KR20230057537A - 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물 - Google Patents

발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물 Download PDF

Info

Publication number
KR20230057537A
KR20230057537A KR1020210141336A KR20210141336A KR20230057537A KR 20230057537 A KR20230057537 A KR 20230057537A KR 1020210141336 A KR1020210141336 A KR 1020210141336A KR 20210141336 A KR20210141336 A KR 20210141336A KR 20230057537 A KR20230057537 A KR 20230057537A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
formula
substituted
unsubstituted
carbon atoms
Prior art date
Application number
KR1020210141336A
Other languages
English (en)
Inventor
전미은
김세란
오찬석
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020210141336A priority Critical patent/KR20230057537A/ko
Priority to US17/862,923 priority patent/US20230141820A1/en
Priority to CN202211196374.6A priority patent/CN116017995A/zh
Publication of KR20230057537A publication Critical patent/KR20230057537A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/322—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/0006—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
    • C07F15/0086—Platinum compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/027—Organoboranes and organoborohydrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
    • C07F7/081—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
    • C07F7/0812—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/346—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising platinum
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/658—Organoboranes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/701—Langmuir Blodgett films
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/05—Isotopically modified compounds, e.g. labelled
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/90—Multiple hosts in the emissive layer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H10K50/121—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants for assisting energy transfer, e.g. sensitization
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

일 실시예의 발광 소자는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 포함할 수 있다. 발광층은 제1 화합물 및 제2 내지 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 화합물은 하기 화학식 1로 표시되고, 제2 화합물은 하기 화학식 HT-1로 표시될 수 있다. 제3 화합물은 하기 화학식 ET-1로 표시되고, 제4 화합물은 하기 화학식 M-b로 표시될 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 발광 소자는 구동 전압이 감소되고 효율이 향상될 수 있다.
[화학식 1] [화학식 HT-1]
Figure pat00246
Figure pat00247

