JP2002332291A

JP2002332291A - 金属配位化合物、電界発光素子及び表示装置

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Publication number: JP2002332291A
Application number: JP2002042522A
Authority: JP
Inventors: Takao Takiguchi; 隆雄滝口; Akira Tsuboyama; 明坪山; Atsushi Kamatani; 淳鎌谷; Shinjiro Okada; 伸二郎岡田; Kiyoshi Miura; 聖志三浦; Takashi Moriyama; 孝志森山; Manabu Kogori; 学古郡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: DE60204612D1; US20030068535A1; JP4307000B2; KR20020072215A; EP1238981B1; EP1238981A3; CN1374315A; EP1238981A2; US6921915B2; DE60204612T2; KR100488869B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高効率発光で、長い期間高輝度を保ち、通電
劣化の小さい発光素子を実現する新規化合物を提供す
る。【解決手段】式（１）で示される金属配位化合物。Ｍ
Ｌ_mＬ’_n （１）［ＭはＩｒ，Ｐｔ，Ｒｈまたは
Ｐｄの金属原子であり、ＬおよびＬ’は互いに異なる二
座配位子、ｍは１または２または３であり、ｎは０また
は１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３であ
る。部分構造ＭＬ_mは式（２）で示され、部分構造Ｍ
Ｌ’_nは式（３）または（４）で示される。Ａ，Ａ′，
Ｂ，Ｂ′は、置換基を有しても良い環状基であり、Ａと
Ａ′及びＢとＢ′は共有結合により結合し、Ｅ及びＧは
Ｃ_１〜２０直鎖状又は分岐状のアルキル基等である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面光源や平面状
ディスプレイ等に使用される有機発光素子（有機エレク
トロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも言
う）とそれの発光材料に関する。

【０００２】特に新規の金属配位化合物とそれを用いた
発光素子に関するものであり、さらに詳しくは、前記一
般式（１）で示される金属配位化合物を発光材料として
用いることで、発光効率が高く、経時変化が少ない発光
素子に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】有機発光素子は，古くはアントラセン蒸
着膜に電圧を印加して発光させた例（ＴｈｉｎＳｏｌ
ｉｄＦｉｌｍｓ，９４（１９８２）１７１）等があ
る。しかし近年、無機発光素子に比べて大面積化が容易
であることや、各種新材料の開発によって所望の発色が
得られることや、また低電圧で駆動可能であるなどの利
点により、さらに高速応答性や高効率の発光素子とし
て、材料開発を含めて、デバイス化のための応用研究が
精力的に行われている。

【０００４】例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１
２５，１〜４８（１９９７）に詳述されているように、
一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２
層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成され
た構成を持つ。

【０００５】発光層には、電子輸送性と発光特性を有す
るアルミキノリノール錯体、代表例としては、以下に示
すＡｌｑ３などが用いられる。またホール輸送層には，
例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例としては以
下に示すα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料が用
いられる。

【０００６】これらの素子は電気的整流性を示し、電極
間に電界を印加すると、陰極から電子が発光層に注入さ
れ、陽極からはホールが注入される。注入されたホール
と電子は、発光層内で再結合して励起子を生じ、これが
基底状態に遷移する時に発光する。

【０００７】この過程で、励起状態には励起１重項状態
と３重項状態があり、前者から基底状態への遷移は蛍光
と呼ばれ、後者からの遷移は燐光と呼ばれており、これ
らの状態にある物質を、それぞれ１重項励起子、３重項
励起子と呼ぶ。

【０００８】これまで検討されてきた有機発光素子は、
その多くが１重項励起子から基底状態に遷移するときの
蛍光が利用されている。一方最近、三重項励起子を経由
した燐光発光を利用する素子の検討がなされている。

【０００９】発表されている代表的な文献は、文献１：
Ｉｍｐｒｏｖｅｄｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒｉ
ｎｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔｄ
ｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎら、Ａｐｐｌｉｅ
ｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓＶｏｌ７４，
Ｎｏ３ｐ４２２（１９９９））、文献２：Ｖｅｒｙ
ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅｅｎｏｒｇ
ａｎｉｃｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃ
ｅｓｂａｓｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏ
ｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏら、Ａｐｐｌｉ
ｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓＶｏｌ７
５，Ｎｏ１ｐ４（１９９９））である。

【００１０】これらの文献では、電極間に挟持された有
機層を４層積層する構成が主に用いられ、用いている材
料は、以下に示すキャリア輸送材料と燐光発光性材料で
ある。各材料の略称は以下の通りである。Ａｌｑ３：アルミ−キノリノール錯体 α−ＮＰＤ：Ｎ４，Ｎ４’−Ｄｉ−ｎａｐｈｔｈａｌｅ
ｎ−１−ｙｌ−Ｎ４，Ｎ４’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｉ
ｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ
−ｂｉｐｈｅｎｙｌＢＣＰ：２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈ
ｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅＰｔＯＥＰ：白金−オクタエチルポルフィリン錯体Ｉｒ（ｐｐｙ）₃：イリジウム−フェニルピリジン錯体

【００１１】

【化４】

【００１２】文献１，２とも高効率が得られたのは、ホ
ール輸送層にα−ＮＰＤ、電子輸送層にＡｌｑ３、励起
子拡散防止層にＢＣＰ、発光層にＣＢＰをホスト材料と
して、これに燐光発光性材料であるＰｔＯＥＰまたはＩ
ｒ（ｐｐｙ）₃を６％程度の濃度で分散混入したものを
用いている素子であった。

【００１３】現在、燐光性発光材料が特に注目される理
由は、以下の理由で原理的に高発光効率が期待できるか
らである。

【００１４】キャリア再結合により生成される励起子は
１重項励起子と３重項励起子からなり、その確率は１：
３である。これまでの有機ＥＬ素子は、蛍光発光を利用
していたが、原理的にその発光収率は生成された励起子
数に対して、２５％でありこれが上限であった。しか
し、３重項励起子から発生する燐光を用いれば、原理的
に少なくとも３倍の収率が期待され、さらにエネルギー
的に高い１重項からの３重項への項間交差による転移を
考え合わせると、原理的には４倍の１００％の発光収率
が期待できる。

【００１５】しかし上記燐光発光を用いた有機発光素子
は、一般に蛍光発光型の素子と同様に、発光効率の劣化
と素子安定性に関してさらなる改良が求められている。
この劣化原因の詳細は不明であるが、本発明者らは燐光
発光のメカニズムを踏まえて以下のように考えている。

【００１６】有機発光層が、キャリア輸送性のホスト材
料と燐光発光性のゲストからなる場合、３重項励起子か
らの燐光発光にいたる主な過程は、以下のいくつかの過
程からなる。１．発光層内での電子・ホールの輸送２．ホストの励起子生成３．ホスト分子間の励起エネルギー伝達４．ホストからゲストへの励起エネルギー移動５．ゲストの３重項励起子生成６．ゲストの３重項励起子から基底状態遷移と燐光発光

