KR20170032148A - 혼합물, 박막 및 이를 포함한 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

소정의 식을 만족하는 유기 발광 소자가 제시된다.

Description

혼합물, 박막 및 이를 포함한 유기 발광 소자{Mixture, thin film and organic light emitting device including the same}
혼합물, 박막 및 유기 발광 소자가 제시된다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서 종래 소자에 비하여, 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다.
일예에 따르면, 유기 발광 소자는, 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재되고 발광층을 포함한 유기층을 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 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
소정의 식을 만족하는 엑시플렉스를 제공할 수 있는 혼합물, 상기 혼합물을 포함한 박막 및 상기 혼합물을 포함하여 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명을 갖는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
일 구현예에 따르면,
도너 화합물 및 억셉터 화합물로 이루어지고,
상기 도너 화합물과 상기 억셉터 화합물은 엑시플렉스를 형성하고,
상기 엑시플렉스의 발광 스펙트럼(photoluminescence(PL) spectrum) 중 최대 발광 파장(λmax(Ex))은 390nm 이상 및 490nm이하이고,
상기 엑시플렉스의 시간-분해 발광 스펙트럼(time-resolved photoluminescence(TRPL) spectrum) 중 지연 형광(delayed fluorescence)의 감쇠 시간(decay time)(Tdecay(Ex))은 100나노초(ns) 이상이고,
상기 엑시플렉스의 시간-분해 발광 스펙트럼 중 전체 발광 성분에 대한 지연 형광 성분의 비율이 10% 이상이고,
상기 엑시플렉스의 발광 안정성(PL stability)는 59% 이상이고,
상기 엑시플렉스의 PL 스펙트럼 및 TRPL 스펙트럼 각각은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 상온에서 측정된 스펙트럼이고,
상기 엑시플렉스의 발광 안정성은 하기 <수식 10>에 의하여 평가된, 혼합물이 제공된다:
<수식 10>
발광 안정성 (%) = (I2 / I1) x 100
상기 수식 10 중,
I1은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 필름 형성 직후, 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상온에서 측정된 발광(PL) 스펙트럼 중, 상기 최대 발광 파장(λmax(Ex)) 광의 세기(a.u.)이고,
I2는, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름을 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상기 I1 평가시 사용된 펌핑 레이저(pumping laser) 광에 3시간 동안 노출시킨 다음 수득한 필름에 대하여 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상온에서 측정된 발광(PL) 스펙트럼 중, 상기 최대 발광 파장(λmax(Ex)) 광의 세기(a.u.)이다.
다른 구현예에 따르면, 상기 혼합물을 포함한 박막이 제공된다.
또 다른 구현예에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 유기층;을 포함하고, 상기 유기층은 상기 혼합물을 포함한 박막을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 혼합물은 지연 형광 청색광 방출이 가능하며, 이를 채용한 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고효율, 고휘도 및 장수명을 가질 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 2e는 평가예 1에서 측정한 필름 중 발광 스펙트럼(Photoluminescence spectrum in film)을 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3g는 평가예 1에서 측정한 필름 중 시간-분해 발광 스펙트럼(time-resolved photoluminescence(TRPL) spectrum)을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 4d는 필름 D3:A3, TCTA:BmPyPb, CBP:B3PYMPM 및 TCTA:3TPYMB 각각의 필름 형성 직후 측정한 발광 스펙트럼(As prepared) 및 레이저 광을 3시간동안 조사한 후 측정한 발광 스펙트럼(3-hr exposed)을 각각 나타낸 도면이다.
상기 혼합물은 도너 화합물 및 억셉터 화합물로 이루어지고, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물은 엑시플렉스를 형성한다.
상기 도너 화합물은 전자 제공 특성이 전자 수용 특성보다 우세한 전자-도너 화합물이고, 상기 억셉터 화합물은 전자 수용 특성이 전자 제공 특성보다 우세한 전자-억셉터 화합물로서, 상기 도너 화합물은 정공 수송성 화합물이고, 상기 억셉터 화합물은 전자 수송성 화합물일 수 있다.
상기 엑스플렉스는, 상기 도너 화합물과 상기 억셉터 화합물 사이에서 형성된 여기 상태 착체(excited state complex)이다.
상기 혼합물 중, 엑시플렉스의 발광 스펙트럼(photoluminescence(PL) spectrum) 중 최대 발광 파장(λmax(Ex))은 390nm 이상 및 490nm 이하이거나, 예를 들면, 390nm 이상 및 450nm 이하이거나, 또 다른 예로서, 390nm 이상 및 440nm 이하, 또 다른 예로서, 390nm 이상 및 410nm 이하일 수 있다. 이로써, 상기 혼합물은 청색광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합물은 CIE 색좌표 중 X좌표가 0.182 내지 0.307의 범위이고 Y좌표가 0.092 내지 0.523인 청색광을 방출할 수 있다. 따라서, 상기 혼합물을 이용하면, 고색순도의 청색광을 방출할 수 있는 전자 소자, 예를 들면, 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
상기 혼합물 중, 엑시플렉스의 시간-분해 발광 스펙트럼(time-resolved photoluminescence(TRPL) spectrum) 중 지연 형광(delayed fluorescence)의 감쇠 시간(decay time)(Tdecay(Ex))은 100나노초(ns) 이상이거나, 150나노초 이상이거나, 예를 들면, 100나노초 이상 및 10밀리초 이하일 수 있다. 또한, 상기 엑시플렉스의 시간-분해 발광 스펙트럼 중 전체 발광 성분에 대한 지연 형광 성분의 비율은 10% 이상, 예를 들면, 15% 이상일 수 있다. 이로써, 상기 엑시플렉스의 삼중항 상태에서 일중항 상태로의 역에너지 이동(up-conversion)이 효과적으로 이루어져, 고효율 지연 형광(delayed fluorescence)을 방출할 수 있다. 따라서, 상기 혼합물을 이용하면, 고효율 전자 소자, 예를 들면, 고효율 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
상기 엑시플렉스의 PL 스펙트럼 및 TRPL 스펙트럼 각각은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판(예를 들면, 쿼츠(quartz)기판) 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 상온에서 측정된 스펙트럼인 것으로서, 이는 후술될 실시예 및 평가예를 참조하여 이해될 수 있다.
상기 Tdecay(Ex)는, TRPL 스펙트럼을 이용하여 공지의 방법을 이용하여 평가될 수 있다. 예를 들어, 상기 Tdecay(Ex)는, 후술하는 평가예 1에 기재된 방법을 이용하여 평가될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 지연 형광 성분(DF portion)의 비율은, TRPL 스펙트럼을 이용하여 공지의 방법을 이용하여 평가될 수 있다. 예를 들어, 상기 DF portion의 비율은 후술하는 평가예 1에 기재된 방법을 이용하여 평가될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 혼합물의 엑시플렉스의 발광 안정성(PL stability)는 59% 이상, 예를 들면, 60% 이상, 또 다른 예로서, 70% 이상일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 혼합물의 상기 혼합물의 엑시플렉스의 발광 안정성(PL stability)는 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상일 수 있다. 상기 혼합물의 엑시플렉스가 전술한 바와 같은 범위의 발광 안정성을 가짐으로써, 상기 혼합물을 구비한 유기 발광 소자는 장수명을 가질 수 있다.
상기 엑시플렉스의 발광 안정성은 하기 <수식 10>에 의하여 평가될 수 있다:
<수식 10>
발광 안정성 (%) = (I2 / I1) x 100
상기 수식 10 중,
I1은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 필름 형성 직후, 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상온에서 측정된 발광(PL) 스펙트럼 중, 상기 최대 발광 파장(λmax(Ex)) 광의 세기(a.u.)이고,
I2는, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름을 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상기 I1 평가시 사용된 펌핑 레이저(pumping laser) 광에 3시간 동안 노출시킨 다음 수득한 필름에 대하여 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상온에서 측정된 발광(PL) 스펙트럼 중, 상기 최대 발광 파장(λmax(Ex)) 광의 세기(a.u.)이다.
상기 발광 안정성 평가의 일 구현예는 후술될 실시예 및 평가예를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 도너 화합물의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨의 절대값(|HOMO(D)|)은 5.78eV 이하이거나, 예를 들면, 4.84eV 이상 및 5.78eV 이하일 수 있다. 또한, 상기 억셉터 화합물의 LUMO(Lowesr Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨의 절대값(|LUMO(A)|)은 1.76eV 이상이거나, 예를 들면, 2.43eV 이상 및 1.76eV 이하일 수 있다. 이로써, 상기 혼합물 중 엑시플렉스 형성 효율이 증가될 수 있어, 상기 혼합물을 채용한 전자 소자, 예를 들면, 유기 발광 소자의 효율 및 수명이 향상될 수 있다.
상기 HOMO(D)는 순환전압전류법(Cyclic voltammetry(CV))을 이용하여 계산된 것이고, 상기 LUMO(A)는 상온에서 측정된 UV 흡수 스펙트럼을 이용하여 계산된 것으로서, 이는 후술될 실시예를 참조하여 이해될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 억셉터 화합물의 HOMO 에너지 레벨과 상기 도너 화합물의 HOMO 에너지 레벨 차의 절대값이(|HOMO(A) - HOMO(D)|)은 0.037eV 이상 및 1.1eV 이하이거나, 예를 들면, 0.04eV 이상 및 0.9eV 이하일 수 있다. 또한, 상기 억셉터 화합물의 LUMO 에너지 레벨과 상기 도너 화합물의 LUMO 에너지 레벨 차의 절대값이(|LUMO(A) - LUMO(D)|)은 0.001eV 이상 및 1.1eV 이하이거나, 예를 들면, 0.01eV 이상 및 0.9eV 이하일 수 있다. 이로써, 도너 화합물을 통한 정공 이동과 억셉터 화합물을 통한 전자 이동이 효과적으로 이루어져 도너 화합물과 억셉터 화합물 계면에서의 엑시플렉스 형성이 효과적으로 이루어질 수 있는 바, 상기 혼합물을 채용한 전자 소자, 예를 들면, 유기 발광 소자는 고효율 및 장수명을 가질 수 있다.
상기 도너 화합물은 카바졸계 고리, 디벤조퓨란계 고리, 디벤조티오펜계 고리, 인데노카바졸계 고리, 인돌로카바졸계 고리, 벤조퓨로카바졸계 고리, 벤조티에노카바졸계 고리, 아크리딘계 고리, 디하이드로아크리딘계 고리 및 트라이인돌로벤젠계 고리 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
상기 억셉터 화합물은 카바졸계 고리, 디벤조퓨란계 고리, 디벤조티오펜계 고리, 인데노카바졸계 고리, 인돌로카바졸계 고리, 벤조퓨로카바졸계 고리, 벤조티에노카바졸계 고리, 피리딘계 고리, 피리미딘계 고리 및 트리아진계 고리 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 도너 화합물은 전자 수용기(electron withdrawing group)를 비포함하고,
