KR20150081736A - 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
축합환 화합물 및 상기 축합환 화합물을 포함한 유기 발광 소자가 제시된다.
Description
축합환 화합물 및 이를 포함한 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 개재된 발광층을 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 축합환 화합물 및 이를 채용한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 하기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물이 제공된다:
<화학식 1A>
<화학식 1B>
<화학식 1C>
<화학식 1D>
상기 화학식 1A 내지 1D 중,
A1 내지 A9는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 파이렌, 플루오렌, 피리딘, 피리미딘, 피라진 또는 카바졸고;
X1은 N-[(L1)a1-(R1)b1], C[(L2)a2-(R2)b2][(L3)a3-(R3)b3], Si[(L2)a2-(R2)b2][(L3)a3-(R2)b3], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고;
X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4], C[(L5)a5-(R5)b5][(L6)a6-(R6)b6], Si[(L5)a5-(R5)b5][(L6)a6-(R6)b6], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고;
X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7], C[(L8)a8-(R8)b8][(L9)a9-(R9)b9], Si[(L8)a8-(R8)b8][(L9)a9-(R9)b9], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고;
L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 또는 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이고;
a1 내지 a9 및 a11 내지 a19는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수에서 선택되고;
R1 내지 R9 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 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-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;
화학식 1A 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이고;
b1 내지 b9 및 b11 내지 b19는, 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수에서 선택되고;
c11 내지 c19는 서로 독립적으로, 1, 2, 3 또는 4이고;
상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이다.
다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 축합환 화합물은 우수한 전기적 특성 및 열적 안정성을 갖는 바, 상기 축합환 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명 특성을 가질 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
상기 축합환 화합물은 하기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시된다:
<화학식 1A>
<화학식 1B>
<화학식 1C>
<화학식 1D>
상기 화학식 1A 내지 1D 중, A1 내지 A9는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 파이렌, 플루오렌, 피리딘, 피리미딘, 피라진 또는 카바졸일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 A1 내지 A9는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌 또는 카바졸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 A1 내지 A9는 서로 독립적으로, 벤젠 또는 카바졸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1A 내지 1D 중, A1 내지 A9는, 화학식 1A 내지 1D의 코어 중 이웃한 7원환과, 탄소를 공유하면서 축합되어 있는 고리를 각각 표시한 것이다.
상기 화학식 1A 내지 1D 중 A1은 c11개의 -(L11)a11-(R11)b11로 치환되어 있다. A2 내지 A9의 치환기 역시 이와 동일한 방식으로 이해될 수 있다.
상기 화학식 1A 내지 1D 중,
X1은 N-[(L1)a1-(R1)b1], C[(L2)a2-(R2)b2][(L3)a3-(R3)b3], Si[(L2)a2-(R2)b2][(L3)a3-(R2)b3], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고; X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4], C[(L5)a5-(R5)b5][(L6)a6-(R6)b6], Si[(L5)a5-(R5)b5][(L6)a6-(R6)b6], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고; X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7], C[(L8)a8-(R8)b8][(L9)a9-(R9)b9], Si[(L8)a8-(R8)b8][(L9)a9-(R9)b9], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중, X1은 N-[(L1)a1-(R1)b1]이고, X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로,
페닐렌기(phenylene), 펜탈레닐렌기(pentalenylene), 인데닐렌기(indenylene), 나프틸렌기(naphthylene), 아줄레닐렌기(azulenylene), 헵탈레닐렌기(heptalenylene), 인다세닐렌기(indacenylene), 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 플루오레닐렌기(fluorenylene), 스파이로-플루오레닐렌기, 페날레닐렌기(phenalenylene), 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 안트라세닐렌기(anthracenylene), 플루오란트레닐렌기(fluoranthrenylene), 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 파이레닐렌기(pyrenylene), 크라이세닐렌기(chrysenylene), 나프타세닐렌기(naphthacenylene), 피세닐렌기(picenylene), 페릴레닐렌기(perylenylene), 펜타페닐렌기(pentaphenylene), 헥사세닐렌기(hexacenylene), 피롤일렌기(pyrrolylene), 이미다졸일렌기(imidazolylene), 피라졸일렌기(pyrazolylene), 피리디닐렌기(pyridinylene), 피라지닐렌기(pyrazinylene), 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 이소인돌일렌기(isoindolylene), 인돌일렌기(indolylene), 인다졸일렌기(indazolylene), 푸리닐렌기(purinylene), 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 이소퀴놀리닐렌기(isoquinolinylene), 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 카바졸일렌기(carbazolylene), 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 아크리디닐렌기(acridinylene), 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 페나지닐렌기(phenazinylene), 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 벤조이미다졸일렌기(benzoimidazolylene), 푸라닐렌기(furanylene), 벤조푸라닐렌기(benzofuranylene), 티오페닐렌기(thiophenylene), 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 티아졸일렌기(thiazolylene), 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 옥사졸일렌기(oxazolylene), 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 옥사디아졸일렌기(oxadiazolylene), 트리아지닐렌기(triazinylene), 디벤조푸라닐렌기(dibenzofuranylene), 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene), 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 이미다조피리미디닐렌기(imidazopyrimidinylene), 또는 이미다조피리디닐렌기(imidazopyridinylene); 또는
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기 및 -Si(Q33)(Q34)(Q35) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜탈레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 인다세닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 페날레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란트레닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 인다졸일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조옥사졸일렌기, 벤조이미다졸일렌기, 푸라닐렌기, 벤조푸라닐렌기, 티오페닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 벤조티아졸일렌기, 이소옥사졸일렌기, 옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기 이미다조피리미디닐렌기, 또는 이미다조피리디닐렌기; 이고,
상기 Q33 내지 Q35는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 하기 화학식 2-1 내지 2-34 중에서 선택될 수 있다:
상기 화학식 2-1 내지 2-34 중,
Y1은 O, S, S(=O), S(=O)2, C(Z3)(Z4), N(Z5) 또는 Si(Z6)(Z7)이고;
Z1 내지 Z7은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기 또는 -Si(Q33)(Q34)(Q35) 이고;
상기 Q33 내지 Q35는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기이고;
d1은 1 내지 4의 정수이고; d2는 1 내지 3의 정수이고; d3는 1 내지 6의 정수이고; d4는 1 내지 8의 정수이고; d5는 1 또는 2이고; d6는 1 내지 5의 정수이고; * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트일 수 있다.
예를 들어, 화학식 2-1 내지 2-32 중 *는 화학식 1A 내지 1D 중 코어와의 결합 사이트 또는 이웃한 L1 내지 L9 및 L11 내지 L19 각각과의 결합 사이트이고, 화학식 2-1 내지 2-32 중 *'은 이웃한 L1 내지 L9 및 L11 내지 L19 각각과의 결합 사이트 또는 R1 내지 R9 및 R11 내지 R19 각각과의 결합 사이트이다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-39 중 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 3-1 내지 3-39 중 * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 1A 중 a1은 L1의 개수를 나타낸 것으로서 0, 1, 2, 3, 4 또는 5, 예를 들면, 0, 1 또는 2, 또 다른 예로서는 0 또는 1일 수 있다. a1이 0일 경우, *-(L1)a1-*'은 단일 결합이 된다. a1이 2 이상일 경우, 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 화학식 1B 내지 1D 중 a4 및 a7에 대한 설명은 상기 a1에 대한 설명 및 화학식 1B 내지 1D를 참조하여 이해될 수 있다.
