KR20230045756A - 발광 소자 및 상기 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

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김영일
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Abstract

기판; 상기 기판 상에 배치된 캐소드; 상기 캐소드에 대향된 애노드; 및 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치된 발광층을 포함한 유기층을 포함하고; 상기 유기층은 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 배치된 전자 수송 영역을 포함하고, 상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 하기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 하기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자가 제공된다.
<화학식 1>
Figure pat00119

<화학식 2>
Figure pat00120

<화학식 5>
Figure pat00121

상기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 5에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.

Description

발광 소자 및 상기 발광 소자의 제조 방법{Emitting device and manufacturing method of the emitting device}
발광 소자 및 상기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서, 종래 소자에 비하여, 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하다.
상기 유기 발광 소자는 유기 발광층이 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 사이에 개재되어 있으며, 애노드로부터 정공이, 캐소드로부터 전자가 유기 발광층으로 주입된다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
한편, 광학 부재 및 각종 전자 장치 중 다양한 광학 기능(예를 들면, 광변환 기능, 발광 기능 등)을 수행하는 물질로서 양자점을 활용할 수 있다. 양자점은, 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 나타내는 나노 크기의 반도체 나노 결정으로서, 나노 결정의 크기 및 조성 등을 제어함으로써, 상이한 에너지 밴드갭을 가질 수 있고, 이에 따라 다양한 발광 파장의 광을 방출할 수 있다.
고효율 및 장수명을 갖는 발광 소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
기판;
상기 기판 상에 배치된 캐소드;
상기 캐소드에 대향된 애노드; 및
상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치된 발광층을 포함한 유기층을 포함하고;
상기 유기층은,
상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 배치된 전자 수송 영역; 및
상기 발광층과 상기 애노드 사이에 배치된 정공 수송 영역을 포함하고,
상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 하기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 하기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자가 제공된다:
<화학식 1>
Figure pat00001
<화학식 1-1>
Figure pat00002
<화학식 2>
Figure pat00003
<화학식 5>
Figure pat00004
상기 화학식 1, 1-1, 2 및 5 중
Ar11 내지 Ar13, Ar21, Ar22, Ar51 및 Ar52는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
n11 내지 n13, n21, n22, n51 및 n52는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이고,
L11 및 L21은 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R1a)-*', *-N(R1a)-*', *-O-*', *-P(R1a)-*', *-Si(R1a)(R1b)-*', *-P(=O)(R1a)-*', *-S-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*' 또는 *-Ge(R1a)(R1b)-*'이고,
L51은 상기 화학식 1로 표시된 제1반복단위이고,
a11, a21 및 a51은 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수 중 하나이고,
R11은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
i) R12는 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, R13은 수소이거나, ii) R12는 수소이고, R13은 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합사이트이고,
R14, R15, R1a 및 R1b는 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,
* 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
상기 R10a는,
중수소, -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 그룹이다.
다른 측면에 따르면,
기판;
상기 기판상에 배치된 캐소드;
상기 캐소드에 대향된 애노드;
상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치된 x개의 발광 유닛들; 및
상기 x개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 배치되고, n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한, x-1개의 전하 생성층(charge generation layer)을 포함하고,
상기 x는 2 이상의 정수이고,
상기 x개의 발광 유닛은 상기 캐소드로부터 순서대로 배치된 전자 수송 영역, 발광층 및 정공 수송 영역을 포함하고,
상기 정공 수송 영역은 상기 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 상기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 상기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자가 제공된다.
상기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 5는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 측면에 따르면,
캐소드 및 애노드 사이에 배치된 제1유기층을 형성하는 단계;
상기 제1유기층 및 애노드 사이에 배치된 제2유기층을 형성하는 단계; 및
상기 제2유기층 및 애노드 사이에 배치된 제3유기층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제3유기층을 형성하는 단계는 상기 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 상기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 상기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한 조성물을 이용한 용액 공정 단계를 포함한, 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.
상기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 5는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 발광 소자는 고효율 및 장수명을 가지며, 고품위 전자 장치의 제작에 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 일 구현예를 따르는 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 일 구현예를 따르는 전자 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
[도 1에 대한 설명]
이하 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 발광 소자(10)를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 발광 소자(10)는,
기판(100);
상기 기판 상에 배치된 캐소드(110);
상기 캐소드에 대향된 애노드(150); 및
상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치된 발광층(130)을 포함한 유기층(160)을 포함하고;
상기 유기층은,
상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 배치된 전자 수송 영역(120); 및
상기 발광층과 상기 애노드 사이에 배치된 정공 수송 영역(140)을 포함할 수 있다.
[기판(100)]
기판(100)은 통상적으로 해당 기술분야에서 사용되는 기판을 사용할 수 있고, 기계적 강도, 열안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 무기물 기판 또는 유기물 기판을 사용할 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.
[캐소드(110)]
상기 기판(100) 상에 배치된 캐소드(110)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 투과형 전극인 캐소드(110)을 형성하기 위하여, 캐소드용 물질로서, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 또는 이의 임의의 조합을 이용할 수 있다. 또는, 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 캐소드(110)을 형성하기 위하여, 캐소드용 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 캐소드(110)은 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 캐소드(110)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있다.
[전자 수송 영역(120)]
상기 캐소드(110)의 상부에는 전자 수송 영역(120)이 배치되어 있다.
상기 전자 수송 영역은 i) 단일 물질로 이루어진(consist of) 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조, ii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역은, 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층, 전자 주입층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은, 캐소드로부터 차례로 적층된 전자 주입층/전자 수송층, 정공 주입층/전자 수송층/전자 저지층, 전자 주입층/전자 수송층/전자 조절층, 또는 전자 주입층/전자 수송층/버퍼층 등의 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역은 금속 산화물을 포함하며, 상기 금속 산화물의 상기 금속은, Zn, Ti, Zr, Sn, W, Ta, Ni, Mo, Cu, Mg, Co, Mn, Y, Al 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 금속 황화물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, CuSCN 등을 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 전자 주입층 또는 전자 수송층)은 하기 화학식 3으로 표시된 제3화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 3>
MpOq
상기 화학식 3 중
M은 Zn, Ti, Zr, Sn, W, Ta, Ni, Mo, Cu 또는 V이고,
p 및 q는 서로 독립적으로 1 또는 5의 정수 중 하나이다.
상기 제3화합물은 하기 화학식 3-1로 표시될 수 있다.
<화학식 3-1>
Zn(1-r)M'rO
상기 화학식 3-1 중
M'은 Mg, Co, Ni, Zr, Mn, Sn, Y, Al 또는 이의 임의의 조합이고,
r는 0보다 크고 0.5와 같거나 그보다 작은 수이다.
일 구현예에 따르면, 상기 전자 수송 영역은 ZnO 또는 ZnMgO 등을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 전자 수송 영역은 화학식 2로 표시된 제2화합물을 포함할 수 있다. 상기 화학식 2로 표시된 제2화합물에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
[발광층(130)]
상기 발광 소자(10)가 풀 컬러 발광 소자일 경우, 발광층은, 개별 부화소별로, 적색 발광층, 녹색 발광층 및/또는 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 중 2 이상의 층이 접촉 또는 이격되어 적층된 구조를 갖거나, 적색광 방출 물질, 녹색광 방출 물질 및 청색광 방출 물질 중 2 이상의 물질이 층구분 없이 혼합된 구조를 가져, 백색광을 방출할 수 있다.
상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 인광 도펀트, 형광 도펀트, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트의 함량은, 호스트 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 15 중량부일 수 있다.
또는, 상기 발광층은 양자점을 포함할 수 있다.
한편, 상기 발광층은 지연 형광 물질을 포함할 수 있다. 상기 지연 형광 물질은 발광층 중 호스트 또는 도펀트의 역할을 할 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 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 pat00005
<화학식 301-2>
Figure pat00006
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 착체, 전이후 금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트는 Be 착체(예를 들면, 하기 화합물 H55), Mg 착체, Zn 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 호스트는 하기 화합물 H1 내지 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 pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
[인광 도펀트]
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 pat00023
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=*'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 401 중 i) X401은 질소이고, X402는 탄소이거나, 또는 ii) X401과 X402가 모두 질소일 수 있다.
다른 예로서, 상기 화학식 401 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 PD39 중 하나, 또는 이의 임의의 조합을 포함 수 있다:
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
[형광 도펀트]
상기 형광 도펀트는 아민 그룹-함유 화합물, 스티릴 그룹-함유 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 형광 도펀트는 하기 화학식 501로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 501>
Figure pat00030
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 도펀트는 하기 화합물 FD1 내지 FD36 중 하나, DPVBi, DPAVBi, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00039
