JP2005060374A

JP2005060374A - 有機金属錯体および前記有機金属錯体を用いた電界発光素子

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Publication number: JP2005060374A
Application number: JP2004217219A
Authority: JP
Inventors: Hideko Inoue; 英子井上; Atsushi Tokuda; 篤史徳田; Hiroko Yamazaki; 寛子山崎; Tetsushi Seo; 哲史瀬尾
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2024-07-26
Also published as: JP4312678B2

Abstract

【課題】
合成の容易な配位子を用いてオルトメタル化し、燐光を発する新たな有機金属錯体を安価に提供する。また、前記有機金属錯体を用いて発光効率の高い電界発光素子を提供する。さらには、前記電界発光素子を用いて消費電力の低い発光装置を提供する。
【解決手段】
本発明において、［化１］に代表される有機金属錯体を合成する。また、これを電界発光素子に適用する。
【化１】

（式中、Ｒ１〜Ｒ４は水素、ハロゲン元素、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、複素環残基のいずれかを表す。Ｒ５〜Ｒ６は、水素またはアルキル基を表す。またＡｒは、アリーレン基または複素環残基を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、モノアニオン性の配位子を表す。）

Description

本発明は、新規な有機金属錯体に関する。特に、三重項励起状態を発光に変換できる有機金属錯体に関する。また本発明は、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「電界発光層」と記す）と、を有する電界発光素子であって、前記有機金属錯体を用いた電界発光素子に関する。

有機化合物（有機分子）は、光を吸収するとエネルギーを持った状態（励起状態）となる。この励起状態を経由することにより、種々の反応（光化学反応）を起こす場合や発光（ルミネッセンス）を生じる場合があり、様々な応用がなされている。

光化学反応の一例として、一重項酸素の不飽和有機分子との反応（酸素付加）がある（例えば、非特許文献１参照）。酸素分子は基底状態が三重項状態であるため、一重項状態の酸素（一重項酸素）は直接の光励起では生成しない。しかしながら、他の三重項励起分子の存在下においては一重項酸素が生成し、酸素付加反応に至ることができる。この時、前述の三重項励起分子を形成できる化合物は、光増感剤と呼ばれる。
井上晴夫、外３名、基礎化学コース光化学Ｉ（丸善株式会社）、１０６−１１０

このように、一重項酸素を生成するためには、三重項励起分子を光励起で形成できる光増感剤が必要である。しかしながら、通常の有機化合物は基底状態が一重項状態であるため、三重項励起状態への光励起は禁制遷移となり、三重項励起分子は生じにくい（通常は一重項励起分子が生じる）。したがって、このような光増感剤としては、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差を起こしやすい化合物（あるいは、直接三重項励起状態へ光励起されるという禁制遷移を許容する化合物）が求められている。言い換えれば、そのような化合物は光増感剤としての利用が可能であり、有益と言える。

また、そのような化合物は、しばしば燐光を放出することがある。燐光とは多重度の異なるエネルギー間の遷移によって生じる発光のことであり、通常の有機化合物では三重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際に生じる発光のことをさす（これに対し、一重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際の発光は、蛍光と呼ばれる）。燐光を放出できる化合物、すなわち三重項励起状態を発光に変換できる化合物（以下では、「燐光性化合物」と記す）の応用分野としては、発光性の化合物として有機化合物を用いた電界発光素子が挙げられる。

この電界発光素子は、薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されているデバイスである。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、携帯機器の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。

有機化合物を発光体として用いる場合、電界発光素子の発光機構はキャリア注入型である。すなわち、電極間に電界発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入されたホールが電界発光層中で再結合して励起分子を形成し、その励起分子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光する。

そして、励起分子の種類としては、先に述べた光励起の場合と同様、一重項励起状態（Ｓ^*）と三重項励起状態（Ｔ^*）が可能である。また、電界発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ^*：Ｔ^*＝１：３であると考えられている（例えば、非特許文献２参照）。
筒井哲夫、応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会第３回講習会テキスト、３１−３７（１９９３）

しかしながら、一般的な有機化合物は室温において、三重項励起状態からの発光（燐光）は観測されず、通常は一重項励起状態からの発光（蛍光）のみが観測される。有機化合物の基底状態は通常、一重項基底状態（Ｓ₀）であるため、Ｔ^*→Ｓ₀遷移（燐光過程）は強度の禁制遷移となり、Ｓ^*→Ｓ₀遷移（蛍光過程）は許容遷移となるからである。

したがって、電界発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ^*：Ｔ^*＝１：３であることを根拠に２５％とされていた。

