KR20130089281A - 신규 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 디바이스와 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시양태는 높은 최저 여기 삼중항 준위 T1을 갖는 신규 페난트로티아디아졸 화합물을 제공할 수 있으며, 상기 페난트로티아디아졸 화합물은 안정한 비정질 필름을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시양태는 높은 발광 효율 및 낮은 구동 전압을 갖는 유기 발광 디바이스를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시양태는 제1항에서 정의한 화학식 [1] 내지 [3]중 하나로 표시되는 페난트로티아디아졸 화합물을 제공한다.
Description
본 발명은 신규 유기 화합물 및 상기 신규 유기 화합물을 포함하는 유기 발광 디바이스에 관한 것이다.
유기 발광 디바이스는 한 쌍의 전극 및 그 사이에 배치된 유기 화합물 층을 포함한다. 각각의 전극으로부터 전자와 홀의 주입은 유기 화합물층내의 발광 화합물의 엑시톤을 생성한다. 상기 엑시톤이 기저 상태로 돌아갈 때 빛이 방출된다.
또한, 유기 발광 디바이스는 유기 전계발광 디바이스 또는 유기 EL 디바이스로도 언급된다.
유기 EL 디바이스의 발광 효율을 개선하기 위한 시도로서, 인광 발광을 사용하는 것이 보고되어 있다. 인광 발광을 사용하는 유기 EL 디바이스의 발광 효율은 이론적으로는 형광 발광을 사용하는 유기 EL 디바이스의 발광 효율보다 약 4배만큼 높아야 한다.
비특허문헌 1은 전자 공여 유닛으로서 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드(a-1)을 개시하고 있다.
비특허문헌 2는 페난트로티아디아졸(b-1)을 합성하는 방법을 개시하고 있다.
페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드 페난트로티아디아졸
Org. Lett., 2010, 12(20), 4520-4523
J. Org. Chem., 1970, 35(4), 1165-1169
비특허문헌 1은 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드를 전자 공여 유닛으로서 개시하고 있다. 그러나, 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드의 최저 여기 삼중항 준위 T1이 낮으므로, 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드를 인광 발광 디바이스에 사용하기가 곤란하다.
비특허문헌 2는 페난트로티아디아졸을 합성하는 방법을 개시하고 있다. 이 화합물은 높은 T1 준위를 갖는다.
그러나, 페난트로티아디아졸은 비정질 특성이 낮으므로 유기 발광 디바이스에 사용하기에 부적절하다.
본 발명의 실시양태들은 높은 T1 준위를 갖고 안정한 비정질 필름을 형성할 수 있는 신규 페난트로티아디아졸을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시양태들은 신규 페난트로티아디아졸 화합물을 포함하고, 높은 발광 효율 및 낮은 구동 전압을 갖는 유기 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시양태는 하기 화학식 [1] 내지 [3]중 하나로 표시되는 유기 화합물을 제공할 수 있다:
상기 화학식 [1] 내지 [3]에서 각각,
Ar은 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기를 나타내고;
Ar로 표시되는 치환기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기로 치환될 수 있으며;
R1은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타내고, n은 0 내지 3의 정수를 나타내며, n이 2 또는 3일때 복수의 R1'으로 표시되는 알킬기들은 동일하거나 상이할 수 있고;
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타낸다.
본 발명의 실시양태들은 높은 T1 준위를 갖고 안정한 비정질 필름을 형성할 수 있는 신규 페난트로티아디아졸 화합물을 제공한다. 또한, 본 발명의 실시양태들은 높은 발광 효율 및 낮은 구동 전압을 갖는 유기 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
도 1은 유기 발광 디바이스 및 상기 유기 발광 디바이스에 연결된 스위칭 소자의 횡단면 개요도이다.
본 발명의 실시양태는 하기 화학식 [1] 내지 [3]중 하나로 표시되는 유기 화합물을 제공할 수 있다:
상기 화학식 [1] 내지 [3]에서 각각,
Ar은 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기를 나타내고;
Ar로 표시되는 치환기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기로 치환될 수 있으며;
R1은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타내고, n은 0 내지 3의 정수를 나타내며, n이 2 또는 3일때 복수의 R1'으로 표시되는 알킬기들은 동일하거나 상이할 수 있고, n이 0을 나타낼 때 페난트로티아디아졸 골격은 치환되지 않으며;
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타낸다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 기본 골격 (b-1)과 비특허문헌 1에 개시된 화합물 (a-1)의 비교
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 기본 골격인 페난트로티아디아졸 (b-1)을 비특허문헌 1에 개시된 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드(a-1)과 비교한다.
여기서, 용어 "기본 골격"은 공액을 가진 융합된 고리 구조를 가리킨다.
비교 대상인 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드(a-1)은 하기 화학식으로 표시된다:
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 기본 골격으로서 작용하는 페난트로티아디아졸(b-1)은 하기 화학식으로 표시된다:
화합물 (a-1)과 화합물 (b-1)은 상이한 분자 구조 및 극히 상이한 특성을 가지므로 상이한 골격이다. 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물 (b-1)의 황 원자는 형태상 +2의 산화수 및 2쌍의 고립전자쌍을 갖는다. 고립전자쌍중 하나가 π 공액에 사용된다. 따라서, 골격 (b-1)은 흑켈(Hueckel) 원리를 만족하여 방향족성을 나타낸다. 그 반면에서, 비교 화합물인 화합물 a-1의 황 원자는 형태상 +6의 산화수를 갖고 고립전자쌍이 없다. 따라서, 골격 (a-1)은 흑켈 원리 또는 방향족성을 충족하지 않는다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시양태에 의한 방향족성을 갖는 유기 화합물의 기본 골격 (b-1)은 방향족성을 갖지 않는 비교 화합물 (a-1)의 골격과는 상이하다.
