KR20210098361A - 발광 소자 및 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트를 포함한 발광층을 구비한 발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치가 개시된다.
Description
발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치에 관한 것이다.
발광 소자, 예를 들면, 유기 발광 소자는 기판 상부에 제1전극이 배치되어 있고, 상기 제1전극 상부에 정공 수송 영역(hole transport region), 발광층, 전자 수송 영역(electron transport region) 및 제2전극이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 제1전극으로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 제2전극으로부터 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.
구동 전압이 낮고, 외부 양자 효율이 우수하고, 수명 특성이 향상된 발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
제1전극;
상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함한 중간층;
을 포함하고,
상기 발광층은 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트를 포함하고,
상기 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트는 각각 서로 상이하고,
상기 제1도펀트는 인광 도펀트이고,
상기 제2도펀트의 스토크스 이동(Stoke's shift 또는 Stokes shift)은 15nm 이하이고,
상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼(emission spectrum)과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼(absoprtion spectrum)의 스펙트럼 오버랩 적분값(spectral overlap integral)이 1.5 x 1015 M-1cm-1nm4 이상이고,
상기 스펙트럼 오버랩 적분값은 하기 <식 1>에 의하여 평가된, 발광 소자가 제공된다:
<식 1>
상기 <식 1> 중,
J(λ)는, M-1cm-1nm4 단위의(in units of M-1cm-1nm4), 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼의 스펙트럼 오버랩 적분값이고,
ε(λ)는, M-1cm-1 단위의, 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼으로부터 산출된 상기 제2도펀트의 몰 흡광 계수이고,
λ는, nm 단위의, 상기 발광 스펙트럼 및 상기 흡수 스펙트럼의 파장이고(the wavelength in units of nm),
FD(λ)는 면적 1로 정규화된 파장-종속 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼(the wavelength dependent on the emission spectrum of the first dopant normalized to an area of 1)이고,상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼은, 상기 제1도펀트의 5 μM (5 μmol/L) 톨루엔 용액에 대하여 상온에서 평가된 발광 스펙트럼이고,
상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼은, 상기 제2도펀트의 5 μM (5 μmol/L) 톨루엔 용액에 대하여 상온에서 평가된 흡수 스펙트럼이다.
다른 측면에 따르면, 상기 발광 소자를 포함한 전자 장치가 제공된다.
상기 발광 소자는 구동 전압이 낮고, 높은 외부 양자 효율 및 장수명을 갖는다. 또한, 상기 발광 소자를 이용하여 고품위의 전자 장치를 제작할 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 구현예를 따르는 전자 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 구현예를 따르는 전자 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 화합물 D1-1, D1-2 및 D1-3 각각의 발광 스펙트럼("D1-1", "D1-2", "D1-3") 및 화합물 D2-1의 흡수 스펙트럼("D2-1(Abs)")을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 구현예를 따르는 전자 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 다른 구현예를 따르는 전자 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 화합물 D1-1, D1-2 및 D1-3 각각의 발광 스펙트럼("D1-1", "D1-2", "D1-3") 및 화합물 D2-1의 흡수 스펙트럼("D2-1(Abs)")을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 구현예를 가질 수 있는 바, 특정 구현예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구현예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 구현예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 구현예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 구현예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 구현예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 배치되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서 중 "(중간층이) 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다"란, "(중간층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
상기 발광 소자는, 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함한 중간층;을 포함하고, 상기 발광층은 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트를 포함할 수 있다.
상기 발광층에 포함된 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트는 각각 서로 상이할 수 있다.
상기 호스트는 상기 제1도펀트 및 제2도펀트와 상이한 임의의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 호스트 구체예에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
상기 제1도펀트는 인광 도펀트일 수 있다. 즉, 상기 제1도펀트는 인광 방출 메커니즘에 따라 인광을 방출할 수 있는 임의의 화합물일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1도펀트는 전이 금속-함유 유기금속 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 전이 금속은, 1주기 전이 금속, 2주기 전이 금속 또는 3주기 전이 금속일 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 전이 금속은 원자량이 40 이상인 금속일 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 전이 금속은, 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb), 툴륨(Tm) 또는 로듐(Rh)일 수 있다.
상기 제2도펀트의 스토크스 이동은 15nm 이하일 수 있다.
예를 들어, 상기 제2도펀트의 스토크스 이동은 5nm 내지 15nm일 수 있다.
한편, 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼(emission spectrum)과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼(absoprtion spectrum)의 스펙트럼 오버랩 적분값(spectral overlap integral)은 1.5 x 1015 M-1cm-1nm4 이상일 수 있다. 상기 스펙트럼 오버랩 적분값은 하기 <식 1>에 의하여 평가될 수 있다:
<식 1>
상기 <식 1> 중,
J(λ)는, M-1cm-1nm4 단위의(in units of M-1cm-1nm4), 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼의 스펙트럼 오버랩 적분값이고,
ε(λ)는, M-1cm-1 단위의, 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼으로부터 산출된 상기 제2도펀트의 몰 흡광 계수이고,
λ는, nm 단위의, 상기 발광 스펙트럼 및 상기 흡수 스펙트럼의 파장이고(the wavelength in units of nm),
FD(λ)는 면적 1로 정규화된 파장-종속 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼(the wavelength dependent on the emission spectrum of the first dopant normalized to an area of 1)이고,상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼은, 상기 제1도펀트의 5 μM (5 μmol/L) 톨루엔 용액에 대하여 상온에서 평가된 발광 스펙트럼이고,
상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼은, 상기 제2도펀트의 5 μM (5 μmol/L) 톨루엔 용액에 대하여 상온에서 평가된 흡수 스펙트럼이다.
일 구현예에 따르면, 상기 스펙트럼 오버랩 적분값은 1.5 x 1015 M-1cm-1nm4 내지 2.0 x 1015 M-1cm-1nm4일 수 있다.
상기 제1도펀트에 대한 상기 제2도펀트의 Fㆆrster radius은 4.5nm 이상, 예를 들면, 5nm 내지 10nm일 수 있다. 상기 제1도펀트에 대한 상기 제2도펀트의 푀스터 반경(Fㆆster radius)이 상술한 바와 같은 범위를 만족함으로써, 제1도펀트에서 제2도펀트로의 엑시톤 전달 효율이 향상되어, 상기 발광 소자의 발광 효율 및/또는 수명이 향상될 수 있다.
상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장은 430nm 내지 470nm일 수 있다. 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장은 본 명세서에 기재된 바와 같은 방법으로 평가된 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼으로부터 관찰된 것일 수 있다.
상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장은 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼 중 흡수 피크 파장보다 클 수 있다. 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장 및 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼 중 흡수 피크 파장은 각각 본 명세서에 기재된 바와 같은 방법으로 평가된 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 및 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼으로부터 관찰된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼 중 흡수 피크 파장 간의 차이의 절대값은 5nm 내지 50nm일 수 있다.
상기 제1도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨(T1)은 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨(S1) 이상일 수 있다(즉, 크거나 동일할 수 있음). 상기 제1도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨은 상기 제1도펀트의 용액(예를 들면, 톨루엔 용액)에 대한 상온 발광 스펙트럼과 저온 발광 스펙트럼을 비교하여 산출된 것일 수 있고, 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨은 상기 제2도펀트의 상온 발광 스펙트럼으로부터 산출된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨과 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨 간의 차이의 절대값은 0.0eV 내지 1.0eV, 예를 들면, 0.0eV 내지 0.3eV일 수 있다. 상기 제1도펀트에 최저 여기 삼중항 에너지 레벨 및 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이 상술한 바와 같은 관계를 만족할 경우, 제1도펀트에서 제2도펀트로의 엑시톤이 용이하게 전달되어, 상기 발광 소자의 발광 효율 및/또는 수명이 향상될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨(T1)에서 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨(S1)로 엑시톤이 전이되고, 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨(S1)에서의 엑시톤이 기저 상태(ground state)로 전이되면서, 상기 발광층으로부터 광이 방출될 수 있다. 이 때, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 제2도펀트로부터 방출되는 발광 성분의 비율은 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상 및 100% 이하일 수 있다. 한편, 상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 제1도펀트로부터 방출되는 발광 성분의 비율은 20% 미만, 예를 들면, 0% 이상 및 20% 미만일 수 있다.
상기 제2도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장은 420nm 이상 470nm 이하일 수 있다. 상기 제2도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장은 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장 관찰 방법과 동일한 방법을 이용하여 관찰된 것일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층은 420nm 내지 470nm의 발광 피크 파장을 갖는 청색광을 방출할 수 있다. 다른 구현예에 따르면, 상기 발광층은 0.115 내지 0.135(예를 들면, 0.120 내지 0.130)의 CIEx 색좌표 및 0.120 내지 0.140(예를 들면, 0.125 내지 0.135)의 CIEy 색좌표를 갖는 청색광을 방출할 수 있다. 상기 청색광의 전체 발광 성분 중 80% 이상, 예를 들면, 90% 이상 및 100% 이하는, 상기 제2도펀트로부터 방출된 광일 수 있다.
상기 제1도펀트의 함량과 상기 제2도펀트의 함량의 합은 상기 호스트의 함량보다 작을 수 있다. 상기 함량은 중량일 수 있다. 예를 들어, 제1도펀트의 함량과 상기 제2도펀트의 함량의 합은 상기 발광층 100중량부 당 0.1 중량부 내지 30중량부, 1 중량부 내지 20중량부, 또는 5중량부 내지 15중량부일 수 있다.
상기 발광층 중 제1도펀트와 상기 제2도펀트의 중량비는 1 : 9 내지 9 : 1, 2 : 8 내지 8 : 2, 3 : 7 내지 7 : 3 또는 4 : 6 내지 6 : 4의 범위일 수 있다.
상기 발광층 중 제1도펀트와 상기 제2도펀트의 함랑 및 중량비가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 퀀칭이 실질적으로 방지되어, 우수한 발광 효율 및/또는 수명을 갖는 발광 소자를 구현할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층은 상술한 바와 같은 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트로 이루어질 수 있다(consist of).
상술한 바와 같이 상기 발광 소자의 발광층은 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트를 포함하되,
a) 상기 제1도펀트는 인광 도펀트이고,
b) 상기 제2도펀트의 스토크스 이동은 15nm 이하이고,
c) 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼의 스펙트럼 오버랩 적분값이 1.5 x 1015 M-1cm-1nm4 이상인 조건을 만족함으로써,
제1도펀트에서 제2도펀트로의 
resonance energy transfer(FRET) 효율이 향상되고, 제1도펀트에 대한 제2도펀트의 
radius가 증가하여, 상기 발광 소자의 발광 효율(예를 들면, 외부 양자 효율) 및 수명이 향상될 수 있다.
상기 발광 소자 중,
상기 제1전극은 애노드이고,
상기 제2전극은 캐소드이고,
상기 중간층은 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 배치된 정공 수송 영역 및 상기 발광층과 상기 제2전극 사이에 배치된 전자 수송 영역을 더 포함하고,
상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 전자 저지층 또는 이의 임의의 조합을 포함하고,
상기 전자 수송 영역은, 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층, 전자 주입층 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 발광 소자는 제1전극의 외측 또는 제2전극의 외측에 배치된 캡핑층을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 발광 소자는 제1전극의 외측에 배치된 제1캡핑층 및 제2전극의 외측에 배치된 제2캡핑층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 제1캡핑층 및/또는 제2캡핑층에 대한 보다 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 측면에 따르면, 상술한 바와 같은 발광 소자를 포함한 전자 장치가 제공된다. 상기 전자 장치는 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 장치는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 발광 소자의 제1전극은 상기 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 상기 전자 장치는, 컬러 필터, 색변환층, 터치스크린층, 편광층, 또는 이의 임의의 조합을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 장치에 대한 보다 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
[도 1에 대한 설명]
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 발광 소자(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 상기 발광 소자(10)는 제1전극(110), 중간층(130) 및 제2전극(150)을 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예를 따르는 발광 소자(10)의 구조 및 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
[제1전극(110)]
도 1의 제1전극(110)의 하부 또는 제2전극(150)의 상부에는 기판이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기판으로는, 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 또는, 상기 기판은 가요성 기판일 수 있으며, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphtalate), 폴리아릴레이트(PAR; polyarylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 또는 이의 임의의 조합과 같이, 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 제1전극(110)은, 예를 들면, 상기 기판 상부에, 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(110)이 애노드일 경우, 제1전극용 물질로서, 정공 주입이 용이한 고일함수 물질을 이용할 수 있다.
