KR20230070165A - 유기 전계발광소자 - Google Patents

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KR20230070165A KR1020220150027A KR20220150027A KR20230070165A KR 20230070165 A KR20230070165 A KR 20230070165A KR 1020220150027 A KR1020220150027 A KR 1020220150027A KR 20220150027 A KR20220150027 A KR 20220150027A KR 20230070165 A KR20230070165 A KR 20230070165A
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샹 딩
징 왕
리앙 가오
후이칭 팡
멍란 시에
펑 리
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Abstract

본 발명은 유기 전계발광소자를 개시하였다. 상기 유기 전계발광소자는 양극, 음극, 음극과 양극 사이에 배치된 발광층, 음극과 발광층 사이에 배치된 전자 수송층, 및 양극과 발광층 사이에 배치된 전자 차단층을 포함하며; 여기서 상기 전자 수송층은 제1 화합물을 포함하고, 상기 전자 차단층은 제2 화합물을 포함하며, 상기 발광층은 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 포함하고; 여기서, 상기 제1 화합물은 식 1로 나타내는 구조를 갖는다. 상기 전계발광소자의 특정 유기층은 재료 종류를 감소하고, 경계면으로 인한 영향을 줄이며, 소자는 전압, 전류 효율, 전력 효율, 외부 양자 효율 및 수명 등 성능 측면에서 전면적으로 향상되었다.

