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KR102055684B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR102055684B1
KR102055684B1 KR1020120155316A KR20120155316A KR102055684B1 KR 102055684 B1 KR102055684 B1 KR 102055684B1 KR 1020120155316 A KR1020120155316 A KR 1020120155316A KR 20120155316 A KR20120155316 A KR 20120155316A KR 102055684 B1 KR102055684 B1 KR 102055684B1
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박범우
최종원
최화일
김소연
이지연
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

유기 발광 소자가 개시된다.

Description

유기 발광 소자{Organic light emitting diode comprising the same}
유기 발광 소자에 관한 것이다.
유기 발광 소자(organic light emitting diode)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
일반적인 유기 발광 소자는 기판 상부에 애노드가 형성되어 있고, 이 애노드 상부에 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 캐소드가 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 여기에서 정공수송층, 발광층 및 전자수송층은 유기화합물로 이루어진 유기 박막들이다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 유기 발광 소자의 구동 원리는 다음과 같다.
상기 애노드 및 캐소드간에 전압을 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공은 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 상기 정공 및 전자와 같은 캐리어들은 발광층 영역에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
신규 구조의 유기 발광 소자를 제공한다.
일 측면에 따르면, 기판; 상기 기판 상의 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층; 상기 제1전극과 상기 발광층 사이의 정공 이동 영역; 및 상기 발광층과 상기 제2전극 사이의 전자 이동 영역;을 포함하고, 상기 정공 이동 영역은 하기 화학식 1로 표시되는 제1화합물을 포함하고, 상기 정공 이동 영역 및 상기 발광층 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 포함한, 유기 발광 소자가 제공된다:
<화학식 1>
Figure 112012108638430-pat00001
<화학식 2>
Figure 112012108638430-pat00002
상기 화학식 1 및 2 중,
Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기이고;
xa, xb, a 및 b는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수이고;
R101, R109, R1 및 R2는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기이고;
R102 내지 R108, R111 내지 R119, R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2) 또는 -Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q1 내지 Q5는 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기 또는 C2-C60헤테로아릴기임)이고;
c1 및 c4는 서로 독립적으로, 1 내지 4의 정수이고;
c2 및 c3는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.
상기 유기 발광 소자 중, 상기 정공 이동 영역은 i) 제1정공 수송층 및 ii) 상기 제1정공 수송층과 상기 발광층 사이에 개재된 제2정공 수송층을 포함하고; 상기 제1정공 수송층에 상기 제1화합물이 포함되어 있고; 상기 제2정공 수송층에 상기 제2화합물이 포함되어 있을 수 있다.
또는, 상기 유기 발광 소자 중, 상기 정공 이동 영역이 정공 수송층을 포함하고; 상기 정공 수송층에 상기 제1화합물이 포함되어 있고; 상기 발광층에 상기 제2화합물이 포함되어 있을 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 저구동 전압, 고휘도, 고효율 및 장수명을 가질 수 있다.
도 1은 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 또 다른 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1의 유기 발광 소자(10)는 기판(10), 제1전극(11), 정공 이동 영역(13), 발광층(15), 전자 이동 영역(17) 및 제2전극(19)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.
상기 기판(11)으로는, 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용할 수 있는데, 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상기 제1전극(12)은 기판(11) 상부에 제1전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1전극(12)이 애노드일 경우, 정공 주입이 용이하도록 제1전극용 물질은 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(12)은 반사형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다. 또는, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 이용하면, 상기 제1전극(12)을 반사형 전극으로 형성할 수도 있다.
상기 제1전극(12)은 단일층 또는 2 이상의 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(12)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(12)은 정공 주입 전극(애노드)일 수 있다.
한편, 상기 제1전극(12)에 대향되어 제2전극(19)이 형성되어 있다. 상기 제2전극(19)은 전자 주입 전극인 캐소드(Cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 제2전극 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 박막으로 형성하여 투과형 전극을 얻을 수 있다. 한편, 전면 발광 소자를 얻기 위하여 ITO, IZO를 이용한 투과형 전극을 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 제1전극(12)과 상기 제2전극(19) 사이에는 발광층(15)이 구비되어 있고, 상기 제1전극(12)과 상기 발광층(15) 사이에는 정공 이동 영역(13)이 구비되어 있고, 상기 발광층(15)과 상기 제2전극(19) 사이에는 전자 이동 영역(17)이 구비되어 있다.
상기 유기 발광 소자(10)에서, 정공은 제1전극(12)을 통해 주입되어 정공 이동 영역(13)을 경유하여 발광층(15)으로 이동하고, 전자는 제2전극(19)을 통해 주입되어 전자 이동 영역(17)을 경유하여 발광층(15)으로 이동한다. 발광층(15)에 도달한 정공과 전자는 발광층(15)에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 상기 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
상기 정공 이동 영역(13)에는 하기 화학식 1로 표시되는 제1화합물이 포함되어 있고, 상기 정공 이동 영역(13) 및 상기 발광층(15) 중 적어도 하나에는 하기 화학식 2로 표시되는 제2화합물이 포함되어 있다.
<화학식 1>
Figure 112012108638430-pat00003
<화학식 2>
Figure 112012108638430-pat00004
상기 화학식 1 및 2 중, Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기일 수 있다.
예를 들면, 상기 화학식 1 및 2 중, Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 치환 또는 비치환된 페닐렌기(phenylene), 치환 또는 비치환된 펜타레닐렌기(pentalenylene), 치환 또는 비치환된 인데닐렌기(indenylene), 치환 또는 비치환된 나프틸렌기(naphtylene), 치환 또는 비치환된 아줄레닐렌기(azulenylene), 치환 또는 비치환된 헵타레닐렌기(heptalenylene), 치환 또는 비치환된 인다세닐렌기(indacenylene), 치환 또는 비치환된 아세나프틸렌기(acenaphtylene), 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기(fluorenylene), 치환 또는 비치환된 스파이로-플루오레닐렌기, 치환 또는 비치환된 페날레닐렌기(phenalenylene), 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기(phenanthrenylene), 치환 또는 비치환된 안트릴기(anthrylene), 치환 또는 비치환된 플루오란테닐렌기(fluoranthenylene), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기(triphenylenylene), 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기(pyrenylene), 치환 또는 비치환된 크라이세닐렌기(chrysenylene), 치환 또는 비치환된 나프타세닐렌기(naphthacenylene). 치환 또는 비치환된 피세닐렌기(picenylene), 치환 또는 비치환된 페릴레닐렌기(perylenylene), 치환 또는 비치환된 펜타페닐렌기(pentaphenylene), 치환 또는 비치환된 헥사세닐렌기(hexacenylene), 치환 또는 비치환된 피롤일렌기(pyrrolylene), 치환 또는 비치환된 이미다졸일렌기(imidazolylene), 치환 또는 비치환된 피라졸일렌기(pyrazolylene), 치환 또는 비치환된 피리디닐렌기(pyridinylene), 치환 또는 비치환된 피라지닐렌기(pyrazinylene), 치환 또는 비치환된 피리미디닐렌기(pyrimidinylene), 치환 또는 비치환된 피리다지닐렌기(pyridazinylene), 치환 또는 비치환된 이소인돌일렌기(isoindolylene), 치환 또는 비치환된 인돌일렌기(indolylene), 치환 또는 비치환된 인다졸일렌기(indazolylene), 치환 또는 비치환된 푸리닐렌기(purinylene), 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐렌기(quinolinylene), 치환 또는 비치환된 벤조퀴놀리닐렌기(benzoquinolinylene), 치환 또는 비치환된 프탈라지닐렌기(phthalazinylene), 치환 또는 비치환된 나프티리디닐렌기(naphthyridinylene), 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐렌기(quinoxalinylene), 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐렌기(quinazolinylene), 치환 또는 비치환된 시놀리닐렌기(cinnolinylene), 치환 또는 비치환된 카바졸일렌기(carbazolylene), 치환 또는 비치환된 페난트리디닐렌기(phenanthridinylene), 치환 또는 비치환된 아크리디닐렌기(acridinylene), 치환 또는 비치환된 페난트롤리닐렌기(phenanthrolinylene), 치환 또는 비치환된 페나지닐렌기(phenazinylene), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 치환 또는 비치환된 벤조이미다졸일렌기(benzoimidazolylene), 치환 또는 비치환된 푸라닐렌기(furanylene), 치환 또는 비치환된 벤조푸라닐렌기(benzofuranylene), 치환 또는 비치환된 티오페닐렌기(thiophenylene), 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐렌기(benzothiophenylene), 치환 또는 비치환된 티아졸일렌기(thiazolylene), 치환 또는 비치환된 이소티아졸일렌기(isothiazolylene), 치환 또는 비치환된 벤조티아졸일렌기(benzothiazolylene), 치환 또는 비치환된 이소옥사졸일렌기(isoxazolylene), 치환 또는 비치환된 옥사졸일렌기(oxazolylene), 치환 또는 비치환된 트리아졸일렌기, 치환 또는 비치환된 테트라졸일렌기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일렌기(oxadiazolylene), 치환 또는 비치환된 트리아지닐렌기(triazinylene), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일렌기(benzooxazolylene), 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐렌기(dibenzopuranylene), 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐렌기(dibenzothiophenylene), 또는 치환 또는 비치환된 벤조카바졸일기일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 및 2 중, Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-24 중 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112012108638430-pat00005
Figure 112012108638430-pat00006
Figure 112012108638430-pat00007
상기 화학식 3-1 내지 3-24 중, Y1은 O, S, C(R21)(R22) 또는 N(R23)일 수 있다.
상기 화학식 3-1 내지 3-24 중, Z1, Z2 및 R21 내지 R23은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임); 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 Z1, Z2 및 R21 내지 R23은, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기임); 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2-1 내지 2-24 중, d1은 1 내지 4의 정수이고; d2는 1 내지 3의 정수이고; d3는 1 내지 6의 정수이고; d4는 1 내지 8의 정수이고; d5는 1 또는 2일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 중, 상기 화학식 1 및 2 중, Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112012108638430-pat00008
화학식 1 중, xa는 Ar101의 개수를 나타내고, xb는 Ar102의 개수를 나타내는데, xa 및 xb는 0 내지 5의 정수일 수 있다. xa 및/또는 xb가 0일 경우, 화학식 1의 "카바졸" 및/또는 "플루오렌"은 "N"과 직접 연결될 수 있다. xa가 2 이상일 경우, 2 이상의 Ar101은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. xb가 2 이상일 경우, 2 이상의 Ar102는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 화학식 1 중, i) xa = 0 & xb = 0이거나; ii) xa = 1 & xb = 0이거나; iii) xa = 2 & xb = 0이거나; iv) xa = 0 & xb = 1이거나; v) xa = 0 & xb = 2이거나; vi) xa = 1 & xb = 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
