KR20060059969A

KR20060059969A - 금속 착체 화합물 및 그것을 이용한 유기 전기발광 소자

Info

Publication number: KR20060059969A
Application number: KR1020067001402A
Authority: KR
Inventors: 후미오 오쿠다; 도시히로 이와쿠마; 게이코 야마미치; 치시오 호소카와
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-06-02
Also published as: US20060197077A1; US7667228B2; TW200504183A; EP1647554A4; EP1647554A2; US20100155713A1; JP2011029647A; EP2336142A3; KR101046847B1; CN102516312A; WO2005007767A3; CN1829724A; US20110017984A1; JPWO2005007767A1; CN1829724B; EP1647554B1; US20120169219A1; ATE522539T1; US8106390B2; JP4891615B2

Abstract

이리듐 등의 금속을 함유하는 특정 구조의 금속 착체 화합물, 및 한 쌍의 전극 사이에 적어도 발광층을 갖는 일층 또는 복수층으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 EL 소자로서, 상기 유기 박막층의 하나 이상의 층이, 상기 금속 착체 화합물을 함유하고, 양극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해 발광하는 유기 EL 소자인, 발광 효율이 높고, 수명이 긴 유기 EL 소자, 및 이것을 실현시키는 금속 착체 화합물을 제공한다.

Description

금속 착체 화합물 및 그것을 이용한 유기 전기발광 소자{METAL COMPLEX COMPOUND AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE USING SAME}

본 발명은 신규한 금속 착체 화합물 및 그것을 이용한 유기 전기발광(EL) 소자에 관한 것이며, 특히 발광효율이 높고, 수명이 긴 유기 EL 소자 및 그것을 실현하는 신규한 금속 착체 화합물에 관한 것이다.

최근, 유기 EL 소자를, 액정 대신에 컬러 디스플레이용 표시장치로서 사용하는 것이 활발하게 검토되고 있다. 그러나, 대화면화를 실현하기 위해서는 아직 그 발광 소자 성능이 부족하다. 이러한 유기 EL 소자의 성능 향상 수단으로서, 인광 발광 재료로서 오르소 메탈화 이리듐 착체(fac-트리스(2-페닐피리딘)이리듐)를 발광재료에 사용한 녹색 발광 소자가 제안되었다(문헌[D.F.O'Brien and M.A.Baldo 등, "Improved energy transferin electrophosphorescent devices" Applied Physics letters Vol. 74 No.3, pp442-444, January 18, 1999, M.A.Baldo 등 "Very high-efficiencygreen organic light-emitting devices based on electrophosphorescence" Applied Physics letters Vol.75 No.1, pp 4-6, July 5,1999).

인광 발광을 이용한 유기 EL 소자는, 현재 상태에서는 녹색발광으로 한정되어, 컬러 디스플레이로서의 적용범위가 좁기 때문에, 다른 색에 관해서도 발광특성이 개선된 소자의 개발이 요구되고 있다. 특히 청색 발광 소자에 관해서는, 외부 양자수율이 5%를 넘는 것이 보고되어 있지 않고, 청색 발광 소자를 개선할 수 있으면 풀컬러화 및 백색화가 가능해지고, 인광 EL 소자의 실용화를 향해서 크게 전진하게 될 것이다.

또한, 국제 특허 공개 공보 제 WO 02/l5645 호에는 하기와 같은 배위자의 화학식 A 및 화학식 B가 개시되어 있지만, 이 배위자를 사용한 실제 착체의 합성예는 예시되어 있지 않다.

상기 식에서,

R₁ 내지 R₅는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 방향족 기, 아릴렌기를 나타내고,

R₁' 내지 R₂'는 각각 독립적으로 방향족기를 나타내거나 서로 결합할 수도 있다.

발명의 개시

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해서, 발광효율이 높고 수명이 긴 유기 EL 소자 및 이것을 실현하는 신규한 금속 착체 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 전술한 목적을 달성하기 위해서, 예의 연구를 계속한 결과, 전술한 배위자인 화학식 A 및 화학식 B에 있어서, R가 H인 경우에는 특허문헌 1에서 예시한 Ir 착체가 생성되지 않아 안정적으로 단리되지 않고, Ir 착체를 안정적으로 단리시키기 위해서는 금속과 배위결합을 형성하지 않은 쪽의 N상의 원자를 수소 원자 이외의 것으로 치환시키는 것이 중요하다는 것을 발견하고, N상의 각종 치환기를 갖는 배위자를 설계하여, Ir 착체를 합성하는데 비로소 성공하였다. 그렇게 하여, 하기 화학식 I로 표시되는 부분 구조를 갖는 금속 착체 화합물을 사용한 유기 EL 소자는, 외부 양자 수율이 8%에 달하고, 청색영역을 비롯하여 여러 가지의 인광발광을 높은 발광효율로 또는 수명이 긴 유기 EL 소자가 얻어지는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 하기 화학식 I로 표시되는 부분구조를 갖는 금속 착체 화합물을 제공하는 것이다:

상기 식에서,

R¹ 내지 R⁵는, 각각 독립적으로, 수소원자, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 아실기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 방향족기를 나타내고,

또한, R¹과 R², R³과 R⁴, R⁴와 R⁵는, 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있다.

p 및 q는, 각각, 0 내지 3의 정수이며, p + q는 2 또는 3이다. 또한, p가 2이상의 정수일 때, 복수의 R³는 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있고, q가 2 이상인 정수일 때, 복수의 R⁵는 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있다.

