KR20130119718A - 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 - Google Patents

이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 이형고리 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계 발광소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자는 구동전압, 발광효율 등의 발광특성에 있어 우수한 효과가 있다.

Description

이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자{Heterocyclic com pounds and organic light-emitting diode including the same}
본 발명은 이형고리 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동전압, 발광효율 등의 발광특성이 우수하고 안정적인 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
최근 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기전계발광소자는 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(LCD, liguid crystal display)에 비해, 시야각, 대조비 등이 우수하고 백라이트가 불필요하며 경량 및 박형이 가능하며 소비전력 측면에서도 유리하고 색 재현 범위가 넓어 차세대 표시소자로서 주목받고 있다.
유기전계발광소자(organic light emitting diodes, OLED)는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.
유기 발광 현상을 이용하는 유기전계발광소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다. 여기서 유기물층은 유기전계발광소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자전달층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기전계발광소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
유기전계발광소자는 플라스틱과 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전계 발광(EL) 디스플레이에 비해 10V이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 유기전계발광소자는 녹색, 청색, 적색의 3가지 색을 나타낼 수가 있어 차세대 풍부한 색 디스플레이 소자로 많은 사람들의 많은 관심의 대상이 되고 있다.
유기전계발광소자가 전술한 우수한 특징들을 충분히 발휘하기 위해서는 소자 내 유기물층을 이루는 물질, 예컨대 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등이 안정하고 효율적인 재료에 의하여 뒷받침되는 것이 선행되어야 하나, 아직까지 안정하고 효율적인 유기전계발광소자용 유기물층 재료의 개발이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 따라서, 새로운 재료의 개발이 계속 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 신규한 이형고리 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 이형고리 화합물을 이용하여 구동전압이 낮고 발광효율이 개선된 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 [화학식 1]로 표시되는 이형고리 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R5는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 인접한 두 개의 R은 서로 결합하여 축합고리를 형성할 수 있으며,
X는 CR6R7, NR8, O, S, P, Se 또는 SiR9R10으로 이루어진 군에서 선택되고,
n은 3 내지 6 사이의 정수이며,
상기 R6 내지 R10은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여,
애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 1]로 표시되는 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자를 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있으며, 상기 이형고리 화합물은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층 중에 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층을 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 이형고리 화합물은 기존의 물질에 비하여 안정적이고, 구동전압 또는 전류 효율 등에 있어서 우수한 발광 특성을 가지므로 이를 포함하는 유기전계발광소자는 저전압 구동이 가능하고, 발광효율을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계발광소자들의 적층구조를 나타낸 단면도들이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계발광소자들의 발광효율을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 이형고리 화합물은 하기 [화학식 1]로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R5는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 인접한 두 개의 R은 서로 결합하여 축합고리를 형성할 수 있으며,
X는 CR6R7, NR8, O, S, P, Se 또는 SiR9R10으로 이루어진 군에서 선택되고,
n은 3 내지 6 사이의 정수이며,
상기 R6 내지 R10은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 의하면, 상기 R1 내지 R5은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 1 내지 40의 알콕시기, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 40의 아릴아미노기,　탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 40의 아릴옥시기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴기, -SiR11R12R13 또는 -NR14R15로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기에 의해서 치환될 수 있으며,
상기 R11지 R15는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 의하면, 상기 이형고리 화합물은 하기 [화학식 2] 내지 [화학식 5]로 표시되는 화합물 중의 하나일 수 있다:
[화학식 2] [화학식 3]
Figure pat00003
Figure pat00004
[화학식 4] [화학식 5]
Figure pat00005
Figure pat00006
상기 [화학식 2] 내지 [화학식 5]에서, R1 내지 R5 및 n은 상기 [화학식 1]의 정의와 동일하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 스테아릴기, 트리클로로메틸기, 트리플루오르메틸기 등을 들 수 있으며, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 중수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 트리플루오로메틸기, 실릴기(이 경우 "알킬실릴기"라 함), 치환 또는 비치환된 아미노기(-NH2, -NH(R), -N(R')(R''), 여기서 R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 24의 알킬기임(이 경우 "알킬아미노기"라 함)), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 탄소수 1 내지 24의 알킬기, 탄소수 1 내지 24의 할로겐화된 알킬기, 탄소수 2 내지 24의 알케닐기, 탄소수 2 내지 24의 알키닐기, 탄소수 1 내지 24의 헤테로알킬기, 탄소수 5 내지 24의 아릴기, 탄소수 6 내지 24의 아릴알킬기, 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴기 또는 탄소수 3 내지 24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있으며,
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등을 들 수 있고, 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하며,
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 할로겐기의 구체적인 예로는 플루오르(F), 클로린(Cl), 브롬(Br) 등을 들 수 있다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, 2-메틸페닐기, 3-메틸페닐기, 4-메틸페닐기, 4-에틸페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, 4-메틸비페닐기, 4-에틸비페닐기, o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-메틸나프틸기, 2-메틸나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 플루오레닐기, 테트라히드로나프틸기 등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있으며, 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하며,
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기의 구체적인 예로는 피리디닐기, 피리미디닐기, 트리아지닐기, 인돌리닐기, 퀴놀린닐기, 피롤리디닐기, 피페리디닐기, 모폴리디닐기, 피페라디닐기, 카바졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 치아졸릴기, 치아디아졸릴기, 벤조치아졸릴기, 트리아졸릴기, 이미다졸릴기, 벤조이미다졸기 등이 있으며, 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환가능하다.
본 발명에 사용되는 아릴옥시기는 -O- 아릴 라디칼을 의미하며, 이때 아릴기는 상기에서 정의된 바와 같고, 구체적인 예로서 페녹시, 나프톡시, 안트라세닐옥시, 페난트레닐옥시, 플루오레닐옥시, 인데닐옥시 등을 들 수 있고, 아릴옥시기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 추가로 치환가능하며,