화학식 2 중, a는 Ar1의 개수를 나타내고, b는 Ar2의 개수를 나타내는데, a 및 b는 0 내지 5의 정수일 수 있다. a 및/또는 b가 0일 경우, 화학식 2의 "R1" 및/또는 "R2"은 화학식 2의 카바졸의 "N"과 직접 연결될 수 있다. a가 2 이상일 경우, 2 이상의 Ar1은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. b가 2 이상일 경우, 2 이상의 Ar2는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 화학식 2 중, i) a = 0 & b = 0이거나; ii) a = 1 & b = 0이거나; iii) a = 0 & b = 1이거나; ii) a = 1 & b = 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 및 2 중 R101, R109, R1 및 R2는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 및 2 중 R101, R109, R1 및 R2는, 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 페닐기(phenyl), 치환 또는 비치환된 펜타레닐기(pentalenyl), 치환 또는 비치환된 인데닐기(indenyl), 치환 또는 비치환된 나프틸기(naphtyl), 치환 또는 비치환된 아줄레닐기(azulenyl), 치환 또는 비치환된 헵타레닐기(heptalenyl), 치환 또는 비치환된 인다세닐기(indacenyl), 치환 또는 비치환된 아세나프틸기(acenaphtyl), 치환 또는 비치환된 플루오레닐기(fluorenyl), 치환 또는 비치환된 스파이로-플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 페날레닐기(phenalenyl), 치환 또는 비치환된 페난트레닐기(phenanthrenyl), 치환 또는 비치환된 안트릴기(anthryl), 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기(fluoranthenyl), 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기(triphenylenyl), 치환 또는 비치환된 파이레닐기(pyrenyl), 치환 또는 비치환된 크라이세닐기(chrysenyl), 치환 또는 비치환된 나프타세닐기(naphthacenyl). 치환 또는 비치환된 피세닐기(picenyl), 치환 또는 비치환된 페릴레닐기(perylenyl), 치환 또는 비치환된 펜타페닐기(pentaphenyl), 치환 또는 비치환된 헥사세닐기(hexacenyl), 치환 또는 비치환된 피롤일기(pyrrolyl), 치환 또는 비치환된 이미다졸일기(imidazolyl), 치환 또는 비치환된 피라졸일기(pyrazolyl), 치환 또는 비치환된 피리디닐기(pyridinyl), 치환 또는 비치환된 피라지닐기(pyrazinyl), 치환 또는 비치환된 피리미디닐기(pyrimidinyl), 치환 또는 비치환된 피리다지닐기(pyridazinyl), 치환 또는 비치환된 이소인돌일기(isoindolyl), 치환 또는 비치환된 인돌일기(indolyl), 치환 또는 비치환된 인다졸일기(indazolyl), 치환 또는 비치환된 푸리닐기(purinyl), 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기(quinolinyl), 치환 또는 비치환된 벤조퀴놀리닐기(benzoquinolinyl), 치환 또는 비치환된 프탈라지닐기(phthalazinyl), 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기(naphthyridinyl), 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기(quinoxalinyl), 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기(quinazolinyl), 치환 또는 비치환된 시놀리닐기(cinnolinyl), 치환 또는 비치환된 카바졸일기(carbazolyl), 치환 또는 비치환된 페난트리디닐기(phenanthridinyl), 치환 또는 비치환된 아크리디닐기(acridinyl), 치환 또는 비치환된 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl), 치환 또는 비치환된 페나지닐기(phenazinyl), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 치환 또는 비치환된 벤조이미다졸일기(benzoimidazolyl), 치환 또는 비치환된 푸라닐기(furanyl), 치환 또는 비치환된 벤조푸라닐기(benzofuranyl), 치환 또는 비치환된 티오페닐기(thiophenyl), 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기(benzothiophenyl), 치환 또는 비치환된 티아졸일기(thiazolyl), 치환 또는 비치환된 이소티아졸일기(isothiazolyl), 치환 또는 비치환된 벤조티아졸일기(benzothiazolyl), 치환 또는 비치환된 이소옥사졸일기(isoxazolyl), 치환 또는 비치환된 옥사졸일기(oxazolyl), 치환 또는 비치환된 트리아졸일기, 치환 또는 비치환된 테트라졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일기(oxadiazolyl), 치환 또는 비치환된 트리아지닐기(triazinyl), 치환 또는 비치환된 벤조옥사졸일기(benzooxazolyl), 치환 또는 비치환된 디벤조푸라닐기(dibenzopuranyl), 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기(dibenzothiophenyl) 또는 치환 또는 비치환된 벤조카바졸일기일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1 및 2 중 R101, R109, R1 및 R2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 5-1 내지 5-22 중 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112012108638430-pat00009
Figure 112012108638430-pat00010
Figure 112012108638430-pat00011
상기 화학식 5-1 내지 5-22 중, Y2는 O, S, C(R25)(R26) 또는 N(R27)일 수 있다.
상기 화학식 5-1 내지 5-22 중, Z11 내지 Z14 및 R25 내지 R27은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q13 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임); 중에서 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 Z11 내지 Z14 및 R25 내지 R27은, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기임); 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 5-1 내지 5-22 중, e1은 1 내지 5의 정수이고; e2는 1 내지 7의 정수이고; e3는 1 내지 3의 정수이고; e4는 1 내지 4의 정수이고; e5는 1 또는 2일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 R101은 하기 화학식 6-1 내지 6-8 중 하나로 표시되고, 상기 화학식 1 중 R109가 하기 화학식 6-1 내지 6-11 중 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112012108638430-pat00012
상기 화학식 6-1 내지 6-11 중 Z11a, 내지 Z11c은 상기 Z11에 대한 설명과 동일하고, R25, R26, Q11 및 Q12는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 6-1 내지 6-11 중 상기 Z11a, 내지 Z11c, R25 및 R26은 서로 독립적으로, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기이고; Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중 R1 및 R2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 6-1 내지 6-17 중 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112012108638430-pat00013
Figure 112012108638430-pat00014
상기 화학식 6-1 내지 6-17 중 Z11a, 내지 Z11d는 상기 Z11에 대한 설명과 동일하고, R25, R26, Q11 및 Q12는 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 6-1 내지 6-17 중 Z11a, 내지 Z11d, R25 및 R26은 서로 독립적으로, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기이고; Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기일 수 있다.
한편, 상기 화학식 1 중 R102 내지 R108 및 R113 내지 R119 및 상기 화학식 2 중 R11 내지 R14는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 R102 내지 R108 및 R113 내지 R119 및 상기 화학식 2 중 R11 내지 R14는 수소일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1화합물은 하기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표시되고, 상기 제2화합물은 하기 화학식 2A, 2B 또는 2C로 표시될 수 있다:
<화학식 1A> <화학식 1B>
Figure 112012108638430-pat00015
Figure 112012108638430-pat00016
<화학식 1C> <화학식 2A>
Figure 112012108638430-pat00017
Figure 112012108638430-pat00018
<화학식 2B> <화학식 2C>
Figure 112012108638430-pat00019
Figure 112012108638430-pat00020
상기 화학식 1A, 1B, 1C, 2A, 2B 및 2C 중 Ar101, Ar102, xa, xb, R101 내지 R109, R111 내지 R119, R1, R2, R11 내지 R14, a, b, c1, c2, c3 및 c4에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다.
예를 들어, 상기 화학식 1A, 1B 및 1C 중, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 상기 화학식 3-1 내지 3-24 중 하나로 표시될 수 있고; xa 및 xb는 서로 독립적으로, 1 또는 2이고; R101 및 R109는 서로 독립적으로 상기 화학식 5-1 내지 5-22 중 하나로 표시될 수 있고; R111 및 R112는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나이고; R102 내지 R108 및 R113 내지 R119는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1A, 1B 및 1C 중, Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고; xa 및 xb 1 또는 2이고; R101 는 하기 화학식 6-1 내지 6-8 중 하나로 표시될 수 있고; R109는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 5-11 중 하나로 표시될 수 있고; R111 및 R112는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나이고; R102 내지 R108 및 R113 내지 R119는 수소일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 2A, 2B 및 2C 중, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 3-1 내지 3-24 중 하나로 표시될 수 있고; i) a = 0 & b = 0이거나, ii) a = 1 & b = 0이거나, iii) a = 0 & b = 1이거나, iv) a = 1 & b = 1이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 상기 화학식 5-1 내지 5-22 중 하나로 표시될 수 있고; R11 내지 R14는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 2A, 2B 및 2C 중, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고; i) a = 0 & b = 0이거나, ii) a = 1 & b = 0이거나, iii) a = 0 & b = 1이거나, iv) a = 1 & b = 1이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 6-17 중 하나로 표시될 수 있고; R11 내지 R14는 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물은 하기 화합물 1-1 내지 1-19 중 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112012108638430-pat00021
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물은 하기 화합물 2-1 내지 2-25 중 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112012108638430-pat00022
상기 치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 상기 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 상기 치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 상기 치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 상기 치환된 C6-C60아릴렌기, 상기 치환된 C2-C60헤테로아릴렌기, 상기 치환된 C3-C10시클로알킬기, 상기 치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 상기 치환된 C3-C10시클로알케닐기, 상기 치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 상기 치환된 C6-C60아릴기, 상기 치환된 C2-C60헤테로아릴기, 상기 치환된 C1-C60알킬기, 상기 치환된 C2-C60알케닐기, 상기 치환된 C2-C60알키닐기, 상기 치환된 C1-C60알콕시기, 상기 치환된 C6-C60아릴옥시기 및 상기 치환된 C6-C60아릴싸이오기의 적어도 하나의 치환기는, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기; C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15) (여기서, Q13 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물은 높은 전하(정공) 수송 능력을 갖고, 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물은 전하(정공) 수송 능력 및 발광 능력이 크고 HOMO와 LUMO 사이의 밴드 갭이 커서 에너지 레벨 조절이 용이하므로, 정공 이동 영역(13)에 상기 제1화합물이 존재하고, 정공 이동 영역(13) 및 발광층(15) 중 적어도 하나에 상기 제2화합물이 존재하는 유기 발광 소자(10)는 저구동 전압, 고휘도, 고효율 및 장수명을 가질 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물 모두 정공 이동 영역(13)에 존재할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물은 정공 이동 영역(13)에 존재하고, 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물은 발광층(15)에 존재할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물 모두 정공 이동 영역(13)에 존재하고, 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물은 발광층(15)에 존재할 수 있다. 이 때, 상기 정공 이동 영역(13)에 존재하는 제2화합물과 상기 발광층(15)에 존재하는 제2화합물은, 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
