KR20230099721A - 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 - Google Patents

유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 Download PDF

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KR20230099721A
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김경우
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임준범
김준연
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Abstract

본 발명은, 반사전극과; 상기 반사전극과 마주하는 투과전극과; 형광 발광층인 제 1 발광물질층을 포함하고 상기 반사전극과 상기 투과전극 사이에 위치하는 제 1 발광부와; 인광 발광층인 제 2 발광물질층을 포함하고 상기 제 1 발광부와 상기 투과전극 사이에 위치하는 제 2 발광부를 포함하며, 상기 제 2 발광물질층의 제 1 발광피크 세기와 상기 제 2 발광물질층의 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)은 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드를 제공한다.

Description

유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 유기발광다이오드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 표시 성능을 갖는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 유기발광다이오드를 포함하며 유기전계발광소자(organic electroluminescent device: OELD)라고도 불리는 유기발광 표시장치(organic light emitting display (OLED) device)의 기술이 빠른 속도로 발전하고 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.
그러나, 종래 유기발광다이오드는 구동전압, 휘도, 색순도, 수명과 같은 발광특성에서 한계를 갖는다. 특히, 청색 유기발광다이오드는 발광특성에서 큰 한계를 갖는다.
본 발명은 종래 유기발광다이오드의 발광 특성 문제를 해결하고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 반사전극과; 상기 반사전극과 마주하는 투과전극과; 형광 발광층인 제 1 발광물질층을 포함하고 상기 반사전극과 상기 투과전극 사이에 위치하는 제 1 발광부와; 인광 발광층인 제 2 발광물질층을 포함하고 상기 제 1 발광부와 상기 투과전극 사이에 위치하는 제 2 발광부를 포함하며, 상기 제 2 발광물질층의 제 1 발광피크 세기와 상기 제 2 발광물질층의 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)은 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드를 제공한다.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 발광물질층은 제 1 두께를 갖고, 상기 제 2 발광물질층은 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 두께와 상기 제 2 두께의 비율은 0.6 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 두께는 10nm 이상이고, 상기 제 2 두께는 50nm 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 발광물질층의 평균 발광파장과 상기 제 2 발광물질층의 평균 발광파장의 차이는 20nm 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 2 발광물질층은 인광 도펀트인 제 1 화합물, 제 1 호스트인 제 2 화합물, 제 2 호스트인 제 3 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 화합물은 화학식1로 표시되고, R1, R2, R3 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며, a1은 0 내지 2의 정수이고, a2는 0 내지 4의 정수이며, a3는 0 내지 4의 정수이며, X1은 C 또는 N이고, X2는 CR4 또는 NR4이며, R4는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
[화학식1]
Figure pat00001
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 2 화합물은 화학식3으로 표시되고, Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며, R11, R12, R13, R14 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, b1, b2, b3, b4 각각은 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
[화학식3]
Figure pat00002
,
상기 제 3 화합물은 화학식5로 표시되고, Ar1, Ar2 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
[화학식5]
Figure pat00003
본 발명의 유기발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 발광물질층은 화학식7에 표시된 제 4 화합물과 화학식9에 표시된 제 5 화합물을 포함하고,
[화학식7]
Figure pat00004
,
[화학식9]
Figure pat00005
,
화학식7에서, R21, R22, R23, R24 각각은 독립적으로 수소, 보론, 질소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접한 둘이 서로 결합하여 보론과 질소를 갖는 축합환을 형성하고, R25, R26, R27, R28 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며, c1, c3 각각은 독립적으로 0 내지 5의 정수이며, c2는 0 내지 4의 정수이고, c4는 0 내지 3의 정수이며, 화학식9에서, Ar3, Ar4 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, L은 단일결합 또는 C6 내지 C30의 아릴렌기인 것을 특징으로 한다.
다른 관점에서, 본 발명은, 기판과; 상기 기판 상에 위치하는 전술한 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광 표시장치를 제공한다.
본 발명의 유기발광 표시장치에 있어서, 상기 기판은 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고, 상기 유기발광다이오드는 상기 청색 화소영역에 대응하여 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광 표시장치에 있어서, 상기 기판은 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고, 상기 유기발광다이오드는, 적색 빛과 녹색 빛을 발광하는 제 3 발광물질층을 포함하며 상기 제 1 발광부와 상기 제 2 발광부 사이에 위치하는 제 3 발광부를 더 포함하고, 상기 적색 화소영역, 상기 녹색 화소영역, 상기 청색 화소영역에 대응하여 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광 표시장치에 있어서, 상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 위치하는 컬러필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광 표시장치에 있어서, 상기 기판은 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고, 상기 유기발광다이오드는 상기 적색 화소영역, 상기 녹색 화소영역, 상기 청색 화소영역에 대응하여 위치하며, 상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 위치하는 색변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기발광다이오드는, 인광 발광층과 형광 발광층을 포함하고 인광 발광층이 투과전극에 근접하여 배치된다. 또한, 인광 발광층에서, 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)이 0.5 이하인 조건을 만족한다. 이에 따라, 유기발광다이오드에서 강한 캐버티 효과가 구현되고, 유기발광다이오드는 충분한 수명과 함께 크게 향상된 청색 발광효율을 갖는다.
또한, 본 발명의 유기발광다이오드에서, 인광 발광층이 형광 발광층보다 큰 두께를 가져, 유기발광다이오드의 수명이 크게 증가한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 비교예에 이용된 인광 화합물의 PL 스펙트럼이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 유기발광다이오드에 이용된 인광 화합물의 PL 스펙트럼이다.
도 9는 본 발명의 유기발광다이오드에 이용된 형광 화합물의 PL 스펙트럼이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기발광 표시장치에는, 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 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 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 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 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유기발광 표시장치(100)는 기판(110)과, 기판(110) 상부에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 평탄화층(150)과, 평탄화층(150) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 유기발광다이오드(D1)를 포함한다. 기판(110)에는 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역이 정의된다.
기판(110)은 유리 기판 또는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 polyimide(PI) 기판, polyethersulfone(PES) 기판, polyethylenenaphthalate(PEN) 기판, polyethylene terephthalate(PET) 기판 및 polycarbonate(PC) 기판 중 하나일 수 있다.
기판(110) 상에 버퍼층(122)이 형성되고, 버퍼층(122) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(122)은 생략될 수 있다. 버퍼층(122)은 산화실리콘 또느 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 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. 이와 달리, 반도체층(120)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(120)의 양 가장자리에 불순물이 도핑될 수 있다.
반도체층(120)의 상부에는 게이트 절연막(124)이 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(124)은 실리콘산화물(SiOx) 또는 실리콘질화물(SiNx)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(120)은 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝 될 수도 있다.
게이트 전극(130) 상부에는 층간 절연막(132)이 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(132)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물과 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. 도 2에서, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)은 층간 절연막(132)과 게이트 절연막(122)에 형성되고 있다. 이와 달리, 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 형성될 수 있다.
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(144) 및 드레인 전극(146)은 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다. 즉, 박막트랜지스터(Tr)는 도 1의 구동 박막트랜지스터(Td)이다.
도 2에서, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(120)의 상부에 게이트 전극(130), 소스 전극(144) 및 드레인 전극(146)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 갖는다. 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 화소 영역을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자인 스위칭 박막트랜지스터가 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 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 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.
유기발광다이오드(D1)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 유기 발광층(220) 및 제 2 전극(230)을 포함한다. 유기발광다이오드(D1)는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역 각각에 위치하며 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발광할 수 있다.
제 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 이루어지는 투명 도전성 산화물층과 반사층을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 전극(210)은 반사전극이다.
이와 달리, 제 1 전극(210)이 투명 도전성 산화물층의 단일층 구조일 수 있다. 즉, 제 1 전극(210)은 투명전극일 수 있다.