Description

유기 전계발광소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은 유기 전계발광소자에 관한 것이다. 더욱 특별하게, 식 1 구조를 갖는 제1 화합물을 포함하고 특정 소자 구조를 갖는 유기 전계발광소자에 관한 것이다.
유기 전자소자는, 유기 발광다이오드(OLEDs), 유기 전계효과트랜지스터(O-FETs), 유기 발광트랜지스터(OLETs), 유기 광전소자(OPVs), 염료감응형 태양전지(DSSCs), 유기 광학검출기, 유기 광수용체, 유기 전계효과소자(OFQDs), 발광 전기화학전지(LECs), 유기 레이저 다이오드 및 유기 플라즈마(plasma) 발광소자를 포함하되 이에 한정되지 않는다.
1987년, Eastman Kodak의 Tang 및 Van Slyke는, 전자 수송층 및 발광층으로서 아릴아민 정공 수송층 및 트리-8-히드록시퀴놀린-알루미늄층(tris-8-hydroxyquinoline aluminum layer)을 포함하는 2 층 유기 전계발광소자를 보도하였다(Applied Physics Letters, 1987,51(12): 913-915). 소자에 바이어스를 가하게 되면, 소자에서 녹색 빛이 방출된다. 상기 발명은 현대 유기 발광다이오드(OLEDs)의 발전에 토대를 마련하였다. 가장 선진적인 OLEDs는 전하 주입 및 수송층, 전하 및 엑시톤 차단층(exciton blocking layer), 및 캐소드(cathode)와 애노드(anode) 사이의 하나 또는 복수의 발광층과 같은 복수 층을 포함할 수 있다. OLEDs는 자가발광 고체소자이기 때문에, 디스플레이 및 조명 응용에 엄청난 잠재력을 제공해준다. 또한, 유기 자재의 고유특성(예를 들어 이들의 가요성)은 이들이 특수한 응용(예를 들어 가요성 기판상에서의 제조)에 적합하도록 한다.
OLED는 이의 발광 매거니즘에 따라 세 가지의 다른 유형으로 분류될 수 있다. Tang과 van Slyke가 발명한 OLED는 형광 OLED이다. 이는 일중항 상태(singlet state) 발광만 사용한다. 소자에서 생성된 삼중항 상태(triplet state)는 비방사성 감쇠채널을 통해 낭비된다. 따라서, 형광 OLED의 내부 양자 효율(IQE)은 25%에 불과하다. 이러한 한정은 OLED의 상업화를 방해한다. 1997년, Forrest와 Thompson은, 착물을 함유하는 중금속으로부터의 삼중항 상태 발광을 발광체로 사용하는 인광 OLED를 리포트하였다. 따라서, 일중항 상태와 삼중항 상태를 획득할 수 있어 100%의 IQE를 달성할 수 있다. 이의 효율이 높기 때문에, 인광 OLED의 발견 및 발전은 액티브 매트릭스 OLED(AMOLED)의 상업화에 직접적인 공헌을 하였다. 최근에, Adachi는 유기 화합물의 열활성화지연형광(TADF)을 통해 고효율을 달성하였다. 이러한 발광체는 엑시톤(exciton)이 삼중항 상태에서 일중항 상태로 돌아갈 수 있도록 작은 일중항-삼중항 상태의 간격(gap)을 구비한다. TADF 소자에서, 삼중항 상태 엑시톤(triplet exciton)은 역항간교차(reverse intersystem crossing)를 통해 일중항 상태 엑시톤을 생성할 수 있어 높은 IQE를 달성할 수 있다.
OLEDs는 또한 사용되는 재료의 형태에 따라 저분자 및 고분자 OLED로 나눌 수 있다. 저분자는 고분자가 아닌 임의의 유기 또는 유기 금속재료를 지칭한다. 정확한 구조를 구비한다면 저분자의 분자량은 매우 클 수 있다. 명확한 구조를 구비하는 덴드리틱 고분자(dendritic polymer)는 소분자로 간주된다. 고분자 OLED는 공액 고분자(conjugated polymer) 및 펜던트 발광기(pendant emitting groups)를 구비하는 비공액 고분자를 포함한다. 제조과정에 포스트중합(post polymerization)이 발생하면, 저분자 OLED는 고분자 OLED로 변할 수 있다.
이미 다양한 OLED 제조방법이 존재한다. 저분자 OLED는 통상적으로 진공 열증착(vacuum thermal evaporation)을 통해 제조된다. 고분자 OLED는 용액공정, 예를 들어 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅 및 노즐 프린팅에 의해 제조된다. 재료가 용매에 용해되거나 분산될 수 있으면 저분자 OLED도 용액공정에 의해 제조될 수 있다.
OLED의 발광색은 발광재료 구조설계에 의해 실현될 수 있다. OLED는 원하는 스펙트럼을 실현할 수 있도록 하나의 발광층 또는 복수의 발광층을 포함할 수 있다. 녹색, 황색 및 적색 OLED에서, 인광재료는 이미 상업화를 성공적으로 실현하였다. 청색 인광소자는 여전히 청색 불포화, 짧은 소자수명 및 높은 작동전압 등 문제가 존재한다. 상업용 풀 컬러 OLED 디스플레이는 통상적으로 청색 형광과, 인광 황색 또는 적색과 녹색을 사용하는 혼합전략을 사용한다. 현재, 인광 OLED의 효율이 고휘도의 경우에 급격히 감소되는 문제가 여전히 존재한다. 이 외, 보다 포화된 발광 스펙트럼, 더 높은 효율 및 더 긴 소자수명을 구비하는 것을 원한다.
유기 전계발광소자는 소자의 양단에 전압을 인가하여, 전기 에너지를 광으로 전환한다. 일반적으로, 유기 전계발광소자는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 배치된 유기층을 포함한다. 상기 유기층은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 차단층(EBL), 발광층(EML, 호스트 재료와 도핑 재료를 포함), 정공 차단층(HBL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 등을 포함하며, 여기서 정공 차단층은 선택적인 기능층이다. 재료 기능의 다름에 따라, 유기층을 구성하는 재료는 정공 주입 재료, 정공 수송 재료, 전자 차단 재료, 호스트 재료, 발광 재료, 정공 차단 재료, 전자 수송 재료, 전자 주입 재료 등으로 나눌 수 있다. 소자에 바이어스 전압을 인가하면, 정공은 양극에서 발광층으로 주입되고, 전자는 음극에서 발광층으로 주입된다. 정공과 전자는 발광층에서 만나 엑시톤을 형성하고, 엑시톤은 재결합하여 빛을 방출한다. 유기 재료 박막에서, 일반적으로 전자의 이동도는 정공의 이동도보다 훨씬 낮아 발광층에 과량의 정공이 축적되고, 과량의 정공은 발광하지 않는 양이온 화합물을 형성하여 소자의 밝기와 수명을 감소시킬 수 있다. 비교적 우수한 캐리어의 균형을 달성하기 위해, 전자 수송층에는 전자 수송 재료 외에, 다른 분자를 도입하여 소자에서의 전사 수송 특성을 개선하고, 이는 LiQ, LiF, CsF 등을 포함하지만 이에 한정되지 않고, 또는 일부 n형 전도성 도핑 재료를 포함할 수 있으며, TTN, BEDT-TTF 등을 포함하지만 이에 한정되지 않고, 또한 일부 고활성 금속을 포함할 수 있으며, Li, Cs, Mg 및 Ca 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
전자 차단층과 전자 수송층은 유기 전계발광소자의 성능에 영향을 미치는 중요한 기능층으로서, 그 재료의 선택과 배합은 유기 전계발광소자의 구동 전압, 효율과 수명에 심각한 영향을 미친다. 상업적으로 낮은 구동 전압, 고효율 및 긴 수명 등 특성의 유기 전계발광소자를 얻는 것을 바라는바, 신규 전자 차단 재료와 전자 수송 재료를 개발하는 것은 매우 중요하며, 위의 목표를 달성하기 위해서는 적합한 재료 배합의 조합을 선택하는 것도 매우 중요하다.
CN111527083A에서는 제1 호스트 화합물과 제2 호스트 화합물을 포함하는 유기 발광소자를 개시하였고, 상기 제1 호스트 화합물의 구조는
Figure pat00001
이고, 제2 호스트 화합물의 구조는
Figure pat00002
이다. 해당 출원에서는 트리아진계 화합물과 비카바졸계 화합물을 오로지 이중 호스트 재료로 조합하여 사용할 때 소자 성능에 미치는 영향을 개시하였고, 트리아진계 화합물을 동시에 호스트 재료와 전자 수송 재료로 사용하고 비카바졸계 화합물을 동시에 호스트 재료와 전자 차단 재료로 사용함에 있어서 소자의 성능에 미치는 영향에 대해 개시 또는 교시하지 않았다.
US2020377489A1에서는 제1 호스트 화합물과 제2 호스트 화합물을 포함하는 유기 발광소자를 개시하였고, 상기 제1 호스트 화합물의 구조는
Figure pat00003
이고, 제2 호스트 화합물의 구조는
Figure pat00004
이다. 해당 출원에서는 트리아진계 화합물과 비카바졸계 화합물을 오로지 이중 호스트 재료로 조합하여 사용할 때 소자 성능에 미치는 영향을 개시하였고, 트리아진계 화합물을 동시에 호스트 재료와 전자 수송 재료로 사용하고 비카바졸계 화합물을 동시에 호스트 재료와 전자 차단 재료로 사용함에 있어서 소자의 성능에 미치는 영향에 대해 개시 또는 교시하지 않았다.
하나의 OLED 소자에서, 상이한 유기층 사이에 에너지 준위 및/또는 분자 배열 등 경계면 문제가 존재할 수 있으며, 이는 소자 성능에 일정한 영향을 미친다. 우리의 연구에 따르면, EBL과 ETL가 각각 EML에서의 하나 또는 복수 개와 동일한 재료를 선택하면, 경계면으로 인한 영향을 줄임과 동시에, 소자 성능의 향상을 얻을 수 있다. 또한, 사용되는 재료의 종류를 줄이면 재료 비용을 절감할 수 있고, 더 많은 경제적 효익을 얻을 수 있다. 그러나, 현재 상업용 구조에는 일반적으로 12종 이상의 유기 재료가 있으며, 특히 녹색광은 일반적으로 이중 호스트 구조를 사용한다. 따라서, 유기 전계발광소자에서, 재료의 종류가 보다 적고 EML 근처의 경계면 영향이 보다 작은 소자 구조를 사용하는 것이 더욱 중요하다.
본 발명은 적어도 일부의 상기 문제를 해결하기 위해, 식 1 구조를 갖는 제1 화합물을 포함하고 특정 소자 구조를 갖는 유기 전계발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 유기 전계발광소자는 재료 종류를 절약하고, 경계면의 영향을 줄이며, 더 우수한 소자 성능, 예를 들어 전압 감소, 수명 향상 등을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 전계발광소자를 개시하였으며, 이는
음극,
양극,
음극과 양극 사이에 배치된 발광층, 음극과 발광층 사이에 배치된 전자 수송층, 및 양극과 발광층 사이에 배치된 전자 차단층을 포함하며,
여기서 상기 전자 수송층은 제1 화합물을 포함하고, 상기 전자 차단층은 제2 화합물을 포함하며, 상기 발광층은 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 포함하고;
상기 제1 화합물은 식 1로 나타내는 구조를 가지며,
Figure pat00005
여기서, Z는 O, S 또는 Se에서 선택되고;
A1-A7은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx 또는 N에서 선택되며;
Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택된다.
본 발명은 특정 소자 구조를 갖는 유기 전계발광소자를 개시하였고, 상기 유기 전계발광소자의 발광층은 2종의 화합물을 포함하며, 이들은 각각 전자 수송층에 사용되는 식 1의 일반식 구조를 갖는 제1 화합물과 전자 차단층에 사용되는 제2 화합물이다. 특히 식 1의 일반식 구조를 갖는 제1 화합물은 호스트 재료로 사용될 수 있고 전자 수송 재료로도 사용될 수 있으며, 이런 특정된 배합은 상이한 재료 사이의 경계면으로 인한 결함을 감소시킬 수 있기에, 따라서 전압을 감소시키고, 수명을 향상시킴과 동시에, 사용되는 재료의 종류를 줄여 재료 비용을 절감할 수 있어서, 더 많은 경제적 효익을 얻을 수 있다.
도 1은 본문에서 개시된 화합물 및 화합물 조합을 함유할 수 있는 유기발광장치의 개략도이다.
도 2는 본문에서 개시된 화합물 및 화합물 조합을 함유할 수 있는 다른 유기발광장치의 개략도이다.
OLED는 여러 종류의 기판(예를 들어, 유리, 플라스틱 및 금속)상에서 제조될 수 있다. 도 1은 유기 발광장치(100)를 개략적으로 비 한정적으로 나타낸다. 도면은 반드시 비율에 따라 그려진 것이 아니며, 도면에서의 일부 층구조는 필요에 따라 생략될 수도 있다. 장치(100)는 기판(101), 양극(110), 정공 주입층(120), 정공 수송층(130), 전자 차단층(140), 발광층(150), 정공 차단층(160), 전자 수송층(170), 전자 주입층(180) 및 음극(190)을 포함할 수있다. 장치(100)는 설명된 층들을 순차적으로 증착하여 제조될 수 있다. 도면은 반드시 비율대로 그려지는 것이 아니고, 도면 의 일부 층 구조는 수요에 따라 생략될 수도 있는바, 예를 들어, 정공 차단층(160)은 수요에 따라 생략될 수 있다. 각 층의 성질과 기능 및 예시적인 재료는 미국 특허 US7,279,704B2 제6-10 칼럼에서 더 구체적으로 설명하였으며, 상기 특허의 전부 내용은 본 출원에 인용되어 결합된다.
