270)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 전자주입층 중에서 적어도 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다. 선택적으로, 발광층(220A)은 정공수송층(260)과 발광물질층(240A) 사이에 위치하는 전자차단층(265) 및/또는 발광물질층(240A)과 전자수송층(270) 사이에 위치하는 정공차단층(275)을 더욱 포함할 수 있다. 제 1 전극(210), 제 2 전극(230) 및 발광물질층(240A)을 제외한 발광층(220A)의 구성은 전술한 제 1 및 제 2 실시형태와 동일할 수 있다.

발광물질층(240A)은 전자차단층(265)과 정공차단층(275) 사이에 위치하는 제 1 발광물질층(EML1, 242, 하부 발광물질층, 제 1층)과, 제 1 발광물질층(242)과 정공차단층(275) 사이에 위치하는 제 2 발광물질층(EML2, 244, 상부 발광물질층, 제 2 층)을 포함한다. 제 1 발광물질층(242, EML1)과 제 2 발광물질층(244, EML2) 중에서 어느 하나는 지연형광물질인 제 2 화합물(제 1 도펀트, DF)을 포함하고, 제 1 발광물질층(242, EML1)과 제 2 발광물질층(244, EML2) 중에서 어느 하나는 형광 또는 인광 물질인 제 5 화합물(제 2 도펀트, FD)를 포함한다. 또한, 제 1 발광물질층(342, EML1)과 제 2 발광물질층(244, EML2)은 각각 제 1 호스트 및 제 2 호스트일 수 있는 제 1 화합물(H1)과 제 4 화합물(H2)을 포함한다. 일례로, 제 1 발광물질층(242)은 제 1 호스트일 수 있는 제 1 화합물(H1)과, 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물(DF)을 포함한다. 제 2 발광물질층(344)은 제 2 호스트일 수 있는 제 4 화합물(H2)과, 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 5 화합물(FD)을 포함한다.

제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함되는 제 2 화합물(DF)은 역 계간전이(RISC)에 의하여 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 엑시톤 에너지가 여기 단일항 엑시톤 에너지 준위로 전환된다. 제 2 화합물(DF)은 높은 양자 효율을 가지는 반면, 반치폭이 넓기 때문에 색 순도가 좋지 않다. 반면, 제 2 발광물질층(244, EML2)에 포함되는 형광 또는 인광 물질인 제 5 화합물(FD)은 제 2 화합물(DF)에 비하여 반치폭이 협소하기 때문에 색 순도에서 장점이 있지만, 삼중항 엑시톤이 발광에 참여하지 못하기 때문에 양자 효율에 한계가 있다.

하지만, 본 실시형태에 따르면, 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함되는 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 엑시톤 에너지 및 여기 삼중항 에시톤 에너지는, 쌍극자-쌍극자 상호작용(dipole-dipole interaction)에 의한 전기장을 통하여 비방사 형태로 전달되는 Forster 공명에너지전이(Forster resonance energy transfer, FRET)를 통하여 인접한 제 2 발광물질층(342, EML2)에 포함된 제 5 화합물(FD)로 전달되어, 제 5 화합물(FD)에서 최종적인 발광이 일어난다.

역 계간전이(RISC) 현상에 의해 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함된 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 엑시톤 에너지가 여기 단일항 엑시톤 에너지로 전환된다. 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 엑시톤 에너지는 제 5 화합물(FD)의 여기 단일항 에너지 준위로 전달된다. 제 2 발광물질층(244, EML2)에 포함된 제 5 화합물(FD)은 여기 단일항 엑시톤 에너지와 여기 삼중항 엑시톤 에너지 모두를 이용하여 발광한다. 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함된 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물(DF)로부터 생성된 엑시톤 에너지는 제 2 발광물질층(244, EML2)에 포함된 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 5 화합물(FD)로 효율적으로 전달되어, 초형광을 구현할 수 있다. 이때, 실질적인 발광은 형광 또는 인광 물질인 제 5 화합물(FD)을 포함하는 제 2 발광물질층(244, EML2)에서 일어난다. 따라서 유기발광다이오드(D2)의 양자 효율이 향상되고, 반치폭이 좁아지면서, 색 순도가 향상된다.

한편, 제 1 발광물질층(242, EML1) 및 제 2 발광물질층(244, EML2)은 각각 제 1 화합물(H1)및 제 4 화합물(H2)을 포함한다. 제 1 및 제 4 화합물(H1, H2)에서 각각 생성된 엑시톤 에너지는 1차적으로 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물(DF)로 전이되어 발광하여야 한다. 제 1 화합물(H1)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H1)와 제 4 화합물(H2)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H2)는 각각 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)보다 높다. 또한, 제 1 화합물(H1)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H1)와 제 4 화합물(H2)의 여기 단일항 에너지 준위(T₁ ^H2)는 각각 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^TD)보다 높아야 한다. 예시적으로, 제 1 및 제 4 화합물(H1, H2)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H1, T₁ ^H2)는 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)보다 최소 0.2 eV 이상, 예를 들어 0.3 eV 이상, 바람직하게는 0.5 eV 이상 높을 수 있다.

한편, 제 4 화합물(H2)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H2)는 제 5 화합물(FD)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^FD)보다 높다. 선택적으로, 제 4 화합물(H2)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H2)는 제 5 화합물(FD)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^FD)보다 높을 수 있다. 이에 따라, 제 4 화합물(H2)에서 생성된 단일항 엑시톤 에너지가 제 5 화합물(FD)의 단일항 에너지로 전달될 수 있다.

뿐만 아니라, 제 1 발광물질층(242, EML1)에서 RISC에 의하여 ICT 착물 상태로 변환된 제 2 화합물(DF)로부터, 제 2 발광물질층(244, EML2)의 형광 또는 인광 물질인 제 5 화합물(FD)로 엑시톤 에너지를 효율적으로 전달하여야 한다. 이러한 유기발광다이오드를 구현하기 위하여, 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함되는 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)는 2 발광물질층(244, EML2)에 포함되는 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 5 화합물(FD)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^FD)보다 높아야 한다. 선택적으로, 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)는 제 5 화합물(FD)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^FD)보다 높을 수 있다.

아울러, 제 1 및 제 4 화합물(H1, H2)의 HOMO 에너지 준위(HOMO^H)와 제 2 화합물(DF)의 HOMO 에너지 준위(HOMO^DF)의 차이(|HOMO^H-HOMO^DF|) 또는 제 1 및 제 4 화합물(H1, H2)의 LUMO 에너지 준위(LUMO^H)와 제 2 화합물(DF)의 LUMO 에너지 준위(LUMO^DF)의 차이(|LUMO^H-LUMO^DF|)는 0.5 eV 이하일 수 있다. 이와 같은 조건을 만족시키지 못하면, 제 2 화합물에서 비-발광 소멸(quenching)이 일어나거나, 제 1 및 제 4 화합물(H1, H2)에서 제 2 및 제 5 화합물(DF, FD)로 엑시톤 에너지 전달이 일어나지 않아, 유기발광다이오드(D2)의 양자 효율이 저하될 수 있다.

제 1 화합물(H1)과 제 4 화합물(H2)은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 화합물(H1) 및 제 4 화합물(H2)은 각각 전술한 제 1 및 제 2 실시형태에서 설명한 제 1 화합물(H)과 동일할 수 있다. 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물(DF)은 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 임의의 유기 화합물일 수 있다. 또한, 제 5 화합물(FD)은 반치폭이 협소하고, 제 2 화합물(DF)의 흡수 스펙트럼과의 중첩 영역이 넓은 발광 스펙트럼을 가질 수 있다. 제 5 화합물(FD)은 녹색으로 발광하는 형광 물질 또는 인광 물질일 수 있다. 예를 들어, 제 5 화합물(FD)은 제 2 실시형태에서 설명한 제 3 화합물과 동일한 형광 또는 인광 물질일 수 있다.

제 1 및 제 2 발광물질층(242, 244) 각각에서, 제 1 및 제 4 화합물(H1, H2)의 함량은 동일한 발광물질층을 구성하는 제 2 및 제 5 화합물(DF, FD)의 함량보다 크거나 동일할 수 있다. 또한, 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함되는 제 2 화합물(DF)의 함량은 제 2 발광물질층(244, EML2)에 포함되는 제 5 화합물(FD)의 함량보다 클 수 있다. 이에 따라, 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함된 제 2 화합물(DF)로부터 제 2 발광물질층(244, EML2)에 포함된 제 5 화합물(FD)로의 FRET에 의한 에너지 전달이 충분히 일어날 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광물질층(242, EML1) 내에 제 2 화합물(DF)의 함량은 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 중량%일 수 있다. 제 2 발광물질층(244, EML2) 중에 제 5 화합물(FD)의 함량은 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%일 수 있다.

선택적으로, 정공차단층(275)에 인접하여 제 2 발광물질층(244, EML2)이 위치하는 경우, 제 2 발광물질층(244, EML2)을 구성하는 제 4 화합물(H2)은 정공차단층(375)의 물질과 동일한 물질일 수 있다. 이때, 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광 기능과 함께 정공 차단 기능을 동시에 가질 수 있다. 즉, 제 2 발광물질층(244, EML2)은 전자를 차단하기 위한 버퍼층으로 기능한다. 한편, 정공차단층(275)은 생략될 수 있고, 이 경우 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광물질층과 정공차단층으로 이용된다.

다른 예시적인 측면에 따라, 전자차단층(265)에 인접하여 제 2 발광물질층(244, EML2)이 위치하는 경우, 제 2 발광물질층(244, EML2)을 구성하는 제 4 화합물(H2)은 전자차단층(265)의 물질과 동일한 물질일 수 있다. 이때, 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광 기능과 함께 전자 차단 기능을 동시에 가질 수 있다. 즉, 제 2 발광물질층(244, EML2)은 전자를 차단하기 위한 버퍼층으로 기능한다. 한편, 전자차단층(265)은 생략될 수 있고, 이 경우 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광물질층과 전자차단층으로 이용된다.

계속해서, 발광물질층이 3개의 층으로 이루어진 유기발광다이오드에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 구성하는 발광물질층에서 발광 물질 사이의 에너지 준위에 따른 발광 메커니즘을 개략적으로 나타낸 모식도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 예시적인 제 4 실시형태에 따른 유기발광다이오드(D3)는 서로 마주하는 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(230)과, 제 1 및 제 2 전극(210, 230) 사이에 위치하는 발광층(220B)을 포함한다. 유기발광표시장치(100, 도 2 참조)는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 포함하고, 유기발광다이오드(D3)는 녹색 화소영역에 위치할 수 있다.

예시적인 측면에서, 발광층(220B)은 3층 구조를 가지는 발광물질층(240B)을 포함한다. 발광층(220B)은 제 1 전극(210)과 발광물질층(240B) 사이에 위치하는 정공수송층(260)과, 발광물질층(240B)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 전자수송층(270) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 발광층(220B)은 제 1 전극(210)과 정공수송층(260) 사이에 위치하는 정공주입층과, 전자수송층(270)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 전자주입층(280) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 발광층(220B)은 정공수송층(260)과 발광물질층(240B) 사이에 위치하는 전자차단층(265) 및/또는 발광물질층(240B)과 전자수송층(250) 사이에 위치하는 정공차단층(275)을 더욱 포함할 수 있다. 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(230)과, 발광물질층(240B)을 제외한 발광층(220B)의 나머지 구성은 전술한 제 1 실시형태 및 제 3 실시형태에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.

발광물질층(240B)은 전자차단층(265)과 정공차단층(275) 사이에 위치하는 제 1 발광물질층(242, EML1, 중간 발광물질층, 제 1 층)과, 전자차단층(265)과 제 1 발광물질층(242, EML1) 사이에 위치하는 제 2 발광물질층(244, EML2, 하부 발광물질층, 제 2 층)과, 제 1 발광물질층(242, EML1)과 정공차단층(275) 사이에 위치하는 제 3 발광물질층(246, EML3, 상부 발광물질층, 제 3층)을 포함한다.

