KR20050106412A - 유기 금속 착체, 이들 착체를 사용하는 전계 발광 재료 및이들 착체를 사용하는 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 합성이 용이한 배위자를 사용하여 수율이 양호하게 수득되는 신규한 유기 금속 착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 특히, 내열성이 우수한 유기 금속 착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 유기 금속 착체를 사용하여 전계 발광 소자를 제작함으로써 발광 효율이 높은 전계 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 이를 위해, 화학식 1의 구조를 갖는 유기 금속 착체를 합성한다. 또한, 이를 전계 발광 소자에 적용한다.
화학식 1
위의 화학식 1에서,
R1 내지 R7, X, Y 및 M은 본원 명세서에서 정의한 바와 같다.

Description

유기 금속 착체, 이들 착체를 사용하는 전계 발광 재료 및 이들 착체를 사용하는 전계 발광 소자 {Organic metal complex, electroluminescent material using the complex and electroluminescent element using the complex}
본 발명은 신규한 유기 금속 착체에 관한 것이다. 특히, 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있는 유기 금속 착체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 유기 금속 착체를 사용하는 전계 발광 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 양극, 음극 및 전계를 가함으로써 발광이 수득되는 유기 화합물을 함유하는 층(이하, 「전계 발광층」이라고 기재한다)을 갖는 전계 발광 소자로서, 상기 유기 금속 착체를 사용하는 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 화합물(유기 분자)은 빛을 흡수하면 에너지를 갖는 상태(여기 상태)로 된다. 이러한 여기 상태를 경유함으로써 각종 반응(광화학 반응)을 일으키는 경우나 발광(루미네슨스)을 발생시키는 경우가 있으며, 다양한 응용이 이루어지고 있다.
광화학 반응의 일례로서, 일중항 산소의 불포화 유기 분자와의 반응(산소 부가)이 있다[예: 비특허 문헌 1(이노우에 하루오, 외 3명, 기초화학 코스 광화학 I(마루젠가부시키가이샤), 106-110) 참조]. 산소분자는 기저 상태가 삼중항 상태이므로 일중항 상태의 산소(일중항 산소)는 직접적인 광 여기(光勵起)로는 생성되지 않는다. 그러나, 다른 삼중항 여기분자의 존재하에서는 일중항 산소가 생성되며 산소 부가반응에 도달할 수 있다. 이때, 상기한 삼중항 여기분자를 형성할 수 있는 화합물은 광 증감제라고 호칭된다.
이와 같이 일중항 산소를 생성하기 위해서는 삼중항 여기분자를 광 여기로 형성할 수 있는 광 증감제가 필요하다. 그러나, 통상의 유기 화합물은 기저 상태가 일중항 상태이므로 삼중항 여기 상태에서의 광 여기는 금제(禁制) 천이로 되며 삼중항 여기분자는 생기기 어렵다(통상적으로는 일중항 여기분자가 생긴다). 따라서, 이러한 광 증감제로서는 일중항 여기 상태로부터 삼중항 여기 상태로 항간 교차를 일으키기 쉬운 화합물(또는 직접 삼중항 여기 상태에서 광 여기된다는 금제 천이를 허용하는 화합물)이 요구되고 있다. 환언하면, 이러한 화합물은 광 증감제로서 이용할 수 있어 유익하다고 말할 수 있다.
또한, 이러한 화합물은 종종 인광을 방출하는 경우가 있다. 인광과는 다중도가 상이한 에너지간의 천이에 의해 생기는 발광의 경우이며, 통상적인 유기 화합물에서는 삼중항 여기 상태로부터 일중항 기저 상태로 복귀할 때에 생기는 발광의 경우를 가리킨다(이에 비해, 일중항 여기 상태로부터 일중항 기저 상태로 복귀할 때의 발광은 형광이라고 호칭된다). 인광을 방출할 수 있는 화합물, 즉 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있는 화합물(이하에서는 「인광성 화합물」이라고 기재한다)의 응용분야로서는 발광성 화합물로서 유기 화합물을 사용하는 전계 발광 소자를 들 수 있다.
이러한 전계 발광 소자는 박형 경량·고속 응답성·직류 저전압 구동 등의 특성으로 인해, 차세대의 플래트 패널 디스플레이 소자로서 주목되고 있는 디바이스이다. 또한, 자발광형이며 시야각이 넓다는 점에서 시각 확인성도 비교적 양호하고, 휴대 기기의 표시 화면에 사용하는 소자로서 효과적이라고 생각되고 있다.
유기 화합물을 발광체로서 사용하는 경우, 전계 발광 소자의 발광기구는 캐리어 주입형이다. 즉, 전극간에 전계 발광층을 끼워 전압을 인가함으로써 음극으로부터 주입된 전자 및 양극으로부터 주입된 홀이 전계 발광층 속에서 재결합하여 여기분자를 형성하며, 이러한 여기분자가 기저 상태로 복귀할 때에 에너지를 방출하여 발광한다.
그리고, 여기분자의 종류로서는, 앞에서 기재한 광 여기의 경우와 동일하게, 일중항 여기 상태(S*)와 삼중항 여기 상태(T*)가 가능하다. 또한, 전계 발광 소자에서 이의 통계적인 생성 비율은 S*:T*= 1:3이라고 생각되고 있다[예: 비특허 문헌 2(쓰쓰이 데쓰오, 응용 물리학회 유기 분자·바이오일렉트로닉스 분과회 제3회 강습회 text, 31-37(1993)) 참조].
그러나, 일반적인 유기 화합물은 실온에서 삼중항 여기 상태로부터의 발광(인광)은 관측되지 않으며, 통상적으로는 일중항 여기 상태로부터의 발광(형광)만이 관측된다. 유기 화합물의 기저 상태는 통상적으로 일중항 기저 상태(So)이므로 T* → So 천이(인광 과정)는 강도의 금제 천이로 되며, S* →So 천이(형광 과정)는 허용 천이로 되기 때문이다.
따라서, 전계 발광 소자에서 내부 양자 효율(주입한 캐리어에 대하여 발생하는 광자의 비율)의 이론적 한계는 S*:T*= 1:3인 것을 근거로 25%로 되어 있다.
그러나, 상기한 인광성 화합물을 사용하면, T* →So 천이(인광 과정)가 허용되므로 내부 양자 효율은 75 내지 100%에까지 이론상은 가능해진다. 요컨대, 종래의 3 내지 4배의 발광 효율이 가능해진다. 실제로, 인광성 화합물을 사용하는 전계 발광 소자가 연달아서 발표되고, 이의 발광 효율의 증가가 주목되고 있다[예: 비특허 문헌 3(D.F. 오브라이언, 외 3명, 어플라이드 피직스 레터즈, vol. 74, No.3, 442-444(1999)), 비특허 문헌 4(데쓰오 쓰쓰이 외 8명, 저패니즈 져널 오브 어플라이드 피직스, vol. 38, L1502-L1504 (1999)) 참조].
비특허 문헌 3에서는 백금을 중심 금속으로 하는 포르피린 착체를 사용하고, 비특허 문헌 4에서는 이리듐을 중심 금속으로 하는 유기 금속 착체를 사용하고 있으며, 이들 중 어떠한 착체도 인광성 화합물이다.
또한, 이리듐을 중심 금속으로 하는 유기 금속 착체(이하, 「이리듐 착체」라고 기재한다)를 함유하는 층과 공지된 형광성 화합물인 DCM2를 함유하는 층을 교대로 적층시킴으로써 이리듐 착체로 생성된 삼중항 여기 에너지를 DCM2로 이동시켜 DCM2의 발광에 기여할 수 있다[예: 비특허 문헌 5(M.A. 발드, 외 2명, 네이처(런던), vol. 403, 750-753(2000)) 참조]. 이 경우, DCM2의 일중항 여기 상태의 양(통상적으로는 25% 이하)은 통상적으로 비교하여 증폭되므로 DCM2의 발광 효율은 증대된다. 이것은 말하자면, 인광성 화합물인 이리듐 착체의 증감 작용이라고 말할 수 있다.
비특허 문헌 3 내지 비특허 문헌 5에 기재된 바와 같이, 인광성 화합물을 사용하는 전계 발광 소자는 종래보다 높은 발광 효율을 달성할 수 있다(요컨대, 적은 전류로 높은 휘도를 달성할 수 있다). 따라서, 인광성 화합물을 사용하는 전계 발광 소자는 고휘도 발광·고발광 효율을 달성하기 위한 수법으로서, 금후의 개발에 있어서 큰 비중을 차지하는 것으로 생각된다.
