KR20230108772A - 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물 - Google Patents

발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물 Download PDF

Info

Publication number
KR20230108772A
KR20230108772A KR1020220003648A KR20220003648A KR20230108772A KR 20230108772 A KR20230108772 A KR 20230108772A KR 1020220003648 A KR1020220003648 A KR 1020220003648A KR 20220003648 A KR20220003648 A KR 20220003648A KR 20230108772 A KR20230108772 A KR 20230108772A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
group
substituted
carbon atoms
less
Prior art date
Application number
KR1020220003648A
Other languages
English (en)
Inventor
테츠지 하야노
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 KR1020220003648A priority Critical patent/KR20230108772A/ko
Priority to US17/968,643 priority patent/US20230225183A1/en
Priority to CN202211664174.9A priority patent/CN116410212A/zh
Priority to JP2023001312A priority patent/JP2023101472A/ja
Publication of KR20230108772A publication Critical patent/KR20230108772A/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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H10K85/631—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
    • 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
    • H10K85/658—Organoboranes
    • 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
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • 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
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1055—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • 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
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/107—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • 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
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1074—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms
    • C09K2211/1085—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms with other heteroatoms
    • 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

Landscapes

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

Abstract

일 실시예의 발광 소자는 발광층에 특정 치환기가 도입된 B-N-B 구조의 다환 화합물을 포함하여 고효율 및 장수명 특성을 나타낼 수 있다.

