KR20200115134A - 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
소정의 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하는 발광층을 포함한 유기 발광 소자가 제시된다.
Description
발광층에 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하는 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 유기층 포함할 수 있다. 상기 애노드와 발광층 사이에는 정공 수송 영역이 구비될 수 있고, 상기 발광층과 캐소드 사이에는 전자 수송 영역이 구비될 수 있다. 상기 애노드로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자는 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
발광층에 소정의 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고;
상기 유기층은 발광층을 포함하고;
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 백금(Pt)을 포함하는, 유기 발광 소자가 제공된다:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간이다.
다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고;
상기 유기층은 발광층을 포함하고;
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 열활성화 지연 형광 에미터를 포함하고,
상기 열활성화 지연 형광 에미터는 금속을 비포함하는, 유기 발광 소자가 제공된다:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간이다.
또 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 적어도 하나의 발광층을 포함한, m개의 발광 유닛들; 및
상기 m개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 배치되고, n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한, m-1개의 전하 생성층;
을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상술한 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 Pt를 포함하는, 유기 발광 소자가 제공된다.
또 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 적어도 하나의 발광층을 포함한, m개의 발광 유닛들; 및
상기 m개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 배치되고, n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한, m-1개의 전하 생성층;
을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상술한 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 열활성화 지연 형광 에미터를 포함하고,
상기 열활성과 지연 형광 에미터는 금속을 비포함하는, 유기 발광 소자가 제공된다.
또 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 m개의 발광층; 을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상술한 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 Pt를 포함하는, 유기 발광 소자가 제공된다.
또 다른 측면에 따르면, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 m개의 발광층; 을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상술한 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 열활성화 지연 형광 에미터를 포함하고,
상기 열활성화 지연 형광 에미터는 금속을 비포함하는, 유기 발광 소자가 제공된다.
상기 유기 발광 소자는 장수명을 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자(1)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 2c는 각각 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자의 발광층 내에서의 에너지 전이를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(200)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시예 4 및 비교예 4P의 휘도 대 외부 양자 효율 그래프이다.
도 6은 실시예 4 및 비교예 4P의 상대 휘도 대 상도 수명의 그래프이다.
도 2a 내지 2c는 각각 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자의 발광층 내에서의 에너지 전이를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예를 따르는 유기 발광 소자(200)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시예 4 및 비교예 4P의 휘도 대 외부 양자 효율 그래프이다.
도 6은 실시예 4 및 비교예 4P의 상대 휘도 대 상도 수명의 그래프이다.
도 1 및 2에 대한 설명
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 따르는 유기 발광 소자의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1의 유기 발광 소자(10)는 제1전극(11), 상기 제1전극(11)에 대향된 제2전극(19) 및 상기 제1전극(11)과 상기 제2전극(19) 사이에 배치된 유기층(10A)을 포함한다.
상기 유기층(10A)은 발광층(15)을 포함하고, 상기 제1전극(11)과 상기 발광층(15) 사이에는 정공 수송 영역(12)이 배치되어 있고, 상기 발광층(15)과 상기 제2전극(19) 사이에는 전자 수송 영역(17)이 배치되어 있다.
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.
[제1전극(11)]
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. 투과형 전극인 제1전극(11)을 형성하기 위하여, 제1전극용 물질은, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 제1전극(110)을 형성하기 위하여, 제1전극용 물질은, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(11)은 단일층 또는 2 이상의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
[발광층(15)]
상기 발광층(15)은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함한다.
상기 발광층은 형광을 방출한다. 즉, 상기 쿨링 도펀트는 형광을 방출할 수 있는 물질이다. 상기 형광을 방출하는 발광층(15)은, 통상의 인광을 방출하는 발광층과는 명확히 구분된다.
일 실시예에 따르면, 상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 Pt를 포함할 수 있다:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다.
상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간은 쿼츠 기판 상에 상기 발광층에 포함된 상기 호스트와 상기 도펀트를 90 : 10의 중량비로 10-7 torr의 진공도에서 진공 공증착하여 수득한 40nm 두께의 필름(이하 "필름 (CD)"라 함)에 대한 상온에서의 TRPL(Time-Resolved Photoluminescece) 스펙트럼으로부터 계산한 값이다.
상기 센서타이저의 감쇠 시간은 쿼츠 기판 상에 상기 발광층에 포함된 상기 호스트와 상기 센서타이저를 90 : 10의 중량비로 10-7 torr의 진공도에서 진공 공증착하여 수득한 40nm 두께의 필름(이하 "필름 (S)"라 함)에 대한 상온에서의 TRPL(Time-Resolved Photoluminescece) 스펙트럼으로부터 계산한 값이다.
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저의 감쇠 시간의 보다 상세한 평가 방법은 후술하는 실시예 등을 참조한다.
일반적으로, 삼중항 엑시톤은 여기 상태에서 머무르는 시간이 길기 때문에 유기 발광 소자의 수명 감소에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 쿨링 도펀트를 사용하기 때문에 센서타이저의 삼중항 엑시톤의 머무름 시간을 감소시킴으로써, 이를 포함하는 유기 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 센세타이저의 삼중항 엑시톤이 많아 질수록 센서타이저에 여분의 에너지가 축적되므로, 고온 엑시톤(hot exciton)이 더 많이 생긴다. 즉, 센서타이저의 삼중항 엑시톤의 양과 고온 엑시톤의 양이 비례하게 된다. 고온 엑시톤은 발광층에 포함된 화합물 및/또는 발광층 계면에 존재하는 화합물의 각종 화학 결합을 끊어, 상기 화합물을 분해시키게 된다. 이에 따라, 유기 발광 소자의 수명이 감소할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 쿨링 토펀트를 사용함으로써, 상기 센서타이저의 삼중항 엑시톤을 상기 쿨링 도펀트의 일중항 엑시톤으로 빠르게 전환할 수 있기 때문에, 궁극적으로는 고온 엑시톤의 양을 감소시킬 수 있고, 유기 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
여기서, "고온 엑시톤"은 발광층 내의 엑시톤의 밀도 증가에 따른 엑시톤-엑시톤 소멸(exciton-exciton annihilation), 발광층 내의 전하 불균형에 의한 엑시톤-전하 소멸(exciton-charge annihilation), 및/또는 호스트-도펀트 간의 전자 전달에 따른 라디칼 이온 쌍으로 인해 생성될 수 있고, 증가할 수 있다.
상기 센서타이저의 삼중항 엑시톤을 상기 쿨링 도펀트의 일중항 엑시톤으로 빠르게 전환하기 위해서는 전술한 조건 1을 반드시 만족해야 한다.
또한, 상기 쿨링 도펀트가 형광을 방출함으로써, 고색순도의 유기 발광 소자를 제공할 수 있으며, 특히 조건 2를 만족함으로써, 상온에서 상기 쿨링 도펀트의 여기 상태의 일중항 엑시톤이 기저 상태로 빠르게 전환됨에 따라, 상기 쿨링 도펀의 여기 상태의 일중항 엑시톤의 축적을 방지할 수 있고, 유기 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
더욱 구체적으로, 하기 조건 3을 더 만족하는 경우에, 상기 센서타이저의 삼중항 엑시톤으로부터 상기 쿨링 도펀트의 일중항 엑시톤으로의 전환이 더욱 원활하게 일어날 수 있으므로, 유기 발광 소자의 수명 향상 효과가 더욱 커질 수 있다:
<조건 3>
Tdecay(CD) / Tdecay(S) < 0.5
상기 조건 3 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 하기 조건 4를 더 만족할 수 있다:
<조건 4>
BDE(S) - T1(S) < 3.0 eV
상기 조건 4 중,
BDE(S)는 상기 센서타이저의 결합 해리 에너지 레벨이고;
T1(S)는 상기 센서타이저의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이다.
궁극적으로, 상기 유기 발광 소자는 하기 조건 5를 만족함으로써, 목적하는 수준의 수명을 가질 수 있다:
<조건 5>
R(Hex)/e10 < 15
상기 조건 5 중,
R(Hex)는 고온 엑시톤 생성률이다.
여기서, R(Hex)은 유기 발광 소자의 열화 분석(Photochemical stability)을 진행한 후, 하기 수식 C에 따라 가우시안 09 프로그램을 통해 계산하였다.
<수식 C>
R(Hex) = aⅩ Tdecay(S) Ⅹ e-(BDE(S) - T 1 (S))
상기 수식 C 중,
a는 임의의 상수이고,
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이고;
BDE(S)는 상기 센서타이저의 결합 해리 에너지 레벨이고;
T1(S)는 상기 센서타이저의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이다.
고온 엑시톤 생성률은 (감쇠 시간) Ⅹ e-(BDE-T1)에 비례하는 것으로 추정되는데, 목적하는 수준의 유기 발광 소자의 수명을 얻기 위해서는 (고온 엑시톤 생성률)/e10 이 15 미만이어야 한다.