제 1 발광물질층(242, EML1)은 지연형광물질인 제 2 화합물(제 1 도펀트, DF))을 포함하고, 제 2 및 제 3 발광물질층(244, 246)은 각각 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 5 화합물(제 2 도펀트, FD1) 및 제 7 화합물(제 3 도펀트, FD2)을 포함한다. 제 1 내지 제 3 발광물질층(242, 244, 246)은 또한 각각 제 1 호스트 내지 제 3 호스트일 수 있는 제 1 화합물(H1), 제 4 화합물(H2) 및 제 6 화합물(H6)을 포함한다.

본 실시형태에 따르면, 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함되는 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 엑시톤 에너지 및 여기 삼중항 엑시톤 에너지는, Foster 에너지 전이인 FRET을 통하여 인접한 제 2 발광물질층(244, EML2) 및 제 3 발광물질층(246, EML3)에 각각 포함된 형광 또는 인광 물질인 제 5 화합물(FD1) 및 제 7 화합물(FD2)로 전달되어, 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)에서 최종적인 발광이 일어난다.

역 계간전이(RISC) 현상에 의해 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함된 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 엑시톤 에너지가 여기 단일항 엑시톤 에너지로 전환된다. 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위는, 형광 또는 인광 물질인 제 2 및 3 발광물질층(244, 246)의 제 5 및 7 화합물(FD1, FD2)의 여기 단일항 에너지 준위보다 크다. 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함된 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 엑시톤 에너지는 FRET을 통하여 인접한 제 2 및 제 3 발광물질층(244/EML2, 246/EML3)의 제 5 및 7 화합물(FD1, FD2)의 여기 단일항 에너지로 전달된다.

따라서, 제 2 및 제 3 발광물질층(244, 246)의 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)은 단일항 엑시톤 에너지와 삼중항 엑시톤 에너지 모두를 이용하여 발광하게 된다. 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)은 제 2 화합물(DF)에 비하여 반치폭이 협소하다. 유기발광다이오드(D3)의 양자 효율이 향상되고, 반치폭이 좁아지면서, 색 순도가 향상된다. 특히, 제 2 화합물(DF)의 흡수 파장과 중첩되는 영역이 큰 발광 파장을 가지는 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)을 사용하면, 제 2 화합물(DF)부터 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)로 엑시톤 에너지가 효율적으로 전달될 수 있다. 이때, 실질적인 발광은 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2(을 각각 포함하는 제 2 및 3 발광물질층(244, 246)에서 발광이 일어난다.

효율적인 발광을 구현하기 위하여, 제 1 내지 제 3 발광물질층(242/EML1, 244/EML2,2446/EML3)에 도입된 발광 물질의 에너지 준위를 적절하게 조절할 필요가 있다. 도 9를 참조하면, 제 1 호스트일 수 있는 제 1 화합물(H1)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H1), 제 2 호스트일 수 있는 제 4 화합물(H2)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H2) 및 제 3 호스트일 수 있는 제 6 화합물(H3)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H3)는 각각 지연형광물질일 수 있는 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)보다 높다. 또한, 제 1 화합물(H1)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H1), 제 4 화합물(H2)의 여기 단일항 에너지 준위(T₁ ^H2) 및 제 6 화합물(H3)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H3)는 각각 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)보다 높다.

제 1 발광물질층(242, EML1)에서 RISC에 의하여 ICT 착물 상태로 변환된 제 2 화합물(DF)로부터, 제 2 발광물질층(244, EML2) 및 제 3 발광물질층(246, EML3)에 각각 첨가된 형광 또는 인광 물질인 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)로 엑시톤 에너지가 효율적으로 전이되어야 한다. 이러한 유기발광다이오드를 구현하기 위하여, 제 1 발광물질층(242, EML1)에 포함되는 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^DF)는 각각 제 2, 3 발광물질층(244/EML2, 246/EML3)에 각각 포함되는 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^FD1, S₁ ^FD2)보다 높아야 한다. 선택적으로, 제 2 화합물(DF)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^DF)는 각각 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^FD1, T₁ ^FD2)보다 높을 수 있다.

또한, 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)로부터 형광 또는 인광 물질인 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)로 전이된 엑시톤 에너지가 호스트인 제 4 화합물(H2) 및 제 6 화합물(H3)로 전이되는 것을 방지하여 효율적인 발광을 구현할 필요가 있다. 이러한 목적과 관련하여, 제 2 호스트일 수 있는 제 4 화합물(H2) 및 제 3 호스트일 수 있는 제 6 화합물(H3)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^H2, S₁ ^H3)는 각각 형광 또는 인광 물질일 수 있는 제 5 화합물(FD1) 및 제 7 화합물(FD2)의 여기 단일항 에너지 준위(S₁ ^FD1, S₁ ^FD2)보다 높아야 한다. 선택적으로, 제 4 화합물(H2) 및 제 6 화합물(H3)의 여기 삼중항 에너지 준위(T₁ ^H2, T₁ ^H3)는 각각 제 5 화합물(FD1) 및 제 7 화합물(FD2)의 여기 단일항 에너지 준위(T₁ ^FD1, T₁ ^FD2)보다 높을 수 있다.

전술한 바와 같이, 제 1 발광물질층 내지 제 3 발광물질층(242/EML1, 244/EML2, 246/EML3)은 각각 제 1 화합물(H1), 제 4 화합물(H2) 및 제 6 화합물(H3)을 포함한다. 제 1, 제 4 및 제 6 화합물(H1, H2, H3)은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1, 제 4 및 제 6 화합물(H1, H2, H3)은 각각 독립적으로 전술한 제 1 내지 제 3 실시형태에서 설명한 제 1 화합물(H, H1)과 동일할 수 있다. 지연형광물질인 제 2 화합물(DF)은 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 임의의 유기 화합물일 수 있다. 또한, 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)은 각각 독립적으로 제 2 실시형태에서 설명한 제 3 화합물(FD)과 동일한 형광 또는 인광 물질일 수 있다.

제 1 발광물질층(242)에 포함되는 제 2 화합물(DF)의 함량은 제 2 및 제 3 발광물질층(244, 246)에 각각 포함되는 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)의 함량보다 수 있다. 이에 따라, 제 1 발광물질층(242)에 포함된 제 2 화합물(DF)로부터 제 2 및 제 3 발광물질층(244, 246)에 각각 포함되는 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)로의 FRET에 의한 에너지 전달이 충분히 일어날 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광물질층(242, EML1) 내에서 제 2 화합물(DF)의 함량은 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 중량%일 수 있다. 제 2 및 제 3 발광물질층(244, 246)에서 제 5 및 제 7 화합물(FD1, FD2)의 함량은 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%일 수 있다.

선택적인 측면에서, 전자차단층(265)에 인접하여 제 2 발광물질층(244/EML2)이 위치하는 경우, 제 2 발광물질층(244/EML2)을 구성하는 제 4 화합물(H2)은 전자차단층(265)의 물질과 동일한 물질일 수 있다. 이때, 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광 기능과 함께 전자 차단 기능을 동시에 가질 수 있다. 즉, 제 2 발광물질층(244, EML2)은 전자를 차단하기 위한 버퍼층으로 기능한다. 한편, 전자차단층(265)은 생략될 수 있고, 이 경우 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광물질층과 전자차단층으로 이용된다.

또한, 정공차단층(275)에 인접하여 제 3 발광물질층(246, EML3)이 위치하는 경우, 제 7 화합물(FD2)과 함께 제 3 발광물질층(246, EML3)을 구성하는 제 6 화합물(H2)은 정공차단층(275)의 물질과 동일한 물질일 수 있다. 이때, 제 3 발광물질층(246, EML3)는 발광 기능과 함께 정공 차단 기능을 동시에 가질 수 있다. 즉, 제 3 발광물질층(246, EML3)은 정공을 차단하기 위한 버퍼층으로 기능한다. 한편, 정공차단층(275)은 생략될 수 있고, 이 경우 제 3 발광물질층(246, EML3)은 발광물질층과 정공차단층으로 이용된다.

다른 예시적인 측면에서, 제 2 발광물질층(244, EML2)을 구성하는 제 4 화합물(H2)은 전자차단층(265)의 물질과 동일한 물질이고, 제 3 발광물질층(246, EML3)을 구성하는 제 6 화합물(H3)은 정공차단층(275)의 물질과 동일할 물질일 수 있다. 이때, 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광 기능과 함께 전자 차단 기능을 동시에 가지며, 제 3 발광물질층(246, EML3)은 발광 기능과 함께 정공 차단 기능을 동시에 가질 수 있다. 즉, 제 2 발광물질층(244, EML2) 및 제 3 발광물질층(246, EML3)은 각각 전자 차단을 위한 버퍼층과 정공 차단을 위한 버퍼층으로 기능할 수 있다. 한편, 전자차단층(265) 및 정공차단층(275)은 생략될 수 있고, 이 경우 제 2 발광물질층(244, EML2)은 발광물질층과 전자차단층으로 이용되며, 제 3 발광물질층(246, EML3)은 발광물질층과 정공차단층으로 이용된다.

선택적인 측면에서, 유기발광다이오드는 2개 이상의 발광부를 포함할 수 있다. 도 10은 본 발명의 예시적인 제 5 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 유기발광다이오드(D4)는 마주하는 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(230)과, 제 1 및 제 2 전극(210, 230) 사이에 위치하는 발광층(220D)을 포함한다. 유기발광표시장치(100, 도 2 참조)는 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고, 유기발광다이오드(D4)는 녹색 화소영역 에 위치할 수 있다. 제 1 전극(210)은 양극일 수 있고, 제 2 전극(230)은 음극일 수 있다.

발광층(220D)은 제 1 발광물질층(340)을 포함하는 제 1 발광부(320), 제 2 발광물질층(440)을 포함하는 제 2 발광부(420)를 포함한다. 또한, 발광층(220D)은 제 1 발광부(320)와 제 2 발광부(420) 사이에 위치하는 전하생성층(380)을 더욱 포함할 수 있다.

전하생성층(380)은 제 1 및 제 2 발광부(320, 420) 사이에 위치하며, 제 1 발광부(320), 전하생성층(380), 제 2 발광부(420)가 제 1 전극(210) 상에 순차 적층된다. 즉, 제 1 발광부(320)는 제 1 전극(210)과 전하생성층(380) 사이에 위치하며, 제 2 발광부(420)는 제 2 전극(230)과 전하생성층(380) 사이에 위치한다.

제 1 발광부(320)는 제 1 발광물질층(340, EML1)을 포함한다. 또한, 제 1 발광부(320)는, 제 1 전극(210)과 제 1 발광물질층(340) 사이에 위치하는 제 1 정공수송층(360, HTL1), 제 1 전극(210)과 제 1 정공수송층(360) 사이에 위치하는 정공주입층(350, HIL), 제 1 발광물질층(340)과 전하생성층(380) 사이에 위치하는 제 1 전자수송층(370, ETL1) 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다. 선택적으로, 제 1 발광부(320)는 제 1 정공수송층(360)과 제 1 발광물질층(340) 사이에 위치하는 제 1 전자차단층(365, EBL1)과 제 1 발광물질층(340)과 제 1 전자수송층(370) 사이에 위치하는 제 1 정공차단층(375, HBL1) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

제 2 발광부(420)는 제 2 발광물질층(440, EML2)을 포함한다. 또한, 제 2 발광부(420)는 전하생성층(380)과 제 2 발광물질층(440) 사이에 위치하는 제 2 정공수송층(460, HTL2), 제 2 발광물질층(440)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 제 2 전자수송층(470, ETL2), 제 2 전자수송층(470)과 제 2 전극(230) 사이에 위치하는 전자주입층(480, HIL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 2 발광부(420)는 제 2 정공수송층(460)과 제 2 발광물질층(440) 사이에 위치하는 제 2 전자차단층(465, EBL2)과 제 2 발광물질층(440)과 제 2 전자수송층(470) 사이에 위치하는 제 2 정공차단층(475, HBL2) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

전하생성층(380)은 제 1 발광부(320)와 제 2 발광부(420) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(320)와 제 2 발광부(420)는 전하생성층(380)에 의해 연결된다. 전하생성층(380)은 N형 전하생성층(382)과 P형 전하생성층(384)이 접합된 PN접합 전하생성층일 수 있다.