【００１７】それぞれの過程における所望のエネルギー
移動や発光は、さまざまなエネルギー失活過程との競争
反応である。

【００１８】有機発光素子の発光効率を高めるために
は、発光中心材料そのものの発光量子収率を大きくする
ことは言うまでもない。

【００１９】特に燐光発光物質に於いては、一般に前記
３重項励起子の寿命が１重項励起子の寿命より３桁以上
長いことに由来するものと考えられる。つまりエネルギ
ーの高い励起状態に保持される時間が長いために、周辺
物質との反応や、励起子同士での多量体形成などによっ
て、失活過程が起こる確立が多くなり、ひいては物質の
変化をきたし、寿命劣化につながり易いと本発明者らは
考えている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】燐光発光素子に用いる
発光材料には、高効率発光でかつ、安定性の高い化合物
が望まれている。特に上記エネルギー励起状態での寿命
が長いために、エネルギー失括が起きにくく、かつ化学
的にも安定で素子寿命を長くすることが強く望まれてい
る。

【００２１】そこで、本発明は、燐光発光材料を用い
て、発光効率が高く、長い期間高輝度を保つことが可能
な発光材料を得ること及びそれを用いた発光素子及び表
示装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の金属配位
化合物は、下記一般式（１）で示されることを特徴とす
る。ＭＬ_mＬ’_n （１）

【００２３】［式中ＭはＩｒ，Ｐｔ，ＲｈまたはＰｄの
金属原子であり、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位
子を示す。ｍは１または２または３であり、ｎは０また
は１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３であ
る。部分構造ＭＬ_mは下記一般式（２）で示され、部分
構造ＭＬ’_nは下記一般式（３）または（４）で示され
る。

【００２４】

【化５】

【００２５】ＮとＣは、窒素および炭素原子であり、Ａ
およびＡ’はそれぞれ窒素原子を介して金属原子Ｍに結
合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂおよ
びＢ’はそれぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合し
た置換基を有していてもよい環状基である｛該置換基は
ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリ
ル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１か
ら８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭
素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基
（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上の
メチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ
−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き
換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフ
ッ素原子に置換されていてもよい。）または置換基を有
していてもよい芳香環基（該置換基はハロゲン原子、シ
アノ基、ニトロ基、炭素原子数１から２０の直鎖状また
は分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは
隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−
ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキ
ル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよ
い。）を示す。）を示す。｝。

【００２６】ＡとＢおよびＡ’とＢ’は共有結合によっ
て結合している。

【００２７】ＥおよびＧはそれぞれ炭素原子数１から２
０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中
の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）ま
たは置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハ
ロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル
基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から
８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素
原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基
（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上の
メチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ
−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き
換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフ
ッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示
す。

【００２８】ただし、環状基の置換基としてあるいは環
状基Ｂとしてあるいは環状基Ｂ’として少なくとも一つ
以上の下記一般式（５）で示される置換基を有してもよ
い芳香環基が存在する。

【００２９】

【化６】

【００３０】一般式（５）に示した結合はこの芳香環基
が環状基の置換基である場合、環状基Ａ、Ａ’、Ｂある
いはＢ’との単結合を示し、この芳香環基が環状基Ｂあ
るいは環状基Ｂ’である場合、環状基Ａあるいは環状基
Ａ’との単結合を示す。

【００３１】ＹはＣ＝Ｏ，ＣＲＲ’，Ｃ＝Ｃ（Ｃ
Ｎ）₂，ＯまたはＳを示し、ＲおよびＲ’はそれぞれ水
素原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状の
アルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない
２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−
ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ
−または二価の芳香環基で置き換えられていてもよく、
該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されてい
てもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基
｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリ
アルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭
素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基で
ある。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状
のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しな
い２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、
−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡
Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水
素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示
す。｝を示す。

【００３２】一般式（５）の置換基はハロゲン原子、シ
アノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル
基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状また
は分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２
０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中
の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ
−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、
−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよ
く、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換され
ていてもよい。）、置換基を有していてもよい芳香環基
｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素
原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基
（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上の
メチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ
−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き
換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフ
ッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示
す。また、隣接する置換基は結合して環構造を形成して
もよい。］

【００３３】本発明の金属配位化合物は、前記一般式
（１）において部分構造ＭＬ’_nが前記一般式（３）で
示されること、前記一般式（１）において部分構造Ｍ
Ｌ’_nが前記一般式（４）で示されること、前記一般式
（１）においてｎが０であること、前記一般式（１）に
おいて前記一般式（５）のＹがＣ＝ＯまたはＣＲＲ’で
あること、前記一般式（１）においてＭがイリジウムで
あることが好ましい。

【００３４】また、前記環状基Ｂおよび環状基Ｂ’がそ
れぞれ独立して、フェニル基、チエニル基、チアナフチ
ル基、ナフチル基、ピレニル基、９−フルオレノンイル
基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチ
エニル基、カルバゾリル基から選ばれる置換基を有して
いてもよい芳香環基（該芳香環基を構成するＣＨ基の１
つまたは２つは窒素原子に置き換えられてもよい。）で
あることが好ましく、前記置換基を有していてもよい芳
香環基が、フェニル基または２−フルオレニル基である
ことがより好ましい。

【００３５】また、前記環状基Ａおよび環状基Ａ’がそ
れぞれ独立して、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジ
ル基から選ばれる置換基を有していてもよい芳香環基で
あることが好ましく、前記置換基を有していてもよい芳
香環基が、ピリジル基であることがより好ましい。

【００３６】また、前記環状基Ａ、Ａ’、ＢおよびＢ’
が、それぞれ無置換、あるいはハロゲン原子、炭素原子
数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基｛該ア
ルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレ
ン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−
Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中
の１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有して
いてもよい２価の芳香環基（該置換基はハロゲン原子、
炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル
基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上
のメチレン基は−Ｏ−で置き換えられていてもよく、該
アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていて
もよい。）を示す。）で置き換えられていてもよく、該
アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていて
もよい。｝から選ばれる置換基を有することが好まし
い。