여기서, 유기 발광 소자의 열화 분석(PCS)은 하기 수식 P에 따라 계산한 것이다:
<수식 P>
PCS (%) = I2 / I1 × 100
상기 수식 P 중,
I1은 PCS를 측정하고자 하는 화합물을 증착하여 형성된 필름에 대하여, KIMMON-KOHA 사의 He-Cd 레이저 (여기 파장 = 325 나노미터, 레이저 출력 밀도(laser power density) = 100 mW/cm2)를 이용하여, 필름 형성 직후 외기가 차단된 Ar 분위기 하에서, 상온에서 PL 스펙트럼을 평가한 후, 상기 PL 스펙트럼 중에서 얻어진 최대 광의 세기이고,
I2는 PCS를 측정하고자 하는 화합물을 증착하여 형성된 필름에 대하여, 외기가 차단된 Ar 분위기 하에서, I1 평가시 사용된 pumping laser인 KIMMON-KOHA 사의 He-Cd 레이저 (여기 파장 = 325 나노미터, 레이저 출력 밀도 = 100 mW/cm2)의 광에 3시간 동안 노출시킨 다음, KIMMON-KOHA 사의 He-Cd 레이저 (여기 파장 = 325 나노미터)을 이용하여, 상온에서 PL 스펙트럼을 평가한 후, 상기 PL 스펙트럼 중에서 얻어진 최대 광의 세기이다. 상기 센서타이저는 역항간 교차(Reverse Inter System Crossing, RISC) 및/또는 항간 교차(intersystem crossing: ISC)가 활발히 일어나며, 이로 인해 호스트에서 생성된 엑시톤이 쿨링 도펀트까지 전달될 수 있게 한다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 유기 발광 소자(타입 I)의 일반적인 에너지 전이를 도 2a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
발광층 중의 호스트에서 일중항 및 삼중항 엑시톤이 형성되고, 상기 호스트에서 형성된 일중항 및 삼중항 엑시톤은 센서타이저에 전이된 다음, 다시 Fㆆrster 에너지 전이(FRET)를 통해 쿨링 도펀트로 전이된다. 이 때, 유기 발광 소자의 고효율 및 장수명을 확보하기 위해서는 발광층에서 생성되는 고온 엑시톤을 제어해야 하며, 이를 위해서는 에너지 전달의 최적화가 요구된다.
더욱 구체적으로, 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 일반적인 에너지 전이를 도 2b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이 경우는 센서타이저가 ΔEST ≤ 0.3 eV인 열활성화 지연 형광(TADF) 에미터인 경우에 해당된다.
호스트에서 형성된 25% 비율의 일중항 엑시톤은 Fㆆrster 에너지 전이를 통해 센서타이저로 전달되고, 호스트에서 형성된 75% 비율의 삼중항 엑시톤의 에너지는 센서타이저의 일중항과 삼중항으로 전이되고, 이 중에서 삼중항으로 전달된 에너지는 일중항으로 역항간 교차되고, 그 다음 센서타이저의 일중항 에너지가 Fㆆrster 에너지 전이를 통해 쿨링 도펀트로 전이된다.
더욱 구체적으로, 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자(타입 II)의 일반적인 에너지 전이를 도 2c를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이 경우는 센서타이저가 1주기 전이금속, 2주기 전이금속 및 3주기 전이금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 유기 금속 화합물인 경우에 해당된다.
호스트에서 형성된 75% 비율의 삼중항 엑시톤은 Dexter 에너지 전이를 통해 센서타이저로 전달되고, 호스트에서 형성된 25% 비율의 일중항 엑시톤의 에너지는 센서타이저의 일중항과 삼중항으로 전이되고, 이 중에서 일중항으로 전달된 에너지는 삼중항으로 항간 교차되고, 그 다음 센서타이저의 삼중항 에너지가 Fㆆrster 에너지 전이를 통해 쿨링 도펀트로 전이된다.
이에 따라, 발광층에서 생성된 일중항 엑시톤 및 삼중항 엑시톤을 모두 도펀트에 전달함으로써, 효율이 향상된 유기 발광 소자를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 손실되는 에너지가 현저히 줄어든 유기 발광 소자를 얻을 수 있기 때문에, 상기 유기 발광 소자의 수명 특성도 향상될 수 있다.
상기 발광층 중 상기 센서타이저의 함량은 5 중량% 내지 50 중량% 범위 내에서 선택될 수 있다. 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 발광층 중 효과적인 에너지 전달을 달성할 수 있는 바, 고효율 및 장수명의 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 호스트, 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 6을 더 만족할 수 있다:
<조건 6>
T1(H) ≥ T1(S) ≥ S1(CD)
상기 조건 6 중,
T1(H)은 상기 호스트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고;
S1(CD)은 상기 쿨링 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고;
T1(S)은 상기 센서타이저의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이다.
상기 호스트, 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저가 상기 수식 3을 더 만족하는 경우, 발광층에서 삼중항 엑시톤을 쿨링 도펀트에 효과적으로 전달함으로써, 효율이 향상된 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
상기 발광층은 상기 호스트, 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저로 이루어질 수 있다(consist of). 즉, 상기 발광층은 상기 호스트, 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저 외에 다른 물질을 더 포함하지 않는다.
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.
[발광층(15) 중 호스트]
상기 호스트는 금속 원자를 비포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 호스트는 1종의 호스트로 이루어질 수 있다. 상기 호스트가 1종의 호스트로 이루어진 경우, 상기 1종의 호스트는 후술하는 양쪽성 호스트, 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트 중에서 선택될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 호스트는 2종 이상의 서로 상이한 호스트의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트는 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트의 혼합물, 서로 상이한 2종의 전자 수송성 호스트의 혼합물 또는 서로 상이한 2종의 정공 수송성 호스트의 혼합물일 수 있다. 상기 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트에 관한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 호스트는 전자 수송성 모이어티를 적어도 하나 포함한 전자 수송성 호스트 및 전자 수송성 모이어티를 비포함한 정공 수송성 호스트를 포함할 수 있다.
본 명세서 중 전자 수송성 모이어티는, 시아노기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 하기 화학식 중 하나로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있다:
상기 화학식 중 *, *' 및 *"은 각각 이웃한 임의의 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 따르면, 상기 발광층(15) 중 전자 수송성 호스트는 시아노기 및 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 발광층(15) 중 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 시아노기를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 발광층(15) 중 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 시아노기 및 적어도 하나의 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 호스트는 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트를 포함하고, 상기 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹 및 적어도 하나의 전자 수송성 모이어티를 포함하고, 상기 정공 수송성 호스트는 적어도 하나의 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹을 포함하고, 전자 수송성 모이어티를 비포함할 수 있다.
본 명세서 중 "π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹"이란 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 시클릭 그룹으로서, 예를 들면, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹의 축합환 중에서 선택될 수 있다.
한편, 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹의 축합환 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 실시예에 다르면, 상기 전자 수송성 호스트는 하기 화학식 E-1로 표시된 화합물 중에서 선택되고,
상기 정공 수송성 호스트가 하기 화학식 H-1로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 E-1>
[Ar301]xb11-[(L301)xb1-R301]xb21
상기 화학식 E-1 중,
Ar301은 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고,
xb11은 1, 2 또는 3이고,
L301은 서로 독립적으로, 단일 결합, 하기 화학식 중 하나로 표시된 그룹, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고, 상기 화학식 중 *, *' 및 *"은 각각 이웃한 임의의 원자와의 결합 사이트이고,
xb1는 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R301은, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 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, -Si(Q301)(Q302)(Q303), -N(Q301)(Q302), -B(Q301)(Q302), -C(=O)(Q301), -S(=O)2(Q301), -S(=O)(Q301), -P(=O)(Q301)(Q302) 및 -P(=S)(Q301)(Q302)중에서 선택되고,
xb21는 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
Q301 내지 Q303는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택되고,
하기 <조건 1> 내지 <조건 3> 중 적어도 하나를 만족한다:
<조건 1>
상기 화학식 E-1의 Ar301, L301 및 R301 중 적어도 하나가 서로 독립적으로, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 포함함
<조건 2>
상기 화학식 E-1의 L301은 하기 화학식 중 하나로 표시된 그룹임
<조건 3>
상기 화학식 E-1의 R301은, 시아노기, -S(=O)2(Q301), -S(=O)(Q301), -P(=O)(Q301)(Q302) 및 -P(=S)(Q301)(Q302)중에서 선택됨
<화학식 H-1>
Ar401-(L401)xd1-(Ar402)xd11
상기 화학식 H-1, 11 및 12 중,
L401은,
단일 결합; 및
중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 트리페닐레닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기 및 -Si(Q401)(Q402)(Q403) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹;
중에서 선택되고,
xd1은 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고, xd1이 2 이상일 경우 2 이상의 L401은 서로 동일하거나 상이하고,
Ar401은 상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹 중에서 선택되고,
Ar402는,
상기 화학식 11 및 12로 표시되는 그룹, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기; 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, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기;
중에서 선택되고,
CY401 및 CY402는 서로 독립적으로, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 카바졸 그룹, 벤조카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조실롤 그룹, 벤조나프토퓨란 그룹, 벤조나프토티오펜 그룹, 벤조나프토실롤 그룹 중에서 선택되고,
A21은 단일 결합, O, S, N(R51), C(R51)(R52) 및 Si(R51)(R52) 중에서 선택되고,
A22는 단일 결합, O, S, N(R53), C(R53)(R54) 및 Si(R53)(R54) 중에서 선택되고,
화학식 12의 A21 및 A22 중 적어도 하나는 단일 결합이 아니고,
R51 내지 R54, R60 및 R70은 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;
π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹(예를 들면, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기);
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, 디벤조티오페닐기 및 비페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹(예를 들면, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기); 및
-Si(Q404)(Q405)(Q406);
중에서 선택되고,
e1 및 e2는 서로 독립적으로, 0 내지 10 중에서 선택된 정수이고,
상기 Q401 내지 Q406은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 히드록실기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산기 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 트리페닐레닐기 중에서 선택되고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 E-1 중, Ar301 및 L301은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹 중에서 선택되고,
xb1개의 L301 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹 중에서 선택되고,
R301은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 테트라페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택되고,
Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현에에 따르면,
상기 Ar301은, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹; 및
하기 화학식 5-1 내지 5-3 및 화학식 6-1 내지 6-33으로 표시된 그룹;
중에서 선택되고,
상기 L301은 하기 화학식 5-1 내지 5-3 및 화학식 6-1 내지 6-33으로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있다:
상기 화학식 5-1 내지 5-3 및 6-1 내지 6-33 중,
Z1은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기, 시아노-함유 나프틸기, 피리디닐기, 페닐피리디닐기, 디페닐피리디닐기, 비페닐피리디닐기, 디(비페닐)피리디닐기, 피라지닐기, 페닐피라지닐기, 디페닐피라지닐기, 비페닐피라지닐기, 디(비페닐)피라지닐기, 피리다지닐기, 페닐피리다지닐기, 디페닐피리다지닐기, 비페닐피리다지닐기, 디(비페닐)피리다지닐기, 피리미디닐기, 페닐피리미디닐기, 디페닐피리미디닐기, 비페닐피리미디닐기, 디(비페닐)피리미디닐기, 트리아지닐기, 페닐트리아지닐기, 디페닐트리아지닐기, 비페닐트리아지닐기, 디(비페닐)트리아지닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택되고,
d4는 0, 1, 2, 3 또는 4이고,
d3은 0, 1, 2 또는 3이고,
d2는 0, 1 또는 2이고,
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 Q31 내지 Q33에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 L301은 상기 화학식 5-2, 5-3 및 6-8 내지 6-33으로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 R301은 시아노기 및 하기 화학식 7-1 내지 7-18로 표시된 그룹 중에서 선택되고, xd11개의 Ar402 중 적어도 하나는 하기 화학식 7-1 내지 7-18로 표시된 그룹 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 화학식 7-1 내지 7-18 중
xb41 내지 xb44는 0, 1 또는 2이되, 화학식 7-10 중 xb41은 0이 아니고, 화학식 7-11 내지 7-13 중 xb41 + xb42는 0이 아니고, 화학식 7-14 내지 7-16 중 xb41 + xb42 + xb43은 0이 아니고, 화학식 7-17 및 7-18 중 xb41 + xb42 + xb43 + xb44는 0이 아니고, *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 E-1 중 2 이상의 Ar301은 서로 동일하거나 상이하고, 2 이상의 L301은 서로 동일하거나 상이하고, 상기 화학식 H-1 중 2 이상의 L401은 서로 동일하거나 상이하고, 2 이상의 Ar402는 서로 동일하거나 상이하다.