상기 제1전극(110)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 투과형 전극인 제1전극(110)을 형성하기 위하여, 제1전극용 물질로서, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 또는 이의 임의의 조합을 이용할 수 있다. 또는, 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 제1전극(110)을 형성하기 위하여, 제1전극용 물질로서, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 또는 이의 임의의 조합을 이용할 수 있다.
상기 제1전극(110)은 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(110)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있다.
[중간층(130)]
상기 제1전극(110) 상부에는 중간층(130)이 배치되어 있다. 상기 중간층(130)은 발광층을 포함한다.
상기 중간층(130)은, 상기 제1전극(110)과 상기 발광층 사이에 배치된 정공 수송 영역(hole transport region) 및 상기 발광층과 상기 제2전극(150) 사이에 배치된 전자 수송 영역(electron transport region)을 더 포함할 수 있다.
상기 중간층(130)은 각종 유기물 외에, 양자점과 같은 무기물 등도 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 중간층(130)은, i) 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(150) 사이에 순차적으로 적층되어 있는 2 이상의 발광 단위(emitting unit) 및 ii) 상기 2개의 발광 단위 사이에 배치된 전하 생성층(chrge generation layer)을 포함할 수 있다. 상기 중간층(130)이 상술한 바와 같은 발광 단위 및 전하 생성층을 포함할 경우, 상기 발광 소자(10)는 탠덤(tandem) 발광 소자일 수 있다.
[중간층(130) 중 정공 수송 영역]
상기 정공 수송 영역은, i) 단일 물질로 이루어진(consist of) 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조, ii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 전자 저지층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역은, 제1전극(110)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층/발광 보조층, 정공 주입층/발광 보조층, 정공 수송층/발광 보조층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 정공 수송 영역은, 하기 화학식 201로 표시되는 화합물, 하기 화학식 202로 표시되는 화합물, 또는 이의 임의의 조합(any combination thereof)을 포함할 수 있다:
<화학식 201>
<화학식 202>
상기 화학식 201 및 202 중,
L201 내지 L204는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
L205은, *-O-*', *-S-*', *-N(Q201)-*', 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C20알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xa1 내지 xa4는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수 중 하나이고,
xa5는 1 내지 10의 정수 중 하나이고,
R201 내지 R204 및 Q201은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
R201과 R202는, 선택적으로(optionally) 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C5알킬렌기 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C5알케닐렌기를 통하여 서로 연결되어, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C8-C60 폴리시클릭 그룹(예를 들면, 카바졸 그룹 등)을 형성할 수 있고(예를 들면, 하기 화합물 HT16 등을 참조함),
R203과 R204는, 선택적으로(optionally) 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C5알킬렌기 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C5알케닐렌기를 통하여 서로 연결되어, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C8-C60 폴리시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
na1은 1 내지 4의 정수 중 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 하기 화학식 CY201 내지 CY217로 표시된 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
상기 화학식 CY201 내지 CY217 중, R10b 및 R10c에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R10a에 대한 설명을 참조하고, 고리 CY201 내지 고리 CY204는 서로 독립적으로, C3-C20카보시클릭 그룹 또는 C1-C20헤테로시클릭 그룹이고, 상기 화학식 CY201 내지 CY217 중 적어도 하나의 수소는 본 명세서에 기재된 바와 같은 R10a로 치환 또는 비치환될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 CY201 내지 CY217 중 고리 CY201 내지 고리 CY204는 서로 독립적으로, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 페난트렌 그룹 또는 안트라센 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹 중 적어도 하나 및 상기 화학식 CY204 내지 CY217로 표시된 그룹 중 적어도 하나를 각각 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 중 xa1은 1이고, R201은 상기 화학식 CY201 내지 CY203 중 하나로 표시된 그룹이고, xa2는 0이고, R202는 상기 화학식 CY204 내지 CY207 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹을 비포함할 수 있다.
또 다른 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹을 비포함하고, 상기 화학식 CY204 내지 CY217로 표시된 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY217로 표시된 그룹을 비포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역은 하기 화합물 HT1 내지 HT46 중 하나, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB(NPD), β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, 메틸화된-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine (4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민)), 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 sulfonic acid (폴리아닐린/캠퍼술폰산)), PANI/PSS (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)), 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 50Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 4000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 경우, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 9000Å, 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 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 발광 보조층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시키는 역할을 하는 층이고, 상기 전자 저지층은 발광층으로부터 정공 수송 영역으로의 전자 유출(leakage)을 방지하는 역할을 하는 층이다. 상술한 정공 수송 영역에 포함될 수 있는 물질이 발광 보조층 및 전자 저지층에 포함될 수 있다.
[p-도펀트]
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산(예를 들면, 전하-생성 물질로 이루어진(consist of) 단일층 형태)되어 있을 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다.
예를 들어, 상기 p-도펀트의 LUMO 에너지 레벨은 -3.5eV 이하일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 p-도펀트는, 퀴논 유도체, 시아노기-함유 화합물, 원소 EL1 및 원소 EL2-함유 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 퀴논 유도체의 예는, TCNQ, F4-TCNQ 등을 포함할 수 있다.
상기 시아노기-함유 화합물의 예는 HAT-CN, 하기 화학식 221로 표시된 화합물 등을 포함할 수 있다.
<화학식 221>
상기 화학식 221 중,
R221 내지 R223은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 R221 내지 R223 중 적어도 하나는 서로 독립적으로, 시아노기; -F; -Cl; -Br; -I; 시아노기, -F, -Cl, -Br, -I, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된 C1-C20알킬기; 또는 이의 임의의 조합;으로 치환된, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
상기 원소 EL1 및 원소 EL2-함유 화합물 중, 원소 EL1은 금속, 준금속, 또는 이의 조합이고, 원소 EL2는 비금속, 준금속, 또는 이의 조합일 수 있다.
상기 금속의 예는, 알칼리 금속(예를 들면, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 등); 알칼리 토금속(예를 들면, 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등); 전이 금속(예를 들면, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오브(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 테크네튬(Tc), 레늄(Re), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 등); 전이후 금속(예를 들면, 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn) 등); 란타나이드 금속(예를 들면, 란타넘(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 어븀(Er), 툴륨(Tm), 이터븀(Yb), 루테늄(Ru) 등); 등을 포함할 수 있다.
상기 준금속의 예는, 실리콘(Si), 안티모니(Sb), 텔루륨(Te) 등을 포함할 수 있다.
상기 비금속의 예는, 산소(O), 할로겐(예를 들면, F, Cl, Br, I 등) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 원소 EL1 및 원소 EL2-함유 화합물은, 금속 산화물, 금속 할로겐화물(예를 들면, 금속 불화물, 금속 염화물, 금속 브롬화물, 금속 요오드화물 등), 준금속 할로겐화물(예를 들면, 준금속 불화물, 준금속 염화물, 준금속 브롬화물, 준금속 요오드화물 등), 금속 텔루라이드, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 금속 산화물의 예는, 텅스텐 옥사이드(예를 들면, WO, W2O3, WO2, WO3, W2O5 등), 바나듐 옥사이드(예를 들면, VO, V2O3, VO2, V2O5 등), 몰리브덴 옥사이드(MoO, Mo2O3, MoO2, MoO3, Mo2O5 등), 레늄 옥사이드(예를 들면, ReO3 등) 등을 포함할 수 있다.
상기 금속 할로겐화물의 예는, 알칼리 금속 할로겐화물, 알칼리 토금속 할로겐화물, 전이 금속 할로겐화물, 전이후 금속 할로겐화물, 란타나이드 금속 할로겐화물 등을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속 할로겐화물의 예는, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, LiBr, NaBr, KBr, RbBr, CsBr, LiI, NaI, KI, RbI, CsI 등을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 토금속 할로겐화물의 예는, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, BeCl2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2, BeBr2, MgBr2, CaBr2, SrBr2, BaBr2, BeI2, MgI2, CaI2, SrI2, BaI2 등을 포함할 수 있다.
상기 전이 금속 할로겐화물의 예는, 티타늄 할로겐화물(예를 들면, TiF4, TiCl4, TiBr4, TiI4 등), 지르코늄 할로겐화물(예를 들면, ZrF4, ZrCl4, ZrBr4, ZrI4 등), 하프늄 할로겐화물(예를 들면, HfF4, HfCl4, HfBr4, HfI4 등), 바나듐 할로겐화물(예를 들면, VF3, VCl3, VBr3, VI3 등), 니오브 할로겐화물(예를 들면, NbF3, NbCl3, NbBr3, NbI3 등), 탄탈 할로겐화물(예를 들면, TaF3, TaCl3, TaBr3, TaI3 등), 크롬 할로겐화물(예를 들면, CrF3, CrCl3, CrBr3, CrI3 등), 몰리브덴 할로겐화물(예를 들면, MoF3, MoCl3, MoBr3, MoI3 등), 텅스텐 할로겐화물(예를 들면, WF3, WCl3, WBr3, WI3 등), 망간 할로겐화물(예를 들면, MnF2, MnCl2, MnBr2, MnI2 등), 테크네튬 할로겐화물(예를 들면, TcF2, TcCl2, TcBr2, TcI2 등), 레늄 할로겐화물(예를 들면, ReF2, ReCl2, ReBr2, ReI2 등), 철 할로겐화물(예를 들면, FeF2, FeCl2, FeBr2, FeI2 등), 루테늄 할로겐화물(예를 들면, RuF2, RuCl2, RuBr2, RuI2 등), 오스뮴 할로겐화물(예를 들면, OsF2, OsCl2, OsBr2, OsI2 등), 코발트 할로겐화물(예를 들면, CoF2, CoCl2, CoBr2, CoI2 등), 로듐 할로겐화물(예를 들면, RhF2, RhCl2, RhBr2, RhI2 등), 이리듐 할로겐화물(예를 들면, IrF2, IrCl2, IrBr2, IrI2 등), 니켈 할로겐화물(예를 들면, NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2 등), 팔라듐 할로겐화물(예를 들면, PdF2, PdCl2, PdBr2, PdI2 등), 백금 할로겐화물(예를 들면, PtF2, PtCl2, PtBr2, PtI2 등), 구리 할로겐화물(예를 들면, CuF, CuCl, CuBr, CuI 등), 은 할로겐화물(예를 들면, AgF, AgCl, AgBr, AgI 등), 금 할로겐화물(예를 들면, AuF, AuCl, AuBr, AuI 등) 등을 포함할 수 있다.
상기 전이후 금속 할로겐화물의 예는, 아연 할로겐화물(예를 들면, ZnF2, ZnCl2, ZnBr2, ZnI2 등), 인듐 할로겐화물(예를 들면, InI3 등), 주석 할로겐화물(예를 들면, SnI2 등), 등을 포함할 수 있다.
상기 란타나이드 금속 할로겐화물의 예는, YbF, YbF2, YbF3, SmF3, YbCl, YbCl2, YbCl3, SmCl3, YbBr, YbBr2, YbBr3, SmBr3, YbI, YbI2, YbI3, SmI3 등을 포함할 수 있다.
상기 준금속 할로겐화물의 예는, 안티모니 할로겐화물(예를 들면, SbCl5 등) 등을 포함할 수 있다.