【００３７】特に、下記一般式（６）で示される金属配
位化合物が、好ましい。

【００３８】

【化７】

【００３９】［ＸはＣＲＲ’，ＯまたはＳを示し、Ｒ，
Ｒ’はそれぞれ独立して直鎖または分岐のアルキル基
（該アルキル基はＣ_nＨ_2n+1−で表され、ＨはＦに、隣
接しないメチレン基は酸素に置き換わっても良く、ｎは
１から２０の整数を表す）を示す。Ｒ₂は水素、フッ
素、直鎖または分岐のアルキル基（該アルキル基はＣ_n
Ｈ_2n+1−で表され、ＨはＦに、隣接しないメチレン基は
酸素に置き換わっても良く、ｎは１から２０の整数を表
す）、置換基を有してもよいフェニル基、９，９−ジア
ルキルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基またはジベ
ンゾチエニル基を示す。Ｒ₁，Ｒ₄はそれぞれ独立して水
素、フッ素、直鎖または分岐のアルキル基（該アルキル
基はＣ_nＨ_2n+1−で表され、ＨはＦに、隣接しないメチ
レン基は酸素に置き換わっても良く、ｎは１から２０の
整数を表す）、置換基を有してもよいフェニル基を示
す。９，９−ジアルキルフルオレニル基のアルキルは直
鎖または分岐のアルキル基（該アルキル基はＣ_nＨ_2n+1
−で表され、ＨはＦに、隣接しないメチレン基は酸素に
置き換わっても良く、ｎは１から２０の整数を表す）を
示す。フェニル基、９，９−ジアルキルフルオレニル
基、ジベンゾフラニル基およびジベンゾチエニル基が有
してもよい置換基はフッ素、直鎖または分岐のアルキル
基（該アルキル基はＣ_nＨ_2n+1−で表され、ＨはＦに、
隣接しないメチレン基は酸素に置き換わっても良く、ｎ
は１から２０の整数を表す）から選ばれる。］

【００４０】本発明の電界発光素子は、基体上に設けら
れた一対の電極間に、少なくとも一種の有機化合物を含
む発光部を備える有機発光素子であって、前記有機化合
物が上記金属配位化合物を含むことを特徴とし、前記電
極間に電圧を印加することにより燐光を発光することが
好ましい。

【００４１】本発明の画像表示装置は、上記電界発光素
子と、前記電界発光素子に電気信号を供給する手段とを
具備したことを特徴とする。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明に用いる発光材料として
は、前記一般式（１）で示される金属配位化合物であ
り、この金属配位化合物は高効率発光し、長い期間高輝
度を保ち、通電劣化が小さい。

【００４３】本発明に用いた金属配位化合物は、燐光性
発光をするものであり、最低励起状態が、３重項状態の
ＭＬＣＴ＊（Ｍｅｔａｌ−ｔｏ−Ｌｉｇａｎｄｃｈａ
ｒｇｅｔｒａｎｓｆｅｒ）励起状態かπ−π＊励起状
態と考えられる。これらの状態から基底状態に遷移する
ときに燐光発光が生じる。

【００４４】≪測定方法≫以下これから本発明で述べる
物性値の測定方法を説明する。

【００４５】（１）燐光と蛍光の判定方法燐光の判定方法は、酸素失括するかどうかで判定した。
化合物をクロロホルムに溶解し、酸素置換した溶液と窒
素置換した溶液に光照射して、フォトルミネッセンスを
比較すると燐光発光性物質の場合、酸素置換した溶液は
化合物に由来する発光がほとんど見られなくなるのに対
し、窒素置換した溶液はフォトルミネッセンスが確認で
きることで区別できる。以下本発明の化合物について
は、特別の断りがない時は全てこの方法で燐光であるこ
とを確認している。

【００４６】（２）燐光収率本発明で用いた燐光収率の求め方は、次式で与えられ
る。Φ（ｓａｍｐｌｅ）／Φ（ｓｔ）＝［Ｓｅｍ（ｓａ
ｍｐｌｅ）／Ｉａｂｓ（ｓａｍｐｌｅ）］／［Ｓｅｍ
（ｓｔ）／Ｉａｂｓ（ｓｔ）］Ｉａｂｓ（ｓｔ）：標準試料の励起する波長での吸収係
数Ｓｅｍ（ｓｔ）：同じ波長で励起した時の標準試料の発
光スペクトル面積強度Ｉａｂｓ（ｓａｍｐｌｅ）：目的化合物の励起する波長
での吸収係数Ｓｅｍ（ｓａｍｐｌｅ）：同じ波長で励起した時の目的
化合物の発光スペクトル面積強度

【００４７】ここで言う燐光量子収率はＩｒ（ｐｐｙ）
₃のΦを標準の１とした相対評価で示している。

【００４８】（３）燐光寿命燐光寿命の測定方法は以下の通りである。

【００４９】先ず化合物をクロロホルムに溶かし、石英
基板上に約０．１μｍの厚みでスピンコートした。これ
を浜松ホトニクス社製の発光寿命測定装置を用い、室温
で励起波長３３７ｎｍの窒素レーザー光をパルス照射し
た。励起パルスが終わった後の発光強度の減衰時間を測
定した。

【００５０】初期の発光強度をＩ₀したとき、ｔ秒後の
発光強度Ｉは、発光寿命τを用いて以下の式で定義され
る。Ｉ＝Ｉ₀ｅｘｐ（−ｔ／τ）

【００５１】本発明の発光材料の燐光量子収率は、０．
１１から０．９と高い値が得られ、燐光寿命は１〜４０
μｓｅｃと短寿命であった。

【００５２】燐光寿命が短いことは、ＥＬ素子にしたと
きにエネルギー失括が少なく、発光効率を高めるための
１つの条件となる。すなわち、燐光寿命が長いと、発光
待ち状態の３重項励起状態の分子が多くなり、特に高電
流密度時に発光効率が低下すると言う問題があった。本
発明の材料は、高い燐光発光量子収率を有し、短かい燐
光寿命をもつＥＬ素子の発光材料に適した材料である。

【００５３】そこで本発明者らは種々の検討を行い、前
記一般式（１）で示される金属配位化合物を発光中心材
料に用いた有機ＥＬ素子が高効率発光で、長い期間高輝
度を保ち、通電劣化が小さいことを見出した。

【００５４】前記一般式（１）で示される金属配位化合
物のうちｎは好ましくは０または１であり、より好まし
くは０である。また部分構造ＭＬ’_nが前記一般式
（３）で示される場合が好ましい。また前記一般式
（５）においてＹがＣ＝ＯまたはＣＲＲ’である場合が
好ましい。

【００５５】また、本発明の特徴である前記一般式
（５）で示される芳香環基を有することにより発光波長
を調節する（特に長波長化）ことが可能となる。さらに
前記一般式（５）で示される芳香環基が存在することで
本発明の金属配位化合物の有機溶媒に対する溶解性が増
し、再結晶やカラムクロマトでの精製が容易である。以
上のような観点からも、本発明の金属配位化合物はＥＬ
素子の発光材料として適している。

