KR102289819B1

KR102289819B1 - 유기 발광 소자

Info

Publication number: KR102289819B1
Application number: KR1020140042024A
Authority: KR
Inventors: 노창호; 이준엽; 임이랑
Original assignee: 삼성전자주식회사; 삼성에스디아이 주식회사; 단국대학교 산학협력단
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2021-08-17
Also published as: KR20150116721A

Abstract

유기 발광 소자가 개시된다.

Description

유기 발광 소자{Organic light emitting device}

유기 발광 소자가 제시된다.

유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.

일예에 따르면, 유기 발광 소자는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층 포함할 수 있다. 상기 애노드와 발광층 사이에는 정공 수송 영역이 구비될 수 있고, 상기 발광층과 캐소드 사이에는 전자 수송 영역이 구비될 수 있다. 상기 애노드로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자는 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.

신규 유기금속 화합물 및 이를 채용한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치되고 발광층을 포함한 유기층;을 포함하고,

상기 유기층은 하기 화학식 1A로 표시되는 제1화합물 및 하기 화학식 1B로 표시되는 제2화합물 중 적어도 하나를 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다:

<화학식 1A> <화학식 1B>

상기 화학식 1A 및 1B 중

X₁은 N 또는 C(R₁)이고, X₂는 N 또는 C(R₂)이고, X₃는 N 또는 C(R₃)이고, X₄는 N 또는 C(R₄)이고, X₁₁은 N 또는 C(R₁₁)이고, X₁₂는 N 또는 C(R₁₂)이고, X₁₃은 N 또는 C(R₁₃)이고, X₁₄는 N 또는 C(R₁₄)이고, X₁ 내지 X₄ 중 적어도 하나는 N이고, X₁₁ 내지 X₁₄ 중 적어도 하나는 N이고;

Y₁₁은 O 또는 S이고;

R₁ 내지 R₇ 및 R₁₁ 내지 R₁₉는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알킬기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알키닐기, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알콕시기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q₁)(Q₂), -Si(Q₃)(Q₄)(Q₅) 또는 -B(Q₆)(Q₇)이고;

R₈ 및 R₉는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 카바졸일기이고;

c1, c3, c5 및 d1 내지 d5는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고;

c2 및 c4는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고;

c2와 c4의 합은 3이고, c3와 c5의 합은 4이고;

상기 치환된 카바졸일기, 치환된 C₁-C₆₀알킬기, 치환된 C₂-C₆₀알케닐기, 치환된 C₂-C₆₀알키닐기, 치환된 C₁-C₆₀알콕시기, 치환된 C₃-C₁₀시클로알킬기, 치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, 치환된 C₃-C₁₀시클로알케닐기, 치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, 치환된 C₆-C₆₀아릴기, 치환된 C₆-C₆₀아릴옥시기, 치환된 C₆-C₆₀아릴티오기, 치환된 C₂-C₆₀헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기 또는 C₁-C₆₀알콕시기;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q₁₁)(Q₁₂), -Si(Q₁₃)(Q₁₄)(Q₁₅) 및 -B(Q₁₆)(Q₁₇) 중 적어도 하나로 치환된, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기 또는 C₁-C₆₀알콕시기;

C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기, C₁-C₆₀알콕시기, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q₂₁)(Q₂₂), -Si(Q₂₃)(Q₂₄)(Q₂₅) 및 -B(Q₂₆)(Q₂₇) 중 적어도 하나로 치환된, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 또는

-N(Q₃₁)(Q₃₂), -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 또는 -B(Q₃₆)(Q₃₇) 이고;

상기 Q₁ 내지 Q₇, Q₁₁ 내지 Q₁₇, Q₂₁ 내지 Q₂₇ 및 Q₃₁ 내지 Q₃₇은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기, C₁-C₆₀알콕시기, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이다.

상기 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명 특성을 가질 수 있다.

도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 4는 화합물 1(1), 1(2) 및 2(1)의 발광 스펙트럼을 각각 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2에서 제작된 유기 발광 소자의 수명 데이터이다.
도 6은 실시예 1 내지 3에서 제작된 유기 발광 소자의 양자 효율 데이터이다.

도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. 유기 발광 소자(10)는 제1전극(11), 유기층(15) 및 제2전극(19)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.

상기 제1전극(11) 하부 또는 제2전극(19) 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기판으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.

상기 제1전극(11)은 예를 들면, 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 애노드일 수 있다. 상기 제1전극용 물질은 정공 주입이 용이하도록 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(11)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO₂), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등과 같은 금속을 이용할 수 있다.

상기 제1전극(11)은 단일층 또는 2 이상의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(11)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1전극(11) 상부로는 유기층(15)이 배치되어 있고, 상기 유기층(15) 상부로는 제2전극(19)이 배치되어 있다.

상기 제1전극(11)은 정공 주입 전극인 애노드이고 상기 제2전극(19)은 전자 주입 전극인 캐소드이거나, 상기 제1전극(11)은 전자 주입 전극인 캐소드이고 상기 제2전극(19)은 정공 주입 전극인 캐소드이다.

상기 유기층(15)은 정공 수송 영역(hole transport region); 발광층(emission layer); 및 전자 수송 영역(electron transport region);을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되고, 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함한 정공 수송 영역; 및 ii) 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함한 전자 수송 영역;을 포함할 수 있다.

상기 유기층(15)은 하기 화학식 1A로 표시되는 제1화합물 및 하기 화학식 1B로 표시되는 제2화합물 중 적어도 하나를 포함한다.

<화학식 1A> <화학식 1B>

상기 화학식 1A 및 1B 중, X₁은 N 또는 C(R₁)이고, X₂는 N 또는 C(R₂)이고, X₃는 N 또는 C(R₃)이고, X₄는 N 또는 C(R₄)이고, X₁₁은 N 또는 C(R₁₁)이고, X₁₂는 N 또는 C(R₁₂)이고, X₁₃은 N 또는 C(R₁₃)이고, X₁₄는 N 또는 C(R₁₄)이고, X₁ 내지 X₄ 중 적어도 하나는 N이고, X₁₁ 내지 X₁₄ 중 적어도 하나는 N이다.

예를 들어, 상기 X₁ 내지 X₄ 중 하나는 N이고, X₁₁ 내지 X₁₄ 중 하나는 N일 수 있다.