이러한 층에서의 각 층은 더 많은 예시를 구비한다. 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허 제5,844,363호에 개시된 유연하고 투명한 기판-애노드 조합을 예로 들 수 있다. p-도핑된 정공 수송층의 예시로는, 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허출원공개 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이 50:1의 몰비로 F4 -TCNQ가 도핑된 m-MTDATA이다. 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허 제6303238호(Thompson 등에게 수여됨)에서는 호스트 재료(host material)의 예시를 개시하였다. n-도핑된 전자 수송층의 예시로는, 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허출원공개 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이 1:1의 몰비로 Li가 도핑된 BPhen이다. 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허 제5703436호 및 제5707745호에서는 음극의 예시를 개시하였으며, 이는 Mg:Ag와 같은 금속 박층, 오버라잉(overlying)된 투명하고 전도성을 가지며 스퍼터 증착(sputter-deposited)된 ITO층을 가지는 복합 음극을 포함한다. 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허 제6097147호 및 미국특허출원공개 제2003/0230980호에서는 차단층의 원리 및 사용에 대해 더 구체적으로 설명하였다. 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허출원공개 제2004/0174116호에서는 주입층의 예시를 제공하였다. 전문을 인용하는 방식으로 결합된 미국특허출원공개 제2004/0174116호에서 보호층에 대한 설명을 찾을 수 있다.
비 한정적인 실시예를 통해 상기 계층구조를 제공한다. OLED의 기능은 상술한 여러 종류의 층을 조합함으로써 구현할 수 있고, 또는 일부 층을 완전히 생략할 수 있다. 이는 명확하게 설명되지 않은 다른 층을 더 포함할 수 있다. 각 층 내에는 단일 재료 또는 여러 종류의 재료의 혼합물을 사용함으로써 최적의 성능을 구현할 수 있다. 임의의 기능층은 여러 개의 서브 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층은 원하는 발광 스펙트럼을 구현할 수 있도록 2층의 서로 다른 발광재료를 구비할 수 있다.
"OLED 소자"라는 용어는 양극층, 음극층, 및 양극층과 음극층 사이에 배치된 하나 이상의 유기층을 포함한다. 하나의 "OLED 소자"는 배면 발광, 즉 기판 측으로부터 광을 방출하거나, 전면 발광, 즉 캡슐화층 측으로부터 광을 방출하거나, 투명 소자, 즉 기판과 캡슐화층 측으로부터 동시에 발광할 수 있다.
"전자 수송층"이라는 용어는 전자 수송 특성을 갖는 재료와 상술한 재료의 전자 수송 특성을 향상시키기 위한 재료를 포함하는 유기층을 의미하며, 전자 수송 특성을 향상시키는 재료는 LiQ, LiF, CsF 등을 포함하지만 이에 한정되지 않으며, 또는 일부 n형 전도성 도핑 재료 TTN, BEDT-TTF 등을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않으며, 일부 고활성 금속 Li, Cs, Mg 및 Ca 등을 포함할 수도 있지만 이에 한정되지 않는다. 전자 수송층은 일반적으로 발광층과 음극 사이에 배치되고, 두께는 일반적으로 30~50nm이다. 전자 수송층과 발광층 사이에 때로는 한 층의 정공 차단층을 추가할 수 있고, 그 두께는 일반적으로 5~10nm이고, 도핑하지 않으며; 전자 수송층과 음극 사이에 때로는 한 층의 전자 주입층을 추가할 수 있고, 그 두께는 일반적으로 5nm 이하이고, 도핑하지 않는다.
일 실시예에서, OLED는 음극과 양극 사이에 배치된 "유기층"으로 설명될 수 있다. 해당 유기층은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
OLED도 캡슐화층이 필요되고, 도 2에 예시적으로 비한정적으로 유기 발광소자(200)를 전시하였고, 도 1과의 다른 점이라면, 음극(190) 상에 캡슐화층(102)을 더 포함하여, 환경으로부터 유해물질, 예를 들어 수분과 산소 등을 방지한다. "캡슐화층"은 두께가 100마이크로미터보다 작은 박막으로 캡슐화할 수 있고, 이는 하나 이상의 박막을 소자에 직접 배치하거나, 기판에 부착한 커버 유리(cover glass)를 포함할 수 있다. 캡슐화 기능을 제공할 수 있는 임의의 재료는 모두 캡슐화층으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 유리 혹은 유기-무기 하이브리드층을 사용할 수 있다. 캡슐화층은 OLED 소자의 외부에 직접 또는 간접적으로 배치되어야 한다. 다층 박막 캡슐화는 미국 특허 US7,968,146B2에 설명되어 있으며, 해당 출원의 전부 내용은 참조로서 본 출원에 포함된다.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 소자는 해당 소자의 하나 또는 복수의 전자부재모듈(또는 유닛)을 구비하는 여러 종류의 소비재에 통합될 수 있다. 이러한 소비재의 일부 예시는 평판 디스플레이, 모니터, 의료 모니터, 텔레비전, 광고판, 실내 또는 실외용 조명등 및/또는 신호 발사등, 헤드업 디스플레이(head-up display), 전체적으로 투명하거나 부분적으로 투명한 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 스마트폰, 태블릿, 태블릿 폰, 웨어러블 장치(wearable device), 스마트 시계, 랩톱 컴퓨터(laptop computer), 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더(viewfinder), 마이크로 디스플레이, 3-D 디스플레이, 차량 디스플레이 및 후미등을 포함한다.
본문에 기재된 재료 및 구조는 상기에 열거된 다른 유기 전자소자에 사용될 수도 있다.
본문에 사용된 "상단"은 기판과 가장 멀리 위치함을 의미하고, "하단"은 기판과 가장 가깝게 위치함을 의미한다. 제1 층이 제2 층 "상"에 "배치"된다고 설명되는 경우, 제1 층은 기판과 비교적 멀리 위치하도록 배치된다. 제1 층 "및" 제2 층이 "접촉"한다고 규정되지 않는 한, 제1 층과 제2 층 사이에는 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 음극과 양극 사이에 여러 종류의 유기층이 존재하더라도 여전히 음극이 양극 "상"에 "배치"된다고 설명할 수 있다.
본문에 사용된 "용액 처리 가능"은, 용액 또는 현탁액의 형태로 액체 매질에서 용해, 분산 또는 수송될 수 있음 및/또는 액체 매질로부터 침전될 수 있음을 의미한다.
리간드가 발광재료의 감광성능에 직접적으로 작용한다고 사료되는 경우, 리간드는 "감광성 리간드"라 할 수 있다. 리간드가 발광재료의 감광성능에 작용하지 않는다고 사료되는 경우, 리간드는 "보조 리간드"라 할 수 있는데, 보조 리간드는 감광성 리간드의 성질을 변경할 수 있다.
형광 OLED의 내부 양자 효율(IQE)은 지연 형광을 통해 25%의 스핀 통계(spin statistics) 한계를 초과할 수 있는 것으로 여겨진다. 지연 형광은 일반적으로 두 가지 유형, 즉 P형 지연 형광 및 E형 지연 형광으로 나뉠 수 있다. P형 지연 형광은 삼중항-삼중항 소멸(TTA)에 의해 생성된다.
다른 측면으로, E형 지연 형광은 2개의 삼중항 상태의 충돌에 의존하지 않고 삼중항 상태와 일중항 여기상태(singlet-excited state) 사이의 전이에 의존한다. E형 지연 형광을 생성할 수 있는 화합물은 에너지 상태 간의 전환을 진행할 수 있도록 매우 작은 일중항-삼중항 갭(gap)을 구비해야 한다. 열에너지는 삼중항 상태에서 일중항 상태로의 전이(transition)를 활성화할 수 있다. 이러한 유형의 지연 형광은 또한 열활성 지연 형광(TADF)이라 한다. TADF의 현저한 특징으로는 지연요소는 온도가 높아짐에 따라 증가하는 것이다. 역계간교차(reverse intersystem crossing)(RISC)의 속도가 충분히 빨라 삼중항 상태에 의한 비방사성감쇠를 최소화한다면, 백필링(back-filling)된 일중항 여기상태의 비율은 75%에 도달할 수 있다. 일중항 상태의 총 비율은 100%일 수 있으며 이는 전계가 생성한 엑시톤의 스핀 통계의 25%를 훨씬 초과한다.
E형 지연 형광의 특징은 들뜬 복합체(exciplex system) 시스템 또는 단일 화합물에서 발견될 수 있다. 이론에 구속되지 안고, E형 지연 형광은 발광재료가 일중항-삼중항의 작은 에너지 갭(energy gap)(△ES-T)을 구비해야 한다고 여겨진다. 비금속을 함유하는 유기 공예체-수용체 발광재료는 이러한 특징을 실현할 가능성이 있다. 이러한 재료의 방출은 일반적으로 공예체-수용체 전하이동(CT)형 방출로 표징된다. 이러한 공예체-수용체형 화합물에서 HOMO와 LUMO의 공간적 분리는 일반적으로 작은 △ES-T을 생성한다. 이러한 상태는 CT 상태를 포함할 수 있다. 일반적으로, 공예체-수용체 발광재료는 전자 공예체부분(예를 들어, 아미노기 또는 카바졸 유도체)과 전자 수용체부분(예를 들어, N을 함유하는 6원 방향족고리)을 연결함으로써 구성된다.
치환기 용어의 정의에 관하여,
할로겐 또는 할로젠화물-은 본문에 사용된 바와 같이 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함한다.
알킬기는 본문에 사용된 바와 같이 직쇄형 알킬기 및 분지형 알킬기를 포함한다. 알킬기는 1~20 개의 탄소원자를 갖는 알킬기일 수 있고, 바람직하게는 1~12 개의 탄소원자를 갖는 알킬기이고, 더 바람직하게는 1~6 개의 탄소원자를 갖는 알킬기이다. 알킬기의 예시는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 2차부틸기(Sec-butyl), 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, 네오펜틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 1-펜틸헥실기, 1-부틸펜틸기, 1-헵틸옥틸기, 3-메틸펜틸기를 포함한다. 상기에서, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 2차부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 네오펜틸기 및 n-헥실기가 바람직하다. 또한, 알킬기는 임의로 치환될 수 있다.
시클로알킬기는 본 문에 사용된 바와 같이 고리형 알킬기를 포함한다. 시클로알킬기는 3 내지 20 개 고리탄소원자(ring carbon atoms)를 구비하는 시클로알킬기일 수 있으며, 4 내지 10 개 탄소 원자를 구비하는 시클로알킬기가 바람직하다. 시클로알킬기의 예시는 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4,4-디메틸시클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 1-노르보르닐기(1-norbornyl), 2- 노르보르닐기 등을 포함한다. 상기에서 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4,4-디메틸시클로헥실기가 바람직하다. 또한, 시클로알킬기는 임의로 치환될 수 있다.
헤테로알킬기는 본 문에 사용된 바와 같으며, 헤테로알킬기는 알킬기 사슬 중의 하나 또는 복수의 탄소가 질소원자, 산소원자, 황원자, 셀레늄원자, 인원자, 규소원자, 게르마늄원자 및 붕소원자로 이루어진 군에서 선택된 헤테로 원자에 의해 치환되어 형성된 것을 포함한다. 헤테로알킬기는 1 내지 20 개 탄소 원자를 구비하는 헤테로알킬기일 수 있으며, 1 내지 10 개의 탄소원자를 구비하는 헤테로알킬기가 바람직하며, 1 내지 6개의 탄소원자를 구비하는 헤테로알킬기가 더 바람직하다. 헤테로알킬기의 실예는 메톡시메틸기, 에톡시메틸기, 에톡시에틸기, 메틸티오메틸기(methylthiomethyl), 에틸티오메틸기, 에틸티오에틸기, 메톡시메톡시메틸기, 에톡시메톡시메틸기, 에톡시에톡시에틸기, 히드록시메틸기, 히드록시에틸기, 히드록시프로필기, 술파닐메틸기, 술파닐에틸기, 술파닐프로필기, 아미노메틸기, 아미노에틸기, 아미노프로필기, 디메틸아미노메틸기, 트리메틸게르마닐메틸기, 트리메틸게르마닐에틸기, 트리메틸게르마닐이소프로필기, 디메틸에틸게르마닐메틸기, 디메틸이소프로필게르마닐메틸기, tert-부틸디메틸게르마닐메틸기, 트리에틸게르마닐메틸기, 트리에틸게르마닐에틸기, 트리이소프로필게르마닐메틸기, 트리이소프로필게르마닐에틸기, 트리메틸실릴메틸기, 트리메틸실릴에틸기, 트리메틸실릴이소프로필기, 트리이소프로필실릴메틸기, 트리이소프로필실릴에틸기를 포함한다. 또한, 헤테로알킬기는 임의로 치환될 수 있다.
