JP2024077578A - 有機金属錯体、及び有機発光素子 - Google Patents

有機金属錯体、及び有機発光素子 Download PDF

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Abstract

【課題】高い発光効率と長寿命の両立を実現する有機金属錯体を提供する。【解決手段】ベンゾイソキノリン環とベンゼン環とが５員環構造で結合されている配位子を有することにより、振動子強度が高く、分子安定性の高い有機金属錯体とする。【選択図】なし

Description

本発明は、高い発光効率を示す有機金属錯体、それを有する素子寿命の長い有機発光素子、該有機発光素子を有する装置、機器に関する。
有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、或いは有機ＥＬ素子とも呼ぶ）は、第一電極と第二電極とこれら電極間に配置される有機化合物層とを有する電子素子である。これら一対の電極から電子及びホールを注入することにより、有機化合物層中の発光性有機化合物の励起子を生成し、該励起子が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放出する。有機発光素子の最近の進歩は著しく、低駆動電圧、多様な発光波長、高速応答性、発光デバイスの薄型化・軽量化が可能であることが挙げられる。
現在、有機発光素子の発光効率を向上させる試みとして、燐光発光を用いることが提案されている。燐光発光を用いた有機発光素子は、蛍光発光のものよりも理論上約４倍の発光効率向上が期待される。従って、現在までに燐光発光性の有機金属錯体の創出が盛んに行われている。イリジウム錯体は燐光発光性の有機金属錯体の代表であるが、有機発光素子の高輝度化や低消費電力化のためにさらなる発光効率の向上が望まれている。また、長時間の使用による経時変化や劣化に対する寿命の面でもさらなる改善が期待されている。特許文献１には発光効率が高い燐光発光材料として下記の化合物Ａが、特許文献２には低駆動電圧・高効率の有機発光素子を与える化合物として下記の化合物Ｂが開示されている。
Figure 2024077578000001
特開２００９－１１４１３７号公報 特開２０２０－１６４８６３号公報
特許文献１に記載の化合物Ａは、ベンゾイソキノリン骨格を主配位子に有し発光効率が高い有機金属錯体であるが、より高い発光効率が求められていた。特許文献２に記載の化合物Ｂは、同じくベンゾイソキノリン骨格にフェニル基を結合した部位を主配位子に有した化合物であり高効率であるものの、寿命が不十分であった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い発光効率と長寿命の両立を実現する有機金属錯体を提供することである。
本発明は、下記一般式［１］で表される有機金属錯体を提供する。
ＭＬpＬ1 mＬ2 n ［１］
〔前記一般式［１］において、Ｌ、Ｌ1、Ｌ2は、それぞれ異なる配位子を表す。ＭはＩｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかである。
ｐは１乃至３の整数、ｍは０乃至２の整数、ｎは０乃至２の整数であり、ＭがＩｒ又はＲｈの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝３であり、ＭがＰｔ又はＰｄの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝２である。
ＭＬpは、下記一般式［２］で表される。
Figure 2024077578000002
 前記一般式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、シリル基、シアノ基からそれぞれ独立に選ばれる。但し、Ｒ4とＲ14、又はＲ7とＲ10の少なくとも一方は互いに結合して５員環構造を形成している。
前記Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、隣り合う置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
ＭＬ1 m及びＭＬ2 nは、それぞれ独立に、下記一般式［３］及び［４］で表される。
Figure 2024077578000003
 前記一般式［３］及び［４］において、Ｒ30乃至Ｒ37及びＲ40乃至Ｒ42は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。〕
本発明によれば、高い発光効率と長寿命の両立を実現する有機金属錯体を提供できる。
（ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の一例を表す概略断面図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る有機発光素子を用いた表示装置の一例の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。（ｂ）折り曲げ可能な表示装置の一例を表す模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る照明装置の一例を示す模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る車両用灯具を有する自動車の一例を示す模式図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例を示す模式図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例で、撮像装置を有する形態を示す模式図である。
本発明の一実施形態に係るイリジウム錯体は、下記一般式［１］で表される。
ＭＬpＬ1 mＬ2 n ［１］
前記一般式［１］において、Ｌ、Ｌ1、Ｌ2は、それぞれ異なる配位子を表す。ＭはＩｒ、Ｐｈ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかである。
ｐは１乃至３の整数、ｍは０乃至２の整数、ｎは０乃至２の整数であり、ＭがＩｒ又はＰｈの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝３であり、ＭがＰｔ又はＰｄの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝２である。
ＭＬpは、下記一般式［２］で表される。
Figure 2024077578000004
前記一般式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、シリル基、シアノ基からそれぞれ独立に選ばれる。但し、Ｒ4とＲ14、又はＲ7とＲ10の少なくとも一方は互いに結合して５員環構造を形成している。
前記Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、隣り合う置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
ＭＬ1 m及びＭＬ2 nは、それぞれ独立に、下記一般式［３］及び［４］で表される。ＭはＩｒであってよい。
Figure 2024077578000005
 前記一般式［３］及び［４］において、Ｒ30乃至Ｒ37及びＲ40乃至Ｒ42は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。
上記一般式［３］において、Ｒ40、Ｒ42は、炭素原子数１以上８以下のアルキルが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基、－ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）2が挙げられる。
Ｒ40乃至Ｒ42の置換基をかさ高い置換基とすることで、有機金属錯体の耐熱性、昇華性を向上できる場合がある。特に、Ｒ40、Ｒ41、Ｒ42の組み合わせが、イソプロピル基、水素原子、イソプロピル基の組み合わせ、－ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）2、水素原子、－ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）2の組み合わせ、ｔ－ブチル基、水素原子、ｔ－ブチル基の組み合わせ、エチル基、水素原子、メチル基の組み合わせが好ましい。
一般式［２］で表されるＭＬlは、下記一般式［５］、［６］、［７］のいずれかで表されることが好ましい。ＭはＩｒであってよい。また、ＭがＩｒである場合には、下記一般式［５］、［６］、［７］は、下記一般式［５’］、［６’］、［７’］である。
Figure 2024077578000006
Figure 2024077578000007
Figure 2024077578000008
上記一般式［５］は、上記一般式［２］において、Ｒ4とＲ14がＸを介して互いに結合して５員環構造を形成しており、一般式［６］は、上記一般式［２］において、Ｒ7とＲ10がＸを介して互いに結合して５員環構造を形成している。また、一般式［７］は、上記一般式［２］において、Ｒ4とＲ14がＸ1を介して、及びＲ7とＲ10がＸ2を介して、それぞれ互いに結合して５員環構造を形成している。
上記一般式［５］において、Ｒ1乃至Ｒ3、Ｒ5乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ13、Ｒ20乃至Ｒ23、上記一般式［６］において、Ｒ1乃至Ｒ6、Ｒ11乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23、上記一般式［７］において、Ｒ1乃至Ｒ3、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ11乃至Ｒ13、Ｒ20乃至Ｒ23は、一般式［２］で挙げた通りである。即ち、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換或いは無置換のアルキル基、置換或いは無置換のアルコキシ基、置換或いは無置換のアリール基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換或いは無置換の複素環基、置換或いは無置換のアラルキル基、置換或いは無置換のアミノ基、シリル基、シアノ基からそれぞれ独立に選ばれる。
上記一般式［５］、［６］、［７］において、Ｘ、Ｘ1、Ｘ2は、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏ、ＳｉＲＲ’、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＮＲから選ばれ、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換或いは無置換のアルキル基、置換或いは無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれる。尚、一般式［７］において、Ｘ1とＸ2は、同じでも異なっていても良い。
上記一般式［２］乃至［７］において挙げられた、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、アラルキル基、アミノ基について、以下に具体的に説明する。
アルキル基は、炭素原子数１以上１０以下のアルキル基が好ましく、炭素原子数１以上８以下がより好ましく、炭素原子数１以上４以下がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、エチルヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１－アダマンチル基、２－アダマンチル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アルコキシ基は、炭素原子数１以上１０以下のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数１以上６以下がより好ましく、炭素原子数１以上４以下がさらに好ましい。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、２－エチル－ヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ハロゲン原子の中でもフッ素原子が好ましい。
アミノ基は、無置換又は、アルキル基、アリール基、アミノ基のいずれかで置換されていてもよい。置換基としての上記アルキル基、アリール基、アミノ基は、ハロゲン原子を置換基として有していてもよく、アリール基、アミノ基はアルキル基を置換基として有していてもよい。アミノ基は置換したアルキル基が互いに結合して環を形成していてもよい。具体的には、Ｎ－メチルアミノ基、Ｎ－エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノ基、Ｎ－メチル－Ｎ－エチルアミノ基、Ｎ－ベンジルアミノ基、Ｎ－メチル－Ｎ－ベンジルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジベンジルアミノ基、アニリノ基、Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジナフチルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジフルオレニルアミノ基、Ｎ－フェニル－Ｎ－トリルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジトリルアミノ基、Ｎ－メチル－Ｎ－フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジアニソリルアミノ基、Ｎ－メシチル－Ｎ－フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ－ジメシチルアミノ基、Ｎ－フェニル－Ｎ－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）アミノ基、Ｎ－フェニル－Ｎ－（４－トリフルオロメチルフェニル）アミノ基、Ｎ－ピペリジル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アリール基は、炭素原子数６以上１８以下のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基等が挙げられる。
複素環基は、炭素原子数３以上１５以下の複素環基が好ましく、複素原子として、Ｎ、Ｓ、Ｏを有していてもよい。具体的には、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナントロリル基、フラニル基、チオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
アリールオキシ基は、フェノキシ基、チエニルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シリル基は、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、複素環基、アリールオキシ基は、重水素原子を置換基として有していてもよい。アルキル基が重水素原子を置換基として有する例として、－ＣＤ3、－ＣＤ2ＣＨ3、－ＣＤ2ＣＤ3等が挙げられるが、これらに限られない。
上記アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、複素環基、アリールオキシ基は、ハロゲン原子を置換基として有していてもよく、ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、フッ素原子であってよい。特にアルキル基は、フッ素原子を有することが好ましく、具体的には、トリフッ化メチル基（－ＣＦ3）、ペンタフルオロエチル基（－Ｃ2Ｆ5）が挙げられる。
上記アミノ基、アリール基、複素環基、アリールオキシ基は、アルキル基を置換基として有していてもよく、アルキル基は、炭素原子数１以上１０以下が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基が挙げられる。
上記アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、アラルキル基、アミノ基は、アリール基、複素環基、アミノ基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シアノ基等を置換基として有していても良い。好ましくは、アリール基は炭素原子数６以上１２以下が好ましく、具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基が挙げられる。複素環基は、炭素原子数３以上９以下が好ましく、複素原子として、窒素、硫黄、酸素が好ましい。具体的には、ピリジル基、ピロリル基が挙げられる。アミノ基は、アルキル基、アリール基で置換されていても良く、該アルキル基は互いに結合して環を形成していてもよい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基が、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が、アリールオキシ基としてはフェノキシ基が挙げられる。
本実施形態に係る有機金属錯体は、高い発光効率と長寿命の有機ＥＬ材料及び有機発光素子を提供できる。ここで、イリジウム錯体のような燐光発光材料の発光量子収率を高効率化するには、錯体の励起状態における遷移双極子モーメントを増大させ振動子強度を向上させることが有効である。本実施形態におけるベンゾイソキノリン（ＢＩＱ）環と別の芳香環とを５員環構造で結合した共役構造を主配位子として設けたイリジウム錯体によると、共役面の重心を金属原子からより遠ざかる方向に共役を拡張している。そのため、錯体の励起状態において金属原子から配位子へ移る電子の移動距離が長くなり、遷移双極子モーメントを増大させ、振動子強度を向上させることができる。これにより発光効率が高い有機金属錯体となる。
ここで、有機金属錯体の振動子強度は、電子状態計算ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ０９＊Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｃ．０１とスピン軌道相互作用を計算する内製ソフトウェアを用いて分子の基底状態及び励起状態の計算を行うことで算出できる。その際、基底状態の計算法として、密度汎関数法（Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｏｒｙ）を採用し、励起状態の計算法として、時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ－Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｏｒｙ）を採用した。両計算とも汎関数にはＢ３ＰＷ９１を用いた。基底関数はＬＡＮＬ２ＤＺを用いた。
Ｇａｕｓｓｉａｎ ０９、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｃ．０１、Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ、Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ、Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ、Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ、Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ、Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ、Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ、Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ、Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ、Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ、Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ、Ｍ．Ｃａｒｉｃａｔｏ、Ｘ．Ｌｉ、Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ、Ａ．Ｆ．Ｉｚｍａｙｌｏｖ、Ｊ．Ｂｌｏｉｎｏ、Ｇ．Ｚｈｅｎｇ、Ｊ．Ｌ．Ｓｏｎｎｅｎｂｅｒｇ、Ｍ．Ｈａｄａ、Ｍ．Ｅｈａｒａ、Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ、Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ、Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ、Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ、Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ、Ｙ．Ｈｏｎｄａ、Ｏ．Ｋｉｔａｏ、Ｈ．Ｎａｋａｉ、Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ、Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ、Ｊｒ．Ｊ．Ｅ．Ｐｅｒａｌｔａ、Ｆ．Ｏｇｌｉａｒｏ、Ｍ．Ｂｅａｒｐａｒｋ、Ｊ．Ｊ．Ｈｅｙｄ、Ｅ．Ｂｒｏｔｈｅｒｓ、Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ、Ｖ．Ｎ．Ｓｔａｒｏｖｅｒｏｖ、Ｔ．Ｋｅｉｔｈ、Ｒ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ、Ｊ．Ｎｏｒｍａｎｄ、Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ、Ａ．Ｒｅｎｄｅｌｌ、Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ、Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ、Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ、Ｍ．Ｃｏｓｓｉ、Ｎ．Ｒｅｇａ、Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ、Ｍ．Ｋｌｅｎｅ、Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ、Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ、Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ、Ｃ．Ａｄａｍｏ、Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ、Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ、Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ、Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ、Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ、Ｒ．Ｃａｍｍｉ、Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ、Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ、Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ、Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ、Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ、Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ、Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ、Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ、Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ、Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ、Ｏ．Ｆａｒｋａｓ、Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ、Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ、Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ、ａｎｄ Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ、Ｇａｕｓｓｉａｎ、Ｉｎｃ．Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＣＴ、２０１０．
ここで、特許文献１に記載の下記化合物Ａと本実施形態に係る後述の例示化合物について、振動子強度を計算した。計算結果を表１に示す。
Figure 2024077578000009
Figure 2024077578000010
表１に示したように、本実施形態に係る例示化合物の振動子強度は、特許文献１に記載の化合物Ａの振動子強度に比べて約１．３倍から２．２倍程度であることがわかる。このことより、本実施形態に係る例示化合物が有するＢＩＱ環と別の芳香環を５員環構造で結合した共役構造を主配位子として設けたイリジウム錯体は遷移双極子モーメントを最も増大させ、振動子強度の増大とそれに伴う発光効率の向上に作用していることが分かった。
また、特に例示化合物Ａ－９、Ａ－１０、Ａ－１３、Ａ－１６、Ａ－１９、Ａ－２１、Ａ－２４、Ａ－４３などのように、ＢＩＱ環と５員環構造で結合した芳香環の置換基（一般式［２］のＲ10乃至Ｒ14）に電子求引性置換基を導入することで、より大きな振動子強度を実現させることができることを見出した。この電子求引性はハメット定数で表すことができ、パラハメット定数σｐが０．２以上である電子求引性の置換基を設けることで、有機発光素子の発光効率を向上させることができる。中でも、－ＣＦ3、－ＣＮ、－ＣＯＣＨ3、－Ｆであることが好ましく、－ＣＦ3であることが特に好ましい。
次に本実施形態に係るイリジウム錯体の安定性・寿命について説明する。
Figure 2024077578000011
特許文献２に開示されている上記化合物Ｂは、フッ素が置換されたベンゼン環がＢＩＱ環に対して単結合のみを介して結合しているため、化合物としての脆弱性があり、その発光素子寿命が短い。そこで本実施形態においては、ＢＩＱ環とベンゼン環の連結様式として単結合のみならずさらにもう一つの架橋構造を有した環状の５員環構造を設けることにより分子としての安定性が大きく改善することを見出した。化合物ＢはＢＩＱ環の平面に対してフッ素が置換されたベンゼン環が単結合の軸回りに自由に回転するのに対して、本実施形態に係る化合物においてはＢＩＱ環とベンゼン環が５員環構造を介して連結しているため、両者の結合が剛直且つリジッドになり立体的に安定となる。また、５員環構造形成によりＢＩＱ環とベンゼン環のπ平面が安定的に固定化され電子がより非局在化することで電子的な観点においても分子安定性が増す。このため、ＢＩＱ環とベンゼン環の結合様式としては、単結合はもちろん６員環・８員環などの結合構造より、両者の平面性及び剛直性が高い５員環構造を介して結合することが好適である。
以下に本実施形態に係る有機金属錯体の具体的な構造式を例示する。但し、本実施形態に係る有機金属錯体は、これらに限定されるものではない。
Figure 2024077578000012
Figure 2024077578000013
Figure 2024077578000014
Figure 2024077578000015
Figure 2024077578000016
Figure 2024077578000017
以上の例示化合物は、一般式［１］で表される有機金属錯体の例である。例示した化合物のうち、Ａ群はＢＩＱ環と別の芳香環とを炭素原子を介して結合した５員環構造を有する主配位子２つと一般式［３］で表される補助配位子が１つからなる有機金属錯体の例である。ＢＩＱ環と別の芳香環を結合する５員環構造は炭素原子のみからなるため、比較的低極性であり他の有機分子との相溶性に優れるため均一な組成の発光層を形成することができる。また適切な補助配位子を選択することで、有機金属錯体の耐熱性、昇華性、配向性を向上できる場合がある。
Ｂ群はＢＩＱ環と別の芳香環とをＳ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｃ＝Ｏ、ＳＯ2で結合した５員環構造を有する有機金属錯体の例である。これらは炭素原子に比べ極性を持つ点、及び水素結合を形成しやすいため、極性を持つ他の有機分子と共用する際に有効である。
Ｃ群はＢＩＱ骨格を有する主配位子を３つ有する有機金属錯体、ＢＩＱ骨格を有する主配位子が２つと補助配位子が１つ、又はＢＩＱ骨格を有する主配位子が１つと補助配位子が２つの有機金属錯体である。ＢＩＱ骨格を有する主配位子を３つ有する有機金属錯体は、分子の対称性が高いため安定な有機金属錯体である。また、ＢＩＱ骨格を有する主配位子が２つ、補助配位子を１つ有する化合物群は分子量が低いため、蒸着温度を低くできる効果がある。その中でも、補助配位子として２－フェニルピリジンを含む有機金属錯体は、適当なＢＩＱ骨格を含む主配位子と補助配位子の適切な組み合わせにより、分子安定性と蒸着温度のバランスが取れた化合物として好適に用いることができる。
上記の全ての有機金属錯体において、ＢＩＱ骨格を含む主配位子が発光に寄与し、堅牢性の高い５員環構造を形成した配位子が分子内の構造変化を抑制し分子の耐久性を向上させている。また、良好な遷移双極子モーメントの向きと長さが振動子強度の増強を実現し、高い発光効率を示す。
次に、本実施形態の有機発光素子について説明する。本実施形態の有機発光素子は、第一電極と第二電極と、これら電極間に配置される有機化合物層とを少なくとも有する。第一電極及び第二電極は、一方が陽極で他方が陰極である。本実施形態の有機発光素子において、有機化合物層は発光層を有していれば単層であってもよいし複数層からなる積層体であってもよい。ここで有機化合物層が複数層からなる積層体である場合、有機化合物層は、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を有してもよい。また発光層は、単層であってもよいし、複数の層からなる積層体であってもよい。
本実施形態の有機発光素子において、上記有機化合物層の少なくとも一層が本実施形態に係る有機金属錯体を含有する。具体的には、本実施形態に係る有機化合物は、上述した発光層、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等のいずれかに含まれている。本実施形態に係る有機金属錯体は、好ましくは、発光層に含まれる。
本実施形態の有機発光素子において、本実施形態に係る有機金属錯体が発光層に含まれる場合、発光層は、本実施形態に係る有機金属錯体のみからなる層であってもよいし、本実施形態に係る有機金属錯体と他の化合物とからなる層であってもよい。ここで、発光層が本実施形態に係る有機金属錯体と他の化合物とからなる層である場合、本実施形態に係る有機金属錯体は、発光層のホストとして使用してもよいし、ゲストとして使用してもよい。また発光層に含まれ得るアシスト材料として使用してもよい。ここでホストとは、発光層を構成する化合物の中で質量比が最も大きい化合物である。またゲストとは、発光層を構成する化合物の中で質量比がホストよりも小さい化合物であって、主たる発光を担う化合物である。またアシスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で質量比がホストよりも小さく、ゲストの発光を補助する化合物である。尚、アシスト材料は、第２のホストとも呼ばれている。ホスト材料を第一有機化合物、アシスト材料を第二有機化合物と呼ぶこともできる。第一有機化合物は、有機金属錯体よりも最低励起一重項エネルギー、最低励起三重項エネルギーが高い。第二有機化合物の最低励起三重項エネルギーは、有機金属錯体の最低励起三重項エネルギーよりも高く、第一有機化合物の最低励起三重項エネルギーよりも低くてよい。
本実施形態に係る有機金属錯体を発光層のゲストとして用いる場合、発光層中における該有機金属錯体の含有量は、０．０１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。
本発明者らは種々の検討を行い、本実施形態に係る有機金属錯体を、発光層のホスト又はゲストとして、特に、発光層のゲストとして用いると、高効率で高輝度な光出力を呈し、且つ極めて耐久性が高い素子が得られることを見出した。この発光層は単層でも複層でも良いし、他の発光色を有する発光材料を含むことで本実施形態の発光色と混色させることも可能である。複層とは発光層と別の発光層とが積層している状態を意味する。この場合、有機発光素子の発光色は特に限られない。白色でもよいし、中間色でもよい。白色の場合、別の発光層が、有機金属錯体を含む発光層の発光色以外の色を発光する。また、成膜方法も蒸着もしくは塗布成膜で行う。この詳細については、後述する実施例で詳しく説明する。
本実施形態に係る有機金属錯体が発光層に含まれる場合、発光層と第二電極との間、発光層と第一電極との間、の少なくとも一方に、有機化合物からなる層を有していても良い。いずれの層も、発光層よりも最低励起三重項エネルギーが高いことが好ましい。
本実施形態に係る有機金属錯体は、本実施形態の有機発光素子を構成する発光層以外の有機化合物層の構成材料として使用することができる。具体的には、電子輸送層、電子注入層、ホール輸送層、ホール注入層、ホールブロッキング層等の構成材料として用いてもよい。この場合、有機発光素子の発光色は特に限られず、白色発光や中間色でもよい。
ここで、本実施形態に係る有機金属錯体以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系のホール注入性化合物或いはホール輸送性化合物、ホストとなる化合物、発光性化合物、電子注入性化合物或いは電子輸送性化合物等を一緒に使用することができる。以下にこれらの化合物例を挙げる。
ホール注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入を容易にして、且つ注入されたホールを発光層へ輸送できるようにホール移動度が高い材料が好ましい。また有機発光素子中において結晶化等の膜質の劣化を抑制するために、ガラス転移点温度が高い材料が好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、アリールカルバゾール誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられる。さらに上記のホール注入輸送性材料は、電子ブロッキング層にも好適に使用される。以下に、ホール注入輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
Figure 2024077578000018
ホール注入輸送性材料として挙げた中でも、ＨＴ１６乃至ＨＴ１８は、陽極に接する層に用いることで駆動電圧を低減することができる。ＨＴ１６は広く有機発光素子に用いられている。ＨＴ１６を有する有機化合物層に隣接する有機化合物層に、ＨＴ２、ＨＴ３、ＨＴ４、ＨＴ５、ＨＴ６、ＨＴ１０、ＨＴ１２を用いてよい。また、一つの有機化合物層に複数の材料を用いてもよい。
主に発光機能に関わる発光材料としては、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレン等）、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、銅錯体、ユーロピウム錯体、ルテニウム錯体、及びポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられる。
以下に、発光材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
Figure 2024077578000019
Figure 2024077578000020
発光材料が炭化水素化合物である場合、エキサイプレックス形成による発光効率低下やエキサイプレックス形成による発光材料の発光スペクトルの変化による色純度低下を低減できるので、好ましい。
炭化水素化合物とは炭素と水素のみで構成される化合物であり、上記の例示化合物の中ではＢＤ７、ＢＤ８、ＧＤ５乃至ＧＤ９、ＲＤ１である。
発光材料が５員環を含む縮合多環である場合、イオン化ポテンシャルが高いため、酸化しにくく、高耐久な寿命の素子となるため好ましい。上記の例示化合物の中ではＢＤ７、ＢＤ８、ＧＤ５乃至ＧＤ９、ＲＤ１である。
発光層に含まれる発光層ホスト或いは発光アシスト材料としては、芳香族炭化水素化合物もしくはその誘導体の他、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体等が挙げられる。
以下に、発光層に含まれる発光層ホスト或いは発光アシスト材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
Figure 2024077578000021
ホスト材料が炭化水素化合物である場合、本実施形態の有機金属錯体が電子やホールをトラップし易くなるため高効率化の効果が大きく好ましい。上記の例示化合物の中ではＥＭ１乃至ＥＭ２６である。
電子輸送性材料としては、陰極から注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール輸送性材料のホール移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、クリセン誘導体、アントラセン誘導体等）が挙げられる。さらに上記の電子輸送性材料は、ホールブロッキング層にも好適に使用される。
以下に、電子輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
Figure 2024077578000022
電子注入性材料としては、陰極からの電子注入が容易に可能なものから任意に選ぶことができ、ホール注入性とのバランス等を考慮して選択される。有機化合物としてｎ型ドーパント及び還元性ドーパントも含まれる。例えば、フッ化リチウム等のアルカリ金属を含む化合物、リチウムキノリノール等のリチウム錯体、ベンゾイミダゾリデン誘導体、イミダゾリデン誘導体、フルバレン誘導体、アクリジン誘導体が挙げられる。
また上記の電子輸送性材料と合わせて用いることもできる。
発光層以外の有機化合物層（ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等）には、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。
ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
〔インク組成物〕
次に、本実施形態の発光性インク組成物について説明する。
本実施形態のインク組成物は、上記一般式［１］で表される有機金属錯体を少なくとも一種と、溶媒とを含有する。一般式［１］の有機金属錯体は、有機溶媒に対する溶解性がよいので、インク組成物として使用することができる。また、本実施形態のインク組成物を用いることにより、本実施形態の有機発光素子を構成する有機化合物からなる層、特に発光層を塗布法により作製することが可能となり、比較的安価で大面積の素子を容易に作製できる。一般式［１］で示される化合物を溶解する溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、ジオキサン、メチルナフタレン、テトラヒドロフラン、ジグライム、１，２－ジクロロベンゼン、１，２－ジクロロプロパン等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中では、均一な厚みを有する薄膜が得られ易い点で、適度の蒸発速度を有するもの、具体的には沸点が７０℃乃至２００℃程度の有機溶剤を用いることが好ましい。また、本実施形態のインク組成物は、他に添加剤となる化合物を含んでもよい。添加剤となる化合物としては、例えば、上述の公知な発光層ホスト或いは発光アシスト材料、ホール輸送性材料、発光材料、電子輸送性材料等が挙げられる。
インク組成物における一般式［１］で示される有機金属錯体の濃度は、インク組成物中に、好ましくは、０．０５質量％以上２０質量％以下であり、より好ましくは、０．１質量％以上５質量％以下である。
上記インク組成物は、スピンコート法、バーコート法、スリットコート法、インクジェット法、ノズルコート法、キャスティング法、グラビア印刷法等にて成膜できる。
本実施形態の有機発光素子は、画素パターンに形成された電極上に、本実施形態の有機発光素子を形成することにより、ディスプレイ等の表示装置を構築することができる。
〔有機発光素子の構成〕
有機発光素子は、基板の上に、絶縁層、第一電極、有機化合物層、第二電極を形成して設けられる。第二電極の上には、保護層、カラーフィルタ、マイクロレンズ等を設けてもよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてもよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。カラーフィルタとマイクロレンズとの間において、平坦化層を設ける場合も同様である。
以下に、有機発光素子の有機化合物層以外の各部材について説明する。
＜基板＞
基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、第一電極との間に配線が形成可能なように、コンタクトホールを形成可能で、且つ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。
＜電極＞
第一電極、第二電極は、一方が陽極、他方が陰極である。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。
陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きいものが良い。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン、等の金属単体やこれらを含む混合物、或いはこれらを組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。またポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。
これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。
反射電極として用いる場合には、例えばクロム、アルミニウム、銀、チタン、タングステン、モリブデン、又はこれらの合金、積層したものなどを用いることができる。上記の材料にて、電極としての役割を有さない、反射膜として機能することも可能である。また、透明電極として用いる場合には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛などの酸化物透明導電層などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。電極の形成には、フォトリソグラフィ技術を用いることができる。
一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体又はこれらを含む混合物が挙げられる。或いはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム－銀、アルミニウム－リチウム、アルミニウム－マグネシウム、銀－銅、亜鉛－銀等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。中でも銀を用いることが好ましく、銀の凝集を低減するため、銀合金とすることがさらに好ましい。銀の凝集が低減できれば、合金の比率は問わない。例えば、銀：他の金属が、１：１、３：１等であってよい。
陰極は、ＩＴＯなどの酸化物導電層を使用してトップエミッション素子としてもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの反射電極を使用してボトムエミッション素子としてもよいし、特に限定されない。陰極の形成方法としては、特に限定されないが、直流及び交流スパッタリング法などを用いると、膜のカバレッジがよく、抵抗を下げやすいためより好ましい。
＜保護層＞
第二電極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、第二電極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を低減し、表示不良の発生を低減することができる。また、別の実施形態としては、第二電極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機化合物層に対する水等の浸入を低減してもよい。例えば、第二電極を形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、ＣＶＤ法で厚さ２μｍの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。ＣＶＤ法の成膜の後で原子堆積法（ＡＬＤ法）を用いた保護層を設けてもよい。ＡＬＤ法による膜の材料は限定されないが、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等であってよい。ＡＬＤ法で形成した膜の上に、さらにＣＶＤ法で窒化ケイ素を形成してよい。ＡＬＤ法による膜は、ＣＶＤ法で形成した膜よりも小さい膜厚であってよい。具体的には、５０％以下、さらには、１０％以下であってよい。
＜カラーフィルタ＞
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成されてよい。
＜平坦化層＞
カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は、下の層の凹凸を低減する目的で設けられる。目的を制限せずに、材質樹脂層と呼ばれる場合もある。平坦化層は有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。
平坦化層は、カラーフィルタの上下に設けられてもよく、その構成材料は同じであっても異なってもよい。具体的には、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。
＜マイクロレンズ＞
有機発光素子を有する有機発光装置は、その光出射側にマイクロレンズ等の光学部材を有してもよい。マイクロレンズは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等で構成されうる。マイクロレンズは、有機発光装置から取り出す光量の増加、取り出す光の方向の制御を目的としてよい。マイクロレンズは、半球の形状を有してよい。半球の形状を有する場合、当該半球に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半球との接点がマイクロレンズの頂点である。マイクロレンズの頂点は、任意の断面図においても同様に決定することができる。つまり、断面図におけるマイクロレンズの半円に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半円との接点がマイクロレンズの頂点である。
また、マイクロレンズの中点を定義することもできる。マイクロレンズの断面において、円弧の形状が終了する点から別の円弧の形状が終了する点までの線分を仮想し、当該線分の中点がマイクロレンズの中点と呼ぶことができる。頂点、中点を判別する断面は、絶縁層に垂直な断面であってもよい。
＜対向基板＞
平坦化層の上には、対向基板を有してもよい。対向基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってもよい。対向基板は、前述の基板を第一基板とした場合、第二基板であってもよい。
〔有機発光素子を備えた装置の構成〕
＜画素回路＞
本実施形態に係る有機発光素子を備えた発光装置は、有機発光素子に接続されている画素回路を有してもよい。画素回路は、第一の有機発光素子、第二の有機発光素子をそれぞれ独立に発光制御するアクティブマトリックス型であってもよい。アクティブマトリックス型の回路は電圧プログラミングであっても、電流プログラミングであってもよい。駆動回路は、画素毎に画素回路を有する。画素回路は、有機発光素子、有機発光素子の発光輝度を制御するトランジスタ、発光タイミングを制御するトランジスタ、発光輝度を制御するトランジスタのゲート電圧を保持する容量、発光素子を介さずにＧＮＤに接続するためのトランジスタを有してもよい。
発光装置は、表示領域と、表示領域の周囲に配されている周辺領域とを有する。表示領域には画素回路を有し、周辺領域には表示制御回路を有する。画素回路を構成するトランジスタの移動度は、表示制御回路を構成するトランジスタの移動度よりも小さくてもよい。
画素回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きは、表示制御回路を構成するトランジスタの電流電圧特性の傾きよりも小さくてもよい。電流電圧特性の傾きは、いわゆるＶｇ－Ｉｇ特性により測定できる。
画素回路を構成するトランジスタは、第一の有機発光素子など、有機発光素子に接続されているトランジスタである。
＜画素＞
本実施形態に係る有機発光素子を備えた発光装置は、複数の画素を有する。画素は互いに他と異なる色を発光する副画素を有する。副画素は、例えば、それぞれＲＧＢの発光色を有してよい。
画素は、画素開口とも呼ばれる領域が、発光する。この領域は第一領域と同じである。画素開口は１５μｍ以下であってもよく、５μｍ以上であってもよい。より具体的には、１１μｍ、９．５μｍ、７．４μｍ、６．４μｍ等であってもよい。副画素間は、１０μｍ以下であってもよく、具体的には、８μｍ、７．４μｍ、６．４μｍであってもよい。
画素は、平面図において、公知の配置形態をとりうる。例えば、ストライプ配置、デルタ配置、ペンタイル配置、ベイヤー配置であってもよい。副画素の平面図における形状は、公知のいずれの形状をとってもよい。例えば、長方形、ひし形等の四角形、六角形、等である。もちろん、正確な図形ではなく、長方形に近い形をしていれば、長方形に含まれる。副画素の形状と、画素配列と、を組み合わせて用いることができる。
〔有機発光素子の用途〕
本実施形態の一実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。
表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。
また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
次に、図面を参照しながら本実施形態に係る表示装置について説明する。
図１は、本実施形態の有機発光素子と、この有機発光素子に接続されるトランジスタとを有する表示装置の例を示す断面模式図である。
図１（ａ）は、本実施形態に係る表示装置の構成要素である画素の一例である。画素は、副画素１０を有している。副画素はその発光により、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに分けられている。発光色は、発光層から発光される波長で区別されても、副画素から出射する光がカラーフィルタ等により、選択的透過又は色変換が行われてもよい。それぞれの副画素は、層間絶縁層１の上に反射電極である第一電極２、第一電極２の端を覆う絶縁層３、第一電極２と絶縁層３とを覆う有機化合物層４、第二電極５、保護層６、カラーフィルタ７を有している。第一電極２と有機化合物層４と第二電極５とで有機発光素子が構成される。
層間絶縁層１は、その下層又は内部にトランジスタ、容量素子を配されていてもよい。トランジスタと第一電極２は不図示のコンタクトホール等を介して電気的に接続されていてもよい。
絶縁層３は、バンク、画素分離膜とも呼ばれる。第一電極２の端を覆っており、第一電極２を囲って配されている。絶縁層３の配されていない部分が、有機化合物層４と接し、発光領域となる。
第二電極５は、透明電極であっても、反射電極であっても、半透過電極であってもよい。
保護層６は、有機化合物層４に水分が浸透することを低減する。保護層６は、一層のように図示されているが、複数層であってもよい。層ごとに無機化合物層、有機化合物層があってもよい。
カラーフィルタ７は、その色により７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに分けられる。カラーフィルタは、不図示の平坦化膜上に形成されていてもよい。また、カラーフィルタ上に不図示の樹脂保護層を有してもよい。また、カラーフィルタは、保護層６上に形成されていてもよい。またはガラス基板等の対向基板上に設けられた後に、貼り合わせられてもよい。
図１（ｂ）の表示装置は、有機発光素子２６とトランジスタの一例としてＴＦＴ１８を有している。具体的には、ガラス、シリコン等の基板１１とその上部に絶縁層１２が設けられ、該絶縁層１２の上に、ゲート電極１３、ゲート絶縁膜１４、半導体層１５、ドレイン電極１６、ソース電極１７を有するＴＦＴ１８が配置されている。ＴＦＴ１８の上部には絶縁膜１９が設けられ、該絶縁膜１９に設けられたコンタクトホール２０を介して有機発光素子２６を構成する陽極２１とソース電極１７とが接続されている。
尚、有機発光素子２６に含まれる電極（陽極２１、陰極２３）とＴＦＴ１８に含まれる電極（ソース電極１７、ドレイン電極１６）との電気接続の方式は、図１（ｂ）に示される態様に限られるものではない。つまり陽極２１、陰極２３のうちいずれか一方と、ソース電極１７、ドレイン電極１６のいずれか一方とが電気接続されていればよい。ＴＦＴは、薄膜トランジスタを指す。
陰極２３の上には有機発光素子の劣化を低減するための第一の保護層２４や第二の保護層２５が設けられている。
本実施形態に係る有機発光素子２６はＴＦＴ１８により発光輝度が制御され、有機発光素子２６を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。
図１（ｂ）の表示装置ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えて他のスイッチング素子を用いてもよい。
また図１（ｂ）の表示装置に使用されるトランジスタは、基板の絶縁性表面上に活性層を有するＴＦＴに限らず、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタでもよい。また、活性層としては、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体であってもよい。
また、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタや、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、ＴＦＴを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば０．５インチ程度の大きさであれば、Ｓｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。
図２は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と、下部カバー１００９と、の間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８、を有している。タッチパネル１００３及び表示パネル１００５は、フレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２、１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタがプリントされている。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。
本実施形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してもよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてもよい。
本実施形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
本実施形態に係る表示装置は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてもよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してもよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってもよい。
図３（ａ）は、本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。撮像装置１１００は、ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有している。ビューファインダ１１０１は、本実施形態に係る表示装置を有してもよい。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってもよい。
撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。従って、本実施形態の有機発光素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子は応答速度が速いからである。有機発光素子を用いた表示装置は、表示速度が求められる、これらの装置、液晶表示装置よりも好適に用いることができる。
撮像装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体１１０４内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。撮像装置は光電変換装置と呼ばれてもよい。光電変換装置は逐次撮像するのではなく、前画像からの差分を検出する方法、常に記録されている画像から切り出す方法等を撮像の方法として含むことができる。
図３（ｂ）は、本実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３を有する。筐体１２０３は、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してもよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。電子機器は、レンズと、撮像素子とを備えることでカメラ機能をさらに有してもよい。カメラ機能により撮像された画像が表示部に映される。電子機器としては、スマートフォン、ノートパソコン等が挙げられる。
図４は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。図４（ａ）は、テレビモニタやＰＣモニタ等の表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１を有し表示部１３０２を有する。表示部１３０２には、本実施形態に係る発光装置が用いられてよい。
額縁１３０１と、表示部１３０２を支える土台１３０３を有している。土台１３０３は、図４（ａ）の形態に限られない。額縁１３０１の下辺が土台を兼ねてもよい。
また、額縁１３０１及び表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であってもよい。
図４（ｂ）は本実施形態に係る表示装置の他の例を表す模式図である。図４（ｂ）の表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第一表示部１３１１、第二表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、本実施形態に係る発光装置を有してもよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってもよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、屈曲点で分けることができる。第一表示部１３１１、第二表示部１３１２は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一及び第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。
図５（ａ）は、本実施形態に係る照明装置の一例を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光学フィルタ１４０４と、光拡散部１４０５と、を有している。光源１４０２は、本実施形態に係る有機発光素子を有している。光学フィルタ１４０４は光源の演色性を向上させるフィルタであってもよい。光拡散部１４０５は、ライトアップ等、光源１４０２の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルタ１４０４、光拡散部１４０５は、照明の光出射側に設けられてもよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。
照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってもよい。それらを調光する調光回路を有してもよい。照明装置は本実施形態の有機発光素子とそれに接続される電源回路を有している。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が４２００Ｋで昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルタを有してもよい。
また、本実施形態に係る照明装置は、放熱部を有してもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコーン等が挙げられる。
図５（ｂ）は、本実施形態に係る移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車１５００は、テールランプ１５０１を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプを点灯する形態であってもよい。
テールランプ１５０１は、本実施形態に係る有機発光素子を有している。テールランプは、有機発光素子を保護する保護部材を有してもよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。
自動車１５００は、車体１５０３、それに取り付けられている窓１５０２を有してもよい。窓は、自動車の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、本実施形態に係る有機発光素子を有してもよい。この場合、有機発光素子が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。
本実施形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってもよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有している。灯具は、機体の位置を知らせるための発光を行う。灯具は本実施形態に係る有機発光素子を有する。
図６を参照して、上述の各実施形態の表示装置の適用例について説明する。表示装置は、例えばスマートグラス、ＨＭＤ、スマートコンタクトのようなウェアラブルデバイスとして装着可能なシステムに適用できる。このような適用例に使用される撮像表示装置は、可視光を光電変換可能な撮像装置と、可視光を発光可能な表示装置とを有する。
図６（ａ）は、１つの適用例に係る眼鏡１６００（スマートグラス）を説明する。眼鏡１６００のレンズ１６０１の表面側に、ＣＭＯＳセンサやＳＰＡＤのような撮像装置１６０２が設けられている。また、レンズ１６０１の裏面側には、上述した各実施形態の表示装置が設けられている。
眼鏡１６００は、制御装置１６０３をさらに備える。制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と各実施形態に係る表示装置に電力を供給する電源として機能する。また、制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と表示装置の動作を制御する。レンズ１６０１には、撮像装置１６０２に光を集光するための光学系が形成されている。
図６（ｂ）は、１つの適用例に係る眼鏡１６１０（スマートグラス）を説明する。眼鏡１６１０は、制御装置１６１２を有しており、制御装置１６１２に、図６（ａ）の撮像装置１６０２に相当する撮像装置と、表示装置とが搭載される。レンズ１６１１には、制御装置１６１２内の撮像装置と、表示装置からの発光を投影するための光学系が形成されており、レンズ１６１１には画像が投影される。制御装置１６１２は、撮像装置及び表示装置に電力を供給する電源として機能すると共に、撮像装置及び表示装置の動作を制御する。制御装置は、装着者の視線を検知する視線検知部を有してもよい。視線の検知は赤外線を用いてよい。赤外発光部は、表示画像を注視しているユーザーの眼球に対して、赤外光を発する。発せられた赤外光の眼球からの反射光を、受光素子を有する撮像部が検出することで眼球の撮像画像が得られる。平面視における赤外発光部から表示部への光を低減する低減手段を有することで、画像品位の低下を低減する。
赤外光の撮像により得られた眼球の撮像画像から表示画像に対するユーザーの視線を検出する。眼球の撮像画像を用いた視線検出には任意の公知の手法が適用できる。一例として、角膜での照射光の反射によるプルキニエ像に基づく視線検出方法を用いることができる。
より具体的には、瞳孔角膜反射法に基づく視線検出処理が行われる。瞳孔角膜反射法を用いて、眼球の撮像画像に含まれる瞳孔の像とプルキニエ像とに基づいて、眼球の向き（回転角度）を表す視線ベクトルが算出されることにより、ユーザーの視線が検出される。
本実施形態に係る表示装置は、受光素子を有する撮像装置を有し、撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて表示装置の表示画像を制御してよい。
具体的には、表示装置は、視線情報に基づいて、ユーザーが注視する第一の視界領域と、第一の視界領域以外の第二の視界領域とを決定される。第一の視界領域、第二の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。表示装置の表示領域において、第一の視界領域の表示解像度を第二の視界領域の表示解像度よりも高く制御してもよい。つまり、第二の視界領域の解像度を第一の視界領域よりも低くしてもよい。
また、表示領域は、第一の表示領域、第一の表示領域とは異なる第二の表示領域とを有し、視線情報に基づいて、第一の表示領域及び第二の表示領域から優先度が高い領域を決定される。第一の視界領域、第二の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。優先度の高い領域の解像度を、優先度が高い領域以外の領域の解像度よりも高く制御してもよい。つまり優先度が相対的に低い領域の解像度を低くしてよい。
尚、第一の視界領域や優先度が高い領域の決定には、ＡＩを用いてもよい。ＡＩは、眼球の画像と当該画像の眼球が実際に視ていた方向とを教師データとして、眼球の画像から視線の角度、視線の先の目的物までの距離を推定するよう構成されたモデルであってもよい。ＡＩプログラムは、表示装置が有しても、撮像装置が有しても、外部装置が有してもよい。外部装置が有する場合は、通信を介して、表示装置に伝えられる。
視認検知に基づいて表示制御する場合、外部を撮像する撮像装置を更に有するスマートグラスに好ましく適用できる。スマートグラスは、撮像した外部情報をリアルタイムで表示することができる。
以上説明した通り、本実施形態に係る有機発光素子を用いた装置を用いることにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
〔含まれる構成〕
本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
下記一般式［１］で表されることを特徴とする有機金属錯体。
ＭＬpＬ1 mＬ2 n ［１］
〔前記一般式［１］において、Ｌ、Ｌ1、Ｌ2は、それぞれ異なる配位子を表す。ＭはＩｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかである。
ｐは１乃至３の整数、ｍは０乃至２の整数、ｎは０乃至２の整数であり、ＭがＩｒ又はＲｈの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝３であり、ＭがＰｔ又はＰｄの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝２である。
ＭＬpは、下記一般式［２］で表される。
Figure 2024077578000023
 前記一般式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、シリル基、シアノ基からそれぞれ独立に選ばれる。但し、Ｒ4とＲ14、又はＲ7とＲ10の少なくとも一方は互いに結合して５員環構造を形成している。
前記Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、隣り合う置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
ＭＬ1 m及びＭＬ2 nは、それぞれ独立に、下記一般式［３］及び［４］で表される。
Figure 2024077578000024
 前記一般式［３］及び［４］において、Ｒ30乃至Ｒ37及びＲ40乃至Ｒ42は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。〕
（構成２）
前記有機金属錯体のＭＬpが、下記一般式［５］で表されることを特徴とする構成１に記載の有機金属錯体。
Figure 2024077578000025
 〔前記一般式［５］において、Ｘは、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏ、ＳｉＲＲ’、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＮＲから選ばれ、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれる。〕
（構成３）
前記有機金属錯体のＭＬpが、下記一般式［６］で表されることを特徴とする構成１に記載の有機金属錯体。
Figure 2024077578000026
 〔前記一般式［６］において、Ｘは、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏ、ＳｉＲＲ’、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＮＲから選ばれ、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれる。〕
（構成４）
前記有機金属錯体のＭＬpが、下記一般式［７］で表されることを特徴とする構成１に記載の有機金属錯体。
Figure 2024077578000027
 〔前記一般式［７］において、Ｘ1、Ｘ2は、それぞれ独立に、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏ、ＳｉＲＲ’、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＮＲから選ばれ、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれる。〕
（構成５）
前記一般式［２］において、Ｒ4とＲ14、Ｒ7とＲ10の少なくとも一方が、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏのいずれかを介して環構造を形成しており、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれ、
Ｒ10乃至Ｒ14のうち、上記環構造の形成に関与していない少なくとも一つは、パラハメット定数σｐが０．２以上で表される電子求引性置換基であることを特徴とする構成１に記載の有機金属錯体。
（構成６）
上記電子求引性置換基は、－ＣＦ3、－ＣＮ、－ＣＯＣＨ3、－Ｆから選ばれることを特徴とする構成５に記載の有機金属錯体。
（構成７）
前記一般式［２］において、Ｒ4とＲ14、Ｒ7とＲ10の少なくとも一方が、Ｃ（ＣＨ3）2、Ｓのいずれかを介して環構造を形成していることを特徴とする構成１に記載の有機金属錯体。
（構成８）
構成１乃至７のいずれかに記載の有機金属錯体と、溶媒とを含有することを特徴とする発光性インク組成物。
（構成９）
第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置されている有機化合物層と、を有する有機発光素子であって、前記有機化合物層は、構成１乃至７のいずれかに記載の有機金属錯体を含有することを特徴とする有機発光素子。
（構成１０）
前記有機化合物層は発光層を有し、前記発光層は、前記有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりも最低励起一重項エネルギー及び最低励起三重項エネルギーが大きい第一有機化合物をさらに有することを特徴とする構成９に記載の有機発光素子。
（構成１１）
前記発光層は、前記第一有機化合物とは異なる第二有機化合物を有し、前記第二有機化合物は最低励起三重項エネルギーが、前記第一有機化合物の最低励起三重項エネルギーよりも小さく、且つ前記有機金属錯体の最低励起三重項エネルギーよりも大きいことを特徴とする構成１０に記載の有機発光素子。
（構成１２）
複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、構成９乃至１１のいずれかに記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
（構成１３）
複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
前記表示部は構成９乃至１１のいずれかに記載の有機発光素子を有することを特徴とする撮像装置。
（構成１４）
構成９乃至１１のいずれかに記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
（構成１５）
構成９乃至１１のいずれかに記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部又は光学フィルタと、を有することを特徴とする照明装置。
（構成１６）
構成９乃至１１のいずれかに記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
以下の反応式により、例示化合物Ａ－１３を合成した。
Figure 2024077578000028
（１）Ａ－１３－ａの合成
窒素雰囲気下、２－ブロモ－４，５－ジフルオロ安息香酸１０．００ｇ、硫酸１０．００ｇ、エタノール５００ｍＬをフラスコに加えた。この溶液を９０℃に加熱し、８時間攪拌した。反応終了後、酢酸エチルと水を加え、有機層を抽出した。濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液：トルエン）により分離精製し、中間体Ａ－１３－ａを８．７３ｇ得た。
（２）Ａ－１３－ｂの合成
窒素雰囲気下、４，８－ジクロロベンゾ［ｆ］イソキノリン２０．００ｇ、３，５－ジメチルフェニルボロン酸１２．３５ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム０．８６ｇ、炭酸ナトリウム１５．８４ｇ、トルエン１６０ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、イオン交換水１２０ｍＬをフラスコに加えた。この溶液を９０℃に加熱し、３時間攪拌した。反応終了後、トルエン及び水を加え、有機層を抽出した。濃縮後、トルエンとシリカゲルを加えて攪拌、ろ過して得られた溶液を濃縮し、メタノールで洗浄した。
このメタノール洗浄物８．８６ｇ、ビス（ピナコラト）ジボロン１２．７４ｇ、酢酸パラジウム０．０９ｇ、２－ジシクロヘキシルフォスフィノ－２’，６’－ジメトキシビフェニル（Ｓ－Ｐｈｏｓ）０．３４ｇ、酢酸カリウム１６．４２ｇ、１，４－ジオキサン１８０ｍＬを窒素雰囲気下でフラスコに加えた。この溶液を１００℃に加熱し、４時間攪拌した。反応終了後、トルエン及び水を加え、有機層を抽出して濃縮した。得られた粗体をメタノールにて洗浄し、中間体Ａ－１３－ｂを１０．１０ｇ得た。
（３）Ａ－１３－ｃの合成
窒素雰囲気下、中間体Ａ－１３－ａを３．３１ｇ、中間体Ａ－１３－ｂを５．１０ｇ、酢酸パラジウム０．０４ｇ、Ｓ－Ｐｈｏｓ０．２１ｇ、リン酸カリウム１０．６０ｇ、１，４－ジオキサン９０ｍＬ、イオン交換水１５ｍＬをフラスコに加えた。この溶液を１００℃に加熱し、１０時間攪拌した。反応終了後、トルエン及び水を加え、有機層を抽出して濃縮した。濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液：トルエン／酢酸エチル）により分離精製し、中間体Ａ－１３－ｃを４．１４ｇ得た。
（４）Ａ－１３－ｄの合成
窒素雰囲気下、中間体Ａ－１３－ｃを１．８０ｇ、超脱水ＴＨＦ４６ｍＬをフラスコに加えた。この溶液を５℃に冷却し、臭化メチルマグネシウムＴＨＦ溶液（１．０４Ｍ）を滴下した。滴下後、氷冷下で４時間攪拌した後、塩化アンモニウム２．２ｇの水溶液２２ｍＬを加え、反応を停止させた。その後、トルエン及び水を加え、有機層を抽出し濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液：トルエン／酢酸エチル）により分離精製し、中間体Ａ－１３－ｄを１．３４ｇ得た。
（５）Ａ－１３－ｅの合成
窒素雰囲気下、トリフルオロメタンスルホン酸１．７３ｍＬ、塩化メチレン１８ｍＬをフラスコに加えた。この溶液を氷冷し、ジクロロメタン６ｍＬに溶かした中間体Ａ－１３－ｄ（１．２１ｇ）を滴下した。３時間攪拌後、氷冷下で水、次いで水酸化ナトリウム水溶液で反応溶液を中和した後、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出して濃縮した。得られた固体をメタノールにて洗浄し、中間体Ａ－１３－ｅを０．８９ｇ得た。
（６）例示化合物Ａ－１３の合成
窒素雰囲気下、中間体Ａ－１３－ｅを０．６０ｇ、塩化イリジウム三水和物を０．２４ｇ、２－エトキシエタノール１２ｍＬ、純水４ｍＬをフラスコに加えた。この溶液を１２０℃に昇温し、２３時間攪拌した。水を加え、析出した固体をろ過後、濾紙上の固体をトルエンにて洗浄した。このトルエン洗浄物０．３７ｇ、３，７－ジエチル－３，７－ジメチル－４，６－ノナンジオンを０．２１ｇ、２－エトキシエタノール６．１ｍＬ、炭酸ナトリウム０．１０ｇをフラスコに加えた。この溶液を１２０℃に昇温し、窒素雰囲気下２時間攪拌後、固体をろ過した。ろ過した固体をメタノールと水で洗浄して例示化合物Ａ－１３を０．３７ｇ得た。
ＮＭＲ測定の結果、例示化合物Ａ－１３であることを確認した。ＮＭＲスペクトルの測定結果を以下に示す。
１Ｈ－ＮＭＲ（重クロロホルム）δ（ｐｐｍ）：８．９５（ｄ，２Ｈ），８．７３（ｄ，２Ｈ），８．４５（ｄ，２Ｈ），８．３３（ｄ，２Ｈ），７．９８－７．９６（ｍ，６Ｈ），７．６５－７．６１（ｍ，２Ｈ），７．３８－７．３３（ｍ，２Ｈ），６．５９（ｓ，２Ｈ），５．１２（ｓ，１Ｈ），２．３８（ｓ，６Ｈ），１．８５（ｄｄ，１２Ｈ），１．４４（ｓ，６Ｈ），１．３８－１．２９（ｍ，２Ｈ），１．２５－１．１８（ｍ，２Ｈ），１．０６－０．８９（ｍ，４Ｈ），０．６８（ｓ，６Ｈ），０．２１－０．１７（ｍ，６Ｈ），０．０７－０．０３（ｍ，６Ｈ）．
（実施例２）
以下の反応式により、例示化合物Ａ－１０を合成した。
Figure 2024077578000029
（１）Ａ－１０－ａの合成
実施例１の（１）における２－ブロモ－４，５－ジフルオロ安息香酸の代わりに２－ブロモ－４－（トリフルオロメチル）安息香酸を７．００ｇ使用した以外は、中間体Ａ－１３－ａと同一の合成方法により、中間体Ａ－１０－ａを７．５１ｇ得た。
（２）Ａ－１０－ｃの合成
実施例１の（３）における中間体Ａ－１３－ａの代わりに、中間体Ａ－１０－ａを３．５１ｇ使用した以外は、中間体Ａ－１３－ｃと同一の合成方法により、中間体Ａ－１０－ｃを４．７２ｇ得た。
（３）Ａ－１０－ｄの合成
実施例１の（４）における中間体Ａ－１３－ｃの代わりに、中間体Ａ－１０－ｃを３．０７ｇ使用した以外は、中間体Ａ－１３－ｄと同一の合成方法により、中間体Ａ－１０－ｄを２．０８ｇ得た。
（４）Ａ－１０－ｅの合成
実施例１の（５）における中間体Ａ－１３－ｄの代わりに、中間体Ａ－１０－ｄを２．０８ｇ使用した以外は、中間体Ａ－１３－ｅと同一の合成方法により、中間体Ａ－１０－ｅを２．０８ｇ得た。
（５）例示化合物Ａ－１０の合成
実施例１の（６）における中間体Ａ－１３－ｅの代わりに中間体Ａ－１０－ｅを１．００ｇ使用した点、及び３，７－ジエチル－３，７－ジメチル－４，６－ノナンジオンの代わりにジピバロイルメタンを使用した点以外は、例示化合物Ａ－１３と同一の合成方法により、例示化合物Ａ－１０を０．３０ｇ得た。
ＮＭＲ測定の結果、例示化合物Ａ－１０であることを確認した。ＮＭＲスペクトルの測定結果を以下に示す。
１Ｈ－ＮＭＲ（重クロロホルム）δ（ｐｐｍ）：８．９４（ｄ，２Ｈ），８．７７（ｄ，２Ｈ），８．３９（ｄ，２Ｈ），８．３５（ｄ，２Ｈ），８．１３－８．１１（ｍ，４Ｈ），８．０４（ｄ，２Ｈ），８．０２（ｓ，２Ｈ），６．６８（ｓ，４Ｈ），６．５８（ｓ，２Ｈ），５．１７（ｓ，１Ｈ），２．３７（ｓ，６Ｈ），１．８９（ｄ，１２Ｈ），１．４４（ｓ，６Ｈ），０．６８（ｓ，２Ｈ）．
（実施例３）
発光層のホスト分子中におけるゲスト化合物として実施例１の例示化合物Ａ－１３を用い、基板上に順次、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／電子ブロッキング層／発光層／ホールブロッキング層／電子輸送層／陰極が設けられた構成の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯをスパッタ法にて膜厚１００ｎｍで成膜したものを透明導電性支持基板（ＩＴＯ基板）として使用した。このＩＴＯ基板上に、以下に示す有機化合物層及び電極層を、１０-5Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着によって連続的に成膜した。この時、電極面積は３ｍｍ2になるように作製した。以下の（ ）内は膜厚である。
ホール注入層（１０ｎｍ）ＨＴ１６
ホール輸送層（３０ｎｍ）
電子ブロッキング（ＥＢ）層（１０ｎｍ）
発光層（３０ｎｍ）：ホスト材料＋ゲスト材料（例示化合物Ａ－１３（４質量％））
ホールブロッキング（ＨＢ）層（２０ｎｍ）
電子輸送層（２０ｎｍ）
金属電極層１（１ｎｍ）：Ｌｉｑ
金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ
次に、有機発光素子が水分の吸着によって素子劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせアクリル樹脂系接着材で封止した。以上のようにして有機発光素子を得た。得られた有機発光素子について、ＩＴＯ電極を陽極、Ａｌ電極を陰極にしてＩＶＬ（電流－電圧－輝度）測定を行った。有機発光素子の外部量子効率及び寿命を表２に示す。尚、外部量子効率は５ｍＡ／ｃｍ2の時の値であり、寿命は有機発光素子の２０ｍＡ／ｃｍ2の時の輝度の初期値を１００％とした時に２０ｍＡ／ｃｍ2で連続駆動させた際に輝度が９５％になるまでの耐久時間（ＬＴ９５）である。また、表２における外部量子効率及び寿命は、それぞれ後述の比較例１（比較化合物Ｒｅｆ－１）の値を１００とした場合の相対値で示した。
（実施例４）
ゲスト材料を実施例２で合成した例示化合物Ａ－１０に変更した以外は、実施例３と同様にして有機発光素子を作製した。また得られた素子について実施例３と同様にして外部量子効率及び寿命測定を行った。結果を表２に示す。
（比較例１）
ゲスト材料を下記に示す比較化合物Ｒｅｆ－１に変更した以外は、実施例３と同様にして有機発光素子を作製し、比較例１とした。Ｒｅｆ－１は本実施形態に係る有機金属錯体に対して、ＢＩＱ環に５員環構造で連結した別の芳香環がない化合物である。
（比較例２）
ゲスト材料を下記に示す比較化合物Ｒｅｆ－２に変更した以外は、実施例３と同様にして有機発光素子を作製し、比較例２とした。Ｒｅｆ－２は本実施形態に係る例示化合物Ａ－１３に対して、ＢＩＱ環ともう一つの芳香環が５員環構造でなく単結合で連結した化合物である。
（比較例３）
ゲスト材料を下記に示す比較化合物Ｒｅｆ－３に変更した以外は、実施例３と同様にして有機発光素子を作製し、比較例３とした。Ｒｅｆ－３は本実施形態に係る例示化合物Ａ－１０に対して、ＢＩＱ環ともう一つの芳香環が５員環構造でなく単結合で連結した化合物である。
Figure 2024077578000030
Figure 2024077578000031
比較例１の有機金属錯体に比べて、実施例３及び４、比較例２及び３の有機金属錯体はＢＩＱ環にフェニル基が結合し、イリジウム原子からより遠ざかる方向に共役を拡張しているので遷移双極子モーメントが増大し、いずれも高い外部量子効率を示す。しかしながら、比較例２及び３の有機金属錯体はＢＩＱ環とフェニル基が単結合のみで連結しているため分子の安定性に欠け、その素子寿命は短い。一方、本実施形態に係る例示化合物Ａ－１３及びＡ－１０を用いた実施例３及び４においてはその素子寿命が十分長い。
以上の通り、本実施形態に係る有機金属錯体によれば、有機発光素子の高発光量子効率と素子長寿命を両立することができる。
４：有機化合物層、８，２６：有機発光素子、１０：副画素、１０００，１３００，１３１０：表示装置、１１００：撮像装置、１１０４，１２０３，１３１３：筐体、１２００：電子機器、１２０１，１３０２，１３１１，１３１２：表示部、１４０２：光源、１４０４：光学フィルタ、１４０５：光拡散部

Claims (16)

  1. 下記一般式［１］で表されることを特徴とする有機金属錯体。
    ＭＬpＬ1 mＬ2 n ［１］
    〔前記一般式［１］において、Ｌ、Ｌ1、Ｌ2は、それぞれ異なる配位子を表す。ＭはＩｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄのいずれかである。
    ｐは１乃至３の整数、ｍは０乃至２の整数、ｎは０乃至２の整数であり、ＭがＩｒ又はＲｈの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝３であり、ＭがＰｔ又はＰｄの場合、ｐ＋ｍ＋ｎ＝２である。
    ＭＬpは、下記一般式［２］で表される。
    Figure 2024077578000032
     前記一般式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、シリル基、シアノ基からそれぞれ独立に選ばれる。但し、Ｒ4とＲ14、又はＲ7とＲ10の少なくとも一方は互いに結合して５員環構造を形成している。
    前記Ｒ1乃至Ｒ7、Ｒ10乃至Ｒ14、Ｒ20乃至Ｒ23は、隣り合う置換基同士が結合して環構造を形成していてもよい。
    ＭＬ1 m及びＭＬ2 nは、それぞれ独立に、下記一般式［３］及び［４］で表される。
    Figure 2024077578000033
     前記一般式［３］及び［４］において、Ｒ30乃至Ｒ37及びＲ40乃至Ｒ42は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアルコキシ基、置換又は無置換のアラルキル基、置換又は無置換のアミノ基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。〕
  2. 前記有機金属錯体のＭＬpが、下記一般式［５］で表されることを特徴とする請求項１に記載の有機金属錯体。
    Figure 2024077578000034
     〔前記一般式［５］において、Ｘは、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏ、ＳｉＲＲ’、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＮＲから選ばれ、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれる。〕
  3. 前記有機金属錯体のＭＬpが、下記一般式［６］で表されることを特徴とする請求項１に記載の有機金属錯体。
    Figure 2024077578000035
     〔前記一般式［６］において、Ｘは、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏ、ＳｉＲＲ’、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＮＲから選ばれ、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれる。〕
  4. 前記有機金属錯体のＭＬpが、下記一般式［７］で表されることを特徴とする請求項１に記載の有機金属錯体。
    Figure 2024077578000036
     〔前記一般式［７］において、Ｘ1、Ｘ2は、それぞれ独立に、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏ、ＳｉＲＲ’、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＮＲから選ばれ、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれる。〕
  5. 前記一般式［２］において、Ｒ4とＲ14、Ｒ7とＲ10の少なくとも一方が、ＣＲＲ’、Ｃ＝Ｏのいずれかを介して環構造を形成しており、前記Ｒ及び前記Ｒ’は置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のアリール基、ハロゲン原子からそれぞれ独立に選ばれ、
    Ｒ10乃至Ｒ14のうち、上記環構造の形成に関与していない少なくとも一つは、パラハメット定数σｐが０．２以上で表される電子求引性置換基であることを特徴とする請求項１に記載の有機金属錯体。
  6. 上記電子求引性置換基は、－ＣＦ3、－ＣＮ、－ＣＯＣＨ3、－Ｆから選ばれることを特徴とする請求項５に記載の有機金属錯体。
  7. 前記一般式［２］において、Ｒ4とＲ14、Ｒ7とＲ10の少なくとも一方が、Ｃ（ＣＨ3）2、Ｓのいずれかを介して環構造を形成していることを特徴とする請求項１に記載の有機金属錯体。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機金属錯体と、溶媒とを含有することを特徴とする発光性インク組成物。
  9. 第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置されている有機化合物層と、を有する有機発光素子であって、前記有機化合物層は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機金属錯体を含有することを特徴とする有機発光素子。
  10. 前記有機化合物層は発光層を有し、前記発光層は、前記有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりも最低励起一重項エネルギー及び最低励起三重項エネルギーが大きい第一有機化合物をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の有機発光素子。
  11. 前記発光層は、前記第一有機化合物とは異なる第二有機化合物を有し、前記第二有機化合物は最低励起三重項エネルギーが、前記第一有機化合物の最低励起三重項エネルギーよりも小さく、且つ前記有機金属錯体の最低励起三重項エネルギーよりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載の有機発光素子。
  12. 複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、請求項９に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
  13. 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
    前記表示部は請求項９に記載の有機発光素子を有することを特徴とする撮像装置。
  14. 請求項９に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
  15. 請求項９に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部又は光学フィルタと、を有することを特徴とする照明装置。
  16. 請求項９に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。
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