상기 화학식 1A 중 a2는 L2의 개수를 나타낸 것으로서 0, 1, 2, 3, 4 또는 5, 예를 들면, 0, 1 또는 2, 또 다른 예로서는 0 또는 1일 수 있다. a2가 0일 경우, *-(L2)a2-*'는 단일 결합이 된다. a2가 2 이상일 경우, 2 이상의 L2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 화학식 1A 내지 1D 중 a3, a5, a6, a8 및 a9에 대한 설명은 a2에 대한 설명 및 화학식 1A 내지 1D를 참조하여 이해될 수 있다.
상기 화학식 1A 중 a11은 L11의 개수를 나타낸 것으로서 0, 1, 2, 3, 4 또는 5, 예를 들면, 0, 1 또는 2일 수 있다. a11이 0일 경우, *-(L11)a11-*'은 단일 결합이 된다. a11이 2 이상일 경우, 2 이상의 L11은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 화학식 1A 내지 1D 중 a12 내지 a19에 대한 설명은 상기 a11에 대한 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 L1 내지 L9 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 페닐렌기 및 페닐기-치환된 페닐렌기 중에서 선택되고, a1 내지 a9 및 a11 내지 a19는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 *-(L1)a1-*', *-(L2)a2-*', *-(L3)a3-*', *-(L4)a4-*', *-(L5)a5-*', *-(L6)a6-*', *-(L7)a7-*', *-(L8)a8-*', *-(L9)a9-*', *-(L11)a11-*', *-(L12)a12-*', *-(L13)a13-*', *-(L14)a14-*', *-(L15)a15-*', *-(L16)a16-*', *-(L17)a17-*', *-(L18)a18-*' 및 *-(L19)a19-*'는 서로 독립적으로, 단일 결합 및 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1A 내지 1D 중 상기 R1, R4 및 R7은 서로 독립적으로,
페닐기(phenyl), 펜탈레닐기(pentalenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아줄레닐기(azulenyl), 헵탈레닐기(heptalenyl), 인다세닐기(indacenyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기(phenalenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란트레닐기(fluoranthrenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl), 피세닐기(picenyl), 페릴레닐기(perylenyl), 펜타페닐기(pentaphenyl), 헥사세닐기(hexacenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 페나지닐기(phenazinyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 푸라닐기(furanyl), 벤조푸라닐기(benzofuranyl), 티오페닐기(thiophenyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 벤조티아졸일기(benzothiazolyl), 이소옥사졸일기(isoxazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기(oxadiazolylene), 트리아지닐기(triazinyl), 디벤조푸라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디미디닐기, 이미다조피리디닐기 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중, 상기 R2, R3, R5, R6, R8, R9, 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;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 또는
-N(Q1)(Q2) 또는 -Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q1 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 또는 퀴나졸리닐기임); 이되,
화학식 1 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는,
피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 일 수 있다.
상기 화학식 1A 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 중 A1 내지 A3에 관계없이, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중,
R1, R4 및 R7은 서로 독립적으로, 하기 화학식 4-1 내지 4-32 중 하나로 표시되고;
R2, R3, R5, R6, R8, R9, 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;
하기 화학식 4-1 내지 4-32 중 하나; 또는
-Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q3 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 또는 퀴나졸리닐기임); 이되,
상기 화학식 1 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우 R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 하기 화학식 4-5 내지 4-32 (단, R11 내지 R13 중 하나가 하기 화학식 4-5 내지 4-8일 경우, 하기 화학식 4-5 내지 4-8 중 Y31은 O, S 또는 N(Z35)임) 중 하나로 표시될 수 있다:
화학식 4-1 내지 4-32 중,
Y31은 O, S, C(Z33)(Z34), N(Z35) 또는 Si(Z36)(Z37)이고;
Z31 내지 Z37은 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, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 또는 이미다조피리디닐기이고;
e1은 1 내지 5의 정수이고; e2는 1 내지 7의 정수이고; e3는 1 내지 3의 정수이고; e4는 1 내지 4의 정수이고; e5는 1 또는 2이고; e6은 1 내지 6의 정수이고; *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 4-1 내지 4-29 중 e1, e2, e3, e4, e5 및 e6는 서로 독립적으로 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중,
R1, R4 및 R7은 서로 독립적으로, 하기 화학식 5-1 내지 5-60 중 하나로 표시되고;
R2, R3, R5, R6, R8, R9, 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;
하기 화학식 5-1 내지 5-60 중 하나; 또는
-Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q3 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 또는 퀴나졸리닐기임); 이되,
상기 화학식 1 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 하기 화학식 5-10 내지 5-17 및 5-22 내지 5-60 중 하나로 표시될 수 있다:
상기 화학식 1A 중 b1은 R1의 개수를 나타낸 것으로서 1 내지 5의 정수, 예를 들면, 1 내지 3의 정수 중에서 선택될 수 있다. 상기 b1은 1 또는 2거나, 1일 수 있다. b1이 2 이상일 경우, 2 이상의 R1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 화학식 1A 내지 1D 중 b2 내지 b9에 대한 설명은 b1에 대한 설명 및 화학식 1A 내지 1D를 참조하여 이해될 수 있다.
상기 화학식 1A 중 b11은 R11의 개수를 나타낸 것으로서 1 내지 5의 정수, 예를 들면, 1 내지 3 중에서 선택될 수 있다. 상기 b11은 1 또는 2거나, 1일 수 있다. b11이 2 이상일 경우, 2 이상의 R11은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 화학식 1A 내지 1D 중 b12 내지 b19에 대한 설명은 b11에 대한 설명 및 화학식 1A 내지 1D를 참조하여 이해될 수 있다.