또한, 예를 들면, T1 준위는 골격마다 크게 다르다. 비교 화합물인 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드(a-1)은 낮은 T1 준위를 갖는다. 그러므로, 페난트로티아디아졸-1,1-디옥시드의 기본 골격을 갖는 화합물은 그린 인광 발광 디바이스에 사용하기 위한 재료로서 적합하지 않다.
한편, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 기본 골격으로서 작용하는 페난트로티아디아졸(b-1)은 높은 T1 준위를 갖는다. 그러므로, 상기 기본 골격을 갖는 화합물은 그린 인광 발광 디바이스에 사용하기 위한 재료의 기본 골격으로서 적당하게 사용된다.
하기 표 1은 화합물 (a-1)과 (b-1)의 T1 준위의 톨루엔 용액에서의 (77K) 계산값 및 측정값을 제시한 것이다. 계산은 후술하는 분자 궤도 계산을 사용해서 수행한다. 화합물 (a-1) 및 (b-1)의 스펙트럼에서 라이징 엣지(rising edge)의 파장을 T1 준위의 측정값으로서 정의하였다.
하기 표 1에 제시한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교 화합물인 화합물 (a-1)의 기본 골격을 갖는 화합물은 그것의 낮은 T1 준위에 기인하여 그린 인광 발광 디바이스에 사용하기 위한 재료로서 적합하지 않다. 한편, 본 발명의 실시양태에 의한 페난트로티아디아졸 (b-1)의 기본 골격을 갖는 유기 화합물은 높은 T1 준위를 가지므로 그린 인광 발광 디바이스의 유기 층에 사용할 경우 높은 효율로 발광을 할 수 있다.
| 화합물 | a-1 | b-1 |
| 구조식 |
 |
 |
| T1(nm) * 계산값 |
627 | 450 |
| T1(nm) * 측정값 |
627 | 445 |
T1, HOMO 및 LUMO는 후술하는 바와 같이 분자 궤도 계산에 의해 측정하였다.
분자 궤도 계산은 널리 사용되는 가우시안(Gaussian) 03에 의해 6-31+G(d) 기본 세트를 사용하는 밀도 함수 이론(DFT)에 의해서 수행하였다(Gaussian 03, Revision D. 01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, and J. A. Pople, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004).
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 그린 인광 발광 디바이스에 적합한 T1 준위를 갖는다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 기본 골격인 페난트로티아디아졸은 표 1에 나타낸 바와 같이 높은 T1 준위를 갖는다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 기본 골격으로서 작용하는 페난트로티아디아졸이 치환기로 치환되고 기본 골격의 높은 T1 준위를 유지하는 구조를 갖는다.
기본 골격의 높은 T1 준위를 유지하기 위해서, 높은 T1 준위를 갖는 치환기를 사용할 필요가 있다.
또한, T1 준위를 저하시키는데 필요한 것 이상으로 공액을 확장시키지 않기 위해서, 연결기 또는 연결기와 치환기 사이의 결합의 위치를 선택할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 예컨대 높은 T1 준위를 갖는 치환기인 페닐기, 페난트릴기, 트리페닐렌기 또는 플루오레닐기로 치환될 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같은 연결기를 사용할 수 있다. 즉, m-페닐렌기, m-비페닐렌기, 또는 3,6-플루오레닐렌기를 사용하면 공액의 확장을 억제하여 높은 T1 준위를 갖는 화합물을 제공할 수 있다.
파라 위치에서, 공액이 확장하므로, 높은 T1 준위를 유지하는데 어려움이 생길 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물을 그린 인광 발광 디바이스에 사용하면 고효율의 발광을 얻을 수 있다.
m-페닐렌 m-비페닐렌 3,6-플루오레닐렌
비특허문헌 2에 개시된 페난트로티아디아졸 (b-1)로 이루어진 비정질 필름을 형성하기는 곤란하다. 그러므로, 페난트로티아디아졸 (b-1)은 유기 발광 디바이스에 사용하기 위한 재료로서 적합하지 않다.
한편, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 기본 골격으로서 작용하는 페난트로티아디아졸, 치환기, 및 화학식 [1] 내지 [3]중 하나로 표시되는 연결기를 포함하는 구조를 가지므로, 안정한 비정질 필름을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시양태에 의한 연결기 및 치환기를 포함하는 유기 화합물은 높은 T1 준위 및 높은 비정질 특성을 갖는다. 높은 비정질 특성을 갖는 화합물은 유기 발광 디바이스에 적합하다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 페난트로티아디아졸 골격을 가지므로, 최저 비점유 분자궤도(LUMO)의 깊은 준위 및 탁월한 전자 수송능을 갖는다. "LUMO의 깊은 준위"라는 표현은 LUMO 준위가 진공 준위로부터 멀다는 것을 가리킨다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 그린 인광 발광 디바이스에 사용하기 위한 재료로서 사용될 수 있다.
이러한 실시양태에서, 그린 인광 발광 디바이스에 적합한 T1 준위는 인광 발광 파장으로 환산하여 490 nm 이하이다.