도 2는 다른 구현예를 따르는 유기 발광 소자(20)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 유기 발광 소자(20)는 기판(21), 제1전극(22), 정공 이동 영역(23), 발광층(25), 전자 이동 영역(27) 및 제2전극(29)이 차례로 적층된 구조를 갖는다. 상기 정공 이동 영역(23)은 제1전극(22)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(23A), 제1정공 수송층(23B-1) 및 제2정공 수송층(23B-2)을 포함하고, 전자 이동 영역(27)은 발광층(25)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(27A) 및 전자 주입층(27B)을 포함한다.
상기 기판(21), 제1전극(22), 제2전극(29)에 대한 상세한 설명은 상기 도 1의 기판(11), 제1전극(12) 및 제2전극(19)에 대한 설명을 각각 참조한다.
정공 주입층(23A)은 상기 제1전극(22) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
진공 증착법에 의하여 정공 주입층(23A)을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층(23A)의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층(23A)의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 증착온도 약 100 내지 약 500℃, 진공도 약 10-8 내지 약 10-3torr, 증착 속도 약 0.01 내지 약 100Å/sec의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스핀 코팅법에 의하여 정공 주입층(23A)을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공 주입층(23A)의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층(23A)의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 약 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층(23A) 재료로서, 예를 들면, N,N′-디페닐-N,N′-비스-[4-(페닐-m-톨일-아미노)-페닐]-비페닐-4,4′-디아민(N,N′-diphenyl-N,N′-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4′-diamine: DNTPD), 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, m-MTDATA [4,4',4''-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine], NPB(N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine)), TDATA, 2-TNATA, 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 sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트))등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112012108638430-pat00023
Figure 112012108638430-pat00024
Figure 112012108638430-pat00025
상기 정공 주입층(23A)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들면, 약 100Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 상기 정공 주입층(23A)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승없이 만족스러운 정도의 정공 주입 특성을 얻을 수 있다.
다음으로 상기 정공 주입층(23A) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 제1정공 수송층(23B-1)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 제1정공 수송층(23B-1)을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(23A)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 제1정공 수송층(23B-1) 재료로서, 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 제1화합물을 사용할 수 있다. 상기 화학식 1에 대한 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 예를 들어, 상기 제1정공 수송층(23B-1)은, 상기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표시되되, 상기 화학식 1A, 1B 또는 1C 중 Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고; xa 및 xb 1 또는 2이고; R101 는 하기 화학식 6-1 내지 6-8 중 하나로 표시될 수 있고; R109는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 5-11 중 하나로 표시될 수 있고; R111 및 R112는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나이고; R102 내지 R108 및 R113 내지 R119는 수소인, 제1화합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제1정공 수송층(23B-1) 재료로서, 상기 화합물 1-1 내지 1-19 중 하나를 사용할 수 있다.
상기 제1정공 수송층(23B-1) 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 제2정공 수송층(23B-2)을 형성할 수 있다. 진공 증착법 및 스핀 팅법에 의하여 제2정공 수송층(23B-2)을 형성하는 경우, 그 증착 조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(23A)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 제2정공 수송층(23B-2) 재료로서, 상술한 바와 같은 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 사용할 수 있다. 상기 화학식 2에 대한 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 예를 들어, 상기 제2정공 수송층(23B-2)은, 상기 화학식 2A, 2B 및 2C로 표시되되, 상기 화학식 2A, 2B 및 2C 중, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고; i) a = 0 & b = 0이거나, ii) a = 1 & b = 0이거나, iii) a = 0 & b = 1이거나, iv) a = 1 & b = 1이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 6-17 중 하나로 표시될 수 있고; R11 내지 R14는 수소인, 제2화합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 제2정공 수송층(23B-2)은 상기 화합물 2-1 내지 2-25 중 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1정공 수송층(23B-1) 및 제2정공 수송층(23B-2)의 두께의 총합은 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 제1정공 수송층(23B-1) 및 제2정공 수송층(23B-2)의 두께의 총합이 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 제1정공 수송층(23B-1)과 제2정공 수송층(23B-2)의 두께비는 1:9 내지 9:1, 예를 들면, 3:7 내지 7:3일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층(23A), 제1정공 수송층(23B-1) 및 제2정공 수송층(23B-2) 중 적어도 하나는, 상술한 바와 같은 물질 외에, 막의 도전성 등을 향상시키기 위하여 전하-생성 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 전하-생성 물질은 예를 들면, p-도펀트일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논 유도체, 금속 산화물 및 시아노기-함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 p-도펀트의 비제한적인 예로는, 테트라사이아노퀴논다이메테인(TCNQ) 및 2,3,5,6-테트라플루오로-테트라사이아노-1,4-벤조퀴논다이메테인(F4-TCNQ) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물; 및 하기 화합물 200 등과 같은 시아노기-함유 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<화합물 200> <F4-TCNQ>
Figure 112012108638430-pat00026
Figure 112012108638430-pat00027
상기 전하-생성 물질은 상기 정공 주입층(23A), 제1정공 수송층(23B-1) 및 제2정공 수송층(23B-2) 중 적어도 하나 중에 균일하게(homogeneous) 분산되거나, 또는 불균일하게 분포될 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
이어서, 제2정공 수송층(23B-2) 상부에 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 방법을 이용하여 발광층(25)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 발광층(25)을 형성하는 경우, 그 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(23A)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 발광층(25)은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 호스트로서, Alq3, CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), PVK(폴리(n-비닐카바졸)), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), TCTA, TPBI(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), TBADN(3-tert-부틸-9,10-디(나프트-2-일) 안트라센), E3, DSA(디스티릴아릴렌), dmCBP(하기 화학식 참조), 하기 화합물 501 내지 509 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112012108638430-pat00028
Figure 112012108638430-pat00029
Figure 112012108638430-pat00030
Figure 112012108638430-pat00031
Figure 112012108638430-pat00032
PVK ADN
Figure 112012108638430-pat00033
Figure 112012108638430-pat00034
Figure 112012108638430-pat00035
Figure 112012108638430-pat00036
또는, 상기 호스트로서, 하기 화학식 400으로 표시되는 안트라센계 화합물을 사용할 수 있다:
<화학식 400>
Figure 112012108638430-pat00037
상기 화학식 400 중, Ar111 및 Ar112는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴렌기이고; 상기 Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C10알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴기이고; g, h, i 및 j는 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 400 중, Ar111 및 Ar112는 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기 또는 파이레닐렌기; 또는 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 페닐렌기, 나프틸렌기, 페난트레닐렌기, 플루오레닐기, 또는 파이레닐렌기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 60 중 g, h, i 및 j는 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 화학식 400 중, Ar113 내지 Ar116은 서로 독립적으로, 페닐기, 나프틸기 및 안트릴기 중 하나 이상으로 치환된 C1-C10알킬기; 페닐기; 나프틸기; 안트릴기; 파이레닐기; 페난트레닐기; 플루오레닐기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기 중 하나 이상으로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 파이레닐기, 페난트레닐기 및 플루오레닐기; 및
Figure 112012108638430-pat00038
중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 400으로 표시된 안트라센계 화합물은 하기 화합물들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112012108638430-pat00039
Figure 112012108638430-pat00040
Figure 112012108638430-pat00041
Figure 112012108638430-pat00042
Figure 112012108638430-pat00043
또는, 상기 호스트로서, 하기 화학식 401으로 표시되는 안트라센계 화합물을 사용할 수 있다:
<화학식 401>
Figure 112012108638430-pat00044
상기 화학식 401 중 Ar122 내지 Ar125에 대한 상세한 설명은 상기 화학식 400의 Ar113에 대한 설명을 참조한다.
상기 화학식 401 중 Ar126 및 Ar127은 서로 독립적으로, C1-C10알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기 또는 프로필기)일 수 있다.
상기 화학식 401 중 k 및 l은 서로 독립적으로 0 내지 4의 정수일 수 있다. 예를 들어, 상기 k 및 l은 0, 1 또는 2일 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식 401로 표시된 안트라센계 화합물은 하기 화합물들 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112012108638430-pat00045
한편, 상기 발광층(25)은 호스트로서 상술한 바와 같은 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 포함할 수 있다. 상기 발광층(25)이 호스트로서 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 포함할 경우, 상기 발광층(25)에 포함된 호스트와 상기 제2정공 수송층(23B-2)의 재료는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 또는, 상기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및/또는 청색 발광층이 적층되어, 백색광을 방출할 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다.
상기 발광층 중 도펀트는 공지된 도펀트일 수 있다.
에를 들어, 청색 도펀트로서는 하기 화합물들 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112012108638430-pat00046
Figure 112012108638430-pat00047
Figure 112012108638430-pat00048
Figure 112012108638430-pat00049
Figure 112012108638430-pat00050
Figure 112012108638430-pat00051
DPAVBi
Figure 112012108638430-pat00052
TBPe
에를 들어, 적색 도펀트로서는 하기 화합물들 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 상기 적색 도펀트로서, 후술한 DCM 또는 DCJTB를 사용할 수도 있다.
Figure 112012108638430-pat00053
Figure 112012108638430-pat00054
Figure 112012108638430-pat00055
Figure 112012108638430-pat00056