화학식 1A 중 c11는 *-(L11)a11-(R11)b11로 표시되는 모이어티의 개수를 나타낸 것으로, 1 내지 4의 정수 중에서 선택된다. c11은 1 또는 2일 수 있다. c11이 2 이상일 경우, 2 이상의 *-(L11)a11-(R11)b11은 서로 동일하거나 상이하다. 화학식 1A 내지 1D 중 c12 내지 c19에 대한 설명은 c11에 대한 설명 및 화학식 1A 내지 1D를 참조하여 이해될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 내지 1D 중, c11 내지 c19는 모두 1일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1A 중
A1 내지 A3는 서로 독립적으로, 벤젠 또는 카바졸이고;
X1은 N-[(L1)a1-(R1)b1], S 또는 O이고;
L1 및 L11 내지 L13은 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 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, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어로 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 이고;
a1 및 a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
R1 및 R11 내지 R13은 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우 R11 내지 R13 중 적어도 하나는,
피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
b1 및 b11 내지 b13은 서로 독립적으로, 1 또는 2이고,
c11 내지 c13은 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 화학식 1B 내지 1D 중
A4 내지 A9는 서로 독립적으로, 벤젠 또는 카바졸이고;
X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4], S 또는 O이고, X4는 N-[(L7)a7-(R7)b7], S 또는 O이고;
L4, L9, L14 내지 L19는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 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, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어로 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 이고;
a4, a7, a14 내지 a19는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
R4 및 R7은 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
R14 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;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
b4, b7, b14 내지 b19는 서로 독립적으로, 1 또는 2이고;
c11 내지 c19는 서로 독리적으로, 1 또는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 축합환 화합물은 상기 화학식 1A로 표시되되,
상기 화학식 1A의 R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 축합환 화합물은 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4 및 R14 내지 R19 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 축합환 화합물은 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4, R7 및 R14 내지 R19는,
수소, 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 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, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 축합환 화합물은 하기 화학식 1A(1) 내지 1A(4) 중 하나로 표시될 수 있다:
<화학식 1A(1)>
<화학식 1A(2)>
<화학식 1A(3)>
<화학식 1A(4)>
상기 화학식 1A(1) 내지 1A(4) 중 치환기에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하되, 상기 화학식 1A(1)의 R12, 1A(2)의 R11 및 R12 중 적어도 하나, 상기 화학식 1A(3)의 R12 및 상기 화학식 1A(4)의 R13은, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1A(1) 내지 1A(4) 중
L1 및 L11 내지 L13은 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 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, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어로 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 이고;
a1 및 a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
R1 및 R11는 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
R12 및 R13은 서로 독립적으로,
피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
b1 및 b11 내지 b13은 서로 독립적으로, 1 또는 2일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 축합환 화합물은 상기 화학식 1A(1) 내지 1A(4) 중 하나로 표시되되, 상기 화학식 1A(1) 내지 1A(4) 중
L1 및 L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 상기 화학식 2-1 내지 2-34 중 하나(예를 들면, 상기 화학식 3-1 내지 3-39 중 하나)로 표시되고;
a1 및 a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
R1 및 R11은 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-32 중 하나(예를 들면, 상기 화학식 5-1 내지 5-60 중 하나)로 표시되고;
R12 및 R13은 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-5 내지 4-32 (단, R12 및 R13이 상기 화학식 4-5 내지 4-8일 경우, 상기 화학식 4-5 내지 4-8 중 Y31은 O, S 또는 N(Z35)임) 중 하나(예를 들면, 상기 화학식 5-10 내지 5-17 및 5-22 내지 5-60 중 하나)로 표시되고;
b1 및 b11 내지 b13은 서로 독립적으로, 1 또는 2일 수 있다.
또는, 상기 축합환 화합물은 하기 화학식 1A(5), 1A(6) 또는 1B(1)로 표시될 수 있다:
<화학식 1A(5)>
<화학식 1A(6)>
<화학식 1B(1)>
상기 화학식 1A(5), 1A(6) 및 1B(1) 중 치환기에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들여, 상기 화학식 1A(5), 1A(6) 및 1B(1) 중
L1, L4, L7, L11, L12, L14 및 L19는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 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, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어로 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기 또는 트리아지닐렌기; 이고;
a1, a4, a7, a11, a12, a14 및 a19는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
R1, R4, R7 및 R12는 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
R11, R14 및 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;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 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-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, 
로 표시되는 그룹, 
로 표시되는 그룹, 또는 
로 표시되는 그룹; 이고;
b1, b4, b7, b11, b12, b14 및 b19는 서로 독립적으로, 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1A(5), 1A(6) 및 1B(1) 중
L1, L4, L7, L11, L12, L14 및 L19는 서로 독립적으로, 상기 화학식 2-1 내지 2-34 중 하나(예를 들면, 상기 화학식 3-1 내지 3-39 중 하나)로 표시되고;
a1, a4, a7, a11, a12, a14 및 a19는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고;
R1, R4, R7 및 R12는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-32 중 하나(예를 들면, 상기 화학식 5-1 내지 5-60 중 하나)로 표시되고;
R11, R14 및 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; 또는
상기 화학식 4-1 내지 4-32 중 하나(예를 들면, 상기 화학식 5-1 내지 5-60 중 하나)로 표시되고;
b1, b4, b7, b11, b12, b14 및 b19는 서로 독립적으로, 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A(5) 및 1A(6)의 R11 및 R12 중 적어도 하나 및 상기 화학식 1B(1)의 R14 및 R19 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-5 내지 4-32(단, R12 및 R13이 상기 화학식 4-5 내지 4-8일 경우, 상기 화학식 4-5 내지 4-8 중 Y31은 O, S 또는 N(Z35)임) 중 하나(예를 들면, 상기 화학식 5-10 내지 5-17 및 5-22 내지 5-60 중 하나)로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 축합환 화합물은, 하기 화합물 1 내지 121 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
화학식 1A 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹인, 전자 수송성 모이어티이다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1A 중 A1 내지 A3에 관계없이, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹인, 전자 수송성 모이어티일 수 있다.
이로써, 상기 전자 수송성 모이어티는, 화학식 1A의 코어 중 "중심 질소(central N)"가 아닌 (X1 = N-[(L1)a1-(R1)b1]일 경우), 화학식 1A의 코어 중 A1 내지 A3 중 하나에 반드시 결합되게 되므로, 우수한 화학적 및 전기적 안정성을 가질 수 있다 (하기 화학식 1A' 참조).
