KR101937932B1 - 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
유기 발광 표시 장치는 제1 전극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 제2 전극을 포함한다. 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층은 제1 전극 상에 배치된다. 제2 전극은 전자 수송층 상에 구비된다. 발광층은 다음 화학식 1로 표시되는 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함한다. 하기 화학식 1로 표시되는 호스트 물질은 전하 수송 능력을 보유함과 동시에 유리 전이 온도 및 융점이 높기 때문에 유기 발광 표시 장치의 발광 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 1]
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 향상된 발광 효율을 갖는 유기 발광 표시 장치 및 이러한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시(organic light emitting display: OLED) 장치는 양극(anode)과 음극(cathode)으로부터 제공되는 정공들과 전자들이 상기 양극 및 음극 사이에 위치하는 유기층에서 결합하여 생성되는 광을 이용하여 영상 정보를 표시한다.
일반적으로, 유기 발광 표시 장치의 유기층은 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등을 포함한다. 상기 정공 수송층과 전자 수송층을 통과한 정공 및 전자들이 상기 발광층에서 재결합하면서 여기자(exciton)들을 형성한다. 상기 여기자들이 기저 상태로 떨어지면서 소멸함에 따라 에너지가 발생하고 상기 에너지에 해당하는 파장을 갖는 광이 발생한다. 상기 발광층은 여기자들을 형성하기 위한 호스트(host) 물질을 포함하며 필요에 따라 도펀트(dopant) 물질을 포함할 수도 있다. 이 경우, 높은 발광 효율 혹은 양자 효율을 얻기 위해 상기 호스트 물질에서 도펀트 물질로의 에너지 전이가 원활하게 이루어져야 하며, 유기 발광 표시 장치의 수명을 증가시키기 위하여 열과 전기에 대한 저항성 혹은 내구성이 우수한 물질을 호스트 물질로 선택할 필요가 있다.
본 발명의 일 목적은 발광 효율이 뛰어나고 우수한 전기적 및 기계적 특성을 확보할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발광 효율이 뛰어나고 우수한 전기적 및 기계적 특성을 갖는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는, 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층, 상기 전자 수송층 상에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 탄소수 1 내지 50의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 3 내지 50의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 50의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 5 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴싸이오기, 탄소수 6 내지 60의 비치환된 아릴기 혹은 아릴기를 치환기로 갖는 아릴기, 탄소수 6 내지 60의 다중 방향족기가 치환된 아릴기, 탄소수 5 내지 50의 아릴기로 치환된 아미노기, 탄소수 4 내지 60의 비치환된 헤테로아릴기 혹은 아릴기를 치환기로 갖는 헤테로 아릴기, 탄소수 6 내지 60의 비치환된 축합 혹은 비축합 다중 방향족기, 탄소수 6 내지 60의 방향족기가 치환된 축합 혹은 비축합 다중 방향족기, 시아노기, 니트로기, 하이드록실기 또는 카르복실기를 나타낼 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 방향족기가 치환되거나 비치환된 페닐(phenyl), 바이페닐(biphenyl), 나프틸(naphthyl), 안트라센(anthracene), 페난트렌(phenanthrenee), 파이렌(pyrene), 벤조파이렌(benzopyrene)기 등을 나타낼 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 호스트 물질은 하기 화학식 2, 화학식 3, 화학식 4, 화학식 5 등으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 인돌(indole)기, 아릴기가 치환된 인돌기 등일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 호스트 물질은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 6]
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 호스트 물질은 하기 화학식 7, 화학식 8, 화학식 9 등으로 표시되는 화합물들을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 도펀트 물질은 중심 금속이 백금(Pt), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os) 또는 금(Au) 등을 포함하는 유기금속화합물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 도펀트 물질은 PtOEP, Ir(ppy)3, BTPIr 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 정공 수송층 사이에는 정공 주입층이 추가적으로 배치될 수 있다. 상기 전자 수송층 및 상기 제2 전극 사이에는 전자 주입층이 추가적으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 발광층 및 상기 전자 수송층 사이에는 정공 차단층이 추가적으로 배치될 수 있다. 한편, 상기 발광층 및 상기 정공 수송층 사이에는 전자 차단층이 추가적으로 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속되는 스위칭 소자가 구비될 수 있으며, 상기 제1 전극은 상기 스위칭 소자의 전극에 전기적으로 연결되어 정공을 공급하는 양극으로서 기능할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 호스트 물질은 인광 또는 형광 호스트 물질을 포함하며, 상기 도펀트 물질은 인광 또는 형광 도펀트 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 호스트 물질의 유리 전이 온도는 약 110℃ 내지 약 200℃ 정도가 될 수 있다. 또한, 상기 호스트 물질의 융점은 약 200℃ 도 내지 약 350℃ 정도가 될 수 있다.