[화학식 ET-1] [화학식 M-b]
Figure pat00248
Figure pat00249

Description

발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물{LIGHT EMITTING ELEMENT AND POLYCYCLIC COMPOUND FOR THE SAME}
본 발명은 발광 소자 및 이에 사용되는 다환 화합물에 관한 것이다.
최근, 영상 표시 장치로서, 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence Display Device) 등의 개발이 왕성하게 이루어져 왔다. 유기 전계 발광 표시 장치 등은 제1 전극 및 제2 전극으로부터 주입된 정공 및 전자를 발광층에서 재결합시킴으로써, 발광층의 발광 재료를 발광시켜 표시를 실현하는 소위 자발광형의 발광 소자를 포함한 표시 장치이다.
발광 소자를 표시 장치에 응용함에 있어서는, 고 발광 효율화가 요구되고 있으며, 이를 안정적으로 구현할 수 있는 발광 소자용 재료 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 우수한 발광 효율을 나타내고 구동 전압이 감소된 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고효율 특성을 갖는 발광 소자용 재료인 다환 화합물을 제공하는 것이다.
일 실시예는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층; 을 포함하고, 상기 발광층은 하기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물; 및 하기 화학식 HT-1로 표시되는 제2 화합물, 하기 화학식 ET-1로 표시되는 제3 화합물, 및 하기 화학식 M-b로 표시되는 제4 화합물 중 적어도 하나; 를 포함하는 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 각각 독립적으로 NR0, O, 또는 S이고, R0는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, X3 및 X4는 각각 독립적으로 NR8, O, 또는 S이고, a1 및 a2는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, a3은 0 이상 2 이하의 정수이고, R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이다.
[화학식 HT-1]
Figure pat00003
상기 화학식 HT-1에서, a4는 0 이상 8 이하의 정수이고, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이다.
[화학식 ET-1]
Figure pat00004
상기 화학식 ET-1에서, Y1 내지 Y3 중 적어도 하나는 N이고 나머지는 CRa이고, Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고, b1 내지 b3은 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수이고, L1 내지 L3은 각각 독립적으로 직접 결합(direct linkage), 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고, Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다.
[화학식 M-b]
Figure pat00005
상기 화학식 M-b에서, Q1 내지 Q4는 각각 독립적으로 C 또는 N이고, C1 내지 C4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로고리기이고, e1 내지 e4는 각각 독립적으로 0 또는 1이고, L21 내지 L24는 각각 독립적으로 직접 결합,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 2가의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고, d1 내지 d4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, R31 내지 R39는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1] [화학식 2-2]
Figure pat00012
Figure pat00013
[화학식 2-3] [화학식 2-4]
Figure pat00014
Figure pat00015
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에서, a10은 0 이상 3 이하의 정수이고, 상기 화학식 2-4에서, a11은 0 또는 1이고, 상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4에서, a1 내지 a3, R5 내지 R7, X3, 및 X4는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-A 내지 화학식 2-F 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2-A] [화학식 2-B]
Figure pat00016
Figure pat00017
[화학식 2-C] [화학식 2-D]
Figure pat00018
Figure pat00019
[화학식 2-E] [화학식 2-F]
Figure pat00020
Figure pat00021
상기 화학식 2-A 내지 화학식 2-F에서, a1 내지 a3 및 R5 내지 R8은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00022
[화학식 1-2]
Figure pat00023
[화학식 1-3]
Figure pat00024
[화학식 1-4]
Figure pat00025
[화학식 1-5]
Figure pat00026
[화학식 1-6]
Figure pat00027
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서, R41 및 R42는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고, 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
상기 R41 및 R42는 각각 독립적으로 하기 R11-1 내지 R11-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00028
상기 R11-1, R11-2, 및 R11-4에서, Ph는 페닐기이다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 1-A 내지 화학식 1-C 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-A]
Figure pat00029
[화학식 1-B]
Figure pat00030
[화학식 1-C]
Figure pat00031
상기 화학식 1-B에서, X13 및 X14는 각각 독립적으로 NR18, O, 또는 S이고, a11은 0 이상 3 이하의 정수이고, a12는 0 이상 4 이하의 정수이고, a13은 0 이상 2 이하의 정수이고, R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이고, 상기 화학식 1-C에서, X23 및 X24는 각각 독립적으로 NR28, O, 또는 S이고, a21 및 a22는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, a23은 0 또는 1이고, R25 내지 R28은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이고, 상기 화학식 1-A 내지 화학식 1-C에서, a10은 0 이상 3 이하의 정수이고, a2, a3, R1 내지 R7, R11 내지 R14, R21, R23, 및 X1 내지 X4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
상기 R5 내지 R7은 각각 독립적으로 치환된 메틸기, 비치환된 t-부틸기, 비치환된 트리페닐실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
상기 R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23은 각각 독립적으로 하기 R1-1 내지 R1-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
Figure pat00032
상기 R1-1에서, a51은 0 이상 8 이하의 정수이고, R51은 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이고, 상기 R1-2에서, a52 및 a53은 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고, R52 및 R53은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이다.
상기 R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 중수소 원자를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 배치되고, 하기 화학식 H-1로 표시되는 정공 수송 화합물을 포함하는 정공 수송 영역을 더 포함할 수 있다.
[화학식 H-1]
Figure pat00033
상기 화학식 H-1에서, c1 및 c2는 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수이고, L11 및 L12는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고, Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고, Ar13은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 및 상기 제3 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 상기 제3 화합물, 및 상기 제4 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예는 상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 제공한다.
상기 다환 화합물은 440nm 이상 480nm 이하의 파장 영역에서 발광 중심 파장을 갖는 것일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 열활성 지연 형광 발광 재료일 수 있다.
상기 다환 화합물은 진동자 강도(oscillator strength, f)가 0.25 이상 0.60 이하일 수 있다.
일 실시예의 발광 소자는 제1 화합물 및 제2 내지 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함하여 구동 전압이 감소되고 효율이 개선된 특성을 나타낼 수 있다.
일 실시예의 다환 화합물은 발광 소자의 구동 전압을 낮추고 발광 효율을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다.
도 3은 일 실시예의 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 일 실시예의 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 일 실시예의 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 일 실시예의 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 “상에 있다”, “연결된다”, 또는 “결합된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. “및/또는”은 연관된 구성요소들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, “아래에”, “하측에”, “위에”, “상측에” 등의 용어는 도면에 도시된 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하에서는 도면들을 참조하여 일 실시예의 발광 소자 및 다환 화합물에 대하여 설명한다.
도 1은 표시 장치(DD)의 일 실시예를 나타낸 평면도이다. 도 2는 일 실시예의 표시 장치(DD)의 단면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다.
표시 장치(DD)는 표시 패널(DP) 및 표시 패널(DP) 상에 배치된 광학층(PP)을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3)를 포함할 수 있다. 표시 장치(DD)는 복수 개의 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)을 포함할 수 있다. 광학층(PP)은 표시 패널(DP) 상에 배치되어 외부광에 의한 표시 패널(DP)에서의 반사광을 제어할 수 있다. 광학층(PP)은 예를 들어, 편광층을 포함하는 것이거나 또는 컬러필터층을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 도면에 도시된 바와 달리 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 광학층(PP)은 생략될 수 있다.
광학층(PP) 상에는 베이스 기판(BL)이 배치될 수 있다. 베이스 기판(BL)은 광학층(PP)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스 기판(BL)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 기판(BL)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 일 실시예에서 베이스 기판(BL)은 생략될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 충전층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 충전층(미도시)은 표시 소자층(DP-ED)과 베이스 기판(BL) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 충전층(미도시)은 유기물층일 수 있다. 충전층(미도시)은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 및 에폭시계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
표시 패널(DP)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 제공된 회로층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-ED)을 포함하는 것일 수 있다. 표시 소자층(DP-ED)은 화소 정의막(PDL), 화소 정의막(PDL) 사이에 배치된 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3), 및 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 상에 배치된 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
베이스층(BS)은 표시 소자층(DP-ED)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(BS)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스층(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
일 실시예에서 회로층(DP-CL)은 베이스층(BS) 상에 배치되고, 회로층(DP-CL)은 복수의 트랜지스터들(미도시)을 포함하는 것일 수 있다. 트랜지스터들(미도시)은 각각 제어 전극, 입력 전극, 및 출력 전극을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 회로층(DP-CL)은 표시 소자층(DP-ED)의 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)을 구동하기 위한 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함하는 것일 수 있다.
발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 각각은 후술하는 도 3 내지 도 6에 따른 일 실시예의 발광 소자(ED)의 구조를 갖는 것일 수 있다. 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 각각은 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다.
도 2에서는 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH) 내에 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)이 배치되며, 정공 수송 영역(HTR), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)은 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 전체에서 공통층으로 제공되는 실시예를 도시하였다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2에 도시된 것과 달리 일 실시예에서 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)은 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH) 내부에 패턴닝 되어 제공되는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3)의 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 및 전자 수송 영역(ETR) 등은 잉크젯 프린팅법으로 패턴닝되어 제공되는 것일 수 있다.
봉지층(TFE)은 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)을 커버하는 것일 수 있다. 봉지층(TFE)은 표시 소자층(DP-ED)을 밀봉하는 것일 수 있다. 봉지층(TFE)은 박막 봉지층일 수 있다. 봉지층(TFE)은 하나의 층 또는 복수의 층들이 적층된 것일 수 있다. 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 절연층을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기막(이하, 봉지 무기막)을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 유기막(이하, 봉지 유기막) 및 적어도 하나의 봉지 무기막을 포함할 수 있다.
봉지 무기막은 수분/산소로부터 표시 소자층(DP-ED)을 보호하고, 봉지 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 표시 소자층(DP-ED)을 보호할 수 있다. 봉지 무기막은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 티타늄옥사이드, 또는 알루미늄옥사이드 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 봉지 유기막은 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 포함하는 것일 수 있다. 봉지 유기막은 광중합 가능한 유기물질을 포함하는 것일 수 있으며 특별히 제한되지 않는다.
봉지층(TFE)은 제2 전극(EL2) 상에 배치되고, 개구부(OH)를 채우고 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 비발광 영역(NPXA) 및 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 포함할 수 있다. 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각은 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 각각에서 생성된 광이 방출되는 영역일 수 있다. 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 평면 상에서 서로 이격된 것일 수 있다.
발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각은 화소 정의막(PDL)으로 구분되는 영역일 수 있다. 비발광 영역들(NPXA)은 이웃하는 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이의 영역들로 화소 정의막(PDL)과 대응하는 영역일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각은 화소(Pixel)에 대응하는 것일 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)을 구분하는 것일 수 있다. 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)은 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH)에 배치되어 구분될 수 있다.
발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)에서 생성되는 광의 컬러에 따라 복수 개의 그룹으로 구분될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)에는 적색광, 녹색광, 및 청색광을 발광하는 3개의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 예시적으로 도시하였다. 예를 들어, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 서로 구분되는 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD)에서 복수 개의 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)은 서로 상이한 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 적색광을 방출하는 제1 발광 소자(ED-1), 녹색광을 방출하는 제2 발광 소자(ED-2), 및 청색광을 방출하는 제3 발광 소자(ED-3)를 포함할 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)의 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)은 각각 제1 발광 소자(ED-1), 제2 발광 소자(ED-2), 및 제3 발광 소자(ED-3)에 대응할 수 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제1 내지 제3 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)은 동일한 파장 영역의 광을 방출하는 것이거나, 또는 적어도 하나가 상이한 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)은 모두 청색광을 방출하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD)에서의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 스트라이프 형태로 배열된 것일 수 있다. 도 1을 참조하면, 복수 개의 적색 발광 영역들(PXA-R), 복수 개의 녹색 발광 영역들(PXA-G), 및 복수 개의 청색 발광 영역들(PXA-B)이 각각 제2 방향축(DR2)을 따라 정렬된 것일 수 있다. 또한, 제1 방향축(DR1)을 따라 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)의 순서로 번갈아 가며 배열된 것일 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 면적이 모두 유사한 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 발광 영역들(PXA-R PXA-G, PXA-B)의 면적은 방출하는 광의 파장 영역에 따라 서로 상이할 수 있다. 한편, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 면적은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면 상에서 보았을 때의 면적을 의미할 수 있다.
한편, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 형태는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않으며, 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)이 배열되는 순서는 표시 장치(DD)에서 요구되는 표시 품질의 특성에 따라 다양하게 조합되어 제공될 수 있다. 예를 들어, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 형태는 펜타일(PENTILE®) 배열 형태이거나, 다이아몬드 배열 형태를 갖는 것일 수 있다.
또한, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 면적은 서로 상이한 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 녹색 발광 영역(PXA-G)의 면적이 청색 발광 영역(PXA-B)의 면적 보다 작을 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 3 내지 도 6은 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 일 실시예에 따른 발광 소자(ED)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3과 비교하여, 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 포함하는 일 실시예의 발광 소자(ED)의 단면도를 나타낸 것이다. 또한, 도 5는 도 3과 비교하여 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 저지층(EBL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 저지층(HBL)을 포함하는 일 실시예의 발광 소자(ED)의 단면도를 나타낸 것이다. 도 6은 도 4와 비교하여 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)을 포함하는 일 실시예의 발광 소자(ED)의 단면도를 나타낸 것이다.
