WO2020096167A1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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WO2020096167A1
WO2020096167A1 PCT/KR2019/009197 KR2019009197W WO2020096167A1 WO 2020096167 A1 WO2020096167 A1 WO 2020096167A1 KR 2019009197 W KR2019009197 W KR 2019009197W WO 2020096167 A1 WO2020096167 A1 WO 2020096167A1
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substituted
unsubstituted
light emitting
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강선우
전상호
조영미
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삼성디스플레이주식회사
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the anode A cathode facing the anode; And an organic layer interposed between the anode and the cathode, and including an emission layer and an auxiliary layer, wherein the emission layer and the auxiliary layer are in direct contact, the emission layer comprises a dopant, and the auxiliary layer is the first compound.
  • a second compound wherein the dopant, the first compound, and the second compound satisfy Equations 1 to 3 below:
  • T 1 (C1) is the lowest excitation triplet energy level of the first compound
  • S 1 (D) is the lowest excitation singlet energy level of the dopant
  • S 1 (C2) is the lowest excitation singlet energy level of the second compound.
  • a plurality of anodes disposed in each of the first subpixel region, the second subpixel region, and the third subpixel region of the substrate;
  • the third light emitting layer includes a dopant
  • an organic light emitting device is provided:
  • T 1 (C1) is the lowest excitation triplet energy level of the first compound
  • S 1 (C2) is the lowest excitation singlet energy level of the second compound.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the structure of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an electroluminescence spectrum of an organic light emitting device according to Examples and Comparative Examples.
  • low excitation triplet energy level is a mixture of CH 2 Cl 2 and each compound (concentration of 1 * 10 -5 M) in a quartz cell, then in liquid helium (4K) and using a PR650 spectra colorimeter.
  • the lowest excitation triplet energy level was calculated by measuring the photoluminescence spectrum and comparing it with the normal room temperature photoluminescence spectrum to analyze only the peaks observed only at low temperatures.
  • the photoluminescence spectrum of the film obtained by spin coating is measured using a PR650 spectra colorimeter and compared with the normal room temperature photoluminescence spectrum to observe only at low temperatures. Only the peaks of interest were analyzed to calculate the lowest excitation triplet energy level.
  • the organic light emitting device 10 includes an anode 110; A cathode 120 opposed to the anode 110; And an organic layer 130 interposed between the anode 110 and the cathode 120 and including a light emitting layer and an auxiliary layer, wherein the light emitting layer and the auxiliary layer are in direct contact, and the light emitting layer includes a dopant,
  • the auxiliary layer includes a first compound and a second compound, and the dopant, the first compound, and the second compound satisfy Formulas 1 to 3 below:
  • T 1 (C2) is the lowest excitation triplet energy level of the second compound.
  • the auxiliary layer may be interposed between the cathode and the light emitting layer.
  • the light emitting region (recombination region) of the organic light emitting device may be biased toward the cathode.
  • L 12 is an organic ligand
  • n12 is an integer selected from 0 to 4
  • Z 15 to Z 17 are each independently selected from a C 1 -C 10 alkyl group, a C 1 -C 10 alkoxy group, a C 6 -C 20 aryl group, and a C 1 -C 20 heteroaryl group,
  • the dopant may be selected from the following compounds, but is not limited thereto:
  • Y 22 is selected from a single bond, O, S, N (Z 23 ) and C (Z 23 ) (Z 24 );
  • L 21 is selected from a substituted or unsubstituted C 5 -C 60 carbocyclic group and a substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heterocyclic group;
  • R 21 to R 28 and Z 21 to Z 26 are, independently of each other, hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, cyano group, nitro group, amidino group, hydrazino group, Hydrazono group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 alkyl group, substituted or unsubstituted C 2 -C 60 alkenyl group, substituted or unsubstituted C 2 -C 60 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 1- C 60 alkoxy group, substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group, substituted or unsub
  • b27 and b28 are each independently selected from 1, 2 and 3;
  • the sum of k21 to k23 may be selected from 2 and 3, but is not limited thereto.
  • the first compound may be selected from the following compounds, but is not limited thereto:
  • the second compound may satisfy the following formulas 7 and 8-1, or the following formulas 7 and 8-2, but are not limited thereto.
  • S 1 (C2) is the lowest excited singlet energy level of the second compound
  • T 2 (C2) is the second excitation triplet energy level of the second compound
  • K (T 2- > S 0 ) is the transition rate constant from the second excitation triplet energy level of the second compound to the bottom singlet energy level
  • the second compound may be represented by the following Chemical Formula 3, but is not limited thereto:
  • the anode 110 may be formed, for example, by providing an anode material on the substrate using an evaporation method or a sputtering method.
  • the anode 110 may be selected from materials having a high work function to facilitate hole injection.
  • the organic layer 150 is disposed on the first electrode 110.
  • the organic layer 150 includes a light emitting layer and an auxiliary layer.
  • the organic layer 150 includes a hole transport region interposed between the first electrode 110 and the light emitting layer and an electron transport region interposed between the light emitting layer and the second electrode 190. region).
  • the hole transport region is m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB (NPD), ⁇ -NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, methylated-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA (4,4 ' , 4 "-tris (N-carbazolyl) triphenylamine (4,4 ', 4" -tris (N-carbazolyl) triphenylamine)), PANI / DBSA (Polyaniline / Dodecylbenzenesulfonic acid (polyaniline / dodecylbenzenesulfonic acid)) , PEDOT / PSS (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / Poly (4-styrenesulfonate) (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrenesulfonate))), PANI / CSA (Polyaniline / Cam
  • L 201 to L 204 are each independently a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cyclo Alkenylene group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenylene group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylene group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heteroarylene group, substituted or unsubstituted A substituted divalent non-aromatic condensed polycyclic group and a substituted or unsubstituted divalent non-aromatic condensed polycyclic group,
  • L 201 to L 205 are independently of each other
  • xa5 may be 1, 2, 3 or 4.
  • Fluorenyl group spiro-bifluorenyl group, carbazolyl group, dibenzofuranyl group and dibenzothiophenyl group;
  • R 201 and R 202 may be connected to each other through a single bond, and / or ii) R 203 and R 204 may be connected to each other through a single bond.
  • the compound represented by Chemical Formula 201 may be represented by Chemical Formula 201A:
  • Chemical Formula 201 may be represented by the following Chemical Formula 201A (1), but is not limited thereto:
  • Chemical Formula 201 may be represented by the following Chemical Formula 201A-1, but is not limited thereto:
  • Chemical Formula 202A the compound represented by Chemical Formula 202.
  • R 211 and R 212 For description of R 211 and R 212 , refer to the description of R 203 in the present specification,
  • R 213 to R 217 are independently of each other hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, cyano group, nitro group, amidino group, hydrazino group, hydrazono group, C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, C 1 -C 10 alkyl group substitution Phenyl group, -F-substituted phenyl group, pentaenyl group, indenyl group, naphthyl group, azulenyl group, heptalenyl group, indacenyl group, acenaphthyl group, fluorenyl group, spir
  • the hole transport region may have a thickness of about 100 mm2 to about 10000 mm2, for example, about 100 mm2 to about 1000 mm2. If the hole transport region includes at least one of a hole injection layer and a hole transport layer, the hole injection layer has a thickness of about 100 mm 2 to about 9000 mm 2, for example, about 100 mm 2 to about 1000 mm 2, and the hole transport layer has a thickness of about 50 mm 2 To about 2000 mm 2, for example about 100 mm 2 to about 1500 mm 2. When the thickness of the hole transport region, the hole injection layer and the hole transport layer satisfies the above-described range, satisfactory hole transport characteristics can be obtained without a substantial increase in driving voltage.
  • the hole transport region may further include a charge-generating material to improve conductivity in addition to the above-described materials.
  • the charge-generating material may be uniformly or non-uniformly dispersed in the hole transport region.
  • the LUMO of the p-dopant may be -3.5 eV or less.
  • the p-dopant may include quinone derivatives such as Tetracyanoquinodimethane (TCNQ) and F4-TCNQ (2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane);
  • quinone derivatives such as Tetracyanoquinodimethane (TCNQ) and F4-TCNQ (2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane);
  • R 221 to R 223 are each independently a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkenyl group.
  • the light emitting layer may be patterned into a red light emitting layer, a green light emitting layer, and a blue light emitting layer for each subpixel.
  • the light emitting layer has a structure in which two or more layers selected from a red light emitting layer, a green light emitting layer, and a blue light emitting layer are stacked by contact or separation, or two or more materials selected from a red light emitting material, a green light emitting material, and a blue light emitting material are layered. It has no mixed structure and can emit white light.
  • the emission layer may include a host and a dopant.
  • the dopant may include at least one of a phosphorescent dopant and a fluorescent dopant.
  • the content of the dopant in the light emitting layer may be generally selected from about 0.01 to about 15 parts by weight with respect to about 100 parts by weight of the host, but is not limited thereto.
  • the thickness of the light emitting layer may be about 100 mm 2 to about 1000 mm 2, for example, about 200 mm 2 to about 600 mm 2. When the thickness of the light emitting layer satisfies the above-described range, excellent light emission characteristics may be exhibited without substantially increasing the driving voltage.
  • the host may include a compound represented by Formula 301 below.
  • Ar 301 is a substituted or unsubstituted C 5 -C 60 carbocyclic group or a substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heterocyclic group,
  • xb11 is 1, 2 or 3
  • L 301 is a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkenylene group, a substituted or Unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenylene group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylene group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heteroarylene group, substituted or unsubstituted divalent non- An aromatic condensed polycyclic group and a substituted or unsubstituted divalent non-aromatic condensed polycyclic group,
  • xb1 is an integer selected from 0 to 5
  • R 301 is deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, cyano group, nitro group, amidino group, hydrazino group, hydrazono group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 Alkyl group, substituted or unsubstituted C 2 -C 60 alkenyl group, substituted or unsubstituted C 2 -C 60 alkynyl group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 alkoxy group, substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group, substituted or unsubstituted hwandoen C 6
  • xb21 is an integer selected from 1 to 5
  • Q 301 to Q 303 may be independently selected from C 1 -C 10 alkyl groups, C 1 -C 10 alkoxy groups, phenyl groups, biphenyl groups, terphenyl groups, and naphthyl groups, but are not limited thereto.
  • Ar 301 in Formula 301 is
  • the compound represented by Chemical Formula 301 may be represented by the following Chemical Formula 301-1 or 301-2:
  • a 301 to A 304 are independently of each other, benzene group, naphthalene group, phenanthrene group, fluoranthene group, triphenylene group, pyrene group, chrysene group, pyridine group, pyrimidine group, indene group, fluorene Group, spiro-bifluorene group, benzofluorene group, dibenzofluorene group, indole group, carbazole group, benzocarbazole group, dibenzocarbazole group, furan group, benzofuran group, dibenzofuran group , Naphthofuran group, benzonaphthofuran group, dinaphthofuran group, thiophene group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, naphthothiophene group, benzonaphthothiophene group and dinaphthothiophene group Clearly, benz
  • X 301 is O, S or N-[(L 304 ) xb4 -R 304 ],
  • xb22 and xb23 are each independently 0, 1 or 2
  • L 302 to L 304 is independent of each other, see the description of L 301 above,
  • Q 31 to Q 33 may be referred to as described herein.
  • R 301 to R 304 in Formulas 301, 301-1, and 301-2 are independently of each other,
  • Q 31 to Q 33 may be referred to as described herein.
  • the phosphorescent dopant may include a compound represented by Chemical Formula 1.
  • the fluorescent dopant may include a compound represented by the following Chemical Formula 501:
  • L 501 to L 503 are each independently a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cyclo Alkenylene group, substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenylene group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylene group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heteroarylene group, substituted or unsubstituted A substituted divalent non-aromatic condensed polycyclic group and a substituted or unsubstituted divalent non-aromatic condensed polycyclic group,
  • R 501 and R 502 are each independently a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkenyl group.
  • Substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group substituted or unsubstituted C 6 -C 60 aryl group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylthio group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heteroaryl group, substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic condensed polycyclic group and substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group Is selected,
  • xd4 may be selected from integers from 1 to 6.
  • Ar 501 in Formula 501 is
  • L 501 to L 503 in Formula 501 are independently of each other
  • R 501 and R 502 in Formula 501 are independently of each other
  • the Q 31 to Q 33 may be selected from C 1 -C 10 alkyl groups, C 1 -C 10 alkoxy groups, phenyl groups, biphenyl groups, terphenyl groups, and naphthyl groups.
  • the fluorescent dopant can be selected from the following compounds FD1 to FD22:
  • the fluorescent dopant may be selected from the following compounds, but is not limited thereto.
  • the electron transport region includes i) a single layer structure composed of a single material, ii) a single layer structure composed of a plurality of different materials, or iii) a multilayer structure having a plurality of layers made of a plurality of different materials.
  • the electron transport region may include at least one layer selected from a buffer layer, a hole blocking layer, an electron control layer, an electron transport layer (ETL), and an electron injection layer, but is not limited thereto.