전술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 스위칭 소자가 제공된 기판 상에 제1 전극을 형성한 후, 상기 제1 전극 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 순차적으로 형성할 수 있다. 상기 전자 수송층 상에 제2 전극을 형성할 수 있다. 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 호스트 물질 및 도펀트 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각기 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 탄소수 1 내지 50의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 3 내지 50의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 50의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 5 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴싸이오기, 탄소수 6 내지 60의 비치환된 아릴기 혹은 아릴기를 치환기로 갖는 아릴기, 탄소수 6 내지 60의 다중 방향족기가 치환된 아릴기, 탄소수 5 내지 50의 아릴기로 치환된 아미노기, 탄소수 4 내지 60의 비치환된 헤테로아릴기 혹은 아릴기를 치환기로 갖는 헤테로 아릴기, 탄소수 6 내지 60의 비치환된 축합 혹은 비축합 다중 방향족기, 탄소수 6 내지 60의 방향족기가 치환된 축합 혹은 비축합 다중 방향족기, 시아노기, 니트로기, 하이드록실기, 카르복실기 등을 나타낼 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각기 독립적으로 방향족기가 치환되거나 비치환된 페닐(phenyl), 바이페닐(biphenyl), 나프틸(naphthyl), 안트라센(anthracene), 페난트렌(phenanthrenee), 파이렌(pyrene), 벤조파이렌(benzopyrene)기 등을 나타낼 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 인돌(indole)기, 아릴기가 치환된 인돌기 등일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 정공 수송층을 형성하기 전에, 상기 제1 전극 상에 정공 주입층이 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극을 형성하기 전에, 상기 전자 수송층 상에 전자 주입층이 추가적으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 발광층을 형성하기 전에, 상기 정공 수송층 상에 전자 차단층을 추가적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 발광층을 형성한 후에, 상기 발광층 상에 정공 차단층을 추가적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 칼릭스아렌계 화합물을 인광 혹은 형광 호스트 물질로 사용하는 발광층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따른 상기 칼릭스 아렌계 화합물들은 유리 전이 온도 및 융점이 높기 때문에 전극 및 유기층들에서 발생할 수 있는 열에 대한 내열성이 우수하며, 이에 따라 상기 유기 발광 표시 장치의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 칼릭스아렌계 화합물들은 높은 발광 효율 혹은 양자 효율을 가지므로 상기 발광층의 인광 및 형광 특성을 증가시킬 수 있고, 결과적으로 상기 유기 발광 표시 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 명세서에 있어서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이며, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접촉되어"있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접촉되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접촉되어"있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지는 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에서 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 적용하며, 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치는, 제1 전극(100), 제2 전극(140), 제1 및 제2 전극(100, 140) 사이에 순차적으로 개재된 정공 수송층(HTL)(110), 발광층(EML)(120), 전자 수송층(ETL)(130) 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는, 도 1을 참조하여 설명한 유기 발광 표시 장치에 비하여 제1 전극(100)과 정공 수송층(110) 사이에 정공 주입층(HIL)(105)이 추가되고, 제2 전극(140)과 전자 수송층(130) 사이에 전자 주입층(EIL)(135)이 추가된 구성을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는, 도 2를 참조하여 설명한 유기 발광 표시 장치에 비해 발광층(120)과 전자 수송층(130) 사이에 정공 차단층(HBL)(125)이 추기적으로 개재된 구성을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는, 도 3을 참조하여 설명한 유기 발광 표시 장치에 비해 발광층(120)과 정공 수송층(110) 사이에 전자 차단층(EBL)(115)이 추가된 구성을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는, 도 2를 참조하여 설명한 유기 발광 표시 장치에서 정공 차단층(125) 및 전자 차단층(115)을 추가적으로 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시한 유기 발광 표시 장치들에 있어서, 제1 전극(100)은 정공 수송층(110)에 정공(hole)들을 제공하는 양극(anode)에 해당될 수 있으며. 제2 전극(140)은 전자 수송층(130)에 전자들을 제공하는 음극(cathode)에 해당될 수 있다.