알케닐기는 본문에 사용된 바와 같이 직쇄형 올레핀기, 분지형 올레핀기 및 고리형 올레핀기를 포함한다. 알케닐기는 2 내지 20 개의 탄소원자를 함유하는 알케닐기일 수 있고, 바람직하게 2 내지 10 개의 탄소원자를 갖는 알케닐기일 수 있다. 알케닐기의 예로는 비닐기, 프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 3-부테닐기, 1,3-부타디에닐기(1,3-butadienyl), 1-메틸비닐기, 스티릴기, 2,2-디페닐비닐기, 1,2-디페닐비닐기, 1-메틸알릴기, 1,1-디메틸알릴기, 2-메틸알릴기, 1-페닐알릴기, 2-페닐알릴기, 3-페닐알릴기, 3,3-디페닐알릴기, 1,2-디메틸알릴기, 1-페닐-1-부테닐기, 3-페닐-1-부테닐기, 시클로펜테닐기, 시클로펜타디에닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기(cycloheptenyl), 시클로헵타트리에닐기, 시클로옥테닐기, 시클로옥타테트라에닐기(cyclooctatetraenyl) 및 노르보네닐기(norbornenyl)를 포함한다. 또한, 알케닐기는 임의로 치환될 수 있다.
알키닐기는 본문에 사용된 바와 같이 직쇄형 알키닐기를 포함한다. 알키닐기는 2 내지 20 개의 탄소원자를 함유하는 알키닐기일 수 있고, 바람직하게 2 내지 10 개의 탄소원자를 갖는 알키닐기일 수 있다. 알키닐기의 실예는 에티닐기, 프로피닐기, 프로파길기, 1-부티닐기, 2-부티닐기, 3-부티닐기, 1-펜티닐기, 2-펜티닐기, 3,3-디메틸-1-부티닐기, 3-에틸-3-메틸-1-펜티닐기, 3,3-디이소프로필-1-펜티닐기, 페닐에티닐기, 페닐프로피닐기 등을 포함한다. 상기에서, 에티닐기, 프로피닐기, 프로파길기, 1-부티닐기, 2-부티닐기, 3-부티닐기, 1-펜티닐기, 페닐에티닐기가 바람직하다. 또한, 알키닐기는 임의로 치환될 수 있다.
아릴기 또는 방향족기는 본문에 사용된 바와 같이 융합 시스템(condensed systems)과 비융합 시스템을 고려한다. 아릴기는 6 내지 30 개의 탄소원자를 갖는 아릴기일 수 있고, 바람직하게 6 내지 20 개의 탄소원자를 갖는 아릴기이며, 더 바람직하게는 6 내지 12 개의 탄소원자를 갖는 아릴기이다. 아릴기의 예시는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 트리페닐렌(triphenylene group)기, 테트라페닐렌기, 나프틸기, 안트라센기, 페날렌기(phenalene group), 페난트렌기, 플루오렌기, 피렌기(pyrene), 크라이센기(chrysene group), 페릴렌기(perylene group) 및 아줄렌(azulene group)기를 포함하고, 바람직하게는 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 트리페닐렌기, 플루오렌기및 나트탈렌기를 포함한다. 비융합 아릴기의 예시는 페닐기, 비페닐-2-일기(biphenyl-2-yl), 비페닐-3-일기, 비페닐-4-일기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 4'-메틸비페닐릴기, 4''-터트부틸기-p-터페닐-4-일기, o-쿠메닐기(o-cumenyl), m-쿠메닐기, p-쿠메닐기, 2,3-크실릴기, 3,4-크실릴기, 2,5-크실릴기, 메시틸기(mesityl) 및 m-쿼테르페닐기(m-quaterphenyl)를 포함한다. 또한, 아릴기는 임의로 치환될 수 있다.
헤테로시클릭기 또는 헤테로 시클릴은 본 문에 사용된 바와 같이, 비방향족 고리형 그룹을 고려한다. 비방향족 헤테로시클릭기는 3~20 개의 고리원자를 갖는 포화 헤테로시클릭기 및 3~20 개 고리원자를 갖는 불포화 비방향족 헤테로시클릭기를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 고리원자는 질소원자, 산소원자, 황원자, 셀레늄원자, 규소원자, 인원자, 게르마늄원자 및 붕소원자로 이루어진 군에서 선택되며, 바람직한 비방향족 헤테로시클릭기는 3 내지 7개의 고리원자를 포함하는 것으로, 질소, 산소, 규소 또는 황과 같은 적어도 하나의 헤테로원자를 포함한다. 비방향족헤테로시클릭기의 예시는옥시라닐기(oxiranyl group), 옥세타닐기(oxetanyl group), 테드라하이드로퓨란기(tetrahydrofuran group), 테드라하이드로피란기(tetrahydropyran group), 디옥솔란기(dioxolane group), 다이옥산기(dioxane group), 아지리디닐기(aziridinyl group), 디히드로피롤기(dihydropyrrole group), 테트라히드로피롤기(Tetrahydropyrrole group), 피페리딘기(piperidine group), 옥사졸리디닐기(oxazolidinyl group), 모르폴리노기(morpholino group), 피페라지닐기(piperazinyl group), 옥세핀기(oxepine group), 티에핀기(thiepine group), 아제핀기(azepine group) 및 테드라히드로실롤기(tetrahydrosilole group)를 포함한다. 또한, 헤테로시클릭기는 임의로 치환될 수 있다.
헤테로아릴기는 본 문에 사용된 바와 같이, 1~5 개의 헤테로원자를 함유할 수 있는 비융합 및 융합된 헤테로방향족 그룹을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 헤테로원자는 질소원자, 산소원자, 황원자, 셀레늄원자, 규소원자, 인원자, 게르마늄원자 및 붕소원자로 이루어진 군에서 선택된다. 이소아릴기도 헤테로아릴기를 의미한다. 헤테로아릴기는 3~30 개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기일 수 있고, 바람직하게 3~20 개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기이며, 더 바람직하게는 3~12 개의 탄소원자를 갖는 헤테로아릴기이다. 적합한 헤테로아릴기는 디벤조티오펜기(dibenzothiophene), 디벤조퓨란기(dibenzofuran), 디벤조셀레노펜기(dibenzoselenophene), 퓨란기, 티오펜기, 벤조퓨란기, 벤조티오펜기, 벤조셀레노펜기(benzoselenophene), 카바졸기(carbazole), 인돌로카바졸기(indolocarbazole), 피리딘인돌로기(pyridine indole), 피롤로피리딘기(Pyrrolopyridine), 피라졸기, 이미다졸기, 트리아졸기(Triazole), 옥사졸기(oxazole), 티아졸기, 옥사디아졸기, 옥사트리아졸기, 디옥사졸기, 티아디아졸기, 피리딘, 피리다진(pyridazine), 피리미딘, 피라진(pyrazine), 트리아진기(triazine), 옥사진기(oxazine), 옥사티아진기(oxathiazine), 옥사디아진기(oxadiazine), 인돌기(Indole), 벤즈이미다졸기(benzimidazole), 인다졸기, 인독사진기(indoxazine), 벤조옥사졸기, 벤지스옥사졸기(benzisoxazole), 벤조티아졸기, 퀴놀린기(quinoline), 이소퀴놀린기, 신놀린기(Cinnoline group), 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 나프티리딘기, 프탈라진기(phthalazine), 프테리딘기(pteridine), 크산텐기(xanthene), 아크리딘기, 페나진기, 페노티아진기, 벤조푸라노피리딘기(Benzofuranopyridine group), 푸라노디피리딘기(Furanodipyridine group), 벤조티에노피리딘기(benzothienopyridine), 티에노디피리딘기(thienodipyridine), 벤조셀레노페노피리딘기 (benzoselenophenopyridine), 셀레노페노디피리딘기(selenophenodipyridine)을 포함하고, 바람직하게는 디벤조티오펜기, 디벤조퓨란기, 디벤조셀레노펜기, 카바졸기, 인돌로카바졸기, 이미다졸기, 피리딘기, 트리아진기, 벤즈이미다졸기, 1,2-아자보란기(1,2-azaborane), 1,3-아자보란기, 1,4- 아자보란기, 보라진기(borazine) 및 이들의 아자 유사체를 포함한다. 또한, 헤테로아릴기는 임의로 치환될 수 있다.
알콕시기는 본문에 사용된 바와 같이 -O-알킬기, -O-시클로알킬기, -O-헤테로알킬기 또는 -O-헤테로시클릭기로 표시된다. 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로알킬기 및 헤테로시클릭기의 예와 바람직한 예는 상기와 같다. 알콕시기는 1~20 개의 탄소원자를 갖는 알콕시기일 수 있고, 바람직하게 1~6 개의 탄소원자를 갖는 알콕시기이다. 알콕시기의 예시는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 시클로프로필옥시기, 시클로부틸옥시기, 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기, 테트라히드로퓨라닐옥시기(tetrahydrofuranyloxy group), 테트라히드로피라닐옥시기(tetrahydropyranyloxy group), 메톡시프로필옥시기, 에톡시에틸옥시기, 메톡시메틸옥시기 및 에톡시메틸옥시기를 포함한다. 또한, 알콕시기는 임의로 치환될 수 있다.
아릴옥시기는 본문에 사용된 바와 같이 -O-아릴기 또는 -O-헤테로아릴기로 표시된다. 아릴기 및 헤테로아릴기의 예시와 바람직한 예는 상기와 같다. 아릴옥시기는 6~30 개의 탄소원자를 갖는 아릴옥시기일 수 있고, 바람직하게 6~20 개의 탄소원자를 갖는 아릴옥시기이다. 아릴옥시기의 예시는 페녹시기 및 비페닐옥시기를 포함한다. 또한, 아릴옥시기는 임의로 치환될 수 있다.
아랄킬기(Arylalkyl group)는 본 문에 사용된 바와 같이 아릴기로 치환된 알킬기를 포함한다. 아랄킬기는 7~30 개의 탄소원자를 갖는 아랄킬기일 수 있고, 바람직하게 7~20 개의 탄소원자를 갖는 아랄킬기이며, 더 바람직하게는 7~13 개의 탄소원자를 갖는 아랄킬기이다. 아랄킬기의 예시는 벤질기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기, 2-페닐이소프로필기, 페닐t-부틸기, α-나프틸메틸기, 1-α-나프틸-에틸기, 2-α-나프틸에틸기, 1-α-나프틸이소프로필기, 2-α-나프틸이소프로필기, β-나프틸메틸기, 1-β-나프틸-에틸기, 2-β-나프틸-에틸기, 1-β-나프틸이소프로필기, 2-β-나프틸이소프로필기, p-메틸벤질기, m-메틸벤질기, o-메틸벤질기, p-클로로벤질기(p-chlorobenzyl), m-클로로벤질기, o-클로로벤질기, p-브로모벤질기(p-bromobenzyl), m-브로모벤질기, o-브로모벤질기, p-요오드벤질기(p-iodobenzyl), m-요오드벤질기, o-요오드벤질기, p-하이드록시벤질기(p-hydroxybenzyl), m-하이드록시벤질기, o-하이드록시벤질기, p-아미노벤질기, m-아미노벤질기, o-아미노벤질기, p-니트로벤질기, m-니트로벤질기, o-니트로벤질기, p-시아노벤질기, m-시아노벤질기, o-시아노벤질기, 1-하이드록시-2-페닐이소프로필기 및 1-클로로-2-페닐이소프로필기를 포함한다. 상기에서, 벤질기, p-시아노벤질기, m-시아노벤질기, o-시아노벤질기, 1-페닐에틸기, 2-페닐에틸기, 1-페닐이소프로필기 및 2-페닐이소프로필기가 바람직하다. 또한, 아랄킬기는 임의로 치환될 수 있다.
알킬실릴기(alkylsilyl group)는 본문 사용된 바와 같이 알킬기로 치환된 실릴기를 포함한다. 알킬실릴기는 3~20 개의 탄소원자를 갖는 알킬실릴기일 수 있고, 바람직하게 3~10 개의 탄소원자를 갖는 알킬실릴기이다. 알킬실릴기의 예시는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 메틸디에틸실릴기, 에틸디메틸실릴기, 트리프로필실릴기, 트리부틸실릴기, 트리이소프로필실릴기, 메틸디이소프로필실릴기, 디메틸이소프로필실릴기, 트리-t-부틸실릴기, 트리이소부틸실릴기, 디메틸-t-부틸실릴기, 메틸-di-t-부틸실릴기를 포함한다. 또한, 알킬실릴기는 임의로 치환될 수 있다.
아릴실릴기(arylsilyl group)는 본 문에 사용된 바와 같이 적어도 하나의 아릴기로 치환된 실릴기를 포함한다. 아릴실릴기는 6~30 개의 탄소원자를 갖는 아릴실릴기일 수 있고, 바람직하게 8~20 개의 탄소원자를 갖는 아릴실릴기이다. 아릴실릴기의 예시는 트리페닐실릴기, 페닐디비페닐실릴기(phenyldibiphenylsilyl group), 디페닐비페닐실릴기, 페닐디에틸실릴기, 디페닐에틸실릴기, 페닐디메틸실릴기, 디페닐메틸실릴기, 페닐디이소프로필실릴기, 디페닐이소프로필실릴기, 디페닐부틸실릴기, 디페닐이소부틸실릴기, 디페닐-t-부틸실릴기를 포함한다. 또한, 아릴실릴기는 임의로 치환될 수 있다.
알킬게르마닐기(alkylgermanyl)는 본문에 사용된 바와 같이 알킬기로 치환된 게르마닐기를 포함한다. 알킬게르마닐기는 3~20개의 탄소원자를 갖는 알킬게르마닐기일 수 있고, 바람직하게는 3~10개의 탄소원자를 갖는 알킬게르마닐기다. 알킬게르마닐기의 예시는 트리메틸게르마닐기, 트리에틸게르마닐기, 메틸디에틸게르마닐기, 에틸디메틸게르마닐기, 트리프로필게르마닐기, 트리부틸게르마닐기, 트리이소프로필게르마닐기, 메틸디이소프로필게르마닐기, 디메틸이소프로필게르마닐기, 트리t-부틸게르마닐기, 트리이소부틸게르마닐기, 디메틸t-부틸게르마닐기, 메틸디-t-부틸게르마닐기를 포함한다. 또한, 알킬게르마닐기는 임의로 치환될 수 있다.