제 1 전극(210)의 투명 도전성 산화물층은 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) 중 어느 하나로 이루어지고, 반사층은 은(Ag) 또는 은과 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 인듐(In), 네오디뮴(Nd) 중 적어도 하나와의 합금, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 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 발광 유닛인 유기 발광층(220)이 형성된다. 청색 화소영역의 유기발광다이오드(D1)에서, 유기 발광층(220)은 제 1 청색 발광물질층(emitting material layer; EML)을 포함하는 제 1 발광부와 제 2 청색 발광물질층을 포함하는 제 2 발광부를 포함한다. 즉, 유기 발광층(220)은 다중 스택 구조를 가져 유기발광다이오드(D1)는 탠덤 구조를 갖는다.
제 1 및 제 2 발광부 각각은 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), 전자주입층(electron injection layer; EIL) 중 적어도 하나를 더 포함하여 다층 구조를 가질 수 있다. 또한, 유기 발광층(220)은 제 1 및 제 2 발광부 사이에 위치하는 전하생성층(charge generation layer, CGL)을 더 포함할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 청색 화소영역의 유기발광다이오드(D1)에서, 제 1 청색 발광물질층은 호스트와 형광 도펀트를 포함하는 형광 발광층이고, 제 2 청색 발광물질층은 제 1 호스트, 제 2 호스트, 인광 도펀트를 포함하는 인광 발광층이다. 이때, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층이 형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층보다 투과전극인 제 2 전극(230)에 근접하여 배치되고 제 2 발광물질층의 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광물질층의 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)은 0.5 이하인 조건을 만족한다. 이에 따라, 유기발광다이오드(D1)는 발광효율, 수명에서 장점을 갖는다.
유기 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 합금, 예를 들어 마그네슘-은 합금(MgAg)로 이루어질 수 있다. 제 2 전극(230)은 얇은 두께, 예를 들어 10nm 내지 30nm의 두께를 가져 광투과(반투과) 특성을 갖는다.
도시하지 않았으나, 유기발광다이오드(D1)는 제 2 전극(230) 상에 위치하는 캡핑층(capping layer)을 더 포함할 수 있다. 캡핑층에 의해 유기발광 표시장치(100)의 광 효율이 더욱 향상된다.
제 2 전극(230) 상에는, 외부 수분이 유기발광다이오드(D1)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(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.
도시하지 않았으나, 유기발광표시장치(100)는 적색, 녹색 및 청색 화소영역에 대응하는 컬러 필터(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터는 유기발광다이오드(D1)의 상부 또는 인캡슐레이션 필름의 상부에 위치할 수 있다.
또한, 유기발광 표시장치(100)는, 인캡슐레이션 필름(170) 또는 컬러필터(도시하지 않음) 상에 커버 윈도우(도시하지 않음)가 부착될 수 있다. 이때, 기판(110)과 커버 윈도우가 플렉서블 소재로 이루어진 경우, 플렉서블 유기발광 표시장치를 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드(D1)는 반사전극인 제 1 전극(210)과, 제 1 전극(210)과 마주하는 투과전극(반투과전극)인 제 2 전극(230)과, 제 1 및 제 2 전극(210, 230) 사이에 위치하는 유기 발광층(220)을 포함한다. 유기 발광층(220)은 제 1 청색 발광물질층(320)을 포함하는 제 1 발광부(310)와, 제 2 청색 발광물질층(360)을 포함하는 제 2 발광부(350)를 포함한다. 또한, 유기 발광층(220)은 제 1 발광부(310)와 제 2 발광부(350) 사이에 위치하는 전하생성층(390)을 더 포함할 수 있다. 또한, 유기발광다이오드(D1)는 광추출 향상을 위한 캡핑층(290)을 더 포함할 수 있다.
유기발광 표시장치는 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고, 유기발광다이오드(D1)는 청색 화소영역에 위치한다.
제 1 전극(210)은 양극일 수 있고, 제 2 전극(230)은 음극일 수 있다. 제 1 전극(210)은 반사전극이고, 제 2 전극(230)은 투과(반투과)전극이다. 예를 들어, 제 1 전극(210)은 ITO/Ag/ITO 구조를 갖고, 제 2 전극(230)은 MgAg로 이루어질 수 있다. 제 2 전극(230)이 MgAg인 경우, Mg는 약 10wt%로 도핑될 수 있다. 즉, 제 1 전극(210)은 제 1 투과율을 갖고, 제 2 전극(230)은 제 1 투과율보다 큰 제 2 투과율을 갖는다.
제 1 발광부(310)는, 제 1 청색 발광물질층(320) 하부에 위치하는 제 1 정공수송층(313)과 제 1 청색 발광물질층(320) 상부에 위치하는 제 1 전자수송층(319) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 1 발광부(310)는 제 1 정공수송층(313) 하부에 위치하는 정공주입층(311)을 더 포함할 수 있다. 또한, 제 1 발광부(310)는, 제 1 청색 발광물질층(320)과 제 1 정공수송층(313) 사이에 위치하는 제 1 전자차단층(315)과, 제 1 청색 발광물질층(320)과 제 1 전자수송층(319) 사이에 위치하는 제 1 정공차단층(317) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제 2 발광부(350)는, 제 2 청색 발광물질층(360) 하부에 위치하는 제 2 정공수송층(351)과 제 2 청색 발광물질층(360) 상부에 위치하는 제 2 전자수송층(357) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 2 발광부(350)는 제 2 전자수송층(357) 상부에 위치하는 전자주입층(359)을 더 포함할 수 있다. 또한, 제 2 발광부(350)는, 제 2 청색 발광물질층(360)과 제 2 정공수송층(351) 사이에 위치하는 제 2 전자차단층(353)과, 제 2 청색 발광물질층(360)과 제 2 전자수송층(357) 사이에 위치하는 제 2 정공차단층(355) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
전하 생성층(390)은 제 1 및 제 2 발광부(310, 350) 사이에 위치하며, 제 1 발광부(310)와 제 2 발광부(350)는 전하 생성층(390)에 의해 연결된다. 제 1 발광부(310), 전하 생성층(390), 제 2 발광부(350)가 제 1 전극(210) 상에 순차 적층된다. 즉, 제 1 발광부(310)는 제 1 전극(210)과 전하 생성층(390) 사이에 위치하며, 제 2 발광부(350)는 제 2 전극(230)과 전하 생성층(390) 사이에 위치한다.
전하 생성층(390)은 N형 전하 생성층(392)과 P형 전하 생성층(394)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다. N형 전하 생성층(392)은 제 1 전자 수송층(319)과 제 2 정공 수송층(351) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(394)은 N형 전하 생성층(392)과 제 2 정공 수송층(351) 사이에 위치한다. N형 전하 생성층(392)은 전자를 제 1 발광부(310)의 제 1 발광물질층(320)으로 전달하고, P형 전하생성층(394)은 정공을 제 2 발광부(350)의 제 2 발광물질층(360)으로 전달한다.
인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(360)은 제 1 화합물(362), 제 2 화합물(364), 제 3 화합물(366)을 포함한다. 제 1 화합물(362)은 인광 발광체(도펀트)이고, 제 2 화합물(364)은 p형 호스트(제 1 호스트)이며, 제 3 화합물(366)은 n형 호스트(제 2 호스트)이다.
제 1 화합물(362)은 화학식1로 표시된다.
[화학식1]
Figure pat00006
화학식1에서, R1, R2, R3 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된다. a1은 0 내지 2의 정수이고, a2는 0 내지 4의 정수이며, a3는 0 내지 4의 정수이다. X1은 C 또는 N이고, X2는 CR4 또는 NR4이며, R4는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명에서, 다른 기재가 없는 한, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴렌기, 헤테로아릴렌기, 아릴아민기의 치환기는, 중수소, C1 내지 C10의 알킬기, C6 내지 C30의 아릴기에서 선택될 수 있다.
