Tetraphenylsilane containing solution-processable small-molecular hosts for highly efficient phosphorescent organic light-emitting diodes

Abstract

본 논문에서는 고효율의 인광 유기전계발광소자를 목표로 하여, 테트라페닐실란 (Tetraphenylsilane) 기를 포함함으로써 용액 공정이 가능해지는 새로운 단분자 호스트 물질군을 보고하였다. 새로이 개발된 이 물질군은 TPS series 라 명명되었으며, 9-phenyl-3-(4-(triphenylsilyl)phenyl)-carbazole (TPSPCz), 9-phenyl-3,6-bis(4-(triphenylsilyl)phenyl)-carbazole (TPS2PCz), 1,2-trans-bis(3,6-bis(4-(triphenylsilyl)phenyl)-carbazol-9-yl)cyclobutane (TPS4DCz) 등 세 물질로 구성되어 있다. 카바졸의 C3, C6 위치에 수소 대신 테트라페닐실란기가 치환됨으로써 용액 공정을 통해 균일한 필름을 얻는 것이 가능해졌다. 또한 광물리적, 필름의 형태학적 특성 연구에 기초하여, 부피가 크고 상당히 뒤틀려 있는 형태의 테트라페닐실란기가 가지는 공간상 분리 효과에 의하여 동일 평면상에 위치하는 카바졸의 엑시머 형성이 효과적으로 억제된다는 것을 증명하였다. 위 호스트 물질들은 테트라페닐실란기의 수가 증가할수록 더욱 높은 열분해 온도(전체 무게 중 약 5%의 무게가 줄어드는 온도)를 갖는 현상을 보였다 (TPSPCz : 363 °C, TPS2PCz : 424 °C, TPS4DCz : 472 °C). 특히 fac-tris(2-phenylpyridine) iridium (III) (Ir(PPy)3) 가 게스트, TPS4DCz가 호스트로 쓰인 인광 유기전계발광소자의 경우, Ir(PPy)3 가 게스트, PVK 가 호스트로 쓰인 인광 유기전계발광소자와 비교하였을 때 최대 154 % 까지 향상된 소자 성능을 보여주었다.