M은 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)의 금속원자이다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 전극 사이에 적어도 발광층을 갖는 일층 또는 복수층으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이, 상기 금속 착체 화합물을 함유하고, 양 전극 사이에 전압 을 인가하는 것에 의해 발광하는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 금속 착체 화합물은, 하기 화학식 I로 표시되는 부분 구조를 갖는다:

화학식 I

상기 식에서,

R¹ 내지 R⁵는, 각각 독립적으로, 수소원자, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지20의 아실기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 방향족기를 나타내고, 또한, R¹과 R², R³과 R⁴, R⁴와 R⁵는, 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있다.

상기 할로젠 원자로서는, 예컨대, 불소, 염소, 브롬, 요오드가 선택될 수 있다.

상기 알킬기로서는, 예컨대, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, s-뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기 등을 들 수 있다.

상기 알콕실기는 -OY로 표시되고, Y로서는 상기 알킬기에서 설명한 것과 같은 것을 들 수 있다.

상기 알킬실릴기로서는, 예컨대, 트라이메틸실릴기, t-뷰틸다이메틸실릴기 등을 들 수 있다.

상기 아실기로서는, 아세틸기, 프로필오닐기, 뷰틸기, 이소뷰티릴기 등을 들 수 있다.

상기 방향족기로서는, 예컨대, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 코로넨, 바이페닐, 터페닐, 피롤, 퓨란, 싸이오펜, 벤조싸이오펜, 옥사다이아졸린, 다이페닐안트라센, 인돌린, 카바졸, 피리딘, 벤조퀴논, 플루오란텐, 아세나프토플루오란텐 등을 들 수 있다.

또한, 이들 각 기의 치환기로서는, 사이아노기, 하이드록실기, 나이트로기, 할로젠원자, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 알콕실기, 치환 또는 비치환된 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 아실기, 또는 치환 또는 비치환된 방향족기, 치환 또는 비치환된 알켄일기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로환기, 치환 또는 비치환된 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 알콕시카보닐기, 카복실기 등을 들 수 있다.

R¹과 R², R³과 R⁴, R⁴와 R⁵가, 서로 결합하여 형성하는 환구조로서는, 각각 독립적으로, 예컨대, 벤젠, 피리딘, 나프탈렌, 벤조싸이아졸, 퀴놀린등을 들 수 있다.

R¹ 내지 R⁵로서는 각각 독립적으로 수소원자, 사이아노기, 나이트로기, 불소원자, 트라이플루오로메틸기, 다이메틸아미노기, 메톡시기, t-뷰틸기, 트라이메틸실릴기, 아세틸기가 바람직하다.

p 및 q는, 각각, 0 내지 3(바람직하게는 0 내지 2)의 정수이며, p+q는 2 또는 3이다. 또한, p이 2 이상인 정수일 때, 복수의 R³는 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있고, q가 2이상의 정수일 때, 복수의 R⁵는 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있다.

복수의 R³ 및 복수의 R⁵가 형성하는 환구조로는, 각각 독립적으로, 예컨대, 벤젠, 피리딘 등을 들 수 있다.

화학식 I에 있어서, M은, 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)의 금속원자이며, Ir, Pt가 바람직하고, Ir가 더욱 바람직하다.

또한, 화학식 I로 표시되는 부분 구조가, 하기 화학식 i 내지 vii중 하나이거나 하기 화학식 i' 내지 vii'중 하나로 표시되는 것이면 바람직하고, 화학식 i 내지 iii가 더욱 바람직하다.

추가로, 본 발명의 금속 착체 화합물은, 하기 화학식 1 내지 7 및 화학식 1' 내지 7'중 하나로 표시되는 기본 골격을 갖는 것이 바람직하다.

상기 화학식 1 내지 7 및 화학식 1' 내지 7'에 있어서, T⁵ 내지 T⁹는 각각 독립적으로 수소 원자, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 아실기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 방향족기를 나타낸다. 또한, T⁵와 T⁶, T⁶과 T⁷, T⁷과 T⁸, T⁸과 T⁹는, 서로 결합하여 환구조를 형성할 수 있다.

상기 할로젠 원자, 알킬기, 알콕실기, 알킬실릴기, 아실기, 방향족기 및 이들의 치환기의 예로서는, 상기 화학식 I의 R¹ 내지 R⁵에서 설명한 것과 같으며, 바람직한 예로서도 동일한 것을 들 수 있다.

또한, T⁵와 T⁶, T⁶과 T⁷, T⁷과 T⁸, T⁸과 T⁹가 서로 결합하여 형성하는 환구조로서는, 각각 독립적으로, 예컨대, 벤젠, 피리딘 등을 들 수 있다.

화학식 1 내지 7 및 화학식 1' 내지 7'에 있어서, M은 전술한 바와 같다.

화학식 1 내지 7 및 화학식 1' 내지 7'에 있어서, L¹ 및 L²은

중 어느 하나로 표시되는 구조이다.

화학식 1 내지 7 및 화학식 1' 내지 7'에 있어서, n은 0 내지 2의 정수이며, 0 내지 1이면 바람직하고, m은 0 내지 1의 정수이다.

G는 하기의 기중의 임의의 하나로 표시되는 기이다:

상기 식에서,

···는, 상기 M과의 공유결합을 나타낸다.

Ph 및 OL에 있어서의 T¹ 내지 T⁴는, 각각 독립적으로, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치 환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 아실기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 방향족기를 나타낼 수도 있고, 이들 각각의 기 및 이들의 치환기의 예로서는, 상기 화학식 I의 R¹ 내지 R⁵에서 설명한 것과 같으며, 바람직한 예도 같은 것을 들 수 있다.