본 발명에서, 다른 기재가 없는 한, C6 내지 C30의 아릴기(또는 아릴렌기)는, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 펜탄레닐기, 인데닐기, 인데노인데닐기, 헵탈레닐기, 바이페닐레닐기, 인다세닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 벤조페난트레닐기, 디벤조페난트레닐기, 아줄레닐기, 파이레닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 크라이세닐기, 테트라페닐기, 테트라세닐기, 플레이다에닐기, 파이세닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 플루오레닐기, 인데노플루오레닐기, 스파이로 플루오레닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 다른 기재가 없는 한, C5 내지 C30의 헤테로아릴기는 피롤릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 인다졸일기, 인돌리지닐기, 피롤리지닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 인데노카바졸일기, 벤조퓨로카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴노졸리닐기, 퀴놀리지닐기, 퓨리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페리미디닐기, 페난트리디닐기, 프테리디닐기, 신놀리닐기, 나프타리디닐기, 퓨라닐기, 파이라닐기, 옥사지닐기, 옥사졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아졸일기, 디옥시닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 티오파이라닐기, 잔테닐기, 크로메닐기, 이소크로메닐기, 티오아지닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조티오페닐기, 디퓨로피라지닐기, 벤조퓨로디벤조퓨라닐기, 벤조티에노벤조티오페닐기, 벤조티에노디벤조티오페닐기, 벤조티에노벤조퓨라닐기, 벤조티에노디벤조퓨라닐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 화학식1에서, R1, R3, R4 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기(예를 들어, 메틸 또는 터셔리부틸)에서 선택되고, R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기(예를 들어, 터셔리부틸) 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기(예를 들어 카바조일)에서 선택된다. 또한, a1, a2, a3 중 적어도 하나는 양의 정수일 수 있다.
화학식1에서, X1은 C이고 X2는 NR4일 수 있다. 즉, 화학식1은 화학식1a로 표시될 수 있다.
[화학식1a]
Figure pat00007
화학식1a에서, R1, R2, R3, R4, a1, a2, a3의 정의되는 화학식1에서 정의된 바와 같다.
이와 달리, 화학식1에서, X1은 N이고 X2는 CR4일 수 있다. 즉, 화학식1은 화학식1b로 표시될 수 있다.
[화학식1b]
Figure pat00008
화학식1b에서, R1, R2, R3, R4, a1, a2, a3의 정의되는 화학식1에서 정의된 바와 같다.
예를 들어, 제 1 화합물(362)은 화학식2의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식2]
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
제 2 화합물(364)은 화학식3으로 표시된다.
[화학식3]
Figure pat00015
화학식3에서, Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택된다. R11, R12, R13, R14 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, b1, b2, b3, b4 각각은 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
예를 들어, Ar은 바이페닐렌, 페닐렌 중 하나일 수 있다.
화학식3은 화학식3a로 표시될 수 있다.
[화학식3a]
Figure pat00016
화학식3a에서, R15와 R16 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, b5, b6 각각은 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. R11, R12, R13, R14, b1, b2, b3, b4 각각의 정의는 화학식3에서 정의한 바와 같다.
이와 달리, 화학식3은 화학식3b로 표시될 수 있다.
[화학식3b]
Figure pat00017
화학식3b에서, R17은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, b7은 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. R11, R12, R13, R14, b1, b2, b3, b4 각각의 정의는 화학식3에서 정의한 바와 같다.
예를 들어, 제 2 화합물(364)은 화학식4의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식4]
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
제 3 화합물(366)은 화학식5로 표시된다.
[화학식5]
Figure pat00023
화학식5에서, Ar1, Ar2 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
예를 들어, Ar1, Ar2 각각은 독립적으로 페닐기, 트리페닐실릴페닐기, 카바조일기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고 서로 같거나 다를 수 있다.
제 3 화합물(366)은 화학식6의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식6]
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
제 2 청색 발광물질층(360)에서, 제 2 화합물(364)의 중량비와 제 3 화합물(366)의 중량비 각각은 제 1 화합물(362)의 중량비보다 클 수 있고, 제 2 화합물(364)의 중량비와 제 3 화합물(366)의 중량비는 같거나 다를 수 있다. 예를 들어, 제 2 화합물(364) 또는 제 3 화합물(366)에 대하여, 제 1 화합물(362)은 5 내지 30 중량부를 가질 수 있다.
제 2 발광물질층(360)에서, 제 1 발광피크의 세기(I1st)와 제 2 발광피크의 세기(I2nd)의 비율(I2nd/I1st)은 0.5 이하일 수 있다. 즉, 제 1 화합물(362)은 제 1 발광피크의 세기에 대한 제 2 발광피크의 세기가 상대적으로 작다. 예를 들어, 제 1 화합물(362)에서, 제 1 발광피크의 세기(I1st)와 제 2 발광피크의 세기(I2nd)의 비율(I2nd/I1st)이 0.5 이하일 수 있다. 여기서, 제 1 발광피크는 가장 큰 발광세기를 갖는 피크를 의미하고, 제 2 발광피크는 두번째로 큰 발광세기를 갖는 피크를 의미한다.
전술한 바와 같이, 제 2 청색 발광물질층(360)은 제 1 청색 발광물질층(320)보다 투과 전극인 제 2 전극(230)에 근접하여 배치되고, 제 2 청색 발광물질층(360)의 제 1 화합물(362)이 위와 같은 조건을 만족함으로써, 유기발광다이오드(D1)의 캐버티 효과가 강화되고 휘도가 크게 향상된다. 즉, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(360)은 형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층(320)과 투과전극인 제 2 전극(230) 사이에 위치한다.
이와 달리, 제 1 전극(210)이 투과전극인 경우, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(360)은 형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층(320)과 투과전극인 제 1 전극(210) 사이에 위치한다.
형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층(320)은 제 4 화합물(322)과 제 5 화합물(324)을 포함한다. 제 4 화합물(322)은 형광 발광체이고, 제 5 화합물(324)는 호스트이다.
제 4 화합물(322)은 화학식7로 표시된다.
[화학식7]
Figure pat00030
화학식7에서, R21, R22, R23, R24 각각은 독립적으로 수소, 보론, 질소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접한 둘이 서로 결합하여 보론과 질소를 갖는 축합환을 형성한다. R25, R26, R27, R28 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택된다. c1, c3 각각은 독립적으로 0 내지 5의 정수이며, c2는 0 내지 4의 정수이고, c4는 0 내지 3의 정수이다.
예를 들어, R21 내지 R24 각각은 독립적으로 수소, C1 내지 C10의 알킬기로부터 선택되거나 인접한 둘, 예를 들어 R22 및 R23이 서로 결합하여 보론과 질소를 갖는 축합환(fused ring)을 이룰 수 있다.
제 4 화합물(322)은 화학식8의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식8]
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
제 5 화합물(324)은 화학식9로 표시된다.
[화학식9]
Figure pat00035
화학식9에서, Ar3, Ar4 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, L은 단일결합 또는 C6 내지 C30의 아릴렌기이다.
예를 들어, Ar3, Ar4 각각은 독립적으로 페닐, 나프틸, 페닐나프틸에서 선택될 수 있고, L은 단일결합 또는 페닐렌일 수 있다.
제 5 화합물(324)은 화학식10의 화합물 중 하나일 수 있다.
[화학식10]
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
제 1 청색 발광물질층(320)에서, 제 5 화합물(324)의 중량비는 제 4 화합물(322)의 중량비보다 클 수 있다. 예를 들어, 제 5 화합물(324)에 대하여, 제 4 화합물(322)은 0.1 내지 10 중량부를 가질 수 있다.
제 1 청색 발광물질층(320)에서 발광체인 제 4 화합물(322)의 중량비는 제 2 청색 발광물질층(360)에서 발광체인 제 1 화합물(362)의 중량비보다 작을 수 있다.
제 1 청색 발광물질층(320)은 제 1 두께(t1)를 갖고, 제 2 청색 발광물질층(360)은 제 1 두께(t1)보다 큰 제 2 두께(t2)를 갖는다.
제 1 청색 발광물질층(320)에서 정공과 전자의 재결합 영역(recombination zone)이 제 1 청색 발광물질층(320)과 제 1 정공차단층(317)의 계면에 존재하므로 강한 캐버티 효과 구현을 위해 제 1 청색 발광물질층(320)은 비교적 작은 두께를 갖도록 구성된다. 한편, 제 2 청색 발광물질층(360)에서 정공과 전자의 재결합 영역이 제 2 청색 발광물질층(360)의 중앙에 존재하므로, 유기발광다이오드(D1)의 소자 수명 증가를 위해 제 2 발광물질층(360)은 비교적 큰 두께를 갖도록 구성된다.
