KR102515818B1 - Organic compounds, lighe emitting diode and light emitting device having the compounds - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3개의 방향족 고리로 치환된 아민 코어를 가지며, 3개의 방향족 고리 중 일부는 용액 공정이 가능한 작용기로 치환되며, 다른 방향족 고리는 헤테로 방향족 작용기로 치환된 유기 화합물과, 상기 유기 화합물을 발광층에 적용한 발광다이오드 및 발광장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기 화합물을 발광층에 사용하여, 발광층과 인접한 다른 발광층 사이의 HOMO 에너지 장벽을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 화합물을 발광 입자와 병용하여 발광층을 형성하는 경우, 발광층과 인접한 층과의 계면 특성이 향상되면서 발광다이오드의 모폴로지 특성이 개선된다. 본 발명에 따른 유기 화합물을 적용함으로써, 발광물질층으로 정공과 전자가 균형 있게 이동, 주입될 수 있기 때문에, 발광 효율이 향상되고, 저-전압 구동이 가능한 발광다이오드 및 발광장치를 구현, 제조할 수 있다.The present invention has an amine core substituted with three aromatic rings, some of the three aromatic rings are substituted with functional groups capable of solution processing, and other aromatic rings are substituted with heteroaromatic functional groups. It relates to light emitting diodes and light emitting devices applied to By using the organic compound according to the present invention in the light emitting layer, a HOMO energy barrier between the light emitting layer and another adjacent light emitting layer can be eliminated. In addition, when the light emitting layer is formed by using the organic compound of the present invention in combination with the light emitting particles, the interface characteristics between the light emitting layer and adjacent layers are improved, and the morphology characteristics of the light emitting diode are improved. By applying the organic compound according to the present invention, since holes and electrons can be moved and injected in a balanced manner into the light emitting material layer, light emitting efficiency is improved and light emitting diodes and light emitting devices capable of low-voltage driving can be implemented and manufactured. can

Description

유기 화합물, 이를 포함하는 발광다이오드 및 발광장치{ORGANIC COMPOUNDS, LIGHE EMITTING DIODE AND LIGHT EMITTING DEVICE HAVING THE COMPOUNDS}Organic compounds, light emitting diodes and light emitting devices including the same

본 발명은 유기 화합물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용액 공정이 가능한 유기 화합물과, 상기 유기 화합물을 포함하여 발광 효율이 향상된 발광다이오드 및 발광장치에 관한 것이다. The present invention relates to an organic compound, and more particularly, to an organic compound capable of a solution process, and a light emitting diode and a light emitting device including the organic compound with improved light emitting efficiency.

평판표시장치 중에서 유기발광다이오드(organic light emitting diode; OLED) 표시장치와, 양자점 발광다이오드(quantum dot light emitting diode; QLED) 표시장치는 박형 구조가 가능하고 소비 전력이 적어 액정표시장치(Liquid Crystal Display(LCD) device)를 대체하는 차세대 표시장치로서 주목을 받고 있다. Among flat panel display devices, an organic light emitting diode (OLED) display device and a quantum dot light emitting diode (QLED) display device can have a thin structure and consume less power. (LCD) device) is attracting attention as a next-generation display device.

하지만, 유기발광다이오드 표시장치에서 발광 휘도를 높이기 위하여 발광다이오드의 전류 밀도를 증가시키거나 구동 전압을 높이는 경우, 유기 발광다이오드에 사용된 유기 발광물질이 분해되는 등의 열화로 인하여 발광다이오드의 수명이 짧아지는 문제가 있다. 특히, OLED는 국제전기통신연합(International Telecommunication Union; ITU)에서 4K/UHD의 규격과 관련하여 ITU-R Recommendation BT. 2020(Rec. 2020 또는 Bt. 2020)에서 요구하는 높은 수준의 색재현율은 달성하지 못하고 있다. However, when the current density of the light emitting diode is increased or the driving voltage is increased in order to increase the light emitting luminance in the organic light emitting diode display device, the lifetime of the light emitting diode is shortened due to deterioration such as decomposition of the organic light emitting material used in the organic light emitting diode. There is a problem with shortening. In particular, OLED is ITU-R Recommendation BT. 2020 (Rec. 2020 or Bt. 2020) has not been able to achieve the high level of color gamut required.

최근에는 양자점(quantum dot; QD)을 표시장치에 이용하고자 하는 노력이 진행되고 있다. 양자점은 불안정한 상태의 전자가 전도대(conduction band)에서 가전자대(valence band)로 내려오면서 발광하는 무기 입자이다. 양자점은 흡광계수(extinction coefficient)가 매우 크고 무기 입자 중에서는 양자효율(quantum yield)도 우수하므로 강한 형광을 발생시킨다. 또한, 양자점의 크기에 따라 발광 파장이 변경되므로, 양자점의 크기를 조절하면 가시광선 전 영역대의 빛을 얻을 수 있으므로 다양한 컬러를 구현할 수 있다. 즉, 양자점을 발광물질층(EML)으로 사용하면, 개별 화소의 색순도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 높은 순도의 레드(R), 블루(B), 그린(G) 발광으로 구성된 백색광을 구현하여 Rec. 2020 표준을 달성할 수 있다. Recently, efforts have been made to use quantum dots (QDs) in display devices. Quantum dots are inorganic particles that emit light as electrons in an unstable state descend from a conduction band to a valence band. Quantum dots generate strong fluorescence because they have a very high extinction coefficient and excellent quantum yield among inorganic particles. In addition, since the emission wavelength is changed according to the size of the quantum dots, by adjusting the size of the quantum dots, light in the entire visible light range can be obtained, so that various colors can be implemented. In other words, when quantum dots are used as the light emitting material layer (EML), the color purity of individual pixels can be increased, and white light composed of red (R), blue (B), and green (G) emission of high purity can be realized. . 2020 standards are achievable.

이에 양자점을 이용하여 양자점 발광다이오드(Quantum Dot Light Emitting Diode, QLED)가 개발되고 있는데, 도 1은 일반적인 양자점 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 일반적인 양자점 발광다이오드에서의 밴드갭 에너지 다이어그램을 도시한 것이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 일반적인 양자점 발광다이오드(10)는, 서로 마주하는 양극 및 음극과, 양극과 음극 사이에 위치하는 양자점 발광물질층(Emitting Material Layer; EML)과, 양극과 발광물질층(EML) 사이에 위치하는 정공주입층(Hole Injection Layer; HIL) 및 정공수송층(Hole Transport Layer; HTL)과, 음극과 발광물질층(EML) 사이에 위치하는 전자수송층(Electron Transport Layer; ETL) 및 전자주입층(Electron Injection Layer; EIL)을 포함한다. Accordingly, a quantum dot light emitting diode (QLED) is being developed using quantum dots. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a general quantum dot light emitting diode, and FIG. 2 is a bandgap energy diagram in a typical quantum dot light emitting diode. is shown 1 and 2, a typical quantum dot light emitting diode 10 includes an anode and a cathode facing each other, a quantum dot emitting material layer (EML) positioned between the anode and the cathode, and the anode and the emitting material layer. A hole injection layer (HIL) and a hole transport layer (HTL) located between the (EML), and an electron transport layer (ETL) located between the cathode and the light emitting material layer (EML) and an electron injection layer (EIL).

양자점 발광다이오드(10)는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 발광층에 전하 캐리어를 주입하면 전자(electron)와 정공(hole)이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 발광을 구현하기 위하여, 정공주입층(HIL) 및 정공수송층(HTL)은 양극으로부터 발광물질층(EML)으로 양전하 캐리어인 정공을 주입, 전달하고, 전자주입층(EIL) 및 전자수송층(ETL)은 음극으로부터 발광물질층(EML)으로 음전하 캐리어인 전자를 주입, 전달한다. 양극과 음극에서 각각 주입된 정공과 전자가 발광물질층(EML)에서 만나 엑시톤(Exciton)을 형성한다. 이 에너지에 의하여 발광물질층(EML)에 포함된 발광 재료가 여기 상태(excited state)가 되는데, 발광 재료가 여기 상태에서 바닥상태(ground state)로 에너지 전이가 발생하고, 발생한 에너지를 빛으로 방출하여 발광한다.In the quantum dot light emitting diode 10, when charge carriers are injected into a light emitting layer formed between an electron injection electrode (cathode) and a hole injection electrode (anode), electrons and holes form pairs and emit light while disappearing. am. In order to implement light emission, the hole injection layer (HIL) and the hole transport layer (HTL) inject and transfer holes, which are positive charge carriers, from the anode to the light emitting material layer (EML), and the electron injection layer (EIL) and the electron transport layer (ETL) Injects and transfers electrons, which are negative charge carriers, from the silver cathode to the light emitting material layer (EML). Holes and electrons injected from the anode and cathode meet in the light emitting material layer (EML) to form excitons. By this energy, the light emitting material included in the light emitting material layer (EML) enters an excited state. Energy transition occurs in the light emitting material from the excited state to the ground state, and the generated energy is emitted as light. to emit light

정공과 전자를 발광물질층(EML)으로 주입, 전달할 수 있도록, 각각의 층은 적절한 밴드갭 에너지를 가지는 재료로 이루어져야 한다. 일례로, 정공주입층(HIL)은 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate(PEDOT:PSS)로 이루어지고, 정공수송층(HTL)은 poly(4-butylphenyl-diphenyl-amine)(Poly-TPD)로 이루어지며, 전자수송층(ETL)은 ZnO로 이루어질 수 있으며, 전자주입층(EIL)은 알루미늄으로 이루어질 수 있다. In order to inject and transfer holes and electrons into the light emitting material layer (EML), each layer must be made of a material having an appropriate bandgap energy. For example, the hole injection layer (HIL) is made of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS), and the hole transport layer (HTL) is poly(4-butylphenyl-diphenyl-amine) (Poly-TPD) , the electron transport layer (ETL) may be made of ZnO, and the electron injection layer (EIL) may be made of aluminum.

발광물질층(EML)은 나노 크기의 양자점(QD)으로 이루어지며, 예를 들어 용매에 양자점(QD)을 포함하는 용액을 이용한 공정을 통하여 정공수송층(HTL) 상에 도포된 뒤에, 용매를 휘발시킴으로써 발광물질층(EML)을 형성한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 용매가 휘발되어 최종적으로 형성되는 발광물질층(EML)은 나노 크기의 양자점(QD)만으로 이루어지기 때문에, 이에 인접하게 위치하는 층, 예를 들어 정공수송층(HTL) 및 전자수송층(ETL) 사이의 계면이 매끄럽게 형성되지 못하고 거친 단면 형태를 가지게 된다. 발광층 사이의 계면이 거칠어지면서 발광다이오드(10)의 전체적인 모폴로지(morphology) 특성이 저하되고, 발광다이오드(10) 전 영역에 걸쳐서 정공과 전자가 균일하게 발광물질층(EML)으로 주입되지 못한다. The light emitting material layer (EML) is made of nano-sized quantum dots (QD), for example, after applying on the hole transport layer (HTL) through a process using a solution containing quantum dots (QD) in a solvent, volatilizes the solvent. By doing so, a light emitting material layer (EML) is formed. As shown in FIG. 1, since the light emitting material layer (EML) finally formed by volatilizing the solvent is composed of only nano-sized quantum dots (QDs), a layer positioned adjacent thereto, for example, a hole transport layer (HTL) And the interface between the electron transport layer (ETL) is not formed smoothly and has a rough cross-sectional shape. As the interface between the light emitting layers becomes rough, overall morphology characteristics of the light emitting diode 10 deteriorate, and holes and electrons are not uniformly injected into the light emitting material layer EML over the entire area of the light emitting diode 10 .

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 정공수송층(HTL)을 구성하는 정공 수송 재료의 최고준위점유분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital; HOMO) 에너지 준위에 비하여, 발광물질층(EML)을 구성하는 양자점 등의 무기 발광 재료의 HOMO 에너지 준위에 대응되는 가전자대 에너지 준위가 매우 낮다(deep). 또한, 유기 발광 재료의 최저준위비점유분자궤도(Lowest Unoccupied Molecular orbital; LUMO) 에너지 준위에 비하여, 발광물질층(EML)을 구성하는 무기 발광 재료의 LUMO 에너지 준위에 대응되는 전도대 에너지 준위는 높다(high). 따라서 정공수송층(HTL)에서 발광물질층(EML)으로 정공이 수송될 때와, 전자수송층(ETL)에서 발광물질층(EML)으로 전자가 수송될 때, 발광물질층(EML)을 구성하는 발광 재료의 에너지 준위와 인접한 전하수송층 사이의 에너지 준위의 차이에 기인하는 에너지 장벽이 형성된다. In addition, as shown in FIG. 2, compared to the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level of the hole transport material constituting the hole transport layer (HTL), the quantum dots constituting the light emitting material layer (EML) A valence band energy level corresponding to the HOMO energy level of an inorganic light emitting material such as the like is very low (deep). In addition, the conduction band energy level corresponding to the LUMO energy level of the inorganic light emitting material constituting the light emitting material layer (EML) is higher than the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level of the organic light emitting material ( high). Therefore, when holes are transported from the hole transport layer (HTL) to the light emitting material layer (EML) and when electrons are transported from the electron transport layer (ETL) to the light emitting material layer (EML), light emitting constituting the light emitting material layer (EML) An energy barrier is formed due to the difference between the energy level of the material and the energy level of the adjacent charge transport layer.

하지만, 전자수송층(ETL)의 LUMO 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 LUMO 에너지 준위의 차이(ΔGL)에 비하여, 정공수송층(HTL)의 HOMO 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 HOMO 에너지 준위의 차이(ΔGH)가 훨씬 크다(ΔGH > ΔGL). 일례로, 정공수송층(HTL)에 사용되는 poly-TPD 등의 정공 수송 재료의 HOMO 에너지 준위는 대략 -5.0 eV 전후인 반면, 무기 발광 재료를 구성하는 쉘의 HOMO 에너지 준위에 대응되는 가전자대 에너지 준위는 대략 -7.0 eV이다. 따라서 발광물질층(EML)으로의 전자의 이동 및 주입에 비하여, 발광물질층(EML)으로의 정공의 이동 및 주입이 지연되기 때문에, 발광물질층(EML)으로 양전하인 정공과 음전하인 전자가 균형 있게 주입될 수 없다. However, compared to the difference (ΔG L ) between the LUMO energy level of the electron transport layer (ETL) and the LUMO energy level of the light emitting material layer (EML), the HOMO energy level of the hole transport layer (HTL) and the HOMO energy of the light emitting material layer (EML) The difference in levels (ΔG H ) is much larger (ΔG H > ΔG L ). For example, the HOMO energy level of hole transport materials such as poly-TPD used in the hole transport layer (HTL) is around -5.0 eV, whereas the valence band energy level corresponding to the HOMO energy level of the shell constituting the inorganic light emitting material is approximately -7.0 eV. Therefore, compared to the movement and injection of electrons into the light emitting material layer (EML), since the movement and injection of holes into the light emitting material layer (EML) is delayed, positively charged holes and negatively charged electrons are transferred to the light emitting material layer (EML). cannot be injected in a balanced way.

발광다이오드(10)의 전체적인 모폴로지 특성의 저하에 기인하여 정공과 전자가 발광물질층(EML) 전 영역에 걸쳐 균일하게 주입되지 못하기 때문에 정공과 전자가 발광하지 못하고 소실된다. 또한, 에너지 장벽 차이에 기인하여 정공에 비하여 전자가 과도하게 발광물질층(EML)으로 주입되면서, 과도하게 주입된 전자의 상당 부분은 정공과 재결합하여 엑시톤을 형성하지 못하고 소멸된다. 또한, 정공에 비하여 전자가 신속하게 발광물질층(EML)으로 주입됨에 따라, 정공과 전자가 발광물질층(EML)을 구성하는 발광 재료에서 재결합되지 못하고, 발광물질층(EML)과 정공수송층(HTL)의 계면에서 재결합된다. 이에 따라, 발광다이오드의 발광 효율이 저하될 뿐만 아니라, 원하는 발광을 구현하기 위해서 높은 구동 전압이 요구되어 소비 전력을 증가시키는 원인이 되고 있다.Holes and electrons are not uniformly injected over the entire area of the light emitting material layer (EML) due to the deterioration of overall morphological characteristics of the light emitting diode 10, so holes and electrons do not emit light and are lost. In addition, as electrons are injected into the light emitting material layer (EML) in excess compared to holes due to the difference in energy barrier, a significant portion of the excessively injected electrons recombine with the holes to form excitons and disappear. In addition, as electrons are injected into the light emitting material layer EML more quickly than holes, holes and electrons are not recombinated in the light emitting material constituting the light emitting material layer EML, and the light emitting material layer EML and the hole transport layer ( HTL) recombines at the interface. Accordingly, not only does the light emitting efficiency of the light emitting diode decrease, but also a high driving voltage is required to realize desired light emission, which causes an increase in power consumption.

본 발명의 목적은 발광물질층으로의 정공 이동 속도를 향상시킴으로써, 정공과 전자와 같은 전하가 발광물질층으로 균형 있게 주입될 수 있는 유기 화합물과, 이를 이용한 발광다이오드 및 발광장치를 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention is to provide an organic compound in which charges such as holes and electrons can be injected into a light emitting material layer in a balanced manner by improving the speed of hole movement into the light emitting material layer, and a light emitting diode and a light emitting device using the same. .

본 발명의 다른 목적은 용액 공정이 가능하면서 매트릭스로 기능하는 유기 화합물과, 이러한 유기 화합물을 적용하여 전체적인 모폴로지 특성이 우수하며, 전 영역에 걸쳐서 전하가 균일하게 주입될 수 있는 발광다이오드 및 발광장치를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an organic compound capable of solution processing and functioning as a matrix, and a light emitting diode and a light emitting device having excellent overall morphological characteristics by applying the organic compound and capable of uniformly injecting electric charges over the entire area. that you want to provide.

본 발명의 다른 목적은 발광 효율이 향상되고, 저-전압 구동을 구현할 수 있는 유기 화합물과, 이를 이용한 발광다이오드 및 발광장치를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an organic compound capable of improving light emitting efficiency and realizing low-voltage driving, and a light emitting diode and a light emitting device using the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 정공 이동 특성이 우수한 3개의 방향족 고리로 치환된 아민 모이어티를 코어로 가지며, 3개의 방향족 고리 중에서 일부는 용액 공정이 가능한 작용기로 치환되어 있으며, 다른 방향족 고리는 적어도 2개의 헤테로 원자를 가지는 축합 헤테로 방향족 작용기로 치환된 유기 화합물을 제공한다. According to one aspect of the present invention, the present invention has an amine moiety substituted with three aromatic rings having excellent hole transfer properties as a core, some of the three aromatic rings are substituted with functional groups capable of solution processing, and other aromatic rings The ring provides an organic compound substituted with a condensed heteroaromatic functional group having at least two heteroatoms.

본 발명의 다른 측면에서, 본 발명은 상기 유기 화합물이 발광층에 사용된 발광다이오드를 제공한다. In another aspect of the present invention, the present invention provides a light emitting diode in which the organic compound is used in a light emitting layer.

예시적인 실시형태에서, 상기 유기 화합물은 발광물질층의 호스트로 사용될 수 있다. In an exemplary embodiment, the organic compound may be used as a host of the light emitting material layer.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 기판과, 기판 상부에 위치하는 전술한 발광다이오드와, 상기 기판과 상기 발광다이오드 사이에 위치하며 상기 발광다이오드에 연결되는 구동 소자를 포함하는 발광장치, 일례로 발광표시장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a light emitting device including a substrate, the above-described light emitting diode located on the substrate, and a driving element located between the substrate and the light emitting diode and connected to the light emitting diode, an example To provide a light emitting display device.

본 발명의 유기 화합물은 3개의 방향족 고리로 치환되어 있는 아민 코어 모이어티와, 3개의 방향족 고리의 일부에 연결된 용액 공정이 가능한 작용기 모이어티와, 3개의 방향족 고리의 다른 일부에 연결된 축합 헤테로 방향족 작용기 모이어티로 이루어진다. The organic compound of the present invention comprises an amine core moiety substituted with three aromatic rings, a solution processable functional group moiety connected to a portion of the three aromatic rings, and a condensed heteroaromatic functional group connected to the other portion of the three aromatic rings. made up of moieties

3개의 방향족 고리로 치환된 아민 코어 모이어티에 기인하여 정공 이동 특성이 우수할 뿐만 아니라, 축합 헤테로 방향족 작용기 모이어티를 가지고 있어서 높은 삼중항 에너지 준위(ET)를 가지면서, 열 안정성이 우수하고, 전자 이동 특성이 또한 우수하며, 용액 공정이 가능하다. Not only does it have excellent hole transfer characteristics due to the amine core moiety substituted with three aromatic rings, but also has a high triplet energy level (E T ) due to having a condensed heteroaromatic functional group moiety, and excellent thermal stability, Electron transfer properties are also excellent, and solution processing is possible.

즉, 본 발명에 따른 유기 화합물은 정공 및 전자 모두에 대한 이동 및 결합 특성이 우수한 양쪽성(bipolar) 화합물로서 발광다이오드의 발광층에 적용할 수 있다. That is, the organic compound according to the present invention can be applied to the light emitting layer of a light emitting diode as a bipolar compound having excellent transport and coupling characteristics for both holes and electrons.

특히, 양자점 및 양자 막대와 같은 무기 발광 재료와 함께 병용하는 경우, 무기 발광 재료를 균일하게 분산시키는 매트릭스로 활용되어, 인접한 발광층과의 계면이 매끄럽게 형성되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 발광다이오드가 원하는 형상을 가지게 되면서 모폴로지 특성을 개선할 수 있다. In particular, when used in combination with inorganic light emitting materials such as quantum dots and quantum rods, it is used as a matrix for uniformly dispersing the inorganic light emitting material, so that an interface with an adjacent light emitting layer can be formed smoothly. Accordingly, while the light emitting diode has a desired shape, morphology characteristics may be improved.

또한, 본 발명에 따른 유기 화합물은 상대적으로 높은 HOMO 에너지 준위를 가지고 있다. 따라서 본 발명에 따른 유기 화합물과, 매우 낮은(deep) 가전자대 에너지 준위를 가지는 무기 발광 재료와 함께 병용하여 발광물질층에 사용하게 되면, 발광물질층과 정공수송층 사이의 HOMO 에너지 준위의 차이를 줄일 수 있다. In addition, the organic compound according to the present invention has a relatively high HOMO energy level. Therefore, when used in the light emitting material layer in combination with the organic compound according to the present invention and an inorganic light emitting material having a very low valence band energy level, the difference in HOMO energy level between the light emitting material layer and the hole transport layer can be reduced. can

본 발명에 따른 유기 화합물을 발광층에 적용하여 발광물질층으로 정공과 전자가 균형 있게 주입되어, 정공과 전자가 소실되지 않고 유효하게 엑시톤을 형성하여 발광에 기여할 수 있다. 이에 따라 발광 효율이 향상되고, 저-전압 구동이 가능하여 소비 전력을 감소시킬 수 있는 발광다이오드 및 발광장치를 구현, 제작할 수 있다.By applying the organic compound according to the present invention to the light emitting layer, holes and electrons are injected in a balanced manner into the light emitting material layer, so that holes and electrons are not lost and excitons can be effectively formed to contribute to light emission. Accordingly, it is possible to implement and manufacture a light emitting diode and a light emitting device capable of improving light emitting efficiency and reducing power consumption due to low-voltage driving.