상기 금속 텔루라이드의 예는, 알칼리 금속 텔루라이드(예를 들면, Li2Te, Na2Te, K2Te, Rb2Te, Cs2Te 등), 알칼리 토금속 텔루라이드(예를 들면, BeTe, MgTe, CaTe, SrTe, BaTe 등), 전이 금속 텔루라이드(예를 들면, TiTe2, ZrTe2, HfTe2, V2Te3, Nb2Te3, Ta2Te3, Cr2Te3, Mo2Te3, W2Te3, MnTe, TcTe, ReTe, FeTe, RuTe, OsTe, CoTe, RhTe, IrTe, NiTe, PdTe, PtTe, Cu2Te, CuTe, Ag2Te, AgTe, Au2Te 등), 전이후 금속 텔루라이드(예를 들면, ZnTe 등), 란타나이드 금속 텔루라이드 (예를 들면, LaTe, CeTe, PrTe, NdTe, PmTe, EuTe, GdTe, TbTe, DyTe, HoTe, ErTe, TmTe, YbTe, LuTe 등) 등을 포함할 수 있다.
[중간층(130) 중 발광층]
상기 발광 소자(10)가 풀 컬러 발광 소자일 경우, 발광층은, 개별 부화소별로, 적색 발광층, 녹색 발광층 및/또는 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 중 2 이상의 층이 접촉 또는 이격되어 적층된 구조를 갖거나, 적색광 방출 물질, 녹색광 방출 물질 및 청색광 방출 물질 중 2 이상의 물질이 층구분 없이 혼합된 구조를 가져, 백색광을 방출할 수 있다.
상기 발광층은 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트를 포함할 수 있다. 상기 발광층, 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 발광층에 포함될 수 있는 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트의 구체예에 대한 설명은 후술하는 바를 참조한다.
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.
[호스트]
일 구현예에 따르면, 상기 호스트는 정공 수송성 화합물일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 호스트는 전자 수송성 화합물일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 호스트는 제1호스트 및 제2호스트를 포함하고, 상기 제1호스트와 상기 제2호스트는 서로 상이하되, i) 상기 제1호스트는 정공 수송성 화합물이고, 상기 제2호스트는 전자 수송성 화합물이거나, ii) 상기 제1호스트 및 제2호스트 모두 정공 수송성 화합물이거나, iii) 상기 제1호스트 및 제2호스트 모두 전자 수송성 화합물일 수 있다. 상기 제1호스트와 제2호스트는 엑시플렉스를 형성할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 호스트는 상기 제1도펀트와 엑시플렉스(exciplex)를 형성할 수 있다.
본 명세서 중 정공 수송성 화합물은 전자 수송성 모이어티를 비포함한 화합물일 수 있다.
본 명세서 중 전자 수송성 화합물은 적어도 하나의 전자 수송성 모이어티를 포함한 화합물일 수 있다.
본 명세서 중, "전자 수송성 모이어티"는 시아노기, 포스핀 옥사이드기, 설폭사이드기, 설포네이트기, π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹(π electron-deficient nitrogen-containing C1-C60 cyclic group) 등), 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 호스트, 제1호스트 및 제2호스트는 서로 독립적으로, 하기 화학식 1로 표시된 화합물 또는 화학식 2로 표시된 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 1>
<화학식 2>
상기 화학식 1 및 2 중,
X1은 O, S, N(R3) 또는 C(R3)(R4)이고,
X2는 단일결합, O, S, N(R5) 또는 C(R5)(R6)이고,
고리 A1 및 고리 A2는 서로 독립적으로, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
R1 내지 R6은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -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) 또는 -P(=S)(Q1)(Q2)이고,
a1 및 a2는 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이고,
X31은 N 또는 C(R31)이고; X32은 N 또는 C(R32)이고; X33은 N 또는 C(R33)이고; X34은 N 또는 C(R34)이고; X35은 N 또는 C(R35)이고; X36은 N 또는 C(R36)이되, X31 내지 X36 중 적어도 하나는 N이고;
R31 내지 R36은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
R10a 및 Q1 내지 Q3 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1호스트는 상기 화학식 1로 표시된 화합물을 포함할 수 있고, 상기 제2호스트는 상기 화학식 2로 표시된 화합물을 포함할 수 있다.
또는, 상기 호스트, 제1호스트 및 제2호스트는 서로 독립적으로, 하기 화학식 301로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 301>
[Ar301]xb11-[(L301)xb1-R301]xb21
상기 화학식 301 중,
Ar301 및 L301은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xb11은 1, 2 또는 3이고,
xb1는 0 내지 5의 정수 중 하나이고,
R301은, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, -Si(Q301)(Q302)(Q303), -N(Q301)(Q302), -B(Q301)(Q302), -C(=O)(Q301), -S(=O)2(Q301), 또는 -P(=O)(Q301)(Q302)이고,
xb21는 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
Q301 내지 Q303에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 Q1에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 301 중 xb11이 2 이상일 경우 2 이상의 Ar301은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 301 중 Ar301 및 L301은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 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, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 트리아진 그룹, 페난트롤린 그룹, 디아졸 그룹, 또는 트리아졸 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 301의 R301 중 적어도 하나는, -N(Q301)(Q302)일 수 있다.
다른 예로서, 상기 호스트, 제1호스트 및 제2호스트는 서로 독립적으로, 하기 화학식 301-1로 표시된 화합물, 하기 화학식 301-2로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
<화학식 301-1>
<화학식 301-2>
상기 화학식 301-1 내지 301-2 중,
고리 A301 내지 고리 A304는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
X301은 O, S, N-[(L304)xb4-R304], C(R304)(R305), 또는 Si(R304)(R305)이고,
xb22 및 xb23은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고,
L301, xb1 및 R301에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
L302 내지 L304에 대한 설명은 서로 독립적으로, 상기 L301에 대한 설명을 참조하고,
xb2 내지 xb4에 대한 설명은 서로 독립적으로, 상기 xb1에 대한 설명을 참조하고,
R302 내지 R305 및 R311 내지 R314에 대한 설명은 각각 상기 R301에 대한 설명을 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 고리 A301 내지 고리 A304는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 페난트렌 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 인덴 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 인돌 그룹, 카바졸 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 퓨란 그룹, 벤조퓨란 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 나프토퓨란 그룹, 벤조나프토퓨란 그룹, 디나프토퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 나프토티오펜 그룹, 벤조나프토티오펜 그룹 또는 디나프토티오펜 그룹일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 호스트는 알칼리토 금속 착체, 전이후 금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트는 Be 착체(예를 들면, 하기 화합물 H55), Mg 착체, Zn 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 호스트는 하기 화합물 H1 내지 H130 중 하나, ADN (9,10-Di(2-naphthyl)anthracene), MADN (2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), TBADN (9,10-di-(2-naphthyl)-2-t-butyl-anthracene), CBP (4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl), mCP (1,3-di-9-carbazolylbenzene), TCP (1,3,5-tri(carbazol-9-yl)benzene), mCBP (3,3′-Di(9H-carbazol-9-yl)-1,1′-biphenyl), 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
[발광층 중 도펀트]
상기 제1도펀트는 이리듐 또는 백금; 및 적어도 하나의 유기 리간드를 포함하고, 상기 유기 리간드는 2자리(bidentate) 유기 리간드, 3자리(tridentate) 유기 리간드 또는 4자리(tetradentate) 유기 리간드인, 유기금속 화합물일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1도펀트는 백금 및 4자리 리간드(tetradentate ligand)를 포함한 유기금속 화합물일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제1도펀트는 하기 화학식 40으로 표시된 유기금속 화합물, 하기 화학식 50으로 표시된 유기금속 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
<화학식 40>
<화학식 50>
상기 화학식 40 및 50 중,
M4 및 M5는 서로 독립적으로, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb) 또는 툴륨(Tm)이고,
n51은 1, 2 또는 3이고,
Ln52는 유기 리간드이고,
n52는 0, 1 또는 2이고,
Y41 내지 Y44, Y51 및 Y52는 서로 독립적으로, N 또는 C이고,
고리 A41 내지 고리 A44, 고리 A51 및 고리 A52는 서로 독립적으로, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
T41 내지 T44, T51 및 T52는 서로 독립적으로, 화학 결합(예를 들면, 공유 결합 또는 배위 결합), *-O-*' 또는 *-S-*'이고,
L41 내지 L44 및 L51은 서로 독립적으로, 단일 결합, *-O-*', *-S-*', *-C(R45)(R46)-*', *-C(R45)=*', *=C(R45)-*', *-C(R45)=C(R45)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R45)-*', *-N(R45)-*', *-P(R45)-*', *-Si(R45)(R46)-*', *-P(R45)(R46)-*' 또는 *-Ge(R45)(R46)-*'이고,
m41 내지 m44은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고, m41이 0일 경우 L41은 존재하지 않고, m42가 0일 경우 L42는 존재하지 않고, m43이 0일 경우 L43은 존재하지 않고, m44가 0일 경우 L44는 존재하지 않고, m41 내지 m44 중 2 이상은 0이 아니고,
m51은 1 또는 2이고,
R41 내지 R46, R51 및 R52는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -Si(Q41)(Q42)(Q43), -N(Q41)(Q42), -B(Q41)(Q42), -C(=O)(Q41), -S(=O)2(Q41) 또는 -P(=O)(Q41)(Q42)이고,
R45와 R41; R45와 R42; R45와 R43; 또는 R45와 R44;는 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
b41 내지 b44, b51 및 b52는 서로 독립적으로, 1 내지 8의 정수이고,
상기 * 및 *' 각각은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
상기 R10a에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
상기 Q41 내지 Q43 각각에 대한 설명은 본 명세서 중 Q11에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 40 및 50 중, 상기 M4 및 M5는 서로 독립적으로, Pt, Pd, Cu, Ag, Au, Ir 또는 Os일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 40 및 50 중, 상기 M4 및 M5는 서로 독립적으로, Pt 또는 Ir일 수 있다.
또 다른 예로서, M4는 Pt이고, M5는 Ir일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 40 중,
Y41, Y42 및 Y43은 각각 C이고, Y44는 N이거나;
Y41, Y42 및 Y44은 각각 C이고, Y43는 N이거나;
Y41, Y43 및 Y44은 각각 C이고, Y42는 N이거나;
Y42, Y43 및 Y44은 각각 C이고, Y41은 N이거나;
Y41 및 Y44은 각각 C이고, Y42 및 Y43은 각각 N이거나;
Y41 및 Y44는 각각 N이고, Y42 및 Y43은 각각 C이거나;
Y41 및 Y42은 각각 C이고, Y43 및 Y44은 각각 N이거나;
Y41 및 Y42은 각각 N이고, Y43 및 Y44은 각각 C이거나;
Y41 및 Y43은 각각 C이고, Y42 및 Y44은 각각 N이거나; 또는
Y41 및 Y43은 각각 N이고, Y42 및 Y44은 각각 C일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 50 중,
Y51 및 Y52는 각각 C이거나,
Y51은 N이고 Y52는 C이거나,
Y51은 C이고 Y52는 N이거나,
Y51 및 Y52는 각각 N일 수 있다.
상기 화학식 40 및 50 중, 고리 A41 내지 고리 A44, 고리 A51 및 고리 A52는 서로 독립적으로, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 안트라센 그룹, 페난트렌 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 시클로펜타디엔 그룹, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌(1,2,3,4-tetrahydronaphthalene) 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 실롤 그룹, 인덴 그룹, 플루오렌 그룹, 인돌 그룹, 카바졸 그룹, 벤조퓨란 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 벤조실롤 그룹, 디벤조실롤 그룹, 인데노피리딘 그룹, 인돌로피리딘 그룹, 벤조퓨로피리딘 그룹, 벤조티에노피리딘 그룹, 벤조실롤로피리딘 그룹, 인데노피리미딘 그룹, 인돌로피리미딘 그룹, 벤조퓨로피리미딘 그룹, 벤조티에노피리미딘 그룹, 벤조실롤로피리미딘 그룹, 디히드로피리딘 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 페난트롤린 그룹, 피롤 그룹, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 2,3-디하이드로이미다졸(2,3-dihydroimidazole) 그룹, 트리아졸 그룹, 2,3-디하이드로트리아졸(2,3-dihydrotriazole) 그룹, 옥사졸 그룹, 이소옥사졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 벤조피라졸 그룹, 벤즈이미다졸 그룹, 2,3-디하이드로벤즈이미다졸(2,3-dihydrobenzimidazole) 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 2,3-디하이드로이미다조피리딘(2,3-dihydroimidazopyridine) 그룹, 이미다조피리미딘 그룹, 2,3-디하이드로이미다조피리미딘(2,3-dihydroimidazopyrimidine) 그룹, 이미다조피라진 그룹, 2,3-디하이드로이미다조피라진(2,3-dihydroimidazopyrazine) 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 벤조티아졸 그룹, 벤조옥사디아졸 그룹, 벤조티아디아졸 그룹, 5,6,7,8-테트라히드로이소퀴놀린(5,6,7,8-tetrahydroisoquinoline) 그룹 또는 5,6,7,8-테트라히드로퀴놀린(5,6,7,8-tetrahydroquinoline) 그룹일 수 있다.