아릴게르마닐기(arylgermanyl)는 본문에 사용된 바와 같이 적어도 하나의 아릴기 또는 헤테로아릴기로 치환된 게르마닐기를 포함한다. 아릴게르마닐기는 6~30개의 탄소원자를 갖는 아릴게르마닐기일 수 있고, 바람직하게는 8~20개의 탄소원자를 갖는 아릴게르마닐기다. 아릴게르마닐기의 예시는 트리페닐게르마닐기, 페닐디비페닐게르마닐기, 디페닐비페닐게르마닐기, 페닐디에틸게르마닐기, 디페닐에틸게르마닐기, 페닐디메틸게르마닐기, 디페닐메틸게르마닐기, 페닐디이소프로필게르마닐기, 디페닐이소프로필게르마닐기, 디페닐부틸게르마닐기, 디페닐이소부틸게르마닐기, 디페닐t-부틸게르마닐기를 포함한다. 또한, 아릴게르마닐기는 임의로 치환될 수 있다.
아자디벤조퓨란(azadibenzofuran), 아자디벤조티오펜 등에서의 용어 "아자"는 상응하는 방향족 단편에서의 하나 또는 복수의 C-H 그룹이 질소원자로 대체됨을 의미한다. 예를 들어, 아자트리페닐렌(azatriphenylene)은 디벤조[f, h]퀴녹살린, 디벤조[f, h]퀴놀린 및 고리계에 2 개 또는 그 이상의 질소를 갖는 기타 유사체를 포함한다. 본 분야 당업자는 상술한 아자 유도체의 기타 질소 유사체를 쉽게 생각해낼 수 있으며, 이러한 모든 유사체는 본문에 기재된 용어에 포함되는 것으로 확정된다.
본 발명에서, 달리 정의되지 않는 한, 치환된 알킬기, 치환된 시클로알킬기, 치환된 헤테로알킬기, 치환된 헤테로시클릭기, 치환된 아랄킬기, 치환된 알콕시기, 치환된 아릴옥시기, 치환된 알케닐기, 치환된 알키닐기, 치환된 아릴기, 치환된 헤테로아릴기, 치환된 알킬실릴기, 치환된 아릴실릴기, 치환된 알킬게르마닐기, 치환된 아릴게르마닐기, 치환된 아미노기, 치환된 아실기, 치환된 카르보닐기, 치환된 카르복실산기, 치환된 에스테르기, 치환된 술피닐기로 이루어진 군 중의 임의의 하나의 용어가 사용되는 경우, 이는 알킬기, 시클로알킬기, 헤테로알킬기, 헤테로시클릭기, 아랄킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 알킬게르마닐기, 아릴게르마닐기, 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 술피닐기, 술포닐기 및 포스피노기 중의 임의의 하나의 그룹이, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자(ring carbon atoms)를 갖는 비치환된 시클로알킬기(cycloalkyl group), 1~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알케닐기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알키닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬실릴기(alkylsilyl group), 6~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴실릴기(arylsilyl group), 3~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 알킬게르마닐기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아릴게르마닐기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 메르캅토기(mercapto group), 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들 조합에서 선택된 하나 또는 복수 개에 의해 치환될 수 있음을 의미한다.
이해해야 할 것은, 분자 단편이 치환기로 설명되거나 기타 형태로 기타 부분에 연결되는 경우, 그것이 단편(예를 들어, 페닐기, 페닐렌기, 나프틸기, 디벤조퓨란기)인지 또는 그것이 전체 분자(예를 들어, 벤젠, 나프틸기(naphthalene group), 디벤조퓨란기)인지에 따라 명명된다. 본문에 사용된 바와 같이, 치환기 또는 단편연결을 지정하는 이러한 상이한 방식은 동일한 것으로 간주한다.
본 출원에 언급된 화합물에서, 수소원자는 부분적 또는 전체적으로 듀테륨으로 대체될 수 있다. 탄소 및 질소와 같은 다른 원소도 이들의 기타 안정적인 동위원소로 대체될 수 있다. 이는 소자의 효율 및 안정성을 향상시키므로, 화합물에서 기타 안정적인 동위원소를 대체하는 것은 바람직할 수 있다.
본 출원에 언급된 화합물에서, 다중치환은 이중치환을 포함한 최대 사용가능한 치환까지의 범위를 나타낸다. 본 출원에서 언급된 화합물에서, 어느 치환기가 다중치환(이치환, 삼치환, 사치환 등을 포함)을 나타낼 경우, 해당 치환기가 그 연결 구조에서의 복수의 사용가능한 치환 위치에 존재할 수 있음을 나타내고, 복수의 사용가능한 치환 위치에 존재하는 치환기는 동일한 구조일 수 있고 상이한 구조일 수도 있다.
본 발명에 언급된 화합물에서, 예를 들어 인접한 치환기는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다고 명확하게 한정하지 않는 한, 상기 화합물에서 인접한 치환기는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 없다. 본 발명에 언급된 화합물에서, 인접한 치환기는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다는 것은, 인접한 치환기가 연결되어 고리를 형성할 수 있는 경우를 포함하고, 또한 인접한 치환기가 연결되지 않아 고리를 형성하지 않는 경우도 포함한다. 인접한 치환기가 임의로 연결되어 고리를 연결할 수 있는 경우, 형성된 고리는 단환식 고리, 다환식 고리(스피로고리, 가교고리, 축합고리를 포함)지환식(alicyclic) 고리, 헤테로지환식(heteroalicyclic) 고리, 방향족 고리 또는 헤테로방향족 고리일 수 있다. 이러한 표현에서, 인접한 치환기는 동일한 원자에 결합된 치환기, 서로 직접 결합된 탄소원자에 결합된 치환기, 또는 더 멀리 떨어진 탄소원자에 결합된 치환기를 지칭할 수 있다. 바람직하게는, 인접한 치환기는 동일한 탄소원자에 결합된 치환기 및 서로 직접 결합된 탄소원자에 결합된 치환기를 지칭한다.
인접한 치환기는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다는 표현의 의도는 또한 동일한 탄소원자에 결합된 2개의 치환기가 화학결합에 의해 서로 연결되어 고리를 형성하였음을 간주하려는 것이며, 이는 하기 식을 통해 예시된다:
Figure pat00006
인접한 치환기는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다는 표현의 의도는 또한 서로 직접 결합된 탄소원자에 결합된 2 개의 치환기가 화학결합에 의해 서로 연결되어 고리를 형성하였음을 간주하려는 것이며, 이는 하기 식을 통해 예시된다:
Figure pat00007
인접한 치환기는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다는 표현의 의도는 또한 더 멀리 떨어진 탄소원자에 결합된 2 개의 치환기가 화학결합에 의해 서로 연결되어 고리를 형성하였음을 간주하려는 것이며, 이는 하기 식을 통해 예시된다:
Figure pat00008
이외, 인접한 치환기는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다는 표현의 의도는 또한 서로 인접한 2 개의 치환기 중 하나가 수소를 나타낼 경우, 두 번째 치환기는 수소원자가 결합된 위치 측에 결합되어 고리를 형성하였음을 간주하려는 것이다. 이는 하기 식을 통해 예시된다:
Figure pat00009
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 전계발광소자를 개시하였으며, 이는 적어도,
음극,
양극,
음극과 양극 사이에 배치된 발광층, 음극과 발광층 사이에 배치된 전자 수송층, 및 양극과 발광층 사이에 배치된 전자 차단층을 포함하며,
여기서 상기 전자 수송층은 제1 화합물을 포함하고, 상기 전자 차단층은 제2 화합물을 포함하며, 상기 발광층은 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 포함하고;
상기 제1 화합물은 식 1로 나타내는 구조를 가지며,
Figure pat00010
여기서, Z는 O, S 또는 Se에서 선택되고;
A1-A7은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx 또는 N에서 선택되며;
Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택된다.
본 실시예에서, 발광층에서의 "상기 제1 화합물"은 전술한 전자 수송층에 포함된 제1 화합물과 동일한 화학 구조식을 갖는 화합물, 또는 전술한 전자 수송층에 포함된 제1 화합물의 듀테로화된 변이체(Deuterated variants)를 의미한다. 마찬가지로, 발광층에서의 "상기 제2 화합물"은 전술한 전자 차단층에 포함된 제2 화합물과 동일한 화학 구조식을 갖는 화합물, 또는 전술한 전자 차단층에 포함된 제2 화합물의 듀테로화된 변이체를 의미한다. 상기 듀테로화된 변이체는 상기 화합물에서의 수소를 듀테륨으로 부분적 또는 전체적으로 치환하여 획득한 화합물을 의미한다.
본 실시예에서, 상기 제1 화합물은 전자 수송층에서 전자를 수송하는 특성을 구비하고, 상기 제2 화합물은 전자 차단층에서 정공을 수송하는 특성을 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, A1-A7은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx에서 선택되고; 여기서 Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, A1-A7 중 적어도 하나는 CRx에서 선택되고, 상기 Rx은 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, A1-A7 중 적어도 하나는 CRx에서 선택되고, 상기 Rx은 페닐기, 듀테로화된 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 페난트렌기, 터페닐기, 트리페닐렌기, 듀테로화된 나프틸기, 듀테로화된 비페닐기, 듀테로화된 페난트렌기, 듀테로화된 터페닐기, 듀테로화된 트리페닐렌기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 여기서, 상기 제1 화합물은 식 1-a로 나타내는 구조를 가지며,
Figure pat00011
여기서,
Z는 O, S 또는 Se에서 선택되고;
A1-A6은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx 또는 N에서 선택되며;
Ry, Rz은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일치환, 다중치환 또는 비치환을 나타내고;
Rx, Ry 및 Rz은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
Ry와 Rz 중 적어도 하나는 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기이고;
Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 10~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Z는 O 또는 S에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Z는 O이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 A1-A6은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 A1-A6 중 적어도 하나는 N에서 선택되고, 예를 들어 1 개 또는 2 개가 N에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 비페닐기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Ry와 Rz 중 적어도 하나는 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기이고; 나머지 Ry와 Rz은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, Ry와 Rz 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오렌기 및 이들의 조합에서 선택되고, 나머지 Ry와 Rz은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 10~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되고, Ar가 10~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되는 경우, 상기 치환기는 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 10~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되고, Ar가 10~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되는 경우, 상기 치환기는 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~10 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~18 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 나프틸기, 비페닐기, 페난트렌기, 터페닐기, 트리페닐렌기, 듀테로화된 나프틸기, 듀테로화된 비페닐기, 듀테로화된 페난트렌기, 듀테로화된 터페닐기, 듀테로화된 트리페닐렌기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 여기서, 상기 제1 화합물은 화합물 A-1 내지 화합물 A-138로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 화합물 A-1 내지 화합물 A-138의 구체적인 구조는 청구항 6을 참조한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화합물 A-1 내지 화합물 A-138 중의 수소는 듀테륨에 의해 부분적 또는 전체적으로 치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 화합물은 식 2로 나타내는 구조를 가지며,