또한, Ph에서, T¹과 T², T²와 T³, 또는 T³과 T⁴가 결합하여 환구조를 형성하는 치환기로서는, 후술하는 것중 임의의 하나로 표시된 2가의 기를 들 수 있고, BL, MES1, MES2, PS1, PS2이 바람직하다.

단, 이들의 2가의 기중 왼쪽에는 T¹ 내지 T⁴의 번호가 작은 쪽이 결합하고, 동일한 형식으로 오른쪽에는 번호가 큰 쪽이 결합한다.

본 발명의 화학식 1 내지 7 및 화학식 1' 내지 7'로 표시되는 기본골격을 갖는 금속 착체 화합물의 구체적인 예를 하기의 표에 예시하지만, 이러한 예시 화합물로 한정하지 않는다.

한편, 각 표의 표제의 기본골격의 오른쪽에는, T¹ 내지 T⁹, L¹, L²(기본골격 1 내지 4 및 1' 내지 4'의 경우) 또는 T¹ 내지 T⁷, L¹, L²(기본골격 5 내지 7 및 5' 내지 7'의 경우)가 기재되어 있다.

본 발명의 전술한 금속 착체 화합물은, 발광 소자용 재료인 것이 바람직하고, 유기 EL 소자용 재료인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 유기 EL 소자는, 양극과 음극으로 이루어지는 한 쌍의 전극사이에 적어도 발광층을 갖는 일층 또는 복수층으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 EL 소자로서, 상기 유기 박막층의 적어도 1층이, 본 발명의 금속 착체 화합물을 함유하고, 양극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해 발광하는 것이다.

전술한 유기 박막층중의 본 발명의 금속 착체 화합물의 함유량으로서는, 발광층 전체의 질량에 대해, 보통 0.1 내지 100중량%이며, 1 내지 30중량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 유기 EL 소자는, 상기 발광층이, 본 발명의 금속 착체 화합물을 함유하면 바람직하다. 또한, 보통, 상기 발광층은 진공증착 또는 도포에 의해 박막화하지만, 도포하는 편이 제조 프로세스가 간략화되기 때문에, 본 발명의 금속 착체 화합물을 함유하는 층이, 도포에 의해 성막되면 바람직하다.

본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 유기 박막층이 단층형인 것으로서는 유기 박막층이 발광층이며, 이 발광층이 본 발명의 금속 착체 화합물을 함유한다. 또한, 다층형 유기 EL 소자로서는, 양극/정공주입층(정공수송층)/발광층/음극, 양극/발광층/전자주입층(전자수송층)/음극, 양극/정공주입층(정공수송층)/발광층/전자주입층(전자수송층)/음극 등을 들 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자의 양극은, 정공주입층, 정공수송층, 발광층등에 정공을 공급하는 것으로서, 양극의 재료로서는, 금속, 합금, 금속산화물, 전기 전도성 화합물, 또는 이들의 혼합물 등을 이용할 수 있다. 양극의 재료의 구체적인 예로서는, 산화주석, 산화아연, 산화인듐, 산화인듐주석(ITO) 등의 도전성 금속 산화물, 또는 금, 은, 크롬, 니켈 등의 금속, 추가로 이들의 도전성 금속 산화물과 금속과의 혼합물 또는 적층물, 요오드화구리, 황화구리 등의 무기 도전성 물질, 폴리아닐린, 폴리싸이오펜, 폴리피롤 등의 유기 도전성 재료, 및 이들과 ITO의 적층물 등을 들 수 있고, 바람직하게는, 도전성 금속 산화물이며, 특히, 생산성, 고 도전성, 투명성 등의 점에서 ITO를 이용하는 것이 바람직하다. 양극의 막 두께는 재료에 의해 적절히 선택가능하다.

본 발명의 유기 EL 소자의 음극은, 전자주입층, 전자수송층, 발광층등에 전자를 공급하는 것으로서, 음극의 재료로서, 금속, 합금, 금속할로젠화물, 금속산화물, 전기전도성 화합물, 또는 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 음극의 재료의 구체적인 예로서는, 알칼리 금속(예컨대, Li, Na, K 등) 및 그의 불화물 또는 산화물, 알카리 토금속(예컨대, Mg, Ca 등) 및 그의 불화물 또는 산화물, 금, 은, 납, 알루미늄, 나트륨-칼륨 합금 또는 나트륨-칼륨 혼합 금속, 리튬-알루미늄 합금 또는 리튬-알루미늄 혼합 금속, 마그네슘-은 합금 또는 마그네슘-은 혼합 금속, 또는 인듐, 이트륨 등의 희토류 금속 등을 들 수 있다. 이들중에서도 바람직하게는, 알루미늄, 리튬-알루미늄 합금 또는 리튬-알루미늄 혼합 금속, 마그네슘-은 합금 또는 마그네슘-은 혼합 금속 등이다. 음극은, 상기 재료의 단층 구조일 수도 있고 전술한 재료를 포함하는 층의 적층 구조일 수도 있다. 예를 들면, 알루미늄/불화리튬, 알루미늄/산화리튬의 적층 구조가 바람직하다. 음극의 막 두께는 재료에 의해 적절히 선택가능하다.

본 발명의 유기 EL 소자의 정공 주입층 및 정공 수송층은, 양극에서 정공을 주입하는 기능, 정공을 수송하는 기능, 음극으로부터 주입된 전자를 차단하는 기능중 어느 하나를 갖는 것이면 좋다. 그의 구체적인 예로서는, 카바졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알케인 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌다이아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노치환칼콘 유도체, 스타이릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라잔 유도체, 방향족 제3급 아민화합물, 스타이릴아민화합물, 방향족다이메틸리딘계 화합물, 포르피린계 화합물, 폴리실레인계 화합물, 폴리(N-바이닐카바졸) 유도체, 아닐린계 공중합체, 싸이오펜 올리고머, 폴리싸이아펜 등의 도전성 고분자 올리고머, 유기실레인 유도체, 본 발명의 금속 착체 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 정공 주입층 및 상기 정공 수송층은 상기 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 단층 구조일 수 있고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어진 다층 구조일 수도 있다.

