KR20220008442A - 발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

하기 화학식 1로 표시된 제1화합물; 및 소정 화학식을 갖는 제2화합물, 제3화합물, 제4화합물, 또는 이의 임의의 조합을;을 포함한 발광 소자 및 상기 발광 소자를 포함한 전자 장치가 제공된다:
<화학식 1>
Figure pat00212

상기 화학식 1에 대한 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.

Description

발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치{Light emitting device and electronic apparatus including the same}
발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치에 관한 것이다.
발광 소자 중 자발광형 소자는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하다.
상기 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 배치되어 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. 상기 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
고발광 효율 및 장수명을 갖는 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 중간층은,
i) 하기 화학식 1로 표시된 제1화합물; 및
ii) 적어도 하나의 π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹을 포함한 제2화합물, 하기 화학식 3으로 표시된 그룹을 포함한 제3화합물, 지연 형광을 방출할 수 있는 제4화합물, 또는 이의 임의의 조합;
을 포함하고,
상기 제1화합물, 제2화합물, 상기 제3화합물 및 제4화합물 각각은 서로 상이한, 발광 소자가 제공된다:
<화학식 1>
Figure pat00001
<화학식 3>
Figure pat00002
상기 화학식 1 중 M은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 은(Ag) 또는 구리(Cu)이고,
상기 화학식 1 중 X1 내지 X4는 서로 독립적으로, C 또는 N이고,
상기 화학식 1 중 i) X1과 M 사이의 결합은 배위 결합이고, ii) X2와 M 사이의 결합, X3와 M 사이의 결합 및 X4와 M 사이의 결합 중 1개는 배위 결합이고, 나머지 2개는 공유 결합이고,
상기 화학식 1 중 고리 CY1은 i) X1-함유 5원환, ii) 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있는, X1-함유 5원환, 또는 iii) X1-함유 6원환이고,
상기 화학식 1 중 고리 CY2는 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 1 중 X31 내지 X36 및 X41 내지 X44는 서로 독립적으로, C 또는 N이고,
상기 화학식 1 중 X51은 *-N(R5)-*', *-B(R5)-*', *-P(R5)-*', *-C(R5a)(R5b)-*', *-Si(R5a)(R5b)-*', *-Ge(R5a)(R5b)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R5)=*', *=C(R5)-*', *-C(R5a)=C(R5b)-*', *-C(=S)-*' 또는 *-C≡C-*'이고, 상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
상기 화학식 1 중 L1은 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 1 중 b1은 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
상기 화학식 1 중 R1 내지 R5, R5a 및 R5b은 서로 독립적으로, 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 하기 화학식 1-2로 표시된 그룹, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 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, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)이고,
<화학식 1-1> <화학식 1-2>
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 화학식 1 중 c1은 0 내지 5의 정수 중 하나이고, a1 및 a4는 서로 독립적으로, 0 내지 4의 정수 중 하나이고, a2는 0 내지 10의 정수 중 하나이고, a3는 0 내지 6의 정수 중 하나이되, a1 내지 a4의 합은 1 이상이고, a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 중 적어도 하나, a2개의 R2 중 적어도 하나, a3개의 R3 중 적어도 하나, a4개의 R4 중 적어도 하나 또는 이의 임의의 조합은 서로 독립적으로, 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 또는 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹이고,
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 L7은 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 b7은 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7은 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 n7은 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
상기 화학식 1-1 중 고리 CY8은 비-방향족 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 비-방향족 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 R7 내지 R9에 대한 설명은 각각 상기 R1에 대한 설명을 참조하고,
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 a7 및 a8은 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수 중 하나이고,
상기 화학식 3 중 고리 CY71 및 고리 CY72는 서로 독립적으로, π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 피리딘 그룹이고,
화학식 3 중 X71은 단일 결합이거나, 또는 O, S, N, B, C, Si, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 연결기이고,
상기 화학식 3 중 *는 상기 화합물 3 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 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,
a2개의 R2 중 2 이상은 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,
a3개의 R3 중 2 이상은 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,
a4개의 R4 중 2 이상은 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 R1 내지 R5, R5a 및 R5b 중 2 이상은 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 R10a는,
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);
이고,
상기 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;이고,
상기 제3화합물에서 하기 화합물은 제외된다:
Figure pat00005
다른 측면에 따르면, 상기 발광 소자를 포함한 전자 장치가 제공된다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물이 제공된다.
상기 발광 소자는 우수한 구동 전압 및 전류 밀도를 가지면서, 고발광 효율 및 장수명을 갖는 바 고품위 전자 장치 제작에 사용될 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 실시예 1 내지 6 및 11과 및 비교예 1의 유기 발광 소자 각각의 전계발광(EL) 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 1, 7 및 8의 유기 발광 소자 각각의 전계발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 1 내지 8 및 11과 비교예 1의 유기 발광 소자 각각의 휘도-발광 효율 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예 1 내지 8 및 11과 및 비교예 1의 유기 발광 소자 각각의 시간-휘도 그래프를 나타낸 도면이다.
상기 발광 소자는, 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함한, 중간층;을 포함하고, 상기 중간층은,
i) 하기 화학식 1로 표시된 제1화합물; 및
ii) 적어도 하나의 π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹을 포함한 제2화합물, 하기 화학식 3으로 표시된 그룹을 포함한 제3화합물, 지연 형광을 방출할 수 있는 제4화합물, 또는 이의 임의의 조합;
을 포함하고,
상기 제1화합물, 제2화합물, 상기 제3화합물 및 제4화합물 각각은 서로 상이할 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00006
상기 화학식 1에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다:
<화학식 3>
Figure pat00007
상기 화학식 3 중 고리 CY71 및 고리 CY72는 서로 독립적으로, π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 피리딘 그룹이고,
화학식 3 중 X71은 단일 결합이거나, 또는 O, S, N, B, C, Si, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 연결기이고,
상기 화학식 3 중 *는 상기 화합물 3 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 제3화합물에서 하기 화합물은 제외된다:
Figure pat00008
제1화합물 내지 제4화합물에 대한 설명
상기 제2화합물은, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자는, 제1화합물 외에, 제2화합물 및 제3화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 발광 소자는, 제1화합물 외에, 제4화합물을 더 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 발광 소자는, 제1화합물 내지 제4화합물을 모두 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 중간층은 상기 제2화합물을 포함할 수 있다. 상기 중간층은, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물 외에, 상기 제3화합물, 상기 제4화합물, 또는 이의 조합을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 제4화합물은 삼중항 에너지 레벨(eV)과 상기 제4화합물의 일중항 에너지 레벨(eV) 간의 차이가 0eV 이상 및 0.5eV 이하(또는, 0eV 이상 및 0.3eV 이하)인 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 제4화합물은 B(붕소) 및 N(질소) 각각을 고리-형성 원자로 포함한 시클릭 그룹을 적어도 하나 포함한 화합물일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 제4화합물은, 붕소(B)를 공유하면서 축합된 2 이상의 시클릭 그룹을 포함한 C8-C60 폴리시클릭 그룹-함유 화합물일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제4화합물은 1 이상의 제3고리와 1 이상의 제4고리가 서로 축합된 축합환을 포함하고,
상기 제3고리는, 시클로펜탄 그룹, 시클로헥산 그룹, 시클로헵탄 그룹, 시클로옥탄 그룹, 시클로펜텐 그룹, 시클로헥센 그룹, 시클로헵텐 그룹, 시클로옥텐 그룹, 아다만탄(adamantane) 그룹, 노르보르넨(norbornene) 그룹, 노르보르난(norobornane) 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 (bicyclo[2.2.2]octane) 그룹, 벤젠 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 피라진 그룹, 또는 트리아진 그룹이고,
상기 제4고리는, 1,2-아자보리닌(1,2-azaborinine) 그룹, 1,3-아자보리닌(1,3-azaborinine) 그룹, 1,4-아자보리닌(1,4-azaborinine) 그룹, 1,2-디하이드로-1,2-아자보리닌(1,2-dihydro-1,2-azaborinine) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-thiaborinine(1,4-티아보리닌) 그룹, 또는 1,4-dihydroborinine(1,4-디하이드로보리닌) 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 중간층은 상기 제4화합물을 포함할 수 있다. 상기 중간층은, 상기 제1화합물 및 상기 제4화합물 외에, 상기 제2화합물, 상기 제3화합물, 또는 이의 임의의 조합을 더 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 중간층은 상기 제3화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3화합물은 본 명세서에 기재된 화학식 3-1로 표시된 화합물을 비포함할 수 있다.
i) 상기 제1화합물; 및 ii) 상기 제2화합물, 상기 제3화합물, 상기 제4화합물, 또는 이의 임의의 조합;은, 상기 중간층 중 발광층에 포함될 수 있다.
상기 발광층은, 상기 제1화합물로부터 방출된 인광 또는 형광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1화합물로부터 방출된 인광 또는 형광은 청색광일 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자의 발광층은 상기 제1화합물 및 제2화합물을 포함할 수 있고, 상기 제1화합물과 상기 제2화합물은 엑시플렉스를 형성할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 발광 소자의 발광층은 상기 제1화합물, 제2화합물 및 제3화합물을 포함할 수 있고, 상기 제1화합물과 상기 제2화합물은 엑시플렉스를 형성할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 발광 소자의 발광층은 상기 제1화합물 및 제4화합물을 포함하고, 상기 제4화합물은 상기 발광 소자의 색순도, 발광 효율 및 수명 특성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2화합물은 하기 화학식 2로 표시된 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 2>
Figure pat00009
상기 화학식 2 중,
L51 내지 L53는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
b51 내지 b53은 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
X54는 N 또는 C(R54)이고, X55는 N 또는 C(R55)이고, X56은 N 또는 C(R56)이고, X54 내지 X56 중 적어도 하나는 N이고,
R51 내지 R56에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
상기 R10a에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제3화합물은 하기 화학식 3-1로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-2로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-3으로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-4로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-5로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
<화학식 3-1>
Figure pat00010
<화학식 3-2>
Figure pat00011
<화학식 3-3>
Figure pat00012
<화학식 3-4>
Figure pat00013
<화학식 3-5>
Figure pat00014
상기 화학식 3-1 내지 3-5 중,
고리 CY71 내지 고리 CY84는 서로 독립적으로, π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 피리딘 그룹이고,
X82는 단일 결합, O, S, N-[(L82)b82-R82], C(R82a)(R82b) 또는 Si(R82a)(R82b)이고,
X83은 단일 결합, O, S, N-[(L83)b83-R83], C(R83a)(R83b) 또는 Si(R83a)(R83b)이고,
X84는 O, S, N-[(L84)b84-R84], C(R84a)(R84b) 또는 Si(R84a)(R84b)이고,
X85는 C 또는 Si이고,
L81 내지 L85는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(Q4)(Q5)-*', *-Si(Q4)(Q5)-*', 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 피리딘 그룹이고, 상기 Q4 및 Q5에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 Q1에 대한 설명을 참조하고,
b81 내지 b85는 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