【００５６】さらに、以下の実施例に示すように、通電
耐久試験において、本発明の化合物は、安定性において
も優れた性能を有することが明らかとなった。本発明の
特徴である前記一般式（５）で示される芳香属置換基が
導入されたことによる分子間相互作用の変化により、ホ
スト材料などとの分子間相互作用を制御することがで
き、熱失活の原因となる励起会合体形成の抑制が可能に
なったと考えられ、消光過程が減少したりすることによ
り、燐光収率が向上して、素子特性が向上したものと考
えている。

【００５７】さらに本発明の発光素子は、図１に示す様
に、一般式（１）で示される金属配位化合物を含む層
が、対向する２つの電極間に配置され、該電極間に電圧
を印加することにより発光する電界発光素子であること
が好ましい。

【００５８】本発明の基本的な素子構成を図１に示し
た。

【００５９】図１に示したように、一般に有機ＥＬ素子
は透明基板１５上に、５０〜２００ｎｍの膜厚を持つ透
明電極１４と、複数層の有機膜層、及びこれを挟持する
ように金属電極１１が形成される。

【００６０】図１（ａ）では、有機層が発光層１２とホ
ール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４とし
ては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電
極１４からホール輸送層１３へホール注入をしやすくし
ている。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウ
ムあるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな
金属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしてい
る。

【００６１】発光層１２には、本発明の化合物を用いて
いるが、ホール輸送層１３には、例えばトリフェニルジ
アミン誘導体、代表例としては、化４に示すα−ＮＰＤ
など、電子供与性を有する材料も適宜用いることができ
る。

【００６２】以上の構成を持つ素子は電気的整流性を示
し、金属電極１１を陰極にし、透明電極１４を陽極にし
て電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１
２に注入され、透明電極１５からはホールが注入され
る。注入されたホールと電子は発光層１２内で再結合し
てエネルギー準位が高い励起子が生じ、基底状態への遷
移の過程で発光する。この時ホール輸送層１３は電子の
ブロッキング層の役割を果たし、発光層１２とホール輸
送層１３の間の界面における再結合効率が上がり、発光
効率が上がる。

【００６３】さらに、図１（ｂ）では、図１（ａ）の金
属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設け
られている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離
して、より効果的なキャリアブロッキング構成にするこ
とで、発光効率を上げている。電子輸送層１６として
は、例えば、オキサジアゾール誘導体などを用いること
ができる。

【００６４】また、図１（ｃ）に示すように、陽極であ
る透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１
２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属
電極１１からなる４層構成とすることも望ましい形態で
ある。

【００６５】ディスプレイへの応用では、アクティブマ
トリクス方式であるＴＦＴ駆動回路を用いて駆動する方
式が考えられる。

【００６６】以下、図２を参照して、本発明の素子にお
いて、アクティブマトリクス基板を用いた例について説
明する。

【００６７】図２は、ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネ
ルの構成の一例を模式的に示したものである。パネルに
は、走査信号ドライバー、情報信号ドライバー、電流供
給源が配置され、それぞれゲート選択線、情報信号線、
電流供給線に接続される。ゲート選択線と情報信号線の
交点には画素回路が配置される。走査信号ドライバー
は、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．．．Ｇｎを順次選
択し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号
が印加されることにより、画像が表示される。

【００６８】本発明の発光材料を発光層に用いた表示パ
ネルを駆動することにより、良好な画質で、長時間表示
にも安定な表示が可能になる。

【００６９】≪合成経路の簡単な説明≫本発明の前記一
般式（１）で示される金属配位化合物の合成経路の概念
をイリジウム配位化合物を例として示す。

【００７０】イリジウムアセチルアセトンを出発原料と
して、ＸＬと配位子置換反応を行なう。

【００７１】

【化８】あるいは

【００７２】

【化９】

【００７３】以下本発明に用いられる金属配位化合物の
具体的な構造式を表１から表４４に示す。但し、これら
は、代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定さ
れるものではない。

【００７４】表１〜表４４の環構造Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’
に使用しているＰｉ〜Ｃｚは以下に示した構造を表して
いる。

【００７５】

【化１０】

【００７６】また、表１〜表４４の環構造Ａ，Ａ’，
Ｂ，Ｂ’の置換基として存在する芳香環基に使用してい
るＰｈ２〜ＤＢＴ３は以下に示した構造を表している。
ただし、芳香環基Ｐｈ２〜ＤＢＴ３の置換基Ｒ₅〜Ｒ₈で
表１〜表４４に具体的に記載されていない場合、水素原
子を示すものとする。

【００７７】

【化１１】

【００７８】

【表１】

【００７９】

【表２】

【００８０】

【表３】

【００８１】

【表４】

【００８２】

【表５】

【００８３】

【表６】

【００８４】

【表７】

【００８５】

【表８】

【００８６】

【表９】

【００８７】

【表１０】

【００８８】

【表１１】

【００８９】

【表１２】

【００９０】

【表１３】

【００９１】

【表１４】

【００９２】

【表１５】

【００９３】

【表１６】

【００９４】

【表１７】

【００９５】

【表１８】

【００９６】

【表１９】

【００９７】

【表２０】

【００９８】

【表２１】

【００９９】

【表２２】

【０１００】

【表２３】

【０１０１】

【表２４】

【０１０２】

【表２５】

【０１０３】

【表２６】

【０１０４】

【表２７】

【０１０５】

【表２８】

【０１０６】

【表２９】

【０１０７】

【表３０】

【０１０８】

【表３１】

【０１０９】

【表３２】

【０１１０】

【表３３】

【０１１１】

【表３４】

【０１１２】

【表３５】

【０１１３】

【表３６】

【０１１４】

【表３７】

【０１１５】

【表３８】

【０１１６】

【表３９】

【０１１７】

【表４０】

【０１１８】

【表４１】

【０１１９】

【表４２】

【０１２０】

【表４３】

【０１２１】

【表４４】

【０１２２】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【０１２３】＜実施例１＞（例示化合物Ｎｏ．２３の合
成）

【０１２４】

【化１２】

【０１２５】２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレン
３０７．３ｇ（９６０ｍｍｏｌｅ）、乾燥テトラヒドロ
フラン１０Ｌを３０Ｌ三口フラスコに入れ、アルゴン気
流下−７２〜−７０℃に冷却攪拌しながら１．６Ｍｎ
−ブチルリチウムのヘキサン溶液を１時間で滴下した。
その後同じ温度で２時間攪拌した。その後−７３〜−７
１℃に冷却攪拌しながらホウ酸トリメチル２０９．５ｇ
（２０１６ｍｍｏｌｅ）を乾燥テトラヒドロフラン１．
３Ｌに溶かしたものを２時間で滴下した。反応物を一夜
氷水浴中に放置した後、０〜７℃に保って４Ｎ−塩酸
１．６Ｌを３０分間かけて滴下した。その後１時間室温
で攪拌し、トルエンで抽出した。有機層を飽和食塩水で
洗浄し、溶媒を減圧乾固した。残渣にヘキサンを加えて
加熱攪拌し、冷却して析出した結晶を濾取した。この結
晶をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：トルエン／酢
酸エチル：１／１）で精製し、クロロホルム−ヘキサン
混合溶媒、トルエン、酢酸エチル−トルエン−テトラヒ
ドロフラン混合溶媒、トルエンで順次再結晶して２−
（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロン酸の無色結晶
を３２．０ｇ（収率１４．０％）を得た。