일 구현예를에 따르면, 상기 화학식 40 중,
T41 내지 T44가 모두 화학 결합이거나;
T41은 *-O-*' 또는 *-S-*'이고, T42 내지 T44는 화학 결합이거나;
T42은 *-O-*' 또는 *-S-*'이고, T41, T43 및 T44는 화학 결합이거나;
T43는 *-O-*' 또는 *-S-*'이고, T41, T42 및 T44는 화학 결합이거나; 또는
T44는 *-O-*' 또는 *-S-*'이고, T41, T42 및 T43는 화학 결합일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 40 중, T41 내지 T44가 모두 화학 결합일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 50 중 T51 및 T52가 모두 화학 결합일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, Y41과 T41 사이의 결합 또는 Y41과 M4 사이의 결합이 공유 결합 또는 배위 결합일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, Y42와 T42 사이의 결합 또는 Y42와 M4 사이의 결합이 공유 결합 배위 결합일 수 있다.
또 다른 구현예를 따르면, Y43과 T43 사이의 결합 또는 Y43과 M4 사이의 결합이 공유 결합 또는 배위 결합이다.
또 다른 구현예에 따르면, Y44와 T44 사이의 결합 또는 Y44와 M4 사이의 결합이 공유 결합 또는 배위 결합일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, Y51과 T51 사이의 결합 또는 Y51과 M5 사이의 결합이 공유 결합 또는 배위 결합일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, Y52와 T52 사이의 결합 또는 Y52와 M5 사이의 결합이 공유 결합 또는 배위 결합일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, L41 내지 L44 및 L51은 서로 독립적으로, 단일 결합, *-O-*', *-S-*', *-C(R45)(R46)-*', *-C(R45)=*', *=C(R45)-*', *-C(R45)=C(R45)-*', *-C(=O)-*' 또는 *-N(R45)-*'일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 m41은 0이고, m42 내지 m44은 1이고, m51은 1일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 40 및 50 중, R41 내지 R46, R51 및 R52는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 실롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 이소인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 벤조티아졸일기, 벤조이소티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 벤조이소옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 옥사졸로피리디닐기, 티아졸로피리디닐기, 벤조나프티리디닐기, 아자플루오레닐기, 아자스파이로-바이플루오레닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 아자디벤조실롤일기, 인데노피롤일기, 인돌로피롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), -P(=O)(Q31)(Q32), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 실롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 이소인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 벤조티아졸일기, 벤조이소티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 벤조이소옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 옥사졸로피리디닐기, 티아졸로피리디닐기, 벤조나프티리디닐기, 아자플루오레닐기, 아자스파이로-바이플루오레닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 아자디벤조실롤일기, 인데노피롤일기, 인돌로피롤일기, 인데노카바졸일기 또는 인돌로카바졸일기; 또는
-Si(Q41)(Q42)(Q43), -N(Q41)(Q42), -B(Q41)(Q42), -C(=O)(Q41), -S(=O)2(Q41) 또는 -P(=O)(Q41)(Q42);
일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 40 및 50 중, R41 내지 R46, R51 및 R52는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기; 또는
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기 또는 디벤조실롤기;
일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1도펀트는 상기 화학식 40으로 표시된 유기금속 화합물이고, 상기 화학식 40 중 Y41은 C이고, T41은 배위 결합이고, m41은 0이고, m42 내지 m44는 1일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 제1도펀트는 상기 화학식 40으로 표시된 유기금속 화합물이고, 상기 화학식 40 중 Y41은 C이고, T41은 배위 결합이고, m41은 0이고, m42 내지 m44는 1이고, L42 및 L44 각각은 단일 결합이고, L43은 *-O-*', *-S-*', *-C(R45)(R46)-*', 또는 *-N(R45)-*'일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 제1도펀트는 상기 화학식 50으로 표시된 유기금속 화합물이고, 상기 화학식 50 중 Y51은 C이고, T51은 배위 결합일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 제1도펀트는, 하기 화학식 41로 표시된 유기금속 화합물일 수 있다:
<화학식 41>
상기 화학식 41 중 M4, Y41 내지 Y44, 고리 A41 내지 고리 A44, L42 내지 L44, R41 내지 R44 및 b41 내지 b44 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 41 중 
로 표시된 그룹은 하기 화학식 A41-1 내지 A41-6 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
상기 화학식 A41-1 내지 A41-6 중,
*는 상기 화학식 41 중 M4와의 결합 사이트이고,
*'은 상기 화학식 41 중 L44와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 41 중 
로 표시된 그룹은 상기 화학식 A41-2로 표시된 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 41 중 
로 표시된 그룹은 하기 화학식 A42-1 내지 A42-11 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
상기 화학식 A42-1 내지 A42-11 중,
Y42에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
*는 상기 화학식 41 중 M4와의 결합 사이트이고,
*'은 상기 화학식 41 중 L42와의 결합 사이트이다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 41 중 
로 표시된 그룹은 하기 화학식 A43-1 내지 A43-5 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
상기 화학식 A43-1 내지 A43-5 중,
Y43에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
*는 상기 화학식 41 중 M4와의 결합 사이트이고,
*'은 상기 화학식 41 중 L42와의 결합 사이트이고,
*"은 상기 화학식 41 중 L43과의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 41 중 
로 표시된 그룹은 상기 화학식 A43-5로 표시된 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 41 중 
로 표시된 그룹은 하기 화학식 A44-1 내지 A44-4 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
상기 화학식 A44-1 내지 A44-4 중,
Y44에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
*는 상기 화학식 41 중 M4와의 결합 사이트이고,
*'은 상기 화학식 41 중 L44와의 결합 사이트이고,
*"은 상기 화학식 41 중 L43과의 결합 사이트이다.
상기 제1도펀트는 예를 들어, 하기 화합물 PD1 내지 PD25 중 하나, 하기 화합물 40-1 내지 40-14 중 하나, 하기 화합물 50-1 내지 50-84 중 하나, 화합물 D1-1 내지 D1-3 중 하나, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
상기 화합물 PD1 내지 PD25, 화합물 40-1 내지 40-14, 화합물 50-1 내지 50-84 및 화합물 D1-1 내지 D1-3 중, Me는 메틸기를 나타내고, iso-Pr는 이소프로필기를 나타내고, tert-Bu는 t-부틸기를 나타낸다.
한편, 상기 제2도펀트는, 전이 금속을 비포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2도펀트는 형광을 방출할 수 있는 형광 도펀트일 수 있다. 상기 형광은 순간(prompt) 형광 또는 지연(delayed) 형광일 수 있다. 따라서, 상기 제2도펀트는 순간 형광 도펀트, 지연 형광 도펀트, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제2도펀트는 하기 수식 3-2를 만족하는 지연 형광 도펀트일 수 있다:
<수식 3-2>
S1(D2) - T1(D2) ≤ 0.3 eV
상기 수식 3-2 중,
S1(D2)은 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지이고,
T1(D2)은 상기 제2도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지이다.
상기 제2도펀트가 상기 수식 3-2를 만족할 경우, 상기 제2도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지와 최저 여기 일중항 에너지와의 에너지 차이인 △Est가 매우 낮기 때문에 상온에서도 삼중항 여기(excited) 상태로부터 열활성을 통한 일중항 여기 상태로의 역계간전이가 가능하게 된다.
이로 인해, 상기 제2도펀트의 삼중항 상태의 엑시톤이 일중항 여기 상태로 전이되어 형광 발광에 이용될 수 있고, 상기 발광 소자의 형광 발광 효율 및 수명 특성이 향상될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2도펀트는, i) 적어도 하나의 전자 도너(예를 들면, 카바졸 그룹과 같은 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹(π electron-rich C3-C60 cyclic group) 등) 및 적어도 하나의 전자 억셉터(예를 들면, 설폭사이드 그룹, 시아노 그룹, π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹(π electron-deficient nitrogen-containing C1-C60 cyclic group) 등)를 포함한 물질, ii) 붕소(B)를 공유하면서 축합된 2 이상의 시클릭 그룹을 포함한 C8-C60 폴리시클릭 그룹을 포함한 물질 등을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2도펀트는 하기 화학식 11로 표시된 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 11>
(Ar1)n1-(L1)m1-(Ar2)n2
상기 화학식 11 중,
L1은 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
n1 및 n2는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 또는 3이고,
n1과 n2의 합은 1 이상이고,
m1은 0 내지 5의 정수이고,
Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 11A-1로 표시된 그룹, 하기 화학식 11A-2로 표시된 그룹 또는 하기 화학식 11B로 표시된 그룹이고,
<화학식 11A-1>
<화학식 11A-2>
<화학식 11B>
상기 화학식 11A-1, 11A-2 및 11B 중,
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-O-*', *-S-*', *-C(Z1)(Z2)-*', *-N(Z1)-*', *-Si(Z1)(Z2)-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-B(Z1)-*', *-P(Z1)-*' 또는 -P(=O)(Z1)(Z2)-*'이되, 화학식 11A-1의 Y1 및 Y2 중 적어도 하나는 단일 결합이 아니고,
고리 CY1 및 고리 CY2는 서로 독립적으로, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
X1 내지 X3은 서로 독립적으로, C 또는 N이되, 단, X1 내지 X3가 모두 C일 경우 R30 중 적어도 하나는 시아노기이고,
Z1, Z2, R10, R20 및 R30은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)이고,
a10 및 a20은 서로 독립적으로, 1 내지 10의 정수이고,
a30은 1 내지 6의 정수이고,
Z1, Z2, R10, R20 및 R30 중 2 이상은 선택적으로(optionally) 서로 결합하여, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
2 이상의 R30은 선택적으로 서로 결합하여, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
상기 화학식 11A-1의 R10 및 R20 중 적어도 하나는 화학식 11의 L1 또는 Ar1과의 결합 사이트이고,
상기 화학식 11A-2의 *는 화학식 11의 L1 또는 Ar1과의 결합 사이트이고,
상기 화학식 11B에서 R30 중 적어도 하나가 L1 또는 Ar1과의 결합 사이트이고,
상기 R10a, 및 Q1 내지 Q3 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 헤테로시클릭 화합물은 전자주개 모이어티와 전자받개 모이어티가 분리됨으로써 분자 내 궤도 겹침(orbital overlap)을 효과적으로 차단할 수 있으며, 이에 따라 분자의 일중항과 삼중항이 겹치지 않도록 하여 매우 낮은 △Est를 가질 수 있다. 따라서, 상온에서도 삼중항 여기(excited) 상태로부터 열활성을 통한 일중항 여기 상태로의 역계간전이가 가능하게 되어 열활성화 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence: TADF)을 나타낼 수 있는 화합물이며, 이로써 삼중항 상태의 엑시톤이 발광에 이용되므로 발광 효율이 향상된다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제2도펀트는, 적어도 하나의 제1고리와 적어도 하나의 제2고리가 서로 축합된 축합환을 포함하되, 상기 제1고리는 고리-형성 원자로서 B(붕소)를 포함한 6원환(예를 들면, 고리-형성 원자로서 B(붕소) 및 질소(N)을 포함한 6원환)이고, 상기 제2고리는 피롤 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤젠 그룹, 피리딘 그룹 또는 피리미딘 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제2도펀트는 하기 화학식 11(4) 내지 11(7) 중 하나로 표시된 헤테로시클릭 화합물을 포함할 수 있다:
상기 화학식 11(4) 내지 11(7) 중,
고리 CY11 내지 고리 CY15은 서로 독립적으로, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
Y11 내지 Y16은 서로 독립적으로, 단일 결합, *-O-*', *-S-*', *-C(R16)(R17)-*', *-N(R16)-*', *-Si(R16)(R17)-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-B(R16)-*', *-P(R17)-*' 또는 *-P(=O)(R16)-*'이고, * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
Y11a, Y12a 및 Y13a는 서로 독립적으로, N, B 또는 P이고,
R11 내지 R17은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)이고,
R11 내지 R17 중 2 이상은 선택적으로(optionally), 서로 결합하여 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹을 형성하고,
a11 내지 a15는 서로 독립적으로, 1 내지 6의 정수고,
상기 R10a, 및 Q1 내지 Q3 각각에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 11(4) 내지 11(7) 중 고리 CY11 내지 고리 CY15는 서로 독립적으로, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹 또는 디벤조실롤 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 11(4) 내지 11(7) 중 R11 내지 R17은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, iso-부틸기, tert-부틸기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, sec-부톡시기, iso-부톡시기, 또는 tert-부톡시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, iso-부틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, sec-부톡시기, iso-부톡시기, 또는 tert-부톡시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, iso-부틸기, tert-부틸기, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, sec-부톡시기, iso-부톡시기, tert-부톡시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 실롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 이소인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 벤조티아졸일기, 벤조이소티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 벤조이소옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 옥사졸로피리디닐기, 티아졸로피리디닐기, 벤조나프티리디닐기, 아자플루오레닐기, 아자스파이로-바이플루오레닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 아자디벤조실롤일기, 인데노피롤일기, 인돌로피롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), -P(=O)(Q31)(Q32), -P(=S)(Q31)(Q32), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-바이플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 실롤일기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인돌일기, 이소인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤즈이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 벤조티아졸일기, 벤조이소티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 벤조이소옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 옥사졸로피리디닐기, 티아졸로피리디닐기, 벤조나프티리디닐기, 아자플루오레닐기, 아자스파이로-바이플루오레닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 아자디벤조실롤일기, 인데노피롤일기, 인돌로피롤일기, 인데노카바졸일기 및 인돌로카바졸일기; 또는
-N(Q11)(Q12);
일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제2도펀트는 하기 화합물 12-1 내지 12-10 중 하나, 화합물 D2-1, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제2도펀트는 순간(prompt) 형광 도펀트일 수 있다.
