WO2004081019A1 - 有機金属錯体、前記錯体を用いた電界発光材料および前記錯体を用いた電界発光素子 - Google Patents

有機金属錯体、前記錯体を用いた電界発光材料および前記錯体を用いた電界発光素子 Download PDF

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Satoshi Seo
Hideko Inoue
Atsushi Tokuda
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Definitions

  • the present invention relates to a novel organometallic complex.
  • it relates to an organometallic complex that can convert a triplet excited state into light emission.
  • the present invention relates to an electroluminescent material using the organometallic complex.
  • the present invention is an electroluminescent device comprising: an anode; a cathode; and a layer containing an organic compound capable of emitting light by applying an electric field (hereinafter, referred to as an “electroluminescent layer”).
  • the present invention relates to an electroluminescent device using a complex. Background art
  • organic compound organic molecule becomes energized (excited) when it absorbs light.
  • Various reactions photochemical reactions
  • luminescence luminescence
  • Non-Patent Document 1 As an example of the photochemical reaction, there is a reaction (addition of oxygen) of singlet oxygen with an unsaturated organic molecule (for example, see Non-Patent Document 1). Oxygen molecules have a ground state in the triplet state. Singlet state oxygen (singlet oxygen) is not produced by direct photoexcitation. However, singlet oxygen is produced in the presence of other triplet excited molecules. And can lead to an oxygenation reaction. At this time, the compound capable of forming the aforementioned triplet excited molecule is called a photosensitizer.
  • Non-patent document 1 Haruo Inoue, 3 others, Basic Chemistry Course Photochemistry I (Maruzen Co., Ltd.), 106-6-110
  • a photosensitizer that can form triplet excited molecules by photoexcitation is required.
  • the ground state of a normal organic compound is a singlet state, photoexcitation to a triplet excited state becomes a forbidden transition, and triplet excited molecules are hardly generated (normally, singlet excited molecules are generated). Therefore, as such a photosensitizer, a compound that easily causes an intersystem crossing from a singlet excited state to a triplet excited state (or a compound that allows a forbidden transition that is directly photoexcited to the triplet excited state) Is required. In other words, such a compound can be used as a photosensitizer and can be said to be useful.
  • Phosphorescence is light emission caused by transition between energies having different multiplicities.
  • phosphorescence refers to light emission that occurs when returning from a triplet excited state to a singlet ground state.
  • Light emission when returning from the singlet excited state to the singlet ground state is called fluorescence.
  • a compound capable of emitting phosphorescence that is, a compound capable of converting a triplet excited state into light emission (hereinafter, referred to as a “phosphorescent compound”)
  • an electroluminescent element using an organic compound as a light-emitting compound is mentioned. I can do it.
  • This electroluminescent device has been receiving attention as a next-generation flat panel display device because of its characteristics such as thinness and lightness, high-speed response, and low-voltage DC drive. It is a chair. In addition, since it is a self-luminous type and has a wide viewing angle, it has relatively good visibility, and is considered to be effective as an element used for a display screen of a portable device.
  • the light emitting mechanism of the electroluminescent element is a carrier injection type. In other words, when a voltage is applied across the electroluminescent layer between the electrodes, electrons injected from the cathode and holes injected from the anode recombine in the electroluminescent layer to form excited molecules, which are then excited. When the molecule returns to the ground state, it emits energy and emits light.
  • S * singlet excited state
  • T * triplet excited state
  • Non-Patent Document 2 Tetsuo Tsutsui, JSAP, Organic Molecules and Bioelect Enix Subcommittee 3rd Workshop Text, 3 1-3 7 (1993)
  • Non-Patent Document 3 D.F.O'Brien, 3 others, Applied Physics Letters, vol. 74, No. 3, 442-444 (19999)
  • Non-Patent Document 4 Tetsuo Tsutsui, 8 others, Japanese Journal of Applied Physics, v.l. 38, L1502 -L1504 (19999)
  • Non-Patent Document 3 uses a borfurin complex having platinum as a central metal
  • Non-Patent Document 4 uses an organometallic complex having iridium as a central metal. Both complexes are phosphorescent compounds.
  • a layer containing an organometallic complex having iridium as a central metal (hereinafter referred to as an “iridium complex”) and a layer containing DCM2, which is a known fluorescent compound, are alternately stacked to form an iridium complex.
  • the triplet excitation energy can be transferred to DCM 2 to contribute to the emission of DCM 2 (for example, see Non-Patent Document 5).
  • the amount of the singlet excited state of DCM2 (usually 25% or less) is amplified as compared with the normal case, so that the luminous efficiency of DCM2 increases. This can be said to be a sensitizing effect of the iridium complex which is a phosphorescent compound.
  • Non-Patent Document 5 MA Pardo, 2 outsiders, Neyichi (London), V o 1.403, 750-753 (2 000)
  • an electroluminescent device using a phosphorescent compound can achieve higher luminous efficiency than before (that is, high luminance can be achieved with a small current). Therefore, electroluminescent devices using phosphorescent compounds are expected to occupy a large weight in future development as a technique for achieving high luminance emission and high luminous efficiency.
  • a phosphorescent compound easily causes intersystem crossing and easily emits light (phosphorescence) from a triplet excited state, it can be used as a photosensitizer or used in an electroluminescent device as a phosphorescent material. It is a useful and expected compound, but the number is small.
  • the iridium complex used in Non-Patent Documents 4 and 5 is a kind of organometallic complex called an orthomethyl complex.
  • This complex has a phosphorescence lifetime of several hundred nanoseconds and a high phosphorescence quantum yield.As compared with the porphyrin complex described above, the decrease in efficiency with an increase in luminance is small, so that this complex is effective in electroluminescent devices. is there. In this sense, such an organometallic complex is one guideline for synthesizing a compound that is likely to cause direct photoexcitation to a triplet excited state or intersystem crossing, and thus a phosphorescent compound.
  • Non-Patent Documents 4 and 5 The structure of the ligand of the iridium complex used in Non-Patent Documents 4 and 5 is relatively simple, and emits green light with good color purity.However, in order to change the emission color to another color, It is necessary to change the structure of the ligand. For example, in Non-Patent Document 6, various ligands and iridium complexes using the ligands have been synthesized, and several luminescent colors have been realized.
  • Non-Patent Document 6 M. Thompson, 10 others, 10th Interview Null Workshop on Organic and Organic Electoluminescence (EL, 00), 35-38
  • EL Organic and Organic Electoluminescence
  • organometallic complexes are generally easy to decompose, and even those that are difficult to decompose have never high decomposition temperatures. In other words, it has poor heat resistance, and thus poses a problem when applied to electronic devices such as electroluminescent devices.
  • an object of the present invention is to provide a novel organometallic complex which can be obtained in a high yield by using a ligand which is easy to synthesize.
  • another object is to provide a novel organometallic complex having excellent heat resistance.
  • Another object is to provide an electroluminescent element with high light emission efficiency by manufacturing an electroluminescent element using the organometallic complex. Further, by manufacturing a light emitting device using the electroluminescent element, a light emitting device with low power consumption The task is to provide Disclosure of the invention
  • an organometallic complex which forms a 6-membered ring with a central metal is obtained by subjecting a ligand represented by the following general formula (12) to a cyclometallation reaction with a central metal raw material. I discovered that it can be synthesized.
  • the constitution of the present invention provides an organometallic complex having a partial structure represented by the following general formula (1).
  • R 1 to R 7 may be the same or different, respectively, a hydrogen atom, a halogen atom, or a lower alkyl group, or an alkoxy group, or an acyl group, Or a nitro group, or a cyano group, or an amino group, or a dialkylamino group, or a diarylamino group, or a bier group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, or a substituent. Or a heterocyclic residue which may be present.
  • R 1 and R 2, R 2 and R 3, R 4 and R 5, and R 5 and R 6 may be bonded to each other to form an aromatic ring.
  • X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Y represents a heterocyclic residue containing a nitrogen atom as a hetero atom.
  • M represents a Group 9 atom or a Group 10 atom.
  • Another aspect of the present invention is to provide an organometallic complex represented by the following general
  • R 1 to R 7 may be the same or different, and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a lower alkyl group, or an alkoxy group, or an acyl group, or a nitro group, or a cyano group, or an amino group, or Any of a dialkylamino group, a diarylamino group, a vinyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, or a heterocyclic residue which may have a substituent R 1 and R 2, R 2 and R 3, R 4 and R 5,
  • R 5 and R 6 may be bonded to each other to form an aromatic ring.
  • X is Represents an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Y represents a heterocyclic residue containing a nitrogen atom as a hetero atom.
  • L is a monoanionic bidentate chelate ligand having a beta-diketone structure, a monoanionic bidentate chelate ligand having a lipoxyl group, or a monoanionic bidentate bidentate having a phenolic hydroxyl group. Represents either a ligand or a chelating ligand.
  • organometallic complexes have the advantage that the ligand represented by the above general formula (12) can be synthesized very easily, and can be synthesized at low cost. Also, the yield is good.
  • the heterocyclic residue Y in the general formulas (1) and (2) may be a 5-membered ring such as a 2-pyridyl group, a 2-oxazolyl group, a 2-thiazolyl group, or the like, from the viewpoint of a steric structure. It is preferably a 6-membered heterocyclic residue.
  • a 2-pyridyl group is preferable because of easy synthesis.
  • a more preferred configuration of the present invention is to provide an organometallic complex having a partial structure represented by the following general formula (3).
  • Still another preferred embodiment of the present invention provides an organometallic complex represented by the following general formula (4).
  • X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
  • M represents a Group 9 atom or a Group 10 atom.
  • n 2
  • M is a Group 10 atom
  • Is n, and L is a monoanionic bidentate chelate ligand having a beta-diketone structure
  • a monoanionic bidentate chelate ligand having a lipoxyl group or a monoanionic chelate ligand having a phenolic hydroxyl group.
  • the present inventors have found that the organometallic complex of the present invention can emit phosphorescence.
  • a heavy metal is more preferable as the central metal from the viewpoint of the heavy atom effect. Therefore, the present invention is characterized in that the central metal is a iridium atom or a platinum atom.
  • X is more preferably oxygen.
  • the ligand L is a monoanionic bidentate chelate ligand having a beta-diketone structure or a monoanionic bidentate chelate having a carboxyl group. Or a monoanionic bidentate chelating ligand having a phenolic hydroxyl group.
  • any of the monoanionic bidentate chelating ligands represented by the following structural formulas (5) to (11) is preferable. These monoanionic bidentate chelate ligands are effective because they have high coordination ability and can be obtained at low cost.
  • the present invention includes an electroluminescent device using the organometallic complex of the present invention.
  • the organometallic complex of the present invention is used as a substance for inducing a sensitizing effect as described in Non-Patent Document 5, or as a carrier for a hole transport layer or the like. It may be used as a substance in the transport layer, but its use as a light emitter is effective in terms of luminous efficiency. Therefore, the present invention is characterized by an electroluminescent device using the organometallic complex of the present invention as a light emitting body.
