JP4786917B2 - 有機金属錯体、発光性固体、有機el素子及び有機elディスプレイ - Google Patents
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Description
しかし、この金属錯体は室温でのりん光発光効率が十分ではなく、この金属錯体を用いた有機EL素子の場合、発光効率が低いという問題がある。一方、白金元素と窒素原子とによる配位結合2つと、白金元素と炭素原子との直接結合1つとからなり、前記配位結合に関与する2つの窒素原子の間に炭素原子が配置されたN^C^N型の三座配位子と、白金に結合するCl原子とを含む白金錯体が、溶液中で前記N^N^C型白金錯体よりも高効率でりん光を発することが報告されている(非特許文献4参照)。しかし、この金属錯体を用いた有機EL素子の場合、N^C^N型の三座配位子を合成する際に、合成及び取扱いが困難な有機スズ化合物等の有機化合物を原料としなければならないという問題があった。
本発明の有機金属錯体は、(1)金属原子と、(2)該金属原子に対し、窒素原子2つ及び炭素原子1つを介して三座で結合し、該窒素原子2つの間に前記炭素原子が位置する三座配位子とを有し、前記三座配位子が2つのアゾメチン結合(−C=N−)を有し、かつ該アゾメチン結合における窒素原子が、それぞれ前記金属原子に配位してなることを特徴とする。
有機物からの発光は、発光を生ずる励起状態の性質により蛍光とりん光とに分類されるが、従来、有機物は一般的にりん光を生じないという理由から、有機EL素子や照明装置等における発光材料や色変換材料等としては、蛍光発光材料が利用されてきた。しかし、EL発光メカニズムからは、蛍光発光状態の4倍の確率でりん光発光状態が生成することが予想されるため、室温でりん光発光を生ずる金属錯体の発光材料への適用がEL素子の高効率化には有効であり、近年注目されてきている。本発明の前記有機金属錯体からは、高輝度の前記りん光発光が強く生ずるため、蛍光発光材料を用いたEL素子の内部量子効率が最大25%であるのに対して、理論上、最大100%という高い発光効率が達成可能である。このため、高輝度の前記りん光発光を示す前記有機金属錯体は、有機EL素子等における発光材料等として好適である。本発明の有機金属錯体においては、特定の前記三座配位子(N^C^N型)における骨格構造、置換基等の種類や数などを変えることにより、発光色を変えることができる。
また、本発明によると、高輝度のりん光発光を示し、有機EL素子や照明装置等における発光材料や色変換材料等として好適な有機金属錯体及び発光性固体を提供することができる。
また、本発明によると、前記有機金属錯体乃至発光性固体を用い、発光効率等に優れる有機EL素子を提供することができる。
また、本発明によると、前記有機EL素子を用い、高性能であり、平均駆動電流を発光画素によらず一定にすることができ、発光面積を変えることなく色バランスが良好なフルカラーディスプレイ等に好適な有機ELディスプレイを提供することができる。
本発明の有機金属錯体は、金属原子と、該金属原子に対して三座で結合する特定の三座配位子とを有し、好ましくは前記金属原子に対して一座で結合する一座配位子を有し、更に必要に応じて適宜選択した、その他の配位子を有してなる。
本発明の発光性固体は、本発明の前記有機金属錯体を含み、更に目的に応じて適宜選択したその他の成分を含む。前記発光性固体の態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶、薄膜、などが挙げられる。該発光性固体における前記有機錯体金属の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常、0.1〜50質量%で、好ましくは0.5〜20質量%で高効率で長寿命な発光が得られる。
前記金属原子は、前記有機金属錯体における中心金属として作用し、該金属原子としては、特に制限がなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、IR、Ptなどが挙げられる。これらは、前記有機金属錯体1分子中に1個含まれ、2分子以上の前記有機金属錯体における各金属原子は、1種単独であってもよいし、2種以上であってもよい。前記金属原子の中でも、Ptが特に好ましい(この場合、前記有機金属錯体は白金錯体である)。
前記三座配位子としては、前記金属原子に対して、窒素原子2つ及び炭素原子を介して三座で結合し、該窒素原子2つの間に前記炭素原子が位置し(N^C^N型)、2つのアゾメチン結合(−C=N−)を有し、かつ該アゾメチン結合における窒素原子が、それぞれ前記金属原子に配位してなるものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、下記一般式(2)で表される構造を有するものが好ましい。