다른 구현예에 따르면, 상기 X₄ 및 X₁₁은 N일 수 있다.

상기 화학식 1A 중 Y₁₁은 O 또는 S이다. 예를 들어, Y₁₁은 O일 수 있다.

상기 화학식 1A 내지 1B 중 R₁ 내지 R₇ 및 R₁₁ 내지 R₁₉는, 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알킬기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알키닐기, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알콕시기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q₁)(Q₂), -Si(Q₃)(Q₄)(Q₅) 또는 -B(Q₆)(Q₇)이다.

예를 들어, 상기 화학식 1A 내지 1B 중 R₁ 내지 R₇ 및 R₁₁ 내지 R₁₉는, 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C₁-C₂₀알킬기, 치환 또는 비치환된 C₁-C₂₀알콕시기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₂₀아릴기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₂₀헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 또는 -Si(Q₃)(Q₄)(Q₅)일 수 있다.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1B 중 R₁ 내지 R₇ 및 R₁₁ 내지 R₁₉는 서로 독립적으로,

수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기;

페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기 또는 이미다조피리미디닐기;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기 또는 이미다조피리미디닐기; 또는

-Si(Q₃)(Q₄)(Q₅); 이고,

상기 Q₃ 내지 Q₅ 및 Q₃₃ 내지 Q₃₅는 서로 독립적으로, 수소, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 또는 이소퀴놀리닐기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기;

-F, 시아노기, 니트로기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기 및 -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기; 또는

-Si(Q₃)(Q₄)(Q₅); 이고,

상기 화학식 1A 중 R₈ 및 R₉는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 카바졸일기이다.

예를 들어, 상기 R₈ 및 R₉는 서로 독립적으로,

카바졸일기; 또는

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) (Q₃₃ 내지 Q₃₅에 대한 정의는 본 명세서에 기재된 바를 참조함) 중 적어도 하나로 치환된, 카바졸일기; 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 1A 및 1B 중 c1, c3, c5 및 d1 내지 d5는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고, c2 및 c4는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고, c2와 c4의 합은 3이고, c3와 c5의 합은 4이다.

c1은 R₅의 개수를 나타낸 것으로서, c1이 2 이상일 경우 2 이상의 R₅는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 및 1B 중 c1, c3, c5 및 d1 내지 d5는 서로 독립적으로 0 또는 1일 수 있고, c2 및 c4는 서로 독립적으로 0, 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 중 상기 c3가 0이고, c4가 1이거나; c3가 1이고, c4가 1일 수 있다.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 제1화합물은 하기 화학식 1A(1) 또는 1A(2)로 표시될 수 있다:

<화학식 1A(1)>

<화학식 1A(2)>

상기 화학식 1A(1) 및 1A(2) 중 X₁ 내지 X₄, X₁₁ 내지 X₁₄, Y₁₁, R₅ 내지 R₇ 및 c1 내지 c3에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.

예를 들어, 상기 제1화합물은 하기 화합물 1(1) 또는 1(2)일 수 있고, 상기 제2화합물은 하기 화합물 2(1)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:

상기 제1화합물 및 제2화합물 중 적어도 하나는 상기 유기층(15) 중 발광층에 포함될 수 있다.

한편, 상기 유기층(15)은 상기 제1화합물 및 제2화합물 외에, 하기 화학식 10으로 표시된 유기금속(organometallic) 화합물을 더 포함할 수 있다:

<화학식 10>

M(L₁)_n1(L₂)_n2

상기 화학식 10 중, M은 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb) 또는 톨륨(Tm)일 수 있다.

예를 들어, 상기 화학식 10 중 M은 이리듐 또는 백금일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 10 중 L₁은 하기 화학식 11로 표시되는 리간드 중에서 선택되고, L₂는 1가 유기 리간드, 2가 유기 리간드, 3가 유기 리간드 및 4가 유기 리간드 중에서 선택되되, 상기 L₂는 상기 L₁과 상이하다.

상기 화학식 10 중 n1은 1, 2 또는 3이고, n2는 0, 1, 2, 3 또는 4이다.

상기 화학식 10 중 n1이 2 이상일 경우 2 이상의 L₁은 서로 동일하거나 상이하고, n2가 2 이상일 경우 2 이상의 L₂는 서로 동일하거나 상이하다.

<화학식 11>

상기 화학식 11 중, Y₁ 내지 Y₄는 서로 독립적으로, 탄소(C) 또는 질소(N)이다.

상기 화학식 11 중 Y₁과 Y₂는 단일 결합 또는 이중 결합으로 연결되어 있고, Y₃와 Y₄는 단일 결합 또는 이중 결합으로 연결되어 있다.

상기 화학식 11 중 CY₁ 및 CY₂는 서로 독립적으로, C₅-C₆₀시클릭 그룹 또는 C₂-C₆₀헤테로시클릭 그룹이고, CY₁과 CY₂는 선택적으로(optionally), 단일 결합 또는 제1연결기(a first linking group)를 통하여 서로 결합되어 있다.

상기 화학식 11 중 Y₁은 N이고, Y₄는 C일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 화학식 11 중 CY₁ 및 CY₂는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-플루오렌, 인덴, 피롤, 티오펜, 퓨란(furan), 이미다졸, 피라졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 이속사졸(isooxazole), 트리아졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 카바졸, 벤조이미다졸, 벤조퓨란(benzofuran), 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 벤조옥사졸, 이소벤조옥사졸, 트리아졸, 테트라졸, 옥사디아졸, 트리아진, 디벤조퓨란(dibenzofuran), 디벤조티오펜, 벤조퓨로피리딘(benzofuropyridine) 또는 벤조티에노피리딘(benzothienopyridine)일 수 있다.

다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 11 중 CY₁은 트리아졸, 이미다졸 또는 피라졸이고, CY₂는 벤젠 또는 피리딘일 수 있다.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 11 중 CY₁과 CY₂는 단일 결합 또는 제1연결기를 통하여 서로 결합되어 있고, 상기 제1연결기는 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다:

<화학식 6>

*-(Z₃₁)_c1-*'

상기 화학식 6 중 Z₃₁은, *-O-*', *-S-*', *-N(Q₄₁)-*', *-C(Q₄₂)(Q₄₃)-*', *-C(Q₄₄)=C(Q₄₅)-*' 또는

이고;

Q₄₁ 내지 Q₄₉는 서로 독립적으로,

수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기 또는 C₁-C₆₀알콕시기;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기 또는 C₁-C₆₀알콕시기;

C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 또는

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기, C₁-C₆₀알콕시기, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 이고;

c1은 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고, c1이 2 이상일 경우, 복수의 Z₃₁은 서로 동일하거나 상이하다.