에를 들어, 녹색 도펀트로서는 하기 화합물들 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는 녹색 도펀트로서, 하기 C545T를 사용할 수 있다.
Figure 112012108638430-pat00057
Figure 112012108638430-pat00058
한편, 상기 발광층에 포함될 수 있는 도펀트는 후술하는 바와 같은 착체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112012108638430-pat00059
Figure 112012108638430-pat00060
Figure 112012108638430-pat00061
Figure 112012108638430-pat00062
Figure 112012108638430-pat00063
Figure 112012108638430-pat00064
Figure 112012108638430-pat00065
Figure 112012108638430-pat00066
Figure 112012108638430-pat00067
또한, 상기 발광층에 포함될 수 있는 도펀트는 후술하는 바와 같은 Os-착체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112012108638430-pat00068
상기 발광층(25)이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 15 중량부의 범위에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층(25)의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 200Å 내지 약 600Å일 수 있다. 상기 발광층(25)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
다음으로 발광층(25) 상부에 전자 수송층(27A)을 진공증착법, 또는 스핀코팅법, 캐스트법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성한다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 전자 수송층(27A)을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(23A)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 전자 수송층(27A) 재료로는 제2전극(29)으로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 공지의 전자 수송 물질을 이용할 수 있다. 공지의 전자 수송 물질의 예로는, 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq, 베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate: Bebq2), ADN, 화합물 201, 화합물 202 등과 같은 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112012108638430-pat00069
Figure 112012108638430-pat00070
<화합물 201> <화합물 202>
Figure 112012108638430-pat00071
Figure 112012108638430-pat00072
Figure 112012108638430-pat00073
BCP
상기 전자 수송층(27A)의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 상기 전자 수송층(27A)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 전자 수송층(27A)은 상술한 바와 같은 전자 수송성 유기물 외에, 금속-함유 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 금속-함유 화합물은 상기 금속-함유 물질은 Li 착체를 포함할 수 있다. 상기 Li 착체의 비제한적인 예로는, 리튬 퀴놀레이트(LiQ) 또는 하기 화합물 203 등을 들 수 있다:
<화합물 203>
Figure 112012108638430-pat00074
또한 전자 수송층(27A) 상부에 음극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질인 전자 주입층(27B)이 적층될 수 있으며 이는 특별히 재료를 제한하지 않는다.
상기 전자 주입층(27B) 형성 재료로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등과 같은 전자 주입층(27B) 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자 주입층(27B)의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(23A)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택될 수 있다.
상기 전자 주입층(27B)의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 상기 전자 주입층(27B)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
도 3은 또 다른 구현예를 따르는 유기 발광 소자(30)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 유기 발광 소자(30)는 기판(31), 제1전극(32), 정공 이동 영역(33), 발광층(35), 전자 이동 영역(37) 및 제2전극(39)이 차례로 적층된 구조를 갖는다. 상기 정공 이동 영역(33)은 제1전극(32)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(33A) 및 정공 수송층(33B)을 포함하고, 전자 이동 영역(37)은 발광층(35)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(37A) 및 전자 주입층(37B)을 포함한다.
상기 기판(31), 제1전극(32), 정공 주입층(32), 전자 수송층(37A), 전자 주입층(37B) 및 제2전극(39)에 대한 상세한 설명은 상기 도 2의 기판(21), 제1전극(22), 정공 주입층(22), 전자 수송층(27A), 전자 주입층(27B) 및 제2전극(29)에 대한 설명을 각각 참조한다.
도 3 중 정공 수송층(33B)은 재료로서, 상술한 바와 같은 화학식 1로 표시되는 제1화합물을 사용할 수 있다. 상기 화학식 1에 대한 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 예를 들어, 상기 정공 수송층(33B)은, 상기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표시되되, 상기 화학식 1A, 1B 또는 1C 중 Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고; xa 및 xb 1 또는 2이고; R101 는 하기 화학식 6-1 내지 6-8 중 하나로 표시될 수 있고; R109는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 5-11 중 하나로 표시될 수 있고; R111 및 R112는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나이고; R102 내지 R108 및 R113 내지 R119는 수소인, 제1화합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송층(33B) 재료로서, 상기 화합물 1-1 내지 1-19 중 하나를 사용할 수 있다.
상기 정공 수송층(33B)의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들면 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 상기 정공 수송층(33B)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
상기 정공 주입층(33A) 및 정공 수송층(33B) 중 적어도 하나에는 상술한 바와 같은 전하-생성 물질이 추가로 포함될 수 있다.
상기 발광층(35)은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있는데, 상기 호스트는 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 포함할 수 있다. 상기 화학식 2에 대한 상세한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 예를 들어, 상기 발광층(35)은 호스트로서, 상기 화학식 2A, 2B 및 2C로 표시되되, 상기 화학식 2A, 2B 및 2C 중, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고; i) a = 0 & b = 0이거나, ii) a = 1 & b = 0이거나, iii) a = 0 & b = 1이거나, iv) a = 1 & b = 1이고; R1 및 R2는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 6-17 중 하나로 표시될 수 있고; R11 내지 R14는 수소인, 제2화합물을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 발광층(35)은 호스트로서, 상기 화합물 2-1 내지 2-25 중 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 발광층(35)의 도펀트 및 발광층(35)의 두께는 상기 도 2의 발광층(25)의 도펀트 및 발광층(25)의 두께를 참조한다.
이상, 도 1 내지 3을 참조하여, 상기 유기 발광 소자를 설명하였으나, 상기 유기 발광 소자가 도 1 내지 3에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 2 및 3에는 미도시하였으나, 도 2의 제2정공 수송층(23B-2)과 발광층(25) 사이 또는 도 3의 정공 수송층(33B)과 발광층(35) 사이에는 발광층(25, 35)에서 방출되는 광의 파장에 따른 광학적 공진 거리를 보상하여 효율을 증가시키는 역할을 하는 버퍼층이 추가로 개재될 수 있다. 상기 버퍼층은 공지된 정공 주입 재료, 정공 수송 재료, 상기 화학식 1로 표시되는 제1화합물 또는 상기 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 포함할 수 있다.
한편, 발광층(25, 35)에 인광 도펀트가 사용될 경우, 도 2의 발광층(25)와 전자 수송층(37A) 사이 또는 도 3의 발광층(35)와 전자 수송층(37A) 사이에는, 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층(27A, 37A)으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여, 정공 저지층(HBL)을 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의해 정공 저지층을 형성하는 경우, 그 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 될 수 있다. 공지의 정공 저지 재료도 사용할 수 있는데, 이의 예로는, 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다. 예를 들면, 하기와 같은 BCP를 정공 저지층 재료로 사용할 수 있다.
Figure 112012108638430-pat00075
상기 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들면 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 상기 정공저지층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
또는, 상기 도 2의 정공 주입층(23A) 및 도 3의 정공 주입층(33A)는 생략될 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능함은 물론이다.