제1 전극(100)은 상대적으로 높은 일 함수(work function)를 가지며 투명하고 도전성이 우수한 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(100)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물(ZnOx), 갈륨 산화물(GaOx), 주석 산화물(SnOx) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 제1 전극(100)은 상기 금속 산화물을 포함하는 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
제2 전극(140)은 상대적으로 일 함수가 낮은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(140)은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag), 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 제2 전극(100)도 상기 금속 및/또는 합금을 포함하는 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
정공 주입층(105)은 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB, 다음 구조식 1로 표시되는 2-TNATA 등의 물질, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[구조식 1]
정공 수송층(110)은, 예를 들면, 다음 구조식 2로 표시되는 4,4-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB), 다음 구조식 3으로 표시되는 N,N-디페닐-N,N-비스(3-메틸페닐)-1,1-비페닐-4,4-디아민(TPD), α-NPD, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸, 이들의 혼합물 등의 정공 수송 물질을 포함할 수 있으며, 이러한 물질에 한정되는 것은 아니다.
[구조식 2]
[구조식 3]
정공 차단층(125)은 정공 수송 능력은 떨어지면서도 전자 수송 능력이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 정공 차단층(125)을 위한 물질의 예로서는, 바쏘쿠프로인(Bathocuproine: BCP), 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-터트-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 서로 혼합하여 사용될 수 있다. 이와는 반대로, 전자 차단층(115)은 전자 수송 능력은 현저히 떨어지면서 정공 수송 능력이 우수한 물질을 포함할 수 있으며, 전자 차단층(115)을 위한 물질로서는 다음 구조식 4로 표시되는 Ir(ppz)3 등을 들 수 있다.
[구조식 4]
전자 수송층(130)은, 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq), 루브렌(rubrene) 등의 전자 수송 물질을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 주입층(135)은 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
발광층(120)은 호스트(host) 물질과 인광 혹은 형광 도펀트(dopant) 물질을 포함할 수 있다.
발광층(120)에서는 형광 혹은 인광 메커니즘에 의해 에너지가 발생하며, 이와 같은 에너지에 해당하는 파장의 광이 생성된다. 형광 메커니즘에 따르면, 단일항(singlet) 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 에너지를 발생시킨다. 반면에, 인광 메커니즘에 따르면, 삼중항(triplet) 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 에너지를 발생시키게 된다. 상기 인광 메커니즘에서 삼중항 여기자가 전이시에 직접 바닥 상태로 전이할 수 없어, 전자 스핀의 뒤바뀜(flipping)이 진행된 후에 바닥 상태로 전이하는 과정을 거치므로 형광 메커니즘에서 보다 발광 시간이 길어지는 특성을 가진다.
상기 유기 발광 표시 장치의 발광 효율을 향상시키기 위해서는 발광층(120)에 포함되는 상기 호스트 물질의 선정이 매우 중요하다. 특히, 인광 발광의 경우 상기 호스트 물질은 삼중항 에너지를 상기 도펀트 물질로 안정적으로 전이시킬 수 있어야 하며, 상대적으로 긴 수명이 필요하다. 또한, 높은 전하 수송 능력을 가지면서 전계 효과에 의한 발광 시에 유기층들 사이 또는 유기층과 전극들 사이에서 발생하는 줄(Joule) 열에 대한 내성을 가져야 하며, 전기적 및 기계적 안정성을 확보할 수 있어야 한다.
상기 호스트 물질로는 트리스(8-하이드록시퀴놀레이트)알루미늄(Alq3) 혹은 하기 구조식 5로 표시되는 4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐(CBP) 등을 사용할 수 있다.
[구조식 5]
그러나, 상술한 물질들은 유리 전이 온도가 낮고(예를 들어, CBP의 경우 약 110℃ 정도의 유리 전이 온도), 결정화가 쉽게 일어기 때문에 열적 안정성 측면에서 취약하며, 수명이 짧다는 문제가 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 발광층의 호스트 물질로서 다음 화학식 1로 표시되는 칼릭스아렌(calixarene)계 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 탄소수 1 내지 50의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 3 내지 50의 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 50의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 5 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴싸이오기, 탄소수 6 내지 60의 비치환된 아릴기 혹은 아릴기를 치환기로 갖는 아릴기, 탄소수 6 내지 60의 다중 방향족기가 치환된 아릴기, 탄소수 5 내지 50의 아릴기로 치환된 아미노기, 탄소수 4 내지 60의 비치환된 헤테로아릴기 혹은 아릴기를 치환기로 갖는 헤테로 아릴기, 탄소수 6 내지 60의 비치환된 축합 혹은 비축합 다중 방향족기, 탄소수 6 내지 60의 방향족기가 치환된 축합 혹은 비축합 다중 방향족기, 시아노기, 니트로기, 하이드록실기 또는 카르복실기를 나타낼 수 있다. 상기 호스트 물질로서 상기 화학식 1로 표시되는 복수의 화합물들을 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들면, 상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 방향족기가 치환되거나 비치환된 페닐(phenyl), 바이페닐(biphenyl), 나프틸(naphthyl), 안트라센(anthracene), 페난트렌(phenanthrenee), 파이렌(pyrene), 벤조파이렌(benzopyrene) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 인돌(indole)과 같은 헤테로 아릴기를 포함할 수 있다. 상기 헤테로 아릴기는 비치환기 혹은 아릴기기 치환된 것일 수도 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 보다 구체적인 칼릭스아렌계 화합물의 예들을 아래에 같이 나타낼 수 있으나, 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 각각의 화합물들에 도시의 편의를 위해 참조 부호를 표시하였다.