이상과 같이, 인광성 화합물은 항간 교차를 일으키기 쉬우며 또한 삼중항 여기 상태로부터의 발광(인광)을 발생시키기 쉬우므로 광 증감제로서의 이용이나 인광 재료로서의 전계 발광 소자에서의 적용이 유용하며, 기대되고 있는 화합물이지만, 그 수는 적은 것이 현재 상황이다.
수가 적은 인광성 화합물 중에서, 비특허 문헌 4 또는 비특허 문헌 5에 사용되고 있는 이리듐 착체는 오르토메탈 착체라고 호칭되는 유기 금속 착체의 일종이다. 이러한 착체는 인광 수명이 수백 나노초이며, 또한, 인광 양자 수율도 높다는 측면으로부터, 상기한 포르피린 착체와 비교하면 휘도의 상승에 따르는 효율의 저하가 작으므로 전계 발광 소자에서 효과적이다. 이러한 의미에서도, 이러한 유기 금속 착체는 삼중항 여기 상태에서의 직접 광 여기나 항간 교차를 일으키기 쉬운 화합물, 억지로는 인광성 화합물을 합성하기 위한 하나의 지침이다.
비특허 문헌 4 또는 비특허 문헌 5에서 사용되고 있는 이리듐 착체의 배위자의 구조는 비교적 단순하며, 색순도가 양호한 녹색 발광을 나타내지만, 발광색을 다른 색으로 변경하기 위해서는 배위자의 구조를 변경하는 것이 필요하다. 예를 들면, 비특허 문헌 6[M. 톰프슨, 외 10명, 제10회 인터내셔널 워크숍 온 인오가닉 앤드 오가닉 일렉트로 루미네슨스(EL'00), 35-38]에서는 각종 배위자 및 이러한 배위자를 사용하는 이리듐 착체가 합성되어 있으며, 몇가지 발광색을 실현하고 있다.
그러나, 이들 배위자는 이의 대부분이 중심 금속과 5원 환을 형성할 수 있는 것으로 한정되어 있으며, 이중에서 적합한 발광색을 탐색하고 있는 것이 현재 상황이다. 요컨대, 적용할 수 있는 배위자의 종류가 아직 적다는 문제가 있다.
또한, 이들 배위자의 대부분은 합성이 곤란하거나 합성에 필요한 단계수가 많으므로 재료 자체의 비용 상승으로도 이어진다. 비용의 관점에서 말하면, 유기 금속 착체 자체의 수율도 중요하다.
또한, 유기 금속 착체는 일반적으로 분해되기 쉬우며, 분해되기 어려운 것이라도 분해 온도는 결코 높지 않다. 요컨대, 내열성이 결핍되기 때문에 전계 발광 소자와 같은 전자 디바이스에 응용할 때에는 문제가 된다.
이상으로부터, 용이하게 합성할 수 있는 배위자를 적용할 수 있으며 수율이 양호하게 합성할 수 있는 이외에 내열성도 우수한 유기 금속 착체가 요구되고 있다. 이러한 유기 금속 착체를 합성함으로써 염가로 내열성이 높은 광 증감제나 인광 재료 등이 수득되기 때문이다.
따라서, 본 발명에서는 합성이 용이한 배위자를 사용하여 수율이 양호하게 수득되는 신규한 유기 금속 착체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 특히, 내열성이 우수한 신규한 유기 금속 착체를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 유기 금속 착체를 사용하여 전계 발광 소자를 제작함으로써 발광 효율이 높은 전계 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 전계 발광 소자를 사용하여 발광 장치를 제작함으로써 소비전력이 낮은 발광 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
도 1은 실시 형태 1에서 전계 발광 소자의 소자 구조를 설명하는 도면이다.
도 2는 실시 형태 2에서 전계 발광 소자의 소자 구조를 설명하는 도면이다.
도 3은 실시 형태 3에서 전계 발광 소자의 소자 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 발광 장치에 관해서 설명하는 도면이다.
도 5는 전기 기구에 관해서 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 유기 금속 착체의 UV-Vis 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 유기 금속 착체의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 유기 금속 착체의 UV-Vis 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 유기 금속 착체의 UV-Vis 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 전계 발광 소자의 특성을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 전계 발광 소자의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
하기 화학식 12의 배위자는, 예를 들면, 페노티아진 유도체 A와 헤테로사이클릭 화합물의 요오드화물 B를 반응시키는 하기 합성 반응식 1에 따라 합성할 수 있다. 단, 합성방법은 이에 한정되는 것은 아니다.
화학식 12
또한, 위의 화학식 12에서, R1 내지 R7은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 원자, 할로겐 원자, 저급 알킬 그룹, 알콕시 그룹, 아실 그룹, 니트로 그룹, 시아노 그룹, 아미노 그룹, 디알킬아미노 그룹, 디아릴아미노 그룹, 치환기를 가질 수 있는 비닐 그룹, 치환기를 가질 수 있는 아릴 그룹 및 치환기를 가질 수 있는 헤테로사이클릭 잔기 중의 어느 하나이다. 또한, R1과 R2, R2와 R3, R4와 R5 및 R5와 R6은 각각 서로 결합하여 방향족 환을 형성할 수 있다.
이때, 저급 알킬 그룹으로서는 메틸 그룹, 에틸 그룹, n-프로필 그룹, 이소프로필 그룹, n-부틸 그룹, 2급 부틸 그룹, 3급 부틸 그룹, 헥실 그룹 등이 있으며, 탄소수 1 내지 6의 것이 바람직하다. 또한, 트리플루오로메틸 그룹과 같은 할로겐화 알킬 그룹이나 사이클로헥실 그룹과 같은 사이클로알킬 그룹일 수 있다. 알콕시 그룹으로서는 메톡시 그룹, 에톡시 그룹, n-프로폭시 그룹, 이소프로폭시 그룹, n-부톡시 그룹, 2급 부톡시 그룹, 3급 부톡시 그룹, 헥스옥시 그룹 등이 있으며, 탄소수 1 내지 6의 것이 바람직하다. 아실 그룹으로서는 아세틸 그룹 등이 가능하다. 디알킬아미노 그룹으로서는 디메틸아미노 그룹, 디에틸아미노 그룹 등이 있으며, 알킬 쇄의 탄소수가 1 내지 4인 것이 바람직하다. 디아릴아미노 그룹으로서는 디페닐아미노 그룹, 비스(α-나프틸)아미노 그룹 등이 있으며, 비스(m-톨릴)아미노 그룹과 같은 치환된 아릴아미노 그룹일 수 있다. 비닐 그룹으로서는 디페닐비닐 그룹과 같은 치환기를 갖는 비닐 그룹일 수 있다. 아릴 그룹으로서는 페닐 그룹, 나프틸 그룹 등의 치환되지 않은 아릴 그룹 이외에 o-톨릴 그룹, m-톨릴 그룹, p-톨릴 그룹, 크실릴 그룹, 메톡시페닐 그룹, 에톡시페닐 그룹, 플루오로페닐 그룹 등의 치환된 아릴 그룹일 수 있다. 헤테로사이클릭 잔기로서는 피리딜 그룹, 푸릴 그룹, 티에닐 그룹 등이 있다.
또한, 위의 화학식 12에서 X는 산소원자 또는 황원자이다. 또한, 헤테로사이클릭 잔기 Y로서는 2-벤조옥사졸릴 그룹과 같은 다환식 그룹라도 양호하지만, 금속에서의 배위를 방해하지 않고 배위되기 쉬운 입체 구조를 고려하면 5원 환 또는 6원 환의 헤테로사이클릭 잔기가 바람직하다. 구체적으로는, 2-피리딜 그룹, 4-피리미딜 그룹, 2-옥사졸릴 그룹, 2-티아졸릴 그룹 등이다.
위의 화학식 12의 배위자의 보다 구체적인 예로서는 10-(2-피리딜)페노티아진, 10-(2-피리딜)-3,7-디메틸페노티아진, 10-(2-피리딜)-4,6-디메틸페노티아진, 10-(2-피리딜)-3,7-디메톡시페노티아진, 10-(2-피리딜)-3,7-비스(디메틸아미노)페노티아진, 10-(2-피리딜)-3,7-비스(디페닐아미노)페노티아진, 10-(2-피리딜)-3,7-비스(디페닐비닐)페노티아진, 10-(2-피리딜)-디벤조[c][h]-페노티아진, 10-(2-옥사졸릴)페노티아진, 10-(2-티아졸릴)페노티아진, 10-(2-피리딜)페녹사진, 10-(2-피리딜)-3,7-디메틸페녹사진, 10-(2-피리딜)-4,6-디메틸페녹사진, 10-(2-피리딜)-3,7-디메톡시페녹사진, 10-(2-피리딜)-3,7-비스(디메틸아미노)페녹사진, 10-(2-피리딜)-3,7-비스(디페닐아미노)페녹사진, 10-(2-피리딜)-3,7-비스(디페닐비닐)페녹사진, 10-(2-피리딜)-디벤조[c][h]-페녹사진, 10-(2-옥사졸릴)페녹사진, 10-(2-티아졸릴)페녹사진 등이 있지만, 본 발명에서는 이들로 한정되는 것은 아니다.