일 실시예에서, 발광층(EML)은 붕소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환을 포함하는 제1 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 발광층(EML)은 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 화합물은 치환 또는 비치환된 카바졸을 포함할 수 있다. 제3 화합물은 적어도 하나의 질소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 6각 고리를 포함할 수 있다. 제4 화합물은 백금을 포함하는 화합물일 수 있다.
본 명세서에서, "치환 또는 비치환된"은 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 아민기, 실릴기, 옥시기, 티오기, 설피닐기, 설포닐기, 카보닐기, 붕소기, 포스핀 옥사이드기, 포스핀 설파이드기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알콕시기, 탄화수소 고리기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 예시된 치환기 각각은 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 바이페닐기는 아릴기로 해석될 수도 있고, 페닐기로 치환된 페닐기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성"한다는 인접하는 기와 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 헤테로 고리를 형성하는 것을 의미할 수 있다. 탄화수소 고리는 지방족 탄화수소 고리 및 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 헤테로 고리는 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리를 포함한다. 탄화수소 고리 및 헤테로 고리는 단환 또는 다환일 수 있다. 또한, 서로 결합하여 형성된 고리는 다른 고리와 연결되어 스피로 구조를 형성하는 것일 수도 있다.
본 명세서에서, "인접하는 기"는 해당 치환기가 치환된 원자와 직접 연결된 원자에 치환된 치환기, 해당 치환기가 치환된 원자에 치환된 다른 치환기, 또는 해당 치환기와 입체구조적으로 가장 인접한 치환기를 의미할 수 있다. 예컨대, 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene)에서 2개의 메틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있고, 1,1-디에틸시클로펜테인(1,1-diethylcyclopentane)에서 2개의 에틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다. 또한, 4,5-디메틸페난트렌(4,5-dimethylphenanthrene)에서 2개의 메틸기는 서로 "인접하는 기"로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 할로겐 원자의 예로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자가 있다.
본 명세서에서, 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 알킬기의 탄소수는 1 이상 50 이하, 1 이상 30 이하, 1 이상 20 이하, 1 이상 10 이하 또는 1 이상 6 이하일 수 있다. 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, t-부틸기, i-부틸기, 2- 에틸부틸기, 3, 3-디메틸부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 시클로펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-에틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, n-헥실기, 1-메틸헥실기, 2-에틸헥실기, 2-부틸헥실기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4-t-부틸시클로헥실기, n-헵틸기, 1-메틸헵틸기, 2,2-디메틸헵틸기, 2-에틸헵틸기, 2-부틸헵틸기, n-옥틸기, t-옥틸기, 2-에틸옥틸기, 2-부틸옥틸기, 2-헥실옥틸기, 3,7-디메틸옥틸기, 시클로옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아다만틸기, 2-에틸데실기, 2-부틸데실기, 2-헥실데실기, 2-옥틸데실기, n-운데실기, n-도데실기, 2-에틸도데실기, 2-부틸도데실기, 2-헥실도데실기, 2-옥틸도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, 2-에틸헥사데실기, 2-부틸헥사데실기, 2-헥실헥사데실기, 2-옥틸헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, n-노나데실기, n-이코실기, 2-에틸이코실기, 2-부틸이코실기, 2-헥실이코실기, 2-옥틸이코실기, n-헨이코실기, n-도코실기, n-트리코실기, n-테트라코실기, n-펜타코실기, n-헥사코실기, n-헵타코실기, n-옥타코실기, n-노나코실기, 및 n-트리아콘틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리기는 지방족 탄화수소 고리 또는 지방족 탄화수소 고리기와 방향족 탄화수소 고리기가 축합된 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 탄화수소 고리기의 고리 형성 탄소수는 5 이상 60 이하, 5 이상 30 이하, 또는 6 이상 30 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 아릴기는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 아릴기의 고리 형성 탄소수는 6 이상 30 이하, 6 이상 20 이하, 또는 6 이상 15 이하일 수 있다. 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 퀸크페닐기(quinquephenyl), 섹시페닐기, 트리페닐에닐기, 피레닐기, 벤조 플루오란테닐기, 크리세닐기 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 헤테로 고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 헤테로 고리기는 지방족 헤테로 고리기 및 방향족 헤테로 고리기를 포함한다. 방향족 헤테로 고리기는 헤테로아릴기일 수 있다. 지방족 헤테로 고리 및 방향족 헤테로 고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
헤테로고리기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로고리기는 단환식 헤테로고리기 또는 다환식 헤테로고리기일 수 있으며, 헤테로아릴기를 포함하는 개념이다. 헤테로고리기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 60 이항, 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 지방족 헤테로 고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 지방족 헤테로 고리기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다. 지방족 헤테로 고리기의 예로는 옥시란기, 티이란기, 피롤리딘기, 피페리딘기, 테트라하이드로퓨란기, 테트라하이드로티오펜기, 티안기, 테트라하이드로피란기, 1,4-디옥산기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 헤테로아릴기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로아릴기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로아릴기는 단환식 헤테로고리기 또는 다환식 헤테로고리기일 수 있다. 헤테로아릴기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 피리딘기, 비피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 페녹사진기, 프탈라진기, 피리도 피리미딘기, 피리도 피라진기, 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, N-아릴카바졸기, N-헤테로아릴카바졸기, N-알킬카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 티에노티오펜기, 벤조퓨란기, 페난트롤린기, 티아졸기, 이소옥사졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 페노티아진기, 디벤조실롤기 및 디벤조퓨란기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다. 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수도 있다. 플루오레닐기가 치환되는 경우의 예시는 하기와 같다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
Figure pat00037
본 명세서에서, 실릴기는 알킬 실릴기 및 아릴 실릴기를 포함한다. 실릴기의 예로는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 에틸디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 티오기는 알킬 티오기 및 아릴 티오기를 포함할 수 있다. 티오기는 상기 정의된 알킬기 또는 아릴기에 황 원자가 결합된 것을 의미할 수 있다. 티오기의 예로는 메틸티오기, 에틸티오기, 프로필티오기, 펜틸티오기, 헥실티오기, 옥틸티오기, 도데실티오기, 시클로펜틸티오기, 시클로헥실티오기, 페닐티오기, 나프틸티오기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 옥시기는 상기 정의된 알킬기 또는 아릴기에 산소 원자가 결합된 것을 의미할 수 있다. 옥시기는 알콕시기 및 아릴 옥시기를 포함할 수 있다. 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 1 이상 20 이하 또는 1 이상 10 이하인 것일 수 있다. 옥시기의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 벤질옥시 등이 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서, 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 아민기는 알킬 아민기 및 아릴 아민기를 포함할 수 있다. 아민기의 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 페닐아민기, 디페닐아민기, 나프틸아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 직접 결합(direct linkage)은 단일 결합을 의미하는 것일 수 있다. 본 명세서에서 "
Figure pat00038
" 및 "
Figure pat00039
" 는 연결되는 위치를 의미한다.
일 실시예에서, 발광층(EML)은 제1 화합물을 포함할 수 있다. 제1 화합물은 일 실시예의 다환 화합물일 수 있고, 다환 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00040
화학식 1에서, X1 및 X2는 각각 독립적으로 NR0, O, 또는 S일 수 있다. X1 및 X2는 서로 동일하거나, 상이할 수 있다. 일 실시예의 다환 화합물은 N, O, 및 S 중 적어도 하나와 B를 고리 형성 원자로 포함할 수 있다.
R0는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기일 수 있다. 예를 들어, R0는 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, 치환된 테트라하이드로나프틸기(tetrahydronaphthyl group)일 수 있다. R0가 치환된 테트라하이드로나프틸기인 경우, 테트라하이드로나프틸기의 벤젠 고리가 질소 원자에 결합될 수 있다.
R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
예를 들어, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 중수소 원자를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 중수소 원자로 치환된 것일 수 있다.
일 실시예에서, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 2개의 5각 고리와 3개의 6각 고리가 축합된 5환의 고리기일 수 있다. 2개의 5각 고리는 N, O, 또는 S를 고리 형성 원자로 포함하고, 3개의 6각 고리는 벤젠 고리일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00041
화학식 2에서, X3 및 X4는 각각 독립적으로 NR8, O, 또는 S일 수 있다. a1 및 a2는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, a3은 0 이상 2 이하의 정수일 수 있다. a1이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R5는 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다. a2가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R6은 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다. a3이 2인 경우, 두 개의 R7은 동일하거나, 상이할 수 있다.
R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기일 수 있다. 예를 들어, R5 내지 R7은 각각 독립적으로 치환된 메틸기, 비치환된 t-부틸기, 비치환된 트리페닐실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다. R8은 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있고, R8이 치환된 페닐기인 경우, 치환된 페닐기는 t-부틸기 또는 페닐기를 치환기로 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 화학식 2-1 내지 화학식 2-4는 화학식 1에 결합되는 화학식 2의 결합 위치를 구체화하여 나타낸 것이다. 화학식 2-1 내지 화학식 2-3은 화학식 2에서 말단에 있는 6각 고리가 화학식 1에 결합되는 부분인 경우를 나타낸 것이다. 보다 구체적으로, 화학식 2-1 내지 화학식 2-3은 화학식 2에서 R5를 포함하는 6각 고리가 화학식 1에 결합되는 부분인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 2-4는 화학식 2에서 2개의 5각 고리 사이에 있는 6각 고리가 화학식 1에 결합되는 부분인 경우를 나타낸 것이다. 보다 구체적으로, 화학식 2-4는 화학식 2에서, R7을 포함하는 6각 고리가 화학식 1에 결합되는 부분인 경우를 나타낸 것이다.
[화학식 2-1] [화학식 2-2]
Figure pat00042
Figure pat00043
[화학식 2-3] [화학식 2-4]
Figure pat00044
Figure pat00045
화학식 2-1 내지 화학식 2-4에서, a1 내지 a3, R5 내지 R7, X3, 및 X4는 화학식 2에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에서, a10은 0 이상 3 이하의 정수일 수 있다. a10이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R5는 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다. 화학식 2-4에서, a11은 0 또는 1일 수 있다. 예를 들어, 화학식 2가 화학식 2-4로 표시되는 경우, X3 및 X4는 산소 원자일 수 있다.
또한, 화학식 2는 하기 화학식 2-A 내지 화학식 2-F 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 화학식 2-A는 화학식 2의 X3 및 X4가 산소 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 2-B는 X3이 산소 원자이고, X4가 황 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 2-C는 X3이 황 원자이고, X4가 산소 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 2-D는 X3 및 X4가 황 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 2-E는 X3이 황 원자이고, X4가 질소 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 2-F는 X3이 질소 원자이고, X4가 황 원자인 경우를 나타낸 것이다.
[화학식 2-A] [화학식 2-B]
Figure pat00046
Figure pat00047
[화학식 2-C] [화학식 2-D]
Figure pat00048
Figure pat00049
[화학식 2-E] [화학식 2-F]
Figure pat00050
Figure pat00051
화학식 2-A 내지 화학식 2-F에서, a1 내지 a3 및 R5 내지 R8은 화학식 2에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 화학식 2가 화학식 2-B 내지 화학식 2-F 중 어느 하나로 표시되는 경우, 화학식 2-B 내지 화학식 2-F에서 화학식 1에 결합되는 부분은 R5를 포함하는 고리기일 수 있다. 화학식 2-B 내지 화학식 2-F는 5각 고리의 고리 형성 원자로 적어도 하나의 황 원자를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 화학식 1-1은, 화학식 1에서 X1 및 X2가 질소 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-2는, 화학식 1에서 X1이 질소 원자이고, X2가 산소 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-3은, 화학식 1에서 X1이 질소 원자이고, X2가 황 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-4는, 화학식 1에서 X1 및 X2가 산소 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-5는, 화학식 1에서 X1이 산소 원자이고, X2가 황 원자인 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-6은, 화학식 1에서 X1 및 X2가 황 원자인 경우를 나타낸 것이다.
[화학식 1-1]
Figure pat00052
[화학식 1-2]
Figure pat00053
[화학식 1-3]
Figure pat00054
[화학식 1-4]
Figure pat00055
[화학식 1-5]
Figure pat00056
[화학식 1-6]
Figure pat00057
화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23은 화학식 1에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서, R41 및 R42는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
예를 들어, R41 및 R42는 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환된 테트라하이드로나프틸기일 수 있다. R41 및 R42는 각각 독립적으로 하기 R11-1 내지 R11-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다. R11-1 내지 R11-4는 치환된 페닐기를 나타낸 것이다. R11-5는 비치환된 페닐기를 나타낸 것이고, R11-6은 치환된 테트라하이드로나프틸기를 나타낸 것이다.
Figure pat00058
R11-1, R11-2, 및 R11-4에서, Ph는 페닐기이다. R11-1은 하나의 t-부틸기 및 하나의 페닐기로 치환된 페닐기를 나타낸 것이다. R11-2는 두 개의 페닐기 및 하나의 t-부틸기로 치환된 페닐기를 나타낸 것이다. R11-3은 두 개의 t-부틸기로 치환된 페닐기를 나타낸 것이다. R11-4는 두 개의 페닐기로 치환된 페닐기를 나타낸 것이다. R11-6은 네 개의 메틸기로 치환된 테트라하이드로나프틸기를 나타낸 것이다.
일 실시예에서, 화학식 1은 하기 화학식 1-A 내지 화학식 1-C 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 화학식 1-A는, 화학식 1의 R22가 화학식 2로 표시된 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-B 및 화학식 1-C는, 화학식 1의 R2 및 R22가 화학식 2로 표시된 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-B와 화학식 1-C는 R2에서 화학식 2의 결합 위치가 상이한 것으로, 화학식 1-B는 화학식 2에서 말단에 있는 6각 고리가 화학식 1에 결합되는 경우를 나타낸 것이다. 화학식 1-C는 화학식 2에서 2개의 5각 고리 사이에 있는 6각 고리가 화학식 1에 결합되는 경우를 나타낸 것이다.
[화학식 1-A]
Figure pat00059
[화학식 1-B]
Figure pat00060
[화학식 1-C]
Figure pat00061
화학식 1-A 내지 화학식 1-C에서, a2, a3, R1 내지 R7, R11 내지 R14, R21, R23, 및 X1 내지 X4는 화학식 1에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 화학식 1-A 내지 화학식 1-C에서, a10은 0 이상 3 이하의 정수일 수 있다. a10이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R5는 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다.
화학식 1-B에서, X13 및 X14는 각각 독립적으로 NR18, O, 또는 S일 수 있다. a11은 0 이상 3 이하의 정수이고, a12는 0 이상 4 이하의 정수이며, a13은 0 이상 2 이하의 정수일 수 있다. a11이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R15는 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다. a12가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R16은 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다. a13이 2인 경우, R17은 동일하거나, 상이할 수 있다.
화학식 1-B에서, R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기일 수 있다. 예를 들어, R17은 중수소 원자로 치환된 페닐기일 수 있다.
화학식 1-C에서, X23 및 X24는 각각 독립적으로 NR28, O, 또는 S일 수 있다. 예를 들어, X23 및 X24는 O일 수 있다.
a21 및 a22는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, a23은 0 또는 1일 수 있다. a21이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R25는 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다. a22가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R26은 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다. R25 내지 R28은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기일 수 있다.
예를 들어, 화학식 1-A는 하기 화학식 1-A1 내지 화학식 1-A3 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 화학식 1-A1 내지 화학식 1-A3은 화학식 1-A에서 R5를 포함하는 6각 고리의 결합 위치가 상이한 경우를 나타낸 것이다.
[화학식 1-A1]
Figure pat00062
[화학식 1-A2]
Figure pat00063
[화학식 1-A3]
Figure pat00064
화학식 1-A1은 화학식 1의 R21이 화학식 2-1로 표시된 것일 수 있다. 화학식 1-A2는 화학식 1의 R21이 화학식 2-2로 표시된 것일 수 있다. 화학식 1-A3은 화학식 1의 R21이 화학식 2-3으로 표시된 것일 수 있다. 화학식 1-A1 내지 화학식 1-A3에서, a2, a3, a10, R1 내지 R7, R11 내지 R14, R21, R23, 및 X1 내지 X4는 화학식 1-A에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