칼릭스아렌계
화합물들의 예들
상기 칼릭스아렌계 화합물의 예들에 나타낸 바와 같이, R1 내지 R4는 비치환 아릴기, 다중 고리 방향족기 및 비치환 헤테로 아릴기 혹은 다른 방향족기를 치환기로 갖는 아릴기, 다중고리 방향족기 및 헤테로 아릴기인 것이 열적, 전기적 안정성 및 내구성 측면에서 바람직하다. 구체적으로, 상기 예시적인 칼릭스 아렌계 화합물들은 적절한 전자 수송 능력을 가짐과 동시에, 유리 전이 온도와 융점이 높아, 전계 발광시 발생하는 줄 열에 대한 내열성이 뛰어나며, 전기적 및 기계적 안정성이 우수하다. 따라서, 상기 유기 발광 표시 장치의 내구성 및 발광 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.
상기 발광층의 도펀트 물질로는 인광 혹은 형광 도펀트를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 도펀트 물질로서 백금(Pt), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 금(Au) 등과 같은 중심 금속을 포함하는 유기금속화합물들을 사용할 수 있다. 예를 들면, 인광 도펀트로서 PtOEP, Ir(ppy)3, BTPIr 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 이 경우, Ir(ppy)3 및 BTPIr은 하기 구조식 6 및 구조식 7로 각각 표시된다.
[구조식 6] [구조식 7]
이하에서는, 예시적인 칼릭스 화합물들의 합성예들에 대해 설명한다.
합성예 1 : 화합물 8의 합성
하기의 반응식 1의 반응 경로를 거쳐 중간체 화합물 E를 합성하였다.
[반응식 1]
i) 중간체 A의 합성
2,4,6-트리브로모톨루엔 28.3g(90mmol)을 디에틸에테르 600mL에 녹이고 -78 ℃ 로 냉각한 후 노말 부틸리튬 36.0mL(90mmol, 2.5M in Hexane)을 천천히 첨가하였다. -78℃ 에서 1시간 정도 교반한 후 메틸포르메이트 2.7mL (44mmol)를 같은 온도에서 첨가하였다. 천천히 상온으로 온도가 상승시켜 16시간 동안 교반한 후 상온에서 증류수와 디에틸에테르로 세척하였다. 세척된 디에틸에테르층을 MgSO4로 건조시킨 후 감압 건조하여 조생성물을 얻고 끓는 헥산에서 재결정하여 중간체 A를 무색 결정으로 19.3g(수율 86%)을 수득하였다.
ii) 중간체 B의 합성
중간체 A 72.8g (146mmol), 적인(red P) 15.3g(492mmol) 및 요오드 7.41g (29.2mmol) 을 혼합하여 아세트산 1800mL 에 녹이고 42시간 동안 가열 환류하였다. 반응이 끝난 후 용액에 물을 첨가하여 생성된 고체를 필터링하고 물과 메탄올로 세척하였다. 생성된 고체를 클로로포름으로 속슬렛 추출(soxhlet extraction)하여 중간체 B를 흰색고체로 63g(수율 89%)을 수득하였다.
iii) 중간체 C의 합성
중간체 B 4.01g(8.29mmol)을 THF 100mL에 녹이고 -78℃ 로 냉각한 후 t-부틸리튬 19.5mL(33.2mmol, 1.7M in pentane)을 천천히 첨가하였다. -78 ℃ 에서 1시간 정도 교반한 후 메틸포름아닐라이드 10.4mL(16.6mmol, 1.6M in THF)를 동일한 온도에서 첨가하였다. 천천히 0 ℃ 로 온도를 상승시켜 16시간 동안 교반한 후 상온에서 증류수와 클로로포름으로 세척하였다. 클로로포름과 헥산으로 재결정하여 중간체 C를 노란색 고체로 1.95 g(수율 61%)을 수득하였다.