[지연 형광 물질]
상기 발광층은 지연 형광 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서 중 지연 형광 물질은 지연 형광 방출 메커니즘에 의하여 지연 형광을 방출할 수 있는 임의의 화합물 중에서 선택될 수 있다.
상기 발광층에 포함된 지연 형광 물질은, 상기 발광층에 포함된 다른 물질의 종류에 따라, 호스트 또는 도펀트의 역할을 할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 지연 형광 물질의 삼중항 에너지 레벨(eV)과 상기 지연 형광 물질의 일중항 에너지 레벨(eV) 간의 차이는 0eV 이상 및 0.5eV 이하일 수 있다. 상기 지연 형광 물질의 삼중항 에너지 레벨(eV)과 상기 지연 형광 물질의 일중항 에너지 레벨(eV) 간의 차이가 상술한 바와 같은 범위를 만족함으로써, 상기 지연 형광 물질 중 삼중항 상태에서 일중항 상태로의 역에너지 이동(up-conversion)이 효과적으로 이루어져, 상기 발광 소자(10)의 발광 효율 등이 향상될 수 있다.
예를 들어, 상기 지연 형광 물질은, i) 적어도 하나의 전자 도너(예를 들면, 카바졸 그룹과 같은 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹(π electron-rich C3-C60 cyclic group) 등) 및 적어도 하나의 전자 억셉터(예를 들면, 설폭사이드 그룹, 시아노 그룹, π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹(π electron-deficient nitrogen-containing C1-C60 cyclic group) 등)를 포함한 물질, ii) 붕소(B)를 공유하면서 축합된 2 이상의 시클릭 그룹을 포함한 C8-C60 폴리시클릭 그룹을 포함한 물질 등을 포함할 수 있다.
상기 지연 형광 물질의 예는, 하기 화합물 DF1 내지 DF9 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure pat00040
Figure pat00041
[양자점]
상기 발광층은 양자점을 포함할 수 있다.
본 명세서 중, 양자점은 반도체 화합물의 결정을 의미하며, 결정의 크기에 따라 다양한 발광 파장의 광을 방출할 수 있는 임의의 물질을 포함할 수 있다.
상기 양자점의 직경은, 예를 들어 약 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.
상기 양자점은 습식 화학 공정, 유기 금속 화학 증착 공정, 분자선 에피택시 공정 또는 이와 유사한 공정 등에 의해 합성될 수 있다.
상기 습식 화학 공정은 유기 용매와 전구체 물질을 혼합한 후 양자점 입자 결정을 성장시키는 방법이다. 상기 결정이 성장할 때, 유기 용매가 자연스럽게 양자점 결정 표면에 배위된 분산제 역할을 하고, 상기 결정의 성장을 조절하기 때문에, 유기 금속 화학 증착(MOCVD, Metal Organic Chemical Vapor Deposition)이나 분자선 에피택시(MBE, Molecular Beam Epitaxy) 등의 기상 증착법보다 더 용이하고, 저비용의 공정을 통해, 양자점 입자의 성장을 제어할 수 있다.
상기 양자점은, II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; III-VI족 반도체 화합물; I-III-VI족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 II-VI족 반도체 화합물의 예는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 등과 같은 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 등과 같은 삼원소 화합물; CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 등과 같은 사원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 III-V족 반도체 화합물의 예는 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 등과 같은 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InAlP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 등과 같은 삼원소 화합물; GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 등과 같은 사원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다. 한편, 상기 III-V족 반도체 화합물은 II족 원소를 더 포함할 수 있다. II족 원소를 더 포함한 III-V족 반도체 화합물의 예는, InZnP, InGaZnP, InAlZnP 등을 포함할 수 있다.
상기 III-VI족 반도체 화합물의 예는, GaS, GaSe, Ga2Se3, GaTe, InS, InSe, In2S3, In2Se3, InTe 등과 같은 이원소 화합물; InGaS 3 , InGaSe3 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 I-III-VI족 반도체 화합물의 예는, AgInS, AgInS2, CuInS, CuInS2, CuGaO2, AgGaO2, AgAlO2 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 IV-VI족 반도체 화합물의 예는 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 등과 같은 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 등과 같은 삼원소 화합물; SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 등과 같은 사원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다.
상기 IV족 원소 또는 화합물은 Si, Ge 등과 같은 단일원소 화합물; SiC, SiGe 등과 같은 이원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 및 사원소 화합물과 같은 다원소 화합물에 포함된 각각의 원소는 균일한 농도 또는 불균일한 농도로 입자 내에 존재할 수 있다.
한편, 상기 양자점은 해당 양자점에 포함된 각각의 원소의 농도가 균일한 단일 구조 또는 코어-쉘의 이중 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 코어에 포함된 물질과 상기 쉘에 포함된 물질은 서로 상이할 수 있다.
상기 양자점의 쉘은 상기 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
상기 양자점의 쉘의 예로는 금속, 준금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다. 상기 금속, 준금속 또는 비금속의 산화물의 예는 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등과 같은 이원소 화합물; MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4 등과 같은 삼원소 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다. 상기 반도체 화합물의 예는, 본 명세서에 기재된 바와 같은, II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; III-VI족 반도체 화합물; I-III-VI족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; 또는 이의 임의의 조합;을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
양자점은 약 45nm 이하, 구체적으로 약 40nm 이하, 더욱 구체적으로 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태일 수 있다.
상기 양자점의 크기를 조절함으로써, 에너지 밴드 갭의 조절이 가능하므로, 양자점 발광층에서 다양한 파장대의 빛을 얻을 수 있다. 따라서 서로 다른 크기의 양자점을 사용함으로써, 여러 파장의 빛을 방출하는 발광 소자를 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 양자점의 크기는 적색, 녹색 및/또는 청색광이 방출되도록 선택될 수 있다. 또한, 상기 양자점의 크기는 다양한 색의 빛이 결합되어, 백색광을 방출하도록 구성될 수 있다.
[정공 수송 영역(140)]
상기 정공 수송 영역은, i) 단일 물질로 이루어진(consist of) 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조, ii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 단일층으로 이루어진(consist of) 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 상이한 물질을 포함한 복수의 층을 포함한 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 전자 저지층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역은, 발광층(130)으로부터 차례로 적층된 정공 수송층/정공 주입층, 발광 보조층/정공 수송층/정공 주입층, 발광 보조층/ 정공 주입층, 발광 보조층/정공 수송층 또는 전자 저지층/정공 수송층/정공 주입층의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 정공 수송 영역(140)은 하기 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 하기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 하기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00042
상기 화학식 1 중 Ar11 내지 Ar13는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이다.
일 구현예에 따르면,
상기 Ar11 내지 Ar13는 서로 독립적으로, 단일결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있고, 상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 Ar11 내지 Ar13는 서로 독립적으로, 단일결합; 또는
적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 안트라센 그룹, 페난트렌 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 시클로펜타디엔 그룹, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌(1,2,3,4-tetrahydronaphthalene) 그룹, 티오펜 그룹, 퓨란 그룹, 인돌 그룹, 벤조보롤 그룹, 벤조포스폴 그룹, 인덴 그룹, 벤조실롤 그룹, 벤조저몰 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조셀레노펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조보롤 그룹, 디벤조포스폴 그룹, 플루오렌 그룹, 디벤조실롤 그룹, 디벤조저몰 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조셀레노펜 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 5-옥사이드 그룹, 9H-플루오렌-9-온 그룹, 디벤조티오펜 5,5-다이옥사이드 그룹, 아자인돌 그룹, 아자벤조보롤 그룹, 아자벤조포스폴 그룹, 아자인덴 그룹, 아자벤조실롤 그룹, 아자벤조저몰 그룹, 아자벤조티오펜 그룹, 아자벤조셀레노펜 그룹, 아자벤조퓨란 그룹, 아자카바졸 그룹, 아자디벤조보롤 그룹, 아자디벤조포스폴 그룹, 아자플루오렌 그룹, 아자디벤조실롤 그룹, 아자디벤조저몰 그룹, 아자디벤조티오펜 그룹, 아자디벤조셀레노펜 그룹, 아자디벤조퓨란 그룹, 아자디벤조티오펜 5-옥사이드 그룹, 아자-9H-플루오렌-9-온 그룹, 아자디벤조티오펜 5,5-다이옥사이드 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, 5,6,7,8-테트라히드로이소퀴놀린(5,6,7,8-tetrahydroisoquinoline) 그룹 또는 5,6,7,8-테트라히드로퀴놀린(5,6,7,8-tetrahydroquinoline) 그룹;일 수 있고,
상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar11 내지 Ar13는 서로 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 나프탈렌 또는 플루오렌; 또는
중수소, C1-10알킬기, 페닐기 또는 이의 임의의 조합으로 치환된 페닐렌, 나프탈렌 또는 플루오렌;일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar11 내지 Ar13는 서로 독립적으로 단일결합 또는 하기 화학식 1A-1 내지 1A-14 및 1B-1 내지 1B-10으로 표시된 그룹 중 하나일 수 있다:
Figure pat00043
Figure pat00044
상기 화학식 1A-1 내지 1A-13 및 1B-1 내지 1B-10 중
R1c 및 R1d는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 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 그룹이고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
상기 R10a는 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1B-1 내지 1B-10 중 R1c 및 R1d는 서로 독립적으로 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, 페닐기 또는 나프틸기 일 수 있다.
상기 화학식 1 중 n11 내지 n13은 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이다. n11개의 Ar11은 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있고, n12개의 Ar12는 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있고, n13개의 Ar13은 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 n11 내지 n13은 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 1 중 L11은 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R1a)-*', *-N(R1a)-*', *-O-*', *-P(R1a)-*', *-Si(R1a)(R1b)-*', *-P(=O)(R1a)-*', *-S-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*' 또는 *-Ge(R1a)(R1b)-*'이고, 상기 * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, 상기 R1a 및 R1b는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 L11은 *-C(R1a)(R1b)-*' 또는 *-O-*'일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 (L11)a11로 표시된 부분은 하기 화학식 1L로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00045
상기 화학식 1L 중
n1L은 0 내지 10의 정수 중 하나이고,
Z1L은 수소, 중수소, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기이고,
* 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, n1L은 2 내지 5의 정수 중 하나일 수 있다.
예를 들어, Z1L은 수소, 중수소, C1-C10알킬기 또는 페닐기일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 *는 화학식 1 중 (Ar13)n13로 표시된 부분 또는 N과의 결합 사이트이고, 상기 *'는 화학식 1 중 R11과의 결합 사이트일 수 있다. 즉, 하기 화학식 1-1L로 표시된 바와 같이 결합할 수 있다.
<화학식 1-1L>