예를 들어, 상기 형광 도펀트는 아민 그룹-함유 화합물, 스티릴 그룹-함유 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 형광 도펀트는 하기 화학식 501로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 501>
상기 화학식 501 중,
Ar501, L501 내지 L503, R501 및 R502은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xd1 내지 xd3는 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 또는 3이고,
xd4는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 501 중 Ar501은 3개 이상의 모노시클릭 그룹이 서로 축합된 축합환 그룹(예를 들면, 안트라센 그룹, 크라이센 그룹, 파이렌 그룹 등)을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 화학식 501 중 xd4는 2일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 501 중 Ar501은, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된, 나프탈렌 그룹, 헵탈렌 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, 인데노페난트렌 그룹 또는 
로 표시된 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 501 중 L501 내지 L503, R501 및 R502은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-바이플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 티오펜 그룹, 퓨란 그룹, 카바졸 그룹, 인돌 그룹, 이소인돌 그룹, 벤조퓨란 그룹, 벤조티오펜 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹 또는 피리딘 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 형광 도펀트는 하기 화합물 FD1 내지 FD37 중 하나, DPVBi, DPAVBi, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
[중간층(130) 중 전자 수송 영역]
상기 전자 수송 영역은 i) 단일 물질로 이루어진(consist of) 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조, ii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역은, 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층, 전자 주입층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은, 발광층으로부터 차례로 적층된 전자 수송층/전자 주입층, 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층, 전자 조절층/전자 수송층/전자 주입층, 또는 버퍼층/전자 수송층/전자 주입층 등의 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층 또는 전자 수송층)은, 적어도 하나의 π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹(π electron-deficient nitrogen-containing C1-C60 cyclic group)을 포함한 금속-비함유 (metal-free) 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은, 하기 화학식 601로 표시된 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 601>
[Ar601]xe11-[(L601)xe1-R601]xe21
상기 화학식 601 중,
Ar601, 및 L601은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
xe11은 1, 2 또는 3이고,
xe1는 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
R601은, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, -Si(Q601)(Q602)(Q603), -C(=O)(Q601), -S(=O)2(Q601), 또는 -P(=O)(Q601)(Q602)이고,
상기 Q601 내지 Q603에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 Q1에 대한 설명을 참조하고,
xe21는 1, 2, 3, 4, 또는 5이고,
상기 Ar601, L601 및 R601 중 적어도 하나는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 601 중 xe11이 2 이상일 경우 2 이상의 Ar601은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있다.
다른 예로서, 상기 화학식 601 중 Ar601은 치환 또는 비치환된 안트라센 그룹일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 전자 수송 영역은 하기 화학식 601-1로 표시된 화합물을 포함할 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 L613에 대한 설명은 각각 상기 L601에 대한 설명을 참조하고,
xe611 내지 xe613에 대한 설명은 각각 상기 xe1에 대한 설명을 참조하고,
R611 내지 R613에 대한 설명은 각각 상기 R601에 대한 설명을 참조하고,
R614 내지 R616은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 601 및 601-1 중 xe1 및 xe611 내지 xe613은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 전자 수송 영역은 하기 화합물 ET1 내지 ET45 중 하나, BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq3, BAlq, TAZ, NTAZ, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
상기 전자 수송 영역의 두께는 약 100Å 내지 약 5000Å, 예를 들면, 약 160Å 내지 약 4000Å일 수 있다. 상기 전자 수송 영역이 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층 또는 이의 임의의 조합을 포함할 경우, 상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께는 서로 독립적으로, 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å이고, 상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 및/또는 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(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, 알칼리 토금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체의 금속 이온은, Li 이온, Na 이온, K 이온, Rb 이온 또는 Cs 이온일 수 있고, 상기 알칼리 토금속 착체의 금속 이온은 Be 이온, Mg 이온, Ca 이온, Sr 이온 또는 Ba 이온일 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체의 금속 이온에 배위된 리간드는, 서로 독립적으로, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시페닐옥사디아졸, 히드록시페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린, 시클로펜타다이엔, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들면, 하기 화합물 ET-D1(LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다:
상기 전자 수송 영역은, 제2전극(150)으로부터의 전자 주입을 용이하게 하는 전자 주입층을 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층은 상기 제2전극(150)과 직접(directly) 접촉할 수 있다.
상기 전자 주입층은 i) 단일 물질로 이루어진(consist of) 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조, ii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 주입층은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속-함유 화합물, 알칼리 토금속-함유 화합물, 희토류 금속-함유 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속은, Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 알칼리 토금속은, Mg, Ca, Sr, Ba, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 희토류 금속은 Sc, Y, Ce, Tb, Yb, Gd, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속-함유 화합물, 알칼리 토금속-함유 화합물 및 상기 희토류 금속-함유 화합물은, 상기 알칼리 금속, 상기 알칼리 토금속 및 희토류 금속 각각의, 산화물, 할로겐화물(예를 들면, 불화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물 등), 텔루라이드, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속-함유 화합물은, Li2O, Cs2O, K2O 등과 같은 알칼리 금속 산화물, LiF, NaF, CsF, KF, LiI, NaI, CsI, KI 등과 같은 알칼리 금속 할로겐화물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 알칼리 토금속-함유 화합물은, BaO, SrO, CaO, BaxSr1-xO(x는 0<x<1를 만족하는 실수임), BaxCa1-xO(x는 0<x<1를 만족하는 실수임) 등과 같은 알칼리 토금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 희토류 금속-함유 화합물은, YbF3, ScF3, Sc2O3, Y2O3, Ce2O3, GdF3, TbF3, YbI3, ScI3, TbI3, 또는 이의 임의의 조함을 포함할 수 있다. 또는, 상기 희토류 금속-함유 화합물은, 란타나이드 금속 텔루라이드를 포함할 수 있다. 상기 란타나이드 금속 텔루라이드의 예는, LaTe, CeTe, PrTe, NdTe, PmTe, SmTe, EuTe, GdTe, TbTe, DyTe, HoTe, ErTe, TmTe, YbTe, LuTe, La2Te3, Ce2Te3, Pr2Te3, Nd2Te3, Pm2Te3, Sm2Te3, Eu2Te3, Gd2Te3, Tb2Te3, Dy2Te3, Ho2Te3, Er2Te3, Tm2Te3, Yb2Te3, Lu2Te3 등을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체 및 희토류 금속 착체는, i) 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 희토류 금속의 이온 중 하나 및 ii) 상기 금속 이온과 결합한 리간드로서, 예를 들면, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시페닐옥사디아졸, 히드록시페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린, 시클로펜타다이엔, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층은 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속-함유 화합물, 알칼리 토금속-함유 화합물, 희토류 금속-함유 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체, 또는 이의 임의의 조합만으로 이루어져 있거나, 유기물(예를 들면, 상기 화학식 601로 표시된 화합물)을 더 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 전자 주입층은 i) 알칼리 금속-함유 화합물(예를 들면, 알칼리 금속 할로겐화물)로 이루어지거나(consist of), ii) a) 알칼리 금속-함유 화합물(예를 들면, 알칼리 금속 할로겐화물); 및 b) 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 또는 이의 임의의 조합;으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 주입층은, KI:Yb 공증착층, RbI:Yb 공증착층 등일 수 있다.
상기 전자 주입층이 유기물을 더 포함할 경우, 상기 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속-함유 화합물, 알칼리 토금속-함유 화합물, 희토류 금속-함유 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체, 또는 이의 임의의 조합은 상기 유기물을 포함한 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(150)]
상술한 바와 같은 중간층(130) 상부에는 제2전극(150)이 배치되어 있다. 상기 제2전극(150)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극(150)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 사용할 수 있다.
상기 제2전극(150)은, 리튬(Li), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 이터븀(Yb), 은-이터븀(Ag-Yb), ITO, IZO, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 제2전극(150)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 제2전극(150)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
[캡핑층]
제1전극(110)의 외측에는 제1캡핑층이 배치되거나, 및/또는 제2전극(150)의 외측에는 제2캡핑층이 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 발광 소자(10)는 제1캡핑층, 제1전극(110), 중간층(130) 및 제2전극(150)이 차례로 적층된 구조, 제1전극(110), 중간층(130), 제2전극(150) 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조 또는 제1캡핑층, 제1전극(110), 중간층(130), 제2전극(150) 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다.
발광 소자(10)의 중간층(130) 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제1전극(110) 및 제1캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있고, 발광 소자(10)의 중간층(130) 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제2전극(150) 및 제2캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 보강 간섭의 원리에 의하여 외부 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 이로써, 상기 발광 소자(10)의 광추출 효율이 증가되어, 상기 발광 소자(10)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 각각은, 1.6 이상의 굴절율(at 589nm)을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 서로 독립적으로, 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 유-무기 복합 캡핑층일 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물, 아민 그룹-함유 화합물, 포르핀 유도체 (porphine derivatives), 프탈로시아닌 유도체 (phthalocyanine derivatives), 나프탈로시아닌 유도체 (naphthalocyanine derivatives), 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물 및 아민 그룹-함유 화합물은, 선택적으로, O, N, S, Se, Si, F, Cl, Br, I, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 치환기로 치환될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 아민 그룹-함유 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 상기 화학식 201로 표시된 화합물, 상기 화학식 202로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 상기 화합물 HT28 내지 HT33 중 하나, 하기 화합물 CP1 내지 CP6 중 하나, β-NPB 또는 이의 임의의 화합물을 포함할 수 있다:
[전자 장치]
상기 발광 소자는 각종 전자 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자를 포함한 전자 장치는, 발광 장치, 인증 장치 등일 수 있다.