이하, 상술한 바와 같은 화학식 12의 배위자를 사용하여, 화학식 1의 부분 구조를 갖는 본 발명의 유기 금속 착체를 형성한다. 또한, 화학식 1에서 R1 내지 R7, X, Y는 앞에서 기재한 배위자의 화학식 l2에서의 R1 내지 R7, X, Y와 동일한 것이다. 또한, M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이며, 구체적으로는 백금 원자 또는 이리듐 원자 등이다.
화학식 1
이하에서는 이의 일례로서, 2좌 킬레이트 배위자 L을 사용하는 화학식 2의 본 발명의 유기 금속 착체의 형성에 관해서 설명한다. 또한, 화학식 2에서 R1 내지 R7, X, Y는 앞에서 기재한 배위자의 화학식 12에서의 R1 내지 R7, X, Y와 동일한 것이다. 또한, M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이며, 구체적으로는 백금 원자 또는 이리듐 원자 등이다. 또한, n은, M이 제9족 원자인 경우에는 2이고, M이 제10족 원자인 경우에는 1이다.
화학식 2
이때의 사이클로메탈화 반응으로서는 공지된 합성법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 이리듐을 중심 금속으로 하는 본 발명의 유기 금속 착체를 합성할 때에는 중심 금속 원료로서 염화이리듐의 수화물을 사용하고, 상기 화학식 12의 배위자와 혼합하여 질소 분위기 하에서 가열 환류시킴으로써, 우선 염소 가교의 다핵 착체를 합성한다[하기 합성 반응식 2]. 그후, 수득된 다핵 착체와 2좌 킬레이트 배위자 L을 혼합하여 질소 분위기 하에서 환류시킴으로써 염소 가교를 2좌 킬레이트 배위자 L로 절단하여 본 발명의 유기 금속 착체를 수득한다[하기 합성 반응식 3].
또한, L은 베타 디케톤 구조를 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자, 카복실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 및 페놀성 하이드록실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나이며, 구체적으로는 아세틸아세톤, 말론산디메틸, 피콜린산, 프롤린, 살리실리덴아민, 살리실알데히드, 8-퀴놀리놀 등이다.
이와 같이 수득되는 본 발명의 유기 금속 착체의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 하기 화학식 13 내지 화학식 20의 화합물 등이 있다. 단, 본 발명의 유기 금속 착체는 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 화학식 16 및 화학식 20에서는 트랜스형을 기재하고 있지만, 시스형도 가능하다.
이상에서는 2좌 킬레이트 배위자 L을 사용하는 구성의 일례를 예시했지만, 본 발명의 유기 금속 착체는 이들로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 하기 화학식 21 내지 화학식 24로 기재된 바와 같이, 상기한 2좌 킬레이트 배위자 L 대신에 오르토메탈화하는 배위자(화학식 21 내지 화학식 24에서는 2-페닐피리딘)를 사용하는 구성으로 할 수 있다. 이들 유기 금속 착체는 상기한 반응식 3의 생성물을 경유하여 합성할 수 있다. 예를 들면, 화학식 21의 유기 금속 착체는 화학식 13의 화합물과 2-페닐피리딘를 반응시킴으로써 수득할 수 있다. 또한, 백금의 사이클로메탈 착체에서는 시스형을 형성하는 경우가 많으므로 화학식 22와 화학식 24에서는 시스형을 기재하고 있지만, 트랜스형도 가능하다.
또한, 하기 화학식 25 내지 화학식 28로 기재된 바와 같이, 동일한 배위자를 사용하는 구성으로 할 수 있다. 이들 유기 금속 착체에 관해서도, 상기 반응식 3의 생성물을 경유하여 합성할 수 있다. 예를 들면, 화학식 25의 유기 금속 착체는 화학식 13의 화합물과 10-(2-피리딜)페노티아진을 반응시킴으로써 수득할 수 있다. 또한, 백금의 사이클로메탈 착체에서는 시스형을 형성하는 경우가 많으므로 화학식 26 및 화학식 28에서는 시스형을 기재하고 있지만, 트랜스형도 가능하다.
이상에 기재된 본 발명의 유기 금속 착체는 광 증감제나 인광 재료로서 사용할 수 있지만, 이하에서는 전계 발광 소자에 적용하는 형태에 관해서 기재한다.
본 발명에서 전계 발광 소자는 기본적으로는 한쌍의 전극(양극 및 음극) 간에 상기한 본 발명의 유기 금속 착체를 함유하는 전계 발광층(적어도 발광층을 포함하며, 또한, 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 홀 블록킹층, 전자 수송층, 전자 주입층으로부터 선택된 하나 또는 다수의 층으로 이루어진다)을 끼운 소자 구성이다.
또한, 전계 발광층에 사용하는 본 발명의 유기 금속 착체 이외의 재료로서는 공지된 재료를 사용할 수 있으며, 저분자계 재료 및 고분자계 재료 중의 어느 하나를 사용할 수 있다. 또한, 전계 발광층을 형성하는 재료에는 유기 화합물 재료만으로 이루어진 것 뿐만 아니라, 무기 화합물을 일부에 포함하는 구성도 포함시키는 것으로 한다.
이하에서는 본 발명의 전계 발광 소자의 실시 형태에 관해서 상세하게 설명한다.
[실시 형태 1]
본 실시 형태 1에서는 본 발명의 유기 금속 착체를 함유하는 발광층과 저분자계 재료로 이루어진 홀 주입층, 홀 수송층, 홀 블록킹층 및 전자 수송층을 갖는 전계 발광 소자의 소자 구성에 관해서 도 1을 사용하여 설명한다.
도 1에서는 기판(100) 위에 제1 전극(101)이 형성되어 있고, 제1 전극(101) 위에 전계 발광층(102)이 형성되어 있으며, 그 위에 제2 전극(103)이 형성되어 있는 구조를 갖는다.
또한, 여기서 기판(100)에 사용되는 재료로서는 종래의 전계 발광 소자에 사용되는 것이면 양호하며, 예를 들면, 유리, 석영, 투명 플라스틱 등으로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태 1에서 제1 전극(101)은 양극으로서 기능하며, 제2 전극(103)은 음극으로서 기능한다.
즉, 제1 전극(101)은 양극 재료로 형성되며, 여기서 사용할 수 있는 양극 재료로서는 일함수가 큰(일함수 4.OeV 이상) 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 양극 재료의 구체적인 예로서는 ITO(Indium Tin Oxide), 산화인듐에 2 내지 20%의 산화아연(ZnO)을 혼합한 IZO(Indium Zinc Oxide) 이외에 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 또는 금속 재료의 질화물(TiN) 등을 사용할 수 있다.
한편, 제2 전극(103)의 형성에 사용되는 음극 재료로서는 일함수가 작은(일함수 3.8eV 이하) 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 음극 재료의 구체적인 예로서는 원소 주기표의 1족 또는 2족에 속하는 원소, 즉 Li 또는 Cs 등의 알칼리 금속 및 Mg, Ca, Sr 등의 알칼리 토금속 및 이들을 함유하는 합금(Mg:Ag, Al:Li)이나 화합물(LiF, CsF, CaF2) 이외에 희토류 금속을 포함한 전이금속을 사용하여 형성할 수 있지만, Al, Ag, ITO 등의 금속(합금을 포함함)과의 적층에 의해 형성할 수도 있다.
또한, 상기한 양극 재료 및 음극 재료는 증착법, 스퍼터링법 등에 의해 박막을 형성함으로써 각각 제1 전극(101) 및 제2 전극(103)을 형성한다. 막 두께는 10 내지 500nm인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 전계 발광 소자에서 전계 발광층에서의 캐리어의 재결합에 의해 생기는 빛은 제1 전극(101) 또는 제2 전극(103)의 한쪽 또는 양쪽으로부터 외부에 출사(出射)되는 구성으로 이루어진다. 즉, 제1 전극(101)으로부터 빛을 출사시키는 경우에는 제1 전극(101)을 투광성 재료로 형성하고, 제2 전극(103)측으로부터 빛을 출사시키는 경우에는 제2 전극(103)을 투광성 재료로 형성한다.
또한, 전계 발광층(102)은 다수의 층을 적층시킴으로써 형성되지만, 본 실시 형태 1에서는 홀 주입층(111), 홀 수송층(112), 발광층(113), 홀 블록킹층(114) 및 전자 수송층(115)을 적층시킴으로써 형성된다.