화학식 1-B는 하기 화학식 1-B1 내지 화학식 1-B3 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 화학식 1-B1 내지 화학식 1-B3은 화학식 1-B에서, R15를 포함하는 6각 고리의 결합 위치가 상이한 경우를 나타낸 것이다.
[화학식 1-B1]
Figure pat00065
[화학식 1-B2]
Figure pat00066
[화학식 1-B3]
Figure pat00067
화학식 1-B1은 화학식 1의 R22가 화학식 2-2로 표시되고, 화학식 1의 R2가 화학식 2-1로 표시된 것일 수 있다. 화학식 1-B2는 화학식 1의 R2 및 R22가 화학식 2-2로 표시된 것일 수 있다. 화학식 1-B3은 화학식 1의 R22가 화학식 2-2로 표시되고, 화학식 1의 R2가 화학식 2-3으로 표시된 것일 수 있다. 화학식 1-B1 내지 화학식 1-B3에서, a2, a3, a10 내지 a13, R1, R3 내지 R7, R11 내지 R14, R21, R23, X1 내지 X4, X13, 및 X14는 화학식 1-B에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
한편, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 화학식 2로 표시되지 않는 나머지는 각각 독립적으로 하기 R1-1 내지 R1-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다. R1-1은 치환 또는 비치환된 카바졸기를 나타낸 것이고, R1-2는 치환 또는 비치환된 디페닐아민기를 나타낸 것이다. R1-3은 9H-피리도[3,4-b]인돌(9H-pyrido[3,4-b]indole)을 나타낸 것이다.
Figure pat00068
R1-1에서, a51은 0 이상 8 이하의 정수일 수 있다. a51이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R51은 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다. R51은 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기일 수 있다.
R1-2에서, a52 및 a53은 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수일 수 있다. a52가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R52는 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다. a53이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R53은 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다. R52 및 R53은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기일 수 있다.
예를 들어, R1-1은 하기 R1-1a 내지 R1-1e 중 어느 하나로 표시될 수 있다. R1-1a는 비치환된 카바졸기를 나타낸 것이고, R1-1b는 중수소 원자 및 시아노기로 치환된 카바졸기를 나타낸 것이다. R1-1c는 t-부틸기로 치환된 카바졸기를 나타낸 것이고, R1-1d는 중수소 원자로 치환된 카바졸기를 나타낸 것이다. R-1e는 시아노기로 치환된 카바졸기를 나타낸 것이다. R1-1b, R1-1d에서 D는 중수소 원자이다.
Figure pat00069
R1-2는 하기 R1-2a 내지 R1-2d 중 어느 하나로 표시될 수 있다. R1-2a는 비치환된 디페닐아민기를 나타낸 것이고, R1-2b는 시아노기로 치환된 디페닐아민기를 나타낸 것이다. R1-2c는 t-부틸기로 치환된 디페닐아민기를 나타낸 것이고, R1-2d는 중수소 원자로 치환된 디페닐아민기를 나타낸 것이다. R1-2d에서는 D는 중수소 원자이다.
Figure pat00070
일 실시예의 다환 화합물은 하기 화합물군 1의 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)는 하기 화합물군 1의 화합물들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
[화합물군 1]
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
Figure pat00081
Figure pat00082
일 실시예의 다환 화합물은 B를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환에 2개의 5각 고리와 3개의 6각 고리가 축합된 5환의 고리기가 결합될 수 있다. 5환의 고리기에서 2개의 5각 고리는 N, O, 또는 S를 고리 형성 원자로 포함할 수 있다. 5환의 축합환은 화학식 1로 표시되고, 5환의 고리기는 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
2개의 5각 고리와 3개의 6각 고리가 축합된 5환의 고리기의 입체적인 구조로 인해 일 실시예의 다환 화합물은 B를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환으로 전자 밀도가 집중되어 다중 공명이 안정화될 수 있다. 또한, 축합된 5환의 고리기의 입체적인 구조로 인해 일 실시예의 다환 화합물은 진동자 강도(oscillator strength, f)가 큰 값을 나타낼 수 있다. 일 실시예의 다환 화합물은 0.25 이상 0.60 이하의 진동자 강도를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 다환 화합물을 포함하는 발광 소자(ED)는 우수한 발광 효율을 나타낼 수 있다. 또한, 일 실시예의 다환 화합물을 포함하는 발광 소자(ED)는 구동 전압이 감소될 수 있다.
일 실시예의 다환 화합물은 MR(Multi-Resonance) type의 지연 형광 재료로 반치폭(full width of half maximum, FWHM)이 25nm 이하일 수 있다. 25nm 이하의 좁은 반치폭을 갖는 다환 화합물은 진동자 강도가 큰 값을 나타낼 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(ED)에서, 발광층(EML)은 지연 형광을 방출하는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)을 발광하는 것일 수 있다.
일 실시예의 다환 화합물은 열활성 지연 형광 발광 재료일 수 있다. 다환 화합물은 청색광을 발광하는 것일 수 있고, 440nm 이상 480nm 이하의 파장 영역에서 발광 중심 파장을 갖는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 발광층(EML)은 일 실시예의 다환 화합물을 도펀트로 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 지연 형광 발광용 호스트 및 지연 형광 발광용 도펀트를 포함할 수 있고, 상술한 일 실시예의 다환 화합물을 지연 형광 발광용 도펀트로 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 상술한 화합물군 1에 표시된 다환 화합물들 중 적어도 하나를 열활성 지연 형광 도펀트로 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 발광층(EML)은 하기 화학식 HT-1로 표시되는 제2 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 화합물은 발광층(EML)의 정공 수송성 호스트 재료로 사용될 수 있다.
[화학식 HT-1]
Figure pat00083
화학식 HT-1에서, a4는 0 이상 8 이하의 정수일 수 있다. a4가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R10은 동일하거나 적어도 하나가 상이할 수 있다. R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기일 수 있다. 예를 들어, R9는 치환된 페닐기, 비치환된 디벤조퓨란기, 또는 치환된 플루오레닐기일 수 있다. R10은 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
제2 화합물은 하기 화합물군 2의 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)는 하기 화합물군 2의 화합물들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
[화합물군 2]
Figure pat00084
일 실시예에서, 발광층(EML)은 하기 화학식 ET-1로 표시되는 제3 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 화합물은 발광층(EML)의 전자 수송성 호스트 재료로 사용될 수 있다.
[화학식 ET-1]
Figure pat00085
화학식 ET-1에서, Y1 내지 Y3 중 적어도 하나는 N이고 나머지는 CRa이고, Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
b1 내지 b3은 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수일 수 있다. L1 내지 L3은 각각 독립적으로 직접 결합(direct linkage), 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기일 수 있다. 예를 들어, Ar1 내지 Ar3은 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 카바졸기일 수 있다.
제3 화합물은 하기 화합물군 3의 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)는 하기 화합물군 3의 화합물들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
[화합물군 3]
Figure pat00086
예를 들어, 발광층(EML)은 제2 화합물 및 제3 화합물을 포함하고, 제2 화합물과 제3 화합물은 엑시플렉스(exciplex)를 형성할 수 있다. 발광층(EML)에서는, 정공 수송성 호스트와 전자 수송성 호스트에 의하여 엑시플렉스가 형성될 수 있다. 이때, 정공 수송성 호스트와 전자 수송성 호스트에 의하여 형성된 엑시플렉스의 삼중항 에너지는 전자 수송성 호스트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 준위와 정공 수송성 호스트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위의 차이에 해당할 수 있다.
예를 들어, 정공 수송성 호스트와 전자 수송성 호스트에 의하여 형성된 엑시플렉스의 삼중항 에너지 준위(T1)의 절대값은 2.4 eV 이상 3.0 eV 이하일 수 있다. 또한, 엑시플렉스의 삼중항 에너지는 각 호스트 물질의 에너지 갭보다 작은 값일 수 있다. 엑시플렉스는 정공 수송성 호스트와 전자 수송성 호스트의 에너지 갭인 3.0 eV 이하의 삼중항 에너지를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 발광층(EML)은 하기 화학식 M-b로 표시되는 제4 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4 화합물은 발광층(EML)의 인광 감광제(sensitizer)로 사용될 수 있다. 제4 화합물에서 제1 화합물로 에너지가 전이(transfer)되어 발광이 일어날 수 있다.
[화학식 M-b]
Figure pat00087
화학식 M-b에서, Q1 내지 Q4는 각각 독립적으로 C 또는 N이고, C1 내지 C4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로고리기일 수 있다.
e1 내지 e4는 각각 독립적으로 0 또는 1이고, L21 내지 L24는 각각 독립적으로 직접 결합,
Figure pat00088
,
Figure pat00089
,
Figure pat00090
,
Figure pat00091
,
Figure pat00092
,
Figure pat00093
, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 2가의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
d1 내지 d4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수일 수 있다. d1이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R31은 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다. d2가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R32는 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다. d3이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R33은 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다. d4가 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R34는 동일하거나, 적어도 하나가 상이할 수 있다.
R31 내지 R39는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
제4 화합물은 하기 화합물군 4의 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)는 하기 화합물군 4의 화합물들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
[화합물군 4]
Figure pat00094
Figure pat00095
상기 화합물들에서, R, R38, 및 R39는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
일 실시예의 발광층(EML)은 다환 화합물인 제1 화합물 및 제2 내지 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 제1 화합물, 제2 화합물, 및 제3 화합물을 포함할 수 있다. 발광층(EML)에서 제2 화합물 및 제3 화합물은 엑시플렉스를 형성하고, 엑시플렉스에서 제1 화합물로 에너지가 전이되어 발광이 일어날 수 있다.
또한, 발광층(EML)은 제1 화합물, 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물을 포함할 수 있다. 발광층(EML)에서 제2 화합물 및 제3 화합물은 엑시플렉스를 형성하고, 엑시플렉스에서 제4 화합물 및 제1 화합물로 에너지가 전이되어 발광이 일어날 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 발광층(EML)이 포함하는 화합물은 이에 한정되지 않는다.
발광층(EML)은 예를 들어 약 100Å 내지 약 1000Å 또는, 약 100Å 내지 약 300Å의 두께를 갖는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EML)은 호스트 물질로 당 기술분야에 알려진 일반적인 재료를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 호스트 물질로 BCPDS (bis (4-(9H-carbazol-9-yl) phenyl) diphenylsilane), POPCPA ((4-(1-(4-(diphenylamino) phenyl) cyclohexyl) phenyl) diphenyl-phosphine oxide), DPEPO(Bis[2-(diphenylphosphino)phenyl] ether oxide), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), mCP(1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzene), PPF (2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzo[b,d]furan), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine) 및 TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole-2-yl)benzene) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TBADN(2-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4′-bis(9-carbazolyl)-2,2′-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), CP1(Hexaphenyl cyclotriphosphazene), UGH2 (1,4-Bis(triphenylsilyl)benzene), DPSiO3 (Hexaphenylcyclotrisiloxane), DPSiO4 (Octaphenylcyclotetra siloxane) 등을 호스트 재료로 사용할 수 있다.
발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 플루오란텐 유도체, 크리센 유도체, 디하이드로벤즈안트라센 유도체, 또는 트리페닐렌 유도체를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 발광층(EML)은 안트라센 유도체 또는 피렌 유도체를 포함하는 것일 수 있다.
발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 하기 화학식 E-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 하기 화학식 E-1로 표시되는 화합물은 형광 호스트재료로 사용될 수 있다.
[화학식 E-1]
Figure pat00096
화학식 E-1에서, R31 내지 R40은 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 티오기, 치환 또는 비치환된 옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상 10 이하의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다. 한편, R31 내지 R40은 인접하는 기와 서로 결합하여 포화탄화수소 고리, 불포화탄화수소 고리, 포화헤테로 고리 또는 불포화헤테로 고리를 형성할 수 있다.
화학식 E-1에서 c 및 d는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수일 수 있다.
화학식 E-1은 하기 화합물 E1 내지 화합물 E19 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
일 실시예에서 발광층(EML)은 하기 화학식 E-2a 또는 화학식 E-2b로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 하기 화학식 E-2a 또는 화학식 E-2b로 표시되는 화합물은 인광 호스트재료로 사용될 수 있다.
[화학식 E-2a]
Figure pat00104
화학식 E-2a에서, a는 0 이상 10 이하의 정수이고 La는 직접 결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다. 한편, a가 2 이상의 정수인 경우 복수 개의 La는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
또한, 화학식 E-2a에서 A1 내지 A5는 각각 독립적으로 N 또는 CRi일 수 있다. Ra 내지 Ri는 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 티오기, 치환 또는 비치환된 옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상 20 이하의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다. Ra 내지 Ri는 인접하는 기와 서로 결합하여 탄화수소 고리 또는 N, O, S 등을 고리 형성 원자로 포함하는 헤테로 고리를 형성할 수 있다. 한편, 화학식 E-2a에서 A1 내지 A5 중 선택되는 두 개 또는 세 개는 N이고 나머지는 CRi일 수 있다.
[화학식 E-2b]
Figure pat00105
화학식 E-2b에서 Cbz1 및 Cbz2는 각각 독립적으로 비치환된 카바졸기, 또는 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기로 치환된 카바졸기일 수 있다. Lb는 직접 결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다. b는 0 이상 10 이하의 정수이고, b가 2 이상의 정수인 경우 복수 개의 Lb는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
화학식 E-2a 또는 화학식 E-2b로 표시되는 화합물은 하기 화합물군 E-2의 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 하지만, 하기 화합물군 E-2에 나열된 화합물들은 예시적인 것으로 화학식 E-2a 또는 화학식 E-2b로 표시되는 화합물이 하기 화합물군 E-2에 표시된 것에 한정되는 것은 아니다.
[화합물군 E-2]
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00109
Figure pat00110
발광층(EML)은 하기 화학식 M-a로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 화학식 M-a로 표시되는 화합물은 인광 도펀트로 사용될 수 있다.
[화학식 M-a]
Figure pat00111
상기 화학식 M-a에서, W1 내지 W4, 및 Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 CR71 또는 N이고, R71 내지 R74는 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 티오기, 치환 또는 비치환된 옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상 20 이하의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다. 화학식 M-a에서, m은 0 또는 1이고, n은 2 또는 3이다. 화학식 M-a에서 m이 0일 때, n은 3이고, m이 1일 때, n은 2 이다.
화학식 M-a로 표시되는 화합물은 하기 화합물 M-a1 내지 M-a25 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 하지만, 하기 화합물 M-a1 내지 M-a25는 예시적인 것으로 화학식 M-a로 표시되는 화합물이 하기 화합물 M-a1 내지 M-a25로 표시된 것에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00112
Figure pat00113
Figure pat00114
Figure pat00115
Figure pat00116
Figure pat00117
Figure pat00118
화합물 M-a1 및 화합물 M-a2는 적색 도펀트 재료로 사용될 수 있고, 화합물 M-a3 내지 화합물 M-a7은 녹색 도펀트 재료로 사용될 수 있다.
발광층(EML)은 하기 화학식 F-a 또는 화학식 F-b로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 하기 화학식 F-a 및 화학식 F-b로 표시되는 화합물은 형광 도펀트재료로 사용될 수 있다.
[화학식 F-a]
Figure pat00119
상기 화학식 F-a에서, Ra 내지 Rj 중 선택되는 두 개는 각각 독립적으로
Figure pat00120
로 치환되는 것일 수 있다. Ra 내지 Rj 중
Figure pat00121
로 치환되지 않은 나머지들은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
Figure pat00122
에서 Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기일 수 있다. 예를 들어, Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 고리 형성 원자로 O 또는 S를 포함하는 헤테로아릴기일 수 있다.
[화학식 F-b]
Figure pat00123
상기 화학식 F-b에서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 이상 20 이하의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다. Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기일 수 있다.
화학식 F-b에서 U 및 V는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소고리, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로고리일 수 있다.
화학식 F-b에서 U 및 V로 표시되는 고리의 개수는 각각 독립적으로 0 또는 1일 수 있다. 예를 들어, 화학식 F-b에서 U 또는 V의 개수가 1인 경우 U 또는 V로 기재된 부분에 하나의 고리가 축합환을 구성하며, U 또는 V의 개수가 0인 경우는 U 또는 V가 기재되어 있는 고리는 존재하지 않는 것을 의미한다. 구체적으로 U의 개수가 0이고 V의 개수가 1인 경우, 또는 U의 개수가 1이고 V의 개수가 0인 경우 화학식 F-b의 플루오렌 코어를 갖는 축합환은 4환의 고리화합물일 수 있다. 또한, U 및 V의 개수가 모두 0인 경우 화학식 F-b의 축합환은 3환의 고리화합물일 수 있다. 또한, U 및 V의 개수가 모두 1인 경우 화학식 F-b의 플루오렌 코어를 갖는 축합환은 5환의 고리 화합물일 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 공지의 도펀트 재료로, 스티릴 유도체(예를 들어, 1, 4-bis[2-(3-N-ethylcarbazolyl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi)), 4,4'-bis[2-(4-(N,N-diphenylamino)phenyl)vinyl]biphenyl(DPAVBi) , 페릴렌 및 그 유도체(예를 들어, 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene(TBP)), 피렌 및 그 유도체(예를 들어, 1, 1-dipyrene, 1, 4-dipyrenylbenzene, 1, 4-Bis(N, N-Diphenylamino)pyrene) 등을 포함할 수 있다.