【０１２６】

【化１３】

【０１２７】３００ｍＬの３つ口フラスコに２−ブロモ
ピリジン８．５ｇ（５３．８ｍｍｏｌｅ），２−（９，
９−ジメチルフルオレニル）ボロン酸１２．８ｇ（５
３．８ｍｍｏｌｅ），トルエン５５ｍＬ，エタノ−ル２
７ｍＬおよび２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液５５ｍＬを入
れ、窒素気流下室温で攪拌しながらテトラキス−（トリ
フェニルホスフィン）パラジウム（０）１．９７ｇ
（１．７０ｍｍｏｌｅ）を加えた。その後、窒素気流下
で５時間３０分還流攪拌した。反応終了後、反応物を冷
却して冷水およびトルエンを加えて抽出した。有機層を
中性になるまで水洗し、溶媒を減圧乾固した。残渣をシ
リカゲルカラムクロマト（溶離液：トルエン／テトラヒ
ドロフラン：１０／１）およびシリカゲルカラムクロマ
ト（溶離液：ヘキサン／酢酸エチル：８／１）で順次精
製し、の２−｛２−（９，９−ジメチルフルオレニ
ル）｝ピリジンの微褐色粘稠性液体を１２．２ｇ（収率
８３．６％）得た。

【０１２８】

【化１４】

【０１２９】１００ｍｌの４つ口フラスコにグリセロ−
ル５０ｍｌを入れ、窒素バブリングしながら１３０〜１
４０℃で２時間加熱攪拌した。グリセロールを１００℃
まで放冷し、２−｛２−（９，９−ジメチルフルオレニ
ル）｝ピリジン１．６９ｇ（６．２３ｍｍｏｌｅ），イ
リジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート０．５０ｇ
（１．０２ｍｍｏｌｅ）を入れ、窒素気流下１７６〜２
１９℃で５時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却し
て１Ｎ−塩酸３００ｍｌに注入し、沈殿物を濾取・水洗
し、１００℃で５時間減圧乾燥した。この沈殿物をクロ
ロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精
製し、トリス［２−（９，９−ジメチルフルオレン−２
−イル）ピリジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）の
橙色粉末０．１７ｇ（収率２１．３％）を得た。ＭＡＬ
ＤＩ−ＴＯＦＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行
時間型質量分析）によりこの化合物のＭ⁺である１００
３．４を確認した。この化合物の溶液のＰＬスペクトル
のλｍａｘ（最大発光波長）は５４５ｎｍであり、量子
収率は０．２３であった。

【０１３０】＜実施例２＞（例示化合物Ｎｏ．４３の合
成）

【０１３１】

【化１５】

【０１３２】１００ｍＬの３つ口フラスコに２，５−ジ
ブロモピリジン１．１８ｇ（４．９８ｍｍｏｌｅ），実
施例１で得た２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボ
ロン酸３．５７ｇ（１５．０ｍｍｏｌｅ），トルエン１
０ｍＬ，エタノール５ｍＬおよび２Ｍ−炭酸ナトリウム
水溶液１０ｍＬを入れ、窒素気流下室温で攪拌しながら
テトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム
（０）０．３５ｇ（０．３０ｍｍｏｌｅ）を加えた。そ
の後、窒素気流下で１２時間還流攪拌した。反応終了
後、反応物を氷冷して析出した結晶を濾取・水洗した。
この結晶にメタノール１００ｍＬを加えて室温で攪拌洗
浄し、濾取した。この結晶をアルミナカラムクロマト
（溶離液：クロロホルム）で精製し、クロロホルム−メ
タノール混合溶媒で再結晶して２，５−ビス｛２−
（９，９−ジメチルフルオレニル）｝ピリジンの無色結
晶を２．１０ｇ（収率９１．０％）得た。

【０１３３】

【化１６】

【０１３４】１００ｍｌの４つ口フラスコにグリセロー
ル５０ｍｌを入れ、窒素バブリングしながら１３０〜１
４０℃で２時間加熱攪拌した。グリセロールを１００℃
まで放冷し、２，５−ビス｛２−（９，９−ジメチルフ
ルオレニル）｝ピリジン１．８５ｇ（３．９９ｍｍｏｌ
ｅ），イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート０．
４０ｇ（０．８２ｍｍｏｌｅ）を入れ、窒素気流下１８
０〜２３５℃で５時間加熱攪拌した。反応物を室温まで
冷却して１Ｎ−塩酸３００ｍｌに注入し、沈殿物を濾取
・水洗し、１００℃で５時間減圧乾燥した。この沈殿物
をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマ
トで精製し、クロロホルム−メタノール混合溶媒で再結
晶してトリス［２，５−ビス（９，９−ジメチルフルオ
レン−２−イル）ピリジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（Ｉ
ＩＩ）の赤色粉末０．１０ｇ（収率７．７％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳによりこの化合物のＭ⁺であ
る１５７９．６を確認した。この化合物の溶液のＰＬス
ペクトルのλｍａｘ（最大発光波長）は５９１ｎｍであ
り、量子収率は０．１２であった。

【０１３５】＜実施例３〜１１、比較例１＞素子構成と
して、図１（ｂ）に示す有機層が３層の素子を使用し
た。ガラス基板（透明基板１５）上に１００ｎｍ幅のス
トライプＩＴＯ（透明電極１４）を１００本パターニン
グして、対向する側には陰極としてＡｌＬｉ合金層とＡ
ｌ電極を１００ｎｍ幅で１００本パターニングし、各２
０×１５本の電極を束ねて表示電極面積が３ｍｍ²にな
るようにした。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電
極層を１０^-4Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による
真空蒸着し、連続製膜した。有機層１（ホール輸送層１３）（４０ｎｍ）：α−ＮＰ
Ｄ有機層２（発光層１２）（３０ｎｍ）：ＣＢＰ：表４５
に示す金属配位化合物（重量比５重量％）有機層３（電子輸送層１６）（３０ｎｍ）：Ａｌｑ３金属電極層１（１５ｎｍ）：ＡｌＬｉ合金（Ｌｉ含有量
１．８重量％）金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ

【０１３６】尚、比較例１では金属配位化合物として、
従来の発光材料である文献２に記載されているＩｒ（ｐ
ｐｙ）₃を用いた。

【０１３７】ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界
を印加し、電流値をそれぞれの素子で同じになるように
電圧を印加して、輝度の時間変化を測定した。一定の電
流量は７０ｍＡ／ｃｍ²とした。その時に得られた各素
子の発光輝度の範囲は６０〜２２０ｃｄ／ｍ²であっ
た。