홀 주입층(111)을 형성하는 홀 주입 재료로서는 프탈로시아닌계 화합물이 효과적이다. 예를 들면, 프탈로시아닌(약칭: H2Pc), 구리프탈로시아닌(약칭: CuPc) 등을 사용할 수 있다.
홀 수송층(112)을 형성하는 홀 수송 재료로서는 방향족 아민계(즉, 벤젠환-질소의 결합을 갖는 것)의 화합물이 적절하다. 광범위하게 사용되고 있는 재료로서, 예를 들면, 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐-아미노]-비페닐(약칭: TPD) 이외에 이의 유도체인 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]-비페닐(약칭:α-NPD) 또는 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐-아미노)-트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐-아미노]-트리페닐아민(약칭: MTDATA) 등의 스타 버스트형 방향족 아민 화합물을 들 수 있다.
발광층(113)은 본 발명의 유기 금속 착체를 함유하며, 예를 들면, 호스트 재료와 공증착시킴으로써 형성된다. 호스트 재료로서는 공지된 재료를 사용할 수 있으며, 4,4'-비스(N-카바졸릴)-비페닐(약칭: CBP)이나 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리-일)-트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸](약칭: TPBI) 등을 들 수 있다. 또한, 발광층(113)은 본 발명의 유기 금속 착체만으로 이루어진 층으로 형성될 수 있다.
홀 블록킹층(114)을 형성하는 홀 블록킹 재료로서는 비스(2-메틸-8-퀴놀리노레이트)-4-페닐페놀레이트알루미늄(약칭: BAlq), 1,3-비스[5-(p-3급 부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-3급 부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 3-(4-3급 부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: p-EtTAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐푸로인(약칭: BCP) 등을 사용할 수 있다.
전자 수송층(115)을 형성하는 경우의 전자 수송 재료로서는 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(약칭: Alq3), 트리스(5-메틸-8-퀴놀리노레이트)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]-퀴놀리네이트)베릴륨(약칭: BeBq2), 앞에서 기재한 BAlq 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체가 적절하다. 또한, 비스[2-(2-하이드록시페닐)-벤조옥사졸레이트]아연(약칭: Zn(BOX)2), 비스[2-(2-하이드록시페닐)-벤조티아졸레이트]아연(약칭: Zn(BTZ)2) 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 갖는 금속 착체도 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-3급 부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD)이나 앞에서 기재한 OXD-7, TAZ, p-EtTAZ, BPhen, BCP 등도 전자 수송 재료로서 사용할 수 있다.
상기한 바에 따라, 본 발명의 유기 금속 착체를 함유하는 발광층(113)과 저분자계 재료로 이루어진 홀 주입층(111), 홀 수송층(112), 홀 블록킹층(114) 및 전자 수송층(115)을 갖는 전계 발광 소자를 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태 1의 전계 발광 소자는 본 발명의 유기 금속 착체로부터 수득되는 발광을 발광색으로 하는 전계 발광 소자이다.
[실시 형태 2]
본 실시 형태 2에서는 본 발명의 유기 금속 착체를 함유하는 발광층과 고분자계 재료로 이루어진 홀 주입층을 가지며 이들을 습식 공정으로 형성하는 전계 발광 소자의 소자 구성에 관해서 도 2를 사용하여 설명한다.
또한, 기판(200), 제1 전극(201), 제2 전극(203)에 관해서는 실시 형태 1과 동일한 재료를 사용하여 동일하게 하여 형성할 수 있으므로 설명을 생략한다.
또한, 전계 발광층(202)은 본 실시 형태 2에서는 홀 주입층(211)과 발광층(212)을 적층시킴으로써 형성된다.
홀 주입층(211)을 형성하는 홀 주입 재료로서는 폴리스티렌설폰산(약칭: PSS)을 도핑한 폴리에틸렌디옥시티오펜(약칭: PEDOT), 테트라시아노퀴노디메탄(약칭: TCNQ) 등의 수용체를 도핑한 폴리아닐린(약칭: PAni), 폴리비닐카바졸(약칭: PVK) 등을 사용할 수 있다.
발광층(212)은 본 발명의 유기 금속 착체를 게스트 재료로서 포함한다. 호스트 재료는 쌍극성 재료이면 양호하지만, 홀 수송 재료와 전자 수송 재료를 혼합하여 쌍극성으로 할 수 있다. 예를 들면, 홀 수송성 고분자 화합물(예: PVK)과 상기한 전자 수송 재료(예: PBD)를 7:3의 몰 비로 동일 용매에 용해시킨 다음, 본 발명의 유기 금속 착체를 적량(5중량% 정도) 첨가하여 용액을 제조하며, 이러한 용액을 습식 도포함으로써 발광층(212)을 수득할 수 있다.
상기한 바에 따라, 본 발명의 유기 금속 착체를 함유하는 발광층(212)과 고분자계 재료로 이루어진 홀 주입층(211)을 가지며 이들을 습식 공정으로 형성하는 전계 발광 소자를 수득할 수 있다.
또한, 본 실시 형태 2의 전계 발광 소자는 본 발명의 유기 금속 착체로부터 수득되는 발광을 발광색으로 하는 전계 발광 소자이다.
[실시 형태 3]
본 실시 형태 3에서는 본 발명의 유기 금속 착체와 형광성 화합물의 2종류의 게스트 재료를 함유하는 발광층과 저분자계 재료로 이루어진 홀 주입층, 홀 수송층, 홀 블록킹층 및 전자 수송층을 갖는 전계 발광 소자의 소자 구성에 관해서 도 3을 사용하여 설명한다.
또한, 기판(300), 제1 전극(301), 제2 전극(303), 홀 주입층(311), 홀 수송층(312), 홀 블록킹층(314), 전자 수송층(315)에 관해서는 실시 형태 1과 동일한 재료를 사용하여 동일하게 하여 형성할 수 있으므로 설명을 생략한다.
또한, 전계 발광층(302)은 본 실시 형태 3에서는 홀 주입층(311), 홀 수송층(312), 발광층(313), 홀 블록킹층(314), 전자 수송층(315)을 적층시킴으로써 형성된다.
본 실시 형태의 발광층(313)은 호스트 재료, 제1 게스트 재료인 본 발명의 유기 금속 착체 및 제2 게스트 재료인 형광성 화합물로 이루어진다. 호스트 재료로서는 실시 형태 1에 기재한 재료를 사용할 수 있다.
또한, 제2 게스트 재료로서는 공지된 형광성 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 DCM1, DCM2, DCJTB, 퀴나크리돈, N,N-디메틸퀴나크리돈, 루브렌, 페릴렌, DPT, Co-6, PMDFB, BTX, ABTX 등을 사용할 수 있다.
본 실시 형태 3에서는, 비특허 문헌 6과 동일하게, 발광층(313)에서 제1 게스트 재료인 본 발명의 유기 금속 착체는 증감 작용을 일으키는 물질로서 작용하며, 제2 게스트 재료인 형광성 화합물의 일중항 여기 상태의 양을 증폭시킨다. 따라서, 본 실시 형태 3의 전계 발광 소자는 형광성 화합물로부터 수득되는 발광을 발광색으로 하는 발광 소자이며, 또한, 이의 발광 효율을 종래의 형광성 화합물을 사용하는 전계 발광 소자와 비교하여 향상시킬 수 있다.
발명의 개시
본 발명자들은 예의 검토를 거듭한 결과, 화학식 12의 배위자를 중심 금속 원료와 사이클로메탈화 반응시킴으로써 중심 금속과 6원 환을 형성하는 유기 금속 착체를 합성할 수 있음을 발견하였다.
따라서, 본 발명의 구성은 화학식 1의 부분 구조를 갖는 유기 금속 착체를 제공하는 것이다.
위의 화학식 1에서,
R1 내지 R7은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 수소원자, 할로겐 원자, 저급 알킬 그룹, 알콕시 그룹, 아실 그룹, 니트로 그룹, 시아노 그룹, 아미노 그룹, 디알킬아미노 그룹, 디아릴아미노 그룹, 치환기를 가질 수 있는 비닐 그룹, 치환기를 가질 수 있는 아릴 그룹 및 치환기를 가질 수 있는 헤테로사이클릭 잔기 중의 어느 하나이며,
R1과 R2, R2와 R3, R4와 R5 및 R5와 R6은 각각 서로 결합하여 방향족 환을 형성할 수 있고,
X는 산소원자 또는 황원자이며,
Y는 질소원자를 헤테로원자로서 함유하는 헤테로사이클릭 잔기이고,
M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이다.
또한, 본 발명의 또 다른 구성은 화학식 2의 유기 금속 착체를 제공하는 것이다.