본 명세서 중, 비치환된 C1-C60알킬기(또는 C1-C60알킬기)의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등과 같은 탄소수 1 내지 60의 선형 또는 분지형 알킬기를 들 수 있고, 치환된 C1-C60알킬기의 적어도 하나의 치환기는, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기 및 C1-C60알콕시기; C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C3-C10시클로알킬기, C3-C10헤테로시클로알킬기, C3-C10시클로알케닐기, C3-C10헤테로시클로알케닐기, C6-C60아릴기, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴싸이오기 및 C2-C60헤테로아릴기; 및 -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q11)(Q12)(Q13) (여기서, 상기 Q11 및 Q12는 서로 독립적으로, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기이고, Q13 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기, 또는 C2-C60헤테로아릴기임); 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 중 비치환된 C1-C60알콕시기(또는 C1-C60알콕시기)는 -OA(단, A는 상술한 바와 같은 비치환된 C1-C60알킬기임)의 화학식을 가지며, 이의 구체적인 예로서, 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시, 등이 있고, 이들 알콕시기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환 가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알케닐기(또는 C2-C60알케닐기)는 상기 비치환된 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에테닐, 프로페닐, 부테닐 등이 있다. 이들 비치환된 C2-C60알케닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60알키닐기(또는 C2-C60알키닐기)는 상기 정의된 바와 같은 C2-C60알킬기의 중간이나 맨 끝단에 하나 이상의 탄소 삼중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에티닐(ethynyl), 프로피닐(propynyl), 등이 있다. 이들 알키닐기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 명세서 중 비치환된 C6-C60아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 비치환된 C6-C60아릴렌기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소 원자수 6 내지 60개의 카보사이클릭 방향족 시스템을 갖는 2가(divalent) 그룹을 의미한다. 상기 아릴기 및 아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리들은 서로 융합될 수 있다. 상기 아릴기 및 아릴렌기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 치환된 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기의 예로는 페닐기, C1-C10알킬페닐기(예를 들면, 에틸페닐기), C1-C10알킬비페닐기(예를 들면, 에틸비페닐기), 할로페닐기(예를 들면, o-, m- 및 p-플루오로페닐기, 디클로로페닐기), 디시아노페닐기, 트리플루오로메톡시페닐기, o-, m-, 및 p-토릴기, o-, m- 및 p-쿠메닐기, 메시틸기, 페녹시페닐기, (α,α-디메틸벤젠)페닐기, (N,N'-디메틸)아미노페닐기, (N,N'-디페닐)아미노페닐기, 펜타레닐기, 인데닐기, 나프틸기, 할로나프틸기(예를 들면, 플루오로나프틸기), C1-C10알킬나프틸기(예를 들면, 메틸나프틸기), C1-C10알콕시나프틸기(예를 들면, 메톡시나프틸기), 안트라세닐기, 아즈레닐기, 헵타레닐기, 아세나프틸레닐기, 페나레닐기, 플루오레닐기, 안트라퀴놀일기, 메틸안트릴기, 페난트릴기, 트리페닐레닐기, 피레닐기, 크리세닐기, 에틸-크리세닐기, 피세닐기, 페릴레닐기, 클로로페릴레닐기, 펜타페닐기, 펜타세닐기, 테트라페닐레닐기, 헥사페닐기, 헥사세닐기, 루비세닐기, 코로네릴기, 트리나프틸레닐기, 헵타페닐기, 헵타세닐기, 피란트레닐기, 오바레닐기 등을 들 수 있으며, 치환된 C6-C60아릴기의 예는 상술한 바와 같은 비치환된 C6-C60아릴기의 예와 상기 치환된 C1-C60알킬기의 치환기를 참조하여 용이하게 인식할 수 있다. 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
본 명세서 중 비치환된 C2-C60헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미하고, 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 개 이상의 헤테로원자를 포함하고 나머지 고리원자가 C인 하나 이상의 방향족 고리로 이루어진 시스템을 갖는 2가 그룹을 의미한다. 여기서, 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기가 2 이상의 고리를 포함할 경우, 2 이상의 고리는 서로 융합될 수 있다. 상기 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기 중 하나 이상의 수소원자는 상술한 C1-C60알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴기의 예에는, 피라졸일기, 이미다졸일기, 옥사졸일기, 티아졸일기, 트리아졸일기, 테트라졸일기, 옥사디아졸일기, 피리디닐기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 카바졸일기, 인돌일기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 벤조이미다졸일기, 이미다조피리디닐기, 이미다조피리미디닐기 등을 들 수 있다. 상기 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기의 예는 상기 치환 또는 비치환된 C2-C60아릴렌기의 예를 참조하여 용이하게 인식될 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기는 -OA2(여기서, A2는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기임)를 가리키고, 상기 치환 또는 비치환된 C5-C60아릴싸이오기는 -SA3(여기서, A3는 상기 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기임)를 가리킨다.
이하에서, 합성예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기의 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
애노드로서 ITO/Ag/ITO가 70Å/1000Å/70Å의 두께로 증착된 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공 증착 장치에 설치하였다.
상기 애노드 상부에 2-TNATA를 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성한 후, 화합물 1-8을 증착하여 600Å 두께의 제1정공 수송층을 형성한 다음, 상기 제1정공 수송층 상부에 화합물 2-1을 증착하여 400Å 두께의 제2정공 수송층을 형성하였다.
상기 제2정공 수송층 상부에 CBP(호스트) 및 Ir(ppy)3를 91 : 9의 중량비로 공증착하여, 250Å 두께의 발광층을 형성한 다음, 상기 발광층 상부에 BCP를 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 증착하여, 350Å 두께의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 MgAg를 중량비 90:10의 비율로 증착하여 120Å 두께의 캐소드를 형성함으로써, 유기 발광 소자(녹색광 방출)를 제작하였다.
실시예 2
제1정공 수송층 형성시 화합물 1-8 대신 화합물 1-19를 이용하고, 제2정공 수송층 형성시 화합물 2-1 대신 화합물 2-19를 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 3
애노드로서 ITO/Ag/ITO가 70Å/1000Å/70Å의 두께로 증착된 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.5mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공 증착 장치에 설치하였다.
상기 애노드 상부에 2-TNATA를 증착하여 600Å 두께의 정공 주입층을 형성한 후, 화합물 1-8을 증착하여 600Å 두께의 제1정공 수송층을 형성한 다음, 상기 제1정공 수송층 상부에 화합물 2-7을 증착하여 750Å 두께의 제2정공 수송층을 형성하였다.
상기 제2정공 수송층 상부에 CBP(호스트) 및 PtOEP를 91 : 9의 중량비로 공증착하여, 400Å 두께의 발광층을 형성한 다음, 상기 발광층 상부에 BCP를 증착하여 50Å 두께의 정공 저지층을 형성하였다. 이어서, 상기 정공 저지층 상에 Alq3를 증착하여, 350Å 두께의 전자 수송층을 형성한 후, 상기 전자 수송층 상에 LiF를 증착하여 10Å 두께의 전자 주입층을 형성하고, 상기 전자 주입층 상에 MgAg를 중량비 90:10의 비율로 증착하여 120Å 두께의 캐소드를 형성함으로써, 유기 발광 소자(적색광 방출)를 제작하였다.
실시예 4
제1정공 수송층 형성시 화합물 1-8 대신 화합물 1-17을 이용하고, 제2정공 수송층 형성시 화합물 2-7 대신 화합물 2-19를 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 5
정공 주입층 상부에, 제1정공 수송층 및 제2정공 수송층을 형성하는 대신, 화합물 1-8을 증착하여 1000Å 두께의 정공 수송층을 형성하고, 상기 정공 수송층 상부에 화합물 2-7(호스트) 및 Ir(ppy)3를 91 : 9의 중량비로 공증착하여, 250Å 두께의 발광층을 형성하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자(녹색광 방출)를 제작하였다.
실시예 6
정공 수송층 형성시 화합물 1-8 대신 화합물 1-17을 사용하고, 발광층 형성시 호스트로서 화합물 2-7 대신 화합물 2-10을 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 7
정공 주입층 상부에, 제1정공 수송층 및 제2정공 수송층을 형성하는 대신, 화합물 1-8을 증착하여 1350Å 두께의 정공 수송층을 형성하고, 상기 정공 수송층 상부에 화합물 2-10(호스트) 및 PtOEP를 91 : 9의 중량비로 공증착하여, 400Å 두께의 발광층을 형성하였다는 점을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
실시예 8
정공 수송층 형성시 화합물 1-8 대신 화합물 1-19를 사용하고, 발광층 형성시 호스트로서 화합물 2-10 대신 화합물 2-19를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
비교예 1
정공 수송층 형성시 화합물 1-8 대신 하기 화학식 A로 표시되는 화합물 A를 이용하고, 발광층 형성시 호스트로서 화합물 2-7 대신 CBP를 이용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
Figure 112012108638430-pat00076