N형 전하생성층(382)은 제 1 전자수송층(370)과 제 2 정공수송층(460) 사이에 위치하고, P형 전하생성층(384)은 N형 전하생성층(382)과 제 2 정공수송층(460) 사이에 위치한다. N형 전하생성층(382)은 전자를 제 1 발광부(320)의 제 1 발광물질층(340)으로 전달하고, P형 전하생성층(384)은 정공을 제 2 발광부(420)의 제 2 발광물질층(440)으로 전달한다.

본 실시형태에서, 제 1 발광물질층(340)과 제 2 발광물질층(440)은 각각 녹색 발광물질층일 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광물질층(340)과 제 2 발광물질층(440) 중 적어도 하나는 호스트인 제 1 화합물과, 지연형광물질인 제 2 화합물과, 선택적으로 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물을 포함할 수 있다.

제 1 발광물질층(340)이 제 1 화합물 내지 제 3 화합물을 포함하는 경우, 제 1 화합물의 중량비는 제 2 화합물의 중량비보다 크고, 제 2 화합물의 중량비는 제 3 화합물의 중량비보다 클 수 있다. 제 2 화합물의 중량비가 제 3 화합물의 중량비보다 큰 경우, 제 2 화합물로부터 제 3 화합물로 에너지 전달이 충분히 일어날 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광물질층(340)에서, 제 1 화합물은 60 내지 75 중량%, 제 2 화합물은 20 내지 40 중량%, 제 3 화합물은 0.1 내지 5 중량%의 비율로 포함될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

제 2 발광물질층(440)은 제 1 발광물질층(340)과 동일하게 제 1 화합물과, 지연형광물질인 제 2 화합물 및 선택적으로 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물을 포함할 수 있다. 이와 달리, 제 2 발광물질층(440)은 제 1 발광물질층(340)에 포함되는 제 2 화합물과 제 3 화합물 중에서 적어도 하나와 다른 화합물을 포함하여 제 1 발광물질층(340)과 다른 파장의 빛을 발광하거나 다른 발광 효율을 가질 수 있다.

도면에서, 제 1 발광물질층(340) 및 제 2 발광물질층(440)은 단층 구조를 가지는 것으로 도시하였다. 이와 달리, 제 1 화합물 내지 제 3 화합물을 각각 포함할 수 있는 제 1 발광물질층(340) 및 제 2 발광물질층(440)은 각각 2층 구조(도 6 참조) 또는 3층 구조(도 8 참조)를 가질 수 있다.

본 실시형태의 유기발광다이오드(D4)에서는 지연형광물질인 제 2 화합물의 단일항 엑시톤 에너지가 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물로 전달되어, 제 3 화합물에서 최종적인 발광이 일어난다. 따라서, 유기발광다이오드(D4)의 발광 효율과 색 순도가 향상된다. 또한, 화학식 1 내지 12의 구조를 가지는 제 2 화합물과, 제 3 화합물이 적어도 제 1 발광물질층(340)에 이용됨으로써, 유기발광다이오드(D4)의 발광 효율과 색 순도가 더욱 향상된다. 또한, 유기발광다이오드(D4)가 녹색 발광물질층의 이중 스택 구조를 가지므로, 유기발광다이오드(D4)의 색감이 향상되거나 발광 효율이 최적화될 수 있다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 유기발광표시장치(500)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)이 정의된 기판(510)과, 기판(510) 상부에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 박막트랜지스터(Tr) 상부에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 유기발광다이오드(D)를 포함한다. 일례로, 제 1 화소영역(P1)은 녹색 화소영역이고, 제 2 화소영역(P2)은 적색 화소영역이며, 제 3 화소영역(P3)은 청색 화소영역일 수 있다.

기판(510)은 유기 기판 또는 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 PI 기판, PES 기판, PEN 기판, PET 기판 및 PC 기판 중 어느 하나일 수 있다.

기판(510) 상에 버퍼층(512)이 형성되고, 버퍼층(512) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(512)은 생략될 수 있다. 도 2에서 설명한 바와 같이, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 구동 소자로 기능한다.

박막트랜지스터(Tr) 상에 평탄화층(550)이 위치한다. 평탄화층(550)은 상면이 평탄하며, 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극을 노출하는 드레인 컨택홀(552)을 갖는다.

유기발광다이오드(D)는 평탄화층(550) 상에 위치하며, 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극에 연결되는 제 1 전극(610)과, 제 1 전극(610) 상에 순차 적층되는 발광층(620) 및 제 2 전극(630)을 포함한다. 유기발광다이오드(D)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 위치하며, 서로 다른 색의 광을 방출한다. 예를 들어, 제 1 화소영역(P1)의 유기발광다이오드(D)는 녹색 광을 발광하고, 제 2 화소영역(P2)의 유기발광다이오드(D)는 적색 광을 발광하고, 제 3 화소영역(P3)의 유기발광다이오드(D)는 청색 광을 발광할 수 있다.

제 1 전극(610)은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 별로 분리, 형성되고, 제 2 전극(630)은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에 대응하여 일체로 형성된다.

제 1 전극(610)은 양극과 음극 중 하나일 수 있고, 제 2 전극(630)은 양극과 음극 중 다른 하나일 수 있다. 또한, 제 1 전극(610)과 제 2 전극(630) 중 하나는 투과전극(또는 반투과전극)이고, 제 1 전극(610)과 제 2 전극(630) 중 다른 하나는 반사전극일 수 있다.

예를 들어, 제 1 전극(610)은 양극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질, 예를 들어 투명 도전성 산화물(TCO)로 이루어지는 투명 도전성 산화물층을 포함할 수 있다. 제 2 전극(630)은 음극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질, 예를 들어 저-저항 금속으로 이루어지는 금속물질층을 포함할 수 있다. 일례로, 제 1 전극(610)은 ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO 및 AZO 중 어느 하나를 포함하고, 제 2 전극(630)은 Al, Mg, Ca, Ag 또는 이들의 합금(예를 들어 Mg-Ag 합금)이나 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

유기발광표시장치(500)가 하부 발광 방식인 경우, 제 1 전극(610)은 투명 도전성 산화물층의 단일층 구조를 가질 수 있다.

한편, 유기발광표시장치(500)가 상부 발광 방식인 경우, 제 1 전극(610) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 일례로, 반사전극 또는 반사층은 은 또는 알루미늄-팔라듐-구리(APC) 합금으로 이루어질 수 있다. 상부 발광 방식 유기발광다이오드(D)에서, 제 1 전극(610)은 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/APC/ITO의 삼중층 구조를 가질 수 있다. 또한, 제 2 전극(630)은 얇은 두께를 가져 광투과(반투과) 특성을 가질 수 있다.

평탄화층(550) 상에는 제 1 전극(610)의 가장자리를 덮는 뱅크층(560)이 형성된다. 뱅크층(560)은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하여, 제 1 전극(610)의 중앙을 노출한다.

제 1 전극(610) 상에는 발광층(620)이 형성된다. 발광층(620)은 발광물질층(EML)의 단층 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 발광층(620)은 제 1 전극(610)과 발광물질층 사이에 순차적으로 위치하는 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL) 및/또는 전자차단층(EBL)과, 발광물질층과 제 2 전극(630) 사이에 순차적으로 위치하는 정공차단층(HBL), 전자수송층(ETL) 및/또는 전자주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

녹색 화소영역인 제 1 화소영역(P1)에서, 발광층(630)을 구성하는 발광물질층은 호스트인 제 1 화합물과, 화학식 1 내지 12의 구조를 가지는 지연형광물질인 제 2 화합물과, 선택적으로 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물을 포함할 수 있다.

제 2 전극(630) 상에는, 외부 수분이 유기발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(570)이 형성된다. 인캡슐레이션 필름(570)은 제 1 무기 절연층, 유기 절연층, 제 2 무기 절연층의 삼중층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

유기발광표시장치(500)는 외부광의 반사를 줄이기 위한 편광판(도시하지 않음)을 더욱 포함할 수 있다. 일례로, 편광판(도시하지 않음)은 원형 편광판일 수 있다. 유기발광표시장치(500)가 하부 발광 방식인 경우, 편광판은 기판(510)의 하부에 위치할 수 있다. 유기발광표시장치(500)가 상부 발광 방식인 경우, 편광판은 인캡슐레이션 필름(570) 상부에 위치할 수 있다.

도 12는 본 발명의 예시적인 제 6 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 유기발광다이오드(D5)는 제 1 전극(610) 및 제 2 전극(630)과, 제 1 및 제 2 전극(610, 630) 사이에 위치하는 발광층(620)을 포함한다.

제 1 전극(610)은 양극일 수 있고, 제 2 전극(630)은 음극일 수 있다. 일례로, 제 1 전극(610)은 반사전극이고, 제 2 전극(630)은 투과전극(반투과전극)일 수 있다.

발광층(620)은 발광물질층(640)을 포함한다. 발광층(620)은 제 1 전극(610)과 발광물질층(640) 사이에 위치하는 정공수송층(HTL, 660)과, 발광물질층(640)과 제 2 전극(630) 사이에 위치하는 전자수송층(ETL, 670) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 발광층(620)은 제 1 전극(610)과 정공수송층(660) 사이에 위치하는 정공주입층(HIL, 650)과, 전자수송층(670)과 제 2 전극(630) 사이에 위치하는 전자주입층(HIL, 680) 중 적어도 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다. 선택적으로, 발광층(630)은 정공수송층(660)과 발광물질층(640) 사이에 위치하는 전자차단층(EBL, 665)과, 발광물질층(640)과 전자수송층(670) 사이에 위치하는 정공차단층(HBL, 675) 중 적어도 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 발광층(620)은 정공수송층(660)과 전자차단층(665) 사이에 위치하는 보조 정공수송층(662)을 더욱 포함할 수 있다. 보조 정공수송층(662)은 제 1 화소영역(P1)에 위치하는 제 1 보조 정공소송층(662a), 제 2 화소영역(P2)에 위치하는 제 2 보조 정공수송층(662b) 및 제 3 화소영역(P3)에 위치하는 제 3 보조 정공수송층(662c)을 포함할 수 있다.

제 1 보조 정공수송층(662a)은 제 1 두께를 갖고, 제 2 보조 정공수송층(662b)는 제 2 두께를 갖고, 제 3 보조 정공수송층(662c)는 제 3 두께를 갖는다. 이때, 제 1 두께는 제 2 두께보다 작고, 제 3 두께보다 크다. 이에 따라, 유기발광다이오드(D5)는 마이크로 캐비티(micro-cavity) 구조를 갖는다.

즉, 서로 다른 두께를 갖는 제 1 내지 제 3 보조 정공수송층(662a, 662b, 662c)에 의해, 제 1 파장 범위의 빛(녹색)을 발광하는 제 1 화소영역(P1)에서 제 1 전극(610)과 제 2 전극(630) 간 거리는 제 1 파장 범위보다 긴 제 2 파장 범위의 빛(적색)을 발광하는 제 2 화소영역(P2)에서 제 1 전극(610)과 제 2 전극(630) 간 거리보다 작지만, 제 1 파장 범위보다 짧은 제 3 파장 범위의 빛(청색)을 발광하는 제 3 화소영역(P3)에서 제 1 전극(610)과 제 2 전극(630) 간 거리보다 크다. 이에 따라 유기발광다이오드(D5)의 발광 효율이 향상된다.