<화학식 1A'>
상기 화합물 3, 5, 8, 10, 11, 13, 14, 59, 82, 84, 88, 91, 96, 116, 120 및 121과 하기 화합물 A에 대한 HOMO, LUMO, 단일항(S1) 에너지 레벨 및 삼중항(T1) 에너지 레벨을 Gaussian 프로그램의 DFT 방법을 이용하여 (B3LYP, 6-31G(d,p) 레벨에서 구조 최적화함) 평가한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 화합물 No. | HOMO(eV) | LUMO(eV) | S1 에너지 레벨(eV) | T1 에너지 레벨(eV) |
| 화합물 A | -5.608 | -1.479 | 3.531 | 2.966 |
| 화합물 3 | -5.009 | -1.709 | 2.947 | 2.712 |
| 화합물 5 | -5.132 | -1.878 | 2.769 | 2.568 |
| 화합물 8 | -5.099 | -1.931 | 2.823 | 2.656 |
| 화합물 10 | -5.010 | -1.708 | 3.027 | 2.886 |
| 화합물 11 | -5.068 | -1.866 | 2.890 | 2.825 |
| 화합물 13 | -5.068 | -1.866 | 2.890 | 2.825 |
| 화합물 14 | -5.063 | -1.860 | 2.975 | 2.949 |
| 화합물 59 | -5.108 | -1.760 | 3.004 | 2.745 |
| 화합물 82 | -5.110 | -0.875 | 3.565 | 2.881 |
| 화합물 84 | -5.129 | -0.987 | 3.509 | 2.877 |
| 화합물 88 | -5.117 | -0.933 | 3.515 | 2.863 |
| 화합물 91 | -5.046 | -1.515 | 3.295 | 2.959 |
| 화합물 96 | -5.098 | -1.825 | 2.837 | 2.786 |
| 화합물 116 | -4.916 | -1.826 | 2.761 | 2.724 |
| 화합물 120 | -5.025 | -1.724 | 2.965 | 2.714 |
| 화합물 121 | -5.031 | -1.685 | 3.065 | 2.731 |
<화합물 A>
상기 표 1로부터, 상기 화합물 3, 5, 8, 10, 11, 13, 14, 59, 82, 84, 88, 91, 96, 116, 120 및 121의 HOMO 에너지 레벨은 상기 화합물 A의 HOMO 에너지 레벨보다 높음을 알 수 있다. 즉, 상기 화합물 3, 5, 8, 10, 11, 13, 14, 59, 82, 84, 88, 91, 96, 116, 120 및 121의 HOMO 에너지 레벨 절대값은 상기 화합물 A의 HOMO 에너지 레벨 절대값보다 작다. 이로써, 상기 화합물 3, 5, 8, 10, 11, 13, 14, 59, 82, 84, 88, 91, 96, 116, 120 및 121과 같은 상기 축합환 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 낮은 구동 전압을 가져, 향상된 효율 및 수명 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 표 1로부터, 상기 화합물 3, 5, 8, 10, 11, 13, 14, 59, 91, 96, 116, 120 및 121의 LUMO 에너지 레벨은 상기 화합물 A의 HOMO 에너지 레벨보다 낮음을 알 수 있다. 즉, 상기 화합물 3, 5, 8, 10, 11, 13, 14, 59, 91, 96, 116, 120 및 121의 LUMO 에너지 레벨 절대값은 상기 화합물 A의 HOMO 에너지 레벨 절대값보다 크다. 이로써, 상기 화합물 3, 5, 8, 10, 11, 13, 14, 59, 91, 96, 116, 120 및 121와 같은 상기 축합환 화합물은 정공과 전자 전달의 균형을 이를 수 있으므로, 유기 발광 소자용 재료, 예를 들면, 발광층 중 호스트 재료로서 유용하게 사용될 수 있다.
한편, 상기 표 1로부터, 상기 화합물 82, 84 및 88은 매우 높은 LUMO 에너지 레벨을 가짐을 확인할 수 있다. 즉, 상기 화합물 82, 84, 88의 LUMO 에너지 레벨 절대값은 다른 화합물들의 LUMO 에너지 레벨 절대값에 비하여 상대적으로 작다. 이로써, 상기 화합물 82, 84 및 88과 같은 상기 축합환 화합물은 우수한 정공 수송 능력을 가질 수 있으므로, 유기 발광 소자용 재료, 예를 들면, 애노드와 발광층 사이의 정공 수송 영역의 재료, 또는 발광층 중 코-호스트(co-host)재료로 유용하게 사용될 수 있다.
상기 표 1로부터 상기 화합물들은 유기 발광 소자용 재료로 사용하기에 적합한 전기적 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
한편, 상기 화학식 1B 중 2개의 아제핀계 코어는, A6와 A7이 서로 연결됨으로써 결합되어 있고, 상기 화학식 1C 중 2개의 아제핀계 코어는 A6와 A8이 서로 연결됨으로써 결합되어 있고, 상기 화학식 1D 중 2개의 아제핀계 코어는 A5와 A8이 서로 연결됨으로써 결합되어 있으므로, 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물의 분자를 이용하여 박막을 형성할 경우 박막 모폴로지가 균일한 박막을 형성할 수 있다. 이로써, 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 박막을 채용한 소자 제작시 우수한 공정성을 확보할 수 있으며, 상기 소자는 우수한 전기적 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 채용한 유기 발광 소자는 낮은 롤오프비(Roll of ratio) 특성을 가질 수 있다.
롤오프비는, 기준 휘도 조건 하 소자 구동 시 전류 효율 대비, 고휘도 조건 하 소자 구동시 전류 효율 감소치를 평가한 것으로서, 롤오프비가 낮을수록, 고휘도 조건 하 구동 시에 전류 효율 감소가 작은 것이므로, 고품위의 소자 구현이 가능하다.
상기 롤오프비는 [(전류 효율 at 기준 휘도 - 전류 효율 at 상대적 고휘도) / 전류 효율 at 기준 휘도 x 100 (%)]로 계산될 수 있다. 여기서, 상대적 고휘도란 기준 휘도보다 높은 휘도로서, 기준 휘도 대비 2배 내지 15배 사이의 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 롤오프비는 [(전류 효율 at 1000 cd/m2 - 전류 효율 at 9000 cd/m2) / 전류 효율 at 1000 cd/m2 x 100 (%)]로 계산될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1A 내지 1D로 표시되는 축합환 화합물의 합성 방법은, 후술하는 합성예를 참조하여, 당업자가 용이하게 인식할 수 있다.
따라서, 상기 화학식 1A 내지 1D로 표시되는 축합환 화합물은 유기 발광 소자의 유기층 재료로서 적합한 바, 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 유기 발광 소자 중, 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 유기 발광 소자는 상술한 바와 같은 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 적어도 1종 이상 포함한 유기층을 구비함으로써, 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명을 가질 수 있다.
본 명세서 중 "(유기층이) 축합환 화합물을 1종 이상 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 축합환 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 축합환 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 유기층은 상기 축합환 화합물로서, 상기 화합물 11만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 11은 상기 유기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 유기층은 상기 축합환 화합물로서, 상기 화합물 11과 화합물 82를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 11와 화합물 82은 동일한 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 11와 화합물 82은 모두 발광층에 존재할 수 있음)하거나, 서로 다른 층(예를 들면, 상기 화합물 11은 발광층에 존재하고, 상기 화합물 82는 정공 수송 영역에 존재할 수 있음)에 존재할 수 있다.
상기 제1전극은 정공 주입 전극인 애노드이고 상기 제2전극은 전자 주입 전극인 캐소드이거나, 상기 제1전극은 전자 주입 전극인 캐소드이고 상기 제2전극은 정공 주입 전극인 캐소드이다.
예를 들어, 상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되고, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 및 정공 수송성 버퍼층 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 정공 수송 영역이 정공 수송층 및 정공 수송성 버퍼층을 포함할 경우, 상기 정공 수송성 버퍼층은 상기 정공 수송층과 상기 발광층 사이에 개재될 수 있다.
본 명세서 중 "유기층"은 유기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 층을 가리키는 용어이다. 상기 "유기층"은 유기 화합물뿐만 아니라, 금속을 포함한 유기금속 착체 등도 포함할 수 있다.
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.
상기 제1전극(11) 상부로는 유기층(15)이 배치되어 있다.