상기 억셉터 화합물은 적어도 하나의 전자 수용기를 포함하되,
상기 전자 수용기는,
-F, -CFH2, -CF2H, -CF3, -CN 및 -NO2;
-F, -CFH2, -CF2H, -CF3, -CN 및 -NO2 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기;
고리-형성 모이어티로서 *=N-*'을 포함한, C1-C60헤테로아릴기 및 2가 비-방향족 축합다환 헤테로시클릭 그룹; 및
중수소, -F, -CFH2, -CF2H, -CF3, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 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 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되고, 고리-형성 모이어티로서 *=N-*'을 포함한, C1-C60헤테로아릴기 및 2가 비-방향족 축합다환 헤테로시클릭 그룹;
중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 도너 화합물은 하기 화학식 D-1으로 표시된 화합물 중에서 선택되고,
상기 억셉터 화합물은 하기 화학식 A-1 및 A-2로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있다:
<화학식 D-1>
Ar1-(L1)a1-Ar2
<화학식 A-1>
Ar11-(L11)a11-Ar12
<화학식 A-2>
Figure pat00001
Figure pat00002
상기 화학식 D-1, A-1, A-2 및 11 내지 14 중,
Ar1은 상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
Ar2는,
상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기; 및
중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기 및 나프틸기;
중에서 선택되고,
Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 상기 화학식 13 및 14로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
X1은 N 또는 C(T14)이고, X2는 N 또는 C(T15)이고, X3는 N 또는 C(T16)이되, X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고,
L1은,
단일 결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 및
중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기;
중에서 선택되고,
L11 내지 L13은 서로 독립적으로,
단일 결합, 페닐렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 및
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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 시아노기로 치환된 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기;
중에서 선택되고,
a1 및 a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 0 내지 5 중에서 선택된 정수이고, a1이 2 이상일 경우 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이하고, a11이 2 이상일 경우 2 이상의 L11은 서로 동일하거나 상이하고, a12가 2 이상일 경우 2 이상의 L12는 서로 동일하거나 상이하고, a13이 2 이상일 경우 2 이상의 L13은 서로 동일하거나 상이하고,
CY1 내지 CY4는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 벤조카바졸, 인돌로카바졸, 디벤조퓨란 및 디벤조티오펜 중에서 선택되고,
A1은,
단일 결합, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기; 및
중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기;
중에서 선택되고,
A2는,
단일 결합, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기; 및
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, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기;
중에서 선택되고,
R1, R10 및 R20은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
-Si(Q1)(Q2)(Q3);
중에서 선택되고,
T11 내지 T16, R2, R30, R40은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기(CN), 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 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 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q1)(Q2)(Q3) 중에서 선택되고,
b1 내지 b4는 서로 독립적으로, 0 내지 10 중에서 선택된 정수이고,
상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q31)(Q32)(Q33) 중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 D-1 중 Ar1은 하기 화학식 11-1 내지 11-8 및 12-1 내지 12-8로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
상기 화학식 D-1 중 Ar2는 하기 화학식 11-1 내지 11-8 및 12-1 내지 12-8로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고,
상기 화학식 A-1 중 Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 하기 화학식 13-1 내지 13-8 및 14-1 내지 14-8로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
상기 화학식 11-1 내지 11-8, 12-1 내지 12-8, 13-1 내지 13-8 및 14-1 내지 14-8 중
X11 및 X13은 서로 독립적으로, C(R17)(R18), N(R19), O 또는 S이고,
X12 및 X14는 서로 독립적으로, C(R37)(R38), N(R39), O 또는 S이고,
R1, R2, A1 및 A2에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
R11 내지 R19에 대한 설명은 서로 독립적으로, 본 명세서 중 R10에 대한 설명을 참조하고,
R21 내지 R24에 대한 설명은 서로 독립적으로, 본 명세서 중 R20에 대한 설명을 참조하고,
R31 내지 R39에 대한 설명은 서로 독립적으로, 본 명세서 중 R30에 대한 설명을 참조하고,
R41 내지 R44에 대한 설명은 서로 독립적으로, 본 명세서 중 R40에 대한 설명을 참조하고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 11, 12, 11-1 내지 11-8 및 12-1 내지 12-8 중 A1은,
단일 결합, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기; 및
중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기;
중에서 선택되고,
상기 화학식 13, 14, 13-1 내지 13-8 및 14-1 내지 14-8 중 A2는,
단일 결합, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기; 및
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, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기;
중에서 선택되고,
상기 화학식 13, 14, 13-1 내지 13-8 및 14-1 내지 14-8 중 R2, R30 내지 R39 및 R40 내지 R44는 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 및 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
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, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
-Si(Q1)(Q2)(Q3);
중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q3 및 Q21 내지 Q23은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 D-1 중 Ar1는 하기 화학식 15-1 내지 15-17 및 16-1 내지 16-8으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
상기 화학식 D-1 중 Ar2는 하기 화학식 15-1 내지 15-17 및 16-1 내지 16-8으로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고,
상기 화학식 A-1 중 Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 하기 화학식 17-1 내지 17-3으로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
상기 화학식 15-1 내지 15-17, 16-1 내지 16-18 및 17-1 내지 17-3 중,
X11 및 X13은 서로 독립적으로, C(R17)(R18), N(R19), O 또는 S이고,
R' 및 R"은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
R1, R10, R20, R30 및 R40에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
R10a 내지 R10c에 대한 설명은 본 명세서 중 R10에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 15-1 내지 15-17, 16-1 내지 16-18 및 17-1 내지 17-3 중,
R1, R10, R10a 내지 R10c 및 R20은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q1)(Q2)(Q3) 중에서 선택되고,
R30 및 R40은 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H 및 -CFH2;
페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H 및 -CFH2, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
-Si(Q1)(Q2)(Q3);
중에서 선택되고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 구현에에 따르면,
i) 상기 도너 화합물은, 상기 화학식 D-1으로 표시되되, 상기 화학식 D-1 중 L1은 단일 결합인 화합물 중에서 선택되거나; 또는
ii) 상기 도너 화합물은, 하기 화학식 D-1(1) 내지 D-1(52)로 표시되는 화합물 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
상기 화학식 D-1(1) 내지 D-1(52) 중
Ar1 및 Ar2에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
Y51은 서로 독립적으로, C(Z53)(Z54), N(Z55), O 또는 S이고,
Z51 내지 Z56은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택되고,
Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 D-1(1) 내지 D-1(52) 중,
Ar1은 상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
Ar2는,
상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기; 및
중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기 및 나프틸기;
중에서 선택될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 상기 화학식 D-1(1) 내지 D-1(52) 중,
Ar1은 상기 화학식 11-1 내지 11-8 및 12-1 내지 12-8로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