なお、前記アゾメチン結合(−C=N−)を構成する炭素原子は、水素原子を一つ有し、飽和状態にある、即ち、前記アゾメチン結合(−C=N−)を構成する炭素原子及び窒素原子は、環構造を形成していない。
前記R1及びR2としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、などが好ましく、容易に合成することができる点で、置換又は無置換のベンゼン環を有するものがより好ましい。前記R1及びR2の好ましい具体例としては、下記構造式(6)から(16)で表されるもの、などが挙げられる。
前記一座配位子は、前記金属原子に対して一座で結合する配位子であり、該一座配位子としては、例えば、ハロゲン原子、前記金属原子に対してC原子、N原子、O原子及びS原子から選択される一の原子を介して結合する基、などが好適に挙げられる。
前記C原子、N原子、O原子及びS原子から選択される一の原子を介して結合する基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記構造式(27)〜(48)で表されるものが挙げられる。これらの中でも、合成が容易で、かつ生成物の発光効率が高い点で、下記構造式(30)で表されるものが好ましい。
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。これらの中でも、反応性が低く、耐久性に優れる点で、フッ素原子が好ましい。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、などが挙げられる。これらの中でも、メチル基が好ましい。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、トルイル基、などが挙げられる。これらの中でも、フェニル基が好ましい。
本発明の有機金属錯体の構造例としては、例えば、下記一般式(1)で表される有機金属錯体などが好適に挙げられ、前記金属原子に対して、上述した三座配位子と、上述した一座配位子とが結合してなる有機金属錯体がより好適に挙げられる。
また、前記Ar1としては、前記環構造を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、五員環基、六員環基、及びこれらの縮合環基から選択されるものが好ましい。
本発明の有機金属錯体の合成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記三座配位子(N^C^N型)と前記金属原子とハロゲン原子(塩素原子)とを有する金属ハロゲン化物を、適宜選択した条件に従って反応させることにより前記三座配位子とハロゲンとを含む本発明の有機金属錯体を得る方法、更に、該三座配位子とハロゲンとを含む本発明の有機金属錯体と、前記一座配位子の水素置換体あるいはアルカリ金属置換体とを適宜選択した条件に従って反応させ、前記三座配位子と前記一座配位子とを含む本発明の有機金属錯体を得る方法などが好適に挙げられる。
上記反応は、触媒の存在下でも好適に行うことができ、該触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅塩−有機アミン触媒、などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の有機金属錯体、及び該有機金属錯体を含む発光性固体は、上述のようにPL量子収率に優れ、高い発光効率を示すことから、各種分野において好適に使用することができるが、高輝度で高寿命である所望な発光色が得られる点で、有機EL素子及び照明装置のいずれかに特に好適に使用することができる。また、前記有機ELを用いた有機ELディスプレイにおいては、フルカラーディスプレイを得る目的で、赤、緑及び青の各色の有機EL素子の組合せを1画素として用いるが、この場合、三色の有機EL素子が必要になる。本発明の有機金属錯体は、前記三座配位子の分子構造を適宜変化させることにより、その発光色を調節乃至変更可能であり、赤、緑及び青の各色の発光が得られる点で、該有機金属錯体を前記有機EL素子に適用すると有利である。
本発明の有機EL素子は、正極及び負極の間に有機薄膜層を有してなり、該有機薄膜層が、本発明の前記有機金属錯体を含有してなり、更に適宜選択したその他の層乃至部材を有してなる。
前記有機薄膜層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、少なくとも発光層を有し、更に必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などを有していてもよい。なお、前記発光層は、発光層として単機能に形成されていてもよいし、発光層兼電子輸送層、発光層兼正孔輸送層、などのように多機能に形成されていてもよい。