  • the electron transport region may be an electron transport layer / electron injection layer, a hole blocking layer / electron transport layer / electron injection layer, an electron control layer / electron transport layer / electron injection layer, or a buffer layer / electron transport layer / stacked sequentially from the light emitting layer / It may have a structure such as an electron injection layer, but is not limited thereto.
  • the electron transport region (eg, a buffer layer, hole blocking layer, electron control layer, or electron transport layer in the electron transport region) may include a metal-free compound containing at least one ⁇ electron-deficient nitrogen-containing ring. .
  • ⁇ electron-deficient nitrogen-containing ring examples include imidazole, pyrazole, thiazole, isothiazole, oxazole, isoxazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, indazole, purine , Quinoline, isoquinoline, benzoquinoline, phthalazine, naphthyridine, quinoxaline, quinazoline, sinoline, phenanthridine, acridine, phenanthroline, phenazine, benzoimidazole, isobenzothiazole, benzo Oxazole, isobenzoxazole, triazole, tetrazole, oxadiazole, triazine, thiadiazole, imidazopyridine, imidazopyrimidine, azacarbazole, and the like, but is not limited thereto.
  • Ar 601 is a substituted or unsubstituted C 5 -C 60 carbocyclic group or a substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heterocyclic group,
  • xe11 is 1, 2 or 3
  • L 601 is a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkenylene group, a substituted or Unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenylene group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylene group, substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heteroarylene group, substituted or unsubstituted divalent non- An aromatic condensed polycyclic group and a substituted or unsubstituted divalent non-aromatic condensed polycyclic group,
  • xe1 is an integer selected from 0 to 5
  • R 601 is a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 10 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 aryl group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 aryloxy group, substituted or unsubstituted C 6 -C 60 arylthio group , Substituted or unsubstituted C 1 -C 60 heteroaryl group, substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic condensed polycyclic group, substituted or unsubstituted monovalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group, -Si (Q 601 ) (
  • Q 601 to Q 603 are, independently of each other, a C 1 -C 10 alkyl group, a C 1 -C 10 alkoxy group, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, or a naphthyl group,
  • At least one of the xe11 Ar 601 and the xe21 R 601 may include a ⁇ electron-deficient nitrogen-containing ring as described above.
  • ring Ar 601 is
  • xe11 in Formula 601 is 2 or more, two or more Ar 601 may be connected to each other through a single bond.
  • the compound represented by 601 may be represented by the following Chemical Formula 601-1:
  • X 614 is N or C (R 614 ), X 615 is N or C (R 615 ), X 616 is N or C (R 616 ), and at least one of X 614 to X 616 is N,
  • L 611 to L 613 independently of each other refer to the description of L 601 above,
  • xe611 to xe613 independently of each other, refer to the description of xe1 above,
  • R 614 to R 616 are independently of each other, hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, cyano group, nitro group, amidino group, hydrazino group, hydrazono group, C 1 It may be selected from -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group and naphthyl group.
  • xe1 and xe611 to xe613 may be 0, 1, or 2 independently of each other.
  • R 601 and R 611 to R 613 are independently of each other
  • the electron transport region may include, but is not limited to, at least one compound selected from the following compounds ET1 to ET36:
  • the electron transport region is BCP (2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen (4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq 3 , BAlq, TAZ ( 3- (Biphenyl-4-yl) -5- (4- tert- butylphenyl) -4-phenyl-4 H -1,2,4-triazole), NTAZ and TSPO1 (diphenyl (4- (triphenylsilyl) phenyl)- phosphine oxide).
  • the thickness of the buffer layer, hole blocking layer, or electron control layer may be, independently of each other, about 20 mm 2 to about 1000 mm 2, for example, about 30 mm 2 to about 300 mm 2.
  • excellent hole blocking characteristics or electron regulation characteristics may be obtained without a substantial increase in driving voltage.
  • the electron transport region (eg, an electron transport layer in the electron transport region) may further include a metal-containing material in addition to the above-described materials.
  • the metal-containing material may include at least one selected from alkali metal complexes and alkaline earth metal complexes.
  • the metal ion of the alkali metal complex can be selected from Li ions, Na ions, K ions, Rb ions, and Cs ions, and the metal ions of the alkaline earth metal complexes are Be ions, Mg ions, Ca ions, Sr ions and Ba It can be selected from ions.
  • the ligands coordinated to the metal ions of the alkali metal complex and alkaline earth metal complex are, independently of each other, hydroxyquinoline, hydroxyisoquinoline, hydroxybenzoquinoline, hydroxyacridine, hydroxyphenanthridine, hydroxyphenyl Oxazole, hydroxyphenylthiazole, hydroxydiphenyloxadiazole, hydroxydiphenylthiadiazole, hydroxyphenylpyridine, hydroxyphenylbenzoimidazole, hydroxyphenylbenzothiazole, bipyridine, phenanthroline And cyclopentadiene, but is not limited thereto.
  • the metal-containing material may include a Li complex.
  • the Li complex may include, for example, the following compound ET-D1 (lithium quinolate, LiQ) or ET-D2.
  • the electron injection layer comprises: i) a single layer structure made of a single material, ii) a single layer structure made of a plurality of different materials, or iii) a multi-layer structure having a plurality of layers made of a plurality of different materials.
  • the electron injection layer may include an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, a rare earth metal compound, an alkali metal complex, an alkaline earth metal complex, a rare earth metal complex, or any combination thereof.
  • the alkali metal may be selected from Li, Na, K, Rb and Cs. According to one embodiment, the alkali metal may be Li, Na or Cs. According to another embodiment, the alkali metal may be Li or Cs, but is not limited thereto.
  • the alkaline earth metal may be selected from Mg, Ca, Sr, and Ba.
  • the alkali metal compound, the alkaline earth metal compound and the rare earth metal compound may be selected from oxides and halides (eg, fluoride, chloride, bromide, iodide, etc.) of the alkali metal, the alkaline earth metal, and the rare earth metal. have.
  • oxides and halides eg, fluoride, chloride, bromide, iodide, etc.
  • the alkali metal compound may be selected from alkali metal oxides such as Li 2 O, Cs 2 O, K 2 O, and alkali metal halides such as LiF, NaF, CsF, KF, LiI, NaI, CsI, KI, and the like. . According to an embodiment, the alkali metal compound may be selected from LiF, Li 2 O, NaF, LiI, NaI, CsI, and KI, but is not limited thereto.
  • the alkaline earth metal compound may be selected from alkaline earth metal compounds such as BaO, SrO, CaO, Ba x Sr 1-x O (0 ⁇ x ⁇ 1), Ba x Ca 1-x O (0 ⁇ x ⁇ 1), etc. have. According to an embodiment, the alkaline earth metal compound may be selected from BaO, SrO and CaO, but is not limited thereto.
  • the rare earth metal compound may be selected from YbF 3 , ScF 3 , ScO 3 , Y 2 O 3 , Ce 2 O 3 , GdF 3 , and TbF 3 .
  • the rare earth metal compound are YbF 3, ScF 3, TbF 3 , YbI 3, ScI 3, TbI 3 may be selected from, but is not limited to such.
  • the electron injection layer is made of an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, a rare earth metal compound, an alkali metal complex, an alkaline earth metal complex, a rare earth metal complex, or any combination thereof, as described above, or , It may further include the organic material.
  • the electron injection layer further includes an organic substance, the alkali metal, alkaline earth metal, rare earth metal, alkali metal compound, alkaline earth metal compound, rare earth metal compound, alkali metal complex, alkaline earth metal complex, rare earth metal complex, or any of these The combination may be uniformly or non-uniformly dispersed in the matrix made of the organic material.
  • the thickness of the electron injection layer may be about 1 mm 2 to about 100 mm 2, and about 3 mm 2 to about 90 mm 2. When the thickness of the electron injection layer satisfies the above-described range, satisfactory electron injection characteristics can be obtained without a substantial increase in driving voltage.
  • the second electrode 190 is disposed on the organic layer 150 as described above.
  • the second electrode 190 may be a cathode, which is an electron injection electrode.
  • a metal, alloy, electroconductive compound having a low work function, and combinations thereof (combination) can be used as a material for the second electrode 190.
  • the second electrode 190 is lithium (Li), silver (Ag), magnesium (Mg), aluminum (Al), aluminum-lithium (Al-Li), calcium (Ca), magnesium-indium (Mg-In) ), Magnesium-silver (Mg-Ag), may include at least one selected from ITO and IZO, but is not limited thereto.
  • the second electrode 190 may be a transmissive electrode, a semi-transmissive electrode, or a reflective electrode.
  • the organic light emitting device may further include a first capping layer and / or a second capping layer.
  • the first capping layer, the first electrode, the organic layer and the second electrode 190 have a structure in which they are sequentially stacked, or the first electrode, the organic layer, the second electrode and the second capping layer are sequentially stacked.
  • the first capping layer, the first electrode, the organic layer, the second electrode, and the second capping layer may have a stacked structure.
  • the light generated in the light emitting layer of the organic layer of the organic light emitting device may be taken out through the first electrode and the first capping layer, which are semi-transmissive or transmissive electrodes, or light generated in the light emitting layer of the organic layer of the organic light emitting device may be half It may be taken out through the second electrode and the second capping layer which are the transmissive electrode or the transmissive electrode.
  • the first capping layer and the second capping layer may serve to improve external light emission efficiency by the principle of constructive interference.
  • At least one of the first capping layer and the second capping layer, independently of each other, may include a compound represented by Formula 201 or a compound represented by Formula 202.
  • At least one of the first capping layer and the second capping layer may include a compound selected from the compounds HT28 to HT33 and the following compounds CP1 to CP5, but is not limited thereto. no.
  • deposition conditions are, for example, a deposition temperature of about 100 to about 500 ° C, about 10 It can be selected in consideration of the material to be included in the layer to be formed and the structure of the layer to be formed, within a vacuum degree of -8 to about 10 -3 torr and a deposition rate range of about 0.01 to about 100 kPa / sec.
  • the organic light emitting device 20 includes a substrate partitioned into a first subpixel region, a second subpixel region, and a third subpixel region; A plurality of anodes (221, 222, 223) disposed in each of the first subpixel area, the second subpixel area, and the third subpixel area of the substrate; A cathode 280 facing the plurality of anodes; And interposed between the plurality of anodes 221, 222, and 223 and the cathode 280, and disposed in each of the first subpixel region, the second subpixel region, and the third subpixel region of the substrate.
  • An organic layer including a first light emitting layer 221, a second light emitting layer 222, and a third light emitting layer 223;
  • the organic layer includes an auxiliary layer disposed in the first sub-pixel region;
  • the first light emitting layer includes a dopant, the auxiliary layer includes a first compound and a second compound, and the dopant, the first compound and the second compound satisfy the following formulas 1 to 3:
  • T 1 (D) is the lowest excitation triplet energy level of the dopant
  • T 1 (C1) is the lowest excitation triplet energy level of the first compound
  • S 1 (D) is the lowest excitation singlet energy level of the dopant
  • S 1 (C1) is the lowest excitation singlet energy level of the first compound
  • S 1 (C2) is the lowest excitation singlet energy level of the second compound.
  • an auxiliary layer may be further included in the second subpixel region and the third subpixel region of the organic layer, but is not limited thereto.
  • the first light emitting layer emits blue phosphorescence
  • the second light emitting layer emits green phosphorescence
  • the third light emitting layer may emit red phosphorescence, but is not limited thereto.
  • C 1 -C 60 alkyl group used herein refers to a linear or branched aliphatic hydrocarbon monovalent group having 1 to 60 carbon atoms, and specific examples include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, and sec-butyl. Group, ter-butyl group, pentyl group, iso-amyl group, hexyl group, and the like.
  • the C 1 -C 60 alkylene group used herein refers to a divalent group having the same structure as the C 1 -C 60 alkyl group.
  • C 2 -C 60 alkynyl group used herein refers to a hydrocarbon group containing at least one carbon triple bond at the middle or terminal of the C 2 -C 60 alkyl group, and specific examples thereof include ethynyl group, propynyl group, and the like. Is included.
  • C 2 -C 60 alkynylene group used herein refers to a divalent group having the same structure as the C 2 -C 60 alkynyl group.
  • the C 1 -C 60 alkoxy group used herein refers to a monovalent group having the formula -OA 101 (where A 101 is the C 1 -C 60 alkyl group), and specific examples thereof include a methoxy group and an ethoxy group. , Isopropyloxy group, and the like.
  • C 3 -C 10 cycloalkyl group used herein refers to a monovalent saturated hydrocarbon monocyclic group having 3 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclo group. Heptyl groups and the like.
  • the C 3 -C 10 cycloalkylene group of the specification and the second having the same structure as the above C 3 -C 10 cycloalkyl group means a group.
  • C 1 -C 10 heterocycloalkyl group used herein refers to a monovalent monocyclic group having 1 to 10 carbon atoms including at least one hetero atom selected from N, O, Si, P and S as a ring-forming atom. , Specific examples thereof include 1,2,3,4-oxatriazolidinyl group (1,2,3,4-oxatriazolidinyl), tetrahydrofuranyl group, tetrahydrothiophenyl group, and the like.