본 발명의 유기 EL 소자의 전자주입층 및 전자수송층은, 음극으로부터 전자를 주입하는 기능, 전자를 수송하는 기능, 양극으로부터 주입된 정공을 차단하는 기능중 어느 하나를 갖고 있는 것이면 좋다. 그 구체적인 예로서는, 트라이아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 플루오레논 유도체, 안트라퀴노다이메테인 유도체, 안트론 유도체, 다이페닐퀴논 유도체, 싸이오피란다이옥사이드 유도체, 카보다이이미드유도체, 플루오레닐리덴메테인 유도체, 다이스타이릴피라딘 유도체, 나프탈렌, 페릴렌 등의 방향환 테트라 카복실산 무수물, 프탈로시아닌 유도체, 8-퀴놀린올 유도체의 금속 착체나 메탈프탈로시아닌, 벤조옥사졸이나 벤조싸이아졸을 배위자로 하는 금속 착체로 대표되는 각종 금속 착체, 유기 실레인 유도체, 본 발명의 금속 착체 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 전자 주입층 및 상기 전자 수송층은, 상기 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 단층 구조일 수 있고, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어진 다층 구조일 수도 있다.

본 발명의 유기 EL 소자의 발광층은, 전계 인가시에 양극 또는 정공주입층에 의해 정공을 주입할 수 있고, 음극 또는 전자주입층에 의해 전자를 주입할 수 있는 기능, 주입된 전하(전자와 정공)를 전계의 힘으로 이동시키는 기능, 전자와 정공의 재결합 장소를 제공하고, 이것을 발광에 연결하는 기능을 갖는 것이다. 본 발명의 유기 EL 소자의 발광층은, 적어도 본 발명의 금속 착체 화합물을 함유하면 바람직하고, 이 금속 착체 화합물을 게스트 재료로 하는 호스트 재료를 함유시킬 수도 있다. 상기 호스트 재료로서는, 예컨대, 카바졸 골격을 갖는 것, 다이아릴아민 골격을 갖는 것, 피리딘 골격을 갖는 것, 피라진 골격을 갖는 것, 트라이아진 골격을 갖는 것 및 아릴실레인골격을 갖는 것 등을 들 수 있다. 상기 호스트 재료의 T1(최저 3중항 여기 상태의 에너지 레벨)은, 게스트 재료의 T1 레벨보다 큰 것이 바람직하다. 전술한 호스트 재료는 저분자 화합물이거나, 고분자 화합물일 수 있다. 또한, 상기 호스트 재료와 상기 금속 착체 화합물 등의 발광재료를 공증착함으로써, 상기 발광재료가 상기 호스트 재료에 도핑된 발광층을 형성할 수 있다.

본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 상기 각 층의 형성방법으로는, 특히 한정되지 않지만, 진공 증착법, LB법, 저항가열 증착법, 전자빔법, 스퍼터링법, 분자적층법, 코팅법(스핀 코팅법, 캐스팅법, 침지 코팅법 등), 잉크젯법, 인쇄법 등의 여러 가지의 방법을 이용할 수 있고, 본 발명에 있어서는 도포법인 코팅법이 바람직하다.

상기 코팅법으로 본 발명의 금속 착체 화합물을 용매에 용해하여 도포액을 조제하고, 상기 도포액을 목적하는 층(또는 전극)상에, 도포·건조함으로써 형성할 수 있다. 도포액중에는 수지를 함유될 수도 있고, 수지는 용매에 용해상태 또는 분산 상태일 수 있다. 상기 수지로서는, 비공액계 고분자(예컨대, 폴리바이닐카바졸), 공액계 고분자(예컨대, 폴리올레핀계 고분자)를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예컨대, 폴리염화바이닐, 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리뷰틸메타크릴레이트, 폴리에스터, 폴리설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리뷰타다이엔, 폴리(N-바이닐카바졸), 탄화수소 수지, 케톤 수지, 페녹시 수지, 폴리아마이드, 에틸셀룰로스, 아세트산 바이닐, ABS수지, 폴리우레탄, 멜라민 수지, 불포화폴리에스터 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.

다음으로 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 예에 의해 추가로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 금속 착체 화합물인 화학식 1-1의 합성

금속 착체 화합물인 화학식 1-1의 합성 경로를 이하에 나타낸다.

※ 중간체인 화학식 1-1a은, 이량체 구조를 나타낸다.

(1) 중간체인 화학식 1-1b의 합성

플라스크에 2-아미노피리딘 3.5g(36 mmol), α-브로모아세토페논 7.2g(36 mmol) 및 탄산수소나트륨 3.6g(43 mmol)을 넣고, 에탄올 120ml중에서 실온에서 4시간, 이어서 환류하에서 2시간 반응시켰다. 불용물을 분리하여, 액체를 농축했다. 염화메틸렌 150ml로 추출하여, 물 200ml로 3회 세정했다. 유기층을 황산 마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거하고, 갈색의 결정을 수득했다. 실리카겔 컬럼(헥세인/염화메틸렌)으로 정제하고, 2-페닐이미다조-[1,2-a]피리딘 중간체(화학식 1-1b)를 백색 결정으로서, 6.3 g 수득하였다(수율 90%).

¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정결과를 이하에 예시하였다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.8-8.3(m, 4H), δ 7.0-8.3(m, 5H), δ .6-6.9(m, 1H)

(2) 중간체인 화학식 1-1a의 합성

플라스크에 화학식 1-1b 5.0g(25.7 mmol), IrCl₃수화물(스트렘(strem)에서 제조함) 1.9g(6.4 mmol)를 넣고, 아르곤 치환하고, 2-에톡시에탄올 40ml을 넣고, 환류하에서 15시간 반응시켰다. 수득된 황색 침전물을 분리하고, 에탄올 5ml로 2회 세정했다. 추가로 염화 메틸렌 150ml에 용해시키고, HCl수용액으로 3회, 물로 2회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 황색 결정으로서, 중간체 1-1a를 1.39 g 얻었다(수율 35%).

(3) 금속 착체 화합물인 화학식 1-1의 합성

플라스크에 중간체(화학식 1-1a) 1.39g(1.13 mmol), 2-피콜린산 0.55 g(4.52 mmol)을 넣고, 아르곤 치환하여, 1,2-다이클로로에테인 20ml을 넣어, 환류하에서 17시간 반응시켰다. 수득된 황색 침전물을 분리하고, 염화메틸렌 400 ml에 용해시키고, 물 150 ml으로써 3회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 소량의 염화메틸렌으로 세정하고, 황색 결정으로서 금속 착체 화합물(화학식 1-1)을 0.85 g 얻었다(수율 54%). FD-MS(필드 디소프숀 매스 분석)에 의해 목적물인 것을 확인했다. 또한, 측정결과를 이하에 나타낸다.

FD-MS: m/z= 701

또한, 수득된 금속 착체 화합물(화학식 1-1)의 인광을 측정(염화메틸렌 용액)한 바, 인광의 λmax(최대 발광 강도의 파장)은 580 nm였다.

실시예 2: 금속 착체 화합물인 화학식 1-2의 합성

금속 착체 화합물인 화학식 1-2의 합성경로를 이하에 나타낸다.

※ 중간체인 화학식 1-2a의 화학구조식은, 이량체 구조를 나타낸다.

(1) 중간체인 화학식 1-2c의 합성

2,4-다이플루오로페닐아세토페논 25g(160.1 mmol)의 아세트산 50ml 용액을 10℃ 이하로 냉각하면서, 브롬 25.5g(160.1 mmol)을 적하하고, 7시간 반응을 했다. 생성 용액을 물 300㎖에 투입하고, 염화메틸렌으로 추출했다. 유기층을 염화마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거했다. 수득된 잔류물을 실리카 컬럼으로 정제(헥세인)하고, 갈색 오일로서, α-브로모-2,4-다이플루오로페닐아세트페논 중간체(화학식 1-2c)를 23.4 g 수득하였다(수율 62%). ¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정 결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.87-8.14(m, 1H), δ 6.8-7.13(m, 2H), δ 4.49(d, 2H)

(2) 중간체인 화학식 1-2b의 합성

플라스크에 2-아미노피리딘 3.3g(35.5 mmol), 중간체(화학식 1-2c) 8.4 g(35.5 mmol) 및 탄산수소나트륨 3.6 g(43 mmol)을 넣고, 에탄올 120 ㎖중, 실온에서 4시간, 이어서 환류하에서 2시간 반응시켰다. 불용물을 분리하고, 여과액을 농축했다. 염화메틸렌 150㎖으로써 추출하여, 물 200 ㎖으로써 3회 세정했다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거하고, 갈색의 결정을 수득했다. 실리카겔 컬럼(헥세인/염화메틸렌)으로 정제하고, 2-(2',4'-다이플루오로페닐)이미다조[1,2-a]피리딘 중간체(화학식 1-2b)를 7.3g 얻었다(수율 89%). ¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.9-8.45(m, 3H), δ 7.5-7.7(m, 1H), δ 6.7-7.28(m, 4H)

(3) 중간체인 화학식 1-2a의 합성

플라스크에 중간체(화학식 1-2b) 4.7g(20.6 mmol), IrCl₃수화물(스트렘에서 제조함) 1.53 g(5.1mmol)를 넣고, 아르곤 치환하여, 2-에톡시에탄올 25 ㎖을 넣고, 환류하에서 15시간 반응시켰다. 수득된 담황색 침전물을 분리하고, 에탄올 5 ml로 2회 세정했다. 추가로 염화메틸렌 150 ㎖에 용해시켜, HCl 수용액으로 3회, 물로 2회 세정하였다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 황색 결정으로서, 중간체(화학식 1-2a)를 1.39g 얻었다(수율 35%).

(4) 금속 착체 화합물인 화학식 1-2의 합성

플라스크에 중간체(화학식 1-2a) 1.39 g(1.13 mmol), 2-피콜린산 0.55 g(4.52 mmol)을 넣고, 아르곤 치환하였다. 1,2-다이클로로에테인 20 ㎖을 넣고, 환류하에서 17시간 반응시켰다. 수득된 황색 침전물을 분리하여, 염화메틸렌 400 ㎖에 용해시키고, 물 150 ㎖으로써 3회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 소량의 염화메틸렌으로 세정하고, 황색 결정으로서 금속 착체 화합물(화학식 1-2)을 0.85 g 수득하였다(수율 54%). ¹H-NMR 및 FD-MS에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.84-8.30(m, 7H), δ 7.2-7.47(m, 2H), δ 6.7-7.0(m, 3H), δ 6.2-6.6(m, 2H), δ 5.44-5.88(m, 4H)

FD-MS: m/z = 773

또한, 수득된 금속 착체 화합물(화학식 1-2)의 인광을 측정(염화메틸렌 용액)한 바, 인광의 λ_max는 529 nm였다.

