KR100472699B1

KR100472699B1 - 금속배위화합물, 발광소자 및 표시장치

Info

Publication number: KR100472699B1
Application number: KR10-2001-0075677A
Authority: KR
Inventors: 쯔보야마아키라; 미즈타니히데마사; 오카다신지로; 타키구치타카오; 미우라세이시; 노구치고지; 모리야마다카시; 이가와사토시; 카마타니준; 후루고리마나부
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-12-01
Publication date: 2005-03-08
Also published as: US6991857B2; JP2003081989A; EP1211257A2; EP1211257A3; CN1180050C; JP4154145B2; US20050266268A1; EP2062907A3; KR20020043190A; US20030054198A1; US7205054B2; EP2062907A2; CN1364847A

Abstract

유기EL소자는, 장기간 고휘도 및 고효율 발광을 허용하는 발광물질로서, 다음 일반식(1): LmML'n[여기서, M은 Ir이고; L은 이좌배위자이며; L'는 L과는 다른 이좌배위자이고; m은 정수 1, 2 또는 3이고; n은 정수 0,1 또는 2를 표시하고, 단, m과 n의 합은 3임]으로 표시되는 금속배위화합물을 함유하는 발광층을 포함한다. 부분구조 MLm은 아래에 표시한 일반식(2) 또는 일반식(3), 부분구조 ML'n은 아래에 표시한 일반식(4) 또는 일반식(5):

[여기서, CyN1, CyN2및 CyN3은, 각각 독립적으로, M에 결합된 질소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기이고; CyN4는 M에 결합된 질소원자를 가진 8-퀴놀린을 함유하는 환상기 또는 그 유도체이며; CyC1, CyC2 및 CyC3은, 각각 독립적으로, M에 결합된 탄소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기를 표시함]로 표시되고, 단, 상기 금속배위화합물은 n이 0일때 상기 일반식(2)로 표시된다.

Description

금속배위화합물, 발광소자 및 표시장치{METAL COORDINATION COMPOUND, LUMINESCENCE DEVICE AND DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 금속배위화합물, 이 금속배위화합물을 사용하는 유기발광소자 및 이 소자를 사용하는 표시장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 안정적인 발광효율을 허용하기 위하여 이후 발광재료로서 설명하는 일반식(1)을 가진 유기금속배위화합물, 이 금속배위화합물을 사용하는 유기발광소자 및 이 발광소자를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

유기전기발광(EL)소자는 고응답성과 고효율을 가진 발광소자로서 광범위하게 연구되고 있다.

유기EL소자는 일반적으로 도 1(a) 또는 도 1(b)에 표시한 바와 같은(예를 들면, "Macromol. Symp.", 125, pp.1 - 48(1997)에 기재된 바와 같은) 단면구조를 가진다.

이 도면들을 참조하면, 상기 EL소자는 일반적으로 투명기판(15), 이 투명기판 위에 배치된 투명전극(14), 이 투명전극(14)에 대향해서 배치된 금속전극(11), 및 발광기능층으로서 투명전극(14)과 금속전극(11) 사이에 배치된 복수의 유기(화합물)층을 포함하는 구조를 가진다.

도 1(a)를 참조하면, 이 실시형태의 EL소자는 발광층(12)과 홀(hole)수송층(13)을 포함하는 2개의 유기층을 가진다.

투명전극(14)은 홀수송층으로의 양호한 홀주입성능을 확보하기 위하여 큰 일함수를 가진 ITO(indium tin oxide)의 막으로 형성될 수 있다. 한편, 금속전극(11)은 유기층으로의 양호한 전자주입성능을 확보하기 위하여 작은 일함수를 가진 알루미늄, 마그네슘, 그 합금 등의 층으로 형성될 수 있다.

이들 (투명 및 금속) 전극(14) 및 (11)은 두께 50 ∼ 200㎚으로 형성될 수 있다.

발광층(12)은, 예를 들면 전자수송특성 및 발광특성을 가진 알루미늄 퀴놀리놀 착체(그 대표적인 예는 이후 기재되는 Alq3를 포함할 수 있다)로 형성될 수 있다. 홀수송층(13)은, 예를 들면 전자공여성을 가진 비페닐디아민 유도체(그 대표적인 예는 이후 기재되는 α-NPD를 포함할 수 있다)로 형성될 수 있다.

상기한 EL소자는 정류특성을 나타내고 있어, 음극으로서의 금속전극(11)과 양극으로서의 투명전극(14) 사이에 전계가 인가될 때, 전자가 금속전극(11)으로부터 발광층(12)으로 주입되고, 홀이 투명전극(14)으로부터 주입된다.

이와 같이 주입된 홀 및 전자는 발광층(12) 내에서 재결합되어 여기상태에 놓인 여기자(exciton)를 생성함으로써, 여기자의 기저상태로의 천이시에 발광을 일으킨다. 이 때, 홀수송층(13)은 전자블록층으로서 기능을 해서 발광층(12)과 홀수송층(13) 사이의 경계에서 재결합효율을 증가시킴으로써, 발광효율을 증대시킨다.

도 1(b)에 의하면, 도 1(a)에 표시한 층들에 부가해서, 금속전극(11)과 발광층(12) 사이에 전자수송층(16)을 배치함으로써, 발광, 전자수송 및 홀수송을 분리해서 효과적인 캐리어블록성능을 확보할 수 있어, 효과적인 발광을 허용하게 된다.

전자수송층(16)은, 예를 들면 옥사디아졸 유도체로 형성될 수 있다.

통상의 유기EL소자에 있어서, 발광중심분자의 1중항 여기상태에서 기저상태로의 천이시에 일어나는 형광은 발광으로서 사용된다.

한편, 1중항 여기자를 경유하는 상기 형광(발광)과는 달리, 3중항 여기자를 경유하는 인광(발광)은, 예를 들면 "전기인광소자에 있어서의 개선된 에너지전달" (D.F. O'Brien et al., Applied physics Letters, Vol. 74, No.3, pp.442 - 444(1999)) 및 "전기인광에 의거한 고효율녹색유기발광소자" (M.A. Baldo et al., Applied physics Letters, Vol. 75, No.1, pp.4 - 6(1999))에 기재된 바와 같은 유기EL소자에 사용하기 위해 연구되어 왔다.

이들 문헌에 표시된 EL소자는 도 1(c)에 표시된 단면구조를 가진다.

도 1(c)를 참조하면, 홀수송층(13), 발광층(12), 여기자 확산방지층(17), 및 전자수송층(16)을 포함하는 4개의 유기층이 차례로 투명전극(양극)(14) 위에 연속적으로 형성되어 있다.

상기 문헌에 있어서, 고효율은 α-NPD(이하에 표시)의 홀수송층(13), Alq3(이하에 표시)의 전자수송층(16), BCP(이하에 표시)의 여기자 확산방지층(17), 및 CBP(이하에 표시)를 호스트재료로 해서, 6중량％ 정도의 농도로, 게스트인광재료로서의 Ir(ppy)₃)(이하에 표시) 또는 PtOEP(이하에 표시)를 해당 CBP에 도핑한 혼합물의 발광층(12)을 포함하는 4개의 유기층을 사용함으로써 달성된다.

Alq3: 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(알루미늄-퀴놀리놀 착체),

α-NPD: N4,N4'-디-나프탈렌-1-일-N4,N4'-디페닐-비페닐-4,4'-디아민(4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐),

CBP: 4,4'-N,N'-디카르바졸-비페닐,

BCP: 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난-트롤린,

Ir(ppy)₃: 팩 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(이리듐-페닐피리딘 착체), 및

PtOE: 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르핀 플래티넘(백금-옥타에틸 포르핀 착체).

발광층(12)에 사용되는 인광(발광)재료는 특히 주목을 끌어 왔다. 이것은 인광재료가 원리적으로 높은 발광효율을 제공하는 것으로 기대되었기 때문이다.

구체적으로는, 인광재료의 경우에, 캐리어의 재결합에 의해 생성된 여기자는 1:3의 비율로 존재하는 1중항 여기자와 3중항 여기자로 이루어진다. 이 때문에 1중항 여기상태에서 기저상태로의 천이시에 일어나는 형광이 이용되면, 그 발광효율은 원리적으로 모든 생성된 여기자에 대해서 (상한으로서)25％이다.

한편, 3중항 여기상태로부터의 천이시에 일어나는 인광을 이용하는 경우에, 그 형광효율은 원리적으로 형광의 경우의 적어도 3배라고 기대된다. 그에 부가해서 1중항 여기상태(높은 에너지 레벨)에서 3중항 여기상태의 상간 교차에 의한 천이를 고려하면, 인광의 발광효율은 원리적으로 100％(형광의 4배)라고 기대할 수 있다.