발광층(EML)은 공지의 인광 도펀트 물질을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 인광 도펀트는 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 금(Au), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 터븀(Tb) 또는 툴륨(Tm)을 포함하는 금속 착체가 사용될 수 있다. 구체적으로, FIrpic(iridium(III) bis(4,6-difluorophenylpyridinato-N,C2')picolinate), Fir6(Bis(2,4-difluorophenylpyridinato)-tetrakis(1-pyrazolyl)borate iridium(Ⅲ)), 또는 PtOEP(platinum octaethyl porphyrin)가 인광 도펀트로 사용될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 3 내지 도 6을 참조하면, 제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 금속재료, 금속합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 전극(EL1)은 화소 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF, Mo, Ti, W, In, Sn, 및 Zn 중 선택되는 적어도 하나, 이들 중 선택되는 2종 이상의 화합물, 이들 중 선택되는 2종 이상의 혼합물, 또는 이들의 산화물을 포함하는 것일 수 있다.
제1 전극(EL1)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca(LiF와 Ca의 적층 구조), LiF/Al(LiF와 Al의 적층 구조), Mo, Ti, W 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 제1 전극(EL1)은 상기의 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극(EL1)은 상술한 금속재료, 상술한 금속재료들 중 선택된 2종 이상의 금속재료들의 조합, 또는 상술한 금속재료들의 산화물 등을 포함하는 것일 수 있다. 제1 전극(EL1)의 두께는 약 700Å 내지 약 10000Å일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)의 두께는 약 1000Å 내지 약 3000Å일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공될 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 버퍼층 또는 발광 보조층(미도시), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)의 두께는 예를 들어, 약 50Å 내지 약 15,000Å인 것일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층, 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질 및 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/버퍼층(미도시), 정공 주입층(HIL)/버퍼층(미도시), 정공 수송층(HTL)/버퍼층(미도시), 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL)의 구조를 가질 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 하기 화학식 H-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 H-1]
Figure pat00124
화학식 H-1에서, c1 및 c2는 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수일 수 있다. L11 및 L12는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다.
Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기일 수 있다. Ar13은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기일 수 있다.
화학식 H-1로 표시되는 화합물은 모노아민 화합물일 수 있다. 또는, 화학식 H-1로 표시되는 화합물은 Ar-1 내지 Ar3 중 적어도 하나가 아민기를 치환기로 포함하는 디아민 화합물일 수 있다. 또한, 화학식 H-1로 표시되는 화합물은 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나에 치환 또는 비치환된 카바졸기를 포함하는 카바졸계 화합물, 또는 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나에 치환 또는 비치환된 플루오렌기를 포함하는 플루오렌계 화합물일 수 있다.
화학식 H-1로 표시되는 화합물은 하기 화합물군 H의 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 다만, 하기 화합물군 H에 나열된 화합물들은 예시적인 것으로 화학식 H-1로 표시되는 화합물이 하기 화합물군 H에 표시된 것에 한정되는 것은 아니다.
[화합물군 H]
Figure pat00125
Figure pat00126
Figure pat00127
Figure pat00128
Figure pat00129
정공 수송 영역(HTR)은 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물, DNTPD(N1,N1'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diyl)bis(N1-phenyl-N4,N4-di-m-tolylbenzene-1,4-diamine)), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4',4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris[N(2-naphthyl)-N-phenylamino]-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HATCN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수 있다.
또한, 정공 수송 영역(HTR)은, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), CzSi(9-(4-tert-Butylphenyl)-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazole), CCP(9-phenyl-9H-3,9'-bicarbazole), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene), 또는 mDCP(1,3-bis(1,8-dimethyl-9H-carbazol-9-yl)benzene)등을 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 상술한 정공 수송 영역의 화합물들을 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나에 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 5000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL)을 포함하는 경우, 정공 주입층(HIL)의 두께는 예를 들어 약 30Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)이 정공 수송층(HTL)을 포함하는 경우, 정공 수송층(HTL)의 두께는 약 30Å 내지 약 1000Å 일 수 있다. 예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)이 전자 저지층(EBL)을 포함하는 경우 전자 저지층(EBL)의 두께는 약 10Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL) 및 전자 저지층(EBL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 정공 수송 영역(HTR) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. p-도펀트는 할로겐화 금속 화합물, 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트는 CuI 및 RbI 등의 할로겐화 금속 화합물, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7'8,8-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물, HATCN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 및 NDP9(4-[[2,3-bis[cyano-(4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)methylidene]cyclopropylidene]-cyanomethyl]-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile)과 같은 시아노기 함유 화합물 등을 들 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL) 외에, 버퍼층(미도시), 발광 보조층(미도시), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 버퍼층(미도시)은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 버퍼층(미도시)에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역(HTR)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층(EBL)은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로의 전자 주입을 방지하는 역할을 할 수 있다. 발광 보조층(미도시)은 정공과 전자의 전하 균형(charge balance)을 향상시킬 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)이 전자 저지층(EBL)을 포함하는 경우, 전자 저지층(EBL)은 발광 보조층의 기능을 포함할 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 정공 저지층(HBL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL) 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송 영역(ETR)의 두께는 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 전술한 제3 화합물을 포함할 수 있다. 제3 화합물은 화학식 ET-1로 표시되는 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 안트라센계 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송 영역(ETR)은 예를 들어, Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazol-1-yl)phenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzene), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate)), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), BmPyPhB(1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene) 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 전자 수송 영역(ETR)은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI, CuI, KI와 같은 할로겐화 금속, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또한 상기의 할로겐화 금속과 란타넘족 금속의 공증착 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 공증착 재료로 KI:Yb, RbI:Yb, LiF:Yb 등을 포함할 수 있다. 한편, 전자 수송 영역(ETR)은 Li2O, BaO와 같은 금속 산화물, 또는 Liq(8-hydroxyl-Lithium quinolate) 등이 사용될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송 영역(ETR)은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 앞서 언급한 재료 이외에 BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), TSPO1(diphenyl(4-(triphenylsilyl)phenyl)phosphine oxide) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 상술한 전자 수송 영역의 화합물들을 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 저지층(HBL) 중 적어도 하나에 포함할 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 수송층(ETL)을 포함하는 경우, 전자 수송층(ETL)의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층(ETL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL)을 포함하는 경우, 전자 주입층(EIL)의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(EIL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 캐소드(cathode) 또는 애노드(anode)일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)이 애노드인 경우 제2 전극(EL2)은 캐소드일 수 있고, 제1 전극(EL1)이 캐소드인 경우 제2 전극(EL2)은 애노드일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF, Mo, Ti, W, In, Sn, 및 Zn 중 선택되는 적어도 하나, 이들 중 선택되는 2종 이상의 화합물, 이들 중 선택되는 2종 이상의 혼합물, 또는 이들의 산화물을 포함하는 것일 수 있다.
제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)이 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, Yb, W 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, AgMg, AgYb, 또는 MgYb)을 포함할 수 있다. 또는 제2 전극(EL2)은 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(EL2)은 상술한 금속재료, 상술한 금속재료들 중 선택된 2종 이상의 금속재료들의 조합, 또는 상술한 금속재료들의 산화물 등을 포함하는 것일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)이 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소 시킬 수 있다.
한편, 일 실시예의 발광 소자(ED)의 제2 전극(EL2) 상에는 캡핑층(CPL)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 다층 또는 단층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 캡핑층(CPL)은 유기층 또는 무기층일 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(CPL)이 무기물을 포함하는 경우, 무기물은 LiF 등의 알칼리금속 화합물, MgF2 등의 알칼리토금속 화합물, SiON, SiNX, SiOy 등을 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 캡핑층(CPL)이 유기물을 포함하는 경우, 유기물은 α-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3, CuPc, TPD15(N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"- Tris (carbazol-9-yl) triphenylamine) 등을 포함하거나, 에폭시 수지, 또는 메타크릴레이트와 같은 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 캡핑층(CPL)은 하기와 같은 화합물 P1 내지 P5 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure pat00130
Figure pat00131
Figure pat00132
한편, 캡핑층(CPL)의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다. 구체적으로, 550nm 이상 660nm 이하의 파장 범위의 광에 대해서 캡핑층(CPL)의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.
도 7 및 도 8은 각각 일 실시예에 따른 표시 장치에 대한 단면도이다. 이하 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하는 일 실시예에 대한 표시 장치에 대한 설명에 있어서 상술한 도 1 내지 도 6에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며 차이점을 위주로 설명한다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 소자층(DP-ED)을 포함하는 표시 패널(DP), 표시 패널(DP) 상에 배치된 광제어층(CCL) 및 컬러필터층(CFL)을 포함하는 것일 수 있다.
도 7에 도시된 일 실시예에서 표시 패널(DP)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 제공된 회로층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-ED)을 포함하고, 표시 소자층(DP-ED)은 발광 소자(ED)를 포함하는 것일 수 있다.
발광 소자(ED)는 제1 전극(EL1), 제1 전극(EL1) 상에 배치된 정공 수송 영역(HTR), 정공 수송 영역(HTR) 상에 배치된 발광층(EML), 발광층(EML) 상에 배치된 전자 수송 영역(ETR), 및 전자 수송 영역(ETR) 상에 배치된 제2 전극(EL2)을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 도 7에 도시된 발광 소자(ED)의 구조는 상술한 도 3 내지 도 6의 발광 소자의 구조가 동일하게 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(DD-a)에서 발광층(EML)은 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH) 내에 배치되는 것일 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)에 의해 구분되어 각 발광 영역(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하여 제공된 발광층(EML)은 동일한 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다. 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 발광층(EML)은 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 한편, 도시된 것과 달리 일 실시예에서 발광층(EML)은 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 전체에 공통층으로 제공되는 것일 수 있다.
광제어층(CCL)은 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 광제어층(CCL)은 광변환체를 포함하는 것일 수 있다. 광변환체는 양자점(Quantum dot) 또는 형광체 등일 수 있다. 광변환체는 제공받은 광을 파장 변환하여 방출하는 것일 수 있다. 즉, 광제어층(CCL)은 양자점을 포함하는 층이거나 또는 형광체를 포함하는 층일 수 있다.
광제어층(CCL)은 복수 개의 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)을 포함하는 것일 수 있다. 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)은 서로 이격된 것일 수 있다.
도 7을 참조하면, 서로 이격된 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3) 사이에 분할패턴(BMP)이 배치될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 7에서 분할패턴(BMP)은 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)과 비중첩하는 것으로 도시되었으나, 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)의 엣지는 분할패턴(BMP)과 적어도 일부가 중첩할 수 있다.
광제어층(CCL)은 발광 소자(ED)에서 제공되는 제1 색광을 제2 색광으로 변환하는 제1 양자점(QD1)을 포함하는 제1 광제어부(CCP1), 제1 색광을 제3 색광을 변환하는 제2 양자점(QD2)을 포함하는 제2 광제어부(CCP2), 및 제1 색광을 투과시키는 제3 광제어부(CCP3)를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에서 제1 광제어부(CCP1)는 제2 색광인 적색광을 제공하고, 제2 광제어부(CCP2)는 제3 색광인 녹색광을 제공하는 것일 수 있다. 제3 광제어부(CCP3)는 발광 소자(ED)에서 제공된 제1 색광인 청색광을 투과시켜 제공하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 양자점(QD1)은 적색 양자점이고 제2 양자점(QD2)은 녹색 양자점일 수 있다.
양자점의 코어는 II-VI족 화합물, III-VI족 화합물, I-III-VI족 화합물, III-V족 화합물, III-II-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, CdS, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
III-VI족 화합물은 In2S3, In2Se3 등과 같은 이원소 화합물, InGaS 3 , InGaSe3 등과 같은 삼원소 화합물, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
I-III-VI족 화합물은 AgInS, AgInS2, CuInS, CuInS2, AgGaS2, CuGaS2 CuGaO2, AgGaO2, AgAlO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 또는 AgInGaS2, CuInGaS2 등의 사원소 화합물로부터 선택될 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InAlP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 한편, III-V족 화합물은 II족 금속을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, III- II-V족 화합물로 InZnP 등이 선택될 수 있다.
IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어/쉘 구조에서, 쉘에 존재하는 원소의 농도가 코어로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 양자점은 전술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 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. 상기 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 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 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상을 조절 할 수 있으며, 이에 따라 양자점은 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다.
또한, 광제어층(CCL)은 산란체(SP)를 더 포함하는 것일 수 있다. 제1 광제어부(CCP1)는 제1 양자점(QD1)과 산란체(SP)를 포함하고, 제2 광제어부(CCP2)는 제2 양자점(QD2)과 산란체(SP)를 포함하며, 제3 광제어부(CCP3)는 양자점을 미포함하고 산란체(SP)를 포함하는 것일 수 있다.
산란체(SP)는 무기 입자일 수 있다. 예를 들어, 산란체(SP)는 TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, 및 중공 실리카 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 산란체(SP)는 TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, 및 중공 실리카 중 어느 하나를 포함하는 것이거나, TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, 및 중공 실리카 중 선택되는 2종 이상의 물질이 혼합된 것일 수 있다.