前記発光層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、本発明の前記有機金属錯体を発光材料として含有するのが好ましい。この場合、前記発光層は、前記有機金属錯体を単独で成膜して形成されていてもよいし、該有機金属錯体以外に他の材料、例えば、本発明の前記有機金属錯体をゲスト材料としたとき、発光波長が該ゲスト材料の光吸収波長付近にあるホスト材料を含んで形成されていてもよい。なお、該ホスト材料は、前記発光層に含有されているのが好ましいが、正孔輸送層、電子輸送層などに含有されていてもよい。
前記構造式(64)中、nは、整数を表し、2又は3が好適に挙げられる。
前記含有量が、0.1質量%未満であると、寿命、発光効率等が十分でないことがあり、50質量%を超えると、色純度が低下することがあり、一方、前記より好ましい範囲であると、寿命、発光効率等に優れる点で好ましい。
前記発光層の厚みが、前記好ましい数値範囲であると、該有機EL素子により発光される光の発光効率、発光輝度及び色純度が十分であり、前記より好ましい数値範囲であるとそれが顕著である点で有利である。
前記正極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記有機薄膜層に、具体的には該有機薄膜層が前記発光層のみを有する場合には該発光層に、該有機薄膜層が更に前記正孔輸送層を有する場合には該正孔輸送層に、該有機薄膜層が更に前記正孔注入層を有する場合には該正孔注入層に、正孔(キャリア)を供給することができるものが好ましい。
前記基板として前記ガラスを用いる場合、該ガラスからの溶出イオンを少なくする観点からは、前記無アルカリガラス、シリカなどのバリアコートを施した前記ソーダライムガラスが好ましい。
前記負極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記有機薄膜層に、具体的には該有機薄膜層が前記発光層のみを有する場合には該発光層に、該有機薄膜層が更に前記電子輸送層を有する場合には該電子輸送層に、該有機薄膜層及び該負極間に電子注入層を有する場合には該電子注入層に、電子を供給することができるものが好ましい。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、仕事関数が4eV以下の材料が好ましく、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、などがより好ましい。
前記正孔注入層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、電界印加時に前記正極から正孔を注入する機能を有しているものであるのが好ましい。
前記正孔輸送層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、電界印加時に前記正極からの正孔を輸送する機能を有しているものが好ましい。
前記正孔ブロッキング層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記正極から注入された正孔を障壁する機能を有しているものが好ましい。
前記電子輸送層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記負極からの電子を輸送する機能、前記正極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものが好ましい。
この場合、前記発光層に隣接する該電子輸送層に用いる電子輸送材料としては、前記有機金属錯体よりも光吸収端が短波長である電子輸送材料を用いることが、有機EL素子中の発光領域を前記発光層に限定し、前記電子輸送層からの余計な発光を防ぐ観点からは好ましい。前記有機金属錯体よりも光吸収端が短波長である電子輸送材料としては、例えば、フェナントロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体などが挙げられ、下記構造式(77)で表される2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)や、下記構造式(78)〜(80)に示す化合物などが好適に挙げられる。
前記電子注入層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ化リチウム等のアルカリ金属フッ化物、フッ化ストロンチウム等のアルカリ土類金属フッ化物、などを好適に使用できる。電子注入層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することでき、例えば、通常、0.1〜10nm程度であり、0.5〜2nmが好ましい。