위의 화학식 2에서,
R1 내지 R7은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 수소원자, 할로겐 원자, 저급 알킬 그룹, 알콕시 그룹, 아실 그룹, 니트로 그룹, 시아노 그룹, 아미노 그룹, 디알킬아미노 그룹, 디아릴아미노 그룹, 치환기를 가질 수 있는 비닐 그룹, 치환기를 가질 수 있는 아릴 그룹 및 치환기를 가질 수 있는 헤테로사이클릭 잔기 중의 어느 하나이며,
R1과 R2, R2와 R3, R4와 R5 및 R5와 R6은 각각 서로 결합하여 방향족 환을 형성할 수 있고,
X는 산소원자 또는 황원자이며,
Y는 질소원자를 헤테로원자로서 함유하는 헤테로사이클릭 잔기이고,
M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이며,
n은, M이 제9족 원자인 경우에는 2이고, M이 제10족 원자인 경우에는 1이며,
L은 베타 디케톤 구조를 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자, 카복실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 및 페놀성 하이드록시 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나이다.
이들 유기 금속 착체는, 상기 화학식 12의 배위자를 매우 용이하게 합성할 수 있으므로, 염가로 합성할 수 있는 이점이 있다. 또한, 수율도 양호하다.
이때, 상기 화학식 1 및 화학식 2 중의 헤테로사이클릭 잔기 Y로서는, 입체구조적인 관점에서, 2-피리딜 그룹, 2-옥사졸릴 그룹, 2-티아졸릴 그룹 등의 5원 환 또는 6원 환으로 이루어진 헤테로사이클릭 잔기인 것이 바람직하다. 특히, 2-피리딜 그룹이 합성이 용이하므로 바람직하다.
또한, 본 발명의 보다 바람직한 구성은 화학식 3의 부분 구조를 갖는 유기 금속 착체를 제공하는 것이다.
위의 화학식 3에서,
X는 산소원자 또는 황원자이고,
M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이다.
또한, 본 발명의 보다 바람직한 또 다른 구성은 화학식 4의 유기 금속 착체를 제공하는 것이다.
위의 화학식 4에서,
X는 산소원자 또는 황원자이고,
M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이며,
n은, M이 제9족 원자인 경우에는 2이고, M이 제10족 원자인 경우에는 1이며,
L은 베타 디케톤 구조를 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자, 카복실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 및 페놀성 하이드록시 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나이다.
또한, 본 발명자들은 본 발명의 유기 금속 착체가 인광 발광할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 여기서, 보다 효율적으로 인광 발광을 수득하기 위해서는 중원자 효과의 관점에서 중심 금속으로서는 중금속이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서는 중심 금속이 이리듐 원자 또는 백금 원자임을 특징으로 한다. 한편, 상기한 X는 산소인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 화학식 2 또는 화학식 4에서, 배위자 L은 베타 디케톤 구조를 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자, 카복실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 및 페놀성 하이드록시 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나이면 어떤 것도 양호하지만, 하기 화학식 5 내지 11의 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나가 바람직하다. 이들 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자는 배위능력이 높으며, 또한 염가로 입수할 수 있으므로 효과적이다.
그러나, 본 발명의 유기 금속 착체는 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있으므로 전계 발광 소자에 적용함으로써 소자의 고효율화를 달성할 수 있어 대단히 효과적이다. 따라서, 본 발명에서는 본 발명의 유기 금속 착체를 사용하는 전계 발광 소자도 포함하는 것으로 한다.
이때, 본 발명의 유기 금속 착체는 비특허 문헌 5에 기재된 바와 같은 증감작용을 일으키기 위한 물질로서 또는 홀 수송층 등의 캐리어 수송층에서의 물질로서 사용할 수 있지만, 발광체로서 이용하는 방법이 발광 효율의 측면에서 효과적이다. 따라서, 본 발명에서는 본 발명의 유기 금속 착체를 발광체로서 사용하는 전계 발광 소자를 특징으로 한다.
또한, 이와 같이 수득된 본 발명의 전계 발광 소자는 높은 발광 효율을 실현할 수 있으므로, 이것을 발광 소자로서 사용하는 발광 장치는 저소비전력을 실현할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 본 발명의 전계 발광 소자를 사용하는 발광 장치도 포함하는 것으로 한다.
또한, 본 명세서 중에서 발광 장치란 발광 소자로서 전계 발광 소자를 사용하는 화상 표시 디바이스 또는 발광 디바이스를 가리킨다. 또한, 전계 발광 소자에 커넥터, 예를 들면, 이방 전기전도성 필름(FPC: Flexible Printed Curcuit) 또는 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 앞에 프린트 배선판이 설치된 모듈 또는 전계 발광 소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 IC(집적회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 발광 장치에 포함되는 것으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 다수의 상이한 양태로 실시할 수 있으며 본 발명의 취지 및 이의 범위로부터 일탈하지 않고 이의 형태 및 상세를 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 본 실시 형태의 기재 내용으로 한정하여 해석되는 것은 아니다.
(합성예 1)
본 합성예에서는 화학식 13의 본 발명의 유기 금속 착체[약칭: Ir(ppt)2(acac)]의 합성법을 예시한다.
[단계 1: 배위자(ppt)의 합성]
우선, o-디클로로벤젠 20ml를 용매로 하여, 페노티아진(도쿄가세이고교사제) 2.35g(11.8mmol), 2-요오도피리딘(도쿄가세이고교사제) 3.63g(17.7mmol), 탄산칼륨 6.55g, 구리 분말 1.5g 및 18-크라운-6-에테르 0.31g을 혼합하여, 질소 분위기 하에서 16시간 동안 환류시킨다. 그후, 구리 및 무기염을 제거하고 톨루엔 용매로 칼럼 정제를 실시함으로써 배위자 ppt(10-(2-피리딜)페노티아진)을 수득한다(유백색 분말, 수율 70%). 합성 도식의 개요를 하기 반응식 4에 기재한다.
또한, 수득된 유백색 분말의 IR 흡수 스펙트럼을 측정한 바, 페노티아진에 유래하는 N-H 신축 진동(3340cm-1)이 소실하고 있으며 반응이 진행되고 있음을 시사하고 있다.
[단계 2: 다핵 착체([Ir(ppt)2Cl]2)의 합성]
그후, 2-에톡시에탄올 30ml와 물 10ml의 혼합액을 용매로 하여, 앞서 수득한 ppt 1.19g(4.3mmol)과 염화이리듐(IrCl3·HCl·H2O)(키시다가가쿠사제) 0.50g(1.7mmol)을 혼합하여, 질소 분위기 하에 18시간 동안 환류시킴으로써 다핵 착체[Ir(ppt)2Cl]2를 수득한다(황색 분말, 수율 70%). 합성 도식의 개요를 하기 반응식 5에 기재한다.
[단계 3: 본 발명의 유기 금속 착체[Ir(ppt)2(acac)]의 합성]
또한, 2-에톡시에탄올 30ml를 용매로 하여, 앞서 수득한 [Ir(PPt)2Cl]2 0.78g(0.50mmol), 아세틸아세톤 0.15ml(1.5mmol) 및 탄산나트륨 0.53g을 혼합하여, 질소 분위기 하에 18시간 동안 환류시킨다. 수득된 황색 분말을 디클로로메탄을 용매로 하여 칼럼 정제함으로써 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppt)2(acac)를 수득한다(황색 분말, 수율 60%). 합성 도식의 개요를 하기 반응식 6에 기재한다.
또한, 수득된 황색 분말의 질량 분석(ESI-MS)을 실시한 바, Ir(ppt)2(acac)(조성식: C39H29IrN4O2S2, 분자량: 842)의 분자량 전후인 m/z 840, 841, 842, 843, 844에 동위체 이온이 관측된다. 또한, Ir(ppt)2(acac)의 Na 부가체로서, m/z 863, 864, 865, 866, 867에 동일한 동위체 이온이 관측된다. 이들 동위체 피크의 이온 강도의 패턴은 이론 계산의 결과와 동일하다. 따라서, 상기 화학식 13의 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppt)2(acac)가 수득된다고 생각된다.
또한, 1H-NMR(DMSO-d6)의 측정 결과는 하기와 같다.
δ/ppm = 8.29 (d, 2H), 7.69 (t, 2H), 7.46 (t, 2H), 7.16 (d, 2H), 7.08 (t, 2H), 7.00 (t, 2H), 6.90 (t, 2H), 6.71 (d, 4H), 6.62 (d, 2H), 6.46 (d, 2H), 5.74 (s, 1H), 1.93 (s, 6H).
또한, 수득된 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppt)2(acac)의 분해 온도 Td를 TG-DTA에 의해 측정한 바, Td = 337℃이며, 양호한 내열성을 나타내는 것을 알았다. 또한, 수율도 상기한 바와 같이 양호하고, 원가면에서도 우수하다.