일 구현예에 따르면, 상기 전자 수송성 호스트는 i) 시아노기, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹 및 트리아진 그룹 중 적어도 하나 및 ii) 트리페닐렌 그룹을 포함하고, 상기 정공 수송성 호스트는 카바졸 그룹을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 시아노기를 포함할 수 있다.
상기 전자 수송성 호스트는 예를 들어, 그룹 HE1 내지 HE7 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 HE1>
<그룹 HE2>
<그룹 HE3>
<그룹 HE4>
<그룹 HE5>
<그룹 HE6>
<그룹 HE7>
또 다른 예로서, 상기 정공 수송성 호스트는 하기 화합물 H-H1 내지 H-H103 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
또 다른 예로서, 상기 양쪽성 호스트는 하기 그룹 HEH1 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 HEH1>
상기 화합물 1 내지 432 중,
Ph는 페닐기이다.
상기 호스트가 전자 수송성 호스트와 정공 수송성 호스트의 혼합물일 경우, 상기 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트의 중량비는 1 : 9 내지 9 : 1, 예를 들면, 2 : 8 내지 8 : 2, 또 다른 예로서, 4 : 6 내지 6 : 4, 또 다른 예로서, 5:5의 범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 전자 수송성 호스트 및 정공 수송성 호스트의 중량비가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 발광층(15) 내로의 정공 및 전자 수송 균형을 달성할 수 있다.
[발광층(15) 중 쿨링 도펀트]
상기 쿨링 도펀트는 형광을 방출하므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는 인광을 방출하는 화합물을 포함하는 유기 발광 소자와 명백히 구별된다.
상기 쿨링 도펀트는 전술한 바와 같이, 조건 2를 만족한다.
상기 쿨링 도펀트의 발광 스펙트럼의 최대 발광 파장은 400nm 이상 및 550nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 쿨링 도펀트의 발광 스펙트럼의 최대 발광 파장은 400nm 이상 및 495nm 이하, 450 nm 이상 및 495 nm 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 쿨링 도펀트는 청색광을 방출할 수 있다. 상기 "최대 발광 파장"은 발광 세기가 최대인 파장을 가리키는 것으로서, "피크 발광 파장"이라고도 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 쿨링 도펀트는 금속 원자를 비포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 쿨링 도펀트는 축합다환 화합물 및 스티릴계 화합물 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 쿨링 도펀트는, 나프탈렌-함유 코어, 플루오렌-함유 코어, 스파이로-비플루오렌-함유 코어, 벤조플루오렌-함유 코어, 디벤조플루오렌-함유 코어, 페난트렌-함유 코어, 안트라센-함유 코어, 플루오란텐-함유 코어, 트리페닐렌-함유 코어, 파이렌-함유 코어, 크라이센-함유 코어, 나프타센-함유 코어, 피센-함유 코어, 페릴렌-함유 코어, 펜타펜-함유 코어, 인데노안트라센-함유 코어, 테트라센-함유 코어, 비스안트라센-함유 코어 및 하기 화학식 501-1 내지 501-18로 표시되는 코어 중 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
또는, 상기 쿨링 도펀트는 스티릴-아민계 화합물 및 스티릴-카바졸계 화합물 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따르면, 상기 쿨링 도펀트는, 하기 화학식 501으로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있다:
<화학식 501>
상기 화학식 501 중,
Ar501은
나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-비플루오렌, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜, 인데노안트라센, 테트라센, 비스안트라센 및 상기 화학식 501-1 내지 501-18로 표시되는 그룹; 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, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 중에서 선택됨) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-비플루오렌, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜 인데노안트라센, 테트라센, 비스안트라센 및 상기 화학식 501-1 내지 501-18로 표시되는 그룹;
중에서 선택되고,
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, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 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, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 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, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 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.
예를 들어, 상기 화학식 501 중,
Ar501은
나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-비플루오렌, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜, 인데노안트라센, 테트라센, 비스안트라센 및 상기 화학식 501-1 내지 501-18로 표시되는 그룹; 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, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 및 -Si(Q501)(Q502)(Q503) (상기 Q501 내지 Q503은 서로 독립적으로, 수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택됨) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 나프탈렌, 플루오렌, 스파이로-비플루오렌, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 페난트렌, 안트라센, 플루오란텐, 트리페닐렌, 파이렌, 크라이센, 나프타센, 피센, 페릴렌, 펜타펜, 인데노안트라센, 테트라센, 비스안트라센 및 상기 화학식 501-1 내지 501-18로 표시되는 그룹;
중에서 선택되고,
L501 내지 L503에 대한 설명은 본 명세서 중 L21에 대한 설명을 참조하고,
xd1 내지 xd3는 서로 독립적으로, 0, 1 및 2 중에서 선택되고,
xd4는 0, 1, 2 및 3 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또는, 상기 쿨링 도펀트는 하기 화학식 502-1 내지 502-5 중 하나로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 502-1>
<화학식 502-2>
<화학식 502-3>
<화학식 502-4>
<화학식 502-5>
상기 화학식 502-1 내지 502-5 중
X51은 N 또는 C-[(L501)xd1-R501]이고, X52는 N 또는 C-[(L502)xd2-R502]이고, X53은 N 또는 C-[(L503)xd3-R503]이고, X54는 N 또는 C-[(L504)xd4-R504]이고, X55는 N 또는 C-[(L505)xd5-R505]이고, X56은 N 또는 C-[(L506)xd6-R506]이고, X57은 N 또는 C-[(L507)xd7-R507]이고, X58은 N 또는 C-[(L508)xd8-R508]이고,
L501 내지 L508에 대한 설명은 각각 상기 화학식 501 중 L501에 대한 설명을 참조하고,
xd1 내지 xd8에 대한 설명은 각각 상기 화학식 501 중 xd1에 대한 설명을 참조하고,
R501 내지 R508은 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, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 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, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 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, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 카바졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
중에서 선택되고,
xd11 및 xd12는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R501 내지 R504 중 2개는 선택적으로, 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있고,
R505 내지 R508 중 2개는 선택적으로, 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
상기 쿨링 도펀트는, 예를 들어, 하기 화합물 FD(1) 내지 FD(16) 및 FD1 내지 FD18로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다:
상기 발광층 중 상기 쿨링 도펀트의 함량은 0.01 중량% 내지 15 중량% 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
[발광층(15) 중 센서타이저]
상기 센서타이저는 Pt를 포함한다. 구체적으로, 상기 센서타이저는 Pt를 포함하는 유기 금속 화합물이다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 Pt 및 유기 리간드(L11)를 포함할 수 있고, L11 및 Pt은 1, 2, 3 또는 4개의 시클로메탈화 고리(cyclometallated ring)를 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 화학식 101로 표시되는 유기 금속 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 101>
Pt(L11)n11(L12)n12
상기 화학식 101 중,
L11은 하기 화학식 1-1 내지 1-4로 표시되는 리간드이고;
L12는 1자리(monodentate) 리간드 및 2자리(bidentate) 리간드 중에서 선택되고;
n11은 1이고,
n12는 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
상기 화학식 1-1 내지 1-4 중,
A1 내지 A4는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹, 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹 및 비고리형(non-cyclic) 그룹 중에서 선택되고,
Y11 내지 Y14는 서로 독립적으로, 화학 결합, O, S, N(R91), B(R91), P(R91) 또는 C(R91)(R92)이고,
T1 내지 T4는 서로 독립적으로, 단일 결합, 이중 결합, *-N(R93)-*', *-B(R93)-*', *-P(R93)-*', *-C(R93)(R94)-*', *-Si(R93)(R94)-*', *-Ge(R93)(R94)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R93)=*', *=C(R93)-*', *-C(R93)=C(R94)-*', *-C(=S)-*' 및 *-C≡C-*' 중에서 선택되고,
상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹의 치환기, 치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹의 치환기 및 R91 내지 R94는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 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, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되되, 상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹의 치환기 및 치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹의 치환기는 수소가 아니고,
*1, *2, *3 및 *4는 Pt과의 결합 사이트이고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 그룹 I 내지 VI 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 I>
<그룹 II>
<그룹 III>
<그룹 V>
하기 화학식 A로 표시되는 화합물:
<화학식 A>
(L101)n101-M101-(L102)m101
상기 화학식 A 중, L101, n101, M101, L102 및 m101에 대한 설명은 하기 표 1과 같다:
| 화합물 명칭 |
L101 | n101 | M101 | L102 | m101 |
| BD263 | LM11 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD264 | LM13 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD265 | LM15 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD266 | LM45 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD267 | LM47 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD268 | LM49 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD269 | LM98 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD270 | LM100 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD271 | LM102 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD272 | LM132 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD273 | LM134 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD274 | LM136 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD275 | LM151 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD276 | LM153 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD277 | LM158 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD278 | LM180 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD279 | LM182 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD280 | LM187 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD281 | LM201 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD282 | LM206 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD283 | LM211 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD284 | LM233 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD285 | LM235 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD286 | LM240 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD287 | LFM5 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD288 | LFM6 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD289 | LFM7 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD290 | LFP5 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD291 | LFP6 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD292 | LFP7 | 2 | Pt | - | 0 |