실시예 3: 금속 착체 화합물인 화학식 6-1의 합성

금속 착체 화합물(화학식 6-1)의 합성경로를 이하에 나타낸다.

※ 중간체 6-1a의 화학 구조식은 이량체 구조를 나타낸다.

(1) 중간체인 화학식 6-1b의 합성

적하깔때기를 갖춘 플라스크에 2-페닐이미다졸 8.6 g(60 mmol)을 넣고, 아르곤 치환한 후에 테트라하이드로퓨란 180㎖을 넣었다. 빙냉하에서1.56mol/l의 n-뷰틸 리튬 39.1ml(61 mmol)을 매 30분에 걸쳐 적하하고, 계속해서 테트라하이드로퓨란 10ml에 용해한 요오드화메틸 8.6g(61 mmol)을 적하했다. 적하 종료후, 실온에서 3시간 반응시켰다. 반응 용액을 농축한 후, 수득된 고체를 염화 메틸렌 150 ㎖으로써 추출하고, 물 150 ㎖으로써 3회 세정했다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거했다. 실리카겔 컬럼(헥세인/염화메틸렌)으로 정제를 하고, 1-메틸-2-페닐이미다졸 중간체(화학식 6-1b)를 백색결정으로서, 6.1g 수득했다(수율 69%). ¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.29-7.67(m, 5H), δ 6.93-7.10(m, 2H), δ 3.69(s, 3H)

(2) 중간체인 화학식 6-1a의 합성

플라스크에 중간체(화학식 6-1b) 4.1g(26.2 mmol), IrCl₃수화물(스트렘에서 제조함) 1.95 g(6.5 mmol)를 넣고, 아르곤 치환하여, 2-에톡시에탄올 30 ml을 넣고, 환류하에서 11 시간 반응시켰다. 수득된 황색 침전물을 분리하고, 에탄올 5 ㎖으로 2회 세정했다. 추가로 염화메틸렌 600 ㎖에 용해시키고, 물 200 ㎖으로 3회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 담황색 결정으로서, 중간체(화학식 6-1a)를 1.35 g 수득하였다(수율 38%). ¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인하였다. 그 측정결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(CD₂Cl₂): δ 7.26-7.42(m, 2H), δ 6.47-6.94(m, 3H), δ 6.0-6.09(m, 1H), δ 4.13(s, 3H)

(3) 금속 착체 화합물인 화학식 6-1의 합성

플라스크에 중간체(화학식 6-1a) 1.32 g(1.21 mmol), 2-피콜린산 0.59 g(4.87 mmol)을 넣고, 아르곤 치환했다. 1,2-다이클로로에테인 15 ㎖을 넣고, 환류하에서 8시간 반응시켰다. 수득된 황색 침전물을 분리하고, 염화메틸렌 200 ml에 용해시키고, 물 150 ㎖으로써 4회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 염화메틸렌/헥세인으로부터 재결정했다. 황색 결정으로서 금속 착체 화합물(화학식 6-1)을 1.17 g 수득하였다(수율 78%). ¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ 8.1-8.2(m, 1H), δ 7.75-7.90(m, 2H), δ 7.2-7.51(m, 3H), δ 6.3-7.0(m, 9H), δ 6.13(d, 1H), δ 4.06(s, 3H)

또한, 수득된 금속 착체 화합물(화학식 6-1)의 인광을 측정(염화메틸렌 용액)한 바, 인광의 λmax는 562 nm 였다.

비교예 1

플라스크에 4-페닐이미다졸 3.8 g(26.3 mmol), IrCl₃수화물(스트렘에서 제조함) 1.96 g(6.6 mmol)를 넣고, 아르곤 치환했다. 2-에톡시에탄올30 ㎖을 넣고, 환류하에서 18시간동안 반응시킨 바, 침전물은 없고, 균일한 흑갈색의 용액이 되었다. 용매를 여거시키고, 용액을 처리한 바, 흑색 고형물이 얻어졌지만, 목적하는 Ir 금속 착체 화합물(하기 Q)로는 확인할 수 없었다. 실시예 3과 비교하면, 이하에 나타낸 바와 같이, 이미다졸의 N 위치에 H가 존재하면, Ir 착체의 합성이 곤란하며, 메틸기 등의 어떠한 치환기가 필요하다:

실시예 4: 금속 착체 화합물인 화학식 7-1의 합성

금속 착체 화합물인 화학식 7-1의 합성경로를 이하에 나타낸다.

※ 중간체 7-1a의 화학구조식은, 이량체 구조를 나타낸다.

(1) 중간체인 화학식 7-1b의 합성

적하깔때기를 갖춘 플라스크에 2-페닐이미다졸린 8.9 g(60.8 mmol)를 넣고, 아르곤 치환한 후에 테트라하이드로퓨란 210 ㎖을 넣었다. 빙냉하에서 1.56 mol/l의 n-뷰틸리튬 39.3 ml(61.2 mmol)을 약 30분에 걸쳐 적하하고, 이어서 테트라하이드로퓨란 10㎖에 용해한 요오드화 메틸 8.7g(61.3 mmol)을 적하했다. 적하종료후, 실온에서 3시간 반응시켰다. 반응용액을 농축한 후, 수득된 고체를 염화메틸렌 150 ㎖으로써 추출하고, 물 150 ㎖으로써 3회 세정했다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조한 후, 용매를 제거했다. 실리카겔 컬럼(헥세인/염화메틸렌)으로 정제하고, 1-메틸-2-페닐이미다졸린 중간체(화학식 7-1b)를 백색 결정으로서 8.0 g 얻었다(수율 83%). ¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(CDCl₃): δ 7.33-7.60(m, 5H), δ 3.27-3.98(m, 4H), δ 2.76(s, 3H)

