JP5127206B2 - 金属錯体化合物、有機発光素子及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子用の新規な金属錯体化合物と平面光源や平面状ディスプレイ等に使用される有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも言う）に関する。

有機発光素子における最近の進歩は著しく、低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性という特徴を有し、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。

しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。また、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合の色純度の良い青、緑、赤の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。

また、電子輸送層や発光層などに用いる蛍光性有機化合物として、芳香族化合物や縮合多環芳香族化合物が数多く研究されているが、発光輝度や耐久性が十分に満足できるものは得られているとは言いがたい。

特許文献１には、本発明に関連する金属錯体化合物の有機ＥＬへの応用が開示されている。しかし、特許文献１には、アルキレン基Ｙ₁を形成する炭素原子に直結した水素原子の少なくとも１個がフッ素原子で置換されている一般式（２）で示される部分構造を有する本発明の金属錯体化合物の開示はない。

特開２００３−１４６９９６号公報

本発明は、新規な有機ＥＬ素子用金属錯体化合物と、それを用いた高効率で高輝度な光出力を有する有機発光素子を提供することを目的とする。また、高耐久性の有機発光素子を提供することを目的とする。さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供することを目的とする。

即ち、本発明の金属錯体化合物は、下記一般式（３）で示されることを特徴とする。

Ｍ１Ｌ１ _m Ｌ１’ _n （３）
［式中、Ｍ１はＩｒである。
Ｌ１およびＬ１’は互いに異なる二座配位子を示す。
ｍは２または３であり、ｎは０または１である。ただし、ｍ＋ｎは３である。
部分構造Ｍ１Ｌ１は下記一般式（２）で表される。

Ｘ₁ 及びＸ ₂ は水素原子である。
Ｘ ₃ 、Ｘ ₄ 、Ｘ ₅ 、Ｘ ₆ は水素原子またはメチル基である。
Ｙ₁は下記に示されるアルキレン基のいずれかを示す。

Ｒ₁乃至Ｒ₄ はフッ素原子である。

部分構造Ｍ１Ｌ１’ _n は下記一般式（５）で示される。

Ｅ１およびＧ１はメチル基であり、Ｊ１は水素原子である。］

以上説明のように、本発明の金属錯体化合物を用いた発光素子は、高効率発光の優れた素子である。また、本発明の発光素子は表示素子としても優れている。

まず、本発明の金属錯体化合物について説明する。
本発明の金属錯体化合物は、下記一般式（１）で示される部分構造を少なくとも１つ有することを特徴とする。
Ｍ１Ｌ１ （１）
［ここで部分構造Ｍ１Ｌ１は下式一般式（２）で表される。

式中、Ｍ１はＩｒ，Ｐｔ，ＲｈまたはＰｄの金属原子である。
Ｙ ₁ は炭素原子数２から６のアルキレン基（該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基に置換されていてもよい。また、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。
Ｘ ₁ 、Ｘ ₂ 、Ｘ ₃ 、Ｘ ₄ 、Ｘ ₅ 、Ｘ ₆ はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ジ置換アミノ基、トリアルキルシリル基および炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基から選ばれる。
該ジ置換アミノ基の置換基はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい芳香環基（環を形成するＣＨはＮで置き換わってもよい。）または、炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）である。
また、該トリアルキルシリル基のアルキル基はそれぞれ独立して、炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。
また、該炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよい２価の芳香環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。該２価の芳香環基の置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）から選ばれる。
また、Ｘ ₃ 、Ｘ ₄ 、Ｘ ₅ 、Ｘ ₆ のうち隣接するものは環を形成することができる。
ただし、アルキレン基Ｙ ₁ を形成する炭素原子に直結した水素原子の少なくとも１個はフッ素原子で置換されている。］

本発明の化合物は、アルキレン基Ｙ₁を形成する炭素原子に直結した水素原子の少なくとも１個がフッ素原子で置換されている一般式（２）で示される部分構造を有することを特徴としている。アルキレン基Ｙ₁を形成する炭素原子に直結した水素原子は、少なくとも２個がフッ素原子で置換されている場合が好ましく、少なくとも４個がフッ素原子で置換されている場合がより好ましく、全てがフッ素原子で置換されている場合も好ましい。