상기 Q₄₁ 내지 Q₄₉에 대한 상세한 설명은 후술하는 Z₁에 대한 설명을 참조한다.

예를 들어, 상기 화학식 6 중, 상기 Q₄₁ 내지 Q₄₉는 서로 독립적으로,

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 및 피리미디닐기 중 적어도 하나로 치환된, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기; 또는

페닐기, 나프틸기, 피리디닐기 또는 피리미디닐기; 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 화학식 11 중 CY₁과 CY₂는, 단일 결합 또는 제1연결기(a first linking group)를 통하여 서로 결합되고, 상기 제1연결기는 *-C(Q₄₄)=C(Q₄₅)-*' 또는

로 표시되고(즉, 화학식 6 중 b1 = 1), 상기 Q₄₄ 내지 Q₄₉는 서로 독립적으로, 수소, C₁-C₁₀알킬기 또는 C₁-C₁₀알콕시기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 10 중 Z₁ 및 Z₂는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알킬기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알키닐기, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알콕시기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -N(Q₁)(Q₂), -Si(Q₃)(Q₄)(Q₅) 또는 -B(Q₆)(Q₇)일 수 있다. 상기 Q₁ 내지 Q₇에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.

일 구현예에 따르면, 상기 화학식 10 중 Z₁ 및 Z₂는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C₁-C₂₀알킬기, 치환 또는 비치환된 C₁-C₂₀알콕시기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₂₀아릴기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₂₀헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 또는 -Si(Q₃)(Q₄)(Q₅)일 수 있다.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 10 중 Z₁ 및 Z₂는 서로 독립적으로,

-Si(Q₃)(Q₄)(Q₅); 이고,

상기 화학식 11 중 a 및 b는 서로 독립적으로 1 내지 5의 정수 중에서 선택된다. a는 Z₁의 개수를 나타낸 것으로서, a가 2 이상일 경우 2 이상의 Z₁은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, b는 Z₂의 개수를 나타낸 것으로서, b가 2 이상일 경우 2 이상의 Z₂는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. a 및 b는 0, 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 11 중 * 및 *'는 화학식 10 중 M과의 결합 사이트이다.

상기 화학식 10 중 L₁은 하기 화학식 11-1로 표시되는 리간드 내지 11-142로 표시되는 리간드 중에서 선택될 수 있다:

상기 화학식 11-1 내지 11-142 중 Z₁, Z₂, Q₄₄ 내지 Q₄₉에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고, Z_1a 및 Z_1b에 대한 설명은 Z₁에 대한 설명을 참조하고, Z_2a내지 Z_2c에 Z₂에 대한 설명을 참조하고, a4 및 b4는 서로 독립적으로, 1, 2, 3 또는 4이고, a3 및 b3는 서로 독립적으로 1, 2 또는 3이고, a2 및 b2는 서로 독립적으로 1 또는 2이고; * 및 *'은 상기 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이다.

예를 들어, 상기 화학식 11-1 내지 11-151 중 Z₁, Z₂, Z_1a, Z_1b, Z_2a, Z_2b, Z_2c 및 Q₄₄ 내지 Q₄₉는 서로 독립적으로,

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기;

페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기;

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기 및 -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기; 또는

-Si(Q₃)(Q₄)(Q₅)이고,

상기 Q₃ 내지 Q₅ 및 Q₃₃ 내지 Q₃₅는 서로 독립적으로, 수소, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 또는 이소퀴놀리닐기일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 화학식 10 중 L₁은 상기 화학식 11-41 내지 11-130 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 10 중 L₂는 하기 화학식 5-1 내지 5-4 중 하나로 표시되는 리간드 중에서 선택될 수 있다:

상기 화학식 5-1 중 Y₅ 및 Y₆은 서로 독립적으로, 탄소(C) 또는 질소(N)일 수 있다.

상기 화학식 5-1 중 Y₅과 Y₆은 단일 결합 또는 이중 결합으로 연결되어 있다.

상기 화학식 5-1 중 CY₃는 C₅-C₆₀시클릭 그룹 또는 C₂-C₆₀헤테로시클릭 그룹이다. 상기 화학식 5-1 중 CY₃의 구체예는 본 명세서 중 CY₁ 및 CY₂의 구체예를 참조한다.

상기 화학식 5-1 내지 5-4 중 Z₃ 내지 Z₉는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알킬기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀알키닐기, 치환 또는 비치환된 C₁-C₆₀알콕시기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C₆-C₆₀아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C₂-C₆₀헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있다. 상기 Z₃ 내지 Z₉에 대한 설명은 본 명세서 중 Z₁에 대한 설명을 참조한다.

상기 화학식 5-3 중 A₁은 P 또는 As일 수 있다.

상기 화학식 5-4 중 X_11a 및 X_11b는 서로 독립적으로, N, O, N(R₃₄), P(R₃₅)(R₃₆) 또는 As(R₃₇)(R₃₈)일 수 있다. 상기 R₃₄ 내지 R₃₈에 대한 설명은 본 명세서 중 Z₁에 대한 설명을 참조한다.

상기 화학식 5-4 중 R_33"은 단일 결합, 이중 결합, 치환 또는 비치환된 C₁-C₅알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C₂-C₅알케닐렌기일 수 있다.

상기 화학식 5-1 내지 5-4 중 * 및 *'는 화학식 10 중 M과의 결합 사이트이다.

상기 화학식 10 중 n1 = 3이고 n2 = 0이거나; n1 = 2이고 n2 = 0이거나; n1 = 2이고 n2 = 1이거나; n1 = 1이고 n2 = 2;일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물은 하기 화합물 101 내지 104일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A로 표시되는 제1화합물 및 상기 화학식 1B로 표시되는 제2화합물 중 적어도 하나(호스트의 역할을 할 수 있음)와, 상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물(도펀트의 역할을 할 수 있음)은 모두 상기 유기층(15) 중 발광층에 포함될 수 있다.