ところが、上述した燐光性化合物を用いれば、Ｔ^*→Ｓ₀遷移（燐光過程）が許容されるため、内部量子効率は７５〜１００％にまで理論上は可能となる。つまり、従来の３〜４倍の発光効率が可能となる。実際、燐光性化合物を用いた電界発光素子が相次いで発表され、その発光効率の高さが注目されている（例えば、非特許文献３、非特許文献４参照）。
Ｄ．Ｆ．オブライエン、外３名、アプライドフィジクスレターズ、ｖｏｌ．７４、Ｎｏ．３、４４２−４４４（１９９９）テツオツツイ、外８名、ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジクス、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）

非特許文献３では白金を中心金属とするポルフィリン錯体を、非特許文献４ではイリジウムを中心金属とする有機金属錯体を用いており、いずれの錯体も燐光性化合物である。

また、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体（以下、「イリジウム錯体」と記す）を含む層と、公知の蛍光性化合物であるＤＣＭ２を含む層とを交互に積層することにより、イリジウム錯体で生成した三重項励起エネルギーをＤＣＭ２に移動させ、ＤＣＭ２の発光に寄与させることもできる（例えば、非特許文献５参照）。この場合、ＤＣＭ２の一重項励起状態の量（通常であれば２５％以下）は、通常に比べて増幅されるため、ＤＣＭ２の発光効率は増大する。これはいわば、燐光性化合物であるイリジウム錯体の増感作用とも言える。
Ｍ．Ａ．バルド、外２名、ネイチャー（ロンドン）、ｖｏｌ．４０３、７５０−７５３（２０００）

非特許文献３〜非特許文献５に示されるとおり、燐光性化合物を用いた電界発光素子は、従来よりも高い発光効率を達成できる（つまり、少ない電流で高い輝度を達成できる）。したがって、燐光性化合物を用いた電界発光素子は、高輝度発光・高発光効率を達成するための手法として、今後の開発において大きなウェートを占めるものと考えられる。

以上のように、燐光性化合物は項間交差を起こしやすく、なおかつ三重項励起状態からの発光（燐光）を生じやすいため、光増感剤としての利用や、燐光材料としての電界発光素子への適用が有用であり、期待されている化合物であるが、その数は少ないのが現状である。

数少ない燐光性化合物の中で、非特許文献４や非特許文献５で用いられているイリジウム錯体は、オルトメタル錯体と呼ばれる有機金属錯体の一種である。この錯体は燐光寿命が数百ナノ秒であり、また、燐光量子収率も高いことから、上述のポルフィリン錯体に比べると輝度の上昇に伴う効率の低下が小さいため、電界発光素子において有効である。その意味でも、このような有機金属錯体は、三重項励起状態への直接光励起や項間交差を起こしやすい化合物、しいては燐光性化合物を合成するための一つの指針である。

非特許文献４や非特許文献５で用いられているイリジウム錯体の配位子の構造は比較的単純であり、色純度の良い緑色発光を示すが、発光色を他の色に変えるためには配位子の構造を変える必要がある。例えば、非特許文献６では、種々の配位子およびその配位子を用いたイリジウム錯体が合成されており、いくつかの発光色を実現している。
Ｍ．トンプソン、外１０名、第１０回インターナショナルワークショップオンインオーガニックアンドオーガニックエレクトロルミネッセンス（ＥＬ ’００）、３５−３８

しかしながら、これらの配位子の多くは合成が困難、あるいは合成に要するステップ数が多く、材料自体の価格の上昇にもつながる。これらの有機金属錯体において燐光発光させるためには、イリジウムや白金を中心金属として用いる場合が多いが、これらの金属原料自体が高価な上に、配位子までもが高価になってしまうことになる。また、色純度の良い青色の発光色も実現されてはいない。

以上のことから、容易に合成できる配位子を用い、新たな有機金属錯体を合成する必要がある。それにより、安価で多様な光増感剤や燐光材料（すなわち三重項励起状態への項間交差が起こりやすい材料）が得られるためである。

本発明では、合成の容易な配位子を用いることにより、三重項励起状態への項間交差が起こりやすい新規な有機金属錯体を安価で提供することを課題とする。

また特に、前記有機金属錯体を用いて電界発光素子を作製することにより、発光効率の高い電界発光素子を提供することを課題とする。さらには前記電界発光素子を用いて発光装置を作製することにより、消費電力の低い発光装置を提供することを課題とする。

本発明者は鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（１）で表される有機金属錯体が、燐光発光できることを見出した。この有機金属錯体は、一般式（１０）で表される配位子が極めて容易に合成できるため、将来的に安価に合成できる可能性がある。

（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。Ｒ５〜Ｒ６は、水素またはアルキル基を表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）

燐光発光できるということは、三重項励起状態への項間交差が起こりやすいことを意味する。したがって本発明の構成は、上記一般式（１）で表される有機金属錯体を提供するものである。

また特に、本発明者は、下記一般式（２）で表される有機金属錯体が、常温で強い燐光を発することを見いだした。

（式中、Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。Ｒ９〜Ｒ１０は、水素、またはアルキル基、を表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）

さらに本発明者は、下記一般式（２６）で表される有機金属錯体が、常温で強い燐光を発することを見いだした。したがって本発明の構成は、下記一般式（２６）で表される有機金属錯体を提供するものである。この骨格は、耐熱性・化学的安定性が向上するため好ましい。

（式中、Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）

また特に、本発明者は、下記一般式（２７）で表される有機金属錯体が、常温で強い燐光を発することを見いだした。

（式中、Ｒ１〜Ｒ１０はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）

なお、上記一般式（１）、（２）、（２６）、または（２７）において、配位子Ｌは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子であれば何でもよいが、以下の構造式（３）〜（９）に示すモノアニオン性の配位子のいずれかが好ましい。これらのモノアニオン性のキレート配位子は、配位能力が高く、また、安価に入手することができるため、有効である。

なお、より効率よく燐光発光させるためには、重原子効果の観点から、中心金属としては重い金属の方が好ましい。したがって本発明では、上記一般式（１）、（２）、（２６）または（２７）において、中心金属Ｍがイリジウムまたは白金であることを特徴とする。

ところで、本発明の有機金属錯体は、三重項励起エネルギーを発光に変換することが可能であるため、電界発光素子に適用することにより素子の高効率化が可能となり、非常に有効である。したがって本発明では、本発明の有機金属錯体を用いた電界発光素子も含むものとする。

この時、本発明の有機金属錯体は、非特許文献６で述べられたような増感剤として用いてもよいが、非特許文献５で述べられたような発光体としての利用法の方が、発光効率の面でより効果的である。したがって本発明では、本発明の有機金属錯体を発光体として用いた電界発光素子を特徴とする。

なお、このようにして得られた本発明の電界発光素子は高い発光効率を実現できるため、これを発光素子として用いた発光装置（画像表示デバイスや発光デバイス）は、低消費電力を実現できる。したがって本発明では、本発明の電界発光素子を用いた発光装置も含むものとする。

なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子として電界発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、電界発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルムもしくはＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または電界発光素子にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

本発明を実施することで、三重項励起状態への項間交差が起こりやすい新規な有機金属錯体を安価で提供することができる。また、本発明の有機金属錯体を用いて電界発光素子を作製することにより、発光効率の高い電界発光素子を提供することができる。さらには前記電界発光素子を用いて発光装置を作製することにより、消費電力の低い発光装置を提供することができる。

［実施の形態１］
一般式（１）または（２）で表される本発明の有機金属錯体は、下記一般式（１０）に示す配位子をオルトメタル化反応させることにより得ることができる。

（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。Ｒ５〜Ｒ６は、水素またはアルキル基を表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。）

なお、この一般式（１０）で表される配位子は、例えば下記の合成スキーム（１１）にて合成することができる。

このようにして得られた一般式（１０）の配位子を用いて、本発明の有機金属錯体であるオルトメタル錯体を形成する。この時のオルトメタル化反応としては、公知の合成法を用いればよい。

例えば、イリジウムを中心金属とする本発明の有機金属錯体を合成する際は、中心金属原料として塩化イリジウムの水和物を用い、一般式（１０）の配位子と混合して窒素雰囲気下にて環流することにより、まず塩素架橋の複核錯体を合成する（下記合成スキーム（１２））。次に、得られた前記複核錯体と配位子Ｌとを混合して窒素雰囲気下にて環流することにより、塩素架橋を配位子Ｌで切断し、本発明の有機金属錯体を得る（下記合成スキーム（１３））。

なお、本発明で用いる有機金属錯体の合成方法は、上記に示す合成方法に限定されるものではない。

このようにして得られる本発明の有機金属錯体は、上記一般式（１０）で表される配位子の構造を変化させることにより、様々な発光色等の特性を得ることができる。その具体例としては、例えば下記構造式（１４）〜（２５）などがある。ただし、本発明で用いる有機金属錯体は、これらに限定されるものではない。

［実施の形態２］
一般式（２６）または（２７）で表される本発明の有機金属錯体は、下記一般式（２８）に示す配位子をオルトメタル化反応させることにより得ることができる。

（式中、Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。）

なお、この一般式（２８）で表される配位子は、例えば下記の合成スキーム（２９）にて合成することができる。

このようにして得られた一般式（２８）の配位子を用いて、本発明の有機金属錯体であるオルトメタル錯体を形成する。この時のオルトメタル化反応としては、公知の合成法を用いればよい。例えば、下記の合成スキーム（３０）および（３１）に示すように、実施形態１と同様のスキームにて本発明の有機金属錯体を得ることができる。

このようにして得られる本発明の有機金属錯体は、上記一般式（２８）で表される配位子の構造を変化させることにより、様々な発光色等の特性を得ることができる。その具体例としては、例えば下記構造式（３２）〜（４３）などがある。ただし、本発明で用いる有機金属錯体は、これらに限定されるものではない。

なお、以上の実施の形態１および実施の形態２で述べた本発明の有機金属錯体は、光増感剤や燐光材料として用いることができるが、以下では、本発明の有機金属錯体を電界発光素子に適用する形態について述べる。

本発明における電界発光素子は、基本的には、一対の電極（陽極及び陰極）間に上述した本発明の有機金属錯体（上記一般式（１）、（２）、（２６）または（２７））を含む電界発光層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層など）を挟持した素子構成である。

また、電界発光層に用いる本発明の有機金属錯体以外の材料としては、公知の材料を用いることができ、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、発光層を形成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。

以下では、本発明の電界発光素子の実施形態について、詳細に説明する。

［実施の形態３］
本実施の形態３では、本発明の有機金属錯体を含む発光層と、低分子系材料からなる正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）および電子輸送層を有する電界発光素子の素子構成について図１を用いて説明する。

図１では、基板１００上に第１の電極１０１が形成され、第１の電極１０１上に電界発光層１０２が形成され、その上に第２の電極１０３が形成された構造を有する。

なお、ここで基板１００に用いる材料としては、従来の電界発光素子に用いられているものであれば良く、例えば、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなるものを用いることができる。

また、本実施の形態３における第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０３は陰極として機能する。

すなわち第１の電極１０１は陽極材料で形成され、ここで用いることのできる陽極材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陽極材料の具体例としては、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等を用いることができる。

一方、第２の電極１０３の形成に用いられる陰極材料としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陰極材料の具体例としては、元素周期律の１族または２族に属する元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ₂）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができるが、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ等の金属（合金を含む）との積層により形成することもできる。

なお、上述した陽極材料及び陰極材料は、蒸着法、スパッタリング法等により薄膜を形成することにより、それぞれ第１の電極１０１及び第２の電極１０３を形成する。膜厚は、１０〜５００ｎｍとするのが好ましい。

また、本発明の電界発光素子において、電界発光層におけるキャリアの再結合により生じる光は、第１の電極１０１または第２の電極１０３の一方、または両方から外部に出射される構成となる。すなわち、第１の電極１０１から光を出射させる場合には、第１の電極１０１を透光性の材料で形成することとし、第２の電極１０３側から光を出射させる場合には、第２の電極１０３を透光性の材料で形成することとする。

また、電界発光層１０２は複数の層を積層することにより形成されるが、本実施の形態３では、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、ホールブロッキング層１１４、および電子輸送層１１５を積層することにより形成される。

正孔注入層１１１を形成する正孔注入性材料としては、フタロシアニン系の化合物が有効である。例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ₂−Ｐｃと示す）、銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ−Ｐｃと示す）等を用いることができる。

正孔輸送層１１２を形成する正孔輸送性材料としては、芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物が好適である。広く用いられている材料として、例えば、４，４'−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）の他、その誘導体である４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、あるいは４，４'，４''−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４'，４''−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。

発光層１１３は、先に一般式（１）または（２）で示した有機金属錯体を含み、この有機金属錯体とホスト材料とを共蒸着することにより形成される。ホスト材料としては公知の材料を用いることができ、４，４'−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル（略称：CBP）や、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリ−イル）−トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（略称：TPBI）などが挙げられる。

ホールブロッキング層１１４を形成するホールブロッキング性の材料としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いることができる。

電子輸送層１１５を形成する場合の電子輸送性材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ₃）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［h］−キノリナト）ベリリウム略称：ＢｅＢｑ₂）などのキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体や、先に述べたＢＡｌｑなどが好適である。また、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）₂）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）₂）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体もある。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、先に述べたＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども電子輸送性材料として用いることができる。

以上により、本発明の有機金属錯体を含む発光層１１３と、低分子系材料からなる正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、ホールブロッキング層（正孔阻止層）１１４および電子輸送層１１５を有する電界発光素子を形成することができる。

なお、本実施の形態３においては、発光層１１３において、本発明の有機金属錯体をゲスト材料として用いており、本発明の有機金属錯体から得られる発光を発光色とする発光素子である。

［実施の形態４］
本実施の形態４では、本発明の有機金属錯体を含む発光層と、高分子系材料からなる正孔注入層を有し、これらを湿式プロセスにて形成する電界発光素子の素子構成について図２を用いて説明する。

なお、基板２００、第１の電極２０１、第２の電極２０３については、実施の形態３と同様の材料を用いて、同様にして形成することができるため説明を省略する。

また、電界発光層２０２は複数の層を積層することにより形成されるが、本実施の形態４では、正孔注入層２１１、発光層２１２を積層することにより形成される。

正孔注入層２１１を形成する正孔注入性の材料としては、ポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＳＳ）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（略称：ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）などを用いることができる。

発光層２１２は、先に一般式（１）または（２）で示した本発明の有機金属錯体をゲスト材料として含む。ホスト材料はバイポーラ性の材料であれば良いが、ホール輸送材料と電子輸送材料とを混合してバイポーラ性としても良い。ここでは、まず、ホール輸送性の高分子化合物（例えばＰＶＫ）と上述した電子輸送性材料（例えばＰＢＤ）とを７：３（モル比）で同一溶媒に溶かし、さらには本発明の有機金属錯体を適量（５ｗｔ％程度）添加した溶液を調製する。この溶液を湿式塗布することによって、発光層２１２を得ることができる。

以上により、本発明の有機金属錯体を含む発光層２１２と、高分子系材料からなる正孔注入層２１１を有し、これらを湿式プロセスにて形成する電界発光素子を得ることができる。

［実施の形態５］
本実施の形態５では、本発明の有機金属錯体と蛍光性化合物の二種類を含む発光層と、低分子系材料からなる正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）および電子輸送層を有する電界発光素子の素子構成について図３を用いて説明する。

なお、基板３００、第１の電極３０１、第２の電極３０３、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、ホールブロッキング層３１４、電子輸送層３１５については、実施の形態３と同様の材料を用いて、同様にして形成することができるため説明を省略する。

本実施の形態５の発光層３１３は、ホスト材料と、第一のゲスト材料である本発明の有機金属錯体と、第二のゲスト材料である蛍光性化合物と、からなる。ホスト材料としては、実施の形態３で述べた材料を用いればよい。

また、第二のゲスト材料としては公知の蛍光性化合物を用いることができ、具体的には、ＤＣＭ１、ＤＣＭ２、ＤＣＪＴＢ、キナクリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルキナクリドン、ルブレン、ペリレン、ＤＰＴ、Ｃｏ−６、ＰＭＤＦＢ、ＢＴＸ、ＡＢＴＸ等を用いることができる。

本実施の形態５においては、非特許文献６と同様、発光層３１３において第一のゲスト材料である本発明の有機金属錯体は増感剤として作用し、第二のゲスト材料である蛍光性化合物の一重項励起状態の数を増幅する。したがって、本実施の形態５の電界発光素子は、蛍光性化合物から得られる発光を発光色とする発光素子であり、なおかつ、蛍光性化合物の発光効率を従来の状態に比べて向上させることができる。

本実施例１では、上記構造式（１４）で表される本発明の有機金属錯体（略称：Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ））の合成法を具体的に例示する。

［ステップ１：配位子（ｐｄｍｉ）の合成］
まず、フェニルイソプロピルケトン７．４ｇとフェニルヒドラジン６．５ｇを窒素雰囲気下にて１３０℃で４時間加熱撹拌した。有機層をエーテルにて抽出し、溶媒を留去した。これをエタノール１００ｍｌに溶解し、塩化亜鉛５０ｇを添加し、窒素雰囲気下にて２０時間還流した。その後、アンモニア水溶液を加え、有機層をエーテルにて抽出し、水洗、乾燥した。溶媒を留去することにより、配位子ｐｄｍｉ（２−フェニル−３，３−ジメチルインドレニン）を得た（赤色液体、収率８２％）。

［ステップ２：複核錯体（［Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂Ｃｌ］₂）の合成］
次に、２−エトキシエタノール３０ｍｌと水１０ｍｌとの混合液を溶媒として、上記で得たＨｐｄｍｉを３．００ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ₃・ＨＣｌ・Ｈ₂Ｏ）を１．６０ｇ混合し、窒素雰囲気下２４時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂Ｃｌ］₂ を得た（赤褐色粉末、収率６５％）。

［ステップ３：本発明の有機金属錯体（Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ））の合成］
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、上記で得られた［Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂Ｃｌ］₂ を１．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．２３ｍｌ、炭酸ナトリウムを０．７７ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１２時間還流した。これを濾過して得られた溶液を、ヘキサン／ジクロロメタン溶媒にてカラム精製した。エタノールより再結晶を行い、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）を得た（赤色粉末、収率２５％）。得られたＩｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（¹Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りである。
¹Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＤＭＳＯ−ｄ６）：７．７９（ｄ，２Ｈ），７．６９（ｍ，２Ｈ），７．４７（ｍ，２Ｈ），７．３６（ｍ，４Ｈ），６．８３（ｔ，２Ｈ），６．６２（ｔ，２Ｈ），６．５０（ｄ，２Ｈ），５．１５（ｓ，１Ｈ），１．７６（ｓ，６Ｈ），１．７１（ｄ，１２Ｈ）

また、得られた本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）の分解温度Ｔ_d をＴＧ−ＤＴＡにより測定したところ、Ｔ_d ＝２９２℃であり、良好な耐熱性を示すことがわかった。

次に、Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルを図６に示す。比較のため、図６では配位子（ｐｄｍｉ）のみの吸収スペクトルも合わせて載せた。配位子ｐｄｍｉの吸収スペクトルが３１０ｎｍ付近の１ピークのみであるのに対し、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）は２８８ｎｍ、３６８ｎｍ、４１７ｎｍおよび４７０ｎｍに吸収ピークを有している。

このように、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）は、配位子単独の吸収スペクトルに比べ、長波長側にいくつもの吸収ピークが観測される。これは、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収であり、一重項ＭＬＣＴ遷移、三重項π−π^*遷移、三重項ＭＬＣＴ遷移などに対応すると類推される。特に、最も長波長側の吸収ピークが可視領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることがわかった。

また、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における発光スペクトルおよび励起スペクトルを図７に示す。発光スペクトルは６２３ｎｍに発光ピークを有する赤色発光であった。なお、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）のジクロロメタン溶液に光照射した際に、酸素置換すると化合物由来の発光がほとんど見られないのに対し、アルゴン置換すると発光が見られることから、この発光は燐光であることが示唆される。

本実施例２では、上記構造式（３２）で表される本発明の有機金属錯体（略称：Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ））の合成法を具体的に例示する。

〔ステップ１：９−ベンゾイルフルオレンの合成〕
ステップ１として、配位子の原料となる９−ベンゾイルフルオレンを合成する。まず、９−フルオレンカルボン酸３．５０ｇとトリフルオロメタンスルホン酸２５ｇに脱水ベンゼン１５０ｍｌを加え、窒素雰囲気下６３℃にて４時間加熱撹拌した。次に、室温に冷却した溶液に氷水２ｌを加え、有機層をジクロロメタンにて分取した。さらに、飽和炭酸水素ナトリウムと飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を濃縮した。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン／ジクロロメタン）で精製することにより、目的物である９−ベンゾイルフルオレンを得た（白色粉末、収率４６％）。

〔ステップ２：配位子（ｐｉｆ）の合成〕
次に、上記で得られた９−ベンゾイルフルオレン１．９５ｇとフェニルヒドラジン０．７８ｇに酢酸２０ｍｌを加え、加熱還流下１時間半撹拌した。室温に冷却した後、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン系）で精製することにより、配位子である２−フェニル−３−（スピロ−９−フルオレニル）−インドレニン（略称：ｐｉｆ）を得た（淡黄色粉末、収率５７％）。

〔ステップ３：複核錯体（［Ｉｒ（ｐｉｆ）₂Ｃｌ］₂）の合成〕
まず、２−エトキシエタノール３０ｍｌと水１０ｍｌとの混合液を溶媒として、上記で得られた配位子ｐｉｆを１．４２ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ₃・ＨＣｌ・Ｈ₂Ｏ）を０．４８ｇ混合し、窒素雰囲気下１４時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（ｐｉｆ）₂Ｃｌ］₂ を得た（赤色粉末、収率８０％）。

〔ステップ４：本発明の有機金属錯体（［Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）］）の合成〕
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、上記で得られた［Ｉｒ（ｐｉｆ）₂Ｃｌ］₂ を１．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．１７ｍｌ、炭酸ナトリウムを０．５８ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１５時間還流した。これを濾過して得られた溶液を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン系）で精製した。ジクロロメタン／メタノール溶媒より再結晶を行い、上記構造式（３２）で表される本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）を得た（赤色粉末、収率３９％）。得られたＩｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（¹Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りである。
¹Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＤＭＳＯ−ｄ６）：８．２１（ｑ，４Ｈ），７．６４（ｄ，２Ｈ），７．５６（ｑ，４Ｈ），７．４４（ｔ，２Ｈ），７．３２（ｑ，４Ｈ），７．２０（ｔ，２Ｈ），６．９９（ｄ，２Ｈ），６．８８（ｄ，２Ｈ），６．７７（ｄ，４Ｈ），６．６４（ｔ，２Ｈ），６．３９（ｔ，２Ｈ），６．１４（ｄ，２Ｈ），５．４２（ｓ，１Ｈ），１．９６（ｓ，６Ｈ）

また、得られた本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）の分解温度Ｔ_d をＴＧ−ＤＴＡにより測定したところ、Ｔ_d ＝３８３℃であり、極めて良好な耐熱性を示すことがわかった。

次に、Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトル、および発光スペクトル（ＰＬ）を図８に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６８ｎｍの波長の光を、励起光として用いたときに得られたものである。本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）は３０５ｎｍ、３７８ｎｍ、４２７ｎｍおよび４８２ｎｍに吸収ピークを有している。したがって実施例１と同様、Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることがわかった。また、発光スペクトルは６４２ｎｍに発光ピークを有する赤色発光であった。

また、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液に酸素を含む気体を注入し、酸素を溶存させた状態でＩｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。また、得られたＩｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液にアルゴンを注入し、アルゴンを溶存させた状態でＩｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。その結果、Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）由来の発光は酸素を溶存させた状態における発光強度よりもアルゴンを溶存させた状態における発光強度の方が強いという、燐光を発光する物質と同様の傾向を示すことが分かった。このことから、Ｉｒ（ｐｉｆ）₂（ａｃａｃ）由来の発光は燐光であると考えられる。

本実施例３では、実施例１にて合成した本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）を用いた電界発光素子の例を、具体的に例示する。素子構造は実施の形態３で述べた構成であるため、図１を用いて説明する。

まず、基板１００上に、１１０ｎｍの膜厚となるようにインジウム錫酸化物を成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、成膜にはスパッタ法を用いた。

次に、第１の電極１０１上に、膜厚２０ｎｍとなるようにＣｕＰｃを成膜し、正孔注入層１１１を形成した。なお、成膜は、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極１０１が形成された面を下方にして固定し、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源にＣｕＰｃを入れ、抵抗加熱法を用いた蒸着法によって行った。さらに、正孔注入層１１１上に、膜厚３０ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。成膜は、正孔注入層１１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。

次に、ＣＢＰ中に構造式（１４）で表されるＩｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）が５質量％の割合で含まれるようにＣＢＰを成膜し、発光層１１３を形成した。なお、成膜は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法を用いて行い、膜厚は３０ｎｍになるようにした。ここで、ＣＢＰは、ホスト材料として機能する。

次いで、発光層１１３上に、膜厚１０ｎｍと成るようにＢＡｌｑを成膜し、ホールブロッキング層１１４を形成した。さらにホールブロッキング層１１４上に、膜厚２０ｎｍとなるようにＡｌｑ₃を成膜し、電子輸送層１１５を形成した。これらの層の成膜は、正孔注入層１１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。

以上のようにして、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、ホールブロッキング層１１４、電子輸送層１１５を積層してなる電界発光層１０２を形成した。

最後に、電子輸送層１１５上に、膜厚１ｎｍとなるように弗化カルシウム（ＣａＦ₂）を、次いで膜厚１５０ｎｍとなるようにＡｌを成膜し、第２の電極１０３を形成した。これらの成膜は、正孔注入層１１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。

また、作製した電界発光素子を窒素雰囲気下のグローブボックス内に移動し、同グローブボックスにてシール材を用いて封止を行った。電界発光素子を封止後グローブボックス外に取り出し、８．６Ｖの電圧を印加したところ、２２０ｃｄ／ｍ²の輝度で発光した。この時の発光スペクトルを図９に示す。６００〜８００ｎｍの赤色領域に見られる複数のピークは、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｄｍｉ）₂（ａｃａｃ）に由来する発光スペクトルである。また、５００ｎｍ付近のピークは、ホールブロッキング層１１４として用いているＢＡｌｑに由来する発光スペクトルと考えられる。

なお、２２０ｃｄ／ｍ²におけるＣＩＥ色度座標は（ｘ、ｙ）＝（０．２９，０．３７）であり、白色と視認された。また、１０ｃｄ／ｍ²時、１０００ｃｄ／ｍ²時のＣＩＥ色度座標は、それぞれ（ｘ、ｙ）＝（０．３０，０．３８）、（ｘ、ｙ）＝（０．２７，０．３８）であり、輝度に対する色度の変化は少なかった。以上で述べたように、本実施例では白色発光を示す電界発光素子が得られた。

本実施例では、画素部に本発明の電界発光素子を有する発光装置について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された４０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、４０２は画素部、４０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、４０４は封止基板、４０５はシール剤であり、シール剤４０５で囲まれた内側４０７は、空間になっている。

なお、４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図４（Ｂ）を用いて説明する。基板４１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２が示されている。

なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ４２３とｐチャネル型ＴＦＴ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。

また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

第１の電極４１３上には、電界発光層４１６、および第２の電極４１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極４１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。