(2) 중간체인 화학식 7-1a의 합성

플라스크에 중간체(화학식 7-1b) 4.4 g(27.5 mmol), IrCl₃수화물(스트렘에서 제조함) 2.1g(6.9 mmol)를 넣고, 아르곤 치환했다. 2-에톡시에탄올 30ml을 넣고, 환류하에서 16시간 반응시켰다. 수득된 황색 침전물을 분리하고, 에탄올 5㎖으로 2회 세정했다. 추가로 염화메틸렌 200 ㎖에 용해시키고 물 200 ㎖으로 4회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 오렌지색결정으로 서, 중간체(7-1a)를 2.1g 수득했다(수율 57%). ¹H-NMR에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정결과를 이하에 나타낸다.

¹H-NMR(DMSO-d₆): δ 7.51-7.61(m, 1H), δ 6.69-6.97(m, 3H), δ 3.60-4.1(m, 4H), δ 3.33(s, 3H)

(3) 금속 착체 화합물인 화학식 7-1의 합성

플라스크에 중간체(7-1a) 1.95 g(1.78 mmol), 2-피콜린산 0.88 g(7.14 mmol)을 넣고, 아르곤 치환했다. 1,2-다이클로로에테인 20 ㎖을 넣고, 환류하에서 17시간 반응시켰다. 반응용액으로부터 용매를 제거하고, 수득된 갈색고체를 염화메틸렌 150 ㎖에 용해시키고, 물 200 ㎖으로써 5회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 실리카 컬럼(염화메틸렌/메탄올)에 의해 정제했다. 갈색결정으로서 화학식 7-1의 화합물을 1.2 g 수득하였다(수율 53%). FD-MS에 의해 목적물인 것을 확인했다. 그 측정 결과를 이하에 나타낸다.

FD-MS: m/z= 632

또한, 수득된 금속 착체 화합물(화학식 7-1)의 인광을 측정(염화메틸렌용액)한 바, 인광의 λmax는 562 nm였다.

실시예 5: 금속 착체 화합물인 화학식 5-1의 합성

금속 착체 화합물인 화학식 5-1의 합성경로를 이하에 나타낸다.

(1) 중간체인 화학식 5-1b의 합성

적하깔때기를 갖춘 플라스크에 4-페닐이미다졸 9.6 g(67 mmol)을 넣고, 아르곤 치환한 후에 다이메틸설폭사이드 50 ㎖을 넣었다. 이 용액에 NaH 2.8g(오일중 60%, 70 mmol상당)을 조금씩 넣고, 전부 첨가한 후에 80℃에서 2시간 가열했다. 이어서, 메틸설폭사이드 15 ml에 용해되도록 요오드화메틸 9.6 g(68 mmol)을 적하하고, 80℃로 추가로 15시간 가열했다.

반응 용액을 물 200 ㎖중에 투입하고, 염화에틸렌 200 ㎖으로 추출했다. 유기층을 분리한 후, 물 200 ㎖으로 5회 세정하고, 황산 마그네슘으로 건조시켰다. 용액을 농축한 후 수득된 담갈색 고체를 실리카겔 컬럼(염화메틸렌)으로 정제하고, 1-메틸-4-페닐이미다졸 중간체(화학식 5-1b)를 백색 결정으로서, 5.5 g 수득하였다(수율 52%).

(2) 중간체인 화학식 5-1a의 합성

플라스크에 중간체(화학식 5-1b) 3.0 g(18.9 mmol), lrCl₃수화물(스트렘에서 제조함) 1.41 g(4.7 mmol)를 도입하고, 아르곤 치환했다. 2-에톡시에탄올 15 ㎖을 넣고, 환류하에서 13시간 반응시켰다. 수득된 백색 침전물을 분리하고, 에탄올 5 ㎖으로 2회 세정했다. 추가로, 염화메틸렌 500ml에 용해시키고, 물 150ml로 3회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거하고, 백색결정으로서, 중간체(화학식 5-1a)를 1.77 g 수득하였다(수율 69%).

(3) 금속 착체 화합물인 화학식 5-1의 합성

플라스크에 중간체(5-1a) 1.38g(1.27 mmol), 2-피콜린산 0.62 g(5.1 mmol)을 넣고, 아르곤 치환했다. 1,2-다이클로로에테인 20ml을 넣고, 환류하에서 12시간 반응시켰다. 수득된 황색 침전물을 분리하고, 염화메틸렌 300 ㎖에 용해시키고, 물 200 ㎖으로써 4회 세정했다. 용액을 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 여거했다. 수득된 황색 결정을 실리카겔 컬럼(염화 메틸렌노메탄올)으로 정제했다. 담황색 결정으로서 화학식 5-1의 화합물을 0.4 g 수득하였다(수율 26%).

또한, 수득된 금속 착체 화합물인 화학식 5-1의 인광을 측정(염화메틸렌 용액)한 바, 인광의 λmax는 453 nm였다.

