KR20140034537A

KR20140034537A - 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자

Info

Publication number: KR20140034537A
Application number: KR1020120100983A
Authority: KR
Inventors: 표성완; 이세진
Original assignee: 에스에프씨 주식회사
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-20

Abstract

본 발명은 신규한 이형고리 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계 발광소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동전압, 발광효율 등의 발광특성이 우수하고 안정적인 이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 본 발명의 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.

Description

이형고리 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자{Heterocyclic com pounds and organic light-emitting diode including the same}

본 발명은 신규한 이형고리 화합물 및 이를 발광물질로 포함하는 유기전계 발광소자에 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.

이에, 본 발명자들은 종래 인광발광재료에 사용되는 화합물보다 구동전압이 낮고 발광 효율이 우수한 특성을 갖는 신규한 이형고리 화합물을 제조하고, 상기 이형고리 화합물을 포함하는 유기전계발광소자를 제공함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신규한 이형고리 화합물을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 이형고리 화합물을 포함하는 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 이형고리 화합물을 제공한다:

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, X₁ 내지 X₁₀, R₁, R₂, L, Ar 및 n은 본 명세서에서 정의한 바와 같다).

또한, 본 발명은 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재되며, 상기 화학식 1로 표시되는 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자를 제공한다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 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 발명에 따른 일실시예의 유기전계발광소자의 개략도이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 유기전계발광소자의 구동전압, 전류효율 등의 발광 특성을 개선한 발광층 호스트 물질로서, 하기 화학식 1로 표시되는 이형고리 화합물에 대하여 X₁ 내지 X₁₀, R₁, R₂, L, Ar 및 다양한 치환기가 결합된 화합물을 제공한다:

상기 화학식 1에 있어서,

X₁내지 X₁₀및 R₁내지 R₃는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, -SiR₁R₂R₃및 -NR₁R₂로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종이고;

L은 단일결합 또는 2가의 연결기 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이고;

Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고;

n은 0 내지 3의 정수이고;

상기 치환기는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.

바람직하게는 상기 X₁ 내지 X₁₀, R₁ 내지 R₃ 및 Ar은 각각 독립적으로 중수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴기, 게르마늄기, 인 및 보론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 치환되고, 상기 치환기는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.

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 있다.

본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소부틸옥시기, sec-부틸옥시기, 펜틸옥시기, iso-아밀옥시기, 헥실옥시기 등을 들 수 있으며, 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.

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 치환가능하다.

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 치환가능하다.

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 발명에 있어서, "치환된"이라는 용어는 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, 알킬기, 알콕시기, 알킬아미노기, 아릴아미노기, 헤테로아릴아미노기, 알킬실릴기, 아릴실릴기, 아릴옥시기, 아릴기, 헤테로아릴기, 게르마늄, 인, 보론, 수소 및 중수소로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 상기 화학식 1에 따른 이형고리 화합물에 대한 구체적인 예에 의해서 본 발명이 제한되는 것은 아니지만, 구체적으로 하기 화학식 2 내지 화학식 136으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명에 따른 이형고리 화합물의 제조방법은 후술하는 실시예에 구체적으로 나타내었다.

또한, 본 발명애노드, 캐소드, 상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 상기 화학식 1로 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]

[Ir(chpy)₃]

[Ir(mchpy)₃]

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 일실시예에 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 제조예 및 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

단, 하기 제조예 및 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 제조예 및 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

제조예

< 제조예 1> 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조

단계 1: 화학식 1-a로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 1]에 나타낸 바와 같이 화학식 1-a로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 1]

1-아이오도나프탈렌 100.0 g(393.59 mmol), 5-브로모-2-아미노-벤조익 산 메틸 에스터 71.39 g(472.31 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 7.2 g(7.87 mmol), 1,1`-비스(디페닐포스피노)페로센 4.36 g(7.87 mmol), 소듐 터셔리 부톡사이드 56.7 g(590.39 mmol)과 톨루엔 1000 ㎖를 첨가한 후, 24시간 환류, 교반하였다. 반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 물과 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기층을 건조 후 감압농축하고, 컬럼크로마토그래피로 분리하여 화학식 1-c로 표시되는 화합물 92.6 g을 얻었다(수율 66%).