前記電子注入層は、例えば、蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法などにより好適に形成することができる。
本発明の有機EL素子は、目的に応じて適宜選択したその他の層を有していてもよく、該その他の層としては、例えば、色変換層、保護層、などが好適に挙げられる。
前記色変換層としては、りん光発光材料を含有しているのが好ましく、本発明の前記有機金属錯体を含有しているのがより好ましい。なお、前記色変換層は、該有機金属錯体のみで形成されていてもよいし、更に他の材料を含んで形成されていてもよい。
該色変換層において、前記有機金属錯体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記色変換層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蒸着法、塗布法などが好適に挙げられる。
なお、本発明においては、前記色変換層としては、公知のカラーフィルター等を用いてもよい。
前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、水分や酸素等の有機EL素子を劣化促進させる分子乃至物質が有機EL素子内に侵入することを抑止可能であるものが好ましい。
本発明の有機EL素子における層構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、以下の(1)〜(13)の層構成、即ち、(1)正極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/負極、(2)正極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/負極、(3)正極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/負極、(4)正極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/負極、(5)正極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層兼電子輸送層/電子注入層/負極、(6)正極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層兼電子輸送層/負極、(7)正極/正孔輸送層/発光層兼電子輸送層/電子注入層/負極、(8)正極/正孔輸送層/発光層兼電子輸送層/負極、(9)正極/正孔注入層/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層/電子注入層/負極、(10)正極/正孔注入層/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層/負極、(11)正極/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層/電子注入層/負極、(12)正極/正孔輸送層兼発光層/電子輸送層/負極、(13)正極/正孔輸送層兼発光層兼電子輸送層/負極、などが好適に挙げられる。
本発明の有機EL素子の発光ピーク波長としては、特に制限はなく、可視光域から適宜選択することができ、例えば、400〜650nmが好ましい。
本発明の有機EL素子の発光電圧としては、電圧10V以下で発光することが望まれ、8V以下で発光するのが好ましく、7V以下で発光するのがより好ましい。
本発明の有機EL素子の電流効率としては、電流密度5A/m2において、10cd/A以上であるのが好ましく、30cd/A以上であるのがより好ましく、40cd/A以上であるのが特に好ましい。
本発明の有機EL素子は、例えば、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができるが、照明装置や以下の本発明の有機ELディスプレイに特に好適に使用することができる。
本発明の有機ELディスプレイは、前記本発明の有機EL素子を用いたこと以外は、特に制限はなく、公知の構成を適宜採用することができる。
前記有機ELディスプレイは、単色発光のものであってもよいし、多色発光のものであってもよいし、フルカラータイプのものであってもよい。
該色変換法による本発明の有機ELディスプレイの具体例としては、例えば、図2に示すように、この有機ELディスプレイは、画素に対応して配置された電極25上に、青色発光用の有機薄膜層26が一面に設けられ、更にその上に透明電極13を有する。そして、透明電極13上には、保護層(平坦化層)15を介して、赤色用の色変換層60及び赤色カラーフィルタ65の積層物と、緑色用の色変換層70及び緑色カラーフィルタ80の積層物とが、配置されている。そして、これらの上にガラス基板12が設けられている。