실시예 6: 유기 EL 소자의 제작

25 mm× 75 mm× 0.7 mm 두께의 ITO 투명 전극 부착 유리 기판을, 아이소 프로필 알코올속에서 초음파세정을 5분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시했다. 세정 후, 투명 전극 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명전극이 형성되어 있는 측의 면위에 상기 투명전극을 덮도록 막 두께 40 nm의 하기 4,4'-비스[N-(4-바이페닐)-N-(4-바이페닐)아미노]바이페닐을 성막했다. 이 막은 정공 수송층으로서 기능한다. 또한, 이 막상에 막 두께 30nm에서 하기 호스트 재료(CBP)와, 동시에 도판트로서 인광 발광성 Ir 금속 착체 화합물(화학식 1-2)을 첨가하여 증착하여 성막했다. 이 막은, 발광층으로서 기능한다. 발광 층중에 놓을 수 있는 화합물(화학식 1-1)의 농도는 5중량%으로 했다. 이 막상에 막 두께 10 nm의 (1,1'-비스페닐)-4-올레이트)비스(2-메틸-8-퀴놀리노레이트)알루미늄(BAlq)을 성막했다. 이 BAlq막은 정공 장벽층으로서 기능한다. 추가로, 이러한 막위에 막 두께 30 nm의 8-하이드록시퀴놀린의 알루미늄착체(Alq)를 성막했다. 이 Alq 막은 전자 주입층으로서 기능한다. 이다음, 할로젠화 알칼리 금속인 LiF를 0.15 nm의 두께에 증착하고, 이어서 알루미늄을 150 nm의 두께에 증착했다. 이 Al/LiF는 음극으로서 기능한다. 이렇게 하여 유기 EL 소자를 제작했다.

이 소자에 대하여, 통전 시험을 실시한 바, 전압 6.7V, 전류밀도 2.79 mA/cm²로써 103cd/m²의 황녹색발광이 얻어지고, 색도좌표는 (0.347, 0.494)이고, 발광효율은 3.7 cd/A 였다. 또한, 발광의 λmax는 533 nm였다.

4,4'-비스[N-(4-바이페닐)-N-(4-바이페닐)아미노]바이페닐

이상, 구체적으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 신규한 금속 착체 화합물을 이용한 유기 EL 소자는, 발광효율이 높고, 수명이 길며, 청색을 시작으로 한 각 색의 인광 유기 EL용 재료로서 사용가능하고, 각종 표시 소자, 디스플레이, 백라이트, 조명 광원, 표지, 간판, 인테리어 등의 분야에 적용할 수 있고, 특히 컬러 디스플레이의 표시소자로서 적합하다.

Claims

하기 화학식 I로 표시되는 부분 구조를 갖는 금속 착체 화합물:

화학식 I

상기 식에서,

R¹ 내지 R⁵는, 각각 독립적으로, 수소원자, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 아실기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 방향족기를 나타내고, 또한, R¹과 R², R³과 R⁴, R⁴와 R⁵는, 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있고,

p 및 q는 각각 0 내지 3의 정수이며, p + q는 2 또는 3이고, p가 2이상의 정수일 때, 복수의 R³는 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있고, q가 2 이상인 정수일 때, 복수의 R⁵는 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있고,

M은 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)의 금속원자이다.
제 1 항에 있어서,

상기 금속 착체 화합물이 발광 소자용 재료인 금속 착체 화합물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 화학식 I로 표시되는 부분 구조가, 하기 화학식 i 내지 화학식 vii중 어느 하나로 표시되는 것인 금속 착체 화합물:

화학식 i

화학식 ii

화학식 iii

화학식 iv

화학식 v

화학식 vi

화학식 vii

상기 식에서, R⁴은 전술한 바와 같다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 화학식 I로 표시되는 부분 구조가, 하기 화학식 i' 내지 화학식 vii'중 어느 하나로 표시되는 금속 착체 화합물:

화학식 i'

화학식 ii'

화학식 iii'

화학식 iv'

화학식 v'

화학식 vi'

화학식 vii'

상기 식에서, R⁴은 전술한 바와 같다.
제 1 항에 있어서,

하기 화학식 1 내지 7 및 하기 화학식 1' 내지 7'중 어느 하나로 표시되는 금속 착체 화합물:

화학식 1

화학식 2

화학식 3

화학식 4

화학식 5

화학식 6

화학식 7

화학식 1'

화학식 2'

화학식 3'

화학식 4'

화학식 5'

화학식 6'

화학식 7'

상기 식에서,

T⁵ 내지 T⁹는, 각각 독립적으로, 수소원자, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 아실기, 또는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 방향족기를 나타내고, 또한, T⁵와 T⁶, T⁶과 T⁷, T⁷과 T⁸, T⁸과 T⁹는, 서로 결합하여 환구조를 형성할 수도 있고,

M은 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)의 금속원자이고,

L¹ 및 L²는

중 어느 하나로 표시되는 구조이고,

n은 0 내지 2의 정수이고,

m은 0 내지 1의 정수이고,

G는 하기의 기중의 어느 하나로 표시된 기이다:

상기 식에서,

…는, 상기 M과의 공유결합을 나타내고,

Ph 및 OL에 있어서 T¹ 내지 T⁴는, 각각 독립적으로, 사이아노기, 나이트로기, 할로젠원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕실기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 아실기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 방향족기를 나타낸다.
한 쌍의 전극 사이에 적어도 발광층을 갖는 일층 또는 복수층으로 이루어진 유기 박막층이 협지되어 있는 유기 전기발광 소자로서, 상기 유기 박막층의 하나 이상의 층이, 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 기재된 금속 착체 화합물을 함유하고, 양 전극 사이에 전압을 인가하는 것에 의해 발광하는 유기 전기발광 소자.
제 6 항에 있어서,

상기 발광층이, 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 기재된 금속 착체 화합물을 함유하는 유기 전기발광 소자.
제 6 항에 있어서,

금속 착체 화합물을 함유하는 층이, 도포에 의해 성막되어 이루어진 유기 전기발광 소자.