| BD293 | LM47 | 1 | Pt | AN1 | 1 |
| BD294 | LM47 | 1 | Pt | AN2 | 1 |
| BD295 | LM47 | 1 | Pt | AN3 | 1 |
| BD296 | LM47 | 1 | Pt | AN4 | 1 |
| BD297 | LM47 | 1 | Pt | AN5 | 1 |
상기 표 1 중, LM11, LM13, LM15, LM45, LM47, LM49, LM98, LM100, LM102, LM132, LM134, LM136, LM151, LM153, LM158, LM180, LM182, LM187, LM201, LM206, LM211, LM233, LM235, LM240, LFM5, LFM6, LFM7, LFP5, LFP6 및 LFP7는 하기 화학식 1-1 내지 1-3 및 하기 표 2 내지 4를 참조하여 이해될 수 있다:
| 화학식 1-1 | ||||||||||
| 리간드 명칭 | R11 | R12 | R13 | R14 | R15 | R16 | R17 | R18 | R19 | R20 |
| LM11 | Y3 | D | Y11 | D | Y3 | D | D | D | D | D |
| LM13 | Y3 | D | Y11 | D | Y3 | D | Y3 | D | D | D |
| LM15 | Y3 | D | Y11 | D | Y3 | D | Y12 | D | D | D |
| LM45 | Y3 | D | Y12 | D | Y3 | D | D | D | D | D |
| LM47 | Y3 | D | Y12 | D | Y3 | D | Y3 | D | D | D |
| LM49 | Y3 | D | Y12 | D | Y3 | D | Y12 | D | D | D |
| LM98 | Y10 | D | Y13 | D | Y10 | D | D | D | D | D |
| LM100 | Y10 | D | Y13 | D | Y10 | D | Y3 | D | D | D |
| LM102 | Y10 | D | Y13 | D | Y10 | D | Y12 | D | D | D |
| LM132 | Y10 | D | Y14 | D | Y10 | D | D | D | D | D |
| LM134 | Y10 | D | Y14 | D | Y10 | D | Y3 | D | D | D |
| LM136 | Y10 | D | Y14 | D | Y10 | D | Y12 | D | D | D |
| LM151 | Y3 | D | Y15 | D | Y3 | D | D | D | D | D |
| LM153 | Y3 | D | Y15 | D | Y3 | D | Y3 | D | D | D |
| LM158 | Y3 | D | Y15 | D | Y3 | D | Y12 | D | D | D |
| LM180 | Y10 | D | Y15 | D | Y10 | D | D | D | D | D |
| LM182 | Y10 | D | Y15 | D | Y10 | D | Y3 | D | D | D |
| LM187 | Y10 | D | Y15 | D | Y10 | D | Y12 | D | D | D |
| LM201 | Y3 | Y15 | D | D | Y3 | D | D | D | D | D |
| LM206 | Y3 | Y15 | D | D | Y3 | D | Y3 | D | D | D |
| LM211 | Y3 | Y15 | D | D | Y3 | D | Y12 | D | D | D |
| LM233 | Y10 | Y15 | D | D | Y10 | D | D | D | D | D |
| LM235 | Y10 | Y15 | D | D | Y10 | D | Y3 | D | D | D |
| LM240 | Y10 | Y15 | D | D | Y10 | D | Y12 | D | D | D |
| 화학식 1-2 | |||||||||||||
| 리간드 명칭 | R11 | X11 | R101 | R102 | R103 | R104 | R14 | R15 | R16 | R17 | R18 | R19 | R20 |
| LFM5 | Y10 | O | D | D | D | D | D | Y10 | D | D | D | D | D |
| LFM6 | Y10 | O | D | D | D | D | D | Y10 | D | Y3 | D | D | D |
| LFM7 | Y10 | O | D | D | D | D | D | Y10 | D | Y12 | D | D | D |
| 화학식 1-3 | |||||||||||||
| 리간드 명칭 | R11 | X11 | R101 | R102 | R103 | R104 | R14 | R15 | R16 | R17 | R18 | R19 | R20 |
| LFP5 | Y10 | O | D | D | D | D | D | Y10 | D | D | D | D | D |
| LFP6 | Y10 | O | D | D | D | D | D | Y10 | D | Y3 | D | D | D |
| LFP7 | Y10 | O | D | D | D | D | D | Y10 | D | Y12 | D | D | D |
상기 표 2 내지 4 중의 X1 내지 X10 및 Y1 내지 Y18은 하기와 같고, 상기 표들 중의 Ph는 페닐기를 의미한다:
<그룹 VI>
또는, 상기 센서타이저는 열활성화 지연 형광 에미터일 수 있다. 상기 열활성화 지연 형광 에미터는 금속을 비포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 열활성화 지연 형광 에미터는 하기 조건 7을 만족할 수 있다:
<조건 7>
ΔEST ≤ 0.3 eV
상기 조건 7 중,
ΔEST는 상기 센서타이저의 최저 여기 일중항 에너지 레벨 및 최저 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 화학식 201 또는 202로 표시되는 열활성화 지연 형광 에미터를 포함할 수 있다:
<화학식 201> <화학식 202>
상기 화학식 201 및 202 중,
A21은 억셉터기이고,
D21은 도너기이고,
m21은 1, 2 또는 3이고, n21은 1, 2, 또는 3이되,
상기 화학식 201 중 n21 및 m21의 합은 6 이하이고, 상기 화학식 202 중 n21 및 m21의 합은 5 이하이고;
R21은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 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 C7-C60알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되고, 복수개의 R21은 선택적으로(optionally), 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 201 및 202 중, A21은 치환 또는 비치환된 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹일 수 있다.
구체적으로, 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹의 축합환; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 201 및 202 중, D21은 -F, 시아노기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹;
-F 및 시아노기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹; 및
중수소, C1-C60알킬기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹; 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹; 중에서 선택될 수 있다.
구체적으로, 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은 전술한 바를 참조한다.
구체적으로, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹은 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 시클릭 그룹으로서, 예를 들면, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤즈이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹, 아자카바졸 그룹, 및 벤즈이미다졸로벤즈이미다졸; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹의 축합환; 중에서 선택될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 센서타이저는 하기 그룹 VII 내지 XI 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<그룹 VII>
<그룹 VIII>
<그룹 IX>
<그룹 X>
<그룹 XI>
[정공 수송 영역(12)]
유기 발광 소자(10) 중 제1전극(11)과 발광층(15)과 사이에는 정공 수송 영역(12)이 배치되어 있다.
상기 정공 수송 영역(12)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역(12)은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/제1정공 수송층/제2정공 수송층, 정공 수송층/중간층, 정공 주입층/정공 수송층/중간층, 정공 수송층/전자 저지층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송 영역(12)은, 정공 수송 특성을 갖는 임의의 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역(12)은 아민계 화합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 하기 화학식 201로 표시된 화합물 내지 하기 화학식 205로 표시된 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201>
<화학식 202>
<화학식 203>
<화학식 204>
<화학식 205>
상기 화학식 201 내지 205 중,
L201 내지 L209는 서로 독립적으로, *-O-*', *-S-*', 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xa1 내지 xa9는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R201 내지 R206은 서로 독립적으로, 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 선택되고, R201 내지 R206 인접한 2개의 그룹은 선택적으로, 단일 결합, 디메틸-메틸렌기 또는 디페닐-메틸렌기를 통하여 서로 연결될 수 있다.
예를 들어,
상기 L201 내지 L209는 중수소, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 트리페닐레닐기, 비페닐기, 터페닐기, 테트라페닐기 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 헵탈렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹 중에서 선택될 수 있고,
xa1 내지 xa9는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고,
R201 내지 R206은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C1-C10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, -Si(Q31)(Q32)(Q33) 및 -N(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨로카바졸일기 및 벤조티에노카바졸일기 중에서 선택되고,
상기 Q11 내지 Q13 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택된다.
일 구현에에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 카바졸-함유 아민계 화합물을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 카바졸-함유 아민계 화합물 및 카바졸-비함유 아민계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 카바졸-함유 아민계 화합물은, 예를 들어, 카바졸 그룹은 포함하고, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹 및 벤조티에노카바졸 그룹 중 적어도 하나를 더 포함한, 화학식 201로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있다.
상기 카바졸-비함유 아민계 화합물은, 예를 들어, 카바졸 그룹은 비포함하고, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹 및 벤조티에노카바졸 그룹 중 적어도 하나는 포함한, 화학식 201로 표시된 화합물 중에서 선택될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은, 상기 화학식 201 또는 202로 표시된 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송 영역(12)은 하기 화학식 201-1, 202-1 및 201-2로 표시된 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201-1>
<화학식 202-1>
<화학식 201-2>
상기 화학식 201-1, 202-1 및 201-2 중 L201 내지 L203, L205, xa1 내지 xa3, xa5, R201 및 R202에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고, R211 내지 R213은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C1-C10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 트리페닐레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역(12)은 하기 화합물 HT1 내지 HT39 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 유기 발광 소자(10)의 정공 수송 영역(12)은 p-도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 정공 수송 영역(12)이 p-도펀트를 더 포함할 경우, 상기 정공 수송 영역(12)은 매트릭스(예를 들면, 상기 화학식 201 내지 205로 표시된 화합물 중 적어도 하나) 및 상기 매트릭스에 포함된 p-도펀트를 포함한 구조를 가질 수 있다. 상기 p-도펀트는 정공 수송 영역(12)에 균일 또는 불균일하게 도핑될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 p-도펀트의 LUMO 에너지 레벨은 -3.5eV 이하일 수 있다.