제1 광제어부(CCP1), 제2 광제어부(CCP2), 및 제3 광제어부(CCP3) 각각은 양자점(QD1, QD2) 및 산란체(SP)를 분산시키는 베이스 수지(BR1, BR2, BR3)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 광제어부(CCP1)는 제1 베이스 수지(BR1) 내에 분산된 제1 양자점(QD1)과 산란체(SP)를 포함하고, 제2 광제어부(CCP2)는 제2 베이스 수지(BR2) 내에 분산된 제2 양자점(QD2)과 산란체(SP)를 포함하고, 제3 광제어부(CCP3)는 제3 베이스 수지(BR3) 내에 분산된 산란체(SP)를 포함하는 것일 수 있다. 베이스 수지(BR1, BR2, BR3)는 양자점(QD1, QD2) 및 산란체(SP)가 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베이스 수지(BR1, BR2, BR3)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스 수지(BR1, BR2, BR3)는 투명 수지일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 베이스 수지(BR1), 제2 베이스 수지(BR2), 및 제3 베이스 수지(BR3) 각각은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
광제어층(CCL)은 베리어층(BFL1)을 포함하는 것일 수 있다. 베리어층(BFL1)은 수분 및/또는 산소(이하, '수분/산소'로 칭함)의 침투를 막는 역할을 하는 것일 수 있다. 베리어층(BFL1)은 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)이 수분/산소에 노출되는 것을 차단할 수 있다. 한편, 베리어층(BFL1)은 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)을 커버하는 것일 수 있다. 또한, 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)과 컬러필터층(CFL) 사이에도 베리어층(BFL2)이 제공될 수도 있다.
베리어층(BFL1, BFL2)은 적어도 하나의 무기층을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 베리어층(BFL1, BFL2)은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베리어층(BFL1, BFL2)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물이나 광투과율이 확보된 금속 박막 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 한편, 베리어층(BFL1, BFL2)은 유기막을 더 포함할 수 있다. 베리어층(BFL1, BFL2)은 단일층 또는 복수의 층으로 구성되는 것일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD)에서 컬러필터층(CFL)은 광제어층(CCL) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(CFL)은 광제어층(CCL) 상에 직접 배치될 수 있다. 이 경우 베리어층(BFL2)은 생략될 수 있다.
컬러필터층(CFL)은 필터들(CF1, CF2, CF3)을 포함하는 것일 수 있다. 컬러필터층(CFL)은 제2 색광을 투과시키는 제1 필터(CF1), 제3 색광을 투과시키는 제2 필터(CF2), 및 제1 색광을 투과시키는 제3 필터(CF3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(CF1)는 적색 필터, 제2 필터(CF2)는 녹색 필터이고, 제3 필터(CF3)는 청색 필터일 수 있다. 필터들(CF1, CF2, CF3) 각각은 고분자 감광수지와 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 제1 필터(CF1)는 적색 안료 또는 염료를 포함하고, 제2 필터(CF2)는 녹색 안료 또는 염료를 포함하며, 제3 필터(CF3)는 청색 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제3 필터(CF3)는 안료 또는 염료를 포함하지 않는 것일 수 있다. 제3 필터(CF3)는 고분자 감광수지를 포함하고 안료 또는 염료를 미포함하는 것일 수 있다. 제3 필터(CF3)는 투명한 것일 수 있다. 제3 필터(CF3)는 투명 감광수지로 형성된 것일 수 있다.
또한, 일 실시예에서 제1 필터(CF1)와 제2 필터(CF2)는 황색(yellow) 필터일 수 있다. 제1 필터(CF1)와 제2 필터(CF2)는 서로 구분되지 않고 일체로 제공될 수도 있다. 제1 내지 제3 필터(CF1, CF2, CF3) 각각은 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B) 각각에 대응하여 배치될 수 있다.
컬러필터층(CFL) 상에는 베이스 기판(BL)이 배치될 수 있다. 베이스 기판(BL)은 컬러필터층(CFL) 및 광제어층(CCL) 등이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스 기판(BL)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 기판(BL)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 일 실시예에서 베이스 기판(BL)은 생략될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 8에서는 도 7의 표시 패널(DP)에 대응하는 일 부분의 단면도를 도시하였다.
일 실시예의 표시 장치(DD-TD)에서 발광 소자(ED-BT)는 복수 개의 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3)을 포함하는 것일 수 있다. 발광 소자(ED-BT)는 서로 마주하는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2), 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에서 두께 방향으로 순차적으로 적층되어 제공되는 복수 개의 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3)을 포함하는 것일 수 있다. 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3) 각각은 발광층(EML, 도 7), 발광층(EML, 도7)을 사이에 두고 배치된 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함하는 것일 수 있다.
즉, 일 실시예의 표시 장치(DD-TD)에 포함된 발광 소자(ED-BT)는 복수의 발광층들을 포함하는 탠덤(Tandem) 구조의 발광 소자일 수 있다. 도 8에 도시된 일 실시예에서 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3) 각각에서 방출되는 광은 모두 청색광일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3) 각각에서 방출되는 광의 파장 영역은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 파장 영역의 광을 방출하는 복수 개의 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3)을 포함하는 발광 소자(ED-BT)는 백색광을 방출할 수 있다.
이웃하는 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3) 사이에는 전하생성층(CGL1, CGL2)이 배치될 수 있다. 전하생성층(CGL1, CGL2)은 p형 전하생성층 및/또는 n형 전하생성층을 포함하는 것일 수 있다.
도 9를 참조하면, 표시 장치(DD-b)는 2개의 발광층이 적층된 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)을 포함할 수 있다. 도 2와 달리, 도 9에서는 제1 내지 제3 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3) 각각에 2개의 발광층이 제공된 것을 도시하였다. 제1 내지 제3 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3) 각각에서 2개의 발광층은 동일한 파장 영역의 광을 발광하는 것일 수 있다.
제1 발광 소자(ED-1)는 제1 적색 발광층(EML-R1) 및 제2 적색 발광층(EML-R2)을 포함할 수 있다. 제2 발광 소자(ED-2)는 제1 녹색 발광층(EML-G1) 및 제2 녹색 발광층(EML-G2)을 포함할 수 있다. 제3 발광 소자(ED-3)는 제1 청색 발광층(EML-B1) 및 제2 청색 발광층(EML-B2)을 포함할 수 있다. 제1 적색 발광층(EML-R1)과 제2 적색 발광층(EML-R2) 사이, 제1 녹색 발광층(EML-G1)과 제2 녹색 발광층(EML-G2) 사이, 및 제1 청색 발광층(EML-B1)과 제2 청색 발광층(EML-B2) 사이에는 발광 보조부(OG)가 배치될 수 있다.
발광 보조부(OG)는 단층 또는 다층을 포함할 수 있다. 발광 보조부(OG)는 전하 생성층을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 발광 보조부(OG)는 순차적으로 적층된 전자 수송 영역, 전하 생성층, 및 정공 수송 영역을 포함할 수 있다. 발광 보조부(OG)는 제1 내지 제3 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3) 전체에서 공통층으로 제공될 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 보조부(OG)는 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH) 내에 패턴닝 되어 제공될 수 있다.
제1 적색 발광층(EML-R1), 제1 녹색 발광층(EML-G1), 및 제1 청색 발광층(EML-B1)은 정공 수송 영역(HTR)과 발광 보조부(OG) 사이에 배치될 수 있다. 제2 적색 발광층(EML-R2), 제2 녹색 발광층(EML-G2), 및 제2 청색 발광층(EML-B2)은 발광 보조부(OG)과 전자 수송 영역(ETR) 사이에 배치될 수 있다.
즉, 제1 발광 소자(ED-1)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 제2 적색 발광층(EML-R2), 발광 보조부(OG), 제1 적색 발광층(EML-R1), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다. 제2 발광 소자(ED-2)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 제2 녹색 발광층(EML-G2), 발광 보조부(OG), 제1 녹색 발광층(EML-G1), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다. 제3 발광 소자(ED-3)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 제2 청색 발광층(EML-B2), 발광 보조부(OG), 제1 청색 발광층(EML-B1), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다.
한편, 표시 소자층(DP-ED) 상에 광학 보조층(PL)이 배치될 수 있다. 광학 보조층(PL)은 편광층을 포함하는 것일 수 있다. 광학 보조층(PL)은 표시 패널(DP) 상에 배치되어 외부광에 의한 표시 패널(DP)에서의 반사광을 제어할 수 있다. 도시된 것과 달리, 일 실시예에 따른 표시 장치에서 광학 보조층(PL)은 생략될 수 있다.
도 7 및 도 8과 달리, 도 10의 표시 장치(DD-c)는 4개의 발광 구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3, OL-C1)을 포함하는 것으로 도시하였다. 발광 소자(ED-CT)는 서로 마주하는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2), 및 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 두께 방향으로 순차적으로 적층된 제1 내지 제4 발광 구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3, OL-C1)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 발광 구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3, OL-C1) 사이에는 전하생성층(CGL1, CGL2, CGL3)이 배치될 수 있다. 4개의 발광 구조들 중 제1 내지 제3 발광 구조(OL-B1, OL-B2, OL-B3)는 청색광을 발광하고, 제4 발광 구조(OL-C1)는 녹색광을 발광하는 것일 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 내지 제4 발광 구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3, OL-C1)은 서로 상이한 파장 영역의 광을 발광할 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다환 화합물 및 일 실시예의 발광 소자에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
1. 일 실시예의 다환 화합물의 합성
먼저, 본 실시 형태에 따른 다환 화합물의 합성 방법에 대해서, 화합물 18, 27, 51, 57, 81 및 91의 합성 방법을 예시하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 다환 화합물의 합성법은 일 실시예로서, 본 발명의 실시형태에 따른 화합물의 합성법이 하기의 실시예에 한정되지 않는다. 한편, 이하의 합성법에서 수율은 1당량(1eq) 사용한 반응물의 몰수를 취득한 화합물의 몰수로 나눈 것이다. 취득한 화합물의 몰수는 취득한 화합물의 질량을 취득한 화합물의 분자량으로 나눈 것이다.
(1) 화합물 18의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 18은, 예를 들어 하기의 반응식 1의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00133
Figure pat00134
<중간체 18-1의 합성>
1,3-dibromo-5-chlorobenzene (1eq), N1-(5-(tert-butyl)-[1,1'-biphenyl]-2-yl)-N3,N3-bis(4-(tert-butyl)phenyl)benzene-1,3-diamine (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBu3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 3eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 90도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피(column chromatography)로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 18-1을 얻었다. (수율: 56%)
<중간체 18-2의 합성>
중간체 18-1 (1eq), N1-(5-(tert-butyl)-[1,1'-biphenyl]-2-yl)-N3,N3-diphenylbenzene-1,3-diamine (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBu3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 3eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 140도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 18-2를 얻었다. (수율: 72%)
<중간체 18-3의 합성>
중간체 18-2 (1eq) 를 ortho dichlorobenzene(oDCB)에 녹인 후, 플라스크를 질소분위기하 섭씨 0도로 냉각 후 ortho dichlorobenzene(oDCB)에 녹인 BBr3 (2.5 eq)을 천천히 주입(적하)하였다. 적하 종료 후 온도를 섭씨 190도로 올려 24시간 동안 교반하였다. 0도로 냉각 후 플라스크에 트리에틸아민(triethylamine)을 발열이 멈출 때까지 천천히 떨어뜨려 반응을 종결시킨 후 hexane을 가하여 석출시켜 고형분을 여과하여 얻었다. 얻어진 고형분을 실리카(silica) 여과로 정제한 후 다시 MC/Hex(dichloromethane/Hexane) 재결정으로 정제하여 중간체 18-3을 얻었다. 이후 컬럼(dichloromethane: n-Hexane)으로 최종 정제를 하였다. (수율: 8%)
<화합물 18의 합성>
중간체 18-3 (1eq), 중간체 18-A (1.1eq), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (Pd(PPh3)4, 0.1eq), Tetrabutylammonium bromide (TABA, 0.1 eq), 및 Sodium carbonate (Na2CO3, 2eq)을 용액(Toluene: Ethanol: Distilled water=5:1:2, 5:1:2는 부피비)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 화합물 18을 얻었다. 이후 승화 정제로 최종 정제를 하였다. (승화 후 수율: 34%)
(2) 화합물 27의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 27은, 예를 들어 하기의 반응식 2의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00135
Figure pat00136
<중간체 27-1의 합성>
중간체 18-1 (1eq), N-(3-(benzo[b]benzo[4,5]thieno[3,2-e]benzofuran-11-yl)phenyl)-5-(tert-butyl)-[1,1'-biphenyl]-2-amine (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBU3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 3eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 140도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 27-1을 얻었다. (수율: 65%)
<중간체 27-2의 합성>
중간체 27-1 (1eq) 을 ortho dichlorobenzene(oDCB)에 녹인 후, 플라스크를 질소분위기하 섭씨 0도로 냉각 후 ortho dichlorobenzene에 녹인 BBr3 (2.5 eq)을 천천히 주입하였다. 적하 종료 후 온도를 섭씨 190도로 올려 24시간 동안 교반하였다. 0도로 냉각 후 플라스크에 triethylamine을 발열이 멈출 때까지 천천히 떨어뜨려 반응을 종결시킨 후 hexane을 가하여 석출시켜 고형분을 여과하여 얻었다. 얻어진 고형분을 실리카 여과로 정제한 후 다시 MC/Hex 재결정으로 정제하여 중간체 27-2를 얻었다. 이후 컬럼크로마토그래피로 최종 정제(dichloromethane: n-Hexane)를 하였다. (수율: 5%)
<화합물 27의 합성>
중간체 27-2 (1eq), benzo[b]benzo[4,5]thieno[3,2-e]benzofuran-10-ylboronic acid (1.1eq), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (Pd(PPh3)4, 0.1eq), Tetrabutylammonium bromide (TABA, 0.1 eq), 및 Sodium carbonate (Na2CO3, 2eq)을 용액(Toluene: Ethanol: Distilled water=5:1:2, 5:1:2는 부피비)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 화합물 27을 얻었다. 이후 승화 정제로 최종 정제를 하였다. (승화 후 수율: 42%)
(3) 화합물 51의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 51은, 예를 들어 하기의 반응식 3의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 3]
Figure pat00137
Figure pat00138
<중간체 51-1의 합성>
1,3-dibromo-5-chlorobenzene (1eq), N-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-5-(tert-butyl)-[1,1'-biphenyl]-2-amine (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBU3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 3eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 90도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 51-1을 얻었다. (수율: 63%)
<중간체 51-2의 합성>
중간체 51-1 (1eq), 5-(tert-butyl)-N-(3-(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-2-amine (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBU3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 3eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 51-2를 얻었다. (수율: 65%)
<중간체 51-3의 합성>
중간체 51-2 (1eq) 을 ortho dichlorobenzene(oDCB)에 녹인 후, 플라스크를 질소분위기하 섭씨 0도로 냉각 후 ortho dichlorobenzene에 녹인 BBr3 (2.5 eq)을 천천히 주입하였다. 적하 종료 후 온도를 섭씨 190도로 올려 24시간 동안 교반하였다. 0도로 냉각 후 플라스크에 triethylamine을 발열이 멈출 때까지 천천히 떨어뜨려 반응을 종결시킨 후 hexane을 가하여 석출시켜 고형분을 여과하여 얻었다. 얻어진 고형분을 실리카 여과로 정제한 후 다시 MC/Hex 재결정으로 정제하여 중간체 51-3을 얻었다. 이후 컬럼(dichloromethane: n-Hexane)으로 최종 정제를 하였다. (수율: 9%)
<화합물 51의 합성>
중간체 51-3 (1eq), 중간체 51-B (1.1eq), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (Pd(PPh3)4, 0.1eq), Tetrabutylammonium bromide (TABA, 0.1 eq), Sodium carbonate (Na2CO3, 2eq), 을 (Toluene: Ethanol: Distilled water=5:1:2, 5:1:2는 부피비)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 화합물 51을 얻었다. 이후 승화정제로 최종 정제를 하였다. (승화 후 수율: 51%)
(4) 화합물 57의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 57은, 예를 들어 하기의 반응식 4의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 4]
Figure pat00139
Figure pat00140
<중간체 57-1의 합성>
1-bromo-3-chloro-5-fluorobenzene (1eq), 3-(9H-carbazol-9-yl)phenol (2eq), Potassium phosphate tribasic(K3PO4) 를 Dimethylformamide(DMF)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 150도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 Dimethylformamide를 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 57-1을 얻었다. (수율: 66%)
<중간체 57-2의 합성>
중간체 57-1 (1eq), 5-(tert-butyl)-N-(3-(3,6-di-tert-butyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl)-[1,1'-biphenyl]-2-amine (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBu3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 2eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 57-2를 얻었다. (수율: 64%)
<중간체 57-3의 합성>
중간체 57-2 (1eq) 를 ortho dichlorobenzene(oDCB)에 녹인 후, 플라스크를 질소분위기하 섭씨 0도로 냉각 후 ortho dichlorobenzene에 녹인 BBr3 (2.5 eq)을 천천히 주입하였다. 적하 종료 후 온도를 섭씨 190도로 올려 24시간 동안 교반하였다. 0도로 냉각 후 플라스크에 triethylamine을 발열이 멈출 때까지 천천히 떨어뜨려 반응을 종결시킨 후 hexane을 가하여 석출시켜 고형분을 여과하여 얻었다. 얻어진 고형분을 실리카 여과로 정제한 후 다시 MC/Hex 재결정으로 정제하여 중간체 57-3을 얻었다. 이후 컬럼(dichloromethane: n-Hexane)으로 최종 정제를 하였다. (수율: 7%)