본 발명에 사용되는 치환기인 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 알케닐기의 구체적인 예로는 직쇄상 또는 분지쇄상의 알케닐기를 나타내고, 3-펜테닐기, 4-헥세닐기, 5-헵테닐기, 4-메틸-3-펜테닐기, 2,4-디메틸-펜테닐기, 6-메틸-5-헵테닐기, 2,6-디메틸-5-헵테닐기 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 이형고리 화합물은 하기 [화학식 6] 내지 [화학식 221]로 표시되는 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 6] [화학식 7] [화학식 8] [화학식 9]
Figure pat00007
Figure pat00008
[화학식 10] [화학식 11] [화학식 12] [화학식 13]
Figure pat00009
Figure pat00010
[화학식 14] [화학식 15] [화학식 16] [화학식 17]
Figure pat00011
Figure pat00012
[화학식 18] [화학식 19] [화학식 20] [화학식 21]
Figure pat00013
Figure pat00014
[화학식 22] [화학식 23] [화학식 24] [화학식 25]
Figure pat00015
Figure pat00016
[화학식 26] [화학식 27] [화학식 28] [화학식 29]
Figure pat00017
Figure pat00018
[화학식 30] [화학식 31] [화학식 32] [화학식 33]
Figure pat00019
Figure pat00020
[화학식 34] [화학식 35] [화학식 36] [화학식 37]
Figure pat00021
Figure pat00022
[화학식 38] [화학식 39] [화학식 40] [화학식 41]
Figure pat00023
Figure pat00024
[화학식 42] [화학식 43] [화학식 44] [화학식 45]
Figure pat00025
Figure pat00026
[화학식 46] [화학식 27] [화학식 48] [화학식 49]
Figure pat00027
Figure pat00028
화학식 [50] [화학식 51] [화학식 52] [화학식 53]
Figure pat00029
Figure pat00030
[화학식 54] [화학식 55] [화학식 56] [화학식 57]
Figure pat00031
Figure pat00032
[화학식 58] [화학식 59] [화학식 60] [화학식 61]
Figure pat00033
Figure pat00034
[화학식 62] [화학식 63] [화학식 64] [화학식 65]
Figure pat00035
Figure pat00036
[화학식 66] [화학식 67] [화학식 68] [화학식 69]
Figure pat00037
Figure pat00038
[화학식 70] [화학식 71] [화학식 72] [화학식 73]
Figure pat00039
Figure pat00040
[화학식 74] [화학식 75] [화학식 76] [화학식 77]
Figure pat00041
Figure pat00042
[화학식 78] [화학식 79] [화학식 80] [화학식 81]
Figure pat00043
Figure pat00044
[화학식 82] [화학식 83] [화학식 84] [화학식 85]
Figure pat00045
Figure pat00046
[화학식 86] [화학식 87] [화학식 88] [화학식 89]
Figure pat00047
Figure pat00048
[화학식 90] [화학식 91] [화학식 92] [화학식 93]
Figure pat00049
Figure pat00050
[화학식 94] [화학식 95] [화학식 96] [화학식 97]
Figure pat00051
Figure pat00052
[화학식 98] [화학식 99] [화학식 100] [화학식 101]
Figure pat00053
Figure pat00054
[화학식 102] [화학식 103] [화학식 104] [화학식 105]
Figure pat00055
Figure pat00056
[화학식 106] [화학식 107] [화학식 108] [화학식 109]
Figure pat00057
Figure pat00058
[화학식 110] [화학식 111] [화학식 112] [화학식 113]
Figure pat00059
Figure pat00060
[화학식 114] [화학식 115] [화학식 116] [화학식 117]
Figure pat00061
Figure pat00062
[화학식 118] [화학식 119] [화학식 120] [화학식 121]
Figure pat00063
Figure pat00064
[화학식 122] [화학식 123] [화학식 124] [화학식 125]
Figure pat00065
Figure pat00066
[화학식 126] [화학식 127] [화학식 128] [화학식 129]
Figure pat00067
Figure pat00068
[화학식 130] [화학식 131] [화학식 132] [화학식 133]
Figure pat00069
Figure pat00070
[화학식 134] [화학식 135] [화학식 136] [화학식 137]
Figure pat00071
Figure pat00072
[화학식 138] [화학식 139] [화학식 140] [화학식 141]
Figure pat00073
Figure pat00074
[화학식 142] [화학식 143] [화학식 144] [화학식 145]
Figure pat00075
Figure pat00076
[화학식 146] [화학식 147] [화학식 148] [화학식 149]
Figure pat00077
Figure pat00078
[화학식 150] [화학식 151] [화학식 152] [화학식 153]
Figure pat00079
Figure pat00080
[화학식 154] [화학식 155] [화학식 156] [화학식 157]
Figure pat00081
Figure pat00082
[화학식 158] [화학식 159] [화학식 160] [화학식 161]
Figure pat00083
Figure pat00084
[화학식 162] [화학식 163] [화학식 164] [화학식 165]
Figure pat00085
Figure pat00086
[화학식 166] [화학식 167] [화학식 168] [화학식 169]
Figure pat00087
Figure pat00088
[화학식 170] [화학식 171] [화학식 172] [화학식 173]
Figure pat00089
Figure pat00090
[화학식 174] [화학식 175] [화학식 176] [화학식 177]
Figure pat00091
Figure pat00092
[화학식 178] [화학식 179] [화학식 180] [화학식 181]
Figure pat00093
Figure pat00094
[화학식 182] [화학식 183] [화학식 184] [화학식 185]
Figure pat00095
Figure pat00096
[화학식 186] [화학식 187] [화학식 188] [화학식 189]
Figure pat00097
Figure pat00098
[화학식 190] [화학식 191] [화학식 192] [화학식 193]
Figure pat00099
Figure pat00100
[화학식 194] [화학식 195] [화학식 196] [화학식 197]
Figure pat00101
Figure pat00102
[화학식 198] [화학식 199] [화학식 200]
Figure pat00103
[화학식 201] [화학식 202] [화학식 203]
Figure pat00104
[화학식 204] [화학식 205] [화학식 206]
Figure pat00105
[화학식 207] [화학식 208] [화학식 209]
Figure pat00106
[화학식 210] [화학식 211] [화학식 212]
Figure pat00107
[화학식 213] [화학식 214] [화학식 215]
Figure pat00108
[화학식 216] [화학식 217] [화학식 218]
Figure pat00109
[화학식 219] [화학식 220] [화학식 221]
Figure pat00110
또한, 본 발명은 애노드, 캐소드, 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 상기 [화학식 1]로 표시되는 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자를 제공한다.
이때, 상기 이형고리 화합물이 포함된 층은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층인 것이 바람직하며, 애노드 및 캐소드 사이에는 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 발광층의 두께는 50 내지 2,000 Å인 것이 바람직하며, 상기 발광층은 하기 구조식의 물질을 추가로 포함할 수 있다.
[Ir(ppy)3]
Figure pat00111
[Ir(chpy)3]
Figure pat00112
[Ir(mchpy)3]
Figure pat00113
구체적인 예로서, 정공수송층(HTL, Hole Transport Layer)이 추가로 적층되어 있고, 상기 캐소드와 상기 유기발광층 사이에 전자수송층(ETL, Electron Trans port Layer)이 추가로 적층되어 있는 것일 수 있는데, 상기 정공수송층은 애노드로부터 정공을 주입하기 쉽게 하기 위하여 적층되는 것으로서, 상기 정공수송층의 재료로는 이온화 포텐셜이 작은 전자공여성 분자가 사용되는데, 주로 트리페닐아민을 기본 골격으로 하는 디아민, 트리아민 또는 테트라아민 유도체가 많이 사용되고 있다.
본 발명에서도 상기 정공수송층의 재료로서 당업계에 통상적으로 사용되는 것인 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐 -[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD) 또는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지 딘(a-NPD) 등을 사용할 수 있다.
상기 정공수송층의 하부에는 정공주입층(HIL, Hole Injecting Layer)을 추가로 더 적층할 수 있는데, 상기 정공주입층 재료 역시 당업계에서 통상적으로 사용되는 것인 한 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어 CuPc(copper phthalocyanine) 또는 스타버스트(Starburst)형 아민류인 TCTA (4,4',4''-tri(N -carbazolyl) triphenyl-amine), m-MTDATA(4,4',4''-tris-(3-methyl phenylphenylamino)triphenylamine) 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광소자에 사용되는 상기 전자수송층은 캐소드로부터 공급된 전자를 유기발광층으로 원활히 수송하고 상기 유기발광층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제함으로써 발광층 내에서 재결합할 수 있는 기회를 증가시키는 역할을 한다.