상기 유기층(15)은 정공 수송 영역(hole transport region); 발광층(emission layer); 및 전자 수송 영역(electron transport region);을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 제1전극(11)과 발광층 사이에 배치될 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 및 정공 수송성 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/정공 수송성 버퍼층의 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 정공 주입층 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, 전자 저지층 및 정공 수송성 버퍼층의 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; 또는
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C2-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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염 및 인산기 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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 및 피리디닐기 중 적어도 하나로 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, 정공 수송층 및 정공 수송성 버퍼층을 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 1500Å이고, 정공 수송성 버퍼층의 두께는 약 10Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층, 정공 수송층 및 정공 수송성 버퍼층의 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, 정공 수송성 버퍼층을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송성 버퍼층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할, 발광층으로부터 전자 또는 엑시톤이 정공 수송 영역으로 넘어오는 것을 방지하는 역할 등을 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 상기 정공 수송 영역에 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물 중 1종 이상이 포함되어 있을 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역은 정공 수송층 및 정공 수송성 버퍼층을 포함하고, 상기 정공 수송성 버퍼층은 상기 정공 수송층과 상기 발광층 사이에 개재되어 있고, 상기 축합환 화합물은 상기 정공 수송성 버퍼층에 포함되어 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역에 상기 화학식 1B, 1C 또는 1D로 표시되는 축합환 화합물이 포함되어 있되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4, R7 및 R14 내지 R19는,
수소, 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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. 상기 호스트는 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 유기 발광 소자의 상기 발광층에 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물 중 1종 이상이 포함되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 발광층은 도펀트를 더 포함하고, 상기 축합환 화합물은 호스트의 역할을 할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 상기 발광층에,
상기 화학식 1A로 표시되는 축합환 화합물이 포함되어 있되,
상기 화학식 1A의 R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이거나;
상기 발광층에 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물이 포함되어 있되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4 및 R14 내지 R19 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 상기 발광층은, 상기 화학식 1B 내지 1D로 표시되는 축합환 화합물을 코-호스트(co-host)로서 더 포함하되,
상기 화학식 1B 내지 1D 중 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D R4, R7 및 R14 내지 R19는,
수소, 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 발광층은 호스트로서 상기 화합물 11만을 포함하거나, 상기 화합물 11과 82의 조합을 포함할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
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 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 중 호스트는 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 녹색 발광층 중 호스트는 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트는 형광 방출 메커니즘에 따라 광을 방출하는 형광 도펀트로서 또는 인광 방출 메커니즘에 따라 광을 방출하는 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층은 화학식 1A 내지 1D로 표시되는 축합환 화합물을 포함한 호스트 및 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 인광 도펀트는 전이 금속(예를 들면, 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 로듐(Rh) 등)을 포함한 유기금속 착체를 포함할 수 있다.
상기 인광 도펀트는 하기 화학식 81로 표시되는 유기금속 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 81>
상기 화학식 81 중,
M은 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb) 또는 톨륨(Tm)이고;
Y1 내지 Y4는 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;
CY1 및 CY2는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-플루오렌, 인덴, 피롤, 티오펜, 퓨란(furan), 이미다졸, 피라졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 이속사졸(isooxazole), 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 카바졸, 벤조이미다졸, 벤조퓨란(benzofuran), 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 벤조옥사졸, 이소벤조옥사졸, 트리아졸, 테트라졸, 옥사디아졸, 트리아진, 디벤조퓨란(dibenzofuran) 또는 디벤조티오펜이고, CY1과 CY2는 선택적으로(optionally), 단일 결합 또는 유기 연결기(organic linking group)를 통하여 서로 결합되고;
R81 및 R82는 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 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-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;
a81 및 a82는 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고;
n81은 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고;
n82는 1, 2 또는 3이고;
L81은 1가 유기 리간드, 2가 유기 리간드 및 3가 유기 리간드 중에서 선택된다.
상기 인광 도펀트는 하기 화합물 PD1 내지 PD74 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
또는, 상기 인광 도펀트는 하기 PtOEP 또는 화합물 PhGD를 포함할 수 있다:
상기 형광 도펀트는 하기 DPAVBi, BDAVBi, TBPe, DCM, DCJTB, Coumarin 6 및 C545T 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광층이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 20 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, 전자 수송층, 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, Bphen 및 Balq 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, ter-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-C60알케닐기는 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 C2-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 2 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C2-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C2-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 C2-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 2 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C2-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-히드로퓨라닐기, 2,3-히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C2-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄소 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-C60아릴기기임)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 포함(예를 들어, 탄소수는 8 내지 60일 수 있음)하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 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(예를 들어, 탄소수는 2 내지 60일 수 있음) 외에 N, O, P 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromacity)를 갖는 1가 그룹을 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 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C2-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, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, -N(Q11)(Q12), -Si(Q13)(Q14)(Q15) 및 -B(Q16)(Q17) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기;
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, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25) 및 -B(Q26)(Q27) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기; 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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기일 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 82의 합성
중간체 A 20g (50.215 mmol), 중간체 B 24.6g (55.236)과 테트라키스(트리페닐포스핀)-팔라듐(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)) 2.9g (2.510 mmol) 및 포타슘 카보네이트(potassium carbonate) 19.8 g (143.6 mmol)을 THF/Toluene/증류수 150/150/150 mL에 현탁시킨 후 18시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올 2L에 천천히 부어 생성된 침전물을 여과하고 메탄올과 증류수로 세척한 후, Dichlorobenzene 용액을 이용하여 재결정하여 화합물 82 21.30g (yield 67%)를 수득하였다.
1H-NMR (600MHz, CDCl3): 7.88 (d, 2H); 7.68(m, 4H); 7.61 (m, 8H); 7.46(td, 2H); 7.39(m, 6H); 7.00(t, 4H); 6.62(m, 6H)
합성예
2: 화합물 84의 합성
중간체 C 20g (42.159 mmol), 중간체 D 24.18g (46.375 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)-팔라듐(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0)) 2.436g (2.108 mmol) 및 포타슘 카보네이트(potassium carbonate) 16.67 g (120.6 mmol)을 THF/Toluene/증류수 150/150/150 mL에 현탁시킨 후 18시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올 2L에 천천히 부어 생성된 침전물을 여과하고 메탄올과 증류수로 세척한 후, Dichlorobenzene 용액을 이용하여 재결정하여 화합물 84 19.80g (yield 60%) 수득하였다.
1H-NMR (600MHz, CDCl3): 7.91 (d, 2H); 7.71(td, 4H); 7.65 (m, 8H); 7.51(td, 2H); 7.43(m, 10H); 7.33(t, 4H); 7.26(s, 4H); 7.19(t, 2H); 6.73(d, 4H)
합성예 3: 화합물 88의 합성
중간체 C 대신 중간체 E 20g (42.159 mmol)을 사용하고 중간체 D 대신 중간체 F 24.18g (46.375 mmol)을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 3과 동일한 방법을 이용하여, 화합물 88 17.20g (yield 52%) 수득하였다.
1H-NMR (600MHz, CDCl3): 7.89 (m, 4H); 7.68(m, 16H); 7.42 (m, 10H); 7.03(q, 4H); 6.68(m, 6H)
합성예 4: 화합물 11의 합성
중간체 B 20g (44.907 mmol), 중간체 G 19.179g (49.398), [테트라키스(트리페닐포스핀)-팔라듐(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium (0)) 2.595g (2.245 mmol) 및 포타슘 카보네이트(potassium carbonate) 17.751g (128.4 mol)을 THF/Toluene/증류수 150/150/150 mL에 현탁 시킨 후 18시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올 2L에 천천히 부어 생성된 침전물을 여과하고 메탄올과 증류수로 세척한 후, 컬럼 크로마토그래피 (MC:Hx=1:4)로 정제한 다음, 톨루엔으로 재결정하여 흰색 고체인 화합물 11 21.0g (yield 75%)를 수득하였다.