단계 2: 화학식 1-b로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 2]에 나타낸 바와 같이 화학식 1-b로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 2]

상기 [반응식 1]로부터 얻은 화학식 1-a로 표시되는 화합물 92.6 g(260.0 mmol)을 테트라하이드로퓨란에 녹인 후, 0 ℃ 로 낮추고, 3.0M 메틸마그네슘브로마이드208 ㎖(623.9 mmol)을 천천히 적가한 후, 상온에서 12시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 2M 염산수용액 200 ㎖를 상온에서 적가 한 후, 30분간 교반하였다. 그 후 에틸아세테이트와 물로 추출하고, 유기층을 감압농축 한 후 메틸렌클로라이드와 핵산으로 재결정하여 화학식 1-b로 표시되는 화합물 50.0 g을 얻었다(수율 54 %).

단계 3: 화학식 1-c로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 3]에 나타낸 바와 같이 화학식 1-c로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 3]

상기 [반응식 2]로부터 얻은 화학식 1-b로 표시되는 화합물 50.0 g(140.3 mmol)을 인산 500 ㎖에 첨가한 후, 6시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후, 반응액을 과량의 물에 붓고 고체를 생성한 후 걸러내어 화학식 1-c로 표시되는 화합물 28.0 g을 얻었다(수율 59%).

단계 4: 화학식 1-d로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 4]에 나타낸 바와 같이 화학식 1-d로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 4]

상기 [반응식 3]으로부터 얻은 화학식 1-c로 표시되는 화합물 28.0 g(82.78 mmol), 60% 소듐 하이드라이드 5.0 g(124.17 mmol)을 디메틸포름아마이드 400 ㎖에 첨가한 후, 상온에서 30분 동안 교반하였다. 그 후 클로로디페닐트리아진 26.59 g(99.34 mmol)을 디메틸포름아마이드 300 ㎖에 녹여 천천히 적가한 후 1시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 증류수 200 ㎖를 첨가해주고 여과 후 재결정하여 화학식 1-d로 표시되는 화합물 25.0 g을 얻었다(수율 53 %).

단계 5: 화학식 4로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 5]에 나타낸 바와 같이 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 5]

상기 [반응식 4]로부터 얻은 화학식 1-d로 표시되는 화합물 10.0 g(17.56 mmol), 카바졸 3.5g(21.07 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 0.32 g(0.35 mmol), 1,1`-비스(디페닐포스피노)페로센 0.19 g(0.35 mmol), 소듐 터셔리 부톡사이드 2.5 g(26.34 mmol)과 톨루엔 100 ㎖를 첨가한 후, 24시간 환류, 교반하였다. 반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 결정을 여과하고, 그 결정을 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 4로 표시되는 화합물 5.4 g을 얻었다(수율 47%).

MS [M]⁺656

< 제조예 2> 화학식 5로 표시되는 화합물의 제조

단계 1: 화학식 5로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 6]에 나타낸 바와 같이 화학식 5로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 6]

상기 [반응식 4]로부터 얻은 화학식 1-d로 표시되는 화합물 10.0 g(17.56 mmol),(9-페닐-9H-카바졸-3-일)보로닉 애씨드 6.3 g(26.34 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 410 mg(0.35 mmol), 탄산칼륨 4.9 g(35.12 mmol), 1,4-다이옥산 50 ㎖, 톨루엔 50 ㎖, 증류수 20 ㎖에 첨가한 후, 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 결정을 여과하고, 그 결정을 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 5로 표시되는 화합물6.1 g을 얻었다(수율 48 %).

MS [M]⁺732

< 제조예 3> 화학식 9로 표시되는 화합물의 제조

단계 1: 화학식 3-a로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 7]에 나타낸 바와 같이 화학식 3-a로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 7]

상기 [반응식 3]으로부터 얻은 화학식 1-c로 표시되는 화합물 30.0 g(88.69 mmol), 아이오도벤젠 27.8 g(133.04 mmol), 구리분말 11.26 g(117.39 mmol), 18-크라운-6 4.7 g(17.74 mmol), 탄산칼륨 36.78 g(266.08 mmol)을 순서대로 첨가한 후, 1,2-디클로로벤젠 300 ㎖를 가한 후, 180 ℃에서 1일 동안 환류, 교반하였다.

반응 종결 후, 고온필터 후 용액을 농축하고 핵산 단독으로 컬럼 크로마토그래피를 하여 화학식 3-a로 표시되는 화합물 26.4 g을 얻었다(수율 72 %).