<화합물 57의 합성>
중간체 57-3 (1eq), 중간체 57-C (1.1eq), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (Pd(PPh3)4, 0.1eq), Tetrabutylammonium bromide (TABA, 0.1 eq), Sodium carbonate (Na2CO3, 2eq), 을 용액(Toluene: Ethanol: Distilled water=5:1:2, 5:1:2는 부피비)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 화합물 57을 얻었다. 이후 승화정제로 최종 정제를 하였다. (승화 후 수율: 43%)
(5) 화합물 81의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 81은, 예를 들어 하기의 반응식 5의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 5]
Figure pat00141
Figure pat00142
<중간체 81-1의 합성>
3-chloro-5-mercaptophenol (1eq), 3-bromo-N,N-bis(4-(tert-butyl)phenyl)aniline (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBu3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 2eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 140도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 81-1을 얻었다. (수율: 41%)
<중간체 81-2의 합성>
중간체 81-1 (1eq), 중간체 81-D (2eq), Potassium phosphate tribasic(K3PO4) 를 Dimethylformamide(DMF)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 150도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 Dimethylformamide을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 81-2를 얻었다. (수율: 62%)
<중간체 81-3의 합성>
중간체 81-2 (1eq) 를 ortho dichlorobenzene(oDCB)에 녹인 후, 플라스크를 질소분위기하 섭씨 0도로 냉각 후 ortho dichlorobenzene에 녹인 BBr3 (2.5 eq)을 천천히 주입하였다. 적하 종료 후 온도를 섭씨 190도로 올려 24시간 동안 교반하였다. 0도로 냉각 후 플라스크에 triethylamine을 발열이 멈출 때까지 천천히 떨어뜨려 반응을 종결시킨 후 hexane을 가하여 석출시켜 고형분을 여과하여 얻었다. 얻어진 고형분을 실리카 여과로 정제한 후 다시 MC/Hex 재결정으로 정제하여 중간체 81-3을 얻었다. 이후 컬럼(dichloromethane: n-Hexane)으로 최종 정제를 하였다. (수율: 6%)
<화합물 81의 합성>
중간체 81-3 (1eq), 중간체 81-E (1.1eq), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (Pd(PPh3)4, 0.1eq), Tetrabutylammonium bromide (TABA, 0.1 eq), Sodium carbonate (Na2CO3, 2eq), 을 용액(Toluene: Ethanol: Distilled water=5:1:2, 5:1:2는 부피비)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 화합물 81을 얻었다. 이후 승화정제로 최종 정제를 하였다. (승화 후 수율: 41%)
(6) 화합물 91의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 91은, 예를 들어 하기의 반응식 6의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 6]
Figure pat00143
Figure pat00144
<중간체 91-1의 합성>
중간체 57-1 (1eq), N-(3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-5-(tert-butyl)-[1,1'-biphenyl]-2-amine (1eq), Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) (Pd2(dba)3, 0.05eq), Tri-tert-butylphosphine (PtBu3, 0.1eq), Sodium tert-butoxide (NaOtBu, 2eq)를 o-xylene에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 140도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 감압 건조하여 o-xylene을 제거하였다. 이후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 중간체 91-1을 얻었다. (수율: 41%)
<중간체 91-2의 합성>
중간체 91-1 (1eq) 을 ortho dichlorobenzene(oDCB)에 녹인 후, 플라스크를 질소분위기하 섭씨 0도로 냉각 후 ortho dichlorobenzene에 녹인 BBr3 (2.5 eq)을 천천히 주입하였다. 적하 종료 후 온도를 섭씨 190도로 올려 24시간 동안 교반하였다. 0도로 냉각 후 플라스크에 triethylamine을 발열이 멈출 때까지 천천히 떨어뜨려 반응을 종결시킨 후 hexane을 가하여 석출시켜 고형분을 여과하여 얻었다. 얻어진 고형분을 실리카 여과로 정제한 후 다시 MC/Hex 재결정으로 정제하여 중간체 91-2을 얻었다. 이후 컬럼(dichloromethane: n-Hexane)으로 최종 정제를 하였다. (수율: 7%)
<화합물 91의 합성>
중간체 91-2 (1eq), 중간체 91-F (1.1eq), Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) (Pd(PPh3)4, 0.1eq), Tetrabutylammonium bromide (TABA, 0.1 eq), Sodium carbonate (Na2CO3, 2eq), 을 용액(Toluene: Ethanol: Distilled water=5:1:2, 5:1:2는 부피비)에 녹인 후 질소분위기 하 섭씨 110도에서 20시간 동안 교반하였다. 냉각 후 에틸 아세테이트(Ethyl acetate)와 물로 세정 후 얻어진 유기층을 황산 마그네슘(MgSO4)으로 건조 후, 감압 건조하였다. 컬럼크로마토그래피로 정제 및 재결정(dichloromethane: n-Hexane)하여 화합물 91을 얻었다. 이후 승화정제로 최종 정제를 하였다. (승화 후 수율: 52%)
합성된 다환 화합물의 분자량 및 NMR 분석 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
화합물 H NMR (δ) Calc Found
18 8.82 (1H, d), 8.74 (1H, d), 7.82 (1H, s), 7.70 (1H, d), 7.61-7.44 (16H, m), 7.35-7.20 (15H, m), 6.67-6.42 (14H, m), 6.21 (1H, s), 6.15 (1H, s), 1.39 (9H, s), 1.37 (9H, s), 1.35 (18H, s) 1387.63 1388.41
27 8.88 (1H, d), 8.78 (1H, d), 7.88-7.70 (4H, m), 7.63-7.47 (17H, m), 7.35-7.22 (13H, m), 6.89-6.52 (12H, m), 6.32 (1H, s), 6.21 (1H, s), 1.37 (18H, s), 1.34 (18H, s) 1508.80 1509.36
51 9.02 (1H, d), 8.94 (1H, d), 7.97 (1H, s), 7.85 (2H, s), 7.78-7.70 (3H, m), 7.60-7.41 (12H, m), 7.32-7.18 (12H, m), 6.75-6.47 (13H, m), 6.32 (1H, s), 6.17 (1H, s), 1.38 (18H, s), 1.36 (18H, s) 1415.72 1416.21
57 8.85 (1H, d), 8.80 (1H, d), 7.93 (1H, s), 7.88 (2H, s), 7.80-7.73 (3H, m), 7.71-7.53 (8H, m), 7.48-7.23 (11H, m), 7.05-6.59 (10H, m), 6.34 (1H, s), 6.27 (1H, s), 1.37 (9H, s), 1.35 (18H, s) 1208.40 1209.54
81 8.79 (1H, d), 8.72 (1H, d), 7.90 (1H, s), 7.87 (1H, s), 7.81 (1H, s), 7.75 (1H, s), 7.61-7.46 (9H, m), 7.35-7.08 (8H, m), 6.81-6.59 (9H, m), 6.35 (1H, s), 6.28 (1H, s), 1.36 (18H, s) 1126.29 1127.16
91 8.91 (1H, d), 8.83 (1H, d), 7.93 (1H, s), 7.87-7.75 (5H, s), 7.68-7.42 (10H, m), 7.35-7.21 (9H, m), 6.89-6.56 (11H, m), 6.39 (1H, s), 6.24 (1H, s), 1.37 (9H, s) 1145.19 1146.24
2. 화합물의 특성 평가
아래 표 3에서는 실시예 화합물인 화합물 18, 27, 51, 57, 81, 91 및 하기의 비교예 화합물 C1 내지 C4의 최저 일중항 여기 에너지 준위 (S1 level)와 최저 삼중항 여기 에너지 준위(T1 level), ΔEST 값, 진동자 강도(oscillator strength, f) 값을 나타내었다. 화합물 18, 27, 51, 57, 81, 91 및 비교예 화합물 C1 내지 C4는 표 2에 나타내었다.
화합물 18
Figure pat00145
 화합물 27
Figure pat00146
화합물 51
Figure pat00147
 화합물 57
Figure pat00148
화합물 81
Figure pat00149
 화합물 91
Figure pat00150
비교예 화합물 C1
Figure pat00151
 비교예 화합물 C2
Figure pat00152
비교예 화합물 C3
Figure pat00153
 비교예 화합물 C4
Figure pat00154
표 3에서의 최저 일중항 여기 에너지 준위(S1 level), 최저 삼중항 여기 에너지 준위(T1 level), 진동자 강도(oscillator strength, f)는 비경험적 분자 궤도법에 의해 계산되었다. 구체적으로 Gaussian 사의 Gaussian 09를 사용하여 B3LYP/6-31G(d)로 계산되었다. ΔEST는 최저 일중항 여기 에너지 준위(S1 level)와 최저 삼중항 여기 에너지 준위(T1 level)의 차이를 나타낸 것이다.
화합물 종류 S1 level (eV) T1 level (eV) ΔEST (eV) 진동자 강도(f)
화합물 18 2.8845 2.5283 0.3562 0.2827
화합물 27 2.7428 2.4085 0.3343 0.3252
화합물 51 2.9325 2.5270 0.4055 0.4262
화합물 57 2.9699 2.5963 0.3736 0.4380
화합물 81 2.7483 2.4387 0.3096 0.5510
화합물 91 2.9858 2.5679 0.4179 0.4142
비교예 화합물 C1 2.9608 2.4831 0.4777 0.2301
비교예 화합물 C2 2.9575 2.5039 0.4536 0.1815
비교예 화합물 C3 2.7620 2.5812 0.1808 0.2409
비교예 화합물 C4 2.9716 2.5419 0.4298 0.0638
표 3을 참조하면, 비교예 화합물 C1, C2 및 C4와 비교하여, 비교예 화합물 C3과 화합물 27, 51, 57, 81, 및 91은 ΔEST 값이 작은 것을 알 수 있다. 화합물 27, 51, 57, 81, 및 91은 일 실시예의 다환 화합물로, 2개의 5각 고리와 3개의 6각 고리가 축합된 5환의 고리기를 치환기로 포함하는 것이다. 이에 따라, 일 실시예의 다환 화합물은 열활성 지연 형광 도펀트 재료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.화합물 27, 51, 57, 81, 및 91은 MR(Multi-Resonance) type의 지연 형광 재료로 반치폭이 25nm 이하이며, 반치폭이 좁음에 따라 진동자 강도가 큰 값을 나타낼 수 있다. 비교예 화합물 C1 내지 C4와 비교하여, 실시예 화합물인 화합물 27, 51, 57, 81, 및 91은 진동자 강도가 큰 값을 나타내는 것을 알 수 있다. 화합물 27, 51, 57, 81, 및 91은 0.25 이상 0.60 이하의 진동자 강도를 갖는 것을 알 수 있다. 진동자 강도는 최저 비점유 분자 궤도 함수(Lowest Unoccupied Molecular Orbital, LUMO)와 최고 점유 분자 궤도 함수(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 겹침 정도를 나타내는 것으로, 최저 비점유 분자 궤도 함수와 최고 점유 분자 궤도 함수의 겹침 정도가 증가할수록 진동자 강도 값이 증가할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 다환 화합물을 포함하는 발광 소자는 발광 효율이 향상될 수 있을 것으로 판단된다.
표 3에서 비교예 화합물 C3은 DA(Donor-Acceptor) type의 지연 형광 재료로, ΔEST 값이 매우 작은 것을 알 수 있다. DA type의 재료는 50nm 이상의 반치폭을 갖는 것으로, MR type의 재료에 비해 반치폭이 넓은 특성을 나타내는 것이다. 비교예 화합물 C3은 진동자 강도가 0.25 미만인 것이다.
3. 발광 소자의 제작 및 평가 1
(1) 발광 소자의 제작 1
일 실시예의 다환 화합물, 또는 비교예 화합물을 발광층에 포함하는 발광 소자를 아래의 방법으로 제조하였다. 일 실시예의 다환 화합물인 화합물 18, 27, 51, 57, 81 및 91을 발광층의 도펀트 재료로 사용하여 실시예 1-1 내지 1-6의 발광 소자를 제작하였다. 비교예 1-1 내지 1-4의 발광 소자는 각각 비교예 화합물 C1 내지 비교예 화합물 C4를 발광층의 도펀트 재료로 사용하여 제작하였다.
애노드로서 15 Ω/cm2 (1200Å)의 ITO 전극이 형성된 유리 기판(코닝(corning)社 제품)을 50mm x 50mm x 0.7 mm의 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정한 후, 진공 증착 장치에 장착하였다.
상기 애노드 상부에, NPD를 증착하여 300Å 두께의 정공 주입층을 형성한 후, 상기 정공 주입층 상부에 정공 수송층 물질을 증착하여 200Å 두께의 정공 수송층을 형성한 다음, 상기 정공 수송층 상부에 CzSi를 증착하여 100Å 두께의 발광 보조층을 형성하였다.
상기 발광 보조층 상부에 호스트 혼합물, 인광 감광제 PS1, 및 도펀트를 85:14:1의 중량비로 공증착하여 200Å 두께의 발광층을 형성하였다. 호스트 혼합물은 HT1과 ET1 1:1의 중량비로 혼합하여 제공하였다.
이어서, 상기 발광층 상부에 TSPO1을 증착하여 200Å 두께의 정공 저지층을 형성한 다음, 상기 정공 저지층 상부에 TPBI를 증착하여 300Å 두께의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상부에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상부에 Al를 증착하여 3000Å 두께의 캐소드를 형성하고, 상기 전극 상부에 P4를 증착하여 700Å 두께의 캡핑층을 형성하여 발광 소자를 제작하였다.
(발광 소자 제작 시 사용한 화합물)
Figure pat00155
Figure pat00156
Figure pat00157
Figure pat00158
Figure pat00159
Figure pat00160
Figure pat00161
Figure pat00162
(2) 발광 소자의 평가 1
아래 표 4에서는 실시예 1-1 내지 1-6 및 비교예 1-1 내지 1-4의 발광 소자의 구동 전압(V), 발광 효율(Cd/A), 최대 외부 양자 효율(EQEmax, %), 및 발광색을 측정하여 나타내었다. 발광 소자의 구동 전압(V), 발광 효율(Cd/A), 최대 외부 양자 효율(EQEmax, %), 및 발광색은 휘도 1000cd/m2에서 Keithley MU 236 및 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
소자 제작 예 정공수송층 물질 호스트 인광 감광제 도펀트 구동 전압(V) 발광 효율 (cd/A) 최대 외부 양자 효율
(EQEmax, %)		 발광색
실시예 1-1 H-1-3 HT1/ET1 PS1 화합물 18 4.4 24.9 23.8 청색
실시예 1-2 H-1-5 HT1/ET1 PS1 화합물 27 4.6 24.6 23.7 청색
실시예 1-3 H-1-6 HT1/ET1 PS1 화합물 51 4.5 23.8 22.7 청색
실시예 1-4 H-1-7 HT1/ET1 PS1 화합물 57 4.6 22.6 21.5 청색
실시예 1-5 H-1-10 HT1/ET1 PS1 화합물 81 4.6 23.2 22.4 청색
실시예 1-6 H-1-2 HT1/ET1 PS1 화합물 91 4.5 23.7 22.5 청색
비교예 1-1 H-1-7 HT1/ET1 PS1 비교예 화합물 C1 5.2 15.6 14.5 청색
비교예 1-2 H-1-4 HT1/ET1 PS1 비교예 화합물 C2 5.3 14.8 13.6 청색
비교예 1-3 H-1-3 HT1/ET1 PS1 비교예 화합물 C3 5.5 13.6 12.5 청색
비교예 1-4 H-1-2 HT1/ET1 PS1 비교예 화합물 C4 5.7 15.1 13.9 청색
표 4를 참조하면, 비교예 1-1 내지 1-4 및 실시예 1-1 내지 1-6의 발광 소자는 청색광을 방출하는 것을 알 수 있다. 비교예 1-1 내지 1-4의 발광 소자에 비해, 실시예 1-1 내지 1-6의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 정공 수송층 재료가 동일한 비교예 1-3의 발광 소자에 비해, 실시예 1-1의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다. 정공 수송층 재료가 동일한 비교예 1-1의 발광 소자에 비해, 실시예 1-4의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다. 정공 수송층 재료가 동일한 비교예 1-4의 발광 소자에 비해, 실시예 1-6의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 1-1 내지 1-6의 발광 소자는 실시예 화합물인 화합물 18, 27, 51, 57, 81 및 91을 포함하는 것이다. 화합물 18, 27, 51, 57, 81 및 91은 일 실시예의 다환 화합물이며, 2개의 5각 고리와 3개의 벤젠 고리가 축합된 5환의 고리기를 치환기로 포함하는 것이다. 일 실시예의 다환 화합물에서, 축합된 5환의 고리기는 붕소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환에 결합된 것이다. 이에 따라, 일 실시예의 다환 화합물을 포함하는 발광 소자는 구동 전압이 감소되고 효율이 향상될 수 있다.
비교예 1-1, 1-2, 및 1-4의 발광 소자는 비교예 화합물 C1, C2, 및 C4를 포함하는 것이다. 비교예 화합물 C1, C2, 및 C4는 하나의 붕소 원자 및 두 개의 질소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환을 포함하나, 5환의 축합환에 디벤조퓨란기 또는 카르바졸기가 치환기로 결합된 것이다.
비교예 1-3의 발광 소자는 비교예 화합물 C3을 포함하며, 비교예 화합물 C3은 하나의 붕소 원자, 두 개의 산소 원자, 및 하나의 질소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환을 포함하는 것이다. 즉, 비교예 화합물 C3은 5환의 축합환에서 4개의 헤테로 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 것이다.
4. 발광 소자의 제작 및 평가 2
(1) 발광 소자의 제작 2
실시예 2-1 내지 2-6의 발광 소자는, 발광층의 형성 시 인광 감광제를 사용하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1-1 내지 1-6의 발광 소자와 동일한 방법으로 제작하였다. 비교예 2-1 내지 2-4의 발광 소자는, 발광층의 형성 시 인광 감광제를 사용하지 않은 것을 제외하고, 비교예 1-1 내지 1-4의 발광 소자와 동일한 방법으로 제작하였다. 비교예 2-1 내지 2-4 및 실시예 2-1 내지 2-6의 발광 소자는 발광층의 형성 시, 호스트 혼합물 및 도펀트를 99:1 중량비로 제공하여 200Å 두께로 공증착하였다.
(2) 발광 소자의 평가 2
아래 표 5에서는 실시예 2-1 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-4의 발광 소자의 구동 전압(V), 발광 효율(Cd/A), 최대 외부 양자 효율(EQEmax, %), 및 발광색을 측정하여 나타내었다. 발광 소자의 구동 전압(V), 발광 효율(Cd/A), 최대 외부 양자 효율(EQEmax, %), 및 발광색은 휘도 1000cd/m2에서 Keithley MU 236 및 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다.
소자 제작 예 정공수송층 물질 호스트 도펀트 구동 전압(V) 발광 효율 (cd/A) 최대 외부 양자 효율
(EQEmax, %)		 발광색
실시예 2-1 H-1-3 HT1/ET1 화합물 18 5.3 8.3 7.9 청색
실시예 2-2 H-1-5 HT1/ET1 화합물 27 5.5 8.2 7.9 청색
실시예 2-3 H-1-6 HT1/ET1 화합물 51 5.4 7.9 7.6 청색
실시예 2-4 H-1-7 HT1/ET1 화합물 57 5.5 7.5 7.2 청색
실시예 2-5 H-1-10 HT1/ET1 화합물 81 5.5 7.7 7.5 청색
실시예 2-6 H-1-2 HT1/ET1 화합물 91 5.5 7.9 7.5 청색
비교예 2-1 H-1-7 HT1/ET1 비교예 화합물 C1 6.1 5.2 4.8 청색
비교예 2-2 H-1-4 HT1/ET1 비교예 화합물 C2 6.2 4.9 4.5 청색
비교예 2-3 H-1-3 HT1/ET1 비교예 화합물 C3 6.4 4.5 4.2 청색
비교예 2-4 H-1-2 HT1/ET1 비교예 화합물 C4 6.3 5.0 4.6 청색
표 5를 참조하면, 비교예 2-1 내지 2-4 및 실시예 2-1 내지 2-6의 발광 소자는 청색광을 방출하는 것을 알 수 있다. 비교예 2-1 내지 2-4의 발광 소자에 비해, 실시예 2-1 내지 2-6의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 정공 수송층 재료가 동일한 비교예 2-3의 발광 소자에 비해, 실시예 2-1의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다. 정공 수송층 재료가 동일한 비교예 2-1의 발광 소자에 비해, 실시예 2-4의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다. 정공 수송층 재료가 동일한 비교예 2-4의 발광 소자에 비해, 실시예 2-6의 발광 소자는 구동 전압이 낮고 효율이 우수한 것을 알 수 있다.
실시예 2-1 내지 2-6의 발광 소자는 실시예 화합물인 화합물 18, 27, 51, 57, 81 및 91을 포함하는 것이다. 화합물 18, 27, 51, 57, 81 및 91은 일 실시예의 다환 화합물이며, 2개의 5각 고리와 3개의 벤젠 고리가 축합된 5환의 고리기를 치환기로 포함하는 것이다. 일 실시예의 다환 화합물에서, 축합된 5환의 고리기는 붕소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환에 결합된 것이다. 이에 따라, 일 실시예의 다환 화합물을 포함하는 발광 소자는 구동 전압이 감소되고 효율이 향상될 수 있다.
일 실시예의 발광 소자는 제1 화합물 및 제2 내지 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 화합물은 치환 또는 비치환된 카바졸기를 포함하고, 제3 화합물은 적어도 하나의 질소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 6각 고리기를 포함할 수 있다. 제4 화합물은 백금을 포함하는 화합물일 수 있다.
제1 화합물은 일 실시예의 다환 화합물일 수 있다. 일 실시예의 다환 화합물은 붕소 원자 및 두 개의 헤테로 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환에 축합된 5환의 고리기를 치환기로 포함할 수 있다. 축합된 5환의 고리기는 2개의 5각 고리와 3개의 벤젠 고리가 축합된 것으로, 2개의 5각 고리는 N, O, 또는 S를 고리 형성 원자로 포함하는 것이다. 축합된 5환의 고리기의 입체적인 특성으로 인해 일 실시예의 다환 화합물은 큰 진동자 강도 값을 나타낼 수 있다. 또한, 일 실시예의 다환 화합물은 축합된 5환의 고리기를 치환기로 포함하여, 붕소 원자를 고리 형성 원자로 포함하는 5환의 축합환 내로 전자 밀도가 집중될 수 있다. 5환의 축합환에 전자 밀도가 집중됨에 따라, 일 실시예의 다환 화합물은 다중 공명이 안정화될 수 있다. 따라서, 일 실시예의 다환 화합물은 발광 소자의 효율 개선 및 구동 전압 감소에 기여할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ED: 발광 소자 EL1: 제1 전극
EL2: 제2 전극 EML: 발광층
HTR: 정공 수송 영역 ETR: 전자 수송 영역