상기 p-도펀트는, 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 p-도펀트는,
TCNQ (Tetracyanoquinodimethane), F4-TCNQ (2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane), F6-TCNNQ 등과 같은 퀴논 유도체;
텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물;
HAT-CN (1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile); 및
하기 화학식 221로 표시되는 화합물;
중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 221>
상기 화학식 221 중,
R221 내지 R223은 서로 독립적으로, 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 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되되, 상기 R221 내지 R223 중 적어도 하나는 시아노기, -F, -Cl, -Br, -I, -F로 치환된 C1-C20알킬기, -Cl로 치환된 C1-C20알킬기, -Br로 치환된 C1-C20알킬기 및 -I로 치환된 C1-C20알킬기 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기를 갖는다.
상기 정공 수송 영역(12)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 400Å 내지 약 2000Å일 수 있고, 상기 발광층(15)의 두께는 약 100Å 내지 약 3000Å, 예를 들면, 약 300Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역(12) 및 발광층(15)의 두께가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성 및/또는 발광 특성을 얻을 수 있다.
[전자 수송 영역(17)]
유기 발광 소자(10) 중 발광층(15)과 제2전극(19) 사이에는 전자 수송 영역(17)이 배치되어 있다.
상기 전자 수송 영역(17)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역(17)은 전자 수송층, 전자 수송층/전자 주입층, 버퍼층/전자 수송층, 정공 저지층/전자 수송층, 버퍼층/전자 수송층/전자 주입층 또는 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송 영역(17)은 전자 제어층을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역(17)은 공지된 전자 수송 물질을 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층 또는 전자 수송층)은, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 적어도 하나 포함한 금속-비함유 화합물을 포함할 수 있다. 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은 하기 화학식 601로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 601>
[Ar601]xe11-[(L601)xe1-R601]xe21
상기 화학식 601 중,
Ar601 및 L601은 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xe11은 1, 2 또는 3이고,
xe1는 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R601은, 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, -Si(Q601)(Q602)(Q603), - -C(=O)(Q601), -S(=O)2(Q601) 및 -P(=O)(Q601)(Q602) 중에서 선택되고,
상기 Q601 내지 Q603은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 또는 나프틸기이고,
xe21는 1 내지 5의 정수 중에서 선택된다.
일 구현예에 따르면, 상기 xe11개의 Ar601 및 xe21개의 R601 중 적어도 하나는, 상술한 바와 같은 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 중 고리 Ar601 및 L601은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -S(=O)2(Q31) 및 -P(=O)(Q31)(Q32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 카바졸 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 인다졸 그룹, 푸린 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹;
중에서 선택될 수 있고,
상기 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 601 중 xe11이 2 이상일 경우 2 이상의 Ar601은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 중 Ar601은 안트라센 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 601로 표시되는 화합물은 하기 화학식 601-1로 표시될 수 있다:
<화학식 601-1>
상기 화학식 601-1 중,
X614는 N 또는 C(R614)이고, X615는 N 또는 C(R615)이고, X616은 N 또는 C(R616)이고, X614 내지 X616 중 적어도 하나는 N이고,
L611 내지 L613은 서로 독립적으로, 상기 L601에 대한 설명을 참조하고,
xe611 내지 xe613은 서로 독립적으로, 상기 xe1에 대한 설명을 참조하고,
R611 내지 R613은 서로 독립적으로, 상기 R601에 대한 설명을 참조하고,
R614 내지 R616은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 및 601-1 중 xe1 및 xe611 내지 xe613은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 601 및 601-1 중 R601 및 R611 내지 R613은 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기; 및
-S(=O)2(Q601) 및 -P(=O)(Q601)(Q602);
중에서 선택되고,
상기 Q601 및 Q602에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 전자 수송 영역은 하기 화합물 ET1 내지 ET36 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
또는, 상기 전자 수송 영역은 BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-??Diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq3, BAlq, TAZ(3-(Biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole) 및 NTAZ 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께는 서로 독립적으로, 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성 또는 전자 조절 특성을 얻을 수 있다.
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 수송 영역(17)(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 전자 수송층)은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 물질은 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체의 금속 이온은, Li 이온, Na 이온, K 이온, Rb 이온 및 Cs 이온 중에서 선택될 수 있고, 상기 알칼리 토금속 착체의 금속 이온은 Be 이온, Mg 이온, Ca 이온, Sr 이온 및 Ba 이온 중에서 선택될 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체의 금속 이온에 배위된 리간드는, 서로 독립적으로, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린 및 시클로펜타다이엔 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 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.
상기 전자 수송 영역(17)은, 제2전극(19)으로부터의 전자 주입을 용이하게 하는 전자 주입층을 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층은 상기 제2전극(19)과 직접(directly) 접촉할 수 있다.
상기 전자 주입층은 i) 단일 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조, ii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 주입층은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속은, Li, Na, K, Rb 및 Cs 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 금속은 Li, Na 또는 Cs일 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 알칼리 금속은 Li 또는 Cs일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 토금속은, Mg, Ca, Sr, 및 Ba 중에서 선택될 수 있다.
상기 희토류 금속은 Sc, Y, Ce, Tb, Yb 및 Gd 중에서 선택될 수 있다.
상기 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물 및 상기 희토류 금속 화합물은, 상기 알칼리 금속, 상기 알칼리 토금속 및 희토류 금속의 산화물 및 할로겐화물(예를 들면, 불화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물 등) 중에서 선택될 수 있다.
상기 알칼리 금속 화합물은, Li2O, Cs2O, K2O 등과 같은 알칼리 금속 산화물 및 LiF, NaF, CsF, KF, LiI, NaI, CsI, KI 등과 같은 알칼리 금속 할로겐화물 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 금속 화합물은, LiF, Li2O, NaF, LiI, NaI, CsI, KI 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 토금속 화합물은, BaO, SrO, CaO, BaxSr1-xO(0<x<1), BaxCa1-xO(0<x<1) 등과 같은 알칼리 토금속 화합물 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 토금속 화합물은, BaO, SrO 및 CaO 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 희토류 금속 화합물은, YbF3, ScF3, ScO3, Y2O3, Ce2O3, GdF3, 및 TbF3 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 희토류 금속 화합물은 YbF3, ScF3, TbF3, YbI3, ScI3, TbI3 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체 및 희토류 금속 착체는, 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 희토류 금속의 이온을 포함하고, 상기 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체 및 희토류 금속 착체의 금속 이온에 배위된 리간드는, 서로 독립적으로, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린 및 시클로펜타다이엔 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입층은 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합만으로 이루어져 있거나, 상기 유기물을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층이 유기물을 더 포함할 경우, 상기 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합은 상기 유기물로 이루어진 매트릭스에 균일 또는 불균일하게 분산되어 있을 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.
[제2전극(19)]
상술한 바와 같은 유기층(10A) 상부에는 제2전극(19)이 배치되어 있다. 상기 제2전극(19)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극(19)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 조합(combination)을 사용할 수 있다.
상기 제2전극(19)은, 리튬(Li), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), ITO 및 IZO 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2전극(19)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 제2전극(19)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
이상, 상기 유기 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 대한 설명
도 3은 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자(100)의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3의 유기 발광 소자(100)는, 제1전극(110), 상기 제1전극(110)에 대향된 제2전극(190) 및 상기 제1전극(100)과 상기 제2전극(190) 사이에 개재된 제1발광 유닛(151) 및 제2발광 유닛(152)을 포함한다. 상기 제1발광 유닛(151)과 제2발광 유닛(152) 사이에는 전하 생성층(141)이 배치되고, 상기 전하 생성층(141)은 n형 전하 생성층(141-N) 및 p형 전하 생성층(141-P)을 포함한다. 상기 전하 생성층(141)은 전하를 생성하여 인접한 발광 유닛에 공급하는 역할을 하는 층으로서, 공지의 물질을 사용할 수 있다.
제1발광 유닛(151)은 제1발광층(151-EM)을 포함하고, 제2발광 유닛(152)은 제2발광층(152-EM)을 포함한다. 상기 제1발광 유닛(151)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 제2발광 유닛(152)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1발광 유닛(151)에서 방출되는 광과 상기 제2발광 유닛(152)에서 방출되는 광의 혼합광은 백색광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1발광 유닛(151)과 제1전극(110) 사이에는 정공 수송 영역(120)이 배치되어 있고, 제2발광 유닛(152)은 상기 제1전극(110) 측에 배치된 제1정공 수송 영역(121)을 포함한다.
상기 제2발광 유닛(152)과 제2전극(190) 사이에는 전자 수송 영역(170)이 배치되어 있고, 제1발광 유닛(151)은 전하 생성층(141)과 제1발광층(151-EM) 사이에 배치된 제1전자 수송 영역(171)을 포함한다.
상기 제1발광층(151-EM)은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고; 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상기 조건 1 및 2를 만족할 수 있다.
상기 제2발광층(152-EM)은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고; 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상기 조건 1 및 2를 만족할 수 있다.
도 3 중 제1전극(110) 및 제2전극(190)에 대한 설명은 각각 도 1 중 제1전극(11) 및 제2전극(19)에 대한 설명을 참조한다.
도 3 중 제1발광층(151-EM) 및 제2발광층(152-EM)에 대한 설명은 각각 도 3 중 발광층(15)에 대한 설명을 참조한다.
도 3 중 정공 수송 영역(120) 및 제1정공 수송 영역(121)에 대한 설명은 각각 도 1 중 정공 수송 영역(12)에 대한 설명을 참조한다.
도 3 중 전자 수송 영역(170) 및 제1전자 수송 영역(171)에 대한 설명은 각각 도 1 중 전자 수송 영역(17)에 대한 설명을 참조한다.