iv) 중간체 D 및 E 의 합성
중간체 B 1.27g(2.62 mmol)을 THF 50mL에 녹이고 -78℃로 냉각한 후 t-부틸리튬 6.15mL(10.5 mmol, 1.7M in pentane)을 천천히 첨가하였다. -78℃ 에서 1시간 정도 교반한 후 중간체 C 1.00 g(2.62 mmol)을 THF 50mL 에 녹여서 동일한 온도에서 천천히 첨가하였다. 천천히 상온으로 온도가 상승시켜 36시간 동안 교반한 후 상온에서 증류수와 에틸아세테이트 50mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 클로로포름과 THF로 재결정하여 중간체 C를 흰색 고체로 얻었다. 얻어진 중간체 C 2.04g, 적인 4.45g(150mmol) 및 요오드 1.08g(4.2 mmol)을 아세트산 100mL에 녹이고 48시간 동안 가열 환류하였다. 아세트산과 요오드를 끓여서 제거하고 남은 고체를 물과 메탄올로 씻어준 후 클로로포름으로 속슬렛 추출하여 중간체 E 를 흰색 고체로 0.83g(수율 >40 %)을 수득하였다.
v) 화합물 8의 합성
하기의 반응식 2의 반응 경로를 통해 상기 칼릭스아렌계 화합물들의 예들 중 화합물 8을 합성하였다.
[반응식 2]
중간체 E 676mg(1.0 mmol), 중간체 F 1.532g(4.4 mmol), Pd(PPh3)4 50mg (0.05 mmol), K2CO3 415mg(3.0 mmol)을 톨루엔 15mL에 녹인 후 90℃에서 3시간 동안 교반하였다. 상온으로 냉각한 후 증류수와 에틸아세테이트 20mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카 젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 8을 흰색 고체로 659mg(수율 42%)을 수득하였다. 생성된 화합물을 HR-MS를 통해 확인하였다(C124H80 계산치: 1568.6260; 실측치 [M+1] 1569.6260)
생성된 화합물의 구조를 1H NMR로 관찰한 피크들은 하기와 같다
1H NMR(CDCl3, 300MHz) δ(ppm) : 8.65-8.63 (m, 4H), 8.42-8.41 (m, 4H), 8.12 (s, 4H), 8.11 (s, 4H), 8.02 (s, 3H), 8.00 (s, 5H), 7.87-7.86 (m, 4H), 7.85 (d, 2H), 7.83 (d, 2H), 7.81-7.77 (m, 4H), 7.73 (d, 2H), 7.71 (d, 2H), 7.69-7.61 (m, 8H), 7.54-7.50 (t, 6H), 7.32 (s, 10H), 7.15-7.11 (t, 4H), 6.60 (m, 4H), 4.03 (s, 8H)
합성예 2 : 화합물 13의 합성
하기의 반응식 3의 반응 경로를 거쳐 화합물 13을 합성하였다.
[반응식 3]
중간체 E 676mg(1.0 mmol), 중간체 G 1.185mg(4.4 mmol), t-BuONa 577mg(6.0 mmol), Pd2(dba)3 46mg(0.05 mmol) 및 P(t-Bu)3 10mg(0.05 mmol)을 톨루엔 15mL에 녹인 후 90℃에서 3시간 교반하였다. 상온으로 냉각한 후 증류수와 에틸아세테이트 20mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 13을 흰색 고체로 743mg(수율 52%)을 수득하였다. 생성된 화합물을 HR-MS를 통해 확인하였다(C108H76N4 계산치: 1428.6070; 실측치 [M+1] 1429.6070).
생성된 화합물의 구조를 1H NMR로 관찰한 피크들은 하기와 같다
1H NMR(CDCl3, 300MHz) δ(ppm) : 7.73-7.65 (d, 4H), 7.50 (m, 4H), 7.48-7.41 (m, 12H), 7.39-7.27 (m, 28H), 6.93 (s, 8H), 6.85-6.83 (m, 8H), 6.86 (m, 4H), 3.89 (s, 8H)
합성예 3 : 화합물 14의 합성
하기의 반응식 4의 반응 경로를 거쳐 화합물 14를 합성하였다.