상기 전자수송층 재료로는 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있음은 물론이며, 예를 들어 옥사디아졸 유도체인 PBD, BMD, BND 또는 Alq3 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 전자수송층의 상부에는 캐소드로부터의 전자 주입을 용이하게 해주어 궁극적으로 파워효율을 개선 시키는 기능을 수행하는 전자주입층(EIL, Electron Injecting Layer)을 더 적층시킬 수도 있는데, 상기 전자주입층 재료 역시 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등의 물질을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자 등에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 애노드(20), 정공수송층(40), 유기발광층(50), 전자수송층(60) 및 캐소드(80)을 포함하며, 필요에 따라 정공주입층(30)과 전자주입층(70)을 더 포함할 수 있으며, 그 이외에도 1층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하며, 정공저지층 또는 전자저지층을 더 형성시킬 수도 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기판(10) 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅하여 애노드(20)를 형성한다. 여기에서 기판(10)으로는 통상적인 유기 EL 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용한다.
상기 애노드(20) 전극 상부에 정공 주입층 물질을 진공열 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공주입층(30)을 형성한다. 그 다음으로 상기 정공주입층(30)의 상부에 정공수송층 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공수송층(40)을 형성한다.
이어서, 상기 정공수송층(40)의 상부에 유기발광층(50)을 적층하고 상기 유기발광층(50)의 상부에 선택적으로 정공저지층(미도시)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법으로서 박막을 형성할 수 있다. 상기 정공저지층은 정공이 유기발광층을 통과하여 캐소드로 유입되는 경우에는 소자의 수명과 효율이 감소되기 때문에 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨이 매우 낮은 물질을 사용함으로써 이러한 문제를 방지하는 역할을 한다. 이 때, 사용되는 정공 저지 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자수송능력을 가지면서 발광 화합물보다 높은 이온화 포텐셜을 가져야 하며 대표적으로 BAlq, BCP, TPBI 등이 사용될 수 있다.
이러한 정공저지층 위에 전자수송층(60)을 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 통해 증착한 후에 전자주입층(70)을 형성하고 상기 전자주입층(70)의 상부에 캐소드 형성용 금속을 진공 열증착하여 캐소드(80) 전극을 형성함으로써 유기 EL 소자가 완성된다. 여기에서 캐소드 형성용 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리듐(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘 -은(Mg-Ag) 등을 사용할 수 있으며, 전면 발광 소자를 얻기 위해서는 ITO, IZO를 사용한 투과형 캐소드를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성될 수 있으며, 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자 및 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
< 실시예 >
합성예 1. 화학식 6의 합성
합성예 1-1. <1-a>의 합성
하기 반응식 1에 의하여 <1-a>를 합성하였다.
[반응식1]
Figure pat00114
<1-a>
5 L 둥근 바닥 플라스크에 4-브로모아닐린 91.0 g (0.529 mol), 물 514.2 ml 및 12 N 염산 1028.3 ml을 투입 후 질소 분위기 하에서 내부온도를 0℃로 낮춘다. 0℃로 낮춘 후 소듐나이트리트(NaNO2) 36.5 g (0.529 mol)을 물 365.1 ml에 녹인 후 반응액에 천천히 적가한다. 적가 후 30 분 동안 교반 후 틴클로라이드(SnCl2) 501.6 g을 12 N 염산 350 ml에 녹여 천천히 적가한다. 적가가 완료되면 반응액 온도를 상온으로 올린 후 3 시간 교반하고 3 시간 후 5℃로 냉각한 후 여과하여 <1-a> 116.2 g (수율 98.3%)을 얻었다.
합성예 1-2 <1-b>의 합성
하기 반응식 2에 의하여 <1-b>를 합성하였다.
[반응식 2]
Figure pat00115
<1-b>
2 L 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 1]에서 합성한 <1-a> 116.2 g (0.520 mol), 사이클로헥사논 51.0 g (0.520 mol) 및 에탄올 1162.0 ml을 넣고 10 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-b> 128.6 g (수율 98.9%)을 얻었다.
합성예 1-3 <1-c>의 합성
하기 반응식 3에 의하여 <1-c>를 합성하였다.
[반응식 3]
Figure pat00116
<1-c>
1 L 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 2]에서 합성한 <1-b> 60.0 g (0.240 mol), 아이오벤젠 73.4 g (0.360 mol), 쿠퍼아이오다이드(CuI) 2.3 g (0.012 mol), 트리포타슘포스페이트(K3PO4) 106.96 g (0.504 mol), 트랜스-1,2-사이클로헥산다이아민 54.8 g (0.480 mol) 및 1,4-다이옥산 300.0 ml을 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 상온으로 냉각 후 물 1 L로 추출 한 후 유기층을 무수처리하여 감압농축하고 흡착컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-c> 72.0 g (수율 92.0%)을 얻었다.
합성예 1-4 <1-d>의 합성
하기 반응식 4에 의하여 <1-d>를 합성하였다.
[반응식 4]
Figure pat00117
<1-d>
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 3]에서 합성한 <1-c> 37.0 g (0.113 mol), 비스피나콜디보론 43.2 g (0.170 mol), 비스디페닐포스피노페로센디클로로팔라듐 4.6 g(0.006 mol), 칼륨 아세테이트 25.8 g (0.340 mol), 톨루엔 300 ml를 넣고, 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면, 뜨거운 상태에서 여과하고 톨루엔과 물을 사용하여 추출하였다. 유기층을 무수처리 후 감압 농축시키고 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-d> 36.1 g (수율 85.3%) 얻었다.
합성예 1-5 <1-e>의 합성
하기 반응식 5에 의하여 <1-e>를 합성하였다.
[반응식 5]
Figure pat00118
<1-e>
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 3-브로모-9H-카바졸 15.7 g (0.064 mol), [반응식 4]에서 합성한 <1-d> 26.2 g (0.070 mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 2.21 g (0.002 mol), 탄산칼륨 26.5g (0.191 mol), 톨루엔 110 ml. 1,4-다이옥산 110 ml 및 물 55 ml을 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 상온으로 냉각 후 톨루엔과 물을 이용하여 추출을 하고 유기층을 무수처리 한 후 유기층을 감압농축한다. 감압 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-e> 18.6 g (수율 70.7%)을 얻었다.
합성예 1-6 <1-f>의 합성
하기 반응식 6에 의하여 <1-f>를 합성하였다.
[반응식 6]
Figure pat00119
<1-f>
100 ml 반응기에 질소분위기를 만든 후 마그네슘 (3.36 g, 0.1384 mol)과 건조 테트라하이드로퓨란 40 ml와 소량의 아이오딘을 넣고 30 분 교반시킨다. 이 혼압액에 브로모벤젠 (19.2 g, 0.1216 mol)의 건조 테트라하이드로퓨란 용액 20 ml을 영도에서 적가한다. 적가 후 2 시간 동안 65℃에서 가열하며 교반시킨다. 250 ml반응기에 2-다이페닐아미노-4,6-다이클로로-1,3,5-트리아진 (18 g, 0.0568 mol)을 건조 테트라하이드로퓨란 100ml에 녹인 후 100ml 반응기의 혼합액을 영도에서 적가한다. 적가 후 상온에서 12 시간 교반한다. 반응이 종결되면 2 N HCl 200 ml를 넣고 에틸아세테이트와 물을 넣고 추출한다. 유기층을 무수처리 후 감압농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-f> 9.8 g (수율 64.5%)을 얻었다.
합성예 1-7 화학식 6의 합성
하기 반응식 7에 의하여 [화학식 6]을 합성하였다.
[반응식 7]
Figure pat00120
[화학식 6]
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에 소듐하이드라이드(60% mineral oil)(NaH), 0.8 g (0.021 mol), N,N-다이메틸포름아마이드 66.0 ml을 넣고 반응액을 0℃로 냉각한다. 0℃에서 [반응식 5]에서 합성한 <1-e> 6.6 g (0.014 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 66.0 ml에 녹인 용액을 천천히 적가하고 적가 후 0℃를 유지하며 1 시간 동안 교반한다. 1시간 후 [반응식 6]에서 합성한 <1-f> 6.2 g (0.017 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 150 ml에 녹인 용액을 천천히 적가한다. 적가가 완료되면 반응액을 상온으로 올린 후 교반한다. 반응이 종결되면 반응액을 물 1L에 부어 고체를 석출킨 후 여과한다. 고체를 모노클로로벤젠을 이용하여 재결정을 하여 [화학식 6] 6.0 g (수율 67.4%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 643.27[M]+