도 12에서 제 3 화소영역(P3)에 제 3 보조 정공수송층(662c)이 형성되어 있다. 이와 달리, 제 3 보조 정공수송층(662c) 없이 마이크로 캐버티 구조가 구현될 수 있다. 또한, 제 2 전극(630) 상에는 광추출 향상을 위한 캡핑층(capping layer, 도시하지 ?邦?)이 추가로 형성될 수 있다.

발광물질층(640)은 제 1 화소영역(P1)에 위치하는 제 1 발광물질층(642)과, 제 2 화소영역(P2)에 위치하는 제 2 발광물질층(644)과, 제 3 화소영역(P3)에 위치하는 제 3 발광물질층(646)을 포함한다. 제 1 발광물질층(642), 제 2 발광물질층(644) 및 제 3 발광물질층(646)은 각각 녹색 발광물질층, 적색 발광물질층 및 청색 발광물질층일 수 있다.

제 1 화소영역(P1)의 제 1 발광물질층(642)은 호스트인 제 1 화합물과, 지연형광물질인 제 2 화합물과, 선택적으로 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물을 포함할 수 있다. 제 1 발광물질층(642)은 단층 구조, 2층 구조(도 6 참조) 또는 3층 구조(도 8 참조)를 가질 수 있다.

이때, 제 1 발광물질층(642)에서, 제 1 화합물의 중량비는 제 2 화합물의 중량비보다 크고, 제 2 화합물의 중량비는 제 3 화합물의 중량비보다 클 수 있다. 제 2 화합물의 중량비가 제 3 화합물의 중량비보다 큰 경우, 제 2 화합물로부터 제 3 화합물로 에너지 전달이 충분히 일어날 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광물질층(640)에서, 제 1 화합물은 60 내지 75 중량%, 제 2 화합물은 20 내지 40 중량%, 제 3 화합물은 0.1 내지 5 중량%의 비율로 포함될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

제 2 화소영역(P2)의 제 2 발광물질층(644)은 호스트와 적색 도펀트를 포함하고, 제 3 화소영역(P3)의 제 3 발광물질층(646)은 호스트와 청색 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 발광물질층(644)과 제 3 발광물질층(646)의 호스트는 제 1 화합물을 포함하고, 적색 도펀트와 청색 도펀트는 적색 또는 청색 인광 물질, 적색 또는 청색 형광 물질 및 적색 또는 청색 지연형광물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제 2 발광물질층(644)에 사용될 수 있는 호스트는 9,9'-Diphenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (BCzPh), CBP, 1,3,5-Tris(carbazole-9-yl)benzene (TCP), TCTA, 4,4'-Bis(carbazole-9-yl)-2,2'-dimethylbipheyl (CDBP), 2,7-Bis(carbazole-9-yl)-9,9-dimethylfluorene (DMFL-CBP), 2,2',7,7'-Tetrakis(carbazole-9-yl)-9,9-spiorofluorene (spiro-CBP), DPEPO, 4'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitrile (PCzB-2CN), 3'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3,5-dicarbonitrile (mCzB-2CN), 3,6-Bis(carbazole-9-yl)-9-(2-ethyl-hexyl)-9H-carbazole (TCz1), Bepp₂, Bis(10-hydroxylbenzo[h] quinolinato)beryllium (Bebq₂) 및 1,3,5-Tris(1-pyrenyl)benzene (TPB3) 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 제 2 발광물질층(644)에 사용될 수 있는 적색 도펀트는 [Bis(2-(4,6-dimethyl)phenylquinoline)](2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dionate)iridium(Ⅲ), Bis[2-(4-n-hexylphenyl)quinoline](acetylacetonate)iridium(Ⅲ) (Hex-Ir(phq)₂(acac)), Tris[2-(4-n-hexylphenyl)quinoline]iridium(Ⅲ) (Hex-Ir(phq)₃), Tris[2-phenyl-4-methylquinoline]iridium(Ⅲ) (Ir(Mphq)₃), Bis(2-phenylquinoline)(2,2,6,6-tetramethylheptene-3,5-dionate)iridium(Ⅲ) (Ir(dpm)PQ₂), Bis(phenylisoquinoline)(2,2,6,6-tetramethylheptene-3,5-dionate)iridium(Ⅲ) (Ir(dpm)(piq)₂), Bis[(4-n-hexylphenyl)isoquinoline](acetylacetonate)iridium(Ⅲ) (Hex-Ir(piq)₂(acac)), Tris[2-(4-n-hexylphenyl)quinoline]iridium(Ⅲ) (Hex-Ir(piq)₃), Tris(2-(3-methylphenyl)-7-methyl-quinolato)iridium (Ir(dmpq)₃), Bis[2-(2-methylphenyl)-7-methyl-quinoline](acetylacetonate)iridium(Ⅲ) (Ir(dmpq)₂(acac)), Bis[2-(3,5-dimethylphenyl)-4-methyl-quinoline](acetylacetonate)iridium(Ⅲ) (Ir(mphmq)₂(acac)), Tris(dibenzoylmethane)mono(1,10-phenanthroline)europium(Ⅲ) (Eu(dbm)₃(phen)) 및 이들의 조합과 같은 적색 인광 도펀트 및/또는 적색 형광 도펀트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제 3 발광물질층(646)에 사용될 수 있는 호스트는 mCP, mCP-CN, mCBP, CBP-CN, 9-(3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl)-3-(diphenylphosphoryl)-9H-carbazole (mCPPO1) 3,5-Di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl (Ph-mCP), TSPO1, 9-(3'-(9H-carbazol-9-yl)-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (CzBPCb), Bis(2-methylphenyl)diphenylsilane (UGH-1), 1,4-Bis(triphenylsilyl)benzene (UGH-2), 1,3-Bis(triphenylsilyl)benzene (UGH-3), 9,9-Spiorobifluoren-2-yl-diphenyl-phosphine oxide (SPPO1), 9,9'-(5-(Triphenylsilyl)-1,3-phenylene)bis(9H-carbazole) (SimCP) 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제 3 발광물질층(646)에 사용될 수 있는 청색 도펀트는 perylene, 4,4'-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl (DPAVBi), 4-(Di-p-tolylamino)-4-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene (DPAVB), 4,4'-Bis[4-(diphenylamino)styryl]biphenyl (BDAVBi), 2,7-Bis(4-diphenylamino)styryl)-9,9-spiorfluorene (spiro-DPVBi), [1,4-bis[2-[4-[N,N-di(p-tolyl)amino]phenyl]vinyl] benzene (DSB), 1-4-di-[4-(N,N-diphenyl)amino]styryl-benzene (DSA), 2,5,8,11-Tetra-tetr-butylperylene (TBPe), Bis(2-hydroxylphenyl)-pyridine)beryllium (Bepp₂), 9-(9-Phenylcarbazole-3-yl)-10-(naphthalene-1-yl)anthracene (PCAN), mer-Tris(1-phenyl-3-methylimidazolin-2-ylidene-C,C(2)'iridium(Ⅲ) (mer-Ir(pmi)₃), fac-Tris(1,3-diphenyl-benzimidazolin-2-ylidene-C,C(2)'iridium(Ⅲ) (fac-Ir(dpbic)₃), Bis(3,4,5-trifluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium(Ⅲ) (Ir(tfpd)₂pic), tris(2-(4,6-difluorophenyl)pyridine))iridium(Ⅲ) (Ir(Fppy)₃), Bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-C²,N](picolinato)iridium(Ⅲ) (FIrpic) 및 이들의 조합과 같은 청색 인광 도펀트 및/또는 청색 형광 도펀트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

도 12의 유기발광다이오드(D5)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에서 녹색 광, 적색 광 및 청색 광을 발광하며, 이에 따라 유기발광표시장치(500, 도 11 참조)는 컬러 영상을 구현할 수 있다.

한편, 유기발광표시장치(500)는 색 순도를 향상시키기 위해, 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에 대응하여 컬러필터층(도시하지 않음)을 더욱 포함할 수 있다. 일례로, 컬러필터층은 제 1 화소영역(P1)에 대응하는 제 1 컬러필터층(녹색 컬러필터층, 도시하지 않음), 제 2 화소영역(P2)에 대응하는 제 2 컬러필터층(적색 컬러필터층, 도시하지 않음) 및 제 3 화소영역(P3)에 대응하는 제 3 컬러필터층(청색 컬러필터층, 도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

유기발광표시장치(500)가 하부 발광 방식인 경우, 컬러필터층(도시하지 않음)은 유기발광다이오드(D)와 기판(510) 사이에 위치할 수 있다. 유기발광표시장치(500)가 상부 발광 방식인 경우, 컬러필터층은 유기발광다이오드(D) 상부에 위치할 수 있다.

도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유기발광표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 유기발광표시장치(1000)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)이 정의된 기판(1010)과, 기판(1010) 상부에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 박막트랜지스터(Tr) 상부에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 유기발광다이오드(D)와, 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에 대응되는 컬러필터층(1020)을 포함한다. 일례로, 제 1 화소영역(P1)은 녹색 화소영역이고, 제 2 화소영역(P2)은 적색 화소영역이며, 제 3 화소영역(P3)은 청색 화소영역일 수 있다.

기판(1010)은 유리 기판 또는 플렉서블 기판일 수 있다. 일례로, 플렉서블 기판은 PI 기판, PES 기판, PEN 기판, PET 기판 및 PC 기판 중 어느 하나일 수 있다. 박막트랜지스터(Tr)는 기판(1010) 상에 위치한다. 이와 달리, 기판(1010) 상에 버퍼층(도시하지 않음)이 형성되고, 박막트랜지스터(Tr)는 버퍼층 상에 형성될 수도 있다. 도 2를 통해 설명한 바와 같이, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 구동 소자로 기능한다.

컬러필터층(1020)이 기판(1010) 상에 위치한다. 일례로, 컬러필터층(820)은 제 1 화소영역(P1)에 대응되는 제 1 컬러필터층(1022), 제 2 화소영역(P2)에 대응되는 제 2 컬러필터층(1024) 및 제 3 화소영역(P3)에 대응되는 제 3 컬러필터층(1026)을 포함할 수 있다. 제 1 컬러필터층(1022)은 녹색 컬러필터층이고, 제 2 컬러필터층(1024)은 적색 컬러필터층이며, 제 3 컬러필터층(1026)은 청색 컬러필터층일 수 있다. 예를 들어, 제 1 컬러필터층(1022)은 녹색 염료(dye)와 녹색 안료(pigment) 중 적어도 하나를 포함하고, 제 2 컬러필터층(1024)은 적색 염료와 적색 안료 중 적어도 하나를 포함하며, 제 3 컬러필터층(1026)은 청색 염료와 청색 안료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

박막트랜지스터(Tr)와 컬러필터층(1020) 상에는 평탄화층(1050)이 위치한다. 평탄화층(1050)은 상면이 평탄하며, 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(도시하지 않음)을 노출하는 드레인 컨택홀(1052)을 갖는다.

유기발광다이오드(D)는 평탄화층(1050) 상에 위치하며, 컬러필터층(1020)에 대응된다. 유기발광다이오드(D)는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(도시하지 않음)에 연결되는 제 1 전극(1110)과, 제 1 전극(1110) 상에 순차 위치하는 발광층(1120) 및 제 2 전극(1130)을 포함한다. 유기발광다이오드(D)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에서 백색 광을 발광한다.

제 1 전극(1110)은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 별로 분리, 형성되고, 제 2 전극(1130)은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에 대응하여 일체로 형성된다.