Description

발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물{LIGHT EMITTING ELEMENT AND POLYCYCLIC COMPOUND FOR LIGHT EMITTING ELEMENT}
본 발명은 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 재료로 사용되는 신규한 다환 화합물을 비롯한 복수의 재료를 발광층에 포함하는 발광 소자에 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.
유기 전계 발광 소자를 표시 장치에 응용함에 있어서는, 유기 전계 발광 소자의 저 구동 전압화, 고 발광 효율화 및 장수명화가 요구되고 있으며, 이를 안정적으로 구현할 수 있는 유기 전계 발광 소자용 재료 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
특히, 최근에는 고효율 유기 전계 발광 소자를 구현하기 위해 삼중항 상태의 에너지를 이용하는 인광 발광이나, 삼중항 여기자의 충돌에 의해 일중항 여기자가 생성되는 현상(Triplet-triplet annihilation, TTA)를 이용한 지연 형광 발광에 대한 기술이 개발되고 있으며, 지연 형광 현상을 이용한 열 활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF) 재료에 대한 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 발광 효율 및 소자 수명이 우수한 발광 소자를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 발광 효율 및 소자 수명이 우수한 발광 소자용 재료로 사용할 수 있는 다환 화합물을 제공하는 것이다.
일 실시예의 발광 소자는, 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 HT로 표시되는 제2 화합물, 하기 화학식 ET로 표시되는 제3 화합물, 및 하기 화학식 D-1로 표시되는 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, X는 하기 화학식 2로 표시되고, A는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리이고, Ar1은 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 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 형성하고, 여기서, Ar2 및 Ar3가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것은 제외되며, Ar4는 수소 원자, 중수소 원자, 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 형성하거나, 또는 하기 화학식 2로 표시되고, n1은 0 이상 3 이하의 정수이고, n2는 0 이상 4 이하의 정수이다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 Ar5와 Ar6가 서로 결합하여 고리를 형성한다.
[화학식 HT]
Figure pat00003
상기 화학식 HT에서, L1은 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 헤테로 아릴렌기이고, Ar1a는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이고, R11 및 R12는 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 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이고, e 및 f는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다:
[화학식 ET]
Figure pat00004
상기 화학식 ET에서, Za 내지 Zc 중 적어도 하나는 N이고, 나머지는 CR16이고,
R13 내지 R16은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이다.
[화학식 D-1]
Figure pat00005
상기 화학식 D-1에서, Q1 내지 Q4는 각각 독립적으로 C 또는 N이며, C1 내지 C4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 고리이고, L21 내지 L23는 각각 독립적으로 직접 결합, , , , , 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 헤테로 아릴렌기이고, b1 내지 b3는 각각 독립적으로 0 또는 1이고, R21 내지 R26은 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 탄소수 2 이상 20 이하의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 1 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고, d1 내지 d4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
일 실시예에서, 상기 n2는 2 이상 4 이하의 정수이고, 복수의 Ar4 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시될 수 있다.
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00010
[화학식 2-2]
Figure pat00011
상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고, m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고, m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
일 실시예에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 t-부틸기, 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다.
상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00012
상기 화학식 3에서, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 O, S, 또는 NAr7이고, Ar7은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하고, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하고, m5 및 m6은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고, Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
일 실시예에서, 상기 Y1 및 Y2 중 적어도 하나는 NAr7일 수 있다.
상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
Figure pat00014
[화학식 3-3]
Figure pat00015
상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서, R7 내지 R17은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 15 이하의 아릴기이고, m7, m8, m11, m12, m16 및 m17은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, m9, m10 및 m13은 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이고, m14 및 m15는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고, m7 내지 m17 각각이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R7 내지 R17 각각은 동일하거나 상이하고, A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고, Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하고, 상기 화학식 3-2에서, Y2a는 S 또는 O이다.
일 실시예에서, 상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00016
상기 화학식 4에서, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 CRa 또는 N이고, Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 20 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고, Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하며, R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 동일하다.
상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 또는 화학식 4-2로 표시될 수 있다.
[화학식 4-1]
[화학식 4-2]
Figure pat00018
상기 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고, m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고, m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이며, R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 동일하고, Y3 및 Y4는 상기 화학식 4에서 정의한 바와 동일하다.
상기 발광층은 지연 형광을 방출하는 것일 수 있다.
상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 및 상기 제3 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 상기 제3 화합물, 및 상기 제4 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예의 발광 소자는 일 실시예의 다환 화합물을 포함하여 고효율을 나타내며, 수명 특성이 개선될 수 있다.
일 실시예의 다환 화합물은 고효율 및 장수명의 개선된 발광 소자 특성 구현을 위한 발광 재료로 사용될 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.
본 출원에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "상부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 또는 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 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, 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 60 이하, 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, Se, 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 이하, 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, Se, 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, Se, 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.
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 60 이하, 1 이상 20 이하 또는 1 이상 10 이하인 것일 수 있다. 아릴 옥시기의 고리형성 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 6 이상 60 이하, 6 이상 30 이하 또는 6 이상 20 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, 붕소기는 상기 정의된 알킬기 또는 아릴기에 붕소 원자가 결합된 것을 의미할 수 있다. 붕소기는 알킬 붕소기 및 아릴 붕소기를 포함한다. 붕소기의 예로는 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, t-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 디페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
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, 알킬티오기, 알킬설폭시기, 알킬아릴기, 알킬아미노기, 알킬 붕소기, 알킬 실릴기, 알킬 아민기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다.
본 명세서에서, 아릴옥시기, 아릴티오기, 아릴설폭시기, 아릴아미노기, 아릴 붕소기, 아릴 실릴기, 아릴 아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다