【０１３８】素子劣化の原因として酸素や水が問題なの
で、その要因を除くため真空チャンバーから取り出し
後、乾燥窒素フロー中で上記測定を行った。

【０１３９】各化合物を用いた素子の通電耐久テストの
結果を表４５に示す。従来の発光材料を用いた素子より
明らかに輝度半減時間が大きくなり、本発明の材料の安
定性に由来した耐久性の高い素子が可能になる。

【０１４０】

【表４５】

【０１４１】＜実施例１２＞ＴＦＴ回路を用いて、図２
に示したカラー有機ＥＬディスプレイを作成した。各色
画素に対応する領域にハードマスクを用いて、有機層お
よび金属層を真空蒸着してパターニングを行った。各画
素に対応する有機層の構成は以下の通りである。緑画素 α−ＮＰＤ（５０ｎｍ）／Ａｌｑ（５０ｎｍ）青画素 α−ＮＰＤ（５０ｎｍ）／ＢＣＰ（２０ｎｍ）
／Ａｌｑ（５０ｎｍ）赤画素 α−ＮＰＤ（４０ｎｍ）／ＣＢＰ：金属配位化
合物（３０ｎｍ）／ＢＣＰ（２０ｎｍ）Ｐ／Ａｌｑ（４
０ｎｍ）

【０１４２】金属配位化合物としては、Ｎｏ．４８７を
７％の重量比で用いた。

【０１４３】画素数は、１２８×１２８画素とした。所
望の画像情報が表示可能なことが確認され、良好な画質
が安定して表示されることが分かった。

【０１４４】＜実施例１３＞（例示化合物Ｎｏ．２４の
合成）実施例１の２−ブロモピリジンの代わりに東京化成工業
製２−クロロ−５−トリフルオロメチルピリジンを用い
る以外は実施例１と同様にして次の化合物を合成するこ
とが容易である。トリス［２−（９，９−ジメチルフル
オレン−２−イル）−５−トリフルオロメチルピリジン
−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１４５】＜実施例１４＞（例示化合物Ｎｏ．２５の
合成）実施例１の２−ブロモピリジンの代わりにＯａｋｗｏｏ
ｄＰｒｏｄｕｃｔｓ．Ｉｎｃ．製２−クロロ−４，５
−ビス（トリフルオロメチル）ピリジンを用いる以外は
実施例１と同様にして次の化合物を合成することが容易
である。トリス［２−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イ
ル）−４，５−ビス（トリフルオロメチル）ピリジン−
Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１４６】＜実施例１５＞（例示化合物Ｎｏ．２６の
合成）実施例１の２−ブロモピリジンの代わりにアルドリッチ
社製２−クロロ−５−メチルピリジンを用いる以外は実
施例１と同様にして次の化合物を合成することが容易で
ある。トリス［２−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イ
ル）−５−メチルピリジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（Ｉ
ＩＩ）

【０１４７】＜実施例１６＞（例示化合物Ｎｏ．２８の
合成）特表平１１−５１０５３５号公報の３２ぺ−ジの実施例
１と同様にしてアルドリッチ社製の２−ブロモフルオレ
ンとヨードエタンから２−ブロモ−９，９−ジエチルフ
ルオレンを合成し、実施例１と同様にして２−（９，９
−ジエチルフルオレニル）ボロン酸にし、２−ブロモピ
リジンと反応させて２−｛２−（９，９−ジエチルフル
オレニル）｝ピリジンを合成し、実施例１と同様にして
次の化合物を合成することが容易である。トリス［２−（９，９−ジエチルフルオレン−２−イ
ル）ピリジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１４８】＜実施例１７＞（例示化合物Ｎｏ．２９の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１ーヨ−ドプロパンを用いる以外は実施例１６と同様に
して次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−プロピル）フルオレン
−２−イル］ピリジン−Ｃ³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩ
Ｉ）

【０１４９】＜実施例１８＞（例示化合物Ｎｏ．３０の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１−ヨードブタンを用いる以外は実施例１６と同様にし
て次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−ブチル）フルオレン−
２−イル］ピリジン−Ｃ ³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩＩ）

【０１５０】＜実施例１９＞（例示化合物Ｎｏ．３１の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１−ヨードペンタンを用いる以外は実施例１６と同様に
して次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−ペンチル）フルオレン
−２−イル］ピリジン−Ｃ³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩ
Ｉ）

【０１５１】＜実施例２０＞（例示化合物Ｎｏ．３２の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１−ヨードヘキサンを用いる以外は実施例１６と同様に
して次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−デシル）フルオレン−
２−イル］ピリジン−Ｃ ³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩＩ）

【０１５２】＜実施例２１＞（例示化合物Ｎｏ．３３の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１−ヨードヘプタンを用いる以外は実施例１６と同様に
して次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−ヘプチル）フルオレン
−２−イル］ピリジン−Ｃ³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩ
Ｉ）

【０１５３】＜実施例２２＞（例示化合物Ｎｏ．３４の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１−ヨードオクタンを用いる以外は実施例１６と同様に
して次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−オクチル）フルオレン
−２−イル］ピリジン−Ｃ³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩ
Ｉ）

【０１５４】＜実施例２３＞（例示化合物Ｎｏ．３５の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１−ヨードデカンを用い、２−ブロモピリジンの代わり
に東京化成工業製２−クロロ−５−トリフルオロメチル
ピリジンを用いる以外は実施例１６と同様にして次の化
合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−ヘキシル）フルオレン
−２−イル］− ５−トリフルオロメチルピリジン−Ｃ
³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩＩ）

【０１５５】＜実施例２４＞（例示化合物Ｎｏ．３７の
合成）実施例１６のヨードエタンの代わりにアルドリッチ社製
１−ブロモエイコサンデカンを用いる以外は実施例１６
と同様にして次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２−［９，９−ジ（１−エイコシル）フルオレ
ン−２−イル］ピリジン−Ｃ³，Ｎ｝イリジウム（ＩＩ
Ｉ）

【０１５６】＜実施例２５＞（例示化合物Ｎｏ．４４の
合成）実施例２の２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロ
ン酸の代わりに２−（９，９−ジエチルフルオレニル）
ボロン酸を用いる以外は実施例２と同様にして次の化合
物を合成することが容易である。トリス［２，５−ビス（９，９−ジエチルフルオレン−
２−イル）ピリジン−Ｃ ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１５７】＜実施例２６＞（例示化合物Ｎｏ．４５の
合成）実施例２の２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロ
ン酸の代わりに２−［９，９−ジ（１−ペンチル）フル
オレン］ボロン酸を用いる以外は実施例２と同様にして
次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２，５−ビス［９，９−ジ（１−ペンチル）フ
ルオレン−２−イル］ピリジン−Ｃ³，Ｎ｝イリジウム
（ＩＩＩ）