제 1 전극(1110)은 양극과 음극 중 하나일 수 있고, 제 2 전극(1130)은 양극과 음극 중 다른 하나일 수 있다. 또한, 제 1 전극(1110)은 투과전극이고, 제 2 전극(1130)은 반사전극일 수 있다.

예를 들어, 제 1 전극(1110)은 양극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질, 예를 들어 투명 도전성 산화물(TCO)로 이루어지는 투명 도전성 산화물층을 포함할 수 있다. 제 2 전극(1130)은 음극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질, 예를 들어 저-저항 금속으로 이루어지는 금속물질층을 포함할 수 있다. 일례로, 제 1 전극(1110)의 투명 도전성 산화물층은 ITO, IZO, ITZO, SnO, ZnO, ICO 및 AZO 중 어느 하나를 포함하고, 제 2 전극(1130)은 Al, Mg, Ca, Ag, 이들의 합금(예를 들어, Mg-Ag 합금)이나 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

제 1 전극(1110) 상에 발광층(1120)이 형성된다. 발광층(1120)은 서로 다른 색을 발광하는 적어도 2개의 발광부를 포함한다. 발광부는 각각 발광물질층(EML)의 단층 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 발광부는 각각 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 전자차단층(EBL), 정공차단층(HBL), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 중 적어도 하나를 더욱 포함할 수 있다. 또한, 발광층(1120)은 발광부 사이에 위치하는 전하생성층(charge generation layer, CGL)을 더욱 포함할 수 있다.

이때, 적어도 2개의 발광부 중 적어도 하나의 발광물질층(EML)은 호스트인 제 1 화합물과, 화학식 1 내지 12의 구조를 가지는 지연형광물질인 제 2 화합물과, 선택적으로 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물을 포함할 수 있다.

평탄화층(1050) 상에는 제 1 전극(1110)의 가장자리를 덮는 뱅크층(1060)이 형성된다. 뱅크층(1060)은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하여, 제 1 전극(1110)의 중앙을 노출한다. 전술한 바와 같이, 유기발광다이오드(D)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에서 백색 광을 발광하므로, 발광층(1120)은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에서 분리될 필요 없이 공통층으로 형성될 수 있다. 뱅크층(1060)은 제 1 전극(1110) 가장자리에서의 전류 누설을 막기 위해 형성되며, 뱅크층(1060)은 생략될 수 있다.

도시하지 않았으나, 유기발광표시장치(1000)는 외부 수분이 유기발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 제 2 전극(1130) 상에 위치하는 인캡슐레이션 필름을 더욱 포함할 수 있다. 또한, 유기발광표시장치(1000)는 외부광의 반사를 줄이기 위해, 기판(1010) 하부에 위치하는 편광판을 더욱 포함할 수 있다.

도 13의 유기발광표시장치(1000)에서, 제 1 전극(1110)은 투과전극이고, 제 2 전극(1130)은 반사전극이며, 컬러필터층(1020)은 기판(1010)과 유기발광다이오드(D) 사이에 위치한다. 즉, 유기발광표시장치(1000)는 하부 발광 방식이다. 이와 달리, 유기발광표시장치(1000)에서, 제 1 전극(1110)은 반사전극이고, 제 2 전극(1130)은 투과전극(반투과전극)이며, 컬러필터층(1020)은 유기발광다이오드(D) 상부에 위치할 수 있다.

유기발광표시장치(1000)에서 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)의 유기발광다이오드(D)는 백색 광을 발광하고, 제 1 내지 제 3 컬러필터층(1022, 1024, 1026)을 통과함으로써, 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에서 각각 녹색, 적색 및 청색이 표시된다.

도시하지 않았으나, 유기발광다이오드(D)와 컬러필터층(1020) 사이에는 색변환층이 구비될 수도 있다. 색변환층은 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하며, 녹색 색변환층, 적색 색변환층 및 청색 색변환층을 포함하며, 유기발광다이오드(D)로부터 방출된 백색 광을 각각 녹색, 적색 및 청색으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 색변환층은 양자점을 포함할 수 있다. 따라서, 유기발광표시장치(1000)의 색 순도가 더욱 향상될 수 있다. 선택적인 실시형태에서, 컬러필터층(1020) 대신에 색변환층이 포함될 수도 있다.

도 14는 본 발명의 예시적인 제 7 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 유기발광다이오드(D6)는 서로 마주하는 제 1 전극(1110) 및 제 2 전극(1130)과, 제 1 및 제 2 전극(1110, 1130) 사이에 위치하는 발광층(1120)을 포함한다. 제 1 전극(1110)은 양극일 수 있고, 제 2 전극(1130)은 음극일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(1110)은 투과전극이고, 제 2 전극(1130)은 반사전극일 수 있다.

발광층(1120)은 제 1 발광물질층(1240)을 포함하는 제 1 발광부(1220)와, 제 2 발광물질층(1340)을 포함하는 제 2 발광부(1320)와, 제 3 발광물질층(1440)을 포함하는 제 3 발광부(1420)를 포함한다. 또한, 발광층(1120)은 제 1 발광부(1220)와 제 2 발광부(1320) 사이에 위치하는 제 1 전하생성층(1280)과, 제 2 발광부(1320)와 제 3 발광부(1420) 사이에 위치하는 제 2 전하생성층(1380)을 더욱 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 발광부(1220), 제 1 전하생성층(1280), 제 2 발광부(1320), 제 2 전하생성층(1380) 및 제 3 발광부(1420)가 제 1 전극(1110) 상에 순차 적층된다.

제 1 발광부(1220)는 제 1 전극(1110)과 제 1 발광물질층(1240) 사이에 위치하는 제 1 정공수송층(HTL1, 1260)과, 제 1 전극(1110)과 제 1 정공수송층(1260) 사이에 위치하는 정공주입층(HIL, 1250)과, 제 1 발광물질층(1240)과 제 1 전하생성층(1280) 사이에 위치하는 제 1 전자수송층(ETL1, 1270) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 1 발광부(1220)는 제 1 정공수송층(1260)과 제 1 발광물질층(1240) 사이에 위치하는 제 1 전자차단층(EBL1, 1265)과 제 1 발광물질층(1240)과 제 1 전자수송층(1270) 사이에 위치하는 제 1 정공차단층(1275, HBL1) 중에서 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다.

제 2 발광부(1320)는 제 1 전하생성층(1280)과 제 2 발광물질층(1340) 사이에 위치하는 제 2 정공수송층(HTL2, 1360)과, 제 2 발광물질층(1340)과 제 2 전하생성층(1380) 사이에 위치하는 제 2 전자수송층(ETL2, 1370) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 2 발광부(1220)는 제 2 정공수송층(1360)과 제 2 발광물질층(1340) 사이에 위치하는 제 2 전자차단층(EBL2, 1365)과 제 2 발광물질층(1340)과 제 2 전자수송층(1370) 사이에 위치하는 제 2 정공차단층(HBL2, 1375) 중에서 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다.

제 3 발광부(1420)는 제 2 전하생성층(1380)과 제 3 발광물질층(1440) 사이에 위치하는 제 3 정공수송층(HTL3, 1460)과, 제 3 발광물질층(1440)과 제 2 전극(1130) 사이에 위치하는 제 3 전자수송층(HTL3, 1470)과, 제 3 전자수송층(1470)과 제 2 전극(1130) 사이에 위치하는 전자주입층(HIL, 1480) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 3 발광부(1420)는 제 3 정공수송층(1460)과 제 3 발광물질층(1440) 사이에 위치하는 제 3 전자차단층(EBL3, 1465)과 제 3 발광물질층(1440)과 제 3 전자수송층(1470) 사이에 위치하는 제 3 정공차단층(HBL3, 1475) 중에서 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다.

제 1 전하생성층(1280)은 제 1 발광부(1220)와 제 2 발광부(1320) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(1220)와 제 2 발광부(1320)는 제 1 전하생성층(1280)에 의해 연결된다. 제 1 전하생성층(1280)은 제 1 N형 전하생성층(1282)과 제 1 P형 전하생성층(1284)이 접합된 PN접합 전하생성층일 수 있다.

제 1 N형 전하생성층(1282)은 제 1 전자수송층(1270)과 제 2 정공수송층(1360) 사이에 위치하고, 제 1 P형 전하생성층(1284)은 제 1 N형 전하생성층(1282)과 제 2 정공수송층(1360) 사이에 위치한다. 제 1 N형 전하생성층(1282)은 전자를 제 1 발광부(1220)의 제 1 발광물질층(1240)으로 전달하고, 제 1 P형 전하생성층(1284)은 정공을 제 2 발광부(1320)의 제 2 발광물질층(1340)으로 전달한다.

제 2 전하생성층(1380)은 제 2 발광부(1320)와 제 3 발광부(1420) 사이에 위치한다. 즉, 제 2 발광부(1320)와 제 3 발광부(1420)는 제 2 전하생성층(1380)에 의해 연결된다. 제 2 전하생성층(1380)은 제 2 N형 전하생성층(1382)과 제 2 P형 전하생성층(1384)이 접합된 PN접합 전하생성층일 수 있다.

제 2 N형 전하생성층(1382)은 제 2 전자수송층(1370)과 제 3 정공수송층(1460) 사이에 위치하고, 제 2 P형 전하생성층(1384)은 제 2 N형 전하생성층(1382)과 제 3 정공수송층(1460) 사이에 위치한다. 제 1 N형 전하생성층(1382)은 전자를 제 2 발광부(1320)의 제 1 발광물질층(1340)으로 전달하고, 제 2 P형 전하생성층(1384)은 정공을 제 3 발광부(1420)의 제 3 발광물질층(1440)으로 전달한다.

본 실시형태에서, 제 1 내지 제 3 발광물질층(1240, 1340, 1440) 중에서 하나는 청색 발광물질층이고, 제 1 내지 제 3 발광물질층(1240, 1340, 1440) 중에서 다른 하나는 녹색 발광물질층이고, 제 1 내지 제 3 발광물질층(1240, 1340, 1440) 중에서 나머지는 적색 발광물질층일 수 있다.

일례로, 제 1 발광물질층(1240)은 청색 발광물질층이고, 제 2 발광물질층(1340)은 녹색 발광물질층이며, 제 3 발광물질층(1440)은 적색 발광물질층일 수 있다. 선택적으로, 제 1 발광물질층(1240)은 적색 발광물질층이고, 제 2 발광물질층(1340)은 녹색 발광물질층이며, 제 3 발광물질층(1440)은 청색 발광물질층일 수 있다.

제 1 발광물질층(1240)은 호스트와 청색 도펀트(또는 적색 도펀트)를 포함하고, 제 3 발광물질층(1440)은 호스트와 적색 도펀트(또는 청색 도펀트)를 포함한다. 일례로, 제 1 발광물질층(1240) 및 제 3 발광물질층(1440) 각각에서, 호스트는 전술한 적색 또는 청색 호스트를 포함하고, 도펀트는 전술한 적색 또는 청색 인광 물질, 적색 또는 청색 형광 물질 및 적색 또는 청색 지연형광물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 2 발광물질층(1340)은 호스트인 제 1 화합물과, 화학식 1 내지 12의 구조를 가지는 지연형광물질인 제 2 화합물과, 선택적으로 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물을 포함할 수 있다. 제 1 화합물 내지 제 3 화합물을 포함하는 제 2 발광물질층(1340)은 단층 구조, 이층 구조 또는 삼층 구조를 가질 수 있다.