본 명세서에서, 직접 결합(direct linkage)은 단일 결합을 의미하는 것일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 "" 및 ""는 연결되는 위치를 의미한다.
이하에서는 도면들을 참조하여 일 실시예의 발광 소자에 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 제1 전극(EL1), 제1 전극(EL1)과 마주하는 제2 전극(EL2) 및 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 발광층(EML)을 포함하는 것 일 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)는 발광층(EML)에 후술하는 일 실시예의 제1 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
발광 소자(ED)는 적어도 순차적으로 적층된 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 등을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 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 실시예의 발광 소자(ED)는 발광층(EML)에 후술하는 일 실시예의 제1 화합물을 포함하는 것 일 수 있다. 상기 제1 화합물은 다환 화합물일 수 있다. 한편, 복수 개의 발광 영역들을 포함하는 일 실시예의 표시 장치(DD, 도 2)에서 적어도 하나의 발광 영역을 구성하는 발광층(EML)에 후술하는 일 실시예의 다환 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 소자(ED)에서 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 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 버퍼층 또는 발광보조층(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]
상기 화학식 H-1에서, L11 및 L12는 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. c1 및 c2는 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수일 수 있다. 한편, c1 또는 c2가 2 이상의 정수인 경우 복수의 L11 및 L12는 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 H-1에서, 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. 또한, 화학식 H-1에서 Ar13은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기일 수 있다.
상기 화학식 H-1로 표시되는 화합물은 모노아민 화합물일 수 있다. 또는, 상기 화학식 H-1로 표시되는 화합물은 Ar-11 내지 Ar13 중 적어도 하나가 아민기를 치환기로 포함하는 디아민 화합물일 수 있다. 또한, 상기 화학식 H-1로 표시되는 화합물은 Ar11 및 Ar12 중 적어도 하나에 치환 또는 비치환된 카바졸기를 포함하는 카바졸계 화합물, 또는 Ar11 및 Ar12 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. 하지만, 하기 화합물군 H에 나열된 화합물들은 예시적인 것으로 화학식 H-1로 표시되는 화합물이 하기 화합물군 H에 표시된 것에 한정되는 것은 아니다.
[화합물군 H]
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
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), 1-TNATA(4,4',4"-tris[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]-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(또는 NPD, α-NPD)(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, 또는 TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 등을 포함할 수도 있다.
또한, 정공 수송 영역(HTR)은 CzSi(9-(4-tert-Butylphenyl)-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazole), CCP(9-phenyl-9H-3,9'-bicarbazole), 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) 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 하는 층이다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 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.
일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 복수의 발광 재료들을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 발광층(EML)은 제1 화합물을 포함하고, 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 적어도 하나의 호스트 및 적어도 하나의 도펀트를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 발광층(EML)은 제1 도펀트를 포함하고, 서로 상이한 제1 호스트와 제2 호스트를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예의 발광층(EML)은 서로 상이한 제1 호스트 및 제2 호스트, 서로 상이한 제1 도펀트 및 제2 도펀트를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 발광층(EML)에 포함된 제1 화합물은 하나의 질소 원자에 두 개의 붕소 원자가 결합된 B-N-B 구조를 가지는 다환 화합물을 포함할 수 있다.
일 실시예의 제1 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00031
화학식 1에서, X는 치환된 아민기일 수 있으며, 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
화학식 1에서, A는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리일 수 있다. 일 실시예에서, A는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 방향족 헤테로 고리일 수 있다. 예를 들어, A는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 치환 또는 비치환된 피리딘 고리, 치환 또는 비치환된 카바졸 고리, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란 고리, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜 고리 일 수 있다. 한편 A가 치환된 방향족 탄화수소 고리 또는 치환된 방향족 헤테로 고리인 경우, 치환기는 페닐기, 피리딘기 등 일 수 있다.
화학식 1에서, n1은 0 이상 3 이하의 정수 일 수 있다. Ar1은 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, Ar1은 Ar2와 결합하여 탄화수소 고리 또는 N, O, S 등을 고리 형성 원자로 포함하는 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
일 실시예에서 n1이 2 이상의 정수인 경우 복수의 Ar1은 모두 동일하거나 적어도 하나가 나머지와 상이한 것일 수 있다. 예를 들어, 복수로 제공되는 Ar1 중 어느 하나는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고, 나머지는 수소 원자 또는 중수소 원자 일 수 있다.
화학식 1에서, Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 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 형성할 수 있다. Ar2 및 Ar3은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 15 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 15 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 Ar2는 Ar1과 결합하고, Ar3은 Ar4와 결합하여 탄화수소 고리 또는 N, O, S 등을 고리 형성 원자로 포함하는 헤테로 고리를 형성할 수 있다. 한편, Ar2 및 Ar3가 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우는 제외된다.
화학식 1에서, n2는 0 이상 4 이하의 정수 일 수 있다. Ar4는 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 형성하고, 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. 일 실시예에서 n2가 2 이상의 정수인 경우 복수의 Ar2는 모두 동일하거나 적어도 하나가 나머지와 상이한 것일 수 있다. 예를 들어, 복수로 제공되는 Ar2 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00032
화학식 2에서, Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 Ar5와 Ar6가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기일 수 있고, 또는 Ar5와 Ar6가 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 카바졸 고리를 형성할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 하기 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00033
[화학식 2-2]
Figure pat00034
화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기일 수 있다. 예를 들어, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 t-부틸기, 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되지 않는다.
화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고, m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수일 수 있다. 일 실시예에서, m1 내지 m4가 2 이상의 정수일 경우, 복수로 제공되는 R1 내지 R4 각각은 모두 동일하거나 적어도 하나가 나머지와 상이한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다. 화학식 3은 화학식 1에서 Ar1 내지 Ar4를 구체화한 것에 해당한다. 화학식 3에서, A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고, Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일할 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00035
화학식 3에서, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 O, S, 또는 NAr7일 수 있다. 일 실시예에서, Y1 및 Y2 중 적어도 하나는 NAr7일 수 있다.
화학식 3에서, Ar7은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, Ar7은 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있고, 또는 인접하는 R5 또는 R6와 N을 고리 형성 원자로 포함하는 헤테로 고리를 형성할 수 있다.