フッ素原子を分子中に導入した効果として、分子間相互作用を抑制することが期待される。その結果、有機電界発光素子の発光層で多く見ることの出来るホスト−ゲスト系の発光層を形成する場合に問題となる、ホスト材料中のゲスト材料濃度が大きくなると発光効率が低下する現象（これを濃度消光という）を抑制することができる。よってホスト材料中への発光材料の分散濃度を高くでき、高濃度で高発光効率の発光素子が可能になる。

さらに、発光層をゲスト−ホストタイプの混合層ではなく、ゲスト材料である本発明の化合物だけからなる（つまり１００％）発光素子も可能になる。

また、分子間相互作用を弱めることで昇華温度が低下し、真空蒸着する場合の分解を防止し、安定した蒸着製膜が可能になる。さらには、化合物の精製に昇華精製を適用することが容易になる。

本発明の金属錯体化合物は、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）励起状態かπ−π＊励起状態と考えられる。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。

後述する例示化合物Ｎｏ．７６の光励起によるフォトルミネッセンスからの発光実験により得られたりん光寿命は０．２６μｓｅｃであった。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言う問題があった。本発明の材料は、高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、アルキレン基Ｙ₁や置換基Ｘ₁、Ｘ₂を換えることにより発光波長を調節することが期待でき、アルキレン基Ｙ₁を形成する炭素原子に直結した水素原子をフッ素原子で置換することにより発光波長を短波長化できる。以上のような観点からも、本発明の金属錯体化合物はＥＬ素子の発光材料として適している。

一般式（１）において、Ｍ１は、好ましくはＩｒ，Ｐｔであり、より好ましくはＩｒである。

一般式（２）において、Ｙ₁は、好ましくは以下に示したＡ乃至Ｄ’’’’（それぞれのＲ₁乃至Ｒ₁₂の少なくとも１個がフッ素原子である。）から選ばれ、より好ましくはＡ乃至ＴおよびＭ’乃至Ｉ”から選ばれる。また、Ａ乃至Ｄ’’’’それぞれのＲ₁乃至Ｒ₁₂の少なくとも２個がフッ素原子である場合が好ましく、少なくとも４個がフッ素原子である場合がより好ましい。また、Ａ乃至Ｄ’’’’それぞれのＲ₁乃至Ｒ₁₂の全てがフッ素原子である場合も好ましい。

Ｘ₁およびＸ₂は、それぞれ独立して、好ましくは、以下から選ばれる。
水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）
より好ましくは水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、炭素原子数１から４の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）から選ばれる。さらにより好ましくは水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基から選ばれる。

Ｘ₃、Ｘ₄、Ｘ₅、Ｘ₆は、それぞれ独立して、好ましくは、以下から選ばれ、隣接する置換基は環を形成することができる。
水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、またはジ置換アミノ基（該ジ置換アミノ基の置換基はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい芳香環基（環を形成するＣＨはＮで置き換わってもよい。）または、炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）

また、より好ましくは、以下から選ばれる。
水素原子、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、炭素原子数１から４の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、炭素原子数１から４の直鎖状または分岐状のアルコキシ基（該アルコキシ基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、ジアルキルアミノ基（アルキル基はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基から選ばれる。）、ジフェニルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基

また、さらにより好ましくは、以下から選ばれる。
水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メトキシ基、炭素原子数２から４の直鎖状または分岐状のアルキル基、炭素原子数２から４の直鎖状または分岐状のアルコキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基またはジフェニルアミノ基

本発明の金属錯体化合物として好ましいのは、下記一般式（３）で示される化合物である。

Ｍ１Ｌ１_mＬ１’_n （３）
［式中、Ｌ１およびＬ１’は互いに異なる二座配位子を示す。

ｍは１または２または３であり、ｎは０または１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。

部分構造Ｍ１Ｌ１’_nは下記一般式（４）、（５）または（６）で示される。

ＮとＣは、窒素および炭素原子であり、Ａ１は該炭素原子を含み且つ該炭素原子を介して金属原子Ｍ１に結合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂ１およびＢ２はそれぞれ該窒素原子を含み且つ該窒素原子を介して金属原子Ｍ１に結合した置換基を有していてもよい環状基であり、前記環状基Ａ１と環状基Ｂ１は共有結合によって結合している。