상기 제1화합물 및 제2화합물은 우수한 정공 수송 능력 및 전자 수송 능력을 가지며, 높은 삼중항 에너지 레벨을 가지므로, 상기 제1화합물 및 제2화합물 중 적어도 하나를 포함한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명을 가질 수 있다.

한편, 상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물은 강건 구조를 가지므로,상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물을 제1화합물 및 제2화합물과 함께 사용한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명은 물론, 고색순도를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물은 최대 발광 파장이 435nm 내지 500nm의 범위에 있고, x색좌표가 0.14 내지 0.20의 범위 에 있고, y색좌표가 0.10 내지 0.42의 범위에 있는 청색광 방출이 가능하다.

상기 화합물 101 내지 104에 대한 HOMO, LUMO, 단일항(S1) 에너지 레벨 및 삼중항(T1) 에너지 레벨을 Gaussian 프로그램의 DFT 방법을 이용하여 (B3LYP, 6-31G(d,p) 수준에서 구조 최적화함) 평가한 결과는 하기 표 1과 같다.

화합물 No.	HOMO(eV)	LUMO(eV)	S₁ 에너지 레벨(eV)	T₁ 에너지 레벨(eV)
101	-4.13	-0.47	3.14	2.81
102	-4.29	-0.60	3.11	2.81
104	-5.05	-0.81	3.29	3.13

상기 표 1에 따르면, 화합물 101, 102 및 104는 유기 발광 소자용 재료로 사용하기에 적합한 HOMO, LUMO, S₁ 에너지 레벨 및 T₁ 에너지 레벨을 가짐을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물은 유기 발광 소자용 재료로 사용하기에 적합한 전기적 특성을 갖추고 있다.

상기 화학식 1A로 표시되는 제1화합물, 화학식 1B로 표시되는 제2화합물, 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물의 합성 방법은, 후술하는 합성예를 참조하여, 당업자가 용이하게 인식할 수 있다.

상기 유기층(15) 중 정공 수송 영역은 제1전극(11)과 발광층 사이에 배치될 수 있다.

상기 정공 수송 영역은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 및 버퍼층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 정공 수송 영역은 정공 주입층만을 포함하거나, 정공 수송층만을 포함할 수 있다. 또는, 상기 정공 수송 영역은, 제1전극(11)로부터 차례로 적층된, 정공 주입층/정공 수송층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있다.

정공 수송 영역이 정공 주입층을 포함할 경우, 정공 주입층(HIL)은 상기 제1전극(11) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.

진공 증착법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 약 100 내지 약 500℃, 진공도 약 10^-8 내지 약 10^-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층을 형성하는 경우, 코팅 조건은 정공주입층 재료로 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 정공 수송층 및 전자 저지층 형성 조건은 정공 주입층 형성 조건을 참조한다.

상기 정공 수송 영역은, 예를 들면, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, α-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산), PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)), 하기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 202로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:

<화학식 201>

<화학식 202>

상기 화학식 201 중, Ar₁₀₁ 및 Ar₁₀₂는 서로 독립적으로,

페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 또는 펜타세닐렌기; 및

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기, C₁-C₆₀알콕시기, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 또는 펜타세닐렌기; 일 수 있다.

상기 화학식 201 중, 상기 xa 및 xb는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수, 또는 0, 1 또는 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 xa는 1이고, xb는 0일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 201 및 202 중, 상기 R₁₀₁ 내지 R₁₀₈, R₁₁₁ 내지 R₁₁₉ 및 R₁₂₁ 내지 R₁₂₄는 서로 독립적으로,

수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₁₀알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등) 또는 C₁-C₁₀알콕시기(예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기 등);

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염 및 인산 또는 이의 염 중 하나 이상으로 치환된, C₁-C₁₀알킬기 또는 C₁-C₁₀알콕시기;

페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 또는 파이레닐기; 또는

중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₁₀알킬기 및 C₁-C₁₀알콕시기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 또는 파이레닐기; 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화학식 201 중, R₁₀₉는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 또는 피리디닐기; 또는 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 및 피리디닐기 중 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 또는 피리디닐기; 일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:

<화학식 201A>

상기 화학식 201A 중, R₁₀₁, R₁₁₁, R₁₁₂ 및 R₁₀₉에 대한 상세한 설명은 상술한 바를 참조한다.

예를 들어, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화합물 HT1 내지 HT20을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:

상기 정공 수송 영역의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층 및 정공 수송층을 모두 포함한다면, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.

상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.

상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라사이아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라사이아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 HT-D1 등과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

<화합물 HT-D1> <F4-TCNQ>

상기 정공 수송 영역은, 버퍼층을 더 포함할 수 있다.

상기 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할을 수 있다.

상기 정공 수송 영역 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(EML)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 코팅법에 의해 발광층을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.

상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 발광층 중 호스트는 상기 화학식 1A로 표시되는 제1화합물 및 상기 화학식 1B로 표시되는 제2화합물 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 발광층 중 도펀트는 공지의 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공지의 도펀트로서, Ir(ppy)₃ 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 구현에 따르면, 상기 발광층 중 호스트는 상기 화학식 1A로 표시되는 제1화합물 및 상기 화학식 1B로 표시되는 제2화합물 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 발광층 중 도펀트는 상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물을 포함할 수 있다.

상기 유기 발광 소자가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및/또는 청색 발광층이 적층된 구조를 가짐으로써, 백색광을 방출할 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.

상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.

다음으로 발광층 상부에 전자 수송 영역이 배치된다.

전자 수송 영역은 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 전자 수송 영역은 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층 또는 전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송층은 단일층 또는 2 이상의 서로 다른 물질을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.

상기 전자 수송 영역의 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층의 형성 조건은 정공 주입층의 형성 조건을 참조한다.

상기 전자 수송 영역이 정공 저지층을 포함할 경우, 상기 정공 저지층은 예를 들면, 하기 BCP 및 Bphen 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.

상기 전자 수송층은 상기 BCP, Bphen 및 하기 Alq₃, Balq, TAZ 및 NTAZ 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

또는, 상기 전자 수송층은 하기 화합물 ET1 및 ET2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.

상기 전자 수송층은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.

상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들면, 하기 화합물 ET-D1(리튬 퀴놀레이트, LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다.