R71 내지 R74, R81 내지 R85, R82a, R82b, R83a, R83b, R84a 및 R84b에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
a71 내지 a74는 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수 중 하나이고,
상기 R10a에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제4화합물은 하기 화학식 502로 표시된 화합물, 하기 화학식 503으로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
<화학식 502>
Figure pat00015
<화학식 503>
Figure pat00016
상기 화학식 502 및 503 중,
고리 A501 내지 고리 A504는 서로 독립적으로, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
Y505는 O, S, N(R505), B(R505), C(R505a)(R505b) 또는 Si(R505a)(R505b)이고,
Y506은 O, S, N(R506), B(R506), C(R506a)(R506b) 또는 Si(R506a)(R506b)이고,
Y507은 O, S, N(R507), B(R507), C(R507a)(R507b) 또는 Si(R507a)(R507b)이고,
Y508은 O, S, N(R508), B(R508), C(R508a)(R508b) 또는 Si(R508a)(R508b)이고,
Y51 및 Y52는 서로 독립적으로, B, P(=O) 또는 S(=O)이고,
R500a, R500b, R501 내지 R508, R505a, R505b, R506a, R506b, R507a, R507b, R508a 및 R508b에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
a501 내지 a504는 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수 중 하나이고,
상기 R10a에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
화학식에 대한 설명
상기 화학식 1 중 M은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 은(Ag) 또는 구리(Cu)일 수 있다.
상기 화학식 1 중 X1 내지 X4는 서로 독립적으로, C 또는 N일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 X1은 C이고, 상기 C는 카빈(carbene) 모이어티의 탄소일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 X1은 N일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 X2 및 X3는 C이고, X4는 N일 수 있다.
상기 화학식 1 중 i) X1과 M 사이의 결합은 배위 결합이고, ii) X2와 M 사이의 결합, X3와 M 사이의 결합 및 X4와 M 사이의 결합 중 1개는 배위 결합이고, 나머지 2개는 공유 결합일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 X2와 M 사이의 결합 및 X3와 M 사이의 결합은 공유 결합이고, X4와 M 사이의 결합은 배위 결합일 수 있다.
상기 화학식 1 중 고리 CY1은 i) X1-함유 5원환, ii) 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있는, X1-함유 5원환, 또는 iii) X1-함유 6원환일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 고리 CY1은 i) X1-함유 5원환 또는 ii) 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있는, X1-함유 5원환일 수 있다. 즉, 고리 CY1은 X1을 통하여 화학식 1 중 M과 결합된 5원환을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1의 고리 CY1 중 X1-함유 5원환은 피롤 그룹, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이소옥사졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사디아졸 그룹 또는 티아디아졸 그룹일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1의 고리 CY1 중 상기 X1-함유 5원환에 선택적으로 축합될 수 있는 6원환 또는 X1-함유 6원환은 벤젠 그룹, 피리딘 그룹 또는 피리미딘 그룹일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중
Figure pat00017
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY1-1 내지 CY1-42 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00018
Figure pat00019
상기 화학식 CY1-1 내지 CY1-42 중
Y1은 O, S, N, C 또는 Si이고,
*는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이고,
*'은 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 CY1-1 내지 CY1-8 중 X1은 C이고, 상기 화학식 CY1-9 내지 CY1-42 중 X1은 N일 수 있다.
상기 화학식 1 중 고리 CY2는 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 고리 CY2는 벤젠 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 나프탈렌 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 카바졸 그룹, 플루오렌 그룹, 또는 디벤조실롤 그룹일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중
Figure pat00020
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY2-1 내지 CY2-11 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00021
상기 화학식 CY2-1 내지 CY2-11 중
Y2는 O, S, N, C 또는 Si이고,
*는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이고,
*'은 화학식 1 중 고리 CY1과의 결합 사이트이고,
*"은 화학식 1 중 X51과의 결합 사이트이다.
상기 화학식 1 중 X31 내지 X36 및 X41 내지 X44는 서로 독립적으로, C 또는 N일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 X31 내지 X36 및 X41 내지 X44는 모두 C일 수 있다.
상기 화학식 1 중 X51은 *-N(R5)-*', *-B(R5)-*', *-P(R5)-*', *-C(R5a)(R5b)-*', *-Si(R5a)(R5b)-*', *-Ge(R5a)(R5b)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R5)=*', *=C(R5)-*', *-C(R5a)=C(R5b)-*', *-C(=S)-*' 또는 *-C≡C-*'일 수 있다. 상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트일 수 있다. 상기 R5, R5a 및 R5b에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 상기 R5a 및 R5b는 선택적으로 서로 결합하여, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있다 (예를 들면, 화합물 109 등 참조).
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 X51은 *-N(R5)-*', *-B(R5)-*', *-C(R5a)(R5b)-*', *-Si(R5a)(R5b)-*', *-S-*', 또는 *-O-*'일 수 있다.
상기 화학식 1 중 L1은 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
상기 화학식 1 중 b1은 L1의 개수를 나타낸 것으로서, 1 내지 5의 정수 중 하나일 수 있다. 상기 b1이 2 이상일 경우, 2 이상의 L1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 b1은 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 1 중 R1 내지 R5, R5a 및 R5b은 서로 독립적으로, 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 하기 화학식 1-2로 표시된 그룹, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 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, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)일 수 있다:
<화학식 1-1> <화학식 1-2>
Figure pat00022
Figure pat00023
상기 화학식 1-1 및 1-2에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 1 중 c1은 0 내지 5의 정수 중 하나이고, a1 및 a4는 서로 독립적으로, 0 내지 4의 정수 중 하나이고, a2는 0 내지 10의 정수 중 하나이고, a3는 0 내지 6의 정수 중 하나이되, a1 내지 a4의 합은 1 이상이고, a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 중 적어도 하나, a2개의 R2 중 적어도 하나, a3개의 R3 중 적어도 하나, a4개의 R4 중 적어도 하나 또는 이의 임의의 조합은 서로 독립적으로, 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 또는 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹일 수 있다. 즉, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹, 또는 이의 임의의 조합을 반드시 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 a4는 1 내지 4의 정수이고, a4개의 R4 중 적어도 하나는 서로 독립적으로, 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 또는 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹일 수 있다.
상기 화학식 1 중 L7은 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
상기 화학식 1 중 b7은 L7의 개수를 나타낸 것으로서, 1 내지 5의 정수 중 하나일 수 있다. 상기 b7이 2 이상일 경우, 2 이상의 L7은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 b7은 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7은 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7은 i) 제1고리, ii) 제2고리, iii) 2 이상의 제1고리가 서로 축합된 축합환, iv) 2 이상의 제2고리가 서로 축합된 축합환, 또는 v) 1 이상의 제1고리와 1 이상의 제2고리가 서로 축합된 축합환이고,
상기 제1고리는, 시클로펜탄 그룹, 시클로헥산 그룹, 시클로헵탄 그룹, 시클로옥탄 그룹, 시클로펜텐 그룹, 시클로헥센 그룹, 시클로헵텐 그룹, 시클로옥텐 그룹, 아다만탄(adamantane) 그룹, 노르보르넨(norbornene) 그룹, 노르보르난(norobornane) 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 (bicyclo[2.2.2]octane) 그룹 또는 벤젠 그룹이고,
상기 제2고리는, 피롤 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 실롤 그룹, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이소옥사졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 피라진 그룹, 트리아진 그룹, 1,2-아자보리닌(1,2-azaborinine) 그룹, 1,3-아자보리닌(1,3-azaborinine) 그룹, 1,4-아자보리닌(1,4-azaborinine) 그룹, 1,2-디하이드로-1,2-아자보리닌(1,2-dihydro-1,2-azaborinine) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-thiaborinine(1,4-티아보리닌) 그룹, 또는 1,4-dihydroborinine(1,4-디하이드로보리닌) 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7은, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 페난트렌 그룹, 카바졸 그룹, [1,2]아자보리니노[1,2-a][1,2]아자보리닌([1,2]azaborinino[1,2-a][1,2]azaborinine) 그룹 또는 벤조[1,2]아자보리니노[1,2-a][1,2]아자보리닌(benzo[1,2]azaborinino[1,2-a][1,2]azaborinine) 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7은, 하기 화학식 CY7-1 내지 CY7-33 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
상기 화학식 CY7-1 내지 CY7-33 중 *는 화학식 1-1 및 1-2 중 L7과의 결합 사이트이다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 n7은
Figure pat00027
로 표시된 그룹의 갯수로서, 1 내지 5의 정수일 수 있다. 상기 n7이 2 이상일 경우 2 이상의
Figure pat00028
로 표시된 그룹은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 n7은 1일 수 있다.
상기 화학식 1-1 중 고리 CY8은 비-방향족 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 비-방향족 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1-1 중 고리 CY8은 시클로펜탄 그룹, 시클로헥산 그룹, 시클로헵탄 그룹, 시클로옥탄 그룹, 시클로펜텐 그룹, 시클로헥센 그룹, 시클로헵텐 그룹, 시클로옥텐 그룹, 아다만탄(adamantane) 그룹, 노르보르넨(norbornene) 그룹, 노르보르난(norobornane) 그룹, 비시클로[1.1.1]펜탄(bicyclo[1.1.1]pentane) 그룹, 비시클로[2.1.1]헥산(bicyclo[2.1.1]hexane) 그룹 또는 비시클로[2.2.2]옥탄 (bicyclo[2.2.2]octane) 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1-1 중 고리 CY8은 하기 화학식 CY8-1 내지 CY8-8 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00029
상기 화학식 CY8-1 내지 CY8-8 중 *는 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, *'은 화학식 1-1 중 L7과의 결합 사이트이다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 R7 내지 R9에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R1에 대한 설명을 참조할 수 있다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 a7 및 a8은 각각 R7과 R8의 개수를 나타낸 것으로서, 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수 중 하나일 수 있다. 상기 a7이 2 이상일 경우 2 이상의 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 상기 a8이 2 이상일 경우 2 이상의 R8은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중, i) a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, ii) a2개의 R2 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, iii) a3개의 R3 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, iv) a4개의 R4 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, v) 상기 R1 내지 R5, R5a 및 R5b 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 선택적으로 서로 결합하여, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있다. 제1연결기는, *-N(R95)-*', *-B(R95)-*', *-P(R95)-*', *-C(R95a)(R95b)-*', *-Si(R95a)(R95b)-*', *-Ge(R95a)(R95b)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R95)=*', *=C(R95)-*', *-C(R95a)=C(R95b)-*', *-C(=S)-*' 및 *-C≡C-*' 중에서 선택될 수 있고, 상기 R95, R95a 및 R95b에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R10a에 대한 설명을 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 표시된 제1화합물은, 적어도 하나의 중수소를 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 및 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹이 각각 적어도 하나의 중수소를 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 1) a1은 0이 아니고, 2) a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1 중 적어도 하나의 *-(L1)b1-(R1)c1 중 i) L1은 단일 결합이 아니고, ii) c1개의 R1 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹은 적어도 하나의 중수소를 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중