단계 2: 화학식 3-b로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 8]에 나타낸 바와 같이 화학식 3-b로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 8]

상기 [반응식 7]로부터 얻은 화학식 3-a로 표시되는 화합물 26.4 g(63.72 mmol)을 질소 기류하에서 테트라하이드로퓨란 260 ㎖에 녹인 후 -78 ℃에서 교반하면서 1.6M 노르말-부틸리튬48 ㎖(76.46 mmol)을 천천히 적가한 후, -78 ℃를 유지하면서 1시간 동안 교반하였다. 그 후 트리메틸보레이트 9.3 g(89.20 mmol)을 천천히 적가 한 후 상온으로 올려서 3시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 1M 염산수용액 100 ㎖를 상온에서 적가 한 후 30분간 교반하였다. 그 후 에틸아세테이트와 물로 추출하고 유기층을 감압농축하고 메틸렌클로라이드와 핵산에서 재결정하여 화학식 3-b로 표시되는 화합물 15.2 g을 얻었다(수율 63 %).

단계 3: 화학식 3-c로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 9]에 나타낸 바와 같이 화학식 3-c로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 9]

3-브로모-9H-카바졸 20.0 g(81.27 mmol), 60% 소듐 하이드라이드 4.9 g(121.90 mmol)을 디메틸포름아마이드 300 ㎖에 첨가한 후, 상온에서30분 동안 교반하였다. 그 후 클로로디페닐트리아진 26.11 g(97.52 mmol)을 디메틸포름아마이드 200 ㎖에 녹여 천천히 적가 한 후 1시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 증류수 200 ㎖를 첨가해주고 여과 후 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 3-c로 표시되는 화합물 24.0 g을 얻었다(수율 62 %).

단계 3: 화학식 9로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 10]에 나타낸 바와 같이 화학식 9로 표시되는 화합물을 제조하였다.

상기 [반응식 9]로부터 얻은 화학식 3-c로 표시되는 화합물 10.0 g(20.95 mmol), [반응식 8]로부터 얻은 화학식 3-b로 표시되는 화합물 11.9 g(31.42 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 480 mg(0.4 mmol), 탄산칼륨 5.8 g(41.90 mmol), 1,4-다이옥산 50 ㎖, 톨루엔 50 ㎖, 증류수 20 ㎖에 첨가한 후, 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 결정을 여과하고, 그 결정을 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 9로 표시되는 화합물 7.2 g을 얻었다(수율 47 %).

MS [M]⁺732

< 제조예 4> 화학식 11로 표시되는 화합물의 제조

단계 1: 화학식 4-a로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 11]에 나타낸 바와 같이 화학식 4-a로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 11]

1,4-디브로모나프탈렌 100.0 g(349.70 mmol), 2-아미노-벤조익 산 메틸 에스터 63.43 g(419.64 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 6.4 g(7.00 mmol), 1,1`-비스(디페닐포스피노)페로센 3.88 g(7.00 mmol), 소듐 터셔리 부톡사이드 50.4 g(524.55 mmol)과 톨루엔 1000 ㎖를 첨가한 후, 24시간 환류, 교반하였다. 반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 물과 에틸아세테이트로 추출하였다. 유기층을 건조 후 감압농축하고, 컬럼크로마토그래피로 분리하여 화학식 4-a로 표시되는 화합물 39.8 g을 얻었다(수율 32%).

단계 2: 화학식 4-b로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 12]에 나타낸 바와 같이 화학식 4-b로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 12]

상기 [반응식 11]로부터 얻은 화학식 4-a로 표시되는 화합물 39.8 g(111.73 mmol)을 테트라하이드로퓨란에 녹인 후 녹인 후 0 ℃ 로 낮춘다. 3.0M 메틸마그네슘브로마이드90 ㎖(268.15 mmol)을 천천히 적가한 후, 상온으로 올려서 12시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 2M 염산수용액 100 ㎖를 상온에서 적가 한 후 30분간 교반하였다. 그 후 에틸아세테이트와 물로 추출하고, 유기층을 감압농축 한 후 메틸렌클로라이드와 핵산으로 재결정하여 화학식 4-b로 표시되는 화합물 25.7 g을 얻었다(수율 65 %).

단계 3: 화학식 4-c로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 13]에 나타낸 바와 같이 화학식 4-c로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 13]

상기 [반응식 12]로부터 얻은 화학식 4-b로 표시되는 화합물 25.7 g(92.66 mmol)을 인산 250 ㎖에 첨가한 후, 6시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후, 반응액을 과량의 물에 붓고 고체를 생성한 후 걸러내어 화학식 4-c로 표시되는 화합물 20.2 g을 얻었다(수율 65%).