제 1 두께(t1)와 제 2 두께(t2)의 비율(t1/t2)은 약 0.6 이하일 수 있다. 예를 들어, 제 1 두께(t1)는 10nm 이상, 30nm 이하일 수 있고, 제 2 두께(t2)는 15nm 이상, 50nm 이하일 수 있다.
제 1 발광물질층(320)의 평균 발광파장(또는 최대발광파장)과 제 2 발광물질층(360)의 평균 발광파장의 차이는 20nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광물질층(320)과 제 2 발광물질층(360) 각각의 평균 발광파장은 450 내지 490nm의 범위일 수 있다.
제 1 및 제 2 정공수송층(313, 351) 각각은 화학식11의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식11]
Figure pat00040
이와 달리, 제 1 및 제 2 정공수송층(313, 351) 각각은 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), 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 중 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 정공수송층(313, 351) 각각은 10~60nm의 두께를 가질 수 있다. 제 1 정공수송층(313)의 두께와 제 2 정공수송층(351)의 두께는 서로 같거나 다를 수 있다. 예를 들어, 제 2 정공수송층(351)의 두께는 제 1 정공수송층(313)의 두께보다 클 수 있다.
정공주입층(311)은 화학식11의 화합물과 화학식12의 화합물을 포함할 수 있다. 이때, 화학식12의 화합물은 약 1 내지 10 wt%로 도핑될 수 있다.
[화학식12]
Figure pat00041
이와 달리, 정공주입층(311)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), 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 중 하나의 화합물을 포함할 수 있다. 정공주입층(311)은 5 내지 20nm의 두께를 가질 수 있다.
제 1 및 제 2 전자수송층(319, 357) 각각은 화학식13의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식13]
Figure pat00042
이와 달리, 제 1 및 제 2 전자수송층(319, 357) 각각은 tris-(8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3), 2-biphenyl-4-yl-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole(PBD), spiro-PBD, lithium quinolate(Liq), 1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene(TPBi), bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-biphenyl-4-olato)aluminum(BAlq), 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-phenanthroline(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) 중 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 전자수송층(319, 357) 각각은 5 내지 60nm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자수송층(319)의 두께는 제 2 전자수송층(357)의 두께보다 작을 수 있다.
전자주입층(359)은 LiF, CsF, NaF, BaF2와 같은 알칼리 할라이드계 물질 및/또는 Liq, lithium benzoate, sodium stearate와 같은 유기금속계 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자주입층(359)은 1 내지 10nm의 두께를 가질 수 있다.
제 1 및 제 2 전자차단층(315, 353) 각각은 화학식5의 화합물 또는 화학식14의 화합물(TAPC)을 포함할 수 있다.
[화학식14]
Figure pat00043
예를 들어, 제 1 청색 발광물질층(320)과 접하는 제 1 전자차단층(315)은 화학식14의 화합물을 포함하고, 제 2 청색 발광물질층(360)에 접하는 제 2 전자차단층(353)은 제 2 청색 발광물질층(360)의 제 3 화합물(366)인 화학식5의 화합물을 포함할 수 있다.
이와 달리, 제 1 및 제 2 전자차단층(315, 353) 각각은 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, MTDATA, 1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene(mCP), 3,3'-bis(N-carbazolyl)-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) 중 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 전자차단층(315, 353) 각각은 10 내지 30nm의 두께를 가질 수 있다. 제 1 전자차단층(315)의 두께는 제 2 전자차단층(353)의 두께보다 작을 수 있다.
제 1 및 제 2 정공차단층(317, 355) 각각은 화학식3의 화합물 또는 화학식15의 화합물(B3PYMPM)을 포함할 수 있다.
[화학식15]
Figure pat00044
예를 들어, 제 1 청색 발광물질층(320)과 접하는 제 1 정공차단층(317)은 화학식15의 화합물을 포함하고, 제 2 청색 발광물질층(360)에 접하는 제 2 정공차단층(355)은 제 2 청색 발광물질층(360)의 제 2 화합물(364)인 화학식3의 화합물을 포함할 수 있다.
이와 달리, 제 1 및 제 2 정공차단층(317, 355) 각각은 BCP, BAlq, Alq3, PBD, spiro-PBD, Liq, bis[2-(diphenylphosphino)phenyl]ether oxide(DPEPO), 9-(6-9H-carbazol-9-yl)pyridine-3-yl)-9H-3,9'-bicarbazole, TSPO1 중 하나를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 정공차단층(317, 355) 각각은 1 내지 10nm의 두께를 가질 수 있다. 제 1 및 제 2 정공차단층(317, 355)은 동일한 두께를 가질 수 있다.
N형 전하생성층(392)은 전술한 전자수송층(319, 357)의 물질인 호스트와 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, n형 도펀트는 리튬(Li)일 수 있고 0.1~10wt%로 도핑될 수 있다.
P형 전하생성층(394)은 정공수송층(313, 351)의 물질인 호스트와 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, p형 도펀트는 화학식12의 화합물일 수 있고 5~20wt%로 도핑될 수 있다.
N형 전하생성층(392)과 P형 전하생성층(394) 각각은 1 내지 20nm의 두께를 가질 수 있다. 또한, N형 전하생성층(392)의 두께는 P형 전하생성층(394)의 두께보다 클 수 있다.
캡핑층(290)은 투과전극인 제 2 전극(230) 상에 위치한다. 예를 들어, 캡핑층(290)은 정공수송층(313, 351) 물질을 포함할 수 있고 10 내지 100nm의 두께를 가질 수 있다.
전술한 유기발광다이오드(D1)는 형광 발광층을 포함하는 제 1 발광부(310)와 인광 발광층을 포함하는 제 2 발광부(350)를 포함하고, 제 2 발광부(350)가 투과전극에 근접하여 배치된다. 이때, 인광 발광층에서, 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)은 0.5 이하이다. 이에 따라, 유기발광다이오드(D1)는 발광효율, 수명에서 장점을 갖는다.
또한, 인광 발광층이 형광 발광층보다 큰 두께를 가지며, 이에 따라 유기발광다이오드(D1)의 수명이 크게 증가한다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4에 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 청색 빛을 발광하는 유기발광다이오드(D1)와, 유기발광다이오드(D1)와 제 2 기판(470) 사이에 위치하는 색변환층(480)을 포함한다.
제 1 기판(410) 및 제 2 기판(470) 각각은 유리 기판 또는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 polyimide(PI) 기판, polyethersulfone(PES) 기판, polyethylenenaphthalate(PEN) 기판, polyethylene terephthalate(PET) 기판 및 polycarbonate(PC) 기판 중 하나일 수 있다.
제 1 기판(410) 상에는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP) 및 청색 화소영역(BP) 각각에 대응하여 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고, 박막트랜지스터(Tr)의 일전극, 예를 들어 드레인 전극을 노출하는 드레인 콘택홀(452)을 갖는 보호층(450)이 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
보호층(450) 상에는 제 1 전극(210), 유기 발광층(220) 및 제 2 전극(230)을 포함하는 유기발광다이오드(D1)가 형성된다. 이때, 제 1 전극(210)은 드레인 콘택홀(452)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극에 연결될 수 있다.
또한, 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP) 및 청색 화소영역(BP) 각각의 경계에는 제 1 전극(210)의 가장자리를 덮는 뱅크층(466)이 형성된다.
유기발광다이오드(D1)는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP) 및 청색 화소영역(BP) 각각에 구비되어 청색 빛을 제공한다.
제 1 전극(210)은 양극일 수 있고, 제 2 전극(230)은 음극일 수 있다. 제 1 전극(210)은 반사전극이고, 제 2 전극(230)은 투과(반투과)전극이다. 예를 들어, 제 1 전극(210)은 ITO/Ag/ITO 구조를 갖고, 제 2 전극(230)은 MgAg로 이루어질 수 있다.