이하, Ir(ppt)2(acac)의 디클로로에탄 중에서의 흡수 스펙트럼을 도 6에 도시한다. 또한, 도 6에서는 배위자 ppt의 흡수 스펙트럼도 아울러 기재한다. 배위자 ppt는 280nm 및 300nm 부근에 흡수 피크를 갖고 있다. 한편, 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppt)2(acac)는 (1) 300nm, (2) 350nm, (3) 380nm, (4) 425nm 부근의 4지점에 흡수 피크를 갖고 있다.
흡수 피크(1)는 배위자 ppt의 흡수와 거의 일치하고 있으며, 배위자에 기인하는 일중항 π-π* 천이이다. 또한, (2), (3), (4)의 흡수 피크는 오르토메탈 착체 등에 잘 보이는 유기 금속 착체 특유의 흡수이며, 일중항 MLCT 천이, 삼중항 π-π* 천이, 삼중항 MLCT 천이 등에 대응한다고 유추된다. 특히, (4)의 흡수 피크는 가시영역에서 브로드한 옷자락을 끌고 있으며, 삼중항 MLCT 천이 특유의 흡수 스펙트럼이라고 생각된다. 즉, Ir(ppt)2(acac)는 삼중항 여기 상태에서의 직접 광 여기 또는 항간 교차가 가능한 화합물인 것으로 나타났다.
또한, Ir(ppt)2(acac) 분말의 발광 스펙트럼(포토 루미네슨스)를 도 7에 도시한다. 여기광은 365nm로 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상온에서 520nm에 발광 피크를 갖는 녹색 발광을 나타낸다. 도 6의 흡수 스펙트럼을 고려하면, 인광 발광이라고 생각된다.
[비교예 1]
화학식 29의 종래의 이리듐 착체[약칭: Ir(tpy)2(acac)]를 합성하여, 분해 온도 Td를 TG-DTA에 의해 측정한 바, Td = 298℃이다.
한편, 합성예 1에 기재된 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppt)2(acac)의 Td는 337℃이므로, 종래의 이리듐 착체 Ir(tpy)2(acac)가 40℃ 가까이 Td가 낮다. 따라서, 본 발명의 유기 금속 착체는 내열성도 우수한 것으로 나타났다.
(합성예 2)
본 합성예에서는 화학식 17의 본 발명의 유기 금속 착체[약칭: Ir(ppx)2(acac)]의 합성법을 예시한다.
[단계 1: 배위자(ppx)의 합성]
우선, 오르토디클로로벤젠 20ml를 용매로 하여, 페녹사진 1.73g, 2-요오도피리딘 2.90g, 탄산칼륨 5.24g, 구리 분말 1.2g 및 18-크라운-6-에테르 0.25g를 혼합하여, 질소 분위기 하에 8시간 동안 환류시킨다. 그후, 구리 및 무기염을 제거하고, 디클로로메탄 용매로 칼럼 정제를 실시함으로써, 배위자 ppx(1-(2-피리딜)페녹사진)을 수득한다(백색 분말, 수율 91%). 합성 도식의 개요를 하기 반응식 7에 기재한다.
[단계 2: 다핵 착체([Ir(ppx)2Cl]2)의 합성]
이하, 2-에톡시에탄올 30ml와 물 10ml의 혼합액을 용매로 하여, 상기에서 수득한 ppx 2.18g과 염화이리듐(IrCl3·HCl·H2O) 1.00g을 혼합하여, 질소 분위기 하에 14시간 동안 환류시킴으로써, 다핵 착체[Ir(ppx)2Cl]2를 수득한다(황색 분말, 수율 96%). 합성 도식의 개요를 하기 반응식 8에 기재한다.
[단계 3: 본 발명의 유기 금속 착체([Ir(ppx)2(acac)])의 합성]
또한, 2-에톡시에탄올 30ml를 용매로 하여, 상기에서 수득한 [Ir(ppx)2Cl]2 1.00g, 아세틸아세톤(Hacac) 0.21ml 및 탄산나트륨 0.71g을 혼합하여, 질소 분위기 하에 14시간 동안 환류시킨다. 수득된 고체를 물, 에탄올, 에테르 용매로 세정함으로써 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppx)2(acac)를 수득한다(황색 분말, 수율 87%). 합성 도식의 개요를 하기 반응식 9에 기재한다.
또한, 수득된 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppx)2(acac)의 분해 온도 Td를 TG-DTA에 의해 측정한 바, Td = 345℃이며, 비교예 1의 Ir(tpy)2(acac)(Td = 298℃)와 비교하여, 양호한 내열성을 나타내는 것을 알았다. 또한, 수율도 상기한 바와 같이 양호하며, 원가면에서도 우수하다.
또한, 1H-NMR(DMSO-d6)의 측정 결과는 하기와 같다.
δ/ppm = 7.78 (d, 2H), 7.69 (t, 2H), 7.31 (d, 2H), 7.20 (m, 6H), 7.01 (d, 2H), 6.79 (t, 2H), 6.50 (d, 2H), 6.39 (t, 2H), 5.61 (d, 2H), 4.97 (s, 1H), 1.62 (s, 6H).
이하, Ir(ppx)2(acac)의 디클로로메탄 중에서의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼(포토 루미네슨스)을 도 8에 도시한다. 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppx)2(acac)는 256nm, 314nm, 348nm 및 410nm에 흡수 피크를 갖고 있으며, 합성예 1과 동일하게 오르토메탈 착체 등에 잘 보이는 유기 금속 착체 특유의 흡수 스펙트럼을 나타내고 있다. 또한, 발광 스펙트럼은 524nm에 피크를 갖고 있으며, 녹색 발광이다.
(합성예 3)
본 합성예에서는 화학식 18의 본 발명의 유기 금속 착체[약칭: Ir(ppx)2(pic)]의 합성법을 예시한다. 원료로서는 상기한 합성예 2의 단계 2에서 수득되는 다핵 착체[Ir(ppx)2Cl]2를 사용한다.
우선, 2-에톡시에탄올 30ml를 용매로 하여, [Ir(ppx)2Cl]2 1.00g, 피콜린산(pic) 0.25g 및 탄산나트륨 0.71g을 혼합하여, 질소 분위기 하에 14시간 동안 환류시킨다. 그후, 수득된 고체를 물, 에탄올, 에테르 용매로 세정함으로써 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppx)2(pic)를 수득한다(황색 분말, 수율 72%). 합성 도식의 개요를 하기 반응식 10에 기재한다.
또한, 수득된 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppx)2(pic)의 분해 온도 Td를 TG-DTA에 의해 측정한 바, Td = 396℃이며, 비교예 1의 Ir(tpy)2(acac)(Td = 298℃)와 비교하여, 양호한 내열성을 나타내는 것을 알았다. 또한, 수율도 상기한 바와 같이 양호하고, 원가면에서도 우수하다.
또한, 1H-NMR(DMSO-d6)의 측정 결과는 하기와 같다.
δ/ppm = 8.57 (d, 1H), 8.00 (t, 1H), 7.89 (d, 2H), 7.75 (d, 1H), 7.63 (d, 2H), 7.33 (m, 2H), 7.24 (m, 5H), 7.11 (m, 2H), 7.00 (t, 1H), 6.81 (t, 1H), 6.64 (m, 4H), 6.45 (t, 1H), 6.22 (d, 1H), 5.86 (d, 1H), 5.49 (d, 1H).
이하, Ir(ppx)2(pic)의 디클로로메탄 중에서의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼(포토 루미네슨스)을 도 9에 도시한다. 본 발명의 유기 금속 착체 Ir(ppx)2(pic)는 226nm, 314nm, 338nm 및 396nm에 흡수 피크를 갖고 있으며, 합성예 1과 동일하게 오르토메탈 착체 등에 잘 보이는 유기 금속 착체 특유의 흡수 스펙트럼을 나타내고 있다. 또한, 발광 스펙트럼은 551nm에 피크를 갖고 있으며, 황록색 발광이다.
[실시예 1]
본 실시예에서는 합성예 2에서 수득된 화학식 17의 본 발명의 유기 금속 착체[Ir(ppx)2(acac)]를 발광체로서 사용하는 전계 발광 소자를 구체적으로 예시한다. 소자 구조로서는 도 1에 도시된 구조를 적용하며, 막 형성법으로서는 진공증착법을 사용한다. 또한, 본 실시예에서는 제1 전극(101)을 양극으로 하고, 제2 전극(103)을 음극으로 한다.