이러한 실시양태에서, 발광된 그린 광의 파장은 490 nm 내지 530 nm 범위로 정해진다.
따라서, 상기 실시양태에 의한 그린 인광 발광 디바이스에서 홀 수송층, 엑시톤 블로킹층, 전자 수송층 및 발광층에 호스트로서 사용되는 재료는 490 nm 이하에서 인광발광할 수 있다.
발광 재료보다 짧은 파장, 즉, 보다 높은 에너지 준위에서 인광발광하는 재료를 발광층 주위에 사용할 경우, 그 에너지가 도펀트 이외의 재료로 전이되는 것이 억제됨으로써, 도펀트로부터 고효율 발광을 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 유기 화합물을 특히 유기 발광 디바이스에 사용하기 위한 엑시톤 블로킹 재료, 전자 주입(수송) 재료, 및 호스트 재료로서 사용할 경우, 구동 전압을 저하시키고 효율을 증가시킬 수 있다.
그 이유는 페난트로티아디아졸 골격이 깊은 LUMO 준위를 갖는 전자 끄는 구조를 갖고 페난트렌, 트리페닐렌 등에 비해서 쉽게 전자를 수용하기 때문이다.
구동 전압이 저하되는 이유는 깊은 LUMO 준위가 캐소드, 전자 주입(수송)층, 및 엑시톤 블로킹층 사이에서 에너지 배리어(barrier)를 낮추어서 전자 주입을 용이하게 하기 때문이다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물을 특히 그린 인광 발광 디바이스에 사용되는 엑시톤 블로킹 재료, 전자 주입(수송) 재료, 및 호스트 재료로서 사용할 경우, 전자 주입이 용이해지므로, 구동 전압이 저하되고 효율이 증가한다.
따라서, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물을 유기 발광 디바이스에 사용할 경우, 형성되는 유기 발광 디바이스는 높은 안정성 및 긴 수명을 갖는다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 예시
화학식 [1] 내지 [3]으로 표시되는 화합물들의 비제한적인 예를 이하에 제시하였다.
예시 화합물의 특성
화학식 [1] 및 [2]로 표시되는 화합물은 화합물 그룹 A와 화합물 그룹 B로 분류된다. 화학식 [3]으로 표시되는 화합물은 화합물 그룹 C로 분류된다. 각각의 연결기는 페난트로티아디아졸 골격과 화학식에 도시된 Ar 모이어티 사이의 공액을 차단하는 역할을 한다. 이로 말미암아 화합물은 490 nm보다 짧은 파장 범위에서 높은 T1 준위를 갖게 된다.
화학식 [1] 내지 [3]에서 Ar로 표시된 아릴기는 화학식 [1] 내지 [3]으로 표시되는 화합물이 490 nm보다 짧은 파장 범위에 T1 준위를 갖도록 하는 아릴기들로부터 선택된다. 구체적으로, 아릴기로서는 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기 및 트리페닐레닐기를 들 수 있다.
이러한 기들은 그 T1 준위가 490 nm보다 짧은 파장 범위에 존재할 수 있도록 치환기를 가질 수 있다. 구체적으로, 이러한 기로는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기 및 트리페닐레닐기를 들 수 있다.
하기 표 2는 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 T1 준위의 계산값을 나타낸 것이다. 계산은 표 1에서와 같이 수행하였다. 측정값은 77K에서 톨루엔 용액중에서 측정한 값이었다. 화합물의 스펙트럼에서 라이징 엣지의 파장을 표 2에서 T1 준위의 측정값으로서 정의하였다.
결과는 Ar로서 작용하는 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기 및 트리페닐기로 치환된 화학식 [1] 내지 [3]으로 표시되는 화합물들이 490 nm보다 짧은 파장 범위에 T1 준위를 갖는다는 것을 입증한다. 어떠한 치환기를 사용하든지 실질적으로 동일한 T1 값이 얻어진다. 그 이유는 페난트로티아디아졸 골격에 결합된 연결기와 아릴기가 페난트로티아디아졸 골격보다 높은 T1 준위를 갖기 때문이다.
| 예시 화합물 | T1 nm(계산값) | T1 nm(측정값) |
| A-1 | 469 | 469 |
| A-3 | 470 | 471 |
| A-5 | 470 | 470 |
| A-7 | 469 | 470 |
화합물 그룹 A 및 화합물 그룹 C에서 C1 내지 C4는 화합물 그룹 B에 비해서 화학식 [1] 내지 [3]의 Ar로서 고평면성의 아릴 치환기를 갖는다.
따라서, 상기 화합물들은 박막 형태에서 화합물 그룹 B보다 더 높은 정도의 분자간 적층을 갖고 높은 홀 및 전자 이동도를 갖는다. 화합물 그룹 A 및 C중에서, 특히 플루오레닐, 페난트릴 및 트리페닐렌기로부터 선택된 아릴기를 갖는 화합물 A3, A5 내지 A7, A9 내지 12 및 C2 내지 4가 높은 전자 이동도를 갖는다.
그 이유는 화합물의 높은 전자 이동도가 플루오렌 골격, 페난트렌 골격 및 트리페닐렌 골격의 높은 전자 이동도를 반영하기 때문이다.
화합물 그룹 A와 B에 도시된 화합물들은 각각 m-페닐렌 또는 m-비페닐렌 연결기를 가져서, 그 분자내에 많은 회전 가능한 부분을 가지므로, 유리하게도 유기 발광 디바이스의 제조시에 낮은 승화 온도 및 낮은 증발 온도를 얻을 수 있다.