3중항 여기상태로부터의 천이에 의거한 인광의 사용은 또한, 예를 들면 일본국 특개평(JP-A)11-329739, JP-A 11-256148 및 JP-A 8-319482에 제안되어 있다.

그러나, 상기한 인광을 사용하는 유기EL소자는 특히 통전상태에서 낮은 발광효율 및 안정성(발광열화)을 가진다는 문제가 있었다.

발광열화의 이유는 아직까지 명확히 밝혀지지 않았지만, 3중항 여기자의 수명이 일반적으로 1중항 여기자의 수명보다 적어도 세자리 숫자 이상 길기 때문에 분자가 오랜 기간 동안 높은 에너지상태에 놓여서 주위물질과의 반응, 엑시플렉스 또는 엑시머의 형성, 미세한 분자구조의 변화, 주위물질의 구조적 변화 등을 일으킨다고 하는 현상에 기인할 수 있다.

따라서, (전기)인광EL소자용의 인광재료는 이 EL소자에 높은 발광효율과 높은 안정성을 제공할 것이 요구된다.

본 발명의 목적은 발광소자의 안정성을 유지하면서 오랜 기간 동안 고휘도에서 고효율 발광상태를 제공할 수 있는 발광소자의 유기층에 적합한 재료로서의 금속배위화합물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 인광(발광)재료로서 높은 인광수율과 제어된 방출(발광)파장을 허용하는 금속배위화합물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발광재료가 유기EL소자에 사용되고, 그에 발광용 전류가 공급되는 경우에, 발광재료 자체의 전기적 특성의 중요성의 관점에서, 제어된 발광특성뿐만 아니라 제어된 전기적 특성도 가진, 다기능성 발광재료로서의 금속배위화합물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 금속배위화합물을 사용하는 유기발광소자와 이 유기발광소자를 포함하는 표시장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의하면 다음 일반식(1)로 표시되는 금속배위화합물을 제공한다.

LmML'n (1)

여기서, M은 Ir, Pt, Ph 또는 Pd이고; L은 이좌배위자이며; L'는 L과 다른 이좌배위자이고; m은 정수 1, 2 또는 3; n은 정수 0,1 또는 2를 표시하고, 단, m과 n의 합은 2 또는 3이다.

부분구조 MLm은 하기 일반식(2) 또는 일반식(3)으로 표시되고, 부분구조 ML'n는 하기 일반식(4) 또는 일반식(5)로 표시된다:

여기서, CyN1, CyN2 및 CyN3는 각각 독립적으로, M에 결합된 질소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기이고; CyN4는 M에 결합된 질소원자를 가진 8-퀴놀린을 함유하는 환상기 또는 그 유도체이며; CyC1, CyC2 및 CyC3는 각각 독립적으로, M에 결합된 탄소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기를 나타내며,

CyN1, CyN2, CyN3, CyC1, CyC2 및 CyC3의 치환기의 각각은 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 각각 독립적으로 1 ∼ 8개의 탄소원자를 가진 3개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기를 함유하는 트리알킬실릴기; -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기; 및 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 및 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기로 구성되는 군으로부터 선택되는 치환기를 가질 수 있는 방향환기로 구성되는 군으로부터 선택되며,

CyN1과 CyC1은 -O-, -S-, -CO-, -C(R1)(R2)- 또는 -NR-로 표시되는 X를 함유하는 공유결합기를 경유해서 결합되고, 여기서 R1, R2 및 R은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐원자로 치환된 알킬기, 페닐기 또는 나프틸기를 표시하며,

CyN2와 CyC2, 그리고, CyN3와 CyC3는 각각 독립적으로, 공유결합을 경유해서 결합되며,

단, 상기 금속배위화합물은 n이 0일때 일반식(2)로 표시된다.

본 발명의 금속배위화합물은 고발광효율을 제공하기 위하여 여기상태에서 기저상태로의 에너지전달시에 인광을 나타낸다.

본 발명에 의하면, 기판, 이 기판 위에 배치된 한 쌍의 전극, 및 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치된, 적어도 1종의 유기화합물을 함유하는 발광기능층을 구비한 유기발광소자가 또한 제공되며,

상기 유기화합물은 다음 일반식(1):

LmML'n (1)

로 표시되는 금속배위화합물을 포함하며, 여기서, M은 Ir, Pt, Ph 또는 Pd이고; L은 이좌배위자이며; L'는 L과 다른 이좌배위자이고; m은 정수 1, 2 또는 3이고; n은 정수 0,1 또는 2를 표시하고, 단, m과 n의 합은 2 또는 3이며,

부분구조 MLm은 아래에 표시된 일반식(2) 또는 일반식(3), 부분구조 ML'n는 아래에 표시된 일반식(4) 또는 일반식(5):

로 표시되고, 여기서, CyN1, CyN2 및 CyN3는 각각 독립적으로, M에 결합된 질소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기이고; CyN4는 M에 결합된 질소원자를 가진 8-퀴놀린을 함유하는 환상기 또는 그 유도체이며; CyC1, CyC2 및 CyC3는 각각 독립적으로, M에 결합된 탄소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기를 나타내며,

CyN1, CyN2, CyN3, CyC1, CyC2 및 CyC3의 치환기의 각각은, 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 각각 독립적으로 1 ∼ 8개의 탄소원자를 가진 3개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기를 함유하는 트리알킬실릴기; -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기; 및 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 및 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기로 구성되는 군으로부터 선택된 치환기를 가질 수 있는 방향환기로 구성되는 군으로부터 선택된 치환기를 가질 수 있는 방향환기로 구성되는 군으로부터 선택되며;

CyN1과 CyC1은 -O-, -S-, -CO-, -C(R1)(R2)- 또는 -NR-로 표시되는 X를 함유하는 공유결합기를 경유해서 접속되고, 여기서 R1, R2 및 R은 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐원자로 치환된 알킬기, 페닐기 또는 나프틸기를 표시하며,

CyN2와 CyC2, 그리고, CyN3와 CyC3는 각각 독립적으로 공유결합을 경유해서 결합되며,

단, 상기 금속배위화합물은 n이 0일때 일반식(2)로 표시된다.

유기발광소자의 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가함으로써 금속배위화합물을 함유하는 유기화합물층(발광기능층)으로부터 인광을 발생시킨다.

본 발명에 의하면, 유기발광소자를 포함하는 화상표시장치와 유기발광소자에 전기신호를 공급하는 수단이 또한 제공된다.

본 발명의 이들 및 다른 목적들, 특징 및 특장은 첨부도면과 관련한 본 발명의 바람직한 실시형태의 다음 설명을 고려할 때 더 명백해질 것이다.

(바람직한 실시형태의 설명)

유기EL소자의 발광층이 캐리어수송호스트재료 및 인광게스트재료로 형성되는 경우에, 발광(인광)공정은 일반적으로 다음의 스텝:

(1) 발광층 내에서의 전자 및 홀의 수송

(2) 호스트재료의 여기자의 형성

(3) 호스트재료분자 사이의 여기에너지의 전달

(4) 호스트재료분자로부터 게스트재료분자로의 여기에너지의 전달

(5) 게스트물질의 3중항 여기자의 형성

(6) 게스트재료의 3중항 여기상태에서 기저상태로의 천이시에 발생된 광의 방출(인광)

을 포함할 수 있다.

상기 스텝에 있어서, 소망하는 에너지전달과 발광은 일반적으로 각종 실활(失活)과정 및 경쟁에 의거하여 일어날 수 있다.

EL소자의 발광효율을 향상시키기 위해서 발광중심재료 그 자체가 고수율의 발광 양자를 얻기 위하여 필요하다. 그에 부가해서, 호스트재료분자 사이 및/또는 호스트재료분자와 게스트재료분자 사이의 효율적인 에너지전달이 또한 중요한 인자이다.

또한, 통전상태에 있어서의 상기한 발광열화는 발광중심재료 그 자체 또는 그 주위분자구조에 의한 그의 환경 변화에 관련된 것일 수 있다.

본 발명에 의한 상기 일반식(1)로 표시되는 금속배위화합물은 인광(발광)을 일으키고 또한 MLCT(matal-to-ligand charge transfer)를 일으키기 쉬운 3중항 여기상태(MLCT^＊ 상태) 또는 배위자중심 3중항 여기상태로서의 π-π^＊상태로 이루어진 최저 여기상태를 가진다고 생각된다. 인광발광은 MLCT^＊ 상태 또는 π-π^＊상태에서 기저상태로의 천이시에 발생하게 된다.

본 발명에 의한 일반식(1)의 금속배위화합물은 적어도 0.01의 높은 인광수율과 1 ∼ 100㎲ec의 짧은 인광수명을 제공한다는 것이 확인되었다.

짧은 인광수명은 높은 발광효율을 가진 EL소자를 얻기 위하여 필요하다. 이것은 긴 인광수명은 인광을 위한 대기상태인 3중항 여기상태에 놓인 분자를 증가시킴으로써, 특히 높은 전류밀도에서 발광효율을 저하시키기 때문이다.