【０１５８】＜実施例２７＞（例示化合物Ｎｏ．４７の
合成）実施例２の２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロ
ン酸の代わりに２−［９，９−ジ（１−ペンタデシル）
フルオレン］ボロン酸を用いる以外は実施例２と同様に
して次の化合物を合成することが容易である。トリス｛２，５−ビス［９，９−ジ（１−ペンタデシ
ル）フルオレン−２−イル］ピリジン−Ｃ³，Ｎ｝イリ
ジウム（ＩＩＩ）

【０１５９】＜実施例２８＞（例示化合物Ｎｏ．５４の
合成）実施例１の２−ブロモピリジンの代わりにＧｅｎｅｒａ
ｌＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓｏｆＣａｎａｄａ
社製の４−フェニル−２−ブロモピリジンを用いる以外
は実施例１と同様にして次の化合物を合成することが容
易である。トリス［２−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イ
ル）−４−フェニルピリジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム
（ＩＩＩ）

【０１６０】＜実施例２９＞（例示化合物Ｎｏ．１４６
の合成）実施例１の２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロ
ン酸の代わりにＦｒｏｎｔｉｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ，Ｉｎｃ．製のジベンゾフラン−４−ボロン酸を用い
る以外は実施例１と同様にして次の化合物を合成するこ
とが容易である。トリス［２−（ジベンゾフラン−４−イル）ピリジン−
Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１６１】＜実施例３０＞（例示化合物Ｎｏ．１４７
の合成）実施例１の２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロ
ン酸の代わりにＦｒｏｎｔｉｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ，Ｉｎｃ．製のジベンゾチオフェン−４−ボロン酸を
用いる以外は実施例１と同様にして次の化合物を合成す
ることが容易である。トリス［２−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ピリジ
ン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１６２】＜実施例３１＞（例示化合物Ｎｏ．１４９
の合成）実施例２の２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロ
ン酸の代わりにＦｒｏｎｔｉｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ，Ｉｎｃ．製のジベンゾフラン−４−ボロン酸を用い
る以外は実施例２と同様にして次の化合物を合成するこ
とが容易である。トリス［２，５−ビス（ジベンゾフラン−４−イル）ピ
リジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１６３】＜実施例３２＞（例示化合物Ｎｏ．１５０
の合成）実施例２の２−（９，９−ジメチルフルオレニル）ボロ
ン酸の代わりにＦｒｏｎｔｉｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉ
ｃ，Ｉｎｃ．製のジベンゾチオフェン−４−ボロン酸を
用いる以外は実施例２と同様にして次の化合物を合成す
ることが容易である。トリス［２，５−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イ
ル）ピリジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）

【０１６４】＜実施例３３＞図１（ｃ）に示すＥＬ素子
を作成した。

【０１６５】１．１ｍｍの無アルカリガラス基板（透明
基板１５）上にパターニング形成されたＩＴＯ電極（透
明電極１４）上に、蒸着圧力は１０^-4Ｐａの真空中でホ
ール輸送材料としてα−ＮＰＤを蒸着レート０．１ｎｍ
／ｓｅｃで４０ｎｍ真空蒸着し（ホール輸送層１６）、
次に発光層１２としてＣＢＰ中に実施例１で合成したト
リス［２−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）
ピリジン−Ｃ³，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合
物Ｎｏ．２３）を７％の濃度になるように共蒸着して４
０ｍｎの厚みで形成した。このときＣＢＰの蒸着レート
は０．１ｎｍ／ｓｅｃとし、イリジウム錯体（例示化合
物Ｎｏ．２３）は０．０９ｎｍ／ｓｅｃになるように蒸
着ボートの加熱条件を制御した。

【０１６６】続いて励起子拡散防止層１７としてバソカ
プロインＢＣＰを蒸着レート０．１ｎｍ／ｓｅｃで４０
ｎｍの厚みで形成した。その上に電子輸送層１６として
Ａｌｑ３を蒸着レート０．１ｎｍ／ｓｅｃで２０ｎｍの
厚みで形成した後、陰極金属（金属電極１１）としてア
ルミニウムを蒸着レート１ｎｍ／ｓｅｃで１５０ｎｍ蒸
着した。

【０１６７】この素子のＥＬスペクトルのλｍａｘ（最
大発光波長）は５４５ｎｍであり、輝度１００ｃｄ／ｍ
²で１２．４ｌｍ／Ｗ、６００ｃｄ／ｍ²で１３．６ｌｍ
／Ｗの高効率を示した。

【０１６８】＜実施例３４＞例示化合物Ｎｏ．２３の代
わりに実施例２で合成したトリス［２，５−ビス（９，
９−ジメチルフルオレン−２−イル）ピリジン−Ｃ³，
Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物Ｎｏ．４３）を
用いる以外は実施例３３と全く同様にしてＥＬ素子を作
成した。

【０１６９】この素子のＥＬスペクトルのλｍａｘ（最
大発光波長）は５９０ｎｍであり、輝度１００ｃｄ／ｍ
²で２．４ｌｍ／Ｗ、３００ｃｄ／ｍ²で１．９ｌｍ／Ｗ
の高効率を示した。

【０１７０】

【発明の効果】以上説明のように、前記一般式（１）で
示される金属配位化合物を発光中心材料に用いた本発明
の発光素子は、高効率発光のみならず、長い期間高輝度
を保ち、通電劣化が小さい、優れた素子である。また、
本発明の発光素子は表示素子としても優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発光素子の一例を示す図である。