Figure pat00030
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY1(1) 내지 CY1(6) 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00031
상기 화학식 CY1(1) 내지 CY1(6) 중,
X1에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
L11 및 c11에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 L1 및 c1에 대한 설명을 참조하고,
R11 내지 R13에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R1에 대한 설명을 참조하되, R11 내지 R13 각각은 수소가 아니고,
*는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이고,
*'은 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 CY1(1) 내지 CY1(4) 중, 1) L11은 단일 결합이 아니고, 2) c11개의 R11 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 CY1(1) 내지 CY1(4) 중 X1은 C이고, 상기 화학식 CY1(5) 및 CY1(6) 중 X1은 N일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 CY1(1) 내지 CY1(6) 중 L11은 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중
Figure pat00032
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY2(1) 내지 CY2(26) 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00033
Figure pat00034
상기 화학식 CY2(1) 내지 CY2(26) 중,
X2에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
X21은 O, S, N(R21), C(R21)(R22) 또는 Si(R21)(R22)이고,
R21 내지 R23에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R2에 대한 설명을 참조하되, R21 내지 R23 각각은 수소가 아니고,
*는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이고,
*'은 화학식 1 중 고리 CY1과의 결합 사이트이고,
*"은 화학식 1 중 X51과의 결합 사이트이다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중
Figure pat00035
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY3(1) 내지 CY3(7) 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00036
상기 화학식 CY3(1) 내지 CY3(7) 중,
X3에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
R31 내지 R36에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R3에 대한 설명을 참조하되, R31 내지 R36 각각은 수소가 아니고,
*는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이고,
*'은 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
*"은 화학식 1 중 X51과의 결합 사이트이다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중
Figure pat00037
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY4(1) 내지 CY4(8) 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00038
상기 화학식 CY4(1) 내지 CY4(8) 중,
X4에 대한 설명은 제1항에 기재된 바를 참조하고,
T4는 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 또는 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹이고,
R41, R43 및 R44에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R4에 대한 설명을 참조하되, R41, R43 및 R44 각각은 수소가 아니고,
*는 화학식 1 중 M과의 결합 사이트이고,
*'은 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 2 중 b51 내지 b53은 각각 L51 내지 L53의 개수를 나타낸 것으로서, 1 내지 5의 정수 중 하나일 수 있다. 상기 b51이 2 이상일 경우, 2 이상의 L51은 서로 동일하거나 상이하고, 상기 b52가 2 이상일 경우, 2 이상의 L52는 서로 동일하거나 상이하고, 상기 b53이 2 이상일 경우, 2 이상의 L53은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 b51 내지 b53은 서로 독립적으로, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 1 및 2 중 L1, L7 및 L51 내지 L53는 서로 독립적으로,
단일 결합; 또는
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 디메틸디벤조실롤일기, 디페닐디벤조실롤일기, -O(Q31), -S(Q31), -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -P(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), -P(=O)(Q31)(Q32), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 안트라센 그룹, 페난트렌 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 시클로펜타디엔 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, 아자플루오렌 그룹, 아자카바졸 그룹, 아자디벤조퓨란 그룹, 아자디벤조티오펜 그룹, 아자디벤조실롤 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, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이소옥사졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 벤조피라졸 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 벤조티아졸 그룹, 벤조옥사디아졸 그룹, 벤조티아디아졸 그룹, 디벤조옥사실린 그룹, 디벤조티아실린 그룹, 디벤조디하이드로아자실린 그룹, 디벤조디하이드로디실린 그룹, 디벤조디하이드로실린 그룹, 디벤조디옥신 그룹, 디벤조옥사티인 그룹, 디벤조옥사진 그룹, 디벤조피란 그룹, 디벤조디티인 그룹, 디벤조티아진 그룹, 디벤조티오피란 그룹, 디벤조시클로헥사디엔 그룹, 디벤조디하이드로피리딘 그룹 또는 디벤조디하이드로피라진 그룹;
이고,
Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기 또는 트리아지닐기일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 2 중 L51과 R51 사이의 결합, L52와 R52 사이의 결합, L53과 R53 사이의 결합, 2 이상의 L51 사이의 결합, 2 이상의 L52 사이의 결합, 2 이상의 L53 사이의 결합, L51과 화학식 2의 X54과 X55 사이의 탄소와의 결합, L52와 화학식 2의 X54와 X56 사이의 탄소와의 결합 및 L53과 화학식 2의 X55와 X56 사이의 탄소와의 결합은 각각 "탄소-탄소 단일 결합"일 수 있다.
상기 화학식 2 중 X54는 N 또는 C(R54)이고, X55는 N 또는 C(R55)이고, X56은 N 또는 C(R56)이고, X54 내지 X56 중 적어도 하나는 N일 수 있다. 상기 R54 내지 R56에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 예를 들어, 상기 X54 내지 X56 중 2개 또는 3개는 N일 수 있다.
본 명세서 중 R51 내지 R56, R71 내지 R74, R81 내지 R85, R82a, R82b, R83a, R83b, R84a 및 R84b, R500a, R500b, R501 내지 R508, R505a, R505b, R506a, R506b, R507a, R507b, R508a 및 R508b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 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, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)일 수 있다. 상기 Q1 내지 Q3에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, i) 상기 화학식 1 중 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 및 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹이 아닌, 나머지 R1 내지 R5, R5a, R5b 및 R7 내지 R9 ii) 화학식 2, 3-1 내지 3-5, 502 및 503 중 R51 내지 R56, R71 내지 R74, R81 내지 R85, R82a, R82b, R83a, R83b, R84a 및 R84b, R500a, R500b, R501 내지 R508, R505a, R505b, R506a, R506b, R507a, R507b, R508a 및 R508b, 및 iii) R10a는 서로 독립적으로,
수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C10알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 비페닐기, C1-C10알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, -O(Q31), -S(Q31), -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -P(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), -P(=O)(Q31)(Q32), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 비페닐기, C1-C10알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 아자플루오레닐기, 아자디벤조실롤일기 또는 화학식 91로 표시된 그룹; 또는
-C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2);
이고,
Q1 내지 Q3 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로,
-CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CH2CH3, -CH2CD3, -CH2CD2H, -CH2CDH2, -CHDCH3, -CHDCD2H, -CHDCDH2, -CHDCD3, -CD2CD3, -CD2CD2H 또는 -CD2CDH2; 또는
중수소, C1-C10알킬기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, sec-펜틸기, tert-펜틸기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기 또는 트리아지닐기;
일 수 있다:
<화학식 91>
Figure pat00039
상기 화학식 91 중,
고리 CY91 및 고리 CY92는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C5-C30카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C30헤테로시클릭 그룹이고,
X91은 단일 결합, O, S, N(R91), B(R91), C(R91a)(R91b) 또는 Si(R91a)(R91b)이고,
R91, R91a 및 R91b에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R82, R82a 및 R82b에 대한 설명을 참조하고,
R10a에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 91 중,
고리 CY91 및 고리 CY92는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹 또는 트리아진 그룹이고,
R91, R91a 및 R91b은 서로 독립적으로,
수소 또는 C1-C10알킬기; 또는
중수소, C1-C10알킬기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기 또는 트리아지닐기;
일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, i) 상기 화학식 1 중 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 및 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹이 아닌, 나머지 R1 내지 R5, R5a, R5b 및 R7 내지 R9 ii) 화학식 2, 3-1 내지 3-5, 502 및 503 중 R51 내지 R56, R71 내지 R74, R81 내지 R85, R82a, R82b, R83a, R83b, R84a 및 R84b, R500a, R500b, R501 내지 R508, R505a, R505b, R506a, R506b, R507a, R507b, R508a 및 R508b, 및 iii) R10a는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, 시아노기, 니트로기, -CH3, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 하기 화학식 9-1 내지 9-19 중 하나로 표시되는 그룹, 하기 화학식 10-1 내지 10-246 중 하나로 표시되는 그룹, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)(단, Q1 내지 Q3에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조함) 일 수 있다:
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
상기 화학식 9-1 내지 9-19 및 10-1 내지 10-246 중 *는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, Ph는 페닐기이고, TMS는 트리메틸실릴기이다.
상기 화학식 3-1 내지 3-5, 502 및 503 중 a71 내지 a74 및 a501 내지 a504는 각각 R71 내지 R74 및 R501 내지 R504의 개수를 나타낸 것으로서, 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수일 수 있다. 상기 a71이 2 이상일 경우 2 이상의 R71은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 a72가 2 이상일 경우 2 이상의 R72는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 a73이 2 이상일 경우 2 이상의 R73은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 a74가 2 이상일 경우 2 이상의 R74는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 a501이 2 이상일 경우 2 이상의 R501은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 a502가 2 이상일 경우 2 이상의 R502는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 a503이 2 이상일 경우 2 이상의 R503은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 상기 a504가 2 이상일 경우 2 이상의 R504는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 a71 내지 a74 및 a501 내지 a504는 서로 독립적으로, 0 내지 8의 정수일 수 있다.
상기 화학식 1 중, i) a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, ii) a2개의 R2 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, iii) a3개의 R3 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, iv) a4개의 R4 중 2 이상은 (단일 결합, 이중 결합 또는 제1연결기를 통하여) 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, v) 상기 R1 내지 R5, R5a 및 R5b 중 2 이상은 선택적으로 서로 결합하여, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있다. 상기 제1연결기는, *-N(R95)-*', *-B(R95)-*', *-P(R95)-*', *-C(R95a)(R95b)-*', *-Si(R95a)(R95b)-*', *-Ge(R95a)(R95b)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R95)=*', *=C(R95)-*', *-C(R95a)=C(R95b)-*', *-C(=S)-*' 및 *-C≡C-*' 중에서 선택될 수 있고, 상기 R95, R95a 및 R95b에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R1에 대한 설명을 참조한다.