1H-NMR (300MHz, CDCl3): 8.84 (s, 1H), 7.75 (dd, 4H), 8.61 (d, 1H), 7.60 (m, 16H), 7.43 (m, 6H), 6.72 (d, 2H)
평가예 1: 화합물 82, 84, 88 및 11의 열적 특성 평가
화합물 82, 84, 88 및 11 각각에 대하여 TGA(Thermo Gravimetric Analysis) 및 DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 이용하여 열분석 (N2 분위기, 온도구간 : 상온~ 800℃ (10℃/min)-TGA ,상온에서 450℃까지-DSC, Pan Type : Pt Pan in 일회용 Al Pan(TGA) , 일회용 Al pan(DSC))을 수행한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 화합물 No. | Td5 | Tg | Tm | Ts |
| 화합물 82 | 419 | 170.24 | 332.54 | N/A |
| 화합물 84 | 493 | 195.66 | 329.66 | N/A |
| 화합물 88 | 487 | 192.33 | 330.21 | N/A |
| 화합물 11 | 441 | 139.15 | 272.50 | N/A |
상기 표 2로부터 화합물 82, 84, 88 및 11은 우수한 열안정성을 가짐을 확인할 수 있다.
실시예
1
ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 아세톤 이소프로필 알콜과 순수물 속에서 각 15분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV 오존 세정하였다.
이어서, 상기 유리 기판 상의 ITO 전극(애노드) 상에 m-MTDATA를 증착 속도 1Å/sec로 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 α-NPD를 증착 속도 1Å/sec로 증착하여 250Å 두께의 정공 수송층을 형성한 다음, 상기 정공 수송층 상에 상기 화합물 82를 증착속도 1Å/sec로 증착하여 50Å 두께의 정공 수송성 버퍼층을 형성하였다.
상기 정공 수송성 버퍼층 상에 Ir(ppy)3 (도펀트) 및 CBP (호스트)를 각각 증착 속도 0.1Å/sec와 1Å/sec로 공증착하여 400Å 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 BAlq를 증착 속도 1Å/sec로 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하고, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 증착하여 300Å 두께의 전자 수송층을 형성한 다음, 전자 수송층 상부에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성한 후, 상기 전자 주입층 상에 Al를 진공 증착하여 1200Å 두께의 제2전극(캐소드)을 형성함으로써, ITO / m-MTDATA (600Å) / α-NPD (250Å) / 화합물 82 (50Å) / CBP + 10% (Ir(ppy)3) (400Å) / Balq(50Å) / Alq3(300Å) / LiF(10Å) / Al(1200Å) 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2
정공 수송성 버퍼층 형성시 화합물 82 대신, 화합물 84를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여, ITO / m-MTDATA (600Å) / α-NPD (250Å) / 화합물 84 (50Å) / CBP + 10% (Ir(ppy)3) (400Å) / Balq(50Å) / Alq3(300Å) / LiF(10Å) / Al(1200Å)의 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3
정공 수송성 버퍼층 형성시 화합물 82 대신, 화합물 88를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법을 이용하여, ITO / m-MTDATA (600Å) / α-NPD (250Å) / 화합물 88 (50Å) / CBP + 10% (Ir(ppy)3) (400Å) / Balq(50Å) / Alq3(300Å) / LiF(10Å) / Al(1200Å)의 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 4
정공 수송성 버퍼층 형성없이 정공 수송층의 두께를 300Å으로 변경하고, 발광층 형성시 호스트로서 CPB 대신 화합물 11을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여, ITO / m-MTDATA (600Å) / α-NPD (300Å) / 화합물 11 + 10% (Ir(ppy)3) (400Å) / Balq(50Å) / Alq3(300Å) / LiF(10Å) / Al(1200Å)의 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
발광층 형성시 호스트로서 화합물 11 대신 버퍼층 형성시 화합물 82 대신 α-NPD를 이용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일한 방법을 이용하여, ITO / m-MTDATA (600Å) / α-NPD (300Å) / CBP + 10% (Ir(ppy)3) (400Å) / Balq(50Å) / Alq3(300Å) / LiF(10Å) / Al(1200Å)의 구조를 갖는 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 3: 유기 발광 소자의 특성 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 유기 발광 소자의 특성을 하기 방법에 따라 평가하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
(1) 전압변화에 따른 전류밀도의 변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 -5V 부터 10V 까지 상승시키면서 전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 단위소자에 흐르는 전류값을 측정하고, 측정된 전류값을 면적으로 나누어 결과를 얻었다.
(2) 전압변화에 따른 휘도변화 측정
제조된 유기발광소자에 대해, 전압을 -5V 부터 10V까지 상승시키면서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 그 때의 휘도를 측정하여 결과를 얻었다.
(3) 발광효율 측정
상기(1) 및 (2)로부터 측정된 휘도와 전류밀도 및 전압을 이용하여 동일 전류밀도(10 mA/cm2)의 전류 효율(cd/A) 을 계산하였다.
| 정공 수송층 | 정공 수송성 버퍼층 | 호스트 | 도펀트 | 구동 전압 (V) |
전류 효율 (cd/A) |
Roll off ratio (%) |
|
| 실시예 1 | α-NPB (250Å) |
화합물 82 (50Å) |
CBP | Ir(ppy)3 | 7.0 | 36.3 | 15 |
| 실시예 2 | α-NPB (250Å) |
화합물 84 (50Å) |
CBP | Ir(ppy)3 | 7.0 | 37.6 | 14 |
| 실시예 3 | α-NPB (250Å) |
화합물 88 (50Å) |
CBP | Ir(ppy)3 | 6.2 | 40.2 | 11 |
| 실시예 4 | α-NPB(300Å) | 화합물 11 | Ir(ppy)3 | 5.8 | 39.2 | 12 | |
| 비교예 1 | α-NPB(300Å) | CBP | Ir(ppy)3 | 6.2 | 32.3 | 25 | |
* 표 3의 구동 전압과 전류 효율은 1000cd/m2 조건에서 측정됨
* 표 3의 롤오프비(Roll of ratio)는 [(전류 효율 at 1000cd/m2 - 전류 효율 at 9000cd/m2) / 전류 효율 at 1000cd/m2 x 100 (%)]로 계산함
상기 표 3에 따르면, 실시예 1 내지 4의 유기 발광 소자는 비교예 1의 유기 발광 소자에 비하여 낮은 구동 전압, 높은 전류 효율 및 낮은 롤오프비를 가짐을 확인할 수 있다.