따라서, 본 발명에 의한 일반식(1)의 금속배위화합물은 높은 인광수율과 짧은 인광수명을 가진 유기EL소자의 적합한 발광재료이다.

또한, 짧은 인광수명으로 인해 일반식(1)의 금속배위화합물의 분자는 3중항 여기상태, 즉 높은 에너지상태에 머무르는 기간이 짧기 때문에, 내구성이 개선되고 소자특성의 열화가 적은 EL소자를 얻게 된다. 이 점에 대해서는, 본 발명에 의한 금속배위화합물은 이하에 기재되는 실시예에 표시한 바와 같이 뛰어난 발광의 안정성을 나타내는 것이 실증되었다.

본 발명에 의한 유기발광소자는 도 1(a) 내지 1(c)에 표시한 바와 같이 일반식(1)의 금속배위화합물을 함유하는 유기화합물의 층(발광기능층)이 한 쌍의 대향배치된 전극 사이에 삽입되어 있는 층구조를 가진다. 유기발광소자는 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가함으로써 유기화합물층에서 인광을 나타낸다.

발광기능재료, 특히 발광재료로서 유기발광소자(EL소자)에 사용되는 본 발명에 의한 일반식(1)의 금속배위화합물은 대체로 다음의 2가지 화합물:

(1) 동일 종의 복수(2개 또는 3개)의 배위자를 함유하는 분자구조를 가진 금속배위화합물,

(2) 다른 종의 복수의 배위자를 함유하는 분자구조를 가진 금속배위화합물로 분류할 수 있다.

본 발명에서는, (상기 (1) 및 (2)의) 어느 경우에서도 구조가 서로 다른 배위자를 사용해서 안정적이고 높은 발광효율과 최대 발광파장을 얻기 위하여 금속배위화합물의 분자구조를 적절히 설계하는 것이 가능하다.

동일 종의 배위자를 사용하는 경우(1)에 있어서, 작은 발광스펙트럼 반치폭(半値幅)과 높은 색순도를 얻는 것이 가능하다.

또한, 다른 종의 배위자를 사용하는 경우(2)에 있어서, 식(1)의 금속배위화합물의 다른 2개의 배위자를 채용함으로써, 배위자의 각 특징에 의거해서 금속배위화합물에 복수의 기능(다기능)을 부여하는 것이 가능하다. 다기능의 부여는 다른 종의 배위자 사용의 특유의 특징이다. 특히, 다른 종의 배위자를 가진 금속배위화합물이 유기EL소자에 사용되는 경우에, EL소자에 제어된 발광특성과 전류특성을 부여할 수 있는, 다른 종의 배위자와 금속배위화합물과의 결합은 EL소자에게는 매우 유리하다. 그 이유는 EL소자의 소자특성이 발광특성뿐만 아니라 전류특성에 의해서도 크게 영향을 받기 때문이다.

다른 배위자구조를 가진 인광재료를 사용하는 유기발광소자는 M.E.톰프슨 등의 "전기인광 유기발광 다이오드" (Conference record of the 20th International Display Research Conference), pp.337 - 340(2000))에 기재되어 있다. 이 문헌에 있어서, Ir 배위화합물은 페닐피리딘 골격 또는 티에닐피리딘 골격을 포함하는 발광배위자와 아세틸아세톤 골격을 포함하는 부가적인 배위자를 가진다. Ir 배위화합물을 사용함으로써 페닐피리딘의 (동일한)3개의 배위자를 가진 Ir착체(트리스-아세틸아세토네이토-Ir착체)에 비해서 발광특성을 낮추는 일이 없이 합성수율이 개선된다.

그러나, 트리스-아세틸아세토네이토-Ir착체는 인광을 나타내지 않거나, 경미한 인광을 나타내며, 또한 캐리어(홀/전자)수송성능을 가지지 않는다.

상기한 문헌에 있어서는, 아세틸아세톤배위자((acac)배위자)가 상기한 바와 같이 발광성능을 떨어뜨리는 일 없이 합성수율을 개선하기 위해서 채용됨으로써, 유기EL소자의 소자특성을 적극적으로 향상시키지 못하게 된다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 유기EL소자의 소자특성은 다른 배위자구조를 구성하는 다른 2개의 배위자에 아래에 기재되는 기능을 부여함으로써 개선되는 것이 확인되었다.

배위자 고유의 특징을 결정하기 위해서, 우선 동일 종의 배위자와 결합된 하나의 금속을 가진 금속배위화합물이 합성되고, 그에 (최대)발광파장(방출파장), 발광수율, 전자수송성능, 홀수성성능 및 열적 안정성 등의 특성(금속과 배위자와의 조합에 의해 영향받음)의 측정이 행해졌다.

이 점에 대해서는, 발광파장 및 수율을 포함하는 발광특성을 결정하기 위해서, 최저여기상태에 놓인 발광분자의 특성이 중요한 인자가 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 일반식(1)의 금속배위화합물의 최저여기상태는 MLCT 여기상태 또는 배위자중심 여기상태이다. 인광재료의 경우에 있어서, MLCT 여기상태는 일반적으로 그에 유리하다. 그 이유는, (MLCT 여기상태에 놓인) 인광재료는 많은 경우에 높은 발광천이확률과 강한 발광성능을 가지기 때문이다.

배위자와 (중심)재료의 조합에 의거하여, 금속배위화합물은 그 여기상태가 MLCT 여기상태인지 또는 배위자중심 여기상태인지가 결정된다.

여기서, 용어 "MLCT(metal to ligand charge transfer)여기상태"란 금속배위화합물을 구성하는 분자의 전자궤도가 배위자 쪽으로 치우쳐서, 하나의 전자쪽의 천이를 일으켜, 금속으로부터 배위자로 전자가 하나 이동해서 형성한 여기상태를 말한다. 한편, 용어 "배위자중심 여기상태"란 여기시에 금속에 의해 직접 영향받는 일이 없이 배위자 내에 형성된 여기상태를 말한다. 일반적으로, 전자는 결합성 π-궤도로부터 반(反)결합성 π-궤도로 여기된다. 따라서, 배위자중심 여기상태는 "π-π^＊ 여기상태"라고도 한다.

캐리어(홀/전자)수송성능 또는 능력은, 예를 들면, 금속배위화합물을 사용하지 않는 경우에 대해, 동일 종의 배위자를 가진 분산된 금속배위화합물을 함유하는 유기화합물층(발광기능층)을 사이에 삽입하고 있는 한 쌍의 전극 사이를 흐르는 전류치의 증가량을 측정함으로써 평가될 수 있다.

또한, 유기화합물층을 구성하는 각종 유기화합물에 대해 발광층을 사이에 삽입하고 있는 2개의 유기화합물층을 포함하는 다층구조를 가지는 유기발광소자의 전류특성을 비교함으로써 유기화합물층이 전자수송층인지 홀수송층인지를 판정하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이, 금속과 배위자의 조합을 적절히 변경함으로써 본 발명의 금속배위화합물을 구성하는 배위자의 특성을 부여하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 다른 배위자구조를 가진 금속배위화합물의 발광특성을 향상시키기 위해서, 본 발명자들은 발광배위자의 수를 최소화하면서 특정 배위자에 의거하여 발광을 일으키기 위하여 여기상태에 놓인 배위자 사이에서 여기에너지천이를 원활하게 행하는 것이 바람직하다고 생각한다.

구체적으로는, 하나의 발광배위자를 포함하는 3개의 배위자를 가진 금속배위화합물이 여기상태에 놓이면, 여기에너지는 2개의 배위자로부터 하나의 발광배위자로 전달됨으로써, 단일한 발광색과 증가된 색순도를 허용하게 된다. 또한, 하나의 발광배위자의 사용은 공간적으로 인접한 금속배위화합물의 분자들 사이의 에너지천이의 발생의 가능성을 감소시킴으로써 실활(失活)하는 에너지가 감소되는 것이 예상된다.

따라서, 본 발명에서는, 복수의 배위자의 바람직한 조합은:

(a) MLCT 여기상태에 놓일 수 있는 적어도 하나의 배위자를 포함하는 배위자의 조합,

(b) 발광배위자와 캐리어 수송배위자의 양자를 포함하는 배위자의 조합,

(c) 긴 최대발광파장 λ₁(즉 작은 여기에너지)을 제공하는 제 1배위자와 짧은 최대발광파장 λ₂(＜λ₁)(즉 큰 여기에너지)를 제공하는 제 2배위자[여기서, 제 1배위자의 수는 제 2배위자의 수보다 적음]를 포함하는 배위자의 조합,

(d) 강한 발광배위자와 약한 발광배위자 [여기서, 강한 배위자의 수는 약한 배위자의 수보다 적음]를 포함하는 배위자의 조합

을 포함할 수 있다.