우선, 제1 전극(101)으로서 인듐주석 산화물(ITO)이 110nm 막 형성된 기판(100)을 사용한다. 제1 전극(101)의 크기는 2mm 각으로 한다. 이러한 제1 전극(101) 위에 홀 주입층(111)으로서 CuPc를 20nm 막 형성한 다음, 홀 수송층(112)으로서 α-NPD를 30nm 막 형성한다.
또한, CBP와 Ir(ppx)2(acac)를 공증착시킴으로써 홀수송층(112) 위에 발광층(113)을 30nm 막 형성한다. 또한, 이때, Ir(ppx)2(acac)가 발광층(113) 중에 약 8중량% 함유되도록 증착율을 조정한다.
그후, 홀 블록킹층(114)으로서 BCP 10nm, 전자 수송층(115)으로서 Alq3 20nm를 순차적으로 막 형성한다. 이상이 전계 발광층(102)에 상당한다. 최후로, 플루오르화칼슘 2nm, 알루미늄 100nm를 막 형성하여 제2 전극(103)으로 한다.
도 10에 본 실시예의 소자 특성을 도시한다. 도 10(a)는 휘도-전압 특성, 도 10(b)는 휘도-전류밀도 특성, 도 10(c)는 전류효율-휘도 특성이다. 이러한 소자는 7.0V의 전압을 인가함으로써 0.694mA/cm2의 전류밀도로 전류가 흐르며, 118cd/m2의 휘도로 발광한다. 또한, 이때의 전류효율은 17.0cd/A이며, 외부 양자 효율은 약 5.5%이다. 따라서, 일중항 여기 상태로부터 발광(형광)을 이용한 전계 발광 소자를 우수하게 상회하는 고효율이 얻어진다. 이것은 본 발명의 전계 발광 소자가 삼중항 여기 상태로부터의 발광(인광)을 나타내고 있기 때문이라고 생각된다.
도 11에 본 실시예의 전계 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 약 520nm에 피크를 갖는 녹색 발광이다. 이것은 도 8에 도시된 용액중의 Ir(ppx)2(acac)의 발광 스펙트럼과 거의 일치하고 있으며, 본 실시예에서 Ir(ppx)2(acac)가 발광하고 있음을 시사하고 있다. 또한, CIE 색도 좌표는 (x,y) = (0.27, 0.60)이다.
[실시예 2]
본 실시예에서는 화소부에 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치에 관해 도 4를 사용하여 설명한다. 또한, 도 4(A)는 발광 장치를 도시하는 상면도이고, 도 4(B)는 도 4(A)를 A-A'로 절단한 단면도이다. 점선으로 도시된 401은 소스측 구동 회로이고, 402는 화소부이며, 403은 게이트측 구동 회로이다. 또한, 404는 밀봉 기판이고, 405는 밀봉제이며, 밀봉제(405)로 포위된 내측은 공간(407)으로 되어 있다.
또한, 지시 배선(408)은 소스측 구동 회로(401) 및 게이트측 구동 회로(403)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력단자인 FPC(플렉시블 프린트 서키트)(409)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 수취한다. 또한, 여기서는 FPC밖에 도시되지 않았지만, 이러한 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 장착될 수 있다. 본 명세서에서 발광 장치에는 발광 장치 본체 뿐만 아니라, 여기에 FPC 또는 PWB가 장착된 상태를 포함하는 것으로 한다.
이하, 단면 구조에 관해서 도 4(B)를 사용하여 설명한다. 기판(410) 위에는 구동 회로부 및 화소부가 형성되어 있지만, 여기서는 구동 회로부인 소스측 구동 회로(401)와 화소부(402)가 도시되어 있다.
또한, 소스측 구동 회로(401)는 n채널형 TFT(423)와 p채널형 TFT(424)를 조합한 CMOS 회로를 형성한다. 또한, 구동 회로를 형성하는 TFT는 공지된 CMOS 회로 PMOS 회로 또는 NMOS 회로로 형성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 기판 위에 구동 회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내지만, 반드시 그러할 필요는 없으며, 기판 위가 아닌 외부에 형성할 수도 있다.
또한, 화소부(402)는 스위칭용 TFT(411), 전류제어용 TFT(412) 및 이의 드레인에 전기적으로 접속된 제1 전극(413)을 포함하는 다수의 화소에 의해 형성된다. 또한, 제1 전극(413)의 말단부를 피복하여 절연물(414)을 형성한다. 여기서는 포지티브형 감광성 아크릴 수지막을 사용함으로써 형성한다.
또한, 커버리지(coverage)를 양호하게 하기 위해 절연물(414)의 상단부 또는 하단부에 곡율을 갖는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들면, 절연물(414)의 재료로서 포지티브형 감광성 아크릴을 사용하는 경우, 절연물(414)의 상단부에만 곡율 반경(0.2μm 내지 3μm)을 갖는 곡면을 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(414)로서, 감광성 빛에 의해 에천트에 불용해성으로 되는 네거티브형 또는 빛에 의해서 에천트에 용해성으로 되는 포지티브형의 어느 것이나 사용할 수 있다.
제1 전극(413) 위에는 전계 발광층(416) 및 제2 전극(417)이 각각 형성되어 있다. 여기서, 양극으로서 기능하는 제1 전극(413)에 사용하는 재료로서는 일함수가 큰 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, ITO(인듐주석 산화물)막, 인듐아연 산화물(IZO)막, 질화티타늄막, 크롬막, 텅스텐막, Zn막, Pt막 등의 단층막 이외에 질화티타늄과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화티타늄막의 3층 구조 등을 사용할 수 있다. 또한, 적층 구조로 하면, 배선으로서의 저항도 낮으며 양호한 오믹 콘택트가 취해지며 또한 양극으로서 기능시킬 수 있다.
또한, 전계 발광층(416)은 증착 마스크를 사용하는 증착법 또는 인젝트법에 의해 형성된다. 전계 발광층(416)에는 본 발명의 유기 금속 착체를 이의 일부에 사용하는 것으로 하며, 그외에 조합하여 사용할 수 있는 재료로서는 저분자계 재료 또는 고분자계 재료일 수 있다. 또한, 전계 발광층에 사용되는 재료로서는 통상적으로 유기 화합물을 단층 또는 적층으로 사용하는 경우가 많지만, 본 발명에서는 유기 화합물로 이루어진 막의 일부에 무기 화합물을 사용하는 구성도 포함시키는 것으로 한다.
또한, 전계 발광층(416) 위에 형성되는 제2 전극(음극)(417)에 사용되는 재료로서는 일함수가 작은 재료(Al, Ag, Li, Ca 또는 이들의 합금 MgAg, MgIn, AlLi, CaF2 또는 CaN)를 사용할 수 있다. 또한, 전계 발광층(416)에서 발생한 빛이 제2 전극(417)을 투과시키는 경우에는, 제2 전극(음극)(417)으로서 막 두께를 얇게 한 금속 박막과 투명 전기전도막[ITO(산화인듐산화주석 합금), 산화인듐산화아연 합금(In2O3-ZnO), 산화아연(ZnO) 등]과의 적층을 사용하는 것이 양호하다.
또한, 밀봉제(405)로 밀봉 기판(404)을 소자 기판(410)과 접합시킴으로써 기판(410), 밀봉 기판(404) 및 밀봉제(405)로 포위된 공간(407)에 전계 발광 소자(418)가 구비된 구조로 되어 있다. 또한, 공간(407)에는 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 이외에 밀봉제(405)로 충전되는 구성도 포함하는 것으로 한다.
또한, 밀봉제(405)에는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 재료는 될 수 있는 한, 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또한, 밀봉 기판(404)에 사용되는 재료로서 유리 기판이나 석영 기판 이외에 FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플루오라이드), 마일라, 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어진 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
이상과 같이 하여, 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 수득할 수 있다.
[실시예 3]
본 실시예에서는 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 사용하여 완성시킨 다양한 전기 기구에 관해서 설명한다.
본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 사용하여 제작된 전기 기구로서 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이), 네비게이션 시스템, 음향 재생 장치(카 오디오, 오디오 컴포넌트 스테레오 등), 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 게임 기기, 휴대 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대형 게임기 또는 전자 서적 등), 기록매체를 구비한 화상 재생 장치[구체적으로는 디지털 버서타일 디스크(DVD) 등의 기록매체를 재생하며 이의 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 구비한 장치] 등을 들 수 있다. 이들 전기 기구의 구체적인 예를 도 5에 도시한다.
도 5(A)는 표시 장치이며, 케이스(5101), 지지대(5102), 표시부(5103), 스피커부(5104), 비디오 입력 단자(5105) 등을 포함한다. 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 당해 표시부(5103)에 사용함으로써 제작된다. 또한, 표시 장치는 퍼스널 컴퓨터용, TV 방송수신용, 광고표시용 등의 모든 정보 표시용 장치를 포함한다.