10: 유기 발광 소자
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극
Claims (25)
- 하기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물:
<화학식 1A>
<화학식 1B>
<화학식 1C>
<화학식 1D>
상기 화학식 1A 내지 1D 중,
A1 내지 A9는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 파이렌, 플루오렌, 피리딘, 피리미딘, 피라진 또는 카바졸고;
X1은 N-[(L1)a1-(R1)b1], C[(L2)a2-(R2)b2][(L3)a3-(R3)b3], Si[(L2)a2-(R2)b2][(L3)a3-(R2)b3], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고;
X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4], C[(L5)a5-(R5)b5][(L6)a6-(R6)b6], Si[(L5)a5-(R5)b5][(L6)a6-(R6)b6], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고;
X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7], C[(L8)a8-(R8)b8][(L9)a9-(R9)b9], Si[(L8)a8-(R8)b8][(L9)a9-(R9)b9], S, O, S(=O) 또는 S(=O)2이고;
L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 또는 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이고;
a1 내지 a9 및 a11 내지 a19는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수에서 선택되고;
R1 내지 R9 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 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-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;
화학식 1A 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이고;
b1 내지 b9 및 b11 내지 b19는, 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수에서 선택되고;
c11 내지 c19는 서로 독립적으로, 1, 2, 3 또는 4이고;
상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C1-C60알콕시기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C2-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C2-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C2-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이다. - 제1항에 있어서,
A1 내지 A9는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌 또는 카바졸인, 축합환 화합물. - 제1항에 있어서,
X1은 N-[(L1)a1-(R1)b1]이고, X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]인, 축합환 화합물. - 제1항에 있어서,
L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로,
페닐렌기(phenylene), 펜탈레닐렌기(pentalenylene), 인데닐렌기(indenylene), 나프틸렌기(naphthylene), 아줄레닐렌기(azulenylene), 헵탈레닐렌기(heptalenylene), 인다세닐렌기(indacenylene), 아세나프틸렌기(acenaphthylene), 플루오레닐렌기(fluorenylene), 스파이로-플루오레닐렌기, 페날레닐렌기(phenalenylene), 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 안트라세닐렌기(anthracenylene), 플루오란트레닐렌기(fluoranthrenylene), 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 파이레닐렌기(pyrenylene), 크라이세닐렌기(chrysenylene), 나프타세닐렌기(naphthacenylene), 피세닐렌기(picenylene), 페릴레닐렌기(perylenylene), 펜타페닐렌기(pentaphenylene), 헥사세닐렌기(hexacenylene), 피롤일렌기(pyrrolylene), 이미다졸일렌기(imidazolylene), 피라졸일렌기(pyrazolylene), 피리디닐렌기(pyridinylene), 피라지닐렌기(pyrazinylene), 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 이소인돌일렌기(isoindolylene), 인돌일렌기(indolylene), 인다졸일렌기(indazolylene), 푸리닐렌기(purinylene), 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 이소퀴놀리닐렌기(isoquinolinylene), 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 카바졸일렌기(carbazolylene), 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 아크리디닐렌기(acridinylene), 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 페나지닐렌기(phenazinylene), 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 벤조이미다졸일렌기(benzoimidazolylene), 푸라닐렌기(furanylene), 벤조푸라닐렌기(benzofuranylene), 티오페닐렌기(thiophenylene), 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 티아졸일렌기(thiazolylene), 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 옥사졸일렌기(oxazolylene), 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 옥사디아졸일렌기(oxadiazolylene), 트리아지닐렌기(triazinylene), 디벤조푸라닐렌기(dibenzofuranylene), 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene), 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 이미다조피리미디닐렌기(imidazopyrimidinylene), 또는 이미다조피리디닐렌기(imidazopyridinylene); 또는
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기 및 -Si(Q33)(Q34)(Q35) 중 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜탈레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 인다세닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-플루오레닐렌기, 페날레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란트레닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 이소인돌일렌기, 인돌일렌기, 인다졸일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 카바졸일렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조옥사졸일렌기, 벤조이미다졸일렌기, 푸라닐렌기, 벤조푸라닐렌기, 티오페닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 벤조티아졸일렌기, 이소옥사졸일렌기, 옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 트리아지닐렌기, 디벤조푸라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기 이미다조피리미디닐렌기, 또는 이미다조피리디닐렌기; 이고,
상기 Q33 내지 Q35는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기인, 축합환 화합물. - 제1항에 있어서,
L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 화학식 2-1 내지 2-34 중 하나로 표시되는, 축합환 화합물:
상기 화학식 2-1 내지 2-34 중,
Y1은 O, S, S(=O), S(=O)2, C(Z3)(Z4), N(Z5) 또는 Si(Z6)(Z7)이고;
Z1 내지 Z7은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기 또는 -Si(Q33)(Q34)(Q35)이고;
상기 Q33 내지 Q35는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기이고;
d1은 1 내지 4의 정수이고; d2는 1 내지 3의 정수이고; d3는 1 내지 6의 정수이고; d4는 1 내지 8의 정수이고; d5는 1 또는 2이고; d6는 1 내지 5의 정수이고; * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다. - 제1항에 있어서,
L1 내지 L9는 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 화학식 3-1 내지 3-39 중 하나로 표시되는, 축합환 화합물:
상기 화학식 3-1 내지 3-39 중 * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다. - 제1항에 있어서,
L1 내지 L9 및 L11 내지 L19는 서로 독립적으로, 페닐렌기 또는 페닐기-치환된 페닐렌기이고, a1 내지 a9 및 a11 내지 a19는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2인, 축합환 화합물. - 제1항에 있어서,
R1, R4 및 R7은 서로 독립적으로,
페닐기(phenyl), 펜탈레닐기(pentalenyl), 인데닐기(indenyl), 나프틸기(naphthyl), 아줄레닐기(azulenyl), 헵탈레닐기(heptalenyl), 인다세닐기(indacenyl), 아세나프틸기(acenaphthyl), 플루오레닐기(fluorenyl), 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기(phenalenyl), 페난트레닐기(phenanthrenyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 플루오란트레닐기(fluoranthrenyl), 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 파이레닐기(pyrenyl), 크라이세닐기(chrysenyl), 나프타세닐기(naphthacenyl), 피세닐기(picenyl), 페릴레닐기(perylenyl), 펜타페닐기(pentaphenyl), 헥사세닐기(hexacenyl), 피롤일기(pyrrolyl), 이미다졸일기(imidazolyl), 피라졸일기(pyrazolyl), 피리디닐기(pyridinyl), 피라지닐기(pyrazinyl), 피리미디닐기(pyrimidinyl), 피리다지닐기(pyridazinyl), 이소인돌일기(isoindolyl), 인돌일기(indolyl), 인다졸일기(indazolyl), 푸리닐기(purinyl), 퀴놀리닐기(quinolinyl), 이소퀴놀리닐기(isoquinolinyl), 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 프탈라지닐기(phthalazinyl), 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 시놀리닐기(cinnolinyl), 카바졸일기(carbazolyl), 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 아크리디닐기(acridinyl), 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 페나지닐기(phenazinyl), 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 푸라닐기(furanyl), 벤조푸라닐기(benzofuranyl), 티오페닐기(thiophenyl), 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 티아졸일기(thiazolyl), 이소티아졸일기(isothiazolyl), 벤조티아졸일기(benzothiazolyl), 이소옥사졸일기(isoxazolyl), 옥사졸일기(oxazolyl), 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기(oxadiazolylene), 트리아지닐기(triazinyl), 디벤조푸라닐기(dibenzofuranyl), 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl), 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디미디닐기, 이미다조피리디닐기로 표시되는 그룹,
로 표시되는 그룹, 또는
로 표시되는 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-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기,로 표시되는 그룹,
로 표시되는 그룹, 또는
로 표시되는 그룹; 인, 축합환 화합물.