화합물 그룹 C에 도시된 화합물들은 각각 m-페닐렌 또는 m-비페닐렌 연결기를 갖는 화합물들에 비해서 3,6-플루오레닐렌 연결기의 존재에 기인하여 높은 유리 전이 온도를 갖는 것을 특징으로 한다. 그 이유는 이 분자들의 높은 강성이 분자 움직임을 억제하기 때문이다.
화합물 그룹 B 및 화합물 그룹 C에서 화합물 C5 및 C6는 Ar로서 작용하는 부피가 큰 아릴 치환기를 갖는다.
구체적으로, 상기 화합물들은 각각 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기로 치환된 아릴기를 갖는다. 상기 화합물들은 입체적으로 부피가 크므로, 분자간 적층 및 농도 소멸이 억제된다.
또한, 상기 화합물들은 화합물 그룹 A 및 화합물 그룹 C중의 C1 내지 C4에 비해서 분자 적층도가 낮고 홀과 전자 이동도가 낮다.
화합물 그룹 D에 도시된 화합물들은 각각 기본 골격으로서 작용하는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기로 치환된 페난트로티아디아졸을 갖는다.
하기 표 3에 나타낸 계산 결과는 기본 골격으로서 작용하는 페난트로티아디아졸이 알킬기로 치환된다 하더라도 높은 T1 준위가 유지된다는 것을 입증한다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 LUMO 분포를 계산에 의해 측정한 결과, 기본 골격으로서 작용하는 페난트로티아디아졸 주위에 편재화되어 있다는 것을 발견하였다. 알킬기로 치환된 페난트로티아디아졸 골격을 갖는 화합물에서, 분자간 적층이 억제될 수 있다. 그러므로, 알킬기의 유형과 수를 선택함으로써 HOMO 및 LUMO의 에너지 준위를 미세하게 조정할 수 있다.
| 화합물 | b-1 | b-2 |
| 구조식 |
 |
 |
| T1(nm) * 계산값 |
450 | 453 |
구체적으로, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 하기 화학식 [4]로 표시될 수 있다.
상기 화학식 [4]에서, R4 내지 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타내고;
Ar은 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기를 나타내며;
Ar로 표시되는 치환기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기로 치환될 수 있다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 유기 발광 디바이스의 엑시톤 블로킹층으로서 뿐만 아니라 발광층, 전자 주입(수송)층 등으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 그린 인광 발광 디바이스 뿐만 아니라 레드 인광 발광 디바이스에 사용될 수 있다. 이 경우에, 본 발명의 유기 화합물은 유기 발광 디바이스의 엑시톤 블로킹층, 발광층, 전자 주입(수송)층 등에 사용될 수 있다.
또한, 상기 유기 화합물을 엑시톤 블로킹 층 및 전자 주입(수송) 층에 사용할 경우, 상기 유기 화합물은 유기 발광 디바이스, 예컨대 임의의 색상의 발광을 하는 인광 발광 디바이스 또는 형광 발광 디바이스에 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 화합물은 블루 발광 디바이스, 블루-그린 발광 디바이스, 라이트블루 발광 디바이스, 그린 발광 디바이스, 옐로우 발광 디바이스, 오렌지 발광 디바이스, 레드 발광 디바이스, 및 화이트 발광 디바이스에 사용될 수 있다.
합성 경로의 설명
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물에 대한 예시적인 합성 경로를 이하에 설명한다. 반응식은 이하에 도시하였다.
중간체 E2는 예컨대 E1을 디클로로메탄 용제 중에서 트리에틸아민 및 티오닐 클로라이드와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
중간체 E5는 예컨대 E2를 촉매로서의 트리플루오로메탄술폰산의 존재하에 디클로로메탄 용제 중에서 NBS와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 예컨대 촉매로서의 Pd(PPh3)4 및 탄산나트륨의 존재하에 톨루엔-에탄올-증류수 혼합 용제 중에서 E3를 E4(보론산 또는 피나콜보란)와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
다양한 화합물들을 E4로서 사용하면 다양한 유기 화합물들을 제공할 수 있다. 하기 표 4는 합성 화합물들의 구체적인 예를 제시한 것이다. 유사하게, E3 대신에 알킬기로 치환된 화합물들을 사용해서 화합물 그룹 D의 예시 화합물들을 제조할 수 있다.
유기 발광 디바이스의 설명
이하에서는 상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스를 설명한다.
상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스는 한쌍의 전극인 애노드와 캐소드 사이에 제공된 유기 화합물 층을 포함한다. 상기 유기 화합물 층은 화학식 [1] 내지 [4]중 하나로 표시되는 유기 화합물을 함유한다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스의 유기 화합물 층은 단일층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 상기 다층 구조는 예를 들면 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 홀 블로킹층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 엑시톤 블로킹층으로부터 적절히 선택된 다수의 층을 포함한다. 물론, 전술한 층들로부터 다수의 층들을 선택해서 병용할 수 있다.