また、電界発光層４１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法によって形成される。電界発光層４１６には、本発明の有機金属錯体（上記一般式（１）、（２）、（２６）または（２７））をその一部に用いることとし、その他、組み合わせて用いることのできる材料としては、低分子系材料であっても高分子系材料であっても良い。また、電界発光層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。より具体的には、実施例３で示したような電界発光層を適用すればよい。

さらに、電界発光層４１６上に形成される第２の電極（陰極）４１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、またはＣａＮ）を用いればよい。なお、電界発光層４１６で生じた光が第２の電極４１７を透過させる場合には、第２の電極（陰極）４１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。

さらにシール剤４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、素子基板４０１、封止基板４０４、およびシール剤４０５で囲まれた空間４０７に電界発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール剤４０５で充填される構成も含むものとする。

なお、シール剤４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

以上のようにして、本発明の電界発光素子を有する発光装置を得ることができる。

例えば、本発明の電界発光素子を有する発光装置を表示部として有する様々な電気器具を提供することができる。

本発明の電界発光素子を有する発光装置を用いて作製された電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図５に示す。

図５（Ａ）は表示装置であり、筐体５１０１、支持台５１０２、表示部５１０３、スピーカー部５１０４、ビデオ入力端子５１０５等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５１０３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。

図５（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体５２０１、筐体５２０２、表示部５２０３、キーボード５２０４、外部接続ポート５２０５、ポインティングマウス５２０６等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５２０３に用いることにより作製される。

図５（Ｃ）はモバイルコンピュータであり、本体５３０１、表示部５３０２、スイッチ５３０３、操作キー５３０４、赤外線ポート５３０５等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５３０２に用いることにより作製される。

図５（Ｄ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体５４０１、筐体５４０２、表示部Ａ５４０３、表示部Ｂ５４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部５４０５、操作キー５４０６、スピーカー部５４０７等を含む。表示部Ａ５４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ５４０４は主として文字情報を表示するが、本発明の電界発光素子を有する発光装置をこれら表示部Ａ５４０３、Ｂ５４０４に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。

図５（Ｅ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体５５０１、表示部５５０２、アーム部５５０３を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５５０２に用いることにより作製される。

図５（Ｆ）はビデオカメラであり、本体５６０１、表示部５６０２、筐体５６０３、外部接続ポート５６０４、リモコン受信部５６０５、受像部５６０６、バッテリー５６０７、音声入力部５６０８、操作キー５６０９、接眼部５６１０等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５６０２に用いることにより作製される。

ここで、図５（Ｇ）は携帯電話であり、本体５７０１、筐体５７０２、表示部５７０３、音声入力部５７０４、音声出力部５７０５、操作キー５７０６、外部接続ポート５７０７、アンテナ５７０８等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５７０３に用いることにより作製される。なお、表示部５７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。

以上の様に、本発明の電界発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。

実施の形態３における電界発光素子の素子構造を説明する図。実施の形態４における電界発光素子の素子構造を説明する図。実施の形態５における電界発光素子の素子構造を説明する図。発光装置について説明する図。電気器具について説明する図。本発明の有機金属錯体の吸収スペクトルを示す図。本発明の有機金属錯体の励起・発光スペクトルを示す図。本発明の有機金属錯体の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。本発明の電界発光素子の発光スペクトルを示す図。

Claims

下記一般式（１）で表される有機金属錯体。

（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。Ｒ５〜Ｒ６は、水素またはアルキル基を表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
下記一般式（２）で表される有機金属錯体。

（式中、Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。Ｒ９〜Ｒ１０は、水素、またはアルキル基、を表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
請求項１または請求項２に記載の有機金属錯体において、前記Ｌは、下記構造式（３）乃至（９）に示すモノアニオン性の配位子のいずれか一であることを特徴とする有機金属錯体。
下記一般式（１０）で表される有機金属錯体。

（式中、Ｒ１〜Ｒ６はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
下記一般式（１１）で表される有機金属錯体。

（式中、Ｒ１〜Ｒ１０はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、またはハロゲン元素、またはアルキル基、またはアルコキシル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。またＡｒは、置換基を有してもよいアリーレン基、または置換基を有してもよい複素環残基、を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はn＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
請求項４または請求項５に記載の有機金属錯体において、前記Ｌは、下記構造式（３）乃至（９）に示すモノアニオン性の配位子のいずれか一であることを特徴とする有機金属錯体。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の有機金属錯体において、前記Ｍは、イリジウム元素または白金元素を表すことを特徴とする有機金属錯体。
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機金属錯体を用いたことを特徴とする電界発光素子。
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機金属錯体を、発光体として用いたことを特徴とする電界発光素子。
請求項８または請求項９に記載の電界発光素子を用いたことを特徴とする発光装置。