[반응식 4]
중간체 E 676mg(1.0 mmol), 카바졸 735mg(4.4 mmol), t-BuONa 577mg(6.0 mmol), Pd2(dba)3 46mg(0.05 mmol) 및 P(t-Bu)3 10mg(0.05 mmol)을 톨루엔 15mL에 녹인 후 90℃에서 3시간 동안 교반하였다. 상온으로 냉각한 후 증류수와 에틸아세테이트 20mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 14를 흰색 고체로 694mg(수율 68%)을 수득하였다. 생성된 화합물을 HR-MS를 통해 확인하였다(C76H52N4 계산치: 1020.4192; 실측치 [M+1] 1021.4192).
생성된 화합물의 구조를 1H NMR로 관찰한 피크들은 하기와 같다.
1H NMR(CDCl3, 300MHz) δ(ppm) : 8.09 (d, 8H), 7.37-7.28 (m, 16H), 7.23 (dt, 8H), 6.97 (d, 8H), 5.82 (s, 4H), 4.56 (s, 8H)
합성예 4 : 화합물 16의 합성
하기의 반응식 5의 반응 경로를 거쳐 화합물 16을 합성하였다.
[반응식 5]
중간체 E 676mg(1.0 mmol), 중간체 H 1.263g(4.4 mmol), Pd(PPh3)4 50mg (0.05 mmol) 및 K2CO3 415mg(3.0 mmol)을 톨루엔 15mL에 녹인 후 90 ºC에서 3시간 동안 교반하였다. 상온으로 냉각한 후 증류수와 에틸아세테이트 20mL로 3번 추출하였다. 모아진 유기층을 마그네슘설페이트로 건조하고 용매를 증발하여 얻어진 잔류물을 실리카젤관 크로마토그래피로 분리 정제하여 화합물 16을 흰색 고체로 610mg(수율 46%)을 수득하였다. 생성된 화합물을 HR-MS를 통해 확인하였다(C100H68N4 계산치: 1324.5444; 실측치 [M+1] 1325.5444).
생성된 화합물의 구조를 1H NMR로 관찰한 피크들은 하기와 같다.
1H NMR(CDCl3, 300MHz) δ(ppm) : 8.12 (m, 4H), 8.10 (m, 4H), 7.49 (m, 4H), 7.44 (m, 4H), 7.41-7.39 (m, 8H), 7.35-7.31 (m, 12H), 7.30-7.26 (m, 10H), 7.22-7.20 (m, 6H), 7.19-7.17 (m, 4H), 7.10 (m, 4H), 4.02 (s, 8H)
이하, 도 1 내지 도 5에 도시한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치들의 제조 방법들을 설명한다.
도 1을 참조하면, 먼저, 기판(도시되지 않음) 상부에 제1 전극(100)을 형성한다. 상기 기판 상에는 유기 발광 표시 장치의 게이트 라인, 데이터 라인, 전원 배선 등과 전기적으로 연결되는 스위칭 소자(도시되지 않음)가 형성될 수 있다. 상기 스위칭 소자는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체층 등을 구비하는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 스위칭 소자는 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체 산화물 액티브층 등을 구비하는 산화물 반도체 소자를 포함할 수도 있다.
제1 전극(100)은 상기 기판 상에 제공되는 상기 스위칭 소자의 소스 전극 혹은 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(100)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물, 주석 산화물, 갈륨 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(100)은 스퍼터링(sputtering) 공정, 화학 기상 증착(CVD) 공정, 진공 증착 공정, 프린팅 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
제1 전극(100) 상에는 정공 수송층(110)이 형성된다. 예를 들면, 정공 수송층(110)은 NPB, TPD, α-NPD, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 화합물을 사용하여 형성될 수 있으며, 진공 증착 공정, 열증착 공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정 등을 통해 수득될 수 있다. 이 경우, 선택되는 화합물의 종류에 따라 정공 수송층(110)의 형성 조건을 적절하게 조절할 수 있다.
정공 수송층(110) 상에, 상술한 칼릭스 아렌계 화합물들을 포함하는 호스트 물질 및 도펀트 물질을 사용하여 발광층(120)을 형성할 수 있다. 발광층(120)은 진공 증착 공정, 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다. 발광층(120)에 포함되는 상기 호스트 물질에 대해서는 이미 상세하게 설명하였으므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 도펀트 물질은 PtOEP, Ir(ppy)3, BTPIr 등을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 도펀트 물질의 도핑 농도는 특별히 제한되지는 않으나, 상기 호스트 물질 및 도펀트 물질의 총 중량을 100 중량부(weight part)로 할 경우, 약 0.01 중량부 내지 약 20 중량부 정도가 될 수 있다.