상기 배위자조합 (a) 내지 (d)를 Ir착체의 예를 들어 아래에 더 상세히 설명한다.

화학구조식41 화학구조식42 화학구조식43

화학구조식44 화학구조식45 화학구조식46

화학구조식47 화학구조식48 화학구조식49

화학구조식50 화학구조식51

상기 화학구조식 41 내지 51을 가진 금속배위화합물은 다음과 같이 분류할 수 있다.

조합 화학구조식

(a) 41,42,43

(b) 44,45

(c) 46,47,48,49

(d) 48,50

화학구조식 41 ∼ 51의 금속배위화합물은 복수의 조합 (a) ∼ (d) 내에 들어갈 수 있는 것들을 포함한다.

조합 (a)

화학구조식 41의 금속배위화합물은 Ir(중심금속)에 각각 결합된 2개의 페닐피리딘 배위자와 1개의 티에닐 배위자를 가진다. 금속배위화합물이 여기되면, 페닐피리딘 배위자는 MLCT 여기상태에 놓이고, 티에닐피리딘 배위자는 배위자중심 여기상태에 놓인다.

여기상태(MLCT 또는 배위자중심 여기상태)는 3개의 페닐피리딘 골격(Ir(ppy)₃)을 가진 Ir착체와 3개의 티에닐피리딘 골격(Ir(thpy)₃)을 가진 Ir착체의 방출스펙트럼의 형상에 의거하여 확인되고, 이들 다이어그램은 각각 도 4a 및 도 4b에 표시되어 있다.

도 4a에 의하면, (Ir(ppy)₃)는 메인피크 이외의 피크는 없음을 표시한다. 한편, 도 4b에 표시한 바와 같이, (Ir(thpy)₃)는 긴 파장쪽에서 메인피크 이외의 서브피크(또는 어깨)를 표시한다. 이 서브피크는 방향배위자의 진동레벨로부터 초래되며, 따라서 MLCT여기상태의 경우에는 관찰되지 않는다.

인광의 경우에, 배위자중심 여기상태의 경우와 비교해서, MLCT 여기상태의 경우는 이 여기상태로부터 기저상태로의 발광(인광)을 수반하는 천이를 나타내도록 허용된다. 또한, 이러한 천이의 가능성은 무복사천이의 가능성보다 높으며, 따라서 일반적으로 높은 인광수율을 얻게 된다.

Ir(ppy)₃는 Ir(thpy)₃의 경우와 같이 서브피크가 없음을 표시하며, 따라서 MLCT 여기상태에 놓이는 것이 확인된다.

따라서, 화학구조식 41의 금속배위화합물의 경우에, 페닐피리딘 배위자가 우선 여기되면, 여기에너지는 실활되지 않고 신속히 티에닐피리딘 배위자의 분자내로 전달되어 티에닐피리딘 배위자를 여기상태에 놓는다. 이것은 페닐피리딘의 3중항에너지레벨이 티에닐피리딘의 그것보다 높기 때문이다.

유기EL소자의 경우와 광여기용액 내의 포토루미네슨스(PL)의 경우의 양자에 있어서도, 티에닐피리딘 배위자로부터 초래되는 550㎚의 발광이 관찰된다.

마찬가지로, 화학구조식 42의 금속배위화합물 내의 8-퀴놀리놀 배위자와 화학구조식 43의 금속배위화합물 내의 벤조티에닐피리딘 배위자는 배위자중심 여기상태에 놓인 배위자이다. 화학구조식 42 및 43의 금속배위화합물을 사용하는 이들 경우에, 긴 파장의 발광배위자로서의 8-퀴놀리놀 배위자와 벤조티에닐피리딘 배위자로부터 초래되는 발광이 각각 관찰된다.

MLCT 여기상태의 배위자가 긴 최대 발광파장을 제공하는 경우에, 발광은 MLCT여기상태의 배위자로부터 관찰된다.

또한, 예를 들면, MLCT 여기상태의 4-플루오로페닐피리딘 배위자 및 4-메틸페닐피리딘 배위자를 가진 화학구조식 48의 금속배위화합물의 경우에 발광없는 실활은 용이하게 발생하지 않는다.

4-플루오로페닐피리딘의 최대 발광파장은 4-메틸페닐피리딘의 파장보다 짧다(즉 그 여기에너지레벨은 4-메틸페닐피리딘의 그것보다 높다). 따라서, 어느 배위자가 여기되어도 여기에너지는 낮은 여기에너지레벨을 가진 4-메틸페닐피리딘배위자의 분자 내로 전달되어 4-메틸페닐피리딘으로부터 초래되는 발광을 일으키게 된다. 이와 같이 화학구조식 48의 금속배위화합물이 MLCT 여기상태에 놓임으로써, 무복사실활은 용이하게 일어날 수 없어 고효율 발광을 얻을 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 금속배위화합물이 MLCT 여기상태에 놓일 수 있는 배위자를 포함하는 다른 배위자구조를 가질 경우, 고효율로 분자내부의 에너지천이를 행하는 것이 가능하게 되어, 고인광수율을 확보할 수 있게 된다.

조합 (b)

화학구조식 44의 금속배위화합물은 전자수송배위자로서의 f-퀴놀리놀 배위자와 발광배위자로서의 벤조티에닐피리딘 배위자를 가진다. 화학구조식 44의 금속배위화합물이 도 1(c)에 표시한 유기EL소자의 발광층(12)에 분산되면, 3개의 f-퀴놀리놀 배위자(즉 트리스-8-퀴놀리놀레이토-Ir착체)를 포함하는 동일한 배위자구조를 가진 금속배위화합물을 사용하는 경우에 비해서 발광효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 발광재료(이 경우에 화학구조식 44의 금속배위화합물)을 사용하지 않는 유기EL소자와 비교할 때, 화학구조식 44의 금속배위화합물을 사용하는 유기EL소자는 동일한 전압의 인가하에서 전류밀도를 효과적으로 향상시킨다. 이것은 발광층에 화학구조식 44의 금속배위화합물을 분산시킴으로써 전자수송 8-퀴놀리놀 배위자가 발광층(이곳으로 캐리어전지가 통상 용이하게 투입되지 않음)으로의 전자의 공급을 허용하는 기구에 기인할 수도 있으며, 따라서 발광 벤조티에닐피리딘 배위자에 의거하는 효율적인 발광을 확보하기 위하여 홀과의 조합에 의해 여기자를 형성할 수 있다.

벤조티에닐피리딘 배위자는 또한 홀수송성능을 나타낸다.

화학구조식 45의 금속배위화합물에 있어서, 벤조티에닐피라딘 배위자는 홀수송기능을 가진다.

조합(c)

화학구조식 46의 금속배위화합물은 티에닐피리딘 배위자와 벤조티에닐피리딘배위자를 가진다.

3개의 티에닐피리딘 배위자를 가진 Ir착체와 3개의 벤조티에닐피리딘 배위자를 가진 Ir착체는 각각 550㎚과 600㎚의 최대발광파장에서 인광을 일으킨다. 따라서, 후자의 Ir착체는 긴 최대발광파장과 적은 최저여기에너지(이 경우에 3중항에너지)를 가진다. 벤조티에닐피리딘 배위자로부터 초래되는 발광은 화학구조식 46의 금속배위화합물을 사용하는 유기El소자의 경우와 그 광-여기용액 내의 PL(광발광)의 경우의 양쪽에서 관찰된다.

또 1(c)에 표시된 유기EL소자가 화학구조식 46의 금속배위화합물을 사용해서 제조될 경우, 고발광효율을 얻는 것이 가능하다. 이것은, (동일한) 3개의 벤조티에닐피리딘 배위자(발광 배위자)를 가진 금속배위화합물에 비해서, 화학구조식 46의 금속배위화합물 내의 발광배위자의 수가 3개의 벤조티에닐피리딘 배위자를 가진 금속배위화합물의 1/3이어서, 주위의 분자와의 분자간의 상호작용에 의해 무발광 실활경로의 형성의 가능성을 감소시킨다는 기구에 기인할 수 있다.

따라서, 짧은 파장의 발광배위자에 대해 긴파장의 발광배위자의 수를 감소시킴으로써 고발광효율을 실현하는 것이 가능하게 된다.

화학구조식 49의 금속배위화합물에 관해서는, 벤질피리딘 배위자는 청색발광특성(발광피크파장: 480㎚)을 나타내고, 페닐피리딘 배위자는 녹색발광특성(발광피크파장: 515㎚)을 나타낸다.

그 결과, 여기에너지는 페닐피리딘 배위자에 집중되고, 따라서 페닐피리딘 배위자로부터 초래되는 안정적인 발광을 확보할 수 있게 된다.

조합(d)

화학구조식 50의 금속배위화합물은 티에닐-4-트리플루오로메틸피리딘배위자와 벤조티에닐피리딘 배위자를 가진다.