도 5(B)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터이며, 본체(5201), 케이스(5202), 표시부(5203), 키보드(5204), 외부 접속 포트(5205), 포인팅 마우스(5206) 등을 포함한다. 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 당해 표시부(5203)에 사용함으로써 제작된다.
도 5(C)는 모바일 컴퓨터이며, 본체(5301), 표시부(5302), 스위치(5303), 조작키(5304), 적외선 포트(5305) 등을 포함한다. 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 당해 표시부(5302)에 사용함으로써 제작된다.
도 5(D)는 기록매체를 구비한 휴대형 화상 재생 장치(구체적으로는 DVD 재생 장치)이며, 본체(5401), 케이스(5402), 표시부 A(5403), 표시부 B(5404), 기록매체(DVD 등) 판독부(5405), 조작키(5406), 스피커부(5407) 등을 포함한다. 표시부 A(5403)는 주로 화상 정보를 표시하며, 표시부 B(5404)는 주로 문자 정보를 표시하지만, 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 이들 표시부 A, B(5403, 5404)에 사용함으로써 제작된다. 또한, 기록매체를 구비한 화상 재생 장치에는 가정용 게임기기 등도 포함된다.
도 5(E)는 고글형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이)이며, 본체(5501), 표시부(5502), 암부(5503)를 포함한다. 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 당해 표시부(5502)에 사용함으로써 제작된다.
도 5(F)는 비디오 카메라이며, 본체(5601), 표시부(5602), 케이스(5603), 외부 접속 포트(5604), 리모콘 수신부(5605), 수상부(5606), 배터리(5607), 음성 입력부(5608), 조작키(5609), 접안부(5610) 등을 포함한다. 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 당해 표시부(5602)에 사용함으로써 제작된다.
여기서, 도 5(G)는 휴대 전화이며, 본체(5701), 케이스(5702), 표시부(5703), 음성 입력부(5704), 음성 출력부(5705), 조작키(5706), 외부 접속 포트(5707), 안테나(5708) 등을 포함한다. 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치를 당해 표시부(5703)에 사용함으로써 제작된다. 또한, 표시부(5703)는 흑색의 배경에 백색의 문자를 표시하는 것으로 휴대 전화의 소비전력을 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 전계 발광 소자를 갖는 발광 장치의 적용 범위는 매우 광범위하며, 이러한 발광 장치를 모든 분야의 전기 기구에 적용할 수 있다.
본 발명에 따라, 합성이 용이한 배위자를 사용하여 수율이 양호하게 수득되는 신규한 유기 금속 착체를 제공할 수 있다. 또한, 특히, 내열성이 우수한 신규한 유기 금속 착체를 제공할 수 있다.
또한, 유기 금속 착체를 사용하여 전계 발광 소자를 제작함으로써 발광 효율이 높은 전계 발광 소자를 제공할 수 있다. 또한, 상기 전계 발광 소자를 사용하여 발광 장치를 제작함으로써 소비전력이 낮은 발광 장치를 제공할 수 있다.

Claims (21)

  1. 화학식 1의 구조를 갖는 유기 금속 착체를 함유하는 발광 재료.
    화학식 1
    위의 화학식 1에서,
    R1 내지 R7은 각각 수소원자, 할로겐 원자, 저급 알킬 그룹, 알콕시 그룹, 아실 그룹, 니트로 그룹, 시아노 그룹, 아미노 그룹, 디알킬아미노 그룹, 디아릴아미노 그룹, 비닐 그룹, 아릴 그룹 및 헤테로사이클릭 잔기 중의 어느 하나이고,
    X는 산소원자 또는 황원자이며,
    Y는 질소원자를 헤테로원자로서 함유하는 헤테로사이클릭 잔기이고,
    M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이다.
  2. 화학식 2의 구조를 갖는 유기 금속 착체를 함유하는 발광 재료.
    화학식 2
    위의 화학식 2에서,
    R1 내지 R7은 각각 수소원자, 할로겐 원자, 저급 알킬 그룹, 알콕시 그룹, 아실 그룹, 니트로 그룹, 시아노 그룹, 아미노 그룹, 디알킬아미노 그룹, 디아릴아미노 그룹, 비닐 그룹, 아릴 그룹 및 헤테로사이클릭 잔기 중의 어느 하나이고,
    X는 산소원자 또는 황원자이며,
    Y는 질소원자를 헤테로원자로서 함유하는 헤테로사이클릭 잔기이고,
    M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이며,
    n은, M이 제9족 원자인 경우에는 2이고, M이 제10족 원자인 경우에는 1이며,
    L은 베타 디케톤 구조를 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자, 카복실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 및 페놀성 하이드록시 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, Y가 5원 환 또는 6원 환으로 이루어진 헤테로사이클릭 잔기임을 특징으로 하는 발광 재료.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, Y가 2-피리딜 그룹임을 특징으로 하는 발광 재료.
  5. 화학식 3의 구조를 갖는 유기 금속 착체를 함유하는 발광 재료.
    화학식 3
    위의 화학식 3에서,
    X는 산소원자 또는 황원자이고,
    M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이다.
  6. 화학식 4의 구조를 갖는 유기 금속 착체를 함유하는 발광 재료.
    화학식 4
    위의 화학식 4에서,
    X는 산소원자 또는 황원자이고,
    M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이며,
    n은, M이 제9족 원자인 경우에는 2이고, M이 제10족 원자인 경우에는 1이며,
    L은 베타 디케톤 구조를 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자, 카복실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 및 페놀성 하이드록시 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나이다.
  7. 제1항에 있어서, M이 이리듐 또는 백금임을 특징으로 하는 발광 재료.
  8. 제2항에 있어서, M이 이리듐 또는 백금임을 특징으로 하는 발광 재료.
  9. 제5항에 있어서, M이 이리듐 또는 백금임을 특징으로 하는 발광 재료.
  10. 제6항에 있어서, M이 이리듐 또는 백금임을 특징으로 하는 발광 재료.
  11. 제2항에 있어서, L이 화학식 5 내지 화학식 11의 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나임을 특징으로 하는 발광 재료.
    화학식 5
    화학식 6
    화학식 7
    화학식 8
    화학식 9
    화학식 10
    화학식 11
  12. 제6항에 있어서, L이 화학식 5 내지 화학식 11의 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나임을 특징으로 하는 발광 재료.
    화학식 5
    화학식 6
    화학식 7
    화학식 8
    화학식 9
    화학식 10
    화학식 11
  13. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 발광 재료를 사용하는 전계 발광 소자를 갖는 전자 기기.
  14. 화학식 1의 구조를 갖는 유기 금속 착체를 함유하는 발광 재료.
    화학식 1
    위의 화학식 1에서,
    R1과 R2, R2와 R3, R4와 R5 및 R5와 R6은 각각 서로 결합하여 방향족 환을 형성하고,
    X는 산소원자 또는 황원자이며,
    Y는 질소원자를 헤테로원자로서 함유하는 헤테로사이클릭 잔기이고,
    M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이다.
  15. 화학식 2의 구조를 갖는 유기 금속 착체를 함유하는 발광 재료.
    화학식 2
    위의 화학식 2에서,
    R1과 R2, R2와 R3, R4와 R5 및 R5와 R6은 각각 서로 결합하여 방향족 환을 형성하고,
    X는 산소원자 또는 황원자이며,
    Y는 질소원자를 헤테로원자로서 함유하는 헤테로사이클릭 잔기이고,
    M은 제9족 원자 또는 제10족 원자이며,
    n은, M이 제9족 원자인 경우에는 2이고, M이 제10족 원자인 경우에는 1이며,
    L은 베타 디케톤 구조를 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자, 카복실 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 및 페놀성 하이드록시 그룹을 갖는 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 어느 하나이다.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, Y가 5원 환 또는 6원 환으로 이루어진 헤테로사이클릭 잔기임을 특징으로 하는 발광 재료.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서, Y가 2-피리딜 그룹임을 특징으로 하는 발광 재료.
  18. 제14항에 있어서, M이 이리듐 원자 또는 백금 원자임을 특징으로 하는 발광 재료.
  19. 제15항에 있어서, M이 이리듐 원자 또는 백금 원자임을 특징으로 하는 발광 재료.
  20. 제15항에 있어서, L이 화학식 5 내지 화학식 11의 모노음이온성의 2좌 킬레이트 배위자 중의 하나임을 특징으로 하는 발광 재료.
    화학식 5
    화학식 6
    화학식 7
    화학식 8
    화학식 9
    화학식 10
    화학식 11
  21. 제14항 또는 제15항에 따르는 발광 재료를 사용하는 전계 발광 소자를 갖는 전자 기기.
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