【図２】ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一
例を模式的に示した図である。

【符号の説明】

１１金属電極１２発光層１３ホール輸送層１４透明電極１５透明基板１６電子輸送層１７励起子拡散防止層

フロントページの続き (72)発明者鎌谷淳東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者岡田伸二郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者三浦聖志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者森山孝志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者古郡学東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB11 DB03 4H050 AA01 AA03 AB91 WB11 WB21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（１）で示されることを特徴
とする金属配位化合物。ＭＬ_mＬ’_n （１）［式中ＭはＩｒ，Ｐｔ，ＲｈまたはＰｄの金属原子であ
り、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位子を示す。ｍ
は１または２または３であり、ｎは０または１または２
である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。部分構造
ＭＬ_mは下記一般式（２）で示され、部分構造ＭＬ’_nは
下記一般式（３）または（４）で示される。【化１】ＮとＣは、窒素および炭素原子であり、ＡおよびＡ’は
それぞれ窒素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基
を有していてもよい環状基であり、ＢおよびＢ’はそれ
ぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有
していてもよい環状基である｛該置換基はハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該ア
ルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖
状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１
から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキ
ル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基
は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ
Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてい
てもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置
換されていてもよい。）または置換基を有していてもよ
い芳香環基（該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニト
ロ基、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のア
ルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２
つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｃ
Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−
で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原
子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。）
を示す。｝。ＡとＢおよびＡ’とＢ’は共有結合によっ
て結合している。ＥおよびＧはそれぞれ炭素原子数１か
ら２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル
基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよ
い。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置
換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキ
ルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子
数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基であ
る。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状の
アルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない
２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−
ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ
−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素
原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示
す。｝を示す。ただし、環状基の置換基としてあるいは
環状基Ｂとしてあるいは環状基Ｂ’として少なくとも一
つ以上の下記一般式（５）で示される置換基を有しても
よい芳香環基が存在する。【化２】一般式（５）に示した結合はこの芳香環基が環状基の置
換基である場合、環状基Ａ、Ａ’、ＢあるいはＢ’との
単結合を示し、この芳香環基が環状基Ｂあるいは環状基
Ｂ’である場合、環状基Ａあるいは環状基Ａ’との単結
合を示す。ＹはＣ＝Ｏ，ＣＲＲ’，Ｃ＝Ｃ（ＣＮ）₂，
ＯまたはＳを示し、ＲおよびＲ’はそれぞれ水素原子、
炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル
基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上
のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ
−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または
二価の芳香環基で置き換えられていてもよく、該アルキ
ル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよ
い。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置
換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキ
ルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子
数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基であ
る。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状の
アルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない
２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−
ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ
−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素
原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示
す。｝を示す。一般式（５）の置換基はハロゲン原子、
シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキ
ル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状ま
たは分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から
２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基
中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−
Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていて
もよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換
されていてもよい。）、置換基を有していてもよい芳香
環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル
基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上
のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ
−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き
換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフ
ッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示
す。また、隣接する置換基は結合して環構造を形成して
もよい。］
【請求項２】前記一般式（１）において部分構造Ｍ
Ｌ’_nが前記一般式（３）で示されることを特徴とする
請求項１に記載の金属配位化合物。
【請求項３】前記一般式（１）において部分構造Ｍ
Ｌ’_nが前記一般式（４）で示されることを特徴とする
請求項１に記載の金属配位化合物。
【請求項４】前記一般式（１）においてｎが０である
ことを特徴とする請求項１に記載の金属配位化合物。
【請求項５】前記一般式（１）において前記一般式
（５）のＹがＣ＝ＯまたはＣＲＲ’であることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の金属配位化合物。
【請求項６】前記一般式（１）において、Ｍがイリジ
ウムであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の金属配位化合物。
【請求項７】前記環状基Ｂおよび環状基Ｂ’がそれぞ
れ独立して、フェニル基、チエニル基、チアナフチル
基、ナフチル基、ピレニル基、９−フルオレノンイル
基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチ
エニル基、カルバゾリル基から選ばれる置換基を有して
いてもよい芳香環基（該芳香環基を構成するＣＨ基の１
つまたは２つは窒素原子に置き換えられてもよい。）で
あることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の
金属配位化合物。
【請求項８】前記置換基を有していてもよい芳香環基
が、フェニル基または２−フルオレニル基であることを
特徴とする請求項７に記載の金属配位化合物。
【請求項９】前記環状基Ａおよび環状基Ａ’がそれぞ
れ独立して、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基
から選ばれる置換基を有していてもよい芳香環基である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の金属
配位化合物。
【請求項１０】前記置換基を有していてもよい芳香環
基が、ピリジル基であることを特徴とする請求項９に記
載の金属配位化合物。
【請求項１１】前記環状基Ａ、Ａ’、ＢおよびＢ’
が、それぞれ無置換、あるいはハロゲン原子、炭素原子
数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基｛該ア
ルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレ
ン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−
Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中
の１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有して
いてもよい２価の芳香環基（該置換基はハロゲン原子、
炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル
基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上
のメチレン基は−Ｏ−で置き換えられていてもよく、該
アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていて
もよい。）を示す。）で置き換えられていてもよく、該
アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていて
もよい。｝から選ばれる置換基を有することを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれかに記載の金属配位化合物。
【請求項１２】下記一般式（６）で示されることを特
徴とする請求項１に記載の金属配位化合物。【化３】［ＸはＣＲＲ’，ＯまたはＳを示し、Ｒ，Ｒ’はそれぞ
れ独立して直鎖または分岐のアルキル基（該アルキル基
はＣ_nＨ_2n+1−で表され、ＨはＦに、隣接しないメチレ
ン基は酸素に置き換わっても良く、ｎは１から２０の整
数を表す）を示す。Ｒ₂は水素、フッ素、直鎖または分
岐のアルキル基（該アルキル基はＣ_nＨ_2n+1−で表さ
れ、ＨはＦに、隣接しないメチレン基は酸素に置き換わ
っても良く、ｎは１から２０の整数を表す）、置換基を
有してもよいフェニル基、９，９−ジアルキルフルオレ
ニル基、ジベンゾフラニル基またはジベンゾチエニル基
を示す。Ｒ₁，Ｒ₄はそれぞれ独立して水素、フッ素、直
鎖または分岐のアルキル基（該アルキル基はＣ_nＨ_2n+1
−で表され、ＨはＦに、隣接しないメチレン基は酸素に
置き換わっても良く、ｎは１から２０の整数を表す）、
置換基を有してもよいフェニル基を示す。９，９−ジア
ルキルフルオレニル基のアルキルは直鎖または分岐のア
ルキル基（該アルキル基はＣ_nＨ_2n+1−で表され、Ｈは
Ｆに、隣接しないメチレン基は酸素に置き換わっても良
く、ｎは１から２０の整数を表す）を示す。フェニル
基、９，９−ジアルキルフルオレニル基、ジベンゾフラ
ニル基およびジベンゾチエニル基が有してもよい置換基
はフッ素、直鎖または分岐のアルキル基（該アルキル基
はＣ_nＨ_2n+1−で表され、ＨはＦに、隣接しないメチレ
ン基は酸素に置き換わっても良く、ｎは１から２０の整
数を表す）から選ばれる。］
【請求項１３】基体上に設けられた一対の電極間に、
少なくとも一種の有機化合物を含む発光部を備える有機
発光素子であって、前記有機化合物が請求項１〜１２の
いずれかに記載の金属配位化合物を含むことを特徴とす
る電界発光素子。
【請求項１４】前記電極間に電圧を印加することによ
り燐光を発光することを特徴とする請求項１３に記載の
電界発光素子。
【請求項１５】請求項１３または１４に記載の電界発
光素子と、前記電界発光素子に電気信号を供給する手段
とを具備したことを特徴とする画像表示装置。