  • AC 1 -C 10 heterocycloalkylene group used herein refers to a divalent group having the same structure as the C 1 -C 10 heterocycloalkyl group.
  • a C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group is a monovalent monocyclic group having 1 to 10 carbon atoms including at least one hetero atom selected from N, O, Si, P and S as a ring-forming atom, and is a ring. Has at least one double bond in it.
  • Specific examples of the C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group include 4,5-dihydro-1,2,3,4-oxatriazolyl group, 2,3-dihydrofuranyl group, and 2,3-dihydro And thiophenyl groups.
  • AC 1 -C 10 heterocycloalkenylene group used herein refers to a divalent group having the same structure as the C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group.
  • C 6 -C 60 aryl group used herein refers to a monovalent group having a carbocyclic aromatic system having 6 to 60 carbon atoms, and C 6 -C 60 arylene group having 6 to 60 carbocyclic aromatic systems having 6 to 60 carbon atoms. It means a divalent group having.
  • Specific examples of the C 6 -C 60 aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, and the like.
  • the C 6 -C 60 aryl group and the C 6 -C 60 arylene group include two or more rings, the two or more rings may be condensed with each other.
  • the C 1 -C 60 heteroaryl group used herein includes a monovalent group having at least one hetero atom selected from N, O, Si, P, and S as a ring-forming atom and having a heterocyclic aromatic system having 1 to 60 carbon atoms.
  • C 1 -C 60 heteroarylene group includes at least one hetero atom selected from N, O, Si, P and S as a ring-forming atom and has 2 to 60 carbon atoms having a heterocyclic aromatic system. Means group.
  • the C 1 -C 60 heteroaryl group examples include a pyridinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, and the like.
  • the C 1 -C 60 heteroaryl group and the C 1 -C 60 heteroarylene group include two or more rings, two or more rings may be condensed with each other.
  • C 6 -C 60 aryloxy group -OA point 102 (where, A 102 is the C 6 -C 60 aryl group), a C 6 -C 60 arylthio group (arylthio) is -SA 103 (where , A 103 refers to the C 6 -C 60 aryl group).
  • the C 1 -C 60 heteroaryloxy group refers to -OA 104 (where A 104 is the C 1 -C 60 heteroaryl group), and the C 1 -C 60 heteroarylthio group is -SA 105 (here, A 105 refers to the C 1 -C 60 heteroaryl group).
  • a monovalent non-aromatic condensed polycyclic group has two or more rings condensed with each other, contains only carbon as a ring-forming atom, and the entire molecule is non-aromaticity.
  • a specific example of the monovalent non-aromatic condensed polycyclic group includes a fluorenyl group and the like.
  • a divalent non-aromatic condensed polycyclic group means a divalent group having the same structure as the monovalent non-aromatic condensed polycyclic group.
  • the monovalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group of the present specification is at least one selected from N, O, Si, P, and S other than carbon as two or more rings condensed with each other and as ring-forming atoms.
  • Specific examples of the monovalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group include a carbazolyl group and the like.
  • a divalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group means a divalent group having the same structure as the monovalent non-aromatic condensed heteropolycyclic group.
  • the C 5 -C 60 carbocyclic group used herein refers to a monocyclic or polycyclic group having 5 to 60 carbon atoms including only carbon as a ring-forming atom.
  • the C 5 -C 60 carbocyclic group may be an aromatic carbocyclic group or a non-aromatic carbocyclic group.
  • the C 5 -C 60 carbocyclic group may be a ring such as benzene, a monovalent group such as a phenyl group, or a divalent group such as a phenylene group.
  • a C 5 -C 60 carbocyclic group during the various modifications can be made, such as in 3 or 4 is the group number of a group.
  • the C 1 -C 60 heterocyclic group has the same structure as the C 5 -C 60 carbocyclic group, and as a ring-forming atom, carbon (the number of carbon atoms may be 1 to 60), N , O, Si, P and S means a group including at least one hetero atom selected from.
  • the Q 11 to Q 13 , Q 21 to Q 23 and Q 31 to Q 33 are independently of each other, hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, cyano group, nitro group, army Dino group, hydrazino group, hydrazono group, C 1 -C 60 alkyl group, C 2 -C 60 alkenyl group, C 2 -C 60 alkynyl group, C 1 -C 60 alkoxy group, C 3 -C 10 cycloalkyl group, C 1 -C 10 heterocycloalkyl group, C 3 -C 10 cycloalkenyl group, C 1 -C 10 heterocycloalkenyl group, C 6 -C 60 aryl group, C 1 -C 60 heteroaryl group, C 1 -C 60 C 1 -substituted with at least one selected from heteroaryloxy group, C 1 -C 60 heteroarylthio group, monovalent non-ar
  • Ph means a phenyl group
  • Me means a methyl group
  • Et means an ethyl group
  • ter-Bu or “Bu t” means a tert-butyl group
  • OMe means a methoxy group
  • biphenyl group means "phenyl group substituted with a phenyl group”.
  • the "biphenyl group” belongs to a “substituted phenyl group” in which the substituent is "C 6 -C 60 aryl group”.
  • Terphenyl group in the present specification means “phenyl group substituted with a biphenyl group”.
  • the "terphenyl group” belongs to a "substituted phenyl group” in which the substituent is "C 6 -C 60 aryl group substituted with a C 6 -C 60 aryl group”.
  • Evaluation Example 1 Measurement of the lowest excited triplet energy level (T 1 ) and the lowest excited singlet energy level (S 1 )
  • the transient EL was measured for the compounds 301 to 304, and the results are shown in FIG. 4.
  • ITO glass substrate (anode) is cut to a size of 50 mm x 50 mm x 0.7 mm, ultrasonically cleaned using isopropyl alcohol and pure water for 5 minutes each, followed by UV light for 30 minutes Was irradiated, exposed to ozone, cleaned, and this glass substrate was installed in a vacuum deposition apparatus.
  • NPD was vacuum-deposited to a thickness of 300 mm2 to form a hole transport layer.
  • Compound 201 and compound 304 were co-deposited on the hole transport layer at a volume ratio of 10:90 to form a 30 mm thick auxiliary layer.
  • an electron transport layer was formed by vacuum-depositing BPyPmB to a thickness of 300 MPa on the auxiliary layer.
  • LiQ was vacuum-deposited to a thickness of 10 Pa to form an electron injection layer
  • Al was vapor-deposited to a thickness of 100 Pa (cathode) to prepare an organic light emitting device.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the light-emitting layer was set to 300 MPa.
  • An organic light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the first compound and the second compound of the auxiliary layer were changed as shown in Table 2, respectively.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the auxiliary layer was not formed.

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Abstract

애노드; 상기 애노드에 대향된 캐소드; 및 상기 애노드 및 상기 캐소드 사이에 개재되고, 발광층 및 보조층을 포함하는 유기층; 을 포함하고, 상기 발광층과 상기 보조층은 직접 접촉하고,상기 발광층은 도펀트를 포함하고, 상기 보조층은 제1화합물 및 제2화합물을 포함하고, 상기 도펀트, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 소정의 수식을 만족하는, 유기 발광 소자가 개시된다.

Description

유기 발광 소자
유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting device)는 자발광형 소자로서, 종래의 소자에 비하여, 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다.
상기 유기 발광 소자는 기판 상부에 제1전극이 배치되어 있고, 상기 제1전극 상부에 정공 수송 영역(hole transport region), 발광층, 전자 수송 영역(electron transport region) 및 제2전극이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 제1전극으로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동하고, 제2전극으로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
보조층을 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 애노드; 상기 애노드에 대향된 캐소드; 및 상기 애노드 및 상기 캐소드 사이에 개재되고, 발광층 및 보조층을 포함하는 유기층;을 포함하고, 상기 발광층과 상기 보조층은 직접 접촉하고, 상기 발광층은 도펀트를 포함하고, 상기 보조층은 제1화합물 및 제2화합물을 포함하고, 상기 도펀트, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 하기 식 1 내지 3을 만족하는, 유기 발광 소자가 제공된다:
<식 1>
T 1(D) > T 1(C1)
<식 2>
S 1(D) < S 1(C1)
<식 3>
S 1(C1) < S 1(C2)
상기 식 1 내지 3 중,
T 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
S 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
다른 측면에 따르면, 제1부화소 영역, 제2부화소 영역 및 제3부화소 영역으로 구획된 기판;
상기 기판의 상기 제1부화소 영역, 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역 각각에 배치된 복수의 애노드;
상기 복수의 애노드와 대향된 캐소드; 및
상기 복수의 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되고, 상기 기판의 상기 제1부화소 영역, 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역 각각에 배치된 제1발광층, 제2발광층 및 제3발광층을 포함하는 유기층을 포함하고;
상기 유기층은 상기 제3부화소 영역에 배치된 보조층을 포함하고;
상기 제3발광층은 도펀트를 포함하고,
상기 보조층은 제1화합물 및 제2화합물을 포함하고,
상기 도펀트, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 하기 식 1 내지 3을 만족하는, 유기 발광 소자가 제공된다:
<식 1>
T 1(D) > T 1(C1)
<식 2>
S 1(D) < S 1(C1)
<식 3>
S 1(C1) < S 1(C2)
상기 식 1 내지 3 중,
T 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
S 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
상기 특정 조건을 만족하는 물질들을 포함하는 유기 발광 소자는 수명이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풀컬러 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 유기 발광 소자의 에너지 레벨 모식도를 나타낸 도면이다.
도 4는 화합물 301 내지 304의 트랜지언트 전계 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 및 비교예에 따른 유기 발광 소자의 전계 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 및 비교예에 따른 유기 발광 소자의 수명을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서 중, "최저 여기 삼중항 에너지 레벨"은 CH 2Cl 2과 각 화합물의 혼합물(1*10 -5M 농도)을 석영 셀에 넣은 후 액체 헬륨(4K)에 넣고 PR650 spectra colorimeter를 이용하여 포토루미네센스 스펙트럼을 측정하고 이를 일반 상온 포토루미네센스 스펙트럼과 비교하여 저온에서만 관측되는 피크만을 분석하여 이로부터 최저 여기 삼중항 에너지 레벨을 계산한 것이다. 또는 각 화합물의 PMMA 혼합물(10 중량%)을 준비한 후, 스핀 코팅하여 얻어진 필름에 대하여 PR650 spectra colorimeter를 이용하여 포토루미네센스 스펙트럼을 측정하고 이를 일반 상온 포토루미네센스 스펙트럼과 비교하여 저온에서만 관측되는 피크만을 분석하여 이로부터 최저 여기 삼중항 에너지 레벨을 계산하였다.
본 명세서 중, "최저 여기 일중항 에너지 레벨"은 CH 2Cl 2과 각 화합물의 혼합물(1*10 -5M 농도)을 석영 셀에 넣은 후 Hitachi F-4500 fluorescence spectrophotometer를 이용하여 측정된 상온 포토루미네센스 스펙트럼으로부터 최저 여기 일중항 에너지 레벨을 계산한 것이다.
본 명세서 중 "유기층"은 상기 유기 발광 소자 중 애노드와 캐소드극 사이에 개재된 단일 및/또는 복수의 모든 층을 가리키는 용어이다. 상기 "유기층"의 층에 포함된 물질이 유기물로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 "(유기층이) 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다"란, "(유기층이) 상기 화학식 1의 범주에 속하는 1종의 화합물 또는 상기 화학식 1의 범주에 속하는 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있다"로 해석될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자(10)의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 소자(10)는 애노드(110); 애노드(110)에 대향된 캐소드(120); 및 애노드(110) 및 캐소드(120) 사이에 개재되고, 발광층 및 보조층을 포함하는 유기층(130);을 포함하고, 상기 발광층과 상기 보조층은 직접 접촉하고, 상기 발광층은 도펀트를 포함하고, 상기 보조층은 제1화합물 및 제2화합물을 포함하고, 상기 도펀트, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 하기 식 1 내지 3을 만족한다:
<식 1>
T 1(D) > T 1(C1)
<식 2>
S 1(D) < S 1(C1)
<식 3>
S 1(C1) < S 1(C2)
상기 식 1 내지 3 중,
T 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
S 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨 및 최저 여기 일중항 에너지 레벨을 나타낸 모식도를 도 3에 나타내었다.
상기 식 1을 만족하는 유기 발광 소자는 발광층에서 생성된 삼중항 중 일부를 보조층으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 엑시톤 소멸(exciton annihilation) 및 퀀칭(quenching)에 참여하는 삼중항의 농도를 조절하여, 발광층 내에 삼중항-삼중항 소멸 (Triplet-Triplet annihilation) 및 삼중항-폴라론 퀀칭(Triplet-polaron quenching)을 감소시켜서 엑시톤 소멸 확률 감소시킴으로써, 상기 유기 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
상기 식 2를 만족하는 유기 발광 소자는 상기 식 2를 만족함으로써, 상기 제1화합물의 일중항이 상기 도펀트로 천이되게 함으로써, 상기 발광층에서는 빛이 방출되나, 상기 보조층에서는 빛이 방출되지 않을 수 있다. 즉, 상기 보조층은 발광층으로서 역할하는 것이 아니라, 상기 발광층의 과잉 삼중항의 농도를 조절하는 역할만을 하게 된다. 이에 따라, 상기 도펀트는 빛을 방출하고, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 각각 빛을 방출하지 않는다.