또한 전자 수송 영역은, 제2전극(19)으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 전자 주입층(EIL)을 포함할 수 있다.

상기 전자 주입층은, LiF, NaCl, CsF, Li₂O 및 BaO 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.

상기 유기층(15) 상부로는 제2전극(19)이 구비되어 있다. 상기 제2전극(19)은 캐소드일 수 있다. 상기 제2전극(19)용 물질로는 상대적으로 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 조합을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등을 제2전극(19) 형성용 물질로 사용할 수 있다. 또는, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용하여 투과형 제2전극(19)을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.

이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서 중 C₁-C₆₀알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C₁-C₆₀알킬렌기는 상기 C₁-C₆₀알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 C₁-C₆₀알콕시기는 -OA₁₀₁(여기서, A₁₀₁은 상기 C₁-C₆₀알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.

본 명세서 중 C₂-C₆₀알케닐가는 상기 C₂-C₆₀알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C₂-C₆₀알케닐렌기는 상기 C₂-C₆₀알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 C₂-C₆₀알키닐기는 상기 C₂-C₆₀알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 구조를 가지며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기(ethynyl), 프로피닐기(propynyl), 등이 포함된다. 본 명세서 중 C₂-C₆₀알키닐렌기는 상기 C₂-C₆₀알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 C₃-C₁₀시클로알킬기는 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C₃-C₁₀시클로알킬렌기는 상기 C₃-C₁₀시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬렌기는 상기 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 C₃-C₁₀시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromacity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C₃-C₁₀시클로알케닐렌기는 상기 C₃-C₁₀시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-히드로퓨라닐기, 2,3-히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 C₆-C₆₀아릴기는 탄 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C₆-C₆₀아릴렌기는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C₆-C₆₀아릴기의 구체예는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함한다. 상기 C₆-C₆₀아릴기 및 C₆-C₆₀아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.

본 명세서 중 C₂-C₆₀헤테로아릴기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 2 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C₂-C₆₀헤테로아릴렌기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 2 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C₂-C₆₀헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C₂-C₆₀헤테로아릴기 및 C₂-C₆₀헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다.

본 명세서 중 C₆-C₆₀아릴옥시기는 -OA₁₀₂(여기서, A₁₀₂는 상기 C₆-C₆₀아릴기임)를 가리키고, 상기 C₆-C₆₀아릴티오기(arylthio)는 -SA₁₀₃(여기서, A₁₀₃은 상기 C₆-C₆₀아릴기임)를 가리킨다.

본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹(예를 들면, 8 내지 60의 탄소수를 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예는 플루오레닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹(예를 들면, 2 내지 60의 탄소수를 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은, 카바졸일기 등을 포함한다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.

본 명세서 중 상기 치환된 카바졸일기, 치환된 C₁-C₆₀알킬기, 치환된 C₂-C₆₀알케닐기, 치환된 C₂-C₆₀알키닐기, 치환된 C₁-C₆₀알콕시기, 치환된 C₃-C₁₀시클로알킬기, 치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, 치환된 C₃-C₁₀시클로알케닐기, 치환된 C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, 치환된 C₆-C₆₀아릴기, 치환된 C₆-C₆₀아릴옥시기, 치환된 C₆-C₆₀아릴티오기, 치환된 C₂-C₆₀헤테로아릴기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,

-N(Q₃₁)(Q₃₂), -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 또는 -B(Q₃₆)(Q₃₇); 이고;

상기 Q₁ 내지 Q₇, Q₁₁ 내지 Q₁₇, Q₂₁ 내지 Q₂₇ 및 Q₃₁ 내지 Q₃₇은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₆₀알킬기, C₂-C₆₀알케닐기, C₂-C₆₀알키닐기, C₁-C₆₀알콕시기, C₃-C₁₀시클로알킬기, C₃-C₁₀헤테로시클로알킬기, C₃-C₁₀시클로알케닐기, C₃-C₁₀헤테로시클로알케닐기, C₆-C₆₀아릴기, C₆-C₆₀아릴옥시기, C₆-C₆₀아릴티오기, C₂-C₆₀헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 일 수 있다.

이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 합성예 중 "'A' 대신 'B'를 사용하였다"란 표현 중 'B'의 사용량과 'A'의 사용량은 몰당량 기준으로 동일하다.

[실시예]

합성예 1 : 화합물 1(1)의 합성

9-(4-아이오도다이펜조[b,d]퓨란-2-일)-9H-카바졸(9-(4-iododibenzo[b,d]furan-2-yl)-9H-carbazole) (2.57 g, 5.6 mmol), 9H-피리도[2,3-b]인돌(9H-pyrido[2,3-b]indole) (1.04 g, 6.16 mmol), 카퍼아이오다이드(copper(Ⅰ) iodide) (0.64 g, 3.36 mmol) 및 포타슘 포스페이트(potassium phosphate) (3.57 g, 16.8 mmol)을 반응기에 넣은 후 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)을 넣어서 용해시켰다. 30분동안 질소 분위기 하에서 교반시킨 후, (ㅁ)-트랜스-1,2-다이아미노사이클로헥산((ㅁ)-trans-1,2-diaminocyclohexane) (0.38 g, 3.36 mmol)을 넣고 110℃에서 교반하였다. 실온으로 온도를 내린 후 고체를 여과한 후, 여액을 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)로 추출하였다. 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate)로 건조하고 용매를 감압증류하고 에틸 아세테이트(ethyl acetate)와 헥산(hexane)으로 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 흰색 고체인 화합물 1(1)을 수득하였다.