도 1은 종래 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 발광다이오드를 구성하는 전극과 전극 사이에 위치하는 발광층을 구성하는 재료들의 에너지 준위를 개략적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라, 정상 구조(normal structure)를 가지는 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 발광다이오드를 구성하는 전극과 발광층을 구성하는 재료들의 에너지 준위를 개략적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라, 반전 구조(inverted structure)를 가지는 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 발광다이오드를 구성하는 전극과 발광층을 구성하는 재료들의 에너지 준위를 개략적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광다이오드가 적용된 발광장치의 일례로서, 발광다이오드 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 유기 화합물이 발광층에 적용된 발광다이오드의 전압-전류밀도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 유기 화합물이 발광층에 적용된 발광다이오드의 전압-휘도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional light emitting diode.
2 is a diagram schematically illustrating energy levels of materials constituting an electrode constituting a conventional light emitting diode and a light emitting layer positioned between the electrodes.
3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode having a normal structure, according to the first exemplary embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating energy levels of materials constituting an electrode and a light emitting layer constituting a light emitting diode according to the first exemplary embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode having an inverted structure according to a second exemplary embodiment of the present invention.
6 is a diagram schematically showing energy levels of materials constituting an electrode and a light emitting layer constituting a light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode display device as an example of a light emitting device to which a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention is applied.
8 is a graph showing the results of measuring the voltage-current density of a light emitting diode to which an organic compound synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a light emitting layer.
9 is a graph showing the results of measuring the voltage-luminance of a light emitting diode to which an organic compound synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a light emitting layer.

이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings when necessary.

발광다이오드에서 전하 수송 재료로 사용되는 화합물은 전하 이동도가 우수할 필요가 있으며, 발광물질층으로 전하를 균형 있게 주입할 수 있어야 한다. 본 발명의 일 측면에 따른 유기 화합물은 이러한 특성을 충족시킬 수 있는데, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. A compound used as a charge transport material in a light emitting diode needs to have excellent charge mobility and must be able to inject charges into the light emitting material layer in a balanced manner. An organic compound according to one aspect of the present invention may satisfy these characteristics and may be represented by Formula 1 below.

화학식 1Formula 1

Figure 112017118505024-pat00001
Figure 112017118505024-pat00001

(화학식 1에서 R1과 R2는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 C1~C20 직쇄 또는 측쇄 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C2~C20 직쇄 또는 측쇄 알케닐기 및 치환되지 않거나 치환된 C1~C20 알콕시기로 구성되는 군에서 선택됨; R3은 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아릴기, 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아랄킬기, 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아릴옥시기 및 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아릴 아민기로 구성되는 군에서 선택됨; Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아릴기, 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아릴기, 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아랄킬기, 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아랄킬기, 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아랄옥시기 및 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아랄옥시기로 구성되는 군에서 선택됨)(In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently an unsubstituted or substituted C 1 ~ C 20 linear or branched alkyl group, an unsubstituted or substituted C 2 ~ C 20 linear or branched alkenyl group, and an unsubstituted or substituted C 1 ~ C 20 Selected from the group consisting of alkoxy groups; R 3 is a C 8 ~ C 30 fused heteroaryl group having 2 or more heteroatoms, a C 8 ~C 30 fused heteroaralkyl group having 2 or more heteroatoms, 2 Selected from the group consisting of a C 8 ~ C 30 fused heteroaryloxy group having at least two heteroatoms and a C 8 ~C 30 fused heteroaryl amine group having at least 2 heteroatoms; Ar 1 to Ar 3 are each independently substituted unsubstituted or substituted C 5 ~C 30 homoaryl group, unsubstituted or substituted C 4 ~C 30 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C 5 ~C 30 homoaralkyl group, unsubstituted or substituted C 4 ~C 30 hetero aralkyl group, unsubstituted or substituted C 5 ~ C 30 homo araloxy group and unsubstituted or substituted C 4 ~ C 30 selected from the group consisting of hetero araloxy group)

본 명세서에서 '치환되지 않은' 또는 '치환되지 않거나'란, 수소 원자가 치환된 것을 의미하며, 이 경우 수소 원자는 경수소, 중수소 및 삼중수소가 포함된다. In the present specification, 'unsubstituted' or 'unsubstituted' means that a hydrogen atom is substituted, and in this case, the hydrogen atom includes light hydrogen, heavy hydrogen, and tritium.

본 명세서에서 '치환된'에서 치환기는 예를 들어, 치환되지 않거나 할로겐 원자, 시아노기 및/또는 니트로기로 치환된 C1~C20 알킬기, 치환되지 않거나 할로겐 원자, 시아노기 및/또는 니트로기로 치환된 C1~C20 알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, -CF3와 같은 알킬할라이드기, 치환되지 않거나 할로겐 원자, 시아노기 및/또는 니트로기로 각각 치환된 하이드록시기, 카르복시기, 카르보닐기, 아민기, C1~C10 알킬치환 아민기, C5~C30 아릴치환 아민기, C4~C30 헤테로아릴치환 아민기, 니트로기, 하이드라질기(hydrazyl group), 술폰산기, C1~C20 알킬 실릴기, C1~C20 알콕시 실릴기, C3~C30 사이클로알킬 실릴기, C5~C30 아릴 실릴기, C4~C30 헤테로아릴 실릴기, C5~C30 아릴기, C4~C30 헤테로 아릴기, C5~C30 호모 아랄킬기, C4~C30 헤테로 아랄킬기, C5~C30 호모 아랄콕시기 또는 C4~C30 헤테로 아랄콕시기 등을 들 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the substituent in 'substituted' is, for example, a C 1 ~ C 20 alkyl group unsubstituted or substituted with a halogen atom, a cyano group, and/or a nitro group, an unsubstituted or substituted with a halogen atom, a cyano group, and/or a nitro group. C 1 ~C 20 alkoxy group, halogen atom, cyano group, alkyl halide group such as -CF 3 , hydroxy group unsubstituted or substituted with a halogen atom, cyano group and/or nitro group, carboxy group, carbonyl group, amine group , C 1 ~C 10 alkyl substituted amine group, C 5 ~C 30 aryl substituted amine group, C 4 ~C 30 heteroaryl substituted amine group, nitro group, hydrazyl group, sulfonic acid group, C 1 ~C 20 Alkyl silyl group, C 1 ~C 20 Alkoxy silyl group, C 3 ~C 30 Cycloalkyl silyl group, C 5 ~C 30 Aryl silyl group, C 4 ~C 30 Heteroaryl silyl group, C 5 ~C 30 Aryl group , C 4 ~ C 30 heteroaryl group, C 5 ~ C 30 homo aralkyl group, C 4 ~ C 30 hetero aralkyl group, C 5 ~ C 30 homo aralkoxy group or C 4 ~ C 30 hetero aralkoxy group, and the like. However, the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서 '헤테로 방향족 고리', '헤테로 사이클로알킬렌기', '헤테로 아릴기', '헤테로 아랄킬기', '헤테로 아랄옥실기', '헤테로 아릴 아민기' 등에서 사용된 용어 '헤테로'는 이들 방향족 또는 지환족(alicyclic) 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.In the present specification, the term 'hetero' used in 'heteroaromatic ring', 'heterocycloalkylene group', 'heteroaryl group', 'heteroaralkyl group', 'heteroaraloxyl group', 'heteroarylamine group', etc. It means that one or more of the carbon atoms constituting the aromatic or alicyclic ring, for example, 1 to 5 carbon atoms are substituted with one or more heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S, and combinations thereof. do.

화학식 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 화합물은 3개의 방향족 작용기로 연결된 아민 코어 모이어티를 가지고 있기 때문에, 정공과 쉽게 결합하면서 정공을 전달하는 정공 이동 특성이 우수하다. 또한, R1 및/또는 R2 작용기는 soluble 모이어티로서, 이로 인하여 본 발명에 따른 유기 화합물은 용액 공정을 통하여 적층될 수 있는 이점을 갖는다. As shown in Chemical Formula 1, since the organic compound according to the present invention has an amine core moiety linked to three aromatic functional groups, it has excellent hole transfer properties that transfer holes while easily binding to holes. In addition, R 1 and/or R 2 functional groups are soluble moieties, and thus, the organic compound according to the present invention has an advantage of being layered through a solution process.

하나의 예시적인 실시형태에서, 화학식 1의 R3은 2개 이상의 질소 원자를 가지는 치환되거나 치환되지 않은 C8~C30 축합 헤테로 아릴기, 치환되거나 치환되지 않은 C8~C30 축합 헤테로 아랄킬기, 치환되거나 치환되지 않은 C8~C30 축합 헤테로 아릴옥시기 또는 치환되거나 치환되지 않은 C8~C30 축합 헤테로 아릴 아민기일 수 있다. 보다 구체적으로, 화학식 1에서 R3은 치환되지 않거나 치환된 인돌일기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조인돌일기, 벤조프탈라지닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 벤조시놀리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤조아제피닐기, 디벤조인돌일기, 디벤조프탈라지닐기, 디벤조퀴녹살리닐기, 디벤조시놀리닐기, 디벤조퀴나졸리닐기, 디벤조아제피닐기, 인돌로피리딜기, 인돌로카바졸일기, 카볼릴기 및 페난트롤리닐기 등으로 구성되는 군에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, R3가 2개 이상의 질소 원자를 포함하는 축합 헤테로 방향족 치환기인 경우, R3로 표시되는 모이어티로 인하여 전자와 결합하여 전자를 전달하는 전자 이동 특성을 갖는다. 이 경우, 본 발명에 따른 유기 화합물은 정공 이동 특성 및 전자 이동 특성을 모두 가지는 양쪽성(bipolar) 화합물일 수 있다. In one exemplary embodiment, R 3 in Formula 1 is a substituted or unsubstituted C 8 ~ C 30 fused heteroaryl group having two or more nitrogen atoms, or a substituted or unsubstituted C 8 ~ C 30 fused hetero aralkyl group. , a substituted or unsubstituted C 8 ~ C 30 condensed heteroaryloxy group or a substituted or unsubstituted C 8 ~ C 30 condensed heteroaryl amine group. More specifically, in Formula 1, R 3 is an unsubstituted or substituted indolyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, cinolinyl group, quinazolinyl group, benzoindolyl group, benzophthalazinyl group, benzoquinoxalinyl group, Benzocinolinyl group, benzoquinazolinyl group, benzoazepinyl group, dibenzoindolyl group, dibenzophthalazinyl group, dibenzoquinoxalinyl group, dibenzocinolinyl group, dibenzoquinazolinyl group, dibenzoazepinyl group, It may be selected from the group consisting of an indolopyridyl group, an indolocarbazolyl group, a carvolyl group, and a phenanthrolinyl group, but the present invention is not limited thereto. As such, when R 3 is a condensed heteroaromatic substituent containing two or more nitrogen atoms, the moiety represented by R 3 combines with electrons to transfer electrons, resulting in electron transfer characteristics. In this case, the organic compound according to the present invention may be a bipolar compound having both hole transfer characteristics and electron transfer characteristics.

한편, 하나의 비-제한적인 실시형태에서, 화학식 1에서 Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 인데닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 아줄레닐기, 파이레닐기, 플루오레닐기, 테트라세닐기, 인다세닐기 또는 스파이로 플루오레닐기와 같은 축합되지 않거나 축합된(fused) 호모 방향족 고리, 및/또는 피롤릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 인돌일기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 인데노카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 퓨라닐기, 파이라닐기, 옥사지닐기, 옥사졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아졸일기, 디옥시닐기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 티오파이라닐기, 티아지닐기, 티오페닐기 또는 N-치환된 스파이로 플루오레닐기와 같은 축합되지 않거나 축합된 헤테로 방향족 고리일 수 있다. Meanwhile, in one non-limiting embodiment, in Formula 1, Ar 1 to Ar 3 are each independently an unsubstituted or substituted phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a tetraphenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, an indenyl group, uncondensed or fused homoaromatic rings such as phenalenyl, phenanthrenyl, azulenyl, pyrenyl, fluorenyl, tetracenyl, indacenyl or spiro fluorenyl, and/or Pyrrolyl group, pyridinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, tetrazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzocarbazolyl group, dibenzo Carbazolyl group, indolocarbazolyl group, indenocarbazolyl group, benzofuranocarbazolyl group, benzothienocarbazolyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, cynoli Nyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, cynolinyl group, quinazolinyl group, benzoquinolinyl group, benzoisoquinolinyl group, benzoquinazolinyl group, benzoquinoxalinyl group, acridinyl group, phenanthroly Nyl group, furanyl group, pyranyl group, oxazinyl group, oxazolyl group, oxadiazolyl group, triazolyl group, dioxynyl group, benzofuranyl group, dibenzofuranyl group, thiopyranyl group, thiazinyl group, thiophenyl group or a non-condensed or condensed heteroaromatic ring such as an N-substituted spiro fluorenyl group.

예를 들어, 화학식 1에서 Ar1 내지 AR3는 R1 내지 R3 이외에도, 불소와 같은 할로겐 원자, 니트로기 및/또는 시아노기 중에서 선택되는 하나 이상의 작용기로 치환된 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 또는 스파이로플루오레닐기와 같은 호모 아릴기 및/또는 불소와 같은 할로겐 원자, 니트로기 및/또는 시아노기 중에서 선택되는 하나 이상의 작용기로 치환된 벤조티오펜일기, 디벤조티오펜일기, 벤조퓨라닐기, 디벤조퓨라닐기, 피롤릴기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 테트라지닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 인돌일기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 인데노카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 벤조퀴나졸리닐기 또는 벤조퀴녹살리닐기와 같은 헤테로 아릴기일 수 있다.For example, in Formula 1, Ar 1 to AR 3 may be, in addition to R 1 to R 3 , a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, substituted with at least one functional group selected from a halogen atom such as fluorine, a nitro group, and/or a cyano group; A benzothiophenyl group substituted with at least one functional group selected from a homoaryl group such as naphthyl group, anthracenyl group, fluorenyl group or spirofluorenyl group and/or a halogen atom such as fluorine, a nitro group and/or a cyano group , dibenzothiophenyl group, benzofuranyl group, dibenzofuranyl group, pyrrolyl group, pyridinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, tetrazinyl group, imidazolyl group, pyrazole diary, indole group, carbazolyl group, benzocarbazolyl group, dibenzocarbazolyl group, indolocarbazolyl group, indenocarbazolyl group, benzofuranocarbazolyl group, benzothienocarbazolyl group, quinolinyl group, Isoquinolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, cinolinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, cinolinyl group, quinazolinyl group, benzoquinolinyl group, benzoisoquinolinyl group, It may be a heteroaryl group such as a benzoquinazolinyl group or a benzoquinoxalinyl group.

이때, Ar1 내지 Ar3를 구성하는 방향족 고리의 개수가 많아지면, 전체 유기 화합물에서 공액화(conjugated) 구조가 지나치게 길어져서, 유기 화합물의 밴드갭이 지나치게 줄어들 수 있다. 따라서 바람직하게는 Ar1 내지 Ar3를 구성하는 방향족 고리의 개수는 1 내지 2개, 더욱 바람직하게는 1개이다. 또한 정공의 주입 및 이동 특성과 관련해서, Ar1 내지 Ar3는 각각 5-원자 고리(5-membered ring) 내지 7-원자 고리(7-membered ring)일 수 있으며, 특히 6-원자 고리(6-membered ring)인 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 바이페닐기, 나프틸기, 바이페닐기, 피롤기, 이미다졸기, 피라졸기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퓨라닐기 또는 티오페닐기일 수 있다.In this case, when the number of aromatic rings constituting Ar 1 to Ar 3 increases, the conjugated structure in the entire organic compound becomes excessively long, and thus the band gap of the organic compound may be excessively reduced. Therefore, the number of aromatic rings constituting Ar 1 to Ar 3 is preferably 1 to 2, more preferably 1. In addition, with respect to hole injection and transfer characteristics, Ar 1 to Ar 3 may each be a 5-membered ring or a 7-membered ring, particularly a 6-membered ring (6 -membered ring) may be desirable. For example, Ar 1 to Ar 3 are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a pyrrole group, an imidazole group, a pyrazole group, a pyridinyl group, a pyrazinyl group, or a pyrimidinyl group. , It may be a pyridazinyl group, a furanyl group, or a thiophenyl group.

화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 3개의 방향족 작용기로 치환된 아민 코어 모이어티를 가지고 있으며, 3개의 방향족 작용기 중 일부는 soluble 특성을 가지는 작용기이고, 다른 일부는 축합 헤테로 방향족 작용기로 치환되어 있다. 따라서 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 전하 이동 특성이 우수할 뿐만 아니라, 높은 열 안정성과 삼중항 에너지 준위(ET)를 가지면서 용액 공정이 가능하다. The organic compound represented by Chemical Formula 1 has an amine core moiety substituted with three aromatic functional groups, some of the three aromatic functional groups are soluble functional groups, and others are substituted with condensed heteroaromatic functional groups. Accordingly, the organic compound represented by Chemical Formula 1 not only has excellent charge transfer characteristics, but also has high thermal stability and triplet energy level (E T ) and can be subjected to a solution process.

또한, 상대적으로 높은 HOMO 에너지 준위를 가지고 있기 때문에, 낮은 HOMO 에너지 준위(가전자대 에너지 준위)를 가지는 무기 발광 재료와 병용하여 발광물질층을 형성할 때, 발광물질층의 HOMO 에너지 준위를 높여서, 특히 정공이동층과 발광물질층 사이의 HOMO 에너지 밴드갭을 줄일 수 있다. 아울러, 무기 발광 재료와 함께 용액 공정을 적용할 때, 화학식 1의 유기 화합물은 무기 발광 재료를 분산시키는 매트릭스로 기능할 수 있다. 발광물질층과 이에 인접한 층 사이의 계면이 매끄러운 단면을 가지게 되어, 발광다이오드의 모폴로지 특성이 향상될 수 있다. In addition, since it has a relatively high HOMO energy level, when the light emitting material layer is formed in combination with an inorganic light emitting material having a low HOMO energy level (valence band energy level), the HOMO energy level of the light emitting material layer is increased, particularly A HOMO energy band gap between the hole transfer layer and the light emitting material layer may be reduced. In addition, when a solution process is applied together with the inorganic light emitting material, the organic compound of Chemical Formula 1 may function as a matrix for dispersing the inorganic light emitting material. Since the interface between the light emitting material layer and the layer adjacent to the light emitting material layer has a smooth cross section, morphology characteristics of the light emitting diode may be improved.

발광물질층과 정공이동층 사이의 HOMO 에너지 밴드갭이 감소하고, 발광다이오드의 모폴로지 특성이 향상되면서, 발광물질층으로 정공과 전자가 전체 영역에 걸쳐서 균형 있게 주입될 수 있다. 화학식 1의 유기 화합물을 발광다이오드에 적용할 경우, 양극과 음극에서 각각 주입된 정공과 전자는 소실되지 않고 발광물질층으로 주입되어 유효한 엑시톤을 형성할 수 있으며, 발광물질층과 인접한 전하이동층의 계면이 아니라 발광 재료가 위치하는 영역에서 발광을 구현할 수 있다. 따라서, 화학식 1의 유기 화합물을 사용하여, 발광 효율이 향상되고 저-전압 구동이 가능한 발광다이오드를 제작할 수 있다. A HOMO energy bandgap between the light emitting material layer and the hole transfer layer is reduced and morphological characteristics of the light emitting diode are improved, so that holes and electrons can be injected into the light emitting material layer in a balanced manner over the entire area. When the organic compound of Chemical Formula 1 is applied to a light emitting diode, holes and electrons injected from the anode and cathode are not lost and are injected into the light emitting material layer to form effective excitons, and the charge transfer layer adjacent to the light emitting material layer Light emission can be realized not at the interface but in the region where the light emitting material is located. Accordingly, a light emitting diode having improved light emitting efficiency and capable of being driven at a low voltage can be manufactured using the organic compound of Chemical Formula 1.

하나의 예시적인 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물에서 아민과 결합하는 방향족 연결기는 페닐기 또는 나프틸기일 수 있다. 이러한 유기 화합물은 정공 이동 특성이 크게 향상되는 이점을 갖게 된다. 일례로, 화학식 1로 표시되는 유기 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 유기 화합물을 포함할 수 있다. According to one exemplary embodiment, in the organic compound represented by Chemical Formula 1, the aromatic linking group bonded to amine may be a phenyl group or a naphthyl group. These organic compounds have the advantage of greatly improving hole transfer properties. For example, the organic compound represented by Chemical Formula 1 may include an organic compound represented by Chemical Formula 2 below.

화학식 2Formula 2

Figure 112017118505024-pat00002
Figure 112017118505024-pat00002

(화학식 1에서 R1 내지 R3는 각각 화학식 1에서 정의된 것과 동일함; Ar4 내지 Ar6는 각각 독립적으로 페닐기 또는 나프틸기임)(In Formula 1, R 1 to R 3 are the same as defined in Formula 1; Ar 4 to Ar 6 are each independently a phenyl group or a naphthyl group)

보다 구체적으로 살펴보면, 발광다이오드의 정공이동층에 사용될 수 있는 유기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 어느 하나의 유기 화합물을 포함할 수 있다. Looking more specifically, the organic compound that can be used in the hole transfer layer of the light emitting diode may include any one organic compound represented by Chemical Formula 3 below.