Figure pat00012
여기서,
Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 및 이들의 조합에서 선택되고;
Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택되며;
X1-X16은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 C, CR 또는 N에서 선택되고;
여기서, X5-X8 중 하나는 C에서 선택되고 Lx에 연결되며, X9-X12 중 하나는 C에서 선택되고 Lx에 연결되며;
R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 술파닐기, 히드록시기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
인접한 치환기 R 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
본 문에서, "인접한 치환기 R 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다"는 것은, 그 중 임의의 인접한 치환기 R 사이는 연결되어 고리를 형성할 수 있음을 나타내는 의미이다. 자명한 것은, 임의의 인접한 치환기 R 사이는 모두 연결되지 않아 고리를 형성하지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 X1-X16은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CR에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 X1-X16 중 적어도 하나는 N에서 선택되고, 예를 들어 1 개 또는 2 개는 N에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 화합물은 식 2-a로 나타내는 구조를 가지며,
Figure pat00013
여기서;
Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 및 이들의 조합에서 선택되고;
Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택되며;
X1-X5, X7-X10 및 X12-X16은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CR 또는 N에서 선택되고;
R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 술파닐기, 히드록시기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
인접한 치환기 R 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 X1-X5, X7-X10 및 X12-X16은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CR에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 X1-X5, X7-X10 및 X12-X16 중 적어도 하나는 N에서 선택되고, 예를 들어 1 개 또는 2 개는 N에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 혹은 이들의 조합에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 비페닐렌기, 혹은 이들의 조합에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Lx은 나타날 때마다 단일결합이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미딜기, 치환 또는 비치환된 퀴놀린기, 혹은 이들의 조합에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 불소, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 불소, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오렌기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 화합물은 화합물 X-1 내지 화합물 X-133으로 이루어진 군에서 선택되며, 상기 화합물 X-1 내지 화합물 X-133의 구체적인 구조는 청구항 12를 참조한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화합물 X-1 내지 화합물 X-133 중의 수소는 듀테륨에 의해 부분적 또는 전체적으로 치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광층에는 적어도 1종의 인광 발광 재료를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인광 발광 재료의 최대방출파장은 400nm보다 크거나 같고, 800nm보다 작거나 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인광 발광 재료의 최대방출파장은 450nm보다 크거나 같고, 700nm보다 작거나 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인광 발광 재료의 최대방출파장은 500nm보다 크거나 같고, 600nm보다 작거나 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인광 발광 재료는 금속 착물이고, 상기 금속 착물은 Ir(La)m(Lb)n(Lc)q의 일반식을 구비하며;
La, Lb 및 Lc은 각각 상기 금속 Ir와 배위되는 제1 리간드, 제2 리간드 및 제3 리간드이고, La, Lb 및 Lc은 임의로 연결되어 여러 자리 리간드를 형성할 수 있으며;
La, Lb 및 Lc은 동일하거나 상이할 수 있고; m은 1, 2 또는 3에서 선택되고, n은 0, 1 또는 2에서 선택되며, q는 0, 1 또는 2에서 선택되고, m, n, q의 합은 금속 Ir의 산화 상태와 같으며; m이 2보다 크거나 같을 경우, 여러 개의 La은 동일하거나 상이할 수 있고, n이 2인 경우, 두 개의 Lb은 동일하거나 상이할 수 있으며; q가 2인 경우, 두 개의 Lc는 동일하거나 상이할 수 있고;
La은 식 3으로 나타낸 구조를 구비하며,
Figure pat00014
고리 C1와 고리 C2는 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 5-30 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 방향족 고리, 5-30 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 고리, 혹은 이들의 조합에서 선택되고;
Q1와 Q2는 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 C 또는 N에서 선택되며;
R11와 R12은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일치환, 다중치환 또는 비치환을 나타내고;
R11와 R12은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
인접한 R11, R12 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
Lb와 Lc은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 일가 음이온성 두 자리 리간드에서 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 La은 식 3-a로 나타낸 구조를 구비하며,
Figure pat00015
Y는 O, S, Se, NR1, CR1R1 및 SiR1R1로 이루어진 군에서 선택되고; 두 개의 R1가 동시에 존재할 경우, 두 개의 R1은 동일하거나 상이하며;
Y1-Y4는 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CR2 또는 N에서 선택되고;
Y5-Y12는 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 C, CR2 또는 N에서 선택되며;
R2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
인접한 치환기 R2은 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
본 실시예에서, "인접한 치환기 R2은 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다"는 것은, 그 중 인접한 치환기 R2로 이루어진 군 중 임의의 하나의 군 또는 복수 개의 군은 연결되어 고리를 형성할 수 있음을 나타내는 의미이다. 자명한 것은, 이러한 치환기 사이는 모두 연결되지 않아 고리를 형성하지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Lb, Lc은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 아래의 구조 중 임의의 1종에서 선택되며,
Figure pat00016
Ra, Rb 및 Rc은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일치환, 다중치환 또는 비치환을 나타내고;
Xb는 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 O, S, Se, NRN1 및 CRC1RC2로 이루어진 군에서 선택되며;
Xc와 Xd는 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 O, S, Se 및 NRN2로 이루어진 군에서 선택되고;
Ra, Rb, Rc, RN1, RN2, RC1 및 RC2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
인접한 치환기 Ra, Rb, Rc, RN1, RN2, RC1 및 RC2 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
본 실시예에서, "인접한 치환기 Ra, Rb, Rc, RN1, RN2, RC1 및 RC2 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있다"는 것은, 그 중 인접한 치환기 군에 있어서, 예를 들어, 인접한 치환기 Ra 사이, 인접한 치환기 Rb 사이, 인접한 치환기 Rc 사이, 인접한 치환기 Ra와 Rb 사이, 인접한 치환기 Ra와 Rc 사이, 인접한 치환기 Rb와 Rc 사이, 인접한 치환기 Ra와 RN1 사이, 인접한 치환기 Rb와 RN1 사이, 인접한 치환기 Ra와 RC1 사이, 인접한 치환기 Ra와 RC2 사이, 인접한 치환기 Rb와 RC1 사이, 인접한 치환기 Rb와 RC2 사이, 인접한 치환기 Ra와 RN2 사이, 인접한 치환기 Rb와 RN2 사이, 이러한 치환기 군 중 임의의 하나 또는 복수 개는 연결되어 고리를 형성할 수 있음을 나타내는 의미이다. 자명한 것은, 이러한 치환기 사이는 모두 연결되지 않아 고리를 형성하지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광층은 전자 수송층과 직접적으로 접촉한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광층은 전자 차단층과 직접적으로 접촉한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광층은 제1 화합물과 제2 화합물을 미리 혼합한 후 증착하여 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광층은 제1 화합물과 제2 화합물을 미리 혼합한 후, 인광 발광 재료와 공증착(co-deposited)하여 형성된다.