  • the present invention includes a light emitting device using the electroluminescent element of the present invention.
  • a light-emitting device in this specification refers to an image display device or a light-emitting device using an electroluminescent element as a light-emitting element.
  • a connector for example, an anisotropic conductive film (FPC: Flexible Printed Circuit), TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the electroluminescent element.
  • FPC Flexible Printed Circuit
  • COG Chip On G 1 ass
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an element structure of the electroluminescent element according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an element structure of an electroluminescent element according to Embodiment 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an element structure of the electroluminescent element according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a light emitting device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an electric appliance.
  • FIG. 6 is a diagram showing a UV-Vis absorption spectrum of the organometallic complex of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a luminescence spectrum of the organometallic complex of the present invention.
  • FIG. 8 shows a UV-Vis absorption spectrum and an emission spectrum of the organometallic complex of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a UV-Vis absorption spectrum and an emission spectrum of the organometallic complex of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing characteristics of the electroluminescent device of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a light emitting spectrum of the electroluminescent device of the present invention.
  • the ligand represented by the following general formula (12) can be synthesized, for example, by the following synthesis scheme (a) in which a phenothiazine derivative A and an iodinated compound B of a heterocyclic compound are reacted.
  • the synthesis method is not limited to this.
  • R 1 to R 7 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group, an alkoxy group, an acyl group, or Nitro group, or cyano group, or amino group, or dialkylamino group, or diarylamino group, or a vinyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, or a substituent Or a heterocyclic residue which may have R 1 and R 2, R 2 and R 3 R 4, R 5 R 5 and R 6 may be bonded to each other to form an aromatic ring.
  • lower alkyl groups include methyl group, ethyl group, 11-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, hexyl group, etc.
  • it may be an alkyl halide group such as a trifluoromethyl group or a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group.
  • alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, and a hexoxy group.
  • acetyl group an acetyl group or the like can be used.
  • dialkylamino group examples include a dimethylamino group and a getylamino group, and those having an alkyl chain having 1 to 4 carbon atoms are preferable.
  • diarylamino group examples include a diphenylamino group and a bis (hydroxynaphthyl) amino group, and may be a substituted arylamino group such as a bis (m-tolyl) amino group.
  • the vinyl group may be a vinyl group having a substituent such as a diphenylvinyl group.
  • aryl groups include unsubstituted aryl groups such as phenyl and naphthyl, o-tolyl, m-tolyl, p-tolyl, xylyl, methoxyphenyl, ethoxyphenyl, and fluorophenyl groups. And the like.
  • heterocyclic residue include a pyridyl group, a furyl group and a phenyl group.
  • X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
  • the heterocyclic residue Y may be a polycyclic group such as a 2-benzoxazolyl group, but in consideration of a steric structure which is easily coordinated without hindering coordination to a metal, a 5-membered ring or a 6-membered ring is preferred.
  • a membered heterocyclic residue is preferred. Specific examples include a 2-pyridyl group, a 4-pyrimidyl group, a 2-year-old xazolyl group, and a 2-thiazolyl group.
  • More specific examples of the ligand represented by the above general formula (12) include 10- (2-pyridyl) phenothiazine, 10- (2-pyridyl) -1,3,7-dimethyl phenothia Gin, 10— (2-pyridyl) —4,6-dimethylphenothiazine, 10— (2-pyridyl) -1,3,7-dimethoxyphenothiazine, 10— (2-pyridyl) —3,7— Bis (dimethylamino) phenothiazine, 10- (2-pyridyl) -1,3,7-bis (diphenylamino) phenothiazi 10- (2-pyridyl) — 3,7-bis (diphenylvinyl) phenothiazine, 10— (2-pyridyl) dibenzo [c] [h] —phenothiazine, 10— (2-oxazolyl) phenothiazine , 10—
  • the organometallic complex of the present invention having a partial structure represented by the following general formula (1) is formed using the ligand (12) as described above.
  • R 1 to R 7, X, and Y in the following general formula (1) are the same as R 1 to R 7, X, and Y in the general formula (1 2) for the ligand described above.
  • M represents a Group 9 atom or a Group 10 atom, specifically, a platinum atom, an iridium atom, or the like.
  • R 1 to R 7, X, and Y in the following general formula (2) are the same as R 1 to R 7, X, and Y in the general formula (1 2) for the ligand described above.
  • a known synthesis method may be used.
  • a known synthesis method may be used.
  • hydrate of iridium chloride is used as the central metal raw material, and the above-mentioned general formula (12) is used.
  • a chlorine-bridged dinuclear complex is synthesized by heating under reflux in a nitrogen atmosphere after mixing with a ligand (synthesis scheme (b) below).
  • L is a monoanionic bidentate chelate ligand having a diketone structure, a monoanionic bidentate chelate ligand having a carbonyl group, or a monoanionic bidentate chelate having a phenolic hydroxyl group.
  • organometallic complex of the present invention thus obtained include, for example, the following structural formulas (13) to (20).
  • the organometallic complex of the present invention is not limited to these.
  • the structural formulas (16) and (20) disclose a trans type, but may be a cis type.
  • a ligand that forms an orthometal instead of the above-mentioned bidentate chelating ligand L ((Structural formulas (21) to (24))
  • 2-phenylpyridine may be used.
  • These organometallic complexes can be synthesized via the product of the above-mentioned reaction formula (c).
  • the organometallic complex of (21) can be obtained by reacting the above-mentioned structural formula (13) with 2-phenylpyridine, wherein the platinum cyclometal complex forms a cis-form.
  • the structural formulas (22) and (24) disclose the cis-form, but the trans-form may be used.
  • organometallic complexes (25) to (28) a configuration using the same ligand may be adopted. Even with these organometallic complexes, they can be synthesized via the product of the above-mentioned reaction formula (c).
  • the organometallic complex represented by the structural formula (25) can be obtained by reacting the structural formula (13) described above with 10- (2-pyridyl) phenothiazine.
  • structural formulas (26) and (28) disclose the cis-form, but the trans-form
  • the organometallic complex of the present invention described above is used as a photosensitizer ⁇ phosphorescent material
  • the electroluminescent device according to the present invention basically includes an electroluminescent layer (including at least a light emitting layer, a hole injection layer, and a hole) including the above-described organometallic complex according to the present invention between a pair of electrodes (anode and cathode).
  • a transport layer, a light-emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer is used as a photosensitizer ⁇ phosphorescent material.
  • the material other than the organometallic complex of the present invention used for the electroluminescent layer a known material can be used, and either a low molecular material or a high molecular material can be used.
  • the material for forming the electroluminescent layer includes not only a material composed of only an organic compound material but also a structure partially including an inorganic compound.
  • an electroluminescent device having a light-emitting layer containing the organometallic complex of the present invention, a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer made of a low molecular weight material
  • a first electrode 101 is formed on a substrate 100
  • an electroluminescent layer 102 is formed on the first electrode 101
  • a second electrode 101 is formed thereon. Is formed.
  • any material used for a conventional electroluminescent element may be used, and for example, a material made of glass, quartz, transparent plastic, or the like can be used.
  • the first electrode 101 in Embodiment 1 functions as an anode
  • the second electrode 103 functions as a cathode.
  • the first electrode 101 is formed of an anode material.
  • the anode material that can be used here include metals, alloys, and electrically conductive compounds having a large work function (work function of 4.0 eV or more). It is preferable to use a mixture of these.
  • Specific examples of the anode material include IT ⁇ (Indium Tin Oxide) and IZO (Indiurn Z inc Oxide) in which 2 to 20% of zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide.
  • Au gold
  • platinum Pt
  • Ni nickel
  • tungsten W
  • Cr chromium
  • Mo molybdenum
  • Fe iron
  • Co cobalt
  • Cu copper
  • Pd palladium
  • TiN a nitride of a metal material
  • the cathode material used for forming the second electrode 103 a metal alloy having a low work function (work elongation of 3.8 eV or less), a metal alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof can be used. preferable.
  • Specific examples of the cathode material include elements belonging to Group 1 or 2 of the periodic table, that is, Al metals such as Li and Cs, and Al metals such as Mg, Ca, and Sr.
  • Li earth metals, alloys containing child these (Mg: Ag, a 1: L i) and compound (L i F, C s F , C aF 2) other, using a transition metal containing a rare earth metal
  • a transition metal containing a rare earth metal Although it can be formed, it can also be formed by laminating with metals (including alloys) such as Al, Ag, and ITO.
  • anode material and cathode material are formed into a thin film by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like, so that the first electrode 101 and the second electrode Form 103.
  • the thickness is preferably 10 to 500 nm.
  • the electroluminescent element of the present invention light generated by recombination of carriers in the electroluminescent layer is emitted outside from one or both of the first electrode 101 and the second electrode 103. . That is, when light is emitted from the first electrode 101, the first electrode 101 is formed of a light-transmitting material, and when light is emitted from the second electrode 103 side. It is assumed that the second electrode 103 is formed of a light-transmitting material.
  • the electroluminescent layer 102 is formed by laminating a plurality of layers.
  • the hole injection layer 111, the hole transport layer 112, the light emitting layer 113, and the hole blocking 14, and the electron transport layer 115 are laminated.
  • a phthalocyanine-based compound As a hole injection material for forming the hole injection layer 111, a phthalocyanine-based compound is effective.
  • phthalocyanine abbreviation: H 2 P c
  • Dofu evening Roshianin abbreviation: C u P c
  • C u P c Dofu evening Roshianin
  • an aromatic amine-based compound that is, a compound having a benzene ring-nitrogen bond
  • Widely used materials include, for example, 4,4,1-bisCN- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] -biphenyl (abbreviation: TPD) and its derivatives 4,4'- Bis [N— (1-naphthyl) -1-N-phenylamino] -biphenyl (abbreviation: a—NPD) or 4, 4 ', 4''-tris (N, N-diphenylamino) —Triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4, 4 ', 4''tris [N— (3-methylphenyl) —N-phenyl-amid [N] mono-triphenylamine (abbreviation: MTDATA) and the like.
  • TPD 4,4,1-bisCN- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] -b
  • the light-emitting layer 113 contains the organometallic complex of the present invention, and is formed, for example, by co-evaporation with a host material.
  • a host material such as 4,4′-bis (N-carpazolyl) -piphenyl (abbreviation: CBP), 2,2,2 ”— (1,3,5-benzenetrif. 1) tris [1-phenyl-1H-benzimidazole] (abbreviation: TPBI), etc.
  • the light-emitting layer 113 is formed of a layer comprising only the organometallic complex of the present invention. May be.