화학식 3Formula 3

Figure 112017118505024-pat00003
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Figure 112017118505024-pat00004
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Figure 112017118505024-pat00005
Figure 112017118505024-pat00005

Figure 112017118505024-pat00006
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Figure 112017118505024-pat00007
Figure 112017118505024-pat00007

화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 정공 이동 특성이 우수한 페닐기 또는 나프틸기로 치환된 아민 코어 모이어티를 가지고, soluble 특성을 가지는 모이어티와, 전자 이동 특성이 우수한 축합 헤테로 방향족 모이어티를 가지고 있다. 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광다이오드의 발광층, 예를 들어 발광물질층에 적용하여 발광다이오드의 모폴로지 특성을 개선하고, 발광물질층과 인접한 정공이동층 사이의 HOMO 에너지 밴드갭을 줄일 수 있다. 이에 따라, 발광 효율이 우수하고 낮은 전압에서 구동할 수 있는 발광다이오드를 구현할 수 있다. The organic compound represented by Formula 2 or Formula 3 has an amine core moiety substituted with a phenyl or naphthyl group having excellent hole transfer properties, a moiety having soluble properties, and a condensed heteroaromatic moiety having excellent electron transfer properties. there is. Applying the organic compound represented by Formula 2 or Formula 3 to the light emitting layer of the light emitting diode, for example, the light emitting material layer, to improve the morphology characteristics of the light emitting diode and to reduce the HOMO energy band gap between the light emitting material layer and the adjacent hole transfer layer. can Accordingly, a light emitting diode having excellent light emitting efficiency and capable of being driven at a low voltage can be implemented.

계속해서, 본 발명에 따른 유기 화합물을 포함하는 발광다이오드에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라, 정상 구조(normal structure)를 가지는 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 발광다이오드를 구성하는 전극과 발광층을 구성하는 재료들의 밴드갭 에너지를 개략적으로 나타낸 다이어그램이다. Subsequently, a light emitting diode comprising an organic compound according to the present invention will be described. 3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode having a normal structure according to the first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a light emitting diode according to the first exemplary embodiment of the present invention. It is a diagram schematically showing the bandgap energy of materials constituting the constituting electrode and the light emitting layer.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광다이오드(100)는 제 1 전극(110)과, 제 1 전극과 마주하는 제 2 전극(120)과, 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120) 사이에 위치하며, 발광물질층(Emitting material layer; EML, 150)을 포함하는 발광층(130)을 포함한다. 일례로, 발광층(130)은 제 1 전극(110)과 발광물질층(150) 사이에 위치하는 제 1 전하이동층(140)과, 발광물질층(150)과 제 2 전극(120) 사이에 위치하는 제 2 전하이동층(160)을 더욱 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, a light emitting diode 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first electrode 110, a second electrode 120 facing the first electrode, and a first electrode 110. ) and the second electrode 120, and includes a light emitting layer 130 including an emitting material layer (EML, 150). For example, the light emitting layer 130 includes a first charge transfer layer 140 positioned between the first electrode 110 and the light emitting material layer 150 and between the light emitting material layer 150 and the second electrode 120. A second charge transfer layer 160 may be further included.

본 발명의 제 1 실시형태에서, 제 1 전극(110)은 정공 주입 전극과 같은 양극(anode)일 수 있다. 제 1 전극(110)은 유리 또는 고분자일 수 있는 기판(도 2에 미도시) 상에 형성될 수 있다. 일례로, 제 1 전극(10)은 인듐-주석-산화물(indium-tin-oxide; ITO), 인듐-아연-산화물(indium-zinc-oxide; IZO), 인듐-주석-아연-산화물(indium-tin-zinc oxide; ITZO), 인듐-구리-산화물(indium-copper-oxide; ICO), 주석산화물(SnO2), 인듐산화물(In2O3), 카드뮴:산화아연(Cd:ZnO), 불소:산화주석(F:SnO2), 인듐:산화주석(In:SnO2), 갈륨:산화주석(Ga:SnO2) 및 알루미늄:산화아연(Al:ZnO; AZO)을 포함하는 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물일 수 있다. 선택적으로, 제 1 전극(110)은 전술한 금속 산화물 이외에도 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 포함하는 금속 소재 또는 비금속 소재로 이루어질 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the first electrode 110 may be an anode such as a hole injection electrode. The first electrode 110 may be formed on a substrate (not shown in FIG. 2) which may be glass or polymer. For example, the first electrode 10 may be indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), or indium-tin-zinc-oxide (indium-tin-oxide). tin-zinc oxide (ITZO), indium-copper-oxide (ICO), tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), cadmium:zinc oxide (Cd:ZnO), fluorine Doped or undoped, including: tin oxide (F:SnO 2 ), indium:tin oxide (In:SnO 2 ), gallium:tin oxide (Ga:SnO 2 ) and aluminum:zinc oxide (Al:ZnO; AZO). It may be a non-metal oxide. Optionally, the first electrode 110 may include nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), iridium (Ir) or carbon nanotube (CNT) in addition to the aforementioned metal oxide. It may be made of a metal material or a non-metal material including.

본 발명의 제 1 실시형태에서, 제 2 전극(120)은 전자 주입 전극과 같은 음극(cathode)일 수 있다. 일례로 제 2 전극(120)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120)은 30 내지 300 nm의 두께로 적층될 수 있다. In the first embodiment of the present invention, the second electrode 120 may be a cathode such as an electron injection electrode. For example, the second electrode 120 may be Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, CsF/Al, CaCO 3 /Al, BaF 2 /Ca/Al, Al, Mg, It may consist of Au:Mg or Ag:Mg. For example, the first electrode 110 and the second electrode 120 may be stacked to a thickness of 30 to 300 nm.

하나의 예시적인 실시형태에서, 하부 발광 타입의 발광다이오드인 경우에, 제 1 전극(110)은 ITO, IZO, ITZO, AZO와 같은 투명 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 제 2 전극(120)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, Al, Mg, Ag:Mg 합금 등을 사용할 수 있다. In one exemplary embodiment, in the case of a bottom emission type light emitting diode, the first electrode 110 may be made of a transparent conductive metal such as ITO, IZO, ITZO, or AZO, and the second electrode 120 is Ca , Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, Al, Mg, Ag:Mg alloy, etc. may be used.

발광층(130)을 구성할 수 있는 제 1 전하이동층(140)은 제 1 전극(110)과 발광물질층(150) 사이에 위치한다. 본 발명의 제 1 실시형태에서, 제 1 전하이동층(140)은 발광물질층(150)으로 정공을 공급하는 정공이동층일 수 있다. 일례로, 제 1 전하이동층(140)은 제 1 전극(110)과 발광물질층(150) 사이에서 제 1 전극(110)에 인접하게 위치하는 정공주입층(hole injection layer; HIL, 142)과, 제 1 전극(110)과 발광물질층(150) 사이에서 발광물질층(150)에 인접하게 위치하는 정공수송층(hole transport layer; HTL, 144)을 포함한다. The first charge transfer layer 140 that can form the light emitting layer 130 is positioned between the first electrode 110 and the light emitting material layer 150 . In the first embodiment of the present invention, the first charge transfer layer 140 may be a hole transfer layer supplying holes to the light emitting material layer 150 . For example, the first charge transfer layer 140 is a hole injection layer (HIL, 142) positioned adjacent to the first electrode 110 between the first electrode 110 and the light emitting material layer 150. and a hole transport layer (HTL, 144) positioned adjacent to the light emitting material layer 150 between the first electrode 110 and the light emitting material layer 150.

정공주입층(142)은 제 1 전극(110)에서 발광물질층(150)으로 정공의 주입을 용이하게 한다. 일례로, 정공주입층(142)은 폴리(에틸렌디옥시티오펜):폴리스티렌술포네이트(poly(ethylenedioxythiophene):polystyrenesulfonate; PEDOT:PSS), 테트라플루오로-테트라시아노-퀴노디메탄(tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane; F4-TCNQ)이 도핑된 4,4',4"-트리스(디페닐아미노)트리페닐아민(4,4',4"-tris(diphenylamino)triphenylamine; TDATA); 예를 들어 F4-TCNQ가 도핑된 아연 프탈로시아닌(zinc phthalocyanine; ZnPc)과 같은 p-도핑된 프탈로시아닌, F4-TCNQ가 도핑된 N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-바이페닐-4,4"-디아민(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine; α-NPD), 헥사아자트리페닐렌-헥사니트릴(hexaazatriphenylene-hexanitrile; HAT-CN) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 일례로 F4-TCNQ와 같은 도펀트는 호스트에 대하여 1 내지 30 중량%의 비율로 도핑될 수 있다. The hole injection layer 142 facilitates hole injection from the first electrode 110 into the light emitting material layer 150 . For example, the hole injection layer 142 is poly (ethylenedioxythiophene): polystyrenesulfonate (PEDOT: PSS), tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane (tetrafluoro-tetracyano- 4,4',4"-tris(diphenylamino)triphenylamine (4,4',4"-tris(diphenylamino)triphenylamine; TDATA) doped with quinodimethane; F4-TCNQ); For example, p-doped phthalocyanine such as F4-TCNQ doped zinc phthalocyanine (ZnPc), F4-TCNQ doped N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl ) -1,1'-biphenyl-4,4"-diamine (N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine; α-NPD), hexaazatriphenylene-hexanitrile (HAT-CN), and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto. For example, a dopant such as F4-TCNQ may be doped in an amount of 1 to 30% by weight with respect to the host.

다른 예시적인 실시형태에서, 정공주입층(142)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수도 있다. 정공주입층(142)은 발광다이오드(100)의 구조 및 형태에 따라 생략될 수 있다. In another exemplary embodiment, the hole injection layer 142 may be formed of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3. The hole injection layer 142 may be omitted depending on the structure and shape of the light emitting diode 100 .

정공수송층(144)은 제 1 전극(110)에서 발광물질층(150)으로 정공을 전달한다. 도면에서는 제 1 전하이동층(140)을 정공주입층(142)과 정공수송층(144)으로 구분하였으나, 제 1 전하이동층(140)은 단일층으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 정공주입층(142)이 생략되고 제 1 전하이동층(140)은 정공수송층(144)만으로 이루어질 수도 있다.The hole transport layer 144 transfers holes from the first electrode 110 to the light emitting material layer 150 . In the drawings, the first charge transfer layer 140 is divided into a hole injection layer 142 and a hole transport layer 144, but the first charge transfer layer 140 may be formed of a single layer. For example, the hole injection layer 142 may be omitted and the first charge transfer layer 140 may include only the hole transport layer 144 .

정공수송층(144)은 제 1 전극(110)에서 발광물질층(150)으로 정공을 전달한다. 정공수송층(144)은 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다. 일례로, 정공수송층(144)이 유기물로 이루어지는 경우, 정공수송층(144)은 4,4'-N,N'-디카바졸릴-바이페닐(4,4'-N,N'-dicarbazolyl-biphenyl; CBP), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-1,1'-바이페닐-4,4"-디아민(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine; α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-(1,1'-바이페닐)-4,4'-디아민(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine; TPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-스파이로(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-spiro; spiro-TPD), N,N'-디(4-(N,N'-디페닐-아미노)페닐-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(4-(N,N'-diphenyl-amino)phenyl)-N,N'-diphenylbenzidine; DNTPD), 4,4',4"-트리스(N-카바졸릴-트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine; TCTA)와 같은 아릴 아민류, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리(페닐렌비닐렌)(poly(phenylenevinylene)), 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine), 방향족 3차아민(aromatictertiary amine) 또는다핵방향족 3차아민(polynuclear aromatic tertiary amine), 4,4'-비스(p-카바졸릴)-1,1'-바이페닐화합물(4,4'-bis(p-carbazolyl)-1,1'-biphenyl compound), N,N,N',N'-테트라아릴벤지딘(N,N,N',N'-tetraarylbenzidine), PEDOT:PSS 및 그 유도체, 폴리-N-비닐카바졸(Poly(N-vinylcarbazole); PVK) 및 그 유도체, 폴리[2-메톡시-5-(2-에틸헥실록시)-1,4-페닐렌비닐렌](poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]; MEH-PPV)이나 폴리[2-메톡시-5-(3',7'-디메틸옥틸록시)1,4-페닐렌비닐렌](poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]; MOMO-PPV)와 같은 폴리(파라)페닐렌비닐렌 및 그유도체(polyphenylenevinylenederivatives), 폴리메타크릴레이트및 그 유도체, 폴리(9,9-옥틸플루오렌) (poly(9,9-octylfluorene)) 및 그 유도체, 폴리(스파이로-플루오렌)(poly(spiro-fluorene)) 및 그 유도체, N,N'-디(나프탈렌-l-yl)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine; NPB), 트리스(3-메틸페닐페닐아미노)-트리페닐아민 (tris(3-methylphenylphenylamino)-triphenylamine; m-MTDATA), 폴리(9,9'-디옥틸플루오레닐-2,7-디일)-코-(4,4'-(N-(4-섹-부틸페닐)디페닐아민(poly(9,9'-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine; TFB), 폴리(4-부틸페닐-디페닐아민)(Poly(4-butylphenyl-dipnehyl amine); poly-TPD), 스파이로-NPB(spiro-NPB)및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있다. The hole transport layer 144 transfers holes from the first electrode 110 to the light emitting material layer 150 . The hole transport layer 144 may be made of an inorganic or organic material. For example, when the hole transport layer 144 is made of an organic material, the hole transport layer 144 is 4,4'-N, N'-dicarbazolyl-biphenyl (4,4'-N, N'-dicarbazolyl-biphenyl ; CBP), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine (N,N'-diphenyl-N,N '-bis(1-naphtyl)-1,1'-biphenyl-4,4"-diamine; α-NPD), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1 ,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine; TPD), N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) -spiro (N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) - spiro; spiro-TPD), N,N'-di(4-(N,N'-diphenyl-amino)phenyl-N,N'-diphenylbenzidine (N,N'-di(4-(N, N'-diphenyl-amino)phenyl)-N,N'-diphenylbenzidine; DNTPD), 4,4',4"-tris(N-carbazolyl-triphenylamine(4,4',4"-tris(N Arylamines such as -carbazolyl)-triphenylamine; TCTA), polyaniline, polypyrrole, poly(phenylenevinylene), copper phthalocyanine, aromatic tertiary amines amine) or polynuclear aromatic tertiary amine, 4,4'-bis(p-carbazolyl)-1,1'-biphenyl compound (4,4'-bis(p-carbazolyl)-1 ,1'-biphenyl compound), N,N,N',N'-tetraarylbenzidine (N,N,N',N'-tetraarylbenzidine), PEDOT:PSS and its derivatives, poly-N-vinylcarbazole ( Poly(N-vinylcarbazole) ; PVK) and its derivatives, poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene](poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1, 4-phenylenevinylene]; MEH-PPV) or poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)1,4-phenylenevinylene](poly[2-methoxy-5-(3 ',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene]; poly(para)phenylenevinylene and its derivatives such as MOMO-PPV), polymethacrylate and its derivatives, poly(9,9- octylfluorene) (poly(9,9-octylfluorene) and its derivatives, poly(spiro-fluorene) and its derivatives, N,N'-di(naphthalene-l-yl )-N,N'-diphenyl-benzidine (N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine; NPB), tris(3-methylphenylphenylamino)-triphenylamine (tris(3-methylphenylphenylamino)-triphenylamine; m-MTDATA), poly(9,9'-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec -Butylphenyl)diphenylamine (poly(9,9'-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine; TFB), poly(4 -Butylphenyl-diphenylamine) (Poly (4-butylphenyl-dipnehyl amine); poly-TPD), spiro-NPB (spiro-NPB), and may be made of an organic material selected from the group consisting of combinations thereof.

정공수송층(144)이 무기물로 이루어지는 경우, 정공수송층(144)은 NiO, MoO3, Cr2O3, Bi2O3 또는 p-형 ZnO와 같은 금속 산화물이나 티오시안구리(CuSCN), Mo2S, p-형 GaN과 같은 비-산화 등가물 또는 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. When the hole transport layer 144 is made of an inorganic material, the hole transport layer 144 is a metal oxide such as NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , Bi 2 O 3 or p-type ZnO, copper thiocyanate (CuSCN), Mo 2 It may be made of an inorganic material selected from the group consisting of S, non-oxidizing equivalents such as p-type GaN, or combinations thereof.

하나의 예시적인 실시형태에서, 정공수송층(144)은 정공 이동도(hole mobility)가 우수한 트리아민 모이어티를 가지는 유기 재료를 사용할 수 있다. 일례로, 정공수송층(144)의 호스트는 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 어느 하나의 유기 재료를 포함할 수 있다. In one exemplary embodiment, the hole transport layer 144 may use an organic material having a triamine moiety having excellent hole mobility. For example, the host of the hole transport layer 144 may include any one organic material represented by Chemical Formulas 4 to 6 below.

화학식 4formula 4

Figure 112017118505024-pat00008
Figure 112017118505024-pat00008

화학식 5Formula 5

Figure 112017118505024-pat00009
Figure 112017118505024-pat00009

화학식 6formula 6

Figure 112017118505024-pat00010
Figure 112017118505024-pat00010

(화학식 4 내지 화학식 6에서, R11 내지 R14는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 C1~C20 직쇄 또는 측쇄의 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C1~C20 알콕시기, 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아릴기 또는 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아릴기임; a와 b는 각각 1 내지 4의 정수임; n은 1 이상의 정수임)(In Formulas 4 to 6, R 11 to R 14 are each independently an unsubstituted or substituted C 1 ~ C 20 linear or branched alkyl group, an unsubstituted or substituted C 1 ~ C 20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C 5 ~ C 30 homoaryl group or unsubstituted or substituted C 4 ~ C 30 heteroaryl group; a and b are each an integer from 1 to 4; n is an integer of 1 or more)

예시적인 실시형태에서, 화학식 4 내지 화학식 6에서 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 C1~C20 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이다. 일례로, 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 유기 화합물은 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](Poly[N,N’-bis(4-butylphenyl)-N,N’-bis(phenyl)-benzidine]; poly-TPD, p-TPD), 폴리[(9,9-디옥틸플루오레닐-2,7-디일)-코-(4,4'-(N-(4-sec-부틸페닐)디페닐아민))]((poly[(9,9-dioctylflorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))]; TFB), 폴리[(9,9-디옥틸플루오레닐-2,7-디일)-코-(4,4'-(N-(p-부틸페닐)디페닐아민))]((poly[(9,9-dioctylflorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(p-butylphenyl)diphenylamine))]), 폴리[비스(4-페닐)(2,4,6-트리메틸페닐)아민](poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine]; PTAA), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘(N,N’-Bis(3-methylphenyl)-N,N’-bis(phenyl)benzidine; TPD), N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘(N,N’-Bis(4-methylphenyl)-N,N’-bis(phenyl)benzidine), N1,N4-디페닐- N1,N4-디-m-톨릴벤젠-1,4-디아민(N1,N4-diphenyl- N1,N4-di-m-tolylbenzene-1,4-diamine; TTP), N,N,N',N'-테트라(3-메틸페닐)-3,3'-디메틸벤지딘(N,N,N',N'-tetra(3-methylphenyl)3,3'-dimethylbenzidien; HMTPD), 디-[4-(N,N'-디-p-톨릴-아미노)-페닐]사이클로헥산(di-[4-(N,N'-di-p-tolyl-amion)-phenyl]cyclohexane; TAPC), N4,N4'-비스(4-(6-((3-에틸록센-3-일)메톡시)헥신)페닐)-N4,N4'-디페닐바이페닐-4,4'-디아민(N4,N4'-Bis(4-(6-((3-ethyloxetan-3-yl)methoxy)hexyl)phenyl)-N4,N4'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine; OTPD), 4,4',4"-트리스(N,N-페닐-3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(4,4’,4’’-tris(N,N-phenyl-3-methylphenylamino)triphenylamine) 등을 포함하지만, In an exemplary embodiment, R 11 to R 14 in Formulas 4 to 6 are each independently an unsubstituted or substituted C1 to C20 straight-chain or branched-chain alkyl group. For example, organic compounds represented by Formulas 4 to 6 are poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine] (Poly[N,N'-bis( 4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine]; poly-TPD, p-TPD), poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-( 4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))]((poly[(9,9-dioctylflorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N -(4-sec-butylphenyl)diphenylamine))];TFB), poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(p- Butylphenyl)diphenylamine))]((poly[(9,9-dioctylflorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(p-butylphenyl)diphenylamine))]), poly [bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine](poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine]; PTAA), N,N'-bis( 3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) benzidine (N, N'-Bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) benzidine; TPD), N, N'-bis (4 -Methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine (N,N'-Bis(4-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine), N 1 ,N 4 -diphenyl- N 1 ,N 4 -di-m-tolylbenzene-1,4-diamine (N 1 ,N 4 -diphenyl- N 1 ,N 4 -di-m-tolylbenzene-1,4-diamine; TTP), N,N, N', N'-tetra (3-methylphenyl) -3,3'-dimethylbenzidine (N, N, N', N'-tetra (3-methylphenyl) 3,3'-dimethylbenzidien; HMTPD), di-[ 4-(N,N'-di-p-tolyl-amino)-phenyl]cyclohexane (di-[4-(N,N'-di-p-tolyl-amion)-phenyl]cyclohexane; TAPC), N4 ,N4'-bis(4-(6- ((3-ethyloxen-3-yl)methoxy)hexyne)phenyl)-N4,N4'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine (N4,N4'-Bis(4-(6-(( 3-ethyloxetan-3-yl)methoxy)hexyl)phenyl)-N4,N4'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine; OTPD), 4,4', 4 "-tris (N, N-phenyl-3-methylphenylamino) triphenylamine (4,4', 4''-tris (N, N-phenyl-3-methylphenylamino) triphenylamine ), etc., but

본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention is not limited thereto.

다른 예시적인 실시형태에서, 정공수송층(144)은 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 포함할 수 있다. In another exemplary embodiment, the hole transport layer 144 may include organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 above.

일례로, 정공주입층(142) 및 정공수송층(144)을 포함하는 제 1 전하이동층(140)은 진공 기상 증착법, 스퍼터링법을 포함하는 진공 증착 공정이나, 스핀 코팅(spin coating), 드롭 코팅(drop coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating), 롤 코팅(roll coating), 플로 코팅(flow coating)은 물론이고, 캐스팅 공정, 스크린 인쇄 또는 잉크젯 프린팅 방식과 같은 용액 공정을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 정공주입층(142)과 정공수송층(144)의 두께는 10 nm 내지 200 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm일 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the first charge transfer layer 140 including the hole injection layer 142 and the hole transport layer 144 may be formed by a vacuum vapor deposition process, a vacuum deposition process including a sputtering method, spin coating, or drop coating. (drop coating), dip coating (dip coating), spray coating (spray coating), roll coating (roll coating), flow coating (flow coating) as well as solution processes such as casting process, screen printing or inkjet printing method It can be used alone or in combination. For example, the thickness of the hole injection layer 142 and the hole transport layer 144 may be 10 nm to 200 nm, preferably 10 nm to 100 nm, but the present invention is not limited thereto.

한편, 발광물질층(150)은 무기 발광 입자로 이루어질 수 있다. 발광물질층(150)이 무기 발광 입자로 이루어지는 경우, 무기 발광 입자는 양자점(quantum dot, QD) 또는 양자 막대(quantum rod, QR)와 같은 나노 무기 발광 입자로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the light emitting material layer 150 may be formed of inorganic light emitting particles. When the light emitting material layer 150 is made of inorganic light emitting particles, the inorganic light emitting particles may be made of nano inorganic light emitting particles such as quantum dots (QDs) or quantum rods (QR).