용액 내(예를 들면, 탈산톨루엔 내)의 발광특성에 관한 실험에 의하면, 3개의 티에닐-4-트리플루오로메틸피리딘 배위자를 가진 Ir착체의 용액 내의 광-여기 인광수율은 3개의 벤조티에닐피리딘 배위자를 가진 Ir착체의 그것보다 작다. 따라서, 벤조티에닐피리딘 배위자는 티에닐-4-트리플루오로메틸피리딘 배위자에 비해 비교적 강한 발광배위자이다. 또한, 전자의 배위자는 또는 비교적 강한 최대발광파장(즉 비교적 낮은 여기에너지 레벨)을 제공한다. 이 때문에, 화학구조식 49의 금속배위화합물로부터의 발광은 분자내부에너지전달에 의거한 벤조티에닐피리딘 배위자로부터 초래되는 발광이다.

또 1(c)에 표시된 유기EL소자의 발광층(12)에 화학구조식 49의 금속배위화합물을 사용함으로써 고발광효율이 달성된다.

따라서, 강한 발광배위자와 긴 파장의 발광배위자의 수(이 경우에 1)를 감소시킴으로써 발광효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이, 상기한 조합(a) 내지 (d)의 적어도 하나를 만족하는 본 발명의 금속배위화합물은 발광기능재료로서 효과적으로 기능하고 또한 고발광효율을 가진 유기EL소자를 제공한다. 본 발명에 있어서, 동일한 3개의 발광배위자를 가진 금속배위화합물을 사용하는 경우에 비해서 발광효율을 20%정도 증가시키는 것이 일반적으로 기대되지만, 발광효율의 증가의 정도는 금속 및 배위자의 종류에 따라 변화할 수 있다.

상기한 고효율 유기발광소자는 표시장치, 조명장치, 프린터용의 광원 및 액정표시장치용의 백라이트(backlight) 등의 에너지절약 및 고발광을 요하는 각종 제품에 적용할 수 있다.

본 발명의 유기발광소자가 화상표시장치로서 사용되는 경우, 양호한 에너지절약성능, 고시인성, 경량특성 등의 이점을 가진 평판 패널 디스플레이를 제공하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 유기발광소자는, 직각으로 교차하는 스트라이프 전극을 사용하는 단순매트릭스형 표시장치, 또는, 예를 들면 비정질 TFT 또는 다결정 TFT 등의 적어도 하나의 TFT(thin film transister)를 구비한 화소의 매트릭스를 포함하는 능동매트릭스형 표시장치 내에 사용된다.

본 발명의 유기발광소자가 프린터의 광원, 예를 들면 레이저빔프린터용 레이저광원으로서 사용되는 경우, 독립적으로 애드레스할 수 있는 소자를 어레이상에 배치하고, 감광드럼에는 소망하는 노광을 행함으로써, 화상형성을 행할 수 있다. 본 발명의 유기발광소자의 사용에 의해 장치사이즈(용적)를 상당히 축소할 수 있게 된다.

조명장치와 백라이트에 관해서는, 본 발명의 유기발광소자는 뛰어난 에너지절약효과를 기대할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 일반식(1)의 금속배위화합물의 구체적인 예를 표 1에 표시한다. 그러나, 본 발명의 금속배위화합물은 이들 구체적 예에 한정되지 않는다.

표 1에서, CyN1, CyN2, CyN3, CyC1, CyC2 및 CyC3중의 약자 Ph 내지 P2와 -X-의 약자 O 내지 CR2는 각각 다음의 2가의 기를 표시한다.

또한, 편의를 위해 표 1에 L'로 표시한 화학구조식(5)(8-퀴놀리놀 골격 또는 그 유도체인 CyN4를 포함)로서 부분구조 ML'에 대응하는 화학구조식(11) 내지 (14)는 각각 다음의 구조를 표시한다.

또한, 예시 화합물 No. 215 내지 218과 746은 화학구조식(6)의 다른 배위자의 L'로서 아세틸아세톤 배위자를 포함한다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하면서 실시예에 의거하여 더 상세히 설명한다.

실시예 1 및 2

이들 실시예에 있어서, 일반식(1)의 다음의 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37 과 1)이 각각 실시예 1 및 2의 각 발광층에 사용되었다.

예시 화합물 No. 37

예시 화합물 No. 1

도 1(c)에 표시한 4개의 유기(화합물)층(발광기능층)을 포함하는 구조를 가진 유기발광소자의 각각이 다음과 같이 제조되었다.

1.1㎜두께의 유리기판(투명기판(15))위에 스퍼터링에 의해 ITO(indium tin oxide)의 100㎚두께의 막〔투명전극(14)〕이 형성되었고, 이어서 패터닝이 행해져서 3㎟의 (대향하는) 전극면적을 가지게 되었다.

그 ITO형성 기판 위에 아래에 표시한 4개의 유기층과 2개의 금속전극층이 진공실(10^-4Pa)의 저항가열을 사용해서 진공(증기)증착에 의해 연속적으로 형성되었다.

유기층 1(홀수송층(13))(50㎚): α-NPD

유기층 2(발광층(12))(40㎚): CBP: 일반식(1)의 금속배위화합물(중량비 93: 7)(공진공층착)

유기층 3(여기자 확산 방지층(17)(20㎚) : BCP

유기층 4(전자수송층(16))(40㎚): Alq3

금속전극층 1(금속전극(11))(15㎚) : Al-Li합금(Li=1.8중량％)

금속전극층 2(금속전극(11))(100㎚) : Al

일반식(1)의 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37과 1)을 사용하는 발광소자의 EL특성이 전류밀도에 대해서는 20볼트의 전압의 인가하에서 미소전류계("Model 4140B", 휴렛패커드사제)를 사용해서 측정되었고, 발광효율(발광휘도)에 대해서는 루미넌스미터("Model BM7", Topcon사제)를 사용해서 측정되었다. 또한, 상기 제조된 발광소자 모두 양호한 정류특성을 나타냈다.

그 결과를 아래에 표시한다

실시예 No. 예시 화합물 No. 휘도(cd/㎡)

1 37 50

2 1 25

유기발광소자의 발광상태의 각각은 발광재료(이들 실시예의 발광원으로서 예시 화합물 No. 37과 예시 화합물 No.1)의 각각이 톨루엔에 용해되었을 경우에 포토루미네슨스(발광중심파장)에 의거한 것과 유사했다.

따라서, 이들 유기발광소자로부터의 발광은 대응하는 발광재료로부터 초래되고 있는 것이 확인되었다.

실시예 3

도 2에 표시한 단순 매트릭스형 유기EL소자가 다음과 같이 제조되었다.

1.1㎜두께의 유리기판(21)(75×75㎜)위에 ITO의 100㎚두께의 투명전극(22)(양극쪽)이 스퍼터링에 의해 형성되었고, 이어서 100라인(각기 100㎛의 폭과 40㎛의 간격을 가짐)으로 이루어진 스트라이프 형태로 패터닝이 행해졌다.

ITO전극(22) 위에 실시예 1과 마찬가지로 4개의 유기층을 포함하는 유기박층(23)이 형성되었다.

이어서, 유기박층(23) 위에 10㎚두께의 Al-Li합금층(Li: 1.3중량%)과 150㎚두께의 Al층(Al-Li합금층 위에 배치됨)으로 이루어진 금속전극이 마스크로 진공증착(2.7×10^-3㎩(=2×10^-5Torr))에 의해 형성되었고, 이어서 ITO스트라이프 전극라인과 직각으로 교차하도록 배치된 100라인(각기 100㎛의 폭과 40㎛의 간격을 가짐)으로 이루어진 스트라이프 형태로 패터닝이 행해짐으로써, 화소의 매트릭스(100×100화소)를 가진 유기EL소자가 형성되었다.

이와 같이 해서 제조된 유기EL소자는 글러브박스 내에 놓여졌고 또한 도 3에 표시한 바와 같이 구동파형(구동전압: 15 내지 23볼트, 주사신호전압: 19볼트, 데이터신호전압: ±4볼트)을 인가함으로써 단순매트릭스방식(프레임주파수: 30㎐, 인터레이스 주사)으로 구동되었다.

그 결과, 유기EL소자에 의한 원활한 동화상이 확인되었다.

실시예 4

유기EL소자는, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37)대신에 화학구조식 41의 금속배위화합물(앞에서 구체적으로 표시함)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 제조되었다.

EL소자에 20볼트의 전압이 공급되었을 때, 화학구조식 41의 금속배위화합물의 티에닐피리딘 배위자에 기인하는 안정적이고 높은 효율의 황록색발광이 확인되었다. 이 발광은 EL소자가 100시간 동안 연속적으로 구동되었을 때에도 안정적이었다.