이상, 도 3을 참조하여, 제1발광 유닛(151) 및 제2발광 유닛(152) 모두, 본 명세서에 기재된 바와 같은, 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하는 발광층을 포함한 유기 발광 소자에 대하여 설명하였으나, 도 3의 유기 발광 소자의 제1발광 유닛(151) 및 제2발광 유닛(152) 중 하나는 공지된 임의의 발광 유닛으로 교체되거나, 3 이상의 발광 유닛을 포함할 수 있는 등, 다양한 변형예가 다양하다.
도 4에 대한 설명
도 4는 또 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자(200)의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
상기 유기 발광 소자(200)는, 제1전극(210), 상기 제1전극(210)에 대향된 제2전극(290) 및 상기 제1전극(210)과 상기 제2전극(290) 사이에 적층된 제1발광층(251) 및 제2발광층(252)을 포함한다.
상기 제1발광층(251)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 제2발광층(252)에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1발광 층(251)에서 방출되는 광과 상기 제2발광층(252)에서 방출되는 광의 혼합광은 백색광일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제1발광층(251)과 상기 제1전극(210) 사이에는 정공 수송 영역(220)이 배치되어 있고, 상기 제2발광층(252)과 상기 제2전극(290) 사이에는 전자 수송 영역(270)이 배치되어 있다.
상기 제1발광층(251)은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고; 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상기 조건 1 및 2를 만족할 수 있다.
상기 제2발광층(252)은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고; 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 상기 조건 1 및 2를 만족할 수 있다.
도 4 중 제1전극(210), 정공 수송 영역(220) 및 제2전극(290)에 대한 설명은 각각 도 1 중 제1전극(11), 정공 수송 영역(12) 및 제2전극(19)에 대한 설명을 참조한다.
도 4 중 제1발광층(251) 및 제2발광층(252)에 대한 설명은 각각 도 1 중 발광층(15)에 대한 설명을 참조한다.
도 4 중 전자 수송 영역(270)에 대한 설명은 도 1 중 전자 수송 영역(17)에 대한 설명을 참조한다.
이상, 도 4를 참조하여, 제1발광층(251) 및 제2발광층(252) 모두, 본 명세서에 기재된 바와 같은, 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하는 유기 발광 소자에 대하여 설명하였으나, 도 4의 제1발광층(251) 및 제2발광층(252) 중 임의의 1개는 공지의 층으로 교체되거나, 3개 이상의 발광층을 포함하거나, 서로 이웃한 발광층들 사이에 중간층이 추가도 배치될 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
용어에 대한 설명
본 명세서 중 C1-C60알킬기는 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 포화 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-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 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 헤테로사이클릭 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 1 내지 60일 수 있음) 외에 N, O, P, Si 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 C5-C30카보시클릭 그룹은 고리 형성 원자로서 5 내지 30개의 탄소만을 갖는 포화 또는 불포화 시클릭 그룹을 가리킨다. 상기 C5-C30카보시클릭 그룹은 모노시클릭 그룹 또는 폴리시클릭 그룹일 수 있고, 화학식 구조에 따라, 1가, 2가, 3가, 4가, 5가 또는 6가 그룹일 수 있다.
본 명세서 중 C1-C30헤테로시클릭 그룹은 고리 형성 원자로서 1 내지 30개의 탄소 외에, N, O, P, Si 및 S 중에서 선택된 헤테로 원자를 적어도 하나 갖는 포화 또는 불포화 시클릭 그룹을 가리킨다. 상기 C1-C30헤테로시클릭 그룹은 모노시클릭 그룹 또는 폴리시클릭 그룹일 수 있고, 화학식 구조에 따라, 1가, 2가, 3가, 4가, 5가 또는 6가 그룹일 수 있다.
본 명세서 중 상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹, 치환된 C1-C30헤테로시클릭 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, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 또는 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 또는 이의 염, 술폰산기 또는 이의 염, 인산기 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), -B(Q16)(Q17) 및 -P(=O)(Q18)(Q19) 중 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기;
C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 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, -N(Q21)(Q22), -Si(Q23)(Q24)(Q25), -B(Q26)(Q27) 및 -P(=O)(Q28)(Q29) 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 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-N(Q31)(Q32), -Si(Q33)(Q34)(Q35), -B(Q36)(Q37) 및 -P(=O)(Q38)(Q39); 중에서 선택되고,
상기 Q1 내지 Q9, Q11 내지 Q19, Q21 내지 Q29 및 Q31 내지 Q39는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실산 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, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택된다.
본 명세서 중 "상온"이란 약 25℃의 온도를 가리킨다.
본 명세서 중 "비페닐기, 터페닐기 및 테트라페닐기"는 각각 2개, 3개 또는 4개의 페닐기가 서로 단일 결합을 통하여 연결되어 있는 1가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 "시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기 및 시아노-함유 테트라페닐기"는 각각, 적어도 하나의 시아노기로 치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 테트라페닐기를 의미한다. 상기 "시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기 및 시아노-함유 테트라페닐기" 중 시아노기는 임의의 위치에 치환될 수 있고, 상기 "시아노-함유 페닐기, 시아노-함유 비페닐기, 시아노-함유 터페닐기 및 시아노-함유 테트라페닐기"는 시아노기 외에 다른 치환기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 시아노기로 치환된 페닐기 및 시아노기 및 메틸기로 치환된 페닐기 모두, "시아노-함유 페닐기"에 속한다.
이하, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 실시예를 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]
평가예 1: 감쇠 시간 측정
쿼츠 기판 상에 하기 표 5 내지 표 7에 기재된 화합물들을 표 5 내지 표 7에 기재된 중량비로 10-7 torr의 진공도에서 진공 공증착하여 40nm 두께의 필름을 제작하였다. 상기 필름 각각에 대하여, PicoQuant사의 FluoTime 300과 PicoQuant사의 펌핑 소스(pumping source)인 PLS340(여기 파장 = 340 nm, 스펙트럼 폭 = 20 nm)을 이용하여, PL 스펙트럼을 상온에서 평가함으로써 결정된다. 구체적으로, 각각의 필름에 대해 얻어진 스펙트럼의 주 피크의 파장을 결정하고, PLS340이 상기 각각의 필름에 가하는 광자 펄스(펄스 폭 = 500 ps)에 의해 상기 각각의 샘플로부터 주 피크의 파장에서 방출되는 광자의 개수를 시간-상관 단일 광자 계산(Time-Correlated Single Photon Counting: TCSPC)을 기반으로 시간에 따라 측정하는 것을 반복하여, 피팅(fitting)이 충분히 가능한 TRPL 커브를 구하였다. 이로부터 2 이상의 지수 감쇠 함수(exponential decay function)을 피팅하여 각각의 필름에 대해 감쇠 시간을 계산할 수 있다. 이 때, TRPL 커브를 구하기 위한 측정 시간과 동일한 측정 시간 동안 동일한 측정을 암상태(상기 소정의 필름으로 입사되는 광저 펄스 신호를 차단한 상태임)에서 한 번 더 반복하여 배경 신호 커브를 얻어 피팅하여, 기준선(baseline)으로 사용하였다.
이 때, 하기 표 5의 필름의 경우, 피팅에 사용되는 함수는 하기 수식 A와 같고, 이로부터 얻어진 Tau들 중 가장 큰 값을 취하였다. 하기 표 6 및 표 7의 필름의 경우, 피팅을 통해 얻은 진폭 값들(A1, A2, A3 등)과 Tau 값들(Tau1, Tau2, Tau3 등)을 통해 <수식 B>를 통해 Tau를 구하였다:
<수식 A>
<수식 B>
| 필름 No. | 필름 조성 (중량비) | 감쇠 시간(㎲) |
| SP002ND | H-H1 : H-E1 : SP002 (45 : 45 : 10) | 2.393 |
| SP003ND | H-H1 : H-E1 : SP003 (45 : 45 : 10) | 2.703 |
| SP004ND | H-H1 : H-E1 : SP004 (45 : 45 : 10) | 4.924 |
| SP005ND | H-H1 : H-E1 : SP005 (45 : 45 : 10) | 2.866 |
| SP006ND | H-H1 : H-E1 : SP006 (45 : 45 : 10) | 1.836 |
| SP007ND | H-H1 : H-E1 : SP007 (45 : 45 : 10) | 2.223 |
| ST001ND | H-H1 : H-E1 : ST001 (45 : 45 : 10) | 1.13 |
| ST002ND | H-H1 : H-E1 : ST002 (45 : 45 : 10) | 2.69 |
| 필름 No. | 필름 조성 (중량비) | 감쇠 시간(㎲) |
| SP002D | H-H1 : H-E1 : SP002 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.363 |
| SP003D | H-H1 : H-E1 : SP003 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.378 |
| SP004D | H-H1 : H-E1 : SP004 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.269 |
| SP005D | H-H1 : H-E1 : SP005 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.398 |
| SP006D1 | H-H1 : H-E1 : SP006 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.307 |
| SP006D2 | H-H1 : H-E1 : SP006 : FD5 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.634 |
| SP007D1 | H-H1 : H-E1 : SP007 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.413 |
| SP007D2 | H-H1 : H-E1 : SP007 : FD5 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.749 |
| ST001D1 | H-H1 : H-E1 : ST001 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.012 |
| ST001D2 | H-H1 : H-E1 : ST001 : FD5 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.09 |
| ST002D1 | H-H1 : H-E1 : ST002 : FD11 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.719 |
| ST002D2 | H-H1 : H-E1 : ST002 : FD5 (42.75 : 42.75 : 9.5 : 5) | 0.673 |
| 필름 No. | 필름 조성 (중량비) | 감쇠 시간(㎲) |
| FD001 | H-H1 : H-E1 : FD11 (47.5 : 47.5 : 5) | 0.027 |
| FD002 | H-H1 : H-E1 : FD5 (47.5 : 47.5 : 5) | 0.069 |
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 F6-TCNNQ를 증착하여 100Å 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 HT1을 증착하여 1260Å 두께의 정공 수송층을 형성하여 정공 수송 영역을 형성하였다.