¹H NMR (400 MHz, CHCl₃): δ 8.51 (d, J=2.40 Hz, 1H), 8.48 (d, J=4.00 Hz, 1H), 8.31 (s, J=2 Hz, 1H), 8.19 (t, J=5.47 Hz, 3H), 8.04 (d, J=3.80 Hz, 1H), 7.98 (s, J=2 Hz, 1H), 7.47 (m, 9H), 7.33 (t, J=4.93 Hz, 3H)

LC-Mass (이론치: 499.17 g/mol, 측정치: 499 g/mol)

합성예 2 : 화합물 1(2)의 합성

9,9'-(4-아이오도다이벤조[b,d]퓨란-2,8-다이일)비스(9H-카바졸)(9,9'-(4-iododibenzo[b,d]furan-2,8-diyl)bis(9H-carbazole)) (2 g, 3.2 mmol), 9H-피리도[2,3-b]인돌(9H-pyrido[2,3-b]indole) (0.59 g, 3.52 mmol), 카퍼아이오다이드(copper(Ⅰ) iodide) (0.37 g, 1.92 mmol) 및 포타슘 포스페이트(potassium phosphate) (2.04 g, 9.6 mmol)을 반응기에 넣은 후 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)을 넣어서 용해시켰다. 30분동안 질소 분위기 하에서 교반시킨 후, (ㅁ)-트랜스-1,2-다이아미노사이클로헥산((ㅁ)-trans-1,2-diaminocyclohexane) (0.03 g, 0.2 mmol)을 넣고 110℃에서 교반하였다. 실온으로 온도를 내린 후 고체를 여과한 후, 여액을 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)로 추출하였다. 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate)로 건조하고 용매를 감압증류하고 에틸 아세테이트(ethyl acetate)와 헥산(hexane)으로 컬럼 크로마토그래피를 수행하여, 흰색 고체인 화합물 1(2)를 수득하였다.

¹H NMR (400 MHz, CHCl₃): δ 8.52 (d, J=3.20 Hz, 1H), 8.41 (d, J=4.60 Hz, 1H), 8.25 (d, J=0.80 Hz, 1H), 8.14 (m, 6H), 8.03 (d, J=1.20 Hz, 1H), 7.65 (m, 4H), 7.52 (t, J=5.60 Hz, 1H), 7.40 (m, 8H), 7.27 (m, 5H)

LC-Mass (이론치: 664.23 g/mol, 측정치: 664 g/mol)

합성예 3 : 화합물 2(1)의 합성

9-(3'-아이오도-[1,1'-바이페닐]-3-일)-9H-카바졸(9-(3'-iodo-[1,1'-biphenyl]-3-yl)-9H-carbazole) (0.6 g, 1.35 mmol), 5H-피리도[3,2-b]인돌(5H-pyrido[3,2-b]indole) (0.27 g, 1.65 mmol), 카퍼아이오다이드(copper(Ⅰ) iodide) (0.13 g, 0.68 mmol) 및 포타슘 포스페이트(potassium phosphate) (0.57 g, 2.7 mmol)을 반응기에 넣은 후 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)을 넣어서 용해시켰다. 30분동안 질소분위기 하에서 교반시킨 후, (ㅁ)-트랜스-1,2-다이아미노사이클로헥산((ㅁ)-trans-1,2-diaminocyclohexane) (0.08 g, 0.68 mmol)을 넣고 110℃에서 교반하였다. 실온으로 온도를 내린 후 고체를 여과한 후, 여액을 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)로 추출하였다. 마그네슘 설페이트(magnesium sulfate)로 건조하고 용매를 감압증류하고 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)와 헥산(hexane)으로 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 흰색 고체인 화합물 2(1)을 수득하였다.

¹H NMR (400 MHz, CHCl₃): δ 8.34 (s, 1H), 8.25 (d, J=3.60 Hz, 1H), 8.10(t, J=4.80 Hz, 2H), 7.88 (s, 2H), 7.73 (t, J=6.53 Hz, 2H), 7.61-7.39 (m, 10H), 7.28 (s, 2H), 7.14 (s, 2H)

GC-Mass (이론치: 485.19 g/mol, 측정치: 485 g/mol)

합성예 4: 화합물 101의합성

리간드 1의 합성

벤즈알데히드(Benzaldehyde) (5.3 g, 0.049 mol), 아닐린(aniline) (4.65 g, 0.05 mol) 및 2,3-부탄디온(2,3-butanedione monoxime) (4.95 g, 0.049 mol)과 glacial acetic acid (60 mL)을 혼합한 다음, 4시간 동안 가열한 후 수득한 오렌지색 용액을 냉각시키고, zinc (20 g, activated granules) 를 첨가하고 6시간 동안 가열하였다. 이로부터 수득한 결과물을 상온에서 12시간 동안 교반하고 여과한 다음, 탈이온수로 세정한 후, 톨루엔(toluene)과 암모늄 히드록사이드(ammonium hydroxide)를 이용하여 추출한 다음, 무수 황산마그네슘(anhydrous magnesium sulfate)을 이용하여 수분을 제거하고 컬럼 크로마토그래피(column chromatography)로 정제하여 상기 리간드 1 (4.9 g, y: 40%)을 수득하였다.

화합물 101의 합성

Ir(acac)₃ (1eq) 및 리간드 1 (4 eq) 를 글리세롤(glycerol)에 넣고 알루미늄 호일로 감싸준 후 질소 분위기 하에서 240℃로 48시간 동안 교반한 다음, 메탄올(methanol)을 첨가하고, 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)와 탈이온수를 사용하여 추출한 후 컬럼 크로마토그래피르 정제하여 화합물 101을 수득하였다.

¹H-NMR (DMSO, 400 MHz) : 7.590-7.574 (m, 3H), 7.397 (d, 1H), 7.292 (d, 1H), 6.605-6.504 (m, 2H), 6.390 (t, 1H), 6.175 (d, 1H); MS (m/z) 935.

합성예 5: 화합물 102의 합성

중간체 A의 합성

벤조니트릴(Benzonitrile) (25mmol) 을 메탄올(methanol)과 소듐 메톡사이드(sodium methoxide)와 혼합한 후 3시간 동안 교반하였다. 이로부터 수득한 결과물에 아미노아세트알데히드 디메틸 아세탈(aminoacetaldehyde dimethyl acetal)을 아세트산(acetic acid)에 녹여 첨가한 후 가열하며 교반한 다음, 상온으로 식힌후 메탄올(methanol)을 소량 첨가하고 6N HCl (8ml) 첨가하여 24시간동안 가열하며 교반하였다. 이로부터 수득한 결과물을 상온으로 냉각시키고, 에틸아세테이트(EA)와 탈이온수를 이용하여 추출하여 수득한 탈이온수층을 2N NaOH 용액을 이용하여 pH 9 를 맞추어 생성된 고체를 여과하고 수분을 제거하여 중간체 A(2-phenyl-imidazole)를 수득하였다.