실시예 5

유기EL소자는, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37)대신에 화학구조식 44의 금속배위화합물(앞에서 구체적으로 표시함)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 제조되었다.

EL소자에 20볼트의 전압이 공급되었을 때, 화학구조식 44의 금속배위화합물에 기인하는 안정적이고 높은 효율의 적등색발광이 확인되었다. 이 발광은 EL소자가 100시간동안 연속적으로 구동되었을 때에도 안정적이었다.

실시예 6

유기EL소자는, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37)대신에 화학구조식 46의 금속배위화합물(앞에서 구체적으로 표시함)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 제조되었다.

EL소자에 20볼트의 전압이 공급되었을 때, 화학구조식 46의 금속배위화합물에 기인하는 안정적이고 높은 효율의 적등색발광이 확인되었다. 이 발광은 EL소자가 100시간 동안 연속적으로 구동되었을 때에도 안정적이었다.

실시예 7

유기EL소자는, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37)대신에 화학구조식 49의 금속배위화합물(앞에서 구체적으로 표시함)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 제조되었다.

EL소자에 20볼트의 전압이 공급되었을 때, 화학구조식 49의 금속배위화합물에 기인하는 안정적이고 높은 효율의 적등색발광이 확인되었다. 이 발광은 EL소자가 100시간 동안 연속적으로 구동되었을 때에도 안정적이었다.

실시예 8

유기EL소자는, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37)대신에 화학구조식 50의 금속배위화합물(앞에서 구체적으로 표시함)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 제조되었다.

EL소자에 20볼트의 전압이 공급되었을 때, 화학구조식 50의 금속배위화합물에 기인하는 안정적이고 높은 효율의 적등색발광이 확인되었다. 이 발광은 EL소자가 100시간 동안 연속적으로 구동되었을 때에도 안정적이었다.

실시예 9

유기EL소자는, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 37)대신에 화학구조식 42의 금속배위화합물(앞에서 구체적으로 표시함)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 제조되었다.

EL소자에 20볼트의 전압이 공급되었을 때, 화학구조식 42의 금속배위화합물에 기인하는 안정적이고 높은 효율의 녹색발광이 확인되었다. 이 발광은 EL소자가 100시간 동안 연속적으로 구동되었을 때에도 안정적이었다.

상기 실시예 4 ∼ 9에 있어서, 본 발명에 의한 모든 금속배위화합물은 단일발광배위자구조를 가진 대응하는 금속배위화합물에 비해 20%정도 발광효율이 향상되었다.

실시예 10

본 발명에 의한 일반식(1)의 Ir계 금속배위화합물은 기본적으로 다음 반응식을 통해서 합성되었다.

또는

상기에 있어서, 출발물질로서, 시판의 Ir아세틸아세토네이토착체 또는 시판의 수화 Ir염화물이 사용되었다.

구체적인 합성예에 있어서, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 49)이 다음과 같이 제조되었다.

100㎖용적의 4입구 플라스크 내에 글리세롤 50㎖를 넣고 이 글리세롤에 질소가스를 공급하면서 130 ∼ 140℃에서 2시간 동안 교반하고, 이어서 정치시켜서 100℃까지 냉각했다. 그 온도에서 화학구조식 A의 2-벤질피리딘 1.02g(5.0mM)과 Ir(Ⅲ)아세틸아세토네이트(Ir(acac)₃) 0.5g(1.0mM)을 이 계에 첨가했고, 이어서 질소가스흐름분위기에서 210℃부근에서 7시간 동안 교반했다.

반응혼합물은 실온까지 냉각되어서 1N-염화수소산 300㎖에 주입되었다. 그 침전물은 여과에 의해 회수되어 물로 세정되었고, 이어서 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 클로로포름)에 의해 정제되어 흑색고체금속배위화합물(식 B의 예시 화합물 No. 49) 0.11g을 얻었다(수율: 16%).

이와 같이 제조된 금속배위화합물에 MALDI-TOF-MS(Matrix-assisted Laser Desorption Ionization mass spectroscopy)가 행해짐으로써, M⁺(mass number of ionized objective product)가 697.2(분자량으로서)인 것이 확인되었다.

금속배위화합물이 톨루엔에 용해되어, 그에 발광스펙트럼의 측정이 행해졌을 때, 이 금속배위화합물은 도 5에 표시한 바와 같은 최대발광파장(λmax) 463㎚를 포함하는 발광스펙트럼다이어그램을 제공했다.

또한, 상기한 Ir(ppy)₃가 인광수율(Ø)(Ir(ppy)₃)이 1인 것을 나타내는 표준화합물로서 사용되었을 때, 금속배위화합물(예시 화합물 No. 49)은 인광수율(Ø)(미지) 0.6을 나타냈다.

여기서, 인광수율(Ø)(Ø(미지))는 다음 식:

Ø(미지)/Ø(Ir(ppy)₃

=〔Sem(미지)/Iabs(미지)〕/

〔Sem(Ir(ppy)₃/Iabs(Ir(ppy)₃〕

〔여기서, Ø(미지)는 미지(목적)화합물의 인광수율, Ø(Ir(ppy)₃)의 인광수율( 이 경우에 1), Sem(미지)은 여기파장에서의 미지화합물의 흡수계수, Iabs(미지)는 여기파장에서 여기된 미지화합물의 방출스펙트럼의 면적강도, Sem(Ir(ppy)₃)은 여기파장에서의 Ir(ppy)₃의 흡수계수, Iabs(Ir(ppy)₃)는 여기파장에서 여기된 Ir(ppy)₃의 방출스펙트럼의 면적강도를 표시함〕

에 의해 얻을 수 있다.

실시예 11

이 실시예에 있어서, 실시예 10에서 제조된 금속배위화합물(예시 화합물 No. 49)을 아래에 표시한 폴리비닐카르바졸(PVK)과 혼합해서 발광층에 사용되는 발광재료를 얻었다.

유기EL소자는 다음과 같이 제조되었다.

(양극전극으로서) 70㎚두께의 ITO전극이 형성된 1.1㎜두께의 유리기판에 플라즈마-오존세정을 행했다.

이와 같이 처리된 유리기판 위에 상기 제조된 발광재료(금속배위화합물(예시 화합물 No. 49)과 PVK의 혼합물)의 클로로포름용액을 2000ppm으로 스핀코팅한후 건조시켜서 두께 90±10㎚을 가진 발광층을 얻었다.

다음에, 이와 같이 처리된 유리기판을 진공증착실에 넣었다. 이 기판의 발광층 위에 30㎚두께의 Mg-Ag합금층과 100㎚두께의 Al층(음극전극으로서)을 진공증착(10^-4㎩이하)에 의해 연속적으로 형성함으로써, 유기EL소자를 제조했다.

DC전압 8 ∼ 12볼트가 ITO전극(양극)과 금속전극(음극) 사이에 인가되었을 때, 맑은 청색발광이 확인되었다.

또한, 건조 후의 발광재료(혼합물)는 실시예 10에 사용된 틀루엔용액 속의 금속배위화합물(예시 화합물 No. 49)의 발광파장(473㎚)에 가까운 최대발광파장 490㎚을 나타냈다. 따라서, 이 실시예의 발광은 이 금속배위화합물(예시 화합물 No. 49)로부터 초래되었다.

DC전압 인가 후, 청색발광의 감쇠시간은 적어도 0.3 ∼ 0.5초였다. 그 결과, 이 실시예의 청색발광은 이 금속배위화합물(예시 화합물 No. 49)에 기인하는 발광인 것이 확인되었다.

청색발광상태는 이 EL소자가 12시간 동안 연속적으로 구동되었을 때에도 안정적이었다.

실시예 12 및 13

이들 실시예에 있어서, (위에서 구체적으로 표시한 화학구조식 43 및 51의) 금속배위화합물은 다음의 스텝1) 내지 4)를 통해서 합성되었다.

스텝1) (2-(피리딘-2-일)벤조〔b〕-티오펜의 합성)

1리터용적의 3입구 플라스크 내에 2-브로모프리딘 26.6g(168.5mM), 벤조〔b〕티오펜-2-붕산 30.0g(168.5mM), 톨루엔 170㎖, 에탄올 85㎖ 및 2M-소듐카보네이트 수용액 170㎖을 넣고, 질소가스흐름분위기에서 교반하면서 이 혼합물에 테트라키스-(트리페닐포스핀)팔라듐(O) 6.18g(5.35mM)을 첨가했고, 이어서 질소가스흐름분위기에서 5.5시간동안 교반하면서 환류시켰다.

반응 후, 이 반응혼합물을 냉각해서 냉수와 톨루엔을 가해서 추출했다.