제 2 발광물질층(1340)이 제 1 화합물, 제 2 화합물 및 제 3 화합물을 포함하는 경우, 제 2 발광물질층(1340)에서 제 1 화합물의 중량비는 제 2 화합물의 중량비보다 크고, 제 2 화합물의 중량비는 제 3 화합물의 중량비보다 클 수 있다. 제 2 화합물의 중량비가 제 3 화합물의 중량비보다 큰 경우, 제 2 화합물로부터 제 3 화합물로 에너지 전달이 충분히 일어날 수 있다. 예를 들어, 제 2 발광물질층(1340)에서, 제 1 화합물은 60 내지 75 중량%, 제 2 화합물은 20 내지 40 중량%, 제 3 화합물은 0.1 내지 5 중량%의 비율로 포함될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

유기발광다이오드(D6)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3, 도 14 참조)에서 백색을 발광하며, 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)에 대응되게 형성되는 컬러필터층(1020, 도 13 참조)을 통과한다. 이에 따라, 유기발광표시장치(1000, 도 13 참조)는 풀-컬러 영상을 구현할 수 있다.

도 15는 본 발명의 예시적인 제 8 실시형태에 따른 유기발광다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 유기발광다이오드(D7)는 서로 마주하는 제 1 전극(1110) 및 제 2 전극(1130)과, 제 1 및 제 2 전극(1110, 1130) 사이에 위치하는 발광층(1120A)을 포함한다.

제 1 전극(1110)은 양극일 수 있고, 제 2 전극(1130)은 음극일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(1110)은 투과전극이고, 제 2 전극(1130)은 반사전극일 수 있다.

발광층(1120A)은 제 1 발광물질층(1540)을 포함하는 제 1 발광부(1520)와, 제 2 발광물질층(1640)을 포함하는 제 2 발광부(1620)와, 제 3 발광물질층(1740)을 포함하는 제 3 발광부(1720)를 포함한다. 또한, 발광층(1120A)은 제 1 발광부(1520)와 제 2 발광부(1620) 사이에 위치하는 제 1 전하생성층(1580)과, 제 2 발광부(1620)와 제 3 발광부(1720) 사이에 위치하는 제 2 전하생성층(1680)을 더욱 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 발광부(1520), 제 1 전하생성층(1580), 제 2 발광부(1620), 제 2 전하생성층(1680) 및 제 3 발광부(1720)가 제 1 전극(1110) 상에 순차 적층된다.

제 1 발광부(1520)는 제 1 전극(1110)과 제 1 발광물질층(1540) 사이에 위치하는 제 1 정공수송층(HTL1, 1560)과, 제 1 전극(1110)과 제 1 정공수송층(1560) 사이에 위치하는 정공주입층(HIL, 1550)과, 제 1 발광물질층(1540)과 제 1 전하생성층(1580) 사이에 위치하는 제 1 전자수송층(ETL1, 1570) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 1 발광부(1520)는 제 1 정공수송층(1560)과 제 1 발광물질층(1540) 사이에 위치하는 제 1 전자차단층(EBL1, 1565)과 제 1 발광물질층(1540)과 제 1 전자수송층(1570) 사이에 위치하는 제 1 정공차단층(1575, HBL1) 중에서 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다.

제 2 발광부(1620)를 구성하는 제 2 발광물질층(1640)은 하부 발광물질층(1642)과 상부 발광물질층(1644)을 포함한다. 즉, 하부 발광물질층(1642)은 제 1 전극(1110)에 근접하게 위치하고, 상부 발광물질층(1644)은 제 2 전극(1130)에 근접하게 위치한다. 또한, 제 2 발광부(1620)는 제 1 전하생성층(1580)과 제 2 발광물질층(1640) 사이에 위치하는 제 2 정공수송층(HTL2, 1660)과, 제 2 발광물질층(1640)과 제 2 전하생성층(1680) 사이에 위치하는 제 2 전자수송층(ETL2, 1670) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 2 발광부(1620)는 제 2 정공수송층(1660)과 제 2 발광물질층(1640) 사이에 위치하는 제 2 전자차단층(EBL2, 1665)과 제 2 발광물질층(1640)과 제 2 전자수송층(1670) 사이에 위치하는 제 2 정공차단층(HBL2, 1675) 중에서 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다.

제 3 발광부(1720)는 제 2 전하생성층(1680)과 제 3 발광물질층(1740) 사이에 위치하는 제 3 정공수송층(HTL3, 1760)과, 제 3 발광물질층(1740)과 제 2 전극(1130) 사이에 위치하는 제 3 전자수송층(HTL3, 1770)과, 제 3 전자수송층(1770)과 제 2 전극(1130) 사이에 위치하는 전자주입층(HIL, 1780) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 3 발광부(1720)는 제 3 정공수송층(1760)과 제 3 발광물질층(1740) 사이에 위치하는 제 3 전자차단층(EBL3, 1765)과 제 3 발광물질층(1740)과 제 3 전자수송층(1770) 사이에 위치하는 제 3 정공차단층(HBL3, 1775) 중에서 어느 하나를 더욱 포함할 수 있다.

제 1 전하생성층(1580)은 제 1 발광부(1520)와 제 2 발광부(1620) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(1520)와 제 2 발광부(1620)는 제 1 전하생성층(1580)에 의해 연결된다. 제 1 전하생성층(1580)은 제 1 N형 전하생성층(1582)과 제 1 P형 전하생성층(1584)이 접합된 PN접합 전하생성층일 수 있다. 제 1 N형 전하생성층(1582)은 제 1 전자수송층(1570)과 제 2 정공수송층(1660) 사이에 위치하고, 제 1 P형 전하생성층(1584)은 제 1 N형 전하생성층(1582)과 제 2 정공수송층(1660) 사이에 위치한다.

제 2 전하생성층(1680)은 제 2 발광부(1620)와 제 3 발광부(1720) 사이에 위치한다. 즉, 제 2 발광부(1620)와 제 3 발광부(1720)는 제 2 전하생성층(1680)에 의해 연결된다. 제 2 전하생성층(1680)은 제 2 N형 전하생성층(1682)과 제 2 P형 전하생성층(1684)이 접합된 PN접합 전하생성층일 수 있다. 제 2 N형 전하생성층(1682)은 제 2 전자수송층(1670)과 제 3 정공수송층(1760) 사이에 위치하고, 제 2 P형 전하생성층(1684)은 제 2 N형 전하생성층(1682)과 제 3 정공수송층(1760) 사이에 위치한다.

본 실시형태에서, 제 1 발광물질층(1540)과 제 3 발광물질층(1740)은 각각 청색 발광물질층일 수 있다. 제 1 발광물질층(1540)과 제 3 발광물질층(1740)은 각각 호스트와 청색 도펀트를 포함할 수 있다. 제 1 발광물질층(1540)과 제 3 발광물질층(1740)의 호스트는 전술한 청색 호스트를 포함하고, 청색 도펀트는 전술한 청색 인광 물질, 청색 형광 물질 및 청색 지연형광물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제 1 발광물질층(1540) 및 제 3 발광물질층(1740)을 구성하는 호스트 및 청색 도펀트는 각각 동일하거나 상이할 수 있다. 일례로, 제 1 발광물질층(1540)의 청색 도펀트는 제 3 발광물질층(1740)의 청색 도펀트와 발광 효율 및/또는 발광 파장이 상이할 수 있다.

제 2 발광물질층(1640)을 구성하는 하부 발광물질층(1642)과 상부 발광물질층(1644) 중 하나는 녹색 발광물질층이고, 제 2 발광물질층(1640)을 구성하는 하부 발광물질층(1642)과 상부 발광물질층(1644) 중 하나는 적색 발광물질층일 수 있다. 즉, 녹색 발광물질층과 적색 발광물질층이 연속하여 적층됨으로써, 제 2 발광물질층(1640)을 이룬다.

예를 들어, 녹색 발광물질층인 하부 발광물질층(1642)은 호스트인 제 1 화화합물과, 화학식 1 내지 화학식 12의 구조를 가지는 지연형광물질인 제 2 화합물과, 선택적으로 형광 또는 인광 물질인 제 3 화합물을 포함할 수 있다.

한편, 적색 발광물질층인 상부 발광물질층(1644)은 호스트와 적색 도펀트를 포함할 수 있다. 상부 발광물질층(1644)의 호스트는 전술한 적색 호스트를 포함하고, 적색 도펀트는 전술한 적색 인광 물질, 적색 형광 물질 및 적색 지연형광물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 하부 발광물질층(1642)이 제 1 화합물, 제 2 화합물 및 제 3 화합물을 포함하는 경우, 하부 발광물질층(1642) 중에서 제 1 화합물의 중량비는 제 2 화합물의 중량비보다 크고, 제 2 화합물의 중량비는 제 3 화합물의 중량비보다 클 수 있다. 제 2 화합물의 중량비가 제 3 화합물의 중량비보다 큰 경우, 제 2 화합물로부터 제 3 화합물로 에너지 전달이 충분히 일어날 수 있다. 예를 들어, 하부 발광물질층(1642)에서, 제 1 화합물은 60 내지 75 중량%, 제 2 화합물은 20 내지 40 중량%, 제 3 화합물은 0.1 내지 5 중량%의 비율로 포함될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

유기발광다이오드(D7)는 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3, 도 13 참조) 모두에서 백색을 발광하며, 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에서 컬러필터층(1020, 도 13 참조)를 통과함으로써, 유기발광표시장치(1000, 도 13 참조)는 풀-컬러 영상을 구현할 수 있다.

도 15에서 유기발광다이오드(D7)는 청색 발광물질층인 제 1 및 제 3 발광물질층(1540, 1740)을 각각 포함하여, 제 1 내지 제 3 발광부(1520, 1620, 1720)을 포함하여 3중 스택 구조를 갖는다. 이와 달리, 제 1 및 제 3 발광물질층(1540, 1740)을 포함하는 제 1 및 제 3 발광부(1520, 1720) 중 어느 하나가 생략되고, 유기발광다이오드(D8)는 이중 스택 구조를 가질 수도 있다.

이하, 예시적인 실시형태를 통하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다.

비교합성예 1: 비교화합물 1의 합성

(1) 중간체 A의 합성

비교반응식 1-1

2구 플라스크(2-neck flask)에 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (2.00 g, 7.47 mmol), 3-cyano-4-fluorophenylboronic acid (1.38 g, 8.22 mmol), Na₂CO₃ (3.96 g, 37.35 mmol), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (Pd(PPh₃)₄, 0.26 g, 0.22 mmol)를 넣고 1,4 dioxane/H₂O (4:1) 부피 비율의 용매 200 mL로 녹였다. 이후, 혼합물을 12시간 동안 환류 교반시켰다. 반응 종료 후, methylene chloride(MC)와 hexane(부피비=3:7)을 이용한 컬럼(column) 공정을 진행하여 고체 상태의 중간체 A를 얻었다(2.10 g, 수율: 79.78 %).

(2) 비교화합물 1의 합성

비교반응식 1-2

2구 플라스크에 중간체 A (5.0 g, 14.19 mmol), 5-phenyl-5,12-dihydroindolo[3,2-a]carbazole (5.2 g, 15.91 mmol) 및 Cs₂CO₃ (9.2 g, 28.38 mmol)을 DMA (dimethylacetamide) 150 mL에 넣고 150℃ 에서 교반하며 3시간 동안 가열하였다. 반응 종료 후 반응 혼합물을 MC/H₂O로 추출하고 MgSO₄ 건조 후 여과하였다. 농축 후 메탄올(methanol)로 고체를 생성시키고 여과하여 고체 상태의 비교화합물 1을 얻었다(7.2 g, 77%).

비교합성예 2: 비교화합물 2의 합성

(1) 중간체 B의 합성

비교반응식 2-1

2구 플라스크에 Benzamidine Hydrochloride (50 g, 322.56 mmol), Ethyl Cyanoacetate (36.5 g, 322.56 mmol), benzaldehyde (59 g, 322.56 mmol), Bi(NO₃)₃ · 5H₂O 7.8 g, 16.13 mmol) 및 Triethylamine (230 mL, 1613 mmol)을 aceonitrile 800 mL 에 넣은 후, 80℃에서 4시간 동안 교반하며 가열하였다. 반응이 종료된 혼합 용액을 상온으로 식힌 후 H₂O/MC (methylene chloride)로 추출하고 MgSO₄로 건조한 후 여과하였다. 감압 증류로 용매를 농축하고 에탄올 (ethanol)로 재결정화하여 하얀 고체 중간체 B를 얻었다(35 g, 40%).