이때, 유기발광층(220)는 도 3의 구조를 가질 수 있다. 즉, 유기 발광층(220)은, 형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층(320)을 포함하는 제 1 발광부(310)와, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(360)을 포함하는 제 2 발광부(350)을 포함하고, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(360)이 투과전극인 제 2 전극(230)에 근접하여 배치된다.
제 2 청색 발광물질층(360)은 화학식1로 표시되는 제 1 화합물(362), 화학식3으로 표시되는 제 2 화합물(364), 화학식5로 표시되는 제 3 화합물(366)을 포함하고, 제 1 청색 발광물질층(320)은 화학식7로 표시되는 제 4 화합물(322), 화학식9로 표시되는 제 5 화합물(324)를 포함한다.
제 2 청색 발광물질층(360)에서, 제 1 발광피크의 세기(I1st)와 제 2 발광피크의 세기(I2nd)의 비율(I2nd/I1st)은 0.5 이하일 수 있다. 즉, 제 1 화합물(362)은 제 1 발광피크의 세기에 대한 제 2 발광피크의 세기가 상대적으로 작다. 예를 들어, 제 1 화합물(362)에서, 제 1 발광피크의 세기(I1st)와 제 2 발광피크의 세기(I2nd)의 비율(I2nd/I1st)이 0.5 이하일 수 있다.
또한, 제 1 청색 발광물질층(320)은 제 1 두께(t1)를 갖고, 제 2 청색 발광물질층(360)은 제 1 두께(t1)보다 큰 제 2 두께(t2)를 갖는다. 제 1 두께(t1)와 제 2 두께(t2)의 비율(t1/t2)은 약 0.6 이하일 수 있다.
색변환층(480)은 적색 화소영역(RP)에 대응하는 제 1 색변환층(482)과 녹색 화소영역(BP)에 대응하는 제 2 색변환층(484)을 포함한다. 예를 들어, 색변환층(480)은 양자점과 같은 무기발광물질로 이루어질 수 있다.
적색 화소영역(RP)에서 유기발광다이오드(D1)로부터의 청색 빛은 제 1 색변환층(482)에 의해 적색 빛으로 변환되고, 녹색 화소영역(GP)에서 유기발광다이오드(D1)로부터의 청색 빛은 제 2 색변환층(484)에 의해 녹색 빛으로 변환된다.
도시하지 않았으나, 제 2 기판(470)과 색변환층(480) 각각의 사이에는 컬러필터가 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 색변환층(482)과 제 2 기판(470) 사이에 적색 컬러필터가 형성되고, 제 2 색변환층(484)과 제 2 기판(470) 사이에 녹색 컬러필터가 형성될 수 있다.
따라서, 유기발광표시장치(400)는 컬러 영상을 구현할 수 있다.
한편, 유기발광다이오드(D1)로부터의 빛이 제 1 기판(410)을 통과하여 표시되는 경우, 색변환층(480)은 유기발광다이오드(D1)와 제 1 기판(410) 사이에 구비될 수도 있다. 이 경우, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(360)을 포함하는 제 2 발광부(350)가 제 1 전극(210)에 근접하여 배치되고, 형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층(320)을 포함하는 제 1 발광부(310)가 제 2 발광부(350)와 제 2 전극(230) 사이에 배치된다.
본 발명의 유기발광 표시장치(400)에서는, 청색을 발광하는 유기발광다이오드(D1)가 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP) 모두에 형성되고 색변환층(480)을 이용하여 컬러 영상이 구현된다.
또한, 형광 청색 발광층과 인광 청색 발광층을 포함하는 유기발광다이오드(D1)에서, 투과전극에 근접하여 배치되는 인광 청색 발광층의 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)이 0.5 이하가 됨으로써, 유기발광 표시장치(400)는 발광효율, 수명에서 장점을 갖는다.
또한, 인광 발광층이 형광 발광층보다 큰 두께를 가지며, 이에 따라 유기발광 표시장치(400)의 수명이 크게 증가한다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유기발광표시장치(500)는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP) 및 청색 화소영역(BP)이 정의된 제 1 기판(510)과, 제 1 기판(510)과 마주하는 제 2 기판(570)과, 제 1 기판(510)과 제 2 기판(570) 사이에 위치하며 백색 빛을 발광하는 유기발광다이오드(D2)와, 유기발광다이오드(D2)와 제 2 기판(570) 사이에 위치하는 컬러필터층(580)을 포함한다.
제 1 기판(510) 및 제 2 기판(570) 각각은 유리 기판 또는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 polyimide(PI) 기판, polyethersulfone(PES) 기판, polyethylenenaphthalate(PEN) 기판, polyethylene terephthalate(PET) 기판 및 polycarbonate(PC) 기판 중 하나일 수 있다.
제 1 기판(510) 상에는 버퍼층(520)이 형성되고, 버퍼층(520) 상에는 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP) 및 청색 화소(BP) 각각에 대응하여 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(520)은 생략될 수 있다.
버퍼층(520) 상에는 반도체층(522)이 형성된다. 반도체층(522)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
반도체층(522) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(524)이 형성된다. 게이트 절연막(524)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(524) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(530)이 반도체층(522)의 중앙에 대응하여 형성된다.
게이트 전극(530) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(532)이 형성된다. 층간 절연막(532)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(532)은 반도체층(522)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(534, 536)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(534, 536)은 게이트 전극(530)의 양측에 게이트 전극(530)과 이격되어 위치한다.
층간 절연막(532) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(540)과 드레인 전극(542)이 형성된다.
소스 전극(540)과 드레인 전극(542)은 게이트 전극(530)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(534, 536)을 통해 반도체층(522)의 양측과 접촉한다.
반도체층(522)과, 게이트전극(530), 소스 전극(540), 드레인전극(542)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(542)을 노출하는 드레인 콘택홀(552)을 갖는 보호층(550)이 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
보호층(550) 상에는 드레인 콘택홀(552)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(542)에 연결되는 제 1 전극(610)이 각 화소영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(610)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수(work function) 값이 비교적 큰 도전성 물질, 예를 들어 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 이루어지는 투명 도전성 산화물층과 반사층을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 전극(610)은 반사전극이다.
이와 달리, 제 1 전극(610)이 투명 도전성 산화물층의 단일층 구조일 수 있다. 즉, 제 1 전극(610)은 투명전극일 수 있다.
제 1 전극(610)의 투명 도전성 산화물층은 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) 중 어느 하나로 이루어지고, 반사층은 은(Ag) 또는 은과 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 인듐(In), 네오디뮴(Nd) 중 적어도 하나와의 합금, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(610)은 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/APC/ITO의 삼중층 구조를 가질 수 있다.
보호층(550) 상에는 제 1 전극(610)의 가장자리를 덮는 뱅크층(566)이 형성된다. 뱅크층(566)은 화소영역(Rp, GP, BP)에 대응하여 제 1 전극(610)의 중앙을 노출한다. 뱅크층(566)은 생략될 수 있다.
제 1 전극(610) 상에는 유기 발광층(620)이 형성되고, 유기 발광층(620)이 형성된 제 1 기판(510) 상부로 제 2 전극(630)이 형성된다.
본 발명의 유기발광표시장치(500)에서는 유기 발광층(620)에서 발광된 빛이 제 2 전극(630)을 통해 컬러필터층(580)으로 입사되므로, 제 2 전극(630)은 빛이 투과될 수 있도록 얇은 두께를 갖는다.
즉, 제 2 전극(630)은 표시 영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 음극(cathode)으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(630)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 은(Ag), 또는 이들의 합금, 예를 들어 마그네슘-은 합금(MgAg)로 이루어질 수 있다. 제 2 전극(630)은 얇은 두께, 예를 들어 10nm 내지 30nm의 두께를 가져 광투과(반투과) 특성을 갖는다.