Ar2는 상기 화학식 11-1 내지 11-8 및 12-1 내지 12-8로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 화학식 A-1 및 A-2 중 L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-56으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, i) a11개의 L11 중 적어도 하나, ii) a12개의 L12 중 적어도 하나 및 iii) a13개의 L13 중 적어도 하나는, 하기 화학식 3-15 내지 3-56으로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
상기 화학식 3-1 내지 3-56 중,
Y1은 O, S, C(Z3)(Z4) 및 N(Z5) 중에서 선택되고,
Z1 내지 Z5는 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 시아노기로 치환된 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택되고,
Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
d4는 0 내지 4 중에서 선택된 정수이고,
d3는 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
d2는 0 내지 2 중에서 선택된 정수이고,
* 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 A-1 및 A-2 중 *-(L11)a11-*', *-(L12)a12-*' 및 *-(L13)a13-*'로 표시되는 그룹이 하기 화학식 4-1 내지 4-39로 표시되는 그룹 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
상기 화학식 4-1 내지 4-39 중
X21은 N 또는 C(Z21)이고, X22는 N 또는 C(Z22)이고, X23은 N 또는 C(Z23)이고, X24는 N 또는 C(Z24)이고, X31은 N 또는 C(Z31)이고, X32는 N 또는 C(Z32)이고, X33은 N 또는 C(Z33)이고, X34는 N 또는 C(Z34)이고, X41은 N 또는 C(Z41)이고, X42는 N 또는 C(Z42)이고, X43은 N 또는 C(Z43)이고, X44는 N 또는 C(Z44)이되, X21 내지 X24가 모두 N인 경우는 제외되고, X31 내지 X34가 모두 N인 경우는 제외되고, X41 내지 X44가 모두 N인 경우는 제외되고,
Z21 내지 Z24, Z31 내지 Z34 및 Z41 내지 Z44는 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 시아노기로 치환된 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택되고,
Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
한편, 상기 화학식 A-2 중 T11 내지 T16은 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H 및 -CFH2;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, -CF3, -CF2H 및 -CFH2 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
-Si(Q1)(Q2)(Q3) ;
중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 A-2 중 T11 내지 T16은 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, 시아노기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 -CF3, -CF2H 및 -CFH2;
중수소, -F, 시아노기 -CF3, -CF2H 및 -CFH2 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기;
페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
중수소, -F, 시아노기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
-Si(Q1)(Q2)(Q3) ;
중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면,
i) 상기 억셉터 화합물은, 상기 화학식 A-1로 표시되되, 상기 화학식 A-1 중 Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 상기 화학식 17-1 내지 17-3으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, Ar11 및 Ar12 중 적어도 하나는 상기 화학식 17-2 및 17-3으로 표시되는 그룹인 화합물 중에서 선택되거나;
ii) 상기 억셉터 화합물은, 상기 화학식 A-1로 표시되되, 상기 화학식 A-1 중 L11은 상기 화학식 3-15 및 3-28로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, a11개의 L11 중 적어도 하나는 상기 화학식 6-1 내지 6-4로 표시되는 그룹 중에서 선택된 화합물 중에서 선택되거나; 또는
iii) 상기 억셉터 화합물은, 상기 화학식 A-2로 표시되되, 상기 화학식 A-2 중 X1 내지 X3가 모두 N인 화합물 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 도너 화합물은 하기 화합물 D1 내지 D16 중에서 선택되고, 상기 억셉터 화합물은 하기 화합물 A1 내지 A11 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00038
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
상기 혼합물을 이용하여 박막을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 혼합물을 포함한 박막이 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 박막은 상기 혼합물로만 이루어질 수 있다. 또는, 상기 박막은 상기 혼합물 및 형광 도펀트를 포함하거나, 상기 혼합물 및 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 박막은 상기 혼합물 및 형광 도펀트로 이루어지거나, 상기 혼합물 및 인광 도펀트로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 혼합물은 전자 소자, 예를 들면, 유기 발광 소자의 발광층에 적용될 수 있다. 따라서, 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 유기층;을 포함하고, 상기 유기층은 상기 혼합물을 포함한 박막을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 유기 발광 소자는 상술한 바와 같은 혼합물을 포함한 박막을 구비하므로, 저구동 전압, 고효율 및 장수명을 가질 수 있다. 상기 유기 발광 소자 중 상기 혼합물을 포함한 박막은 예를 들면, 발광층일 수 있다.
따라서, 일 구현예에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 상기 혼합물을 포함한 발광층을 포함할 수 있다.
상기 발광층에 포함된 혼합물 중 상기 엑시플렉스는 100나노초 이상(예를 들면, 150나노초 이상)의 Tdecay(Ex)를 가지므로, 예를 들면, 열활성화 지연 형광 에미터(Thermally Activated Delayed Fluorescence emitter: TADF)일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층은 상기 혼합물로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 발광층이 상기 혼합물로 이루어진 유기 발광 소자 중, 상기 발광층으로부터 방출된 광은 청색광이고, 상기 청색광의 최대 발광 파장이 390nm 내지 490nm의 범위이고, 상기 청색광의 CIE 색좌표 중 X좌표는 0.182 내지 0.307의 범위이고 Y좌표는 0.092 내지 0.523일 수 있다. 즉, 상기 유기 발광 소자는 고색순도 청색광을 방출할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 발광층은 상기 혼합물 외에, 형광 도펀트를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 발광층 중 상기 혼합물의 함량은 상기 형광 도펀트의 함량보다 많을 수 있다.
예를 들어, 상기 엑시플렉스의 PL 스펙트럼 중 최대 발광 파장(λmax(Ex))은 상기 형광 도펀트의 PL 스펙트럼 중 최대 발광 파장(λmax(FD)) 보다 작을 수 있다. 이로써, 상기 혼합물에서 상기 형광 도펀트로의 에너지 전이가 이루어져, 상기 발광층의 발광 메카니즘은, 상기 형광 도펀트에서의 여기 상태에서 기저 상태로의 에너지 전이에 대부분 의존하게 된다. 즉, 상기 발광층 중 상기 혼합물은 지연 형광 과정에서 소위 보조 도펀트(assistant-dopan)의 역할을 하게 되고, 상기 형광 도펀트의 발광 컬러가 상기 발광층의 발광 컬러를 결정하게 된다. 예를 들어, 상기 형광 도펀트가 녹색 도펀트인 경우, 상기 발광층은 녹색광을 방출할 수 있다.
상기 엑시플렉스의 PL 스펙트럼은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 상온에서 측정된 스펙트럼이고, 상기 형광 도펀트의 PL 스펙트럼은, 상기 형광 도펀트를 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 상온에서 측정된 스펙트럼이다.
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 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 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, methylated-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:
Figure pat00042
Figure pat00043
<화학식 201>
Figure pat00044
<화학식 202>
Figure pat00045
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 및 펜타세닐렌기; 및
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, C1-C10헤테로시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜타레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 페나레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐레닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기 및 펜타세닐렌기;
중에서 선택될 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) 및 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 및 C1-C10알콕시기;
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 플루오레닐기 및 파이레닐기; 및
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 및 파이레닐기;
중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201 중, R109는,
페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 및 피리디닐기; 및
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 하나 이상으로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기 및 피리디닐기;
중에서 선택될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201A>
Figure pat00046
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:
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
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, HP-1 등과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 HT-D1> <F4-TCNQ>
Figure pat00051
Figure pat00052
<HP-1>
Figure pat00053
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 영역은, 전자 저지층을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 저지층은 공지의 물질, 예를 들면, mCP를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00054
