JP4006335B2 - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
［技術分野］
本発明は、平面光源や平面状ディスプレイ等に使用される有機薄膜発光素子に関する。
有機化合物を用いた発光素子に関するものであり、さらに詳しくは、高濃度で用いても濃度消光を起こしにくい金属配位化合物の発光材料を発光層に含む効率の高い発光素子に関するものである。
【０００２】
［背景技術］
有機発光素子は、古くはアントラセン蒸着膜に電圧を印加して発光させた例（Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，９４（１９８２）１７１）等がある。しかし近年、無機発光素子に比べて大面積化が容易であることや、各種新材料の開発によって所望の発色が得られることや、また低電圧で駆動可能であるなどの利点により、さらに高速応答性や高効率の発光素子として、材料開発を含めて、デバイス化のための応用研究が精力的に行われている。
【０００３】
例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５，１〜４８（１９９７）に詳述されているように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成された構成を持つ。その基本的な構成を図１（ａ）および（ｂ）に示した。
【０００４】
図１に示すように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板１５上に透明電極１４と金属電極１１の間に複数層の有機膜層から構成される。
【０００５】
図１（ａ）の素子では、有機層が発光層１２とホール輸送層１３からなる。透明電極１４としては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電極１４からホール輸送層１３への良好なホール注入特性を持たせている。金属電極１１としては、アルミニウム、マグネシウムあるいはそれらを用いた合金などの仕事関数の小さな金属材料を用い有機層への良好な電子注入性を持たせる。これら電極には、５０〜２００ｎｍの膜厚が用いられる。
【０００６】
発光層１２には、電子輸送性と発光特性を有するアルミニウムキノリノール錯体など（代表例は、以下に示すＡｌｑ３）が用いられる。また、ホール輸送層１３には例えばビフェニルジアミン誘導体（代表例は、以下に示すα−ＮＰＤ）など電子供与性を有する材料が用いられる。
【０００７】
以上の構成した素子は整流性を示し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入される。
【０００８】
注入されたホールと電子は発光層１２内で再結合により励起子が生じ発光する。この時ホール輸送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし、発光層１２／ホール輸送層１３界面の再結合効率が上がり、発光効率が上がる。
【０００９】
さらに、図１（ｂ）では、図１（ａ）の金属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けられている。発光と電子・ホール輸送を分離して、より効果的なキャリアブロッキング構成にすることで、効率的な発光を行うことができる。電子輸送層１６に、例えば、オキサジアゾール誘導体などの電子輸送材料を用いることができる。
【００１０】
これまで、一般に有機ＥＬ素子に用いられている発光は、発光過程で、励起状態として励起１重項状態と３重項状態を用いるものが知られており、前者から基底状態への遷移は蛍光と呼ばれ、後者からの遷移は燐光と呼ばれており、これらの状態にある物質を、それぞれ１重項励起子、３重項励起子と呼ぶ。
【００１１】
これまで検討されてきた有機発光素子は、その多くが励起１重項状態から基底状態に遷移するときの蛍光が利用されている。一方最近、三重項励起子を経由した燐光発光を利用する素子の検討がなされている。発表されている代表的な文献はとしては、
文献１：Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ ７４，Ｎｏ３ ｐ４２２（１９９９））、
文献２：Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ ７５，Ｎｏ１ ｐ４（１９９９））である。
【００１２】
これらの文献では、図１（ｃ）に示すように有機層が４層の構成が主に用いられている。それは、陽極側からホール輸送層１３、発光層１２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６からなる。用いられている材料は、以下に示すキャリア輸送材料とりん光発光性材料である。各材料の略称は以下の通りである。
Ａｌｑ３：アルミニウム−キノリノール錯体
α−ＮＰＤ：Ｎ４，Ｎ４’−Ｄｉ−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ−Ｎ４，Ｎ４’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ
ＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ
ＢＣＰ：２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ
ＰｔＯＥＰ：白金−オクタエチルポルフィリン錯体
Ｉｒ（ｐｐｙ）３：イリジウム−フェニルピリミジン錯体
【００１３】
【化１１】
Figure 0004006335
【００１４】
文献１、２ともに、高効率が得られた素子には図１（ｃ）の構成で、ホール輸送層１３にα−ＮＰＤ、電子輸送層１６にＡｌｑ３、励起子拡散防止層１７にＢＣＰ、発光層１２にＣＢＰをホスト材料として、これに燐光発光性材料である白金−オクタエチルポルフィリン錯体（ＰｔＯＥＰ）、またはイリジウム−フェニルピリミジン錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）を６％程度の濃度で分散混入した材料が用いられている。
【００１５】
現在燐光性発光材料が特に注目される理由は、以下の理由で原理的に高発光効率が期待できるからである。すなわち、キャリア再結合により生成される励起子は１重項励起子と３重項励起子からなり，その確率は１：３である。これまでの有機ＥＬ素子は、蛍光発光を利用していたが、原理的にその発光収率は生成された励起子数に対して、２５％でありこれが上限であった。しかし３重項励起子から発生する燐光を用いれば、原理的に少なくとも３倍の収率が期待され、さらにエネルギー的に高い１重項から３重項への項間交差による転移を考え合わせると、原理的には４倍の１００％の発光収率が期待できる。
【００１６】
しかし上記燐光発光を用いた有機発光素子は、一般に蛍光発光型の素子と同様に、発光効率の劣化と素子安定性に関してさらなる改良が求められている。
【００１７】
この劣化原因の詳細は不明であるが、本発明者らは燐光発光のメカニズムを踏まえて以下のように考えている。
【００１８】
有機発光層が、キャリア輸送性のホスト材料と燐光発光性のゲストからなる場合、３重項励起子から燐光発光にいたる主な過程は、以下のいくつかの過程からなる。