제 1 전극(610), 유기 발광층(620) 및 제 2 전극(630)은 유기발광다이오드(D2)를 이룬다. 또한, 유기발광다이오드(D2)는 광추출 향상을 위한 캡핑층(690)을 더 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 유기 발광층(620)은, 형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층(720)을 포함하는 제 1 발광부(710)와, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(740)을 포함하는 제 2 발광부(730)와, 적색과 녹색을 발광하는 제 3 발광물질층(760)을 포함하는 제 3 발광부(750)을 포함한다. 또한, 유기 발광층(620)은, 제 1 발광부(710)와 제 3 발광부(750) 사이에 위치하는 제 1 전하생성층(770)과, 제 2 발광부(730)와 제 3 발광부(750) 사이에 위치하는 제 2 전하생성층(780)을 더 포함할 수 있다.
유기발광 표시장치(500)는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP)을 포함하고, 유기발광다이오드(D1)는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP)에서 백색을 발광한다.
제 1 발광부(710)는, 제 1 청색 발광물질층(720) 하부에 위치하는 제 1 정공수송층(714)과 제 1 청색 발광물질층(720) 상부에 위치하는 제 1 전자수송층(716) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 1 발광부(710)는 제 1 정공수송층(714) 하부에 위치하는 정공주입층(712)을 더 포함할 수 있다.
도시하지 않았으나, 제 1 발광부(710)는, 제 1 청색 발광물질층(720)과 제 1 정공수송층(714) 사이에 위치하는 제 1 전자차단층과, 제 1 청색 발광물질층(720)과 제 1 전자수송층(716) 사이에 위치하는 제 1 정공차단층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제 2 발광부(730)는, 제 2 청색 발광물질층(740) 하부에 위치하는 제 2 정공수송층(732)과 제 2 청색 발광물질층(740) 상부에 위치하는 제 2 전자수송층(734) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 2 발광부(730)는 제 2 전자수송층(734) 상부에 위치하는 전자주입층(736)을 더 포함할 수 있다.
도시하지 않았으나, 제 2 발광부(730)는, 제 2 청색 발광물질층(740)과 제 2 정공수송층(732) 사이에 위치하는 제 2 전자차단층과, 제 2 청색 발광물질층(740)과 제 2 전자수송층(734) 사이에 위치하는 제 2 정공차단층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제 3 발광부(750)에서, 제 3 발광물질층(760)은 적색 발광물질층(762)과 녹색 발광물질층(764)을 포함한다. 녹색 발광물질층(764)은 적색 발광물질층(762)과 제 2 발광부(730) 사이에 위치한다. 또한, 제 3 발광물질층(760)은 적색 발광물질층(762)과 녹색 발광물질층(764) 사이에 위치하는 황록색 발광물질층을 더 포함할 수 있다.
적색 발광물질층(762)은 적색 호스트와 적색 도펀트를 포함하고, 녹색 발광물질층(764)은 녹색 호스트와 녹색 도펀트를 포함하며, 황록색 발광물질층은 황록색 호스트와 황록색 도펀트를 포함한다. 적색 도펀트, 녹색 도펀트, 황록색 도펀트 각각은 형광 화합물, 인광 화합물, 지연형광 화합물 중 하나일 수 있다.
제 3 발광부(750)는, 제 3 발광물질층(760) 하부에 위치하는 제 3 정공수송층(752)과, 제 3 발광물질층(760) 상부에 위치하는 제 3 전자수송층(754)을 더 포함할 수 있다.
도시하지 않았으나, 제 3 발광부(750)는, 제 3 발광물질층(760)과 제 3 정공수송층(752) 사이에 위치하는 제 3 전자차단층과, 제 3 발광물질층(760)과 제 3 전자수송층(754) 사이에 위치하는 제 3 정공차단층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제 1 전하 생성층(770)은 제 1 발광부(710)와 제 3 발광부(750) 사이에 위치하며, 제 2 전하 생성층(780)은 제 2 발광부(730)과 제 3 발광부(750) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광부(710), 제 1 전하 생성층(770), 제 3 발광부(750), 제 2 전하 생성층(780), 제 2 발광부(730)가 제 1 전극(610) 상에 순차 적층된다. 즉, 제 1 발광부(710)는 제 1 전극(610)과 제 1 전하 생성층(770) 사이에 위치하며, 제 3 발광부(750)는 제 1 및 제 2 전하 생성층(770, 780) 사이에 위치하고, 제 2 발광부(730)는 제 2 전하 생성층(780)과 제 2 전극(630) 사이에 위치한다.
제 1 전하 생성층(770)은 N형 전하 생성층(772)과 P형 전하 생성층(774)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있고, 제 2 전하 생성층(780)은 N형 전하 생성층(782)과 P형 전하 생성층(784)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다.
제 1 전하 생성층(770)에서, N형 전하 생성층(772)은 제 1 전자수송층(716)과 제 3 정공 수송층(752) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(774)은 N형 전하 생성층(772)과 제 3 정공 수송층(752) 사이에 위치한다.
제 2 전하 생성층(780)에서, N형 전하 생성층(782)은 제 3 전자 수송층(754)과 제 2 정공 수송층(732) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(784)은 N형 전하 생성층(782)과 제 2 정공 수송층(732) 사이에 위치한다.
제 2 청색 발광물질층(740)은 화학식1로 표시되는 제 1 화합물(742), 화학식3으로 표시되는 제 2 화합물(744), 화학식5로 표시되는 제 3 화합물(746)을 포함하고, 제 1 청색 발광물질층(720)은 화학식7로 표시되는 제 4 화합물(722), 화학식9로 표시되는 제 5 화합물(724)를 포함한다.
제 2 청색 발광물질층(740)에서, 제 1 발광피크의 세기(I1st)와 제 2 발광피크의 세기(I2nd)의 비율(I2nd/I1st)은 약 0.5 이하일 수 있다. 즉, 제 1 화합물(742)은 제 1 발광피크의 세기에 대한 제 2 발광피크의 세기가 상대적으로 작다. 예를 들어, 제 1 화합물(742)에서, 제 1 발광피크의 세기(I1st)와 제 2 발광피크의 세기(I2nd)의 비율(I2nd/I1st)이 약 0.5 이하일 수 있다.
또한, 제 1 청색 발광물질층(720)은 제 1 두께(t1)를 갖고, 제 2 청색 발광물질층(760)은 제 1 두께(t1)보다 큰 제 2 두께(t2)를 갖는다. 제 1 두께(t1)와 제 2 두께(t2)의 비율(t1/t2)은 약 0.6 이하일 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 컬러필터층(580)은 유기발광다이오드(D2)의 상부에 위치하며 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP) 및 청색 화소영역(BP) 각각에 대응되는 적색 컬러필터(582), 녹색 컬러필터(584), 청색 컬러필터(586)를 포함한다.
적색 컬러필터(582)는 적색 염료(dye)와 적색 안료(pigment) 중 적어도 하나를 포함하고, 녹색 컬러필터(582)는 녹색 염료와 녹색 안료 중 적어도 하나를 포함하며, 청색 컬러필터(582)는 청색 염료와 청색 안료 중 적어도 하나를 포함한다.
도시하지 않았으나, 컬러필터층(580)은 접착층에 의해 유기발광다이오드(D2)에 부착될 수 있다. 이와 달리, 컬러필터층(580)은 유기발광다이오드(D2) 바로 위에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 외부 수분이 유기발광다이오드(D2)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(570)의 외측면에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
도 5에서, 유기발광다이오드(D2)의 빛은 제 2 전극(630)을 통과하고, 컬러필터층(580)은 유기발광다이오드(D2)의 상부에 배치되고 있다. 이와 달리, 유기발광다이오드(D2)의 빛은 제 1 전극(610)을 통과하고, 컬러필터층(580)은 유기발광다이오드(D2)와 제 1 기판(510) 사이에 배치될 수도 있다. 이 경우, 인광 발광층인 제 2 청색 발광물질층(740)을 포함하는 제 2 발광부(730)가 제 1 전극(610)에 근접하여 배치되고, 형광 발광층인 제 1 청색 발광물질층(720)을 포함하는 제 1 발광부(710)가 제 3 발광부(750)와 제 2 전극(630) 사이에 배치된다.