상기 식 3을 만족하는 유기 발광 소자는 상기 도펀트로부터 상기 제2화합물로 이동하는 삼중항이 상기 제2화합물의 일중항으로 천이된 후, 다시 상기 제1화합물 또는 도펀트로 에너지 전달을 유도하여, 삼중항 확산에 의한 효율 감소 분을 보상함으로써, 유기 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 유기 발광 소자는 상기 도펀트와 상기 제1화합물 및 제2화합물이 서로 다른 층에 포함됨으로써, 유기 발광 소자의 효율이 향상될 수 있다. 도펀트, 제1화합물 및 제2화합물이 동일한 층에 균일하게 분포하게 되면, 동일 층 내에서의 확산 현상으로 인한 발광 영역의 분포 변화를 유도하기 어려울 뿐만 아니라, 엑시톤-폴라론 퀀칭 및 엑시톤-엑시톤 소멸이 발생함으로써 유기 발광 소자의 효율이 급격히 낮아질 수 있다. 따라서, 상기 유기 발광 소자는 상기 도펀트와 상기 제1화합물이 서로 다른 층에 포함되게 함으로써, 효과적으로 유기 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 효과를 얻기 위해서는 반드시 상기 발광층과 상기 보조층은 직접 접촉하고 있어야 하며, 상기 발광층과 상기 보조층 사이에 다른 층이 더 개재되어 있지 않아야 한다.
예를 들어, 상기 도펀트는 440 nm 내지 480 nm의 최대 발광 파장을 갖는 청색 인광을 방출할 수 있다.
일반적으로, 청색 인광의 경우, 적색 인광 또는 녹색 인광에 비해 삼중항-삼중항 소멸 및 삼중항-폴라론 퀀칭으로 인한 소멸 확률이 높으므로, 상대적으로 수명이 매우 짧다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 유기 발광 소자는 청색 인광 소자에 대해서도 향상된 수명을 제공할 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 하기 식 4를 더 만족할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<식 4>
T 1(C1) > T 1(C2)
상기 식 4 중,
T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
T 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이다.
상기 식 4를 더 만족하는 경우, 상기 도펀트로부터 상기 제1화합물을 거쳐 이동하는 삼중항도 모두 상기 제2화합물 또는 도펀트로 이동할 수 있기 때문에 상기 유기 발광 소자의 효율이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 보조층은 상기 애노드 및 상기 발광층 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 상기 유기 발광 소자의 발광 영역(재결합 영역)은 애노드 쪽으로 치우쳐져 있을 수 있다.
상기 보조층이 상기 애노드 및 상기 발광층 사이에 개재되는 경우, 상기 발광층은 호스트를 더 포함하고, 상기 도펀트와 상기 호스트는 하기 식 5를 더 만족할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<식 5>
HOMO(D) > HOMO(H)
상기 식 5 중,
HOMO(D)는 상기 도펀트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이고,
HOMO(H)는 상기 호스트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이다.
이러한 실시예에 있어서, 상기 호스트의 정공 이동도는 상기 호스트의 전자 이동도에 비해 매우 크거나, 또는 상기 도펀트의 정공 이동도는 상기 도펀트의 전자 이동도에 비해 매우 클 수 있다.
이러한 실시예에 있어서, 상기 도펀트는 헤테로렙틱 이리듐 화합물 또는 호모렙팁 이리듐 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시예에 있어서, 상기 보조층은 상기 캐소드 및 상기 발광층 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 상기 유기 발광 소자의 발광 영역(재결합 영역)은 캐소드 쪽으로 치우쳐져 있을 수 있다.
상기 보조층이 상기 캐소드 및 상기 발광층 사이에 개재되는 경우, 상기 발광층은 호스트를 더 포함하고, 상기 도펀트와 상기 호스트는 하기 식 6을 더 만족할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<식 6>
HOMO(D) < HOMO(H)
상기 식 6 중,
HOMO(D)는 상기 도펀트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이고,
HOMO(H)는 상기 호스트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이다.
이러한 실시예에 있어서, 상기 호스트의 전자 이동도는 상기 호스트의 정공 이동도에 비해 매우 크거나, 또는 상기 도펀트의 전자 이동도는 상기 도펀트의 정공 이동도에 비해 매우 클 수 있다.
이러한 실시예에 있어서, 상기 도펀트는 이리듐 화합물 또는 백금 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제1화합물과 상기 제2화합물의 중량비는 10:90 내지 5:95일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 도펀트는 전이 금속을 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 도펀트는 전이 금속-리간드 전이로 인해 인광을 방출할 수 있다.
구체적으로, 상기 도펀트는 하기 화학식 1로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 1>
M 11(L 11) n11(L 12) n12
<화학식 1A>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000001
상기 화학식 1 및 1A 중,
M 11은 1주기 전이 금속, 2주기 전이 금속 및 3주기 전이 금속 중에서 선택되고;
L 11은 상기 화학식 1A로 표시되는 리간드 중에서 선택되고, n11은 1, 2 또는 3이고,
L 12는 유기 리간드이고, n12는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고,
X 111 내지 X 14는 서로 독립적으로, N 또는 C이고, X 11과 X 12는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고, X 13와 X 14는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고,
A 11 및 A 12는 서로 독립적으로, C 5-C 60카보시클릭 그룹 또는 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹이고,
Y 11은 단일 결합, O, S, C(=O), N(Z 13), C(Z 13)(Z 14), C(Z 13)=C(Z 14) 또는 C(Z 13)이고, Y 11과 X 12는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고, Y 11과 X 14는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고,
Z 11 및 Z 12는 서로 독립적으로, 단일 결합, O 또는 S이고,
R 11 및 R 12는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 20알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Z 15)(Z 16)(Z 17), -N(Z 15)(Z 16), -B(Z 15)(Z 16), -C(=O(Z 15), -S(=O) 2(Z 15) 및 -P(=O)(Z 15)(Z 16) 중에서 선택되고, R 11 및 R 12 중 이웃한 두 개의 기는 선택적으로(optionally) 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C 5-C 30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C 1-C 30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
Z 13 및 Z 14는, 수소, 중수소, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 또는 나프틸기이고,
Z 15 내지 Z 17은 서로 독립적으로, C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, C 6-C 20아릴기 및 C 1-C 20헤테로아릴기 중에서 선택되고,
서로 인접한 복수의 R 11 및 R 12 중 2개, 3개 또는 4개는 선택적으로 서로 결합하여 4배위, 6배위 또는 8배위 리간드를 형성할 수 있고,
b11 및 b12는 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
* 및 *'은 상기 화학식 1 중의 M 11과의 결합 사이트이다.
더욱 구체적으로, 상기 도펀트는 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000002
예를 들어, 상기 제1화합물은 △E ST가 0.2 eV 이상일 수 있다. 상기 제1화합물은 상기 도펀트에 비해 작은 최저 여기 삼중항 에너지 레벨을 갖고, 큰 최저 여기 일중항 에너지 레벨을 갖는데, 상기 제1화합물이 청색 인광을 방출하는 화합물임에 따라, 상기 도펀트의 △E ST가 적어도 0.2 eV는 될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1화합물은 △E ST가 0.2 eV 이상은 되어야 본 발명의 식 1 및 2를 만족하게 되는 것이다.
또한, 상기 제1화합물은 방사 감쇠 속도 상수(Kr)가 10 8 s -1 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 제1화합물는 하기 화학식 2로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 2>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000003
상기 화학식 2 중,
X 21은 N 및 C(R 21) 중에서 선택되고, X 22는 N 및 C(R 22) 중에서 선택되고, X 23은 N 및 C(R 23) 중에서 선택되고, X 24는 N 및 C(R 24) 중에서 선택되고, X 25는 N 및 C(R 25) 중에서 선택되고, X 21 내지 X 25 중 적어도 하나는 N이고,
Y 21은 단일 결합, O, S, N(Z 21) 및 C(Z 21)(Z 22) 중에서 선택되고;
Y 22는 단일 결합, O, S, N(Z 23) 및 C(Z 23)(Z 24) 중에서 선택되고;
Y 23는 단일 결합, O, S, N(Z 25) 및 C(Z 25)(Z 26) 중에서 선택되고;
k21 내지 k23은 서로 독립적으로, 0, 1 및 2 중에서 선택되되, k21가 0인 경우 Y 21은 존재하지 않고, k22가 0인 경우 Y 22는 존재하지 않고, k23이 0인 경우 Y 23는 존재하지 않고,
L 21은 치환 또는 비치환된 C 5-C 60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
a21은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
R 21 내지 R 28 및 Z 21 내지 Z 26는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알킬기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 1)(Q 2)(Q 3), -B(Q 1)(Q 2), -N(Q 1)(Q 2), -P(Q 1)(Q 2), -C(=O)(Q 1), -S(=O)(Q 1), -S(=O) 2(Q 1), -P(=O)(Q 1)(Q 2) 및 -P(=S)(Q 1)(Q 2) 중에서 선택되고; R 21 내지 R 28 중 이웃한 두 개의 기는 선택적으로 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C 5-C 30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C 1-C 30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
b26은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
b27 및 b28은 서로 독립적으로, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
Q 1 내지 Q 3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기, C 1-C 60알콕시기, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 비페닐기 및 터페닐기 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, k21 내지 k23의 합은 2 및 3 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, Y 21은 단일 결합 및 C(Z 21)(Z 22) 중에서 선택되고; Y 22는 단일 결합 및 C(Z 23)(Z 24) 중에서 선택되고; Y 23는 단일 결합 및 C(Z 25)(Z 26) 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 제1화합물은 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000004
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000005
예를 들어, 상기 제2화합물은 하기 식 7 및 8-1을 만족하거나, 하기 식 7 및 8-2를 만족할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<식 7>
S 1(C2) < T 2(C2)
<식 8-1>
K(T 2->T 1) ≪ K(T 2->S 1)
<식 8-2>
K(T 2->S 0) ≪ K(T 2->S 1)
상기 식 7, 8-1 및 8-2 중,
S 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
T 2(C2)은 상기 제2화합물의 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
K(T 2->T 1)는 상기 제2화합물의 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨로부터 최저 여기 삼중항 에너지 레벨로의 전이 속도 상수이고,
K(T 2->S 0)는 상기 제2화합물의 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨로부터 바닥 일중항 에너지 레벨로의 전이 속도 상수이고,
K(T 2->S 1)는 상기 제2화합물의 두 번째 여기 삼중항 에너지 레벨로부터 최조 여기 일중항 에너지 레벨로의 전이 속도 상수이다.
상기 식 8-1 및 8-2를 만족하는지 여부는 상기 제2화합물의 트렌지언트 전계 발광 스펙트럼(transient EL spectrum)에서 테일링(tailing)이 있는지 유무로 이론적으로 예측될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 3>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000006
상기 화학식 3 중,
X 31 및 X 32는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
R 31 내지 R 38은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알킬기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 1)(Q 2)(Q 3), -B(Q 1)(Q 2), -N(Q 1)(Q 2), -P(Q 1)(Q 2), -C(=O)(Q 1), -S(=O)(Q 1), -S(=O) 2(Q 1), -P(=O)(Q 1)(Q 2) 및 -P(=S)(Q 1)(Q 2) 중에서 선택되고;
Q 1 내지 Q 3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기, C 1-C 60알콕시기, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 비페닐기 및 터페닐기 중에서 선택된다.
구체적으로, 상기 제2화합물은 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000007
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000008
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000009
상기 보조층의 두께는 30 Å 내지 100 Å일 수 있다. 구체적으로, 상기 보조층의 두께는 50 Å 내지 100 Å일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Å인 상술한 범위를 만족하면 유기 발광 소자의 구동 전압 상승 없이, 수명 및 효율을 향상시킬 수 있다.
[제1전극(110)]
애노드(110)는, 예를 들면, 기판 상부에, 애노드용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 애노드(110)는 정공 주입이 용이하도록, 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다.
애노드(110)는 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 투과형 전극을 형성하기 위하여, 애노드용 물질은, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO 2), 산화아연(ZnO) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 반투과형 전극 또는 반사형 전극을 형성하기 위하여, 애노드용 물질은, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
애노드(110)는 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 애노드(110)는 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
애노드(110) 상부에는 유기층(130)이 배치되어 있다. 전술한 바와 같이, 유기층(130)은 발광층(131) 및 제1엑시톤 소광층(132)을 포함한다. 유기층(130)은, 애노드(110)와 발광층(131) 사이에 개재된 정공 수송 영역(hole transport region)(미도시) 및 발광층(131)과 캐소드(120) 사이에 개재된 전자 수송 영역(electron transport region)(미도시)을 더 포함할 수 있다.
[유기층(150)]
상기 제1전극(110) 상부에는 유기층(150)이 배치되어 있다. 상기 유기층(150)은 발광층 및 보조층을 포함한다.