상기 정공 수송 영역 상에 화합물 H-H1(제1호스트), H-E1(제2호스트), 화합물 SP002(센서타이저)(여기서, 상기 제1호스트, 상기 제2호스트 및 상기 센서타이저의 중량비는 45:45:10) 및 FD11(쿨링 도펀트)(여기서, 쿨링 도펀트는 상기 제1호스트, 상기 제2호스트, 상기 센서타이저 및 상기 쿨링 도펀트의 총 중량을 기준으로 5 중량%임)로 공증착하여, 400Å 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 발광층 상에 화합물 ET17 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 800Å 두께의 Al을 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 2 내지 12
발광층 형성시 센서타이저 및 쿨링 도펀트를 하기 표 8에 표시된 화합물을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
| 제1호스트 | 제2호스트 | 센서타이저 | 쿨링 도펀트 | |
| 실시예 1 | H-H1 | H-E1 | SP002 | FD11 |
| 실시예 2 | H-H1 | H-E1 | SP003 | FD11 |
| 실시예 3 | H-H1 | H-E1 | SP004 | FD11 |
| 실시예 4 | H-H1 | H-E1 | SP005 | FD11 |
| 실시예 5 | H-H1 | H-E1 | SP006 | FD11 |
| 실시예 6 | H-H1 | H-E1 | SP006 | FD11 |
| 실시예 7 | H-H1 | H-E1 | SP007 | FD11 |
| 실시예 8 | H-H1 | H-E1 | SP007 | FD5 |
| 실시예 9 | H-H1 | H-E1 | ST001 | FD11 |
| 실시예 10 | H-H1 | H-E1 | ST001 | FD5 |
| 실시예 11 | H-H1 | H-E1 | ST002 | FD11 |
| 실시예 12 | H-H1 | H-E1 | ST002 | FD5 |
비교예 1F 및 2F
발광층 형성시 센서타이저를 사용하지 않고, 제1호스트, 제2호스트 및 쿨링 도펀트를 하기 표 9에 표시된 바와 같이 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
| 제1호스트 | 제2호스트 | 쿨링 도펀트 | 중량비 (제1호스트: 제2호스트:쿨링 도펀트) |
|
| 비교예 1F | H-H1 | H-E1 | FD11 | 47.5 : 47.5 : 5 |
| 비교예 2F | H-H1 | H-E1 | FD5 | 47.5 : 47.5 : 5 |
비교예 1P 내지 6P
발광층 형성시 쿨링 도펀트를 사용하지 않고, 제1호스트, 제2호스트 및 센서타이저를 하기 표 10에 표시된 바와 같이 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
| 제1호스트 | 제2호스트 | 센서타이저 | 중량비 (제1호스트: 제2호스트:센서타이저) |
|
| 비교예 1P | H-H1 | H-E1 | SP002 | 45 : 45 : 10 |
| 비교예 2P | H-H1 | H-E1 | SP003 | 45 : 45 : 10 |
| 비교예 3P | H-H1 | H-E1 | SP004 | 45 : 45 : 10 |
| 비교예 4P | H-H1 | H-E1 | SP005 | 45 : 45 : 10 |
| 비교예 5P | H-H1 | H-E1 | SP006 | 45 : 45 : 10 |
| 비교예 6P | H-H1 | H-E1 | SP007 | 45 : 45 : 10 |
비교예 1T 및 2T
발광층 형성시 쿨링 도펀트를 사용하지 않고, 제1호스트, 제2호스트 및 센서타이저를 하기 표 11에 표시된 바와 같이 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
| 제1호스트 | 제2호스트 | 센서타이저 | 중량비 (제1호스트: 제2호스트:센서타이저) |
|
| 비교예 1T | H-H1 | H-E1 | ST001 | 45 : 45 : 10 |
| 비교예 2T | H-H1 | H-E1 | ST002 | 45 : 45 : 10 |
평가예 2 : OLED 수명 및 외부 양자 효율 측정
실시예 1 내지 12에서 제조된 각각의 유기 발광 소자에 대하여, 외부 양자 효율(EQE) 및 수명을 평가한 후, 이들을 상대값(%)으로 계산하여 그 결과를 표 12에 나타내었다. 평가 장치로서 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 사용하였다. 수명(T95)은 동일 휘도 측정 조건 하에서, 초기 휘도 100% 대비 95%의 휘도가 되는데 걸리는 시간을 평가함으로써 결정되었다.
또한, 실시예 3, 비교예 3P, 1F 및 2F의 수명 및 EQE를 측정한 다음, 비교예 1F의 값을 기준으로 상대값(%)을 계산하여 그 결과를 표 13, 도 5 및 6에 나타내었다.
| 제1호스트 | 제2호스트 | 센서타이저 | 쿨링 도펀트 | 수명 (%) | EQE (%) | |
| 실시예 1 | H-H1 | H-E1 | SP002 | FD11 | 688 | 181 |
| 실시예 2 | H-H1 | H-E1 | SP003 | FD11 | 234 | 142 |
| 실시예 3 | H-H1 | H-E1 | SP004 | FD11 | 296 | 121 |
| 실시예 4 | H-H1 | H-E1 | SP005 | FD11 | 100 | 100 |
| 실시예 5 | H-H1 | H-E1 | SP006 | FD11 | 1051 | 134 |
| 실시예 6 | H-H1 | H-E1 | SP006 | FD11 | 340 | 102 |
| 실시예 7 | H-H1 | H-E1 | SP007 | FD11 | 1355 | 144 |
| 실시예 8 | H-H1 | H-E1 | SP007 | FD5 | 487 | 124 |
| 실시예 9 | H-H1 | H-E1 | ST001 | FD11 | 43 | 65 |
| 실시예 10 | H-H1 | H-E1 | ST001 | FD5 | 24 | 86 |
| 실시예 11 | H-H1 | H-E1 | ST002 | FD11 | 232 | 129 |
| 실시예 12 | H-H1 | H-E1 | ST002 | FD5 | 140 | 162 |
상기 표 12를 참조하면, 실시예 1 내지 12의 유기 발광 소자는 장수명 및 고효율을 가짐을 확인할 수 있다.
| 제1호스트 | 제2호스트 | 센서타이저 | 쿨링 도펀트 | 수명 (%) | EQE (%) | |
| 실시예 3 | H-H1 | H-E1 | SP004 | FD11 | 296 | 121 |
| 비교예 3P | H-H1 | H-E1 | SP004 | - | 13 | 86 |
| 비교예 1F | H-H1 | H-E1 | - | FD11 | 66 | 31 |
상기 표 13, 도 5 및 6을 참조하면, 실시예 3의 유기 발광 소자는 인광 유기 발광 소자(비교예 3P) 및 형광 유기 발광 소자(비교예 1F)에 비해 수명 및 EQE가 크게 증가함을 확인할 수 있다.
평가예 3 : OLED 수명 증가폭의 계산
실시예 1 내지 12, 비교예 1F 및 2F에 대하여, 6000nit에서 초기 휘도 100% 대비 95%의 휘도가 되는데 걸리는 시간(T95)을 측정하였다. 그 다음, 하기 식 L을 통해 실시예 1 내지 12의 수명 증가폭을 계산하여 표 14에 나타내었다.
<식 L>
소자 A의 수명 증가폭 = {소자 A의 T95} / {소자 B의 T95}
| 소자 A | 소자 B | 소자 A의 수명 증가폭 |
| 실시예 1 | 비교예 1F | 5.8 |
| 실시예 2 | 비교예 1F | 4.6 |
| 실시예 3 | 비교예 1F | 22.3 |
| 실시예 4 | 비교예 1F | 9.74 |
| 실시예 5 | 비교예 1F | 5.70 |
| 실시예 6 | 비교예 1F | 1.84 |
| 실시예 7 | 비교예 1F | 4.17 |
| 실시예 8 | 비교예 2F | 1.5 |
| 실시예 9 | 비교예 1F | 11.3 |
| 실시예 10 | 비교예 2F | 6.14 |
| 실시예 11 | 비교예 1F | 5.74 |
| 실시예 12 | 비교예 2F | 3.46 |
상기 표 14를 참조하면, 실시예 1 내지 12의 유기 발광 소자는 센서타이저를 비포함하는 비교예 1 F 및 2F의 형광 유기 발광 소자에 비하여 수명이 크게 향상됨을 확인할 수 있다.
평가예 4 : OLED EQE 증가폭의 계산
실시예 1 내지 12, 비교예 1P 내지 6P, 비교예 1T 및 2T에 대하여, 외부 양자 효율(EQE)을 측정하였다. 그 다음, 하기 식 E을 통해 실시예 1 내지 12의 수명 증가폭을 계산하여 표 15에 나타내었다.
<식 E>
소자 C의 EQE 증가폭 = {소자 C의 EQE} / {소자 D의 EQE}
| 소자 C | 소자 D | 소자 C의 EQE 증가폭 |
| 실시예 1 | 비교예 1P | 5.78 |
| 실시예 2 | 비교예 2P | 4.52 |
| 실시예 3 | 비교예 3P | 3.85 |
| 실시예 4 | 비교예 4P | 3.19 |
| 실시예 5 | 비교예 5P | 4.26 |
| 실시예 6 | 비교예 5P | 1.66 |
| 실시예 7 | 비교예 6P | 4.60 |
| 실시예 8 | 비교예 6P | 2.02 |
| 실시예 9 | 비교예 1T | 2.07 |
| 실시예 10 | 비교예 1T | 1.40 |
| 실시예 11 | 비교예 2T | 4.11 |
| 실시예 12 | 비교예 2T | 2.62 |
상기 표 15를 참조하면, 실시예 1 내지 12의 유기 발광 소자는 쿨링 도펀트를 비포함하는 비교예 1P 내지 6P, 1T 및 2T의 인광 또는 TADF 유기 발광 소자에 비하여 수명이 크게 향상됨을 확인할 수 있다.