Anal. Calc. for C45H33N5 C, 83.95; H, 5.17; N, 10.88. Found C, 83.93; H, 5.18; N, 10.89.
합성예 2. 화학식 10의 합성
합성예 2-1. <2-a>의 합성
하기 반응식 8에 의하여 <2-a>를 합성하였다.
[반응식 8]
Figure pat00121
<2-a>
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 질소분위기를 만든 후 마그네슘 (16.9 g, 0.696 mol)과 건조 테트라하이드로퓨란 200 ml와 소량의 아이오딘을 넣고 30분 교반시킨다. 이 혼압액에 브로모벤 젠(91.1 g, 0.580 mol)의 건조 테트라하이드로퓨란 용액 100 ml을 0℃에서 적가한다. 적가 후 2 시간 동안 65℃에서 가열하며 교반시킨다. 2 L반응기에 2-다이페닐아미노-4,6-다이클로로-1,3,5-트리아진 (107.0 g, 0.580 mol)을 건조 테트라하이드로퓨란 500 ml에 녹인 후 500 ml 반응기의 혼합액을 영도에서 적가한다. 적가 후 0℃에서 12 시간 교반한다. 반응이 종결되면 2 N HCl 200 ml를 넣고 에틸아세테이트와 물을 넣고 추출한다. 유기층을 무수처리 후 감압농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-f> 81.0 g (수율 61.8%)을 얻었다.
합성예 2-2 <2-b>의 합성
하기 반응식 9에 의하여 <2-b>를 합성하였다.
[반응식 9]
Figure pat00122
<2-b>
1 L 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에 소듐하이드라이드(60% mineral oil)(NaH), 10.1 g (0.425 mol), N,N-다이메틸포름아마이드 30.0 ml을 넣고 반응액을 0℃로 냉각한다. 0℃에서 카바졸 59.1 g (0.354 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 180 ml에 녹인 용액을 천천히 적가하고 적가 후 0℃를 유지하며 1 시간 교반한다. 1 시간 후 [반응식 8]에서 합성한 <2-a> 80.0 g (0.354 mol)을 N,N-다이메틸포름아마이드 160 ml에 녹인 용액을 천천히 적가한다. 적가가 완료되면 반응액을 상온으로 올린 후 교반한다. 반응이 종결되면 반응액을 물 3 L에 부어 고체를 석출킨 후 여과한다. 고체를 톨루엔을 이용하여 재결정을 하여 <2-b> 80.0 g (수율 63.4%)을 얻었다.
합성예 2-3 [화학식 10]의 합성
하기 반응식 10에 의하여 [화학식 10]을 합성하였다.
[반응식 10]
Figure pat00123
[화학식 10]
반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 9에서 합성한 <2-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 10] 4.6 g (수율 39.0%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 732.30[M]+
Anal. Calc. for C51H36N6 C, 83.58; H, 4.95; N, 11.47. Found C, 83.60; H, 4.94; N, 11.46.
합성예 3. 화학식 11의 합성
합성예 3-1. <3-a>의 합성
하기 반응식 11에 의하여 <3-a>를 합성하였다.
[반응식 11]
Figure pat00124
<3-a>
1 L 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 2]에서 합성한 <1-b> 60.0 g (0.240 mol), 아이오벤젠 73.4 g (0.360 mol), 쿠퍼아이오다이드(CuI) 2.3 g (0.012 mol), 트리포타슘포스페이트(K3PO4) 106.96 g (0.504 mol), 트랜스-1,2-사이클로헥산다이아민 54.8 g (0.480 mol) 및 1,4-다이옥산 300.0 ml을 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 상온으로 냉각 후 물 1 L로 추출 한 후 유기층을 무수처리하여 감압농축하고 흡착컬럼크로마토그래피를 이용하여 <1-c> 72.0 g (수율 92.0%)을 얻었다.
합성예 3-2 <3-b>의 합성
하기 반응식 12에 의하여 <3-b>를 합성하였다.
[반응식 12]
Figure pat00125
<3-b>
1 L 둥근 바닥 플라스크에 질소 분위기 하에서 반응식 11에서 합성한 <3-a> 72.0 g (0.223 mol)을 테트라하이드로퓨란 576.0 ml에 녹인 후 영하 70도로 냉각한다. 냉각 후 n-뷰틸리튬(1.6 M 헥산용액) 167.60 ml (0.268 mol)을 천천히 적가한다. 저온을 유지하며 1 시간 교반한 후 트리메틸보레이트 75.7 g(0.402 mol)을 적가한 후 상온에서 12 시간 교반시킨다. 반응 종료 후 2 N HCl 용액 200 ml를 적가한 후 에틸아세테이트와 물을 넣고 추출한다. 유기층을 무수처리한 후 감압하여 유기용매를 제거한다. 감압 농축 후 헥산 500 ml를 넣고 재결정한다. 생긴 고체를 여과하여 <3-b> 48.3 g(수율 75.3%)를 얻었다.
합성예 3-3 <3-c>의 합성
하기 반응식 13에 의하여 <3-c>를 합성하였다.
[반응식 13]
Figure pat00126
<3-c>
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 반응식 8에서 합성한 <2-a> 12.5 g(0.055 mol), 반응식 12에서 합성한 <3-b> 15.9 g (0.055 mol), 탄산칼륨(K2CO3) 30.6 g (0.221 mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 3.2 g (0.003 mol), 물 25.0 mL, 톨루엔 62.5 ml 및 테트라하이드로퓨란 62.5 mL를 투입하고 24 시간 동안 환류시켰다. 반응이 종결되면, 반응의 결과물을 층 분리하여 수층을 제거하고 유기층을 분리하여 감압 농축한 후 칼럼크로마토그래피를 통하여 <3-c> 18.7 g (수율 78.1%)을 얻었다.
합성예 3-4 [화학식 11]의 합성
하기 반응식 14에 의하여 [화학식 11]을 합성하였다.
[반응식 14]
Figure pat00127
[화학식 11]
반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 13에서 합성한 <3-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 11] 10.6 g (수율 89.8%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 808.33[M]+
Anal. Calc. for C57H40N6 C, 84.63; H, 4.98; N, 10.39. Found C, 83.60; H, 5.00; N, 10.40.
합성예 4. 화학식 7의 합성
합성예 4-1. <4-a>의 합성
하기 반응식 15에 의하여 <4-a>를 합성하였다.
[반응식 15]
Figure pat00128
<4-a>
반응식 6에서 사용한 브로모벤젠대신 브로모벤젠-D5을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <4-a> 30.1 g (수율 69.1%)을 얻었다.
합성예 4-2 [화학식 7]의 합성
하기 반응식 16에 의하여 [화학식 7]을 합성하였다.
[반응식 16]
Figure pat00129
[화학식 7]
반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 15에서 합성한 <4-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 7] 8.1 g (수율 77.4%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 653.34[M]+
Anal. Calc. for C45H23 D10N5 C, 82.66; H, 6.63; N, 10.71. Found C, 82.67; H, 6.64; N, 10.69.
합성예 5. 화학식 16의 합성
합성예 5-1. <5-a>의 합성
하기 반응식 17에 의하여 <5-a>를 합성하였다.
[반응식 17]
Figure pat00130
<5-a>
반응식 8에서 사용한 브로모벤젠대신 브로모벤젠-D5을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <5-a> 26.1 g (수율 69.4%)을 얻었다.
합성예 5-2 <5-b>의 합성
하기 반응식 18에 의하여 <5-b>를 합성하였다.
[반응식 18]
Figure pat00131
<5-b>
반응식 9에서 사용한 <2-a>대신 반응식 17에서 합성한 <5-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <5-b> 31.9 g (수율 77.5%)을 얻었다.
합성예 5-3 [화학식 16]의 합성
하기 방응식 19에 의하여 [화학식 16]를 합성하였다.
[반응식 19]
Figure pat00132
[화학식 16]
반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 18에서 합성한 <5-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 16] 6.7 g (수율 56.7%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 737.33[M]+
Anal. Calc. for C51H31 D5N6 C, 83.01; H, 5.60; N, 11.37. Found C, 82.97; H, 5.62; N, 11.41.
합성예 6. 화학식 25의 합성
합성예 6-1. <6-a>의 합성
하기 반응식 20에 의하여 <6-a>를 합성하였다.
[반응식 20]
Figure pat00133
<6-a>
반응식 13에서 사용한 <2-a>대신 반응식 반응식 17에서 합성한 <5-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <6-a> 20.0 g (수율 70.4%)을 얻었다.
합성예 6-2 [화학식 25]의 합성
하기 반응식 21에 의하여 [화학식 25]를 합성하였다.
[반응식 21]
Figure pat00134
[화학식 25]
반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 20에서 합성한 <6-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 25] 10.8 g (수율 91.5%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 813.36[M]+
Anal. Calc. for C57H35 D5N6 C, 84.10; H, 5.57; N, 10.32. Found C, 84.11; H, 5.56; N, 10.32.
합성예 7. 화학식 158의 합성
합성예 7-1. <7-a>의 합성
하기 반응식 22에 의하여 <7-a>를 합성하였다.
[반응식 22]
Figure pat00135
<7-a>