상기 전자 장치(예를 들면, 발광 장치)는, 상기 발광 소자 외에, i) 컬러 필터, ii) 색변환층, 또는 iii) 컬러 필터 및 색변환층을 더 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터 및/또는 색변환층은 발광 소자로부터 방출되는 광의 적어도 하나의 진행 방향 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자로부터 방출되는 광은 청색광 또는 백색광일 수 있다. 상기 발광 소자에 대한 설명은 상술한 바를 참조한다. 일 구현예에 따르면, 상기 색변환층은 양자점을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 제1기판을 포함할 수 있다. 상기 제1기판은 복수의 부화소 영역을 포함하고, 상기 컬러 필터는 상기 복수의 부화소 영역 각각에 대응하는 복수의 컬러 필터 영역을 포함하고, 상기 색변환층은 상기 복수의 부화소 영역 각각에 대응하는 복수의 색변환 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 부화소 영역 사이에 화소 정의막이 배치되어 각각의 부화소 영역이 정의된다.
상기 컬러 필터는 복수의 컬러 필터 영역 및 복수의 컬러 필터 영역 사이에 배치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있고, 상기 색변환층은 복수의 색변환 영역 및 복수의 색변환 영역 사이에 배치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 컬러 필터 영역(또는, 복수의 색변환 영역)은, 제1색광을 방출하는 제1영역; 제2색광을 방출하는 제2영역; 및/또는 제3색광을 방출하는 제3영역을 포함하고, 상기 제1색광, 상기 제2색광 및/또는 상기 제3색광은 서로 상이한 최대 발광 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1색광은 적색광이고, 상기 제2색광은 녹색광이고, 상기 제3색광은 청색광일 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 컬러 필터 영역(또는, 복수의 색변환 영역)은 양자점을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1영역은 적색 양자점을 포함하고, 상기 제2영역은 녹색 양자점을 포함하고, 상기 제3영역은 양자점을 포함하지 않을 수 있다. 상기 제1영역, 상기 제2영역 및/또는 상기 제3영역은 각각 산란체를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자는 제1광을 방출하고, 상기 제1영역은 상기 제1광을 흡수하여, 제1-1색광을 방출하고, 상기 제2영역은 상기 제1광을 흡수하여, 제2-1색광을 방출하고, 상기 제3영역은 상기 제1광을 흡수하여, 제3-1색광을 방출할 수 있다. 이 때, 상기 제1-1색광, 상기 제2-1색광 및 상기 제3-1색광은 서로 상이한 최대 발광 파장을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1광은 청색광일 수 있고, 상기 제1-1색광은 적색광일 수 있고, 상기 제2-1색광은 녹색광일 수 있고, 상기 제3-1색광은 청색광일 수 있다.
상기 전자 장치는, 상술한 바와 같은 발광 소자 외에 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 소스 전극, 드레인 전극 및 활성층을 포함할 수 있고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나와 상기 발광 소자의 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나는 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 게이트 절연막 등을 더 포함할 수 있다.
상기 활성층은 결정질 실리콘, 비정질 실리콘, 유기 반도체, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 발광 소자를 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 상기 밀봉부는 상기 컬러 필터 및/또는 색변환층과 상기 발광 소자 사이에 배치될 수 있다. 상기 밀봉부는 상기 발광 소자로부터의 광이 외부로 취출될 수 있도록 하면서, 동시에 상기 발광 소자로 외기 및 수분이 침투하는 것을 차단한다. 상기 밀봉부는 투명한 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 포함하는 밀봉 기판일 수 있다. 상기 밀봉부는 유기층 및/또는 무기층을 1층 이상 포함하는 박막 봉지층일 수 있다. 상기 밀봉부가 박막 봉지층일 경우, 상기 전자 장치는 플렉시블할 수 있다.
상기 밀봉부 상에는, 상기 컬러 필터 및/또는 색변환층 외에, 상기 전자 장치의 용도에 따라 다양한 기능층이 추가로 배치될 수 있다. 상기 기능층의 예는, 터치스크린층, 편광층, 등을 포함할 수 있다. 상기 터치스크린층은, 감압식 터치스크린층, 정전식 터치스크린층 또는 적외선식 터치스크린층일 수 있다. 상기 인증 장치는, 예를 들면, 생체(예를 들어, 손가락 끝, 눈동자 등)의 생체 정보를 이용하여 개인을 인증하는 생체 인증 장치일 수 있다.
상기 인증 장치는 상술한 바와 같은 발광 소자 외에 생체 정보 수집 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 각종 디스플레이, 광원, 조명, 퍼스널 컴퓨터(예를 들면, 모바일형 퍼스널 컴퓨터), 휴대 전화, 디지털 사진기, 전자 수첩, 전자 사전, 전자 게임기, 의료 기기(예를 들면, 전자 체온계, 혈압계, 혈당계, 맥박 계측 장치, 맥파 계측 장치, 심전표시 장치, 초음파 진단 장치, 내시경용 표시 장치), 어군 탐지기, 각종 측정 기기, 계기류(예를 들면, 차량, 항공기, 선박의 계기류), 프로젝터 등으로 응용될 수 있다.
[도 2 및 3에 대한 설명]
도 2는 본 발명의 일 구현예를 따르는 발광 장치의 단면도이다.
도 2의 발광 장치는 기판(100), 박막 트랜지스터(TFT), 발광 소자 및 발광 소자를 밀봉하는 봉지부(300)를 포함한다.
상기 기판(100)은 가요성 기판, 유리 기판, 또는 금속 기판일 수 있다. 상기 기판(100) 상에는 버퍼층(210)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층(210)은 기판(100)을 통한 불순물의 침투를 방지하며 기판(100) 상부에 평탄한 면을 제공하는 역할을 할 수 있다.
상기 버퍼층(210) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)가 배치될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(220), 게이트 전극(240), 소스 전극(260) 및 드레인 전극(270)을 포함할 수 있다.
상기 활성층(220)은 실리콘 또는 폴리 실리콘과 같은 무기 반도체, 유기 반도체 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있으며, 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함한다.
상기 활성층(220)의 상부에는 활성층(220)과 게이트 전극(240)을 절연하기 위한 게이트 절연막(230)이 배치될 수 있고, 게이트 절연막(230) 상부에는 게이트 전극(240)이 배치될 수 있다.
상기 게이트 전극(240)의 상부에는 층간 절연막(250)이 배치될 수 있다. 상기 층간 절연막(250)은 게이트 전극(240)과 소스 전극(260) 사이 및 게이트 전극(240)과 드레인 전극(270) 사이에 배치되어 이들을 절연하는 역할을 한다.
상기 층간 절연막(250) 상에는 소스 전극(260) 및 드레인 전극(270)이 배치될 수 있다. 층간 절연막(250) 및 게이트 절연막(230)은 활성층(220)의 소스 영역 및 드레인 영역이 노출하도록 형성될 수 있고, 이러한 활성층(220)의 노출된 소스 영역 및 드레인 영역과 접하도록 소스 전극(260) 및 드레인 전극(270)이 배치될 수 있다.
이와 같은 박막 트랜지스터(TFT)는 발광 소자에 전기적으로 연결되어 발광 소자를 구동시킬 수 있으며, 패시베이션층(280)으로 덮여 보호된다. 패시베이션층(280)은 무기 절연막, 유기 절연막, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 패시베이션층(280) 상에는 발광 소자가 구비된다. 상기 발광 소자는 제1전극(110), 중간층(130) 및 제2전극(150)을 포함한다.
상기 제1전극(110)은 패시베이션층(280) 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(280)은 드레인 전극(270)의 전체를 덮지 않고 소정의 영역을 노출하도록 배치될 수 있고, 노출된 드레인 전극(270)과 연결되도록 제1전극(110)이 배치될 수 있다.
상기 제1전극(110) 상에 절연물을 포함한 화소 정의막(290)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(290)은 제1전극(110)의 소정 영역을 노출하며, 노출된 영역에 중간층(130)이 형성될 수 있다. 화소 정의막(290)은 폴리이미드 또는 폴리아크릴 계열의 유기막일 수 있다. 도 2에 미도시되어 있으나, 중간층(130) 중 일부 이상의 층은 화소 정의막(290) 상부에까지 연장되어 공통층의 형태로 배치될 수 있다.
상기 중간층(130) 상에는 제2전극(150)이 배치되고, 제2전극(150) 상에는 캡핑층(170)이 추가로 형성될 수 있다. 캡핑층(170)은 제2전극(150)을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 캡핑층(170) 상에는 봉지부(300)가 배치될 수 있다. 봉지부(300)는 발광 소자 상에 배치되어 수분이나 산소로부터 발광 소자를 보호하는 역할을 할 수 있다. 봉지부(300)는 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 인듐주석산화물, 인듐아연산화물, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 무기막, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산, 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등), 에폭시계 수지(예를 들면, AGE(aliphatic glycidyl ether) 등) 또는 이의 임의의 조합을 포함한 유기막, 또는 무기막과 유기막의 조합을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예를 따르는 발광 장치의 단면도이다.
도 3의 발광 장치는, 봉지부(300) 상부에 차광 패턴(500) 및 기능성 영역(400)이 추가로 배치되어 있다는 점을 제외하고는, 도 2의 발광 장치와 동일한 발광 장치이다. 상기 기능성 영역(400)은, i) 컬러 필터 영역, ii) 색변환 영역, 또는 iii) 컬러 필터 영역와 색변환 영역의 조합일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 도 3의 발광 장치에 포함된 발광 소자는 탠덤 발광 소자일 수 있다.
[제조 방법]
상기 정공 수송 영역에 포함된 각 층, 발광층 및 전자 수송 영역에 포함된 각 층은 각각, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 소정 영역에 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 상기 정공 수송 영역에 포함된 각 층, 발광층 및 전자 수송 영역에 포함된 각 층을 각각 형성할 경우, 증착 조건은, 예를 들면, 약 100 내지 약 500℃의 증착 온도, 약 10-8 내지 약 10-3 torr의 진공도 및 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 증착 속도 범위 내에서, 형성하고자 하는 층에 포함될 재료 및 형성하고자 하는 층의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.
[용어의 정의]
본 명세서 중 C3-C60카보시클릭 그룹은 고리-형성 원자로서 탄소로만 이루어진 탄소수 3 내지 60의 시클릭 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로시클릭 그룹은, 탄소 외에, 고리-형성 원자로서 헤테로 원자를 더 포함한 탄소수 1 내지 60의 시클릭 그룹을 의미한다. 상기 C3-C60카보시클릭 그룹 및 C1-C60헤테로시클릭 그룹 각각은, 1개의 고리로 이루어진 모노시클릭 그룹 또는 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있는 폴리시클릭 그룹일 수 있다. 예를 들어, 상기 C1-C60헤테로시클릭 그룹의 고리-형성 원자수는 3 내지 61개일 수 있다.
본 명세서 중 시클릭 그룹은 상기 C3-C60카보시클릭 그룹 및 C1-C60헤테로시클릭 그룹 모두를 포함한다.
본 명세서 중 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹(π electron-rich C3-C60 cyclic group)은 고리 형성 모이어티로서 *-N=*'를 비포함한 탄소수 3 내지 60의 시클릭 그룹을 의미하고, π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹(π electron-deficient nitrogen-containing C1-C60 cyclic group)은 고리 형성 모이어티로서 *-N=*'를 포함한 탄소수 1 내지 60의 헤테로시클릭 그룹을 의미한다.