環状基Ａ１、Ｂ１およびＢ２の置換基はそれぞれ独立してハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ジ置換アミノ基、トリアルキルシリル基および炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基から選ばれる。

該ジ置換アミノ基の置換基はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい芳香環基（環を形成するＣＨはＮで置き換わってもよい。）または、炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）である。

また、該トリアルキルシリル基のアルキル基はそれぞれ独立して、炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。

また、該炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよい２価の芳香環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。該２価の芳香環基の置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）から選ばれる。

Ｅ１およびＧ１はそれぞれ独立して炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香環基から選ばれ、Ｊ１は水素原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香環基から選ばれる。

該炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよい２価の芳香環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。該２価の芳香環基の置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）から選ばれる。

また、該芳香環基の置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）から選ばれる。］
一般式（３）において、ｍは好ましくは２または３であり、ｎは好ましくは０または１である。

環状基Ａ１は好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、チエニル基、キノリニル基、シンノリニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基である。またより好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、チエニル基、キノリニル基、シンノリニル基フェニル基である。またさらにより好ましくは、フェニル基またはナフチル基である。

環状基Ｂ１およびＢ２は、好ましくは、以下に示すものである。
ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アルリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基、イミダゾリニル基、ピラゾリニル基、オキサゾリニル基

また、より好ましくは、以下に示すものである。
ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基

またさらにより好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基である。

環状基Ａ１、Ｂ１、Ｂ２の置換基として好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状又は分岐状アルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状又は分岐状アルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状又は分岐状アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、ジフェニルアミノ基である。より好ましくはフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフロロメチル基、トリフロロメトキシ基、メトキシ基、エトキシ基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基である。

Ｅ１およびＧ１は好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基であり、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、メトキシ基、フェニル基である。

Ｊ１は好ましくは、水素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基であり、より好ましくは、水素原子、メチル基、メトキシ基、フェニル基である。

以下に、本発明の金属配位化合物の合成経路の例を、イリジウム配位化合物で示す。

以下、本発明の金属配位化合物の具体的な構造式を示す。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。尚、例示化合物Ｎｏ．２４，７６，８４，８８，８９，３１６，３３９，３４２，３４３が本発明の化合物である。

尚、表中、Ｙ₁の欄に使用しているＡ乃至Ｄ’’’’は化２乃至化６に示した構造を表し、Ａ１，Ｂ１，Ｂ２，Ｅ１、Ｇ１およびＪ１の欄に使用しているＰｈ１乃至２Ｎｐは以下に示した構造を表している。

次に、本発明の発光素子について説明する。

本発明の発光素子は、上記本発明の金属錯体化合物を含む有機化合物層が対向する２つの電極に狭持され、該電極間に電圧を印加することにより発光することを特徴とする電界発光素子である。

本発明の金属錯体化合物を含む有機化合物層を作製する場合は、真空蒸着法、キャスト法、塗布法、スピンコート法、インクジェット法などにより製膜することができる。

本発明の基本的な素子構成の一例を図１に示した。

図１に示したように、本発明の有機ＥＬ素子は、透明基板１５上に、５０乃至２００ｎｍの膜厚を持つ透明電極１４と、複数層の有機化合物層と、及びこれを挟持するように金属電極１１が形成される。

図１（ａ）では，有機化合物層が発光層１２とホール輸送層１３からなる例を示した。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、有機化合物層への電子注入をしやすくしている。

発光層１２には、本発明の金属錯体化合物を用いることが好ましいが、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、代表例としては以下に示す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。

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。

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。

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。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離して、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。

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。

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やプリンターの光源、照明装置、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。

本発明の表示装置は、上記本発明の電界発光素子と該電界発光素子を駆動する部分を有することを特徴とする。

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る。

以下、図２乃至４を参照して、本発明の素子において、アクティブマトリクス基板を用いた例について説明する。

図２は、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ものである。パネルには、走査信号ドライバー、情報信号ドライバー、電流供給源が配置され、それぞれゲート選択線、情報信号線、電流供給線に接続される。ゲート選択線と情報信号線の交点には図３に示す画素回路が配置される。走査信号ドライバーは、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．．．Ｇｎ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。