화학식 3에서, m5 및 m6은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수일 수 있다. R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이거나, 또는 인접하는 Y1 또는 Y2와 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 한편, m5 및 m6이 2 이상의 정수일 경우 복수로 제공되는 R5 및 R6 각각은 모두 동일하거나 적어도 하나가 나머지와 상이한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 화학식 3-1 내지 화학식 3-3은 화학식 3에서 Y1, Y2, R5 및 R6을 구체화한 것에 해당한다. 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서 A, Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 3에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다. 이에 따라, 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서 A은 상기 화학식 1에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있고, Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00036
[화학식 3-2]
Figure pat00037
[화학식 3-3]
Figure pat00038
화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서, R7 내지 R17은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 15 이하의 아릴기일 수 있다. 예를 들어, R9, R10, R12, R13, R16, 및 R17은 수소 원자 또는 중수소 원자 일 수 있고, R7, R8, R11, R14 및 R15는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 t-부틸기, 치환 또는 비치환된 페닐일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되지 않는다.
화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서, m7, m8, m11, m12, m16 및 m17은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, m9, m10 및 m13은 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이고, m14 및 m15는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수일 수 있다. 일 실시예에서, m7 내지 m17 각각이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R7 내지 R17 각각은 동일하거나 상이할 수 있다. 화학식 3-2에서, Y2a는 S 또는 O일 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다. 화학식 4는 화학식 3에서 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리인 A를 구체화한 것에 해당한다. 화학식 4에서, Ar5, Ar6, R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2는 상기 화학식 3에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다. 또한, Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 것과 동일한 것에 해당한다.
[화학식 4]
Figure pat00039
화학식 4에서, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 CRa 또는 N일 수 있다. 예를 들어, Y3 및 Y4는 모두 CRa이거나, Y3가 N이고 Y4이 CRa일 수 있다.
화학식 4에서, Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 20 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있고, 또는 인접하는 Ra끼리 서로 결합하여 N, O, S 등을 고리 형성 원자로 포함하는 헤테로 고리를 형성할 수 있다. 한편, 인접하는 Ra끼리 서로 결합하여 N을 고리 형성 원자로 포함하는 헤테로 고리를 형성하는 경우, N은 페닐기로 치환되거나 비치환될 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 4는 하기 화학식 4-1 내지 화학식 4-2로 표시될 수 있다. 화학식 4-1 및 화학식 4-2는 화학식 4에서 Y1, Y2, Ar5 및 Ar6을 구체화한 것에 해당한다. 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서 R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2에 대하여는 상기 화학식 3에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있고, Y3 및 Y4는 상기 화학식 4에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다. 한편, 화학식 4-1 및 화학식 4-2는 화학식 4에 화학식 2-1 및 화학식 2-2가 대칭구조로 도입된 것에 해당할 수 있다. 이에 따라, R1 내지 R4, m1 내지 m4에 대하여는 상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
[화학식 4-1]
Figure pat00040
[화학식 4-2]
Figure pat00041
일 실시예의 제1 화합물은 하기 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)는 화합물군 1에 표시된 화합물들 중 적어도 하나를 제1 화합물로 발광층(EML)에 포함할 수 있다.
[화합물군 1]
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
상기 화합물군 1의 화합물들 구조에서 D는 중수소 원자를 의미하고, Ph는 페닐기를 의미한다.
화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 화합물의 발광 스펙트럼은 20~60nm의 반치폭을 가질 수 있다. 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 화합물의 발광 스펙트럼이 상기 범위의 반치폭을 가짐에 따라, 소자에 적용되었을 때 발광 효율이 개선될 수 있다. 또한, 발광 소자용 청색 발광 소자 재료로 사용되었을 때 소자 수명이 개선될 수 있다.
화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 화합물은 열활성 지연 형광 발광 재료일 수 있다. 또한, 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 화합물은 최저 여기 삼중항 에너지 준위(T1)와 최저 여기 일중항 에너지 준위(S1)의 차이(βEST)가 0.2eV 이하인 열활성 지연 형광 도펀트일 수 있다.
화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 화합물은 440nm 이상 480nm 이하의 파장 영역에서 발광 중심 파장을 갖는 발광 재료일 수 있다. 예를 들어, 화학식 1로 표시되는 일 실시예의 제1 화합물은 청색 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF) 도펀트일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 일 실시예의 제1 화합물이 발광 재료로 사용될 경우 제1 화합물은 적색 발광 도펀트, 녹색 발광 도펀트 등의 다양한 파장 영역의 광을 방출하는 도펀트 물질로 사용될 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 지연 형광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)을 발광하는 것일 수 있다.
또한, 발광 소자(ED)의 발광층(EML)은 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 발광 소자(ED)의 발광층(EML)은 중심 파장이 440nm 이상 480nm 이하인 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 발광층(EML)은 480nm 초과의 척생광을 방출하거나, 또는 녹색광 또는 적색광을 방출하는 것일 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 지연 형광 발광용 호스트 및 지연 형광 발광용 도펀트를 포함할 수 있고, 상술한 제1 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.
상술한 바와 같이, 일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 호스트를 포함하는 것일 수 있다. 호스트는 발광 소자(ED) 내에서 광을 방출하지 않고, 도펀트로 에너지를 전달하는 역할을 하는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 1종 이상의 호스트를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 2종의 서로 다른 호스트를 포함하는 것일 수 있다. 발광층(EML)이 2종의 호스트를 포함하는 경우, 2종의 호스트는 정공 수송성 호스트 및 전자 수송성 호스트를 포함하는 것일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니며, 발광층(EML)은 1종의 호스트를 포함하는 것이거나, 2종 이상의 서로 상이한 호스트의 혼합물을 포함하는 것일 수도 있다.
일 실시예에서, 발광층(EML)은 두 개의 서로 상이한 호스트를 포함할 수 있다. 호스트는 제2 화합물, 및 제2 화합물과 상이한 제3 화합물을 포함할 수 있다. 호스트는 정공 수송성 모이어티(moiety)를 가지는 제2 화합물과 전자 수송성 모이어티(moiety)를 가지는 제3 화합물을 포함할 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)에서, 호스트는 제2 화합물과 제3 화합물이 엑시플렉스(exiplex)를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 발광층(EML)은 하기 화학식 HT로 표시되는 제2 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 화합물은 발광층(EML)의 정공 수송성 호스트 재료로 사용될 수 있다.
[화학식 HT]
Figure pat00055
화학식 HT에서, L1은 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 헤테로 아릴렌기일 수 있다. 또한, Ar1a는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기일 수 있다.
화학식 HT에서, R11 및 R12는 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 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기일 수 있다. 예를 들어, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 중수소 원자일 수 있다.
화학식 HT에서, e 및 f는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, R11 및 R12는 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 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기일 수 있다. 한편, e 및 f가 각각 2 이상의 정수인 경우 복수의 R11 및 복수의 R12는 모두 동일하거나 적어도 하나가 상이한 것일 수 있다. 예를 들어, 화학식 HT에서 e 및 f가 0일 수 있다. 이 경우 화학식 HT의 카바졸기는 비치환된 것에 해당한다.
화학식 HT에서, L1은 직접 결합, 페닐렌기, 2가의 비페닐기, 2가의 카바졸기 등일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, Ar1은 치환 또는 비치환된 카바졸기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜기, 치환 또는 비치환된 비페닐기 등일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 제3 화합물로 하기 화학식 ET으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 ET]
Figure pat00056
상기 화학식 ET에서, Za 내지 Zc 중 적어도 하나는 N일 수 있다. Za 내지 Zc 중 N이 아닌 나머지는 CR16일 수 있다. 즉, 화학식 ET로 표시되는 제3 화합물은 피리딘 모이어티, 피리미딘 모이어티, 또는 트리아진 모이어티를 포함하는 것일 수 있다.
화학식 ET에서, R13 내지 R15는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기일 수 있다.
화학식 ET에서, R13 내지 R15는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸기 등일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예의 발광 소자(ED)의 발광층(EML)이 화학식 HT로 표시되는 제2 화합물 및 화학식 ET로 표시되는 제3 화합물을 발광층(EML)에 동시에 포함하는 경우 우수한 장수명 특성을 나타낼 수 있다. 특히, 일 실시예의 발광 소자(ED)의 발광층(EML)에서, 호스트는 화학식 HT로 표시되는 제2 화합물과 화학식 ET로 표시되는 제3 화합물이 엑시플렉스(exciplex)를 형성한 것일 수 있다.