현재 상업적으로 사용하는 녹색광 OLED 소자는 일반적으로 이중 호스트 재료를 사용하고, 즉 하나의 p형 호스트(정공을 수송) 재료와 하나의 n형 호스트(전자를 수송) 재료로 더 우수한 소자 성능을 얻도록 한다. 식 1 구조를 갖는 n형 호스트 재료는 전자를 수송할 수 있고, 우리는 연구를 통해 이는 또한 전자 수송 재료로도 사용할 수 있음을 발견하였으며; 마찬가지로, p형 호스트 재료는 정공을 수송할 수 있고, 즉 정공 수송 재료 또는 전자 차단 재료로 사용할 수 있다. 따라서 우리는 p형 호스트 재료(EBL로 사용)/p형 호스트 재료: n형 호스트 재료: GD(EML로 사용)/n형 호스트 재료(ETL로 사용)의 소자 구조를 설계하였다. 이런 구조의 장점은 한편으로 보다 적은 종류의 재료를 사용하여 비용을 절감하고; 다른 한편으로 상이한 재료가 경계면에서 형성하는 결함을 감소시킬 수 있어서, 소자의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 추가 연구에 따르면, 바람직하게, 상기 p형 호스트 재료가 본 출원에서의 식 2로 나타내는 구조의 화합물인 경우, 이는 식 1 구조를 갖는 제1 화합물과 잘 배합하여 발광층으로 사용될 수 있고, 전자 차단층으로도 매우 적합하며, 재료의 종류를 효과적으로 줄임과 동시에 우수한 소자 성능을 유지할 수 있으므로, 상업적 응용 전망이 있다.
기타 재료와의 조합
본 발명에 기재된 유기 발광소자에서의 특정층에 사용되는 재료는, 소자에 존재하는 다양한 기타 재료와 조합되어 사용될 수 있다. 이러한 재료의 조합은 미국특허출원 US2016/0359122A1의 제0132~0161 단락에 상세하게 기술되었으며, 그 전부 내용은 본문에 인용되어 결합된다. 여기서, 기술되거나 언급된 재료는, 본문에 개시된 화합물과 조합되어 사용될 수 있는 재료의 비한정적인 예시이고, 본 분야 당업자는 조합 및 사용가능한 기타 재료를 식별할 수 있도록 문헌을 용이하게 참고할 수 있다.
본문에서는, 유기 발광소자에서의 구체적인 층에 사용가능한 재료는 상기 소자에 존재하는 여러 종류의 기타 재료와 조합되어 사용될 수 있는 것으로 설명된다. 예를 들어, 본문에 개시된 화합물 여러 종류의 호스트, 도판트(dopant), 수송층, 차단층, 주입층, 전극 및 존재할 수 있는 기타 층과 결합되어 사용될 수 있다. 이러한 재료의 조합은 특허출원 US2015/0349273A1의 제0080-0101 단락에 상세하게 기술되었으며, 그 전부 내용은 본문에 인용되어 결합된다. 여기서, 기술되거나 언급된 재료는, 본문에 개시된 화합물과 조합되어 사용될 수 있는 재료의 비한정적인 예시이고, 본 분야 당업자는 조합 및 사용가능한 기타 재료를 식별할 수 있도록 문헌을 용이하게 참고할 수 있다.
본 발명은 제1 화합물과 제2 화합물의 제조방법을 한정하지 않으며, 본 분야 당업자는 통상적인 합성방법을 사용하여 이들을 제조할 수 있으며, 이들의 제조방법은 여기서 더 이상 반복하여 설명하지 않는다. 유기 전계발광소자의 제조방법을 한정하지 않고, 아래 소자 실시예의 제조방법은 하나의 예시일 뿐, 한정적인 것으로 이해해서는 안된다. 본 분야 당업자는 선행 기술에 따라 아래 소자 실시예의 제조방법을 합리적으로 개선할 수 있다. 예시적으로, 발광층에서의 각종 재료의 배합 비율은 특별히 한정하지 않으며, 본 분야 당업자는 선행 기술에 따라 일정한 범위 내에서 합리적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 발광층 재료의 총 중량을 기준으로, 호스트 재료는 70%~99%, 발광 재료는 1%~30%를 차지할 수 있고; 혹은 호스트 재료는 90%~98%, 발광 재료는 2%~10%를 차지할 수 있으며, 혹은 호스트 재료는 87%-98%, 발광 재료는 2%-13%를 차지할 수 있다. 또한, 호스트 재료는 한 가지 또는 두 가지의 재료일 수 있으며, 여기서 두 가지 호스트 재료가 호스트 재료에서 차지하는 비율은 99:1 내지 1:99이거나, 80:20 내지 20:80이거나, 60:40 내지 40:60일 수 있다. 실시예에서 제조한 발광 소자의 특성은 해당 분야의 통상적인 설비(Angstrom Engineering에서 생산한 증착기, Suzhou Fstar에서 생산한 광학 테스트 시스템 및 수명 테스트 시스템, Beijing ELLITOP에서 생산한 타원계측기(ellipsometer) 등을 포함하나 이에 한정되지 않음)를 사용하여, 본 분야 당업자에게 잘 알려진 방법에 의해 테스트된다. 본 분야 당업자는 상기 설비의 사용, 테스트 방법 등 관련내용을 잘 알고 있어 시료의 고유 데이터를 확실하면서도 영향을 받지 않고 얻을 수 있으므로, 본 출원에서 상기 관련내용을 더 이상 설명하지 않는다.
소자 실시예
실시예 1: 인광 녹색광 유기 전계발광소자의 제조.
먼저, 0.7mm 두께의 유리기판을 사용하고, 그 위의 미리 패터닝된 두께가 800Å인 인듐주석산화물(ITO)을 양극(110)으로 사용하고, 탈이온수와 세제로 기판을 세척한 다음, 산소 플라스마 및 UV 오존을 사용하여 ITO 표면을 처리한다. 다음, 기판을 글로브 박스에서 드라이하여 수분을 제거하고, 홀더에 장착하고 진공실에 넣는다. 아래에서 지정된 유기층을 약 10-6Torr의 진공도에서 0.01-10Å/s의 속도로 열진공 증착을 통해 양극층 상에 순차적으로 증착시킨다. 먼저, 정공 주입층(HIL, 97:3, 100Å)(120)으로서 화합물 HT와 화합물 PD를 동시에 증착시키고, 정공 수송층(HTL, 350Å)(130)으로서 화합물 HT를 증착시키며, 전자 차단층(EBL, 50Å)(140)으로서 화합물 X-127를 증착시키고, 그 위에 화합물 X-127, 화합물 A-53과 화합물 GD를 동시에 증착시켜 발광층(EML, 263:113:24, 400Å)(150)으로 사용하며, 전자 수송층(ETL, 40:60, 350Å)(170)으로서 화합물 A-53과 Liq를 동시에 증착시키고, 두께가 10Å인 Liq를 증착시켜 전자 주입층(EIL)(180)으로 사용한다. 마지막으로, 금속 알루미늄을 증착시켜 음극(Cathode, 1200Å)(190)으로 사용한다. 다음, 해당 소자를 글로브 박스로 다시 옮기고, 유리 뚜껑(glass lid)를 사용하여 봉입(encapsulate)함으로써 해당 소자를 완성시킨다. 주의해야 할 것은, 화합물 X-127과 화합물 A-53은 7:3의 중량비로 미리 혼합한 다음, 화합물 GD와 공증착하여 발광층(150)을 형성할 수도 있다.
실시예 2: 전자 차단층과 발광층에서 화합물 X-127 대신 화합물 X-4를 사용하는 것 외에는, 실시예 2의 제조방법은 실시예 1과 동일하다.
비교예 1: 전자 차단층에서 화합물 X-127 대신 화합물 X-4를 사용하는 것 외에는, 비교예 1의 제조방법은 실시예 1과 동일하다.
비교예 2: 전자 수송층에서 화합물 A-53 대신 화합물 ET를 사용하는 것 외에는, 비교예 2의 제조방법은 실시예 1과 동일하다.
비교예 3: 전자 차단층에서 화합물 X-127 대신 화합물 X-4를 사용하고, 전자 수송층에서 화합물 A-53 대신 화합물 ET를 사용하는 것 외에는, 비교예 3의 제조방법은 실시예 1과 동일하다.
상세한 소자 층 구조와 두께는 하기 표와 같다. 여기서 사용되는 재료가 2종 이상인 층은, 상이한 화합물을 이에 언급된 중량비로 도핑함으로써 얻어진다.
[표 1] 소자 실시예 1~2 및 비교예 1~3의 부분 소자 구조
Figure pat00017
소자에 사용되는 화합물 HT, PD, X-127, X-4, A-53, GD, ET 및 Liq의 구조는 아래와 같다.
Figure pat00018
Figure pat00019
표 2는 실시예 1~2 및 비교예 1~3의 소자 성능을 총괄한 것이다. 여기서, 색 좌표, 최대방출파장λmax, 전압(V), 전류 효율(CE), 전력 효율(PE), 외부 양자 효율(EQE)은 모두 전류밀도가 15mA/cm2인 조건에서 측정하며, 소자 수명 LT97 데이터는 전류밀도가 15mA/cm2인 조건에서 계산된 값이고, 계산방법은 80mA/cm2의 구동에서 소자의 밝기가 초기 밝기의 97%로 감쇠하는데 걸리는 시간을 의미하고, 1.8의 가속 인자에 따라 계산된 것이다.
[표 2] 실시예 1~2 및 비교예 1~3의 소자 성능
Figure pat00020
토론:
표 2는 최대방출파장이 약 528 nm 정도인 인광 녹색광 소자가, 상이한 전자 차단 재료, 전자 수송 재료 및 호스트 재료의 조합을 포함하여 사용될 때의 전계발광소자를 테스트한 결과를 나타낸 것이고, 색 좌표 및 최대방출파장으로부터 알 수 있듯이, 실시예와 비교예의 색 좌표는 기본적으로 일치함을 알 수 있다.
실시예 1에서는 제1 화합물 A-53과 제2 화합물 X-127의 특정 조합을 사용하고, 즉 전자 수송층에서 제1 화합물 A-53과 Liq를 사용하고, 전자 차단층에서 제2 화합물 X-127을 사용하며, 또한 제1 화합물 A-53과 제2 화합물 X-127을 각각 발광층에서의 2종의 호스트 재료로 사용한다. 비교예 1은 전자 차단층에서 재료 X-4를 사용하는 것 외에, 즉 비교예 1의 발광층에서의 그중 하나의 호스트 재료와 전자 차단 재료가 상이하는 것 외에, 실시예 1과 동일하다. 비교예 1에 비해, 전압이 동등할 경우, 실시예 1의 전류 효율은 2.0cd/A 향상되고, 전력 효율은 1.3lm/W 향상되며, 외부 양자 효율은 0.49% 향상되고; 수명은 33h 향상되었는바 약 14.5% 향상되었다. 비교예 2는 전자 수송 재료가 ET인 것 외에 실시예 1과 동일하다. 비교예 2에 비해, 실시예 1의 전압은 0.40V 대폭 감소되고, 전류 효율은 2.3cd/A 향상되며, 전력 효율은 11.3lm/W 대폭 향상되고, 외부 양자 효율은 0.57% 향상되며; 수명은 32h 향상되었는바 약 14% 향상되었다다. 비교예 3에서는 제1 화합물 A-53을 전자 수송 재료로 사용하지 않고, 또한 제2 화합물 X-127을 전자 차단 재료로 사용하지 않았다. 비교예 3에 비해, 실시예 1의 전압은 0.37 V 대폭 감소되고, 전류 효율은 4.2cd/A 향상되며, 전력 효율은 12.2lm/W 대폭 향상되고, 외부 양자 효율은 1.11% 대폭 향상되며, 수명은 55h 향상되었는바 약 26.7% 향상되었다.
실시예 2에서 제1 화합물 A-53과 제2 화합물 X-4의 특정 조합을 사용하고, 즉 전자 수송층에서 제1 화합물 A-53과 Liq를 사용하고, 전자 차단층에서 제2 화합물 X-4를 사용하며, 또한 제1 화합물 A-53과 제2 화합물 X-4를 각각 발광층에서의 2종의 호스트 재료로 사용한다. 예상대로, 비교예 1~3에 비해, 실시예 2는 전압, 효율 및 수명 등 측면에서의 소자 성능이 크게 향상되고, 특히 수명은 각각 1.15배, 1.14배, 1.38배 증가되어, 우수한 소자 성능을 나타냈다. 또한, 표 2에 전시된 5 개의 유기층 중, 실시예 1과 2에는 4종의 유기 재료를 사용하였고, 비교예 1과 2에는 5종의 유기 재료를 사용하였고, 비교예 3에는 6종의 유기 재료를 사용하였는바, 실시예는 사용되는 재료의 종류를 줄여, 재료 비용이나 증착원을 줄일 수 있다. 특별히 설명해야 할 것은, 실시예 1과 2에서 발광층은 삼원 공증착의 형태를 사용하였지만, 화합물 X-127과 A-53, 화합물 X-4과 A-53은 미리 혼합되는 형태로 하나의 증발원에 배치한 후, GD와 공증착하여 발광층을 형성할 수도 있다.
상기로부터 알 수 있듯이, 식 1로 나타내는 구조를 갖는 제1 화합물 A-53을 전자 수송층의 전자 수송 재료로 사용하고, 식 2로 나타내는 구조를 갖는 제2 화합물 X-127 또는 X-4를 전자 차단층의 정공 수송 재료로 사용하며, 또한 발광층에서 이들과 동일한 제1 화합물과 제2 화합물을 호스트 재료로 사용하는 경우, 소자는 전압, 전류 효율, 전력 효율, 외부 양자 효율 및 수명 등 성능 측면에서 전면적으로 향상되어, 소자의 종합적 성능이 현저하게 향상된다.
종합하면, 연구를 통해 식 1 구조를 갖는 n형 호스트 재료는 전자를 수송하는 우수한 성능을 구비하고, 전자 수송층에 잘 적용될 수 있음을 발견하였다. 그리하여 본 발명에서는 아래 특정 구조를 포함하는 유기 전계발광소자를 제공한다: 즉 발광층은 식 1 구조를 갖는 n형 호스트 재료(제1 화합물)와 p형 호스트(제2 화합물) 재료를 포함하고, 여기서 제1 화합물과 제2 화합물은 각각 전자 수송층과 전자 차단층에도 적용된다. 이러한 소자 구조는 소자 제조에 사용되는 재료의 종류를 효과적으로 줄이고, 제조 과정을 단순화하며, 또한 유기층 경계면의 결함을 줄일 수 있고, 경계면 사이의 전하(전자와 정공)의 수송 성능을 향상시키며, 소자 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 특히, 제2 화합물이 식 2로 나타내는 구조를 구비하는 경우, 이는 식 1 구조를 갖는 제1 화합물과 소자의 발광층에서 잘 배합하여 이중 호스트로 사용될 수 있고, 또한 전자 차단층에도 매우 적합하며, 소자의 종합적 성능을 현저하게 향상시킬 수 있다. 본 발명에 개시된 식1 구조를 갖는 제1 화합물과 특정 소자 구조를 구비하는 유기 전계발광소자는 우수한 소자 성능과 독특한 우세를 가지며, 소자 구조를 추가적으로 최적화함에 있어서 가능성과 예시를 제공하고, 상업적 응용에서 광범위한 전망이 있다.
본문에 기재된 다양한 실시예는 단지 예시일뿐이며 본 발명의 범위를 한정하려는 의도가 아님을 이해해야 한다. 따라서, 청구하려는 본 발명은 본문에 기재된 구체적인 실시예 및 바람직한 실시예의 변경을 포함할 수 있다는 것은 본 분야 당업자에게 자명한 것이다. 본문에 기재된 재료 및 구조에서의 다수는 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 한, 기타 재료 및 구조로 대체하여 사용할 수 있다. 본 발명이 작용되는 이유에 대한 다양한 이론은 한정적인 것이 아님을 이해해야 한다.