예를 들어,
상기 C3-C60카보시클릭 그룹은, i) 그룹 T1 또는 ii) 2 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹 (예를 들면, 시클로펜타디엔 그룹, 아다만탄 그룹, 노르보르난 그룹, 벤젠 그룹, 펜탈렌 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 헵탈렌 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로넨 그룹, 오발렌 그룹, 인덴 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 인데노페난트렌 그룹, 또는 인데노안트라센 그룹)일 수 있고,
상기 C1-C60헤테로시클릭 그룹은 i) 그룹 T2, ii) 2 이상의 그룹 T2가 서로 축합된 축합환 그룹 또는 iii) 1 이상의 그룹 T2와 1 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹 (예를 들면, 피롤 그룹, 티오펜 그룹, 퓨란 그룹, 인돌 그룹, 벤조인돌 그룹, 나프토인돌 그룹, 이소인돌 그룹, 벤조이소인돌 그룹, 나프토이소인돌 그룹, 벤조실롤 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹, 벤조실롤로카바졸 그룹, 벤조인돌로카바졸 그룹, 벤조카바졸 그룹, 벤조나프토퓨란 그룹, 벤조나프토티오펜 그룹, 벤조나프토실롤 그룹, 벤조퓨로디벤조퓨란 그룹, 벤조퓨로디벤조티오펜 그룹, 벤조티에노디벤조티오펜 그룹, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 벤조피라졸 그룹, 벤즈이미다졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 벤조이속사졸 그룹, 벤조티아졸 그룹, 벤조이소티아졸 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 벤조이소퀴놀린 그룹, 퀴녹살린 그룹, 벤조퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 벤조퀴나졸린 그룹, 페난트롤린 그룹, 시놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹, 이미다조트리아진 그룹, 이미다조피라진 그룹, 이미다조피리다진 그룹, 아자카바졸 그룹, 아자플루오렌 그룹, 아자디벤조실롤 그룹, 아자디벤조티오펜 그룹, 아자디벤조퓨란 그룹 등)일 수 있고,
상기 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹은 i) 그룹 T1, ii) 2 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹, iii) 그룹 T3, iv) 2 이상의 그룹 T3가 서로 축합된 축합환 그룹 또는 v) 1 이상의 그룹 T3와 1 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹 (예를 들면, 상기 C3-C60카보시클릭 그룹, 피롤 그룹, 티오펜 그룹, 퓨란 그룹, 인돌 그룹, 벤조인돌 그룹, 나프토인돌 그룹, 이소인돌 그룹, 벤조이소인돌 그룹, 나프토이소인돌 그룹, 벤조실롤 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹, 벤조실롤로카바졸 그룹, 벤조인돌로카바졸 그룹, 벤조카바졸 그룹, 벤조나프토퓨란 그룹, 벤조나프토티오펜 그룹, 벤조나프토실롤 그룹, 벤조퓨로디벤조퓨란 그룹, 벤조퓨로디벤조티오펜 그룹, 벤조티에노디벤조티오펜 그룹 등)일 수 있고,
상기 π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹은 i) 그룹 T4, ii) 2 이상의 그룹 T4가 서로 축합된 축합환 그룹, iii) 1 이상의 그룹 T4와 1 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹, iv) 1 이상의 그룹 T4와 1 이상의 그룹 T3가 서로 축합된 축합환 그룹 또는 v) 1 이상의 그룹 T4, 1 이상의 그룹 T1 및 1 이상의 그룹 T3가이 서로 축합된 축합환 그룹 (예를 들면, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 벤조피라졸 그룹, 벤즈이미다졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 벤조이속사졸 그룹, 벤조티아졸 그룹, 벤조이소티아졸 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 벤조이소퀴놀린 그룹, 퀴녹살린 그룹, 벤조퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 벤조퀴나졸린 그룹, 페난트롤린 그룹, 시놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹, 이미다조트리아진 그룹, 이미다조피라진 그룹, 이미다조피리다진 그룹, 아자카바졸 그룹, 아자플루오렌 그룹, 아자디벤조실롤 그룹, 아자디벤조티오펜 그룹, 아자디벤조퓨란 그룹 등)일 수 있고,
상기 그룹 T1은, 시클로프로판 그룹, 시클로부탄 그룹, 시클로펜탄 그룹, 시클로헥산 그룹, 시클로헵탄 그룹, 시클로옥탄 그룹, 시클로부텐 그룹, 시클로펜텐 그룹, 시클로펜타디엔 그룹, 시클로헥센 그룹, 시클로헥사디엔 그룹, 시클로헵텐 그룹, 아다만탄(adamantane) 그룹, 노르보르난(norbornane) (또는, 비시클로[2.2.1]헵탄 (bicyclo[2.2.1]heptane)) 그룹, 노르보르넨(norbornene) 그룹, 비시클로[1.1.1]펜탄 (bicyclo[1.1.1]pentane) 그룹, 비시클로[2.1.1]헥산 (bicyclo[2.1.1]hexane) 그룹, 비시클로[2.2.2]옥탄 그룹, 또는 벤젠 그룹이고,
상기 그룹 T2는, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 1H-피롤 그룹, 실롤 그룹, 보롤(borole) 그룹, 2H-피롤 그룹, 3H-피롤 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸(isoxazole) 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 아자실롤 그룹, 아자보롤 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹 또는 테트라진 그룹이고,
상기 그룹 T3는, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 1H-피롤 그룹, 실롤 그룹, 또는 보롤(borole) 그룹이고,
상기 그룹 T4는, 2H-피롤 그룹, 3H-피롤 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸(isoxazole) 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 아자실롤 그룹, 아자보롤 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹 또는 테트라진 그룹일 수 있다.
본 명세서 중 시클릭 그룹, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹이란 용어는, 당해 용어가 사용된 화학식의 구조에 따라, 임의의 시클릭 그룹에 축합되어 있는 그룹, 1가 그룹 또는 다가 그룹(예를 들면, 2가 그룹, 3가 그룹, 4가 그룹 등)일 수 있다. 예를 들어, "벤젠 그룹"은 벤조 그룹, 페닐기, 페닐렌기 등일 수 있는데, 이는 "벤젠 그룹"이 포함된 화학식의 구조에 따라, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 것이다.
예를 들어, 1가 C3-C60카보시클릭 그룹 및 1가 C1-C60헤테로시클릭 그룹의 예는, C3-C10시클로알킬기, C1-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C1-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C1-C60헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹을 포함할 수 있고, 2가 C3-C60카보시클릭 그룹 및 1가 C1-C60헤테로시클릭 그룹의 예는, C3-C10시클로알킬렌기, C1-C10헤테로시클로알킬렌기, C3-C10시클로알케닐렌기, C1-C10헤테로시클로알케닐렌기, C6-C60아릴렌기, C1-C60헤테로아릴렌기, 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹을 포함할 수 있다.
본 명세서 중 C1-C60알킬기는, 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, tert-펜틸기, 네오펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, 3-펜틸기, sec-이소펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, sec-헥실기, tert-헥실기, n-헵틸기, 이소헵틸기, sec-헵틸기, tert-헵틸기, n-옥틸기, 이소옥틸기, sec-옥틸기, tert-옥틸기, n-노닐기, 이소노닐기, sec-노닐기, tert-노닐기, n-데실기, 이소데실기, sec-데실기, tert-데실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C60알킬렌기는 상기 C1-C60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알케닐기는, C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함한 1가 탄화수소 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알케닐렌기는 상기 C2-C60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C2-C60알키닐기는, C2-C60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 포함한 1가 탄화수소 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는, 에티닐기, 프로피닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C60알키닐렌기는 상기 C2-C60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C60알콕시기는, -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는, 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl)(또는, 비시클로[2.2.1]헵틸기(bicyclo[2.2.1]heptyl)), 비시클로[1.1.1]펜틸기(bicyclo[1.1.1]pentyl), 비시클로[2.1.1]헥실기(bicyclo[2.1.1]hexyl), 비시클로[2.2.2]옥틸기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬기는, 탄소 원자 외에, 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 더 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는 1,2,3,4-옥사트리아졸리디닐기(1,2,3,4-oxatriazolidinyl), 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromaticity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알케닐렌기는 상기 C3-C10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐기는 탄소 원자 외에, 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 더 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기의 구체예에는, 4,5-디히드로-1,2,3,4-옥사트리아졸일기, 2,3-디히드로퓨라닐기, 2,3-디히드로티오페닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C1-C10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C6-C60아릴기는 탄소수 6 내지 60개의 카보시클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C6-C60아릴렌기는 탄소수 6 내지 60개의 카보시클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C60아릴기의 구체예에는, 페닐기, 펜탈레닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헵탈레닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기 등을 포함된다. 상기 C6-C60아릴기 및 C6-C60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 상기 2 이상의 고리들은 서로 축합될 수 있다.
본 명세서 중 C1-C60헤테로아릴기는 탄소 원자 외에, 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 더 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 헤테로시클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로아릴렌기는 탄소 원자 외에, 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 더 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 헤테로시클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C1-C60헤테로아릴기의 구체예에는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조이소퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 벤조퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 벤조퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트롤리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기 등이 포함된다. 상기 C1-C60헤테로아릴기 및 C1-C60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 축합될 수 있다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromaticity)을 갖는 1가 그룹(예를 들면, 탄소수 8 내지 60을 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예에는, 인데닐기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 인데노페난트레닐기, 인데노안트라세닐기 등이 포함된다. 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 원자 외에 적어도 하나의 헤테로 원자를 더 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성을 갖는 1가 그룹(예를 들면, 탄소수 1 내지 60을 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 구체예에는, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 인돌일기, 벤조인돌일기, 나프토인돌일기, 이소인돌일기, 벤조이소인돌일기, 나프토이소인돌일기, 벤조실롤일기, 벤조티오페닐기, 벤조퓨라닐기, 카바졸일기, 디벤조실롤일기, 디벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 아자카바졸일기, 아자플루오레닐기, 아자디벤조실롤일기, 아자디벤조티오페닐기, 아자디벤조퓨라닐기, 피라졸일기, 이미다졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사졸일기, 이소옥사졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사디아졸일기, 티아디아졸일기, 벤조피라졸일기, 벤조이미다졸일기, 벤조옥사졸일기, 벤조티아졸일기, 벤조옥사디아졸일기, 벤조티아디아졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 이미다조트리아지닐기, 이미다조피라지닐기, 이미다조피리다지닐기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨로카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 벤조실롤로카바졸일기, 벤조인돌로카바졸일기, 벤조카바졸일기, 벤조나프토퓨라닐기, 벤조나프토티오페닐기, 벤조나프토실롤일기, 벤조퓨로디벤조퓨라닐기, 벤조퓨로디벤조티오페닐기, 벤조티에노디벤조티오페닐기, 등이 포함된다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
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 "R10a"는,
중수소(-D), -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 또는 니트로기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, -Si(Q11)(Q12)(Q13), -N(Q11)(Q12), -B(Q11)(Q12), -C(=O)(Q11), -S(=O)2(Q11), -P(=O)(Q11)(Q12), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, 또는 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22), -B(Q21)(Q22), -C(=O)(Q21), -S(=O)2(Q21), -P(=O)(Q21)(Q22), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, 또는 C6-C60아릴티오기; 또는
-Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), 또는 -P(=O)(Q31)(Q32);
일 수 있다.
본 명세서 중 Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소; 중수소; -F; -Cl; -Br; -I; 히드록실기; 시아노기; 니트로기; C1-C60알킬기; C2-C60알케닐기; C2-C60알키닐기; C1-C60알콕시기; 또는 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹;일 수 있다.
본 명세서 중 헤테로 원자는, 탄소 원자를 제외한 임의의 원자를 의미한다. 상기 헤테로 원자의 예는, O, S, N, P, Si, B, Ge, Se, 또는 이의 임의의 조합을 포함한다.
본 명세서 중 "Ph"은 페닐기를 의미하고, "Me"은 메틸기를 의미하고, "Et"은 에틸기를 의미하고, "ter-Bu" 또는 "But"은 tert-부틸기를 의미하고, "OMe"는 메톡시기를 의미한다.
본 명세서 중 "비페닐기"는 "페닐기로 치환된 페닐기"를 의미한다. 상기 "비페닐기"는, 치환기가 "C6-C60아릴기"인 "치환된 페닐기"에 속한다.
본 명세서 중 "터페닐기"는 "비페닐기로 치환된 페닐기"를 의미한다. 상기 "터페닐기"는, 치환기가 "C6-C60아릴기로 치환된 C6-C60아릴기"인 "치환된 페닐기"에 속한다.
본 명세서 중 * 및 *'은, 다른 정의가 없는 한, 해당 화학식 중 이웃한 원자와의 결합 사이트를 의미한다.