(2) 중간체 C의 합성

비교반응식 2-2

2구 플라스크에 중간체 B (35 g, 128.06 mmol), POCl₃ (30 mL, 320.16 mmol)을 1,4-dioxane 640 mL에 녹인 후 12 ℃ 에서 교반하며 overnight 가열하였다. 반응 종료 후 반응 혼합물을 0℃로 온도를 낮추고 물을 천천히 적가하여 quenching하였다. 반응 혼합물을 MC/H₂O로 추출하고 MgSO₄로 건조 후 여과하였다. 농축 후 메탄올(methanol)로 고체를 생성시키고 여과하여 고체 중간체 C를 얻었다 (34.5g, 92%).

(3) 비교화합물 2의 합성

비교반응식 2-3

2구 플라스크에 중간체 C (3.2 g, 10.83 mmol), 5-phenyl-5,7-dihydroindolo[2,3-b]carbazole (3.0 g, 9.03 mmol), Bis(dibenzylideneacetone)palladium(0) (Pd(dba)₂, 260 mg, 0.45 mmol), 2-Dicyclohexylphosphino-2′,6′-dimethoxybiphenyl (SPhos, 370 mg, 0.90 mmol) 및 sodium hydroxide (1.1 g, 27.08 mmol)을 xylene 90 mL 에 넣고 150℃ 에서 교반하며 2.5시간 동안 반응하였다. 실온으로 식힌 후, 반응 혼합물을 MC/H₂O로 추출하고 MgSO₄로 건조 후 여과하였다. 농축 후 column chromatography (ethyl acetate/MC)를 진행 하여 고체 상태의 비교화합물 2를 얻었다(5.6 g, 79%).

비교합성예 3: 비교화합물 3의 합성

(1) 중간체 D의 합성

비교반응식 3-1

반응 물질로서 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 대신하여 중간체 C (2.0 g, 6.86 mmol)를 사용한 것을 제외하고 중간체 A의 합성 과정을 반복하여 중간체 D를 얻었다 (2.01 g, 78%).

(2) 비교화합물 3의 합성

비교반응식 3-2

반응 물질로서 중간체 A를 대신하여 중간체 D (2.0 g, 5.31 mmol)를 사용한 것을 제외하고 비교화합물 1의 합성 과정을 반복하여 비교화합물 3을 얻었다 (2.82 g, 77%).

합성예 1: 화합물 1-27의 합성

(1) 중간체 E의 합성

반응식 1-1

2구 플라스크에 2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (13.8 g, 51.41 mmol), 3-cyano-4-chlorophenylboronic acid (11.2 g, 61.69 mmol), Pd(PPh₃)₄ (3.0 g, 2.571 mmol)과 Na₂CO₃ (16.3 g, 154.23 mmol)를 순서대로 1,4 dioxane/H₂O (4:1) 비율의 용매 510 mL에 넣고, 120℃ 서 교반하며 overnight 반응하였다. 회색 고체가 생성되면 물과 메탄올로 세척하면서 여과하여 고체 중간체 E를 얻었다(9.3 g, 49%).

(2) 중간체 F의 합성

반응식 1-2

2구 플라스크에 5,7-diphenyl-5,7-dihydroindolo[2,3-b]carbazole (5.9 g, 14.44 mmol)를 dimethylforamide (DMF) 140 mL 에 용해시킨 후 N-bromosuccinimide (NBS) (2.6 g, 14.44 mmol)을 천천히 적가하였다. 상온에서 6시간 교반 반응하였다. 반응 완료 후 반응 혼합물을 MC/H₂O로 추출하고 MgSO₄로 건조 후 여과하였다. 농축 후 MC로 용해시키고 메탄올로 재결정화시켜 고체 중간체 F 를 얻었다(5.0 g, 71%).

(3) 중간체 G의 합성

반응식 1-3

2구 플라스크에 중간체 F (5.0 g, 10.26 mmol), bis(pinacolato) diboron (3.9 g, 15.39 mmol), potassium acetate (KOAc, 3.0 g, 30.78 mmol), [1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium(II) (PdCl₂(dppf), 375 mg, 0.51 mmol)이 용해된 1,4-dioxane 100 mL 혼합 용액을 3.5 시간 환류 교반하였다. 실온으로 식힌 반응 혼합물을 MC/H₂O로 추출하고 MgSO₄로 건조 후 여과하였다. 농축 후 MC로 용해시키고 메탄올로 재결정화시켜 고체 화합물 중간체 G를 얻었다(3.3 g, 60%).

(4) 화합물 1-27의 합성

반응식 1-4

2구 플라스크에 중간체 E (2.7 3g, 7.40 mmol), 중간체 G (3.3 g, 6.17 mmol), Pd(PPh₃)₄ (0.36 g, 0.31 mmol)과 Na₂CO₃ (2.0 g, 18.52 mmol)를 1,4 dioxane/H₂O (4:1) 부피 비율의 혼합 용매 62 mL 에 넣고 120℃에서 교반하며 overnight 반응하였다 반응 완료 후 반응 혼합물을 MC/H₂O로 추출하고 MgSO₄로 건조 후 여과하였다. 농축 후 MC로 용해시키고 메탄올로 재결정화시켜 고체 화합물 1을 얻었다(5.2 g, 95%).

합성예 2: 화합물 1-12의 합성

(1) 중간체 H의 합성

반응식 2-1

5,7-diphenyl-5,7-dihydroindolo[2,3-b]carbazole을 대신하여 5,8-diphenyl-5,8-dihydroindolo[2,3-c]carbazole (10.0 g, 24.48 mmol)를 사용한 것을 제외하고 중간체 F의 합성 과정을 반복하여 중간체 H를 얻었다 (7.40 g, 62%).

(2) 중간체 I의 합성

반응식 2-2

중간체 F를 대신하여 중간체 H (5.0 g, 10.25 mmol)를 사용한 것을 제외하고 중간체 G의 합성 과정을 반복하여 중간체 I를 얻었다 (3.40 g, 62%).

(3) 화합물 1-12의 합성

[반응식 2-3]

중간체 G를 대신하여 중간체 I (2.0 g, 3.74 mmol)를 사용한 것을 제외하고 화합물 1-27의 합성 과정을 반복하여 화합물 1-12를 얻었다 (2.11 g, 76%).

합성예 3: 화합물 1-22의 합성

(1) 중간체 J의 합성

반응식 3-1

5,7-diphenyl-5,7-dihydroindolo[2,3-b]carbazole을 대신하여 5,11-diphenyl-5,11-dihydroindolo[3,2-b]carbazole (10.0 g, 24.48 mmol)를 사용한 것을 제외하고 중간체 F의 합성 과정을 반복하여 중간체 J를 얻었다 (7.99 g, 67%).

(2) 중간체 K의 합성

반응식 3-2

중간체 F를 대신하여 중간체 J (5.0 g, 10.26 mmol)를 사용한 것을 제외하고 중간체 G의 합성 과정을 반복하여 중간체 K를 얻었다 (3.18 g, 58%).

(3) 화합물 1-22의 합성

반응식 3-3

중간체 G를 대신하여 중간체 K (2.0 g, 3.74 mmol)를 사용한 것을 제외하고 화합물 1-27의 합성 과정을 반복하여 화합물 1-22를 얻었다 (2.05 g, 74%).

합성예 4: 화합물 2-57의 합성

반응식 4

중간체 E를 대신하여 중간체 C (2.0 g, 6.86 mmol)를 사용한 것을 제외하고 화합물 1-27의 합성 과정을 반복하여 화합물 2-57을 얻었다 (3.14 g, 69%).

합성예 5: 화합물 2-42의 합성

반응식 5

중간체 G를 대신하여 중간체 I (2.0 g, 3.74 mmol)를 사용한 것을 제외하고 화합물 2-57의 합성 과정을 반복하여 화합물 2-42를 얻었다 (1.96 g, 79%).

합성예 6: 화합물 2-52의 합성

반응식 6

중간체 G를 대신하여 중간체 K (2.0 g, 3.74 mmol)를 사용한 것을 제외하고 화합물 2-57의 합성 과정을 반복하여 화합물 2-52를 얻었다 (1.91 g, 77%).

합성예 7: 화합물 2-27의 합성

(1) 중간체 L의 합성

반응식 7-1

2-chloro-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine을 대신하여 중간체 C (10.0 g, 34.29 mmol)를 사용한 것을 제외하고 중간체 E의 합성 과정을 반복하여 중간체 L을 얻었다 (5.12 g, 38%).

(2) 화합물 2-27의 합성

반응식 7-2

중간체 E를 대신하여 중간체 L (2.0 g, 5.09 mmol)을 사용한 것을 제외하고, 화합물 1-27의 합성 과정을 반복하여 화합물 2-27을 얻었다 (2.93 g, 75%).

합성예 8: 화합물 2-12의 합성

반응식 8

중간체 G를 대신하여 중간체 I (2.5 g, 4.68 mmol)를 사용한 것을 제외하고 화합물 2-27의 합성 과정을 반복하여 화합물 2-12를 얻었다 (2.65 g, 74%).

합성예 9: 화합물 2-22의 합성

반응식 9

중간체 G를 대신하여 중간체 K (2.5 g, 4.68 mmol)를 사용한 것을 제외하고 화합물 2-27의 합성 과정을 반복하여 화합물 2-22를 얻었다 (2.83 g, 79%).

실시예 1: 유기발광다이오드 제조

화합물 1-27을 발광물질층의 지연형광물질로 도입한 유기발광다이오드를 제조하였다. ITO 부착 기판을 사용하기 전에 UV 오존으로 세척하고, 증발 시스템에 적재하였다. 기판 상부에 다른 층들을 증착하기 위하여 증착 챔버 내부로 이송하였다. 약 10^-7 Torr 진공 하에 가열 보트로부터 증발에 의해 다음과 같은 순서로 유기물층을 증착하였다. 이때, 유기물의 증착 속도는 1 Å/s로 설정하였다.

ITO (50 nm); 정공주입층(HAT-CN, 두께 7 nm), 정공수송층(NPB, 두께 78 nm), 전자차단층(TAPC 두께 15 nm), 발광물질층(mCBP(호스트): 화합물 1-1(지연형광물질) = 50:50 중량비, 두께 15 nm), 정공차단층(B3PYMPM, 두께 10 nm), 전자수송층(TPBi, 두께 30 nm), 전자주입층(LiF, 두께 1.0 nm), 음극(Al, 두께 100 nm).

CPL(capping layer)을 성막한 뒤에 유리로 인캡슐레이션 하였다. 이러한 층들의 증착 후 피막 형성을 위해 증착 챔버에서 건조 박스 내로 옮기고 후속적으로 UV 경화 에폭시 및 수분 게터(getter)를 사용하여 인캡슐레이션 하였다.

실시예 2 내지 실시예 9: 유기발광다이오드 제조

발광물질층의 지연형광물질로서 화합물 1-27을 대신하여 화합물 1-12 (실시예 2), 화합물 1-22 (실시예 3), 화합물 2-57 (실시예 4), 화합물 2-42 (실시예 5), 화합물 2-52 (실시예 6), 화합물 2-27 (실시예 7), 화합물 2-12 (실시예 8) 및 화합물 2-22 (실시예 9)을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 유기발광다이오드를 제작하였다.