상기 유기층(150)은, 상기 제1전극(110)과 상기 발광층 사이에 개재된 정공 수송 영역(hole transport region) 및 상기 발광층과 상기 제2전극(190) 사이에 개재된 전자 수송 영역(electron transport region)을 더 포함할 수 있다.
[유기층(150) 중 정공 수송 영역]
상기 정공 수송 영역은, i) 단일 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조, ii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광 보조층 및 전자 저지층(EBL) 중에서 선택된 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 수송 영역은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조를 갖거나, 애노드(110)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층/발광 보조층, 정공 주입층/발광 보조층, 정공 수송층/발광 보조층 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 다층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송 영역은, m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB(NPD), β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, 메틸화된-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine (4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민)), PANI/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid (폴리아닐린/도데실벤젠술폰산)), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트))), PANI/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonic acid (폴리아닐린/캠퍼술폰산)), PANI/PSS (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)), CzSi, TCTA, 하기 화학식 201로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 202로 표시되는 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000010
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000011
<화학식 201>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000012
<화학식 202>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000013
상기 화학식 201 및 202 중,
L 201 내지 L 204는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
L 205은, *-O-*', *-S-*', *-N(Q 201)-*', 치환 또는 비치환된 C 1-C 20알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 20알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
xa1 내지 xa4는 서로 독립적으로, 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고,
xa5는 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
R 201 내지 R 204 및 Q 201은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 202 중 R 201과 R 202는, 선택적으로(optionally), 단일 결합, 디메틸-메틸렌기 또는 디페닐-메틸렌기를 통하여 서로 연결될 수 있고, R 203과 R 204는, 선택적으로, 단일 결합, 디메틸-메틸렌기 또는 디페닐-메틸렌기를 통하여 서로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 201 및 202 중,
L 201 내지 L 205는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 펜탈레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 인다세닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페날레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 루비세닐렌기, 코로네닐렌기, 오발레닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기 및 피리디닐렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C 1-C 10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33) 및 -N(Q 31)(Q 32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 펜탈레닐렌기, 인데닐렌기, 나프틸렌기, 아줄레닐렌기, 헵탈레닐렌기, 인다세닐렌기, 아세나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페날레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 나프타세닐렌기, 피세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 루비세닐렌기, 코로네닐렌기, 오발레닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기 및 피리디닐렌기;
중에서 선택되고,
상기 Q 31 내지 Q 33은 서로 독립적으로, C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, xa1 내지 xa4는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, xa5는 1, 2, 3 또는 4일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, R 201 내지 R 204 및 Q 201은 서로 독립적으로, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C 1-C 10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33) 및 -N(Q 31)(Q 32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기;
중에서 선택될 수 있고,
상기 Q 31 내지 Q 33에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 201 중 R 201 내지 R 203 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로,
플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C 1-C 10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기;
중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 202 중 i) R 201과 R 202은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있거나, 및/또는 ii) R 203과 R 204은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 202 중 R 201 내지 R 204 중 적어도 하나는,
카바졸일기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C 1-C 10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 카바졸일기, 디벤조퓨라닐기 및 디벤조티오페닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 카바졸일기;
중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A로 표시될 수 있다:
<화학식 201A>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000014
예를 들어, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A(1)로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201A(1)>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000015
또 다른 예로서, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물은 하기 화학식 201A-1로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 201A-1>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000016
한편, 상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화학식 202A로 표시될 수 있다:
<화학식 202A>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000017
또 다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 202로 표시되는 화합물은 하기 화학식 202A-1로 표시될 수 있다:
<화학식 202A-1>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000018
상기 화학식 201A, 201A(1), 201A-1, 202A 및 202A-1 중,
L 201 내지 L 203, xa1 내지 xa3, xa5 및 R 202 내지 R 204에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
R 211 및 R 212에 대한 설명은 본 명세서 중 R 203에 대한 설명을 참조하고,
R 213 내지 R 217은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, C 1-C 10알킬기로 치환된 페닐기, -F로 치환된 페닐기, 펜탈레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵탈레닐기, 인다세닐기, 아세나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페날레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 나프타세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 루비세닐기, 코로네닐기, 오발레닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기 중에서 선택될 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 하기 화합물 HT1 내지 HT39 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000019
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000020
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000021
상기 정공 수송 영역의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역이 정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 하나를 포함한다면, 상기 정공 주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 9000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å이고, 상기 정공 수송층의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송 영역, 정공 주입층 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
[p-도펀트]
상기 정공 수송 영역은 상술한 바와 같은 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하-생성 물질은 상기 정공 수송 영역 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 p-도펀트의 LUMO는 -3.5eV 이하일 수 있다.
상기 p-도펀트는, 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 p-도펀트는, 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;
HAT-CN (1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile); 및
하기 화학식 221로 표시되는 화합물;
중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<HAT-CN> <F4-TCNQ>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000022
<화학식 221>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000023
상기 화학식 221 중,
R 221 내지 R 223은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되되, 상기 R 221 내지 R 223 중 적어도 하나는 시아노기, -F, -Cl, -Br, -I, -F로 치환된 C 1-C 20알킬기, -Cl로 치환된 C 1-C 20알킬기, -Br로 치환된 C 1-C 20알킬기 및 -I로 치환된 C 1-C 20알킬기 중에서 선택된 적어도 하나의 치환기를 갖는다.
[유기층(150) 중 발광층]
상기 유기 발광 소자(10)가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은, 개별 부화소별로, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 중에서 선택된 2 이상의 층이 접촉 또는 이격되어 적층된 구조를 갖거나, 적색광 방출 물질, 녹색광 방출 물질 및 청색광 방출 물질 중에서 선택된 2 이상의 물질이 층구분없이 혼합된 구조를 가져, 백색광을 방출할 수 있다.
상기 발광층은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 인광 도펀트 및 형광 도펀트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광층 중 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부에 대하여, 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
[발광층 중 호스트]
상기 호스트는 하기 화학식 301로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 301>
[Ar 301] xb11-[(L 301) xb1-R 301] xb21
상기 화학식 301 중,
Ar 301은 치환 또는 비치환된 C 5-C 60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹이고,
xb11은 1, 2 또는 3이고,
L 301은, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
xb1는 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R 301은, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알킬기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 301)(Q 302)(Q 303), -N(Q 301)(Q 302), -B(Q 301)(Q 302), -C(=O)(Q 301), -S(=O) 2(Q 301) 및 -P(=O)(Q 301)(Q 302) 중에서 선택되고,
xb21는 1 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
Q 301 내지 Q 303는 서로 독립적으로, C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 301 중 Ar 301은,
나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹 및 디벤조티오펜 그룹; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33), -N(Q 31)(Q 32), -B(Q 31)(Q 32), -C(=O)(Q 31), -S(=O) 2(Q 31) 및 -P(=O)(Q 31)(Q 32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹 및 디벤조티오펜 그룹;
중에서 선택되고,
Q 31 내지 Q 33은 서로 독립적으로, C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 301 중 xb11이 2 이상일 경우 2 이상의 Ar 301은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 301로 표시되는 화합물은 하기 화학식 301-1 또는 301-2로 표시될 수 있다:
<화학식 301-1>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000024
<화학식 301-2>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000025
상기 화학식 301-1 내지 301-2 중
A 301 내지 A 304는 서로 독립적으로, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 페난트렌 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 인덴 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 인돌 그룹, 카바졸 그룹, 벤조카바졸 그룹, 디벤조카바졸 그룹, 퓨란 그룹, 벤조퓨란 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 나프토퓨란 그룹, 벤조나프토퓨란 그룹, 디나프토퓨란 그룹, 티오펜 그룹, 벤조티오펜 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 나프토티오펜 그룹, 벤조나프토티오펜 그룹 및 디나프토티오펜 그룹 중에서 선택되고,
X 301은 O, S 또는 N-[(L 304) xb4-R 304]이고,
R 311 내지 R 314는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기 -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33), -N(Q 31)(Q 32), -B(Q 31)(Q 32), -C(=O)(Q 31), -S(=O) 2(Q 31) 및 -P(=O)(Q 31)(Q 32) 중에서 선택되고,
xb22 및 xb23은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2이고,
L 301, xb1, R 301 및 Q 31 내지 Q 33에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조하고,
L 302 내지 L 304에 대한 설명은 서로 독립적으로, 상기 L 301에 대한 설명을 참조하고,
xb2 내지 xb4에 대한 설명은 서로 독립적으로, 상기 xb1에 대한 설명을 참조하고,
R 302 내지 R 304에 대한 설명은 서로 독립적으로, 상기 R 301에 대한 설명을 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 301, 301-1 및 301-2 중 L 301 내지 L 304는 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기, 피리디닐렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사졸일렌기, 이속사졸일렌기, 티아디아졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조이미다졸일렌기, 이소벤조티아졸일렌기, 벤조옥사졸일렌기, 이소벤조옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 이미다조피리디닐렌기, 이미다조피리미디닐렌기 및 아자카바졸일렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33), -N(Q 31)(Q 32), -B(Q 31)(Q 32), -C(=O)(Q 31), -S(=O) 2(Q 31) 및 -P(=O)(Q 31)(Q 32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기, 피리디닐렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사졸일렌기, 이속사졸일렌기, 티아디아졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조이미다졸일렌기, 이소벤조티아졸일렌기, 벤조옥사졸일렌기, 이소벤조옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 이미다조피리디닐렌기, 이미다조피리미디닐렌기 및 아자카바졸일렌기;
중에서 선택되고,
상기 Q 31 내지 Q 33에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조할 수 있다.
다른 예로서, 상기 화학식 301, 301-1 및 301-2 중 R 301 내지 R 304는 서로 독립적으로,
페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기, 아자카바졸일기, -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33), -N(Q 31)(Q 32), -B(Q 31)(Q 32), -C(=O)(Q 31), -S(=O) 2(Q 31) 및 -P(=O)(Q 31)(Q 32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기;
중에서 선택되고,
상기 Q 31 내지 Q 33에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 호스트는 알칼리 토금속 착체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트는 Be 착체 (예를 들면, 하기 화합물 H55), Mg 착체 및 Zn 착체 중에서 선택될 수 있다.
상기 호스트는 ADN (9,10-Di(2-naphthyl)anthracene), MADN (2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), TBADN (9,10-di-(2-naphthyl)-2-t-butyl-anthracene), CBP (4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl), mCP (1,3-di-9-carbazolylbenzene), TCP (1,3,5-tri(carbazol-9-yl)benzene), BCPDS(bis(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)diphenylsilane), POPCPA(4-(1-(4-(diphenylamino)phenyl)cyclohexyl)phenyl)diphenyl-phosphine oxide) 및 하기 화합물 H1 내지 H55 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000026
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000027
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000028
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000029
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000030
[유기층(150) 중 발광층에 포함된 인광 도펀트]
상기 인광 도펀트는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[유기층(150) 중 발광층에 포함된 형광 도펀트]
상기 형광 도펀트는 아릴아민 화합물 또는 스티릴아민 화합물을 포함할 수 있다.
상기 형광 도펀트는 하기 화학식 501로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 501>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000031
상기 화학식 501 중,
Ar 501은 치환 또는 비치환된 C 5-C 60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹이고,
L 501 내지 L 503은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
xd1 내지 xd3는 서로 독립적으로, 0 내지 3의 정수 중에서 선택되고,
R 501 및 R 502는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
xd4는 1 내지 6의 정수 중에서 선택될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 501 중 Ar 501은,
나프탈렌 그룹, 헵탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹 및 인데노페난트렌 그룹; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 나프탈렌 그룹, 헵탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹 및 인데노페난트렌 그룹;
중에서 선택될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 501 중 L 501 내지 L 503은 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기, 피리디닐렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기, 피리디닐렌기;
중에서 선택될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 501 중 R 501 및 R 502는 서로 독립적으로,
페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기 및 -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기 및 피리디닐기;
중에서 선택되고,
상기 Q 31 내지 Q 33은 C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 501 중 xd4는 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 형광 도펀트는 하기 화합물 FD1 내지 FD22 중에서 선택될 수 있다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000032
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000033
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000034
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000035
또는, 상기 형광 도펀트는 하기 화합물들 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000036
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000037
[유기층(150) 중 전자 수송 영역]
상기 전자 수송 영역은 i) 단일 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조, ii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 수송 영역은, 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층, 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층 중에서 선택된 적어도 하나의 층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은, 발광층으로부터 차례로 적층된 전자 수송층/전자 주입층, 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층, 전자 조절층/전자 수송층/전자 주입층, 또는 버퍼층/전자 수송층/전자 주입층 등의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송 영역(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 버퍼층, 정공 저지층, 전자 조절층 또는 전자 수송층)은, π 전자 결핍성 함질소 고리를 적어도 하나 포함한 금속-비함유 화합물을 포함할 수 있다.
상기 "π 전자 결핍성 함질소 고리"는, 고리-형성 모이어티로서, 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹을 의미한다.