발광층(120) 상에 Alq, 루브렌 등의 물질을 사용하여 전자 수송층(130)을 형성할 수 있다. 전자 수송층(130)은 진공 증착 공정, 열증착 공정, 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
전자 수송층(130) 상에 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등과 같은 금속, 이들 금속을 포함하는 합금 등을 사용하여 제2 전극(140)을 형성한다. 제2 전극(140)은 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착 공정, 진공 증착 공정, 프린팅 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판 상에 유기 발광 표시 장치가 제공될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 전극(100)과 정공 수송층(110) 사이에 정공 주입층(105)을 추가적으로 형성한 후, 전자 수송층(130)과 제2 전극(140) 사이에 전자 주입층(135)을 추가적으로 형성할 수 있다.
정공 주입층(105)은 제1 전극(100) 상에 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB, 2-TNATA 등의 화합물을 진공 증착 공정, 열증착 공정, 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정 등으로 증착하여 수득될 수 있다.
전자 주입층(135)은 전자 수송층(130) 상에 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 진공 증착 공정, 열증착 공정, 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정 등으로 증착하여 형성될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 발광층(120)과 전자 수송층(130) 사이에 정공 차단층(125)을 추가적으로 형성할 수 있다. 정공 차단층(125)은 발광층(120) 상에 BCP, TAZ 등의 물질을 진공 증착 공정, 열증착 공정, 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정 등으로 증착하여 수득될 수 있다.
도 4를 참조하면, 정공 수송층(110)과 발광층(120) 사이에 전자 차단층(115)을 추가적으로 형성할 수 있다. 여기서, 전자 차단층(115)은 Ir(ppz)3 등과 같이 전자 수송 능력이 실질적으로 작은 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 전자 차단층(115)은 진공 증착 공정, 열증착 공정, 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 정공 차단층(125)과 전자 차단층(115)이 모두 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실험예들 및 비교예들에 따른 유기 발광 표시 장치들의 발광 특성을 평가한 결과를 설명한다.
실험예 1
제1 전극으로서 코닝(Corning) 사의 15Ω/cm2(1,200Å) ITO 유리 기판을 약 50mm x 50mm x 0.7mm 정도의 사이즈로 절단하고, 이소프로필 알코올과 순수를 사용하여 약 5분 동안 초음파 세정하였다. 약 30분 동안 자외선을 조사한 후, 오존에 노출시켜 세정한 다음 진공 증착 장치에 상기 유리 기판을 로딩하였다.
상기 유리 기판 상에 2-TNATA를 약 600Å 정도의 두께로 증착하여 정공 주입층을 형성한 후, NPB를 약 300Å 정도의 두께로 진공 증착하여 상기 정공 주입층 상에 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상에 전술한 칼릭스아렌계 화합물들의 예들 중에서 화합물 14를 인광 호스트로 하고, 녹색 인광 도펀트인 Ir(ppy)3를 약 93: 7 정도의 중량비로 동시에 증착하여 약 300Å 정도의 두께로 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 Alq3를 약 300Å 정도의 두께로 증착하여 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자 수송층 상에 전자 주입층으로서 LiF를 약 10Å 정도의 두께로 증착하였다. Al을 약 3,000Å(음극 전극) 정도의 두께로 진공 증착하여 상기 전자 주입층 상에 제2 전극을 형성함으로써 유기 발광 표시 장치를 제조하였다.
실험예 2
제1 전극으로서 코닝(Corning) 사의 15Ω/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판을 약 50mm x 50mm x 0.7mm 정도의 치수로 절단하고, 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 약 5분 동안 초음파 세정하였다. 약 30분 동안 자외선을 조사한 다음, 오존에 노출시켜 세정하고, 진공 증착 장치에 상기 유리 기판을 로딩하였다.
상기 유리 기판 상에 2-TNATA를 약 600Å 정도의 두께로 증착하여 정공 주입층을 형성한 후, 상기 정공 주입층 상에 NPB를 약 300Å 정도의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상에 전술한 칼릭스아렌계 화합물들의 예시들 중에서 화합물 16을 인광 호스트로 하고, 적색 인광 도펀트인 BTPIr을 약 90: 10 정도의 중량비로 동시에 증착하여 약 300Å 정도의 두께를 갖는 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 Alq3를 약 300Å 정도의 두께로 증착하여 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자 수송층 상에 전자 주입층으로서 LiF를 약 10Å 정도의 두께로 증착하였다. 상기 전자 주입층 상에 Al을 약 3,000Å(음극 전극) 정도의 두께로 진공 증착하여 제2 전극을 형성함으로써 유기 발광 표시 장치를 제조하였다.