단계 4: 화학식 4-d로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 14]에 나타낸 바와 같이 화학식 4-d로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 14]

상기 [반응식 13]으로부터 얻은 화학식 4-c로 표시되는 화합물 20.2 g(59.72 mmol), 60% 소듐 하이드라이드 3.6 g(89.58 mmol)을 디메틸포름아마이드 300 ㎖에 첨가한 후, 상온에서30분 동안 교반하였다. 그 후 클로로디페닐트리아진 19.2 g(71.67 mmol)을 디메틸포름아마이드 200 ㎖에 녹여 천천히 적가한 후 1시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 증류수 100 ㎖를 첨가해주고 여과 후 재결정하여 화학식 4-d로 표시되는 화합물 21.4 g을 얻었다(수율 63 %).

단계 5: 화학식 11로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 15]에 나타낸 바와 같이 화학식 11로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 15]

상기 [반응식 14]로부터 얻은 화학식 4-d로 표시되는 화합물 7.0 g(12.29 mmol), 인돌 1.7 g(14.75 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 0.23 g(0.25 mmol), 1,1`-비스(디페닐포스피노)페로센 0.14 g(0.25 mmol), 소듐 터셔리 부톡사이드 1.8 g(18.44 mmol)과 톨루엔 70 ㎖를 첨가한 후, 24시간 환류, 교반하였다. 반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 결정을 여과하고, 그 결정을 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 11로 표시되는 화합물 4.1 g을 얻었다(수율 55%).

MS [M]⁺606

< 제조예 5> 화학식 73으로 표시되는 화합물의 제조

단계 1: 화학식 5-a로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 16]에 나타낸 바와 같이 화학식 5-a로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 16]

2,4,6-트리클로로트리아진 20.0 g(109 mmol), 브로모벤젠17.1 g(109.0 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 2.5 g(2.2 mmol), 탄산칼륨 30.1 g(218.0 mmol)을 테트라히드라퓨란 600 ㎖와 톨루엔 400 ㎖, 증류수 400 ㎖의 혼합용매에 첨가한 후, 9시간 동안 교반, 환류시켰다.

반응 종결 후, 추출 후 유기층을 염화나트륨 포화수용액으로 세정하고, 무수 황산나트륨으로 건조시켰다. 유기용매를 감압 하에서 증류하여 제거한 후, 톨루엔으로 재결정하여 화학식 5-a로 표시되는 화합물 20.7 g을 얻었다(수율 84 %).

단계 2: 화학식 5-b로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 17]에 나타낸 바와 같이 화학식 5-b로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 17]

상기 [반응식 16]으로부터 얻은 화학식 5-a로 표시되는 화합물 20.7 g(91.56 mmol), 디벤조퓨란-4-보로닉산 19.4 g(91.56 mmol) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 2.1 g(1.8 mmol), 탄산칼륨 25.3 g(183.1 mmol)을 테트라히드라퓨란 600 ㎖와 톨루엔 400 ㎖, 증류수 400 ㎖의 혼합용매에 첨가한 후, 12시간 동안 교반, 환류시켰다.

반응 종결 후, 추출 후 유기층을 염화나트륨 포화수용액으로 세정하고, 무수 황산나트륨으로 건조시켰다. 유기용매를 감압 하에서 증류하여 제거한 후, 메틸렌클로라이드와 핵산으로 재결정하여 화학식 5-b로 표시되는 화합물 21.9 g을 얻었다(수율 69 %).

단계 3: 화학식 5-c로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 18]에 나타낸 바와 같이 화학식 5-c로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 18]

상기 [반응식 13]으로부터 얻은 화학식 4-c로 표시되는 화합물 13.2 g(50.90 mmol), 60% 소듐 하이드라이드 3.1 g(76.35 mmol)을 다이메틸포름아마이드 200 ㎖에 첨가한 후, 상온에서 30분 동안 교반하였다. 그 후 상기 [반응식 17로부터 얻은 화학식 5-b로 표시되는 화합물 21.9 g(61.08 mmol)을 디메틸포름아마이드 150 ㎖에 녹여 천천히 적가 한 후 1시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 증류수 100 ㎖를 첨가해주고 여과 후 재결정하여 화학식 5-c로 표시되는 화합물 15.0 g을 얻었다(수율 50 %).