한편, 상기 화학식 2 중 *-(L51)b51-R51로 표시된 그룹 및 *-(L52)b52-R52로 표시된 그룹이 페닐기가 아닐 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 2 중 *-(L51)b51-R51로 표시된 그룹과 *-(L52)b52-R52로 표시된 그룹이 서로 동일할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 2 중 *-(L51)b51-R51로 표시된 그룹과 *-(L52)b52-R52로 표시된 그룹이 서로 상이할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 2 중 b51 및 b52는 1, 2 또는 3이고, L51 및 L52는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 피라진 그룹 또는 트리아진 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중 R51 및 R52는 서로 독립적으로, 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, -C(Q1)(Q2)(Q3) 또는 -Si(Q1)(Q2)(Q3)이고,
상기 Q1 내지 Q3는 서로 독립적으로, 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
일 구현예에 따르면,
상기 화학식 2 중 *-(L51)b51-R51로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY51-1 내지 CY51-26 중 하나로 표시된 그룹이고, 및/또는
상기 화학식 2 중 *-(L52)b52-R52로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY52-1 내지 CY52-26 중 하나로 표시된 그룹이고, 및/또는
상기 화학식 2 중 *-(L53)b53-R53으로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY53-1 내지 CY53-27 중 하나로 표시된 그룹, -C(Q1)(Q2)(Q3) 또는 -Si(Q1)(Q2)(Q3)일 수 있다:
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
상기 화학식 CY51-1 내지 CY51-26, CY52-1 내지 CY52-26 및 CY53-1 내지 CY53-27 중,
Y63은 단일 결합, O, S, N(R63), B(R63), C(R63a)(R63b) 또는 Si(R63a)(R63b)이고,
Y64는 단일 결합, O, S, N(R64), B(R64), C(R64a)(R64b) 또는 Si(R64a)(R64b)이고,
Y67은 단일 결합, O, S, N(R67), B(R67), C(R67a)(R67b) 또는 Si(R67a)(R67b)이고,
Y68은 단일 결합, O, S, N(R68), B(R68), C(R68a)(R68b) 또는 Si(R68a)(R68b)이고,
화학식 CY51-16 및 CY51-17 중 Y63 및 Y64는 동시에 단일 결합이 아니고,
화학식 CY52-16 및 CY52-17 중 Y67 및 Y68은 동시에 단일 결합이 아니고,
R51a 내지 R51e, R61 내지 R64, R63a, R63b, R64a 및 R64b에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R51에 대한 설명을 참조하되, R51a 내지 R51e 각각은 수소가 아니고,
R52a 내지 R52e, R65 내지 R68, R67a, R67b, R68a 및 R68b에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R52에 대한 설명을 참조하되, R52a 내지 R52e 각각은 수소가 아니고,
R53a 내지 R53e, R69a 및 R69b에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R53에 대한 설명을 참조하되, R53a 내지 R53e 각각은 수소가 아니고,
*는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어,
상기 화학식 CY51-1 내지 CY51-26 및 화학식 CY52-1 내지 52-26 중 R51a 내지 R51e 및 R52a 내지 R52e는 서로 독립적으로,
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 비페닐기, C1-C10알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 비페닐기, C1-C10알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 아자플루오레닐기, 아자디벤조실롤일기 또는 상기 화학식 91로 표시된 그룹; 또는
-C(Q1)(Q2)(Q3) 또는 -Si(Q1)(Q2)(Q3);
이고,
상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 중수소, C1-C10알킬기, 페닐기, 비페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 트리아지닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기 또는 트리아지닐기이고,
상기 화학식 CY51-16 및 CY51-17 중 i) Y63은 O 또는 S이고, Y64는 Si(R64a)(R64b)이거나, 또는 ii) Y63은 Si(R63a)(R63b)이고 Y64는 O 또는 S이고,
상기 화학식 CY52-16 및 CY52-17 중 i) Y67은 O 또는 S이고, Y68은 Si(R68a)(R68b)이거나, 또는 ii) Y67은 Si(R67a)(R67b)이고 Y68은 O 또는 S일 수 있다.
한편, 상기 화학식 3-1 내지 3-5 중 L81 내지 L85는 서로 독립적으로,
단일 결합;
*-C(Q4)(Q5)-*' 또는 *-Si(Q4)(Q5)-*'; 또는
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 디메틸디벤조실롤일기, 디페닐디벤조실롤일기, -O(Q31), -S(Q31), -Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -P(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), -P(=O)(Q31)(Q32), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 안트라센 그룹, 페난트렌 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 시클로펜타디엔 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, 아자플루오렌 그룹, 아자카바졸 그룹, 아자디벤조퓨란 그룹, 아자디벤조티오펜 그룹, 아자디벤조실롤 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, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이소옥사졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 벤조피라졸 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 벤조티아졸 그룹, 벤조옥사디아졸 그룹 또는 벤조티아디아졸 그룹;
이고,
Q4, Q5, Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 피라지닐기 또는 트리아지닐기일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 3-1 및 3-2 중
Figure pat00060
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY71-1(1) 내지 CY71-1(8) 중 하나로 표시된 그룹이고, 및/또는
상기 화학식 3-1 및 3-3 중
Figure pat00061
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY71-2(1) 내지 CY71-2(8) 중 하나로 표시된 그룹이고, 및/또는
상기 화학식 3-2 및 3-4 중
Figure pat00062
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY71-3(1) 내지 CY71-3(32) 중 하나로 표시된 그룹이고, 및/또는
상기 화학식 3-3 내지 3-5 중
Figure pat00063
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY71-4(1) 내지 CY71-4(32) 중 하나로 표시된 그룹이고, 및/또는
상기 화학식 3-5 중
Figure pat00064
로 표시된 그룹은 하기 화학식 CY71-5(1) 내지 CY71-5(8) 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00065
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
상기 화학식 CY71-1(1) 내지 CY71-1(8), CY71-2(1) 내지 CY71-2(8), CY71-3(1) 내지 CY71-3(32), CY71-4(1) 내지 CY71-4(32) 및 CY71-5(1) 내지 CY71-5(8) 중,
X81 내지 X85, L81, b81, R81 및 R85에 대한 설명은 각각 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
X86은 단일 결합, O, S, N(R86), B(R86), C(R86a)(R86b) 또는 Si(R86a)(R86b)이고,
X87은 단일 결합, O, S, N(R87), B(R87), C(R87a)(R87b) 또는 Si(R87a)(R87b)이고,
상기 화학식 CY71-1(1) 내지 CY71-1(8) 및 CY71-4(1) 내지 CY71-4(32) 중 X86 및 X87은 동시에 단일 결합이 아니고,
X88은 단일 결합, O, S, N(R88), B(R88), C(R88a)(R88b) 또는 Si(R88a)(R88b)이고,
X89는 단일 결합, O, S, N(R89), B(R89), C(R89a)(R89b) 또는 Si(R89a)(R89b)이고,
상기 화학식 CY71-2(1) 내지 CY71-2(8), CY71-3(1) 내지 CY71-3(32) 및 CY71-5(1) 내지 CY71-5(8) 중 X88 및 X89는 동시에 단일 결합이 아니고,
R86 내지 R89, R86a, R86b, R87a, R87b, R88a, R88b, R89a 및 R89b에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R81에 대한 설명을 참조한다.
화합물 구체예
일 구현예에 따르면, 상기 제1화합물(상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물)은 하기 화합물 D1 내지 D315 중 적어도 하나, 화합물 1 내지 120 중 적어도 하나, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
Figure pat00081
Figure pat00082
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Figure pat00086
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Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00090
Figure pat00091
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Figure pat00093
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Figure pat00095
Figure pat00096
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
Figure pat00104
다른 구현예에 따르면, 상기 제2화합물은 하기 화합물 ETH1 내지 ETH84 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure pat00105
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00109
Figure pat00110
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제3화합물은 하기 화합물 HTH1 내지 HTH52 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure pat00111
Figure pat00112
Figure pat00113
Figure pat00114
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제4화합물은 하기 화합물 DFD1 내지 DFD14 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure pat00115
Figure pat00116
상기 화합물들 중 Ph는 페닐기를 나타낸 것고, D5는 5개의 중수소로 치환됨을 나타낸 것이고, D4는 4개의 중수소로 치환됨을 나타낸 것이다. 예를 들어,
Figure pat00117
로 표시된 그룹은
Figure pat00118
로 표시된 그룹과 동일하다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광 소자는 하기 <조건 1> 내지 <조건 4> 중 적어도 하나를 만족할 수 있다:
<조건 1>
제3화합물의 LUMO 에너지 준위(eV) > 제1화합물의 LUMO 에너지 준위(eV)
<조건 2>
제1화합물의 LUMO 에너지 준위(eV) > 제2화합물의 LUMO 에너지 준위(eV)
<조건 3>
제1화합물의 HOMO 에너지 준위(eV) > 제3화합물의 HOMO 에너지 준위(eV)
<조건 4>
제3화합물의 HOMO 에너지 준위(eV) > 제2화합물의 HOMO 에너지 준위(eV)
상기 제1화합물, 제2화합물 및 제3화합물 각각의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위 각각은, 음수값으로서, 공지된 방법, 예를 들면, 본 명세서 중 평가예 1에 기재된 방법에 따라 실측된 것일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제1화합물의 LUMO 에너지 준위와 상기 제2화합물의 LUMO 에너지 준위 차의 절대값은 0.1eV 이상 및 1.0eV 이하이거나, 상기 제1화합물의 LUMO 에너지 준위와 상기 제3화합물의 LUMO 에너지 준위 차의 절대값은 0.1eV 이상 및 1.0eV 이하이고, 상기 제1화합물의 HOMO 에너지 준위와 상기 제2화합물의 HOMO 에너지 준위 차의 절대값은 1.25eV 이하(예를 들면, 1.25eV 이하 및 0.2eV 이상)이거나, 상기 제1화합물의 HOMO 에너지 준위와 상기 제3화합물의 HOMO 에너지 준위 차의 절대값은 1.25eV 이하(예를 들면, 1.25eV 이하 및 0.2eV 이상)일 수 있다.
상술한 바와 같은 LUMO 에너지 준위 및 HOMO 에너지 준위 관계를 만족함으로써, 발광층으로의 정공 및 전자 주입 균형이 이루어질 수 있다.
상기 발광 소자의 제1구현예 또는 제2구현예의 구조를 가질 수 있다:
제1구현예에 대한 설명
제1구현예에 따르면, 상기 제1화합물은 상기 발광 소자의 중간층 중 발광층에 포함되어 있고, 상기 발광층은 호스트를 더 포함하고, 상기 제1화합물과 상기 호스트는 서로 상이하고, 상기 발광층은 상기 제1화합물로부터 방출된 인광 또는 형광을 방출할 수 있다. 즉, 제1구현예에 따르면, 상기 제1화합물은 도펀트, 또는 에미터일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1화합물은 인광 도펀트 또는 인광 에미터일 수 있다.
상기 제1화합물로부터 방출된 인광 또는 형광은 청색광일 수 있다.
상기 발광층은 보조 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 보조 도펀트는, 도펀트 또는 에미터인 상기 제1화합물로 효과적으로 에너지를 전달하여 상기 제1화합물로부터의 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
상기 보조 도펀트는 상기 제1화합물 및 상기 호스트 각각과 서로 상이할 수 있다.
예를 들어, 상기 보조 도펀트는 지연 형광 방출 화합물일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 보조 도펀트는 B(붕소) 및 N(질소) 각각을 고리-형성 원자로 포함한 시클릭 그룹을 적어도 하나 포함한 화합물일 수 있다.
제2구현예에 대한 설명
제2구현예에 따르면, 상기 제1화합물은 상기 발광 소자의 중간층 중 발광층에 포함되어 있고, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 더 포함하고, 상기 제1화합물과 상기 호스트 및 상기 도펀트 각각은 서로 상이하고, 상기 발광층은 상기 도펀트로부터 방출된 인광 또는 형광(예를 들면, 지연 형광)을 방출할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2구현예 중 제1화합물은 도펀트가 아니라, 도펀트(또는 에미터)로 에너지를 전달하는 보조 도펀트의 역할을 할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 제2구현예 중 제1화합물은 에미터의 역할을 수행하고, 도펀트(또는, 에미터)로의 에너지를 전달하는 보조 도펀트의 역할도 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2구현예 중 상기 도펀트(또는, 에미터)로부터 방출된 인광 또는 형광은 청색 인광 또는 청색 형광(예를 들면, 청색 지연 형광)일 수 있다.
상기 제2구현예 중 도펀트(또는, 에미터)는 인광 도펀트 재료(예를 들면, 본 명세서 중 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물, 화학식 401로 표시된 유기금속 화합물 또는 이의 임의의 조합) 또는 임의의 형광 도펀트 재료(예를 들면, 본 명세서 중 화학식 501로 표시된 화합물, 화학식 502로 표시된 화합물, 화학식 503으로 표시된 화합물 또는 이의 임의의 조합)일 수 있다.
상기 제1구현예 및 제2구현예 중 상기 청색광은 390nm 내지 500nm, 410nm 내지 490nm, 430nm 내지 480nm, 440nm 내지 475nm 또는 455nm 내지 470nm 범위의 최대 발광 파장을 갖는 청색광일 수 있다.
상기 제1구현예 중 보조 도펀트는 예를 들면, 본 명세서 중 화학식 502 또는 503으로 표시된 제4화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1구현예 및 제2구현예 중 호스트는 임의의 호스트 재료(예를 들면, 본 명세서 중 화학식 301로 표시된 화합물, 301-1로 표시된 화합물, 화학식 301-2로 표시된 화합물 또는 이의 임의의 조합)일 수 있다.