−Pt(イソフタリジン−ジ(n−ブチルアミン))クロライドの合成−
イソフタリジン−ジ(n−ブチルアミン)(前記三座配位子)を、以下のように合成した。即ち、具体的には、無水エタノールに溶解させたイソフタルアルデヒド(134mg;1mmol)に、2倍当量のn−ブチルアミン(146mg;2mmol)を加え、3時間還流した。得られた反応液を冷却し、濃縮した後、ろ過により析出した固体を取り出し、メタノールで再結晶して目的物のイソフタリジン−ジ(n−ブチルアミン)200mgを得た。
−Pt(イソフタリジン−ジアニリン)クロライドの合成−
イソフタリジン−ジアニリン(前記三座配位子)を、以下のように合成した。即ち、具体的には、メタノールに溶解させたイソフタルアルデヒド(134mg;1mmol)に、2倍当量のアニリン(186mg;2mmol)を加え、室温にて3時間攪拌した。得られた反応液を濃縮した後、ろ過により析出した固体を取り出し、メタノールで再結晶して目的物のイソフタリジン−ジアニリン220mgを得た。
−Pt(イソフタリジン−ジ(p−アニゾール))クロライドの合成−
合成例2において、アニリンをp−アニゾールに代えた以外は、合成例2と同様にして、下記構造式(51)で表されるPt(イソフタリジン−ジ(p−アニゾール))クロライド(化合物3)を得た。
−Pt(イソフタリジン−ジアニリン)フェノキシドの合成−
合成例2の合成方法により得られたPt(イソフタリジン−ジアニリン)クロライド(51mg;0.1mmol)を、アセトンに添加して攪拌した。これに、メタノールに溶解させた1.2倍当量のナトリウムフェノキシド3水和物(20mg;0.12mmol)をゆっくり滴下し、室温にて10分間攪拌した。数滴の純水を添加すると反応が進み、固体が析出し始めたので、加熱しながら3時間攪拌した。放冷し濾取した固体を純水、メタノール、ジエチルエーテルで順によく洗浄し、真空乾燥し、目的物のPt(イソフタリジン−ジアニリン)フェノキシド(化合物4)40mgを得た。
−Pt(イソフタリジン−ジアニリン)(1,2,4−トリアゾレート)の合成−
合成例2の合成方法により得られたPt(イソフタリジン−ジアニリン)クロライド(51mg;0.1mmol)を、アセトンに添加して攪拌した。これに、メタノールに溶解させた1.2倍当量の1,2,4−トリアゾールのナトリウム塩(11mg;0.12mmol)をゆっくり滴下し、室温にて10分間攪拌した。数滴の純水を添加すると反応が進み、固体が析出し始めたので、加熱しながら3時間攪拌した。放冷し濾取した固体を純水、メタノール、ジエチルエーテルで順によく洗浄し、真空乾燥し、目的物のPt(イソフタリジン−ジアニリン)(1,2,4−トリアゾレート)(化合物5)35mgを得た。
−Pt(イソフタリジン−ジアニリン)(2−メルカプトベンゾチアゾレート)の合成−
合成例2の合成方法により得られたPt(イソフタリジン−ジアニリン)クロライド(51mg;0.1mmol)を、アセトンに添加して攪拌した。これに、メタノールに溶解させた1.2倍当量の2−メルカプトベンゾチアゾール(20mg;0.12mmol)をゆっくり滴下した。更に、10倍当量の水酸化ナトリウム粉末(40mg;1mmol)を添加し、5時間還流した。放冷し多量の純水を添加したところ、固体が析出した。更に、室温にて2時間攪拌した。析出した固体を濾取し、該濾取した固体を純水、メタノール、ジエチルエーテルで順によく洗浄し、真空乾燥し、目的物のPt(イソフタリジン−ジアニリン)(2−メルカプトベンゾチアゾレート)(化合物6)35mgを得た。
−Pt(イソフタリジン−ジアニリン)(フェニルアセチリド)の合成−
合成例2の合成方法により得られたPt(イソフタリジン−ジアニリン)クロライド(51mg;0.1mmol)と、3倍当量のフェニルアセチレン(31mg;0.3mmol)とをジクロロメタンに混合し、これに、100倍当量のトリエチルアミン(1010mg;10mmol)及び5質量%当量のCuIを添加して、窒素気流下、室温にて24時間攪拌した。得られた反応液からジクロロメタンを留去し、残った油状物をフラッシュクロマトグラフィー(アルミナカラム、溶出液:ジクロロメタン)を用いて精製し、目的物のPt(イソフタリジン−ジアニリン)(フェニルアセチリド)(化合物7)30mgを得た。
合成例2において、原料を下記表1及び2に示すAr及びRを有する原料に代えた以外は、合成例2と同様にして、下記反応1及び2を経て化合物8〜14を合成した。
−Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)トルエン)(フェノキサイド)(以下「Pt(dpt)(oph)」と記す)の合成−
三座配位子である3,5−ジ(2−ピリジル)トルエンを、以下のように合成した。即ち、具体的には、3,5−ジブロモトルエン(6.9g;20mmol)、2−トリ−n−ブチルスタンニルピリジン(26.9g;73mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロライド(1.55g;2.2mmol)、及びリチウムクロライド(11.7g;276mmol)を、トルエン130mlに添加し、2日間還流した。放冷後、フッ化カリウムの飽和水溶液50mlを添加した。ろ過により析出した固体を取り出し、少量の冷却したトルエン(20ml×3)で洗浄し、真空乾燥した。得られた固体をジクロロメタンとNaHCO3との混合溶液に入れ、よく洗浄した。有機層を分液し、MgSO4粉末で乾燥させた後、エバポレートで溶媒を除去した。次いで、ジクロロメタンで再結晶し、目的物である3,5−ジ(2−ピリジル)トルエンの灰色固体2.2gを得た。
−Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)トルエン)(1,2,4−トリアゾレート)(以下「Pt(dpt)(taz)」と記す)の合成−
Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)トルエン)クロライド100mg(0.21mmol)をアセトン30mlに添加して攪拌した。ここに、メタノール20mlに溶解した1,2,4−トリアゾール・ナトリウム塩29mg(0.32mmol)をゆっくりと滴下し、室温で10分間攪拌した。水を数滴滴下すると反応が進み、黄色固体が析出し始め、加熱しながら3時間攪拌した。放冷後、析出した黄色固体をろ取し、純水、メタノール、ジエチルエーテルで順によく洗浄し、真空乾燥して目的物であるPt(dpt)(taz)の黄色固体(比較化合物2)を得た。
−Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)トルエン)(2−ベンゾチアゾロキサレート)(以下「Pt(dpt)(obtz)」と記す)の合成−
Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)トルエン)クロライド100mg(0.21mmol)と、2−ヒドロキシベンゾチアゾール47.6mg(0.32mmol)とをジメチルスルホキシド(DMSO)30mlに添加して攪拌した。ここに、KOH粉末200mg(3.5mmol)を添加し、室温で10分間攪拌した。純水を数滴滴下すると反応が進み、黄色固体が析出し始め、加熱しながら3時間攪拌した。放冷後、析出した黄色固体をろ取し、純水、メタノール、ジエチルエーテルで順によく洗浄し、真空乾燥して目的物であるPt(dpt)(obtz)の黄色固体(比較化合物3)を得た。
−Pt(1,3−ジ(2−ピリジル)ベンゼン)(フェノキサイド)(以下「Pt(dpb)(oph)」と記す)の合成−
比較合成例1において、Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)トルエン)クロライドを、Pt(1,3−ジ(2−ピリジル)ベンゼン)クロライドに変更した以外は、比較合成例1と同様にして、Pt(dpb)(oph)の黄色固体(比較化合物4)を得た。
−Pt(3,5−ジ(1−イソキノリル)トルエン)(フェノキサイド)(以下「Pt(diqt)(oph)」と記す)の合成−
比較合成例1において、2−トリ−n−ブチルスタンニルピリジンを、2−トリ−n−ブチルスタンニルイソキノリンに代え、三座配位子である3,5−ジ(1−イソキノリル)トルエンを合成し、次いで、該3,5−ジ(1−イソキノリル)トルエンを用いて、Pt(3,5−ジ(1−イソキノリル)トルエン)クロライドを合成し、得られたPt(3,5−ジ(1−イソキノリル)トルエン)クロライドを使用した以外は、比較合成例1と同様にして、Pt(diqt)(oph)の橙色固体(比較化合物5)を得た。
−Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)ピリジン)(フェノキサイド)(以下「Pt(dppr)(oph)」と記す)の合成−
比較合成例1において、3,5−ジブロモトルエンを、3,5−ジブロモピリジンに代え、三座配位子である3,5−ジ(2−ピリジル)ピリジンを合成し、次いで、該3,5−ジ(2−ピリジル)ピリジンを用いて、Pt(3,5−ジ(2−ピリジル)ピリジン)クロライドを合成し、得られたPt(3,5−ジ(2−ピリジル)ピリジン)クロライドを使用した以外は、比較合成例1と同様にして、Pt(dppr)(oph)の黄色固体(比較化合物6)を得た。