예를 들어, 상기 "π 전자 결핍성 함질소 고리"는, i) 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 5원 내지 7원 헤테로모노시클릭 그룹이거나, ii) 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 5원 내지 7원 헤테로모노시클릭 그룹 중 2 이상이 서로 축합되어 있는 헤테로폴리시클릭 그룹이거나, 또는 iii) 적어도 하나의 *-N=*' 모이어티를 갖는 5원 내지 7원 헤테로모노시클릭 그룹 중 적어도 하나와, 적어도 하나의 C 5-C 60카보시클릭 그룹이 서로 축합되어 있는 헤테로폴리시클릭 그룹일 수 있다.
상기 π 전자 결핍성 함질소 고리의 구체예로는, 이미다졸, 피라졸, 티아졸, 이소티아졸, 옥사졸, 이속사졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 인다졸, 푸린(purine), 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조퀴놀린, 프탈라진, 나프티리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 페난트리딘, 아크리딘, 페난트롤린, 페나진, 벤조이미다졸, 이소벤조티아졸, 벤조옥사졸, 이소벤조옥사졸, 트리아졸, 테트라졸, 옥사디아졸, 트리아진, 티아디아졸, 이미다조피리딘, 이미다조피리미딘, 아자카바졸 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 전자 수송 영역은 하기 화학식 601로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 601>
[Ar 601] xe11-[(L 601) xe1-R 601] xe21
상기 화학식 601 중,
Ar 601은 치환 또는 비치환된 C 5-C 60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹이고,
xe11은 1, 2 또는 3이고,
L 601은, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
xe1는 0 내지 5의 정수 중에서 선택되고,
R 601은, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 601)(Q 602)(Q 603), - -C(=O)(Q 601), -S(=O) 2(Q 601) 및 -P(=O)(Q 601)(Q 602) 중에서 선택되고,
상기 Q 601 내지 Q 603은 서로 독립적으로, C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 또는 나프틸기이고,
xe21는 1 내지 5의 정수 중에서 선택된다.
일 실시예에 따르면, 상기 xe11개의 Ar 601 및 xe21개의 R 601 중 적어도 하나는, 상술한 바와 같은 π 전자 결핍성 함질소 고리를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 601 중 고리 Ar 601은,
벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 카바졸 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 인다졸 그룹, 푸린 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, -Si(Q 31)(Q 32)(Q 33), -S(=O) 2(Q 31) 및 -P(=O)(Q 31)(Q 32) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 벤젠 그룹, 나프탈렌 그룹, 플루오렌 그룹, 스파이로-비플루오렌 그룹, 벤조플루오렌 그룹, 디벤조플루오렌 그룹, 페날렌 그룹, 페난트렌 그룹, 안트라센 그룹, 플루오란텐 그룹, 트리페닐렌 그룹, 파이렌 그룹, 크라이센 그룹, 나프타센 그룹, 피센 그룹, 페릴렌 그룹, 펜타펜 그룹, 인데노안트라센 그룹, 디벤조퓨란 그룹, 디벤조티오펜 그룹, 카바졸 그룹, 이미다졸 그룹, 피라졸 그룹, 티아졸 그룹, 이소티아졸 그룹, 옥사졸 그룹, 이속사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피라진 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹, 인다졸 그룹, 푸린 그룹, 퀴놀린 그룹, 이소퀴놀린 그룹, 벤조퀴놀린 그룹, 프탈라진 그룹, 나프티리딘 그룹, 퀴녹살린 그룹, 퀴나졸린 그룹, 시놀린 그룹, 페난트리딘 그룹, 아크리딘 그룹, 페난트롤린 그룹, 페나진 그룹, 벤조이미다졸 그룹, 이소벤조티아졸 그룹, 벤조옥사졸 그룹, 이소벤조옥사졸 그룹, 트리아졸 그룹, 테트라졸 그룹, 옥사디아졸 그룹, 트리아진 그룹, 티아디아졸 그룹, 이미다조피리딘 그룹, 이미다조피리미딘 그룹 및 아자카바졸 그룹;
중에서 선택될 수 있고,
상기 Q 31 내지 Q 33은 서로 독립적으로, C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 601 중 xe11이 2 이상일 경우 2 이상의 Ar 601은 단일 결합을 통하여 서로 연결될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 601 중 Ar 601은 안트라센 그룹일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 601로 표시되는 화합물은 하기 화학식 601-1로 표시될 수 있다:
<화학식 601-1>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000038
상기 화학식 601-1 중,
X 614는 N 또는 C(R 614)이고, X 615는 N 또는 C(R 615)이고, X 616은 N 또는 C(R 616)이고, X 614 내지 X 616 중 적어도 하나는 N이고,
L 611 내지 L 613은 서로 독립적으로, 상기 L 601에 대한 설명을 참조하고,
xe611 내지 xe613은 서로 독립적으로, 상기 xe1에 대한 설명을 참조하고,
R 611 내지 R 613은 서로 독립적으로, 상기 R 601에 대한 설명을 참조하고,
R 614 내지 R 616은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 및 나프틸기 중에서 선택될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 601 및 601-1 중 L 601 및 L 611 내지 L 613은 서로 독립적으로,
페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기, 피리디닐렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사졸일렌기, 이속사졸일렌기, 티아디아졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조이미다졸일렌기, 이소벤조티아졸일렌기, 벤조옥사졸일렌기, 이소벤조옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 이미다조피리디닐렌기, 이미다조피리미디닐렌기 및 아자카바졸일렌기; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오레닐렌기, 스파이로-비플루오레닐렌기, 벤조플루오레닐렌기, 디벤조플루오레닐렌기, 페난트레닐렌기, 안트라세닐렌기, 플루오란테닐렌기, 트리페닐레닐렌기, 파이레닐렌기, 크라이세닐렌기, 페릴레닐렌기, 펜타페닐렌기, 헥사세닐렌기, 펜타세닐렌기, 티오페닐렌기, 퓨라닐렌기, 카바졸일렌기, 인돌일렌기, 이소인돌일렌기, 벤조퓨라닐렌기, 벤조티오페닐렌기, 디벤조퓨라닐렌기, 디벤조티오페닐렌기, 벤조카바졸일렌기, 디벤조카바졸일렌기, 디벤조실롤일렌기, 피리디닐렌기, 이미다졸일렌기, 피라졸일렌기, 티아졸일렌기, 이소티아졸일렌기, 옥사졸일렌기, 이속사졸일렌기, 티아디아졸일렌기, 옥사디아졸일렌기, 피라지닐렌기, 피리미디닐렌기, 피리다지닐렌기, 트리아지닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 이소퀴놀리닐렌기, 벤조퀴놀리닐렌기, 프탈라지닐렌기, 나프티리디닐렌기, 퀴녹살리닐렌기, 퀴나졸리닐렌기, 시놀리닐렌기, 페난트리디닐렌기, 아크리디닐렌기, 페난트롤리닐렌기, 페나지닐렌기, 벤조이미다졸일렌기, 이소벤조티아졸일렌기, 벤조옥사졸일렌기, 이소벤조옥사졸일렌기, 트리아졸일렌기, 테트라졸일렌기, 이미다조피리디닐렌기, 이미다조피리미디닐렌기 및 아자카바졸일렌기;
중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 601 및 601-1 중 xe1 및 xe611 내지 xe613은 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 601 및 601-1 중 R 601 및 R 611 내지 R 613은 서로 독립적으로,
페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 스파이로-비플루오레닐기, 벤조플루오레닐기, 디벤조플루오레닐기, 페난트레닐기, 안트라세닐기, 플루오란테닐기, 트리페닐레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 페릴레닐기, 펜타페닐기, 헥사세닐기, 펜타세닐기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 이소인돌일기, 벤조퓨라닐기, 벤조티오페닐기, 디벤조퓨라닐기, 디벤조티오페닐기, 벤조카바졸일기, 디벤조카바졸일기, 디벤조실롤일기, 피리디닐기, 이미다졸일기, 피라졸일기, 티아졸일기, 이소티아졸일기, 옥사졸일기, 이속사졸일기, 티아디아졸일기, 옥사디아졸일기, 피라지닐기, 피리미디닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조퀴놀리닐기, 프탈라지닐기, 나프티리디닐기, 퀴녹살리닐기, 퀴나졸리닐기, 시놀리닐기, 페난트리디닐기, 아크리디닐기, 페난트롤리닐기, 페나지닐기, 벤조이미다졸일기, 이소벤조티아졸일기, 벤조옥사졸일기, 이소벤조옥사졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 및 아자카바졸일기; 및
-S(=O) 2(Q 601) 및 -P(=O)(Q 601)(Q 602);
중에서 선택되고,
상기 Q 601 및 Q 602에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
상기 전자 수송 영역은 하기 화합물 ET1 내지 ET36 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000039
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000040
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000041
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000042
또는, 상기 전자 수송 영역은 BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq 3, BAlq, TAZ(3-(Biphenyl-4-yl)-5-(4- tert-butylphenyl)-4-phenyl-4 H-1,2,4-triazole), NTAZ 및 TSPO1(diphenyl(4-(triphenylsilyl)phenyl)-phosphine oxide) 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000043
상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께는 서로 독립적으로, 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 버퍼층, 정공 저지층 또는 전자 조절층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성 또는 전자 조절 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송 영역(예를 들면, 상기 전자 수송 영역 중 전자 수송층)은 상술한 바와 같은 물질 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 물질은 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체의 금속 이온은, Li 이온, Na 이온, K 이온, Rb 이온 및 Cs 이온 중에서 선택될 수 있고, 상기 알칼리 토금속 착체의 금속 이온은 Be 이온, Mg 이온, Ca 이온, Sr 이온 및 Ba 이온 중에서 선택될 수 있다. 상기 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체의 금속 이온에 배위된 리간드는, 서로 독립적으로, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린 및 시클로펜타다이엔 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체는, 예를 들면, 하기 화합물 ET-D1(리튬 퀴놀레이트, LiQ) 또는 ET-D2을 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000044
상기 전자 수송 영역은, 제2전극(190)으로부터의 전자 주입을 용이하게 하는 전자 주입층을 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층은 상기 제2전극(190)과 직접(directly) 접촉할 수 있다.
상기 전자 주입층은 i) 단일 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조, ii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층으로 이루어진 단층 구조 또는 iii) 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 전자 주입층은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 금속은, Li, Na, K, Rb 및 Cs 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 알칼리 금속은 Li, Na 또는 Cs일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 알칼리 금속은 Li 또는 Cs일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 토금속은, Mg, Ca, Sr, 및 Ba 중에서 선택될 수 있다.
상기 희토류 금속은 Sc, Y, Ce, Tb, Yb 및 Gd 중에서 선택될 수 있다.
상기 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물 및 상기 희토류 금속 화합물은, 상기 알칼리 금속, 상기 알칼리 토금속 및 희토류 금속의 산화물 및 할로겐화물(예를 들면, 불화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물 등) 중에서 선택될 수 있다.
상기 알칼리 금속 화합물은, Li 2O, Cs 2O, K 2O 등과 같은 알칼리 금속 산화물 및 LiF, NaF, CsF, KF, LiI, NaI, CsI, KI, 등과 같은 알칼리 금속 할로겐화물 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 알칼리 금속 화합물은, LiF, Li 2O, NaF, LiI, NaI, CsI, KI 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 토금속 화합물은, BaO, SrO, CaO, Ba xSr 1-xO(0<x<1), Ba xCa 1-xO(0<x<1) 등과 같은 알칼리 토금속 화합물 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 알칼리 토금속 화합물은, BaO, SrO 및 CaO 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 희토류 금속 화합물은, YbF 3, ScF 3, ScO 3, Y 2O 3, Ce 2O 3, GdF 3, 및 TbF 3 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 희토류 금속 화합물은 YbF 3, ScF 3, TbF 3, YbI 3, ScI 3, TbI 3 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체 및 희토류 금속 착체는, 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및 희토류 금속의 이온을 포함하고, 상기 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체 및 희토류 금속 착체의 금속 이온에 배위된 리간드는, 서로 독립적으로, 히드록시퀴놀린, 히드록시이소퀴놀린, 히드록시벤조퀴놀린, 히드록시아크리딘, 히드록시페난트리딘, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디페닐옥사디아졸, 히드록시디페닐티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤조이미다졸, 히드록시페닐벤조티아졸, 비피리딘, 페난트롤린 및 시클로펜타다이엔 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입층은 상술한 바와 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합만으로 이루어져 있거나, 상기 유기물을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 주입층이 유기물을 더 포함할 경우, 상기 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물, 희토류 금속 화합물, 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 희토류 금속 착체 또는 이들 중 임의의 조합은 상기 유기물로 이루어진 매트릭스에 균일 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
[제2전극(190)]
상술한 바와 같은 유기층(150) 상부에는 제2전극(190)이 배치되어 있다. 상기 제2전극(190)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극(190)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 조합(combination)을 사용할 수 있다.