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 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 발광층은 상술한 바와 같은 혼합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층은 상기 혼합물로 이루어질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 발광층은 상긴 혼합물과 형광 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 형광 도펀트는, 공지된 임의의 형광 도펀트 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 형광 도펀트는, 하기 화학식 501으로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있다:
<화학식 501>
Figure pat00055
상기 화학식 50 중,
Ar501은
나프탈렌(naphthalene), 헵탈렌(heptalene), 플루오렌(fluorenene), 스파이로-바이플루오렌, 카바졸, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페날렌(phenalene), 페난트렌(phenanthrene), 안트라센(anthracene), 플루오란텐(fluoranthene), 트리페닐렌(triphenylene), 파이렌(pyrene), 크라이센(chrysene), 나프타센(naphthacene), 피센(picene), 페릴렌(perylene), 펜타펜(pentaphene) 및 인데노안트라센(indenoanthracene); 및
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, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q501)(Q502)(Q503) (상기 Q501 내지 Q503은 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C6-C60아릴기 및 C1-C60헤테로아릴기 중에서 선택됨) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 나프탈렌, 헵탈렌, 플루오렌, 스파이로-바이플루오렌, 카바졸, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜 및 인데노안트라센;
중에서 선택될 수 있고;
L501 내지 L503은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
R501 및 R502는 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
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, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
중에서 선택되고,
xd1 내지 xd3는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고,
xd4는 0, 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택된다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 501 중,
Ar501은,
나프탈렌, 헵탈렌, 플루오렌, 스파이로-바이플루오렌, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜 및 인데노안트라센; 및
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, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 나프탈렌, 헵탈렌, 플루오렌, 스파이로-바이플루오렌, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜 및 인데노안트라센;
중에서 선택되고,
L501 내지 L503은 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-바이플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 카바졸일렌기 및 트리아지닐렌기; 및
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, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-바이플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 피리디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 카바졸일렌기 및 트리아지닐렌기;
중에서 선택되고,
R501 및 R502는 서로 독립적으로,
페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기; 및
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, 아줄레닐기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기 및 트리아지닐기;
중에서 선택되고,
xd1 내지 xd3는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고,
xd4는 0, 1, 2, 3 또는 4일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 형광 도펀트는 하기 화합물 FD(1) 내지 FD(5) 및 FD1 내지 FD8로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화합물 FD(1)> <화합물 FD(2)>
Figure pat00056
Figure pat00057
<화합물 FD(3)> <화합물 FD(4)> <화합물 FD(5)>
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
상기 발광층이 상기 혼합물 및 형광 도펀트를 포함할 경우, 상기 형광 도펀트의 함량은 통상적으로 상기 혼합물 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 중에서 선택된 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.
Figure pat00064
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.
Figure pat00065
또는, 상기 전자 수송층은 하기 화합물 ET1, ET2 및 ET3 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00066
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.
Figure pat00067
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, 예를 들면, 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 포화 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-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-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 C1-C10헤테로시클로알킬기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 포화 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예는 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromaticity)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 C1-C10헤테로시클로알케닐기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예는, 2,3-디히드로퓨라닐기, 2,3-디히드로티오페닐기 등을 포함한다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C1-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 C1-C60헤테로아릴기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기의 구체예는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등을 포함한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기 및 C1-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-aromaticity)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-aromaticity)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 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C6-C60아릴렌기, 치환된 C1-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 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-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, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-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, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-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, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-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, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-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, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이다.
본 명세서 중 "상온"이란 약 25℃의 온도를 가리킨다.
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 A1의 합성
3,6-디시아노카바졸(3,6-dicyanocarbazole) (52 mmol)과 9-(3-브로모페닐)-9H-카바졸(9-(3-bromophenyl)-9H-carbazole) (52 mmol), CuI 8.8 g, K2CO3 15.9 g 및 1,10-페난트롤린(1,10-phenanthroline) 2.5 g을 250 mL 2구(neck) 둥근 바닥 플라스크에 넣은 후 DMF 150 mL를 추가하였다. 이 후, 150℃에서 28 시간 동안 교반한 다음, 반응물을 냉각시키고 MeOH를 추가하여 고체를 석출하여 여과하였다. 이로부터 수득한 결과물을 클로로포름 1 L와 혼합하고 가열하여 용해시킨 후, 셀라이트 패드(celite pad)로 여과하여 수득한 여액을 감압 농축하였다. 이로부터 수득한 결과물을 MC/Aceton 조건에서 재결정하여, 화합물 A1 (10.9 g, 65.3%의 수율)를 수득하였다.
Figure pat00068
Calc.: 458.15, found [M+H + ] : 459.16
평가예 1 : PL 스펙트럼 및 TRPL 스펙트럼 평가
클로로포름과 순수물로 세정한 쿼츠(quartz)기판을 준비한 다음, 하기 표 1에 기재된 소정의 물질을 10-7 torr의 진공도에서 진공(공)증착하여 50nm 두께의 필름 D2, A1, D2:A1, A2, D2:A2, D3, A3, D3:A3, D3:A3:TBPe, D3:TBPe, D4, A4, D4:A4, D4:A4:TBPe, D4:TBPe, BmPyPb, TCTA, TCTA:BmPyPb, CBP:B3PYMPM 및 TCTA:3TPYMB를 준비하였다.
필름 명칭 필름 제작에 사용된 화합물
필름 D2 화합물 D2
필름 A1 화합물 A1
필름 D2:A1 화합물 D2 : 화합물 A1 (1:1의 부피비)
필름 A2 화합물 A2
필름 D2:A2 화합물 D2 : 화합물 A2 (1:1의 부피비)
필름 D3 화합물 D3
필름 A3 화합물 A3
필름 D3:A3 화합물 D3 : 화합물 A3 (1:1의 부피비)
필름 D3:A3:TBPe 화합물 D3 : 화합물 A3 : TBPe (49.5:49.5:1의 부피비)
필름 D3:TBPe 화합물 D3 : TBPe (99:1의 부피비)
필름 D4 화합물 D4
필름 A4 화합물 A4
필름 D4:A4 화합물 D4 : 화합물 A4 (1:1의 부피비)
필름 D4:A4:TBPe 화합물 D4 : 화합물 A4 : TBPe (49.5:49.5:1의 부피비)
필름 D4:TBPe 화합물 D4 : TBPe (99:1의 부피비)
필름 TCTA TCTA
필름 BmPyPb BmPyPb
필름 TCTA:BmPyPb TCTA : BmPyPb (1:1의 부피비)
필름 CBP:B3PYMPM CBP : B3PYMPM (1:1의 부피비)
필름 TCTA:3TPYMB TCTA : 3TPYMB (1:1의 부피비)
Figure pat00069
Figure pat00070
<화합물 FD(5) : TBPe>
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