발광층(EML)에 동시에 포함된 두 개의 호스트 재료 중 제2 화합물은 정공 수송성 호스트이고, 제3 화합물은 전자 수송성 호스트일 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)는 발광층(EML)에 정공 수송 특성이 우수한 제2 화합물 및 전자 수송 특성이 우수한 제3 화합물을 모두 포함하여 후술하는 도펀트 화합물들로 효율적인 에너지 전달이 가능할 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(ED)는 발광층(EML)에 상술한 화학식 1로 표시되는 제1 화합물 이외에 제4 화합물을 더 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 Pt(백금)을 중심금속원자로 포함하고, 중심금속원자에 결합된 리간드들을 포함하는 유기 금속 착체를 제4 화합물로 포함할 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 제4 화합물로 하기 화학식 D-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 D-1]
Figure pat00057
화학식 D-1에서, Q1 내지 Q4는 각각 독립적으로 C 또는 N일 수 있다.
화학식 D-1에서, C1 내지 C4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 고리일 수 있다.
화학식 D-1에서, L21 내지 L23는 각각 독립적으로 직접 결합, , , , , 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 헤테로 아릴렌기일 수 있다. L21 내지 L23에서, 는 C1 내지 C4와 연결되는 부위를 의미하는 것이다.
화학식 D-1에서, b1 내지 b3는 각각 독립적으로 0 또는 1일 수 있다. b1이 0일 경우, C1 및 C2가 서로 연결되지 않은 것일 수 있다. b2가 0일 경우, C2 및 C3가 서로 연결되지 않은 것일 수 있다. b3가 0일 경우, C3 및 C4가 서로 연결되지 않은 것일 수 있다.
화학식 D-1에서, R21 내지 R26은 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 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 1 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, R21 내지 R26는 각각 독립적으로 메틸기, 또는 t-부틸기일 수 있다.
화학식 D-1에서, d1 내지 d4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수일 수 있다. 한편, d1 내지 d4가 각각 2 이상의 정수인 경우, 복수의 R21 내지 R24는 모두 동일하거나 적어도 하나가 상이한 것일 수 있다.
화학식 D-1에서, C1 내지 C4는 각각 독립적으로 하기 C-1 내지 C-3 중 어느 하나로 표시되는 치환 또는 비치환된 탄화수소고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리일 수 있다.
C-1 내지 C-3에서, P1-은 또는 CR54이고, P2는 또는 NR61이고, P3은 또는 NR62일 수 있다. R51 내지 R64는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다.
또한, C-1 내재 C-3에서, ""는 중심금속원자인 Pt와 연결되는 부분이고, ""는 이웃하는 고리기(C1 내지 C4) 또는 링커(L21 내지 L24)와 연결되는 부분에 해당한다.
상술한 화학식 D-1로 표시되는 제4 화합물은 인광 도펀트일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화합물은 청색 광을 발광하는 발광 도펀트이며, 발광층(EML)은 형광 발광하는 것일 수 있다. 또한, 보다 상세하게는 발광층(EML) 청색광을 지연 형광 발광하는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 발광층(EML)에 포함되는 제4 화합물은 증감제(sensitizer)일 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)에 포함된 제4 화합물은 증감제(sensitizer)로 기능하여 호스트로부터 발광 도펀트인 제1 화합물로 에너지를 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 보조 도펀트 역할을 하는 제4 화합물은 발광 도펀트인 제1 화합물로의 에너지 전달을 가속화시켜 제1 화합물의 발광 비율을 증가시킬 수 있다. 따라서, 일 실시예의 발광층(EML)은 발광 효율이 향상될 수 있다. 또한, 제1 화합물로의 에너지 전달이 증가되는 경우 발광층(EML)에 형성된 엑시톤이 발광층(EML) 내부에 적체되지 않고 빠르게 발광하므로 소자의 열화가 감소될 수 있다. 따라서, 일 실시예의 발광 소자(ED)의 수명이 상승할 수 있다.
일 실시예에서, 발광 소자(ED)에서 제2 화합물 및 제3 화합물의 중량비는 약 4:6 내지 7:3, 또는 약 5:5 내지 7:3일 수 있다. 예를 들어, 제2 화합물 및 제3 화합물의 중량비는 4:6, 5:5, 6:4, 또는 7:3일 수 있다. 다만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 화합물 및 제3 화합물의 함량이 상술한 비율을 만족하는 경우, 발광층(EML) 내의 전하 밸런스 특성이 향상되므로, 발광 효율 및 소자 수명이 상승할 수 있다. 제2 화합물 및 제3 화합물의 함량이 상술한 비율 범위를 벗어나는 경우, 발광층(EML) 내의 전하 밸런스가 깨져 발광 효율이 저하되고, 소자가 쉽게 열화될 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(ED)는 제1 화합물, 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물을 모두 포함하여, 발광층(EML)이 2개의 호스트 재료와 2개의 도펀트 재료의 조합을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 서로 상이한 두 개의 호스트, 지연 형광을 방출하는 제1 화합물, 및 유기 금속 착체를 포함하는 제4 화합물을 동시에 포함하여 우수한 발광 효율 특성을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서 상기 화학식 HT로 표시되는 제2 화합물은 하기 화합물군 2에 표시된 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 발광층(EML)은 정공 수송성 호스트 물질로 하기 화합물군 2에 표시된 화합물들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화합물군 2]
Figure pat00069
Figure pat00070
Figure pat00071
일 실시예에서 화학식 ET로 표시되는 제3 화합물은 하기 화합물군 3에 표시된 화합물들 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 발광층(EML)은 전자 수송성 호스트 물질로 하기 화합물군 3에 표시된 화합물들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화합물군 3]
Figure pat00072
Figure pat00073
일 실시예에서, 화학식 D-1로 표시되는 제4 화합물은 하기 화합물군 4에 표시된 화합물들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 증감제(sensitizer) 물질로 하기 화합물군 4에 표시된 화합물들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화합물군 4]
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
상기 화합물군 4에 포함된 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.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예의 발광 소자(ED)는 복수의 발광층들을 포함하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들은 순차적으로 적층되어 제공되는 것일 수 있으며, 예를 들어 복수의 발광층들을 포함하는 발광 소자(ED)는 백색광을 방출하는 것일 수 있다. 복수의 발광층들을 포함하는 발광 소자는 탠덤(Tandem) 구조의 발광 소자일 수 있다. 발광 소자(ED)가 복수의 발광층들을 포함하는 경우 적어도 하나의 발광층(EML)은 상술한 바와 같이 제1 화합물, 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물을 모두 포함할 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 플루오란텐 유도체, 크리센 유도체, 디하이드로벤즈안트라센 유도체, 또는 트리페닐렌 유도체를 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 발광층(EML)은 안트라센 유도체 또는 피렌 유도체를 포함하는 것일 수 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 일 실시예의 발광 소자(ED)에서 발광층(EML)은 상술항 호스트 및 도펀트 이외에 공지의 호스트 및 도펀트를 더 포함할 수 있고, 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 pat00077
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 n1 및 n2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수일 수 있다.
화학식 E-1은 하기 화합물 E1 내지 화합물 E20 중 어느 하나로 표시되는 것일 수 있다.
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
Figure pat00081
Figure pat00082
Figure pat00083
일 실시예에서 발광층(EML)은 E-2b로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다. 하기 화학식 E-2b로 표시되는 화합물은 인광 호스트재료로 사용될 수 있다.
[화학식 E-2b]
Figure pat00084
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 pat00085
Figure pat00086
Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089
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), mCBP(3,3'-Di(9H-carbazol-9-yl)-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.
발광층(EML)은 하기 화학식 M-a로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 하기 화학식 M-a로 표시되는 화합물은 인광 도펀트 재료로 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에서 화학식 M-a로 표시되는 화합물은 보조 도펀트 재료로 사용될 수 있다.
[화학식 M-a]
Figure pat00090
상기 화학식 M-a에서, Y1 내지 Y4, 및 Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로 CR1 또는 N이고, R1 내지 R4는 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 인광 도펀트로 사용될 수 있다.
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-a25은 예시적인 것으로 화학식 M-a로 표시되는 화합물이 하기 화합물 M-a1 내지 M-a25로 표시된 것에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093
Figure pat00094
Figure pat00095
Figure pat00096
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 내지 화학식 F-c 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 하기 화학식 F-a 내지 화학식 F-c로 표시되는 화합물은 형광 도펀트재료로 사용될 수 있다.
[화학식 F-a]
Figure pat00098
상기 화학식 F-a에서, Ra 내지 Rj 중 선택되는 두 개는 각각 독립적으로 로 치환되는 것일 수 있다. Ra 내지 Rj 중 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. 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 pat00102