비교예 2
정공 수송층 형성시 화합물 1-8 대신 상기 화합물 A를 이용하고, 발광층 형성시 호스트로서 화합물 2-10 대신 CBP를 이용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법을 이용하여 유기 발광 소자를 제작하였다.
평가예 1
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2의 유기 발광 소자의 구동 전압, 전류 밀도, 휘도, 발광색, 효율 및 수명(@10㎃/㎠)을 PR650 Spectroscan Source Measurement Unit.(PhotoResearch사 제품임)을 이용하여 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 2와 같다. 수명(LT97)은 초기 휘도를 100%로 하였을 때, 10㎃/㎠ 조건 하에서 구동 후 휘도가 97%로 감소하는데 걸리는 시간을 측정하여 평가하였다.

정공 수송층 호스트 도펀트
 구동 전압
(V)
 전류
밀도
(mA/cm2)		 휘도
(cd/m2)
제1정공 수송층 제2정공 수송층
실시예 1 화합물
1-8		 화합물
2-1		 CBP Ir(ppy)3 6.0 10 6,369
실시예 2 화합물
1-19		 화합물
2-19		 CBP Ir(ppy)3 5.9 10 6,592
실시예 3 화합물
1-8		 화합물
2-7		 CBP PtOEP 6.3 10 3,351
실시예 4 화합물
1-17		 화합물
2-19		 CBP PtOEP 6.2 10 3,207
실시예 5 화합물 1-8 화합물
2-7		 Ir(ppy)3 5.8 10 6,824
실시예 6 화합물 1-7 화합물
2-10		 Ir(ppy)3 5.9 10 6,482
실시예 7 화합물 1-8 화합물
2-10		 PtOEP 6.3 10 3,637
실시예 8 화합물 1-19 화합물
2-19		 PtOEP 6.4 10 3,408
비교예 1 화합물 A CBP Ir(ppy)3 6.7 10 4,551
비교예 2 화합물 A CBP PtOEP 7.1 10 2,009