이어서, 상술한 바와 같이 준비된 필름 D2, A1, D2:A1, A2, D2:A2, D3, A3, D3:A3, D4, A4, D4:A4, TCTA, BmPyPb 및 TCTA:BmPyPb 각각에 대하여, Hamamatus사의 absolute PL quantum yield 측정시스템인 Quantaurus-QY를 이용하여, PL 스펙트럼을 상온에서 평가하여, 그 결과를 도 2a 내지 2e에 각각 나타내었다.
도 2a 중 필름 D2:A1의 PL 스펙트럼은 필름 D2 및 필름 A1의 PL 스펙트럼에 비하여 장파장 방향으로 쉬프트하여고, 도 2b 중 필름 D2:A2의 PL 스펙트럼은 필름 D2 및 필름 A2의 PL 스펙트럼에 비하여 장파장 방향으로 쉬프트하였음을 확인할 수 있는 바, 도 2c 중 필름 D3:A3의 PL 스펙트럼은 필름 D3 및 필름 A3의 PL 스펙트럼에 비하여 장파장 방향으로 쉬프트하여고, 도 2d 중 필름 D4:A4의 PL 스펙트럼은 필름 D4 및 필름 A4의 PL 스펙트럼에 비하여 장파장 방향으로 쉬프트하였음을 확인할 수 있는 바, 필름 D2:A1, 필름 D2:A2, 필름 D3:A3 및 필름 D4:A4 제작에 사용된 화합물 조합 각각은 엑시플렉스를 형성함을 확인할 수 있다.
또한, 도 2a 중 필름 D2:A1의 λmax는 약 465nm이고, 도 2b 중 필름 D2:D2의 λmax는 약 400nm이고, 도 2c 중 필름 D3:A4의 λmax는 약 430nm이고, 도 2d 중 필름 D4:A4의 λmax는 약 470nm임을 확인하였는 바, 화합물 D1 및 A1으로부터 형성된 엑시플렉스, 화합물 D2 및 A2로부터 형성된 엑시플렉스, 화합물 D3 및 A3로부터 형성된 엑시플렉스 화합물 D4 및 A4로부터 형성된 엑시플렉스는 각각 청색광을 방출할 수 있음을 확인하였다.
이어서, 필름 D2, A1, D2:A1, A2, D2:A2, D3:A3, D3:A3:TBPe, D3:TBPe, D4:A4, D4:A4:TBPe, D4:TBPe 및 TCTA:BmPyPb 각각 대하여 PicoQuant사의 TRPL 측정시스템인 FluoTime 300과 PicoQuant사의 pumping laser인 PLS340 (여기 파장 = 340 나노미터, spectral width = 20나노미터)을 이용하여, PL 스펙트럼을 상온에서 평가한 후, 상기 스펙트럼의 main peak의 파장을 결정하고, PLS340이 상기 각각의 필름에 가하는 photon pulse (pulse width = 500 피코초)에 의해 상기 각각의 필름으로부터 main peak의 파장에서 방출되는 photon의 개수를 Time-Correlated Single Photon Counting (TCSPC)을 기반으로 시간에 따라 측정하는 것을 반복하여, fitting이 충분히 가능한 TRPL 커브를 구하였다. 이로부터 얻은 결과에 둘 혹은 그 이상의 exponential decay function을 fitting하여 필름 D2:A1, D2:A2, D3:A3, D3:A3:TBPe, D4:A4, D4:A4:TBPe, 및 TCTA:BmPyPb의 Tdecay(Ex)를 구하였다. Fitting에 사용되는 function은 하기 <수식 1>과 같고, fitting에 사용된 각 exponential decay function으로부터 얻은 Tdecay 중 가장 큰 값을 Tdecay(Ex)로 취하였다. 나머지 Tdecay 값들은 일반 fluorescence의 decay의 lifetime을 결정하는데 사용될 수 있다. 이 때, TRPL 커브를 구하기 위한 측정 시간과 동일한 측정 시간동안 동일한 측정을 dark상태(상기 소정의 필름으로 입사되는 pumping signal을 차단한 상태임)에서 한 번 더 반복하여 baseline 혹은 background signal 커브를 얻어 fitting에 baseline으로 사용하였다.
이어서, 시간에 따른 전체 발광 세기(intensity) 적분값에 대한, 상기 Tdecay(Ex)로 결정되는 exponential decay curve (=시간에 따른 intensity 변화)를 시간에 대해 적분한 값의 비를 계산함으로써, 전체 발광 성분에 대한 지연 형광 성분의 비율을 평가하였다.
<수식 1>
Figure pat00074
도 3a 내지 3g 중 필름 D2:A1, D2:A2, D3:A3, D3:A3:TBPe, D4:A4, D4:A4:TBPe, 및 TCTA:BmPyPb의 그래프 중 지연 형광의 감쇠 시간과 전체 발광 성분에 대한 지연 형광 성분의 비율을 각각 정리하며 하기 표 2와 같다:
필름 명칭 Tdecay(Ex) 전체 발광 성분에 대한 지연 형광 성분의 비율 (%)
필름 D2:A1 238 나노초(ns) 15.5
필름 D2:A2 515 나노초(ns) 37.8
필름 D3:A3 193 나노초(ns) 53.53
필름 D3:A3:TBPe 318 나노초(ns) 24.78
필름 D4:A4 2.729 마이크로초(㎲) 37.85
필름 D4:A4:TBPe 1.738 마이크로초(㎲) 15.16
필름 TCTA:BmPyPb 75 나노초 (ns) 4
이로부터, i) 화합물 D2 및 A1으로부터 형성된 엑시플렉스, ii) 화합물 D2 및 A2로부터 형성된 엑시플렉스, iii) 화합물 D3 및 A3로부터 형성된 엑시플렉스 iv) 화합물 D3 및 A3로부터 형성된 엑시플렉스와 TBPe의 조합, v) 화합물 D4 및 A4로부터 형성된 엑시플렉스 및 vi) 화합물 D4 및 A4로부터 형성된 엑시플렉스와 TBPe의 조합은 100ns 이상(예를 들면, 150ns 이상)의 Tdecay(Ex) 및 10% 이상(예를 들면, 15% 이상)의 지연 형광 성분의 비율을 "동시에" 가짐을 확인하였다.
반면, 필름 TCTA:BmPyPb의 지연 형광 성분의 비율은 전체 발광 성분에 대하여 약 4%이므로, 상기 필름 중 엑시플렉스에 의한 지연 형광이 전체 형광에 기여하는 바가 상대적으로 작음을 확인할 수 있다.
평가예 2 : HOMO 및 LUMO 에너지 레벨 평가
하기 표 3에 기재된 방법에 따라, 화합물 D1, A1, D2, A2, D3, A3, D4 및 A4에 대하여 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨을 평가하여 그 결과를 표 4에 나타내었다.
HOMO 에너지 레벨 평가 방법 Cyclic voltammetry (CV) (전해질: 0.1 M Bu4NPF6 / 용매: CH2Cl2을 / 전극: 3전극 시스템(작업전극: Pt disc (1mm diameter), 기준전극: Pt wire, 보조전극: Pt wire))를 이용하여 각 화합물의 전위(V)-전류(A) 그래프를 얻을 후, 상기 그래프의 산화 온셋(oxidation onset)으로부터 각 화합물의 HOMO 에너지 레벨을 계산함
LUMO 에너지 레벨 평가 방법 각 화합물을 CHCl3에 1x10-5M의 농도로 희석시켜, 시마즈 유브이-350 스펙트로메터(Shimadzu UV-350 Spectrometer)를 이용하여, 상온에서 UV 흡수 스펙트럼을 측정한 후, 상기 흡수 스펙트럼의 에지(edge)로부터의 광학 밴드갭(optical band gap)(Eg)을 얻고, 이 값과 HOMO 에너지 레벨을 이용하여 LUMO 에너지 레벨을 계산함
화합물 No. HOMO 에너지 레벨(eV)
(실측치)		 LUMO 에너지 레벨(eV)
(실측치)		 화합물 No. HOMO 에너지 레벨(eV)
(실측치)		 LUMO 에너지 레벨(eV)
(실측치)
D1 -5.658 -2.088 A1 -5.709 -2.152
D2 -5.393 -1.802 A2 -5.426 -2.058
D3 -5.489 -2.02 A3 -5.677 -2.108
D4 -5.368 -2.008 A4 -5.57 -1.98
하기 표 4로부터 상기 화합물은 지연 형광을 방출할 수 있는 엑시플렉스 형성에 적합한 전기적 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
평가예 3 : 발광 안정성 평가
필름 D3:A3, TCTA:BmPyPb, CBP:B3PYMPM 및 TCTA:3TPYMB 형성 직후, 각각의 필름에 대하여, KIMMON-KOHA 사의 He-Cd laser (여기 파장 = 325 나노미터)를 이용하여, 외기가 차단된 Ar 분위기 하에서, 상온에서 PL 스펙트럼을 평가한 후, 상기 PL 스펙트럼 중 최대 발광 파장 광의 세기인 I1(a.u.)를 측정하여 하기 표 5에 요약하였다.
이어서, 외기가 차단된 Ar 분위기 하에서, 상기 필름 D3:A3, TCTA:BmPyPb, CBP:B3PYMPM 및 TCTA:3TPYMB 각각을 상기 I1 평가시 사용된 pumping laser인 KIMMON-KOHA 사의 He-Cd laser (여기 파장 = 325 나노미터)의 광에 3시간 동안 노출시킨 다음 수득한 필름에 대하여, KIMMON-KOHA 사의 He-Cd laser (여기 파장 = 325 나노미터)을 이용하여, 상온에서 PL 스펙트럼을 평가한 후, 상기 PL 스펙트럼 중 최대 발광 파장 광의 세기인 I2(a.u.)를 측정하여 하기 표 5에 요약하였다.
필름 D3:A3, TCTA:BmPyPb, CBP:B3PYMPM 및 TCTA:3TPYMB 각각의 필름 형성 직후 측정한 발광 스펙트럼(As prepared) 및 레이저 광을 3시간동안 조사한 후 측정한 발광 스펙트럼(3-hr exposed)은 각각 도 4a 내지 4d에 나타내었다.
상술한 바와 같이 측정된 I1 및 I2로부터 (I2 / I1) x 100 (%)를 계산하여 얻은 각 필름에 대한 발광 안정성을 하기 표 5에 나타내었다.
필름 명칭 I1 (a.u.) I2 (a.u.) (I2 / I1) x 100 (%)
(발광 안정성)
필름 D3:A3 0.045 0.039 87
필름 TCTA:BmPyPb 0.067 0.039 58
필름 CBP:B3PYMPM 0.078 0.044 56
필름 TCTA:3TPYMB 0.028 0.008 29
상기 표 5로부터, 필름 D3:A3은 필름 TCTA:BmPyPb, CBP:B3PYMPM 및 TCTA:3TPYMB에 비하여 높은 발광 안정성을 가짐을 확인할 수 있다.
실시예 : OLED의 제작
애노드로서 ITO전극이 형성된 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.
상기 애노드 상에 화합물 HT3 및 TCNPQ (TCNPQ의 농도는 3wt%임)를 공증착하여 100Å 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 화합물 HT3을 증착하여 1700Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상에 화합물 D2 및 화합물 A2를 3:7의 부피비로 공증착하여, 400Å 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 화합물 ET16 및 LiQ를 5:5의 중량비로 공증착하여 360Å 두께의 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자 수송층 상에 LiQ를 증착하여 5Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 120Å 두께의 MgAg 전극(Ag의 함량은 10wt%임)을 형성하고, 상기 MgAg 전극 상에 화합물 HT13을 형성하여 600Å 두께의 캡핑층을 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다. 제작된 OLED 1 내지 3과 OLED A 및 B의 발광층 형성시 사용된 도너 화합물, 억셉터 화합물 및/또는 형광 도펀트와 이들의 부피비는 표 6과 같다.
OLED No. 도너 화합물 억셉터 화합물 형광 도펀트 부피비
1 화합물 D2 화합물 A2 - 3:7
2 화합물 D2 화합물 A2 TBPe 29.7:69.3:1
3 화합물 D3 화합물 A3 TBPe 29.7:69.3:1
A TCTA BmPyPb - 3:7
B TCTA BmPyPb TBPe 29.7:69.3:1
평가예 4
제작된 유기 발광 소자 OLED 1 내지 OLED 3과 OLED A 및 B의 구동 전압, 휘도, 전력, 색순도, 롤-오프 비 및 수명(T95) 특성을 전류-전압계(Keithley 2400) 및 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 7에 정리하였다. 표 7 중 T95(at 9000nit) 초기 휘도 100% 기준으로 95%의 휘도가 되는데 걸리는 시간을 평가한 수명 데이터이다. 롤-오프 비는 하기 <식 20>에 따라 계산하였다:
<식 20>
Roll off = {1- (효율 (at 9000nit) / 최대 발광 효율)} X 100%
OLED No. 도너 화합물 억셉터 화합물 형광 도펀트 구동
전압
(V)		 효율
(cd/A)		 CIE_x CIE_y 롤-오프 비
(%)		 수명
(L95) (hr)
1 화합물 D2 화합물 A2 - 4.44 1.04 0.152 0.115 4.8 0.41
2 화합물 D2 화합물 A2 TBPe 4.79 4.10 0.143 0.232 28.4 1.81
3 화합물 D3 화합물 A3 TBPe 4.79 4.66 0.141 0.224 26.1 1.29
A TCTA BmPyPb - 5.31 0.81 0.170 0.077 7.2 0.01
B TCTA BmPyPb TBPe 5.63 3.32 0.143 0.178 34.4 0.03
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
상기 표 7으로부터, OLED 1은 OLED A에 비하여 낮은 구동 전압, 높은 효율, 낮은 롤-오프비 및 높은 수명을 갖고, OLED 2 및 3은 OLED B에 비하여 낮은 구동 전압, 높은 효율, 낮은 롤-오프비 및 높은 수명을 가짐을 확인할 수 있다.
10: 유기 발광 소자
11: 제1전극
15: 유기층
19: 제2전극