Figure pat00046
상기 화학식 1 중 a11은 1 내지 20의 정수 중 하나이다.
일 구현예에 따르면, a11은 3 내지 10의 정수 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 1 중 R11은 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이다.
예를 들어, R11은 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹; 또는
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, 터페닐기, C1-C20알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인데닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조플루오레닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조플루오레닐기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 벤조실롤로카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, -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, 터페닐기, C1-C20알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인데닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조플루오레닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조플루오레닐기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 벤조실롤로카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자플루오레닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 또는 아자디벤조실롤일기;일 수 있고,
상기 Q31 내지 Q33은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 R11은 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹일 수 있다.
<화학식 1-1>
Figure pat00047
상기 화학식 1-1 중 i) R12는 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, R13은 수소이거나, ii) R12는 수소이고, R13은 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합사이트이다.
상기 화학식 1-1 중 R14 및 R15는 서로 독립적으로 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -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 R10a 및 Q1 내지 Q3은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 R14 및 R15는 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-C20알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 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, 터페닐기, C1-C20알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인데닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조플루오레닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조플루오레닐기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 벤조실롤로카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, -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, 터페닐기, C1-C20알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인데닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조플루오레닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조플루오레닐기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 벤조실롤로카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자플루오레닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 또는 아자디벤조실롤일기; 또는
-Si(Q1)(Q2)(Q3), -N[(L11)b11-Q1][(L12)b12-Q2], -B[(L11)b11-Q1][(L12)b12-Q2], -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2); 일 수 있고,
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-C20알킬기, 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.
일 구현예에 따르면, R14 및 R15는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C1-C20알킬기 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 페닐기 또는 나프틸기;일 수 있다.
상기 화학식 1 중 * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1화합물은 하기 화합물 1-1 내지 1-6 중 하나일 수 있다:
<화합물 1-1>
Figure pat00048
<화합물 1-2>
Figure pat00049
<화합물 1-3>
Figure pat00050
<화합물 1-4>
Figure pat00051
<화합물 1-5>
Figure pat00052
<화합물 1-6>
Figure pat00053
다른 구현예에 따르면, 상기 제1화합물은 아자이드(-N3)를 포함하지 않을 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1화합물의 분자량은 400 내지 20,000일 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00054
상기 화학식 2 중 Ar21 및 Ar22는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 독립적으로, 단일결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있고,
상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 Ar21 및 Ar22는 서로 독립적으로, 단일결합; 또는
적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 안트라센 그룹, 페난트렌 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 시클로펜타디엔 그룹, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌(1,2,3,4-tetrahydronaphthalene) 그룹, 티오펜 그룹, 퓨란 그룹, 인돌 그룹, 벤조보롤 그룹, 벤조포스폴 그룹, 인덴 그룹, 벤조실롤 그룹, 벤조저몰 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조셀레노펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조보롤 그룹, 디벤조포스폴 그룹, 플루오렌 그룹, 디벤조실롤 그룹, 디벤조저몰 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조셀레노펜 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 5-옥사이드 그룹, 9H-플루오렌-9-온 그룹, 디벤조티오펜 5,5-다이옥사이드 그룹, 아자인돌 그룹, 아자벤조보롤 그룹, 아자벤조포스폴 그룹, 아자인덴 그룹, 아자벤조실롤 그룹, 아자벤조저몰 그룹, 아자벤조티오펜 그룹, 아자벤조셀레노펜 그룹, 아자벤조퓨란 그룹, 아자카바졸 그룹, 아자디벤조보롤 그룹, 아자디벤조포스폴 그룹, 아자플루오렌 그룹, 아자디벤조실롤 그룹, 아자디벤조저몰 그룹, 아자디벤조티오펜 그룹, 아자디벤조셀레노펜 그룹, 아자디벤조퓨란 그룹, 아자디벤조티오펜 5-옥사이드 그룹, 아자-9H-플루오렌-9-온 그룹, 아자디벤조티오펜 5,5-다이옥사이드 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, 5,6,7,8-테트라히드로이소퀴놀린(5,6,7,8-tetrahydroisoquinoline) 그룹 또는 5,6,7,8-테트라히드로퀴놀린(5,6,7,8-tetrahydroquinoline) 그룹;일 수 있고, 상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면,
상기 Ar21 및 Ar22는 서로 독립적으로 페닐렌 또는 나프탈렌; 또는
중수소, -F 또는 C1-C10알킬기로 치환된 페닐렌 또는 나프탈렌일 수 있다.
다른 구현예에 따르면,
상기 Ar21 및 Ar22는 서로 독립적으로 하기 화학식 2A-1 내지 2A-13으로 표시된 그룹 중 하나일 수 있다:
Figure pat00055
Figure pat00056
상기 화학식 2A-1 내지 2A-13 중
Z1은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기 또는 니트로기이고,
b11은 1 내지 4의 정수 중 하나이고,
b12는 1 내지 6의 정수 중 하나이고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
상기 화학식 2 중 n21 및 n22는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이다.
일 구현예에 따르면, 상기 n21 및 n22는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 하나일 수 있다.
상기 화학식 2 중 L21은 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R1a)-*', *-N(R1a)-*', *-O-*', *-P(R1a)-*', *-Si(R1a)(R1b)-*', *-P(=O)(R1a)-*', *-S-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*' 또는 *-Ge(R1a)(R1b)-*'이고, 상기 * 및 *'는 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, 상기 R1a 및 R1b는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 L21은 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*' 또는 *-O-*'일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 L21은 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(=O)-*' 또는 *-O-*'일 수 있고, a21은 1 내지 10의 정수 중 하나일 수 있다.
상기 R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -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 R10a 및 Q1 내지 Q3은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
R1a 및 R1b는 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-C20알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 아다만타닐기(adamantanyl), 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 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, 터페닐기, C1-C20알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인데닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조플루오레닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조플루오레닐기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 벤조실롤로카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, -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, 터페닐기, C1-C20알킬페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 피롤일기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 피리디닐기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 인데닐기, 이소인돌일기, 인돌일기, 인다졸일기, 푸리닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 카바졸일기, 페난트롤리닐기, 벤조이미다졸일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 벤조실롤일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 트리아지닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 디벤조실롤일기, 벤조플루오레닐기, 벤조카바졸일기, 나프토벤조퓨라닐기, 나프토벤조티오페닐기, 나프토벤조실롤일기, 디벤조플루오레닐기, 디벤조카바졸일기, 디나프토퓨라닐기, 디나프토티오페닐기, 디나프토실롤일기, 인데노카바졸일기, 인돌로카바졸일기, 벤조퓨라노카바졸일기, 벤조티에노카바졸일기, 벤조실롤로카바졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자플루오레닐기, 아자카바졸일기, 아자디벤조퓨라닐기, 아자디벤조티오페닐기, 또는 아자디벤조실롤일기; 또는
-Si(Q1)(Q2)(Q3), -N[(L11)b11-Q1][(L12)b12-Q2], -B[(L11)b11-Q1][(L12)b12-Q2], -C(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1) 또는 -P(=O)(Q1)(Q2);일 수 있고,
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-C20알킬기, 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.
일 구현예에 따르면, 상기 R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C1-C20알킬기 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 페닐기 또는 나프틸기;일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2화합물은 하기 화합물 2-1 내지 2-3 중 하나일 수 있다:
<화합물 2-1>
Figure pat00057
<화합물 2-2>
Figure pat00058
<화합물 2-3>
Figure pat00059
<화학식 5>
Figure pat00060
상기 화학식 5 중 Ar51 및 Ar52는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이다. 상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar51 및 Ar52는 서로 독립적으로 단일 결합 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기일 수 있고, 상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 5 중 n51 및 n52는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이다.
상기 화학식 5 중 L51은 하기 화학식 1로 표시된 제1반복단위이다:
<화학식 1>
Figure pat00061
상기 화학식 1 중 Ar11 내지 Ar13, n11 내지 n13, L11, a11 및 R11에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 5 중 a51은 1 내지 20의 정수 중 하나이다.