정공 수송층 호스트 도펀트
 효율
(cd/A)
 발광색 LT97
(hr)
제1정공 수송층 제2정공 수송층
실시예 1 화합물
1-8		 화합물
2-1		 CBP Ir(ppy)3 63.7 녹색 83
실시예 2 화합물
1-19		 화합물
2-19		 CBP Ir(ppy)3 65.9 녹색 87
실시예 3 화합물
1-8		 화합물
2-7		 CBP PtOEP 33.5 적색 133
실시예 4 화합물
1-17		 화합물
2-19		 CBP PtOEP 32.1 적색 137
실시예 5 화합물 1-8 화합물
2-7		 Ir(ppy)3 68.2 녹색 81
실시예 6 화합물 1-7 화합물
2-10		 Ir(ppy)3 64.8 녹색 80
실시예 7 화합물 1-8 화합물
2-10		 PtOEP 36.4 적색 146
실시예 8 화합물 1-19 화합물
2-19		 PtOEP 34.1 적색 140
비교예 1 화합물 A CBP Ir(ppy)3 45.5 녹색 60
비교예 2 화합물 A CBP PtOEP 20.1 적색 102
표 1 및 2로부터, 실시예 1 내지 8의 유기 발광 소자는 비교예 1 및 2의 유기 발광 소자에 비하여 우수한 구동 전압, 휘도, 효율, 색순도 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
10, 20, 30: 유기 발광 소자
11, 21, 31: 기판
12, 22, 32: 제1전극
13, 23, 33: 정공 이동 영역
23A, 33A: 정공 주입층
23B-1: 제1정공 수송층
23B-2: 제정공 수송층
33B: 정공 수송층
15, 25, 35: 발광층
17, 27, 37: 전자 이동 영역
27A, 37A: 전자 수송층
27B, 37B: 전자 주입층
19, 29, 39: 제2전극

Claims (20)

  1. 기판; 상기 기판 상의 제1전극; 상기 제1전극에 대향된 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재된 발광층; 상기 제1전극과 상기 발광층 사이의 정공 이동 영역; 및 상기 발광층과 상기 제2전극 사이의 전자 이동 영역;을 포함하고,
    상기 정공 이동 영역은 하기 화학식 1로 표시되는 제1화합물을 포함하고,
    상기 정공 이동 영역 및 상기 발광층 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 제2화합물을 포함한, 유기 발광 소자:
    <화학식 1>
    Figure 112019083618280-pat00077

    <화학식 2>
    Figure 112019083618280-pat00078

    상기 화학식 1 및 2 중,
    Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴렌기이고;
    xa 및 xb는 서로 독립적으로, 0 내지 5의 정수이고;
    a 및 b는 서로 독립적으로, 0 또는 1이고;
    R101은 하기 화학식 5-1 내지 5-22 중 하나로 표시되고;
    Figure 112019083618280-pat00125

    Figure 112019083618280-pat00126

    Figure 112019083618280-pat00127

    상기 화학식 5-1 내지 5-22 중,
    Y2는 C(R25)(R26) 또는 N(R27)이고;
    Z11 내지 Z14 및 R25 내지 R27은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
    중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기;
    페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기;
    중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기;
    -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기임); 중에서 선택되고;
    e1은 1 내지 5의 정수이고;
    e2는 1 내지 7의 정수이고;
    e3는 1 내지 3의 정수이고;
    e4는 1 내지 4의 정수이고;
    e5는 1 또는 2이고;
    R109, R1 및 R2는 서로 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기이고;
    R102 내지 R108, R111 내지 R119, R11 내지 R14는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C60알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C10헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴싸이오기, 치환 또는 비치환된 C2-C60헤테로아릴기, -N(Q1)(Q2) 또는 -Si(Q3)(Q4)(Q5) (여기서, Q1 내지 Q5는 서로 독립적으로, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, C6-C60아릴기 또는 C2-C60헤테로아릴기임)이고;
    c1 및 c4는 서로 독립적으로, 1 내지 4의 정수이고;
    c2 및 c3는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 및 2 중 Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 3-1 내지 3-24 중 하나로 표시되는, 유기 발광 소자:
    Figure 112012108638430-pat00079

    Figure 112012108638430-pat00080

    Figure 112012108638430-pat00081

    상기 화학식 3-1 내지 3-24 중,
    Y1은 O, S, C(R21)(R22) 또는 N(R23)이고;
    Z1, Z2 및 R21 내지 R23은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
    d1은 1 내지 4의 정수이고;
    d2는 1 내지 3의 정수이고;
    d3는 1 내지 6의 정수이고;
    d4는 1 내지 8의 정수이고;
    d5는 1 또는 2이다.
  3. 제2항에 있어서,
    Z1, Z2 및 R21 내지 R23이 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 및 -N(Q11)(Q12); -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기임); 중에서 선택되는, 유기 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 및 2 중 Ar101, Ar102, Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시되는, 유기 발광 소자:
    Figure 112012108638430-pat00082
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 i) xa = 0 & xb = 0이거나; ii) xa = 1 & xb = 0이거나; iii) xa = 2 & xb = 0이거나; iv) xa = 0 & xb = 1이거나; v) xa = 0 & xb = 2이거나; vi) xa = 1 & xb = 1인, 유기 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서
    상기 화학식 2 중, i) a = 0 & b = 0이거나; ii) a = 1 & b = 0이거나; iii) a = 0 & b = 1이거나; iv) a = 1 & b = 1인, 유기 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 및 2 중 R109, R1 및 R2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 5-1 내지 5-22 중 하나로 표시되는, 유기 발광 소자:
    Figure 112019083618280-pat00128