  • Examples of hole blocking materials for forming the hole blocking layer 114 include bis (2-methyl-18-quinolinolato) -14-phenylphenolate aluminum (abbreviation: BA lq), 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) — 1,3,4_oxaziazol-1-yl] benzene (abbreviation: OX D-7), 3 -— (4-tert-butylphenyl) 1-4-phenyl 5- (4-biphenylyl) 1,1,2,4-triazol (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) 1-4- (4-ethylphenyl) — 5 -— (4-piphenyl) Niryl) 1,1,2,4-triazole (abbreviation: p-Et TAZ), pasofenanthone phosphorus (abbreviation: BPhen), pasocuproine (abbreviation: BCP), and the like can be used.
  • the light emitting layer 113 containing the organometallic complex of the present invention, the hole injection layer 111 made of a low molecular material, the hole transport layer 112, the hole blocking layer 114, and the electron transport layer 111 are formed. 5 can be formed.
  • Embodiment 1 is an electroluminescent element that emits light emitted from the organometallic complex of the present invention.
  • Embodiment 2 describes an element configuration of an electroluminescent device having a light emitting layer containing the organometallic complex of the present invention and a hole injection layer made of a polymer material, and forming these by a wet process. This will be described using 2.
  • the substrate 200, the first electrode 201, and the second electrode 203 can be formed in the same manner using the same material as that in Embodiment Mode 1; The description is omitted.
  • the electroluminescent layer 202 is formed by stacking the hole injection layer 211 and the light emitting layer 212.
  • Examples of the hole injection material for forming the hole injection layer 211 include polyethylene dioxythiophene (abbreviation: PEDOT) doped with polystyrene sulfonate (abbreviation: PSS) and tetracyanoquinodimethane (abbreviation: For example, polyaniline (abbreviation: PAni) or polyvinylcarbazole (abbreviation: PVK) doped with axepane such as TCNQ) can be used.
  • PEDOT polyethylene dioxythiophene
  • PSS polystyrene sulfonate
  • PVK polyvinylcarbazole
  • the light emitting layer 212 includes the organometallic complex of the present invention as a guest material.
  • the host material may be a bipolar material, but may be a bipolar material by mixing a hole transporting material and an electron transporting material.
  • a hole-transporting polymer compound for example, PVK
  • the above-mentioned electron transporting material for example, PBD
  • a light-emitting layer 212 can be obtained by preparing a solution to which an appropriate amount (approximately 5 wt%) has been added and wet-coating this solution.
  • an electroluminescent device having the light emitting layer 212 containing the organometallic complex of the present invention and the hole injection layer 211 made of a polymer material, and forming these by a wet process. it can.
  • Embodiment 2 is an electroluminescent element that emits light emitted from the organometallic complex of the present invention.
  • Embodiment 3 two types of organic metal complexes of the present invention and fluorescent compounds are used.
  • the element configuration of an electroluminescent element having a light emitting layer containing a strike material and a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer made of a low molecular material will be described with reference to FIG.
  • the substrate 300, the first electrode 301, the second electrode 303, the hole injection layer 311, the hole transport layer 312, the hole blocking layer 314, and the electron transport layer 315 Since it can be formed in the same manner by using the same material as in Embodiment Mode 1, the description is omitted.
  • the electroluminescent layer 302 is formed by stacking a hole injection layer 311, a hole transport layer 312, a light emitting layer 313, a hole blocking layer 314, and an electron transport layer 315. It is formed.
  • the light-emitting layer 313 of the present embodiment includes a host material, an organometallic complex of the present invention as a first guest material, and a fluorescent compound as a second guest material.
  • a host material the material described in Embodiment 1 may be used.
  • a known fluorescent compound can be used as the second guest material.
  • DCM1, DCM2, DCJTB, quinacridone, N, N-dimethylquinacridone, rubrene, perylene, DPT, Co-6, PMD FB, BTX, ABTX, etc. can be used.
  • the organometallic complex of the present invention which is the first guest material, functions as a substance causing a sensitization effect in the light-emitting layer 3 13, and the second guest material
  • the amount of the singlet excited state of the fluorescent compound is amplified. Therefore, the electroluminescent device of Embodiment 3 is a light emitting device that emits light emitted from a fluorescent compound and emits light at a luminous efficiency. Can be improved as compared with the electroluminescent device using the fluorescent compound of (1).
  • Step 2 dinuclear complex Synthesis of ([I r (ppt) 2 C 1] 2)]
  • Step 3 Synthesis of the organometallic complex of the present invention (Ir (ppt) 2 (acac))].
  • Fig. 6 shows the absorption vector of I r (ppt) 2 (acac) in dichlorobenzene.
  • the absorption spectrum of ligand ppt is also shown.
  • the ligand ppt has absorption peaks around 280 nm and 300 nm.
  • the organometallic complex Ir (pt) 2 (acac) of the present invention has absorption peaks at four places around (1) 300 nm, (2) 350 nm, (3) 380 nm, and (4) 425 nm. have.
  • the absorption peak (1) almost coincides with the absorption of the ligand ppt, and is a singlet ⁇ -transition caused by the ligand.
  • the absorption peaks of (2), (3), and (4) are the absorptions specific to organometallic complexes often found in orthometal complexes, etc., and include singlet ML CT transition, triplet ⁇ -7T * transition, and triplet It is presumed that it corresponds to the term MLC ⁇ transition.
  • the absorption peak of (4) has a prominent tail in the visible region, and is considered to be an absorption spectrum peculiar to the triplet MLCT transition. That is, I r (ppt) 2 (acac) was found to be a compound capable of direct photoexcitation to triplet excited states and intersystem crossing.
  • FIG. 7 shows the emission spectrum (photoluminescence) of the Ir (ppt) 2 (acac) powder.
  • the excitation light was 365 nm. As shown in FIG. 7, it emitted green light having an emission peak at 520 nm at room temperature.
  • Fig. 6 Considering the vector, it is considered to be phosphorescence emission.
  • Step 2 dinuclear complex Synthesis of ([I r (p) 2 C 1] 2)]
  • FIG. 8 shows an absorption spectrum and an emission spectrum (photoluminescence) of Ir (p px) 2 (acac) in dichloromethane.
  • the organometallic complex I r (ppx) 2 (acac) of the present invention has absorption peaks at 256 nm, 314 nm, 348 nm and 410 nm, and as in Synthesis Example 1, ortho-metal complexes, etc. Had an absorption spectrum peculiar to the organometallic complex, which is often seen in the above. Further, the emission spectrum had a peak at 524 nm, and emitted green light.
  • Figure 9 shows the vector and emission spectrum (photoluminescence).
  • the organometallic complex I r (pp X) 2 (ic) of the present invention has absorption peaks at 226 nm, 314 nm, 338 nm, and 396 nm. It exhibited an absorption spectrum peculiar to the organometallic complex often seen.
  • the emission spectrum had a peak at 551 nm, and emitted yellow-green light.
  • the organic metal complex of the present invention (I r (ppx) 2 (acac)) represented by the above structural formula (17) obtained in Synthesis Example 2 was used as a light emitter, and Are specifically exemplified.
  • the structure shown in Fig. 1 was applied as the element structure, and the vacuum deposition method was used as the film formation method.
  • the first electrode 10
  • the second electrode 103 is a cathode.
  • the first electrode 101 a substrate 100 on which 110 nm of tin oxide (ITO) is formed is used.
  • the size of the first electrode 101 was 2 mm square.
  • a 20-nm-thick CuPc film was formed as the hole-injecting layer 111, and then a 30-nm film of ⁇ -NPD was formed as the hole-transporting layer 112.
  • a light emitting layer 113 was formed on the hole transporting layer 112 to a thickness of 3 O nm by co-evaporation of CBP and Ir (ppx) 2 (acac). At this time, the deposition rate was adjusted so that Ir (ppx) 2 (acac) was contained in the light emitting layer 113 at about 8 wt%.
  • BCP is 10 nm
  • the electron transport layer is The A 1 Q 3 20 nm as 115, were sequentially formed. The above corresponds to the electroluminescent layer 102.
  • a second electrode 103 was formed by depositing calcium fluoride at 2 nm and aluminum at 10 Onm.
  • FIG. 10 shows the device characteristics of this example.
  • Fig. 10 (a) is the luminance-voltage characteristic
  • Fig. 10 (b) is the luminance-current density characteristic
  • Fig. 10 (c) is the current efficiency-luminance characteristic.
  • a voltage of 7.0 V was applied, current flowed at a current density of 0.694 mA / cm 2 , and the device emitted light at a luminance of 118 cdZm 2 .
  • the current efficiency at this time was 17. O cd / A, and the external quantum efficiency was about 5.5%. Therefore, high efficiency was obtained, far exceeding that of electroluminescent devices that utilize light emission (fluorescence) from the singlet excited state. This is presumably because the electroluminescent device of the present invention emits light (phosphorescence) from a triplet excited state.
  • FIG. 11 shows an emission spectrum of the electroluminescent device of this example. As shown in FIG. 11, green light emission having a peak at about 520 nm was obtained. This is almost the same as the emission spectrum of Ir (ppx) 2 (acac) in the solution shown in FIG. 8, and it is clear that Ir ( ⁇ ) 2 (acac) emits light in this example. It suggests.
  • Example 1 a light-emitting device having the electroluminescent element of the present invention in a pixel portion will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 4A is a top view illustrating the light-emitting device
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of FIG. 4A cut along AA ′.
  • 401 indicated by a dotted line is a source side driving circuit
  • 402 is a pixel portion
  • 403 is a gate side driving circuit.
  • Reference numeral 404 denotes a sealing substrate
  • reference numeral 405 denotes a sealant
  • an inside surrounded by the sealant 405 is a space 407.
  • the routing wiring 408 is a wiring for transmitting signals input to the source side driving circuit 401 and the gate side driving circuit 403, and a video signal from an FPC (flexible printed circuit) 409 serving as an external input terminal. Receives clock signal, start signal, reset signal, etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC.
  • the light emitting device in the present specification includes not only the light emitting device main body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
  • a drive circuit portion and a pixel portion are formed over the substrate 410.
  • a source side drive circuit 401 and a pixel portion 402 which are drive circuit portions are shown.
  • the source side driver circuit 401 is a CMOS circuit formed by combining an n-channel TFT 423 and a p-channel TFT 424.
  • the TFT forming the drive circuit may be formed by a known CMOS circuit, PMOS circuit, or NMOS circuit.
  • a driver integrated with a driver circuit formed on a substrate is shown, but this is not always necessary, and the driver circuit can be formed not on the substrate but outside.
  • the pixel portion 402 is formed by a plurality of pixels including a switching TFT 411, a current control TFT 412, and a first electrode 413 electrically connected to a drain of the TFT 412.
  • the insulator 4 covers the end of the first electrode 41 3. 14 are formed. Here, it is formed by using a positive photosensitive acrylic resin film.
  • a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the insulator 414.
  • a positive photosensitive acrylic is used as the material of the insulator 414
  • only the upper end of the insulator 414 may have a curved surface with a radius of curvature (0.2 m to 3 m). I like it.
  • the insulator 414 either a negative type which becomes insoluble in an etchant by photosensitive light or a positive type which becomes soluble in an etchant by light can be used.