Claims (25)

  1. 도너 화합물 및 억셉터 화합물로 이루어지고,
    상기 도너 화합물과 상기 억셉터 화합물은 엑시플렉스를 형성하고,
    상기 엑시플렉스의 발광 스펙트럼(photoluminescence(PL) spectrum) 중 최대 발광 파장(λmax(Ex))은 390nm 이상 및 490nm 이하이고,
    상기 엑시플렉스의 시간-분해 발광 스펙트럼(time-resolved photoluminescence(TRPL) spectrum) 중 지연 형광(delayed fluorescence)의 감쇠 시간(decay time)(Tdecay(Ex))은 100나노초(ns) 이상이고,
    상기 엑시플렉스의 시간-분해 발광 스펙트럼 중 전체 발광 성분에 대한 지연 형광 성분의 비율이 10% 이상이고,
    상기 엑시플렉스의 발광 안정성(PL stability)는 59% 이상이고,
    상기 엑시플렉스의 PL 스펙트럼 및 TRPL 스펙트럼 각각은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 상온에서 측정된 스펙트럼이고,
    상기 엑시플렉스의 발광 안정성은 하기 <수식 10>에 의하여 평가된, 혼합물:
    <수식 10>
    발광 안정성 (%) = (I2 / I1) x 100
    상기 수식 10 중,
    I1은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 필름 형성 직후, 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상온에서 측정된 발광(PL) 스펙트럼 중, 상기 최대 발광 파장(λmax(Ex)) 광의 세기(a.u.)이고,
    I2는, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름을 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상기 I1 평가시 사용된 펌핑 레이저(pumping laser) 광에 3시간 동안 노출시킨 다음 수득한 필름에 대하여 외기가 차단된 불활성 분위기 하에서, 상온에서 측정된 발광(PL) 스펙트럼 중, 상기 최대 발광 파장(λmax(Ex)) 광의 세기(a.u.)이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 λmax(Ex))가 390nm 이상 및 440nm 이하인, 혼합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도너 화합물의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨의 절대값(|HOMO(D)|)이 5.78eV 이하이고,
    상기 억셉터 화합물의 LUMO(Lowesr Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨의 절대값(|LUMO(A)|)이 1.76eV 이상이고,
    상기 HOMO(D)는 순환전압전류법(Cyclic voltammetry(CV))을 이용하여 계산된 것이고,
    상기 LUMO(A)는 상온에서 측정된 UV 흡수 스펙트럼을 이용하여 계산된 것인, 혼합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 억셉터 화합물의 HOMO 에너지 레벨과 상기 도너 화합물의 HOMO 에너지 레벨 차의 절대값이(|HOMO(A) - HOMO(D)|)이 0.037eV 이상 및 1.1eV 이하이고,
    상기 억셉터 화합물의 LUMO 에너지 레벨과 상기 도너 화합물의 LUMO 에너지 레벨 차의 절대값이(|LUMO(A) - LUMO(D)|)이 0.001eV 이상 및 1.1eV 이하이고,
    상기 HOMO(D)는 순환전압전류법(Cyclic voltammetry(CV))을 이용하여 계산된 것이고,
    상기 LUMO(A)는 상온에서 측정된 UV 흡수 스펙트럼을 이용하여 계산된 것인, 혼합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도너 화합물은 카바졸계 고리, 디벤조퓨란계 고리, 디벤조티오펜계 고리, 인데노카바졸계 고리, 인돌로카바졸계 고리, 벤조퓨로카바졸계 고리, 벤조티에노카바졸계 고리, 아크리딘계 고리, 디하이드로아크리딘계 고리 및 트라이인돌로벤젠계 고리 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 억셉터 화합물은 카바졸계 고리, 디벤조퓨란계 고리, 디벤조티오펜계 고리, 인데노카바졸계 고리, 인돌로카바졸계 고리, 벤조퓨로카바졸계 고리, 벤조티에노카바졸계 고리, 피리딘계 고리, 피리미딘계 고리 및 트리아진계 고리 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한, 혼합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도너 화합물은 전자 수용기(electron withdrawing group)를 비포함하고,
    상기 억셉터 화합물은 적어도 하나의 전자 수용기를 포함하고,
    상기 전자 수용기는,
    -F, -CFH2, -CF2H, -CF3, -CN 및 -NO2;
    -F, -CFH2, -CF2H, -CF3, -CN 및 -NO2 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기;
    고리-형성 모이어티로서 *=N-*'을 포함한, C1-C60헤테로아릴기 및 2가 비-방향족 축합다환 헤테로시클릭 그룹; 및
    중수소, -F, -CFH2, -CF2H, -CF3, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 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 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 치환되고, 고리-형성 모이어티로서 *=N-*'을 포함한, C1-C60헤테로아릴기 및 2가 비-방향족 축합다환 헤테로시클릭 그룹;
    중에서 선택된, 혼합물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도너 화합물은 하기 화학식 D-1으로 표시된 화합물 중에서 선택되고,
    상기 억셉터 화합물은 하기 화학식 A-1 및 A-2로 표시된 화합물 중에서 선택된, 혼합물:
    <화학식 D-1>
    Ar1-(L1)a1-Ar2
    <화학식 A-1>
    Ar11-(L11)a11-Ar12
    <화학식 A-2>
    Figure pat00078