5L 둥근 바닥 플라스크에 2-브로모-9,9'-다이메틸플루오렌 200 g(0.73 mol)과 테트라하이드로퓨란 2400 ml를 넣고 질소분위기하에서 30 분간 교반 시키고 반응물의 온도를 -78℃까지 냉각시킨다. 1.6 M 노말 부틸리튬 549 ml(0.88 mol)을 천천히 적가하였다. 실온에서 24 시간 교반 후 반응물의 온도를 -78℃까지 냉각시킨다. 아이오딘을 223 g(0.88 mol)을 천천히 넣은 후, 실온으로 온도를 올리고 12 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 소듐티오설페이트수용액으로 반응을 종결시키고 추출한 뒤 유기층을 감압 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <7-a> 209 g (수율 89%) 얻었다.
합성예 7-2 <7-b>의 합성
하기 반응식 23에 의하여 <7-b>를 합성하였다.
[반응식 23]
Figure pat00136
<7-b>
5 L 둥근 바닥 플라스크에 반응식 23에서 합성한 <7-a> 209 g (0.63 mol)과 2-브로모아닐린 122.1 g (0.789 mol), 트리스(다이벤즈리덴아세톤)다이팔라듐(0) 12 g (0.013 mol), 1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센 14.5 g (0.026 mol), 소듐터셔리부톡사이드 94.1 g (0.979 mol)과 톨루엔 2100 ml를 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응 종료 후 여과시켜 감압 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <7-b> 164 g (수율 69%) 얻었다.
합성예 7-3 <7-c>의 합성
하기 반응식 24에 의하여 <7-c>를 합성하였다.
[반응식 24]
Figure pat00137
<7-c>
2 L 둥근 바닥 플라스크에 반응식 23에서 합성한 <7-b> 70 g (0.19 mol)과 트리사이클로헥실포스피늄테트라플루오로보레이트 1.4 g (0.004 mol), 팔라듐 아세테이트 0.431 g (0.002 mol), 탄산칼륨 53.1 g (0.384 mol)과 N,N-다이메틸아세트아마이드 700 ml를 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응 종료 후 추출한 뒤 유기층을 감압 농축 후 헥산으로 재결정하여 <7-c> 46.3 g(수율 85%)을 얻었다.
합성예 7-4 <7-d>의 합성
하기 반응식 25에 의하여 <7-d>를 합성하였다.
[반응식 25]
Figure pat00138
<7-d>
2 L 둥근 바닥 플라스크에 반응식 24에서 합성한 <7-c> 43 g (0.151 mol)과 1-브로모-4-아이오도벤젠 51.3g(0.181mol), 트리스(다이벤즈리덴아세톤)다이팔라듐(0) 1.3 g (0.001 mol), 18-크라운-6-에터 1.2 g (0.42 mmol), 트리터셔리부틸포스핀 0.9 g (0.004 mol), 탄산칼륨 41.7 g (0.302 mol)과 자이렌 800 ml를 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응 종료 후 추출한 뒤 유기층을 감압 농축 후 헥산으로 재결정하여 <7-d> 49.2g (수율 74.3%) 얻었다.
합성예 7-5 [화학식 158]의 합성
하기 반응식 26에 의하여 [화학식 158]을 합성하였다.
[반응식 26]
Figure pat00139
[화학식 158]
반응식 7에서 사용한 <1-f>대신 반응식 25에서 합성한 <7-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 158] 9.0g (수율 60.0%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 769.35[M]+
Anal. Calc. for C57H43N3 C, 88.91; H, 5.63; N, 5.46. Found C, 88.91; H, 5.62; N, 5.47.
합성예 8. 화학식 162의 합성
합성예 8-1 [화학식 162]의 합성
하기 반응식 27에 의하여 [화학식 162]을 합성하였다.
[반응식 27]
Figure pat00140
[화학식 162]
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 2,8-다이브로모다이벤조싸이오펜 10.0 g (0.029 mol), [반응식 4]에서 합성한 <1-d> 24.0 g (0.064 mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 2.03 g (0.002 mol), 탄산칼륨 20.2 g (0.146 mol), 톨루엔 70 ml. 1,4-다이옥산 70 ml 및 물 35 ml을 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 상온으로 냉각 후 톨루엔과 물을 이용하여 추출을 하고 유기층을 무수처리 한 후 유기층을 감압농축한다. 감압 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 [화학식 162] 13.5 g (수율 68.4%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 674.28[M]+
Anal. Calc. for C48H38N2S C, 85.42; H, 5.68; N, 4.15; S, 4.75 Found C, 85.40; H, 5.70; N, 4.13; S, 4.77
합성예 9. 화학식 167의 합성
합성예 9-1 <9-a>의 합성
하기 반응식 28에 의하여 <9-a>을 합성하였다.
[반응식 28]
Figure pat00141
<9-a>
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 반응식 5에서 합성한 <1-e> 9.0 g (0.022 mol)과 N,N-다이메틸포름아마이드 90 ml을 넣고 질소분위기하에서 교반한다. 이 반응액에 N-브로모썩시이미드 3.9 g (0.024 mol)이 녹아있는 N,N-다이메틸포름아마이드 용액을 천천히 적가한 후 반응이 종결 될 때까지 상온에서 교반한다. 반응이 종결되면 물 1 L에 반응액을 부어 고체를 석출시킨 후 여과하여 <9-a> 8.3 g (수율 70.4%)을 얻었다.
합성예 9-2 <9-b>의 합성
하기 반응식 29에 의하여 <9-b>를 합성하였다.
[반응식 29]
Figure pat00142
<9-b>
250 ml 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 27]에서 합성한 8.3 g (0.017 mol), 페닐보론산 2.5 g (0.020 mol), 테트라키스트리페닐포스핀팔라듐 (Pd(PPh3)4) 0.6 g (0.001 mol), 탄산칼륨 7.0 g (0.051 mol), 톨루엔 41.5 ml, 1,4-다이옥산 41.5 ml 및 물 16.6 ml을 넣고 12 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 상온으로 냉각 후 톨루엔과 물을 이용하여 추출을 하고 유기층을 무수처리 한 후 유기층을 감압농축한다. 감압 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <9-b> 7.1 g (수율 86.0%)을 얻었다.
합성예 9-3 [화학식 167]의 합성
하기 반응식 29에 의하여 [화학식 167]을 합성하였다.
[반응식 30]
Figure pat00143
[화학식 167]
반응식 7에서 사용한 <1-e>대신 반응식 29에서 합성한 <9-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 167] 7.0 g (수율 66.9%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 719.30[M]+
Anal. Calc. for C51H37N5 C, 85.09; H, 5.18; N, 9.73. Found C, 85.07; H, 5.19; N, 9.74.
합성예 10. 화학식 198의 합성
합성예 10-1 <10-a>의 합성
하기 반응식 31에 의하여 <10-a>을 합성하였다.
[반응식 31]
Figure pat00144
<10-a>
500 ml 둥근 바닥 플라스크에 [반응식 1]에서 합성한 <1-a> 25.0 g (0.112 mol), 사이클로펜타논 9.4 g (0.112 mol) 및 에탄올 250.0 ml을 넣고 10 시간 환류시켰다. 반응이 종결되면 반응액을 농축 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 <10-a> 26.0 g (수율 92.9%)을 얻었다.
합성예 10-2 <10-b>의 합성
하기 반응식 32에 의하여 <10-b>을 합성하였다.
[반응식 32]
Figure pat00145
<10-b>
반응식 3에서 사용한 <1-b>대신 반응식 31에서 합성한 <10-a>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <10-b> 29.1 g (수율 84.6%)을 얻었다.
합성예 10-3 <10-c>의 합성
하기 반응식 33에 의하여 <10-c>을 합성하였다.
[반응식 33]
Figure pat00146
<10-c>
반응식 4에서 사용한 <1-c>대신 반응식 32에서 합성한 <10-b>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 24.8g (수율 74.1%)을 얻었다.
합성예 10-4 <10-d>의 합성
하기 반응식 34에 의하여 <10-d>을 합성하였다.
[반응식 34]
Figure pat00147
<10-d>
반응식 5에서 사용한 <1-d>대신 반응식 33에서 합성한 <10-c>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 <10-d> 16.2g (수율 66.7%)을 얻었다.
합성예 10-4 [화학식 198]의 합성
하기 반응식 35에 의하여 [화학식 198]을 합성하였다.
[반응식 35]
Figure pat00148
[화학식 198]
반응식 7에서 사용한 <1-e>대신 반응식 34에서 합성한 <10-d>를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 [화학식 198] 6 g (수율 67.8%)을 얻었다.
MS(MALDI-TOF) : m/z 629.26[M]+
Anal. Calc. for C44H31N5 C, 83.92; H, 4.96; N, 11.12. Found C, 83.90; H, 4.98; N, 11.12.
< 실시예 > 유기 발광다이오드의 제조
ITO 글래스의 발광 면적이 2 mm×2 mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10-6 torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO 위에 DNTPD (700Å), NPD (300Å), 본 발명에 의해 제조된 화합물 + Ir(ppy)3(10%)(300Å), Alq3 (350Å), LiF(5Å), Al(1,000Å)의 순서로 성막하였으며, 0.4 mA에서 측정을 하였다.
[DNTPD] [NPD]
Figure pat00149
Figure pat00150
[Ir(ppy)3] [Alq3]
Figure pat00151
Figure pat00152