비교예 1-3: 유기발광다이오드 제작

발광물질층의 지연형광물질로서 화합물 1-27을 대신하여, 비교화합물 1 (비교예 1), 비교화합물 2 (비교예 2) 및 비교화합물 3 (비교예 3)을 각각 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 유기발광다이오드를 제작하였다.

실험예 1: 유기발광다이오드의 발광 특성 측정

실시예 1 내지 실시예 9와, 비교예 1 내지 비교예 3에서 각각 제작된 유기발광다이오드를 대상으로 광학 특성을 측정하였다. 9 ㎟의 방출 영역을 갖는 각각의 유기발광다이오드를 외부전력 공급원에 연결하였으며, 전류 공급원(KEITHLEY) 및 광도계(PR 650)를 사용하여 실온에서 소자 특성을 평가하였다. 6 ㎃/㎠의 전류밀도에서 각각의 유기발광다이오드의 구동 전압(V), 외부양자효율(EQE, %), 최대전계발광장(EL λ_max, nm)과, 12 mA/㎠의 전류밀도에서 초기 휘도 대비 95% 휘도로 감소하기까지의 시간(T₉₅, 시간)을 각각 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

유기발광다이오드의 발광 특성

샘플	지연형광물질	V	EQE	EL λmax	T95
비교예 1	비교화합물 1	3.3	17.9	520	52
비교예 2	비교화합물 2	3.3	7.6	552	46
비교예 3	비교화합물 3	3.6	18.9	548	182
실시예 1	1-27	3.4	19.2	524	482
실시예 2	1-12	3.3	19.4	544	476
실시예 3	1-22	3.4	19.5	532	490
실시예 4	2-57	3.6	18.9	523	530
실시예 5	2-42	3.6	19.6	542	558
실시예 6	2-52	3.5	19.8	542	558
실시예 7	2-27	3.6	17.9	543	584
실시예 8	2-12	3.6	10.9	570	608
실시예 9	2-22	3.5	10.6	568	686

표 1에 나타낸 바와 같이, 전자받개가 트리아진인 지연형광물질을 적용한 비교예 1에서 제조한 유기발광다이오드와 비교해서, 동일한 전자받개를 가지는 지연형광물질을 적용한 실시예 1-3에서 제조한 유기발광다이오드의 EQE와 T₉₅는 각각 최대 8.9%, 8.4배 향상되었다. 전자받개가 피리디민인 지연형광물질을 적용한 비교예 2-3에서 제조한 유기발광다이오드와 비교해서, 동일한 전자받개를 가지는 지연형광물질을 적용한 실시예 4-9에서 제조한 유기발광다이오드의 EQE와 T₉₅는 각각 최대 160.5%, 13.9배 향상되었다.

상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되는 것은 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은, 첨부하는 청구범위에서 분명하다.

100, 500, 1000: 유기발광표시장치
210, 610, 1110: 제 1 전극
220, 220A, 220B, 220C, 220D, 620, 1120, 1120A: 발광층
230, 630, 1130: 제 2 전극
240, 240A, 240B, 340, 440, 640, 1240, 1340, 1440, 1540, 1640, 1740:
발광물질층
320, 420, 1220, 1320, 1420, 1520, 1620, 1720: 발광부
D, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7: 유기발광다이오드
Tr: 박막트랜지스터

Claims (20)

1. 하기 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물.
   화학식 1
   

   

   
   화학식 1에서 A는 하기 화학식 2의 구조를 가지는 방향족 고리 또는 헤테로 방향족 고리; L은 직접 결합 또는 하기 화학식 3의 구조를 가지는 방향족 링커 또는 헤테로 방향족 링커; D는 하기 화학식 4의 구조를 가지는 축합 방향족 고리 또는 축합 헤테로 방향족 고리; m은 1 내지 5의 정수임.
   화학식 2
   

   

   
   화학식 2에서 A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₁ 또는 N이고, R₁은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.
   화학식 3
   

   

   
   화학식 3에서 B₁ 내지 B₆ 중에서 2개는 각각 상기 A 및 상기 D에 연결되는 탄소 원자이고, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₂ 또는 N이고, R₂는 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.
   화학식 4
   

   

   
   화학식 4에서, X₁ 내지 X₄는 각각 독립적으로 직접 결합, CR₃R₄, NR₅, O 또는 S이고, R₃ 내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기이며, X₁ 및 X₂ 중에서 적어도 하나 및 X₃ 및 X₄ 중에서 적어도 하나는 각각 직접 결합이 아님; Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₆ 또는 N이고, R₆는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수임.
   
2. 제 1항에 있어서, A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 L 또는 D에 연결되지 않는 적어도 하나는 N인 유기 화합물.
   
3. 제 1항에 있어서, A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 L 또는 D에 연결되지 않는 적어도 2개는 N인 유기 화합물.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 X₁ 및 X₂ 중의 하나는 직접 결합이고 다른 하나는 NR₅이고, 상기 X₃ 및 X₄ 중의 하나는 직접 결합이고 다른 하나는 NR₅이며, p와 q는 각각 1이며, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 하나는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₆인 유기 화합물.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 D는 하기 화학식 5 또는 하기 화학식 6의 구조를 가지는 유기 화합물.
   화학식 5
   

   

   
   화학식 6
   

   

   
   화학식 5에서 A는 하기 화학식 7의 구조를 가지며, 화학식 5와 화학식 6에서 B는 각각 독립적으로 하기 화학식 8의 구조를 가짐; 화학식 5에서 R₁₁ 내지 R₁₈ 중에서 어느 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, R₁₁ 내지 R₁₈ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임; 화학식 6에서 R₁₉ 내지 R₂₈ 중에서 어느 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, R₁₉ 내지 R₂₈ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임.
   화학식 7
   

   

   
   화학식 8
   

   

   
   화학식 7에서, R₃₁ 및 R₃₂는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임; 화학식 7과 화학식 8에서 Z₁과 Z₂는 각각 독립적으로 NR₃₃, O 또는 S이고, R₃₃은 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 유기 화합물은 하기 화학식 9에서 선택되는 어느 하나인 유기 화합물.
   화학식 9
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 유기 화합물은 하기 화학식 10에서 선택되는 어느 하나인 유기 화합물.
   화학식 10
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   
8. 제 1항에 있어서, 상기 유기 화합물은 하기 화학식 11에서 선택되는 어느 하나인 유기 화합물.
   화학식 11
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   
9. 제 1항에 있어서, 상기 유기 화합물은 하기 화학식 12에서 선택되는 어느 하나인 유기 화합물.
   화학식 12
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   
10. 제 1 전극;
    상기 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극; 및
    상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 하기 화학식 1의 구조를 가지는 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드.
    화학식 1
    

    

    
    화학식 1에서 A는 하기 화학식 2의 구조를 가지는 방향족 고리 또는 헤테로 방향족 고리; L은 직접 결합 또는 하기 화학식 3의 구조를 가지는 방향족 링커 또는 헤테로 방향족 링커; D는 하기 화학식 4의 구조를 가지는 축합 방향족 고리 또는 축합 헤테로 방향족 고리; m은 1 내지 5의 정수임.
    화학식 2
    

    

    
    화학식 2에서 A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₁ 또는 N이고, R₁은 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, A₁ 내지 A₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.
    화학식 3
    

    

    
    화학식 3에서 B₁ 내지 B₆ 중에서 2개는 각각 상기 A 및 상기 D에 연결되는 탄소 원자이고, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₂ 또는 N이고, R₂는 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자, 치환되지 않거나 할로겐으로 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, C₁~C₂₀ 알킬 아미노기, C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, B₁ 내지 B₆ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨.
    화학식 4
    

    

    
    화학식 4에서, X₁ 내지 X₄는 각각 독립적으로 직접 결합, CR₃R₄, NR₅, O 또는 S이고, R₃ 내지 R₅는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기이며, X₁ 및 X₂ 중에서 적어도 하나 및 X₃ 및 X₄ 중에서 적어도 하나는 각각 직접 결합이 아님; Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₆ 또는 N이고, R₆는 각각 독립적으로 수소, 치환되지 않거나 치환된 C₁~C₁₀ 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C₆~C₃₀ 방향족 작용기 또는 치환되지 않거나 치환된 C₃~C₃₀ 헤테로 방향족 작용기로서, 상기 방향족 작용기 및 헤테로 방향족 작용기는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환되거나, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 인접한 2개의 작용기가 서로 결합하여 C₆~C₂₀ 방향족 고리 또는 C₃~C₂₀ 헤테로 방향족 고리를 형성하며, 상기 방향족 고리 및 헤테로 방향족 고리는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 시아노기, 니트로기, 할로겐 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기로 치환됨; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수임.
    
11. 제 10항에 있어서, A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 L 또는 D에 연결되지 않는 적어도 하나는 N인 유기발광다이오드.
    
12. 제 10항에 있어서, A₁ 내지 A₆ 중에서 하나는 L 또는 D에 연결되는 탄소 원자이고, A₁ 내지 A₆ 중에서 L 또는 D에 연결되지 않는 적어도 2개는 N인 유기발광다이오드.
    
13. 제 10항에 있어서, 상기 X₁ 및 X₂ 중의 하나는 직접 결합이고 다른 하나는 NR₅이고, 상기 X₃ 및 X₄ 중의 하나는 직접 결합이고 다른 하나는 NR₅이며, p와 q는 각각 1이며, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 하나는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, Y₁ 내지 Y₁₀ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 CR₆인 유기발광다이오드.
    
14. 제 10항에 있어서, 상기 D는 하기 화학식 5 또는 하기 화학식 6의 구조를 가지는 유기 화합물.
    화학식 5
    

    

    
    화학식 6
    

    

    
    화학식 5에서 A는 하기 화학식 7의 구조를 가지며, 화학식 5와 화학식 6에서 B는 각각 독립적으로 하기 화학식 8의 구조를 가짐; 화학식 5에서 R₁₁ 내지 R₁₈ 중에서 어느 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, R₁₁ 내지 R₁₈ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임; 화학식 6에서 R₁₉ 내지 R₂₈ 중에서 어느 하나는 상기 A 또는 상기 L에 연결되는 탄소 원자이고, R₁₉ 내지 R₂₈ 중에서 나머지는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임.
    화학식 7
    

    

    
    화학식 8
    

    

    
    화학식 7에서, R₃₁ 및 R₃₂는 각각 독립적으로 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임; 화학식 7과 화학식 8에서 Z₁과 Z₂는 각각 독립적으로 NR₃₃, O 또는 S이고, R₃₃은 수소, C₁~C₁₀ 알킬기, C₆~C₃₀ 아릴기 또는 C₃~C₃₀ 헤테로 아릴기임.
    
15. 제 10항에 있어서, 상기 발광층은 적어도 하나의 발광물질층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 발광물질층은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드.
    
16. 제 15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광물질층은 제 1 화합물과, 제 2 화합물을 포함하며, 상기 제 2 화합물은 상기 유기 화합물을 포함하는 유기발광다이오드.
    
17. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광물질층은 제 3 화합물을 더욱 포함하는 유기발광다이오드.
    
18. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발광물질층은 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 발광물질층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광물질층 사이 또는 상기 제 1 발광물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광물질층을 포함하고, 상기 제 1 발광물질층은 상기 제 1 화합물과 상기 제 2 화합물을 포함하고, 상기 제 2 발광물질층은 제 4 화합물과 제 5 화합물을 포함하는 유기발광다이오드.
    
19. 제 18항에 있어서, 상기 제 1 발광물질층을 중심으로 상기 제 2 발광물질층의 반대쪽에 위치하는 제 3 발광물질층을 더욱 포함하고, 상기 제 3 발광물질층은 제 6 화합물과 제 7 화합물을 포함하는 유기발광다이오드.
    
20. 기판; 및
    상기 기판 상에 위치하며, 제 10항 내지 제 19항 중에서 어느 하나의 청구항에 기재된 유기발광다이오드
    를 포함하는 유기발광장치.

Images