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.
[화학식 F-c]
Figure pat00103
화학식 F-c에서, A1 및 A2는 각각 독립적으로, O, S, Se, 또는 NRm이고, Rm은 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. R1 내지 R11는 각각 독립적으로, 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 보릴기, 치환 또는 비치환된 옥시기, 치환 또는 비치환된 티오기, 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 서로 결합하여 고리를 형성한다.
화학식 F-c에서 A1 및 A2는 각각 독립적으로 이웃하는 고리의 치환기들과 결합하여 축합고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, A1 및 A2가 각각 독립적으로 NRm일 때, A1은 R4 또는 R5와 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다. 또한, A2는 R7 또는 R8과 결합하여 고리를 형성하는 것일 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 공지의 도펀트 재료로, 스티릴 유도체(예를 들어, 1, 4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)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.
일 실시예에서 복수 개의 발광층(EML)을 포함하는 경우 적어도 하나의 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), 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.
한편, 적어도 하나의 발광층(EML)은 양자점(Quantum dot) 물질을 포함하는 것일 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, CoMn2O4 등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 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 조절할 수 있으며, 이에 따라 양자점은 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다.
도 3 내지 도 6에 도시된 일 실시예의 발광 소자(ED)에서, 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), 전자 수송층(ETL)/버퍼층(미도시)/전자 주입층(EIL) 등의 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 하기 화학식 ET-1로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 ET-2]
Figure pat00105
화학식 ET-2에서, X1 내지 X3 중 적어도 하나는 N이고 나머지는 CRa이다. Ra는 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. Ar1 내지 Ar3 은 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.
화학식 ET-2에서, a 내지 c는 각각 독립적으로 0 이상 10 이하의 정수일 수 있다. 화학식 ET-2에서 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. 한편, a 내지 c가 2 이상의 정수인 경우 L1 내지 L3은 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.
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), TSPO1(diphenyl(4-(triphenylsilyl)phenyl)phosphine oxide) 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 하기 화합물 ET1 내지 ET36 중 적어도 하나를 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, BaO 와 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. 구체적으로 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 전극은 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(LiF와 Ca의 적층 구조), LiF/Al(LiF와 Al의 적층 구조), 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 감소시킬 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 sol-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.
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 내지 도 10은 각각 일 실시예에 따른 표시 장치에 대한 단면도이다. 이하 도 7 내지 도 10을 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-a)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.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD-a)에서 포함된 발광 소자(ED)의 발광층(EML)은 상술한 일 실시예의 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물 중 적어도 하나 및 제1 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
도 7을 참조하면, 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-a)에서 발광층(EML)은 청색광을 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 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. 양자점(QD1, QD2)에 대하여는 상술한 내용과 동일한 내용이 적용될 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, 베이스수지(BR1, BR2, BR3)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스수지(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) 상에 배치되어 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.
한편, 도시되지는 않았으나 컬러필터층(CFL)은 차광부(미도시)를 포함할 수 있다. 컬러필터층(CFL)은 이웃하는 필터들(CF1, CF2, CF3)의 경계에 중첩하도록 배치된 차광부(BM)를 포함할 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 흑색 안료 또는 흑색염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 인접하는 필터들(CF1, CF2, CF3) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에서 차광부(BM)는 청색 필터로 형성되는 것일 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, 도 7)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.
일 실시예의 표시 장치(DD-TD)에 포함된 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3) 중 적어도 하나에 상술한 일 실시예의 제1 화합물과 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-b)는 2개의 발광층들이 적층된 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)와 비교하여 도 9에 도시된 일 실시예서는 제1 내지 제3 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3)는 각각 두께 방향으로 적층된 2개의 발광층들을 포함하는 것에서 차이가 있다. 제1 내지 제3 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3) 각각에서 2개의 발광층들은 동일한 파장 영역의 광을 방출하는 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. 또한, 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 9에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-b)에 포함된 적어도 하나의 발광층은 상술한 일 실시예의 다환 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 제1 청색 발광층(EML-B1) 및 제2 청색 발광층(EML-B2) 중 적어도 하나는 일 실시예의 다환 화합물을 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9와 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), 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에서 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.
이웃하는 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3, OL-C1) 사이에 배치된 전하생성층(CGL1, CGL2, CGL3)은 p형 전하생성층 및/또는 n형 전하생성층을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD-c)에 포함된 발광구조들(OL-B1, OL-B2, OL-B3, OL-C1) 중 적어도 하나에 상술한 일 실시예의 제1 화합물을 포함하고, 제2 화합물, 제3 화합물, 및 제4 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(ED)는 상술한 일 실시예의 제1 화합물을 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 및 전자 수송 영역(ETR) 중 적어도 하나에 포함하거나 또는 캡핑층(CPL)에 포함할 수도 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 제1 화합물은 일 실시예의 발광 소자(ED)의 발광층(EML)에 포함될 수 있으며, 일 실시예의 발광 소자는 고효율 및 장수명 특성을 나타낼 수 있다.
상술한 일 실시예의 제1 화합물은 하나의 질소 원자를 중심으로 두 개의 붕소 원자가 결합된 BNB 구조를 포함하며, 진동자 강도(oscillator strength, f)를 높일 수 있는 치환기를 가져 발광 재료로 사용되는 경우에 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제1 화합물로 사용되는 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 A-1, 화합물 A-20, 및 화합물 B-13의 합성 방법을 예시하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 다환 화합물의 합성법은 일 실시예로서, 본 발명의 실시형태에 따른 다환 화합물의 합성법이 하기의 실시예에 한정되지 않는다.
(1) 화합물 A-1의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 A-1은, 예를 들어 하기의 반응식 1의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00118
1) 5-chloro-N1,N1,N3,N3-tetraphenylbenzene-1,3-diamine(15g)을 포함하는 디에틸에테르(250ml) 용액을 -78℃로 냉각시키고, 여기에 1.60M의 t-BuLi 펜탄 용액을 46ml 적하하였다. 반응 용액을 0℃에서 3시간 교반한 후, 다시 -78℃로 냉각해, B(OMe)3 (9.3ml)을 적하하였다. 반응 용액을 실온에서 3시간 교반 후, 1N HCl 수용액에 부어, 목적물을 디에틸에테르에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-1을 7.9g(수율 52%) 얻었다.
2) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-1(7.9g)과 2,6-디브로모아닐린(1.76g), 탄산칼륨(8g), Pd(PPh3)4(400mg)를 포함하는 톨루엔(100ml), 에탄올(20ml), 물(20ml) 용액을, 90℃의 가열 조건하에서 3시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-2를 4.2g(수율 65%) 얻었다.
3) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-2(3g)를 포함하는 o-디클로로벤젠(50ml) 용액을 0℃로 냉각해, BBr3 (1.25ml)을 적하 후 150℃까지 승온해 7시간 가열 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액에 DIPEA를 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축했다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 목적물인 A-1을 2g(수율 67%) 얻었다.
또한 FAB-MS 측정에 의해, 목적물인 A-1의 분자량이 930인 것을 확인했다. 얻어진 목적물인 A-1은 추가적으로 승화 정제하여, 평가용 시료로 사용하였다.
(2) 화합물 A-20의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 A-20은, 예를 들어 하기의 반응식 2의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00119
Figure pat00120
1) 2,6-디페닐아닐린(25g)과 1,3-디브로모-5-클로로벤젠(30.3g), 나트륨부톡사이드(15g), Pd2(dba)3(1g) 및 XantPhos(1.2g)를 포함하는 톨루엔(700ml) 용액을, 오일 배스 가열 조건하에서 2시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-3을 35g(수율 79%) 얻었다.
2) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-3(35g)과 요오드벤젠(400g), CuI(3.5g), 탄산칼륨(25g)을 포함하는 혼합물을, 200℃의 가열 조건하에서 15시간 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 디클로로메탄으로 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축했다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-4를 27g(수율 65%) 얻었다.
3) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-4(27g)와 3,6-di-tert-butyl-9H-carbazole(15g), 나트륨부톡사이드(30g), Pd2(dba)3(0.5g) 및 PH(tBu)3/BF4(0.6g)를 포함하는 톨루엔(300ml) 용액을, 오일 배스 가열 조건하에서 2시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-5를 26g(수율 70%) 얻었다.
4) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-5 (26g)를 포함하는 디에틸에테르(500ml) 용액을 -78℃로 냉각해, 여기에 1.60M의 t-BuLi 펜탄 용액을 50ml 적하하였다. 반응 용액을 0℃에서 3시간 교반 후, 다시 -78℃로 냉각해, B(OMe)3 (10ml)을 적하하였다. 반응 용액을 실온에서 3시간 교반 후, 1N HCl 수용액에 부어, 목적물을 디에틸에테르에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-6를 14.5g(수율 55%) 얻었다.
5) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-6 (14.5g)와 2,6-디브로모아닐린(2g), 탄산칼륨(6.7g), Pd(PPh3)4(350mg)를 포함하는 톨루엔(120ml), 에탄올(30ml), 물(30ml) 용액을, 90℃의 가열 조건하에서 3시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-7을 6.1g(수율 53%) 얻었다.
6) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-7 (3g)을 포함하는 o-디클로로벤젠(50ml) 용액을 0℃로 냉각해, BBr3 (1.25ml)을 적하 후 150℃까지 승온해 7시간 가열 교반했다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액에 DIPEA를 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 목적물인 화합물 A-20을 1.1g(수율 37%) 얻었다.
또한 FAB-MS 측정에 의해, 목적물인 화합물 A-20의 분자량이 1454인 것을 확인하였다. 얻어진 목적물인 화합물 A-20은 추가적으로 승화 정제하여, 평가용 시료로 사용하였다.
(3) 화합물 B-13의 합성
일 실시예에 따른 다환 화합물 B-13은, 예를 들어 하기의 반응식 3의 단계에 의해 합성될 수 있다.
[반응식 3]
Figure pat00121
Figure pat00122
1) 1-Bromo-3,5-diphenylbenzene(25g)과 2-Aminobiphenyl(13.7g), 나트륨부톡사이드(23.3g), Pd2(dba)3(0.74g) 및 PH(tBu)3/BF4(0.94g)를 포함하는 톨루엔(400ml) 용액을, 오일 배스 가열 조건하에서 3시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-8을 15g(수율 47%) 얻었다.
2) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-8 (15g)과 9-(3,5-dibromophenyl)-9H-carbazole(7.7g), 나트륨부톡사이드(8g), Pd2(dba)3(0.65g) 및 PH(tBu)3/BF4(0.8g)를 포함하는 톨루엔(150ml) 용액을, 오일 배스 가열 조건하에서 2시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-9를 8.3g(수율 60%) 얻었다.
3) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-9 (8.3g)를 포함하는 디에틸에테르(80ml) 용액을 -78℃로 냉각해, 여기에 1.60M의 n-BuLi 헥산 용액을 18ml 적하했다. 반응 용액을 0℃에서 3시간 교반 후, 다시 -78℃로 냉각해, B(OMe)3 (3.2ml)을 적하했다. 반응 용액을 실온에서 3시간 교반 후, 1N HCl 수용액에 부어, 목적물을 디에틸에테르에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축했다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-10을 5g(수율 63%) 얻었다.
4) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-10 (5g)과 2,6-디브로모아닐린(0.9g), 탄산칼륨(3g), Pd(PPh3)4(200mg)를 포함하는 톨루엔(80ml), 에탄올(20ml), 물(20ml) 용액을, 90℃의 가열 조건하에서 5시간 가열 환류하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액을 물에 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 중간체 화합물 IM-11을 3.1g(수율 63%) 얻었다.
5) 상기에서 얻어진 중간체 화합물 IM-11 (3.1g)을 포함하는 o-디클로로벤젠(50ml) 용액을 0℃로 냉각해, BBr3 (1.5ml)을 적하 후 150℃까지 승온해 7시간 가열 교반하였다. 실온까지 냉각한 후, 반응 용액에 DIPEA를 부었다. 목적물을 톨루엔에서 추출해, 황산마그네슘으로 건조 후, 감압 농축하였다. 얻어진 혼합물을 실리카겔 크로마토그래피로 정제해, 목적물인 화합물 B-13을 0.8g(수율 25%) 얻었다.
또한 FAB-MS 측정에 의해, 목적물인 화합물 B-13의 분자량이 1382인 것을 확인하였다. 얻어진 목적물인 화합물 B-13은 추가적으로 승화 정제하여, 평가용 시료로 사용하였다.
2. 발광 소자의 제작과 평가
실시예 및 비교예의 화합물들을 발광층에 포함하는 발광 소자에 대한 평가를 아래의 방법으로 진행하였다. 소자 평가를 위한 발광 소자 제작 방법은 아래에 기재하였다.
구체적으로, 실시예 화합물 A-1, A-20, 및 B-13들을 각각 발광층의 도펀트 재료로 사용하여 실시예 1 내지 실시예 31의 발광 소자를 제작하였다. 또한, 비교예 1 내지 비교예 3은 비교예 화합물 R1 내지 R3을 발광층 도펀트 재료로 각각 사용하여 제작된 발광 소자이다.
[실시예 화합물]
[비교예 화합물]
Figure pat00125
<발광 소자의 제작>
ITO로 150nm 두께의 제1 전극을 형성하고, 제1 전극 상에 HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinox aline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 로 10nm 두께의 정공 주입층을 형성하고, 정공 주입층 상에 α-NPD(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)로 80nm 두께의 정공 수송층을 형성하고, 정공 수송층 상에 mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene)로 5nm 두께의 발광 보조층을 형성하고, 발광 보조층 상에 호스트(mCBP(3,3'-Di(9H-carbazol-9-yl)-1,1'-biphenyl))에 실시예 화합물 또는 비교예 화합물을 6% 도프한 20nm 두께의 발광층을 형성하고, 발광층 상에 TPBi (2,2',2''-(1,3,5-Benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole))로 30nm 두께의 전자 수송층을 형성하고, 전자 수송층 상에 LiF로 0.5nm 두께의 전자 주입층을 형성하고, 전자 주입층 상에 Al로 100nm 두께의 제2 전극을 형성하였다. 각 층은 진공 분위기 하에서 증착법에 의해 형성하였다.
발광 소자 제작에 사용된 하기 물질들은 공지된 물질이며, 시판품을 승화 정제하여 소자 제작에 사용하였다.
Figure pat00126
(실험예)
실시예 및 비교예에 대한 특성 평가 결과에서 전류 밀도 1000cd/m2에서의 휘도 및 발광 파장을 Keithley MU 236 및 휘도계 PR650을 이용하여 측정하였다. 또한, 소자 수명은 초기 휘도 대비 휘도가 95% 되는데 걸리는 시간을 측정하였고, 비교예 1을 기준으로 상대 수명을 계산하여, 그 결과를 각각 나타내었다. 반치폭(FWQM)은 HORIBA社 fluoromax+ spectrometer 장비에 xenon light source 및 monochromator가 장착된 상태로, FluorEssence software를 이용하여 측정하였다.
소자 작성예 Dopant 발광 파장
nm		 반치폭
nm		 소자 수명
%
실시예1 실시예 화합물 A-1 457 16 123
실시예2 실시예 화합물 A-20 460 19 165
실시예3 실시예 화합물 B-13 461 22 184
비교예1 비교예 화합물 R1 454 23 100
비교예2 비교예 화합물 R2 459 25 95
비교예3 비교예 화합물 R3 470 45 112
비교예4 비교예 화합물 R4 473 43 108
표 1의 결과를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 발광 재료로 사용한 발광 소자의 실시예들의 경우 비교예와 비교하여 소자 수명이 향상된 것을 확인할 수 있다.
실시예 화합물들의 경우 질소 원자를 중심으로 두 개의 붕소 원자가 결합된 BNB 판상 골격 구조를 가짐으로써, 다환 방향고리 구조가 안정화되고, 다중 공명 효과가 증대될 수 있다. 이에 따라, 실시예의 화합물이 열활성 지연 형광 도펀트로 사용될 때 반치폭과 파장 범위가 청색 발광 재료로 적합하다. 또한, 실시예 화합물들은 축합환 코어에 입체장애 치환기가 연결된 구조를 가짐에 따라, 진동자 강도(oscillator strength, f)가 높아져 재료의 안정성이 증가되어 소자 수명이 개선된 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1에서 사용한 비교예 화합물 R1은 실시예 화합물들의 중심 골격을 구성하는 BNB 골격을 갖고 있지 않아서, 실시예들 대비 소자 특성이 저하된 것을 확인할 수 있다.
비교예 2에서 사용한 비교예 화합물 R2는 BNB 골격을 갖고 있으나, 실시예 화합물들이 필수로 포함하는 치환기(본 명세서에서 화학식 2로 표시되는 치환기)를 갖고 있지 않다. 또한, 비교예 3에서 사용한 비교예 화합물 R3은, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 다환 화합물에서 Ar2-Ar3 부위가 축합되어 있다. 이에 따라, 비교예 2 및 비교예 3 모두 실시예들 대비 수명 특성이 현저히 저하된 것을 알 수 있다. 비교예 4의 경우에도 실시예들 대비 수명 특성이 저하된 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 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 (20)