    Figure pat00079

    상기 화학식 D-1, A-1, A-2 및 11 내지 14 중,
    Ar1은 상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
    Ar2는,
    상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기; 및
    중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기 및 나프틸기;
    중에서 선택되고,
    Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 상기 화학식 13 및 14로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
    X1은 N 또는 C(T14)이고, X2는 N 또는 C(T15)이고, X3는 N 또는 C(T16)이되, X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고,
    L1은,
    단일 결합, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 및
    중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기;
    중에서 선택되고,
    L11 내지 L13은 서로 독립적으로,
    단일 결합, 페닐렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기; 및
    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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 시아노기로 치환된 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 피리디닐렌기, 피리미디닐렌기, 피라지닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 카바졸일렌기, 디벤조퓨라닐렌기 및 디벤조티오페닐렌기;
    중에서 선택되고,
    a1 및 a11 내지 a13은 서로 독립적으로, 0 내지 5 중에서 선택된 정수이고, a1이 2 이상일 경우 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이하고, a11이 2 이상일 경우 2 이상의 L11은 서로 동일하거나 상이하고, a12가 2 이상일 경우 2 이상의 L12는 서로 동일하거나 상이하고, a13이 2 이상일 경우 2 이상의 L13은 서로 동일하거나 상이하고,
    CY1 내지 CY4는 서로 독립적으로, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 카바졸, 벤조카바졸, 인돌로카바졸, 디벤조퓨란 및 디벤조티오펜 중에서 선택되고,
    A1은,
    단일 결합, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기; 및
    중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기;
    중에서 선택되고,
    A2는,
    단일 결합, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기; 및
    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, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C4알킬렌기 및 C2-C4알케닐렌기;
    중에서 선택되고,
    R1, R10 및 R20은 서로 독립적으로,
    수소, 중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
    중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
    페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
    중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    -Si(Q1)(Q2)(Q3);
    중에서 선택되고,
    T11 내지 T16, R2, R30, R40은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기(CN), 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 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 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q1)(Q2)(Q3) 중에서 선택되고,
    b1 내지 b4는 서로 독립적으로, 0 내지 10 중에서 선택된 정수이고,
    상기 치환된 C1-C60알킬기, 치환된 C2-C60알케닐기, 치환된 C2-C60알키닐기, 치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알킬기, 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C6-C60아릴기, 치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환된 C6-C60아릴티오기, 치환된 C1-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, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q31)(Q32)(Q33) 중에서 선택되고,
    상기 Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
  8. 제7항에 있어서,
    Ar1은 하기 화학식 11-1 내지 11-8 및 12-1 내지 12-8로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
    Ar2는 하기 화학식 11-1 내지 11-8 및 12-1 내지 12-8로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고,
    Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 하기 화학식 13-1 내지 13-8 및 14-1 내지 14-8로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 혼합물:
    Figure pat00080

    Figure pat00081

    Figure pat00082

    Figure pat00083

    Figure pat00084

    Figure pat00085

    Figure pat00086

    Figure pat00087

    Figure pat00088

    Figure pat00089

    Figure pat00090

    Figure pat00091

    상기 화학식 11-1 내지 11-8, 12-1 내지 12-8, 13-1 내지 13-8 및 14-1 내지 14-8 중
    X11 및 X13은 서로 독립적으로, C(R17)(R18), N(R19), O 또는 S이고,
    X12 및 X14는 서로 독립적으로, C(R37)(R38), N(R39), O 또는 S이고,
    R1, R2, A1 및 A2에 대한 설명은 제7항에 기재된 바를 참조하고,
    R11 내지 R19에 대한 설명은 서로 독립적으로, 제7항 중 R10에 대한 설명을 참조하고,
    R21 내지 R24에 대한 설명은 서로 독립적으로, 제7항 중 R20에 대한 설명을 참조하고,
    R31 내지 R39에 대한 설명은 서로 독립적으로, 제7항 중 R30에 대한 설명을 참조하고,
    R41 내지 R44에 대한 설명은 서로 독립적으로, 제7항 중 R40에 대한 설명을 참조하고,
    *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  9. 제8항에 있어서,
    A1은,
    단일 결합, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기; 및
    중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기;
    중에서 선택되고,
    A2는,
    단일 결합, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기; 및
    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, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q21)(Q22)(Q23) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C2알킬렌기 및 C2알케닐렌기;
    중에서 선택되고,
    R2, R31 내지 R39 및 R41 내지 R44는 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 및 C1-C20알콕시기;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
    페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
    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, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    -Si(Q1)(Q2)(Q3);
    중에서 선택되고,
    상기 Q1 내지 Q3 및 Q21 내지 Q23은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택된, 축합환 화합물.
  10. 제7항에 있어서,
    Ar1는 하기 화학식 15-1 내지 15-17 및 16-1 내지 16-8으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
    Ar2는 하기 화학식 15-1 내지 15-17 및 16-1 내지 16-8으로 표시되는 그룹, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고,
    Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 하기 화학식 17-1 내지 17-3으로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 축합환 화합물:
    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094

    Figure pat00095

    Figure pat00096

    Figure pat00097

    상기 화학식 15-1 내지 15-17, 16-1 내지 16-18 및 17-1 내지 17-3 중,
    X11 및 X13은 서로 독립적으로, C(R17)(R18), N(R19), O 또는 S이고,
    R' 및 R"은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
    R1, R10, R10a 내지 R10c 및 R20은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q1)(Q2)(Q3) 중에서 선택되고,
    R30 및 R40은 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H 및 -CFH2;
    페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
    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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H 및 -CFH2, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    -Si(Q1)(Q2)(Q3);
    중에서 선택되고,
    Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택된다.
  11. 제7항에 있어서,
    i) 상기 도너 화합물은, 상기 화학식 D-1으로 표시되되, 상기 화학식 D-1 중 L1은 단일 결합인 화합물 중에서 선택되거나; 또는
    ii) 상기 도너 화합물은, 하기 화학식 D-1(1) 내지 D-1(52)로 표시되는 화합물 중에서 선택된, 혼합물:
    Figure pat00098