유기층은 중성이 될 때까지 물로 세정되었고, 이어서 압력을 감소시키면서 용매를 증류시켜서 잔류물을 얻었다. 이 잔류물은 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 톨루엔/헥산=5/1)에 의해 정제된 후, 알루미나 컬럼 크로마토그래피(용리액: 톨루엔)에 의해 정제되고 에탄올로부터 재결정화되어 2-(피리딘-2-일)벤조〔b〕티오펜 12.6g을 얻었다(수율: 35.4%)

스텝2)(테트라키스(2-벤조〔b〕-티오펜-2-일)피리딘-C³,N)(μ-디클로로)디이리듐(Ⅲ)의 합성

500㎖용적의 3입구 플라스크 내에 n-수화 이리듐(Ⅲ)염화물(IrCl·nH₂O) 3.65g(10.4mM), 2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘 4.82g(22.8mM), 2-에톡시 에탄올 150㎖ 및 물 50㎖를 넣고 아르곤가스분위기에서 실온에서 0.5시간동안 교반했다. 이 혼합물은 서서히 가열되어 교반하에서 약 24시간 동안 환류되었다.

냉각 후, 이 반응화합물은 여과되었고, 이어서 에탄올과 아세톤으로 세정되었다.

이와 같이 형성된 분말을 클로로포름에 용해한 후, 물을 가해서 추출했다. 이 유기층은 무수황산마그네슘으로 건조되었고, 이어서 용매를 증류시켜서 잔류물을 얻었다. 이 잔류물은 혼합물용매(염화 헥산 메틸렌)로부터 재결정화되어 테트라키스(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)(μ-디클로로)디이리듐(Ⅲ) 5.40g을 얻었다(수율: 80.1%).

스텝3) 비스(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)(아세틸아세토네이토)이리듐(Ⅲ)

500㎖용적의 3입구 플라스크 내에 테트라키스(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)(-디클로로)디이리듐 2.2g(1.70mM), 아세틸아세톤 0.51g(5.09mM), 소듐 카보네이트 2.5g 및 에탄올 150㎖을 넣고 아르곤가스분위기에서 실온에서 1시간 동안 교반했다. 다음에 이 혼합물은 서서히 가열되었고, 교반하에서 15시간동안 환류되었다.

반응 후, 이 반응화합물은 냉각되었다, 이와 같이 형성된 침전물은 여과에 의해 회수되었고 물과 에탄올로 세정되어 잔류물이 얻어졌다. 이 잔류물은 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 클로로포름)에 의해 정제되었고 에탄올로부터 재결정화되어 비스(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)(아세틸아세토네이토)(이리듐(Ⅲ) 1.87g이 얻어졌다(수율: 77.3%).

스텝4) (비스(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N) (페닐피리딘-C²,N)이리듐(Ⅲ)(화학구조식 51의 금속배위화합물)과 비스(페닐피리딘-C²,N)(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)이리듐(Ⅲ)(화학구조식 43의 금속배위화합물)의 합성)

100㎖용적의 3입구 플라스크 내에 글리세롤 50㎖를 넣고 플라스크 내부의공기를 아르곤가스로 치환시켰다. 교반하에서, 비스(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)(아세틸아세토네이토)이리듐(Ⅲ) 0.7g(1.0mM)과 2-페닐피리딘 0.39g(2.50mM)을 글리세롤에 첨가해서, 200℃에서 10시간 동안 교반하였다.

반응 후, 이 반응혼합물에 IN-염화수소산 300㎖를 첨가한 후, 여과하였다. 이와 같이 해서 형성된 잔류물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용리액: 클로로포름)에 의해 정제한 후, 고성능 액체크로마토그래피에 의해 분류해서, 비스(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)(페닐피리딘-C²,N)이리듐(Ⅲ)(화학구조식 51의 금속배위화합물) 108㎎과 비스(페닐피리딘-C²,N)(2-(벤조〔b〕티오펜-2-일)피리딘-C³,N)이리듐(Ⅲ)(화학구조식 43의 금속배위화합물) 35㎎을 얻었다.

이와 같이 제조된 금속배위화합물(화학구조식 51 및 43)에 MALD1-TOF-MS를 행함으로써, 화학구조식 51의 금속배위화합물에 대해 M⁺가 767.1인 것이, 화학구조식 43의 금속배위화합물에 대해 M⁺가 711.1인 것이 각각 확인되었다.

화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물의 각각이 톨루엔에 용해되고, 이들에 발광스펙트럼의 측정이 행해져서, 화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물 모두 최대발광파장(λmax) 598㎚를 나타냄으로써, 발광이 벤조티에닐 배위자에 기인한다는 것이 확인되었다.

또한, 상기한 Ir(ppy)₃가 인광수율(Ø)=1을 나타내는 표준화합물로 사용되었을 때, 화학구조식 51의 금속배위화합물은 인광수율 (Ø)=0.2를 나타냈고, 화학구조식 43의 금속배위화합물은 인광수율 (Ø)=0.3을 나타냈다.

발광이 인광이라는 것을 확인하기 위해서, 화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물의 각각이 클로로포름에 용해되어 제 1용액과 제 2용액이 제조되었다. 각 제 1용액은 산소가스로 치환되었고, 각 제 2용액은 질소가스로 치환되었다.

이와 같이 제조된 제 1 및 제 2용액의 각각에 광이 조사되었을 때, 산소치환용액은 거의 인광을 나타내지 않았지만, 질소치환용액은 인광을 나타냈다. 그 결과, 화학구조식 51 및 43의 이들 금속배위화합물은 인광성 금속배위화합물이라는 것이 확인되었다.

이어서, 화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물에 다음과 같이 발광수명(시간)의 측정이 행해졌다.

화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물의 각각이 클로로포름에 용해되고 석영기판 상에 스핀코팅되어 약 0.1㎛두께의 금속배위화합물층이 형성되었다.

발광수명측정장치(하마마츠 포토닉스사제)를 사용해서 상기 기판 상에 형성된 상기 제조된 금속배위화합물층에 실온에서 질소레이저광(여기파장: 337㎚)을 펄스조사하고, 여기레이저펄스조사 후 즉시 감쇠시간을 측정했다.

t(초)의 경과 후의 발광강도 I는 다음 식:

I=I₀exp (-t/τ)

〔여기서, I₀는 초기발광강도, τ(μsec)는 발광수명(시간)을 표시함〕

으로 정의된다.

그 결과, 화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물 모두 10μsec이하의 짧은 발광수명을 나타냈다.

따라서, 본 발명의 금속배위화합물은 인광발광과 짧은 인광수명(시간)을 나타내기 때문에 양호한 안정성을 가진 금속배위화합물을 사용하는 유기EL소자를 제공할 것으로 기대된다.

실시예 14 및 15

실시예 12 및 13에서 제조된 화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물을 사용하는 2개의 유기EL소자가 이들 실시예에서 제조되었다.

유기발광소자의 각각은 도 1(c)에 표시한 4개의 유기(화합물)층(발광기능층)을 포함하는 구조를 가졌고 또한 다음과 같이 제조되었다.

1.1㎜두께의 유리기판(투명기판(15))상에 ITO(indium tin oxide)의 100㎚두께의 막(투명전극(14))이 스퍼터링에 의해 형성되었고, 이어서 패터닝이 행해져서(대향하는) 전극면적 3㎟를 가지게 되었다.

ITO형성기판 상에, 아래에 표시한 4개의 유기층과 2개의 금속전극층이 진공실(10^-4Pa)내에서 저항가열을 사용해서 진공(증기)증착에 의해 연속적으로 형성되었다.

유기층 1(홀수송층(13))(50㎚): α-NPD

유기층 2(발광층(12))(40㎚): CBP: 일반식(1)의 금속배위화합물(중량비 93: 7)(공진공증착)

유기층 3(여기확산방지층(17))(20㎚): BCP

유기층 4(전자수송층(16))(40㎚): Alq3

금속전극층 1(금속전극(11)(15㎚)): AL-Li합금(Li=1.8중량%)

금속전극층 2(금속전극(11))(100㎚): Al

화학구조식 51 및 43의 금속배위화합물을 사용하는 발광소자의 EL특성은, 최대발광파장(λmax)에 대해서는 스펙트로포토플루오로-미터("Model SRI", 토프콘사제)를 사용하고, 발광휘도에 대해서는 루미넌스-미터("Model BM7", 토프콘사제)를 사용하고, 전류밀도(전류-전압특성)에 대해서는 전압 8볼트의 인가하에서 미소전류계("Model 4140B", 휴렛 패커드사제)를 사용해서 측정되었다. 또한, 상기 제조된 발광소자 모두 양호한 정류특성을 나타냈다.

그 결과를 아래에 표시한다.

실시예 No. 화학구조식 λmax(㎚) 휘도(cd/㎡)

14 51 598 1.0

15 43 597 2.1

유기EL소자의 발광상태의 각각은 발광물질의 각각이 톨루엔에 용해된 경우의 광발광에 의거한 것과 유사했다.

따라서, 이들 유기EL소자로부터의 발광은 화학구조식 51 및 43의 각 금속배위화합물에 기인하는 것이 확인되었다.