양자점 또는 양자 막대는 불안정한 상태의 전자가 전도대(conduction band)에서 가전자대(valence band)로 내려오면서 발광하는 무기 입자이다. 이들 나노 무기 발광 입자는 흡광 계수(extinction coefficient)가 매우 크고 무기 입자 중에서는 양자 효율(quantum yield)도 우수하므로 강한 형광을 발생시킨다. 또한, 나노 무기 발광 입자의 크기에 따라 발광 파장이 변경되므로, 나노 무기 발광 입자의 크기를 조절하면 가시광선 전 영역대의 빛을 얻을 수 있으므로 다양한 컬러를 구현할 수 있다. 즉, 양자점 또는 양자 막대와 같은 나노 무기 발광 입자를 발광물질층(150)의 발광 재료로 사용하면, 개별 화소의 색순도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 높은 순도의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광으로 구성된 백색광을 구현할 수 있다. Quantum dots or quantum rods are inorganic particles that emit light as electrons in an unstable state descend from a conduction band to a valence band. These nano-inorganic light-emitting particles have a very high extinction coefficient and excellent quantum yield among inorganic particles, so they generate strong fluorescence. In addition, since the emission wavelength is changed according to the size of the nano-inorganic light-emitting particles, adjusting the size of the nano-inorganic light-emitting particles can obtain light in the entire range of visible light, so that various colors can be implemented. That is, when nano-inorganic light-emitting particles such as quantum dots or quantum rods are used as the light-emitting material of the light-emitting material layer 150, not only can the color purity of individual pixels be increased, but also high-purity red (R), green (G), It is possible to implement white light composed of blue (B) light emission.

하나의 예시적인 실시형태에서, 양자점 또는 양자 막대는 단일 구조를 가질 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 양자점 또는 양자 막대는 코어(core)/쉘(shell)의 이종 구조를 가질 수 있다. 이때, 쉘은 하나의 쉘로 이루어질 수도 있고, 다수의 쉘(multi shells)로 이루어질 수도 있다. In one exemplary embodiment, quantum dots or quantum rods may have a unitary structure. In another exemplary embodiment, quantum dots or quantum rods may have a core/shell heterogeneous structure. At this time, the shell may be composed of one shell or may be composed of multiple shells.

코어 및/또는 쉘을 구성하는 반응 전구체의 반응성과 주입 속도, 리간드의 종류 및 반응 온도 등에 따라 이들 나노 무기 발광 입자의 성장 정도, 결정 구조 등을 조절할 수 있으며, 이에 따라 에너지 밴드갭의 조절에 따른 다양한 파장대의 광 방출을 유도할 수 있다.The degree of growth, crystal structure, etc. of these nano-inorganic light-emitting particles can be controlled according to the reactivity and injection rate of the reactive precursor constituting the core and/or the shell, the type of ligand, and the reaction temperature. Light emission in various wavelength ranges can be induced.

일례로, 양자점 또는 양자 막대는 중심에 빛을 방출하는 코어 성분과, 코어의 표면에 코어를 보호하기 위해 쉘이 둘러싸고 있는 이종구조(heterologous structure)를 가질 수 있으며, 쉘의 표면으로 양자점 또는 양자 막대를 용매에 분산시키기 위한 리간드 성분이 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 양자점 또는 양자 막대는 코어를 구성하는 성분의 에너지 밴드갭(energy bandgap)이 쉘의 에너지 밴드갭에 의해 둘러싸인 구조로서, 전자와 정공이 코어를 향해 이동하여 코어 내에서 전자와 정공의 재결합이 이루어지면서 에너지를 빛으로 발산하는 발광체인 타입- 코어/쉘 구조를 가질 수 있다. For example, a quantum dot or quantum rod may have a core component that emits light at the center and a heterologous structure surrounded by a shell to protect the core on the surface of the core, and the quantum dot or quantum rod as the surface of the shell. A ligand component for dispersing in a solvent may be surrounded. For example, a quantum dot or quantum rod is a structure in which an energy bandgap of a component constituting a core is surrounded by an energy bandgap of a shell, and electrons and holes move toward the core, and electrons and holes move in the core. As recombination takes place, it can have a light-emitting type-core/shell structure that emits energy as light.

양자점 또는 양자 막대가 타입-Ⅰ 코어/쉘 구조를 이루는 경우, 코어는 실질적으로 발광이 일어나는 부분으로, 코어의 크기에 따라 양자점 또는 양자 막대의 발광 파장이 결정된다. 양자구속효과(quantum confine effect)를 받기 위해서 코어는 각각의 소재에 따라 엑시톤 보어 반경(exciton Bohr radius)보다 작은 크기를 가져야 하며, 해당 크기에서 광학적 밴드갭(optical band gap)을 가져야 한다. When the quantum dots or quantum rods form a type-I core/shell structure, the core is a portion where light emission occurs substantially, and the emission wavelength of the quantum dots or quantum rods is determined according to the size of the core. In order to receive the quantum confinement effect, the core must have a size smaller than the exciton Bohr radius according to each material and have an optical band gap at that size.

한편, 양자점 또는 양자 막대를 구성하는 쉘은 코어의 양자구속효과를 촉진하고 양자점 또는 양자 막대의 안정성을 결정한다. 단일 구조의 콜로이드 양자점 또는 양자 막대의 표면에 드러난 원자들은 내부 원자들과 달리 화학 결합에 참여하지 못한 전자상태(lone pair electron)를 가지고 있다. 이들 표면 원자들의 에너지 준위는 양자점 또는 양자 막대의 전도대(conduction band edge)와 가전자대(valence band edge) 사이에 위치하여 전하들을 트랩(trap)할 수 있어 표면 결함(surface defect)이 형성된다. 표면 결함에 기인하는 엑시톤의 비-발광 결합 과정(non-radiative recombination process)으로 인하여 양자점 또는 양자 막대의 발광 효율이 감소할 수 있으며, 트랩된 전하들이 외부 산소 및 화합물과 반응하여 양자점 또는 양자 막대의 화학적 조성의 변형을 야기하거나, 양자점 또는 양자 막대의 전기적/광학적 특성이 영구적으로 상실될 수 있다. On the other hand, the shell constituting the quantum dot or quantum rod promotes the quantum confinement effect of the core and determines the stability of the quantum dot or quantum rod. Atoms exposed on the surface of a colloidal quantum dot or quantum rod of a single structure have an electron state (lone pair electron) that does not participate in chemical bonding unlike internal atoms. The energy levels of these surface atoms are positioned between the conduction band edge and the valence band edge of the quantum dot or quantum rod to trap charges, resulting in surface defects. The luminous efficiency of quantum dots or quantum rods may decrease due to the non-radiative recombination process of excitons caused by surface defects, and the trapped charges react with external oxygen and compounds to form quantum dots or quantum rods. It may cause a change in the chemical composition or permanently lose the electrical/optical properties of the quantum dots or quantum rods.

따라서 하나의 바람직한 실시형태에서, 양자점 또는 양자 막대는 코어)/쉘의 이종구조를 가질 수 있다. 코어 표면에 쉘이 효율적으로 형성될 수 있기 위해서는, 쉘을 구성하는 재료의 격자 상수(lattice constant)는 코어를 구성하는 재료의 격자 상수와 비슷하여야 한다. 코어의 표면을 쉘로 에워쌈으로써, 코어의 산화를 방지하여 양자점 또는 양자 막대의 화학적 안정성을 향상시키고, 코어 표면에서의 표면 트랩에 기인하는 엑시톤의 손실을 최소화하고, 분자 진동에 의한 에너지 손실을 방지하여, 양자 효율을 향상시킬 수 있다. Thus, in one preferred embodiment, quantum dots or quantum rods may have a core/shell heterostructure. In order for the shell to be efficiently formed on the surface of the core, the lattice constant of the material constituting the shell should be similar to that of the material constituting the core. By enclosing the surface of the core with a shell, oxidation of the core is prevented to improve the chemical stability of quantum dots or quantum rods, to minimize the loss of excitons due to surface traps on the surface of the core, and to prevent energy loss due to molecular vibration Thus, the quantum efficiency can be improved.

양자점 또는 양자 막대는 양자구속효과를 가지는 반도체 나노 결정 또는 금속산화물 입자일 수 있다. 예를 들어, 양자점 또는 양자 막대는 Ⅱ-Ⅵ족, I-Ⅲ-Ⅵ족 또는 Ⅲ-V족의 나노 반도체 화합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 양자점 또는 양자 막대를 구성하는 코어 및/또는 쉘은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgTe 또는 이들의 조합과 같은 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 나노 결정; GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb 또는 이들의 조합과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 나노 결정; PbS, PbSe, PbTe 또는 이들의 임의의 조합과 같은 Ⅳ-Ⅵ족 화합물 반도체 나노 결정; AgGaS2, AgGaSe2, AgGaTe2, AgInS2, CuInS2, CuInSe2, CuGaS2, CuGaSe2 또는 이들의 조합과 같은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 화합물 반도체 나노 결정; ZnO, TiO2 또는 이들의 조합과 같은 금속 산화물 나노 입자; CdSe/ZnSe, CdSe/ZnS, CdS/ZnSe, CdS/ZnS, ZnSe/ZnS, InP/ZnS ZnO/MgO 또는 이들의 임의의 조합과 같은 코어/쉘 구조의 나노 결정일 수 있다. 반도체 나노 입자는 Eu, Er, Tb, Tm, Dy과 같은 희토류 원소 또는 이들의 임의의 조합으로 도핑(doping)되거나 도핑되지 않거나, 또는 Mn, Cu, Ag, Al과 같은 전이 금속 원소 또는 이들의 임의의 조합으로 도핑될 수 있다.Quantum dots or quantum rods may be semiconductor nanocrystals or metal oxide particles having a quantum confinement effect. For example, the quantum dot or quantum rod may include a nano-semiconductor compound of group II-VI, group I-III-VI, or group III-V. More specifically, the core and/or shell constituting the quantum dot or quantum rod may be a II-VI compound semiconductor nanocrystal such as CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgTe or a combination thereof; Group III-V compound semiconductor nanocrystals such as GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb or combinations thereof; Group IV-VI compound semiconductor nanocrystals such as PbS, PbSe, PbTe or any combination thereof; Group I-III-VI compound semiconductor nanocrystals such as AgGaS 2 , AgGaSe 2 , AgGaTe 2 , AgInS 2 , CuInS 2 , CuInSe 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 or combinations thereof; metal oxide nanoparticles such as ZnO, TiO 2 or combinations thereof; core/shell structures such as CdSe/ZnSe, CdSe/ZnS, CdS/ZnSe, CdS/ZnS, ZnSe/ZnS, InP/ZnS ZnO/MgO, or any combination thereof. Semiconductor nanoparticles may be doped or undoped with rare earth elements such as Eu, Er, Tb, Tm, Dy or any combination thereof, or transition metal elements such as Mn, Cu, Ag, Al or any combination thereof. Can be doped with a combination of.

예를 들어, 양자점 또는 양자 막대를 구성하는 코어는 ZnSe, ZnTe, CdSe, CdTe, InP, ZnCdS, CuxIn1-xS, CuxIn1-xSe, AgxIn1-xS 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 또한, 양자점 또는 양자 막대를 구성하는 쉘은 ZnS, GaP, CdS, ZnSe, CdS/ZnS, ZnSe/ZnS, ZnS/ZnSe/CdSe, GaP/ZnS, CdS/CdZnS/ZnS, ZnS/CdSZnS, CdXZn1-xS 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. For example, the cores constituting the quantum dots or quantum rods are ZnSe, ZnTe, CdSe, CdTe, InP, ZnCdS, Cu x In 1-x S, Cu x In 1-x Se, Ag x In 1-x S and these It may be selected from the group consisting of a combination of. In addition, the shells constituting the quantum dots or quantum rods are ZnS, GaP, CdS, ZnSe, CdS/ZnS, ZnSe/ZnS, ZnS/ZnSe/CdSe, GaP/ZnS, CdS/CdZnS/ZnS, ZnS/CdSZnS, Cd X Zn It may be selected from the group consisting of 1-x S and combinations thereof.

한편, 양자점은 균질 합금(homogeneous alloy) 양자점 또는 경도 합금(gradient alloy) 양자점과 같은 합금 양자점(alloy QD; 일례로, CdSxSe1-x, CdSexTe1-x, ZnxCd1-xSe)일 수도 있다. On the other hand, the quantum dots are homogeneous alloy quantum dots or alloy quantum dots such as gradient alloy quantum dots (alloy QD; for example, CdS x Se 1-x , CdSe x Te 1-x , Zn x Cd 1-x Se) may be

발광물질층(150)이 양자점 또는 양자 막대와 같은 무기 발광 입자로 이루어지는 경우, 용매에 양자점 또는 양자 막대를 포함하는 용액을 이용한 공정을 통하여 제 1 전하이동층(140), 예를 들어 정공수송층(144) 상에 도포된 뒤에, 용매를 휘발시킴으로써 발광물질층(150)을 형성한다. When the light emitting material layer 150 is made of inorganic light emitting particles such as quantum dots or quantum rods, the first charge transfer layer 140, for example, the hole transport layer ( 144), the light emitting material layer 150 is formed by volatilizing the solvent.

하나의 예시적인 실시형태에서, 발광물질층(150)은 440 nm, 530 nm, 620 nm의 PL 발광 특성을 가지는 나노 무기 발광 입자인 양자점 또는 양자 막대를 포함하여 백색 발광다이오드를 제작할 수 있다. 선택적으로, 발광물질층(150)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색을 가지는 발광 나노 입자인 양자점 또는 양자 막대를 포함하며, 그 중 어느 하나의 색으로 개별적으로 발광하도록 구현될 수 있다.In one exemplary embodiment, the light-emitting material layer 150 may include quantum dots or quantum rods, which are nano-inorganic light-emitting particles having PL emission characteristics of 440 nm, 530 nm, and 620 nm, so that a white light-emitting diode can be manufactured. Optionally, the light-emitting material layer 150 includes quantum dots or quantum rods, which are light-emitting nanoparticles having one of red, green, and blue colors, and may be implemented to individually emit light of any one of them.

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물의 밴드갭은 예를 들어 무기 발광 재료를 구성하는 코어의 밴드갭보다 넓다. 예시적인 실시형태에서, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 발광물질층(EML, 150)의 호스트로 사용될 수 있으며, 전술한 무기 발광 재료는 발광물질층(EML)의 도펀트(또는 게스트)로 사용될 수 있다. 이에 따라 발광물질층(150)으로 정공과 전자가 전달되어 엑시톤을 형성하기 위한 에너지가 효율적으로 본 발명에 따른 유기 화합물로부터 무기 발광 재료로 전달될 수 있다. 예를 들어, 발광물질층(EML, 150)에서 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물과 무기 발광 재료는 대략 1:5 내지 5:1, 바람직하게는 1:3 내지 3:1, 더욱 바람직하게는 1:2 내지 2:1의 중량 비율로 병용하여 사용될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. The band gap of the organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 is wider than, for example, the band gap of the core constituting the inorganic light emitting material. In an exemplary embodiment, organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 may be used as a host of the light emitting material layer (EML) 150, and the above-described inorganic light emitting material may be used as a dopant (or guest) of the light emitting material layer (EML). can be used as Accordingly, holes and electrons are transferred to the light emitting material layer 150, and energy for forming excitons can be efficiently transferred from the organic compound according to the present invention to the inorganic light emitting material. For example, in the light emitting material layer (EML, 150), the ratio of the organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 and the inorganic light emitting material is approximately 1:5 to 5:1, preferably 1:3 to 3:1, more preferably Preferably, they may be used in combination at a weight ratio of 1:2 to 2:1, but the present invention is not limited thereto.

이때, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 용액 공정이 가능하다. 따라서, 하나의 예시적인 실시형태에서, 발광물질층(150)은 용매에 발광 나노 입자인 양자점 또는 양자 막대와 같은 무기 발광 재료와, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물이 포함된 분산액을 코팅하는 용액 공정을 통하여 제 1 전하이동층(140) 상에 코팅하고, 용매를 휘발시켜 형성할 수 있다. 발광물질층(150)을 형성하는 방법으로서 스핀 코팅, 드롭 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 플로 코팅은 물론이고, 캐스팅 공정, 스크린 인쇄 또는 잉크젯 프린팅 방식과 같은 용액 공정을 단독 또는 조합하여 적층될 수 있다. At this time, the organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 may be subjected to a solution process. Therefore, in one exemplary embodiment, the light emitting material layer 150 is coated with a dispersion containing an inorganic light emitting material such as light emitting nanoparticles, such as quantum dots or quantum rods, and organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 in a solvent. It may be formed by coating on the first charge transfer layer 140 through a solution process and volatilizing the solvent. As a method of forming the light emitting material layer 150, a solution process such as spin coating, drop coating, dip coating, spray coating, roll coating, and flow coating, as well as a casting process, screen printing, or inkjet printing, is used alone or in combination. can be layered.

예시적으로, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 무기 발광 재료를 분산시키는 매트릭스로 기능할 수 있다. 따라서 도 3에 도시한 바와 같이, 발광물질층(EML, 150)은 인접한 전하이동층, 예를 들어 정공수송층(144, HTL) 및 전자수송층(164, ETL)에 대하여 매끄러운 단면 형태를 가지면서 계면을 형성한다. 발광층(130)을 포함하여 발광다이오드(100)가 우수한 모폴로지 특성을 가지게 되어, 발광다이오드(100) 전체 영역으로 정공과 전자가 균일하게 주입될 수 있어서, 정공과 전자가 발광물질층(150)에서 효율적으로 엑시톤을 형성할 수 있다. Illustratively, the organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 may function as a matrix for dispersing the inorganic light emitting material. Therefore, as shown in FIG. 3, the light emitting material layer (EML, 150) has a smooth cross-sectional shape with respect to the adjacent charge transfer layer, for example, the hole transport layer (144, HTL) and the electron transport layer (164, ETL), and has an interface form Since the light emitting diode 100 including the light emitting layer 130 has excellent morphological characteristics, holes and electrons can be uniformly injected into the entire area of the light emitting diode 100, so that holes and electrons can pass through the light emitting material layer 150. Excitons can be formed efficiently.

또한, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물은 무기 발광 재료에 비하여 높은 HOMO 에너지 준위를 가지고 있다. 따라서 도 4에 도시한 바와 같이, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물과 무기 발광 재료를 병용한 발광물질층(EML)의 HOMO(또는 가전자대) 에너지 준위는, 무기 발광 재료만을 사용한 발광물질층의 가전자대 에너지 준위에 비하여 높다. 이에 따라, 정공수송층(HTL)의 HOMO 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 HOMO 에너지 준위의 차이(ΔG'H)가 크게 감소하여 정공수송층(HTL)과 발광물질층(EML) 사이의 에너지 장벽을 제거할 수 있다. In addition, organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 have higher HOMO energy levels than inorganic light emitting materials. Therefore, as shown in FIG. 4, the HOMO (or valence band) energy level of the light emitting material layer (EML) using the inorganic light emitting material in combination with the organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 is the light emitting material using only the inorganic light emitting material. It is higher than the valence band energy level of the layer. Accordingly, the difference (ΔG' H ) between the HOMO energy level of the hole transport layer (HTL) and the HOMO energy level of the light emitting material layer (EML) is greatly reduced, resulting in an energy barrier between the hole transport layer (HTL) and the light emitting material layer (EML). can be removed.

즉, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층(EML)에 적용함으로써, 정공수송층(HTL)의 HOMO 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 HOMO 에너지 준위의 차이(ΔG'H)는, 전자수송층(ETL)의 최저준위비점유분자궤도(Lowest Unoccupied Molecular orbital; LUMO) 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 LUMO 에너지 준위의 차이(ΔGL)와 동일해지거나 큰 차이를 갖지 않는다. That is, by applying the organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 to the light emitting material layer (EML), the difference between the HOMO energy level of the hole transport layer (HTL) and the HOMO energy level of the light emitting material layer (EML) (ΔG' H ) Is equal to the difference (ΔG L ) between the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level of the electron transport layer (ETL) and the LUMO energy level of the light emitting material layer ( EML ) or does not have a large difference. .

이와 같이, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층에 사용함으로써, 정공과 전자가 발광물질층(EML)으로 균형 있게 주입되어 엑시톤을 형성하기 때문에, 엑시톤을 형성하지 못하고 소멸되는 전자가 감소하거나 없어진다. 또한 발광물질층(EML)과 인접한 전하이동층(HTL, ETL)의 계면이 아니라, 발광물질층(EML)에 주입된 발광 재료에서 발광이 효율적으로 일어날 수 있다. 따라서 발광다이오드(100)의 발광 효율을 극대화할 수 있으며, 저-전압에서 구동이 가능해지므로 소비 전력을 낮출 수 있다.As described above, by using the organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 in the light emitting material layer, holes and electrons are injected into the light emitting material layer (EML) in a balanced manner to form excitons, so electrons that disappear without forming excitons decreases or disappears In addition, light emission can be efficiently generated from the light emitting material injected into the light emitting material layer EML instead of the interface between the light emitting material layer EML and the adjacent charge transfer layers HTL and ETL. Accordingly, the light emitting efficiency of the light emitting diode 100 can be maximized, and power consumption can be reduced because it can be driven at a low voltage.

한편, 제 2 전하이동층(160)은 발광물질층(150)과 제 2 전극(120) 사이에 위치한다. 본 실시형태에서, 제 2 전하이동층(160)은 발광물질층(150)으로 전자를 공급하는 전자이동층일 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 제 2 전하이동층(160)은 제 2 전극(120)과 발광물질층(150) 사이에서 제 2 전극(120)에 인접하게 위치하는 전자주입층(electron injection layer; EIL, 162)과, 제 2 전극(120)과 발광물질층(150) 사이에서 발광물질층(150)에 인접하게 위치하는 전자수송층(electron transport layer; ETL, 164)을 포함한다. Meanwhile, the second charge transfer layer 160 is positioned between the light emitting material layer 150 and the second electrode 120 . In this embodiment, the second charge transfer layer 160 may be an electron transfer layer supplying electrons to the light emitting material layer 150 . In one exemplary embodiment, the second charge transfer layer 160 is an electron injection layer positioned adjacent to the second electrode 120 between the second electrode 120 and the light emitting material layer 150. ;

전자주입층(162)은 제 2 전극(120)에서 발광물질층(150)으로의 전자 주입을 용이하게 한다. 예를 들어 전자주입층(162)은 Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, Li과 같은 금속에 불소가 도핑되거나 결합된 소재로 이루어지거나, Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화탄탈륨(Ta2O3)와 같은 금속 산화물로 이루어질 수 있다. The electron injection layer 162 facilitates electron injection from the second electrode 120 into the light emitting material layer 150 . For example, the electron injection layer 162 is made of a material in which fluorine is doped or bonded to a metal such as Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, Li, Al, Mg, In, Li, Ga, Titanium dioxide (TiO 2 ) doped or undoped with Cd, Cs, Cu, etc., zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ) may be made of a metal oxide such as.