    Figure 112019083618280-pat00084

    Figure 112019083618280-pat00085

    상기 화학식 5-1 내지 5-22 중,
    Y2는 O, S, C(R25)(R26) 또는 N(R27)이고;
    Z11 내지 Z14 및 R25 내지 R27은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 C6-C20아릴기 및 C2-C20헤테로아릴기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, C6-C20아릴기 또는 C2-C20헤테로아릴기임); 중에서 선택되고;
    e1은 1 내지 5의 정수이고;
    e2는 1 내지 7의 정수이고;
    e3는 1 내지 3의 정수이고;
    e4는 1 내지 4의 정수이고;
    e5는 1 또는 2이다.
  8. 제7항에 있어서,
    Z11 내지 Z14 및 R25 내지 R27은, 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; -N(Q11)(Q12); 및 -Si(Q13)(Q14)(Q15)(여기서, 상기 Q11 내지 Q15는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기임); 중에서 선택되는, 아민계 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 R101은 하기 화학식 6-1 내지 6-8 중 하나로 표시되고, 상기 화학식 1 중 R109가 하기 화학식 6-1 내지 6-11 중 하나로 표시되는, 유기 발광 소자:
    Figure 112019504120411-pat00086

    상기 화학식 6-1 내지 6-11 중,
    Z11a, 내지 Z11c, R25 및 R26은 서로 독립적으로, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기이고;
    Q12는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기이다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2 중 R1 및 R2는 서로 독립적으로, 하기 화학식 6-1 내지 6-17 중 하나로 표시되는, 유기 발광 소자:
    Figure 112019504120411-pat00087

    Figure 112019504120411-pat00088

    상기 화학식 6-1 내지 6-17 중,
    Z11a, 내지 Z11d, R25 및 R26은 서로 독립적으로, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기이고;
    Q12는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 R111 및 R112는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기인, 유기 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표시되고, 상기 제2화합물이 하기 화학식 2A, 2B 또는 2C로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 1A> <화학식 1B>
    Figure 112012108638430-pat00089
    Figure 112012108638430-pat00090

    <화학식 1C> <화학식 2A>
    Figure 112012108638430-pat00091
    Figure 112012108638430-pat00092

    <화학식 2B> <화학식 2C>
    Figure 112012108638430-pat00093
    Figure 112012108638430-pat00094

    상기 화학식 1A, 1B, 1C, 2A, 2B 및 2C 중 Ar101, Ar102, xa, xb, R101 내지 R109, R111 내지 R119, R1, R2, R11 내지 R14, a, b, c1, c2, c3 및 c4에 대한 설명은 제1항에 기재된 바와 동일하다.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 화합물 1-1 내지 1-19 중 하나를 포함하고,
    상기 제2화합물이 하기 화합물 2-5 내지 2-7, 2-10, 2-14, 2-16 및 2-21 내지 2-25 중 하나를 포함한, 유기 발광 소자:
    Figure 112019024926221-pat00095

    Figure 112019024926221-pat00122
  14. 제1항에 있어서,
    상기 정공 이동 영역이 i) 제1정공 수송층 및 ii) 상기 제1정공 수송층과 상기 발광층 사이에 개재된 제2정공 수송층을 포함하고,
    상기 제1정공 수송층에 상기 제1화합물이 포함되어 있고,
    상기 제2정공 수송층에 상기 제2화합물이 포함되어 있는, 유기 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 발광층에 상기 제2화합물이 포함되어 있는, 유기 발광 소자.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표시되고, 상기 제2화합물이 하기 화학식 2A, 2B 또는 2C로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 1A> <화학식 1B>
    Figure 112019504120411-pat00097
    Figure 112019504120411-pat00098

    <화학식 1C> <화학식 2A>
    Figure 112019504120411-pat00099
    Figure 112019504120411-pat00100

    <화학식 2B> <화학식 2C>
    Figure 112019504120411-pat00101
    Figure 112019504120411-pat00102

    상기 화학식 1A, 1B 및 1C 중,
    Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 하기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고;
    xa 및 xb 1 또는 2이고;
    R101 는 하기 화학식 6-1 내지 6-8 중 하나로 표시될 수 있고;
    R109는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 6-11 중 하나로 표시될 수 있고;
    R111 및 R112는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나이고;
    R102 내지 R108 및 R113 내지 R119는 수소일 수 있고;
    상기 화학식 2A, 2B 및 2C 중,
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고;
    i) a = 0 & b = 0이거나, ii) a = 1 & b = 0이거나, iii) a = 0 & b = 1이거나, iv) a = 1 & b = 1이고;
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 하기 화학식 6-1 내지 6-17 중 하나로 표시될 수 있고;
    R11 내지 R14는 수소이다:
    Figure 112019504120411-pat00103

    Figure 112019504120411-pat00104

    Figure 112019504120411-pat00105

    상기 화학식 6-1 내지 6-17 중 Z11a, 내지 Z11d, R25 및 R26은 서로 독립적으로, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기이고; Q12는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기이다.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 화합물 1-1 내지 1-19 중 하나를 포함하고,
    상기 제2화합물이 하기 화합물 2-5 내지 2-7, 2-10, 2-14, 2-16 및 2-21 내지 2-25 중 하나를 포함한, 유기 발광 소자:
    Figure 112019024926221-pat00106

    Figure 112019024926221-pat00123
  18. 제1항에 있어서,
    상기 정공 이동 영역이 정공 수송층을 포함하고,
    상기 정공 수송층에 상기 제1화합물이 포함되어 있고,
    상기 발광층에 상기 제2화합물이 포함되어 있는, 유기 발광 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표시되고, 상기 제2화합물이 하기 화학식 2A, 2B 또는 2C로 표시되는, 유기 발광 소자:
    <화학식 1A> <화학식 1B>
    Figure 112019504120411-pat00108
    Figure 112019504120411-pat00109

    <화학식 1C> <화학식 2A>
    Figure 112019504120411-pat00110
    Figure 112019504120411-pat00111

    <화학식 2B> <화학식 2C>
    Figure 112019504120411-pat00112
    Figure 112019504120411-pat00113

    상기 화학식 1A, 1B 및 1C 중,
    Ar101 및 Ar102는 서로 독립적으로, 하기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고;
    xa 및 xb 1 또는 2이고;
    R101 는 하기 화학식 6-1 내지 6-8 중 하나로 표시될 수 있고;
    R109는 서로 독립적으로 상기 화학식 6-1 내지 6-11 중 하나로 표시될 수 있고;
    R111 및 R112는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 하나이고;
    R102 내지 R108 및 R113 내지 R119는 수소일 수 있고;
    상기 화학식 2A, 2B 및 2C 중,
    Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 상기 화학식 4-1 내지 4-7 중 하나로 표시될 수 있고;
    i) a = 0 & b = 0이거나, ii) a = 1 & b = 0이거나, iii) a = 0 & b = 1이거나, iv) a = 1 & b = 1이고;
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 하기 화학식 6-1 내지 6-17 중 하나로 표시될 수 있고;
    R11 내지 R14는 수소이다:
    Figure 112019504120411-pat00114

    Figure 112019504120411-pat00115

    Figure 112019504120411-pat00116

    상기 화학식 6-1 내지 6-17 중 Z11a, 내지 Z11d, R25 및 R26은 서로 독립적으로, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염 및 인산이나 이의 염 중 적어도 하나로 치환된 C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기; 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기; 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 및 이소퀴놀일기이고; Q12는 서로 독립적으로, C1-C20알킬기, C1-C20알콕시기, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 플루오레닐기, 디메틸플루오레닐기, 디페닐플루오레닐기, 카바졸일기, 페닐카바졸일기, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀일기, 또는 이소퀴놀일기이다.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1화합물이 하기 화합물 1-1 내지 1-19 중 하나를 포함하고,
    상기 제2화합물이 하기 화합물 2-5 내지 2-7, 2-10, 2-14, 2-16 및 2-21 내지 2-25 중 하나를 포함한, 유기 발광 소자:
    Figure 112019024926221-pat00117

    Figure 112019024926221-pat00124
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