또는, 상기 제1구현예 및 제2구현예 중 호스트는 본 명세서에 기재된 제2화합물, 제3화합물 또는 이의 임의의 조합일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 발광 소자는 제1전극의 외측에 배치된 제1캡핑층 및 제2전극의 외측에 배치된 제2캡핑층 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나에 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물이 포함되어 있을 수 있다. 상기 제1캡핑층 및/또는 제2캡핑층에 대한 보다 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광 소자는,
상기 제1전극의 외측에 배치되고, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물을 포함한 제1캡핑층;
상기 제2전극의 외측에 배치되고, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물을 포함한 제2캡핑층; 또는
상기 제1캡핑층 및 상기 제2캡핑층;
을 포함할 수 있다.
본 명세서 중 "(중간층 및/또는 캡핑층이) 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물을 포함한다"란, "(중간층 및/또는 캡핑층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 유기금속 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 유기금속 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
예를 들어, 상기 중간층 및/또는 캡핑층은, 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 D1만을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 D1은 상기 발광 소자의 발광층에 존재할 수 있다. 또는, 상기 중간층은 상기 유기금속 화합물로서, 상기 화합물 D1과 화합물 D2를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 화합물 D1과 화합물 D2는 동일한 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 D1과 화합물 D2는 모두 발광층에 존재할 수 있음)하거나, 서로 다른 층에 존재(예를 들면, 상기 화합물 D1은 발광층에 존재하고 상기 화합물 D2는 전자 수송 영역에 존재할 수 있음)할 수 있다.
본 명세서 중 "중간층"은 상기 발광 소자 중 제1전극과 제2전극 사이에 배치된 단일 및/또는 복수의 모든 층을 가리키는 용어이다.
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.
또 다른 측면에 따르면, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물이 제공된다. 상기 화학식 1에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물 중, a1 내지 a4의 합은 1 이상이고, a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 중 적어도 하나, a2개의 R2 중 적어도 하나, a3개의 R3 중 적어도 하나, a4개의 R4 중 적어도 하나 또는 이의 임의의 조합은 서로 독립적으로, 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹 또는 하기 화학식 1-2로 표시된 그룹일 수 있다.
<화학식 1-1> <화학식 1-2>
Figure pat00119
Figure pat00120
즉, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 및/또는 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹을 반드시 포함할 수 있다.
상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7로 표시된 모이어티는, 화학식 1-1 중 고리 CY8로 표시된 모이어티 및 화학식 1-2 중 R8 및 R9보다 높은 삼중항 에너지 레벨(예를 들면, 0.01 eV 이상만큼 높은 삼중항 에너지 레벨)을 갖는다. 이로써, 화학식 1 중 metal to ligand charge transfer에 의한 에너지 전이 및 intramolecular through-space charge transfer에 의한 에너지 전이가 모두 활성화될 수 있다. 또한, 상기 화학식 1-1 및 1-2은 고리 CY7에 의한 구조적 강건성(rigidity)을 가질 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물(또는, 화학식 1로 표시된 제1화합물)을 포함한 발광 소자(예를 들면, 유기 발광 소자)는 고색순도, 고발광 효율, 저구동 전압 및 장수명 특성을 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물은 청색광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물은 390nm 내지 500nm, 410nm 내지 490nm, 430nm 내지 480nm, 440nm 내지 475nm 또는 455nm 내지 470nm 범위의 최대 발광 파장을 갖는 청색광을 방출할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시된 유기금속 화합물은, 배면 발광 CIEx 좌표가 0.12 내지 0.15 또는 0.13 내지 0.14의 범위이고, 배면 발광 CIEy 좌표가 0.06 내지 0.25, 0.10 내지 0.20 또는 0.13 내지 0.20 범위인 색순도를 가질 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물의 합성 방법은 후술하는 합성예 및/또는 실시예를 참조하여 당업자가 인식할 수 있다.
[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, 유기금속 화합물과 같은 금속-함유 화합물, 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(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광 보조층, 전자 저지층(EBL), 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>
Figure pat00121
<화학식 202>
Figure pat00122
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:
Figure pat00123
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 HT44 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:
Figure pat00124
Figure pat00125
Figure pat00126
Figure pat00127
Figure pat00128
Figure pat00129
Figure pat00130
Figure pat00131
Figure pat00132
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 전자 수송 영역으로부터의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다. 상기 발광 보조층 및 전자 저지층에는 상술한 바와 같은 물질이 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.
Figure pat00133
<화학식 221>
Figure pat00134
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), 프라세오듐(Pr), 네오디륨(Nd), 프로메륨(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀륨(Ho), 어븀(Er), 툴륨(Tm), 이터븀(Yb), 루테늄(Lu) 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.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트(또는, 에미터)를 포함할 수 있다. 또는, 상기 발광층은 상기 호스트 및 도펀트(또는, 에미터) 외에, 도펀트(또는, 에미터)로의 에너지 전달을 촉진시키는 보조 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 발광층이 상기 도펀트(또는, 에미터) 및 보조 도펀트를 포함할 경우, 상기 도펀트(또는, 에미터)와 상기 보조 도펀트는 서로 상이하다.
본 명세서 중 제1화합물은 상기 도펀트(또는, 에미터)의 역할을 하거나, 상기 보조 도펀트의 역할을 할 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트(또는, 에미터)의 함량은, 호스트 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 15 중량부일 수 있다.
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]
상기 발광층 중 호스트는 본 명세서에 기재된 제2화합물, 제3화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또는, 상기 호스트는 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.
다른 예로서, 상기 호스트는, 하기 화학식 301-1로 표시된 화합물, 하기 화학식 301-2로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
<화학식 301-1>
Figure pat00135
<화학식 301-2>
Figure pat00136
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.
또 다른 예로서, 상기 호스트는 알칼리토 금속 착체를 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 H124 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), 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
Figure pat00137
Figure pat00138
Figure pat00139
Figure pat00140
Figure pat00141
Figure pat00142
Figure pat00143
Figure pat00144
Figure pat00145
Figure pat00146
Figure pat00147
Figure pat00148
Figure pat00149
Figure pat00150
또는, 상기 호스트는 실리콘-함유 화합물, 포스핀 옥사이드-함유 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 호스트는 1종의 화합물만을 포함하거나, 서로 상이한 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
[인광 도펀트]
상기 발광층은 인광 도펀트로서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1화합물을 포함할 수 있다.
또는, 상기 발광층에 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1화합물이 포함되고, 상기 제1화합물이 보조 도펀트의 역할을 할 경우, 상기 발광층은 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 인광 도펀트는 중심 금속으로서, 적어도 하나의 전이 금속을 포함할 수 있다.
상기 인광 도펀트는 1자리(monodenate) 리간드, 2자리 리간드, 3자리 리간드, 4자리 리간드, 5자리 리간드, 6자리 리간드, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 인광 도펀트는, 전기적으로 중성(neutral)일 수 있다.
예를 들어, 상기 인광 도펀트는 하기 화학식 401로 표시되는 유기금속 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 401>
M(L401)xc1(L402)xc2
<화학식 402>
Figure pat00151
상기 화학식 401 및 402 중,
M은 전이 금속(예를 들면, 이리듐(Ir), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 티탄(Ti), 금(Au), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb), 로듐(Rh), 레늄(Re) 또는 툴륨(Tm))이고,
L401은 상기 화학식 402로 표시되는 리간드이고, xc1은 1, 2 또는 3이고, xc1이 2 이상일 경우 2 이상의 L401은 서로 동일하거나 상이하고,
L402는 유기 리간드이고, xc2는 0, 1, 2, 3, 또는 4이고, xc2가 2 이상일 경우 2 이상의 L402는 서로 동일하거나 상이하고,
X401 및 X402는 서로 독립적으로, 질소 또는 탄소이고,
고리 A401 및 고리 A402는 서로 독립적으로, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
T401은 단일 결합, *-O-*', *-S-*', *-C(=O)-*', *-N(Q411)-*', *-C(Q411)(Q412)-*', *-C(Q411)=C(Q412)-*', *-C(Q411)=*' 또는 *=C(Q411)=*'이고,
X403 및 X404는 서로 독립적으로, 화학 결합(예를 들면, 공유 결합 또는 배위 결합), O, S, N(Q413), B(Q413), P(Q413), C(Q413)(Q414) 또는 Si(Q413)(Q414)이고,
상기 Q411 내지 Q414에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 Q1에 대한 설명을 참조하고,
R401 및 R402는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, -Si(Q401)(Q402)(Q403), -N(Q401)(Q402), -B(Q401)(Q402), -C(=O)(Q401), -S(=O)2(Q401) 또는 -P(=O)(Q401)(Q402)이고,
상기 Q401 내지 Q403에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 Q1에 대한 설명을 참조하고,
xc11 및 xc12는 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수 중 하나이고,
상기 화학식 402 중 * 및 *'은 각각 상기 화학식 401 중 M과의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 402 중 i) X401은 질소이고, X402는 탄소이거나, 또는 ii) X401과 X402가 모두 질소일 수 있다.
다른 예로서, 상기 화학식 402 중 xc1이 2 이상일 경우, 2 이상의 L401 중 2개의 고리 A401은 선택적으로(optionally), 연결기인 T402를 통하여 서로 연결되거나, 2개의 고리 A402는 선택적으로, 연결기인 T403을 통하여 서로 연결될 수 있다 (하기 화합물 PD1 내지 PD4 및 PD7 참조). 상기 T402 및 T403에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 T401에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 401 중 L402는 임의의 유기 리간드일 수 있다. 예를 들어, 상기 L402는 할로겐 그룹, 디케톤 그룹 (예를 들면, 아세틸아세토네이트 그룹), 카르복실산 그룹(예를 들면, 피콜리네이트 그룹), -C(=O), 이소니트릴 그룹, -CN 그룹, 포스포러스 그룹 (예를 들면, 포스핀(phosphine) 그룹, 포스파이트(phosphite) 그룹 등), 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 인광 도펀트는 예를 들어, 하기 화합물 PD1 내지 PD25 중 하나, 또는 이의 임의의 조합을 포함 수 있다:
Figure pat00152
Figure pat00153
Figure pat00154
[형광 도펀트]
상기 발광층이 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1화합물을 포함하고, 상기 제1화합물이 보조 도펀트의 역할을 할 경우, 상기 발광층은 형광 도펀트를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 발광층이 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1화합물을 포함하고, 상기 제1화합물이 인광 도펀트의 역할을 할 경우, 상기 발광층은 보조 도펀트를 더 포함할 수 있다.
상기 형광 도펀트 및 보조 도펀트는, 서로 독립적으로, 아릴아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 보론-함유 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 형광 도펀트 및 보조 도펀트는 서로 독립적으로, 하기 화학식 501로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 501>
Figure pat00155
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.
예를 들어, 상기 형광 도펀트 및 보조 도펀트는 하기 화합물 FD1 내지 FD36 중 하나, DPVBi, DPAVBi, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
Figure pat00156
Figure pat00157
Figure pat00158
Figure pat00159
Figure pat00160
Figure pat00161
Figure pat00162
또는, 상기 형광 도펀트 및 보조 도펀트는 서로 독립적으로, 본 명세서에 기재된 바와 같은 화학식 502 또는 503으로 표시된 제4화합물을 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(ETL), 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>
Figure pat00163
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:
Figure pat00164
Figure pat00165
Figure pat00166
Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169
Figure pat00170
