JP2017171656A - 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置 - Google Patents

有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017171656A
JP2017171656A JP2017053159A JP2017053159A JP2017171656A JP 2017171656 A JP2017171656 A JP 2017171656A JP 2017053159 A JP2017053159 A JP 2017053159A JP 2017053159 A JP2017053159 A JP 2017053159A JP 2017171656 A JP2017171656 A JP 2017171656A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
layer
abbreviation
emitting element
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2017053159A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017171656A5 (ja
Inventor
俊昭 角井
Toshiaki Kadoi
俊昭 角井
英子 井上
Hideko Inoue
英子 井上
剛吉 渡部
Gokichi Watabe
剛吉 渡部
智美 光森
Tomomi Mitsumori
智美 光森
信晴 大澤
Nobuharu Osawa
信晴 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of JP2017171656A publication Critical patent/JP2017171656A/ja
Publication of JP2017171656A5 publication Critical patent/JP2017171656A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System
    • C07F15/0006Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System compounds of the platinum group
    • C07F15/0033Iridium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1059Heterocyclic compounds characterised by ligands containing three nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/185Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10Triplet emission
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/30Highest occupied molecular orbital [HOMO], lowest unoccupied molecular orbital [LUMO] or Fermi energy values
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/17Passive-matrix OLED displays
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Abstract

【課題】、新規有機金属錯体を提供する。または、緑から青色のりん光を呈する有機金属錯体を提供する。または、LUMO準位が深く且つ緑から青色のりん光を呈する有機金属錯体を提供する。または、発光効率の高い発光素子を提供する。または、緑から青色のりん光を呈し、且つ駆動電圧の低い発光素子を提供する。または、消費電力の小さい発光装置を提供する。
【解決手段】イリジウムとトリアゾール骨格を有する配位子を有し、前記トリアゾール骨格は、ピリジン環を含む基又はピリミジン環を含む基と、アリール基を有し、前記トリアゾール骨格に含まれるいずれか1つの窒素は前記イリジウムと配位し、前記アリール基のオルト位と前記イリジウムが結合した構造を有する有機金属錯体を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明の一態様は、有機金属錯体及び当該有機金属錯体を用いた発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのポテンシャルから、照明装置や表示装置として有機化合物又は有機金属錯体を発光物質とする発光素子(有機EL素子)を用いた表示装置が開発、発表されている。
有機EL素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。発光物質が発する光のスペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる分子構造の発光物質を用いることによって、様々な色の発光を呈する発光素子を得ることができる。
このように発光素子を用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、その性能にはまだまだ改善の余地がある。そのため、より特性の良好な材料が日々求められている。
特許文献1には1,2,4−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体が提示されている。
特開2012−46479号公報
本発明の一態様では、新規有機金属錯体を提供することを目的とする。または、緑から青色のりん光を呈する有機金属錯体を提供することを目的とする。または、LUMO準位が深く且つ緑から青色のりん光を呈する有機金属錯体を提供することを目的とする。または、発光効率の高い発光素子を提供することを目的とする。または、緑から青色のりん光を呈し、且つ駆動電圧の低い発光素子を提供することを目的とする。または、消費電力の小さい発光装置を提供することを目的とする。
または、本発明の他の一態様は、新しい発光素子を提供することを課題とする。または、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする。
本発明の一態様は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、イリジウムとトリアゾール骨格を有する配位子とを有し、前記トリアゾール骨格は、ピリジン環を含む基又はピリミジン環を含む基と、アリール基を有し、前記トリアゾール骨格に含まれるいずれか1つの窒素は前記イリジウムと配位し、前記アリール基のオルト位と前記イリジウムが結合した構造を有する有機金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式(G1)で表される有機金属錯体である。
但し、一般式(G1)において、R乃至Rはそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。また、R10及びR20は少なくとも一方がピリジン環を有する基またはピリミジン環を有する基であり、他方が炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン環を有する基及びピリミジン環を有する基のいずれかである。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式(G2)で表される有機金属錯体である。
但し、一般式(G2)において、R乃至R及びR11乃至R14はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。また、R20は炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン環を有する基及びピリミジン環を有する基のいずれかである。
または、本発明の他の一態様は下記一般式(G3)で表される有機金属錯体である。
但し、一般式(G3)において、R乃至R、R11乃至R14及びR21乃至R25はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は下記一般式(G4)で表される有機金属錯体である。
但し、一般式(G4)において、R11、R13、R14及びR21はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。
または、本発明の他の一態様は下記構造式(100)で表される有機金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、下記構造式(101)で表される有機金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、下記構造式(102)で表される有機金属錯体である。
または、本発明の一態様は、上記有機金属錯体のいずれかを用いた発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記発光素子のいずれかと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクとを有する電子機器である。
または、本発明の他の一態様は、上記発光装置と、筐体とを有する照明装置である。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも、発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様では、新規有機金属錯体を提供することができる。または、緑から青色のりん光を呈する有機金属錯体を提供することができる。または、LUMO準位が深く且つ緑から青色のりん光を呈する有機金属錯体を提供することができる。または、発光効率の高い発光素子を提供することができる。または、緑から青色のりん光を呈し、且つ駆動電圧の低い発光素子を提供することができる。または、消費電力の小さい発光装置を提供することができる。
または、本発明の他の一態様は、新しい発光素子を提供することができる。または、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。
本発明の一態様は上述の効果のうちいずれか一を奏すればよいものとする。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光素子の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 光源装置を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 [Ir(mpptz−dmpy)]の吸収スペクトル及び発光スペクトル。 [Ir(mpptz−dmpy)]のMSスペクトル。 [Ir(taz−dmpy)]の吸収スペクトル及び発光スペクトル。 [Ir(taz−dmpy)]のMSスペクトル。 [Ir(mpptz−tmpy)]の吸収スペクトル及び発光スペクトル。 [Ir(mpptz−tmpy)]のMSスペクトル。 発光素子1の輝度−電流密度特性。 発光素子1の電流効率−輝度特性。 発光素子1の輝度−電圧特性。 発光素子1の電流−電圧特性。 発光素子1の外部量子効率−輝度特性。 発光素子1の発光スペクトル。 発光素子2の輝度−電流密度特性。 発光素子2の電流効率−輝度特性。 発光素子2の輝度−電圧特性。 発光素子2の電流−電圧特性。 発光素子2の外部量子効率−輝度特性。 発光素子2の発光スペクトル。 発光素子3の輝度−電流密度特性。 発光素子3の電流効率−輝度特性。 発光素子3の輝度−電圧特性。 発光素子3の電流−電圧特性。 発光素子3の外部量子効率−輝度特性。 発光素子3の発光スペクトル。 EL層の作製方法を説明する断面図。 液滴吐出装置を説明する概念図。 電子機器を表す図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
本発明の一態様は、1,2,4−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体であって、1,2,4−トリアゾール骨格の4位及び5位の少なくとも一方に、ピリジン環を含む基又はピリミジン環を含む基を有する配位子を有し、中心金属がイリジウムである有機金属錯体である。なお、本有機金属錯体は、上記のような配位子が3つ配位したトリス型の有機金属錯体であることが好ましい。
当該有機金属錯体は、緑から青色のりん発光を呈し、その効率も良好である。また、当該有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子は、緑色から青色のりん光を呈する発光素子とすることができる。なお、緑色から青色のりん光を呈する発光素子は駆動電圧が高く、消費電力の大きい素子が多いが、本発明の一態様の有機金属錯体を用いた発光素子は、緑色から青色のりん光を呈する発光素子として、駆動電圧が低く消費電力の小さい発光素子とすることができる。
上記本発明の一態様の有機金属錯体は、下記一般式(G1)で表される構造を有する有機金属錯体ということもできる。
但し、一般式(G1)において、R乃至Rはそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。また、R10及びR20は少なくとも一方がピリジン環を有する基またはピリミジン環を有する基であり、他方が炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン環を有する基及びピリミジン環を有する基のいずれかである。
また、本発明の一態様の有機金属錯体は、1,2,4−トリアゾール骨格の4位にピリジン環を含む基を有することが有機金属錯体のLUMO準位を下げ、発光素子に用いた際に、有機金属錯体への電子の注入を容易にするため、好ましい。すなわち、下記一般式(G2)で表される有機金属錯体である。
一般式(G2)において、R乃至R及びR11乃至R14はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。また、R20は炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン環を有する基及びピリミジン環を有する基のいずれかである。
また、R20はフェニル基であることが励起状態の構造が安定化し、発光効率を高めるため好ましい。また、熱物性が向上し、昇華性が良くなるため、蒸着による素子の作成において有効に働く。このような有機金属錯体は下記一般式(G3)で表すことができる。
一般式(G3)において、R乃至R、R11乃至R14及びR21乃至R25はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。
また、このような有機金属錯体において、Rが全て水素である有機金属錯体はHOMO準位、LUMO準位共に低く、より駆動電圧の低い発光素子を提供することができる。
また、Rの一部が水素以外、特に飽和炭化水素基である場合、昇華性が良好な有機金属錯体とすることができ、信頼性の良好な発光素子を提供しやすいため好ましい構成である。
すなわち、本発明の他の構成は、下記一般式(G4)で表される有機金属錯体である。
一般式(G4)中、R11、R13、R14、及びR21はそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。
なお、本明細書中において、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基とは具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、1−メチルエチル基(イソプロピル基)、n‐ブチル基、1−メチルプロピル基(sec−ブチル基)、2−メチルプロピル基(イソブチル基)、1,1−ジメチルエチル基(tert−ブチル基)、n‐ペンチル基、1‐メチルブチル基、2‐メチルブチル基、3‐メチルブチル基、1‐エチルプロピル基、1,1‐ジメチルプロピル基、1,2‐ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基(ネオペンチル基)、分枝を有するまたは有さないヘキシル基等があげられる。炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基としては、具体的にはシクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、2,6−ジメチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などを挙げることができる。また、炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、単数または複数のメチル基で置換されたフェニル基、単数または複数のエチル基で置換されたフェニル基、単数または複数のイソプロピル基で置換されたフェニル基、tert−ブチル基で置換されたフェニル基、フェニル基で置換されたフェニル基などを挙げることができる。
なお、上記環状飽和炭化水素基及び芳香族炭化水素基は置換基を有していても良く、これらが置換基を有する場合、当該置換基としては例えば、炭素数1乃至4のアルキル基を挙げることができる。具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n‐ブチル基、sec‐ブチル基、イソブチル基、tert‐ブチル基などが挙げられる。
以上のような構成を有する本発明の一態様の有機金属錯体の具体例の一部を以下に示す。
上述に示したような、本発明の一態様の有機金属錯体の合成方法としては種々の反応を適用することができる。本発明の一態様である有機金属錯体の合成方法の一例について説明する。
<一般式(G0)で表される1,2,4−トリアゾール誘導体の合成法>
まず、下記一般式(G0)で表される1,2,4−トリアゾール誘導体の合成法の一例を合成スキーム(a)により説明する。
一般式(G0)中、R乃至Rはそれぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び、置換もしくは無置換の炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。また、R10及びR20は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン骨格を有する基、及びピリミジン骨格を有する基のいずれかを表し、R10及びR20の少なくとも一方はピリジン骨格を有する基またはピリミジン骨格を有する基を表す。
下記合成スキーム(a)に示すように、置換または無置換のフェニル基を有するヒドラジド化合物(A1)と、R10及びR20を含むチオエーテル化合物、またはR10及びR20を含むN−置換チオアミド化合物(A2)とを反応させることにより、1,2,4−トリアゾール誘導体を得ることができる。
ただし、1,2,4−トリアゾール誘導体の合成法は、合成スキーム(a)のみに限定されるものではない。例えば、他の合成法の一例として、置換または無置換のフェニル基及びR20を含むチオエーテル化合物、または置換または無置換のフェニル基を含むN−置換チオアミド化合物を、R10を含むヒドラジド化合物と反応させる方法もある。
また、下記スキーム(a’)に示すように、ジヒドラジド化合物(A1’)と第1級アミン化合物(A2’)とを反応させる方法もある。
以上のように、一般式(G0)で表される1,2,4−トリアゾール誘導体は、ごく簡便な合成スキームにより合成することができる。
<一般式(G1)で表される本発明の一態様である有機金属錯体の合成方法>
次に、本発明の一態様である有機金属錯体の一例として、下記一般式(G1)で表される有機金属錯体の合成方法について説明する。
下記合成スキーム(b)に示すように、一般式(G0)で表される1,2,4−トリアゾール誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム金属化合物(塩化イリジウム水和物、ヘキサクロロイリジウム酸アンモニウム等)、またはイリジウム有機金属錯体化合物(アセチルアセトナト錯体、ジエチルスルフィド錯体等)とを混合した後、無溶媒で、またはアルコール系溶媒(グリセロール、エチレングリコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等)に溶解した後に加熱することにより、一般式(G1)で表される構造を有する有機金属錯体またはその前駆体を得ることができる。前駆体が得られた場合は配位子とさらに反応させることで、一般式(G1)で表される構造を有する有機金属錯体を得ることができる。
なお、本発明においては、上述したように1,2,4−トリアゾール誘導体を配位子とするオルトメタル錯体を得るために、1,2,4−トリアゾールの5位(すなわちR20)に、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン骨格を有する基、及びピリミジン骨格を有する基のいずれかの置換基を導入すると、R20として水素を用いた場合と比較して、合成スキーム(b)における収率を高めることができるためより好ましい構成となる。
ここで、本発明の一態様の有機金属錯体について、量子化学計算による分子軌道の計算、及び最低励起三重項エネルギー準位(T1準位)の計算を行った一例を示す。計算に用いた化合物の構造を以下に示す。なお、構造式(301)乃至(306)及び(308)乃至(313)が本発明の一態様の有機金属錯体であり、構造式(300)及び(307)は比較のための有機金属錯体である。
計算方法に関しては以下の通りである。なお、量子化学計算プログラムとしては、Gaussian09を使用した。計算は、ハイパフォーマンスコンピュータ(SGI社製、ICE X)を用いて行った。
まず、一重項基底状態における最安定構造を密度汎関数法(DFT)で計算した。基底関数として、H、C、N原子については6−311G(d,p)を、Ir原子についてはLanL2DZを用いた。汎関数はB3PW91を用いた。上述の基底関数により、例えば、水素原子であれば、1sから3sの軌道が考慮され、また、炭素原子であれば、1sから4s、2pから4pの軌道が考慮されることになる。さらに、計算精度向上のため、分極基底系として、水素原子にはp関数を、水素原子以外にはd関数を加えた。
次に、時間依存密度汎関数法(TD−DFT)を用いて、一重項基底状態の最安定構造から三重項励起状態への遷移に係わるエネルギーを算出した。なお、DFTの全エネルギーは、ポテンシャルエネルギー、電子間静電エネルギー、電子の運動エネルギーと複雑な電子間の相互作用を全て含む交換相関エネルギーの和で表される。DFTでは、電子密度で表現された一電子ポテンシャルの汎関数(関数の関数の意)で交換相関相互作用を近似しているため、計算は高精度である。
上記によって得られたHOMO準位、LUMO準位、及びT1準位の計算値を表1に示す。
ベンゼン環より、ピリジン環およびピリミジン環は、電子受容性が高い。そのため上記計算結果のように、構造式(301)乃至(306)の有機金属錯体のLUMO準位は、構造式(300)のLUMO準位より低い。また、構造式(308)乃至(313)の有機金属錯体のLUMO準位は、構造式(307)のLUMO準位より低い。すなわち、本発明の一態様の有機金属錯体のように、ピリジン骨格を含む基又はピリミジン骨格を含む基を有する配位子を有する有機金属錯体は、LUMO準位が低い有機金属錯体である。
また、計算の結果より、構造式(301)乃至(313)のT1準位は、緑から青色のエネルギーであることが分かる。したがって、本発明の一態様は、緑から青色のりん光を呈する有機金属錯体として好ましい。
≪発光素子≫
続いて、本発明の一態様である発光素子の例について図1(A)を用いて以下、詳細に説明する。
本実施の形態における発光素子は、第1の電極101と、第2の電極102とからなる一対の電極と、第1の電極101と第2の電極102との間に設けられたEL層103とから構成されている。なお、第1の電極101は陽極として機能し、第2の電極102は陰極として機能するものとして、以下説明をする。
第1の電極101は陽極として機能させるためには、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1乃至20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5乃至5wt%、酸化亜鉛を0.1乃至1wt%含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、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(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料を、EL層103における第1の電極101と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
EL層103は積層構造を有し、当該積層構造のいずれかの層に上記一般式(G1)乃至(G4)のいずれかで表される本発明の一態様の有機金属錯体が含まれることが好ましい。
EL層103の積層構造は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、中間層等を適宜組み合わせて構成することができる。本実施の形態では、EL層103は、第1の電極101の上に正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115の順で積層構造を有する構成について説明する。各層を構成する材料の例について以下に具体的に示す。
正孔注入層111は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(略称:CuPC)等のフタロシアニン系の化合物、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)等の芳香族アミン化合物、或いはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(略称:PEDOT/PSS)等の高分子等、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)、クロラニル等によっても正孔注入層111を形成することができる。
また、正孔注入層111として、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させた当該複合材料を用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第1の電極101として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における正孔輸送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
複合材料に用いることのできる正孔輸送性の物質としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等の芳香族アミン化合物、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。ビニル骨格を有する芳香族炭化水素であってもよく、ビニル骨格を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等の高分子化合物を用いることもできる。
正孔注入層111を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光素子を得ることが可能となる。
正孔輸送層112は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、例えば、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:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、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)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性が高く、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層112に用いることができる。なお、正孔輸送性の物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
発光層113は、蛍光発光を呈する層であっても、りん光発光を呈する層や熱活性化遅延蛍光(TADF)を呈する層であってもいずれでも構わない。また、単層であっても、異なる発光物質が含まれる複数の層からなっていても良い。複数の層からなる発光層を形成する場合、りん光発光物質が含まれる層と蛍光発光物質が含まれる層が積層されていても良い。この際、りん光発光物質が含まれる層では、後述の励起錯体を利用することが好ましい。
蛍光発光物質としては、例えば以下のような物質を用いることができる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)クマリン545T、N,N’−ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)、2−{2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2−{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2−{2,6−ビス[2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)などが挙げられる。特に、1,6FLPAPrnや1,6mMemFLPAPrnのようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
発光層113において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmp)])、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz)])、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrptz−3b)])のような4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1−mp)])、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1−Me)])のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、fac−トリス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)])、トリス[3−(2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt−Me)])のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(pic)])、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、440nmから520nmに発光のピークを有する化合物である。
また、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)])、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)(acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)])、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)(acac)])、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bzq)(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)])、トリス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)])、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq)(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、500nm乃至600nmに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dibm)])、ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dpm)])、ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(acac)])、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(dpm])])、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq)])、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq)(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)のような白金錯体や、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)(Phen)])、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、600nmから700nmに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、様々なりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。
なお、本発明の一態様の有機金属錯体をりん光発光物質として用いることが好ましい。本発明の一態様の有機金属錯体は、緑色から青色のりん光を効率良く発光するため、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、本発明の一態様の有機金属錯体は、1,2,4−トリアゾール骨格を含む配位子を有する有機金属錯体としてはLUMO準位の位置が深く、電子の注入および電子の輸送性に優れる。そのため、当該有機金属錯体をりん光発光物質として用いた発光素子は駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。このことから当該発光素子を備えた発光装置は消費電力の小さい発光装置とすることができる。
TADF材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンを用いることができる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(SnF(Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(PtClOEP)等も挙げられる。
また、以下の構造式に示される2−ビフェニル−4,6−ビス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:PIC−TRZ)や、9−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−9’−フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:PCCzTzn)、9−[4−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]−9’−フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:PCCzPTzn)、2−[4−(10H−フェノキサジン−10−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PXZ−TRZ)、3−[4−(5−フェニル−5,10−ジヒドロフェナジン−10−イル)フェニル]−4,5−ジフェニル−1,2,4−トリアゾール(略称:PPZ−3TPT)、3−(9,9−ジメチル−9H−アクリジン−10−イル)−9H−キサンテン−9−オン(略称:ACRXTN)、ビス[4−(9,9−ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC−DPS)、10−フェニル−10H,10’H−スピロ[アクリジン−9,9’−アントラセン]−10’−オン(略称:ACRSA)、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、S準位とT準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。
発光層のホスト材料としては、蛍光発光物質を用いる場合は、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}アントラセン(略称:FLPPA)等のアントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPAは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
上記材料以外の材料をホスト材料として用いる場合、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、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(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体や、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)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、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)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、4,6−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6−ビス〔3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル〕ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm−II)などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)−フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンやピラジン)骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
正孔輸送性を有する材料としては、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:NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4、4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)などのカルバゾール骨格を有する化合物や、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)などのチオフェン骨格を有する化合物や、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、以上で述べた正孔輸送材料の他、様々な物質の中から正孔輸送材料を用いても良い。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層113の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料:電子輸送性を有する材料=1:9乃至9:1とすればよい。
また、これら混合されたホスト材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は、蛍光発光物質、りん光発光物質及びTADF材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、当該構成は駆動電圧も低下するため好ましい構成である。
以上のような構成を有する発光層113は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液として、グラビア印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、スピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができる。
電子輸送層114は、電子輸送性を有する物質を含む層である電子輸送性を有する物質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する材料として挙げた材料や、アントラセン骨格を有する材料を用いることができる。
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。
また、電子輸送層114と第2の電極102との間に、第2の電極102に接して電子注入層115を設けてもよい。電子注入層115としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものを用いることができる。また、電子注入層115にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、電子注入層115として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第2の電極102からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
また、電子注入層115の代わりに電荷発生層116を設けても良い(図1(B))。電荷発生層116は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層116には、少なくともP型層117が含まれる。P型層117は、上述の正孔注入層111を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またP型層117は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプター材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。P型層117に電位をかけることによって、電子輸送層114に電子が、陰極である第2の電極102に正孔が注入され、発光素子が動作する。この際、電子輸送層114の電荷発生層116に接する位置に、本発明の一態様の有機化合物を含む層が存在することによって、発光素子の駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が抑制され、寿命の長い発光素子を得ることができる。
なお、電荷発生層116はP型層117の他に電子リレー層118及び電子注入バッファ層119のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層118は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層119とP型層117との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層118に含まれる電子輸送性を有する物質のLUMO準位は、P型層117におけるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送層114における電荷発生層116に接する層に含まれる物質のLUMO準位との間であることが好ましい。電子リレー層118に用いられる電子輸送性を有する物質におけるLUMO準位の具体的なエネルギー準位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよい。なお、電子リレー層118に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子注入バッファ層119には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層119が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層114を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、本発明の有機化合物を用いることもできる。
第2の電極102を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には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できる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等の元素周期表の第1族または第2族に属する元素、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第2の電極102と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第2の電極102として用いることができる。これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
また、EL層103の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
ここで、液滴吐出法を用いてEL層786を形成する方法について、図37を用いて説明する。図37(A)乃至図37(D)は、EL層786の作製方法を説明する断面図である。
まず、平坦化絶縁膜770上に導電膜772が形成され、導電膜772の一部を覆うように絶縁膜730が形成される(図37(A)参照)。
次に、絶縁膜730の開口である導電膜772の露出部に、液滴吐出装置783より液滴784を吐出し、組成物を含む層785を形成する。液滴784は、溶媒を含む組成物であり、導電膜772上に付着する(図37(B)参照)。
なお、液滴784を吐出する工程を減圧下で行ってもよい。
次に、組成物を含む層785より溶媒を除去し、固化することによってEL層786を形成する(図37(C)参照)。
なお、溶媒の除去方法としては、乾燥工程または加熱工程を行えばよい。
次に、EL層786上に導電膜788を形成し、発光素子782を形成する(図37(D)参照)。
このようにEL層786を液滴吐出法で行うと、選択的に組成物を吐出することができるため、材料のロスを削減することができる。また、形状を加工するためのリソグラフィ工程なども必要ないために工程も簡略化することができ、低コスト化が達成できる。
なお、上記説明した液滴吐出法とは、組成物の吐出口を有するノズル、あるいは1つ又は複数のノズルを有するヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。
次に、液滴吐出法に用いる液滴吐出装置について、図38を用いて説明する。図38は、液滴吐出装置1400を説明する概念図である。
液滴吐出装置1400は、液滴吐出手段1403を有する。また、液滴吐出手段1403は、ヘッド1405と、ヘッド1412と、ヘッド1416とを有する。
ヘッド1405、及びヘッド1412は制御手段1407に接続され、それがコンピュータ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。
また、描画するタイミングとしては、例えば、基板1402上に形成されたマーカー1411を基準に行えば良い。あるいは、基板1402の外縁を基準にして基準点を確定させても良い。ここでは、マーカー1411を撮像手段1404で検出し、画像処理手段1409にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発生させて制御手段1407に送る。
撮像手段1404としては、電荷結合素子(CCD)や相補型金属−酸化物−半導体(CMOS)を利用したイメージセンサなどを用いることができる。なお、基板1402上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源1413、材料供給源1414、材料供給源1415より配管を通してヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416にそれぞれ供給される。
ヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416の内部は、点線1406が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド1412もヘッド1405と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘッド1412のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、複数種の発光材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド1405、ヘッド1412、ヘッド1416は基板上を、図38中に示すX、Y、Zの矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。
また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。吐出時に基板を加熱しておいてもよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、そのときの温度は、基板の材質及び組成物の性質に依存する。
以上のように、液滴吐出装置を用いてEL層786を作製することができる。
液滴吐出装置を用いてEL層786を作製する場合において、本発明の有機金属錯体を溶媒に溶かした組成物として湿式法により形成する場合、種々の有機溶剤を用いて塗布用組成物とすることが出来る。前記組成物に用いることが出来る有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、酢酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン等種々の有機溶剤を用いることが出来る。特に、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の低極性なベンゼン誘導体を用いることで、好適な濃度の溶液を作ることが出来、また、インク中に含まれる本発明の有機金属錯体が酸化などにより劣化することを防止できるため好ましい。また、作製後の膜の均一性や膜厚の均一性などを考慮すると沸点が100℃以上であることが好ましく、トルエン、キシレン、メシチレンが更に好ましい。
なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせることが可能である。
電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
当該発光素子の発光は、第1の電極101または第2の電極102のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極101または第2の電極102のいずれか一方または両方を透光性を有する電極で形成する。
なお、第1の電極101と第2の電極102との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第1の電極101および第2の電極102から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
また、発光層113に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層113における再結合領域に近い方に接するキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光物質もしくは、発光層に含まれる発光中心物質が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(積層型素子ともいう)の態様について、図1(C)を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図1(A)で示したEL層103と同様な構成を有する。つまり、図1(A)又は図1(B)で示した発光素子は、1つの発光ユニットを有する発光素子であり、図1(C)で示した発光素子は複数の発光ユニットを有する発光素子であるということができる。
図1(C)において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512が積層されており、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512との間には電荷発生層513が設けられている。第1の電極501と第2の電極502はそれぞれ図1(A)における第1の電極101と第2の電極102に相当し、図1(A)の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
電荷発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図1(C)において、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層513は、第1の発光ユニット511に電子を注入し、第2の発光ユニット512に正孔を注入するものであればよい。
電荷発生層513は、図1(B)にて説明した電荷発生層116と同様の構成で形成することが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層513に接している場合は、電荷発生層513が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
また、電子注入バッファ層119を設ける場合、当該層が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、当該発光ユニットには必ずしも重ねて電子注入層を形成する必要はない。
なお、発光ユニット中、電荷発生層513における陽極側の面に接する層(代表的には陽極側の発光ユニットにおける電子輸送層)に上述の本発明の一態様である有機金属錯体が含まれることによって、消費電力の小さい発光素子を得ることができる。
図1(C)では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層513で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、2つの発光ユニットを有する発光素子において、第1の発光ユニットで赤と緑の発光色、第2の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも容易である。
≪微小光共振器(マイクロキャビティ)構造≫
マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、上記一対の電極を、反射電極と半透過・半反射電極とから構成することにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極は上述の第1の電極と第2の電極に相当する。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともEL層を有し、EL層は少なくとも発光領域となる発光層を有している。
EL層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。なお、反射電極は、可視光の反射率が40%乃至100%、好ましくは70%乃至100%であり、かつ抵抗率が1×10−2Ωcm以下である。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が20%乃至80%、好ましくは40%乃至70%であり、かつ抵抗率が1×10−2Ωcm以下である。
また、当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。
なお、発光層から発する光のうち、反射電極によって反射されて戻ってきた光(第1の反射光)は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光(第1の入射光)と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を(2n−1)λ/4(ただし、nは1以上の自然数、λは増幅したい色の波長)に調節することが好ましい。これにより、第1の反射光と第1の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。
なお、上記構成においては、EL層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のEL層を設け、それぞれのEL層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
≪発光装置≫
本発明の一態様の発光装置について図2を用いて説明する。なお、図2(A)は、発光装置を示す上面図、図2(B)は図2(A)をA−BおよびC−Dで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部(ソース線駆動回路)601、画素部602、駆動回路部(ゲート線駆動回路)603を含んでいる。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。
なお、引き回し配線608はソース線駆動回路601及びゲート線駆動回路603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)609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板(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2(B)を用いて説明する。素子基板610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線駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。
なお、ソース線駆動回路601はnチャネル型FET623とpチャネル型FET624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を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602はスイッチング用FET611と、電流制御用FET612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、3つ以上のFETと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
FETに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。FETに用いる半導体の例としては、第13族半導体、第14族半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体材料を用いることができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、In−Ga酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)等が挙げられる。なお、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物半導体材料を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい構成である。
なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614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ことができる。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614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614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614の上端部のみに曲率半径(0.2μm乃至3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
第1の電極613上には、EL層616及び第2の電極617がそれぞれ形成されている。これらはそれぞれ図1(A)で説明した第1の電極101、EL層103及び第2の電極102又は図1(B)で説明した第1の電極501、EL層503及び第2の電極502に相当する。
EL層616には本発明の一態様の有機金属錯体が含まれることが好ましい。当該有機金属錯体は、発光層における発光中心物質として用いられることが好ましい。
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
シール材605にはエポキシ系樹脂やガラスフリット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、素子基板610及び封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、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。
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトランジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。トランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
図3には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層(カラーフィルタ)等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図3(A)には基板1001、下地絶縁膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート電極1006、1007、1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜1021、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024B、隔壁1025、EL層1028、発光素子の第2の電極1029、封止基板1031、シール材1032などが図示されている。
また、図3(A)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)は透明な基材1033に設けている。また、黒色層(ブラックマトリックス)1035をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層で覆われている。また、図3(A)においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、4色の画素で映像を表現することができる。
なお、本発明の一態様の有機金属錯体を発光物質の一つとして用いた発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができ、消費電力の小さな発光素子とすることもできる。
図3(B)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した発光装置では、FETが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の発光装置としたが、封止基板1031側に発光を取り出す構造(トップエミッション型)の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図4に示す。この場合、基板1001は光を通さない基板を用いることができる。FETと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第3の層間絶縁膜1037を電極1022を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶縁膜1037は第2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024Bはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図4のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第1の電極を反射電極とすることが好ましい。EL層1028の構成は、図1(A)のEL層103または図1(B)のEL層103として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図4のようなトップエミッションの構造では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するように黒色層(ブラックマトリックス)1035を設けても良い。着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)や黒色層(ブラックマトリックス)はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板1031は透光性を有する基板を用いることとする。
また、ここでは赤、緑、青、白の4色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の3色や赤、緑、青、黄の4色でフルカラー表示を行ってもよい。
図5には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図5(A)は、発光装置を示す斜視図、図5(B)は図5(A)をX−Yで切断した断面図である。図5において、基板951上には、電極952と電極956との間にはEL層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子を、画素部に形成されたFETでそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。
≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図6を参照しながら説明する。図6(B)は照明装置の上面図、図6(A)は図6(B)におけるe−f断面図である。
当該照明装置は、支持体である透光性を有する基板400上に、第1の電極401が形成されている。第1の電極401は図1(A)、(B)の第1の電極101に相当する。第1の電極401側から発光を取り出す場合、第1の電極401は透光性を有する材料により形成する。
第2の電極404に電圧を供給するためのパッド412が基板400上に形成される。
第1の電極401上にはEL層403が形成されている。EL層403は図1(A)、(B)のEL層103に相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
EL層403を覆って第2の電極404を形成する。第2の電極404は図1(A)の第2の電極102に相当する。発光を第1の電極401側から取り出す場合、第2の電極404は反射率の高い材料を含んで形成される。第2の電極404はパッド412と接続することによって、電圧が供給される。
第1の電極401、EL層403及び第2の電極404によって発光素子が形成される。当該発光素子を、シール材405、406を用いて封止基板407を固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材405、406はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材406(図6(B)では図示せず)には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
また、パッド412と第1の電極401の一部をシール材405、406の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したICチップ420などを設けても良い。
≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図7(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、表示部7103は、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図7(B1)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。なお、このコンピュータは、発光素子をマトリクス状に配列して表示部7203に用いることにより作製される。図7(B1)のコンピュータは、図7(B2)のような形態であっても良い。図7(B2)のコンピュータは、キーボード7204、ポインティングデバイス7206の代わりに第2の表示部7210が設けられている。第2の表示部7210はタッチパネル式となっており、第2の表示部7210に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第2の表示部7210は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部7203もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
図7(C)(D)は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯情報端末は、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部7402を有している。
図7(C)及び(D)に示す携帯情報端末は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部7402の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部7402に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
なお、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
また、表示部に本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は発光効率が良好な発光素子とすることが可能である。また、駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。このため、本発明の一態様の有機金属錯体を含む電子機器は消費電力の小さい電子機器とすることができる。
図8は、発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例である。図8に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライトユニット903、筐体904を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。バックライトユニット903には、発光素子が用いられおり、端子906により、電流が供給されている。
発光素子には本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。
図9は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図9に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002として発光素子を用いた照明装置が用いられている。
図10は、室内の照明装置3001の例である。当該照明装置3001には本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を用いることが好ましい。
本発明の一態様である自動車を図11に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュボードに発光素子が搭載されている。表示領域5000乃至表示領域5005は発光素子を用いて設けられた表示領域である。本発明の一態様の有機金属錯体を用いることが好ましく、当該有機金属錯体を用いることによって消費電力の小さい発光素子とすることができる。また、これにより表示領域5000乃至表示領域5005は消費電力を抑えられるため、車載に好適である。
表示領域5000と表示領域5001は、自動車のフロントガラスに設けられた、発光素子を用いる表示装置である。この発光素子を、第1の電極と第2の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示領域5002はピラー部分に設けられた発光素子を用いる表示装置である。表示領域5002には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域5003は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
表示領域5004や表示領域5005はナビゲーション情報、速度計や回転数、走行距離、給油量、ギア状態、空調の設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域5000乃至表示領域5003にも設けることができる。また、表示領域5000乃至表示領域5005は照明装置として用いることも可能である。
図12(A)及び図12(B)は2つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図12(A)は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部9631b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切り替えスイッチ9036、留め具9033を有する。なお、当該タブレット端末は、本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を備えた発光装置を表示部9631a、表示部9631bの一方又は両方に用いることにより作製される。
表示部9631aは、一部をタッチパネル領域9632aとすることができ、表示された操作キー9637にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部9631aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部9631aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9631aの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表示画面として用いることができる。
また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部をタッチパネル領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部9631bにキーボードボタンを表示することができる。
また、タッチパネル領域9632aとタッチパネル領域9632bに対して同時にタッチ入力することもできる。
また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。
また、図12(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。
図12(B)は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体9630、太陽電池9633、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636を備える例を示す。なお、図12(B)では充放電制御回路9634の一例としてバッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有する構成について示している。
なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態にすることができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
また、この他にも図12(A)及び図12(B)に示したタブレット型端末は、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することができる。
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、筐体9630の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー9635の充電を行う構成とすることができるため好適である。
また、図12(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図12(C)にブロック図を示し説明する。図12(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3、表示部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図12(B)に示す充放電制御回路9634に対応する箇所となる。
まず外光により太陽電池9633で発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようDCDCコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部9631の動作に太陽電池9633で充電された電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ9638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッテリー9635の充電を行う構成とすればよい。
なお、太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限定されず、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段によってバッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。無線(非接触)で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。
なお、本発明の一態様の有機金属錯体は有機薄膜太陽電池に用いることができる。より具体的には、キャリア輸送性があるため、キャリア輸送層に用いることができる。また、光励起するため、発電層として用いることができる。
また、上記表示部9631を具備していれば、図12に示した形状のタブレット型端末に限定されない。
また、図39(A)〜(C)に、折りたたみ可能な携帯情報端末9310を示す。図39(A)に展開した状態の携帯情報端末9310を示す。図39(B)に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末9310を示す。図39(C)に折りたたんだ状態の携帯情報端末9310を示す。携帯情報端末9310は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示パネル9311はヒンジ9313によって連結された3つの筐体9315に支持されている。なお、表示パネル9311は、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネル(入出力装置)であってもよい。また、表示パネル9311は、ヒンジ9313を介して2つの筐体9315間を屈曲させることにより、携帯情報端末9310を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル9311に用いることができる。表示パネル9311における表示領域9312は折りたたんだ状態の携帯情報端末9310の側面に位置する表示領域である。表示領域9312には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
≪合成例1≫
本実施例では、実施の形態において構造式(100)として示した、本発明の一態様である、トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾ−ル−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmpy)])の合成方法について説明する。[Ir(mpptz−dmpy)]の構造を以下に示す。
<ステップ1;2,6−ジメチル−3−[3−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾ−ル−4−イル]ピリジン(略称:Hmpptz−dmpy)の合成>
300mL三口フラスコに、N−(クロロフェニルメチレン)−2−メチル−ベンゼンカルボヒドラゾイルクロリドを10g(34.2mmol)、3−アミノ−2,4−ジメチルピリジンを20g(163.7mmol)、N,N−ジメチルアニリンを100mL入れ、窒素気流下、180℃で35時間撹拌し、反応させた。反応後、反応溶液に1M塩酸を加え、中和した。中和した溶液から酢酸エチルを用いて有機層を抽出した。この有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水を順に用いて洗浄した。洗浄した有機層に、無水硫酸マグネシウムを加え乾燥を行った後、自然ろ過によりろ液を得た。このろ液から酢酸エチルを留去した後、シリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には酢酸エチルとヘキサンを用いた。得られたフラクションの溶媒を留去し、再結晶により白色固体を収量1.5g(4.4mmol)、収率13%で得た。核磁気共鳴法(NMR)により、得られた白色固体がHmpptz−dmpyであることを確認した。ステップ1の合成スキームを下記式(a−1)に示す。
<ステップ2;トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルピリジン)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmpy)])の合成>
Hmpptz−dmpy 1.5g(4.4mmol)、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)0.43g(0.88mmol)を反応容器に入れ、アルゴン気流下、250℃にて35時間撹拌し、反応させた。反応後、得られた反応混合物に酢酸エチルを加えろ過することでろ液を得た。このろ液から酢酸エチルを留去し固体を得た。この固体をシリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には酢酸エチルとジクロロメタンを用いた。得られたフラクションの溶媒を留去し、再結晶を行った後、得られた固体をトレインサブリメーション法により昇華精製し、黄色固体を収量60mg(50μmol)、収率5.7%で得た。ステップ2の合成スキームを下記式(b−1)に示す。
上記ステップ2で得られた黄色固体のマススペクトルを測定した。結果を以下に示す。
ESI−MS(m/z):Calcd,C6657IrN12:1210.4,found:1211.0[M+H
このことから、本合成例において、上述の構造式(100)で表される[Ir(mpptz−dmpy)]が得られたことがわかった。
続いて、[Ir(mpptz−dmpy)]のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル(以下、単に「吸収スペクトル」という)及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、[Ir(mpptz−dmpy)]のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定は、絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 C11347−01)を用い、グローブボックス((株)ブライト製 LABstarM13(1250/780)にて、窒素雰囲気下で溶存酸素量1ppm以下のジクロロメタンを用いて[Ir(mpptz−dmpy)]のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を調整し、石英セルに入れて密栓し、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図13に示す。なお、図13に示す吸収スペクトルは、上述のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
図13に示す通り、説明したイリジウム錯体[Ir(mpptz−dmpy)]のジクロロメタン溶液からは、478nmと502nmに発光ピークを有する青緑色の発光が観測された。
次に、本実施例で得られた[Ir(mpptz−dmpy)](略称)を液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry(略称:LC/MS分析))によって質量(MS)分析した。
LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)による分離をウォーターズ社製Acquity UPLC(登録商標)により、MS分析をウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSにより行った。LCによる分離で用いたカラムはAcquity UPLC(登録商標) BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の[Ir(mpptz−dmpy)]をクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は5.0μLとした。
LC分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始後0分から1分までが、移動相A:移動相B=30:70、その後組成を変化させ、30分における移動相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=95:5となるようにした。組成はリニアに変化させた。
MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ElectroSpray Ionization(略称:ESI))によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は3.0kV、サンプルコーン電圧は30Vとし、検出はポジティブモードで行った。以上の条件でイオン化されたm/z=1210.96の成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は50eVとした。なお、測定する質量範囲はm/z=100〜1500とした。図14に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間(TOF)型MSで検出した結果を示す。
図14の結果から、[Ir(mpptz−dmpy)]は、主としてm/z=871,341,224,121付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図14に示す結果は、[Ir(mpptz−dmpy)]に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる[Ir(mpptz−dmpy)]を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、このm/z=871付近のプロダクトイオンは、[Ir(mpptz−dmpy)]から配位子Hmpptz−dmpyが離脱した状態のカチオンと推定される。また、m/z=341付近のプロダクトイオンは、配位子Hmpptz−dmpyにプロトンが付加した状態のカチオンと、m/z=224付近のプロダクトイオンは、m/z=341付近のプロダクトイオンからジメチルピリジンおよびメタンが脱離した状態に由来するカチオンと、m/z=121付近のプロダクトイオンは、m/z=224付近のプロダクトイオンからさらにベンジルアミンが脱離した状態に由来するカチオンと各々推定される。これらは、[Ir(mpptz−dmpy)]の特徴の一つである。
≪合成例2≫
本実施例では、実施の形態において構造式(101)として示した本発明の一態様である、トリス{2−[5−フェニル−4−(2,6−ジメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(taz−dmpy)])の合成方法について説明する。[Ir(taz−dmpy)]の構造を以下に示す。
<ステップ1;ビス(N−クロロフェニルメチリデン)ヒドラジンの合成>
1L三口フラスコに、N,N’−ジベンゾイルヒドラジンを12g(50mmol)入れ、容器内を窒素置換した後、脱水トルエンを250mL加えて撹拌した。その後、窒素気流下で五塩化リンを25g(123mmol)加え、120℃までゆっくり温度を上げ、6時間撹拌し、反応させた。反応後、反応溶液を水500mLに加え、3時間撹拌した。この混合物を水層と有機層に分け、水層をトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と上記有機層を合わせた溶液を、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水を順に用いて洗浄した。その後、洗浄した有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥し、自然ろ過によりろ液を得た。このろ液の溶媒を留去した後、減圧下で残った溶媒を除去することで黄色油状物を収量12.7g(43mmol)、収率87%で得た。核磁気共鳴法(NMR)により、得られた黄色油状物がビス(N−クロロフェニルメチリデン)ヒドラジンであることを確認した。ステップ1の合成スキームを下記式(a1−2)に示す。
<ステップ2;2,6−ジメチル−3−(3,5−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾール−4−イル)ピリジン(略称:Htaz−dmpy)の合成>
300mL三口フラスコに、ステップ1で合成したビス(N−クロロフェニルメチリデン)ヒドラジンを12.5g(42.8mmol)、3−アミノ−2,4−ジメチルピリジンを25g(206mmol)、N,N−ジメチルアニリンを100mL入れ、窒素気流下、180℃で20時間撹拌し、反応させた。反応後、反応溶液に1M塩酸を加え中和した。中和した溶液から酢酸エチルを用いて有機層を抽出し、この有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水をこの順に用いて洗浄を行った。洗浄した有機層に、無水硫酸マグネシウムを加え乾燥を行った後、自然ろ過によりろ液を得た。このろ液から酢酸エチルを留去した後、シリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には酢酸エチルとトルエンを用いた。得られたフラクションの溶媒を留去し、再結晶により収量6.3g(19mmol)、収率45%で白色固体を得た。核磁気共鳴法(NMR)により、得られた白色固体がHtaz−dmpyであることを確認した。ステップ2の合成スキームを下記式(a−2)に示す。
<ステップ3;トリス{2−[5−フェニル−4−(2,6−ジメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(taz−dmpy)])の合成>
Htaz−dmpy 2g(6.1mmol)、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)0.60g(1.2mmol)を反応容器に入れ、アルゴン気流下、250℃にて17時間撹拌し、反応させた。反応後、得られた反応混合物に酢酸エチルを加えろ過することでろ液を得た。このろ液から酢酸エチルを留去し固体を得た。この固体をシリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には酢酸エチルとジクロロメタンを用いた。得られたフラクションの溶媒を留去し、再結晶を行った後、得られた固体をトレインサブリメーション法により昇華精製し、黄色固体を収量134mg(0.12μmol)、収率20%で得た。ステップ3の合成スキームを下記式(b−2)に示す。
上記ステップ3で得られた黄色固体のマススペクトルを測定した。結果を以下に示す。
ESI−MS(m/z):Calcd,C6351IrN12:1168.4,found:1169.4[M+H
このことから、本合成例において、上述の構造式(101)で表される[Ir(taz−dmpy)]が得られたことがわかった。
続いて、[Ir(taz−dmpy)]のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル(以下、単に「吸収スペクトル」という)及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、[Ir(taz−dmpy)]のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定は、絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 C11347−01)を用い、グローブボックス((株)ブライト製 LABstarM13(1250/780)にて、窒素雰囲気下で溶存酸素量1ppm以下のジクロロメタンを用いて[Ir(taz−dmpy)]のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を調整し、石英セルに入れて密栓し、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図15に示す。なお、図15に示す吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
図15に示す通り、説明したイリジウム錯体[Ir(taz−dmpy)]のジクロロメタン溶液からは、488nmと514nmに発光ピークを有する青緑色の発光が観測された。
次に、本実施例で得られた[Ir(taz−dmpy)]を液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry(略称:LC/MS分析))によってMS分析した。
LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)分離をウォーターズ社製Acquity UPLC(登録商標)により、MS分析をウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSにより行った。LC分離で用いたカラムはAcquity UPLC(登録商標) BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の[Ir(taz−dmpy)]をクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は5.0μLとした。
LC分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始後0分から1分までが、移動相A:移動相B=55:45、その後組成を変化させ、10分における移動相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=95:5となるようにした。組成はリニアに変化させた。
MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ElectroSpray Ionization(略称:ESI))によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は3.0kV、サンプルコーン電圧は30Vとし、検出はポジティブモードで行った。以上の条件でイオン化されたm/z=1169.40の成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は50eVとした。なお、測定する質量範囲はm/z=100〜1500とした。図16に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間(TOF)型MSで検出した結果を示す。
図16の結果から、[Ir(taz−dmpy)]は、主としてm/z=843、327、224、121付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図16に示す結果は、[Ir(taz−dmpy)]に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる[Ir(taz−dmpy)]を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、このm/z=843付近のプロダクトイオンは、[Ir(taz−dmpy)]にの配位子Htaz−dmpyが離脱した状態のカチオンと推定される。また、m/z=327付近のプロダクトイオンは、配位子Htaz−dmpyにプロトンが付加した状態のカチオンと、m/z=224付近のプロダクトイオンは、配位子Htaz−dmpyからジメチルピリジンが脱離した状態に由来するカチオンと、m/z=121付近のプロダクトイオンは、m/z=224付近のプロダクトイオンからさらにベンジルアミンが脱離した状態に由来するカチオンと各々推定される。これらは、[Ir(taz−dmpy)]の特徴の一つである。
≪合成例3≫
本実施例では、構造式(102)として示した本発明の一態様である、トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,4,6−トリメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−tmpy)])の合成方法について説明する。[Ir(mpptz−tmpy)]の構造を以下に示す。
<ステップ1;2,4,6−トリメチル−3−[3−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾール−4−イル]ピリジン(略称:Hmpptz−tmpy)の合成>
300mL三口フラスコに、N−(クロロフェニルメチレン)−2−メチル−ベンゼンカルボヒドラゾイルクロリドを17.1g(59mmol)、3−アミノ−2,4,6−トリメチルピリジンを24g(176mmol)、N,N−ジメチルアニリンを240mL入れ、窒素気流下、180℃で32時間撹拌し、反応させた。反応後、反応溶液に1M塩酸を加え中和した。中和した溶液を酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水をこの順で用いて洗浄を行った。洗浄した有機層に、無水硫酸マグネシウムを加え乾燥を行った後、自然ろ過によりろ液を得た。このろ液から酢酸エチルを留去した後、シリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には酢酸エチルを用いた。得られたフラクションの溶媒を留去し、再結晶により収量3.9g(11mmol)、収率19%で白色固体を得た。核磁気共鳴法(NMR)により、得られた白色固体がHmpptz−tmpyであることを確認した。ステップ1の合成スキームを下記式(a−3)に示す。
<ステップ2;トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,4,6−トリメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−tmpy)])の合成>
Hmpptz−tmpy 3.8g(11mmol)、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)を1.3g(2.7mmol)を反応容器に入れ、アルゴン気流下、250℃にて35時間撹拌し、反応させた。反応後、得られた反応混合物に酢酸エチルを加えろ過することで黄色固体を回収した。この黄色固体を再結晶した後、トレインサブリメーション法により昇華精製し、収量0.56g(0.45mmol)、収率16%で黄色固体を得た。ステップ2の合成スキームを下記式(b−3)に示す。
上記ステップ2で得られた黄色固体のマススペクトルを測定した。以下に結果を示す。
ESI−MS(m/z):Calcd,C6963IrN12:1252.5,found:1253.5[M+H
このことから、本合成例において、上述の構造式(102)で表される本発明の有機金属錯体の一態様である、[Ir(mpptz−tmpy)]が得られたことがわかった。