전자수송층(164)은 발광물질층(150)으로 전자를 전달한다. 전자수송층(164)은 무기물 및/또는 유기물로 이루어질 수 있다. 전자수송층(764)이 무기물로 이루어지는 경우, 전자수송층(164)은 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화아연마그네슘(ZnMgO), 산화지르코늄(ZrO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화탄탈륨(Ta2O3), 산화하프늄(HfO3), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄실리콘(ZrSiO4), 산화바륨티타늄(BaTiO3), 산화바륨지르코늄(BaZrO3)와 같은 금속/비금속 산화물 및/또는 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 CdS, ZnSe, ZnS와 같은 반도체 입자, Si3N4와 같은 질화물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. The electron transport layer 164 transfers electrons to the light emitting material layer 150 . The electron transport layer 164 may be made of an inorganic material and/or an organic material. When the electron transport layer 764 is made of an inorganic material, the electron transport layer 164 is titanium dioxide (TiO 2 ) doped or undoped with Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu, or the like, or zinc oxide (ZnO). ), zinc magnesium oxide (ZnMgO), zirconium oxide (ZrO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium silicon oxide (ZrSiO 4 ), barium titanium oxide (BaTiO 3 ), barium zirconium oxide (BaZrO 3 ) and/or metal/non-metal oxides such as Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, It may be made of an inorganic material selected from the group consisting of semiconductor particles such as CdS, ZnSe, and ZnS doped or not doped with Cu, nitrides such as Si 3 N 4 , and combinations thereof.

전자수송층(164)이 유기물로 이루어지는 경우, 전자수송층(164)은 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아디자올계 화합물, 페난트롤린(phenanthroline)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 벤족사졸계 화합물, 벤조티아졸계 화합물, 벤즈이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물이나 알루미늄 착물과 같은 유기물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 전자수송층(164)을 구성할 수 있는 유기 물질은 3-(바이페닐-4-일)-5-(4-테트라부틸페닐)-4-페닐-4H-1,2,4-트리아졸(3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tertbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole, TAZ), 바소큐프로인(bathocuproine, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; BCP), 2,2',2"-(1,3,5-벤자인트리일)-트리스(1-페닐-1-H-벤즈이미아졸)(2,2',2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); TPBi), 2-[4-(9,10-디-2-나프탈레닐-2-안트라세닐)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸(2-[4-(9,10-Di-2-naphthalenyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazole), 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(Tris(8-hydroxyquinoline)aluminum; Alq3), 비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)-4-페닐페놀레이트 알루미늄(Ⅲ) (bis(2-methyl-8-quninolinato)-4-phenylphenolatealuminum (Ⅲ); Balq), 비스(2-메틸-퀴놀리나토)(트리페닐실록시), 8-하이드록시-퀴놀리나토 리튬(8-hydroxy-quinolinato lithium, Liq), 알루미늄(Ⅲ)(bis(2-methyl-quinolinato)(tripnehylsiloxy) aluminum (Ⅲ); Salq), 2-페닐-9-(3-(2-(페닐-1,10-페난트롤린-9-일)페닐)-1,10-페난트롤린(2-phenyl-9-(3-(2-phenyl-1,10-phenanthrolin-9-yl)phenyl)-1,10-phenanthroline) 및 이들의 조합으로 구성되는 소재에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. When the electron transport layer 164 is made of an organic material, the electron transport layer 164 includes an oxazole-based compound, an isoxazole-based compound, a triazole-based compound, an isothiazole-based compound, an oxadiazole-based compound, a thiadizaol-based compound, phenanthroline )-based compounds, perylene-based compounds, benzoxazole-based compounds, benzothiazole-based compounds, benzimidazole-based compounds, triazine-based compounds, or organic materials such as aluminum complexes may be used. Specifically, the organic material capable of constituting the electron transport layer 164 is 3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tetrabutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-tria Sol (3-(biphenyl-4-yl)-5-(4-tertbutylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole, TAZ), bathocuproine (2,9-dimethyl- 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; BCP), 2,2',2"-(1,3,5-benzyntriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimiazole) (2,2',2"-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); TPBi), 2-[4-(9,10-di-2-naf Talenyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazole (2-[4-(9,10-Di-2-naphthalenyl-2-anthracenyl)phenyl]-1-phenyl-1H- benzimidazole), tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Tris (8-hydroxyquinoline) aluminum; Alq 3 ), bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenolate aluminum (Ⅲ) (bis ( 2-methyl-8-quninolinato)-4-phenylphenolatealuminum (III); Balq), bis(2-methyl-quinolinato) (triphenylsiloxy), 8-hydroxy-quinolinato lithium (8-hydroxy- quinolinato lithium, Liq), aluminum (Ⅲ) (bis(2-methyl-quinolinato)(tripnehylsiloxy) aluminum (Ⅲ); Salq), 2-phenyl-9-(3-(2-(phenyl-1,10-phenan) 2-phenyl-9-(3-(2-phenyl-1,10-phenanthrolin-9-yl)phenyl)-1,10-phenanthroline ) and materials composed of combinations thereof, but the present invention is not limited thereto.

다른 선택적인 실시형태에서, 전자수송층(164)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수도 있다. In another optional embodiment, the electron transport layer 164 may be formed of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3.

제 1 전하이동층(140)과 유사하게, 도 3에서 제 2 전하이동층(160)을 전자주입층(162)과 전자수송층(164)의 2층으로 도시하였으나, 제 2 전하이동층(160)은 전자수송층(164)의 1층으로만 이루어질 수도 있다. 또한, 전술한 무기물로 이루어지는 전자 수송 재료에 세슘카보네이트를 블렌딩한 전자수송층(164)의 1층으로 제 2 전하이동층(160)을 형성할 수도 있다. Similar to the first charge transfer layer 140, although the second charge transfer layer 160 is shown as two layers of an electron injection layer 162 and an electron transport layer 164 in FIG. 3, the second charge transfer layer 160 ) may be formed of only one layer of the electron transport layer 164. In addition, the second charge transfer layer 160 may be formed with one layer of the electron transport layer 164 obtained by blending cesium carbonate with the aforementioned inorganic electron transport material.

전자주입층(162) 및/또는 전자수송층(164)을 포함하는 제 2 전하이동층(160)은 스핀 코팅, 드롭 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 플로 코팅은 물론이고, 캐스팅 공정, 스크린 인쇄 또는 잉크젯 프린팅 방식과 같은 용액 공정을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 일례로, 전자주입층(162) 및 전자수송층(164)은 10 내지 200 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm의 두께로 적층될 수 있다. The second charge transfer layer 160 including the electron injection layer 162 and/or the electron transport layer 164 can be applied by spin coating, drop coating, dip coating, spray coating, roll coating, flow coating, casting process, Solution processes such as screen printing or inkjet printing may be used alone or in combination. For example, the electron injection layer 162 and the electron transport layer 164 may be stacked to a thickness of 10 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm.

예를 들어, 제 1 전하이동층(140)을 구성하는 정공수송층(144)이 유기물로 이루어지고, 제 2 전하이동층(160)이 무기물로 이루어지는 혼성 전하이동층(charge transport layer; CTL)을 도입하는 경우, 발광다이오드(100)의 발광 특성이 향상될 수 있다. For example, a mixed charge transport layer (CTL) in which the hole transport layer 144 constituting the first charge transfer layer 140 is made of an organic material and the second charge transfer layer 160 is made of an inorganic material is formed. When introduced, light emitting characteristics of the light emitting diode 100 may be improved.

한편, 정공이 발광물질층(150)을 지나 제 2 전극(120)으로 이동하거나, 전자가 발광물질층(150)을 지나 제 1 전극(110)으로 가는 경우, 소자의 수명과 효율에 감소를 가져올 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 발광다이오드(100)는 발광물질층(150)에 인접하여 적어도 1개의 엑시톤 차단층이 위치할 수 있다. On the other hand, when holes pass through the light emitting material layer 150 and move to the second electrode 120 or electrons pass through the light emitting material layer 150 and go to the first electrode 110, the lifespan and efficiency of the device are reduced. can bring To prevent this, in the light emitting diode 100 according to the first exemplary embodiment of the present invention, at least one exciton blocking layer may be positioned adjacent to the light emitting material layer 150 .

예를 들어, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광다이오드(100)는 정공수송층(144)과 발광물질층(150) 사이에 전자의 이동을 제어, 방지할 수 있는 전자차단층(electron blocking layer, EBL)이 위치할 수 있다. 일례로, 전자차단층은 TCTA, 트리스[4-(디에틸아미노)페닐]아민(tris[4-(diethylamino)phenyl]amine),N-(바이페닐-4-일)-9,9-디메틸-N-(4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민, 트리-p-톨릴아민(tri-p-tolylamine), 1,1-비스(4-(N,N-디(p-톨릴)아미노)페닐)사이클로헥산(1,1-bis(4-(N,N'-di(ptolyl)amino)phenyl)cyclohexane; TAPC),m-MTDATA, 1,3-비스(N-카바졸릴)벤젠(1,3-bis(N-carbazolyl)benzene; mCP),3,3'-비스(N-카바졸릴)-1,1'-바이페닐(3,3'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl; mCBP), Poly-TPD,프탈로시아닌구리(copper phthalocyanine; CuPc), DNTPD 및/또는1,3,5-트리스[4-(디페닐아미노)페닐]벤젠(1,3,5-tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzene; TDAPB) 등으로 이루어질 수 있다. For example, the light emitting diode 100 according to the first embodiment of the present invention has an electron blocking layer capable of controlling or preventing the movement of electrons between the hole transport layer 144 and the light emitting material layer 150. , EBL) may be located. For example, the electron blocking layer is TCTA, tris [4- (diethylamino) phenyl] amine (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, tri-p-tolylamine, 1,1- Bis(4-(N,N-di(p-tolyl)amino)phenyl)cyclohexane(1,1-bis(4-(N,N'-di(ptolyl)amino)phenyl)cyclohexane; TAPC),m -MTDATA, 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene (1,3-bis (N-carbazolyl) benzene; mCP), 3,3'-bis (N-carbazolyl) -1,1'-bi Phenyl (3,3'-bis (N-carbazolyl) -1,1'-biphenyl; mCBP), Poly-TPD, copper phthalocyanine (CuPc), DNTPD and / or 1,3,5-tris [4 -(diphenylamino)phenyl]benzene (1,3,5-tris[4-(diphenylamino)phenyl]benzene; TDAPB).

또한, 발광물질층(150)과 전자수송층(164) 사이에 제 2 엑시톤 차단층으로서 정공차단층(hole blocking layer, HBL)이 위치하여 발광물질층(150)과 전자수송층(164) 사이에 정공의 이동을 방지할 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 정공차단층의 소재로서 전자수송층(164)에 사용될 수 있는 옥사디아졸계, 트리아졸계, 페난트롤린계, 벤족사졸계, 벤조티아졸계, 벤즈이미다졸계, 트리아진계 등의 유기 유도체가 사용될 수 있다. In addition, a hole blocking layer (HBL) is positioned as a second exciton blocking layer between the light emitting material layer 150 and the electron transport layer 164, so that holes are formed between the light emitting material layer 150 and the electron transport layer 164. movement can be prevented. In one exemplary embodiment, oxadiazole-based, triazole-based, phenanthroline-based, benzoxazole-based, benzothiazole-based, benzimidazole-based, triazine-based, etc. that can be used for the electron transport layer 164 as a material for the hole blocking layer. Organic derivatives of can be used.

예를 들어 정공차단층은 발광물질층(150)에 사용된 소재와 비교해서 HOMO(highest occupied molecular orbital; 최고점유분자궤도) 에너지 준위가 낮은 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; BCP), BAlq, Alq3, PBD, 스파이로-PBD 및/또는 Liq 등으로 이루어질 수 있다. For example, the hole blocking layer is 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1 having a lower HOMO (highest occupied molecular orbital) energy level compared to the material used in the light emitting material layer 150. ,10-phenanthroline (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline; BCP), BAlq, Alq3, PBD, spiro-PBD, and/or Liq.

하나의 선택적인 실시형태에서, 엑시톤 차단층은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수 있다. In one optional embodiment, the exciton blocking layer may be formed of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따르면 발광층(130), 예를 들어 발광물질층(150, EML)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수 있다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물이 무기 발광 재료를 분산시키는 매트릭스로 기능할 수 있다. 발광물질층(150)과 인접한 전하이동층과의 계면이 매끄럽게 형성되면서, 발광다이오드(100)의 모폴로지 특성이 향상된다. 또한, 발광물질층(150)과 정공수송층(144) 사이의 HOMO 에너지 장벽이 감소한다. 발광물질층(150) 전체 영역으로 정공과 전자가 균형 있게 주입되면서, 발광다이오드(100)의 발광 효율이 향상되고, 저-전압에서 구동할 수 있게 되어 소비 전력을 줄일 수 있다. As described above, according to the first embodiment of the present invention, the light emitting layer 130, for example, the light emitting material layer 150 (EML) may be formed of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3. The organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 may function as a matrix for dispersing the inorganic light emitting material. As the interface between the light emitting material layer 150 and the adjacent charge transfer layer is formed smoothly, the morphology characteristics of the light emitting diode 100 are improved. In addition, the HOMO energy barrier between the light emitting material layer 150 and the hole transport layer 144 is reduced. As holes and electrons are injected into the entire area of the light emitting material layer 150 in a balanced manner, the light emitting efficiency of the light emitting diode 100 is improved, and power consumption can be reduced because it can be driven at a low voltage.

한편, 도 3 및 도 4에서는 일함수 값이 상대적으로 낮은 제 1 전극과 발광물질층 사이에 정공이동층이 위치하고, 일함수가 상대적으로 높은 제 2 전극과 발광물질층 사이에 전자이동층이 위치하는 정상 구조(normal structure)를 가지는 발광다이오드에 대해서 설명하였다. 발광다이오드는 정상 구조가 아닌 반전 구조(inverted structure)를 가질 수 있는데, 이에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라, 반전 구조(inverted structure)를 가지는 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 발광다이오드를 구성하는 전극과 발광층을 구성하는 재료들의 밴드갭 에너지를 개략적으로 나타낸 다이어그램이다. Meanwhile, in FIGS. 3 and 4, the hole transfer layer is positioned between the light emitting material layer and the first electrode having a relatively low work function value, and the electron transfer layer is positioned between the light emitting material layer and the second electrode having a relatively high work function value. A light emitting diode having a normal structure having a normal structure has been described. A light emitting diode may have an inverted structure rather than a normal structure, which will be described. 5 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting diode having an inverted structure according to the second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a light emitting diode according to the second exemplary embodiment of the present invention. It is a diagram schematically showing the bandgap energy of materials constituting the constituting electrode and the light emitting layer.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 발광다이오드(200)는 제 1 전극(210), 제 1 전극(210)과 마주하는 제 2 전극(220), 제 1 전극(210)과 제 2 전극(220) 사이에 위치하는 발광물질층(250)을 포함하는 발광층(230)을 포함한다. 발광층(230)은, 제 1 전극(210)과 발광물질층(250) 사이에 위치하는 제 1 전하이동층(240)과, 제 2 전극(220)과 발광물질층(250) 사이에 위치하는 제 2 전하이동층(260)을 더욱 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5, the light emitting diode 200 according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a first electrode 210, a second electrode 220 facing the first electrode 210, a first The light emitting layer 230 including the light emitting material layer 250 positioned between the electrode 210 and the second electrode 220 is included. The light emitting layer 230 includes a first charge transfer layer 240 positioned between the first electrode 210 and the light emitting material layer 250, and positioned between the second electrode 220 and the light emitting material layer 250. A second charge transfer layer 260 may be further included.

본 발명의 제 2 실시형태에서, 제 1 전극(210)은 전자 주입 전극과 같은 음극(cathode)일 수 있다. 일례로, 제 1 전극(810)은 ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO2, In2O3, Cd:ZnO, F:SnO2, In:SnO2, Ga:SnO2 및 AZO와 같은 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물이거나, 전술한 금속 산화물 이외에도 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브를 포함하는 소재로 이루어질 수 있다. In the second embodiment of the present invention, the first electrode 210 may be a cathode such as an electron injection electrode. For example, the first electrode 810 is doped with ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO 2 , In 2 O 3 , Cd:ZnO, F:SnO 2 , In:SnO 2 , Ga:SnO 2 and AZO. It may be an undoped metal oxide or a material including nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), iridium (Ir), or carbon nanotubes in addition to the above-mentioned metal oxide.

본 발명의 제 2 실시형태에서, 제 2 전극(220)은 정공 주입 전극과 같은 양극(anode)일 수 있다. 일례로 제 2 전극(220)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(810)과 제 2 전극(220)은 30 내지 300 nm의 두께로 적층될 수 있다. In the second embodiment of the present invention, the second electrode 220 may be an anode such as a hole injection electrode. For example, the second electrode 220 may be Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, CsF/Al, CaCO 3 /Al, BaF 2 /Ca/Al, Al, Mg, It may be Au:Mg or Ag:Mg. For example, the first electrode 810 and the second electrode 220 may be stacked to a thickness of 30 to 300 nm.

본 발명의 제 2 실시형태에서, 제 1 전하이동층(240)은 발광물질층(250)으로 전자를 공급하는 전자이동층일 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 제 1 전하이동층(240)은 제 1 전극(210)과 발광물질층(250) 사이에서 제 1 전극(210)에 인접하게 위치하는 전자주입층(242)과, 제 1 전극(210)과 발광물질층(250) 사이에서 발광물질층(250)에 인접하게 위치하는 전자수송층(244)을 포함한다. In the second embodiment of the present invention, the first charge transfer layer 240 may be an electron transfer layer supplying electrons to the light emitting material layer 250 . In one exemplary embodiment, the first charge transfer layer 240 includes an electron injection layer 242 positioned adjacent to the first electrode 210 between the first electrode 210 and the light emitting material layer 250 and , An electron transport layer 244 positioned adjacent to the light emitting material layer 250 between the first electrode 210 and the light emitting material layer 250 .

전자주입층(242)은 Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, Li과 같은 금속에 불소가 도핑되거나 결합된 소재로 이루어지거나, Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 TiO2, ZnO, ZrO, SnO2, WO3, Ta2O3와 같은 금속 산화물로 이루어질 수 있다. The electron injection layer 242 is made of a material in which fluorine is doped or bonded to a metal such as Al, Cd, Cs, Cu, Ga, Ge, In, or Li, or Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, or Cs. , TiO 2 , ZnO, ZrO, SnO 2 , WO 3 , Ta 2 O 3 doped or not doped with Cu or the like.

전자수송층(244)은 무기물 및/또는 유기물로 이루어질 수 있다. 전자수송층(244)이 무기물로 이루어지는 경우, 전자수송층(244)은 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 TiO2, ZnO, ZnMgO, ZrO, SnO2, WO3, Ta2O3, HfO3, Al2O3, ZrSiO4, BaTiO3, BaZrO3와 같은 금속/비금속 산화물 및/또는 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu 등으로 도핑되거나 도핑되지 않은 CdS, ZnSe, ZnS와 같은 반도체 입자, Si3N4와 같은 질화물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. The electron transport layer 244 may be made of an inorganic material and/or an organic material. When the electron transport layer 244 is made of an inorganic material, the electron transport layer 244 is TiO 2 , ZnO, ZnMgO, ZrO, SnO 2 doped or undoped with Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, or Cu. , WO 3 , Ta 2 O 3 , HfO 3 , Al 2 O 3 , ZrSiO 4 , BaTiO 3 , metal/non-metal oxides such as BaZrO 3 and/or Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs, Cu, etc. It may be made of an inorganic material selected from the group consisting of semiconductor particles such as doped or undoped CdS, ZnSe, and ZnS, nitrides such as Si 3 N 4 , and combinations thereof.

전자수송층(244)이 유기물로 이루어지는 경우, 전자수송층(244)은 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸계 화합물, 옥시디아졸계 화합물, 티아디자올계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물이나 알루미늄 착물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 전자수송층(244)을 구성할 수 있는 유기 물질은 TAZ, BCP, TPBi, 2-[4-(9,10-디-2-나프탈레닐-2-안트라세닐)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸, Alq3, Balq, LIQ, Salq, 2-페닐-9-(3-(2-(페닐-1,10-페난트롤린-9-일)페닐)-1,10-페난트롤린 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 선택적인 실시형태에서, 전자수송층(144)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수도 있다. When the electron transport layer 244 is made of an organic material, the electron transport layer 244 may include an oxazole-based compound, an isoxazole-based compound, a triazole-based compound, an isothiazole-based compound, an oxidiazole-based compound, a thiadizaol-based compound, and perylene. A base compound or an aluminum complex can be used. Specifically, organic materials capable of constituting the electron transport layer 244 include TAZ, BCP, TPBi, 2-[4-(9,10-di-2-naphthalenyl-2-anthracenyl)phenyl]-1- Phenyl-1H-benzimidazole, Alq 3 , Balq, LIQ, Salq, 2-phenyl-9-(3-(2-(phenyl-1,10-phenanthrolin-9-yl)phenyl)-1,10 - It may be made of an organic material selected from the group consisting of phenanthroline and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto. It may also consist of a compound.

한편, 제 1 전하이동층(240)은 전자수송층(244)의 1층으로만 이루어질 수도 있다. 또한, 전술한 무기 입자들로 이루어지는 전자 수송 재료에 세슘카보네이트를 블렌딩한 전자수송층(244)의 1층으로 제 1 전하이동층(240)을 형성할 수도 있다. 일례로, 전자주입층(242) 및 전자수송층(244)은 10 내지 200 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm의 두께로 적층될 수 있다.Meanwhile, the first charge transfer layer 240 may be formed of only one layer of the electron transport layer 244 . In addition, the first charge transfer layer 240 may be formed with one layer of the electron transport layer 244 obtained by blending cesium carbonate with the above-described electron transport material composed of inorganic particles. For example, the electron injection layer 242 and the electron transport layer 244 may be stacked to a thickness of 10 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm.

발광물질층(250)은 무기 발광 입자와, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 포함할 수 있다. 무기 발광 입자는 양자점 또는 양자 막대와 같은 나노 무기 발광 입자일 수 있다. 양자점 또는 양자 막대는 단일 구조를 가지거나, 코어/쉘의 이종 구조를 가질 수 있다. The light emitting material layer 250 may include inorganic light emitting particles and organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3. The inorganic light-emitting particles may be nano-inorganic light-emitting particles such as quantum dots or quantum rods. Quantum dots or quantum rods may have a single structure or a heterogeneous core/shell structure.