< 비교예 >
비교예를 위한 유기발광다이오드 소자는 상기 실시예의 소자구조에서 발명에 의해 제조된 화합물 대신 일반적으로 인광호스트 물질로 많이 사용되고 있는 CBP, 를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였으며 상기 CBP의 구조는 아래와 같다.
[CBP]
Figure pat00153

구분 호스트 도펀트 도핑농도% V Cd /m 2 CIEx CIEy T 80 ( Hr )
비교예1 CBP Ir(ppy)3 10 7.93 3801 0.297 0.624 68
실시예1 6 Ir(ppy)3 10 4.24 5250 0.288 0.624 251
실시예2 10 Ir(ppy)3 10 4.63 4923 0.302 0.623 173
실시예3 11 Ir(ppy)3 10 4.15 5040 0.313 0.619 208
실시예4 7 Ir(ppy)3 10 4.21 5259 0.288 0.625 253
실시예5 16 Ir(ppy)3 10 4.62 4925 0.302 0.622 192
실시예6 25 Ir(ppy)3 10 4.14 5098 0.312 0.619 223
실시예7 158 Ir(ppy)3 10 4.55 5157 0.303 0.624 242
실시예8 162 Ir(ppy)3 10 4.44 5126 0.298 0.627 125
실시예9 167 Ir(ppy)3 10 4.65 5140 0.296 0.628 191
실시예10 198 Ir(ppy)3 10 4.16 4948 0.309 0.632 99
본 발명의 화학식 6, 10, 11, 7, 16, 25, 158, 162, 167, 및 198의 밴드갭을 측정하기 위하여 흡수분광광도계(UV/Vis absorption spectrometer) 및 전압 전류계 (Cyclic voltammetry)을 이용하여 측정하였다.
구분 UV (λmax) PL (λmax) HOMO(eV) LUMO(eV) Band Gap(ev)
화학식 6 286, 332 509 5.88 2.58 3.31
화학식 12 286, 332 482 5.79 2.48 3.31
화학식 11 286, 332 492 5.85 2.54 3.31
화학식 7 286, 332 507 5.89 2.57 3.32
화학식 16 286, 332 482 5.79 2.47 3.32
화학식 25 286, 332 492 5.85 2.54 3.31
화학식 158 290, 318, 342 473 6.2 2.8 3.4
화학식 162 294, 318, 342 474 6.1 3.0 3.1
화학식 167 287, 333 494 5.89 2.58 3.31
화학식 198 286, 332 510 5.86 3.56 3.30
위 표 1, 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 10에 따라 제조된 이형고리 화합물을 호스트 물질로 포함하는 유기전계발광소자는 호스트 물질이 CBP인 비교예 1에 비하여 구동전압(V)이 최대 3.8V 낮고, 발광효율(Cd/㎡)은 40%이상 증가하였으며, 긴 수명(T80)을 갖는 특성을 보이므로 표시소자, 디스플레이 소자 및 조명 등에 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.
10: 기판 20: 애노드
30: 정공주입층 40: 정공수송층
50: 유기발광층 60: 전자수송층
70: 전자주입층 80: 캐소드