또한, 유기발광다이오드(D2)와 컬러필터층(580) 사이에는 색변환층(미도시)이 구비될 수도 있다. 색변환층은 각 화소에 대응하여 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 청색 색변환층을 포함하며, 유기발광다이오드(D2)로부터의 백색 광을 적색, 녹색 및 청색으로 각각 변환할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기발광다이오드(D2)로부터의 백색 빛은 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP) 및 청색 화소영역(BP) 각각에 대응되는 적색 컬러필터(582), 녹색 컬러필터(584), 청색 컬러필터(586)를 통과함으로써, 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP) 및 청색 화소영역(BP)에서 적색, 녹색 및 청색 빛이 표시된다.
한편, 도 5에서, 백색을 발광하는 유기발광다이오드(D2)가 표시장치에 이용되고 있다. 이와 달리, 유기발광다이오드(D2)는 박막트랜지스터(Tr)와 같은 구동 소자 및 컬러필터층(580) 없이 기판 전면에 형성되어 조명장치에 이용될 수도 있다. 본 발명에서 유기발광장치는 표시장치와 조명장치를 포함한다.
본 발명의 유기발광 표시장치(500)에서는, 백색을 발광하는 유기발광다이오드(D2)가 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP) 모두에 형성되고 컬러필터층(580)을 이용하여 컬러 영상이 구현된다.
또한, 형광 청색 발광층과 인광 청색 발광층을 포함하는 유기발광다이오드(D2)에서, 투과전극에 근접하여 배치되는 인광 청색 발광층의 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)이 0.5 이하가 됨으로써, 유기발광 표시장치(500)는 발광효율, 수명에서 장점을 갖는다.
또한, 인광 발광층이 형광 발광층보다 큰 두께를 가지며, 이에 따라 유기발광 표시장치(500)의 수명이 크게 증가한다.
[유기발광다이오드]
양극(ITO(7nm)/Ag(10nm)/ITO(7nm)), 정공주입층(화학식11 화합물+화학식12 화합물(5wt% 도핑), 10nm) 제 1 정공수송층(화학식11 화합물, 20 nm), 제 1 전자차단층(화학식14 화합물, 15 nm), 제 1 발광물질층, 제 1 정공차단층(화학식15 화합물, 5 nm), 전자수송층(화학식13 화합물, 10 nm), N형 전하생성층(화학식13 화합물+Li(1wt%), 10nm), P형 전하생성층(화학식11 화합물+화학식12 화합물(15wt%), 5nm), 제 2 정공수송층(화학식11 화합물), 제 2 전자차단층(화학식8-1 화합물(8wt% 도핑)+화학식8-2 화합물, 20 nm), 제 2 발광물질층, 제 2 정공차단층(화학식8-4 화합물, 5 nm), 제 2 전자수송층(화학식13 화합물, 45 nm), 전자주입층(LiF, 2 nm), 음극(AgMg(Mg=10wt%), 10 nm), 캡핑층(화학식11 화합물, 65nm)을 순차 적층하여 유기발광다이오드를 제작하였다.
1. 비교예
(1) 비교예1 (Ref1)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm)과 제 2 발광물질층(20nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 12.5nm로 형성되었다.
(2) 비교예2 (Ref2)
화학식2의 화합물PD3(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm)과 제 2 발광물질층(20nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 42.5nm로 형성되었다.
(3) 비교예3 (Ref3)
화학식2의 화합물PD3(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm)을 형성하고, 화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(20nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
(4) 비교예4 (Ref4)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm) 형성하고, 화학식16의 화합물(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(20nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 30nm로 형성되었다.
(5) 비교예5 (Ref5)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm) 형성하고, 화학식17의 화합물(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(20nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 30m로 형성되었다.
2. 실험예
(1) 실험예1 (Ex1)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm) 형성하고, 화학식2의 화합물PD3(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(20nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
(2) 실험예2 (Ex2)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm) 형성하고, 화학식2의 화합물PD3(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(25nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
(3) 실험예3 (Ex3)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(17.5nm) 형성하고, 화학식2의 화합물PD3(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(25nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
(4) 실험예4 (Ex4)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(15nm) 형성하고, 화학식2의 화합물PD3(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(25nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
(5) 실험예5 (Ex5)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(15nm) 형성하고, 화학식2의 화합물PD3(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(30nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
(6) 실험예6 (Ex6)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(20nm) 형성하고, 화학식2의 화합물PD4(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(20nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
(7) 실험예7 (Ex7)
화학식8의 화합물FD1(2wt%), 화학식10의 화합물H1(98wt%)를 이용하여 제 1 발광물질층(15nm) 형성하고, 화학식2의 화합물PD4(12wt%), 화학식4의 화합물PH1(44wt%), 화학식6의 화합물NH3(44wt%)를 이용하여 제 2 발광물질층(30nm)을 형성하였다. 제 2 정공수송층의 두께는 27.5nm로 형성되었다.
[화학식16]
Figure pat00045
[화학식17]
Figure pat00046
화학식16 화합물(Ref_PD1)과 화학식17 화합물(Ref_PD2), 화학식2의 화합물PD3, 화학식2의 화합물PD4의 최대발광파장(λmax)과 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)을 표1에 기재하였다. 또한, 화학식16 화합물(Ref_PD1)과 화학식17 화합물(Ref_PD2)의 PL 스펙트럼을 도 7a 및 도 7b에 도시하였고, 화학식2의 화합물PD3와 화학식2의 화합물PD4의 PL 스펙트럼을 도 8a 및 도 8b에 도시하였으며, 화학식8의 화합물FD1의 PL 스펙트럼을 도 9에 도시하였다.
또한, 비교예1 내지 비교예5, 실험예1 내지 실험예7의 유기발광다이오드에 이용된 인광 발광체(PD), 인광 발광체의 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st), 제 1 발광물질층(EML1)의 최대발광피크파장(제 1 발광피크파장)과 제 2 발광물질층(EML2)의 최대발광피크파장 차이(△λmax= λmax(EML2)- λmax(EML1)), 제 1 발광물질층의 두께(t1), 제 2 발광물질층의 두께(t2), 제 1 발광물질층의 두께(t1)와 제 2 발광물질층의 두께(t2)의 비(t1/t2), 제 2 발광물질층의 두께(tHTL2) 조건을 표2에 기재하였다.
또한, 비교예1 내지 비교예5, 실험예1 내지 실험예7에서 제작된 유기발광다이오드의 특성(구동전압(V), 휘도(cd/A), 색좌표(CIEx, CIEy), 블루 인덱스(BI, cd/A/CIEy), 수명(T80))을 측정하여 표3에 기재하였다.
λmax
(nm)		 I2nd/I1st
Ref_PD1 490 0.70
Ref_PD2 481 0.95
PD3 460 0.50
PD4 458 0.40
PD I2nd/I1st Δλmax t1
(nm)		 t2
(nm)		 t1/t2 tHTL2
(nm)
Ref1 -　 　- -　 20 20 1 12.5
Ref2 PD3 0.5 - 20 20 1 42.5
Ref3 PD3 0.5 1 20 20 1 27.5
Ref4 PD1 0.7 31 20 20 1 30
Ref5 PD2 0.95 22 20 20 1 30
Ex1 PD3 0.5 1 20 20 1 27.5
Ex2 PD3 0.5 1 20 25 0.8 27.5
Ex3 PD3 0.5 1 17.5 25 0.7 27.5
Ex4 PD3 0.5 1 15 25 0.6 27.5
Ex5 PD3 0.5 1 15 30 0.5 27.5
Ex6 PD4 0.4 -1 20 20 1 27.5
Ex7 PD4 0.4 -1 15 30 0.5 27.5
V cd/A CIEx CIEy BI T80
(hr)
Ref1 6.00 14.2 0.136 0.054 264 >1000
Ref2 6.10 29.6 0.137 0.055 544 100
Ref3 5.80 20.0 0.137 0.055 364 190
Ref4 6.00 21.1 0.118 0.125 169 190
Ref5 6.20 21.8 0.120 0.111 197 220
Ex1 6.20 21.7 0.135 0.054 398 200
Ex2 6.30 22.9 0.136 0.053 429 210
Ex3 6.20 22.8 0.136 0.053 430 210
Ex4 5.90 22.8 0.136 0.053 431 230
Ex5 6.10 21.6 0.136 0.052 415 270
Ex6 5.80 21.2 0.138 0.049 432 150
Ex7 5.80 21.1 0.139 0.047 452 300
표3에서 보여지는 바와 같이, 제 1 및 제 2 발광물질층이 모두 형광 발광층인 비교예1의 유기발광다이오드는 낮은 발광효율과 낮은 블루 인덱스를 갖는다. 한편, 제 1 및 제 2 발광물질층이 모두 인광 발광층인 비교예2의 유기발광다이오드는 낮은 수명을 갖는다.