Claims (25)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층; 을 포함하고,
    상기 발광층은
    하기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물; 및
    하기 화학식 HT-1로 표시되는 제2 화합물, 하기 화학식 ET-1로 표시되는 제3 화합물, 및 하기 화학식 M-b로 표시되는 제4 화합물 중 적어도 하나; 를 포함하는 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00163

    상기 화학식 1에서,
    X1 및 X2는 각각 독립적으로 NR0, O, 또는 S이고,
    R0는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이다:
    [화학식 2]
    Figure pat00164

    상기 화학식 2에서,
    X3 및 X4는 각각 독립적으로 NR8, O, 또는 S이고,
    a1 및 a2는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a3은 0 이상 2 이하의 정수이고,
    R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이다:
    [화학식 HT-1]
    Figure pat00165

    상기 화학식 HT-1에서,
    a4는 0 이상 8 이하의 정수이고,
    R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이다:
    [화학식 ET-1]
    Figure pat00166

    상기 화학식 ET-1에서,
    Y1 내지 Y3 중 적어도 하나는 N이고 나머지는 CRa이고,
    Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    b1 내지 b3은 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수이고,
    L1 내지 L3은 각각 독립적으로 직접 결합(direct linkage), 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar1 내지 Ar3은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다:
    [화학식 M-b]
    Figure pat00167

    상기 화학식 M-b에서,
    Q1 내지 Q4는 각각 독립적으로 C 또는 N이고,
    C1 내지 C4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로고리기이고,
    e1 내지 e4는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
    L21 내지 L24는 각각 독립적으로 직접 결합,
    Figure pat00168
    ,
    Figure pat00169
    ,
    Figure pat00170
    ,
    Figure pat00171
    ,
    Figure pat00172
    ,
    Figure pat00173
    , 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 2가의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고,
    d1 내지 d4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    R31 내지 R39는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성한다.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 2-1] [화학식 2-2]
    Figure pat00174
    Figure pat00175

    [화학식 2-3] [화학식 2-4]
    Figure pat00176
    Figure pat00177

    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에서,
    a10은 0 이상 3 이하의 정수이고,
    상기 화학식 2-4에서,
    a11은 0 또는 1이고,
    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4에서,
    a1 내지 a3, R5 내지 R7, X3, 및 X4는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-A 내지 화학식 2-F 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 2-A] [화학식 2-B]
    Figure pat00178
    Figure pat00179

    [화학식 2-C] [화학식 2-D]
    Figure pat00180
    Figure pat00181

    [화학식 2-E] [화학식 2-F]
    Figure pat00182
    Figure pat00183

    상기 화학식 2-A 내지 화학식 2-F에서, a1 내지 a3 및 R5 내지 R8은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00184

    [화학식 1-2]
    Figure pat00185

    [화학식 1-3]
    Figure pat00186

    [화학식 1-4]
    Figure pat00187

    [화학식 1-5]
    Figure pat00188

    [화학식 1-6]
    Figure pat00189

    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서,
    R41 및 R42는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 R41 및 R42는 각각 독립적으로 하기 R11-1 내지 R11-6 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    Figure pat00190

    상기 R11-1, R11-2, 및 R11-4에서, Ph는 페닐기이다.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-A 내지 화학식 1-C 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 1-A]
    Figure pat00191

    [화학식 1-B]
    Figure pat00192

    [화학식 1-C]
    Figure pat00193

    상기 화학식 1-B에서,
    X13 및 X14는 각각 독립적으로 NR18, O, 또는 S이고,
    a11은 0 이상 3 이하의 정수이고,
    a12는 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a13은 0 이상 2 이하의 정수이고,
    R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이고,
    상기 화학식 1-C에서,
    X23 및 X24는 각각 독립적으로 NR28, O, 또는 S이고,
    a21 및 a22는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a23은 0 또는 1이고,
    R25 내지 R28은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이고,
    상기 화학식 1-A 내지 화학식 1-C에서,
    a10은 0 이상 3 이하의 정수이고,
    a2, a3, R1 내지 R7, R11 내지 R14, R21, R23, 및 X1 내지 X4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 R5 내지 R7은 각각 독립적으로 치환된 메틸기, 비치환된 t-부틸기, 비치환된 트리페닐실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기인 발광 소자.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23은 각각 독립적으로 하기 R1-1 내지 R1-3 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    Figure pat00194

    상기 R1-1에서,
    a51은 0 이상 8 이하의 정수이고,
    R51은 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이고,
    상기 R1-2에서,
    a52 및 a53은 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    R52 및 R53은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이다.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 중수소 원자를 포함하는 발광 소자.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 배치되고, 하기 화학식 H-1로 표시되는 정공 수송 화합물을 포함하는 정공 수송 영역을 더 포함하는 발광 소자:
    [화학식 H-1]
    Figure pat00195

    상기 화학식 H-1에서,
    c1 및 c2는 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수이고,
    L11 및 L12는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이고,
    Ar11 및 Ar12는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    Ar13은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 및 상기 제3 화합물을 포함하는 발광 소자.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 상기 제3 화합물, 및 상기 제4 화합물을 포함하는 발광 소자.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 화합물은 하기 화합물군 1의 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화합물군 1]
    Figure pat00196

    Figure pat00197

    Figure pat00198

    Figure pat00199

    Figure pat00200

    Figure pat00201

    Figure pat00202

    Figure pat00203

    Figure pat00204

    Figure pat00205

    Figure pat00206

    Figure pat00207

    상기 화합물군 1에서, D는 중수소 원자이고, Ph는 페닐기이다.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 화합물은 하기 화합물군 2의 화합물들 중 어느 하나로 표시되고, 상기 제3 화합물은 하기 화합물군 3의 화합물들 중 어느 하나로 표시되고, 상기 제4 화합물은 하기 화합물군 4의 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화합물군 2]
    Figure pat00208

    [화합물군 3]
    Figure pat00209

    [화합물군 4]
    Figure pat00210

    Figure pat00211

    상기 화합물군 4에서, R, R38, 및 R39는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다.
  15. 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00212

    상기 화학식 1에서,
    X1 및 X2는 각각 독립적으로 NR0, O, 또는 S이고,
    R0는 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이다:
    [화학식 2]
    Figure pat00213

    상기 화학식 2에서,
    X3 및 X4는 각각 독립적으로 NR8, O, 또는 S이고,
    a1 및 a2는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a3은 0 이상 2 이하의 정수이고,
    R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이다.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 2-1] [화학식 2-2]
    Figure pat00214
    Figure pat00215

    [화학식 2-3] [화학식 2-4]
    Figure pat00216
    Figure pat00217

    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-3에서,
    a10은 0 이상 3 이하의 정수이고,
    상기 화학식 2-4에서,
    a11은 0 또는 1이고,
    상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4에서,
    a1 내지 a3, R5 내지 R7, X3, 및 X4는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-A 내지 화학식 2-F 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 2-A] [화학식 2-B]
    Figure pat00218
    Figure pat00219

    [화학식 2-C] [화학식 2-D]
    Figure pat00220
    Figure pat00221

    [화학식 2-E] [화학식 2-F]
    Figure pat00222
    Figure pat00223

    상기 화학식 2-A 내지 화학식 2-F에서, a1 내지 a3 및 R5 내지 R8은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00224

    [화학식 1-2]
    Figure pat00225

    [화학식 1-3]
    Figure pat00226

    [화학식 1-4]
    Figure pat00227

    [화학식 1-5]
    Figure pat00228

    [화학식 1-6]
    Figure pat00229

    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서,
    R41 및 R42는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 60 이하의 헤테로아릴기이고,
    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6에서, R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-A 내지 화학식 1-C 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 1-A]
    Figure pat00230

    [화학식 1-B]
    Figure pat00231

    [화학식 1-C]
    Figure pat00232

    상기 화학식 1-B에서,
    X13 및 X14는 각각 독립적으로 NR18, O, 또는 S이고,
    a11은 0 이상 3 이하의 정수이고,
    a12는 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a13은 0 이상 2 이하의 정수이고,
    R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이고,
    상기 화학식 1-C에서,
    X23 및 X24는 각각 독립적으로 NR28, O, 또는 S이고,
    a21 및 a22는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    a23은 0 또는 1이고,
    R25 내지 R28은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 60 이하의 아릴기이고,
    상기 화학식 1-A 내지 화학식 1-C에서,
    a10은 0 이상 3 이하의 정수이고,
    a2, a3, R1 내지 R7, R11 내지 R14, R21, R23, 및 X1 내지 X4는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 R5 내지 R7은 각각 독립적으로 치환된 메틸기, 비치환된 t-부틸기, 비치환된 트리페닐실릴기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기인 다환 화합물.
  21. 제15 항에 있어서,
    상기 R1 내지 R4, R11 내지 R14, 및 R21 내지 R23은 각각 독립적으로 하기 R1-1 내지 R1-3 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    Figure pat00233

    상기 R1-1에서,
    a51은 0 이상 8 이하의 정수이고,
    R51은 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이고,
    상기 R1-2에서,
    a52 및 a53은 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    R52 및 R53은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이다.
  22. 제15 항에 있어서,
    440nm 이상 480nm 이하의 파장 영역에서 발광 중심 파장을 갖는 다환 화합물.
  23. 제15 항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 열활성 지연 형광 발광 재료인 다환 화합물.
  24. 제15 항에 있어서,
    진동자 강도(oscillator strength, f)가 0.25 이상 0.60 이하인 다환 화합물.
  25. 제15 항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물군 1의 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    [화합물군 1]
    Figure pat00234

    Figure pat00235

    Figure pat00236

    Figure pat00237

    Figure pat00238

    Figure pat00239

    Figure pat00240

    Figure pat00241

    Figure pat00242

    Figure pat00243

    Figure pat00244

    Figure pat00245

    상기 화합물군 1에서, D는 중수소 원자이고, Ph는 페닐기이다.

KR1020210141336A 2021-10-21 2021-10-21 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물 KR20230057537A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210141336A KR20230057537A (ko) 2021-10-21 2021-10-21 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
US17/862,923 US20230141820A1 (en) 2021-10-21 2022-07-12 Light emitting element and polycyclic compound for the same
CN202211196374.6A CN116017995A (zh) 2021-10-21 2022-09-26 发光元件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210141336A KR20230057537A (ko) 2021-10-21 2021-10-21 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230057537A true KR20230057537A (ko) 2023-05-02

Family

ID=86023577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210141336A KR20230057537A (ko) 2021-10-21 2021-10-21 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230141820A1 (ko)
KR (1) KR20230057537A (ko)
CN (1) CN116017995A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
CN116017995A (zh) 2023-04-25
US20230141820A1 (en) 2023-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230065958A (ko) 발광 소자
KR20230131800A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 축합 다환 화합물
KR102529651B1 (ko) 발광 소자
KR102472899B1 (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합 다환 화합물
KR20230107423A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230112796A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230082719A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR20230105719A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230056805A (ko) 발광 소자
KR102523173B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
US20230141820A1 (en) Light emitting element and polycyclic compound for the same
KR20230127147A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230019299A (ko) 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 축합 다환 화합물
KR20230171081A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20240024417A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 축합 다환 화합물
KR20240048082A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 함질소 화합물
KR20240029591A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230139895A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 축합 다환 화합물
KR20230143220A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230109198A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230167264A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 축합 다환 화합물
KR20230039847A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 방향족 화합물
KR20230061673A (ko) 발광 소자
KR20230056860A (ko) 발광 소자
KR20230041848A (ko) 발광 소자