Claims (17)

  1. 유기 전계발광소자에 있어서,
    음극,
    양극,
    음극과 양극 사이에 배치된 발광층, 음극과 발광층 사이에 배치된 전자 수송층, 및 양극과 발광층 사이에 배치된 전자 차단층을 포함하며,
    여기서 상기 전자 수송층은 제1 화합물을 포함하고, 상기 전자 차단층은 제2 화합물을 포함하며, 상기 발광층은 상기 제1 화합물과 상기 제2 화합물을 포함하고;
    상기 제1 화합물은 식 1로 나타내는 구조를 가지며,
    Figure pat00021

    여기서, Z는 O, S 또는 Se에서 선택되고;
    A1-A7은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx 또는 N에서 선택되며;
    Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
    Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택되는 유기 전계발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 화합물은 식 1-a로 나타내는 구조를 가지며,
    Figure pat00022

    여기서,
    Z는 O, S 또는 Se에서 선택되고;
    A1-A6은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx 또는 N에서 선택되며;
    Ry, Rz은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일치환, 다중치환 또는 비치환을 나타내고;
    Rx, Ry 및 Rz은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
    Ry와 Rz 중 적어도 하나는 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기이고;
    Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 10~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되는 유기 전계발광소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    Z는 O 또는 S에서 선택되고; 바람직하게 Z는 O인 유기 전계발광소자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    A1-A6은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CRx에서 선택되고;
    여기서 Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며;
    바람직하게, Rx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 비페닐기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계발광소자.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 10~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되고, Ar가 10~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되는 경우, 상기 치환기는 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
    바람직하게, Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 10~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되고, Ar가 10~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기에서 선택되는 경우, 상기 치환기는 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~10 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~18 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며;
    더욱 바람직하게, Ar은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 나프틸기, 비페닐기, 페난트렌기, 터페닐기, 트리페닐렌기, 듀테로화된 나프틸기, 듀테로화된 비페닐기, 듀테로화된 페난트렌기, 듀테로화된 터페닐기, 듀테로화된 트리페닐렌기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계발광소자.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 화합물은 아래 구조로 이루어진 군에서 선택되고:
    Figure pat00023

    Figure pat00024

    Figure pat00025

    Figure pat00026

    Figure pat00027

    Figure pat00028

    Figure pat00029

    Figure pat00030

    Figure pat00031

    Figure pat00032

    Figure pat00033

    Figure pat00034

    Figure pat00035

    Figure pat00036

    Figure pat00037

    Figure pat00038

    여기서, 선택적으로 화합물 A-1 내지 화합물 A-138 중의 수소는 듀테륨에 의해 부분적 또는 전체적으로 치환될 수 있는 유기 전계발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 화합물은 식 2로 나타내는 구조를 가지며,
    Figure pat00039

    여기서,
    Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 및 이들의 조합에서 선택되고;
    Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택되며;
    X1-X16은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 C, CR 또는 N에서 선택되고;
    여기서, X5-X8 중 하나는 C에서 선택되고 Lx에 연결되며, X9-X12 중 하나는 C에서 선택되고 Lx에 연결되며;
    R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 술파닐기, 히드록시기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
    인접한 치환기 R 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있는 유기 전계발광소자.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 화합물은 식 2-a로 나타내는 구조를 가지며,
    Figure pat00040

    여기서;
    Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 및 이들의 조합에서 선택되고;
    Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택되며;
    X1-X5, X7-X10 및 X12-X16은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 CR 또는 N에서 선택되고;
    R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로알킬기, 3~20 개의 고리원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로시클릭기, 7~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알콕시기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 2~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알케닐기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴실릴기, 0~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아미노기, 아실기, 카르보닐기, 카르복실산기, 에스테르기, 시아노기, 이소시아노기, 술파닐기, 히드록시기, 술피닐기, 술포닐기, 포스피노기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
    인접한 치환기 R 사이는 임의로 연결되어 고리를 형성할 수 있는 유기 전계발광소자.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 혹은 이들의 조합에서 선택되고;
    바람직하게, Lx은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 단일결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 비페닐렌기, 혹은 이들의 조합에서 선택되며;
    더욱 바람직하게, Lx은 나타날 때마다 단일결합인 유기 전계발광소자.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 혹은 이들의 조합에서 선택되고;
    바람직하게, 상기 Ar1과 Ar2은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미딜기, 치환 또는 비치환된 퀴놀린기, 혹은 이들의 조합에서 선택되는 유기 전계발광소자.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    X1-X16은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 C 또는 CR에서 선택되고; 여기서, R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 할로겐, 1~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬기, 3~20 개의 고리탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 6~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~30 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 시아노기, 이소시아노기, 히드록시기, 술파닐기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고;
    바람직하게, R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 불소, 6~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴기, 3~20 개의 탄소원자를 갖는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되며;
    더욱 바람직하게, R은 나타날 때마다 동일하거나 상이하게 수소, 듀테륨, 불소, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오렌기, 치환 또는 비치환된 카바졸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 전계발광소자.
  12. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제2 화합물은 아래 구조로 이루어진 군에서 선택되고:
    Figure pat00041

    Figure pat00042

    Figure pat00043

    Figure pat00044

    Figure pat00045

    Figure pat00046

    Figure pat00047

    Figure pat00048

    Figure pat00049

    Figure pat00050

    Figure pat00051

    Figure pat00052

    Figure pat00053

    여기서, 선택적으로 화합물 X-1 내지 화합물 X-133 중의 수소원자는 듀테륨에 의해 부분적 또는 전체적으로 치환될 수 있는 유기 전계발광소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광층에는 적어도 1종의 인광 발광 재료를 더 포함하는 유기 전계발광소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 인광 발광 재료의 최대방출파장은 400nm보다 크거나 같고, 800nm보다 작거나 같으며;
    바람직하게, 상기 인광 발광 재료의 최대방출파장은 450nm보다 크거나 같고, 700nm보다 작거나 같으며;
    더욱 바람직하게, 상기 인광 발광 재료의 최대방출파장은 500nm보다 크거나 같고, 600nm보다 작거나 같는 유기 전계발광소자.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층은 전자 수송층과 직접적으로 접촉하는 유기 전계발광소자.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층은 전자 차단층과 직접적으로 접촉하는 유기 전계발광소자.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광층은 제1 화합물과 제2 화합물을 미리 혼합한 후, 증착하여 형성되는 유기 전계발광소자.

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