일 구현예에 따르면, a51은 1 내지 3의 정수 중 하나이다.
일 구현예에 따르면, 상기 제5화합물은 하기 화학식 5-1로 표시될 수 있다:
<화학식 5-1>
Figure pat00062
상기 화학식 5-1 중 Ar53 내지 Ar55는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이다. 상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar53 내지 Ar55는 서로 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 나프탈렌 또는 플루오렌; 또는
중수소, -F, C1-10알킬기, 페닐기 또는 이의 임의의 조합으로 치환된 페닐렌, 나프탈렌 또는 플루오렌;일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 Ar53 내지 Ar55는 서로 독립적으로 단일결합 또는 하기 화학식 5A-1 내지 5A-14 및 5B-1 내지 5B-10으로 표시된 그룹 중 하나일 수 있다:
Figure pat00063
Figure pat00064
상기 화학식 5A-1 내지 5A-13 및 5B-1 내지 5B-10 중
R5c 및 R5d는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 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 그룹이고,
R51, R53 및 R54는 서로 독립적으로, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I 또는 C1-C10알킬기이고,
b51은 0 내지 4의 정수 중 하나이고,
b52는 0 내지 6의 정수 중 하나이고,
b53 및 b54는 서로 독립적으로 0 내지 3의 정수 중 하나이고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
상기 R10a는 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 5B-1 내지 5B-10 중 R5c 및 R5d는 서로 독립적으로 수소, 중수소, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, 페닐기 또는 나프틸기 일 수 있다.
상기 화학식 5 중 n53 내지 n55은 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이다. n53개의 Ar53은 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있고, n54개의 Ar54는 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있고, n55개의 Ar55은 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
상기 화학식 1 중 L51은 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R1a)-*', *-N(R1a)-*', *-O-*', *-P(R1a)-*', *-Si(R1a)(R1b)-*', *-P(=O)(R1a)-*', *-S-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*' 또는 *-Ge(R1a)(R1b)-*'이고, 상기 * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, 상기 R1a 및 R1b는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 L52는 *-C(R1a)(R1b)-*' 또는 *-O-*'일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 (L52)a52로 표시된 부분은 하기 화학식 1L로 표시된 그룹일 수 있다:
Figure pat00065
상기 화학식 1L 중 n1L 및 Z1L에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 화학식 5 중 R11은 하기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이다.
<화학식 1-1>
Figure pat00066
상기 화학식 1-1 중 i) R12는 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, R13은 수소이거나, ii) R12는 수소이고, R13은 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합사이트이다.
상기 화학식 1-1 중 R14 및 R15는 서로 독립적으로 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -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 R10a 및 Q1 내지 Q3은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 R11은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제5화합물은 하기 화합물 5-1로 표시될 수 있다:
<화합물 5-1>
Figure pat00067
본 발명에 따른 발광 소자는 기판; 캐소드; 전자 수송 영역; 발광층; 정공 수송 영역; 애노드의 순서대로 유기층이 형성되는 인버티드(inverted) 구조의 발광 소자로서, 정공 수송 영역은 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 화학식 2로 표시된 제2화합물, 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한다.
상기 정공 수송 영역은 상기 제1화합물, 제2화합물, 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함함으로써 저온 열경화 혹은 광경화가 가능하여 고온 열경화시 발생할 수 있는 발광층의 열분해를 최소화 할 수 있다.
또한, 상기 인버티드 구조의 발광 소자는 금속 산화물인 제3화합물을 포함하는 전자 수송 영역, 제1화합물, 제2화합물, 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함하는 정공 수송 영역을 포함함으로써, 우수한 효율 특성 및 수명 특성을 나타낼 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 pat00068
<화학식 202>
Figure pat00069
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 pat00070
상기 화학식 CY201 내지 CY217 중, R10b 및 R10c에 대한 설명은 각각 본 명세서 중 R10a에 대한 설명을 참조하고, 고리 CY201 내지 고리 CY204는 서로 독립적으로, C3-C20카보시클릭 그룹, 또는 C1-C20헤테로시클릭 그룹이고, 상기 화학식 CY201 내지 CY217 중 적어도 하나의 수소는 본 명세서에 기재된 바와 같은 R10a로 치환 또는 비치환될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 CY201 내지 CY217 중 고리 CY201 내지 고리 CY204는 서로 독립적으로, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 페난트렌 그룹, 또는 안트라센 그룹일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹 중 적어도 하나 및 상기 화학식 CY204 내지 CY217로 표시된 그룹 중 적어도 하나를 각각 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 중 xa1은 1이고, R201은 상기 화학식 CY201 내지 CY203 중 하나로 표시된 그룹이고, xa2는 0이고, R202는 상기 화학식 CY204 내지 CY207 중 하나로 표시된 그룹일 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹을 비포함할 수 있다.
또 다른 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY203으로 표시된 그룹을 비포함하고, 상기 화학식 CY204 내지 CY217로 표시된 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 201 및 202 각각은, 상기 화학식 CY201 내지 CY217로 표시된 그룹을 비포함할 수 있다.예를 들어, 상기 정공 수송 영역은 하기 화합물 HT1 내지 HT46 중 하나, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB(NPD), β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, 메틸화된-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine (4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid (폴리아닐린/도데실벤젠술폰산)), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트))), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonic acid (폴리아닐린/캠퍼술폰산)), PANI/PSS (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)), 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다:
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 50Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 4000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 경우, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 9000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 발광 보조층은 발광층에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시키는 역할을 하는 층이고, 상기 전자 저지층은 발광층으로부터 정공 수송 영역으로의 전자 유출(leakage)을 방지하는 역할을 하는 층이다. 상술한 정공 수송 영역에 포함될 수 있는 물질이 발광 보조층 및 전자 저지층에 포함될 수 있다.
[p-도펀트]
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산(예를 들면, 전하-생성 물질로 이루어진(consist of) 단일층 형태)되어 있을 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다.
예를 들어, 상기 p-도펀트의 LUMO 에너지 레벨은 -3.5eV 이하일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 p-도펀트는, 퀴논 유도체, 시아노기-함유 화합물, 원소 EL1 및 원소 EL2-함유 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 퀴논 유도체의 예는, TCNQ, F4-TCNQ 등을 포함할 수 있다.
상기 시아노기-함유 화합물의 예는 HAT-CN, 하기 화학식 221로 표시된 화합물 등을 포함할 수 있다.
Figure pat00081
<화학식 221>
Figure pat00082
상기 화학식 221 중,
R221 내지 R223은 서로 독립적으로, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 R221 내지 R223 중 적어도 하나는 서로 독립적으로, 시아노기; -F; -Cl; -Br; -I; 시아노기, -F, -Cl, -Br, -I, 또는 이의 임의의 조합으로 치환된 C1-C20알킬기; 또는 이의 임의의 조합;으로 치환된, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹일 수 있다.
상기 원소 EL1 및 원소 EL2-함유 화합물 중, 원소 EL1은 금속, 준금속, 또는 이의 조합이고, 원소 EL2는 비금속, 준금속, 또는 이의 조합일 수 있다.
상기 금속의 예는, 알칼리 금속(예를 들면, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 등); 알칼리 토금속(예를 들면, 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등); 전이 금속(예를 들면, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오브(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 테크네튬(Tc), 레늄(Re), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 등); 전이후 금속(예를 들면, 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn) 등); 란타나이드 금속(예를 들면, 란타넘(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 어븀(Er), 툴륨(Tm), 이터븀(Yb), 루테튬(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.
[애노드(150)]
상기 정공 수송 영역(140)의 상부에는 애노드(150)가 배치되어 있다.
상기 제2전극(150)은, 리튬(Li), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 이터븀(Yb), 은-이터븀(Ag-Yb), ITO, IZO, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 제2전극(150)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 제2전극(150)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
[캡핑층]
제1전극(110)의 외측에는 제1캡핑층이 배치되거나, 및/또는 제2전극(150)의 외측에는 제2캡핑층이 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 발광 소자(10)는 제1캡핑층, 제1전극(110), 발광층(130) 및 제2전극(150)이 차례로 적층된 구조, 제1전극(110), 발광층(130), 제2전극(150) 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조 또는 제1캡핑층, 제1전극(110), 발광층(130), 제2전극(150) 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다.
발광 소자(10)의 발광층(130) 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제1전극(110) 및 제1캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있고, 발광 소자(10)의 발광층(130) 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제2전극(150) 및 제2캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 보강 간섭의 원리에 의하여 외부 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 이로써, 상기 발광 소자(10)의 광추출 효율이 증가되어, 상기 발광 소자(10)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 각각은, 1.6 이상의 굴절율(at 589nm)을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 서로 독립적으로, 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 유-무기 복합 캡핑층일 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물, 아민 그룹-함유 화합물, 포르핀 유도체 (porphine derivatives), 프탈로시아닌 유도체 (phthalocyanine derivatives), 나프탈로시아닌 유도체 (naphthalocyanine derivatives), 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물 및 아민 그룹-함유 화합물은, 선택적으로, O, N, S, Se, Si, F, Cl, Br, I, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 치환기로 치환될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 아민 그룹-함유 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 상기 화학식 201로 표시된 화합물, 상기 화학식 202로 표시된 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 상기 화합물 HT28 내지 HT33 중 하나, 하기 화합물 CP1 내지 CP6 중 하나, β-NPB 또는 이의 임의의 화합물을 포함할 수 있다:
Figure pat00083
Figure pat00084
[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 양자점은 예를 들어, 본 명세서에 기재된 바와 같은 양자점일 수 있다.
상기 전자 장치는 제1기판을 포함할 수 있다. 상기 제1기판은 복수의 부화소 영역을 포함하고, 상기 컬러 필터는 상기 복수의 부화소 영역 각각에 대응하는 복수의 컬러 필터 영역을 포함하고, 상기 색변환층은 상기 복수의 부화소 영역 각각에 대응하는 복수의 색변환 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 부화소 영역 사이에 화소 정의막이 배치되어 각각의 부화소 영역이 정의된다.
상기 컬러 필터는 복수의 컬러 필터 영역 및 복수의 컬러 필터 영역 사이에 배치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있고, 상기 색변환층은 복수의 색변환 영역 및 복수의 색변환 영역 사이에 배치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 컬러 필터 영역(또는, 복수의 색변환 영역)은, 제1색광을 방출하는 제1영역; 제2색광을 방출하는 제2영역; 및/또는 제3색광을 방출하는 제3영역을 포함하고, 상기 제1색광, 상기 제2색광 및/또는 상기 제3색광은 서로 상이한 최대 발광 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1색광은 적색광이고, 상기 제2색광은 녹색광이고, 상기 제3색광은 청색광일 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 컬러 필터 영역(또는, 복수의 색변환 영역)은 양자점을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1영역은 적색 양자점을 포함하고, 상기 제2영역은 녹색 양자점을 포함하고, 상기 제3영역은 양자점을 포함하지 않을 수 있다. 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 기능층은 터치스크린층, 편광층 등을 포함할 수 있다. 상기 터치스크린층은, 감압식 터치스크린층, 정전식 터치스크린층 또는 적외선식 터치스크린층일 수 있다.
상기 인증 장치는 상술한 바와 같은 발광 소자 외에 생체 정보 수집 수단을 더 포함할 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 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 2에 대한 설명]
일 측면에 따르면,
기판;
상기 기판 상에 배치된 캐소드;
상기 캐소드에 대향된 애노드;
상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치된 x개의 발광 유닛들; 및
상기 x개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 배치되고, n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한, x-1개의 전하 생성층(charge generation layer)을 포함하고,
상기 x는 2 이상의 정수이고,
상기 x개의 발광 유닛은 상기 캐소드로부터 순서대로 배치된 전자 수송 영역, 발광층 및 정공 수송 영역을 포함하고,
상기 정공 수송 영역은 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 화학식 2로 표시된 제2화합물, 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자가 제공된다.
상기 제1화합물, 제2화합물 및 제5화합물에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
도 2는 다른 구현예를 따르는 발광 소자(20)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다른 구현예에 따르는 발광 소자(20)는 기판(100), 상기 기판 상에 배치된 캐소드(200), 상기 캐소드에 대향된 애노드(150), 상기 캐소드와 애노드 사이에 적층된 x개의 발광 유닛들(10A, 10B) 및 상기 x개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광유닛들 사이에 배치되고 n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한 x-1개의 전하 생성층(145)를 포함할 수 있다.
상기 발광 유닛(10A, 10B)은 상기 캐소드로부터 순서대로 배치된 전자 수송 영역(120A, 120B), 발광층(130A, 130B) 및 정공 수송 영역(140A, 140B)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(20)은 x개의 적층된 발광 유닛들(10A, 10B)를 포함하며, 상기 x는 2 이상의 정수이다. 상기 발광 유닛들의 개수인 x는 필요에 따라 선택할 수 잇으며, 그 개수의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 유기 발광 소자는 3개, 4개, 5개 또는 6개의 발광 유닛들을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(20)은 상기 x개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 전하 생성층을 포함할 수 있는데, 상기 인접이란, 인접한 것으로 언급된 층들 중 가장 가까운 층들의 배치관계를 의미한다. 예를 들어, 서로 인접한 2개의 발광 유닛들이란, 복수개의 발광 유닛들 중에 가장 가깝게 배치된 2개의 발광유닛의 배치관계를 의미한다. 상기 인접이란, 경우에 따라 2개의 층들이 물리적으로 접하는 경우를 의미할 수도 있고, 2개의 층들 사이에 언급되지 않은 다른 층이 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제2전극에 인접한 발광 유닛은 복수개의 발광 유닛들 중 상기 제2전극에 가장 가깝게 배치된 발광 유닛을 의미한다. 또한, 상기 제2전극과 상기 발광 유닛은 물리적으로 접할 수도 있지만, 상기 제2전극과 상기 발광 유닛 사이에는 발광 유닛 이외의 다른 층들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2전극과 상기 발광 유닛 사이에 전자 수송층이 배치될 수 있다. 그러나, 서로 인접한 2개의 발광 유닛 사이에는 전하 생성층이 배치된다.
상기 전하 생성층이란, 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 중 1개의 발광 유닛에 대해서는 전자를 생성하여 캐소드 역할을 하고, 다른 1개의 발광 유닛에 대해서는 정공을 생성하여 애노드 역할을 하는 층으로, 전극에 직접 연결되지 않고, 인접한 발광 유닛들을 분리하는 층을 의미한다. x개의 발광 유닛을 포함하는 유기 발광 소자는, x-1개의 전하 생성층을 포함하게 된다.
상기 전하 생성층(145)은 정공 수송 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전하 생성층은 PEDOT:PSS, Nafion, sulfonic acid 등을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 전하 생성층은 하기 화학식 4로 표시된 제4화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 4>
Figure pat00085
상기 화학식 4 중
E는 B, Al, Ga, In 또는 Tl이고,
R41 내지 R44는 서로 독립적으로 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
상기 R10a는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
일 구현예에 따르면, 상기 E는 붕소(B)일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 R41 내지 R44는 서로 독립적으로 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C10헤테로시클로알케닐렌기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹일 수 있다.
예를 들어, 상기 R41 내지 R44는 적어도 하나의 -F, C1-C10알케닐기, C6-C60아릴렌기 또는 1가 비-방향족 축합다환 그룹으로 치환된 페닐기일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제4화합물은 하기 화합물 4-1 내지 4-6 중 하나 일 수 있다:
<화합물4-1>
Figure pat00086
<화합물 4-2>
Figure pat00087
<화합물4-3>
Figure pat00088
<화합물4-4>
Figure pat00089
<화합물4-5>
Figure pat00090
<화합물4-6>
Figure pat00091
본 발명에 따른 x개의 발광유닛을 포함하는 발광 소자(20)는 금속 산화물인 제3화합물을 포함하는 전자 수송 영역, 제1화합물 또는 제2화합물을 포함하는 정공 수송 영역을 포함함으로써, 우수한 효율 특성 및 수명 특성을 나타낼 수 있다.
상기 전하 생성층(145)은 각각 n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함할 수 있다. 이때 상기 n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층은 직접(directly) 접촉하여 NP접합을 형성할 수 있다. 상기 NP접합에 의하여, n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이에서 전자와 정공이 동시에 생성될 수 있다. 생성된 전자는 n형 전하 생성층을 통하여 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 중 1개의 발광 유닛에 전달된다. 생성된 정공은 p형 전하 생성층(을 통하여 상기 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 중 다른 1개의 발광 유닛에 전달된다. 또한, 복수 개의 전하 생성층이 존재하는 경우, 각각 1개의 n형 전하 생성층 및 1개의 p형 전하 생성층을 포함하므로, x-1개의 전하 생성층을 포함한 발광 소자는 x-1개의 n형 전하 생성층 및 x-1개의 p형 전하 생성층을 포함하게 된다.
상기 n형이란 n형 반도체 특성을 의미하며, 즉, 전자를 주입하거나 수송하는 특성을 의미한다. 상기 p형이란 p형 반도체 특성을 의미하며, 즉, 정공을 주입하거나 수송하는 특성을 의미한다.
상기 x개의 발광 유닛(10A, 10B)은 상기 캐소드로부터 순서대로 배치된 전자 수송 영역(120A, 120B), 발광층(130A, 130B) 및 정공 수송 영역(140A, 140B)를 포함하고, 상기 x개의 발광 유닛에 포함된 x개의 전자 수송 영역은 각각 화학식 3으로 표시된 제3화합물을 포함할 수 있고, 상기 x개의 발광 유닛에 포함된 x개의 정공 수송 영역은 각각 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물 또는 화학식 2로 표시된 제2화합물을 포함할 수 있다.
상기 복수의 정공 수송 영역들은, 각각 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 또는 이의 임의의 조합을 포함하고,
상기 복수의 전자 수송 영역들은, 각각 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층, 버퍼층 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 x개의 발광 유닛들에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 모두 동일할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 x개의 발광 유닛들은 420 nm 이상 및 490 nm 이하의 최대 발광 파장을 갖는 청색광을 방출할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 x개의 발광 유닛들은 620 nm 이상 및 750 nm 이하의 최대 발광 파장을 갖는 적색광을 방출할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 x개의 발광 유닛들은 495 nm 이상 및 580 nm 이하의 최대 발광 파장을 갖는 녹색광을 방출할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 x개의 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 나머지 발광 유닛들 중 적어도 하나의 발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1발광 유닛 및 제2발광 유닛이 적층된 유기 발광 소자에서, 상기 제1발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 상기 제2발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이할 수 있다. 이 때, 상기 제1발광 유닛 및 상기 제2발광 유닛에서의 발광층은 서로 독립적으로, i) 단일 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조, ii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 제1발광 유닛 또는 상기 제2발광 유닛에서 방출되는 광은 단일색광 또는 혼합색광일 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제1발광 유닛, 제2발광 유닛 및 제3발광 유닛이 적층된 유기 발광 소자에서, 상기 제1발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 상기 제2발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 동일하지만, 상기 제3발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장과 상이할 수 있다. 또는, 상기 제1발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장, 상기 제2발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장, 및 상기 제3발광 유닛에서 방출되는 광의 최대 발광 파장은 각각 모두 상이할 수 있다.
[제조 방법]
상기 전자 수송 영역, 발광층 및 정공 수송 영역에 포함된 각 층은 각각 용액 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
일 측면에 따르면,
캐소드 및 애노드 사이에 배치된 제1유기층을 형성하는 단계;
상기 제1유기층 및 애노드 사이에 배치된 제2유기층을 형성하는 단계; 및
상기 제2유기층 및 애노드 사이에 배치된 제3유기층을 형성하는 단계를 포함한, 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.
일 구현예에 따르면 상기 제1유기층은 정공 수송 영역, 상기 제2유기층은 발광층, 상기 제3유기층은 전자 수송 영역일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제1유기층과 상기 제2유기층 사이에 별도의 유기층이 형성될 수 있으며, 상기 제2유기층과 제3유기층 사이에 별도의 유기층이 형성될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1유기층을 형성하는 단계는 화학식 3으로 표시된 제3화합물을 포함한 조성물을 이용한 용액 공정 단계를 포함할 수 있다.
상기 제3화합물에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 제3화합물을 포함한 조성물 중 제3화합물의 함량은 전체 조성물 100wt%를 기준으로 1wt% 이상 및 5wt% 이하 또는 2wt% 이상 및 4wt% 이하일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2유기층을 형성하는 단계는 호스트 화합물, 도펀트 화합물, 지연 형광 물질, 양자점 또는 이의 임의의 조합을 포함한 조성물을 이용한 용액 공정 단계를 포함할 수 있다.