상기 전자 수송 영역의 두께는 약 160Å 내지 약 5000Å, 예를 들면, 약 100Å 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, 전자 수송층 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, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 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:
Figure pat00171
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 화합물을 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, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 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) 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 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:
Figure pat00172
Figure pat00173
[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 각각 대응하는 복수의 컬러 필터 영역을 포함하고, 상기 색변환층은 상기 복수의 부화소 영역 각각 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. 양자점에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 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 탄소로만 이루어진 탄소수 3 내지 60의 시클릭 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로시클릭 그룹은, 탄소 외에, 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 환형성 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.
이하에서, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기 합성예 중 "A 대신 B를 사용하였다"란 표현 중 A의 몰당량과 B의 몰당량은 서로 동일하다.
[실시예]
합성예 1(화합물 D6의 합성)
Figure pat00174
Figure pat00175
중간체 D6-1의 합성
9-(4-bromopyridin-2-yl)-2-methoxy-9H-carbazole 25.0 g (70.8 mmol)을 700 mL의 테트라하이드로퓨란과 혼합한 후, 반응 온도를 -78℃로 낮추고, N-BuLi 용액 (2.0M in 헥산) 39 mL를 첨가한 후, 동일 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 이 후, 2-adamantanone 21.3 g (141.6 mmol)을 첨가하고 상온으로 반응 온도를 승온하여 24시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 NaHCO3 용액을 첨가하고 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하고, 추출된 유기층을 포화 NaCl 수용액으로 세척한 다음 소듐설페이트로 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하여, 22.3 g (52.5 mmol)의 중간체 D6-1을 수득하였다.
중간체 D6-2의 합성
중간체 D6-1 22.3 g (52.5 mmol)과 AlCl3 21.0 g (157.5 mmol)을 질소 조건 하에서 과량의 benzene과 함께 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 NaHCO3 용액을 첨가하여 중화시키고 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하고, 추출된 유기층을 포화염화나트륨 수용액으로 세척한 다음, 소듐설페이트로 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 20.0 g (41.2 mmol)의 중간체 D6-2를 수득하였다.
중간체 D6-3의 합성
상기 중간체 D6-2 20.2g (41.7 mmol)을 과량의 브롬산 용액에 현탁시킨 다음, 가온하여 110℃에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 상온으로 식히고 적정량의 NaHCO3를 가하여 중화시킨 후, 300 mL 증류수를 가하고 에틸아세테이트로 이용하여 유기층을 추출하고, 추출된 유기층을 포화염나트륨 수용액으로 세척하고 MgSO4로 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 18.9 g (39.5mmol)의 중간체 D6-3을 수득하였다.
중간체 D6-4의 합성
상기 중간체 D6-3 15.4 g (32.7mmol), 1,3-dibromobenzene 8.2 g (34.6 mmol), K3PO4 13.9 g (65.4 mmol, 2.0 eq.), CuI 0.6 g (3.3 mmol, 0.1 eq.), 및 Di([1,1'-biphenyl]-2-yl)oxalamide 1.3 g (3.3 mmol)을 반응 용기에 넣고 디메틸술폭시드 80 mL에 현탁시킨 다음, 가온하여 160℃에서 12 시간 교반하였다. 반응 종결 후 상온으로 식히고 300mL 증류수를 첨가한 다음, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하고, 추출된 유기층을 포화염화나트륨 수용액으로 세척하고 소듈설페이트로 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하고 16.5 g (26.3 mmol)의 중간체 D6-4를 수득하였다.
중간체 D6-5의 합성
상기 중간체 D6-4 23.8 g (38.1 mmol), N 1 -([1,1':3',1''-terphenyl]-2'-yl-2,2'',3,3'',4,4'',5,5'',6,6''-d 10)benzene-1,2-diamine 15.8 g (45.7 mmol), Pd2(dba)3 0.4 g (0.76 mmol, 0.02 eq.), SPhos 0.6 g (1.52 mmol, 0.04 eq.) 및 NaO t Bu 4.8 g (49.5 mmol, 1.6 eq.)을 반응 용기에 넣고 톨루엔 (0.1M) 100mL에 현탁시킨 다음, 가온하여 120℃에서 4시간 교반하였다. 반응 종결 후 상온으로 식히고 300mL 증류수를 첨가한 다음, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하고, 추출된 유기층을 포화염화나트륨 수용액으로 세척하고 소듈설페이트로 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하고 23.6 g (26.5 mmol)의 중간체 D6-5를 수득하였다.
중간체 D6-6의 합성
상기 중간체 D6-5 23.2 g (26.0 mmol), triethyl orthoformate 216 mL (1.3 mol, 50.0 eq.) 및 HCl (37%) 0.9 mL (31.2 mmol, 1.2 eq.)를 반응 용기에 넣고 가온하여 80℃에서 12시간 교반하였다. 반응 종결 후 상온으로 식히고 생성된 고체를 여과하여 에테르로 세척한 후, 세척된 고체를 건조하여 22.5 g (23.4 mmol)의 중간체 D6-6을 수득하였다.
중간체 D6-7의 합성
상기 중간체 D6-6 21.1 g (22.5 mmol), NH4PF6 11.0 g (67.5 mmol, 3.0 eq.)을 반응 용기에 넣고 메틸알코올 100mL와 물 50mL의 혼합 용액 (2:1의 부피비)에 현탁시킨 후, 상온에서 24시간 교반하였다. 반응 종결 후 생성된 고체를 여과하여 에테르로 세척시킨 후, 세척된 고체를 건조하여 26.0 g (16.8 mmol)의 중간체 D6-7을 수득하였다.
화합물 D6의 합성
상기 중간체 D6-7 16.5 g (15.8 mmol)과 Dichloro(1,5-cyclooctadiene)platinum 6.2 g (16.7 mmol, 1.1 eq.), 및 NaOAc 3.9 g (47.4 mmol, 3.0 eq.)을 1,4-dioxane (0.025 M) 300ml 에 현탁시킨 후, 가온하여 110 ℃에서 72시간 교반하였다. 반응 종결 후 상온으로 식히고 250 mL의 증류수를 첨가하고, 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 추출한 후, 추출된 유기층을 NaCl 수용액으로 세척하고 MgSO4로 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 5.5 g (5.1 mmol)의 화합물 D6를 수득하였다.
합성예 2(화합물 D12의 합성)
Figure pat00176
Figure pat00177
중간체 D12-2의 합성
중간체 D6-1 22.3 g (52.5 mmol), AlCl3 21.0 g (157.5 mmol) 및 4a,8a-azaboranaphthalene (1.0 equiv.)을 질소 조건 하에서 과량의 dichloromethane과 함께 40℃에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 NaHCO3 용액을 첨가하여 중화시키고 에틸아세테이트를 이용하여 유기층을 추출하고, 추출된 유기층을 포화염화나트륨 수용액으로 세척한 다음, 소듐설페이트로 건조하였다. 이로부터 수득한 결과물에 대하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 중간체 D12-2를 수득하였다.
중간체 D12-3의 합성
상기 중간체 D6-2 대신 중간체 D12-2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-3의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D12-3을 수득하였다.
중간체 D12-4의 합성
상기 중간체 D6-3 대신 중간체 D12-3을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-4의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D12-4를 수득하였다.
중간체 D12-5의 합성
상기 중간체 D6-4 대신 중간체 D12-4를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D12-5를 수득하였다.
중간체 D12-6의 합성
상기 중간체 D6-5 대신 중간체 D12-5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D12-6을 수득하였다.
중간체 D12-7의 합성
상기 중간체 D6-6 대신 중간체 D12-6을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D12-7을 수득하였다.
화합물 D12의 합성
상기 중간체 D6-7 대신 중간체 D12-7을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 5.60 g (4.90 mmol)의 화합물 D12를 수득하였다.
합성예 3(화합물 D27의 합성)
Figure pat00178
중간체 D27-4의 합성
1,3-dibromobenzene 대신 1,3-dibromo-5-(tert-butyl)benzene을 사용했다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 중간체 D12-4의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 D27-4를 합성하였다.
중간체 D27-5의 합성
상기 중간체 D12-4 대신 중간체 D27-4를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 중간체 D12-5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D27-5를 수득하였다.
중간체 D27-6의 합성
상기 중간체 D12-5 대신 중간체 D27-5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 중간체 D12-6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D27-6을 수득하였다.
중간체 D27-7의 합성
상기 중간체 D12-6 대신 중간체 D27-6을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 중간체 D12-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D27-7을 수득하였다.
화합물 D27의 합성
상기 중간체 D12-7 대신 중간체 D27-7을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 2의 화합물 D12의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 5.88 g (4.90 mmol)의 화합물 D27을 수득하였다.
합성예 4(화합물 D81의 합성)
Figure pat00179
중간체 D81-4의 합성
1,3-dibromobenzene 대신 (3,5-dibromophenyl)methanetriyl)tribenzene을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-4의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 D81-4를 합성하였다.
중간체 D81-5의 합성
상기 중간체 D6-4 대신 중간체 D81-4를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D81-5를 수득하였다.
중간체 D81-6의 합성
상기 중간체 D6-5 대신 중간체 D81-5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D81-6을 수득하였다.
중간체 D81-7의 합성
상기 중간체 D6-6 대신 중간체 D81-6을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D81-7을 수득하였다.
화합물 D81의 합성
상기 중간체 D6-7 대신 중간체 D81-7을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 5.22 g (3.95 mmol)의 화합물 D81을 수득하였다.
합성예 5(화합물 D302의 합성)
Figure pat00180
Figure pat00181
중간체 D302-1의 합성
2-adamantanone 대신 acetone-d 6 를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-1의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여 중간체 D302-1을 합성하였다.
중간체 D302-2의 합성
상기 중간체 D6-1 대신 중간체 D302-1을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-2의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D302-2를 수득하였다.
중간체 D302-3의 합성
상기 중간체 D6-2 대신 중간체 D302-2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-3의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D302-3을 수득하였다.
중간체 D302-4의 합성
상기 중간체 D6-3 대신 중간체 D302-3을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-4의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D302-4를 수득하였다.
중간체 D302-5의 합성
상기 중간체 D6-4 대신 중간체 D302-4를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-5의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D302-5를 수득하였다.
중간체 D302-6의 합성
상기 중간체 D6-5 대신 중간체 D302-5를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D302-6을 수득하였다.
중간체 D302-7의 합성
상기 중간체 D6-6 대신 중간체 D302-6을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 중간체 D6-7의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 중간체 D302-7을 수득하였다.
화합물 D302의 합성
상기 중간체 D6-7 대신 중간체 D302-7을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 합성예 1의 화합물 D6의 합성 방법과 동일한 방법을 이용하여, 5.73 g (5.69 mmol)의 화합물 D302를 수득하였다.
상기 합성예 1내지 5에서 합성된 화합물들의 1H NMR 및 MALDI-TOF MS를 하기 표 1에 나타내었다. 합성예 1 내지 5에서 합성된 화합물 이외의 다른 화합물들의 합성 방법은, 상기 합성 경로 및 원료 물질을 참조하여 기술 분야에 숙련된 이들에게 용이하게 인식될 수 있다.
화합물
 1H NMR (CDCl3 , 500 MHz) MALDI-TOF
MS [M+]
found calc.
D6 δ 8.87 (d, 1H, 3 J H-H = 6.4 Hz), 8.10 (d, 1H, 3 J H-H = 7.1 Hz), 8.04 (s, 1H), 7.96 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.92 (d, 1H, 3 J H-H = 8.1 Hz), 7.76 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.56 (td, 1H, 3 J H-H = 7.1 Hz, 4 J H-H = 1.1 Hz), 7.46-7.43 (m, 6H), 7.29 (d, 1H, 3 J H-H = 8.2 Hz), 7.23-7.20 (m 6H), 7.05-7.00 (m, 2H), 6.84 (d, 1H, 3 J H-H = 8.0 Hz), 6.23 (d, 1H, 3 J H-H = 5.0 Hz), 3.04 (m, 2H), 1.98-1.69 (m, 12H). 1093.43 1093.41