양자점 또는 양자 막대는 양자구속효과를 가지는 반도체 나노 결정 또는 금속산화물 입자일 수 있다. 예를 들어, 양자점 또는 양자 막대는 Ⅱ-Ⅵ족, I-Ⅲ-Ⅵ족 또는 Ⅲ-V족의 나노 반도체 화합물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 양자점 또는 양자 막대를 구성하는 코어 및/또는 쉘은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgTe 또는 이들의 조합과 같은 Ⅱ족 내지 Ⅵ족 화합물 반도체 나노 결정; GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs 및 InSb와 같은 Ⅲ족 내지 Ⅴ족 또는 Ⅳ족 내지 Ⅵ족 화합물 반도체 나노 결정; PbS, PbSe, PbTe 또는 이들의 임의의 조합; AgGaS2, AgGaSe2, AgGaTe2, CuInS2, CuInSe2, CuGaS2, CuGaSe2 나노 결정; ZnO, TiO2 또는 이들의 조합과 같은 금속 산화물 나노 입자; CdSe/ZnSe, CdSe/ZnS, CdS/ZnSe, CdS/ZnS, ZnSe/ZnS, InP/ZnS ZnO/MgO 또는 이들의 임의의 조합과 같은 코어-쉘 구조의 나노 결정일 수 있다. 반도체 나노 입자는 Eu, Er, Tb, Tm, Dy과 같은 희토류 원소 또는 이들의 임의의 조합으로 도핑(doping)되거나 도핑되지 않거나, 또는 Mn, Cu, Ag, Al과 같은 전이 금속 원소 또는 이들의 임의의 조합으로 도핑될 수 있다.Quantum dots or quantum rods may be semiconductor nanocrystals or metal oxide particles having a quantum confinement effect. For example, the quantum dot or quantum rod may include a nano-semiconductor compound of group II-VI, group I-III-VI, or group III-V. More specifically, the core and / or shell constituting the quantum dot or quantum rod may be a group II to VI compound semiconductor nanocrystal such as CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgTe or a combination thereof; Group III to V or IV to VI compound semiconductor nanocrystals such as GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs and InSb; PbS, PbSe, PbTe or any combination thereof; AgGaS 2 , AgGaSe 2 , AgGaTe 2 , CuInS 2 , CuInSe 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 nanocrystals; metal oxide nanoparticles such as ZnO, TiO 2 or combinations thereof; CdSe/ZnSe, CdSe/ZnS, CdS/ZnSe, CdS/ZnS, ZnSe/ZnS, InP/ZnS ZnO/MgO, or any combination thereof. Semiconductor nanoparticles may be doped or undoped with rare earth elements such as Eu, Er, Tb, Tm, Dy or any combination thereof, or transition metal elements such as Mn, Cu, Ag, Al or any combination thereof. Can be doped with a combination of.

발광물질층(250)이 양자점 또는 양자 막대와 같은 무기 발광 입자로 이루어지는 경우, 용매에 양자점 또는 양자 막대와 같은 무기 발광 재료와, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 포함하는 분산 용액을 이용한 공정을 통하여 제 1 전하이동층(240), 예를 들어 전자수송층(244) 상에 도포된 뒤에, 용매를 휘발시킴으로써 발광물질층(250)을 형성한다. When the light emitting material layer 250 is made of inorganic light emitting particles such as quantum dots or quantum rods, a dispersion solution containing inorganic light emitting materials such as quantum dots or quantum rods and organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 is used in a solvent. After being coated on the first charge transfer layer 240, for example, the electron transport layer 244 through the process, the light emitting material layer 250 is formed by volatilizing the solvent.

한편, 본 발명의 제 2 실시형태에서, 제 2 전하이동층(260)은 발광물질층(250)으로 정공을 공급하는 정공이동층일 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 제 2 전하이동층(260)은 제 2 전극(220)과 발광물질층(250) 사이에서 제 2 전극(220)에 인접하게 위치하는 정공주입층(262)과, 제 2 전극(220)과 발광물질층(250) 사이에서 발광물질층(250)에 인접하게 위치하는 정공수송층(264)을 포함한다. Meanwhile, in the second embodiment of the present invention, the second charge transfer layer 260 may be a hole transfer layer supplying holes to the light emitting material layer 250 . In one exemplary embodiment, the second charge transfer layer 260 includes a hole injection layer 262 positioned adjacent to the second electrode 220 between the second electrode 220 and the light emitting material layer 250 and , a hole transport layer 264 positioned adjacent to the light emitting material layer 250 between the second electrode 220 and the light emitting material layer 250 .

정공주입층(262)은 PEDOT:PSS, F4-TCNQ이 도핑된 TDATA, 예를 들어 F4-TCNQ가 도핑된 ZnPc와 같은 p-도핑된 프탈로시아닌, F4-TCNQ가 도핑된α-NPD, HAT-CN 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 일례로 F4-TCNQ와 같은 도펀트는 호스트에 대하여 1 내지 30 중량%의 비율로 도핑될 수 있다. 정공주입층(262)은 발광다이오드(200)의 구조 및 형태에 따라 생략될 수 있다. 선택적인 실시형태에서, 정공주입층(262)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수 있다. The hole injection layer 262 is PEDOT:PSS, TDATA doped with F4-TCNQ, for example, p-doped phthalocyanine such as ZnPc doped with F4-TCNQ, α-NPD doped with F4-TCNQ, and HAT-CN. And it may be made of a material selected from the group consisting of combinations thereof, but the present invention is not limited thereto. For example, a dopant such as F4-TCNQ may be doped in an amount of 1 to 30% by weight with respect to the host. The hole injection layer 262 may be omitted depending on the structure and shape of the light emitting diode 200 . In an optional embodiment, the hole injection layer 262 may be formed of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3.

정공수송층(264)은 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다. 일례로, 정공수송층(264)이 유기물로 이루어지는 경우, 정공수송층(264)은 CBP, α-NPD, TPD, spiro-TPD, DNTPD, TCTA와 같은 아릴 아민류, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리(페닐렌비닐렌)(poly(phenylenevinylene)), 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine), 방향족 3차아민또는다핵방향족 3차아민, 4,4'-비스(p-카바졸릴)-1,1'-바이페닐화합물, N,N,N',N'-테트라아릴벤지딘, PEDOT:PSS 및 그 유도체, 폴리-N-비닐카바졸및 그 유도체, MEH-PPV나 MOMO-PPV와 같은 폴리(파라)페닐렌비닐렌및 그 유도체, 폴리메타크릴레이트 및 그 유도체, 폴리(9,9-옥틸플루오렌) 및 그 유도체, 폴리(스파이로-플루오렌) 및 그 유도체, NPB, m-MTDATA, TFB, poly-TPD, piro-NPB및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 유기물로 이루어질 수 있다. 일례로, 정공수송층(264)은 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 트리페닐 아민 모이어티를 가지는 유기물로 이루어질 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 정공수송층(264)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수도 있다. The hole transport layer 264 may be made of an inorganic or organic material. For example, when the hole transport layer 264 is made of an organic material, the hole transport layer 264 may include arylamines such as CBP, α-NPD, TPD, spiro-TPD, DNTPD, and TCTA, polyaniline, polypyrrole, Poly(phenylenevinylene), copper phthalocyanine, aromatic tertiary amine or polynuclear aromatic tertiary amine, 4,4'-bis(p-carbazolyl)-1,1'- Biphenyl compounds, N,N,N',N'-tetraarylbenzidine, PEDOT:PSS and its derivatives, poly-N-vinylcarbazole and its derivatives, poly(para)phenyls such as MEH-PPV and MOMO-PPV Lenvinylene and its derivatives, polymethacrylate and its derivatives, poly(9,9-octylfluorene) and its derivatives, poly(spiro-fluorene) and its derivatives, NPB, m-MTDATA, TFB, poly - It may be made of an organic material selected from the group consisting of TPD, piro-NPB, and combinations thereof. For example, the hole transport layer 264 may be formed of an organic material having a triphenyl amine moiety represented by Chemical Formulas 4 to 6. In another optional embodiment, the hole transport layer 264 may be formed of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3.

정공수송층(264)이 무기물로 이루어지는 경우, 정공수송층(264)은 NiO, MoO3, Cr2O3, Bi2O3 또는 p-형 ZnO와 같은 금속 산화물이나 티오시안구리(CuSCN), Mo2S, p-형 GaN과 같은 비-산화 등가물 또는 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기물로 이루어질 수 있다. When the hole transport layer 264 is made of an inorganic material, the hole transport layer 264 is a metal oxide such as NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , Bi 2 O 3 or p-type ZnO, copper thiocyanate (CuSCN), Mo 2 It may be made of an inorganic material selected from the group consisting of S, non-oxidizing equivalents such as p-type GaN, or combinations thereof.

제 2 전하이동층(260)은 단일층으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 정공주입층(262)이 생략되고 제 2 전하이동층(260)은 정공수송층(264)만으로 이루어질 수도 있다. 정공주입층(262)과 정공수송층(264)의 두께는 10 nm 내지 200 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm일 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The second charge transfer layer 260 may be formed of a single layer. For example, the hole injection layer 262 may be omitted and the second charge transfer layer 260 may include only the hole transport layer 264 . The hole injection layer 262 and the hole transport layer 264 may have a thickness of 10 nm to 200 nm, preferably 10 nm to 100 nm, but the present invention is not limited thereto.

제 1 실시형태와 유사하게, 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 발광다이오드(200)는 발광물질층(250)에 인접하여 적어도 1개의 엑시톤 차단층이 위치할 수 있다. 예를 들어, 발광다이오드(200)는 발광물질층(250)과 정공수송층(264) 사이에 위치하여 전자의 이동을 제어, 방지할 수 있는 전자차단층 및/또는 전자수송층(244)과 발광물질층(250) 사이에 위치하여 정공의 이동을 제어, 방지할 수 있는 정공차단층을 더욱 포함할 수 있다. 엑시톤 차단층은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물로 이루어질 수 있다. Similar to the first embodiment, in the light emitting diode 200 according to the second exemplary embodiment of the present invention, at least one exciton blocking layer may be positioned adjacent to the light emitting material layer 250 . For example, the light emitting diode 200 is positioned between the light emitting material layer 250 and the hole transport layer 264 to control and prevent the movement of electrons, and/or the electron blocking layer and/or the electron transport layer 244 and the light emitting material. A hole blocking layer positioned between the layers 250 to control or prevent the movement of holes may be further included. The exciton blocking layer may be formed of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3.

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 발광다이오드(200)에서 발광층(230), 일례로 발광물질층(250, EML)은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 포함하고 있다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물이 무기 발광 재료를 분산시키는 매트릭스로 기능할 수 있다. 발광물질층(250)과, 발광물질층(250)에 인접한 전하이동층, 예를 들어 전자수송층(244) 및 정공수송층(264) 사이의 계면이 매끄럽게 형성되어, 발광다이오드(100)의 모폴로지 특성이 향상되면서, 정공과 전자가 발광다이오드(100)의 전 영역에 걸쳐서 균일하게 발광물질층(EML)으로 주입될 수 있다. In the light emitting diode 200 according to the second embodiment of the present invention, the light emitting layer 230, for example, the light emitting material layer 250 (EML) includes organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3. The organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 may function as a matrix for dispersing the inorganic light emitting material. The interface between the light emitting material layer 250 and the charge transfer layer adjacent to the light emitting material layer 250, for example, the electron transport layer 244 and the hole transport layer 264, is formed smoothly, resulting in morphological characteristics of the light emitting diode 100. As this is improved, holes and electrons can be uniformly injected into the light emitting material layer EML over the entire area of the light emitting diode 100 .

또한, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물의 HOMO 에너지 준위는 무기 발광 재료의 HOMO 에너지 준위보다 높다. 따라서, 도 6에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 무기 발광 재료만으로 이루어진 발광물질층(EML)의 HOMO 에너지 준위와 비교할 때, 화학식 1 내지 화학식 3의 유기 화합물과 무기 발광 재료를 병용한 발광물질층(EML)의 HOMO 에너지 준위가 높아진다. 정공수송층(HTL)의 HOMO 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 HOMO 에너지 준위의 차이(ΔG'H)가 크게 감소하여 정공수송층(HTL)과 발광물질층(EML) 사이의 에너지 장벽을 제거할 수 있다. In addition, the HOMO energy levels of organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 are higher than those of inorganic light emitting materials. Therefore, as schematically shown in FIG. 6, when compared to the HOMO energy level of the light emitting material layer (EML) composed of only the inorganic light emitting material, the light emitting material layer (EML) using the organic compounds of Formulas 1 to 3 and the inorganic light emitting material in combination ), the HOMO energy level increases. The difference (ΔG' H ) between the HOMO energy level of the hole transport layer (HTL) and the HOMO energy level of the light emitting material layer (EML) is greatly reduced to remove the energy barrier between the hole transport layer (HTL) and the light emitting material layer (EML). can

즉, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층(EML)에 적용함으로써, 정공수송층(HTL)의 HOMO 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 HOMO 에너지 준위의 차이(ΔG'H)는, 전자수송층(ETL)의 LUMO 에너지 준위와 발광물질층(EML)의 LUMO 에너지 준위의 차이(ΔGL)와 동일해지거나 큰 차이를 갖지 않는다. 정공과 전자가 발광물질층(EML)으로 균형 있게 주입되어 엑시톤을 형성하기 때문에, 엑시톤을 형성하지 못하고 소멸되는 전자가 감소하거나 없어진다. 또한 발광물질층(EML)과 인접한 전하이동층(HTL, ETL)의 계면이 아니라, 발광물질층(EML)에 주입된 발광 소재에서 발광이 효율적으로 일어난다. 이에 따라, 발광다이오드(200)의 발광 효율을 극대화할 수 있으며, 저-전압에서 구동이 가능해지므로 소비 전력을 낮출 수 있다.That is, by applying the organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 to the light emitting material layer (EML), the difference between the HOMO energy level of the hole transport layer (HTL) and the HOMO energy level of the light emitting material layer (EML) (ΔG' H ) is equal to or does not have a large difference (ΔG L ) between the LUMO energy level of the electron transport layer (ETL) and the LUMO energy level of the light emitting material layer (EML). Since holes and electrons are injected into the light emitting material layer (EML) in a balanced manner to form excitons, electrons that are extinguished without forming excitons are reduced or eliminated. In addition, the light emitting material injected into the light emitting material layer EML efficiently emits light, not the interface between the light emitting material layer EML and the adjacent charge transfer layers HTL and ETL. Accordingly, the light emitting efficiency of the light emitting diode 200 can be maximized, and power consumption can be reduced because it can be driven at a low voltage.

따라서 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물이 발광층에 적용된 발광다이오드는 조명 장치나 표시장치와 같은 발광장치에 적용될 수 있다. 일례로, 본 발명에 따른 유기 화합물이 정공이동층에 적용된 발광다이오드를 가지는 발광장치에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 발광표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. Accordingly, a light emitting diode in which organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 are applied to the light emitting layer may be applied to a light emitting device such as a lighting device or a display device. As an example, a light emitting device having a light emitting diode in which an organic compound according to the present invention is applied to a hole transfer layer will be described. 7 is a schematic cross-sectional view of a light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7에 도시한 바와 같이, 발광표시장치(300)는, 기판(310)과, 기판(310) 상에 위치하는 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(Tr)와, 구동 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 발광다이오드(400)를 포함한다.As shown in FIG. 7 , the light emitting display device 300 is connected to a substrate 310, a driving element Tr positioned on the substrate 310, and the driving thin film transistor Tr. A light emitting diode 400 is included.

기판(310) 상에는 산화물 반도체 물질 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 반도체층(322)이 형성된다. 반도체층(322)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 반도체층(322) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(322)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(322)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(322)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(322)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.A semiconductor layer 322 made of an oxide semiconductor material or polycrystalline silicon is formed on the substrate 310 . When the semiconductor layer 322 is made of an oxide semiconductor material, a light-shielding pattern (not shown) may be formed under the semiconductor layer 322, and the light-shielding pattern prevents light from entering the semiconductor layer 322 to prevent light from entering the semiconductor layer 322. Layer 322 is prevented from being degraded by light. Alternatively, the semiconductor layer 322 may be made of polycrystalline silicon, and in this case, both edges of the semiconductor layer 322 may be doped with impurities.

반도체층(322) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(324)이 형성된다. 게이트 절연막(324)은 실리콘산화물(SiO2) 또는 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 게이트 절연막(324) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(330)이 반도체층(322)의 중앙에 대응하여 형성된다. A gate insulating layer 324 made of an insulating material is formed on the semiconductor layer 322 . The gate insulating layer 324 may be formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx). A gate electrode 330 made of a conductive material such as metal is formed on the gate insulating layer 324 corresponding to the center of the semiconductor layer 322 .

게이트 전극(330) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(332)이 형성된다. 층간 절연막(332)은 실리콘산화물(SiO2)이나 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다. An interlayer insulating layer 332 made of an insulating material is formed on the gate electrode 330 . The interlayer insulating film 332 may be formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), or an organic insulating material such as benzocyclobutene or photo-acryl. there is.

층간 절연막(332)은 반도체층(322)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(334, 336)을 갖는다. 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(334, 336)은 게이트 전극(330)의 양측에서 게이트 전극(330)과 이격되어 위치한다. 층간 절연막(332) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(340)과 드레인 전극(342)이 형성된다. The interlayer insulating layer 332 has first and second semiconductor layer contact holes 334 and 336 exposing both sides of the semiconductor layer 322 . The first and second semiconductor layer contact holes 334 and 336 are spaced apart from the gate electrode 330 on both sides of the gate electrode 330 . A source electrode 340 and a drain electrode 342 made of a conductive material such as metal are formed on the interlayer insulating film 332 .

소스 전극(340)과 드레인 전극(342)은 게이트 전극(330)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(334, 336)을 통해 상기 반도체층(322)의 양측과 접촉한다. 반도체층(322), 게이트 전극(330), 소스 전극(340), 드레인 전극(342)은 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.The source electrode 340 and the drain electrode 342 are spaced apart from each other about the gate electrode 330, and the semiconductor layer 322 passes through the first and second semiconductor layer contact holes 334 and 336, respectively. contact both sides The semiconductor layer 322, the gate electrode 330, the source electrode 340, and the drain electrode 342 form a driving thin film transistor Tr as a driving element.

도 7에서, 구동 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(322)의 상부에 게이트 전극(330), 소스 전극(340) 및 드레인 전극(342)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다. 이와 달리, 구동 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. In FIG. 7 , the driving thin film transistor Tr has a coplanar structure in which a gate electrode 330 , a source electrode 340 , and a drain electrode 342 are positioned on top of a semiconductor layer 322 . Alternatively, the driving thin film transistor Tr may have an inverted staggered structure in which a gate electrode is positioned under the semiconductor layer and a source electrode and a drain electrode are positioned above the semiconductor layer. In this case, the semiconductor layer may be made of amorphous silicon.

도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 스위칭 소자는 구동 소자인 구동 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다. 또한, 파워 배선이 게이트 배선 또는 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 구동 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.Although not shown, a gate line and a data line cross each other to define a pixel area, and a switching element connected to the gate line and the data line is further formed. The switching element is connected to the driving thin film transistor Tr, which is a driving element. In addition, the power wiring is formed to be spaced apart in parallel with the gate wiring or the data wiring, and a storage capacitor is further configured to maintain the voltage of the gate electrode of the driving thin film transistor (Tr), which is a driving element, constant during one frame. It can be.

한편, 구동 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(342)을 노출하는 드레인 콘택홀(352)을 가지는 보호층(350)이 구동 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다. 예를 들어, 보호층(350)은 실리콘산화물(SiO2)이나 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.Meanwhile, a protective layer 350 having a drain contact hole 352 exposing the drain electrode 342 of the driving thin film transistor Tr is formed to cover the driving thin film transistor Tr. For example, the protective layer 350 is formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), or an organic insulating material such as benzocyclobutene or photo-acryl. can be formed as

보호층(350) 상에는 드레인 콘택홀(352)을 통해 구동 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(342)에 연결되는 제 1 전극(410)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(410)은 양극(anode) 또는 음극(cathode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(410)은ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO2, In2O3, Cd:ZnO, F:SnO2, In:SnO2, Ga:SnO2 및 AZO와 같은 도핑되거나 도핑되지 않은 금속 산화물이거나, 전술한 금속 산화물 이외에도 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 또는 탄소나노튜브를 포함하는 금속 소재로 이루어질 수 있다.On the protective layer 350, a first electrode 410 connected to the drain electrode 342 of the driving thin film transistor Tr through the drain contact hole 352 is formed separately for each pixel area. The first electrode 410 may be an anode or a cathode, and may be made of a conductive material having a relatively high work function value. For example, the first electrode 410 is doped with ITO, IZO, ITZO, ICO, SnO 2 , In 2 O 3 , Cd:ZnO, F:SnO 2 , In:SnO 2 , Ga:SnO 2 and AZO. It may be an undoped or undoped metal oxide, or may be made of a metal material including nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), iridium (Ir), or carbon nanotubes in addition to the above-mentioned metal oxides. .

한편, 본 발명의 발광표시장치(300)가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 제 1 전극(410) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, when the light emitting display device 300 of the present invention is a top-emission type, a reflective electrode or a reflective layer may be further formed below the first electrode 410 . For example, the reflective electrode or the reflective layer may be made of an aluminum-palladium-copper (APC) alloy.

또한, 보호층(350) 상에는 제 1 전극(410)의 가장자리를 덮는 뱅크층(368)이 형성된다. 뱅크층(368)은 화소영역에 대응하여 제 1 전극(410)의 중앙을 노출한다.In addition, a bank layer 368 covering an edge of the first electrode 410 is formed on the passivation layer 350 . The bank layer 368 exposes the center of the first electrode 410 corresponding to the pixel area.

제 1 전극(410) 상에는 발광층(430)이 형성된다. 발광층(430)은 발광물질층으로만 이루어질 수도 있으나, 발광 효율을 높이기 위하여 다수의 전하이동층을 가질 수 있다. 일례로, 도 7에서 발광층(430)은 제 1 전극(410)과 제 2 전극(420) 사이에 순차적으로 적층되는 제 1 전하이동층(440), 발광물질층(450) 및 제 2 전하이동층(460)으로 이루어진 것을 예시한다. 예를 들어, 제 1 전하이동층(440)은 정공이동층일 수 있으며, 유기물로 이루어지는 정공주입층(142, 도 2 참조)과 정공수송층(144, 도 2 참조)으로 이루어질 수 있다. A light emitting layer 430 is formed on the first electrode 410 . The light emitting layer 430 may be formed of only light emitting material layers, but may include a plurality of charge transfer layers to increase light emitting efficiency. For example, in FIG. 7 , the light emitting layer 430 includes a first charge transfer layer 440, a light emitting material layer 450, and a second charge transfer layer sequentially stacked between the first electrode 410 and the second electrode 420. It is exemplified by the layer 460 . For example, the first charge transfer layer 440 may be a hole transfer layer, and may include a hole injection layer 142 (see FIG. 2) made of an organic material and a hole transport layer 144 (see FIG. 2).