상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스의 구조가 여기에 제한되는 것은 아니다. 다양한 층구조를 사용할 수 있다. 그러한 층구조의 예로서는, 전극과 유기 화합물 층 사이의 계면에 절연층이 배치된 구조; 접착층 또는 간섭층이 배치된 구조; 및 전자 수송층 또는 홀 수송층이 상이한 이온화 포텐셜을 갖는 두 부분층들을 포함하는 구조를 들 수 있다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스는 기판에 인접한 전극으로부터 빛이 나오는 하부 발광 구조, 기판 반대쪽 표면으로부터 빛이 나오는 상부 발광 구조, 또는 양면으로부터 빛이 나오는 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시양태에 의한 화학식 [1] 내지 [3]중 하나로 표시되는 유기 화합물은 엑시톤 블로킹층에 사용될 수 있다. 그 이유는 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물이 높은 T1 준위를 가짐으로써 발광층에서 발생된 엑시톤의 누출을 억제할 수 있기 때문이다.
상기 유기 화합물은 그린 인광 발광 디바이스에 특히 유효하지만, 상기 유기 화합물을 제한없이 다른 유기 발광 디바이스에 사용할 수도 있다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물의 기본 골격으로서 작용하는 페난트로티아디아졸은 전자 끄는 구조, 깊은 LUMO 준위, 및 탁월한 전자 수송능을 가짐을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시양태에 의한 화학식 [1] 내지 [3]중 하나로 표시되는 유기 화합물은 전자 주입(수송)층에 사용될 수 있다. 전자 주입(수송)층은 알칼리 금속, 예컨대 리튬 또는 세슘, 알칼리토금속, 예컨대 칼슘, 또는 그의 염으로 도우핑될 수 있다.
상기 실시양태에 의한 유기 화합물로 이루어진 엑시톤 블로킹층 또는 전자 주입(수송)층을 사용하면 낮은 전압에서 구동될 수 있는 유기 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 발광층에서 호스트 재료 또는 게스트 재료로 사용될 수 있다. 또한, 상기 유기 화합물은 보조 재료로서 사용될 수 있다.
여기서, 용어 "호스트 재료"는 발광층에서 중량 분율이 가장 높은 화합물을 가리킨다. 용어 "게스트 재료"는 발광층에서 중량 분율이 호스트 재료의 그것보다 낮고 발광에 대해 주로 책임이 있는 화합물을 가리킨다. 보조 재료 또는 제2 호스트 재료는 발광층에서 중량 분율이 호스트 재료의 그것보다 낮고 게스트 재료로부터 발광을 돕는 화합물로서 정의된다.
구체적으로, 유기 화합물을 인광 호스트 재료로서 사용하고 그린 내지 레드 영역에서 발광하며 490 nm 내지 660 nm 범위에 발광 피크를 갖는 게스트 재료와 함께 사용할 경우에, 삼중항 에너지의 손실이 낮으므로 발광 디바이스의 효율이 증가한다.
상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스에서, 발광층은 발광층의 총 중량에 대하여 50 중량% 내지 99.9 중량%, 바람직하게는 80 중량% 내지 99.9 중량%의 호스트 재료 함량을 갖는다.
상기 실시양태에 의한 유기 화합물을 게스트 재료로서 사용할 경우, 게스트 재료 함량은 호스트 재료에 대하여 0.1 중량% 내지 30 중량%인 것이 바람직하고, 0.5 중량% 내지 10 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스는 공지의 재료, 예컨대 저분자량 또는 고분자량 홀 주입 재료, 홀 수송 재료, 호스트 재료, 게스트 재료, 전자 주입 재료, 또는 전자 수송 재료를 필요에 따라 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물과 함께 함유할 수 있다.
이러한 화합물들의 예를 이하에 설명한다.
홀 주입 재료 또는 홀 수송 재료로서는, 높은 홀 이동도를 갖는 재료를 사용할 수 있다. 홀 주입능 또는 홀 수송능을 갖는 저분자량 및 고분자량 재료의 예로서는, 트리아릴아민 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 스틸벤 유도체, 프탈로시아닌 유도체, 포르피린 유도체, 폴리(비닐 카르바졸), 폴리티오펜, 및 기타 도전성 중합체를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
호스트 재료의 예로서는, 트리아릴아민 유도체, 페닐렌 유도체, 융합 고리 방향족 화합물, 예컨대 나프탈렌 유도체, 페난트렌 유도체, 플루오렌 유도체, 및 크리센 유도체, 유기금속 착체, 예컨대 유기알루미늄 착체, 예를 들면 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄, 유기베릴륨 착체, 유기이리듐 착체, 및 유기백금 착체, 및 중합체 유도체, 예컨대 폴리(페닐렌 비닐렌) 유도체, 폴리 플루오렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리(티에닐렌 비닐렌) 유도체, 및 폴리아세틸렌 유도체를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
게스트 재료의 예로서는, 이하에 제시한 인광발광 Ir 착체 및 백금 착체를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
형광발광 도펀트를 사용할 수도 있다. 그 예로서는, 융합 고리 화합물, 예컨대 플루오렌 유도체, 나프탈렌 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 테트라센 유도체, 안트라센 유도체, 및 루브렌, 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체, 스틸벤 유도체, 유기알루미늄 착체, 예컨대 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄, 유기베릴륨 착체, 및 중합체 유도체, 예컨대 폴리(페닐렌 비닐렌) 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 및 폴리페닐렌 유도체를 들 수 있다.