비교예 1
발광층의 형성 시에 인광 호스트로서 전술한 칼릭스아렌계 화합물 14 대신에 CBP를 사용한 점을 제외하면, 상술한 실험예 1의 경우와 실질적으로 동일한 방법에 따라 유기 발광 표시 장치를 제조하였다.
비교예 2
발광층의 형성 시에 인광 호스트로서 칼릭스아렌계 화합물 16 대신에 CBP를 사용한 점을 제외하면, 상술한 실험예 2의 경우와 실질적으로 동일한 방법에 따라 유기 발광 표시 장치를 제조하였다.
상기 실험예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 따라 제조된 유기 발광 표시 장치들의 전류 밀도, 색좌표, 휘도 및 발광 효율의 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 칼릭스 아렌계 화합물 14 및 칼릭스 아렌계 화합물 16을 인광 호스트 물질로 각기 사용한 실험예 1 및 실험예 2의 경우에, 동일한 전압에서 전류 밀도가 크게 나타났다. 따라서, 구동 전압이 낮아져 유기 발광 표시 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 발광층에서의 전하 수송 능력이 증가되어 유기 발광 표시 장치의 휘도 및 발광 효율도 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 칼릭스 아렌계 화합물들을 발광층의 호스트 재료로서 포함하는 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 이러한 칼릭스 아렌계 화합물들은 유리 전이 온도가 높고 융점이 높기 때문에 열적 안정성 및 내구성이 뛰어나며, 이에 따라 상기 유기 발광 표시 장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 향상된 전하 수송 능력을 가지기 때문에 전기적 안정성 및 발광 효율이 뛰어난 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 제1 전극 105: 정공 주입층
110: 정공 수송층 115: 전자 차단층
120: 발광층 125: 정공 차단층
130: 전자 수송층 135: 전자 주입층
140: 제2 전극
110: 정공 수송층 115: 전자 차단층
120: 발광층 125: 정공 차단층
130: 전자 수송층 135: 전자 주입층
140: 제2 전극
Claims (19)
- 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되는 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층; 및
상기 전자 수송층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하며,
상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함하고,
하기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 방향족기가 치환되거나 비치환된 페닐(phenyl), 바이페닐(biphenyl), 나프틸(naphthyl), 안트라센(anthracene), 페난트렌(phenanthrenee), 파이렌(pyrene) 및 벤조파이렌(benzopyrene)기들로 구성된 그룹 중에서 선택된 하나이거나, 인돌(indole)기 또는 아릴기가 치환된 인돌기인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
[화학식 1]
- 삭제
- 제1항에 있어서 상기 호스트 물질은 하기 화학식 2, 화학식 3, 화학식 4 및 화학식 5로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 호스트 물질은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
[화학식 6]
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트 물질은 Ir, Pt, Os 및 Au로 이루어진 그룹에서 선택된 중심금속을 포함하는 적어도 하나의 유기금속 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트 물질은 PtOEP, Ir(ppy)3 및 BTPIr로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 정공 수송층 사이에 배치되는 정공 주입층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 전자 수송층 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전자 주입층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 발광층 및 상기 전자 수송층 사이에 배치되는 정공 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 발광층 및 상기 정공 수송층 사이에 배치되는 전자 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 스위칭 소자를 더 포함하며, 상기 제1 전극은 상기 스위칭 소자의 전극과 전기적으로 연결되어 정공을 공급하는 양극으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 호스트 물질은 인광 또는 형광 호스트 물질을 포함하며, 상기 도펀트 물질은 인광 또는 형광 도펀트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
- 스위칭 소자를 포함하는 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극 상에 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 형성하는 단계; 및
상기 전자 수송층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 호스트 물질 및 도펀트 물질을 사용하여 형성되고,
하기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 각기 독립적으로 방향족기가 치환되거나 비치환된 페닐(phenyl), 바이페닐(biphenyl), 나프틸(naphthyl), 안트라센(anthracene), 페난트렌(phenanthrenee), 파이렌(pyrene) 및 벤조파이렌(benzopyrene)기들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나이거나, 인돌(indole)기 또는 아릴기가 치환된 인돌기인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
[화학식 1]
- 삭제
- 삭제
- 제15항에 있어서,
상기 정공 수송층을 형성하는 단계 전에, 상기 제1 전극 상에 정공 주입층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 전극을 형성하는 단계 전에, 상기 전자 수송층 상에 전자 주입층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제15항에 있어서,
상기 발광층을 형성하는 단계 전에, 상기 정공 수송층 상에 전자 차단층을 형성하는 단계; 및
상기 발광층을 형성하는 단계 후에, 상기 발광층 상에 정공 차단층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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