리간드 2의 합성

아이오도벤젠(iodobenzene) (1 eq), 중간체 A (1.1 eq), copper iodide (1mol%), 1,2-트랜스 디아미노시클로헥산(1,2-trans diaminocyclohexane) (10 mol%), 포타슘 포스페이트(potassium phosphate) (2.1eq) 를 디옥산(dioxane) (5v) 에 넣고 24시간 동안 가열하며 교반한 다음, 메틸렌 클로라이드와 탈이온수를 이용하여 추출한 후 황산마그네슘을 이용하여 수분을 제거하고 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 리간드 2를 수득하였다.

화합물 102의 합성

리간드 1 대신 리간드 2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 4의 화합물 101의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 102를 합성하였다.

¹H-NMR (DMSO, 400MHz) : 7.562-7.546 (m, 3H), 7.492-7.467 (m, 2H), 7.018 (d, 1H), 6.899 (d, 1H), 6.708 (d, 1H), 6.660-6.633 (m, 1H), 6.490-6.471 (m, 2H); MS (m/z) 850

합성예 6: 화합물 103의합성

중간체 B의 합성

아세토페논(acetophenone) (24.7 mmol)과 톨루엔을 혼합한 다음, DMFDMA (34.6 mmol)를 적가하고, 110℃에서 3일간 가열하며 교반하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 thin liquid chromatography를 사용하여 반응 종료를 확인하고 용매를 제거하여 중간체 B(enaminoketone)를 수득하였다.

리간드 3의 합성

중간체 B (5.9 mmol) 및 디소듐 카보네이트(disodium carbonate) (4.0 mmol) 을 메탄올(methanol)과 탈이온수 (5:1 v/v)과 혼합한 후, 히드라진 히드로클로라이드(Hydrazine hydrochloride) (6.5 mmol) 을 첨가하여 상온에서 7시간 동안 교반하였다. 이 후, 아세트산을 이용하여 pH 4로 조절하고 135℃에서 4시간 동안 교반한 다음, 상온까지 냉각시킨 후 에틸아세테이트와 탈이온수를 이용하여 추출하고 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 리간드 3을 수득하였다.

화합물 103의 합성

리간드 1 대신 리간드 3을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 4의 화합물 101의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 103을 합성하였다.

¹H-NMR (DMSO, 400MHz) : 7.530-7.466 (m, 5H), 7.155 (d, 1H), 6.845 (d, 1H), 6.673 (t, 2H), 6.566 (t, 1H), 6.413 (d, 1H); MS (m/z) 850.

합성예 7: 화합물 104의합성

중간체 C의 합성

이이오도벤젠(iodobenzene) (1 eq), 2-페닐-이미다졸(2-phenyl-imidazole) (1.1 eq), copper iodide (1mol%), 1,2-trans diaminocyclohexane (10 mol%), potassium phosphate (2.1eq) 를 dioxane (5v) 에 넣고 24시간 동안 가열하며 교반하였다. 이로부터 수득한 결과물을 메틸렌 클로라이드와 탈이온수를 이용하여 추출한 후, 황산마그네슘을 이용하여 수분을 제거하고 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 중간체 C(4-bromo-(1-phenyl)-1H-pyrazole)를 수득하였다.

리간드 4의 합성

중간체 C (1 eq), 페닐보론산(phenyl boronic acid) (1.1eq), Pd(PPh₃)₄ (0.03 eq) 및 potassium carbonate (3eq) 을 THF 및 탈이온수 (3:1 v/v)와 혼합한 후 12시간동안 가열하고 교반한 다음, 메틸렌 클로라이드와 탈이온수를 사용하여 추출하고 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 리간드 4를 수득하였다.

화합물 104의 합성

리간드 1 대신 리간드 4를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 4의 화합물 101의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 화합물 104를 합성하였다.

¹H-NMR (DMSO, 400MHz) : 7.530-7.446 (m, 3H), 7.400-7.342 (m, 4H), 7.265 (d, 1H), 6.980 (d, 1H), 6.794 (ss, 2H); MS (m/z) 850.

평가예 1: 화합물 1(1), 1(2) 및 2(1)의 물성 평가

상기 화합물 1(1), 1(2) 및 2(1)의 UV 흡수 스펙트럼 및 PL(photoluminescence) 스펙트럼을 평가하여, 그 결과를 도 2, 3 및 4에 각각 나타내었다. 도 2, 3 및 4의 3가지 그래프는 하기 방법을 이용하여 측정하였다:

"solution UV" 그래프	해당 화합물을 CHCl₃에 1x10^-5M의 농도로 희석시켜, 시마즈 유브이-350 스펙트로메터(Shimadzu UV-350 Spectrometer)를 이용하여, 상온에서 UV 흡수 스펙트럼을 측정함
"solution PL" 그래프	해당 화합물을 CHCl₃에 1x10^-5M의 농도로 희석시켜, 제논(Xenon) 램프가 장착되어 있는 ISC PC1 스펙트로플로로메터 (Spectrofluorometer)를 이용하여, 상온에서 PL(Photoluminecscence) 스펙트럼을 측정함
"LTPL" 그래프	해당 화합물을 CHCl₃에 1x10^-5M의 농도로 희석시켜, 제논(Xenon) 램프가 장착되어 있는 ISC PC1 스펙트로플로로메터 (Spectrofluorometer)를 이용하여, 저온(77K)에서 PL(Photoluminecscence) 스펙트럼을 측정함

한편, 톨루엔과 각 화합물의 혼합물(톨루엔 3cc에 각 화합물 1mg을 녹임)을 석영 셀에 넣은 후 액체 질소(77K)에 넣고 포토루미네센스 측정기기를 이용하여 포토루미네센스 스펙트럼을 측정하고 이를 일반 상온 포토루미네센스 스펙트럼과 비교하여 저온에서만 관측되는 피크만을 분석하여 화합물 1(1), 1(2) 및 2(1)의 T1 에너지 레벨을 계산한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

화합물 No.	1(1)	1(2)	2(1)
T1 에너지 레벨(eV)	2.89	2.88	3.05

도 2 내지 4 및 표 3에 따르면, 상기 화합물 1(1), 1(2) 및 2(1)은 유기 발광 소자용 재료, 예를 들면, 발광층 중 호스트로 사용하기에 적합함을 알 수 있다.