전자 주입 재료 또는 전자 수송 재료는 예컨대 홀 주입 재료 또는 홀 수송 재료의 홀 이동도를 고려해서 선택한다. 전자 주입 재료 또는 전자 수송 재료의 예로서는, 옥사디아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 피라진 유도체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체, 및 유기알루미늄 착체를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
애노드용 재료로서는, 일함수가 높은 재료를 사용할 수 있다. 사용 가능한 재료의 예로서는 금속 원소, 예컨대 금, 백금, 은, 구리, 니켈, 팔라듐, 코발트, 셀레늄, 바나듐 및 텅스텐, 및 이들의 합금; 및 금속 산화물, 예컨대 산화주석, 산화아연, 산화인듐, 산화인듐주석(ITO), 및 산화인듐아연을 들 수 있다. 또한, 도전성 중합체, 예컨대 폴리아닐린, 폴리피롤, 및 폴리티오펜을 사용할 수 있다. 이러한 전극용 재료를 단독으로 사용하거나 함께 사용할 수 있다. 애노드는 단일층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
캐소드용 재료로서는, 일함수가 낮은 재료를 사용할 수 있다. 재료의 예로서는 원소 금속, 예컨대 알칼리 금속, 예를 들면 리튬 및 세슘, 알칼리토금속, 예를 들면 칼슘, 및 알루미늄, 티타늄, 망간, 은, 납 및 크롬, 및 이들의 합금을 들 수 있다. 사용 가능한 합금의 예로서는, 마그네슘-은, 알루미늄-리튬, 및 알루미늄-마그네슘을 들 수 있다. 산화인듐주석(ITO)과 같은 금속 산화물이 사용될 수도 있다. 이러한 전극용 재료를 단독으로 사용하거나 함께 사용할 수 있다. 캐소드는 단일층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스에 포함되는 층은 후술하는 방법에 의해 형성된다.
일반적으로, 상기 층은 진공 증발법, 이온화증발법, 스퍼터링법, 또는 플라즈마를 사용하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 층은 공지의 코팅 방법, 예컨대 스핀 코팅, 침지, 캐스팅법, 랑뮈-블로지트(LB) 기법, 또는 적절한 용제에 용해된 재료의 용액을 사용하는 잉크젯법에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 예를 들면 진공 증발법 또는 코팅법에 의해서 층을 형성하는 것이 결정화 등을 일으킬 가능성이 적어서, 탁월한 경시 안정성을 제공한다. 또한, 코팅법에 의해 층을 형성하는 경우에, 층은 적절한 결착 수지를 병용해서 형성할 수 있다.
결착 수지의 예로서는, 폴리비닐카르바졸 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔(ABS) 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 및 우레아 수지를 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 결착 수지를 단독중합체 또는 공중합체의 형태로 단독으로 사용할 수 있다. 다른 예로서, 이러한 결착 수지들을 혼합물로서 함께 사용할 수 있다. 또한, 공지의 첨가제, 예컨대 가소제, 항산화제 및 자외선 습수제를 필요에 따라 함께 사용할 수 있다.
유기 발광 디바이스의 용도
본 발명의 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스를 디스플레이 장치, 조명 장치, 전자사진 화상 형성 장치용 노광원, 및 액정 표시 장치용 백라이트에 사용할 수 있다.
표시 장치는 본 발명의 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스를 표시 유닛에 포함한다. 표시 유닛은 다수의 화소를 포함한다. 각각의 화소는 상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스 및 휘도를 조절하도록 구성된 스위칭 소자의 일례인 TFT 소자를 포함한다. 드레인 전극 또는 소스 전극이 유기 발광 디바이스의 애노드 또는 캐소드에 연결된다. 표시 장치는 개인 컴퓨터 등에 사용되는 화상 표시 장치로서 사용될 수 있다.
표시 장치는 예를 들면 면적 CCD 센서, 선형 CCD 센서, 또는 메모리 카드로부터 화상 정보를 입력하고 화상 정보를 표시 유닛으로 출력하도록 구성된 화상 입력 유닛을 포함한다. 또한, 표시 장치는 화상 픽업 장치 또는 잉크젯 프린터에 포함된 표시 유닛으로서 외부로부터 공급된 화상 정보를 표시하는 화상 출력 기능; 및 조작 패널로서 처리 정보를 화상으로 입력하는 입력 기능을 둘다 가질 수 있다. 또한, 표시 장치는 다기능 프린터의 표시 유닛에 사용될 수 있다.
상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스를 포함하는 표시 장치를 이하에서 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 상기 실시양태에 의한 유기 발광 디바이스 및 상기 유기 발광 디바이스에 연결된 예시적인 스위칭 소자인 TFT 소자를 포함하는 표시 장치의 횡단면 개요도이다. 이 도면에는, 2개의 유기 발광 디바이스 및 2개의 TFT 소자가 도시되어 있다. 상세한 구조를 이하에서 설명한다.
표시 장치는 예를 들면 유리로 구성된 기판(1) 및 TFT 소자 또는 유기 화합물층을 보호하도록 기판상에 배치된 방습막(2)을 포함한다. 도면부호(3)은 금속 게이트 전극을 가리킨다. 도면부호(4)는 게이트 절연막을 가리킨다. 도면부호(5)는 반도체 층을 가리킨다.
TFT 소자(8)는 반도체 층(5), 드레인 전극(6), 및 소스 전극(7)을 포함한다. 절연막(9)이 TFT 소자(8)의 상부에 제공된다. 각각의 유기 발광 소자의 애노드(11)가 컨택트 홀(10)을 통해서 소스 전극(7) 중 대응하는 하나에 연결된다. 표시 디바이스가 전술한 바와 같은 구성에 제한되는 것은 아니다. 각각의 유기 발광 디바이스에서, 애노드와 캐소드중 어느 하나가 상응하는 어느 한 TFT 소자의 소스 전극과 드레인 전극중 어느 하나에 연결될 수 있다.