Claims (22)
- 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고;
상기 유기층은 발광층을 포함하고;
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 백금(Pt)을 포함하는, 유기 발광 소자:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다. - 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 개재된 유기층을 포함하고;
상기 유기층은 발광층을 포함하고;
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 열활성화 지연 형광 에미터를 포함하고,
상기 열활성화 지연 형광 에미터는 금속을 비포함하는, 유기 발광 소자:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
하기 조건 3을 더 만족하는, 유기 발광 소자:
<조건 3>
Tdecay(CD) / Tdecay(S) < 0.5
상기 조건 3 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
하기 조건 4를 더 만족하는, 유기 발광 소자:
<조건 4>
BDE(S) - T1(S) < 3.0 eV
상기 조건 4 중,
BDE(S)는 상기 센서타이저의 결합 해리 에너지 레벨이고;
T1(S)는 상기 센서타이저의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이다. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
하기 조건 5를 더 만족하는, 유기 발광 소자:
<조건 5>
R(Hex)/e10 < 15
상기 조건 5 중,
R(Hex)는 고온 엑시톤 생성률이다. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 호스트, 상기 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 6을 만족하는, 유기 발광 소자:
<조건 6>
T1(H) ≥ T1(S) ≥ S1(CD)
상기 조건 6 중,
T1(H)은 상기 호스트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고;
T1(S)은 상기 센서타이저의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고;
S1(CD)은 상기 쿨링 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발광층은 상기 호스트, 상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저로 이루어진, 유기 발광 소자. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 호스트가 양쪽성 호스트, 전자 수송성 호스트 및/또는 정공 수송성 호스트를 포함하고,
상기 전자 수송성 호스트는 전자 수송성 모이어티를 적어도 하나 포함하고,
상기 정공 수송성 호스트는 전자 수송성 모이어티를 비포함하고,
상기 전자 수송성 모이어티가, 시아노기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 하기 화학식들 중 하나로 표시된 그룹 중에서 선택된, 유기 발광 소자:
상기 화학식 중 *, *' 및 *"은 각각 이웃한 임의의 원자와의 결합 사이트이다. - 제8항에 있어서,
상기 전자 수송성 호스트는 적어도 하나의 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹 및 적어도 하나의 전자 수송성 모이어티를 포함하고,
상기 정공 수송성 호스트는 적어도 하나의 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹을 포함하고, 전자 수송성 모이어티를 비포함하고,
상기 전자 수송성 모이어티는 시아노기 또는 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹인, 유기 발광 소자. - 제9항에 있어서,
상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹은, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹의 축합환 중에서 선택되고,
상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은, 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹의 축합환 중에서 선택되는 , 유기 발광 소자. - 제8항에 있어서,
상기 전자 수송성 호스트는 i) 시아노기, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹 및 트리아진 그룹 중 적어도 하나 및 ii) 트리페닐렌 그룹을 포함하고,
상기 정공 수송성 호스트는 카바졸 그룹을 포함한, 유기 발광 소자. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 쿨링 도펀트의 발광 스펙트럼의 최대 발광 파장은 400nm 이상 및 550nm 이하인, 유기 발광 소자. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 쿨링 도펀트는 금속 원자를 비포함하는, 유기 발광 소자. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 쿨링 도펀트는 나프탈렌-함유 코어, 플루오렌-함유 코어, 스파이로-비플루오렌-함유 코어, 벤조플루오렌-함유 코어, 디벤조플루오렌-함유 코어, 페난트렌-함유 코어, 안트라센-함유 코어, 플루오란텐-함유 코어, 트리페닐렌-함유 코어, 파이렌-함유 코어, 크라이센-함유 코어, 나프타센-함유 코어, 피센-함유 코어, 페릴렌-함유 코어, 펜타펜-함유 코어, 인데노안트라센-함유 코어, 테트라센-함유 코어, 비스안트라센-함유 코어 및 하기 화학식 501-1 내지 501-18로 표시되는 코어 중 하나를 포함하는, 유기 발광 소자:
- 제1항에 있어서,
상기 센서타이저는 하기 화학식 101로 표시되는 유기 금속 화합물을 포함하는, 유기 발광 소자:
<화학식 101>
Pt(L11)n11(L12)n12
상기 화학식 101 중,
L11은 하기 화학식 1-1 내지 1-4로 표시되는 리간드이고;
L12는 1자리(monodentate) 리간드 및 2자리(bidentate) 리간드 중에서 선택되고;
n11은 1이고,
n12는 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
상기 화학식 1-1 내지 1-4 중,
A1 내지 A4는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹, 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹 및 비고리형(non-cyclic) 그룹 중에서 선택되고,
Y11 내지 Y14는 서로 독립적으로, 화학 결합, O, S, N(R91), B(R91), P(R91) 또는 C(R91)(R92)이고,
T1 내지 T4는 서로 독립적으로, 단일 결합, 이중 결합, *-N(R93)-*', *-B(R93)-*', *-P(R93)-*', *-C(R93)(R94)-*', *-Si(R93)(R94)-*', *-Ge(R93)(R94)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R93)=*', *=C(R93)-*', *-C(R93)=C(R94)-*', *-C(=S)-*' 및 *-C≡C-*' 중에서 선택되고,
상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹의 치환기, 치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹의 치환기 및 R91 내지 R94는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 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, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되되, 상기 치환된 C5-C30카보시클릭 그룹의 치환기 및 치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹의 치환기는 수소가 아니고,
*1, *2, *3 및 *4는 M11과의 결합 사이트이고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다. - 제2항에 있어서,
상기 센서타이저는 하기 조건 7을 만족하는, 유기 발광 소자:
<조건 7>
ΔEST ≤ 0.3 eV
상기 조건 7 중,
ΔEST는 상기 센서타이저의 최저 여기 일중항 에너지 레벨 및 최저 여기 삼중항 에너지 레벨의 차이다. - 제2항에 있어서,
상기 센서타이저는 하기 화학식 201 또는 202로 표시되는, 유기 발광 소자:
<화학식 201> <화학식 202>
상기 화학식 201 및 202 중,
A21은 억셉터기이고,
D21은 도너기이고,
m21은 1, 2 또는 3이고, n21은 1, 2, 또는 3이되,
상기 화학식 201 중 n21 및 m21의 합은 6 이하이고, 상기 화학식 202 중 n21 및 m21의 합은 5 이하이고;
R21은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -SF5, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 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 C7-C60알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알킬헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되고, 복수개의 R21은 선택적으로(optionally), 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C7-C60알킬아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, C1-C60헤테로아릴기, C2-C60알킬헤테로아릴기, C1-C60헤테로아릴옥시기, C1-C60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기 및 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기 및 C6-C60아릴기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C6-C60아릴기 중에서 선택된다. - 제17항에 있어서,
A21은 치환 또는 비치환된 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹이고;
D21은 -F, 시아노기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹;
-F 및 시아노기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C1-C60알킬기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹; 및
중수소, C1-C60알킬기, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹 및 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹; 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹; 중에서 선택되고;
상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹은 벤젠 그룹, 헵탈렌 그룹, 인덴 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로젠 그룹, 오발렌 그룹, 피롤 그룹, 이소인돌 그룹, 인돌 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 설폰(dibenzothiophene sulfone) 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹 및 트라이인돌로벤젠 그룹; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 질소-비함유 시클릭 그룹의 축합환; 중에서 선택되고;
π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹은 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 시클릭 그룹으로서, 예를 들면, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 피리미딘 그룹, 인다졸 그룹, 푸린(purine) 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤즈이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹, 아자카바졸 그룹, 및 벤즈이미다졸로벤즈이미다졸; 및 2 이상의 상기 π 전자 결핍성 함질소 시클릭 그룹의 축합환; 중에서 선택된다. - 제1전극; 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 적어도 하나의 발광층을 포함한, m개의 발광 유닛들; 및
상기 m개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 배치되고, n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한, m-1개의 전하 생성층;
을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 Pt를 포함하는, 유기 발광 소자:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다. - 제1전극; 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되고, 적어도 하나의 발광층을 포함한, m개의 발광 유닛들; 및
상기 m개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 배치되고, n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한, m-1개의 전하 생성층;
을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 열활성화 지연 형광 에미터를 포함하고,
상기 열활성화 지연 형광 에미터는 금속을 비포함하는, 유기 발광 소자:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다. - 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 m개의 발광층; 을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 Pt를 포함하는, 유기 발광 소자:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다. - 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 m개의 발광층; 을 포함하고,
상기 m은 2 이상의 정수이고,
상기 m개의 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광층 중 적어도 하나의 발광층에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이하고,
상기 발광층은 호스트, 쿨링 도펀트 및 센서타이저를 포함하고;
상기 쿨링 도펀트 및 상기 센서타이저는 하기 조건 1 및 2를 만족하고,
상기 센서타이저는 열활성화 지연 형광 에미터를 포함하고,
상기 열활성화 지연 형광 에미터는 금속을 비포함하는, 유기 발광 소자:
<조건 1>
Tdecay(CD) < Tdecay(S)
<조건 2>
Tdecay(CD) < 1.5 μs
상기 조건 1 및 2 중,
Tdecay(CD)는 상기 쿨링 도펀트의 감쇠 시간(decay time)이고;
Tdecay(S)는 상기 센서타이저의 감쇠 시간이다.
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|---|---|---|---|
| EP20166748.2A EP3739645B1 (en) | 2019-03-29 | 2020-03-30 | Organic light-emitting device |
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|---|---|---|---|
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| KR20190037245 | 2019-03-29 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200115134A true KR20200115134A (ko) | 2020-10-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11539012B2 (en) | 2019-11-29 | 2022-12-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic light-emitting device |
| KR102566290B1 (ko) * | 2022-09-05 | 2023-08-10 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 |
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2020
- 2020-03-05 KR KR1020200027986A patent/KR20200115134A/ko not_active Application Discontinuation
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| US11539012B2 (en) | 2019-11-29 | 2022-12-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic light-emitting device |
| KR102566290B1 (ko) * | 2022-09-05 | 2023-08-10 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |