JP2003073387A - 金属配位化合物及び有機発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高効率な発光効率を有し、信頼性の高い発光
素子用化合物を提供するとともに、それを用いた有機発
光素子を提供する。 【解決手段】 有機発光層に６配位金属配位化合物を用
い、前記配位子のうち、一つのみが金属-炭素結合を有
する発光性の２座配位子を有することを特徴とする。こ
れを用いて素子を形成したところ、濃度消光を起こしに
くく、高効率で安定性に優れた燐光発光特性を示した。

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、または有機ＥＬ素子とも呼ば
れる）と化合物に関し、さらに詳しくは、特定の金属配
位化合物と、それを発光材料として用いる発光素子に関
する。

【０００２】

【背景技術】有機発光素子（以下有機エレクトロルミネ
ッセンス素子、または有機ＥＬ素子と呼ぶ）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（Th
in Solid Films,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。

【０００３】例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１
２５，１〜４８（１９９７）に詳述されているように、
一般に有機発光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。代表図を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
示す。

【０００４】発光層１２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、化合
物１に示すＡｌｑ３などが用いられる。またホール輸送
層１３には，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表
例としては化合物１に示すα−ＮＰＤなど、電子供与性
を有する材料が用いられる。

【０００５】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。

【０００６】注入されたホールと電子は、発光層１２内
で再結合して励起状態となり（以下、この科学種を励起
子と呼ぶ）を生じ、これが基底状態に遷移する過程で発
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ＥＬ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：Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓ
ｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃ
ｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏ
ｌ ７４，Ｎｏ３ ｐ４２２（１９９９）） 文献２：Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔ
ｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔ
ｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌ
ｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ Ｖｏｌ ７５，Ｎｏ１ ｐ４（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、化合物１に示すキャリア輸送材料と燐光発光性材
料である。

【００１１】各材料の略称は以下の通りである。

【００１２】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’−ｄｉａｍｉｎｅ、 ＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ
−ｂｉｐｈｅｎｙｌ、 ＢＣＰ：２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈ
ｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ、 ＰｔＯＥＰ：白金−オクタエチルポルフィリン錯体、 Ｉｒ（ｐｐｙ）3：イリジウム−フェニルピリミジン錯
体、

【００１３】

【化１】

【００１４】文献１、２とも高効率が得られた素子は図
６（ｃ）の構成で、ホール輸送層１３にα−ＮＰＤ、電
子輸送層１６にＡｌｑ３、励起子拡散防止層１７にＢＣ
Ｐ、発光層１２にＣＢＰをホスト材料として、これに燐
光発光性材料である白金−オクタエチルポルフィリン錯
体（ＰｔＯＥＰ）、またはイリジウム−フェニルピリミ
ジン錯体 （Ｉｒ（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。

【００１５】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。

【００１６】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。これまでの有機発光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％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１重項からエネルギー的によ
り高い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。

【００１７】三重項からの発光を記した文献には、特開
平１１−３２９７３９号公報（有機ＥＬ素子及びその製
造方法）、特開平１１−２５６１４８号公報（発光材料
およびこれを用いた有機ＥＬ素子）、特開平８−３１９
４８２号公報（有機エレクトロルミネッセント素子）等
が挙げられる。

【００１８】また異配位子構造を有する燐光発光材料
を、発光素子に応用した例としては、M.E.Thompsonら、
p337 Conference record of the 20th International d
isplay Research Conferenceがある。

【００１９】この論文中では、イリジウムIr金属配位化
合物が用いられており、発光が関係する配位子にはフェ
ニルピリジンやベンゾチエニルピリジンなどが用いら
れ、他の付加的な配位子にはアセチルアセトンが用いら
れている。彼らは、この１つのアセチルアセトン配位子
を導入した理由を、フェニルピリジンなどが３配位した
同種配位子と比べて、発光特性は落とさずに合成収率を
向上させた旨記載している。

【００２０】しかしながら、この配位子を３つ配位させ
たトリスアセチルアセトナトイリジウム錯体は、無発光
性であるので、この例では、３つの配位子のうち、発光
に関与するフェニルピリジンなどの発光性の配位子が２
つ、発光に関与しない配位子が１つ結合していることに
なる。

【００２１】しかし素子特性の上では、発光性配位子を
３つ配位させたものに対して、特性を能動的に向上させ
てはいない。

【００２２】しかし一方で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
と素子安定性に関してさらなる改良が求められている。

【００２３】まず、本発明者ら考えている燐光発光のメ
カニズムを説明し、その後に、本発明の詳細を説明す
る。

【００２４】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。

【００２５】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 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。

【００２６】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。

【００２７】しかし発光層中の発光材料の濃度が低い場
合(重量比1％以下)にはその濃度に比例して、発光強度
が上昇する。しかし、一般に1％から10％以上になる
と、この比例関係からずれ、発光強度が低下し、効率が
悪化する現象がある。これは濃度消光または濃度失括と
して知られており、特開平０５−０７８６５５や特開平
０５−３２０６３３に開示されている。この原因とし
て、発光中心材料同士、またはその周辺分子との多量体
化反応の進行による発光を伴わない無輻射遷移が関係し
ていると思われる。よって蛍光発光物質あるいは燐光発
光物質を問わず、発光効率アップには発光励起子の空間
的濃度に適当な値が存在する事が知られている。

【００２８】効率低下の問題には、上記した濃度消光と
は別に、以下に述べる３重項-３重項消滅により効率が
低下する問題もある。

【００２９】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
ことが原因で、発光待ち状態である３重項励起状態に存
在する分子が多くなる。この時、３重項励起子同士が相
互作用してエネルギーを失う熱失活が起こる。これを３
重項-３重項消滅と呼び、特に高電流密度時に発光効率
が低下すると言う問題に関係している。またエネルギー
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率が多くなり、ひいては物質の
変化をきたし、寿命劣化に影響するとも考えている。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、燐光発光物質を用いて、前記濃度消光の影響を低減
し、高い発光効率を持ち、経時安定性のよい有機発光素
子を提供する事にある。

【００３１】特に前記現象を発光材料の分子構造設計に
より解消することができれば、より高濃度（1〜10％以
上）で素子を作成することが可能になり、これまでにな
い高発光効率の素子が可能になる。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明では、６配位金属配位化合物であり、該金属
配位化合物の配位子のうち、一つのみが金属-炭素結合
を有する２座配位子を有することを特徴とする金属配位
化合物を提供するに至った。

【００３３】また下記一般式（１）で示される金属配位
化合物を含む発光層を有することを特徴とする有機発光
素子を提供するに至った。

【００３４】ＭＬＬ’（１） ［式中ＭはＩｒ，Ｒｈ、Ru、Os、Reの金属原子であり、
Ｌは二座配位子を示す。部分構造ＭＬは下記一般式
（２）で示され、部分構造ＭＬ’は下記一般式（３）、
（４）、（５）または（６）で示される。

【００３５】

【外３】

【００３６】Ｎ、Ｃ、ＯとＸは、それぞれ窒素、炭素、
酸素およびハロゲン原子である。ｎ＋ｍ＝４である。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、具体的化合物を例に取り、
本発明の概念を説明する。

【００３８】実験に用いた発光材料である金属錯体化合
物は、以下に示した化合物２で示す化合物301、401、40
2である。発光配位子であるフェニルピリジン配位子
と、非発光配位子であるアセチルアセトン配位子を用
い、それぞれの数が、３０１では１：２、４０１では
２：１、４０２では３：０となっている。

【００３９】

【化２】

【００４０】《金属錯体の合成方法１》本実施例に持い
た発光材料である金属錯体化合物301の合成経路を以下
に示す。

【００４１】

【外４】

【００４２】反応方法は、イリジウムＩｒに結合してい
た３つのアセチルアセトネ−ト基を、２−フェニルピリ
ジンに置換する方法で行った。先ず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130〜140℃で2時間加熱攪拌した。グリセロ−ルを100
℃まで放冷し、2-フェニルピリジン0.16ｇ(1.03m mole)
とイリジウム(III)アセチルアセトネ−ト0.50ｇ(1.02m
mole)を入れ、窒素気流下180℃で8時間加熱攪拌した。
反応物を室温まで冷却して1規定-塩酸300ｍｌに注入
し、沈殿物を濾取後水洗した。この沈殿物をクロロホル
ムを溶離液として、シリカゲルカラムクロマトで精製
し、イリジウム(III)ビス(アセチルアセトナ−ト)フェ
ニルピリジネ−ト の黄色粉末0.05ｇ(収率9.0％)を得
た。

【００４３】また生成物を以下の方法で元素分析を行っ
た。炭素Ｃ、水素Ｈ、窒素Ｎについては、市販のＣＨＮ
分析装置を用い、イリジウムＩｒは蛍光Ｘ線法で求め
た。また全量からこれらの含有量を差し引き、酸素Ｏの
含量とした。

【００４４】元素分析の結果、上記黄色粉末は、C：46.
33％、H：4.04％、N：2.57％、O：11.76％、Ir：35.30
％であり、下式３０1に示す目的物が得られていること
が確認された。

【００４５】また波長400nmの光で光励起して、フォト
ルミネッセンスの測定を行った。発光波長極大は、515n
mでありフェニルピリジン由来の発光が確認された。

【００４６】《金属錯体の合成方法２》発光配位子とし
てフェニルイソキノリンを用い、303、403、404に示す
別の材料を合成し、同様な実験を行った。

【００４７】本実施例では、先の合成法と同様の合成法
で、金属配位化合物302〜308を合成した。合成収率は5-
10％であった。

【００４８】比較例として、上記301-308と同じ発光性
配位子を3つ有する金属配位化合物を合成した。例え
ば、301に対応する比較例は先に示した化合物402であ
り、303に対応する比較例は、化合物404である。

【００４９】《評価用素子の作成方法と評価》一方評価
に用いた有機発光素子は、図６（ｃ）に示す構成で、ホ
ール輸送層１３にαNPD(５０nm)、発光層１２としてＣ
ＢＰに各金属錯体化合物を重量比２〜１５重量％分散し
た膜、励起子拡散防止層１７にBCP(２０nm)、電子輸送
層１６にAlq３ (30nm)という構成で、真空チャンバー
内で連続成膜した。最後に金属電極として、ＡｌＬｉ合
金を下引き層として上部にアルミニウムＡＬを１００ｎ
ｍマスク蒸着して完成した。

【００５０】また作成した素子の評価は室温で行い、電
流電圧特性をヒューレッドパッカード社製の微小電流計
４１４０Bで、また発光輝度をトプコン社製ＢＭ７で測
定し、電流印加時の電流効率すなわち入力電力に対する
発光輝度の割合[Ｃｄ/A]を測定した。

【００５１】《最適濃度の測定》まず濃度消光の影響を
測定するために、発光層中の発光材料の分散濃度を２〜
１５重量%で変化させ、素子を作成した。これによって
各材料毎に、最大発光効率を与える最適な発光材料濃度
を見つけることができる。

【００５２】結果を図３に示した。

【００５３】この図から明らかなように、従来の化合物
である401や402に比べ本発明の発光材料である301がも
っとも高い濃度(12%)で最適値を与え、その電流効率も4
02に比べて1.6倍になっているのが判る。

【００５４】また上記３つの材料の示す発光スペクトル
は、発光に寄与する金属錯体が同一のために、ほぼ同じ
形をしており、その発光極大は、515nmであった。

【００５５】本発明の発光材料303の場合、最適濃度は
１４％で、電流効率の相対値は404に比べて1.6倍となっ
た。また３つの材料の発光極大は、620nmである。

【００５６】この二つの材料系の比較実験から以下のこ
とが言える。

【００５７】まず配位子の構造が同じである２つの材料
系の間では、発光極大ピークがあまり変化しないことか
ら、材料３０１の系列では、フェニルピリジン配位子
が、材料303の系列ではフェニルイソキノリン配位子が
発光波長を決定している。従って、発光は最低励起状態
から基底状態への電子遷移で起こるので、これらの材料
の最低励起状態は、フェニルピリジン配位子およびフェ
ニルイソキノリン配位子に局在化した励起状態由来の発
光であることがわかる。例えば、301の材料系では、301
は、一つの配位子に励起子が局在化し、402の場合に
は、３つの配位子が等価なので、励起状態は非局在化す
る。

【００５８】図４はこれらの励起状態を説明するための
模式図である。

【００５９】発光材料301は、発光に直接関与する部位
であるフェニルピリジン配位子が一分子に３つあるため
隣接分子との分子間相互作用をする確率が高い。その相
互作用により、失活経路を形成し、発光せずに熱失活す
る確率が高くなる。そのため、発光効率が減少すると考
えられる。一方、本発明の発光材料301の場合には、フ
ェニルピリジン配位子が一分子に１つしかないため、隣
接分子との分子間相互作用をする確率が低いために、結
果として高い濃度でも用いる事ができ、素子の発光効率
が高くする事が可能になった。

【００６０】また、図５には、発光材料303と404の素子
の電流効率(Ｃd/A)の印加電流依存性を示した。それぞ
れ1mA/cm2の電流密度の時の電流効率で規格化してい
る。このグラフから本発明の材料は、高電流時の発光効
率の低下という問題に対しても、従来の発光材料を用い
た場合より優れていることが示されている。すなわち先
に述べた３重項-３重項消滅が抑制されていると解釈で
き、これも先に述べた分子間相互作用の確率の観点から
説明できると考えている。

【００６１】これまで述べてきた分子間相互作用は、発
光材料分子間あるいは発光材料分子-ホスト材料分子間
の相互作用が考えれるが、その詳細は明らかではない。
また、分子間相互作用が基底状態での相互作用と励起状
態の相互作用に起因したものがあり、それら両方を本発
明の材料で抑制した効果が現れていると考えている。

【００６２】以上の効果は、本発明の発光材料由来の効
果であるため、周辺材料、例えば、ホスト材料やホール
・電子輸送材料に依存せずに得られる効果である。

【００６３】本発明に用いられる発光性配位子を含む金
属錯体の部分構造を化合物３のL101からL137に、非発光
性配位子を含む部分構造を化４のL201からL215に示し
た。

【００６４】本発明の金属配位化合物の特徴は、上記発
光性の２座配位子が１つのみ配位し、その他に非発光性
配位子が配位する構造をとる。発光性配位子は、炭素‐
メタル結合を有し、共役系が発達して、この配位子に最
低3重項励起状態が局在化する。

【００６５】この配位子に由来する発光は、最低3重項
励起状態から発光する燐光が見られる。これらの配位子
を有する金属配位化合物は、高燐光収率を与え、非発光
性配位子の数に大きくは依存しない。

【００６６】一方、非発光性配位子は、発光性配位子に
比べ共役の発達は小さく、高い3重項エネルギー状態を
形成する配位子を選択する。また、これらの配位子は、
金属と窒素、酸素、ハロゲンとの結合を有しており、分
子間相互作用しにくいか、または分子間相互作用して
も、発光性配位子の発光に影響を与えないかのどちらか
の効果を有する。この非発光性配位子が体積の大きな置
換基（例えばCH３基、t-ブチル基、CH(CH3)３基）など
を有する場合には、立体障害作用と相まって分子間スタ
ッキングを抑制する効果が大きく、分子間相互作用抑制
に大きな効果がある。

【００６７】

【化３】

【００６８】

【化４】

【００６９】以下化５に本願の実施例化合物の構造式を
示す。

【００７０】本実施例では、金属原子として全てイリジ
ウムＩｒを用いたが、本願の効果はこれに限定されるも
のではない。

【００７１】

【化５】

【００７２】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、以下の表にまとめる。

【００７３】また経験上、イリジウムＩｒ、ロジウムＲ
ｈ、ルテニウムＲｕ、オスミウムＯｓ、レニウムＲｅの
各金属配位化合物については、全て６配位の重金属化合
物であり、これらはスピン−軌道相互作用が強い事が知
られており、燐光発光性が強い事が知られているので、
本願化合物に持ちる金属として、特に好ましいものであ
る。

【００７４】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。表に使用してい
る部分構造式番号は、上記図に示した。また、この表の
化合物には、電気的に中性でないものが含まれるが、こ
の場合は、カウンターイオン(ハロゲンイオン、PF6-、C
lO4-)で中和することができる。

【００７５】

【表１】

【００７６】

【表２】

【００７７】

【表３】

【００７８】

【表４】

【００７９】

【表５】

【００８０】

【表６】

【００８１】

【表７】

【００８２】

【表８】

【００８３】結果を以下の表に示す。

【００８４】（実施例１−８、比較例１−８）実施例と
して、本願化合物および比較化合物のそれぞれについ
て、ホスト材料中への混合割合を変えて、最大発光強度
を示す最適濃度を求めた。

【００８５】実験は比較例化合物をその最適濃度で用い
たときに示す、最大発光強度を基準値１．０とし、同様
に求めた実施例化合物の発光強度を求め、その比を示し
た。

【００８６】測定は全て室温で行った。

【００８７】実施例の発光材料を用いた場合、最適濃度
が全て10％を越し、最高で15％であった。一方、比較例
の方は、最適濃度が5％前後であった。また対応する比
較例に対して、電流効率の相対値は、1.3〜1.6倍にな
り、素子の効率を高める事が可能になった。

【００８８】また、実施例の素子は、全て１０時間通電
しても安定した発光強度を示した。

【００８９】これらの実験により、濃度消光抑制や３重
項励起子消滅を抑制する効果が合わさって、素子の効率
を高める事が可能になった。

【００９０】

【表９】

【００９１】（実施例９）次の手順で図１に示すＸＹ単
純マトリクス型有機発光素子を作成した。

【００９２】縦1５０ｍｍ、横１５0ｍｍ、厚さ１．１ｍ
ｍの無アルカリガラス基板２１上に、透明電極２２（陽
極側）として約１００ｎｍ厚のＩＴＯ膜をスパッタ法に
て形成後、電極としてＬＩＮＥ／ＰＡＣＥ＝１００μｍ
／４０μｍの間隔で、１００ラインをパターニングし
た。次に実施例１と同じ有機材料を用いて、同様の条件
で図６（ｃ）に示すような、４層からなる有機層２３を
作成した。

【００９３】続いて、マスク蒸着にて、ＬＩＮＥ／ＳＰ
ＡＣＥ＝１００μｍ／４０μｍで１００ラインの金属電
極をＩＴＯ電極２２に直交するように真空度２．７×１
０-3Ｐａ（２×１０-5Ｔｏｒｒ）の条件下で真空蒸着法
にて成膜した。

【００９４】金属電極（陰極２４）はＡｌ−Ｌｉ合金
（Ｌｉ：１．３ｗｔ％）を膜厚１０ｎｍ、つづいてＡｌ
−Ｌｉ層を下引き層として、その上にＡｌを１５０ｎｍ
で形成した。

【００９５】この１００×１００の単純マトリクス型有
機ＥＬ素子を窒素雰囲気で満たしたグローブボックス中
にて図２のような１９Ｖの走査信号、±４Ｖの情報信号
によって、１５Ｖから２３Ｖの間で、単純マトリクス駆
動をおこなった。フレーム周波数３０Ｈｚでインターレ
ス駆動したところ、滑らかな動画像が確認できた。

【００９６】（実施例１０）前述した図６（ｃ）に示す
構成で発光素子を構成した。発光層１２には、金属錯体
化合物308を、100％の濃度で、つまりホスト材料なしで
構成した。この構成では共蒸着が不要になり生産性が向
上する。

【００９７】この発光素子の発光スペクトルを図７に示
すが、広い波長範囲（４５０から６３０ｎｍ）の発光ピ
ークが得られた。またその発光強度は、１０Vの電圧を
印加すると、６００Ｃd/cm2が得られ、安定した発光が
確認された。

【００９８】以上述べてきたように、本願発明の化合物
により、濃度消光が効果的に抑制できた。

【００９９】６配位金属錯体において、発光性配位子が
１つのみ配位している本発明の金属配位化合物は、２つ
または３つ配位している化合物に比べて、より良い効果
があることが明らかになった。

【０１００】本発明で示した高効率な発光素子は、省エ
ネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応
用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、
液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。

【０１０１】表示装置としては、省エネルギーや高視認
性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。
表示素子には、ストライプ電極を直交させて画素を形成
する単純マトリクス構成と、各画素に１つ以上のトラン
ジスターを埋設する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）構成が
適用できる。ＴＦＴには、アモルファスシリコンＴＦＴ
または、ポリシリコンＴＦＴを用いることができる。

【０１０２】また、プリンターの光源としては、現在広
く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源
部を、本発明の発光素子に置き換えることができる。独
立にアドレスできる素子をアレイ上に配置し、感光ドラ
ムに所望の露光を行うことで、ラインシャッターとして
画像形成することも可能である。

【０１０３】また本発明の発光素子は厚みが少ないため
に、装置体積を大幅に減少することができる。照明装置
やバックライトに関しては、本発明による省エネルギー
効果が期待できる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明のように、本発明で用いる金属
錯体化合物は、高燐光発光収率を有し、広い波長範囲
（青(450nm)から赤(630nm)）の発光に適し、有機発光素
子の発光材料として適しており、これを用いた発光素子
は、安定した高効率発光を得ることができる。

【０１０５】さらに、長い期間高輝度を保ち、また通電
劣化が小さくて優れた素子である。また同時に、高濃度
で用いる事が可能となり、高電流密度通電時の効率劣化
も解消できて、素子の発光効率を高められる。

【０１０６】また生産時にあっては、他のホスト材料と
の共蒸着が不要になるため、生産条件が容易になり、生
産性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のＸＹマトリックス型有機発光素子の
斜視図を示す。

【図２】駆動波形の説明図。

【図３】本願化合物と他の化合物のよる、発光材料濃度
と電流効率を示す図。

【図４】本願化合物イメージを説明する図。

【図５】電流密度と電流効率の相対値を示す図。

【図６】有機発光素子の構成図。

【図７】本願化合物の発光スペクトルを示す図。

【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 ２１ ガラス基板 ２２ ＩＴＯ電極（透明電極） ２３ 有機化合物層 ２４ 陰極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝口 隆雄 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 井川 悟史 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 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 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 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 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 (72)発明者 岩脇 洋伸 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 AB03 AB04 AB11 AB18 BA06 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 4H050 AB92 WB11 WB13 WB14 WB21

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ６配位金属配位化合物であり、該金属配
   位化合物の配位子のうち、一つのみが金属-炭素結合を
   有する２座配位子を有することを特徴とする金属配位化
   合物。
2. 【請求項２】 前記金属化合物が、励起状態から基底状
   態へ遷移するときに発光することを特徴とする請求項１
   記載の金属配位化合物。
3. 【請求項３】 基体上に設けられた一対の電極間に、請
   求項１又は２記載の少なくとも一種の前記金属配位化合
   物を含む、発光部を備えたことを特徴とする有機発光素
   子。
4. 【請求項４】 下記一般式（１）で示される金属配位化
   合物を含む発光層を有することを特徴とする有機発光素
   子。 ＭＬＬ’（１） ［式中ＭはＩｒ，Ｒｈ、Ru、Os、Reの金属原子であり、
   Ｌは二座配位子を示す。部分構造ＭＬは下記一般式
   （２）で示され、部分構造ＭＬ’は下記一般式（３）、
   （４）、（５）または（６）で示される。 【外１】 Ｎ、Ｃ、ＯとＸは、それぞれ窒素、炭素、酸素およびハ
   ロゲン原子である。ｎ＋ｍ＝４である。Ａは窒素原子を
   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は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−で置換
   されれていてもよく、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−、−Ｃ
   Ｏ−、−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。｝。ＡとＢは共有結合によって結合
   している。（３）式における金属Ｍに配位する配位子は
   β−ジケトン誘導体構造を示す。（４）式における金属
   Ｍに配位する配位子は、ピコリン酸誘導体あるいは、α
   アミノ酸誘導体構造を示す。（５）式における金属Ｍに
   配位する配位子はエチレンジアミン誘導体構造を示す。
   （６）式における窒素原子を介して配位する配位子はピ
   リジン誘導体構造を示す。］
5. 【請求項５】 前記一般式（２）で示される部分構造に
   含まれる配位子が、その励起状態から基底状態へエネル
   ギー遷移する過程で発光する特性をもつ配位子であり、
   その他の部分構造に含まれる配位子は、発光しない性質
   の配位子であることを特徴とする請求項４記載の有機発
   光素子。
6. 【請求項６】 前記発光層は、前記金属配位化合物と他
   の化合物との混合物からなることを特徴とする、請求項
   ４又は５記載の有機発光素子。
7. 【請求項７】 請求項１乃至6のいずれかに記載の発光
   素子と該発光素子を駆動するための駆動手段を備えたこ
   とを特徴とする表示装置。
8. 【請求項８】 ６配位金属配位化合物の配位子のうち、
   一つのみが金属-炭素結合を有する2座配位子を有する金
   属配位化合物（Ａ）の製造方法であって、下記一般式
   （８）、（９）または（１０）に含まれる配位子が３つ
   配位した金属配位化合物（Ｂ）、 または、下記一般式（１１）中のnとmがn＋ｍ＝６であ
   る金属配位化合物（Ｃ）を用意する工程と、前記金属化
   合物（Ｂ）又は（Ｃ）と下記一般式（７）の金属配位化
   合物を作用させて一つのみ置換反応を行う工程と、前記
   置換反応の反応生成物から前記金属配位化合物（Ａ）を
   分離精製する工程を有することを特徴とする金属配位化
   合物（Ａ）の製造方法。 【外２】