  • An electroluminescent layer 4 16 and a second electrode 4 17 are formed on the first electrode 4 13.
  • a material having a high work function as a material used for the first electrode 4 13 functioning as an anode.
  • a material having a high work function for the first electrode 4 13 functioning as an anode.
  • single-layer films such as ITO (indium tin oxide) film, indium zinc oxide (IZO) film, titanium nitride film, chromium film, tungsten film Zn film, and Pt film
  • titanium nitride and aluminum are mainly used.
  • a three-layer structure of a titanium nitride film, a film mainly containing aluminum, and a titanium nitride film can be used.
  • the electroluminescent layer 416 is formed by an evaporation method using an evaporation mask or an ink jet method.
  • the organometallic complex of the present invention is used as a part thereof.
  • Other materials that can be used in combination include low molecular weight materials and high molecular weight materials. There may be.
  • an organic compound is usually used in a single layer or a stacked layer in many cases. .
  • a material used for the second electrode (cathode) 417 formed on the electroluminescent layer 416 a material having a small work function (Al, Ag, Li, Ca, alloy MgAg, Mg ln, a l L i, C a F 2 or C aN) may be used.
  • a metal thin film having a reduced thickness and a transparent conductive film (a negative electrode) are used as the second electrode (cathode) '4 17.
  • I tO indium oxide-tin oxide alloy
  • oxidized indicator ⁇ arm oxide-zinc oxide alloy I n 2 0 3 _Z nO
  • the sealing substrate 404 by bonding the sealing substrate 404 to the element substrate 410 with the sealing agent 405, a structure in which the substrate 41 (the sealing substrate 404 and the space 407 surrounded by the sealing agent 405 are provided with the electroluminescent element 418 is provided.
  • the space 407 is not only filled with an inert gas (such as nitrogen or argon), but also includes a structure filled with a sealant 405.
  • an epoxy resin is preferably used for the sealant 405.
  • these materials do not transmit moisture and oxygen as much as possible.
  • FRP Fiberred-Reinforced Plastics
  • a plastic substrate made of (polypiperfluoride), mylar, polyester, acrylic, or the like can be used. As described above, a light emitting device having the electroluminescent element of the present invention can be obtained.
  • Example 1 various electric appliances completed using the light-emitting device having the electroluminescent element of the present invention will be described.
  • Examples of electrical appliances manufactured using the light emitting device having the electroluminescent element of the present invention include a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, and a sound reproducing device (power audio, Audio components), notebook personal computers, game consoles, portable information terminals (mobile computers, mobile phones, portable game consoles, electronic books, etc.), and image playback devices equipped with recording media (specifically, digital reproducing recording media such as Basatai Le disk (DVD), shows the specific example of the image device having a display equipment for displaying the), and the like ⁇ these appliances in FIG.
  • a video camera a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, and a sound reproducing device (power audio, Audio components), notebook personal computers, game consoles, portable information terminals (mobile computers, mobile phones, portable game consoles, electronic books, etc.), and image playback devices equipped with recording media (specifically, digital reproducing recording media such as Basatai Le disk (DVD),
  • Fig. 5 ( ⁇ ) shows a display device, which includes a housing 5101, a support 5101, a display section 5103, a part of speakers 5104, a video input terminal 5105, etc. .
  • the display device is manufactured by using the light emitting device having the electroluminescent element of the present invention for the display portion 5103.
  • Display devices include all information display devices for personal computers, TV broadcast reception, and advertisement display.
  • Fig. 5 (B) shows a notebook personal computer with a main body 5201, a housing 5202, a display section 5203, a keyport 5204, and an external connection port 5205. , Pointing mouse, etc. Having the electroluminescent device of the present invention
  • the light emitting device is manufactured by using a light emitting device for the display portion 5203.
  • FIG. 5C shows a mopile computer, which includes a main body 5301, a display portion 5302, a switch 5303, operation keys 5304, an infrared port 5305, and the like. It is manufactured by using the light emitting device having the electroluminescent element of the present invention for the display portion 5302.
  • FIG. 5 (D) shows a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, and includes a main body 5401, a housing 5402, a display portion A 5403, a display portion B 5404, a recording medium ( DVD, etc.) Including reading section 5405, operation keys 5406, speaker part 5407, etc.
  • the display portion A 5403 mainly displays image information
  • the display portion B 5404 mainly displays character information.
  • the image reproducing device provided with the recording medium includes a home game machine and the like.
  • FIG. 5E shows a goggle type display (head-mounted display), which includes a main body 5501, a display portion 5502, and an arm portion 5503. It is manufactured by using the light emitting device having the electroluminescent element of the present invention for the display portion 5502.
  • Figure 5 (F) shows a video camera, with a main unit 560 1, display unit 5602, housing 5603, external connection port 5604, remote control receiving unit 5605, image receiving unit 5606, battery 5607, audio input unit 5608, and operation key 5609. , Eyepiece 5610, etc. It is manufactured by using the light emitting device having the electroluminescent element of the present invention for the display portion 5602.
  • Fig. 5 (G) shows a mobile phone, and the main body 5701, rich body 5702, display section 5703, audio input section 5704, audio output section 5705 , Operation keys 570, external connection port 570, antenna 570, etc. It is manufactured by using the light emitting device having the electric field light emitting element of the present invention for the display portion 5703. Note that the display portion 5703 can reduce power consumption of the mobile phone by displaying white characters on a black background.
  • the applicable range of the light emitting device having the electroluminescent element of the present invention is extremely wide, and the light emitting device can be applied to electric appliances in various fields. Industrial applicability
  • a novel organic metal complex that can be obtained in a high yield by using a ligand that can be easily synthesized.
  • a novel organometallic complex having excellent heat resistance can be provided.
  • an electroluminescent element using the organometallic complex, an electroluminescent element having high light emission efficiency can be provided. Further, by manufacturing a light-emitting device using the electroluminescent element, a light-emitting device with low power consumption can be provided.

Landscapes

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Description

有機金属錯体、 前記錯体を用いた電界発光材料 および前記錯体を用いた電界発光素子 技術分野
本発明は、 新規な有機金属錯体に関する。 特に、 三重項励起状態を発光に 変換できる有機金属錯体に関する。 また本発明は、 前記有機金属錯体を用い た電界発光材料に関する。 さらに本発明は、 陽極と、 陰極と、 電界を加える ことで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、 「電界発光層」と記す）と、 を有する電界発光素子であって、 前記有機金属錯体を用いた電界発光素子に 関する。 背景技術
有機化合物 (有機分子) は、 光を吸収するとエネルギーを持った状態 (励 起状態) となる。 この励起状態を経由することにより、 種々の反応 (光化学 反応) を起こす場合や発光 (ルミネッセンス) を生じる場合があり、 様々な 応用がなされている。
光化学反応の一例として、 一重項酸素の不飽和有機分子との反応 （酸素付 加） がある （例えば、 非特許文献 1参照）。 酸素分子は基底状態が三重項状態 で.あるすこめ、 一重項状態の酸素 （一重項酸素） は直接の光励起では生成しな い。 しかしながら、 他の三重項励起分子の存在下においては一重項酸素が生 差替え用紙（規則 26) 成し、 酸素付加反応に至ることができる。 この時、 前述の三重項励起分子を 形成できる化合物は、 光増感剤と呼ばれる。
(非特許文献 1 ) 井上晴夫、 外 3名、 基礎化学コース 光化学 I (丸善株 式会社）、 1 0 6 - 1 1 0
このように、 一重項酸素を生成するためには、 三重項励起分子を光励起で 形成できる光増感剤が必要である。 しかしながら、 通常の有機化合物は基底 状態が一重項状態であるため、三重項励起状態への光励起は禁制遷移となり、 三重項励起分子は生じにくい (通常は一重項励起分子が生じる）。したがって、 このような光増感剤としては、 一重項励起状態から三重項励起状態への項間 交差を起こしやすい化合物 (あるいは、 直接三重項励起状態へ光励起される という禁制遷移を許容する化合物) が求められている。 言い換えれば、 その ような化合物は光増感剤としての利用が可能であり、 有益と言える。
また、 そのような化合物は、 しばしば燐光を放出することがある。 燐光と は多重度の異なるエネルギー間の遷移によって生じる発光のことであり、 通 常の有機化合物では三重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際に生じる発 光のことをさす （これに対し、 一重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際 の発光は、 蛍光と呼ばれる）。燐光を放出できる化合物、 すなわち三重項励起 状態を発光に変換できる化合物 （以下では、 「燐光性化合物」 と記す） の応用 分野としては、 発光性の化合物として有機化合物を用いた電界発光素子が挙 げられる。
この電界発光素子は、 薄型軽量 ·高速応答性 ·直流低電圧駆動などの特性 から、 次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されているデバ イスである。 また、 自発光型であり視野角が広いことから、 視認性も比較的 良好であり、携帯機器の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。 有機化合物を発光体として用いる場合、 電界発光素子の発光機構はキヤリ ァ注入型である。 すなわち、 電極間に電界発光層を挟んで電圧を印加するこ とにより、 陰極から注入された電子および陽極から注入されたホールが電界 発光層中で再結合して励起分子を形成し、 その励起分子が基底状態に戻る際 にエネルギーを放出して発光する。
そして、 励起分子の種類としては、 先に述べた光励起の場合と同様、 一重 項励起状態 （S *) と三重項励起状態 （T *) が可能である。 また、 電界発光 素子におけるその.統計的な生成比率は、 S *： T * = 1 ： 3であると考えられ ている (例えば、 非特許文献 2参照）。
(非特許文献 2 ) 筒井哲夫、 応用物理学会 有機分子 ·バイオエレクト口 ニクス分科会 第 3回講習会テキスト、 3 1 - 3 7 ( 1 9 9 3 )
しかしながら、 一般的な有機化合物は室温において、 三重項励起状態から の発光 (燐光) は観測されず、 通常は一重項励起状態からの発光 (蛍光) の みが観測される。 有機化合物の基底状態は通常、 一重項基底状態 （S。） で あるため、 T *→S。遷移 （燐光過程） は強度の禁制遷移となり、 s *→s。 遷移 （蛍光過程） は許容遷移となるからである。
したがって、 電界発光素子における内部量子効率 （注入したキャリアに対 して発生するフオトンの割合） の理論的限界は、 S *： T * = 1 ： 3であるこ とを根拠に 2 5 %とされていた。
ところが、 上述した燐光性化合物を用いれば、 T *→S。遷移 （燐光過程） が許容されるため、 内部量子効率は 7 5〜1 0 0%にまで理論上は可能とな る。 つまり、 従来の 3〜4倍の発光効率が可能となる。 実際、 燐光性化合物 を用いた電界発光素子が相次いで発表され、 その発光効率の高さが注目され ている （例えば、 非特許文献 3、 非特許文献 4参照）。
(非特許文献 3) D. F. オブライエン、 外 3名、 アプライド フイジク ス レターズ、 v o l . 74、 No. 3、 442 -4 4 (1 99 9)
(非特許文献 4)テツオ ッツイ、外 8名、ジャパニーズ ジャーナル ォ ブ アプライド フイジクス、 v o l . 38、 L 1 5 02 -L 1 5 04 ( 1 99 9)
非特許文献 3では白金を中心金属とするボルフイリン錯体を、 非特許文献 4ではィリジゥムを中心金属とする有機金属錯体を用いており、.いずれの錯 体も燐光性化合物である。
また、ィリジゥムを中心金属とする有機金属錯体（以下 「ィリジゥム錯体」 と記す) を含む層と、 公知の蛍光性化合物である DCM2を含む層とを交互 に積層することにより、 イリジウム錯体で生成した三重項励起エネルギ一を D CM 2に移動させ、 D CM 2の発光に寄与させることもできる (例えば、 非特許文献 5参照）。 この場合、 D CM 2の一重項励起状態の量（通常であれ ば 2 5 %以下） は、 通常に比べて増幅されるため、 DCM2の発光効率は増 大する。 これはいわば、 燐光性化合物であるイリジウム錯体の増感作用とも 言える。
(非特許文献 5) M. A. パルド、 外 2名、 ネィチヤ一 （ロンドン）、 V o 1. 403、 7 50 - 7 53 (2 000) 非特許文献 3〜非特許文献 5に示されるとおり、 燐光性化合物を用いた電 界発光素子は、 従来よりも高い発光効率を達成できる （つまり、 少ない電流 で高い輝度を達成できる）。 したがって、燐光性化合物を用いた電界発光素子 は、 高輝度発光 ·高発光効率を達成するための手法として、 今後の開発にお いて大きなウェートを占めるものと考えられる。
以上のように、 燐光性化合物は項間交差を起こしやすく、 なおかつ三重項 励起状態からの発光 （燐光） を生じやすいため、 光増感剤としての利用や、 燐光材料としての電界発光素子への適用が有用であり、 期待されている化合 物であるが、 その数は少ないのが現状である。
数少ない燐光性化合物の中で、 非特許文献 4や非特許文献 5で用いられて いるィリジゥム錯体は、 オルトメ夕ル錯体と呼ばれる有機金属錯体の一種で ある。 この錯体は燐 寿命が数百ナノ秒であり、 また、 燐光量子収率も.高い ことから、 上述のポルフィリン錯体に比べると輝度の上昇に伴う効率の低下 が小さいため、 電界発光素子において有効である。 その意味でも、 このよう な有機金属錯体は、 三重項励起状態への直接光励起や項間交差を起こしやす い化合物、 しいては燐光性化合物を合成するための一つの指針である。
非特許文献 4や非特許文献 5で用いられているィリジゥム錯体の配位子の 構造は比較的単純であり、 色純度の良い緑色発光を示すが、 発光色を他の色 に変えるためには配位子の構造を変える必要がある。 例えば、 非特許文献 6 では、 種々の配位子およびその配位子を用いたイリジウム錯体が合成されて おり、 いくつかの発光色を実現している。
(非特許文献 6 ) M. トンプソン、 外 1 0名、 第 1 0回 インタ一ナショ ナル ワークショップ オン インオーガニック アンド オーガニック エレクト口ルミネッセンス （E L ， 0 0 )、 3 5 - 3 8 しかしながら、 これらの配位子はそのほとんどが中心金属と 5員環を形成 できるものに限られており、 その中から適した発光色を探索しているのが現 状である。つまり、適用できる配位子の種類がまだ少ないという問題がある。 また、 それらの配位子の多くは合成が困難、 あるいは合成に要するステツ プ数が多いため、 材料自体のコスト上昇にもつながる。 コストの観点で言え ば、 有機金属錯体自体の収率も重要である。
さらに、 有機金属錯体は一般的に分解しやすく、 分解しにくいものでも分 解温度は決して高くはない。 つまり、 耐熱性に乏しいため、 電界発光素子の ような電子デバイスに応用する際には問題となる。
以上のことから、 容易に合成できる配位子が適用でき、 収率良く合成でき る上に、 耐熱性にも優れた有機金属錯体が求められている。 そのような有機 金属錯体を合成することにより、 安価で耐熱性の高い光増感剤ゃ燐光材料な どが得られるためである。
そこで本発明では、 合成の容易な配位子を用いて収率良く得られる新規な 有機金属錯体を提供することを課題とする。 また特に、 耐熱性に優れた新規 な有機金属錯体を提供することを課題とする。
また、 前記有機金属錯体を用いて電界発光素子を作製することにより、 発 光効率の高い電界発光素子を提供することを課題とする。 さらには前記電界 発光素子を用いて発光装置を作製することにより、 消費電力の低い発光装置 を提供することを課題とする。 発明の開示
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、 下記一般式 （1 2 ) に示す配位子を 中心金属原料とシクロメタル化反応させることにより、 中心金属と 6員環を 形成する有機金属錯体を合成できることを発見した。
Figure imgf000009_0001
したがって本発明の構成は 下記一般式 ( 1 ) で表される部分構造を有 する有機金属錯体を提供するものである。
Figure imgf000009_0002
( R 1〜R 7はそれぞれ同一でも異なっていても良く、 水素原子、 またはハ ロゲン原子、または低級アルキル基、またはアルコキシ基、またはァシル基、 またはニトロ基、 またはシァノ基、 またはアミノ基、 またはジアルキルアミ ノ基、 またはジァリールアミノ基、 または置換基を有してもよいビエル基、 または置換基を有してもよいァリール基、 または置換基を有してもよい複素 環残基、 のいずれかを表す。 また、 R 1と R 2、 R 2と R 3、 R4と R 5、 R 5と R 6はそれぞれ互いに結合し、芳香族環を形成してもよい。また Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Yは、 窒素原子をへテロ原子として含 む複素環残基を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 10族原子を表す。） また本発明の他の構成は、 下記一般式 （2) の有機金属錯体を提供する ものである。
Figure imgf000010_0001
(R 1〜R 7はそれぞれ同一でも異なっていても良く、 水素原子、 またはハ ロゲン原子、または低級アルキル基、またはアルコキシ基、またはァシル基、 またはニトロ基、 またはシァノ基、 またはアミノ基、 またはジアルキルアミ ノ基、 またはジァリールアミノ基、 または置換基を有してもよいビニル基、 または置換基を有してもよいァリール基、 または置換基を有してもよい複素 環残基、 のいずれかを表す。 また、 R 1と R 2、 R 2と R 3、 R4と R 5、
R 5と R 6はそれぞれ互いに結合し、芳香族環を形成してもよい。また； Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Yは、 窒素原子をへテロ原子として含 む複素環残基を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 1 0族原子を表し、 前 記 Mが第 9族原子の場合は n = 2、 第 1 0族原子の場合は n = 1となる。 ま た Lは、ベータジケトン構造を有するモノァニオン性のニ座キレート配位子、 または力ルポキシル基を有するモノァニオン性の二座キレ一ト配位子、 また はフエノール性水酸基を有するモノァニオン性の二座キレ一ト配位子、 のい ずれかを表す。）
これらの有機金属錯体は、 上記一般式 （1 2 ) で表される配位子が極めて 容易に合成できるため、 安価に合成できる利点がある。 また、 収率も良好で ある。
この時、 上記一般式 （1 ) および （2 ) 中の複素環残基 Yとしては、 立体 構造的な観点から、 2—ピリジル基、 2 -ォキサゾリル基、 2—チアゾリル 基などの 5員環または 6員環からなる複素環残基であることが好ましい。 特 に、 2—ピリジル基は合成が容易であり好ましい。
また、 本発明のより好ましい構成は、 下記一般式 （3 ) で表される部分構 造を有する有機金属錯体を提供するものである。
Figure imgf000011_0001
( Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 0族原子を表す。） さらに、 本発明のより好ましい他の構成は、 下記一般式 （4 ) で表される 有機金属錯体を提供するものである。
Figure imgf000012_0001
(Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 1 0族原子を表し、 前記 Mが第 9族原子の場合は n = 2、 第 1 0族原子の場合 は n となる。 また Lは、 ベータジケトン構造を有するモノァニオン性の 二座キレート配位子、 または力ルポキシル基を有するモノァニオン性の二座 キレート配位子、 またはフエノ一ル性水酸基を有するモノァニオン性の二座 キレ一ト配位子、 のいずれかを表す。）
さらに本発明者らは、 本発明の有機金属錯体が燐光発光できることを見出 した。 ここで、 より効率よく燐光発光を得るためには、 重原子効果の観点か ら中心金属としては重い金属の方が好ましい。 したがって本発明では、 中心 金属がィリジゥム原子または白金原子であることを特徴とする。 一方、 上述 の Xは、 酸素の方がより好ましい。
また、 上記一般式 （2 ) または上記一般式 （4 ) において、 配位子 Lは、 ベータジケトン構造を有するモノァニオン性のニ座キレート配位子、 または カルボキシル基を有するモノァニオン性の二座キレ一ト配位子、 またはフエ ノ一ル性水酸基を有するモノァニオン性のニ座キレート配位子、 のいずれか であれば何でもよいが、 以下の構造式 （5 ) 〜 （1 1 ) に示すモノァニオン 性のニ座キレート配位子のいずれかが好ましい。 これらのモノァニオン性の ニ座キレート配位子は、 配位能力が高く、 また、 安価に入手することができ るため、 有効である。
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0002
ところで、 本発明の有機金属錯体は、 三重項励起状態を発光に変換するこ とが可能であるため、 電界発光素子に適用することにより素子の高効率化が 可能となり、 非常に有効である。 したがって本発明では、 本発明の有機金属 錯体を用いた電界発光素子も含むものとする。
の時、 本発明の有機金属錯体は、 非特許文献 5で述べられたような増感 作用を引き起こすための物質として、 あるいはホール輸送層等のキヤリア輸 送層における物質として用いてもよいが、 発光体としての利用法が発光効率 の面で効果的である。 したがって本発明では、 本発明の有機金属錯体を発光 体として用いた電界発光素子を特徴とする。
なお、 このようにして得られた本発明の電界発光素子は高い発光効率を実 現できるため、 これを発光素子として用いた発光装置は、 低消費電力を実現 できる。 したがって本発明では、 本発明の電界発光素子を用いた発光装置も 含むものとする。
なお、 本明細書中における発光装置とは、 発光素子として電界発光素子を 用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。 また、 電界発光素子 にコネクター、 例えば異方導電性フィルム （FPC : F l e x i b l e P r i n t e d C i r c u i t) もしくは T A B (T a p e A u t o m a t e d B o nd i n g) テープもしくは TC P (T a p e C a r r i e r P a c k a g e) が取り付けられたモジュール、 TABテープや TCP の先にプリント配線板が設けられたモジュール、 または電界発光素子に CO G (Ch i p On G 1 a s s ) 方式により I C (集積回路） が直接実装 されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。 図面の簡単な説明
図 1は、実施の形態 1における電界発光素子の素子構造を説明する図である。 図 2は、実施の形態 2における電界発光素子の素子構造を説明する図である。 図 3は、実施の形態 3におげる電界発光素子の素子構造を説明する図である。 図 4は、 発光装置について説明する図である。 図 5は、 電気器具について説明する図である。
図 6は、 本発明の有機金属錯体の UV— V i s吸収スペクトルを示す図であ る。
図 7は、 本発明の有機金属錯体の発光スぺクトルを示す図である。
図 8は、 本発明の有機金属錯体の UV— V i s吸収スペクトルおよび発光ス ぺクトルを示す図である。
図 9は、 本発明の有機金属錯体の UV— V i s吸収スペクトルおよび発光ス ぺクトルを示す図である。
図 1 0は、 本発明の電界発光素子の特性を示す図である。
図 1 1は、 本発明の電界発光素子の発光スぺク卜ルを示す図である。 発明を実施するための最良の形態
下記一般式 ( 1 2) で表される配位子は、 例えば フエノチアジン誘導体 Aと複素環化合物のョード化物 Bとを反応させる下記合成スキーム (a) に より合成することができる。 ただし、 合成手法はこれに限定されることはな い。
(12)
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
A B なお、 上記一般式 （1 2) においては、 R 1〜R 7はそれぞれ同一でも異 なっていても良く、水素原子、またはハロゲン原子、または低級アルキル基、 またはアルコキシ基、 またはァシル基、 またはニトロ基、 またはシァノ基、 またはアミノ基、 またはジアルキルアミノ基、 またはジァリールアミノ基、 または置換基を有してもよいビニル基、 または置換基を有してもよいァリ一 ル基、 または置換基を有してもよい複素環残基、 のいずれかを表す。 また、 R 1と R2、 R2と R 3 R4と R 5 R 5と R 6はそれぞれ互いに結合し、 芳香族環を形成してもよい。
の時、低級アルキル基としては、メチル基、ェチル基、 11—プロピル基、 イソプロピル基、 n—ブチル基、 s e c一ブチル基、 t e r t一ブチル基、 へキシル基などがあり、 炭素数が 1〜 6のものが好ましい。 また、 トリフル ォロメチル基のようなハロゲン化ァルキル基や、 シクロへキシル基のような シクロアルキル基であってもよい。 アルコキシ基としては、 メトキシ基、 ェ トキシ基、 n—プロポキシ基、 イソプロポキシ基、 n—プトキシ基、 s e c 一ブトキシ基、 t e r t—ブトキシ基、 へキソキシ基などがあり、 炭素数が
6のものが好ましい。ァシル基としては、ァセチル基などが可能である。 ジアルキルアミノ基としては、 ジメチルァミノ基、 ジェチルァミノ基などが あり、 アルキル鎖の炭素数が 1〜4のものが好ましい。 ジァリ一ルァミノ基 としては、ジフエニルァミノ基、 ビス（ひ一ナフチル）アミノ基などがあり、 ビス（m—トリル）ァミノ基のような置換ァリールァミノ基であってもよい。 ビニル基としては、 ジフエ二ルビニル基のような置換基を有するビニル基で あってもよい。 ァリール基としては、 フエニル基、 ナフチル基などの無置換 ァリール基の他、 o—トリル基、 m—トリル基、 p—トリル基、キシリル基、 メトキシフエ二ル基、 エトキシフエニル基、 フルオロフェニル基などの置換 ァリール基であってもよい。 複素環残基としては、 ピリジル基、 フリル基、 チェニル基などがある。
また、 上記一般式 （1 2) においては、 Xは酸素原子または硫黄原子を表 す。 また、 複素環残基 Yとしては、 2—べンゾォキサゾリル基のような多環 式基でもよいが 金属への配位を妨げずに配位しやすい立体構造を考慮する と、 5員環または 6員環の複素環残基が好ましい。 具体的には、 2—ピリジ ル基、 4一ピリミジル基、 2—才キサゾリル基、 2—チアゾリル基などであ る。
上記一般式 （12) で表される配位子のより具体的な例としては、 1 0— (2—ピリジル） フエノチアジン、 1 0— (2—ピリジル） 一 3, 7—ジメ チルフエノチアジン、 1 0— （2—ピリジル） —4, 6—ジメチルフエノチ ァジン、 1 0— (2—ピリジル） 一 3， 7—ジメトキシフエノチアジン、 1 0— (2—ピリジル） — 3, 7—ビス （ジメチルァミノ） フエノチアジン、 10— (2—ピリジル） 一 3, 7—ビス （ジフエニルァミノ） フエノチアジ ン、 1 0— (2—ピリジル） — 3, 7—ビス （ジフエ二ルビニル） フエノチ ァジン、 1 0— （2—ピリジル） ージベンゾ [c] [h] —フエノチアジン、 10— (2—ォキサゾリル） フエノチアジン、 1 0— (2—チアゾリル） フ エノチアジン、 1 0— （2—ピリジル） フエノキサジン、 1 0— (2—ピリ ジル） — 3， 7—ジメチルフエノキサジン、 1 0— （2—ピリジル） 一 4， 6—ジメチルフエノキサジン、 1 0— (2—ピリジル） — 3， 7—ジメトキ シフエノキサジン、 1 0 - (2—ピリジル） 一 3, 7 -ビス (ジメチルアミ ノ） フエノキサジン、 1 0— (2—ピリジル） 一 3 , 7—ビス (ジフエニル ァミノ） フエノキサジン、 1 0 - (2—ピリジル） - 3, 7—ビス （ジフエ 二ルビニル) フエノキサジン、 1 0— ( 2—ピリジル) ージベンゾ [c ] [h] 一フエノキサジン、 1 0 - (2—ォキサゾリル） フエノキサジン、 1 0— (2 一チアゾリル） フエノキサジン、 などがあるが、 本発明ではこれらに限定さ れることはない。
次に、 上述のような配位子 （1 2) を用いて、 下記一般式 （1) で表され る部分構造を有する本発明の有機金属錯体を形成する。なお、下記一般式 ( 1 ) における R 1〜R 7、 X、 Yは、 先に述べた配位子の一般式 (1 2) におけ る R 1〜R 7、 X、 Yと同一のものである。 また Mは、 第 9族原子または第 1 0族原子を表し、 具体的には、 白金原子やイリジウム原子などである。
Figure imgf000019_0001
以下ではその一例として、二座キレ一ト配位子 Lを用いた下記一般式（2) で表される本発明の有機金属錯体の形成について説明する。 なお、 下記一般 式 （2) における R 1〜R 7、 X、 Yは、 先に述べた配位子の一般式 （1 2) における R 1〜R 7、 X、 Yと同一のものである。 また Mは、 第 9族原子ま たは第 1 0族原子を表し、 具体的には、 白金原子ゃィリジゥム原子などであ る。 なお、 前記 Mが第 9族原子の場合は n= 2、 第 1 0族原子の場合は n = 1となる。
Figure imgf000019_0002
この時のシクロメタル化反応としては、 公知の合成法を用いればよい。 例 えば、 ィリジゥムを中心金属とする本発明の有機金属錯体を合成する際は、 中心金属原料として塩化イリジウムの水和物を用い、 上記一般式 （1 2) の 配位子と混合して窒素雰囲気下にて加熱還流することにより、 まず塩素架橋 の複核錯体を合成する （下記合成スキーム （b ) )。 次に、 得られた前記複核 錯体と二座キレート配位子 Lとを混合して窒素雰囲気下にて還流することに より、 塩素架橋をニ座キレート配位子 Lで切断し、 本発明の有機金属錯体を 得る （下記合成スキーム （c ))。
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000021_0002
なお Lは、 ベ一夕ジケトン構造を有するモノァニオン性のニ座キレート配 位子、または力ルポキシル基を有するモノァニオン性の二座キレ一卜配位子、 またはフエノール性水酸基を有するモノァニオン性のニ座キレート配位子、 のいずれかを表し., 具体的には ァセチルアセトン、 マロン酸ジメチル、 ピ コリン酸、 プロリン、 サリチリデンァミン、 サリチルアルデヒド、 8—キノ リノールなどである。
このようにして得られる本発明の有機金属錯体の具体例としては、 例えば 下記構造式 （1 3 ) 〜 （2 0 ) などがある。 ただし、 本発明の有機金属錯体 はこれらに限定されるものではない。 なお、 構造式 （1 6 ) および （2 0 ) ではトランス型を開示しているが、 シス型であってもよい <
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0002
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oz
S9ll00/l700Zdf/X3d 6Ϊ0Ϊ80請 OAV
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0002
Figure imgf000023_0003
Figure imgf000023_0004
S9ll00/l700Zdf/X3d 6Ϊ0Ϊ80請 OAV 以上ではニ座キレート配位子 Lを用いた構成の一例を例示したが、 本発 明の有機金属錯体はこれらに限定されることはない。
例えば、 以下の構造式 （2 1) 〜 （24) で表されるように、 上述の二 座キレー卜配位子 Lの代わりにオルトメタル化する配位子 （（構造式 （2 1) 〜 （24) においては 2—フエニルピリジン） を用いた構成としてもよい。 これらの有機金属錯体は、 上述した反応式 （c) の生成物を経由して合成す ることができる。 例えば構造式 （2 1) の有機金属錯体は、 上述した構造式 (1 3) と 2—フエニルピリジンとを反応させることによって得ることがで きる。 なお、 白金のシクロメタル錯体においてはシス型を形成する場合が多 いため、 構造式 （22) および （24) ではシス型を開示しているが、 トラ ンス型であってもよい。
Figure imgf000024_0001
(22)
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0002
あるいはまた、 以下の構造式 （25) 〜 （28) で表されるように、 同 一の配位子を用いた構成としてもよい。 これらの有機金属錯体に閼しても、 上述した反応式 （c) の生成物を経由して合成することができる。 例えば構 造式 （25) の有機金属錯体は、 上述した構造式 （1 3) と 10— （2—ピ リジル） フエノチアジンとを反応させることによって得ることができる。 な お、 白金のシクロメタル錯体においてはシス型を形成する場合が多いため、 構造式 （2 6) および （28) ではシス型を開示しているが、 トランス型で
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0002
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Figure imgf000026_0004
以上で述べた本発明の有機金属錯体は、 光増感剤ゃ燐光材料として用いる ことができるが、 以下では、 電界発光素子に適用する形態について述べる。 本発明における電界発光素子は、 基本的には、 一対の電極 （陽極及び陰極） 間に上述した本発明の有機金属錯体を含む電界発光層 （少なくとも発光層を 含み、 かつ、 ホール注入層、 ホール輸送層、発光層、 ホールブロッキング層、 電子輸送層、 電子注入層から選ばれる一つまたは複数の層からなる） を挟持 した素子構成である。
また、 電界発光層に用いる本発明の有機金属錯体以外の材料としては、 公 知の材料を用いることができ、 低分子系材料および高分子系材料のいずれを 用いることもできる。 なお、 電界発光層を形成する材料には、 有機化合物材 料のみから成るものだけでなく、 無機化合物を一部に含む構成も含めるもの とする。
以下では、 本発明の電界発光素子の実施形態について、 詳細に説明する。
E実施の形態 1 ]
本実施の形態 1では、 本発明の有機金属錯体を含む発光層と、 低分子系材 料からなるホール注入層、 ホール輸送層、 ホールブロッキング層おょぴ電子 輸送層を有する電界発光素子の素子構成について図 1を用いて説明する。 図 1では、 基板 1 0 0上に第 1の電極 1 0 1が形成され、 第 1の電極 1 0 1上に電界発光層 1 0 2が形成され、 その上に第 2の電極 1 0 3が形成され た構造を有する。
なお、 ここで基板 1 0 0に用いる材料としては、 従来の電界発光素子に用 いられているものであれば良く、 例えば、 ガラス、 石英、 透明プラスチック などからなるものを用いることができる。 また、 本実施の形態 1における第 1の電極 101は陽極として機能し、 第 2の電極 103は陰極として機能する。
すなわち第 1の電極 1 01は陽極材料で形成され、 ここで用いることので きる陽極材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数 4. 0 e V以上）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好まし い。 なお、 陽極材料の具体例としては、 I T〇 （I n d i um T i n O x i d e)、酸化インジウムに 2〜 20%の酸化亜鉛（Z nO) を混合した I Z O ( I n d i urn Z i n c Ox i d e)の他、金（Au)、白金（P t)、 ニッケル （N i )、 タングステン （W)、 クロム （C r)、 モリブデン (Mo), 鉄 (F e)、 コバルト (C o), 銅 (C u)、 パラジウム (P d)、 または金属 材料の窒化物 （T i N) 等を用いることができる。
一方、 第 2の電極 1 03の形成に用いられる陰極材料としては、 仕事関数 の小さい （仕事閼数 3. 8 eV以下） 金属 合金 電気伝導性化合物、 およ ぴこれらの混合物などを用いることが好ましい。 なお、 陰極材料の具体例と しては、 元素周期表の 1族または 2族に属する元素、 すなわち L iや C s等 のアル力リ金属、 および Mg、 C a、 S r等のアル力リ土類金属、 およびこ れらを含む合金 （Mg : Ag、 A 1 ： L i ) や化合物 （L i F、 C s F、 C aF2)の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができるが、 A l、 Ag、 I TO等の金属 （合金を含む） との積層により形成することも できる。
なお、 上述した陽極材料及び陰極材料は、 蒸着法、 スパッタリング法等に より薄膜を形成することにより、 それぞれ第 1の電極 1 0 1及び第 2の電極 103を形成する。 膜厚は、 10〜500 nmとするのが好ましい。
また、 本発明の電界発光素子において、 電界発光層におけるキャリアの再 結合により生じる光は、 第 1の電極 1 0 1または第 2の電極 103の一方、 または両方から外部に出射される構成となる。 すなわち、 第 1の電極 10 1 から光を出射させる場合には、 第 1の電極 1 0 1を透光性の材料で形成する こととし、 第 2の電極 1 03側から光を出射させる場合には、 第 2の電極 1 03を透光性の材料で形成することとする。
また、 電界発光層 102は複数の層を積層することにより形成されるが、 本実施の形態 1では、 ホール注入層 1 1 1、 ホール輸送層 1 12、 発光層 1 1 3、 ホールブロッキング層 1 14、 および電子輸送層 1 1 5を積層するこ とにより形成される。
ホ一ル注入層 1 1 1を形成するホール注入材料としては、 フタロシアニン 系の化合物が有効である。 例えば、 フタロシアニン （略称： H2P c) 銅フ 夕ロシアニン (略称： C u P c) 等を用いることができる。
ホール輸送層 1 1 2を形成するホール輸送材料としては、 芳香族ァミン系 (すなわち、ベンゼン環一窒素の結合を有するもの）の化合物が好適である。 広く用いられている材料として、 例えば、 4, 4,一ビス CN- (3—メチル フエニル） —N—フエ二ルーァミノ] —ビフエニル (略称： TPD) の他、 その誘導体である 4， 4'—ビス [N— (1—ナフチル） 一 N—フエ二ル―ァ ミノ] ービフエニル （略称： a— NPD)、 あるいは 4, 4'， 4''—トリス (N, N—ジフエ二ル―ァミノ）—トリフエニルァミン（略称： TDATA)、 4, 4'， 4''ートリス [N— （3—メチルフエニル） —N—フエニル—アミ ノ] 一トリフエニルァミン （略称： MTDATA) などのスタ一パ一スト型 芳香族ァミン化合物が挙げられる。
発光層 1 1 3は、 本発明の有機金属錯体を含み、 例えばホスト材料と共蒸 着することにより形成される。 ホスト材料としては公知の材料を用いること ができ、 4， 4'一ビス （N—カルパゾリル） ーピフエニル （略称： CBP) や、 2, 2，， 2" — (1， 3, 5—ベンゼントリ fル） 一トリス [ 1—フ ェニルー 1 H—べンズイミダゾ一ル] (略称： T P B I ) などが挙げられる。 あるいはまた、 発光層 1 13は、 本発明の有機金属錯体のみからなる層で形 成してもよい。
ホールブロッキング層 1 14を形成するホールプロッキング材料としては、 ビス (2—メチル一 8—キノリノラト) 一 4 _フエニルフエノラトーアルミ ニゥム （略称： BA l q)、 1， 3—ビス [5— (p— t e r t—ブチルフエ ニル） — 1, 3, 4 _ォキサジァゾ一ルー 2—ィル] ベンゼン （略称： OX D— 7)、 3— （4— t e r t—プチルフエ二ル） 一 4—フエ二ルー 5— （4 —ビフエ二リル） 一 1， 2， 4—トリアゾ一ル （略称： T A Z )、 3 - (4 - t e r t—ブチルフエニル） 一4— (4一ェチルフエニル） — 5— (4—ピ フエ二リル） 一 1， 2, 4—トリァゾール （略称： p— E t TAZ)、 パソフ ェナント口リン （略称： BPh e n)、 パソキュプロイン （略称： BCP) 等 を用いることができる。
電子輸送層 1 1 5を形成する場合の電子輸送材料としては、 トリス （8— キノリノラト） アルミニウム （略称： A 1 Q 3)、 トリス （5—メチルー 8— キノリノラト） アルミニウム （略称： A 1 mq 3)、 ビス （ 1 0—ヒドロキシ ベンゾ [h] —キノリナト） ベリリゥム略称： B e B q 2)、 先に述べた B A 1 qなど、 キノリン骨格またはべンゾキノリン骨格を有する金属錯体が好適 である。 また、 ビス [2— (2—ヒドロキシフエニル） 一べンゾォキサゾラ ト] 亜鉛 （略称： Z n (BOX) 2)、 ビス [2— (2—ヒドロキシフエニル） 一べンゾチアゾラト] 亜鉛 （略称： Z n (BTZ) 2) などのォキサゾール 系、 チアゾ一ル系配位子を有する金属錯体もある。 さらに、 金属錯体以外に も、 2― (4—ビフエ二リル) - 5 - (4 - t e r t一ブチルフエニル) 一 1， 3, 4—ォキサジァゾール（略称： PBD)や、 先に述べた OXD— 7、 TAZ、 p— E t TAZ、 B P h e n、 B C Pなども電子輸送材料として用 いることができる。
以上により、 本発明の有機金属錯体を含む発光層 1 1 3と、 低分子系材料 からなるホール注入層 1 1 1、 ホ一ル輸送層 1 12、 ホールブロッキング層 1 14および電子輸送層 1 1 5を有する電界発光素子を形成することができ る。
なお、 本実施の形態 1においては、 本発明の有機金属錯体から得られる発 光を発光色とする電界発光素子である。
[実施の形態 2]
本実施の形態 2では、 本発明の有機金属錯体を含む発光層と、 高分子系材 料からなるホール注入層を有し、 これらを湿式プロセスにて形成する電界発 光素子の素子構成について図 2を用いて説明する。
なお、 基板 200、 第 1の電極 20 1、 第 2の電極 203については、 実 施の形態 1と同様の材料を用いて、 同様にして形成することができるため説 明を省略する。
また、 電界発光層 20 2は、 本実施の形態 2ではホール注入層 2 1 1、 発 光層 2 1 2を積層することにより形成される。
ホール注入層 2 1 1を形成するホール注入材料としては、 ポリスチレンス ルホン酸（略称： P S S) をドープしたポリエチレンジォキシチォフェン（略. 称： PEDOT) や、 テトラシァノキノジメタン （略称： TCNQ) などの ァクセプ夕をドープしたポリアニリン (略称： PAn i ) やポリビニルカル バゾ一ル (略称： P VK) などを用いることができる。
発光層 2 1 2は、 本発明の有機金属錯体をゲスト材料として含む。 ホスト 材料はパイポーラ性の材料であれば良いが、 ホール輸送材料と電子輸送材料 とを混合してバイポ一ラ性としても良い。 例えば、 ホ一ル輸送性の高分子化 合物 （例えば PVK) と上述した電子輸送材料 （例えば PBD) とを 7 ： 3 のモル比で同一溶媒に溶かし、 さらには本発明の有機金属錯体を適量 （5w t %程度） 添加した溶液を調製し、 この溶液を湿式塗布することによって発 光層 212を得ることができる。
以上により、 本発明の有機金属錯体を含む発光層 2 1 2と、 高分子系材料 からなるホール注入層 2 1 1を有し、 これらを湿式プロセスにて形成する電 界発光素子を得ることができる。
なお、 本実施の形態 2においては、 本発明の有機金属錯体から得られる発 光を発光色とする電界発光素子である。
[実施の形態 3]
本実施の形態 3では、 本発明の有機金属錯体と蛍光性化合物の二種類のゲ スト材料を含む発光層と、 低分子系材料からなるホール注入層、 ホール輸送 層、 ホールブロッキング層および電子輸送層を有する電界発光素子の素子構 成について図 3を用いて説明する。
なお、 基板 300、 第 1の電極 30 1、 第 2の電極 303、 ホ一ル注入層 3 1 1、 ホール輸送層 3 1 2、 ホールブロッキング層 3 14、 電子輸送層 3 1 5については、 実施の形態 1と同様の材料を用いて、 同様にして形成する ことができるため説明を省略する。
また、 電界発光層 302は、 本実施の形態 3では、 ホール注入層 3 1 1、 ホール輸送層 3 12、 発光層 31 3、 ホールブロッキング層 3 14、 電子輸 送層 31 5を積層することにより形成される。
本実施の形態の発光層 3 1 3は、 ホスト材料と、 第一のゲスト材料である 本発明の有機金属錯体と、 第二のゲスト材料である蛍光性化合物と、 からな る。 ホス卜材料としては 実施の形態 1で述べた材料を用いればよい。
また、第二のゲスト材料としては公知の蛍光性化合物を用いることができ、 具体的には、 DCM1、 D C M 2、 DC J TB、 キナクリドン、 N， N—ジ メチルキナクリドン、 ルブレン、ペリレン、 DPT、 C o— 6、 PMD F B、 BTX、 ABTX等を用いることができる。
本実施の形態 3においては、 非特許文献 6と同様、 発光層 3 1 3において 第一のゲスト材料である本発明の有機金属錯体は増感作用を起こす物質とし て働き、 第二のゲスト材料である蛍光性化合物の一重項励起状態の量を増幅 する。 したがって、 本実施の形態 3の電界発光素子は、 蛍光性化合物から得 られる発光を発光色とする発光素子であり、 なおかつ、 その発光効率を従来 の蛍光性化合物を用いた電界発光素子に比べて向上させることができる。
[実施例]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、 本発明は多くの異なる様態で実施することが可能であり、 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 当事者であれば容易に理解される。 したがって、 本発明は本実施の形態の記 載内容に限定して解釈されるものではない。
(合成例 1 )
本合成例では、 上記構造式 （13) で表される本発明の有機金属錯体 （略 称： I r (p p t ) 2 (a c a c)) の合成法を例示する。
[ステップ 1 ：配位子 （p p t) の合成]
まず、 o—ジクロロベンゼン' 20m 1を溶媒として、 フエノチアジン（東 京化成工業社製） を 2. 35 g ( 1 1. 8 mm o 1 )、 2—ョードピリジン（東 京化成工業社製） を 3. 63 g (1 7. 7mmo 1 )、 炭酸カリウムを 6. 5 5 g、 銅粉末を 1 - 5 g、 18—クラウン一 6—エーテルを 0. 3 1 g混合 し、 窒素雰囲気中で 1 6時間還流した。 その後、 銅および無機塩を除去し、 トルエン溶媒にてカラム精製を行うことにより、 配位子 p p t ( 1 0— (2 —ピリジル） フエノチアジン） を得た （乳白色粉末、 収率 70%)。 合成スキ —ムの概要を下記 （a— 1) に示す。
Figure imgf000035_0001
pt
なお、 得られた乳白色粉末の I R吸収スペクトルを測定したところ、 フェ 由来する N— H伸縮振動 （3340 cm—1) が消失しており、 反応が進行していることを示唆している。
[ステップ 2 ：複核錯体 ([ I r (p p t) 2C 1 ] 2) の合成]
次に、 2—エトキシェタノ一ル 3 Ο 1と水 1 0m 1 との混合液を溶媒と して、上記で得た p p tを 1. 1 9 g (4. 3mmo 1 )¾塩化ィリジゥム ( I r C 13 · HC 1 · H20) (キシダ化学社製) を 0. 50 g ( 1. 7 mm o 1 ) 混合し、 窒素雰囲気下にて 18時間還流することにより、 複核錯体 [ I r ( p t) 2C 1 ] 2を得た （黄色粉末 収率 70%)。 合成スキームの概 要を下記 （b— 1) に示す c
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000036_0002
Pr(ppt)2Cl]2
[ステップ 3 ：本発明の有機金属錯体 （ I r (p p t) 2 (a c a c)) の合 成] .