[실시예]
평가예 1
하기 표 1에 기재된 방법에 따라, 하기 표 2에 기재된 화합물 각각에 대하여, 발광 스펙트럼, 발광 피크 파장, 흡수 스펙트럼, 흡수 피크 파장, 몰 흡광 계수 및 스토크스 시프트를 평가하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다. 화합물 D1-1, D1-2 및 D1-3 각각의 발광 스펙트럼("D1-1", "D1-2" 및 "D1-3") 및 화합물 D2-1의 흡수 스펙트럼("D2-1(Abs)")은 도 4를 참조한다.
| 발광 스펙트럼 | 측정 대상이 되는 화합물의 5 μmol/L 톨루엔 용액을 제조하여 석영 셀에 넣고, Streak Camera(Hamamatsu사 제조), ps LASER(EKSPLA) 이용하여, 상온(300 K)에서 상기 용액의 발광 스펙트럼(종축: 발광 강도 / 횡축: 파장(nm))을 측정하였다. |
| 발광 피크 파장 (nm) |
상기 발광 스펙트럼 중 발광 강도가 최대가 되는 피크의 최대 발광 파장을 발광 피크 파장으로 평가하였다. |
| 흡수 스펙트럼 | 측정 대상이 되는 화합물의 5 μmol/L 톨루엔 용액을 제조하여 석영 셀에 넣고, Streak Camera(Hamamatsu사 제조), ps LASER(EKSPLA)를 이용하여, 상온(300 K)에서 상기 용액의 흡수 스펙트럼(종축: 흡수 강도 / 횡축: 파장(nm))을 측정하였다. |
| 흡수 피크 파장 (nm) |
상기 흡수 스펙트럼 중 흡수 강도가 최대가 되는 피크의 최대 흡수 파장을 흡수 피크 파장으로 평가하였다. |
| 몰 흡광 계수 (extinction coefficienct(ε), L/(molㅇcm) 또는 M-1cm-1) |
상기 흡수 스펙트럼의 가장 장파장측에 위치하는 흡수 피크의 흡수 강도를 상기 용액 농도로 나누어 계산하였다. 상기 흡수 스펙트럼의 가장 장파장측에 위치하는 흡수 피크는, 흡수 피크 파장의 10분의 1 이상의 흡수 강도를 갖는 피크 중, 가장 장파장측에 출현하는 피크이다. |
| 스토크스 시프트 (nm) |
상기 발광 스펙트럼의 발광 피크 파장으로부터 상기 흡수 스펙트럼의 흡수 피크 파장을 감하여 계산하였다. |
| 화합물 | 발광 피크 파장 (nm) |
흡수 피크 파장 (nm) |
몰 흡광 계수 (M-1cm-1) |
스토크스 시프트 (nm) |
|
| 제1도펀트 | D1-1 | 458 | 410 | - | - |
| D1-2 | 460 | 415 | - | - | |
| D1-3 | 462 | 417 | - | - | |
| D1-A | 475 | - | - | - | |
| 제2도펀트 | D2-1 | 462 | 448 | 9.786 | 14 |
| D2-A | 461 | 442 | 8.456 | 19 | |
평가예 2
하기 표 3에 기재된 화합물의 발광 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼 각각에 대한 스펙트럼 오버랩 적분값을 엑셀 프로그램을 이용하여 본 명세서에 기재된 <식 1>에 따라 계산하여 표 3에 기재하였다.
| 발광 스펙트럼 측정시 사용한 화합물 | 흡수 스펙트럼 측정시 사용한 화합물 | 발광 스펙트럼과 흡수 스펙트럼의 스펙트럼 오버랩 적분값 (M-1cm-1nm4) |
| D1-1 | D2-1 | 1.62 x 1015 |
| D1-2 | D2-1 | 1.76 x 1015 |
| D1-3 | D2-1 | 1.60 x 1015 |
| D1-A | D2-A | 1.32 x 1015 |
평가예 3
하기 표 4에 기재된 각 화합물을 300 Å 두께의 박막으로 증착하여 형성된 박막에 대하여, 표 1의 발광 스펙트럼 평가시 사용한 분광 광도계를 이용하여 저온(4K) 발광 스펙트럼 및 상온(300K) 발광 스펙트럼을 각각 측정한 후, 1) 상온 발광 스펙트럼과 비교하여 저온 발광 스펙트럼에서만 관측되는 피크를 분석하여 최저 여기 삼중항(T1) 에너지 레벨을 평가하고, 2) 상기 상온 발광 스펙트럼의 발광 강도가 최대가 되는 피크의 최대 발광 파장(nm)을 eV 단위로 변환하여 최저 여기 일중항(S1) 에너지 레벨을 평가하여 그 결과를 표 4에 정리하였다.
| 화합물 | T1 (eV) | S1 (eV) | |
| 제1도펀트 | D1-1 | 2.82 | - |
| D1-2 | 2.72 | - | |
| D1-3 | 2.67 | - | |
| D1-A | 2.60 | - | |
| 제2도펀트 | D2-1 | - | 2.67 |
| D2-A | - | 2.51 | |
실시예 1
코닝(corning) 15 Ω/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판(애노드)을 50mm x 50mm x 0.7 mm의 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공 증착 장치에 이 유리 기판을 설치하였다.
상기 유리 기판 상부에 2-TNATA를 진공 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성한 후, 상기 정공 주입층 상부에 HAT-CN을 진공 증착하여 300Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상부에 호스트(mCBP), 제1도펀트 및 제2도펀트를 90:5:5의 중량비로 공증착하여 300Å 두께의 발광층을 형성하였다. 제1도펀트 및 제2도펀트는 각각 표 5에 기재된 바를 참조한다.
이어서 상기 발광층 상부에 ET1을 진공 증착하여 300Å 두께의 전자 수송층을 형성한 다음, 상기 전자 수송층 상부에 Yb를 진공 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성한 후, 상기 전자 주입층 상부에 Al를 진공 증착하여 3000Å 두께의 제2전극(캐소드)를 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 2 내지 3 및 비교예 A
발광층 형성시 표 5에 기재된 화합물을 각각 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 4
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 A에서 제작한 유기 발광 소자에 대하여 전류밀도 10 mA/cm2에서의 구동 전압, 외부 양자 효율(EQE), 수명(LT50) 및 색좌표를 하기 방법을 이용하여 측정하여 그 결과를 표 5에 나타내었다:
- 색좌표: 전류-전압계(Keithley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
- 휘도: 전류-전압계(Keithley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
- 효율: 전류-전압계(Keithley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
수명(LT50)은 초기 휘도 100% 대비 50%의 휘도가 되는데 걸리는 시간을 나타낸 것이다.
| 발광층 | 구동 전압 (V) |
외부 양자 효율(%) | LT50 (시간) |
색좌표 | |||
| 제1도펀트 | 제2도펀트 | CIEx | CIEy | ||||
| 실시예 1 | D1-1 | D2-1 | 4.4 | 19.8 | 460 | 0.128 | 0.130 |
| 실시예 2 | D1-2 | D2-1 | 4.5 | 18.2 | 440 | 0.122 | 0.129 |
| 실시예 3 | D1-3 | D2-1 | 4.5 | 16.3 | 350 | 0.127 | 0.132 |
| 비교예 A | D1-A | D2-A | 4.5 | 7.3 | 70 | 0.127 | 0.157 |
표 5로부터, 실시예 1 내지 3의 발광 소자는 청색광을 방출하면서, 비교예 A의 발광 소자에 비하여, 향상된 구동 전압, 향상된 외부 양자 효율 및 향상된 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
본 발명에 대해 상기 합성예 및 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 발광 소자
110: 제1전극
130: 중간층
150: 제2전극
110: 제1전극
130: 중간층
150: 제2전극
Claims (20)
- 제1전극;
상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함한 중간층;
을 포함하고,
상기 발광층은 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트를 포함하고,
상기 호스트, 제1도펀트 및 제2도펀트는 각각 서로 상이하고,
상기 제1도펀트는 인광 도펀트이고,
상기 제2도펀트의 스토크스 이동은 15nm 이하이고,
상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼(emission spectrum)과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼(absorption spectrum)의 스펙트럼 오버랩 적분값(spectral overlap integral)은 1.5 x 1015 M-1cm-1nm4 이상이고,
상기 스펙트럼 오버랩 적분값은 하기 <식 1>에 의하여 평가된, 발광 소자:
<식 1>
상기 <식 1> 중,
J(λ)는, M-1cm-1nm4 단위의(in units of M-1cm-1nm4), 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼과 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼의 스펙트럼 오버랩 적분값이고,
ε(λ)는, M-1cm-1 단위의, 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼으로부터 산출된 상기 제2도펀트의 몰 흡광 계수이고,
λ는, nm 단위의, 상기 발광 스펙트럼 및 상기 흡수 스펙트럼의 파장이고(the wavelength in units of nm),
FD(λ)는 면적 1로 정규화된 파장-종속 상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼(the wavelength dependent on the emission spectrum of the first dopant normalized to an area of 1)이고,
상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼은, 상기 제1도펀트의 5 μM 톨루엔 용액에 대하여 상온에서 평가된 발광 스펙트럼이고,
상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼은, 상기 제2도펀트의 5 μM 톨루엔 용액에 대하여 상온에서 평가된 흡수 스펙트럼이다. - 제1항에 있어서,
상기 제1도펀트가 전이 금속-함유 유기금속 화합물인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2도펀트의 스토크스 이동이 5nm 내지 15nm인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 스펙트럼 오버랩 적분값이 1.5 x 1015 M-1cm-1nm4 내지 2.0 x 1015 M-1cm-1nm4인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장이 430nm 내지 470nm인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1도펀트의 발광 스펙트럼 중 발광 피크 파장이 상기 제2도펀트의 흡수 스펙트럼 중 흡수 피크 파장보다 큰, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨(T1)에서 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨(S1)로 엑시톤이 전이되고, 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨(S1)에서의 엑시톤이 기저 상태(ground state)로 전이되면서 광 방출되는, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 발광층으로부터 방출되는 전체 발광 성분 중, 상기 제2도펀트로부터 방출되는 발광 성분의 비율이 80% 이상인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 발광층이 420nm 내지 470nm의 발광 피크 파장을 갖는 청색광을 방출하는, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 발광층이 0.115 내지 0.135의 CIEx 색좌표 및 0.120 내지 0.140의 CIEy 색좌표를 갖는 청색광을 방출하는, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1도펀트의 함량과 상기 제2도펀트의 함량의 합이 상기 호스트의 함량보다 작은, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1도펀트의 함량과 상기 제2도펀트의 함량의 합은 상기 발광층 100중량부 당 0.1 중량부 내지 30중량부인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1도펀트가 백금 및 4자리 리간드(tetradentate ligand)를 포함한 유기금속 화합물인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2도펀트는 전이 금속을 비포함한, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2도펀트가 하기 수식 3-2를 만족하는 지연 형광 도펀트인, 발광 소자:
<수식 3-2>
S1(D2) - T1(D2) ≤ 0.3 eV
상기 수식 3-2 중,
S1(D2)은 상기 제2도펀트의 최저 여기 일중항 에너지이고,
T1(D2)은 상기 제2도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지이다. - 제1항에 있어서,
상기 제2도펀트가, 적어도 하나의 제1고리와 적어도 하나의 제2고리가 서로 축합된 축합환을 포함하고,
상기 제1고리는 고리-형성 원자로서 B(붕소)를 포함한 6원환이고,
상기 제2고리는 피롤 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤젠 그룹, 피리딘 그룹 또는 피리미딘 그룹인, 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제2도펀트가 순간(prompt) 형광 도펀트인, 발광 소자. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 발광 소자를 포함한, 전자 장치.
- 제18항에 있어서,
박막 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 박막 트랜지스터는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고,
상기 발광 소자의 제1전극이 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된, 전자 장치. - 제18항에 있어서,
컬러 필터, 색변환층, 터치스크린층, 편광층, 또는 이의 임의의 조합을 더 포함한, 전자 장치.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230070339A (ko) * | 2021-11-12 | 2023-05-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 발광 소자 및 이를 포함하는 전자 장치 |
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2021
- 2021-01-28 KR KR1020210011975A patent/KR20210098361A/ko active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230070339A (ko) * | 2021-11-12 | 2023-05-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 발광 소자 및 이를 포함하는 전자 장치 |
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