상기 호스트 화합물, 도펀트 화합물, 지연 형광 물질, 양자점에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 조성물 중 상기 호스트 화합물의 함량은 전체 조성물 100wt%를 기준으로 1wt% 이상 및 5wt% 이하 또는 2wt% 이상 및 4wt% 이하일 수 있다.
호스트 화합물과 도펀트 화합물을 동시에 포함한 조성물을 이용할 경우, 상기 조성물 중 상기 도펀트 화합물의 함량은 호스트 화합물 100wt%를 기준으로 기준으로 1wt% 이상 및 5wt% 이하 또는 2wt% 이상 및 4wt% 이하일 수 있다.
상기 조성물 중 상기 양자점의 함량은 전체 조성물 100wt%를 기준으로 0.1wt% 이상 및 3wt% 이하 또는 0.5wt% 이상 및 2wt% 이하일 수 있다.
상기 제3유기층을 형성하는 단계는 화학식 1로 표시된 제1화합물, 화학식 2로 표시된 제2화합물, 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한 조성물을 이용한 용액 공정 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1화합물, 제2화합물 및 제5화합물에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 조성물 중 상기 제1화합물 및 제5화합물의 함량은 전체 조성물 100wt%를 기준으로 0.5wt% 이상 및 4wt% 이하 또는 1.5wt% 이상 및 3wt% 이하일 수 있다.
제1화합물과 제2화합물을 동시에 포함한 조성물을 이용할 경우, 상기 조성물 중 상기 제2화합물의 함량은 제1화합물 100wt%를 기준으로 2wt% 이상 및 10wt% 이하 또는 3wt% 이상 및 7wt% 이하일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 발광 소자의 제조 방법은 제3유기층 및 애노드 사이에 배치된 제4유기층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제4유기층을 형성하는 단계는 정공 수송 물질, 화학식 4로 표시된 제4화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한 조성물을 이용한 용액 공정 단계를 포함할 수 있다.
상기 정공 수송 물질 및 제4화합물에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 정공 수송 물질은 PEDOT:PSS, Nafion 또는 Sulfonic acid일 수 있다.
상기 용액 공정 단계는 스핀 코팅, 슬롯 코팅, 딥 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로그라비아 코팅, 와이어 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 스크린 프린팅, 플렉소 프린팅, 오프셋 프린팅, 또는 캐스팅일 수 있다.
예를 들어, 상기 용액 공정 단계는 스핀 코팅일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1유기층을 형성하는 단계, 상기 제2유기층을 형성하는 단계 및 상기 제3유기층을 형성하는 단계는 용매를 증발시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제4유기층을 형성하는 단계는 용매를 증발시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 용매를 증발시키는 단계는 110 내지 180℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 용매를 증발시키는 단계 전에 UV를 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1유기층을 형성하는 단계는, 제3화합물을 포함한 조성물을 도포(예를 들면, 스핀 코팅)하는 단계; 도포한 조성물에 UV를 조사하는 단계; UV를 조사한 후에 용매를 증발시키는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2유기층을 형성하는 단계는, 호스트 화합물, 도펀트 화합물, 지연 형광 물질, 양자점 또는 이의 임의의 조합을 포함한 조성물을 도포(예를 들면, 스핀 코팅)하는 단계; 도포한 조성물에 UV를 조사하는 단계; UV를 조사한 후에 용매를 증발시키는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제3유기층을 형성하는 단계는, 제1화합물, 제2화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한 조성물을 도포(예를 들면, 스핀 코팅)하는 단계; 도포한 조성물에 UV를 조사하는 단계; UV를 조사한 후에 용매를 증발시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, x개의 발광유닛들을 포함한 발광 소자는, 제1유기층을 형성하는 단계; 제2유기층을 형성하는 단계; 및 제3유기층을 형성하는 단계를 순서대로 수행하고, 제4유기층을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 제1유기층을 형성하는 단계; 상기 제2유기층을 형성하는 단계; 및 상기 제3유기층을 형성하는 단계와 동일한 단계를 순서대로 재수행하여 제조될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, x개의 발광유닛들을 포함한 발광 소자는, 제1유기층을 형성하는 단계; 제2유기층을 형성하는 단계; 및 제3유기층을 형성하는 단계를 순서대로 수행하고, 제4유기층을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 제1유기층을 형성하는 단계; 상기 제2유기층을 형성하는 단계; 및 상기 제3유기층을 형성하는 단계와 구성이 상이한 조성물을 이용한 것을 제외하고는 동일한 단계를 순서대로 재수행하여 제조될 수 있다.
[도 3 및 4에 대한 설명]
도 3은 본 발명의 일 구현예를 따르는 발광 장치의 단면도이다.
도 3의 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), 발광층(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 발광층(130)이 형성될 수 있다. 화소 정의막(290)은 폴리이미드 또는 폴리아크릴 계열의 유기막일 수 있다. 도 2에 미도시되어 있으나, 발광층(130) 중 일부 이상의 층은 화소 정의막(290) 상부에까지 연장되어 공통층의 형태로 배치될 수 있다.
상기 발광층(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 4는 본 발명의 다른 구현예를 따르는 발광 장치의 단면도이다.
도 4의 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.
[용어의 정의]
본 명세서 중 C3-C60카보시클릭 그룹은 고리-형성 원자로서 탄소로만 이루어진 탄소수 3 내지 60의 시클릭 그룹을 의미하고, C1-C60헤테로시클릭 그룹은, 탄소 외에, 고리-형성 원자로서 헤테로 원자를 더 포함한 탄소수 1 내지 60의 시클릭 그룹을 의미한다. 상기 C3-C60카보시클릭 그룹 및 C1-C60헤테로시클릭 그룹 각각은, 1개의 고리로 이루어진 모노시클릭 그룹 또는 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있는 폴리시클릭 그룹일 수 있다. 예를 들어, 상기 C1-C60헤테로시클릭 그룹의 고리-형성 원자수는 3 내지 61개일 수 있다.
본 명세서 중 시클릭 그룹은 상기 C3-C60카보시클릭 그룹 및 C1-C60헤테로시클릭 그룹 모두를 포함한다.
본 명세서 중 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹(π electron-rich C3-C60 cyclic group)은 고리 형성 모이어티로서 *-N=*'를 비포함한 탄소수 3 내지 60의 시클릭 그룹을 의미하고, π 전자-결핍성 함질소 C1-C60 시클릭 그룹(π electron-deficient nitrogen-containing C1-C60 cyclic group)은 고리 형성 모이어티로서 *-N=*'를 포함한 탄소수 1 내지 60의 헤테로시클릭 그룹을 의미한다.
예를 들어,
상기 C3-C60카보시클릭 그룹은, i) 그룹 T1 또는 ii) 2 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹 (예를 들면, 시클로펜타디엔 그룹, 아다만탄 그룹, 노르보르난 그룹, 벤젠 그룹, 펜탈렌 그룹, 나프탈렌 그룹, 아줄렌 그룹, 인다센 그룹, 아세나프틸렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 헵탈렌 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 헥사센 그룹, 펜타센 그룹, 루비센 그룹, 코로넨 그룹, 오발렌 그룹, 인덴 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 인데노페난트렌 그룹, 또는 인데노안트라센 그룹)일 수 있고,
상기 C1-C60헤테로시클릭 그룹은 i) 그룹 T2, ii) 2 이상의 그룹 T2가 서로 축합된 축합환 그룹 또는 iii) 1 이상의 그룹 T2와 1 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹 (예를 들면, 피롤 그룹, 티오펜 그룹, 퓨란 그룹, 인돌 그룹, 벤조인돌 그룹, 나프토인돌 그룹, 이소인돌 그룹, 벤조이소인돌 그룹, 나프토이소인돌 그룹, 벤조실롤 그룹, 벤조티오펜 그룹, 벤조퓨란 그룹, 카바졸 그룹, 디벤조실롤 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 인데노카바졸 그룹, 인돌로카바졸 그룹, 벤조퓨로카바졸 그룹, 벤조티에노카바졸 그룹, 벤조실롤로카바졸 그룹, 벤조인돌로카바졸 그룹, 벤조카바졸 그룹, 벤조나프토퓨란 그룹, 벤조나프토티오펜 그룹, 벤조나프토실롤 그룹, 벤조퓨로디벤조퓨란 그룹, 벤조퓨로디벤조티오펜 그룹, 벤조티에노디벤조티오펜 그룹, 피라졸 그룹, 이미다졸 그룹, 트리아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 티아디아졸 그룹, 벤조피라졸 그룹, 벤즈이미다졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 벤조이속사졸 그룹, 벤조티아졸 그룹, 벤조이소티아졸 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피라진 그룹, 피리다진 그룹, 트리아진 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 벤조이소퀴놀린 그룹, 퀴녹살린 그룹, 벤조퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 벤조퀴나졸린 그룹, 페난트롤린 그룹, 시놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹, 이미다조트리아진 그룹, 이미다조피라진 그룹, 이미다조피리다진 그룹, 아자카바졸 그룹, 아자플루오렌 그룹, 아자디벤조실롤 그룹, 아자디벤조티오펜 그룹, 아자디벤조퓨란 그룹 등)일 수 있고,
상기 π 전자-과잉 C3-C60 시클릭 그룹은 i) 그룹 T1, ii) 2 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹, iii) 그룹 T3, iv) 2 이상의 그룹 T3가 서로 축합된 축합환 그룹 또는 v) 1 이상의 그룹 T3와 1 이상의 그룹 T1이 서로 축합된 축합환 그룹 (예를 들면, 상기 C3-C60카보시클릭 그룹, 1H-피롤 그룹, 실롤 그룹, 보롤(borole) 그룹, 2H-피롤 그룹, 3H-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, 테트라진 그룹, 피롤리딘 그룹, 이미다졸리딘 그룹, 디히드로피롤 그룹, 피페리딘 그룹, 테트라히드로피리딘 그룹, 디히드로피리딘 그룹, 헥사히드로피리미딘 그룹, 테트라히드로피리미딘 그룹, 디히드로피리미딘 그룹, 피페라진 그룹, 테트라히드로피라진 그룹, 디히드로피라진 그룹, 테트라히드로피리다진 그룹, 또는 디히드로피리다진 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-C60아릴기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 C7-C60아릴알킬기는 -A104A105(여기서, A104는 C1-C54알킬렌기이고, A105는 C6-C59아릴기임)를 가리키고, 본 명세서 중 C2-C60헤테로아릴알킬기는 -A106A107(여기서, A106은 C1-C59알킬렌기이고, A107은 C1-C59헤테로아릴기임)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, C7-C60아릴알킬기, C2-C60헤테로아릴알킬기, -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, C7-C60아릴알킬기, C2-C60헤테로아릴알킬기, -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, C6-C60아릴티오기, C7-C60아릴알킬기, 또는 C2-C60헤테로아릴알킬기,; 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, C1-C60헤테로시클릭 그룹;C7-C60아릴알킬기; 또는 C2-C60헤테로아릴알킬기;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 제3열 전이 금속(third-row transition metal)은 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt) 및 금(Au) 등을 포함한다.
본 명세서 중 "Ph"은 페닐기를 의미하고, "Me"은 메틸기를 의미하고, "Et"은 에틸기를 의미하고, "tert-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 또는 모이어티 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
잉크 조성물의 제조
하기 표 1과 같은 구성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
Ink 명 Solute Solvent Solute 함량
ETL-1 ZnO Ethanol 3.0 wt%
ETL-2 ZnMgO Ethanol 3.0 wt%
HTL-1 화합물 1-1 Cyclohexylbenzene 2.5 wt%
HTL-2 화합물 1-3 Cyclohexylbenzene 2.5 wt%
HTL-3 화합물 1-6
화합물 2-1		 Cyclohexylbenzene 2.5 wt%
(화합물 2-1은 화합물 1-6 기준 5wt%)
HTL-4 화합물 1-6
화합물 2-2		 Cyclohexylbenzene 2.5 wt%
(화합물 2-2는 화합물 1-6 기준 5wt%)
HTL-5 화합물 5-1 Cyclohexylbenzene 2.5 wt%
HTL-6 화합물 A Cyclohexylbenzene 2.5 wt%
HTL-7 화합물 PTC-U Cyclohexylbenzene 2.5 wt%
B EML-1 H125
FD37		 Methyl benzoate 3 wt%
(FD37은 H125 기준 3wt%)
B EML-2 H125
FD38		 Methyl benzoate 3 wt%
(FD38는 H125 기준 3wt%)
B EML-3 H126
FD37		 Methyl benzoate 3 wt%
(FD37은 H126 기준 3wt%)
B EML-4 H126
FD38		 Methyl benzoate 3 wt%
(FD38는 H126 기준 3wt%)
R EML-1 InP 양자점 Octane 1 wt%
<화합물 A>
Figure pat00092
<화합물 PTC-U>
Figure pat00093
제조예 1-1
유리기판(50X50 mm)에 HTL-1을 스핀코팅하여 100nm 두께의 막을 형성하고, 150℃에서 10분간 베이킹 진행하여, 막을 제조하였다.
제조예 1-2 내지 1-5, 비교제조예 1-1 및 1-2
HTL-1 대신 표 3에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
제조예 2-1
유리기판(50X50 mm)에 HTL-3을 스핀코팅하여 100nm 두께의 막을 형성하고, 254nm의 UV로 80mJ/cm2 만큼 조사한 후, 150℃에서 10분간 베이킹 진행하여, 막을 제조하였다.
제조예 2-2, 2-3 및 비교제조예 2-1
HTL-3 대신 표 3에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 제조예 2-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
평가예 1
하기 표 2에 기재된 방법으로 제조예 1-1 내지 1-5 및 2-1 내지 2-3, 비교제조예 1-1, 1-2 및 2-1에 따른 막의 UV 흡광도차를 계산하여 표 3에 나타내었다.