도면에서, 유기 화합물 층(12)은 다수의 유기 화합물 층들을 포함하지만, 편의상 단일층처럼 도시되어 있다. 유기 발광 소자의 열화를 억제하기 위해 제1 보호층(14) 및 제2 보호층(15)이 캐소드(13) 상부에 제공된다.
상기 실시양태에 의한 표시 장치의 스위칭 소자에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 단결정 실리콘 기판, 금속-절연체-금속(MIM) 소자, 비정질 실리콘(a-Si) 원소를 용이하게 사용할 수 있다.
실시예
실시예 1
예시 화합물 A3의 합성
디클로로메탄 용액 40 mL에, G1 1.0 g(4.8 mmol), 트리에틸아민 1.9 g(19 mmol), 및 티오닐 클로라이드 857 mg(7.2 mmol)을 첨가하였다. 이 혼합물을 50℃로 가열하고 6 시간 동안 교반하였다. 냉각시킨 후에, 물과 클로로포름을 여기에 첨가하였다. 이 혼합물을 클로로포름으로 추출한 후에 황산나트륨 상에서 건조시켰다. 증발에 의해서 용제를 제거하였다. 잔류물을 톨루엔에 용해시켰다. 톨루엔 용액을 실리카겔에 통과시켰다. 증발에 의해서 용제를 제거하였다. 잔류물을 에틸 아세테이트-톨루엔 혼합 용제로부터 재결정화하여 G2 0.30 g(수율: 33%)을 담황색 침상 결정으로서 수득하였다.
G2 176 mg(0.745 mmol)과 디클로로메탄 22 mL의 용액에, 트리플루오로메탄술폰산 1.4 mL를 첨가하였다. 이 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하였다. 이어서, 여기에 물과 클로로포름을 첨가하였다. 중탄산나트륨으로 중화시킨 후에, 혼합물을 클로로포름으로 추출한 다음 황산나트륨으로 건조시켰다. 증발에 의해 용제를 제거하였다. 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(이동상: 1:3 클로로포름-헵탄)으로 정제하여 G3 156 mg(43%)을 백색 고형물로서 수득하였다.
톨루엔 4 mL, DME 1 mL 및 10 중량% 탄산나트륨 수용액 4 mL의 혼합물에, G3 150 mg(0.476 mmol) 및 G4 239 mg(0.524 mmol)을 첨가하였다. 이어서, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 33 mg(0.029 mmol)을 여기에 첨가하였다. 이 혼합물을 90℃로 가열하고 5 시간 동안 교반하였다. 냉각시킨 후에, 여기에 메탄올과 물을 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 여과하였다. 여과액을 실리카겔 크로마토그래피(이동상: 1:2 클로포롬-헵탄)에 의해 정제하여 A3 235 mg(수율: 87%)을 백색 고형물로서 수득하였다.
질량 분광분석에 의해서 예시 화합물 A3의 M+, 즉, 565를 확인하였다.
예시 화합물 A3의 구조를 1H NMR에 의해 확인하였다.
1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ (ppm): 8.83 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.78 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.76 (dd, J = 8.0, 1.5 Hz, 1H), 8.72 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.64 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 8.18 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 8.08 (m, 2H), 8.02-7.99 (m, 2H), 7.91 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.83-7.71 (m, 12H)
예시 화합물 A3의 T1 준위를 묽은 톨루엔 용액에서 측정한 결과 471 nm인 것으로 밝혀졌다.
T1 준위는 다음과 같이 측정하였다: 톨루엔 용액(1x10-4 몰/L)을 77K로 냉각시켰다. 인광 성분을 350 nm의 여기 파장하에 측정하였다. 수득한 스펙트럼에서 라이징 엣지의 파장을 T1으로 사용하였다. 측정은 분광분석기(모델: U-3010, 히타치 리미티드 제조)로 수행하였다.
실시예 2
예시 화합물 A1의 합성
하기 화합물 G5를 화합물 G4 대신에 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같이 예시 화합물 A1을 합성하였다.
질량 분광분석에 의해 예시 화합물 A1의 M+, 즉, 541을 확인하였다.
예시 화합물 A1의 T1 준위를 실시예 1과 동일한 방식으로 묽은 톨루엔 용액중에서 측정한 결과 469 nm인 것으로 밝혀졌다.
실시예 3
예시 화합물 A5의 합성
하기 화합물 G6을 화합물 G4 대신에 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같이 예시 화합물 A5를 합성하였다.
질량 분광분석에 의해 예시 화합물 A5의 M+, 즉, 581을 확인하였다.
예시 화합물 A5의 T1 준위를 실시예 1과 동일한 방식으로 묽은 톨루엔 용액중에서 측정한 결과 470 nm인 것으로 밝혀졌다.
실시예 4
예시 화합물 A7의 합성
하기 화합물 G7을 화합물 G4 대신에 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같이 예시 화합물 A7을 합성하였다.
질량 분광분석에 의해 예시 화합물 A7의 M+, 즉, 615를 확인하였다.
예시 화합물 A7의 T1 준위를 실시예 1과 동일한 방식으로 묽은 톨루엔 용액중에서 측정한 결과 470 nm인 것으로 밝혀졌다.
실시예 5
예시 화합물 A8의 합성
하기 화합물 G8을 화합물 G4 대신에 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같이 예시 화합물 A8을 합성하였다.