발광물질층(440)은 무기 발광 재료와, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 포함할 수 있다. 한편, 제 2 전하이동층(450)은 전자이동층일 수 있으며, 전자주입층(162, 도 2 참조)과 전자수송층(164, 도 2 참조)으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 2 전하이동층(450)은 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다. The light emitting material layer 440 may include an inorganic light emitting material and organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3. Meanwhile, the second charge transfer layer 450 may be an electron transfer layer, and may include an electron injection layer 162 (see FIG. 2) and an electron transport layer 164 (see FIG. 2). For example, the second charge transfer layer 450 may be formed of an inorganic or organic material.

발광층(430)이 형성된 기판(310) 상부로 제 2 전극(420)이 형성된다. 제 2 전극(420)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 음극 또는 양극일 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(420)은 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, CsF/Al, CaCO3/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg 또는 Ag:Mg일 수 있다.A second electrode 420 is formed on the substrate 310 on which the light emitting layer 430 is formed. The second electrode 420 is positioned on the front surface of the display area and may be made of a conductive material having a relatively low work function value, and may be a cathode or an anode. For example, the second electrode 420 may be Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF 2 /Al, CsF/Al, CaCO 3 /Al, BaF 2 /Ca/Al, Al, Mg, Au:Mg or Ag:Mg.

도 7에서는 예시적으로, 제 1 전극(410)과 발광물질층(450) 사이에 정공이동층으로서의 제 1 전하이동층(440)이 위치하고, 제 2 전극(420)과 발광물질층(450) 사이에 전자이동층으로서의 제 2 전하이동층(460)이 위치하는 정상 구조(normal structure)의 발광다이오드(400)를 보여준다. 7 exemplarily, the first charge transfer layer 440 as a hole transfer layer is positioned between the first electrode 410 and the light emitting material layer 450, and the second electrode 420 and the light emitting material layer 450 It shows the light emitting diode 400 of normal structure in which the second charge transfer layer 460 as an electron transfer layer is located therebetween.

다른 실시형태에서, 제 1 전극(410)과 발광물질층(450) 사이에 전자이동층으로서의 제 1 전하이동층이 위치하고, 제 2 전극(420)과 발광물질층(450) 사이에 정공이동층으로서의 제 2 전하이동층이 위치하는 반전 구조(inverted structure)의 발광다이오드를 제작할 수 있다. In another embodiment, a first charge transfer layer as an electron transfer layer is located between the first electrode 410 and the light emitting material layer 450, and a hole transfer layer is between the second electrode 420 and the light emitting material layer 450. A light emitting diode having an inverted structure in which the second charge transfer layer is located may be manufactured.

화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 무기 발광 재료와 병용하여 발광물질층(450)에 적용하여, 발광물질층(450)과 인접한 전하이동층(440, 460) 사이에 매끄러운 단면 형태를 가지는 계면이 형성될 수 있다. 발광다이오드(400)의 모폴로지 특성이 향상되어, 발광다이오드(400)의 전체 영역으로 전하가 균일하게 주입된다. 또한, 발광물질층(450)과 정공이동층일 수 있는 1 전하이동층(440) 또는 제 2 전하이동층(460) 사이의 HOMO 에너지 준위의 차이가 감소하여, 이들 정공이동층과 발광물질층(450) 사이의 HOMO 에너지 장벽을 제거할 수 있다. 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 유기 화합물을 발광물질층(450)에 적용하여 전하의 이동 특성을 향상시키고, 정공과 전자가 균형 있게 발광물질층(450)으로 주입되도록 유도할 수 있다. 정공과 전자가 발광물질층(450)으로 균형 있게 주입되면서, 발광다이오드(400) 및 발광표시장치(300)의 발광 효율이 향상되고, 저-전압에서 구동하여 소비 전력을 줄일 수 있다. An organic compound represented by Chemical Formulas 1 to 3 is applied to the light emitting material layer 450 in combination with an inorganic light emitting material to have a smooth cross-sectional shape between the light emitting material layer 450 and the adjacent charge transfer layers 440 and 460. interfaces can be formed. Morphological characteristics of the light emitting diode 400 are improved, and charges are uniformly injected into the entire area of the light emitting diode 400 . In addition, the difference in HOMO energy level between the light emitting material layer 450 and the first charge transfer layer 440 or the second charge transfer layer 460, which may be a hole transfer layer, is reduced, so that the hole transfer layer and the light emitting material layer ( 450) can remove the HOMO energy barrier between them. The organic compounds represented by Chemical Formulas 1 to 3 may be applied to the light emitting material layer 450 to improve charge transfer characteristics and induce injection of holes and electrons into the light emitting material layer 450 in a balanced manner. As holes and electrons are injected into the light emitting material layer 450 in a balanced manner, the light emitting efficiency of the light emitting diode 400 and the light emitting display device 300 is improved, and power consumption can be reduced by driving at a low voltage.

이하, 예시적인 실시형태를 통하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. Hereinafter, the present invention will be described through exemplary embodiments, but the present invention is not limited to the technical idea described in the following examples.

합성예 1: 화합물 H1 합성Synthesis Example 1: Synthesis of Compound H1

(1) 3-bromo-N-phenylpyridin-2-amine 합성(1) Synthesis of 3-bromo-N-phenylpyridin-2-amine

Figure 112017118505024-pat00011
Figure 112017118505024-pat00011

Round bottom flask에 4-amino-2-bromopyridine(10 g, 57.8 mmol), Iodobenzene(12.38 g, 60.68 mmol), 4,5-Bis(diphenyl phosphino)-9,9-dimerhylxanthene (0.334 g, 0.58 mmol), palladium(Ⅱ)acetate (0.13 g, 0.58 mmol), sodium-tert-butoxide (8.39 g, 87.27 mmol )를 넣고 toluene 75 mL에 녹인 뒤 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 확인 후 column (MC: Hex = 1: 2)하여, 고체 3-bromo-N-phenylapyridine-2-amine 8.0 g을 얻었다(수율: 55.6%). 4-amino-2-bromopyridine (10 g, 57.8 mmol), iodobenzene (12.38 g, 60.68 mmol), 4,5-Bis(diphenyl phosphino)-9,9-dimerhylxanthene (0.334 g, 0.58 mmol) in a round bottom flask , palladium(II)acetate (0.13 g, 0.58 mmol), and sodium-tert-butoxide (8.39 g, 87.27 mmol) were added and dissolved in 75 mL of toluene, followed by refluxing and stirring for 24 hours. After HPLC confirmation, column (MC: Hex = 1: 2) was performed to obtain 8.0 g of solid 3-bromo-N-phenylapyridine-2-amine (yield: 55.6%).

(2) 9H-pyrido[2,3-b]indole 합성(2) Synthesis of 9H-pyrido[2,3-b]indole

Figure 112017118505024-pat00012
Figure 112017118505024-pat00012

Round bottom flask에 3-bromo-N-phenylpyridin-2-amine(7.5 g, 30 mmol), (2-biphenyl)dicyclohexylphosphine(0.633 g, 1.81 mmol), palladium(Ⅱ)acetate (0.13 g, 0.58 mmol), 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene(9.2 mL, 60 mmol)를 넣고 dimethylacetamide 150 mL에 녹인 후 24시간 동안 환류, 교반시킨다. HPLC로 확인한 뒤 반응을 종료하고, 용매를 증발시킨 후, column (EA: HEX = 6:1)하여, 9H-pyrido[2,3-b]indole 3.5 g을 얻었다(수율: 70%).3-bromo-N-phenylpyridin-2-amine (7.5 g, 30 mmol), (2-biphenyl)dicyclohexylphosphine (0.633 g, 1.81 mmol), palladium(II)acetate (0.13 g, 0.58 mmol), After adding 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (9.2 mL, 60 mmol) and dissolving in 150 mL of dimethylacetamide, the mixture was refluxed and stirred for 24 hours. After confirming by HPLC, the reaction was terminated, the solvent was evaporated, and column (EA: HEX = 6: 1) was performed to obtain 3.5 g of 9H-pyrido[2,3-b]indole (yield: 70%).

(3) 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole 합성(3) Synthesis of 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole

Figure 112017118505024-pat00013
Figure 112017118505024-pat00013

Round bottom flask에 9H-pyrido[2,3-b]indole(3.5 g, 21 mmol), 1-bromo-4-iodobenzene(8.83 g, 31 mmol), copper(Ⅰ)iodide (0.8 g, 4.2 mmol), (±)-trans-1,2-diaminocylohexane(0.48 g, 4.2 mmol), potassium phosphate tribasic (8.9 g, 42 mmol)을 넣고 toluene 160 mL에 녹인 뒤, 24시간 동안 환류, 교반시킨다. TLC 및 HPLC로 확인 후 반응을 종료하고, Filter후 column(MC: HEX = 1:4)하여 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole 5.19 g을 얻었다(수율: 75%).9H-pyrido[2,3-b]indole (3.5 g, 21 mmol), 1-bromo-4-iodobenzene (8.83 g, 31 mmol), copper(Ⅰ)iodide (0.8 g, 4.2 mmol) in a round bottom flask , (±)-trans-1,2-diaminocylohexane (0.48 g, 4.2 mmol), potassium phosphate tribasic (8.9 g, 42 mmol) were added and dissolved in 160 mL of toluene, followed by refluxing and stirring for 24 hours. After confirmation by TLC and HPLC, the reaction was terminated, and 5.19 g of 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole was obtained by filtering and column (MC: HEX = 1:4) (yield: 75%).

(4) bis(4-propylphenyl)amine 합성(4) Synthesis of bis(4-propylphenyl)amine

Figure 112017118505024-pat00014
Figure 112017118505024-pat00014

Round bottom flask에 4-propylbenzenamine(2.24 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-propylbenzene (1.01 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide(1.075 g, 11.25 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.14 g, 0.15 mmol)를 넣고, toluene 50 mL로 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.15 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료 시킨 뒤, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고, MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조하여, bis(4-propylphenylamine) 1.70 g을 얻었다(수율: 89%).In a round bottom flask, 4-propylbenzenamine (2.24 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-propylbenzene (1.01 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide (1.075 g, 11.25 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium (0) (0.14 g, 0.15 mmol) was dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.15 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and the solvent was removed and then extracted with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), re-precipitation in MC/hexane, and vacuum drying to obtain 1.70 g of bis(4-propylphenylamine) (yield: 89%).

(5) H1 합성(5) H1 synthesis

Figure 112017118505024-pat00015
Figure 112017118505024-pat00015

Round bottom flask에 bis(4-propylphenyl)amine(0.9 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide(0.48 g, 4.97 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0.065 g, 0.071 mmol)를 toluene 50 mL에 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.14 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반 시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고 MC/hexane에 재 침전 후, 진공 건조 및 승화 정제하여 화합물 H1 1.25 g을 얻었다(수율: 71%).In a round bottom flask, bis(4-propylphenyl)amine (0.9 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide (0.48 g, 4.97 mmol) and Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0.065 g, 0.071 mmol) were dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.14 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. . After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), reprecipitation in MC / hexane, vacuum drying and sublimation purification to obtain 1.25 g of compound H1 (yield: 71%).

합성예 2: 화합물 H2 합성Synthesis Example 2: Synthesis of Compound H2

(1) bis(4-butylphenyl)amine 합성(1) Synthesis of bis(4-butylphenyl)amine

Figure 112017118505024-pat00016
Figure 112017118505024-pat00016

Round bottom flask에 4-butylbenzenamine (2.40 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-butylbenzene(1.12 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide(1.075 g, 11.25 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.14 g, 0.15 mmol)를 넣고, toluene 50 mL로 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.15 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC /H2O 로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고, MC / hexane에 재 침전 후 진공 건조하여, bis(4-butylphenyl)amine 1.85 g을 얻었다(수율: 88%).In a round bottom flask, 4-butylbenzenamine (2.40 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-butylbenzene (1.12 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide (1.075 g, 11.25 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (0.14 g, 0.15 mmol) was dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.15 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after removing the solvent, extraction was performed with MC / H2O. Column (EA: HEX = 1:4), reprecipitation in MC / hexane, and vacuum drying to obtain 1.85 g of bis(4-butylphenyl)amine (yield: 88%).

(2) H2 합성(2) H2 synthesis

Figure 112017118505024-pat00017
Figure 112017118505024-pat00017

Round bottom flask에 bis(4-butylphenyl)amine(1 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole(1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide (0.48 g, 4.97 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.065 g, 0.071 mmol)를 toluene 50 mL에 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.14 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고 MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조 및 승화 정제하여, H2 1.45 g을 얻었다(수율: 78%).In a round bottom flask, bis(4-butylphenyl)amine (1 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide (0.48 g, 4.97 mmol) and Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.065 g, 0.071 mmol) were dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.14 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. . After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), reprecipitation in MC/hexane, vacuum drying, and sublimation purification to obtain 1.45 g of H2 (yield: 78%).

합성예 3: 화합물 H3 합성Synthesis Example 3: Synthesis of Compound H3

(1) bis(4-pentylphenyl)amine 합성(1) Synthesis of bis(4-pentylphenyl)amine

Figure 112017118505024-pat00018
Figure 112017118505024-pat00018

Round bottom flask에 4-pentylbenzenamine(2.56 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-pentylbenzene(1.22 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide(1.075 g, 11.25 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.14 g, 0.15 mmol)를 넣고, toluene 50 mL로 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.15 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고, MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조 하여 bis(4-pentylphenyl)amine 1.75 g을 얻었다(수율: 75%).In a round bottom flask, 4-pentylbenzenamine (2.56 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-pentylbenzene (1.22 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide (1.075 g, 11.25 mmol), Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (0.14 g, 0.15 mmol) was dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.15 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), reprecipitation in MC/hexane, and vacuum drying to obtain 1.75 g of bis(4-pentylphenyl)amine (yield: 75%).

(2) H3 합성(2) H3 synthesis

Figure 112017118505024-pat00019
Figure 112017118505024-pat00019

Round bottom flask에 bis(4-pentylphenyl)amine(1.1 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole(1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide (0.48 g, 4.97 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.065 g, 0.071 mmol)를 toluene 50 mL에 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.14 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반 시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4 )하고 MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조 및 승화 정제하여 H3 1.5 g을 얻었다(수율: 76%).In a round bottom flask, bis(4-pentylphenyl)amine (1.1 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide (0.48 g, 4.97 mmol) and Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.065 g, 0.071 mmol) were dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.14 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. . After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), re-precipitation in MC/hexane, vacuum drying and sublimation purification to obtain 1.5 g of H3 (yield: 76%).

합성예 4: 화합물 H4 합성Synthesis Example 4: Synthesis of Compound H4

(1) bis(4-hexylphenyl)amine 합성(1) Synthesis of bis(4-hexylphenyl)amine

Figure 112017118505024-pat00020
Figure 112017118505024-pat00020

Round bottom flask에 4-hexylbenzenamine (2.7 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-hexylbenzene(1.33 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide(1.075 g, 11.25 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.14 g, 0.15 mmol)를 넣고 toluene 50 mL로 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.15 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고 MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조하여 bis(4-hexylphenyl)amine 1.85 g을 얻었다(수율: 73%).In a round bottom flask, 4-hexylbenzenamine (2.7 g, 11.25 mmol), 1-bromo-4-hexylbenzene (1.33 g, 7.5 mmol), sodium tert-butoxide (1.075 g, 11.25 mmol), Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (0.14 g, 0.15 mmol) was dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.15 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), re-precipitation in MC/hexane, and vacuum drying to obtain 1.85 g of bis(4-hexylphenyl)amine (yield: 73%).

(2) H4 합성(2) H4 synthesis

Figure 112017118505024-pat00021
Figure 112017118505024-pat00021

Round bottom flask에 bis(4-hexylphenyl)amine(1.2 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole(1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide(0.48 g, 4.97 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.065 g, 0.071 mmol)를 toluene 50 mL에 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.14 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4 )하고 MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조 및 승화 정제하여, H4 1.55 g을 얻었다(수율: 75%).In a round bottom flask, bis(4-hexylphenyl)amine (1.2 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide (0.48 g, 4.97 mmol) and Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.065 g, 0.071 mmol) were dissolved in 50 mL of toluene, then tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.14 mmol) was added and stirred under reflux for 24 hours. . After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), reprecipitation in MC/hexane, vacuum drying and sublimation purification to obtain 1.55 g of H4 (yield: 75%).

합성예 5: 화합물 H5 합성Synthesis Example 5: Synthesis of Compound H5

(1) 4-(2-ethylhexyl)benzenamine 합성(1) Synthesis of 4-(2-ethylhexyl)benzenamine

Figure 112017118505024-pat00022
Figure 112017118505024-pat00022

Round bottom flask에 3-(chloromethyl)heptane(1 g, 6.7 mmol), 4-aminophenylboronic acid(1.1 g, 8.07 mmol), Palladium(Ⅱ) acetate (0.083 g, 0.36 mmol), DavePhos(2-Dicyclohexylphosphino-2'-(N,N-dimethylamino)biphenyl, 0.22g, 0.55 mmol), tripotassium phosphate(3.49 g, 16.46 mmol)를 1,4-dioxane 60 mL에 녹여 4시간 동안 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료하고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(MC: HEX = 1:6)하고 methylene chloride/petroleum ether로 석출하여, 4-(2-ethylhexyl)benzenamine 1.22 g을 얻었다(수율: 88.6%).3-(chloromethyl)heptane (1 g, 6.7 mmol), 4-aminophenylboronic acid (1.1 g, 8.07 mmol), Palladium(II) acetate (0.083 g, 0.36 mmol), DavePhos (2-Dicyclohexylphosphino-2 Dissolve '-(N,N-dimethylamino)biphenyl, 0.22g, 0.55 mmol) and tripotassium phosphate (3.49 g, 16.46 mmol) in 60 mL of 1,4-dioxane, and stir under reflux for 4 hours. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (MC: HEX = 1:6) and precipitated with methylene chloride/petroleum ether to obtain 1.22 g of 4-(2-ethylhexyl)benzenamine (yield: 88.6%).

(2) 1-bromo-4-(2-ethylhexyl)benzene 합성(2) Synthesis of 1-bromo-4-(2-ethylhexyl)benzene

Figure 112017118505024-pat00023
Figure 112017118505024-pat00023

Round bottom flask에 3-(chloromethyl)heptane(1 g, 6.7 mmol), 4-bromophenylboronic acid(1.62 g, 8.07 mmol), Palladium(Ⅱ)acetate (0.083 g, 0.36 mmol), DavePhos(0.22g, 0.55 mmol), tripotassium phosphate(3.49 g, 16.46 mmol)를 1,4-dioxane 60 mL에 녹여 4시간 동안 환류, 교반 시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료하고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. column (MC: HEX = 1:6)하고 methylene chloride/petroleum ether로 석출하여 1-bromo-4-(2-ethylhexyl)benzene 1.4 g을 얻었다(수율: 77.6%).In a round bottom flask, 3-(chloromethyl)heptane (1 g, 6.7 mmol), 4-bromophenylboronic acid (1.62 g, 8.07 mmol), Palladium(II)acetate (0.083 g, 0.36 mmol), DavePhos (0.22g, 0.55 mmol) ), tripotassium phosphate (3.49 g, 16.46 mmol) was dissolved in 60 mL of 1,4-dioxane and stirred under reflux for 4 hours. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. column (MC: HEX = 1:6) and precipitated with methylene chloride/petroleum ether to obtain 1.4 g of 1-bromo-4-(2-ethylhexyl)benzene (yield: 77.6%).

(3) bis(4-(2-ethylhexyl)phenyl)amine 합성(3) Synthesis of bis(4-(2-ethylhexyl)phenyl)amine

Figure 112017118505024-pat00024
Figure 112017118505024-pat00024

Round bottom flask에 1-bromo-4-(2-ethylhexyl)benzene(1.0 g, 3.75 mmol ), 4-(2-ethylhexyl)benzenamine(1.15 g, 5.6 mmol), sodium tert-butoxide(0.54 g , 5.6 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.14 g, 0.15 mmol)를 넣고 toluene 50 mL로 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g, 0.15 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고 MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조하여 bis(4-(2-ethylhexyl)phenyl)amine 1.2 g을 얻었다(수율: 81%). In a round bottom flask, 1-bromo-4-(2-ethylhexyl)benzene(1.0 g, 3.75 mmol), 4-(2-ethylhexyl)benzenamine(1.15 g, 5.6 mmol), sodium tert-butoxide(0.54 g, 5.6 mmol) ), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(0.14 g, 0.15 mmol) was dissolved in 50 mL of toluene, tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.15 mmol) was added, and the mixture was refluxed and stirred for 24 hours. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), re-precipitation in MC/hexane, and vacuum drying to obtain 1.2 g of bis(4-(2-ethylhexyl)phenyl)amine (yield: 81%).

(4) H5 합성(4) H5 synthesis

Figure 112017118505024-pat00025
Figure 112017118505024-pat00025

Round bottom flask에 bis(4-(2-ethylhexyl)phenyl)amine(1.2 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole(1.25 g, 3.9 mmol), sodium tert-butoxide(0.48 g, 4.97 mmol), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0 )(0.065 g, 0.071 mmol)를 toluene 50 mL에 녹인 뒤 tri-tert-butylphosphine(0.03 g , 0.14 mmol)을 넣고 24시간 환류, 교반시킨다. HPLC 및 LC-MASS로 확인 후 반응을 종료시키고, 용매 제거 후 MC/H2O로 추출한다. Column(EA: HEX = 1:4)하고 MC/hexane에 재 침전 후 진공 건조 및 승화 정제하여, H5 1.2 g을 얻었다(수율: 53%).In a round bottom flask, bis(4-(2-ethylhexyl)phenyl)amine (1.2 g, 3.55 mmol), 9-(4-bromophenyl)-9H-pyrido[2,3-b]indole (1.25 g, 3.9 mmol) After dissolving sodium tert-butoxide (0.48 g, 4.97 mmol) and Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium (0 ) (0.065 g, 0.071 mmol) in 50 mL of toluene, tri-tert-butylphosphine (0.03 g, 0.14 mmol) was added and 24 Reflux for an hour and stir. After confirming by HPLC and LC-MASS, the reaction was terminated, and after solvent removal, extraction was performed with MC/H2O. Column (EA: HEX = 1:4), reprecipitation in MC/hexane, vacuum drying, and sublimation purification to obtain 1.2 g of H5 (yield: 53%).