D12 δ 8.88 (d, 1H, 3 J H-H = 6.4 Hz), 8.10-8.08 (m, 2H), 8.02 (s, 1H), 7.96 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.94-7.92 (m, 2H) 7.83-7.77 (m, 2H), 7.76 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.56 (td, 1H, 3 J H-H = 7.1 Hz, 4 J H-H = 1.1 Hz), 7.46-7.43 (m, 3H), 7.29 (d, 1H, 3 J H-H = 8.2 Hz), 7.23-7.20 (m, 5H), 7.05-7.00 (m, 2H), 6.84 (d, 1H, 3 J H-H = 8.0 Hz), 6.83-6.81 (m, 2H), 6.23 (d, 1H, 3 J H-H = 5.0 Hz), 3.05 (m, 2H), 1.98-1.69 (m, 12H). 1144.47 1144.44
D27 δ 8.87 (d, 1H, 3 J H-H = 6.4 Hz), 8.11-8.07 (m, 2H), 8.03 (s, 1H), 7.94 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.93-7.91 (m, 2H) 7.83-7.77 (m, 2H), 7.75 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.54 (td, 1H, 3 J H-H = 7.1 Hz, 4 J H-H = 1.1 Hz), 7.47-7.43 (m, 2H), 7.28 (d, 1H, 3 J H-H = 8.2 Hz), 7.23-7.18 (m, 5H), 7.04-7.01 (m, 2H), 6.85 (d, 1H, 3 J H-H = 8.0 Hz), 6.84-6.82 (m, 2H), 6.24 (d, 1H, 3 J H-H = 5.0 Hz), 3.04 (m, 2H), 1.98-1.69 (m, 12H), 1.32 (s, 9H). 1200.52 1200.50
D81 δ 8.86 (d, 1H, 3 J H-H = 6.4 Hz), 8.11 (d, 1H, 3 J H-H = 7.1 Hz), 8.02 (s, 1H), 7.94 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.90 (d, 1H, 3 J H-H = 8.1 Hz), 7.76 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.50-7.43 (m, 11H), 7.30 (d, 1H, 3 J H-H = 8.2 Hz), 7.23-7.20 (m 14H), 7.04-7.01 (m, 2H), 6.83 (d, 1H, 3 J H-H = 8.0 Hz), 6.22 (d, 1H, 3 J H-H = 5.0 Hz), 3.03 (m, 2H), 1.98-1.68 (m, 12H). 1321.51 1321.50
D302 δ 8.88 (d, 1H, 3 J H-H = 6.4 Hz), 8.04 (d, 1H, 3 J H-H = 7.7 Hz, 4 J H-H = 1.3 Hz), 7.98 (d, 1H, 3 J H-H = 8.3 Hz), 7.89 (d, 1H, 4 J H-H = 1.8 Hz), 7.74 (d, 1H, 3 J H-H = 8.2 Hz), 7.67 (d, 1H, 3 J H-H = 7.6 Hz), 7.48 (d, 1H, 3 J H-H = 7.6 Hz, 4 J H-H = 0.8 Hz), 7.44-7.40 (m, 4H), 7.36-7.20 (m, 10H), 7.07 (d, 1H, 3 J H-H = 8.1 Hz, 4 J H-H = 0.8 Hz), 7.05 (td, 1H, 3 J H-H = 8.1 Hz, 4 J H-H = 0.8 Hz), 6.87 (d, 1H, 3 J H-H = 7.8 Hz). 1007.43 1007.39
평가예 1
표 2의 방법에 따라 화합물 D6, D12, D27, D81 및 D302의 각각의 HOMO 및 LUMO 에너지 레벨을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
HOMO 에너지 레벨 평가 방법 Cyclic voltammetry (CV) (전해질: 0.1 M Bu4NPF6 / 용매: DMF (dimethylforamide)을 / 전극: 3전극 시스템(작업전극: GC, 기준전극: Ag/AgCl, 보조전극: Pt))를 이용하여 각 화합물의 전위(V)-전류(A) 그래프를 얻을 후, 상기 그래프의 산화 온셋(oxidation onset)으로부터 각 화합물의 HOMO 에너지 레벨을 계산함
LUMO 에너지 레벨 평가 방법 Cyclic voltammetry (CV) (전해질: 0.1 M Bu4NPF6 / 용매: DMF (dimethylforamide)을 / 전극: 3전극 시스템(작업전극: GC, 기준전극: Ag/AgCl, 보조전극: Pt))를 이용하여 각 화합물의 전위(V)-전류(A) 그래프를 얻을 후, 상기 그래프의 환원 온셋(reduction onset)으로부터 각 화합물의 LUMO 에너지 레벨을 계산함
화합물 No. HOMO (eV) LUMO (eV)
D6 -5.26 -2.09
D12 -5.22 -2.22
D27 -5.23 -2.24
D81 -5.25 -2.25
D302 -5.26 -2.14
Figure pat00182
평가예 2
쿼츠 기판 상에 ETH66, HTH29 및 D6를 10-7 torr의 진공도에서 진공 공증착하여 40nm 두께의 필름 1을 제작하였다. 여기서, 화합물 ETH66, HTH29 및 D6 각각의 함량은, 화합물 ETH66과 화합물 HTH29의 중량비는 3 : 7이 되고, 화합물 D6의 함량은 필름 100중량부당 10중량부가 되도록 조절하였다. 이어서, 화합물 D6 대신, D12, D27, D81 및 D302를 각각 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 필름 1의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여, 필름 2 내지 5를 제조하였다.
상기 필름 1 내지 5 각각의 발광 스펙트럼을 Hamamatsu社의 Quantaurus-QY Absolute PL quantum yield spectrometer(제논 광원(xenon light source), 모노크로메터(monochromator), 포토닉 멀티채널 분석기(photonic multichannel analyzer), 및 적분구(integrating sphere)가 장착되어 있고, PLQY measurement software (Hamamatsu Photonics, Ltd., Shizuoka, Japan)를 채용하였음)를 이용하여 측정하였다. 측정시에는 여기파장을 320nm에서 380nm까지 10nm 간격으로 스캔하여 측정하였고, 이 중에서 340nm의 여기파장에서 측정된 스펙트럼을 취하여, 이로부터 각 필름에 포함된 도펀트의 최대 발광 파장을 구하여 하기 표 3에 요약하였다.
이어서, 상기 필름 1 내지 5 각각의 발광 양자 효율을, Hamamatsu社의 Quantaurus-QY Absolute PL quantum yield spectrometer를 이용하여 여기파장을 320nm에서 380nm까지 10nm 간격으로 스캔하여 측정한 후, 340nm의 여기파장에서 측정된 발광 양자 효율을 취하여, 이로부터 각 필름에 포함된 도펀트의 발광 양자 효율을 구하여 표 4에 요약하였다.
필름 No. 필름 조성 최대 발광 파장 (nm) PLQY (%)
1 ETH66 : HTH29 : D6 456 93
2 ETH66 : HTH29 : D12 457 94
3 ETH66 : HTH29 : D27 458 94
4 ETH66 : HTH29 : D81 458 95
5 ETH66 : HTH29 : D302 456 89
Figure pat00183
Figure pat00184
상기 표 4로부터 화합물 D6, D12, D27, D81 및 D302는 우수한 PLQY를 갖는 청색광을 방출함을 확인할 수 있다.
평가예 3
상기 필름 1 내지 5 각각에 대하여 PicoQuant사의 TRPL 측정시스템인 FluoTime 300과 PicoQuant사의 pumping source인 PLS340 (여기 파장 = 340 나노미터, spectral width = 20나노미터)을 이용하여, PL 스펙트럼을 상온에서 평가한 후, 상기 스펙트럼의 main peak의 파장을 결정하고, PLS340이 상기 각각의 필름에 가하는 photon pulse (pulse width = 500 피코초)에 의해 상기 각각의 필름으로부터 main peak의 파장에서 방출되는 photon의 개수를 Time-Correlated Single Photon Counting (TCSPC)을 기반으로 시간에 따라 측정하는 것을 반복하여, fitting이 충분히 가능한 TRPL 커브를 구하였다. 이로부터 얻은 결과에 하나 이상의 exponential decay function을 fitting하여 필름 1 내지 5 각각의 Tdecay(Ex), 즉, 감쇠 시간(decay time)을 구하여, 그 결과를 표 5에 기재하였다. Fitting에 사용되는 function은 하기 <식 20>과 같고, fitting에 사용된 각 exponential decay function으로부터 얻은 Tdecay 중 가장 큰 값을 Tdecay(Ex)로 취하였다. 이 때, TRPL 커브를 구하기 위한 측정 시간과 동일한 측정 시간동안 동일한 측정을 dark상태(상기 소정의 필름으로 입사되는 pumping signal을 차단한 상태임)에서 한 번 더 반복하여 baseline 혹은 background signal 커브를 얻어 fitting에 baseline으로 사용하였다.
<식 20>
Figure pat00185
필름 No. 필름 조성 τ (㎲)
1 ETH66 : HTH29 : D6 2.17
2 ETH66 : HTH29 : D12 2.05
3 ETH66 : HTH29 : D27 2.02
4 ETH66 : HTH29 : D81 2.03
5 ETH66 : HTH29 : D302 2.31
상기 표 5로부터 화합물 D6, D12, D27, D81 및 D302는 우수한 감쇠 시간을 가짐을 확인할 수 있다.
실시예 1
애노드로서 15 Ω/cm2 (1200Å) ITO가 형성된 유리 기판(코닝(corning)사 제품)을 50mm x 50mm x 0.7 mm 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하여 진공 증착 장치에 설치하였다.
상기 애노드 상에 2-TNATA를 진공 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성하고, 상기 정공 주입층 상에 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐 아미 노비페닐 (이하, NPB)를 진공 증착하여 300Å 두께의 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상에 화합물 D6(제1화합물), 화합물 ETH66(제2화합물) 및 화합물 HTH29(제3화합물)을 진공 증착하여 400Å 두께의 발광층을 형성하였다. 여기서, 상기 화합물 D6의 함량은 발광층 총중량(100wt%) 당 10wt%이고, 화합물 ETH66과 화합물 HTH29의 중량비는 3 : 7로 조정하였다.
상기 발광층 상에 화합물 ETH2를 진공 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하고, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 진공 증착하여 300Å 두께의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 진공 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성한 다음, Al을 진공 증착하여 3000Å 두께의 캐소드를 형성함으로써, 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure pat00186
Figure pat00187
실시예 2 내지 6
발광층 형성시 제1화합물, 제2화합물 및 제3화합물로서 각각 표 6에 기재된 화합물을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 4
상기 실시예 1 내지 6에서 제작된 유기 발광 소자의 1000cd/m2에서의 구동 전압(V), 색순도(CIEx,y), 발광 효율(cd/A), 색변환 효율(cd/A/y), 최대 발광 파장(nm) 및 수명(T95)을 각각 Keithley MU 236 및 휘도계 PR650을 이용하여 측정하여, 그 결과를 표 6 및 7에 각각 나타내었다. 표 7 중 수명(T95)은 초기 휘도 대비 95%의 휘도가 되는데 걸리는 시간(Hr)을 측정한 것이다. 한편, 실시예 1 내지 6의 전계발광 스펙트럼, 휘도-발광 효율 그래프 및 시간-휘도 그래프는 도 4, 6 및 7을 각각 참조한다.
No. 도펀트 호스트 휘도
(cd/㎡)		 구동
전압
(V)		 색순도(CIEx,y)
제1화합물 제2화합물 제3화합물
실시예 1 D6 ETH66 HTH29 1000 5.4 (0.14, 0.17)
실시예 2 D6 ETH65 HTH41 1000 5.5 (0.14, 0.17)
실시예 3 D12 ETH66 HTH29 1000 5.5 (0.14, 0.17)
실시예 4 D27 ETH66 HTH29 1000 5.3 (0.14, 0.17)
실시예 5 D81 ETH66 HTH29 1000 5.3 (0.14, 0.17)
실시예 6 D302 ETH66 HTH29 1000 5.4 (0.14, 0.17)
No. 도펀트 호스트 발광 효율
(cd/A)		 색변환 효율
(cd/A/y)		 최대 발광 파장
(nm)		 수명(T95)
(Hr)
제1화합물 제2화합물 제3화합물
실시예 1 D6 ETH66 HTH29 21.4 126.2 462 78.2
실시예 2 D6 ETH65 HTH41 19.7 118.4 462 61.1
실시예 3 D12 ETH66 HTH29 19.7 118.3 462 85.1
실시예 4 D27 ETH66 HTH29 21.9 126.2 463 87.2
실시예 5 D81 ETH66 HTH29 21.9 126.4 463 86.2
실시예 6 D302 ETH66 HTH29 20.9 124.2 462 63.0
Figure pat00188
Figure pat00189
Figure pat00190
표 6 및 7로부터, 실시예 1 내지 6의 유기 발광 소자는, 진한 청색광을 방출하면서, 우수한 구동 전압, 색순도, 발광 효율, 색변환 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
실시예 7
발광층 형성시, 정공 수송층 상에, 화합물 D6(제1화합물), 화합물 ETH66(제2화합물) 및 화합물 HTH29(제3화합물)을 진공 증착하는 대신 화합물 D6(제1화합물), 화합물 ETH66(제2화합물), 화합물 HTH29(제3화합물) 및 화합물 DFD1(제4화합물)을 진공 증착하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 여기서, 상기 화합물 D6의 함량은 발광층 총중량(100wt%) 당 10wt%이고, 상기 화합물 DFD1의 함량은 발광층 총중량(100wt%) 당 0.5wt%이고, 화합물 ETH66과 화합물 HTH29의 중량비는 3 : 7로 조정하였다.
실시예 8
제4화합물로서, 화합물 DFD1 대신, 화합물 DFD2를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 5
상기 실시예 7 및 8에서 제작된 유기 발광 소자의 1000cd/m2에서의 구동 전압(V), 색순도(CIEx,y), 발광 효율(cd/A), 색변환 효율(cd/A/y), 최대 발광 파장(nm) 및 수명(T95)을 각각 평가예 4와 동일한 방법을 이용하여 측정하여, 그 결과를 표 8 및 9에 각각 나타내었다. 한편, 실시예 7 및 8의 전계발광 스펙트럼, 휘도-발광 효율 그래프 및 시간-휘도 그래프는 도 5 내지 7을 각각 참조한다.
No. 도펀트 호스트 보조 도펀트 휘도
(cd/㎡)		 구동
전압
(V)		 색순도
(CIEx,y)
제1화합물 제2화합물 제3화합물 제4화합물
실시예 7 D6 ETH66 HTH29 DFD1 1000 4.3 (0.13, 0.14)
실시예 8 D6 ETH66 HTH29 DFD2 1000 5.6 (0.14, 0.14)
No. 도펀트 호스트 보조 도펀트 발광 효율
(cd/A)		 색변환 효율
(cd/A/y)		 최대 발광 파장
(nm)		 수명(T95)
(Hr)
제1화합물 제2화합물 제3화합물 제4화합물
실시예 7 D6 ETH66 HTH29 DFD1 21.6 152.9 469 120.3
실시예 8 D6 ETH66 HTH29 DFD2 17.4 121.8 463 94.2
Figure pat00191
Figure pat00192
Figure pat00193
Figure pat00194
표 8 및 9로부터, 실시예 7 내지 8의 유기 발광 소자는, 진한 청색광을 방출하면서, 우수한 구동 전압, 색순도, 발광 효율, 색변환 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
실시예 11
발광층 형성시, 정공 수송층 상에, 화합물 D6(제1화합물), 화합물 ETH29(제2화합물) 및 화합물 HTH66(제3화합물)을 진공 증착하여 400Å 두께의 발광층을 형성하는 대신, 화합물 D6(제1화합물) 및 화합물 HTH29(제3화합물)을 진공 증착하여 300Å 두께의 발광층을 형성하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다. 여기서, 상기 화합물 D6의 함량은 발광층 총중량(100wt%) 당 10wt%으로 조정하였다.
비교예 1
발광층 형성시 화합물 D6 대신 화합물 CE1을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 11과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 6
상기 실시예 11 및 비교예 1에서 제작된 유기 발광 소자의 1000cd/m2에서의 구동 전압(V), 색순도(CIEx,y), 발광 효율(cd/A), 색변환 효율(cd/A/y), 최대 발광 파장(nm) 및 수명(T95 at 실온)을 각각 평가예 4와 동일한 방법을 이용하여 측정하여, 그 결과를 표 10 및 11에 각각 나타내었다. 한편, 실시예 11 및 비교예 1의 전계발광 스펙트럼, 휘도-발광 효율 그래프 및 시간-휘도 그래프는 도 4, 6 및 7을 각각 참조한다.
No. 도펀트 호스트 휘도
(cd/㎡)		 구동 전압
(V)		 색순도
(CIEx,y)
실시예 11 D6 HTH29 1000 6.0 (0.14,0.17)
비교예 1 CE1 HTH29 1000 6.4 (0.14,0.19)
No. 도펀트 호스트 발광 효율
(cd/A)		 색변환 효율
(cd/A/y)		 최대 발광 파장
(nm)		 수명(T95)
(Hr)
실시예 11 D6 HTH29 10.8 56.8 455 5.0
비교예 1 CE1 HTH29 9.6 51.6 454 2.5
Figure pat00195
Figure pat00196
Figure pat00197
표 10 및 11로부터, 실시예 11의 유기 발광 소자는, 진한 청색광을 방출하면서, 비교예 1의 유기 발광 소자에 비하여 우수한 구동 전압, 색순도, 발광 효율, 색변환 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
10: 유기 발광 소자
110: 제1전극
150: 유기층
190: 제2전극