실시예 1

1500Å 두께의 ITO (Indium tin oxide)전극(제1전극, 애노드)이 형성된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 플라즈마 세정기로 이송 시킨 다음 산소 플라즈마를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정 한 후 진공 층착기로 상기 기판을 이송하였다.

상기 유리 기판의 ITO 전극 상에 2-TNATA를 진공 증착하여 600Å의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 NPB를 진공 증착하여 120Å 두께의 제1정공 수송층을 형성한 다음, 상기 제1정공 수송층 상부에 TCTA를 진공 증착하여 200Å 두께의 제2정공 수송층을 형성함으로써, 정공 수송 영역을 형성하였다.

상기 정공 수송 영역 상에 상기 화합물 1(1)(호스트) 및 화합물 102(도펀트, 10wt%)를 공증착하여 300Å 두께의 발광층을 형성하였다.

상기 발광층 상에 화합물 ET1을 진공 증착하여 250Å 두께의 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 5Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 1000Å 두께의 Al 제2전극(캐소드)를 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.

실시예 2

발광층 형성시 호스트로서 화합물 1(1) 대신 화합물 1(2)를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.

실시예 3

발광층 형성시 호스트로서 화합물 1(1) 대신 화합물 2(1)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.

비교예 1

발광층 형성시 도펀트로서 화합물 102 대신 FirPic를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.

비교예 2

발광층 형성시 호스트로서 화합물 1(1) 대신 mCBP를 사용하고 도펀트로서 화합물 102 대신 FirPic를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.

평가예 2: 유기 발광 소자의 특성 평가

상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 및 2에서 제조된 각각의 유기 발광 소자에 대한 수명 및 양자 효율을 구동 전압, 휘도, 효율 및 색순도는 Kethley SMU 236를 이용하여 측정한 결과를 도 5 및 6에 각각 나타내었다. 도 5 및 6으로부터 실시예 1 내지 3의 유기 발광 소자는 비교예 1 및 2의 유기 발광 소자보다 우수한 성능을 가짐을 확인할 수 있다.

10: 유기 발광 소자
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극

Claims

제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치되고 발광층을 포함한 유기층;을 포함하고,
상기 유기층은 하기 화학식 1A(1) 또는 화학식 1A(2)로 표시되는 제1화합물 및 하기 화학식 1B로 표시되는 제2화합물 중 적어도 하나; 및
하기 화학식 10으로 표시된 유기금속(organometallic) 화합물을 포함한, 유기 발광 소자:
<화학식 1A(1)>

<화학식 1A(2)>

<화학식 1B>

<화학식 10>
M(L₁)_n1(L₂)_n2
상기 화학식 1A(1), 1A(2) 및 1B 중
X₁은 C(R₁)이고, X₂는 C(R₂)이고, X₃는 C(R₃)이고, X₄는 N이고, X₁₁은 N이고, X₁₂는 C(R₁₂)이고, X₁₃은 C(R₁₃)이고, X₁₄는 C(R₁₄)이고,
Y₁₁은 O 또는 S이고;
R₁ 내지 R₃, R₅ 내지 R₇ 및 R₁₂내지 R₁₉는 서로 독립적으로,
수소, -F, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기;
-F, 시아노기, 니트로기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기 및 -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 중 적어도 하나로 치환된, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데카닐기, 이소데카닐기, sec-데카닐기, tert-데카닐기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기; 또는
-Si(Q₃)(Q₄)(Q₅); 이고,
c1, c7 및 d1 내지 d5는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고;
c2는 0 내지 2의 정수 중에서 선택되고;
c3는 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고;
상기 화학식 10 중,
M은 이리듐(Ir)이고;
L₁은 하기 화학식 11로 표시되는 리간드 중에서 선택되고;
L₂는 1가 유기 리간드, 2가 유기 리간드, 3가 유기 리간드 및 4가 유기 리간드 중에서 선택되고, 상기 L1과 상이하고;
n1은 3이고;
n2는 0이고;
n1이 2 이상일 경우 2 이상의 L₁은 서로 동일하거나 상이하고, n2가 0인 경우 L₂는 존재하지 않고,
<화학식 11>

상기 화학식 11 중,
Y₁은 질소(N)이고, Y₄는 탄소(C)이고,
Y₂ 내지 Y₃은 서로 독립적으로, 탄소(C) 또는 질소(N)이고;
Y₁과 Y₂는 단일 결합 또는 이중 결합으로 연결되어 있고, Y₃와 Y₄는 단일 결합 또는 이중 결합으로 연결되어 있고;
CY₁은 이미다졸이고, CY₂는 벤젠이고,
Z₁ 및 Z₂는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기 및 -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기; 또는
-Si(Q₃)(Q₄)(Q₅)이고,
a는 1 내지 3의 정수 중에서 선택되고,
b는 1 내지 4의 정수 중에서 선택되고;
* 및 *'는 화학식 10 중 M과의 결합 사이트이고;
상기 Q₃ 내지 Q₅ 및 Q₃₃ 내지 Q₃₅는 서로 독립적으로, 수소, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 또는 이소퀴놀리닐기이다.
삭제
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삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 화학식 10 중 L₁은 하기 화학식 11-61 및 11-91로 표시되는 리간드 중에서 선택되는, 유기 발광 소자:

상기 화학식 11-61 및 11-91 중
Z₂은 제1항의 기재된 바를 참고하고,
Z_1a및 Z_1b는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 및 트리아지닐기 중 적어도 하나로 치환된, C₁-C₂₀알킬기 또는 C₁-C₂₀알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산 또는 이의 염, 인산 또는 이의 염, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기 및 -Si(Q₃₃)(Q₃₄)(Q₃₅) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기 또는 트리아지닐기; 또는
-Si(Q₃)(Q₄)(Q₅)이고,
상기 Q₃ 내지 Q₅ 및 Q₃₃ 내지 Q₃₅는 서로 독립적으로, 수소, C₁-C₂₀알킬기, C₁-C₂₀알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기 또는 이소퀴놀리닐기이고,
b4는 1, 2, 3 또는 4이고, a2 1 또는 2이고; * 및 *'은 상기 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이다.
제1항에 있어서,
상기 제1화합물 및 제2화합물 중 적어도 하나와 상기 화학식 10으로 표시되는 유기금속 화합물이 상기 발광층에 포함되어 있는, 유기 발광 소자.