실험예 1: 유기 화합물의 발광 관련 물성 평가Experimental Example 1: Evaluation of physical properties related to light emission of organic compounds

합성예 1 내지 합성예 5에서 각각 합성된 H1 내지 H5 화합물에 대하여, spartan'10 소프트웨어를 사용하여 발광과 관련한 물성을 모의 평가하였다. 각각의 유기 화합물에 대한 HOMO 에너지 준위(eV), LUMO 에너지 준위(eV), 밴드갭 에너지(eV, LUMO-HOMO), 삼중항 에너지 준위(ET, eV)를 평가하였으며, 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다. For the H1 to H5 compounds synthesized in Synthesis Example 1 to Synthesis Example 5, physical properties related to light emission were simulated and evaluated using spartan'10 software. The HOMO energy level (eV), LUMO energy level (eV), band gap energy (eV, LUMO-HOMO), and triplet energy level (E T , eV) for each organic compound were evaluated, and the evaluation results are shown in the table below. shown in 1.

유기 화합물의 물성 평가Evaluation of physical properties of organic compounds 화합물compound HOMO(eV)HOMO (eV) LUMO(eV)LUMO (eV) 밴드갭(eV)Bandgap (eV) ET(eV)E T (eV) H1H1 -5.81-5.81 -1.98-1.98 3.833.83 2.962.96 H2H2 -5.89-5.89 -1.56-1.56 4.334.33 2.972.97 H3H3 -5.81-5.81 -1.98-1.98 3.833.83 2.982.98 H4H4 -5.82-5.82 -1.96-1.96 3.863.86 3.043.04 H5H5 -5.81-5.81 -2.0-2.0 3.813.81 3.043.04

표 1에 나타낸 바와 같이, 합성예 1 내지 합성예 5에 따라 합성된 유기 화합물의 HOMO 에너지 준위는 발광물질층의 발광 재료로 사용될 수 있는 양자점 또는 양자 막대의 쉘(예를 들어, ZnSe나 ZnS)의 HOMO 에너지 준위에 대응되는 가전자대 에너지 준위와, 정공수송층에 사용되는 정공 수송 재료의 HOMO 에너지 준위 사이의 값을 가지고 있다. 또한, 합성예 1 내지 합성예 5에 따라 합성된 유기 화합물의 에너지 밴드갭은, 무기 발광 재료의 코어(예를 들어 InP)의 에너지 밴드갭보다 크다는 것을 확인하였다. As shown in Table 1, the HOMO energy levels of the organic compounds synthesized according to Synthesis Example 1 to Synthesis Example 5 are shells of quantum dots or quantum rods (eg, ZnSe or ZnS) that can be used as the light emitting material of the light emitting material layer. It has a value between the valence band energy level corresponding to the HOMO energy level of and the HOMO energy level of the hole transport material used in the hole transport layer. In addition, it was confirmed that the energy band gap of the organic compound synthesized according to Synthesis Example 1 to Synthesis Example 5 was larger than that of the core (eg InP) of the inorganic light emitting material.

따라서 합성예 1 내지 합성예 5에서 합성된 유기 화합물을 무기 발광 재료와 병용하여 발광물질층에 사용하게 되면, 발광물질층의 HOMO(또는 가전자대) 에너지 준위를 상승시켜, 정공수송층과 발광물질층 사이의 HOMO 에너지 장벽을 제거하여 발광물질층으로의 정공 주입을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 합성예 1 내지 합성예 5에서 합성된 유기 화합물은 발광물질층의 호스트로 사용하고, 무기 발광 재료를 도펀트(게스트)로 병용하는 경우, 엑시톤을 형성하기 위한 에너지 전달에 있어서 유리하게 작용할 수 있다는 것을 또한 확인하였다. Therefore, when the organic compound synthesized in Synthesis Example 1 to Synthesis Example 5 is used in the light emitting material layer in combination with the inorganic light emitting material, the HOMO (or valence band) energy level of the light emitting material layer is increased, thereby forming the hole transport layer and the light emitting material layer. Hole injection into the light emitting material layer may be improved by removing the HOMO energy barrier between the layers. In addition, when the organic compound synthesized in Synthesis Example 1 to Synthesis Example 5 is used as a host of the light emitting material layer and an inorganic light emitting material is used in combination as a dopant (guest), it will act advantageously in energy transfer to form excitons. It was also confirmed that it can.

실시예 1: 발광다이오드 제작Example 1: Manufacturing of Light-Emitting Diodes

합성예 2에 따라 합성된 H2 화합물을 발광물질층에 적용하여 발광다이오드를 제작하였다. ITO 기판의 발광 면적이 3 mm X 3 mm 크기가 되도록 patterning하고, 오존으로 세척하고 발광다이오드 제작에 사용하였다. ITO 기판을 발광물질층까지 용액 공정을 진행한 뒤, 그 상부에 전자수송층, 전자주입층 및 음극을 증착할 수 있도록 진공 챔버 내로 이송되었다. 증착 공정은 약 10-7 Torr 진공 하에 가열 보트로부터 증발에 의해 형성하였다. ITO 기판 상부의 발광층 및 음극은 다음과 같은 순서에 따라 적층하였다. A light emitting diode was manufactured by applying the H2 compound synthesized according to Synthesis Example 2 to the light emitting material layer. The light emitting area of the ITO substrate was patterned to have a size of 3 mm X 3 mm, washed with ozone, and used to fabricate a light emitting diode. After the ITO substrate was subjected to a solution process to the light emitting material layer, it was transferred into a vacuum chamber to deposit an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode thereon. The deposition process was formed by evaporation from a heated boat under a vacuum of about 10 −7 Torr. The light emitting layer and the cathode on the ITO substrate were stacked in the following order.

정공주입층(HIL, PEDOT:PSS, 스핀 코팅(7000 rpm, 60초) 이후 170℃에서 30분 가열; 150 Å), 정공수송층(HTL, TFB in chlorobenzene(8 ㎎/㎖), 스핀 코팅(4000 rpm, 45초) 이후 130℃에서 30분 가열; 200 Å), 발광물질층(EML, H2: InP/ZnSe/ZnS(1:1) in octane(25 ㎎/㎖), 스핀 코팅(2000 rpm, 45초) 이후 70℃에서 60분 가열; 200 Å), 전자수송층(ETL, 2-phenyl-9-(3-(2-phenyl-1,10-phenanthrolin-9-yl)phenyl)-1,10-phenanthroline, 0.6 Å/s at 300℃; 500 Å), 전자주입층(EIL, LiF, 12 Å), 음극(Al, 800 Å). Hole injection layer (HIL, PEDOT: PSS, spin coating (7000 rpm, 60 seconds) followed by heating at 170 ° C for 30 minutes; 150 Å), hole transport layer (HTL, TFB in chlorobenzene (8 mg / ml), spin coating (4000 rpm, 45 seconds) followed by heating at 130 ° C for 30 minutes; 200 Å), light emitting material layer (EML, H2: InP / ZnSe / ZnS (1: 1) in octane (25 mg / ㎖), spin coating (2000 rpm, 45 sec) followed by heating at 70 ° C for 60 min; 200 Å), electron transport layer (ETL, 2-phenyl-9-(3-(2-phenyl-1,10-phenanthrolin-9-yl)phenyl)-1,10 -phenanthroline, 0.6 Å/s at 300 °C; 500 Å), electron injection layer (EIL, LiF, 12 Å), cathode (Al, 800 Å).

증착 후 피막 형성을 위해 증착 챔버에서 건조 박스 내로 옮기고 후속적으로 UV 경화 에폭시 및 수분 게터를 사용하여 인캡슐레이션을 하였다. 이 발광다이오드는 9 ㎟의 방출 영역을 갖는다.After deposition, it was moved from the deposition chamber to a dry box for film formation and subsequently encapsulated using UV curing epoxy and a moisture getter. This light emitting diode has an emission area of 9 mm 2 .

실시예 2: 발광다이오드 제작Example 2: Fabrication of light emitting diode

합성예 5에 따라 합성된 H5 화합물을 발광물질층에 적용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 발광다이오드를 제작하였다. A light emitting diode was manufactured by repeating the procedure of Example 1, except that the H5 compound synthesized according to Synthesis Example 5 was applied to the light emitting material layer.

비교예: 발광다이오드 제작Comparative Example: Manufacturing of Light-Emitting Diodes

발광물질층에 무기 발광 재료인 양자점(InP/ZnSe/ZnS)만을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 발광다이오드를 제작하였다.A light emitting diode was manufactured by repeating the procedure of Example 1 except that only inorganic light emitting material quantum dots (InP/ZnSe/ZnS) was used for the light emitting material layer.

실험예 2: 발광다이오드의 물성 평가Experimental Example 2: Evaluation of Physical Properties of Light-Emitting Diodes

실시예 1 내지 2와, 비교예에서 각각 제조된 발광다이오드를 외부 전력 공급원에 연결하고, 본 발명에서 제조된 모든 소자들의 EL 특성을 일정한 전류 공급원 (KEITHLEY) 및 광도계 PR 650 를 사용하여 실온에서 평가하였다. 구체적으로, 실시예 1 내지 2와, 비교예에서 각각 제작된 발광다이오드의 구동 전압, 최대 휘도에서 전압, 전류, 전류밀도(mA/㎠), 외부양자효율(external quantum efficiency, EQE), 휘도(cd/㎡)를 측정하였으며, 전류 밀도를 10 J(mA/㎠)로 고정한 상태에서 발광다이오드의 전압, EQE, 휘도 및 발광 파장에 대한 색 좌표(CIEx, CIEy), 최대 EL(EL Max, nm), 반치폭(full width at half maximum; FWHM, nm)을 측정하였다. 표 2는 각각의 발광다이오드에서 구동 전압 및 최대 휘도에서의 발광 특성을 나타내고, 표 3은 전류 밀도를 10 J로 설정한 상태에서 발광다이오드의 발광 특성을 나타낸다. 또한, 도 8과 도 9는 각각의 발광다이오드에 대한 전압-전류밀도와 전압-휘도 측정 결과를 나타낸다. The light emitting diodes manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Example were connected to an external power supply source, and the EL characteristics of all devices manufactured in the present invention were evaluated at room temperature using a constant current supply source (KEITHLEY) and a photometer PR 650. did Specifically, the driving voltage, voltage at maximum luminance, current, current density (mA/cm 2 ), external quantum efficiency (EQE), luminance ( cd/m2) was measured, and the voltage of the light emitting diode, EQE, luminance and color coordinates for emission wavelength (CIEx, CIEy), maximum EL (EL Max, nm) with the current density fixed at 10 J (mA/cm2) ), and full width at half maximum (FWHM, nm) were measured. Table 2 shows the light emitting characteristics of each light emitting diode at driving voltage and maximum luminance, and Table 3 shows the light emitting characteristics of the light emitting diodes in a state where the current density is set to 10 J. In addition, FIGS. 8 and 9 show measurement results of voltage-current density and voltage-luminance for each light emitting diode.

발광다이오드의 최대 휘도에서의 발광 특성Light emission characteristics at maximum luminance of light emitting diode 샘플Sample 구동 전압
(V)driving voltage
(V) MaxMax VV AA J(mA/㎠)J(mA/cm2) EQEEQE cd/㎡cd/㎡ 비교예comparative example 55 77 0.040.04 513.2513.2 1.21.2 40254025 실시예 1Example 1 44 88 0.050.05 649.5649.5 2.12.1 66266626 실시예 2Example 2 44 77 0.030.03 340.2340.2 3.03.0 66686668

발광다이오드의 발광 특성Light Emission Characteristics of Light Emitting Diodes 샘플Sample 10 J10J VV EQEEQE cd/㎡cd/㎡ CIExCIEx CIEyCIEy EL maxEL max FWHMFWHM 비교예comparative example 5.235.23 2.262.26 155155 0.6780.678 0.3170.317 636636 5757 실시예 1Example 1 5.025.02 4.594.59 311311 0.6800.680 0.3170.317 636636 5757 실시예 2Example 2 5.085.08 5.435.43 379379 0.6810.681 0.3170.317 636636 5656

표 2에 나타낸 바와 같이, 발광 재료만으로 이루어진 발광물질층을 가지는 발광다이오드와 비교해서, 본 발명에 따라 합성된 유기 화합물을 발광 재료와 병용한 발광다이오드의 최대 휘도는 최대 65.7% 향상되었고, 이 경우에 전류밀도는 최대 26.6% 향상되었으며, EQE는 최대 150% 향상되었다. As shown in Table 2, compared to a light emitting diode having a light emitting material layer made of only the light emitting material, the maximum luminance of the light emitting diode using the organic compound synthesized according to the present invention in combination with the light emitting material was improved by up to 65.7%, in this case , the current density was improved by up to 26.6%, and the EQE was improved by up to 150%.

또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 전류밀도를 10J로 설정한 상태에서 발광 재료만으로 이루어진 발광물질층을 가지는 발광다이오드와 비교해서, 본 발명에 따라 합성된 유기 화합물을 발광 재료와 병용한 발광다이오드의 구동 전압은 최대 4.2% 감소하였고, EQE는 최대 140.3%, 휘도는 최대 144.6% 향상되었다. 따라서 본 발명에 따라 합성된 유기 화합물을 발광물질층에 적용함으로써, 저-전압 구동이 가능하며, 발광 효율 및 양자 효율이 크게 개선된 발광다이오드 및 발광장치를 구현할 수 있다는 것을 확인하였다. In addition, as shown in Table 3, compared to a light emitting diode having a light emitting material layer made of only a light emitting material in a state where the current density is set to 10 J, the light emitting diode using the organic compound synthesized according to the present invention in combination with the light emitting material The driving voltage was reduced by up to 4.2%, EQE was improved by up to 140.3%, and brightness was improved by up to 144.6%. Therefore, it was confirmed that by applying the organic compound synthesized according to the present invention to the light emitting material layer, a light emitting diode and a light emitting device capable of low-voltage driving and significantly improved light emitting efficiency and quantum efficiency could be implemented.

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.In the above, the present invention has been described based on exemplary embodiments and examples of the present invention, but the present invention is not limited to the technical idea described in the above embodiments and examples. Rather, those skilled in the art to which the present invention belongs can easily make various modifications and changes based on the above-described embodiments and examples. However, it is clear from the appended claims that all of these modifications and changes fall within the scope of the present invention.

100, 200, 400: 발광다이오드
110, 210, 410: 제 1 전극 120, 220, 320: 제 2 전극
130, 230, 430: 발광층 140: 제 1 전하이동층(정공이동층)
150, 250, 450: 발광물질층 160: 제 2 전하이동층(전자이동층)
240: 제 1 전하이동층(전자이동층) 260: 제 2 전하이동층(정공이동층)
300: 발광표시장치 440: 제 1 전하이동층
460: 제 2 전하이동층 Tr: 구동 박막트랜지스터100, 200, 400: light emitting diode
110, 210, 410: first electrode 120, 220, 320: second electrode
130, 230, 430: light emitting layer 140: first charge transfer layer (hole transfer layer)
150, 250, 450: light emitting material layer 160: second charge transfer layer (electron transfer layer)
240: first charge transfer layer (electron transfer layer) 260: second charge transfer layer (hole transfer layer)
300: light emitting display device 440: first charge transfer layer
460: second charge transfer layer Tr: driving thin film transistor

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 서로 마주하는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고,
상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 화합물을 포함하고,
상기 발광층은 상기 유기 화합물과, 양자점(quantum dot; QD) 또는 양자 막대(quantum rod; QR)인 발광 재료를 포함하는 발광물질층을 포함하고, 상기 유기 화합물은 상기 발광물질층의 호스트로 사용되고, 상기 발광 재료는 상기 발광물질층의 도펀트로 사용되는 발광다이오드.
화학식 1
Figure 112022068773616-pat00033

(화학식 1에서 R1과 R2는 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 C1~C20 직쇄 또는 측쇄 알킬기, 치환되지 않거나 치환된 C2~C20 직쇄 또는 측쇄 알케닐기 및 치환되지 않거나 치환된 C1~C20 알콕시기로 구성되는 군에서 선택됨; R3은 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아릴기, 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아랄킬기, 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아릴옥시기 및 2개 이상의 헤테로 원자를 가지는 C8~C30 축합 헤테로 아릴 아민기로 구성되는 군에서 선택됨; Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아릴기, 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아릴기, 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아랄킬기, 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아랄킬기, 치환되지 않거나 치환된 C5~C30 호모 아랄옥시기 및 치환되지 않거나 치환된 C4~C30 헤테로 아랄옥시기로 구성되는 군에서 선택됨)
a first electrode and a second electrode facing each other; and
A light emitting layer positioned between the first electrode and the second electrode,
The light emitting layer includes an organic compound represented by Formula 1 below,
The light-emitting layer includes a light-emitting material layer including the organic compound and a light-emitting material such as a quantum dot (QD) or a quantum rod (QR), and the organic compound is used as a host of the light-emitting material layer, The light emitting material is used as a dopant of the light emitting material layer.
Formula 1
Figure 112022068773616-pat00033

(In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently an unsubstituted or substituted C 1 ~ C 20 linear or branched alkyl group, an unsubstituted or substituted C 2 ~ C 20 linear or branched alkenyl group, and an unsubstituted or substituted C 1 ~ C 20 Selected from the group consisting of alkoxy groups; R 3 is a C 8 ~ C 30 fused heteroaryl group having 2 or more heteroatoms, a C 8 ~C 30 fused heteroaralkyl group having 2 or more heteroatoms, 2 Selected from the group consisting of a C 8 ~ C 30 fused heteroaryloxy group having at least two heteroatoms and a C 8 ~C 30 fused heteroaryl amine group having at least 2 heteroatoms; Ar 1 to Ar 3 are each independently substituted unsubstituted or substituted C 5 ~C 30 homoaryl group, unsubstituted or substituted C 4 ~C 30 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C 5 ~C 30 homoaralkyl group, unsubstituted or substituted C 4 ~C 30 hetero aralkyl group, unsubstituted or substituted C 5 ~ C 30 homo araloxy group and unsubstituted or substituted C 4 ~ C 30 selected from the group consisting of hetero araloxy group)
 제 4항에 있어서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 유기 화합물을 포함하는 발광다이오드.
화학식 2
Figure 112017118505024-pat00034

(화학식 1에서 R1 내지 R3는 각각 화학식 1에서 정의된 것과 동일함; Ar4 내지 Ar6는 각각 독립적으로 페닐기 또는 나프틸기임)
According to claim 4,
The organic compound is a light emitting diode including an organic compound represented by Formula 2 below.
Formula 2
Figure 112017118505024-pat00034

(In Formula 1, R 1 to R 3 are the same as defined in Formula 1; Ar 4 to Ar 6 are each independently a phenyl group or a naphthyl group)
 제 4항에 있어서,
상기 유기 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 어느 하나의 유기 화합물을 포함하는 발광다이오드.
화학식 3
Figure 112017118505024-pat00035

Figure 112017118505024-pat00036

Figure 112017118505024-pat00037

Figure 112017118505024-pat00038

Figure 112017118505024-pat00039
According to claim 4,
The organic compound is a light emitting diode including any one organic compound represented by Formula 3 below.
Formula 3
Figure 112017118505024-pat00035

Figure 112017118505024-pat00036

Figure 112017118505024-pat00037

Figure 112017118505024-pat00038

Figure 112017118505024-pat00039
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판;
상기 기판 상부에 위치하고, 제 4항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 기재된 발광다이오드; 및
상기 기판과 상기 발광다이오드 사이에 위치하며 상기 발광다이오드에 연결되는 구동 소자
를 포함하는 발광장치.
Board;
Located on the substrate, the light emitting diode according to any one of claims 4 to 6; and
A driving element positioned between the substrate and the light emitting diode and connected to the light emitting diode
A light emitting device comprising a.
 제 10항에 있어서,
상기 발광장치는 발광표시장치인 발광장치.According to claim 10,
The light emitting device is a light emitting display device. 제 4항에 있어서,
상기 발광층은 상기 제 1 전극과 상기 발광물질층 사이 또는 상기 제 2 전극과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 정공수송층을 더욱 포함하고,
상기 정공수송층은 무기물로 이루어지는 발광다이오드.
According to claim 4,
The light emitting layer further includes a hole transport layer positioned between the first electrode and the light emitting material layer or between the second electrode and the light emitting material layer,
The hole transport layer is a light emitting diode made of an inorganic material.
 제 12항에 있어서,
상기 정공수송층에 포함되는 상기 무기물은 NiO, MoO3, Cr2O3, Bi2O3 또는 p-형 ZnO인 금속 산화물, 티오시안구리(CuSCN), Mo2S 또는 p-형 GaN인 비-산화 무기물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 발광다이오드.
According to claim 12,
The inorganic material included in the hole transport layer is NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , Bi 2 O 3 or a metal oxide of p-type ZnO, copper thiocyanate (CuSCN), Mo 2 S or p-type GaN of non- A light emitting diode selected from the group consisting of inorganic oxides and combinations thereof.
 제 4항에 있어서,
상기 발광물질층과 상기 제 2 전극 사이 또는 상기 제 1 전극과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 전자수송층을 더욱 포함하고,
상기 전자수송층은 무기물로 이루어지는 발광다이오드.
According to claim 4,
Further comprising an electron transport layer positioned between the light emitting material layer and the second electrode or between the first electrode and the light emitting material layer,
The electron transport layer is a light emitting diode made of an inorganic material.
 제 14항에 있어서,
상기 전자수송층에 포함되는 상기 무기물은 Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs 또는 Cu로 도핑되거나 도핑되지 않은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화아연마그네슘(ZnMgO), 산화지르코늄(ZrO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화탄탈륨(Ta2O3), 산화하프늄(HfO3), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄실리콘(ZrSiO4), 산화바륨티타늄(BaTiO3) 또는 산화바륨지르코늄(BaZrO3)인 무기 산화물; Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs 또는 Cu로 도핑되거나 도핑되지 않은 CdS, ZnSe 또는 ZnS인 반도체 입자; Si3N4 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 발광다이오드. According to claim 14,
The inorganic material included in the electron transport layer may be titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zinc magnesium oxide (ZnMgO) doped or undoped with Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs or Cu, Zirconium oxide (ZrO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium silicon oxide (ZrSiO 4 ), an inorganic oxide that is barium titanium oxide (BaTiO 3 ) or barium zirconium oxide (BaZrO 3 ); semiconductor particles that are CdS, ZnSe or ZnS doped or undoped with Al, Mg, In, Li, Ga, Cd, Cs or Cu; A light emitting diode selected from the group consisting of Si 3 N 4 and combinations thereof.
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