1. HTL UV 흡광도 결정: 총 10매 이상 Coating하여 HTL 단막 중앙부의 UV 흡광 spectrum을 측정, UV abs. λmax의 흡광도를 100(초기상태)으로 함
2. Solvent Drop: 주사기 이용하여 HTL 단막의 중앙에 Solvent 50mg Drop
3. 방치: Hood 내 Solvent drop이 움직이거나 흐르지 않는 조건으로 방치 (30min.)
4. Solvent 제거: Fiber 직경 20um이하의 PET 재질의 극세사 Wiper를 이용하여 Solvent 제거 (Wiper 방치시간 10sec.)
5. Baking: Hot Plate 실측온도 140℃ 15min 조건으로 Baking
6. UV 흡광도 측정: UV abs.
Figure pat00094
max의 흡광도 차이를 측정, 초기 흡광도를 100으로 했을 때 상대적인 흡광도를 %로 나타냄 (Ex. 초기 흡광도 10 / 처리후 흡광도 9일 경우 90%로 계산)
막 HTL UV흡광도 차(%)
제조예1-1 HTL-1 99
제조예1-2 HTL-2 98
제조예1-3 HTL-3 100
제조예1-4 HTL-4 97
제조예1-5 HTL-5 98
제조예2-1 HTL-3 98
제조예2-2 HTL-4 98
제조예2-3 HTL-5 97
비교제조예1-1 HTL-6 15
비교제조예1-2 HTL-7 85
비교제조예2-1 HTL-6 18
상기 표 3으로부터 제조예 1-1 내지 1-4 및 2-1 내지 2-3에 따라 제조된 막이 비교제조예 1-1, 1-2 및 2-1에 따라 제조된 막에 비해 UV 흡광도 차가 높은 것을 확인할 수 있다.
실시예 1-1
ITO 유리 기판(50X50 mm, 15 Ω/
Figure pat00095
, 삼성-코닝사)을 증류수 및 이소프로판올을 사용하여 초음파 세척을 순차적으로 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 140℃에서 10분간 베이킹하여 블루 발광층을 형성하였다. 상기 블루 발광층 상에 HTL-1을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고 한 후, 상기 전공 주입층 상에 Al을 증착하여 100nm 두께의 애노드를 형성함으로써 발광 소자를 제작하였다. 증착에 사용한 장비는 선익시스템사의 Suicel plus 200 증착기를 사용하였다.
실시예 1-2 내지 1-7, 비교예 1-1 및 1-2
ETL-1, B EML-1 또는 HTL-1 대신 표 4에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
실시예 2-1
ITO 유리 기판(50X50 mm, 15 Ω/
Figure pat00096
, 삼성-코닝사)을 증류수 및 이소프로판올을 사용하여 초음파 세척을 순차적으로 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 140℃에서 10분간 베이킹하여 청색 발광층을 형성하였다. 상기 청색 발광층 상에 HTL-3을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 254nm의 UV로 80mJ/cm2 만큼 조사한 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고 한 후, 상기 전공 주입층 상에 Al을 증착하여 100nm 두께의 애노드를 형성함으로써, 역구조 유기 발광 소자를 제작하였다. 증착에 사용한 장비는 선익시스템사의 Suicel plus 200 증착기를 사용하였다.
실시예 2-2 내지 2-5 및 비교예 2-1
ETL-1, B EML-1 또는 HTL-3 대신 표 4에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
실시예 3-1
ITO 유리 기판(50X50 mm, 15 Ω/
Figure pat00097
, 삼성-코닝사)을, 증류수 및 이소프로판올을 사용하여 초음파 세척을 순차적으로 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 140℃에서 10분간 베이킹하여 블루 발광층을 형성하였다. 상기 블루 발광층 상에 HTL-1을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 140℃에서 10분간 베이킹하여 블루 발광층을 형성하였다. 상기 블루 발광층 상에 HTL-1을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고 한 후, 상기 전공 주입층 상에 Al을 증착하여 100nm 두께의 애노드를 형성함으로써, 역구조 유기 발광 소자를 제작하였다. 증착에 사용한 장비는 선익시스템사의 Suicel plus 200 증착기를 사용하였다.
실시예 3-2 내지 3-7 및 비교예 3-1
ETL-1, B EML-1 또는 HTL-1 대신 표 4에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
ETL B EML HTL
실시예 1-1 ETL-1 B EML-1 HTL-1
실시예 1-2 ETL-2 B EML-1 HTL-1
실시예 1-3 ETL-2 B EML-2 HTL-1
실시예 1-4 ETL-2 B EML-1 HTL-2
실시예 1-5 ETL-2 B EML-1 HTL-3
실시예 1-6 ETL-2 B EML-1 HTL-4
실시예 1-7 ETL-2 B EML-1 HTL-5
실시예 2-1 ETL-1 B EML-1 HTL-3
실시예 2-2 ETL-2 B EML-1 HTL-3
실시예 2-3 ETL-2 B EML-2 HTL-3
실시예 2-4 ETL-2 B EML-1 HTL-4
실시예 2-5 ETL-2 B EML-1 HTL-5
실시예 3-1 ETL-1 B EML-1 HTL-1
실시예 3-2 ETL-2 B EML-1 HTL-1
실시예 3-3 ETL-2 B EML-2 HTL-1
실시예 3-4 ETL-2 B EML-1 HTL-2
실시예 3-5 ETL-2 B EML-1 HTL-3
실시예 3-6 ETL-2 B EML-1 HTL-4
실시예 3-7 ETL-2 B EML-1 HTL-5
비교예 1-1 ETL-2 B EML-1 HTL-6
비교예 1-2 ETL-2 B EML-1 HTL-7
비교예 2-1 ETL-2 B EML-1 HTL-6
비교예 3-1 ETL-2 B EML-1 HTL-6
평가예 2
실시예 1-1 내지 1-6, 2-1 내지 2-4, 3-1 내지 3-6, 비교예 1-1, 2-1 및 3-1에 따른 발광 소자의 구동 전압, 효율, 색순도를 하기 방법으로 측정하여 그 결과를 표 5에 나타내었다. 수명 T95는 초기 휘도(at 10mA/cm2)를 100%로 하였을 때, 휘도가 95%가 되는데 걸리는 시간(hr)을 나타낸 것이다.
- 색좌표: 전류-전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
- 휘도: 전류-전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
- 효율: 전류-전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
구동전압
[V]		 효율
[cd/A]		 색좌표 T95 수명
[hr]
CIEx CIEy
실시예 1-1 4.3 5.0 0.15 0.11 150
실시예 1-2 4.6 5.2 0.15 0.11 150
실시예 1-3 4.8 5.4 0.15 0.11 140
실시예 1-4 4.2 6.0 0.15 0.11 180
실시예 1-5 4.4 6.2 0.15 0.12 130
실시예 1-6 4.5 5.2 0.15 0.11 140
실시예 1-7 4.4 5.5 0.15 0.12 160
실시예 2-1 4.5 5.3 0.15 0.10 160
실시예 2-2 4.4 5.9 0.15 0.11 140
실시예 2-3 4.5 6.2 0.15 0.11 160
실시예 2-4 4.7 6.3 0.14 0.11 180
실시예 2-4 4.5 6.0 0.14 0.12 150
실시예 3-1 10.2 11.2 0.15 0.11 380
실시예 3-2 10.4 10.6 0.15 0.11 350
실시예 3-3 10.3 12.0 0.14 0.11 380
실시예 3-4 10.8 11.5 0.15 0.11 420
실시예 3-5 10.7 11.9 0.13 0.12 350
실시예 3-6 10.9 12.5 0.15 0.11 440
실시예 3-6 10.4 14.5 0.15 0.11 400
비교예 1-1 3.8 0.2 0.15 0.22 10
비교예 1-2 4.0 4.0 0.15 0.13 50
비교예 2-1 3.5 0.1 0.15 0.25 5
비교예 3-1 7.2 0.2 0.15 0.28 5
상기 표 5로부터 실시예 1-1 내지 1-7, 2-1 내지 2-4 및 3-1 내지 3-6에 따른 발광 소자는 비교예 1-1, 2-1 및 3-1에 비해 우수한 발광 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
실시예 4-1
ITO 유리 기판(50X50 mm, 15 Ω/
Figure pat00098
, 삼성-코닝사)을 증류수 및 이소프로판올을 사용하여 초음파 세척을 순차적으로 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 R EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 100℃에서 10분간 베이킹하여 레드 발광층을 형성하였다. 상기 레드 발광층 상에 HTL-1을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고 한 후, 상기 전공 주입층 상에 Al을 증착하여 100nm 두께의 애노드를 형성함으로써, 발광 소자를 제작하였다. 증착에 사용한 장비는 선익시스템사의 Suicel plus 200 증착기를 사용하였다.
실시예 4-2 내지 4-6, 비교예 3-1 및 3-2
ETL-1, R EML-1 또는 HTL-1 대신 표 6에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
실시예 5-1
ITO 유리 기판(50X50 mm, 15 Ω/
Figure pat00099
, 삼성-코닝사)을 증류수 및 이소프로판올을 사용하여 초음파 세척을 순차적으로 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 R EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 100℃에서 10분간 베이킹하여 레드 발광층을 형성하였다. 상기 레드 발광층 상에 HTL-3을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 254nm의 UV로 80mJ/cm2 만큼 조사한 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고 한 후, 상기 전공 주입층 상에 Al을 증착하여 100nm 두께의 애노드를 형성함으로써, 역구조 양자점 발광 소자를 제작하였다. 증착에 사용한 장비는 선익시스템사의 Suicel plus 200 증착기를 사용하였다.
실시예 5-2 내지 5-4 및 비교예 5-1
ETL-1, R EML-1 또는 HTL-3 대신 표 6에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
실시예 6-1
ITO 유리 기판(50X50 mm, 15 Ω/
Figure pat00100
, 삼성-코닝사)을 증류수 및 이소프로판올을 사용하여 초음파 세척을 순차적으로 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 라인 부착 유리 기판 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 R EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 100℃에서 10분간 베이킹하여 레드 발광층을 형성하였다. 상기 레드 발광층 상에 HTL-1을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 정공 주입층 위에 ETL-1을 스핀코팅하여 60nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 10분간 베이킹하여 전자 주입 및 수송층을 형성하였다. 상기 전자 주입 및 수송층 상에 R EML-1을 스핀코팅하여 30nm 두께의 막을 형성 후, 100℃에서 10분간 베이킹하여 적색 발광층을 형성하였다. 상기 레드 발광층 상에 HTL-1을 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 150℃에서 10분간 베이킹하여 정공 전달층을 형성하였다. 상기 정공 전달층 상에 PEDOT:PSS (CleviosTM HIL8)를 스핀코팅하여 20nm 두께의 막을 형성 후, 120℃에서 30분간 베이킹하여 정공 주입층을 형성하였다. 상기 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고 한 후, 상기 전공 주입층 상에 Al을 증착하여 100nm 두께의 애노드를 형성함으로써, 역구조 양자점 발광 소자를 제작하였다. 증착에 사용한 장비는 선익시스템사의 Suicel plus 200 증착기를 사용하였다.
실시예 6-2 내지 6-6 및 비교예 6-1
ETL-1, R EML-1 또는 HTL-1 대신 표 6에 기재된 잉크 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6-1과 동일한 방법으로 막을 제조하였다.
ETL R EML HTL
실시예 4-1 ETL-1 R EML-1 HTL-1
실시예 4-2 ETL-2 R EML-1 HTL-1
실시예 4-3 ETL-2 R EML-1 HTL-2
실시예 4-4 ETL-2 R EML-1 HTL-3
실시예 4-5 ETL-2 R EML-1 HTL-4
실시예 4-6 ETL-2 R EML-1 HTL-5
실시예 5-1 ETL-1 R EML-1 HTL-3
실시예 5-2 ETL-2 R EML-1 HTL-3
실시예 5-3 ETL-2 R EML-1 HTL-4
실시예 5-4 ETL-2 R EML-1 HTL-5
실시예 6-1 ETL-1 R EML-1 HTL-1
실시예 6-2 ETL-2 R EML-1 HTL-1
실시예 6-3 ETL-2 R EML-1 HTL-2
실시예 6-4 ETL-2 R EML-1 HTL-3
실시예 6-5 ETL-2 R EML-1 HTL-4
실시예 6-6 ETL-2 R EML-1 HTL-5
비교예 4-1 ETL-2 R EML-1 HTL-6
비교예 4-2 ETL-2 R EML-1 HTL-7
비교예 5-1 ETL-2 R EML-1 HTL-6
비교예 6-1 ETL-2 R EML-1 HTL-6
평가예 3
실시예 4-1 내지 4-5, 5-1 내지 5-3, 6-1 내지 6-5, 비교예 4-1, 5-1 및 6-1에 따른 발광 소자의 구동 전압, 효율, 색순도를 하기 방법으로 측정하여 그 결과를 표 7에 나타내었다. 수명 T95는 초기 휘도(at 10mA/cm2)를 100%로 하였을 때, 휘도가 95%가 되는데 걸리는 시간(hr)을 나타낸 것이다.
- 색좌표: 전류-전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
- 휘도: 전류-전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
- 효율: 전류-전압계(Kethley SMU 236)에서 전원을 공급하고, 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
구동전압
[V]		 효율
[cd/A]		 색좌표 T90 수명
[hr]
CIEx CIEy
실시예 4-1 3.4 10.2 0.68 0.32 150
실시예 4-2 3.5 10.5 0.68 0.32 150
실시예 4-3 3.8 10.8 0.68 0.32 150
실시예 4-4 3.3 9.5 0.68 0.32 150
실시예 4-5 3.4 10.2 0.68 0.32 160
실시예 4-6 3.3 10.5 0.68 0.32 150
실시예 5-1 3.5 10.5 0.68 0.32 180
실시예 5-2 3.4 10.4 0.68 0.32 150
실시예 5-3 3.7 10.8 0.68 0.32 140
실시예 5-4 3.4 10.5 0.68 0.32 150
실시예 6-1 7.4 18.5 0.68 0.32 330
실시예 6-2 7.4 19.8 0.68 0.32 320
실시예 6-3 7.5 19.2 0.68 0.32 300
실시예 6-4 7.9 18.5 0.68 0.32 320
실시예 6-5 7.8 20.1 0.68 0.32 320
실시예 6-6 7.8 20.5 0.68 0.32 300
비교예 4-1 2.8 0.2 0.65 0.36 10
비교예 4-2 3.2 4.8 0.66 0.34 60
비교예 5-1 3.0 0.1 0.64 0.36 5
비교예 6-1 5.8 0.2 0.65 0.36 10
상기 표 7로부터 실시예 4-1 내지 4-6, 5-1 내지 5-4, 6-1 내지 6-6에 따른 발광 소자는 비교예 4-1, 4-2, 5-1 및 6-1에 비해 우수한 발광 효율 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
10: 발광 소자
100: 기판
110: 캐소드
120: 전자 수송 영역
130: 발광층
140: 정공 수송 영역
150: 애노드
160: 유기층