질량 분광분석에 의해 예시 화합물 A8의 M+, 즉, 505를 확인하였다.
예시 화합물 A8의 T1 준위를 실시예 1과 동일한 방식으로 묽은 톨루엔 용액중에서 측정한 결과 469 nm인 것으로 밝혀졌다.
실시예 6
예시 화합물 B3의 합성
하기 화합물 G9를 화합물 G4 대신에 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같이 예시 화합물 B3을 합성하였다.
질량 분광분석에 의해 예시 화합물 B3의 M+, 즉, 637을 확인하였다.
예시 화합물 B3의 T1 준위를 실시예 1과 동일한 방식으로 묽은 톨루엔 용액중에서 측정한 결과 469 nm인 것으로 밝혀졌다.
실시예 7
예시 화합물 C4의 합성
하기 화합물 G10을 화합물 G4 대신에 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같이 예시 화합물 C4를 합성하였다.
질량 분광분석에 의해 예시 화합물 C4의 M+, 즉, 655를 확인하였다.
예시 화합물 C4의 T1 준위를 실시예 1과 동일한 방식으로 묽은 톨루엔 용액중에서 측정한 결과 471 nm인 것으로 밝혀졌다.
실시예 8
본 실시예에서는, 기판상에 순서대로 배치된 애노드/홀 주입층/홀 수송층/발광층/엑시톤 블로킹층/전자 수송층/전자 주입층/캐소드의 구조를 갖는 유기 발광 디바이스를 하기 방법에 의해서 제조하였다.
애노드로서 작용하는 120 nm 두께의 ITO 필름을 유리 기판상에 스퍼터링에 의해 형성함으로써 제조된 투명 도전성 지지 기판(ITO 기판)을 사용하였다. 후술하는 유기층 및 전극층을, 대향하는 전극의 면적이 3 ㎟이 되도록, 10-5 Pa하의 진공 챔버에서 저항 가열을 사용하여 진공 증발에 의해 연속적으로 ITO 기판상에 형성하였다.
홀 주입층(165 nm): H1
홀 수송층(10 nm): H2
발광층(20 nm):
호스트 1:H3,
호스트 2: H4(30 중량%).
게스트: F1(10 중량%)
엑시톤 블로킹층(10 nm): A3
전자 수송층(10 nm): H5
전자 주입층(20 nm): H6, Cs
금속 전극층(12.5 nm): Ag
수득한 유기 발광 디바이스에 대하여, 양극으로서 작용하는 ITO 전극과 음극으로서 작용하는 Al 전극 사이에 4.5 V의 전압을 부하할 때 87 cd/A의 발광 효율로 그린 발광이 관찰되었다.
결과 및 토의
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물은 그린 인광발광 디바이스에 적합한 높은 T1 준위, 높은 전자 수용성, 및 깊은 LUMO 준위를 가지며, 안정한 비정질 필름을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시양태에 의한 유기 화합물을 포함하는 유기 발광 디바이스는 낮은 전압하에 구동될 수 있으며 높은 발광 효율을 갖는다.
이상에서는 예시적인 실시양태에 의해 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시양태에 제한되지 않는다는 것을 알아야 한다. 첨부된 특허 청구의 범위는 변형예 및 균등한 구조와 기능도 모두 포함하는 것으로 해석해야 한다.
본 출원은 2010년 12월 9일자로 출원된 일본 특허 출원 제 2010-275135호를 우선권 주장하며, 상기 특허 출원들은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
8 TFT 소자
11 애노드
12 유기 화합물 층
13 캐소드
11 애노드
12 유기 화합물 층
13 캐소드
Claims (6)
- 하기 화학식 [1] 내지 [3]중 하나로 표시되는 페난트로티아디아졸 화합물.
상기 화학식 [1] 내지 [3]에서 각각,
Ar은 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기를 나타내고;
Ar로 표시되는 치환기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 페닐기, 페난트릴기, 플루오레닐기, 또는 트리페닐레닐기로 치환될 수 있으며;
R1은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타내고, n은 0 내지 3의 정수를 나타내며, n이 2 또는 3일때 복수의 R1'으로 표시되는 알킬기들은 동일하거나 상이할 수 있고;
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타낸다. - 한 쌍의 전극; 및
상기 한 쌍의 전극사이에 배치된 유기 화합물 층을 포함하고,
상기 유기 화합물 층이 제1항에 따른 페난트로티아디아졸 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 디바이스. - 한 쌍의 전극;
상기 한 쌍의 전극사이에 배치된 발광층; 및
상기 발광층과 접촉하는 엑시톤 블로킹층을 포함하고,
상기 엑시톤 블로킹층이 제1항에 따른 페난트로티아디아졸 화합물을 포함하는 것인, 유기 발광 디바이스. - 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 발광층이 인광발광하는 것인 유기 발광 디바이스.
- 복수의 화소를 포함하고,
상기 복수의 화소가 각각 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 유기 발광 디바이스, 및 상기 유기 발광 디바이스에 연결된 스위칭 소자를 포함하는 것인 표시 장치. - 화상 정보를 입력하도록 구성된 입력 유닛; 및
화상을 출력하도록 구성된 표시 유닛을 포함하고,
상기 표시 유닛이 복수의 화소를 포함하며,
상기 복수의 화소가 각각 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 유기 발광 디바이스, 및 상기 유기 발광 디바이스에 연결된 스위칭 소자를 포함하는 것인 화상 출력 장치.
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