続いて、[Ir(mpptz−tmpy)]のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル(以下、単に「吸収スペクトル」という)及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、[Ir(mpptz−tmpy)]のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定は、絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 C11347−01)を用い、グローブボックス((株)ブライト製 LABstarM13(1250/780)にて、窒素雰囲気下で溶存酸素量1ppm以下のジクロロメタンを用いて[Ir(mpptz−tmpy)]のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を調整し、石英セルに入れて密栓し、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図17に示す。なお、図17に示す吸収スペクトルは、上述のジクロロメタン溶液(0.0100mmol/L)を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
図17に示す通り、当該イリジウム錯体[Ir(mpptz−tmpy)]のジクロロメタン溶液からは、481nmと501nmに発光ピークを有する青緑色の発光が観測された。
次に、本実施例で得られた[Ir(mpptz−tmpy)]を液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry(略称:LC/MS分析))によってMS分析した。
LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)分離をウォーターズ社製Acquity UPLC(登録商標)により、MS分析をウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSにより行った。LC分離で用いたカラムはAcquity UPLC(登録商標) BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の[Ir(mpptz−tmpy)]をクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は5.0μLとした。
LC分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始後0分から1分までが、移動相A:移動相B=60:40、その後組成を変化させ、10分における移動相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=95:5となるようにした。組成はリニアに変化させた。
MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ElectroSpray Ionization(略称:ESI))によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は3.0kV、サンプルコーン電圧は30Vとし、検出はポジティブモードで行った。以上の条件でイオン化されたm/z=1253.50の成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は50eVとした。なお、測定する質量範囲はm/z=100〜2000とした。図18に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間(TOF)型MSで検出した結果を示す。
図18の結果から、[Ir(mpptz−tmpy)]は、主としてm/z=899、355、238、135付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図18に示す結果は、[Ir(mpptz−tmpy)]に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる[Ir(mpptz−tmpy)]を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、このm/z=899付近のプロダクトイオンは、[Ir(mpptz−tmpy)]から配位子Hmpptz−tmpyが離脱した状態のカチオンと推定される。また、m/z=355付近のプロダクトイオンは、配位子Hmpptz−tmpyにプロトンが付加した状態のカチオンと、m/z=238付近のプロダクトイオンは、m/z=355付近のプロダクトイオンからトリメチルピリジンが脱離した状態に由来するカチオンと、m/z=135付近のプロダクトイオンは、m/z=238付近のプロダクトイオンからさらにベンジルアミンが脱離した状態に由来するカチオンと各々推定される。これらは、[Ir(mpptz−tmpy)]の特徴の一つである。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子である、発光素子1について説明する。発光素子1で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子1の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、第1の電極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第1の電極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)と酸化モリブデン(VI)とを重量比2:1(=DBT3P−II:酸化モリブデン)となるように60nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、上記構造式(ii)で表される3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)を膜厚20nmとなるように蒸着し、正孔輸送層112を形成した。
続いて、PCCPと、上記構造式(iii)で表される3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)と、上記構造式(iv)で表されるトリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾ−ル−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmpy)])とを、重量比1.0:0.3:0.1(=PCCP:35DCzPPy:[Ir(mpptz−dmpy)])となるように30nm共蒸着した後、35DCzPPyと、[Ir(mpptz−dmpy)]とを重量比1.0:0.06(=35DCzPPy:[Ir(mpptz−dmpy)])となるように10nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、35DCzPPyを膜厚10nmとなるように蒸着した後、上記構造式(v)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚15nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着することで第2の電極102を形成して本実施例の発光素子1を作製した。
発光素子1の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、発光素子1の初期特性について測定を行った。なお、測定は25℃に保たれた雰囲気で行った。
発光素子1の輝度−電流密度特性を図19に、電流効率−輝度特性を図20に、輝度−電圧特性を図21に、電流−電圧特性を図22に、外部量子効率−輝度特性を図23に、発光スペクトルを図24に示す。また、発光素子1の輝度が1000cd/m付近における主要な特性を表3に示す。
図19乃至図24及び表3より、本発明の一態様である発光素子1は、駆動電圧の小さい、効率が良好な青色発光素子であることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子である発光素子2について説明する。発光素子2で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子2の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、第1の電極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第1の電極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)と酸化モリブデン(VI)とを重量比2:1(=DBT3P−II:酸化モリブデン)となるように70nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、上記構造式(ii)で表される3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)を膜厚20nmとなるように蒸着し、正孔輸送層112を形成した。
続いて、PCCPと、上記構造式(iii)で表される3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)と、上記構造式(vi)で表されるトリス{2−[5−フェニル−4−(2,6−ジメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(taz−dmpy)])とを、重量比1.0:0.3:0.06(=PCCP:35DCzPPy:[Ir(taz−dmpy)])となるように30nm共蒸着した後、35DCzPPyと、[Ir(taz−dmpy)]とを重量比1.0:0.06(=35DCzPPy:[Ir(taz−dmpy)])となるように10nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、35DCzPPyを膜厚10nmとなるように蒸着した後、上記構造式(v)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚15nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着することで第2の電極102を形成して本実施例の発光素子2を作製した。
発光素子2の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子2を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、発光素子2の初期特性について測定を行った。なお、測定は25℃に保たれた雰囲気で行った。
発光素子2の輝度−電流密度特性を図25に、電流効率−輝度特性を図26に、輝度−電圧特性を図27に、電流−電圧特性を図28に、外部量子効率−輝度特性を図29に、発光スペクトルを図30に示す。また、発光素子2の輝度が1000cd/m付近における主要な特性を表5に示す。
図25乃至図30及び表5より、本発明の一態様である発光素子2は、駆動電圧の小さい、効率が良好な青色発光素子であることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子である発光素子3について説明する。発光素子3で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
(発光素子3の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極101を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、第1の電極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第1の電極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)と酸化モリブデン(VI)とを重量比2:1(=DBT3P−II:酸化モリブデン)となるように15nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
次に、正孔注入層111上に、上記構造式(ii)で表される3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)を膜厚20nmとなるように蒸着し、正孔輸送層112を形成した。
続いて、PCCPと、上記構造式(iii)で表される3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)と、上記構造式(vii)で表されるトリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,4,6−トリメチルピリジン−3−イル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−tmpy)])とを、重量比1.0:0.3:0.06(=PCCP:35DCzPPy:[Ir(mpptz−tmpy)])となるように30nm共蒸着した後、35DCzPPyと、[Ir(mpptz−tmpy)]とを重量比1.0:0.06(=35DCzPPy:[Ir(mpptz−tmpy)])となるように10nm共蒸着して発光層113を形成した。
その後、発光層113上に、35DCzPPyを膜厚10nmとなるように蒸着した後、上記構造式(v)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を膜厚15nmとなるように蒸着し、電子輸送層114を形成した。
電子輸送層114を形成した後、フッ化リチウム(LiF)を膜厚1nmとなるように蒸着して電子注入層115を形成し、続いてアルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着することで第2の電極102を形成して本実施例の発光素子3を作製した。
発光素子3の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子3を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、発光素子3の初期特性について測定を行った。なお、測定は25℃に保たれた雰囲気で行った。
発光素子3の輝度−電流密度特性を図31に、電流効率−輝度特性を図32に、輝度−電圧特性を図33に、電流−電圧特性を図34に、外部量子効率−輝度特性を図35に、発光スペクトルを図36に示す。また、発光素子3の輝度が1000cd/m付近における主要な特性を表7に示す。
図31乃至図36及び表7より、本発明の一態様である発光素子3は、駆動電圧の小さい、効率が良好な青色発光素子であることがわかった。
本発明の一態様の有機金属錯体は、実施の形態で示したように、一般式(G1)で表される有機金属錯体におけるR10およびR20のいずれかにピリジン環またはピリミジン環を有する有機金属錯体である。
本実施例では、本発明の一態様の有機金属錯体である上述の合成例1〜3に記載の構造式(100)、(101)、(102)で表される有機金属錯体と、一般式(G1)で表される構造を有する有機金属錯体のR10及びR20のどちらにもピリジン環またはピリミジン環を有さない比較例の有機金属錯体である構造式(001)のHOMO準位とLUMO準位の値を具体的に例示する。構造式(001)で表される有機金属錯体の構造を以下に示す。
HOMO準位とLUMO準位の値は、ジメチルホルムアミド溶媒中におけるサイクリックボルタンメトリー(CV)測定で得られる酸化電位および還元電位と、参照電極(Ag/Ag)のポテンシャルエネルギー(真空準位に対して−4.94eV程度である)の数値から、HOMO準位およびLUMO準位の値を見積もった。具体的には、『−4.94[eV]−(酸化電位または還元電位の値)=HOMO準位またはLUMO準位』とした。
上記の手法で算出したHOMO準位およびLUMO準位の実測値を表8に示す。
表8に示すとおり、本発明の一態様である有機金属錯体は、比較として構造式(001)で表される有機金属錯体よりもLUMO準位が低くなる結果が得られている。また、本発明の一態様である有機金属錯体においては、ピリジン環に置換する置換基が少ない有機金属錯体の方がHOMO準位、LUMO準位共に低くなっていることがわかる。ゆえに低電圧化においては、ピリジン環又はピリミジン環に置換する置換基が少ない有機金属錯体の方がより好ましい構成である。
101 第1の電極
102 第2の電極
103 EL層
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 発光層
114 電子輸送層
115 電子注入層
116 電荷発生層
117 P型層
118 電子リレー層
119 電子注入バッファ層
400 基板
401 第1の電極
403 EL層
404 第2の電極
405 シール材
406 シール材
407 封止基板
412 パッド
420 ICチップ
501 第1の電極
502 第2の電極
503 EL層
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 駆動回路部(ソース線駆動回路)
602 画素部
603 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用FET
612 電流制御用FET
613 第1の電極
614 絶縁物
616 EL層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型FET
624 pチャネル型FET
730 絶縁膜
770 平坦化絶縁膜
772 導電膜
782 発光素子
783 液滴吐出装置
784 液滴
785 層
786 EL層
788 導電膜
901 筐体
902 液晶層
903 バックライトユニット
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 EL層
956 電極
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 第1の層間絶縁膜
1021 第2の層間絶縁膜
1022 電極
1024W 発光素子の第1の電極
1024R 発光素子の第1の電極
1024G 発光素子の第1の電極
1024B 発光素子の第1の電極
1025 隔壁
1028 EL層
1029 発光素子の第2の電極
1031 封止基板
1032 シール材
1033 透明な基材
1034R 赤色の着色層
1034G 緑色の着色層
1034B 青色の着色層
1035 黒色層(ブラックマトリックス)
1037 第3の層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
1400 液滴吐出装置
1402 基板
1403 液滴吐出手段
1404 撮像手段
1405 ヘッド
1406 点線
1407 制御手段
1408 記憶媒体
1409 画像処理手段
1410 コンピュータ
1411 マーカー
1412 ヘッド
1413 材料供給源
1414 材料供給源
1415 材料供給源
1416 ヘッド
2001 筐体
2002 光源
3001 照明装置
5000 表示領域
5001 表示領域
5002 表示領域
5003 表示領域
5004 表示領域
5005 表示領域
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7210 第2の表示部
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
9033 留め具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9310 携帯情報端末
9311 表示パネル
9312 表示領域
9313 ヒンジ
9315 筐体
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a タッチパネル領域
9632b タッチパネル領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン

Claims (12)

  1. イリジウムとトリアゾール骨格を有する配位子を有し、
    前記トリアゾール骨格は、ピリジン環を含む基又はピリミジン環を含む基と、アリール基を有し、
    前記トリアゾール骨格に含まれるいずれか1つの窒素は前記イリジウムと配位し、
    前記アリール基のオルト位と前記イリジウムが結合した構造を有する有機金属錯体。
  2. 下記一般式(G1)で表される有機金属錯体。

    (但し、一般式(G1)において、R乃至Rはそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。また、R10及びR20は少なくとも一方がピリジン環を有する基またはピリミジン環を有する基であり、他方が炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン環を有する基及びピリミジン環を有する基のいずれかである。)
  3. 下記一般式(G2)で表される有機金属錯体。

    (但し、一般式(G2)において、R乃至R及びR11乃至R14はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。また、R20は炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基、炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基、ピリジン環を有する基及びピリミジン環を有する基のいずれかである。)
  4. 下記一般式(G3)で表される有機金属錯体。

    (但し、一般式(G3)において、R乃至R、R11乃至R14及びR21乃至R25はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。)
  5. 下記一般式(G4)で表される有機金属錯体。

    (但し、一般式(G4)において、R11、R13、R14及びR21はそれぞれ独立に、水素、炭素数1乃至6の飽和炭化水素基、炭素数3乃至8の環状飽和炭化水素基及び炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基のいずれかを表す。)
  6. 下記構造式(100)で表される有機金属錯体。
  7. 下記構造式(101)で表される有機金属錯体。
  8. 下記構造式(102)で表される有機金属錯体。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の有機金属錯体を用いた発光素子。
  10. 請求項9に記載の発光素子と、
    トランジスタ、または、基板と、
    を有する発光装置。
  11. 請求項10に記載の発光装置と、
    センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、
    を有する電子機器。
  12. 請求項10に記載の発光装置と、
    筐体と、
    を有する照明装置。
JP2017053159A 2016-03-18 2017-03-17 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置 Withdrawn JP2017171656A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016055941 2016-03-18
JP2016055941 2016-03-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017171656A true JP2017171656A (ja) 2017-09-28
JP2017171656A5 JP2017171656A5 (ja) 2020-04-23

Family

ID=59855337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017053159A Withdrawn JP2017171656A (ja) 2016-03-18 2017-03-17 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170271600A1 (ja)
JP (1) JP2017171656A (ja)
KR (1) KR20170108845A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019068061A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 住友化学株式会社 発光素子

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007137872A (ja) * 2005-10-18 2007-06-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 有機金属錯体及びそれを用いた発光素子、発光装置
JP2011253980A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置
WO2015151914A1 (ja) * 2014-04-04 2015-10-08 コニカミノルタ株式会社 有機金属錯体の合成方法及び当該合成方法により合成された化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2016006523A1 (ja) * 2014-07-08 2016-01-14 住友化学株式会社 金属錯体およびそれを用いた発光素子

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6830828B2 (en) * 1998-09-14 2004-12-14 The Trustees Of Princeton University Organometallic complexes as phosphorescent emitters in organic LEDs
US7807839B2 (en) * 2005-10-18 2010-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and light-emitting element and light-emitting device using the same
EP1777689B1 (en) * 2005-10-18 2016-08-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and display device and electronic equipment each having the same
JP5520479B2 (ja) * 2006-02-20 2014-06-11 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、白色発光素子、及び照明装置
US9309458B2 (en) * 2012-02-24 2016-04-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Phosphorescent organometallic iridium complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP6134566B2 (ja) * 2013-04-15 2017-05-24 住友化学株式会社 金属錯体及び該金属錯体を含む発光素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007137872A (ja) * 2005-10-18 2007-06-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 有機金属錯体及びそれを用いた発光素子、発光装置
JP2011253980A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置
WO2015151914A1 (ja) * 2014-04-04 2015-10-08 コニカミノルタ株式会社 有機金属錯体の合成方法及び当該合成方法により合成された化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2016006523A1 (ja) * 2014-07-08 2016-01-14 住友化学株式会社 金属錯体およびそれを用いた発光素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019068061A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 住友化学株式会社 発光素子
JP7192339B2 (ja) 2017-09-29 2022-12-20 住友化学株式会社 発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170108845A (ko) 2017-09-27
US20170271600A1 (en) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6317846B2 (ja) 有機化合物
JP7167270B2 (ja) 化合物
JP2020094056A (ja) 化合物
JP2019160806A (ja) 発光素子、発光モジュール、表示モジュール、照明装置、発光装置、表示装置、電子機器
JP2016028421A (ja) 発光素子、化合物、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
JP2016216448A (ja) 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
JP6611596B2 (ja) 有機化合物、発光装置及び電子機器
JP2015173263A (ja) 有機化合物、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器及び照明装置
JP6392041B2 (ja) 有機化合物、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器及び照明装置
JP6674203B2 (ja) 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置
JP2016082239A (ja) 発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置
US20210098718A1 (en) Organometallic Complex, Light-Emitting Element, Light-Emitting Device, Electronic Device, and Lighting Device
JP2015228489A (ja) 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置
JPWO2018154467A1 (ja) 発光素子用材料、発光素子、発光装置、電子機器、照明装置および有機金属錯体
JP2018181916A (ja) 発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置
JP6230904B2 (ja) 有機化合物、発光素子
JP6177124B2 (ja) 有機化合物、発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
JP2017171656A (ja) 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置
WO2022162508A1 (ja) 発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置、照明装置
KR20210043467A (ko) 유기 화합물, 발광 디바이스, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR20210018105A (ko) 유기 화합물, 발광 디바이스, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200313

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200313

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210302

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20210427