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 캐소드;
    상기 캐소드에 대향된 애노드; 및
    상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치된 발광층을 포함한 유기층을 포함하고;
    상기 유기층은,
    상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 배치된 전자 수송 영역; 및
    상기 발광층과 상기 애노드 사이에 배치된 정공 수송 영역을 포함하고,
    상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 하기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 하기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자:
    <화학식 1>
    Figure pat00101

    <화학식 1-1>
    Figure pat00102

    <화학식 2>
    Figure pat00103

    <화학식 5>
    Figure pat00104

    상기 화학식 1, 1-1, 2 및 5 중
    Ar11 내지 Ar13, Ar21, Ar22, Ar51 및 Ar52는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    n11 내지 n13, n21, n22, n51 및 n52는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이고,
    L11 및 L21은 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R1a)-*', *-N(R1a)-*', *-O-*', *-P(R1a)-*', *-Si(R1a)(R1b)-*', *-P(=O)(R1a)-*', *-S-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*' 또는 *-Ge(R1a)(R1b)-*'이고,
    L51은 상기 화학식 1로 표시된 제1반복단위이고,
    a11, a21 및 a51은 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수 중 하나이고,
    R11은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    i) R12는 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, R13은 수소이거나, ii) R12는 수소이고, R13은 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합사이트이고,
    R14, R15, R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -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,
    * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 R10a는,
    중수소, -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 그룹이다.
  2. 제1항에 있어서,
    Ar11 내지 Ar13는 서로 독립적으로, 단일결합, 페닐렌, 나프탈렌 또는 플루오렌; 또는
    중수소, C1-10알킬기, 페닐기 또는 이의 임의의 조합으로 치환된 페닐렌, 나프탈렌 또는 플루오렌;
    인, 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    Ar21 및 Ar22는 서로 독립적으로 페닐렌 또는 나프탈렌; 또는
    중수소, -F 또는 C1-C10알킬기로 치환된 페닐렌 또는 나프탈렌인, 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    Ar11 내지 Ar13는 서로 독립적으로 단일결합 또는 하기 화학식 1A-1 내지 1A-14 및 1B-1 내지 1B-10으로 표시된 그룹 중 하나인, 발광 소자:
    Figure pat00105

    Figure pat00106

    상기 화학식 1A-1 내지 1A-13 및 1B-1 내지1B-10 중
    R1c 및 R1d는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 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 그룹이고,
    * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 R10a는 제1항을 참조한다.
  5. 제1항에 있어서,
    Ar21 및 Ar22는 서로 독립적으로 하기 화학식 2A-1 내지 2A-13으로 표시된 그룹 중 하나인, 발광 소자:
    Figure pat00107

    Figure pat00108

    상기 화학식 2A-1 내지 2A-13 중
    Z1은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기 또는 니트로기이고,
    b11은 1 내지 4의 정수 중 하나이고,
    b12는 1 내지 6의 정수 중 하나이고,
    * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 (L11)a11로 표시된 부분은 하기 화학식 1L로 표시된 그룹인, 발광 소자:
    Figure pat00109

    상기 화학식 1L 중
    n1L은 0 내지 10의 정수 중 하나이고,
    Z1L은 수소, 중수소, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기이고,
    상기 R10a는 제1항을 참조한다.
  7. 제1항에 있어서,
    L21은 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*' 또는 *-O-*'이고,
    상기 * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 R1a 및 R1b는 제1항을 참조한, 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    R11은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹인, 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    R14, R15, R1a 및 R1b는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C1-C20알킬기 또는 이의 임의의 조합으로 치환된, C1-C20알킬기 또는 C1-C20알콕시기;
    중수소, -F, -Cl, -Br, -I, -CD3, -CD2H, -CDH2, -CF3, -CF2H, -CFH2, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, 페닐기 또는 나프틸기;
    인, 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전자 수송 영역은 하기 화학식 3으로 표시된 제3화합물을 포함한, 발광 소자:
    <화학식 3>
    MpOq
    상기 화학식 3 중
    M은 Zn, Ti, Zr, Sn, W, Ta, Ni, Mo, Cu 또는 V이고,
    p 및 q는 서로 독립적으로 1 또는 5의 정수 중 하나이다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3화합물은 하기 화학식 3-1로 표시된, 발광 소자:
    <화학식 3-1>
    Zn(1-r)M'rO
    상기 화학식 3-1 중
    M'은 Mg, Co, Ni, Zr, Mn, Sn, Y, Al 또는 이의 임의의 조합이고,
    r는 0보다 크고 0.5와 같거나 그보다 작은 수이다.
  12. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 캐소드;
    상기 캐소드에 대향된 애노드;
    상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 배치된 x개의 발광 유닛들; 및
    상기 x개의 발광 유닛들 중 서로 인접한 2개의 발광 유닛들 사이에 배치되고, n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함한, x-1개의 전하 생성층(charge generation layer)을 포함하고,
    상기 x는 2 이상의 정수이고,
    상기 x개의 발광 유닛은 상기 캐소드로부터 순서대로 배치된 전자 수송 영역, 발광층 및 정공 수송 영역을 포함하고,
    상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시된 제1반복단위를 포함한 제1화합물, 하기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 하기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 발광 소자:
    <화학식 1>
    Figure pat00110

    <화학식 1-1>
    Figure pat00111

    <화학식 2>
    Figure pat00112

    <화학식 5>
    Figure pat00113

    상기 화학식 1, 1-1, 2 및 5 중
    Ar11 내지 Ar13, Ar21, Ar22, Ar51 및 Ar52는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    n11 내지 n13, n21, n22, n51 및 n52는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이고,
    L11 및 L21은 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R1a)-*', *-N(R1a)-*', *-O-*', *-P(R1a)-*', *-Si(R1a)(R1b)-*', *-P(=O)(R1a)-*', *-S-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*' 또는 *-Ge(R1a)(R1b)-*'이고,
    L51은 상기 화학식 1로 표시된 제1반복단위이고,
    a11, a21 및 a51은 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수 중 하나이고,
    R11은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    i) R12는 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, R13은 수소이거나, ii) R12는 수소이고, R13은 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합사이트이고,
    R14, R15, R1a 및 R1b는 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 C2-C60알케닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, -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,
    * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 R10a는,
    중수소, -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 그룹이다.
  13. 제12항에 있어서,
    x는 2 또는 3인, 발광 소자.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전하 생성층은 정공 수송 물질을 포함한, 발광 소자.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 전하 생성층은 하기 화학식 4로 표시된 제4화합물을 포함한, 발광 소자:
    <화학식 4>
    Figure pat00114

    상기 화학식 4 중
    E는 붕소(B), Al, Ga, In 또는 Tl이고,
    R41 내지 R44는 서로 독립적으로 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    상기 R10a는,
    중수소, -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 그룹이다.
  16. 기판 상에 캐소드를 형성하는 단계;
    캐소드 및 애노드 사이에 배치된 제1유기층을 형성하는 단계;
    상기 제1유기층 및 애노드 사이에 배치된 제2유기층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2유기층 및 애노드 사이에 배치된 제3유기층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제3유기층을 형성하는 단계는 하기 화학식 1로 표시된 제1화합물, 하기 화학식 2로 표시된 제2화합물, 하기 화학식 5로 표시된 제5화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함한 조성물을 이용한 용액 공정 단계를 포함한, 발광 소자의 제조 방법:
    <화학식 1>
    Figure pat00115

    <화학식 1-1>
    Figure pat00116

    <화학식 2>
    Figure pat00117

    <화학식 5>
    Figure pat00118

    상기 화학식 1, 1-1, 2 및 5 중
    Ar11 내지 Ar13, Ar21, Ar22, Ar51 및 Ar52는 서로 독립적으로, 단일 결합, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐렌기, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    n11 내지 n13, n21, n22, n51 및 n52는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 하나이고,
    L11 및 L21은 서로 독립적으로, 단일 결합, *-C(R1a)(R1b)-*', *-C(R1a)=*', *=C(R1a)-*', *-C(R1a)=C(R1b)-*', *-C(=O)-*', *-C(=S)-*', *-C≡C-*', *-B(R1a)-*', *-N(R1a)-*', *-O-*', *-P(R1a)-*', *-Si(R1a)(R1b)-*', *-P(=O)(R1a)-*', *-S-*', *-S(=O)-*', *-S(=O)2-*' 또는 *-Ge(R1a)(R1b)-*'이고,
    L51은 상기 화학식 1로 표시된 제1반복단위이고,
    a11, a21 및 a51은 서로 독립적으로 1 내지 20의 정수 중 하나이고,
    R11은 상기 화학식 1-1로 표시된 그룹, 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C3-C60카보시클릭 그룹 또는 적어도 하나의 R10a로 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,
    i) R12는 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합 사이트이고, R13은 수소이거나, ii) R12는 수소이고, R13은 상기 화학식 1 중 이웃한 원자와의 결합사이트이고,
    R14, R15, R1a 및 R1b는 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,
    * 및 *'은 각각 이웃한 원자와의 결합 사이트이고,
    상기 R10a는,
    중수소, -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 그룹이다.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1유기층을 형성하는 단계는 하기 화학식 3으로 표시된 제3화합물을 포함한 조성물을 이용한 용액 공정 단계를 포함한, 발광 소자의 제조 방법:
    <화학식 3>
    MpOq
    상기 화학식 3 중
    M은 Zn, Ti, Zr, Sn, W, Ta, Ni, Mo, Cu 또는 V이고,
    p 및 q는 서로 독립적으로 1 또는 5의 정수 중 하나이다.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1유기층을 형성하는 단계, 상기 제2유기층을 형성하는 단계 및 상기 제3유기층을 형성하는 단계는 용매를 증발시키는 단계를 더 포함하는, 발광 소자의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 용매를 증발시키는 단계는 110 내지 180℃의 온도 범위에서 수행되는 것인, 발광 소자의 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 용매를 증발시키는 단계 전에 UV를 조사하는 단계를 포함하는 발광 소자의 제조 방법.
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