상기 제2전극(190)은, 리튬(Li), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), ITO 및 IZO 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2전극(190)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 제2전극(190)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
한편, 유기 발광 소자는 제1캡핑층 및/또는 제2캡핑층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1캡핑층, 제1전극, 유기층 및 제2전극(190)이 차례로 적층된 구조를 갖거나, 제1전극, 유기층, 제2전극 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조를 갖거나, 제1캡핑층, 제1전극, 유기층, 제2전극 및 제2캡핑층이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있다.
제1전극, 유기층 및 제2전극에 대한 설명은 도 1에 대한 설명을 참조한다.
유기 발광 소자의 유기층 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제1전극 및 제1캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있고, 또는 유기 발광 소자의 유기층 중 발광층에서 생성된 광은 반투과형 전극 또는 투과형 전극인 제2전극 및 제2캡핑층을 지나 외부로 취출될 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 보강 간섭의 원리에 의하여 외부 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층은 서로 독립적으로, 유기물로 이루어진 유기 캡핑층, 무기물로 이루어진 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 복합 캡핑층일 수 있다.
상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물, 아민계 화합물, 포르핀 유도체 (porphine derivatives), 프탈로시아닌 유도체 (phthalocyanine derivatives), 나프탈로시아닌 유도체 (naphthalocyanine derivatives), 알칼리 금속 착체 및 알칼리 토금속 착체 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물 및 아민계 화합물은, 선택적으로, O, N, S, Se, Si, F, Cl, Br 및 I 중에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함한 치환기로 치환될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 아민계 화합물을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 상기 화학식 201로 표시되는 화합물 또는 상기 화학식 202로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제1캡핑층 및 제2캡핑층 중 적어도 하나는, 서로 독립적으로, 상기 화합물 HT28 내지 HT33 및 하기 화합물 CP1 내지 CP5 중에서 선택된 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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[제조 방법]
상기 정공 수송 영역에 포함된 각 층, 발광층 및 전자 수송 영역에 포함된 각 층은 각각, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여, 소정 영역에 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 상기 정공 수송 영역에 포함된 각 층, 발광층 및 전자 수송 영역에 포함된 각 층을 각각 형성할 경우, 증착 조건은, 예를 들면, 약 100 내지 약 500℃의 증착 온도, 약 10 -8 내지 약 10 -3 torr의 진공도 및 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 증착 속도 범위 내에서, 형성하고자 하는 층에 포함될 재료 및 형성하고자 하는 층의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.
스핀 코팅법에 의하여 상기 정공 수송 영역에 포함된 각 층, 발광층 및 전자 수송 영역에 포함된 각 층을 각각 형성할 경우, 코팅 조건은, 예를 들면, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도 및 약 80℃ 내지 200℃의 열처리 온도 범위 내에서, 형성하고자 하는 층에 포함될 재료 및 형성하고자 하는 층의 구조를 고려하여 선택될 수 있다.
도 2는 발명의 다른 실시예에 따른 풀컬러 유기 발광 소자(20)의 개략적인 단면도이다. 이하에서는 유기 발광 소자(10)와 다른 점만을 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 유기 발광 소자(20)는 제1부화소 영역, 제2부화소 영역 및 제3부화소 영역으로 구획된 기판; 상기 기판의 상기 제1부화소 영역, 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역 각각에 배치된 복수의 애노드(221, 222, 223); 상기 복수의 애노드와 대향된 캐소드(280); 및 상기 복수의 애노드(221, 222, 223)와 상기 캐소드(280) 사이에 개재되고, 상기 기판의 상기 제1부화소 영역, 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역 각각에 배치된 제1발광층(221), 제2발광층(222) 및 제3발광층(223)을 포함하는 유기층을 포함하고; 상기 유기층은 상기 제1부화소 영역에 배치된 보조층을 포함하고; 상기 제1발광층은 도펀트를 포함하고, 상기 보조층은 제1화합물 및 제2화합물을 포함하고, 상기 도펀트, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 하기 식 1 내지 3을 만족한다:
<식 1>
T 1(D) > T 1(C1)
<식 2>
S 1(D) < S 1(C1)
<식 3>
S 1(C1) < S 1(C2)
상기 식 1 내지 3 중,
T 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
S 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
S 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
예를 들어, 상기 유기층의 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역에도 보조층을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 실시예에 있어서, 상기 제1발광층은 청색 인광을 방출하고, 상기 제2발광층은 녹색 인광을 방출하고, 상기 제3발광층은 적색 인광을 방출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[치환기의 일반적인 정의]
본 명세서 중 C 1-C 60알킬기는, 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, ter-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C 1-C 60알킬렌기는 상기 C 1-C 60알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 2-C 60알케닐기는, 상기 C 2-C 60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 탄화수소 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C 2-C 60알케닐렌기는 상기 C 2-C 60알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 2-C 60알키닐기는, 상기 C 2-C 60알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 탄화수소 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기, 프로피닐기, 등이 포함된다. 본 명세서 중 C 2-C 60알키닐렌기는 상기 C 2-C 60알키닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 1-C 60알콕시기는, -OA 101(여기서, A 101은 상기 C 1-C 60알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C 3-C 10시클로알킬기는, 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C 3-C 10시클로알킬렌기는 상기 C 3-C 10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 1-C 10헤테로시클로알킬기는, N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는 1,2,3,4-옥사트리아졸리디닐기(1,2,3,4-oxatriazolidinyl), 테트라히드로퓨라닐기(tetrahydrofuranyl), 테트라히드로티오페닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C 1-C 10헤테로시클로알킬렌기는 상기 C 1-C 10헤테로시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 3-C 10시클로알케닐기는 탄소수 3 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 가지나, 방향족성(aromaticity)을 갖지 않는 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C 3-C 10시클로알케닐렌기는 상기 C 3-C 10시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기는 N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 모노시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다. 상기 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기의 구체예에는, 4,5-디히드로-1,2,3,4-옥사트리아졸일기, 2,3-디히드로퓨라닐기, 2,3-디히드로티오페닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C 1-C 10헤테로시클로알케닐렌기는 상기 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 6-C 60아릴기는 탄소수 6 내지 60개의 카보시클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, C 6-C 60아릴렌기는 탄소수 6 내지 60개의 카보시클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 C 6-C 60아릴기의 구체예에는, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기 등을 포함된다. 상기 C 6-C 60아릴기 및 C 6-C 60아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 상기 2 이상의 고리들은 서로 축합될 수 있다.
본 명세서 중 C 1-C 60헤테로아릴기는 N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 헤테로시클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, C 1-C 60헤테로아릴렌기는 N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 60개의 헤테로시클릭 방향족 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 상기 C 1-C 60헤테로아릴기의 구체예에는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기 등이 포함되다. 상기 C 1-C 60헤테로아릴기 및 C 1-C 60헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 축합될 수 있다.
본 명세서 중 C 6-C 60아릴옥시기는 -OA 102(여기서, A 102는 상기 C 6-C 60아릴기임)를 가리키고, 상기 C 6-C 60아릴티오기(arylthio)는 -SA 103(여기서, A 103은 상기 C 6-C 60아릴기기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 C 1-C 60헤테로아릴옥시기는 -OA 104(여기서, A 104는 상기 C 1-C 60헤테로아릴기임)를 가리키고, 상기 C 1-C 60헤테로아릴티오기는 -SA 105(여기서, A 105는 상기 C 1-C 60헤테로아릴기임)를 가리킨다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 축합다환 그룹(non-aromatic condensed polycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소만을 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성(non-aromaticity)을 갖는 1가 그룹(예를 들면, 탄소수 8 내지 60을 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹의 구체예에는, 플루오레닐기 등이 포함되다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)은 2 이상의 고리가 서로 축합되어 있고, 고리 형성 원자로서 탄소 외에 N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하고, 분자 전체가 비-방향족성을 갖는 1가 그룹(예를 들면, 탄소수 1 내지 60을 가짐)을 의미한다. 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 구체예에는, 카바졸일기 등이 포함된다. 본 명세서 중 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹은 상기 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹과 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.
본 명세서 중 C 5-C 60카보시클릭 그룹이란, 고리-형성 원자로서 탄소만을 포함한 탄소수 5 내지 60의 모노시클릭 또는 폴리시클릭 그룹을 의미한다. 상기 C 5-C 60카보시클릭 그룹은 방향족 카보시클릭 그룹 또는 비-방향족 카보시클릭 그룹일 수 있다. 상기 C 5-C 60카보시클릭 그룹은 벤젠과 같은 고리, 페닐기와 같은 1가 그룹 또는 페닐렌기와 같은 2가 그룹일 수 있다. 또는, 상기 C 5-C 60카보시클릭 그룹에 연결된 치환기에 개수에 따라, 상기 C 5-C 60카보시클릭 그룹은 3가 그룹 또는 4가 그룹일 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 명세서 중 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹이란, 상기 C 5-C 60카보시클릭 그룹과 동일한 구조를 갖되, 고리-형성 원자로서, 탄소(탄소수는 1 내지 60일 수 있음) 외에, N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함한 그룹을 의미한다.
본 명세서 중, 상기 치환된 C 5-C 60카보시클릭 그룹, 치환된 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹, 치환된 C 3-C 10시클로알킬렌기, 치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬렌기, 치환된 C 3-C 10시클로알케닐렌기, 치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐렌기, 치환된 C 6-C 60아릴렌기, 치환된 C 1-C 60헤테로아릴렌기, 치환된 2가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환된 2가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 치환된 C 1-C 60알킬기, 치환된 C 2-C 60알케닐기, 치환된 C 2-C 60알키닐기, 치환된 C 1-C 60알콕시기, 치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환된 C 6-C 60아릴기, 치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환된 C 1-C 60헤테로아릴옥시기, 치환된 C 1-C 60헤테로아릴티오기, 치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹의 치환기 중 적어도 하나는,
중수소(-D), -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기 및 C 1-C 60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 11)(Q 12)(Q 13), -N(Q 11)(Q 12), -B(Q 11)(Q 12), -C(=O)(Q 11), -S(=O) 2(Q 11) 및 -P(=O)(Q 11)(Q 12) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기 및 C 1-C 60알콕시기;
C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기, C 1-C 60알콕시기, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 21)(Q 22)(Q 23), -N(Q 21)(Q 22), -B(Q 21)(Q 22), -C(=O)(Q 21), -S(=O) 2(Q 21) 및 -P(=O)(Q 21)(Q 22) 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹; 및
-Si(Q 31)(Q 32)(Q 33), -N(Q 31)(Q 32), -B(Q 31)(Q 32), -C(=O)(Q 31), -S(=O) 2(Q 31) 및 -P(=O)(Q 31)(Q 32);
중에서 선택되고,
상기 Q 11 내지 Q 13, Q 21 내지 Q 23 및 Q 31 내지 Q 33은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기, C 1-C 60알콕시기, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 중수소, -F 및 시아노기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C 1-C 60알킬기, 중수소, -F 및 시아노기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된 C 6-C 60아릴기, 비페닐기 및 터페닐기 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서 중 "Ph"은 페닐기를 의미하고, "Me"은 메틸기를 의미하고, "Et"은 에틸기를 의미하고, "ter-Bu" 또는 "Bu t"은 tert-부틸기를 의미하고, "OMe"는 메톡시기를 의미한다.
본 명세서 중 "비페닐기"는 "페닐기로 치환된 페닐기"를 의미한다. 상기 "비페닐기"는, 치환기가 "C 6-C 60아릴기"인 "치환된 페닐기"에 속한다.
본 명세서 중 "터페닐기"는 "비페닐기로 치환된 페닐기"를 의미한다. 상기 "터페닐기"는, 치환기가 "C 6-C 60아릴기로 치환된 C 6-C 60아릴기"인 "치환된 페닐기"에 속한다.
본 명세서 중 * 및 *'은, 다른 정의가 없는 한, 해당 화학식 중 이웃한 원자와의 결합 사이트를 의미한다.
이하에서, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 화합물 및 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기 합성예 중 "A 대신 B를 사용하였다"란 표현 중 A의 몰당량과 B의 몰당량은 서로 동일하다.
[실시예]
평가예 1: 최저 여기 삼중항 에너지 레벨(T 1) 및 최저 여기 일중항 에너지 레벨(S 1)의 측정
상술한 방법을 통해 최저 여기 삼중항 에너지 레벨 및 최저 여기 일중항 에너지 레벨을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.
T 1(eV) S 1(eV)
화합물 101 2.70 2.77
화합물 102 2.68 2.85
화합물 103 2.69 2.76
화합물 201 2.47 2.78
화합물 202 2.55 2.86
화합물 301 1.74 2.94
화합물 302 1.74 2.87
화합물 303 1.74 2.88
화합물 304 1.74 2.88
평가예 2: 제2화합물의 트랜지언트 EL 스펙트럼의 측정
화합물 301 내지 304에 대하여 트랜지언트 EL을 측정하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4로부터, 상기 화합물 301 내지 304가 식 7, 8-1 및 8-2를 만족함을 확인할 수 있다.
실시예 1
코닝(corning) 15 Ω/cm 2 (1200Å) ITO 유리 기판(애노드)을 50mm x 50mm x 0.7 mm의 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공 증착 장치에 이 유리 기판을 설치하였다.