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 이형고리 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00154

    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R5는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 60의 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 50의 아릴알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기로 이루어진 군으로부터 선택되며, 인접한 두 개의 R은 서로 결합하여 축합고리를 형성할 수 있으며,
    X는 CR6R7, NR8, O, S, P, Se 또는 SiR9R10으로 이루어진 군에서 선택되고,
    n은 3 내지 6 사이의 정수이며,
    상기 R6 내지 R10은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 R1 내지 R5은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 중수소, 시아노기, 할로겐, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 1 내지 40의 알콕시기, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 40의 아릴아미노기,　탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 1 내지 40의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 40의 아릴옥시기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴기, -SiR11R12R13 또는 -NR14R15로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기에 의해서 치환될 수 있으며,
    상기 R11지 R15는 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 수소, 중수소, 시아노기, 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 탄소수 3 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 60의 알콕시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴옥시기, 탄소수 5 내지 60의 아릴싸이오기, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미노기, 탄소수 6 내지 30의 아릴아미노기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 6 내지 30의 아릴실릴기, 탄소수 1 내지 50의 아릴알킬아미노기, 탄소수 2 내지 60의 알케닐기, 탄소수 2 내지 60의 알키닐기, 히드록실기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    하기 [화학식 2] 내지 [화학식 5]로 표시되는 화합물 중의 하나인 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물:
    [화학식 2] [화학식 3]
    Figure pat00156