- 제1항에 있어서,
R2, R3, R5, R6, R8, R9 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;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기,로 표시되는 그룹,
로 표시되는 그룹, 또는
로 표시되는 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-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 및 퀴나졸리닐기 중 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기,로 표시되는 그룹,
로 표시되는 그룹, 또는
로 표시되는 그룹; 또는
-N(Q1)(Q2) 또는 -Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q1 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 또는 퀴나졸리닐기임); 이고,
화학식 1 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는,
피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기,로 표시되는 그룹,
로 표시되는 그룹, 또는
로 표시되는 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-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 및 이미다조피리디닐기 중 적어도 하나로 치환된, 피롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조옥사졸일기, 벤조이미다졸일기, 푸라닐기, 벤조푸라닐기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 벤조티아졸일기, 이소옥사졸일기, 옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조피리디닐기,로 표시되는 그룹,
로 표시되는 그룹, 또는
로 표시되는 그룹; 인, 축합환 화합물.
- 제1항에 있어서,
R1, R4 및 R7은 서로 독립적으로, 하기 화학식 4-1 내지 4-32 중 하나로 표시되고;
R2, R3, R5, R6, R8, R9, 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;
하기 화학식 4-1 내지 4-32 중 하나; 또는
-Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q3 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 또는 퀴나졸리닐기임); 이되,
상기 화학식 1 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우 R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 하기 화학식 4-5 내지 4-32 (단, R11 내지 R13 중 하나가 하기 화학식 4-5 내지 4-8일 경우, 하기 화학식 4-5 내지 4-8 중 Y31은 O, S 또는 N(Z35)임) 중 하나로 표시되는, 축합환 화합물:
화학식 4-1 내지 4-32 중,
Y31은 O, S, C(Z33)(Z34), N(Z35) 또는 Si(Z36)(Z37)이고;
Z31 내지 Z37은 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, C1-C20알콕시기, 페닐기, 페닐기-치환된 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난트레닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 카바졸일기, 페닐기-치환된 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 트리아지닐기, 디벤조푸라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 벤조카바졸일기, 페닐기-치환된 디벤조카바졸일기, 이미다조피리미디닐기 또는 이미다조피리디닐기이고;
e1은 1 내지 5의 정수이고; e2는 1 내지 7의 정수이고; e3는 1 내지 3의 정수이고; e4는 1 내지 4의 정수이고; e5는 1 또는 2이고; e6은 1 내지 6의 정수이고; *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다. - 제1항에 있어서,
R1, R4 및 R7은 서로 독립적으로, 하기 화학식 5-1 내지 5-60 중 하나로 표시되고;
R2, R3, R5, R6, R8, R9, 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;
하기 화학식 5-1 내지 5-60 중 하나; 또는
-Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q3 내지 Q5는 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페난쓰레닐기, 트리페닐레닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 프탈라지닐기, 퀴녹살리닐기, 시놀리닐기 또는 퀴나졸리닐기임); 이되,
상기 화학식 1 중 A1 내지 A3가 모두 벤젠일 경우, R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 하기 화학식 5-10 내지 5-17 및 5-22 내지 5-60 중 하나로 표시되는, 축합환 화합물.
- 제1항에 있어서,
상기 축합환 화합물은 상기 화학식 1A로 표시되되,
상기 화학식 1A의 R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹인, 축합환 화합물. - 제1항에 있어서,
상기 축합환 화합물은 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4 및 R14 내지 R19 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹인, 축합환 화합물. - 제1항에 있어서,
상기 축합환 화합물은 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4, R7 및 R14 내지 R19는,
수소, 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 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, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 인, 축합환 화합물. - 제1항에 있어서,
하기 화학식 1A(1) 내지 1A(6) 및 1B(1) 중 하나로 표시되는, 축합환 화합물:
<화학식 1A(1)>
<화학식 1A(2)>
<화학식 1A(3)> <화학식 1A(4)>
<화학식 1A(5)>
<화학식 1A(6)>
<화학식 1B(1)>
상기 화학식 1A(1) 내지 1A(6) 및 1B(1) 중 치환기에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하되, 상기 화학식 1A(1)의 R12, 1A(2)의 R11 및 R12 중 적어도 하나, 상기 화학식 1A(3)의 R12 및 상기 화학식 1A(4)의 R13은, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이다. - 제1항에 있어서,
하기 화합물 1 내지 121 중 하나인, 축합환 화합물:
- 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 발광층을 포함하고, 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물을 1종 이상 포함한 유기층;을 포함한, 유기 발광 소자.
- 제17항에 있어서,
상기 제1전극은 애노드이고, 상기 제2전극은 캐소드이고, 상기 유기층은, i) 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 개재되고, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 및 정공 수송성 버퍼층 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 포함한, 유기 발광 소자. - 제17항에 있어서,
상기 발광층에 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물 중 1종 이상이 포함되어 있는, 유기 발광 소자. - 제19항에 있어서,
상기 발광층은 도펀트를 더 포함하고, 상기 축합환 화합물은 호스트의 역할을 하는 유기 발광 소자. - 제17항에 있어서,
상기 발광층에 상기 화학식 1A로 표시되는 축합환 화합물이 포함되어 있되,
상기 화학식 1A의 R11 내지 R13 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이거나;
상기 발광층에 상기 화학식 1B 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물이 포함되어 있되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4 및 R14 내지 R19 중 적어도 하나는, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹인, 유기 발광 소자. - 제21항에 있어서,
상기 발광층은 상기 화학식 1B 내지 1D로 표시되는 축합환 화합물을 코-호스트로서 더 포함하되,
상기 화학식 1B 내지 1D 중 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D R4, R7 및 R14 내지 R19는,
수소, 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 인, 유기 발광 소자. - 제18항에 있어서,
상기 정공 수송 영역에 상기 화학식 1A 내지 1D 중 하나로 표시되는 축합환 화합물 중 1종 이상이 포함되어 있는, 유기 발광 소자. - 제23항에 있어서,
상기 정공 수송 영역은 정공 수송층 및 정공 수송성 버퍼층을 포함하고, 상기 정공 수송성 버퍼층은 상기 정공 수송층과 상기 발광층 사이에 개재되어 있고, 상기 축합환 화합물은 상기 정공 수송성 버퍼층에 포함되어 있는, 유기 발광 소자. - 제18항에 있어서,
상기 정공 수송 영역에 상기 화학식 1B, 1C 또는 1D로 표시되는 축합환 화합물이 포함되어 있되,
상기 화학식 1B 내지 1D의 X4는 N-[(L4)a4-(R4)b4]이고, X7은 N-[(L7)a7-(R7)b7]이고,
상기 화학식 1B 내지 1D의 R4, R7 및 R14 내지 R19는,
수소, 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 또는 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 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-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 및 1가 비-방향족 축합다환 그룹 중 적어도 하나로 치환된, C3-C10시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C6-C60아릴기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹; 인, 유기 발광 소자.
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| A201 | Request for examination | ||
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right |