Claims (20)

  1. 제1전극;
    상기 제1전극에 대향된 제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되고, 발광층을 포함한, 중간층;
    을 포함하고,
    상기 중간층은,
    i) 하기 화학식 1로 표시된 제1화합물; 및
    ii) 적어도 하나의 π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹을 포함한 제2화합물, 하기 화학식 3으로 표시된 그룹을 포함한 제3화합물, 지연 형광을 방출할 수 있는 제4화합물, 또는 이의 임의의 조합;
    을 포함하고,
    상기 제1화합물, 제2화합물, 상기 제3화합물 및 제4화합물 각각은 서로 상이한, 발광 소자:
    <화학식 1>
    Figure pat00198

    <화학식 3>
    Figure pat00199

    상기 화학식 1 중 M은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 은(Ag) 또는 구리(Cu)이고,
    상기 화학식 1 중 X1 내지 X4는 서로 독립적으로, C 또는 N이고,
    상기 화학식 1 중 i) X1과 M 사이의 결합은 배위 결합이고, ii) X2와 M 사이의 결합, X3와 M 사이의 결합 및 X4와 M 사이의 결합 중 1개는 배위 결합이고, 나머지 2개는 공유 결합이고,
    상기 화학식 1 중 고리 CY1은 i) X1-함유 5원환, ii) 적어도 하나의 6원환이 축합되어 있는, X1-함유 5원환, 또는 iii) X1-함유 6원환이고,
    상기 화학식 1 중 고리 CY2는 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 화학식 1 중 X31 내지 X36 및 X41 내지 X44는 서로 독립적으로, C 또는 N이고,
    상기 화학식 1 중 X51은 *-N(R5)-*', *-B(R5)-*', *-P(R5)-*', *-C(R5a)(R5b)-*', *-Si(R5a)(R5b)-*', *-Ge(R5a)(R5b)-*', *-S-*', *-Se-*', *-O-*', *-C(=O)-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*', *-C(R5)=*', *=C(R5)-*', *-C(R5a)=C(R5b)-*', *-C(=S)-*' 또는 *-C≡C-*'이고, 상기 * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 화학식 1 중 L1은 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 화학식 1 중 b1은 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
    상기 화학식 1 중 R1 내지 R5, R5a 및 R5b은 서로 독립적으로, 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 하기 화학식 1-2로 표시된 그룹, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 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, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)이고,
    <화학식 1-1> <화학식 1-2>
    Figure pat00200
    Figure pat00201

    상기 화학식 1 중 c1은 0 내지 5의 정수 중 하나이고, a1 및 a4는 서로 독립적으로, 0 내지 4의 정수 중 하나이고, a2는 0 내지 10의 정수 중 하나이고, a3는 0 내지 6의 정수 중 하나이되, a1 내지 a4의 합은 1 이상이고, a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 중 적어도 하나, a2개의 R2 중 적어도 하나, a3개의 R3 중 적어도 하나, a4개의 R4 중 적어도 하나 또는 이의 임의의 조합은 서로 독립적으로, 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 또는 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹이고,
    상기 화학식 1-1 및 1-2 중 L7은 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 화학식 1-1 및 1-2 중 b7은 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
    상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7은 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 화학식 1-1 및 1-2 중 n7은 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
    상기 화학식 1-1 중 고리 CY8은 비-방향족 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 비-방향족 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 화학식 1-1 및 1-2 중 R7 내지 R9에 대한 설명은 각각 상기 R1에 대한 설명을 참조하고,
    상기 화학식 1-1 및 1-2 중 a7 및 a8은 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수 중 하나이고,
    상기 화학식 3 중 고리 CY71 및 고리 CY72는 서로 독립적으로, π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 피리딘 그룹이고,
    화학식 3 중 X71은 단일 결합이거나, 또는 O, S, N, B, C, Si, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 연결기이고,
    상기 화학식 3 중 *는 상기 화합물 3 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    a1개의 *-(L1)b1-(R1)c1으로 표시된 그룹 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,
    a2개의 R2 중 2 이상은 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,
    a3개의 R3 중 2 이상은 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,
    a4개의 R4 중 2 이상은 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 R1 내지 R5, R5a 및 R5b 중 2 이상은 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 R10a는,
    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);
    이고,
    상기 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;이고,
    상기 제3화합물에서 하기 화합물은 제외된다:
    Figure pat00202
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물이 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹, 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간층이 상기 제2화합물을 포함한, 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중간층이 상기 제3화합물, 상기 제4화합물, 또는 이의 조합을 더 포함한, 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제4화합물이 B(붕소) 및 N(질소) 각각을 고리-형성 원자로 포함한 시클릭 그룹을 적어도 하나 포함한 화합물인, 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제4화합물이 1 이상의 제3고리와 1 이상의 제4고리가 서로 축합된 축합환을 포함하고,
    상기 제3고리는, 시클로펜탄 그룹, 시클로헥산 그룹, 시클로헵탄 그룹, 시클로옥탄 그룹, 시클로펜텐 그룹, 시클로헥센 그룹, 시클로헵텐 그룹, 시클로옥텐 그룹, 아다만탄(adamantane) 그룹, 노르보르넨(norbornene) 그룹, 노르보르난(norobornane) 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 (bicyclo[2.2.2]octane) 그룹, 벤젠 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 피라진 그룹, 또는 트리아진 그룹이고,
    상기 제4고리는, 1,2-아자보리닌(1,2-azaborinine) 그룹, 1,3-아자보리닌(1,3-azaborinine) 그룹, 1,4-아자보리닌(1,4-azaborinine) 그룹, 1,2-디하이드로-1,2-아자보리닌(1,2-dihydro-1,2-azaborinine) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-thiaborinine(1,4-티아보리닌) 그룹, 또는 1,4-dihydroborinine(1,4-디하이드로보리닌) 그룹인, 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중간층이 상기 제4화합물을 포함한, 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    i) 상기 제1화합물; 및 ii) 상기 제2화합물, 상기 제3화합물, 상기 제4화합물, 또는 이의 임의의 조합;이, 상기 발광층에 포함되어 있고,
    상기 발광층은 상기 제1화합물로부터 방출된 인광 또는 형광을 방출하는, 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1화합물로부터 방출된 인광 또는 형광이 청색광인, 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 고리 CY1 중 X1-함유 5원환이 피롤 그룹, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이소옥사졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사디아졸 그룹 또는 티아디아졸 그룹이고,
    상기 화학식 1의 고리 CY1 중 X1-함유 5원환에 선택적으로 축합될 수 있는 6원환 또는 X1-함유 6원환이 벤젠 그룹, 피리딘 그룹 또는 피리미딘 그룹인, 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 a4가 1 내지 4의 정수이고, 상기 a4개의 R4 중 적어도 하나가 서로 독립적으로, 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹 또는 상기 화학식 1-2로 표시된 그룹인, 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 및 1-2 중 고리 CY7이 i) 제1고리, ii) 제2고리, iii) 2 이상의 제1고리가 서로 축합된 축합환, iv) 2 이상의 제2고리가 서로 축합된 축합환, 또는 v) 1 이상의 제1고리와 1 이상의 제2고리가 서로 축합된 축합환이고,
    상기 제1고리는, 시클로펜탄 그룹, 시클로헥산 그룹, 시클로헵탄 그룹, 시클로옥탄 그룹, 시클로펜텐 그룹, 시클로헥센 그룹, 시클로헵텐 그룹, 시클로옥텐 그룹, 아다만탄(adamantane) 그룹, 노르보르넨(norbornene) 그룹, 노르보르난(norobornane) 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 (bicyclo[2.2.2]octane) 그룹 또는 벤젠 그룹이고,
    상기 제2고리는, 피롤 그룹, 퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 실롤 그룹, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이소옥사졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 피라진 그룹, 트리아진 그룹, 1,2-아자보리닌(1,2-azaborinine) 그룹, 1,3-아자보리닌(1,3-azaborinine) 그룹, 1,4-아자보리닌(1,4-azaborinine) 그룹, 1,2-디하이드로-1,2-아자보리닌(1,2-dihydro-1,2-azaborinine) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-oxaborinine(1,4-옥사보리닌) 그룹, 1,4-thiaborinine(1,4-티아보리닌) 그룹, 또는 1,4-dihydroborinine(1,4-디하이드로보리닌) 그룹인, 발광 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 중 고리 CY8이 시클로펜탄 그룹, 시클로헥산 그룹, 시클로헵탄 그룹, 시클로옥탄 그룹, 시클로펜텐 그룹, 시클로헥센 그룹, 시클로헵텐 그룹, 시클로옥텐 그룹, 아다만탄(adamantane) 그룹, 노르보르넨(norbornene) 그룹, 노르보르난(norobornane) 그룹, 비시클로[1.1.1]펜탄(bicyclo[1.1.1]pentane) 그룹, 비시클로[2.1.1]헥산(bicyclo[2.1.1]hexane) 그룹 또는 비시클로[2.2.2]옥탄 (bicyclo[2.2.2]octane) 그룹인, 발광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1-1 중 고리 CY8이 하기 화학식 CY8-1 내지 CY8-8 중 하나로 표시된 그룹인, 발광 소자:
    Figure pat00203

    상기 화학식 CY8-1 내지 CY8-8 중 *는 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, *'은 화학식 1-1 중 L7과의 결합 사이트이다.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물이 하기 화학식 2로 표시된 화합물을 포함한, 발광 소자:
    <화학식 2>
    Figure pat00204

    상기 화학식 2 중,
    L51 내지 L53는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    b51 내지 b53은 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
    X54는 N 또는 C(R54)이고, X55는 N 또는 C(R55)이고, X56은 N 또는 C(R56)이고, X54 내지 X56 중 적어도 하나는 N이고,
    R51 내지 R56은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 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, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)이고,
    상기 R10a에 대한 설명은 제1항에 기재된 바를 참조한다.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제3화합물이 하기 화학식 3-1로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-2로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-3으로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-4로 표시된 화합물, 하기 화학식 3-5로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자:
    <화학식 3-1>
    Figure pat00205

    <화학식 3-2>
    Figure pat00206

    <화학식 3-3>
    Figure pat00207

    <화학식 3-4>
    Figure pat00208

    <화학식 3-5>
    Figure pat00209

    상기 화학식 3-1 내지 3-5 중,
    고리 CY71 내지 고리 CY84는 서로 독립적으로, π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 피리딘 그룹이고,
    X82는 단일 결합, O, S, N-[(L82)b82-R82], C(R82a)(R82b) 또는 Si(R82a)(R82b)이고,
    X83은 단일 결합, O, S, N-[(L83)b83-R83], C(R83a)(R83b) 또는 Si(R83a)(R83b)이고,
    X84는 O, S, N-[(L84)b84-R84], C(R84a)(R84b) 또는 Si(R84a)(R84b)이고,
    X85는 C 또는 Si이고,
    L81 내지 L85는 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(Q4)(Q5)-*', *-Si(Q4)(Q5)-*', 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 피리딘 그룹이고, 상기 Q4 및 Q5에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 Q1에 대한 설명을 참조하고,
    b81 내지 b85는 서로 독립적으로, 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
    R71 내지 R74, R81 내지 R85, R82a, R82b, R83a, R83b, R84a 및 R84b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 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, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)이고,
    a71 내지 a74는 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수 중 하나이고,
    상기 R10a에 대한 설명은 제1항에 기재된 바를 참조한다.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제4화합물이 하기 화학식 502로 표시된 화합물, 하기 화학식 503으로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자:
    <화학식 502>
    Figure pat00210

    <화학식 503>
    Figure pat00211

    상기 화학식 502 및 503 중,
    고리 A501 내지 고리 A504는 서로 독립적으로, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    Y505는 O, S, N(R505), B(R505), C(R505a)(R505b) 또는 Si(R505a)(R505b)이고,
    Y506은 O, S, N(R506), B(R506), C(R506a)(R506b) 또는 Si(R506a)(R506b)이고,
    Y507은 O, S, N(R507), B(R507), C(R507a)(R507b) 또는 Si(R507a)(R507b)이고,
    Y508은 O, S, N(R508), B(R508), C(R508a)(R508b) 또는 Si(R508a)(R508b)이고,
    Y51 및 Y52는 서로 독립적으로, B, P(=O) 또는 S(=O)이고,
    R500a, R500b, R501 내지 R508, R505a, R505b, R506a, R506b, R507a, R507b, R508a 및 R508b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 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, -C(Q1)(Q2)(Q3), -Si(Q1)(Q2)(Q3), -N(Q1)(Q2), -B(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2)이고,
    a501 내지 a504는 서로 독립적으로, 0 내지 20의 정수 중 하나이고,
    상기 R10a에 대한 설명은 제1항에 기재된 바를 참조한다.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 발광 소자를 포함한, 전자 장치.
  19. 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.
  20. 제18항에 있어서,
    컬러 필터, 색변환층, 터치스크린층, 편광층, 또는 이의 임의의 조합을 더 포함한, 전자 장치.
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