상기 유리 기판 상부에 HATCN 및 NPD를 5:95의 체적 비율로 100Å 두께로 진공 증착하여 정공 주입층을 형성한 후, 이어서 NPD를 300Å의 두께로 진공 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상부에 ortho-CBP (호스트)와 화합물 103 (도펀트)을 90:10의 중량비로 동시 증착하여 200Å의 두께의 발광층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상부에 화합물 201 및 화합물 304를 10: 90의 체적 비율로 공증착하여 30Å 두께의 보조층을 형성하였다.
이어서, 상기 보조층 상부에 BPyPmB를 300Å의 두께로 진공 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 상부에 LiQ를 10Å의 두께로 진공 증착하여 전자 주입층을 형성하고, Al를 증착하여 100Å(캐소드)의 두께로 진공 증착하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 2
상기 발광층의 두께를 300Å로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
실시예 3 내지 5
상기 보조층의 제1화합물 및 제2화합물을 각각 하기 표 2에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1
보조층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 유기 발광 소자를 제조하였다.
평가예 3
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2에서 제작된 유기 발광 소자의 EL 스펙트럼, 전류 효율 및 수명을 Keithley SMU 236 및 휘도계 PR650을 이용하여 측정하여, 그 결과를 표 2, 도 5 및 6에 나타내었다. 수명(T 95)은, 유기 발광 소자 구동 후 휘도(@1000nit)가 초기 휘도(100%)의 95%가 되는데 걸리는 시간을 측정한 것이다. 이 때, TTA 감소율 및 TPQ 감소율은 각각 시간에 따른 휘도의 감소량을 하기 식 X로부터 추출하여 기여도에 대해 정성적으로 비교한 값이다:
<식 X>
Figure PCTKR2019009197-appb-img-000046
발광층 보조층 전류효율(Cd/A) T 95(시간) TTA(%) TPQ(%)
도펀트 제1화합물 제2화합물
실시예 1 103 201 304 29 28 5 2.8
실시예 2 103 201 304 29.3 40 3 1.6
실시예 3 103 202 303 28.9 39 4 2.0
실시예 4 103 202 304 29.8 35 4 2.2
실시예 5 103 203 303 29.7 37 4 2.1
비교예 1 103 없음 32 15 11 9
상기 표 2로부터, 실시예 1 및 2의 유기 발광 소자는 비교예 1보다 현저히 긴 수명(구체적으로, 각각 약 52% 및 73% 향상)을 가지면서, 유사한 수준의 전류 효율을 가짐을 확인할 수 있다.
또한, 도 5로부터 식 2를 만족하는 실시예 1의 유기 발광 소자는 보조층에서 빛이 방출되지 않으나, 식 2를 만족하지 못하는 비교예 2의 유기 발광 소자는 보조층에서 빛이 방출됨을 확인할 수 있다.

Claims (20)

  1. 애노드;
    상기 애노드에 대향된 캐소드; 및
    상기 애노드 및 상기 캐소드 사이에 개재되고, 발광층 및 보조층을 포함하는 유기층; 을 포함하고,
    상기 발광층과 상기 보조층은 직접 접촉하고,
    상기 발광층은 도펀트를 포함하고,
    상기 보조층은 제1화합물 및 제2화합물을 포함하고,
    상기 도펀트, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 하기 식 1 내지 3을 만족하는, 유기 발광 소자:
    <식 1>
    T 1(D) > T 1(C1)
    <식 2>
    S 1(D) < S 1(C1)
    <식 3>
    S 1(C1) < S 1(C2)
    상기 식 1 내지 3 중,
    T 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
    T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
    S 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
    S 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
    S 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는 빛을 방출하고,
    상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 각각 빛을 방출하지 않는, 유기 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는 440 nm 내지 480 nm의 최대 발광 파장을 갖는 청색 인광을 방출하는, 유기 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    하기 식 4를 더 만족하는, 유기 발광 소자:
    <식 4>
    T 1(C1) > T 1(C2)
    상기 식 4 중,
    T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
    T 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 애노드 및 상기 발광층 사이에 개재되는, 유기 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광층은 호스트를 더 포함하고,
    상기 도펀트와 상기 호스트는 하기 식 5를 더 만족하는, 유기 발광 소자:
    <식 5>
    HOMO(D) > HOMO(H)
    상기 식 5 중,
    HOMO(D)는 상기 도펀트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이고,
    HOMO(H)는 상기 호스트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보조층은 상기 캐소드 및 상기 발광층 사이에 개재되는, 유기 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발광층은 호스트를 더 포함하고,
    상기 도펀트와 상기 호스트는 하기 식 6를 더 만족하는, 유기 발광 소자:
    <식 6>
    HOMO(D) < HOMO(H)
    상기 식 6 중,
    HOMO(D)는 상기 도펀트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이고,
    HOMO(H)는 상기 호스트의 최저 점유 분자 오비탈 에너지 레벨이다.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는 전이 금속을 포함하는, 유기 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는 하기 화학식 1로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 1>
    M 11(L 11) n11(L 12) n12
    <화학식 1A>
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000047
    상기 화학식 1 및 1A 중,
    M 11은 1주기 전이 금속, 2주기 전이 금속 및 3주기 전이 금속 중에서 선택되고;
    L 11은 상기 화학식 1A로 표시되는 리간드 중에서 선택되고, n11은 1, 2 또는 3이고,
    L 12는 유기 리간드이고, n12는 0 내지 4의 정수 중에서 선택되고,
    X 111 내지 X 14는 서로 독립적으로, N 또는 C이고, X 11과 X 12는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고, X 13와 X 14는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고,
    A 11 및 A 12는 서로 독립적으로, C 5-C 60카보시클릭 그룹 또는 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹이고,
    Y 11은 단일 결합, O, S, C(=O), N(Z 13), C(Z 13)(Z 14), C(Z 13)=C(Z 14) 또는 C(Z 13)이고, Y 11과 X 12는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고, Y 11과 X 14는 단일 결합 또는 이중 결합을 통하여 연결되고,
    Z 11 및 Z 12는 서로 독립적으로, 단일 결합, O 또는 S이고,
    R 11 및 R 12는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 20알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Z 15)(Z 16)(Z 17), -N(Z 15)(Z 16), -B(Z 15)(Z 16), -C(=O(Z 15), -S(=O) 2(Z 15) 및 -P(=O)(Z 15)(Z 16) 중에서 선택되고, R 11 및 R 12 중 이웃한 두 개의 기는 선택적으로(optionally) 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 C 5-C 30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C 1-C 30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
    Z 13 및 Z 14는, 수소, 중수소, C 1-C 20알킬기, C 1-C 20알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 또는 나프틸기이고,
    Z 15 내지 Z 17은 서로 독립적으로, C 1-C 10알킬기, C 1-C 10알콕시기, C 6-C 20아릴기 및 C 1-C 20헤테로아릴기 중에서 선택되고,
    서로 인접한 복수의 R 11 및 R 12 중 2개, 3개 또는 4개는 선택적으로 서로 결합하여 4배위, 6배위 또는 8배위 리간드를 형성할 수 있고,
    b11 및 b12는 서로 독립적으로, 0 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
    * 및 *'은 상기 화학식 1 중의 M 11과의 결합 사이트이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는 하기 화합물들 중에서 선택되는, 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000048
    101 102 103
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000049
    104 105 106
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000050
    107
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물는 하기 화학식 2로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 2>
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000051
    상기 화학식 2 중,
    X 21은 N 및 C(R 21) 중에서 선택되고, X 22는 N 및 C(R 22) 중에서 선택되고, X 23은 N 및 C(R 23) 중에서 선택되고, X 24는 N 및 C(R 24) 중에서 선택되고, X 25는 N 및 C(R 25) 중에서 선택되고, X 21 내지 X 25 중 적어도 하나는 N이고,
    Y 21은 단일 결합, O, S, N(Z 21) 및 C(Z 21)(Z 22) 중에서 선택되고;
    Y 22는 단일 결합, O, S, N(Z 23) 및 C(Z 23)(Z 24) 중에서 선택되고;
    Y 23는 단일 결합, O, S, N(Z 25) 및 C(Z 25)(Z 26) 중에서 선택되고;
    k21 내지 k23은 서로 독립적으로, 0, 1 및 2 중에서 선택되되, k21가 0인 경우 Y 21은 존재하지 않고, k22가 0인 경우 Y 22는 존재하지 않고, k23이 0인 경우 Y 23는 존재하지 않고,
    L 21은 치환 또는 비치환된 C 5-C 60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
    a21은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
    R 21 내지 R 28 및 Z 21 내지 Z 26는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알킬기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 1)(Q 2)(Q 3), -B(Q 1)(Q 2), -N(Q 1)(Q 2), -P(Q 1)(Q 2), -C(=O)(Q 1), -S(=O)(Q 1), -S(=O) 2(Q 1), -P(=O)(Q 1)(Q 2) 및 -P(=S)(Q 1)(Q 2) 중에서 선택되고; R 21 내지 R 28 중 이웃한 두 개의 기는 선택적으로 서로 결합하여, 치환 또는 비치환된 C 5-C 30카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C 1-C 30헤테로시클릭 그룹을 형성할 수 있고,
    b26은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
    b27 및 b28은 서로 독립적으로, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
    Q 1 내지 Q 3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기, C 1-C 60알콕시기, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 비페닐기 및 터페닐기 중에서 선택된다.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물은 하기 화합물들 중에서 선택되는, 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000052
    201 202 203
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000053
    204 205 206
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000054
    207 208
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 3>
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000055
    상기 화학식 3 중,
    X 31 및 X 32는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고;
    R 31 내지 R 38은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알킬기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 2-C 60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C 3-C 10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 6-C 60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C 1-C 60헤테로아릴티오기, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q 1)(Q 2)(Q 3), -B(Q 1)(Q 2), -N(Q 1)(Q 2), -P(Q 1)(Q 2), -C(=O)(Q 1), -S(=O)(Q 1), -S(=O) 2(Q 1), -P(=O)(Q 1)(Q 2) 및 -P(=S)(Q 1)(Q 2) 중에서 선택되고;
    Q 1 내지 Q 3는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, C 1-C 60알킬기, C 2-C 60알케닐기, C 2-C 60알키닐기, C 1-C 60알콕시기, C 3-C 10시클로알킬기, C 1-C 10헤테로시클로알킬기, C 3-C 10시클로알케닐기, C 1-C 10헤테로시클로알케닐기, C 6-C 60아릴기, C 6-C 60아릴옥시기, C 6-C 60아릴티오기, C 1-C 60헤테로아릴기, C 1-C 60헤테로아릴옥시기, C 1-C 60헤테로아릴티오기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, 비페닐기 및 터페닐기 중에서 선택된다.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2화합물은 하기 화합물들 중에서 선택되는, 유기 발광 소자:
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000056
    301 302 303 304
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000057
    305 306 307
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000058
    308 309 310
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000059
    311 312
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000060
    313 314
    Figure PCTKR2019009197-appb-img-000061
    315
  16. 제1항에 있어서,
    상기 보조층의 두께는 30 Å 내지 100 Å인, 유기 발광 소자.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 유기층은 상기 애노드와 상기 발광층 사이에 개재된 정공 수송 영역 및/또는 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 개재된 전자 수송 영역을 더 포함하고,
    상기 정공 수송 영역은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광 보조층, 전자 저지층 또는 이의 임의의 조합을 포함하고,
    상기 전자 수송 영역은, 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 또는 이의 임의의 조합을 포함한, 유기 발광 소자.
  18. 제1부화소 영역, 제2부화소 영역 및 제3부화소 영역으로 구획된 기판;
    상기 기판의 상기 제1부화소 영역, 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역 각각에 배치된 복수의 애노드;
    상기 복수의 애노드와 대향된 캐소드; 및
    상기 복수의 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되고, 상기 기판의 상기 제1부화소 영역, 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역 각각에 배치된 제1발광층, 제2발광층 및 제3발광층을 포함하는 유기층;을 포함하고;
    상기 유기층은 상기 제3부화소 영역에 배치된 보조층을 포함하고;
    상기 제3발광층은 도펀트를 포함하고,
    상기 보조층은 제1화합물 및 제2화합물을 포함하고,
    상기 도펀트, 상기 제1화합물 및 상기 제2화합물은 하기 식 1 내지 3을 만족하는, 유기 발광 소자:
    <식 1>
    T 1(D) > T 1(C1)
    <식 2>
    S 1(D) < S 1(C1)
    <식 3>
    S 1(C1) < S 1(C2)
    상기 식 1 내지 3 중,
    T 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
    T 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 삼중항 에너지 레벨이고,
    S 1(D)은 상기 도펀트의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
    S 1(C1)은 상기 제1화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이고,
    S 1(C2)은 상기 제2화합물의 최저 여기 일중항 에너지 레벨이다.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 유기층의 상기 제2부화소 영역 및 상기 제3부화소 영역에도 보조층을 더 포함하는, 유기 발광 소자.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1발광층은 청색 인광을 방출하고,
    상기 제2발광층은 녹색 인광을 방출하고,
    상기 제3발광층은 적색 인광을 방출하는, 유기 발광 소자.
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