또한, 상기 결과로부터 명백한 바와 같이, 화학구조식 43의 금속배위화합물은 화학구조식 51의 금속배위화합물에 비해서 발광효율을 효과적으로 향상시켰다.

화학구조식 43 및 51의 이들 금속배위화합물에 있어서, 발광배위자는 벤조티에닐피리딘 배위자이며, 따라서 발광효율은 벤조티에닐피리딘 배위자의 수에 의존하는 것이 확인되었다.

이들 실시예(실시예 14 및 15)에 의하면, 발광배위자로서 (화학구조식 43의 금속배위화합물을 구성하는)벤조티에닐피리딘의 수가 적은 쪽이 발광효율을 향상시킴에 있어서 더 효과적이라는 것이 확인되었다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유기EL소자의 넓은 파장범위의 발광용의 발광재료로서 적합하고, 높은 인광수율과 짧은 인광수명(시간)을 나타내는 화학구조식(1)의 금속배위화합물을 제공하는 것이 가능하다. 본 발명에 의한 금속배위화합물을 사용하는 유기발광소자(EL소자)는 고효율 발광을 안정적으로 나타낸다.

도 1(a), 도 1(b) 및 도 1(c)는 각각 유기발광소자의 층구조의 개략단면도;

도 2는 이후에 기재하는 실시예 3에 사용된 단일 매트릭스형의 유기발광소자의 개략사시도;

도 3은 실시예 3에 사용된 구동신호의 파형도;

도 4a는 페닐피리미딘계 Ir착체(Ir(ppy)₃)의 발광스펙트럼도이고, 도 4b는 티에닐피리미딘계 Ir착체(Ir(thpy)₃)의 발광스펙트럼도;

도 5는 실시예 10에 사용된 2-벤질피리딘 Ir착체의 발광스펙트럼도.

〈부호의 설명〉

11: 금속전극 12: 발광층

13: 홀수송층 14: 투명전극

15: 투명기판 16: 전자수송층

17: 여기자 확산방지층 21: 유리기판

22: ITO전극(투명전극) 23: 유기화합물층

24: 음극

Claims

다음 일반식(1) :

LmML'n (1)

{여기서, M은 Ir이고; L은 이좌배위자이며; L'는 L과는 다른 이좌배위자이고; m은 1, 2 또는 3의 정수이며; n은 0, 1 또는 2의 정수이고, 단 m과 n의 합은 3이고,

부분구조 MLm은 아래에 표시한 일반식(2) 또는 일반식(3)으로 표시되교, 부분구조 ML'n은 아래에 표시한 일반식(4) 또는 일반식(5)로 표시되며:

[여기서, CyN1, CyN2 및 CyN3는 각각 독립적으로, M에 결합된 질소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기이고; CyN4는 M에 결합된 질소원자를 가진 8-퀴놀린을 함유하는 환상기 또는 그 유도체이며; CyC1, CyC2 및 CyC3는 각각 독립적으로, M에 결합된 탄소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기를 표시하고,

CyN1, CyN2, CyN3, CyC1, CyC2 및 CyC3의 치환기의 각각은 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 각기 독립적으로 1 ∼ 8개의 탄소원자를 가진 3개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기를 함유하는 트리알킬실릴기; -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기; 및 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 및 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기로 구성되는 군으로부터 선택되는 치환기를 가질 수 있는 방향환기로 구성되는 군으로부터 선택되며,

CyN1 및 CyC1은 -O-, -S-, -CO-, -C(R1)(R2)- 또는 -NR-(여기서, R1, R2 및 R은 각각 독립적으로, 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐원자로 치환된 알킬기, 페닐기 또는 나프틸기를 표시함)로 표시되는 X를 함유하는 공유결합기를 개재해서 결합되어 있고,

CyN2와 CyC2, 그리고, CyN3와 CyC3는 각각 독립적으로, 공유결합을 개재해서 결합되어 있음],

단, n이 0일 때 상기 일반식(2)로 표시됨}로 표시되는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 상기 부분구조 MLm은 상기 일반식(2)로 표시되는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
삭제
제 2항에 있어서, 상기 금속배위화합물은 다음 구조식(6);

〔여기서, M은 Ir이고; p는 1이며; E 및 G는 각각 독립적으로, 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기, 또는 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 각기 독립적으로 1 ∼ 8개의 탄소원자를 가진 3개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기를 함유하는 트리알킬실릴기; 및 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기로 구성되는 군으로부러 선택되는 치환기를 가질 수 있는 방향환기를 표시함〕으로 표시되는 다른 부분구조를 가지는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 여기상태에서 기저상태로의 에너지천이시에 인광을 나타내는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 배위자 L 및 L' 중의 하나는 발광배위자이고, 다른 배위자는 캐리어수송배위자인 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 배위자 L 및 L'의 적어도 하나는 MLCT 여기상태(Metal to Ligand Charge transfer여기상태)에 있는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 배위자 L 및 L'는 그 여기상태에 의거하여 제 1최대발광파장 λ1을 제공할 수 있는 제 1배위자와 λ1보다 짧은 제 2 최대 발광파장 λ2를 제공할 수 있는 제 2배위자를 포함하고, λ1을 제공하는 제 1배위자의 수는 λ2를 제공하는 제 2배위자의 수보다 작은 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 배위자 L 및 L'는 강한 발광배위자와 약한 발광배위자를 포함하고, 강한 발광배위자의 수는 약한 발광배위자의 수보다 작은 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
기판, 이 기판 위에 배치된 한 쌍의 전극, 및 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치된, 적어도 1종의 유기화합물을 함유하는 발광기능층을 구비한 유기발광소자에 있어서,

상기 유기화합물은 다음 일반식(1):

LmML'n (1)

{여기서, M은 Ir이고; L은 이좌배위자이며; L'는 L과는 다른 이좌배위자이고; m은 정수 1,2 또는 3이며; n은 0, 1 또는 2를 표시하고, 단 m과 n의 합은 3이고,

부분구조 MLm은 아래에 표시한 일반식(2) 또는 일반식(3)을 표시하고, 부분구조 ML'n은 아래에 표시한 일반식(4) 또는 일반식(5)를 표시하며:

〔여기서, CyN1, CyN2 및 CyN3는 각각 독립적으로, M에 결합된 질소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기이고; CyN4는 M에 결합된 질소원자를 가진 8-퀴놀린을 함유하는 환상기 또는 그 유도체이며; CyC1, CyC2 및 CyC3는 각각 독립적으로, M에 결합된 탄소원자를 함유하는 치환 또는 미치환 환상기를 표시하고,

CyN1, CyN2, CyN3, CyC1, CyC2 및 CyC3의 치환기의 각각은 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 각기 독립적으로 1 ∼ 8개의 탄소원자를 가진 3개의 직쇄상 또는 분기상 알킬기를 함유하는 트리알킬실릴기; -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기; 및 할로겐원자; 시아노기; 니트로기; 및 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 1개 또는 적어도 2개의 비인접 메틸렌기를 포함할 수 있고 또한 불소원자로 대체될 수 있는 수소원자를 포함할 수 있는 1 ∼ 20개의 탄소원자를 가진 직쇄상 또는 분기상 알킬기로 구성되는 군으로부터 선택되는 치환기를 가질 수 있는 방향환기로 구성되는 군으로부터 선택되며,

CyN1 및 CyC1은 -O-, -S-, -CO-, -C(R1)(R2)- 또는 -NR-(여기서, R1, R2 및 R은 각각 독립적으로, 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐원자로 치환된 알킬기, 페닐기 또는 나프틸기를 표시함)로 표시되는 X를 함유하는 공유결합기를 개재해서 결합되어 있고,

CyN2와 CyC2, 그리고 CyN3와 CyC3는 각각 독립적으로, 공유결합을 개재해서 결합되어 있음],

단, 상기 금속배위화합물은 n이 0일때 상기 일반식(2)로 표시됨}로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자
제 10항에 있어서, 상기 부분구조 MLm은 상기 일반식(2)로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
삭제
제 10항에 있어서, 상기 발광기능층으로부터 인광을 발생시키기 위하여 상기 한 쌍의 전극 사이에 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
제 10항에 의한 유기발광소자와, 이 유기발광소자에 전기신호를 공급하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 금속배위화합물이 하기 구조식:

으로 표시되는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 상기 금속배위화합물이 하기 구조식:

으로 표시되는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 1항에 있어서, 상기 금속배위화합물이 하기 구조식:

으로 표시되는 것을 특징으로 하는 금속배위화합물.
제 10항에 있어서, 상기 금속배위화합물이 하기 구조식:

으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
제 10항에 있어서, 상기 금속배위화합물이 하기 구조식:

으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
제 10항에 있어서, 상기 금속배위화합물이 하기 구조식:

으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.