    Figure pat00099

    Figure pat00100

    Figure pat00101

    Figure pat00102

    Figure pat00103

    Figure pat00104

    상기 화학식 D-1(1) 내지 D-1(52) 중
    Ar1 및 Ar2에 대한 설명은 제7항에 기재된 바를 참조하고,
    Y51은 서로 독립적으로, C(Z53)(Z54), N(Z55), O 또는 S이고,
    Z51 내지 Z56은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택되고,
    Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택된다.
  12. 제7항에 있어서,
    L11 내지 L13은 서로 독립적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-56으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, i) a11개의 L11 중 적어도 하나, ii) a12개의 L12 중 적어도 하나 및 iii) a13개의 L13 중 적어도 하나는, 하기 화학식 3-15 내지 3-56으로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 축합환 화합물:
    Figure pat00105

    Figure pat00106

    Figure pat00107

    Figure pat00108

    Figure pat00109

    상기 화학식 3-1 내지 3-56 중,
    Y1은 O, S, C(Z3)(Z4) 및 N(Z5) 중에서 선택되고,
    Z1 내지 Z5는 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 시아노기로 치환된 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택되고,
    Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
    d4는 0 내지 4 중에서 선택된 정수이고,
    d3는 0 내지 3 중에서 선택된 정수이고,
    d2는 0 내지 2 중에서 선택된 정수이고,
    * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 *-(L11)a11-*', *-(L12)a12-*' 및 *-(L13)a13-*'로 표시되는 그룹이 하기 화학식 4-1 내지 4-39로 표시되는 그룹 중에서 선택된, 혼합물:
    Figure pat00110

    Figure pat00111

    Figure pat00112

    Figure pat00113

    Figure pat00114

    상기 화학식 4-1 내지 4-39 중
    X21은 N 또는 C(Z21)이고, X22는 N 또는 C(Z22)이고, X23은 N 또는 C(Z23)이고, X24는 N 또는 C(Z24)이고, X31은 N 또는 C(Z31)이고, X32는 N 또는 C(Z32)이고, X33은 N 또는 C(Z33)이고, X34는 N 또는 C(Z34)이고, X41은 N 또는 C(Z41)이고, X42는 N 또는 C(Z42)이고, X43은 N 또는 C(Z43)이고, X44는 N 또는 C(Z44)이되, X21 내지 X24가 모두 N인 경우는 제외되고, X31 내지 X34가 모두 N인 경우는 제외되고, X41 내지 X44가 모두 N인 경우는 제외되고,
    Z21 내지 Z24, Z31 내지 Z34 및 Z41 내지 Z44는 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 시아노기로 치환된 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택되고,
    Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택되고,
    * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  14. 제1항에 있어서,
    T11 내지 T16은 서로 독립적으로,
    수소, 중수소, -F, 시아노기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 -CF3, -CF2H 및 -CFH2;
    중수소, -F, 시아노기 -CF3, -CF2H 및 -CFH2 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C10알킬기 및 C1-C10알콕시기;
    페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
    중수소, -F, 시아노기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    -Si(Q1)(Q2)(Q3) ;
    중에서 선택되고,
    상기 Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된, 혼합물.
  15. 제7항에 있어서,
    i) 상기 억셉터 화합물은, 상기 화학식 A-1로 표시되되, 상기 화학식 A-1 중 Ar11 및 Ar12는 서로 독립적으로, 하기 화학식 17-1 내지 17-3으로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, Ar11 및 Ar12 중 적어도 하나는 하기 화학식 17-2 및 17-3으로 표시되는 그룹인 화합물 중에서 선택되거나;
    ii) 상기 억셉터 화합물은, 상기 화학식 A-1로 표시되되, 상기 화학식 A-1 중 L11은 하기 화학식 3-15 및 3-28로 표시되는 그룹 중에서 선택되고, a11개의 L11 중 적어도 하나는 하기 화학식 6-1 내지 6-4로 표시되는 그룹 중에서 선택된 화합물 중에서 선택되거나; 또는
    iii) 상기 억셉터 화합물은, 상기 화학식 A-2로 표시되되, 상기 화학식 A-2 중 X1 내지 X3가 모두 N인 화합물 중에서 선택된, 혼합물:
    Figure pat00115

    Figure pat00116

    Figure pat00117

    상기 화학식 17-1 내지 17-3, 3-15, 3-28 및 6-1 내지 6-4 중,
    R30 및 R40은 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H 및 -CFH2;
    페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
    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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H 및 -CFH2, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    -Si(Q1)(Q2)(Q3);
    Z1은, 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, C1-C10알콕시기, -CF3, -CF2H, -CFH2, 페닐기, 시아노기로 치환된 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택되고,
    d4는 0 내지 4 중에서 선택된 정수이고,
    t1은 1 또는 2이고,
    Q1 내지 Q3 및 Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고,
    * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 도너 화합물은 하기 화합물 D1 내지 D16 중에서 선택되고, 상기 억셉터 화합물은 하기 화합물 A1 내지 A11 중에서 선택된, 혼합물:
    Figure pat00118

    Figure pat00119

    Figure pat00120

    Figure pat00121
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 혼합물을 포함한, 박막.
  18. 제1전극;
    제2전극; 및
    상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 유기층;을 포함하고,
    상기 유기층은 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 혼합물을 포함한 박막을 포함한, 유기 발광 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 혼합물 중 상기 엑시플렉스가 열활성화 지연 형광 에미터(Thermally Activated Delayed Fluorescence emitter: TADF) 인, 유기 발광 소자.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 박막은 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 혼합물로 이루어지고, 상기 박막은 발광층인, 유기 발광 소자.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 발광층으로부터 방출된 광이 청색광이고, 상기 청색광의 최대 발광 파장이 390nm 내지 490nm의 범위이고, 상기 청색광의 CIE 색좌표 중 X좌표가 0.182 내지 0.307의 범위이고 Y좌표가 0.092 내지 0.523인, 유기 발광 소자.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 박막이 형광 도펀트를 더 포함한, 유기 발광 소자.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 엑시플렉스의 PL 스펙트럼 중 최대 발광 파장(λmax(Ex))이 상기 형광 도펀트의 PL 스펙트럼 중 최대 발광 파장(λmax(FD)) 보다 작고,
    상기 엑시플렉스의 PL 스펙트럼은, 상기 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 상온에서 측정된 스펙트럼이고,
    상기 형광 도펀트의 PL 스펙트럼은, 상기 형광 도펀트를 기판 상에 공증착하여 형성된 필름에 대하여 상온에서 측정된 스펙트럼이다.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 형광 도펀트가, 하기 화학식 501으로 표시된 화합물 중에서 선택된, 유기 발광 소자:
    <화학식 501>
    Figure pat00122

    상기 화학식 50 중,
    Ar501은
    나프탈렌(naphthalene), 헵탈렌(heptalene), 플루오렌(fluorenene), 스파이로-바이플루오렌, 카바졸, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페날렌(phenalene), 페난트렌(phenanthrene), 안트라센(anthracene), 플루오란텐(fluoranthene), 트리페닐렌(triphenylene), 파이렌(pyrene), 크라이센(chrysene), 나프타센(naphthacene), 피센(picene), 페릴렌(perylene), 펜타펜(pentaphene) 및 인데노안트라센(indenoanthracene); 및
    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, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 및 -Si(Q501)(Q502)(Q503) (상기 Q501 내지 Q503은 서로 독립적으로, 수소, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C6-C60아릴기 및 C1-C60헤테로아릴기 중에서 선택됨) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 나프탈렌, 헵탈렌, 플루오렌, 스파이로-바이플루오렌, 카바졸, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페날렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜 및 인데노안트라센;
    중에서 선택될 수 있고;
    L501 내지 L503은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
    R501 및 R502는 서로 독립적으로,
    페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
    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, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
    중에서 선택되고,
    xd1 내지 xd3는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고,
    xd4는 0, 1, 2, 3, 4, 5 및 6 중에서 선택된다.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 형광 도펀트가 하기 화합물 FD(1) 내지 FD(5) 및 FD1 내지 FD8로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함한, 유기 발광 소자:
    <화합물 FD(1)> <화합물 FD(2)>
    Figure pat00123
    Figure pat00124

    <화합물 FD(3)> <화합물 FD(4)> <화합물 FD(5)>
    Figure pat00125
    Figure pat00126
    Figure pat00127

    Figure pat00128

    Figure pat00129

    Figure pat00130
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