한편, 제 1 발광물질층이 인광 발광층이고 제 2 발광물질층이 형광 발광층인 비교예3의 유기발광다이오드는 비교적 낮은 발광효율, 블루 인덱스, 수명을 갖는다.
비교예4와 비교예5의 유기발광다이오드에서는, 인광 발광층인 제 2 발광물질층이 형광 발광층인 제 1 발광물질층보다 투과전극인 음극에 근접하여 배치되지만 인광 발광체의 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)과 제 1 발광물질층(EML1)의 최대발광피크파장과 제 2 발광물질층(EML2)의 최대발광피크파장 차이(△λmax= λmax(EML2)- λmax(EML1))가 원하는 조건을 만족하지 못한다. 이에 따라, 비교예4와 비교예5의 유기발광다이오드는 낮은 블루 인덱스를 갖는다.
이와 달리, 실험예1 내지 실험예7의 유기발광다이오드에서는, 인광 발광층인 제 2 발광물질층이 형광 발광층인 제 1 발광물질층보다 투과전극인 음극에 근접하여 배치되고, 인광 발광체의 제 1 발광피크 세기와 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)과 제 1 발광물질층(EML1)의 최대발광피크파장과 제 2 발광물질층(EML2)의 최대발광피크파장 차이(△λmax= λmax(EML2)- λmax(EML1))가 원하는 조건을 만족한다. 따라서, 실험예1 내지 실험예7의 유기발광다이오드는 구동전압, 휘도, 색좌표, 블루 인덱스, 수명에서 장점을 갖는다.
또한, 실험예2 내지 실험예5, 실험예7의 유기발광다이오드에서는, 인광 발광층인 제 2 발광물질층이 형광 발광층인 제 1 발광물질층보다 큰 두께를 갖고, 이에 따라 유기발광다이오드의 특성이 더욱 향상된다.
더욱이, 실험예4, 실험예5, 실험예7의 유기발광다이오드에서는, 제 1 발광물질층의 두께(t1)와 제 2 발광물질층의 두께(t2)의 비(t1/t2)가 0.6 이하이고, 이에 따라 유기발광다이오드의 특성이 크게 향상된다.
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, 400, 500: 유기발광표시장치 210, 610: 제 1 전극
220, 620: 유기 발광층 230, 630: 제 2 전극
320, 360, 720, 740: 청색 발광물질층
362, 742: 제 1 화합물 (인광 도펀트)
364, 744: 제 2 화합물 (p형 호스트)
366, 746: 제 3 화합물 (n형 호스트)
322, 722: 제 4 화합물 (형광 도펀트)
324, 724: 제 5 화합물 (호스트)
D1, D2: 유기발광다이오드

Claims (19)

  1. 반사전극과;
    상기 반사전극과 마주하는 투과전극과;
    형광 발광층인 제 1 발광물질층을 포함하고 상기 반사전극과 상기 투과전극 사이에 위치하는 제 1 발광부와;
    인광 발광층인 제 2 발광물질층을 포함하고 상기 제 1 발광부와 상기 투과전극 사이에 위치하는 제 2 발광부를 포함하며,
    상기 제 2 발광물질층의 제 1 발광피크 세기와 상기 제 2 발광물질층의 제 2 발광피크 세기의 비율(I2nd/I1st)은 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광물질층은 제 1 두께를 갖고, 상기 제 2 발광물질층은 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 두께와 상기 제 2 두께의 비율은 0.6 이하인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 두께는 10nm 이상이고, 상기 제 2 두께는 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광물질층의 평균 발광파장과 상기 제 2 발광물질층의 평균 발광파장의 차이는 20nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 발광물질층은 인광 도펀트인 제 1 화합물, 제 1 호스트인 제 2 화합물, 제 2 호스트인 제 3 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물은 화학식1로 표시되고,
    R1, R2, R3 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
    a1은 0 내지 2의 정수이고, a2는 0 내지 4의 정수이며, a3는 0 내지 4의 정수이며,
    X1은 C 또는 N이고, X2는 CR4 또는 NR4이며, R4는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
    [화학식1]
    Figure pat00047

  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 화합물은 화학식2의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
    [화학식2]
    Figure pat00048
    Figure pat00049
    Figure pat00050
    Figure pat00051
    Figure pat00052
    Figure pat00053

  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 화합물은 화학식3으로 표시되고,
    Ar은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되며, R11, R12, R13, R14 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, b1, b2, b3, b4 각각은 독립적으로 0 내지 4의 정수이며,
    [화학식3]
    Figure pat00054
    ,
    상기 제 3 화합물은 화학식5로 표시되고,
    Ar1, Ar2 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
    [화학식5]
    Figure pat00055

  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 화합물은 화학식4의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
    [화학식4]
    Figure pat00056
    Figure pat00057
    Figure pat00058
    Figure pat00059
    Figure pat00060

  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 화합물은 화학식6의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
    [화학식6]
    Figure pat00061
    Figure pat00062
    Figure pat00063
    Figure pat00064
    Figure pat00065
    Figure pat00066

  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 발광물질층은 화학식7에 표시된 제 4 화합물과 화학식9에 표시된 제 5 화합물을 포함하고,
    [화학식7]
    Figure pat00067
    ,
    [화학식9]
    Figure pat00068
    ,
    화학식7에서, R21, R22, R23, R24 각각은 독립적으로 수소, 보론, 질소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되거나 인접한 둘이 서로 결합하여 보론과 질소를 갖는 축합환을 형성하고, R25, R26, R27, R28 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되며, c1, c3 각각은 독립적으로 0 내지 5의 정수이며, c2는 0 내지 4의 정수이고, c4는 0 내지 3의 정수이며,
    화학식9에서, Ar3, Ar4 각각은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5 내지 C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, L은 단일결합 또는 C6 내지 C30의 아릴렌기인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 4 화합물은 화학식8의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
    [화학식8]
    Figure pat00069
    Figure pat00070
    Figure pat00071
    Figure pat00072

  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 5 화합물은 화학식10의 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드.
    [화학식10]
    Figure pat00073
    Figure pat00074
    Figure pat00075
    Figure pat00076

  15. 기판과;
    상기 기판 상에 위치하는 제 1 항 내지 제 14 항 중 하나의 유기발광다이오드를 포함하는 유기발광 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판은 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고,
    상기 유기발광다이오드는 상기 청색 화소영역에 대응하여 위치하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판은 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고,
    상기 유기발광다이오드는, 적색 빛과 녹색 빛을 발광하는 제 3 발광물질층을 포함하며 상기 제 1 발광부와 상기 제 2 발광부 사이에 위치하는 제 3 발광부를 더 포함하고, 상기 적색 화소영역, 상기 녹색 화소영역, 상기 청색 화소영역에 대응하여 위치하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 위치하는 컬러필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판은 적색 화소영역, 녹색 화소영역, 청색 화소영역을 포함하고,
    상기 유기발광다이오드는 상기 적색 화소영역, 상기 녹색 화소영역, 상기 청색 화소영역에 대응하여 위치하며,
    상기 기판과 상기 유기발광다이오드 사이 또는 상기 유기발광다이오드 상부에 위치하는 색변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
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