    [화학식 4] [화학식 5]
    Figure pat00157
    Figure pat00158

    상기 [화학식 2] 내지 [화학식 5]에서, R1 내지 R5 및 n은 상기 [화학식 1]의 정의와 동일하다.
  4. 제 1 항에 있어서, 하기 [화학식 6] 내지 [화학식 221]로 표시되는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물:
    [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8] [화학식 9]
    Figure pat00159
    Figure pat00160

    [화학식 10] [화학식 11] [화학식 12] [화학식 13]
    Figure pat00161
    Figure pat00162

    [화학식 14] [화학식 15] [화학식 16] [화학식 17]
    Figure pat00163
    Figure pat00164

    [화학식 18] [화학식 19] [화학식 20] [화학식 21]
    Figure pat00165
    Figure pat00166

    [화학식 22] [화학식 23] [화학식 24] [화학식 25]
    Figure pat00167
    Figure pat00168

    [화학식 26] [화학식 27] [화학식 28] [화학식 29]
    Figure pat00169
    Figure pat00170

    [화학식 30] [화학식 31] [화학식 32] [화학식 33]
    Figure pat00171
    Figure pat00172

    [화학식 34] [화학식 35] [화학식 36] [화학식 37]
    Figure pat00173
    Figure pat00174

    [화학식 38] [화학식 39] [화학식 40] [화학식 41]
    Figure pat00175
    Figure pat00176

    [화학식 42] [화학식 43] [화학식 44] [화학식 45]
    Figure pat00177
    Figure pat00178

    [화학식 46] [화학식 27] [화학식 48] [화학식 49]
    Figure pat00179
    Figure pat00180

    화학식 [50] [화학식 51] [화학식 52] [화학식 53]
    Figure pat00181
    Figure pat00182

    [화학식 54] [화학식 55] [화학식 56] [화학식 57]
    Figure pat00183
    Figure pat00184

    [화학식 58] [화학식 59] [화학식 60] [화학식 61]
    Figure pat00185
    Figure pat00186

    [화학식 62] [화학식 63] [화학식 64] [화학식 65]
    Figure pat00187
    Figure pat00188

    [화학식 66] [화학식 67] [화학식 68] [화학식 69]
    Figure pat00189
    Figure pat00190

    [화학식 70] [화학식 71] [화학식 72] [화학식 73]
    Figure pat00191
    Figure pat00192

    [화학식 74] [화학식 75] [화학식 76] [화학식 77]
    Figure pat00193
    Figure pat00194

    [화학식 78] [화학식 79] [화학식 80] [화학식 81]
    Figure pat00195
    Figure pat00196

    [화학식 82] [화학식 83] [화학식 84] [화학식 85]
    Figure pat00197
    Figure pat00198

    [화학식 86] [화학식 87] [화학식 88] [화학식 89]
    Figure pat00199
    Figure pat00200

    [화학식 90] [화학식 91] [화학식 92] [화학식 93]
    Figure pat00201
    Figure pat00202

    [화학식 94] [화학식 95] [화학식 96] [화학식 97]
    Figure pat00203
    Figure pat00204

    [화학식 98] [화학식 99] [화학식 100] [화학식 101]
    Figure pat00205
    Figure pat00206

    [화학식 102] [화학식 103] [화학식 104] [화학식 105]
    Figure pat00207
    Figure pat00208

    [화학식 106] [화학식 107] [화학식 108] [화학식 109]
    Figure pat00209
    Figure pat00210

    [화학식 110] [화학식 111] [화학식 112] [화학식 113]
    Figure pat00211
    Figure pat00212

    [화학식 114] [화학식 115] [화학식 116] [화학식 117]
    Figure pat00213
    Figure pat00214

    [화학식 118] [화학식 119] [화학식 120] [화학식 121]
    Figure pat00215
    Figure pat00216

    [화학식 122] [화학식 123] [화학식 124] [화학식 125]
    Figure pat00217
    Figure pat00218

    [화학식 126] [화학식 127] [화학식 128] [화학식 129]
    Figure pat00219
    Figure pat00220

    [화학식 130] [화학식 131] [화학식 132] [화학식 133]
    Figure pat00221
    Figure pat00222

    [화학식 134] [화학식 135] [화학식 136] [화학식 137]
    Figure pat00223
    Figure pat00224

    [화학식 138] [화학식 139] [화학식 140] [화학식 141]
    Figure pat00225
    Figure pat00226

    [화학식 142] [화학식 143] [화학식 144] [화학식 145]
    Figure pat00227
    Figure pat00228

    [화학식 146] [화학식 147] [화학식 148] [화학식 149]
    Figure pat00229
    Figure pat00230

    [화학식 150] [화학식 151] [화학식 152] [화학식 153]
    Figure pat00231
    Figure pat00232

    [화학식 154] [화학식 155] [화학식 156] [화학식 157]
    Figure pat00233
    Figure pat00234

    [화학식 158] [화학식 159] [화학식 160] [화학식 161]
    Figure pat00235
    Figure pat00236

    [화학식 162] [화학식 163] [화학식 164] [화학식 165]
    Figure pat00237
    Figure pat00238

    [화학식 166] [화학식 167] [화학식 168] [화학식 169]
    Figure pat00239
    Figure pat00240

    [화학식 170] [화학식 171] [화학식 172] [화학식 173]
    Figure pat00241
    Figure pat00242

    [화학식 174] [화학식 175] [화학식 176] [화학식 177]
    Figure pat00243
    Figure pat00244

    [화학식 178] [화학식 179] [화학식 180] [화학식 181]
    Figure pat00245
    Figure pat00246

    [화학식 182] [화학식 183] [화학식 184] [화학식 185]
    Figure pat00247
    Figure pat00248

    [화학식 186] [화학식 187] [화학식 188] [화학식 189]
    Figure pat00249
    Figure pat00250

    [화학식 190] [화학식 191] [화학식 192] [화학식 193]
    Figure pat00251
    Figure pat00252

    [화학식 194] [화학식 195] [화학식 196] [화학식 197]
    Figure pat00253
    Figure pat00254

    [화학식 198] [화학식 199] [화학식 200]
    Figure pat00255

    [화학식 201] [화학식 202] [화학식 203]
    Figure pat00256

    [화학식 204] [화학식 205] [화학식 206]
    Figure pat00257

    [화학식 207] [화학식 208] [화학식 209]
    Figure pat00258

    [화학식 210] [화학식 211] [화학식 212]
    Figure pat00259

    [화학식 213] [화학식 214] [화학식 215]
    Figure pat00260

    [화학식 216] [화학식 217] [화학식 218]
    Figure pat00261

    [화학식 219] [화학식 220] [화학식 221]
    Figure pat00262
  5. 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 제 1 항 내지 제 4 항의 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 이형고리 화합물은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층 중에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 애노드 및 캐소드 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
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