次に画素回路の動作について説明する。この画素回路においては、ゲート選択線に選択信号が印加されると、ＴＦＴ１がＯＮとなり、Ｃａｄｄに画像信号が供給され、ＴＦＴ２のゲート電位を決定する。ＥＬ素子には、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、ＴＦＴ１が次に走査選択されるまでＣａｄｄに保持されるため、ＥＬ素子には次の走査が行われるまで流れつづける。これにより１フレーム期間常に発光させることが可能となる。

図４は、本発明で用いられるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ガラス基板上に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。これらの上に絶縁層、及び画素電極としてＩＴＯ電極を積層し、コンタクトホールにより、ＩＴＯとドレイン電極が接続される。

本発明は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。

上記ＩＴＯ電極の上に多層あるいは単層の有機ＥＬ層／陰極層を順次積層し有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。本発明の有機化合物を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。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１（例示化合物Ｎｏ．３４２，８４の合成）＞

１Ｌの３つ口フラスコにアポロ社製６−ブロモ−２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン（１）２４．０ｇ（８３．６ｍｍｏｌｅ），ジエチルエーテル２４０ｍｌを入れた。アルゴン気流下この溶液を−７８℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液３４．４ｍｌ（２．６７ｍｏｌ／Ｌ，９２．０ｍｍｏｌｅ）を４分かけて添加した。添加終了後３分間同じ温度で攪拌し、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン１７．１ｇ（９２．０ｍｍｏｌｅ）を一度に加えた。この混合物を０℃まで１時間かけて昇温し、その後１０％塩化アンモニウム水溶液３００ｍｌを加えた。分液した有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、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−ヘキサン混合溶媒）で精製し、ヘキサンで再結晶して（２）の無色結晶１８．５ｇ（収率６６．２％）を得た。

２００ｍｌの３つ口フラスコに（２）５．００ｇ（１５．０ｍｍｏｌｅ），２−ブロモ−４−メチルピリジン３．１０ｇ（１８．０ｍｍｏｌｅ），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を入れた。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（０）０．８７ｇ（０．７５ｍｍｏｌｅ）を加えた。その後、窒素気流下で３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）で精製し、２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン（３）３．３０ｇ（収率７３．７％）を得た。

２００ｍｌの３つ口フラスコに、以下のものを入れた。
塩化イリジウム（ＩＩＩ）・３水和物６２１ｍｇ（１．６５ｍｍｏｌｅ）、２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン（３）１０３５ｍｇ（３．４６ｍｍｏｌｅ）、エトキシエタノール４５ｍｌと水１５ｍｌ

窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後１７時間９０℃に加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、エタノールで洗浄した。１２０℃で減圧乾燥し、テトラキス［２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）（４）の淡黄色粉末６９３ｍｇ（収率５１．０％）を得た。

１００ｍｌの３つ口フラスコに、以下のものを入れた。
エトキシエタノール２５ｍｌ、テトラキス［２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）（４）６９３ｍｇ（０．４２ｍｍｏｌｅ）、アセチルアセトン１３２ｍｇ（１．３２ｍｍｏｌｅ）と炭酸ナトリウム３５６ｍｇ（３．３６ｍｍｏｌｅ）

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、沈殿物を濾取水洗後、エタノールで洗浄した。室温で減圧乾燥し、ビス［２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）（５）（例示化合物Ｎｏ．３３９）の淡黄色粉末４８６ｍｇ（収率６５．１％）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４７９ｎｍだった。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ⁺である８８８．１を確認した。

１００ｍｌの３つ口フラスコに、以下のものを入れた。
２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン５１１ｍｇ（１．７１ｍｍｏｌｅ）、ビス［２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）（５）４８６ｍｇ（０．５７ｍｍｏｌｅ）とグリセロール２０ｍｌ

窒素気流下２２０℃付近で８時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却し、蒸留水１００ｍｌ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に溶かして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−ヘキサン混合溶媒）で精製し、クロロホルム−ヘキサン混合溶媒で再結晶した。これにより、トリス［２−（２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）（６）（例示化合物Ｎｏ．７６）の淡黄色粉末２１２ｍｇ（収率３５．６％）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４６７ｎｍだった。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ⁺である１０８７．１を確認した。

＜実施例２＞
６−ブロモ−２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン（１）の代わりに、オークウッド社製６−ブロモ−２，２，３，３−テトラフルオロ−１，４−ベンゾジオキサンを用いる以外は実施例１と同様にして、以下の化合物を逐次合成できる。
（４）に代えて、テトラキス［２−（２，２，３，３−テトラフルオロ−１，４−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）
（５）に代えて、ビス［２−（２，２，３，３−テトラフルオロ−１，４−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物Ｎｏ．３４３のＸ₄がメチル基である化合物）
（６）に代えて、トリス［２−（２，２，３，３−テトラフルオロ−１，４−ベンゾジオキサン−６−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）（６）（例示化合物Ｎｏ．８９）

＜実施例３＞
６−ブロモ−２，２，４，４−テトラフルオロ−１，３−ベンゾジオキサン（１）の代わりに、オークウッド社製５−ブロモ−２，２−ジフルオロベンゾジオキソールを用いる以外は実施例１と同様にして、以下の化合物を逐次合成できる。
（４）に代えて、テトラキス［２−（２，２−ジフルオロベンゾジオキソール−５−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）
（５）に代えて、ビス［２−（２，２−ジフルオロベンゾジオキソール−５−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物Ｎｏ．３１６のＸ ₄ がメチル基である化合物）
（６）に代えて、トリス［２−（２，２−ジフルオロベンゾジオキソール−５−イル）−４−メチルピリジン−Ｃ⁷，Ｎ］イリジウム（ＩＩＩ）（６）（例示化合物Ｎｏ．２４のＸ ₄ がメチル基である化合物）

＜実施例４＞
素子構成として、図１（ｂ）に示す有機化合物層が３層の素子を使用した。

ガラス基板（透明基板１５）上に、１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極１４）をパターニングして、対向する電極面積が３ｍｍ²になるようにした。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機化合物層と電極層を１０^-4Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着し、連続製膜した。
ホール輸送層１３（４０ｎｍ）：α−ＮＰＤ
発光層１２（３０ｎｍ）：ＭＣＰ：例示化合物Ｎｏ．７６（例示化合物重量比５重量％）
電子輸送層１６（３０ｎｍ）：ＴＰＢＩ
金属電極１１−１（１０ｎｍ）：ＬｉＦ
金属電極１１−２（１００ｎｍ）：Ａｌ

ＭＣＰおよびＴＰＢＩの構造式を以下に示す。

ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加して素子特性を評価した。１００ｃｄ／ｍ²の初期輝度になる条件に設定し通電を行い、安定な青色発光が得られた。

本発明の発光素子の一例を示す図である。 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。 画素回路の一例を示す図である。 ＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。

符号の説明

１１ 金属電極
１２ 発光層
１３ ホール輸送層
１４ 透明電極
１５ 透明基板
１６ 電子輸送層
１７ 励起子拡散防止層

Claims (4)

1. 下記一般式（３）で示されることを特徴とする金属錯体化合物。
   Ｍ１Ｌ１_mＬ１’_n （３）
   ［式中、Ｍ１はＩｒである。
   Ｌ１およびＬ１’は互いに異なる二座配位子を示す。
   ｍは２または３であり、ｎは０または１である。ただし、ｍ＋ｎは３である。
   部分構造Ｍ１Ｌ１は下記一般式（２）で表される。
   

   

   Ｘ₁ 及びＸ ₂ は水素原子である。
   Ｘ ₃ 、Ｘ ₄ 、Ｘ ₅ 、Ｘ ₆ は水素原子またはメチル基である。
   Ｙ₁は下記に示されるアルキレン基のいずれかを示す。
   

   

   Ｒ₁乃至Ｒ₄ はフッ素原子である。
   部分構造Ｍ１Ｌ１’_nは下記一般式（５）で示される。
   

   

   Ｅ１およびＧ１はメチル基であり、Ｊ１は水素原子である。］
2. 前記Ｘ ₃ 、前記Ｘ ₅ 、前記Ｘ ₆ は水素原子であり、前記Ｘ ₄ はメチル基であることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体化合物。
3. 対向する２つの電極に少なくとも請求項１または２に記載の金属錯体化合物を含む発光層が挟持され、該電極間に電圧を印加することにより発光することを特徴とする有機発光素子。
4. 請求項３に記載の有機発光素子と該有機発光素子を駆動する部分を有することを特徴とする表示装置。

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