１．発光層内での電子・ホールの輸送
２．ホストの励起子生成
３．ホスト分子間の励起エネルギー伝達
４．ホストからゲストへの励起エネルギー移動
５．ゲストの３重項励起子生成
６．ゲストの３重項励起子から基底状態遷移と燐光発光
【００１９】
それぞれの過程における所望のエネルギー移動や発光は、さまざまなエネルギー失活過程との競争反応である。
【００２０】
特に燐光発光物質に於いては、一般に前記３重項励起子の寿命が１重項励起子の寿命より３桁以上長く、エネルギーの高い励起状態に保持される時間が長いために、周辺物質との反応や、励起子同士での多量体形成などによって、失活過程が起こる確立が多くなり、ひいては物質の変化をきたし、寿命劣化につながり易いと本発明者らは考えている。
【００２１】
有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光中心材料そのものの発光量子収率を大きくすることは言うまでもないが、発光層中の発光材料の濃度を高めることも素子の発光強度を高める上で重要な因子である。
【００２２】
しかし発光層中の発光材料の濃度が低い場合（重量比数％以下）には、その濃度に比例して発光強度が上昇するが、一般に数％から７％以上になると、この比例関係からずれ、逆に発光強度が低下し、効率が悪化する現象がある。この現象は、特開平０５−０７８６５５号や特開平０５−３２０６３３号公報などにも開示されている。これは濃度消光または濃度失括として知られている現象である。
【００２３】
実際、Ｉｒ（ｐｐｙ）3の場合、ＣＢＰをホスト材料として、６−７％程度の濃度が最も発光効率がよく、６−７％以上の濃度では発光効率は低下し、１２％濃度では効率は約半分、１００％濃度では１０分の１以下になる。（参考文献：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ ４，ｖｏｌ７５，１９９９）
【００２４】
この原因として、燐光発光物質に於いては、一般に前記３重項励起子の寿命が１重項励起子の寿命より３桁以上長いために、発光待ち状態である３重項励起状態に存在する分子が多くなる。この時、３重項励起子同士が相互作用してエネルギーを失う熱失活が起こり易い。これを３重項−３重項消滅と呼び、特に高電流密度時に発光効率が低下すると言う問題に関係している。またエネルギーの高い励起状態に保持される時間が長いために、周辺物質との反応や、励起子同士での多量体形成などによって、失活過程が起こる確率が多くなり、ひいては物質の変化をきたし、寿命劣化に影響するとも考えられる。
【００２５】
［発明の開示］
本発明の目的は、上記濃度消光の現象の発生を抑えることによって、発光材料をより高濃度で用いる環境を提供することで、有機発光素子の発光強度をより高くすることにある。
【００２６】
より詳しくは、本発明は、金属配位化合物の発光材料に置換基を導入することにより、発光層のホスト材料に対して高濃度で用いても濃度消光を起こしにくい材料を提供することを目的とする。
【００２７】
本発明のより特定の目的は、濃度消光を克服して、発光強度の大きな有機発光素子を提供することであり、基体上に設けられた陽極と、該陽極に対向配置される陰極と、前記陽極と前記陰極の間に配置される有機化合物からなる発光層と、該発光層と前記陽極との間に配置されるホール輸送層を備える有機発光素子であって、前記発光層がホスト材料である非発光性の第一の有機化合物と、下記式のいずれか１つで表される燐光発光性の第二の有機化合物とから構成され、前記発光層の中で前記第二の有機化合物の占める濃度が８重量％以上１３重量％以下であることを特徴とする有機発光素子を提供するものである。
【００２９】
【化１２】
Figure 0004006335
【００３４】
［発明を実施するための最良の形態］
本発明の基本的な素子構成は、図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すものと同様である。
【００３５】
すなわち、図１に示したように、一般に有機ＥＬ素子は、透明基板１５上に、５０〜２００ｎｍの膜厚を持つ透明電極１４と、複数層の有機膜層と、及びこれを挟持するように厚さが１０〜５００ｎｍの金属電極１１が形成される。
【００３６】
図１（ａ）には、有機層が発光層１２とホール輸送層１３からなる例を示す。透明電極１４としては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電極１４からホール輸送層１３へホール注入しやすくしている。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウムあるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしている。
【００３７】
発光層１２には、本発明の化合物を用いているが、ホール輸送層１３には、例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例としては前記α−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いることができる。
【００３８】
以上の構成した素子は電気的整流性を示し、金属電極１１を陰極に、透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入される。
【００３９】
注入されたホールと電子は、発光層１２内で再結合して励起子が生じ、発光する。この時ホール輸送層１３は、電子のブロッキング層の役割を果たし、発光層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効率が上がり、発光効率が上がる。
【００４０】
さらに図１（ｂ）の素子では、図１（ａ）の金属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けられている。発光機能と、電子及びホール輸送機能とを分離して、より効果的なキャリアブロッキング構成にすることで、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができる。
【００４１】
また図１（ｃ）に示すように、陽極である透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極１１からなる４層構成とすることも望ましい形態である。
【００４２】
一般に各有機膜層１２、１３、１６および１７はそれぞれ２００ｎｍ以下の厚さで形成され、特に発光層１２は、５〜２００ｎｍの厚さで形成される。
【００４３】
本発明者らは、発光中心材料として、置換環状基を含む前記一般式（１）で示される金属配位化合物を用いることにより、高効率発光で、さらに、分子間相互作用が抑制され、従来の濃度に対して高濃度でも濃度消光を起こしにくくなることを知見した。
【００４４】
また、この濃度消光の抑制は金属配位化合物が有する置換基に由来する効果であるが、この置換基は配位子の配位数によらず最低一つの配位子に置換基を有していることによって濃度消光を起こしにくくなることを見いだした。
【００４５】
特にこれによって従来の燐光発光型有機ＥＬ素子において、発光層中の発光材料が占める濃度を８％以上の高濃度とすることが可能になり、もって発光輝度の高い有機ＥＬ素子を提供できた。
【００４６】
本発明に用いた金属配位化合物は、りん光性発光をするものであり、最低励起状態が、３重項状態のＭＬＣＴ＊（Ｍｅｔａｌ−ｔｏ−Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはπ−π＊励起状態であると考えられる。これらの状態から基底状態に遷移するときにりん光発光が生じる。
【００４７】
一般にりん光寿命はＭＬＣＴ＊の方がπ−π＊より短いと言われているが本発明による濃度消光を抑制する分子構造は、その最低励起状態がＭＬＣＴ＊である場合にもπ−π＊である場合にも有効であり、いずれの場合においても、発光層中に高濃度でドーピングできる。
【００４８】
本発明の発光材料のりん光収率は、０．１から０．９と高い値が得られ、りん光寿命は０．１〜３０μｓｅｃと短寿命であった。ここで用いたりん光収率（すなわち、標準試料の量子収率Φ（ｓｔ）に対する目的試料の量子収率Φ（ｓａｍｐｌｅ）の比、即ち、相対量子収率）は、次式で求められる。
Φ（ｓａｍｐｌｅ）／Φ（ｓｔ）＝［Ｓｅｍ（ｓａｍｐｌｅ）／Ｉａｂｓ（ｓａｍｐｌｅ）］／［Ｓｅｍ（ｓｔ）／Ｉａｂｓ（ｓｔ）］
Ｉａｂｓ（ｓｔ）：標準試料の励起する波長での吸収係数
Ｓｅｍ（ｓｔ）：同じ波長で励起した時の発光スペクトル面積強度
Ｉａｂｓ（ｓａｍｐｌｅ）：目的化合物の励起する波長での吸収係数
Ｓｅｍ（ｓａｍｐｌｅ）：同じ波長で励起した時の発光スペクトル面積強度
【００４９】
ここでいうりん光量子収率はＩｒ（ｐｐｙ）3を標準試料とし、その量子収率を１とした相対量子収率として与えられる。
【００５０】
またここでいう発光（りん光）寿命は、以下の方法による測定値である。
【００５１】
≪寿命の測定方法≫
化合物をクロロホルムに溶かし、石英基板上に約０．１μｍの厚みでスピンコートしたものを測定試料とする。これを浜松ホトニクス社製の発光寿命測定装置を用い、室温で励起波長３３７ｎｍの窒素レーザー光をパルス照射し、励起パルスが終わった後の発光強度の減衰時間を測定する。
【００５２】
初期の発光強度をＩ0としたとき、ｔ秒後の発光強度Ｉは、発光寿命τを用いて以下の式で定義される。
【００５３】
Ｉ＝Ｉ0ｅｘｐ（−ｔ／τ）
すなわち、発光寿命τは、発光強度Ｉが初期値Ｉ0の１／ｅ（Ｉ／Ｉ0＝ｅ-1、ｅは自然対数の底）に減衰するまでの時間を意味する。
【００５４】
りん光寿命が短いことは、ＥＬ素子にしたときに高発光効率化の条件となる。すなわち、りん光寿命が長いと、発光待ち状態の３重項励起状態の分子が多くなり、特に高電流密度時に発光効率が低下するという問題があった。本発明の材料は、高いりん光発光収率を有し、短りん光寿命をもつＥＬ素子の発光材料に適した材料である。また、短かいりん光寿命が実現できるため、３重項にとどまる時間が短いために、エネルギーの高い状態にある時間が小さいので濃度消光が小さいことが想定される。実際の素子の通電試験においても、本発明の発光材料を用いると高い安定性をしめした。
【００５５】
りん光発光材料の場合、発光特性が、その分子環境に強く依存する。蛍光発光素子の場合、発光材料の基本的性質はフォトルミネッセンスで検討されるが、りん光発光の場合は周囲にあるホスト分子の極性の強さ、温度、固体／液体に依存するので、フォトルミネッセンスの結果が、ＥＬ素子の発光特性を反映しない場合が多い。フォトルミネッセンスの結果から一部の特性を除いてＥＬ特性を見積もることは一般にできない。
【００５６】
本発明の配位子の環状構造にフッ素原子が１個または複数個含まれる場合には、エネルギーギャップの変化をきたし、結果的に発光波長を短波長または長波長側に変化させることが可能になる。これは、便宜的にＭｅｔａｌの電子軌道のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯと配位子の電子軌道のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯを別に考えられるとした場合、配位子のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯのエネルギーが電気陰性度の大きいフッ素原子によって変化するため、金属のＨＯＭＯと配位子のＬＵＭＯ間のエネルギーギャップが変化し、最低励起状態であるＭＬＣＴ状態からの発光が短波長または長波長側に変化できる、と理解できる。従ってこれまでに、広い波長範囲（青から赤）に渡って高量子収率で高い安定性を持つ発光材料はなかったが、本発明の発光材料で実現することができ、かつ高効率で、広い波長範囲（青から赤）の発光に応じた発光材料を提供することができる。
【００５７】
さらに、素子にした場合に、フッ素原子が持つ大きな電気陰性度によって、分子間相互作用が抑制され、物理的には結晶化が抑制されるために膜質が均一化され、また物理的には二量化反応が抑制されて、エネルギー失括が抑制されるために発光効率が向上し、結果として電気特性の向上、素子安定性の向上が図れることもわかった。
【００５８】
また、本発明の発光材料は、フッ素原子やポリフッ素、アルキル基が置換基として配位子に複数ふくまれる場合には、その電気的効果により隣接分子との電気的反発により、あるいは立体障害によって、発光分子間の直接的な相互作用を抑制してエネルギー失括を防ぎ、濃度消光しにくくなっていると考えられる。
【００５９】
また素子作成に当たっては、置換基を持つ材料、特にフッ素置換基を持つ発光材料は、真空蒸着法で成膜するときに、昇華温度が低下して蒸着しやすくなりこの点でも効果が大きい。
【００６０】
かくして、以下の実施例に示すように、本発明の置換基を有する発光材料を用いることにより、前述した濃度消光を減少させ、長時間安定した発光が期待できる。また有機発光素子の実用使用温度であるマイナス２０度から６０度の温度範囲にて、高い燐光発光収率を得ることができる。さらに発光層のホスト材料に対して８重量％濃度以上に用いた場合、もしくは置換基を有していない化合物と比較して高濃度において、濃度消光を抑えることができ、発光特性においても優れた性能を有するＥＬ素子用の発光材料を提供できる。本発明の置換基を持つ発光材料の発光層中の使用濃度は、８重量％以上、好ましくは１０重量％以上であるが、１００％でも濃度消光しないで用いられる可能性も内在している。
【００６１】
ここで、発光特性とは最大発光効率に由来する特性であり、最大発光効率は素子にした際に得られる最大発光輝度または輝度／電流の最大値、または光束／電力消費量の最大値、または外部量子効率の最大値のいずれかによって表わされる。
【００６２】
本発明で示した高効率な発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。また、プリンターの光源としては、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の発光素子に置き換えることができる。独立にアドレスできる素子をアレイ上に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成する。本発明の素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。照明装置やバックライトに関しては、本発明による省エネルギー効果が期待できる。
【００６３】
ディスプレイへの応用では、アクティブマトリクス方式であるＴＦＴ駆動回路を用いて駆動する方式が考えられ、本発明の発光材料を発光層に用いた表示パネルを駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【００６４】
以下本発明に用いられる式（１）で示される金属配位化合物の具体的な構造式を下記表１に示す。但し、これらは、代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。下記表１に使用しているＰｈ〜Ｐ９は下記に示した部分構造を表しており、これら部分構造中の置換基Ｒ1、Ｒ2、…に関しては、式（１）中の環状基Ａの置換基Ｒ1、Ｒ2…に関してはＡ−Ｒ１、Ａ−Ｒ２…と、また環状基Ｂの置換基Ｒ5、Ｒ6…に関しては、Ｂ−Ｒ５、Ｂ−Ｒ６、…のように表１中に示してある。
【００６５】
尚、表１中、例示化合物（３８４），（３１４），（３４６）が、本発明の化合物である。
【００６６】
【化１４】
Figure 0004006335
【００６７】
【化１５】
Figure 0004006335
【００６８】
【表１−１】
Figure 0004006335
【００６９】
【表１−２】
Figure 0004006335
【００７０】
【表１−３】
Figure 0004006335
【００７１】
【表１−４】
Figure 0004006335
【００７２】
【表１−５】
Figure 0004006335
【００７３】
【表１−６】
Figure 0004006335
【００７４】
【表１−７】
Figure 0004006335
【００７５】
【表１−８】
Figure 0004006335
【００７６】
【表１−９】
Figure 0004006335
【００７７】
【表１−１０】
Figure 0004006335
【００７８】
【表１−１１】
Figure 0004006335
【００７９】
【表１−１２】
Figure 0004006335
【００８０】
【表１−１３】
Figure 0004006335
【００８１】
【表１−１４】
Figure 0004006335
【００８２】
【表１−１５】
Figure 0004006335
【００８３】
【表１−１６】
Figure 0004006335
【００８４】
【表１−１７】
Figure 0004006335
【００８５】
［実施例］
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、本発明に関する実施例は、実施例５、１９乃至２１、３６、３９、４０である。
【００８６】
本実施例に用いられたイリジウム金属配位化合物は以下に示す合成系路にて合成を行った。（類似の反応が、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９４，３３，ｐ．５４５に記載されている。）
【００８７】
≪イリジウム金属配位化合物の合成≫
本発明で用いたイリジウム錯体の合成方法のスキームを示す。
【００８８】
【化１６】
Figure 0004006335
【００８９】
【化１７】
Figure 0004006335
【００９０】
１００ｍｌの３つ口フラスコにチエニルボロン酸３．１８ｇ（２４．９ｍｍｏｌ）、１−ブロモ４−トリフルオロメチルピリジン５．６５（２５．０ｍｍｏｌ）、トルエン２５ｍｌ、エタノール１２．５ｍｌおよび２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液２５ｍｌを入れ、窒素気流下室温で攪拌しながらテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｏ）０．９８ｇ（０．８５ｍｍｏｌ）を加えた。その後、窒素気流下で８時間還流攪拌した。反応終了後、反応物を冷却して冷水およびトルエンを加えて抽出した。有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を減圧乾固した。残渣をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／メタノール：１０／１）で精製し、化合物Ａ４．２０ｇ（収率７４％）を得た。
【００９１】
１００ｍｌの４つ口フラスコにグリセロール５０ｍｌを入れ、窒素バブリングしながら１３０〜１４０℃で２時間加熱攪拌した。グリセロールを１００℃まで放冷し、化合物Ａ１．１５ｇ（５．０ｍｍｏｌｅ）、イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート（Ｉｒ（ａｃａｃ）３）０．５０ｇ（１．０ｍｍｏｌｅ）を入れ、窒素気流下２１０℃付近で７時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却して１Ｎ−塩酸３００ｍｌに注入し、沈殿物を濾取・水洗した。この沈殿物をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、例示化合物７２９の赤色粉末０．３３ｇ（収率３８％）を得た。
【００９２】
この化合物をトルエンの溶かした溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５６３ｎｍだった。また、この化合物のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ法（Ｍａｔｒｉｘ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｍａｓｓ Ｓｅｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ法）で測定した（測定装置はＢｒｕｋｅｒ社製「ＲＥＦＬＥＸ−ＩＩＩ型」）。この方法は目的物質から電子を１つ除いたイオンを質量分析器にかけ、その質量を測定するものであるために、その質量はＭ＋と表され、物質の同定によく使われている。測定したＭ＋値は８７７．０であり、目的物と確認した。
【００９３】
また発光が燐光であることを確認するためにこの例示化合物をクロロホルムに溶解し、酸素置換した溶液と窒素置換した溶液に光照射して、フォトルミネッセンスを比較した。結果は、酸素置換した溶液はイリジウム錯体に由来する発光がほとんど見られなかったのに対し、窒素置換した溶液はフォトルミネッセンスが確認された。これらの結果より、本発明の化合物は燐光発光性を有する化合物であることを確認した。因に蛍光材料においては、酸素置換した溶液中でも化合物に由来する発光は消失しない。
【００９４】
また蛍光材料の発光寿命は一般に数ｎｓｅｃ〜数十ｎｓｅｃであるのに対し、本発明の化合物の燐光寿命は、以下の実施例で得られたものも含めて、いずれも１００ｎｓｅｃ以上であった。
【００９５】
（実施例２）
実施例１と同様な合成方法で例示化合物（３１０）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは４８９ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ８５９．１
【００９６】
（実施例３）
実施例１と同様な合成方法で例示化合物（２３８）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５１５ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ７０９．１
【００９７】
（実施例４）
実施例１と同様な合成方法で例示化合物（２４２）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは４７１ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ７６３．１
【００９８】
（実施例５）
実施例１と同様な合成方法で例示化合物（３８４）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは４６６ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ９１３．１
【００９９】
（実施例６）
実施例１と同様な合成方法で例示化合物（７７７）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは６９６ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ １２３１．２
【０１００】
（実施例７）
例示化合物（４７２）の合成を行った。
【０１０１】
【化１８】
Figure 0004006335
【０１０２】
１００ｍｌの２つ口フラスコにエトキシエタノール６０ｍｌ、Ｈ2Ｏ２０ｍｌを入れ、窒素バブリングしながら１時間攪拌した。化合物Ｃ０．５１ｇ（４．４ｍｍｏｌｅ）、イリジウム（ＩＩＩ）トリクロライド水物０．７１ｇ（２．０ｍｍｏｌｅ）を入れ、窒素気流下１００℃付近で１６時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却して水１００ｍｌに注入し、沈殿物を濾取、水洗した。この沈殿物をエタノール６０ｍｌに投入し、１ｈ撹拌した後沈殿物を濾取、アセトンにて洗浄し、化合物Ｄの黄色粉末０．９５ｇ（収率８９％）を得た。
【０１０３】
【化１９】
Figure 0004006335
【０１０４】
１００ｍｌの２つ口フラスコにエトキシエタノール５０ｍｌを入れ、窒素バブリングしながら１時間攪拌した。化合物Ｄ０．５３６ｇ（０．５ｍｍｏｌｅ）、化合物Ｅ０．１７ｇ（１．４ｍｍｏｌｅ）、炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3０．７５ｇを入れ、窒素気流下１００℃付近で１６時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却して水１００ｍｌに注入し、沈殿物を濾取、水洗した。この沈殿物をエタノール７０ｍｌに投入し、１時間撹拌した後沈殿物を濾取した後、この沈殿物をクロロホルムに溶解させた後濾過し、濾液を濃縮した。この濾液をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、例示化合物４７２の黄色粉末０．４５ｇ（収率７３％）を得た。この化合物をトルエンに溶解した溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５２６ｎｍだった。また、この化合物のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳを測定したところＭ＋が６１４．２であり、目的物と確認した。
【０１０５】
（実施例８）
本実施例では、素子構成として、図１（ｃ）に示す有機層が４層の素子（有効表示面積約３ｍｍ2）を作成した。透明基板１５として無アルカリガラス基板を用い、この上に透明電極１４として１００ｎｍの酸化インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて形成し、パターニングした。
【０１０６】
この上にホール輸送層１３として、前記構造式で表されるα−ＮＰＤを膜厚４０ｎｍ真空蒸着した。その上に有機発光層として、前記ＣＢＰをホスト材料とし、金属配位化合物（例示化合物７２９）を重量比８重量％になるように膜厚３０ｎｍで共蒸着した。さらに電子輸送層１６として、前記Ａｌｑ３を１０-4Ｐａの真空度で抵抗加熱蒸着を行い、膜厚３０ｎｍの有機膜を得た。更に励起子拡散防止層１７としてＢＣＰを膜厚１０ｎｍで真空蒸着した。
【０１０７】
この上に金属電極層１１の下引き層として、ＡｌＬｉ合金を１５ｎｍ配置した。さらに金属電極１１として、１００ｎｍの膜厚のアルミニウムＡｌ膜を蒸着し、透明電極１４と対向する電極面積が３ｍｍ2になる形状でパターニングした。
有機発光素子の特性は室温にて、電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製の微小電流計４１４０Ｂで測定し、また発光輝度をトプコン社製ＢＭ７で測定した。
【０１０８】
（実施例９）
実施例１で合成した金属配位化合物（例示化合物７２９）を重量比７重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１０９】
（比較例１）
表２に示す金属配位化合物（７２９Ｒ）（表２中に対比する本発明の置換化合物を併記する）を重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１１０】
【表２】
Figure 0004006335
【０１１１】
（比較例２）
表２に示す金属配位化合物（７２９Ｒ）を重量比３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１１２】
（比較例３）
表２に示す金属配位化合物（７２９Ｒ）を重量比１重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１１３】
各素子に、ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加し、輝度を測定した。電圧は１２Ｖ／１００ｎｍとした。
【０１１４】
酸素や水による素子劣化の要因を除くため真空チャンバーから取り出し後、乾燥窒素フロー中で上記測定を行った。
【０１１５】
各化合物を用いた素子の結果を表３に示す。比較例化合物の７２９Ｒの最大輝度濃度は表３の結果より明らかに１％と８％の間にあるが、置換基を付与した（例示化合物７２９）は濃度７％以上の８％でも上昇しており、８％において置換基を有していない７２９Ｒより遙かに高い輝度で用いることができた。
【０１１６】
【表３】
Figure 0004006335
【０１１７】
（実施例１０）
実施例２で合成した金属配位化合物（３１０）重量比３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１１８】
（実施例１１）
実施例２で合成した金属配位化合物（３１０）重量比６重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１１９】
（実施例１２）
実施例２で合成した金属配位化合物（３１０）重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２０】
（実施例１３）
実施例３で合成した金属配位化合物（２３８）重量比３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２１】
（実施例１４）
実施例３で合成した金属配位化合物（２３８）重量比６重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２２】
（実施例１５）
実施例３で合成した金属配位化合物（２３８）重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２３】
（実施例１５Ａ）
実施例３で合成した金属配位化合物（２３８）重量比１１重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２４】
（実施例１５Ｂ）
実施例３で合成した金属配位化合物（２３８）重量比１３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を測定した。
【０１２５】
（実施例１６）
実施例４で合成した金属配位化合物（２４２）重量比３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２６】
（実施例１７）
実施例４で合成した金属配位化合物（２４２）重量比６重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２７】
（実施例１８）
実施例４で合成した金属配位化合物（２４２）重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２８】
（実施例１９）
実施例５で合成した金属配位化合物（３８４）重量比３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１２９】
（実施例２０）
実施例５で合成した金属配位化合物（３８４）重量比６重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１３０】
（実施例２１）
実施例５で合成した金属配位化合物（３８４）重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１３１】
（比較例４）
表４に示す金属配位化合物（１Ｒ）を重量比３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。（表４には対応する実施例化合物３１０、２３８、２４２および３８４の構造を併記する。）
【０１３２】
【表４】
Figure 0004006335
【０１３３】
（比較例５）
表４に示す金属配位化合物（１Ｒ）を重量比６重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１３４】
（比較例６）
表４に示す金属配位化合物（１Ｒ）を重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１３５】
実施例１０〜１２、比較例４〜６の素子に、ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加し、電流効率を測定した。電圧は１２Ｖ／１００ｎｍとした。
【０１３６】
各化合物を用いた素子の結果を表５に示す。１Ｒの最大電流効率を示すピークは表５の結果より明らかに３％と８％の間にある。一方、置換基を付与した（３１０）は濃度が８％でも電流効率の上昇が確認された。
【０１３７】
【表５】
Figure 0004006335
【０１３８】
実施例１３〜１５、比較例４〜６の素子に、ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加し、電力効率を測定した。電圧は１２Ｖ／１００ｎｍとした。
【０１３９】
各化合物を用いた素子の結果を表６に示す。１Ｒの最大電力効率は表６の結果より明らかに３％と８％の間にある。一方、置換基を付与した（２３８）は濃度が８％でも最大電力効率の上昇が確認された。
【０１４０】
【表６】
Figure 0004006335
【０１４１】
実施例１６〜１８、比較例４〜６の素子に、ＩＴＯ側を陽極に、Ａｌ側を陰極にして電界を印加し、外部量子効率を測定した。ここで外部量子効率とは、素子に流れる電流をヒューレッドパッカード社製の微小電流計４１４０Ｂで測定し、また素子の発光輝度をトプコン社製ＢＭ７で測定し、輝度（１ｍ）／電流量（ｍＡ）の測定値を目安とした。
【０１４２】
各化合物を用いた素子の結果を表７に示す。１Ｒの外部量子効率は表７の結果より明らかに３％と８％の間にある。一方、置換基を付与した（２４２）は濃度が８％でも最大電力効率の上昇が確認された。
【０１４３】
【表７】
Figure 0004006335
【０１４４】
実施例１９〜２１、比較例４〜６の素子に、ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加し、電力効率を測定した。電圧は１２Ｖ／１００ｎｍとした。
【０１４５】
各化合物を用いた素子の結果を表８に示す。１Ｒの最大電力効率は表８の結果より明らかに３％と８％の間にある。一方、置換基を付与した（３８４）は濃度が８％でも最大電力効率の上昇が確認された。
【０１４６】
【表８】
Figure 0004006335
【０１４７】
（実施例２２）
実施例６で合成した金属配位化合物（７７７）重量比１重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１４８】
（実施例２３）
実施例６で合成した金属配位化合物（７７７）重量比６重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１４９】
（実施例２４）
実施例６で合成した金属配位化合物（７７７）重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１５０】
（比較例７）
表９に示す金属配位化合物（７７７Ｒ）を重量比１重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１５１】
【表９】
Figure 0004006335
【０１５２】
（比較例８）
表９に示す金属配位化合物（７７７Ｒ）を重量比６重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１５３】
（比較例９）
表９に示す金属配位化合物（７７７Ｒ）を重量比８重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１５４】
実施例２２〜２５、比較例７〜９の素子に、ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加し、電力効率を測定した。電圧は１２Ｖ／１００ｎｍとした。
【０１５５】
各化合物を用いた素子の結果を表１０に示す。１Ｒの最大電力効率は表１０の結果より明らかに１％と８％の間にある。一方、置換基を付与した（７７７）は濃度が８％まで最大電力効率の上昇が確認された。
【０１５６】
【表１０】
Figure 0004006335
【０１５７】
（実施例２５）
実施例７で合成した金属配位化合物（４７２）重量比３重量％で用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１５８】
（実施例２６）
実施例７で合成した金属配位化合物（４７２）重量比６重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１５９】
（実施例２７）
実施例７で合成した金属配位化合物（４７２）重量比８重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１６０】
（比較例１０）
下記金属配位化合物（４７２Ｒ）を重量比３重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１６１】
【化２０】
Figure 0004006335
【０１６２】
（比較例１１）
上記金属配位化合物（４７２Ｒ）を重量比６重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１６３】
（比較例１２）
上記金属配位化合物（４７２Ｒ）を重量比８重量％で用いた以外は、実施例１と同様にして素子を作成した。
【０１６４】
実施例２５〜２７、比較例１０〜１２の素子に、ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加し、電力効率を測定した。電圧は１２Ｖ／１００ｎｍとした。
【０１６５】
素子劣化の原因として酸素や水が問題なので、その要因を除くため真空チャンバーから取り出し後、乾燥窒素フロー中で上記測定を行った。
【０１６６】
各化合物を用いた素子の結果を表１１に示す。１Ｒの最大電力効率は表１１の結果より明らかに３％と８％の間にある。一方、置換基を付与した（３８４）は濃度が８％でも最大電力効率の上昇が確認された。
【０１６７】
【表１１】
Figure 0004006335
【０１６８】
（実施例２８）
【０１６９】
【化２１】
Figure 0004006335
【０１７０】
２００ｍｌの３つ口フラスコに４−フルオロフェニルボロン酸３．５０ｇ（２５．０ｍｍｏｌｅ）、１−ブロモピリジン３．９５ｇ（２５．０ｍｍｏｌｅ）、トルエン２５ｍｌ、エタノール１２．５ｍｌおよび２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液２５ｍｌを入れ、窒素気流下室温で攪拌しながらテトラキス−（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｏ）０．９８ｇ（０．８５ｍｍｏｌｅ）を加えた。その後、窒素気流下で８時間還流攪拌した。反応終了後、反応物を冷却して冷水およびトルエンを加えて抽出した。有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を減圧乾固した。残渣をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／メタノール：１０／１）で精製し、化合物Ｇ３．２４ｇ（収率７５％）を得た。
【０１７１】
【化２２】
Figure 0004006335
【０１７２】
２００ｍｌの３つ口フラスコに塩化イリジウム（ＩＩＩ）・３水和物０．８８１ｇ（２．５ｍｍｏｌｅ）、０．９５３ｇ（５．５ｍｍｏｌｅ）、エトキシエタノール７５ｍｌと水２５ｍｌを入れ、窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後２４時間還流攪拌した。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、エタノールおよびアセトンで順次洗浄した。室温で減圧乾燥し、化合物Ｈの黄色粉末１．３２ｇ（収率９２％）を得た。
【０１７３】
【化２３】
Figure 0004006335
【０１７４】
２００ｍｌの３つ口フラスコにエトキシエタノール７０ｍｌ、Ｈ０．８０ｇ（０．７ｍｍｏｌｅ）、アセチルアセトン０．２２ｇ（２．１０ｍｍｏｌｅ）と炭酸ナトリウム１．０４ｇ（９．９１ｍｍｏｌｅ）を入れ、窒素気流下室温で１時間攪拌し、その後１５時間還流攪拌した。反応物を氷冷し、沈殿物を濾取水洗した。この沈殿物をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／メタノール：３０／１）で精製し、化合物Ｉ（例示化合物Ｎｏ．４８９）の黄色粉末０．６３ｇ（収率７１％）を得た。この化合物のトルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは４９９ｎｍだった。また、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である６３８．７を確認した。
【０１７５】
【化２４】
Figure 0004006335
【０１７６】
１００ｍｌの３つ口フラスコに化合物Ｇを０．２１ｇ（１．２ｍｍｏｌｅ）、化合物Ｉ ０．３２ｇ（０．５ｍｍｏｌｅ）とグリセロール２５ｍｌを入れ、窒素気流下１８０℃付近で８時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却して１Ｎ−塩酸１７０ｍｌに注入し、沈殿物を濾取・水洗し、１００℃で５時間減圧乾燥した。この沈殿物をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、（例示化合物Ｎｏ．２３９）の黄色粉末０．２２ｇ（収率６３％）を得た。この化合物のトルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは４９０ｎｍだった。また、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である７０８．８を確認した。
【０１７７】
（実施例２９）
実施例７と同様な方法によって例示化合物（５３５）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５２５ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ６７１．７
【０１７８】
（実施例３０）
実施例２８と同様な方法によって例示化合物（２４３）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５１８ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ７６２．７
【０１７９】
（実施例３１）
実施例７と同様な方法によって例示化合物（５１１）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５１４ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ６２８．１
【０１８０】
（実施例３２）
実施例２８と同様な方法によって例示化合物（５６）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５０５ｎｍ
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：Ｍ＋ ６９７．２
【０１８１】
（実施例３３）
実施例１と同様な方法によって例示化合物（３８９）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５０３ｎｍ
【０１８２】
（実施例３４）
実施例１と同様な方法によって例示化合物（３９０）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは５０７ｎｍ
【０１８３】
（実施例３５）
実施例１と同様な方法によって例示化合物（３１２）の合成を行った。
トルエン溶液の発光スペクトルのλｍａｘは４５８ｎｍと４８８ｎｍのダブルピークを示した。
【０１８４】
（実施例３６）
実施例１と同様な方法によって例示化合物（３１４）の合成を行う。
【０１８５】
（実施例３７）
実施例１と同様な方法によって例示化合物（３８８）の合成を行う。
【０１８６】
（実施例３８）
実施例１と同様な方法によって例示化合物（３９２）の合成を行う。
【０１８７】
（実施例３９）
出発原料を変える他は実施例１と同様な方法によって、例示化合物（２７４）、（３４６）、（３５８）、（３９３）そして（３９６）の合成を行うことができる。
【０１８８】
（実施例４０）
以下表示装置の例を２例説明する。まずＸＹマトリックス配線を有する画像表示装置を作成した例を図２に示す。
【０１８９】
縦１５０ｍｍ、横１５０ｎｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板２１上に透明電極（陽極側）として約１００ｎｍ厚のＩＴＯ膜をスパッタ法にて形成後、単純マトリクス電極２２として１００μｍ幅の電極を４０μｍの間隔で１００ラインをパターニングした。つぎに実施例８と同様の条件で実施例１〜７で合成した化合物をそれぞれ発光層１２用のゲスト化合物として用いて４層の有機化合物層２３を作成した。
【０１９０】
続いてマスク蒸着にて、１００μｍ幅の電極を間隔４０μｍで１００ライン分の金属電極２４を、透明電極と直交するように、真空度２×１０-5Ｔｏｒｒの条件で真空蒸着法にて成膜した。金属電極はＡｌ／Ｌｉ合金（Ｌｉ：１．３ｗｔ％）を膜厚１０ｎｍ、つづいてＡｌを１５０ｎｍの膜厚で形成した。
【０１９１】
この１００ｘ１００の単純マトリクス型有機ＥＬ素子を、窒素雰囲気で満たしたグローブボックス中にて、図３に示す１０ボルトの走査信号と±３ボルトの情報信号を用いて、７ボルトから１３ボルトの電圧で、単純マトリクス駆動をおこなった。フレーム周波数３０Ｈｚでインターレース駆動したところ、各々発光画像が確認できた。
【０１９２】
本発明で示した高効率な発光素子は、画像表示装置としては、省エネルギーや高視認性を備えた軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。またプリンター用の光源としては、本発明の発光素子をライン状に形成し、感光ドラムに近接して置き、各素子を独立して駆動し、感光ドラムに所望の露光を行う、ラインシャッターとして利用可能である。一方照明装置や液晶表示装置のバックライトへの利用は、省エネルギー効果が期待できる。
【０１９３】
画像表示素子への別の応用では、先に述べたＸＹマトリックス配線に変えて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えたアクティブマトリクス方式画像表示素子が特に有用である。以下図４〜６を参照して、本発明のアクティブマトリクス方式画像表示素子について説明する。
【０１９４】
図４は上記パネルの平面図の模式図である。パネル周辺には、走査信号ドライバーや電流供給源からなる駆動回路と、情報信号ドライバーである表示信号入力手段（これらを画像情報供給手段と呼ぶ）が配置され、それぞれゲート線とよばれるＸ方向走査線、情報線と呼ばれるＹ方向配線、及び電流供給線に接続される。走査信号ドライバーは、ゲート走査線を順次選択し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号が印加される。ゲート走査線と情報線の交点には表示用画素が配置される。
【０１９５】
次に等価回路を用いて、画素回路の動作について説明する。今ゲート選択線に選択信号が印加されると、ＴＦＴ１がＯＮとなり、情報信号線からコンデンサＣａｄｄに表示信号が供給され、ＴＦＴ２のゲート電位を決定する。各画素に配置された有機発光素子部（ＥＬと略す）には、ＴＦＴ２のゲート電位に応じて、電流供給線より電流が供給される。ＴＦＴ２のゲート電位は１フレーム期間中Ｃａｄｄに保持されるため、ＥＬ素子部にはこの期間中電流供給線からの電流が流れ続ける。これにより１フレーム期間中、発光を維持することが可能となる。
【０１９６】
図６は本実施例で用いられるＴＦＴの断面構造の模式図を示した図である。ガラス基板上にポリシリコンｐ−Ｓｉ層が設けられ、チャネル、ドレイン、ソース領域にはそれぞれ必要な不純物がドープされる。この上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられると共に、上記ドレイン領域、ソース領域に接続するドレイン電極、ソース電極が形成されている。この時ドレイン電極と透明な画素電極（ＩＴＯ）は、介在する絶縁膜に開けたコンタクトホールにより接続される。
【０１９７】
本発明で用いるアクティブ素子には特に限定はなく、単結晶シリコンＴＦＴやアモルファスシリコンａ−Ｓｉ ＴＦＴ等でも使用することができる。
上記画素電極上に、多層あるいは単層の有機発光層を形成し、陰極である金属電極を順次積層し、アクティブ型有機発光表示素子を得ることができる。
【０１９８】
［産業上の利用可能性］
以上説明のように、高いりん光発光収率を有し、短かいりん光寿命をもつ本発明の置換基を有した金属配位化合物を用いることにより、濃度消光を防止しつつホスト材料に付して高濃度で配合した発光層が形成される。結果として本発明によれば、発光効率の高い優れた発光素子を得ることができる。また、本発明の発光素子は表示素子としても優れている。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の発光素子の一例を示す図である。
【図２】実施例２８の単純マトリクス型有機ＥＬ素子を示す図である。
【図３】実施例２８の駆動信号を示す図である。
【図４】ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示した図である。
【図５】画素回路の一例を示す図である。
【図６】ＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。

Claims (2)

  1. 基体上に設けられた陽極と、該陽極に対向配置される陰極と、前記陽極と前記陰極の間に配置される有機化合物からなる発光層と、該発光層と前記陽極との間に配置されるホール輸送層を備える有機発光素子であって、
    前記発光層がホスト材料である非発光性の第一の有機化合物と、下記式のいずれか１つで表される燐光発光性の第二の有機化合物とから構成され、前記発光層の中で前記第二の有機化合物の占める濃度が８重量％以上１３重量％以下であることを特徴とする有機発光素子。
    Figure 0004006335
  2. 請求項１に記載の有機発光素子と、表示情報を前記有機発光素子に与える駆動回路を備えたことを特徴とする画像表示装置。
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