단계 3: 화학식 73로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 19]에 나타낸 바와 같이 화학식 73로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 19]

상기 [반응식 18]로부터 얻은 화학식 5-c로 표시되는 화합물 8.0 g(12.13 mmol), 카바졸 2.4 g(14.55 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 0.22 g(0.24 mmol), 1,1`-비스(디페닐포스피노)페로센 0.13 g(0.24 mmol), 소듐 터셔리 부톡사이드 1.8 g(18.19 mmol)과 톨루엔 80 ㎖를 첨가한 후, 24시간 환류, 교반하였다. 반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 결정을 여과하고, 그 결정을 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 73로 표시되는 화합물 3.9 g을 얻었다(수율 43%).

MS [M]⁺746

< 제조예 6> 화학식 76로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 20]에 나타낸 바와 같이 화학식 76로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 20]

상기 제조예 3의 단계 1에서 아이오도벤젠을 사용하는 대신에 아이오도벤젠-d5를 첨가하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 수행하여 화학식 76로 표시되는 화합물을 얻었다(수율 51 %).

MS [M]⁺737

< 제조예 7> 화학식 94로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 21]에 나타낸 바와 같이 화학식 94로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 21]

상기 [반응식 14]로부터 얻은 화학식 4-d로 표시되는 화합물 10.0 g(17.56 mmol), (9,9-디메틸-9H-플루오렌-2일)보로닉 산 6.27 g(26.34 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 410 mg(0.35 mmol), 탄산칼륨 4.9 g(35.12 mmol), 1,4-다이옥산 50 ㎖, 톨루엔 50 ㎖, 증류수 20 ㎖에 첨가한 후, 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 결정을 여과하고, 그 결정을 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 94로 표시되는 화합물 6.3 g을 얻었다(수율 53 %).

MS [M]⁺683

< 제조예 8> 화학식 98로 표시되는 화합물의 제조

단계 1: 화학식 8-a로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 22]에 나타낸 바와 같이 화학식 8-a로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 22]

클로로디페닐트리아진 100.0 g(373.5 mmol), 3-브로모페닐보로닉 산 75.0 g(373.5 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 8.6 mg(7.5 mmol), 탄산칼륨 103.0 g(747.0 mmol), 1,4-다이옥산 500 ㎖, 톨루엔 500 ㎖, 증류수 200 ㎖에 첨가한 후, 100 ℃에서 24시간 동안 교반하였다..

반응 종결 후, 에틸아세테이트와 증류수를 사용하여 추출하였다. 유기층을 무수 황산나트륨으로 건조하고, 감압농축 한 후 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 8-a로 표시되는 화합물 63.0 g을 얻었다(수율 43 %).

단계 2: 화학식 98로 표시되는 화합물의 제조

하기 [반응식 23]에 나타낸 바와 같이 화학식 98로 표시되는 화합물을 제조하였다.

[반응식 23]

상기 [반응식 22]로부터 얻은 화학식 8-a로 표시되는 화합물 10.0 g(25.76 mmol), [반응식 8]로부터 얻은 화학식 3-b로 표시되는 화합물 14.65 g(38.63 mmol), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 0.6 g(0.5 mmol), 탄산칼륨 7.1 g(51.51 mmol), 1,4-다이옥산 50 ㎖, 톨루엔 50 ㎖, 증류수 20 ㎖에 첨가한 후, 100 ℃에서 12시간 동안 교반하였다.

반응 종결 후, 상온으로 온도를 조절한 후 결정을 여과하고, 그 결정을 메틸렌클로라이드와 아세톤으로 재결정하여 화학식 98로 표시되는 화합물 6.9 g을 얻었다(수율 42 %).

MS [M]⁺643

실시예

< 실시예 1 내지 24> 유기전계발광소자의 제조

ITO 글래스의 발광 면적이 2mm×2mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 베이스 압력이 1×10^-6torr가 되도록 한 후 유기물을 상기 ITO위에 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]

[Ir(ppy)₃]

[Alq₃]

< 비교예 1>

비교예를 위한 유기발광다이오드 소자는 상기 실시예의 소자구조에서 호스트 물질로서 본 발명에 의해 제조된 화합물 대신 CBP를 사용한 점을 제외하고 동일하게 제작하였다.