石英ガラス基板上に合成例1で合成したPt(dpt)(o2Fph)を蒸着速度比でCBPに2%ドープした薄膜(発光性固体)を厚みが50nmとなるように共蒸着により作製した。この薄膜(発光性固体)のPL(フォトルミネッセンス)量子収率を、PL量子収率既知のアルミニウムキノリン錯体(Alq3)薄膜(PL量子収率:22%)をリファレンスとして、以下の測定により求めた。
即ち、光源からの励起光(365nmの定常光)を透明基板上の薄膜試料に斜めから照射した。分光放射輝度計(ミノルタ社製、CS−1000)を用いて測定した薄膜のPLスペクトルから、換算により、PL光子数[P(sample)]を算出した。発光測定と同時に、試料から透過及び反射した励起光の合計強度[I(sample)]をフォトダイオードで検出した。続いて、リファレンスであるAlq3薄膜でも同様の測定を行い、リファレンスのPL光子数[P(ref.)]と、透過及び反射した励起光の合計強度[I(ref)]を求めた。次に、透明基板のみの透過及び反射した励起光の合計強度[I(substrate)]を測定した。試料薄膜のPL量子収率は、以下の数式により算出することができる。結果を表3に示した。
発光材料としての有機金属錯体を化合物1(Pt(イソフタリジン−ジ(n−ブチルアミン))クロライド)から表3に記載の有機金属錯体(これらは上述の合成例により合成したもの)に代えた以外は、実施例1と同様の条件で、形成した薄膜(発光性固体)のりん光発光の量子収率を測定した。結果を表3に示した。
合成例1で得られた有機金属錯体である化合物1(Pt(イソフタリジン−ジ(n−ブチルアミン))クロライド)を発光材料として発光層に用い、積層型の有機EL素子を作製した。即ち、ITO電極つきガラス基板を、水、アセトン、イソプロピルアルコールにより洗浄し、真空蒸着装置(1×10−6torr、基板温度は室温)を用いて、該ITO上に正孔注入層として4,4’,4’’−トリ(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATA)を厚みが40nmに形成した。次に、該正孔注入層上に、正孔輸送層として上述したα−NPDを厚みが10nmに形成した。該正孔輸送層上に、化合物1(Pt(イソフタリジン−ジ(n−ブチルアミン))クロライド)を蒸着速度比で、前記CBPに2質量%ドープした発光層を厚みが30nmに形成した。該発光層上に、正孔ブロッキング層として上述したBCPを厚みが20nmに形成した。該正孔ブロッキング層上に、電子輸送層として前記Alqを厚みが20nmに形成した。更に該電子輸送層上に、LiFを厚みが0.5nmに蒸着し、最後にアルミニウムを厚みが100nmに蒸着し、窒素雰囲気下で封止した。
以上により得た積層型の有機EL素子において、ITOを正極とし、アルミニウム電極を負極として、電圧を印加し、EL特性を測定した。電流密度5A/m2のときの、電圧及び電流効率を表4に示した。
発光材料としての化合物1(Pt(イソフタリジン−ジ(n−ブチルアミン))クロライド)を表4に記載の有機金属錯体(上述した合成例により合成したもの)に代えた以外は、実施例15と同様の条件で有機EL素子を作製した。これらの有機EL素子に、実施例15と同様にして、ITOを正極とし、アルミニウム電極を負極として、電圧を印加し、EL特性を測定した。電流密度5A/m2のときの、電圧及び電流効率を表4に示した。
(付記1) 金属原子と、
該金属原子に対し、窒素原子2つ及び炭素原子1つを介して三座で結合し、該窒素原子2つの間に前記炭素原子が位置する三座配位子とを有し、
前記三座配位子が2つのアゾメチン結合(−C=N−)を有し、かつ該アゾメチン結合における窒素原子が、それぞれ前記金属原子に配位してなることを特徴とする有機金属錯体。
(付記2) 金属原子に対し、一座で結合する一座配位子を有する付記1に記載の有機金属錯体。
(付記3) 下記一般式(1)で表される付記2に記載の有機金属錯体。
(付記4) 一座配位子が、ハロゲン原子、並びに前記金属原子に対し、C原子、N原子、O原子及びS原子から選択される一の原子を介して結合する基のいずれかである付記2から3のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記5) 一座配位子が、下記構造式(30)で表される付記2から4のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記6) Ar1が、置換又は無置換のベンゼン環を有する付記3から5のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記7) R1及びR2が置換又は無置換のベンゼン環である付記3から6のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記8) R1及びR2が互いに同一である付記3から7のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記9) 金属原子がPtである付記1から8のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記10) 電気的に中性である付記1から9のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記11) 真空中で昇華性を示す付記1から10のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記12) 有機EL素子及び照明装置のいずれかに用いられる付記1から11のいずれかに記載の有機金属錯体。
(付記13) 付記1から12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発光性固体。
(付記14) 正極及び負極の間に有機薄膜層を有してなり、該有機薄膜層が、付記1から12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EL素子。
(付記15) 有機薄膜層が正孔輸送層と電子輸送層とに挟まれた発光層を有してなり、該発光層が、有機金属錯体を発光材料として含有する付記14に記載の有機EL素子。
(付記16) 発光層が、有機金属錯体を単独で成膜してなる付記15に記載の有機EL素子。
(付記17) 発光層が、下記構造式(64)で表されるカルバゾール誘導体を含有する付記15から16のいずれかに記載の有機EL素子。
(付記18) 電子輸送層に含まれる電子輸送材料が、下記構造式(77)で表される2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)である付記15から17のいずれかに記載の有機EL素子。
(付記20) パッシブマトリクスパネル及びアクティブマトリクスパネルのいずれかである付記19に記載の有機ELディスプレイ。
本発明の有機EL素子は、該有機金属錯体を用いるので、発光効率色変換効率等に優れ、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に使用することができ、照明装置や以下の本発明の有機ELディスプレイに特に好適に利用可能である。
本発明の有機ELディスプレイは、前記有機EL素子を用いるので、高性能であり、テレビ、携帯電話、コンピュータ、車載用表示器、野外表示器、家庭用機器、業務用機器、家電用機器、交通関係表示器、時計表示器、カレンダ表示器、ルミネッセントスクリーン、音響機器等をはじめとする各種分野において好適に利用可能である。
12 ガラス基板
14 正極(ITO電極)
15 保護層
16 正孔輸送層
18 発光層
20 電子輸送層
22 負極(Al−Li電極)
24 赤色発光用の有機薄膜層
26 青色発光用の有機薄膜層
28 緑色発光用の有機薄膜層
30 正極ライン
32 負極ライン
36 定電流源
38 駆動回路
40 TFT回路
42 データライン
44 電流供給ライン
46 走査線
48 スイッチング用TFT
50 駆動用TFT
60 赤色用の色変換層
65 赤色カラーフィルタ
70 緑色用の色変換層
80 緑色カラーフィルタ
Claims (10)
- 電気的に中性である請求項1に記載の有機金属錯体。
- 真空中で昇華性を示す請求項1から2のいずれかに記載の有機金属錯体。
- 有機EL素子及び照明装置のいずれかに用いられる請求項1から3のいずれかに記載の有機金属錯体。
- 請求項1から4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発光性固体。
- 正極及び負極の間に有機薄膜層を有してなり、該有機薄膜層が、請求項1から4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EL素子。
- 有機薄膜層が正孔輸送層と電子輸送層とに挟まれた発光層を有してなり、該発光層が、有機金属錯体を発光材料として含有する請求項6に記載の有機EL素子。
- 発光層が、有機金属錯体を単独で成膜してなる請求項7に記載の有機EL素子。
- 発光層が、下記構造式(64)で表されるカルバゾール誘導体を含有する請求項7から8のいずれかに記載の有機EL素子。
- 請求項6から9のいずれかに記載の有機EL素子を用いたことを特徴とする有機ELディスプレイ。
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