  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 HT로 표시되는 제2 화합물, 하기 화학식 ET로 표시되는 제3 화합물, 및 하기 화학식 D-1로 표시되는 제4 화합물 중 적어도 하나; 를 포함하는 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00127

    상기 화학식 1에서,
    X는 하기 화학식 2로 표시되고,
    A는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리이고,
    Ar1은 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고,
    Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 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 형성하고, 여기서, Ar2 및 Ar3가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것은 제외되며,
    Ar4는 수소 원자, 중수소 원자, 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 형성하거나, 또는 하기 화학식 2로 표시되고,
    n1은 0 이상 3 이하의 정수이고, n2는 0 이상 4 이하의 정수이다:
    [화학식 2]
    Figure pat00128

    상기 화학식 2에서,
    Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 Ar5와 Ar6가 서로 결합하여 고리를 형성한다:
    [화학식 HT]
    Figure pat00129

    상기 화학식 HT에서,
    L1은 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 헤테로 아릴렌기이고,
    Ar1a는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이고,
    R11 및 R12는 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 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이고,
    e 및 f는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다:
    [화학식 ET]
    Figure pat00130

    상기 화학식 ET에서,
    Za 내지 Zc 중 적어도 하나는 N이고, 나머지는 CR16이고,
    R13 내지 R16은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 시아노기, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이다:
    [화학식 D-1]
    Figure pat00131

    상기 화학식 D-1에서,
    Q1 내지 Q4는 각각 독립적으로 C 또는 N이며,
    C1 내지 C4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로 고리이고,
    L21 내지 L23는 각각 독립적으로 직접 결합, , , , , 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 헤테로 아릴렌기이고,
    b1 내지 b3는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
    R21 내지 R26은 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 탄소수 2 이상 20 이하의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 1 이상 30 이하의 헤테로 아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고,
    d1 내지 d4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 n2는 2 이상 4 이하의 정수이고, 복수의 Ar4 중 적어도 하나는 상기 화학식 2로 표시되는 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00136

    [화학식 2-2]
    Figure pat00137

    상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고,
    m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
  4. 제3항에 있어서,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 t-부틸기, 치환 또는 비치환된 페닐기인 발광 소자.
  5. 1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 3]
    Figure pat00138

    상기 화학식 3에서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 O, S, 또는 NAr7이고,
    Ar7은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하고,
    R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하고,
    m5 및 m6은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
    Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 Y1 및 Y2 중 적어도 하나는 NAr7인 발광 소자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 3-1]

    [화학식 3-2]

    [화학식 3-3]

    상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서,
    R7 내지 R17은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 15 이하의 아릴기이고,
    m7, m8, m11, m12, m16 및 m17은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    m9, m10 및 m13은 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이고,
    m14 및 m15는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    m7 내지 m17 각각이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R7 내지 R17 각각은 동일하거나 상이하고,
    A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
    Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하고,
    상기 화학식 3-2에서, Y2a는 S 또는 O이다.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 4]
    Figure pat00142

    상기 화학식 4에서,
    Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 CRa 또는 N이고,
    Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 20 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고,
    Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하며,
    R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 동일하다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 또는 화학식 4-2로 표시되는 발광 소자:
    [화학식 4-1]

    [화학식 4-2]

    상기 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고,
    m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이며,
    R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 동일하고,
    Y3 및 Y4는 상기 화학식 4에서 정의한 바와 동일하다.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 발광층은 지연 형광을 방출하는 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 및 상기 제3 화합물을 포함하는 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 상기 제3 화합물, 및 상기 제4 화합물을 포함하는 발광 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물군 1의 다환 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 발광 소자:
    [화합물군 1]












    .
  14. 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 1]

    상기 화학식 1에서,
    X는 하기 화학식 2로 표시되고,
    A는 치환 또는 비치환된 방향족 탄화수소 고리, 또는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리이고,
    Ar1은 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고,
    Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 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 형성하고, 여기서, Ar2 및 Ar3가 서로 결합하여 고리를 형성하는 것은 제외되며,
    Ar4는 수소 원자, 중수소 원자, 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 형성하거나, 또는 하기 화학식 2로 표시되고,
    n1은 0 이상 3 이하의 정수이고, n2는 0 이상 4 이하의 정수이다:
    [화학식 2]

    상기 화학식 2에서,
    Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 Ar5와 Ar6가 서로 결합하여 고리를 형성한다.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 2-1]

    [화학식 2-2]

    상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고,
    m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이다.
  16. 제14항에 있어서
    상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 3]

    상기 화학식 3에서,
    Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 O, S, 또는 NAr7이고,
    Ar7은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나, 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하고,
    R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 결합하여 고리를 형성하고,
    m5 및 m6은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
    Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하다.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 3-1]

    [화학식 3-2]

    [화학식 3-3]

    상기 화학식 3-1 내지 화학식 3-3에서,
    R7 내지 R17은 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리형성 탄소수 6 이상 15 이하의 아릴기이고,
    m7, m8, m11, m12, m16 및 m17은 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    m9, m10 및 m13은 각각 독립적으로 0 이상 3 이하의 정수이고,
    m14 및 m15는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    m7 내지 m17 각각이 2 이상의 정수인 경우, 복수 개의 R7 내지 R17 각각은 동일하거나 상이하고,
    A는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고,
    Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하고,
    상기 화학식 3-2에서, Y2a는 S 또는 O이다.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 화학식 4로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 4]

    상기 화학식 4에서,
    Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 CRa 또는 N이고,
    Ra는 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 20 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 20 이하의 헤테로아릴기이거나, 또는 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성하고,
    Ar5 및 Ar6은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 동일하며,
    R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 동일하다.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 화학식 4는 하기 화학식 4-1 또는 화학식 4-2로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 4-1]

    [화학식 4-2]

    상기 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고,
    m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이고,
    m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이며,
    R5, R6, m5, m6, Y1 및 Y2는 상기 화학식 3에서 정의한 바와 동일하고,
    Y3 및 Y4는 상기 화학식 4에서 정의한 바와 동일하다.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화합물군 1의 화합물들 중 어느 하나로 표시되는 다환 화합물:
    [화합물군 1]












    .
KR1020220003648A 2022-01-10 2022-01-10 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물 KR20230108772A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220003648A KR20230108772A (ko) 2022-01-10 2022-01-10 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
US17/968,643 US20230225183A1 (en) 2022-01-10 2022-10-18 Light emitting element and polycyclic compound for light emitting element
CN202211664174.9A CN116410212A (zh) 2022-01-10 2022-12-23 发光元件及用于发光元件的多环化合物
JP2023001312A JP2023101472A (ja) 2022-01-10 2023-01-06 発光素子及び発光素子用多環化合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220003648A KR20230108772A (ko) 2022-01-10 2022-01-10 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230108772A true KR20230108772A (ko) 2023-07-19

Family

ID=87055413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220003648A KR20230108772A (ko) 2022-01-10 2022-01-10 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230225183A1 (ko)
JP (1) JP2023101472A (ko)
KR (1) KR20230108772A (ko)
CN (1) CN116410212A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
CN116410212A (zh) 2023-07-11
US20230225183A1 (en) 2023-07-13
JP2023101472A (ja) 2023-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102689550B1 (ko) 발광 소자
KR20230134067A (ko) 축합 다환 화합물 및 이를 포함하는 발광 소자
KR20230056805A (ko) 발광 소자
KR20220085883A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20220056916A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR102529651B1 (ko) 발광 소자
KR102473633B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR20230143220A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230109198A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230082719A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR20230095180A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR20230107423A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230093111A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR20230074344A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR20230010133A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20220138912A (ko) 발광 소자
KR20220081442A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR20220063868A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR102523173B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR102522432B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물
KR20230108772A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20220162906A (ko) 발광 소자
KR20230001622A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 다환 화합물
KR20230033204A (ko) 축합 다환 화합물 및 이를 포함하는 발광 소자
KR20230085848A (ko) 발광 소자 및 발광 소자용 아민 화합물