[CBP]

구분	호스트	도펀트	도핑농도%	V	Cd /m ²	CIEx	CIEy	T ₈₀ ( Hr )
비교예1	CBP	Ir(ppy)₃	10	7.9	3800	0.297	0.624	68
실시예1	4	Ir(ppy)₃	10	4.1	5020	0.313	0.621	191
실시예2	5	Ir(ppy)₃	10	4.0	5210	0.310	0.622	203
실시예3	9	Ir(ppy)₃	10	4.2	5390	0.303	0.625	156
실시예4	11	Ir(ppy)₃	10	3.9	5140	0.308	0.620	189
실시예5	73	Ir(ppy)₃	10	3.4	5320	0.311	0.620	235
실시예6	76	Ir(ppy)₃	10	4.1	5250	0.309	0.622	217
실시예7	94	Ir(ppy)₃	10	4.4	5270	0.311	0.623	187
실시예8	98	Ir(ppy)₃	10	4.6	4920	0.307	0.621	189
실시예9	12	Ir(ppy)₃	10	4.2	5020	0.309	0.620	164
실시예10	13	Ir(ppy)₃	10	4.0	5210	0.313	0.621	177
실시예11	24	Ir(ppy)₃	10	4.3	5190	0.303	0.626	156
실시예12	25	Ir(ppy)₃	10	3.9	4870	0.307	0.624	191
실시예13	59	Ir(ppy)₃	10	3.4	5220	0.316	0.620	181
실시예14	60	Ir(ppy)₃	10	4.2	5150	0.311	0.622	176
실시예15	70	Ir(ppy)₃	10	4.1	5230	0.320	0.623	187
실시예16	75	Ir(ppy)₃	10	4.3	5120	0.308	0.622	207
실시예17	77	Ir(ppy)₃	10	4.1	5170	0.323	0.620	178
실시예18	82	Ir(ppy)₃	10	4.0	5210	0.314	0.623	198
실시예19	83	Ir(ppy)₃	10	4.2	5150	0.303	0.626	172
실시예20	85	Ir(ppy)₃	10	3.8	5140	0.307	0.614	183
실시예21	90	Ir(ppy)₃	10	3.7	4970	0.313	0.620	177
실시예22	99	Ir(ppy)₃	10	4.2	5250	0.301	0.622	171
실시예23	114	Ir(ppy)₃	10	4.4	5170	0.321	0.623	180
실시예24	127	Ir(ppy)₃	10	4.0	4890	0.318	0.620	193

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 24에 따라 제조된 이형고리 화합물을 호스트 물질로 포함하는 유기전계발광소자는 종래 인광 발광성 호스트 물질인 CBP(비교예 1)(7.9 V)에 비하여 구동전압(V)이 3.4 내지 4.6 V로 낮고, 우수한 발광효율(Cd/㎡)과 긴 수명(T₈₀)을 갖는 특성을 보이므로 표시소자, 디스플레이 소자 및 조명 등에 유용하게 사용될 수 있다.

10: 기판 20: 애노드
30: 정공주입층 40: 정공수송층
50: 유기발광층 60: 전자수송층
70: 전자주입층 80: 캐소드

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 이형고리 화합물:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
X₁내지 X₁₀및 R₁내지 R₃는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐 원자, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 이의 염, 술폰산기나 이의 염, 인산이나 이의 염, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, -SiR₁R₂R₃및 -NR₁R₂로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종이고;
L은 단일결합 또는 2가의 연결기 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기이고;
Ar은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기이고;
n은 0 내지 3의 정수이고;
상기 치환기는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
제1항에 있어서,
상기 X₁ 내지 X₁₀, R₁ 내지 R₃ 및 Ar은 각각 독립적으로 중수소 원자, 시아노기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 탄소수 1 내지 40의 알킬기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴아미노기, 탄소수 6 내지 40의 아릴실릴기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 40의 헤테로아릴기, 게르마늄기, 인 및 보론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 치환되고, 상기 치환기는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성하는 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물.
제1항에 있어서,
하기 화학식 2 내지 화학식 136으로 표시되는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이형고리 화합물:

.
애노드;
캐소드; 및
상기 애노드 및 캐소드 사이에 개재되며, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 이형고리 화합물을 포함하는 층을 구비한 유기전계발광소자.
제4항에 있어서,
상기 이형고리 화합물은 상기 애노드 및 캐소드 사이의 발광층 중에 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제5항에 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.
제6항에 있어서,
상기 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된 하나 이상의 층은 단분자 증착방식 또는 용액공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제4항에 있어서,
상기 유기전계발광소자는 표시소자, 디스플레이 소자, 또는 단색 또는 백색 조명용 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.