EBCz-ThX:B4PYPPM 엑시플렉스 호스트 기반의 고효율 청색 유기발광 다이오드

Abstract

열활성화 지연형광 현상은 단일항 상태와 삼중항 상태의 에너지 차이가 극단적으로 작은 재료에서 상온 수준의 열에너지를 활용하여 삼중항 상태에서 에너지가 보다 높은단일항 상태로 재계간전이가 되고 이 단일항 상태가 바닥상태로 전이되면서 지연 형광을 나타내는 프로세스이다. 지연형광의 경우 최대 100%의 효율을 얻을 수 있으며, 지연형과을 유기발광 다이오드에 적용할 경우 기존의 중금속을 포함한 인광 재료와 동등한 내부 양자 효율을얻을 수 있어 많은 연구 결과가 보고되고있다. 특히, 엑시플렉스 시스템은 발광층에서 우수한 전하균형 특성과 지연형광특성을 인정받아 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 carbazole/thioxanthene-S,S-dioxide (EBCz-ThX)와 2-phenyl-bis-4,6-(3,5-di-4-pyridylphenyl) pyrimidine (B4PYPPM)을 이용하여 청색 지연형광 발광체에 적합한 엑시플렉스 호스트를 개발하여 고요율 유기발광다이오드를 개발하는 연구를 진행하였다. 그 결과 EBCz-ThX:B4PYPPM의 우수한 재계간전이 효율과 청색 지연형광 발광체로의 원활한 에너지 전달과정으로 인해 청색 유기발광 다이오드의 최대 전력 효율과 전류 효율은 각각 22.4 cd/A과 28.2 lm/W로 우수하게 나타났으며, 이같은 결과는 EBCz-ThX 호스트 기반의 청색 유기발광 다이오드와 비교했을시 11.6 lm/W 향상된 수치임을 확인하였다.