さらに、 2—エトキシエタノール 30m 1を溶媒として、 上記で得られた [ I r (p p t ) 2 C 1 ] 2を 0. 78 g (0. 50 mm o 1 ), ァセチルァ セ卜ンを 0. 1 5m l (1. 5mmo 1 )、 炭酸ナトリウムを 0. 53 g混合 し、 窒素雰囲気下にて 1 8時間還流した。 得られた黄色粉末を、 ジクロロメ タンを溶媒としてカラム精製することにより、本発明の有機金属錯体 I r (p P t ) 2 (a c a c) を得た （黄色粉末、 収率 60 %)。 合成スキームの概要 を下記 （ c一 1 ) に示す。
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0002
Ir(ppt)2(acac)
なお、 得られた黄色粉末の質量分析 （ES I— MS) を行ったところ、 I r (p p t ) 2 (a c a c) (組成式： C39H29 I r N402 S2、 分子量： 8 42) の分子量前後である m/z 840， 841， 842, 843， 844 に同位体イオンが観測された Q また、 Γ r (p p t ) 2 (a c a c) の N a 付加体として、 m/z 863, 864, 86 5, 866, 867に同様の同 位体イオンが観測された。 これら同位体ピークのイオン強度のパターンは、 理論計算の結果と同様であった。 したがって、 上記構造式 （1 3) で示した 本発明の有機金属錯体 I r (p p t) 2 (a c a c) が得られていると考え られる。
また、 1 H— NMR (DMSO— d 6)の測定結果は以下の通りであった。 δ /D pm= 8. 2 9 (d， 2H)、 7. 69 ( t , 2H)、 7. 46 ( t , 2H)、 7. 1 6 (d, 2H)、 7. 08 ( t, 2H)、 7. 00 ( t , 2H)、
6. 90 ( t, 2H)、 6. 7 1 (d, 4H)、 6. 62 (d, 2H)、 6. 4 6 (d, 2H)、 5. 74 (s, 1H)、 1. 93 (s , 6 H)0
また、 得られた本発明の有機金属錯体 I r (p p t) 2 (a c a c) の分 解温度 Tdを TG— DTAにより測定したところ、 Td=337でであり、 良 好な耐熱性を示すことがわかった。 また、 収率も上記の通り良好であり、 コ スト的にも優れている。
次に、 I r (p p t) 2 ( a c a c ) のジクロロェ夕ン中における吸収ス ベクトルを図 6に示す。 なお、 図 6では、 配位子 p p tの吸収スペクトルも 合わせて記載した。 配位子 p p tは 280 nmおよび 300 nm付近に吸収 ピークを有している。 一方、 本発明の有機金属錯体 I r (p t ) 2 (a c a c ) は、 （1) 300 nm、 (2) 350 nm, (3) 380 nm, (4) 4 25 nm付近の 4箇所に吸収ピークを有している。
吸収ピーク （1) は、 配位子 p p tの吸収とほぼ一致しており、 配位子に 起因する一重項 π— 遷移である。 また （2)、 (3), (4) の吸収ピーク は、 オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収であり、 一 重項 ML CT遷移、 三重項 π— 7T*遷移、 三重項 M L C Τ遷移などに対応す ると類推される。特に、 (4)の吸収ピ一クは可視領域においてプロ一ドな裾 を引いており、 三重項 ML CT遷移特有の吸収スぺクトルであると考えられ る。 すなわち、 I r (p p t) 2 (a c a c) は三重項励起状態への直接光 励起や項間交差が可能な化合物であることがわかった。
また、 I r (p p t) 2 (a c a c) 粉末の発光スぺクトル （フォトルミ ネッセンス） を図 7に示す。 励起光は 365 nmとした。 図 7に示す通り、 常温で、 520 nmに発光ピークを有する緑色発光を示した。 図 6の吸収ス ベクトルを考慮すると、 燐光発光であると考えられる。
[比較例 1 ]
下記構造式 （29) で表される従来のィリジゥム錯体 （略称： I r (t p y) 2 (a c a c)) を合成し、 分解温度 Tdを TG— DTAにより測定した ところ、 Td= 298°Cであった。
Figure imgf000039_0001
一方、 合成例 1で述べた本発明の有機金属錯体 I r (p p t) 2 (a c a c)の Tdは 337 であるため、従来のィリジゥム錯体 I r ( t py) 2 (a c a c ) の方が 4 近く Tdが低い結果となった。 したがって、 本発明の 有機金属錯体は雷熱性にも優れていることがわかった。
(合成例 2 )
本合成例では、 上記構造式 （1 7) で表される本発明の有機金属錯体 （略 称： I r (p p X) 2 (a c a c)) の合成法を例示する。
[ステップ 1 ：配位子 （P P X) の合成]
まず、 オルトジクロロベンゼン · 20m 1を溶媒として、 フエノキサジン を 1. 73 g、 2—ョードピリジンを 2. 90 g、 炭酸カリウムを 5. 24 g、銅粉末を 1. 2 g、 1 8—クラウン— 6—エーテルを 0. 25 g混合し、 窒素雰囲気下にて 8時間還流した。 その後、 銅および無機塩を除去し、 ジク ロロメタン溶媒にてカラム精製を行うことにより、 配位子 p px (1— (2 —ピリジル） フエノキサジン） を得た （白色粉末、 収率 91 %)。 合成スキー ムの概要を下記 （a— 2) に示す。
Cu/K2COT/18-crown-6 0'
o-dichl oroB enzene , reflux
Figure imgf000040_0001
ppx
[ステップ 2 ：複核錯体 ([ I r (p ) 2C 1 ] 2) の合成]
次に、 2—エトキシエタノール 30m 1と水 1 0m 1 との混合液を溶媒と して、 上記で得た p p Xを 2. 1 8 g、 塩化ィリジゥム ( I r C 1 3 · HC
1 · Η20) を 1. 00 g混合し、 窒素雰囲気下で 14時間還流することに より、複核錯体 [ I r (p p x) 2C 1 ] 2 を得た （黄色粉末、 収率 96%)。 合成スキームの概要を下記 （b— 2) に示す。
Figure imgf000040_0002
Figure imgf000040_0003
[Ir(ppx)2Cl]2 [ステップ 3 ：本発明の有機金属錯体 （[I r (p p x) 2 (a c a c)]) の 合成] .
さらに、 2—エトキシエタノール 30m 1を溶媒として、 上記で得られた [ I r (p p x) 2C l ] 2 を 1. 00 g、 ァセチルアセトン （Ha c a c) を 0. 2 lm 1、 炭酸ナトリウムを 0. 7 1 g混合し、 窒素雰囲気下にて 1 4時間還流した。 得られた固体を、 水、 エタノール、 ェ一テル溶媒にて洗浄 することにより、 本発明の有機金属錯体 I r (p p x) 2 (a c a c) を得 た (黄色粉末、 収率 87%)o 合成スキームの概要を下記 (c一 2) に示す。
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000041_0002
Jr( ps)2iacaci
また、 得られた本発明の有機金属錯体 I r (p p x) 2 (a c a c ) の分 解温度 Td を TG— DTAにより測定したところ、 Td = 345 であり、 比較例 1の I r ( t p y) 2 (a c a c) (Td=298 ） に比べ、 良好な 耐熱性を示すことがわかった。 また、 収率も上記の通り良好であり、 コスト 的にも優れている。 また、 1H— NMR (DMSO-d 6 )の測定結果は以下の通りであった。
<5/p pm= 7 - 78 (d, 2H)、 7. 69 ( t , 2H)、 7. 3 1 (d, 2H)、 7. 20 (m， 6H)、 7. 0 1 (d, 2H)、 6. 79 (t， 2H)、 6. 50 (d， 2H)、 6. 39 (t , 2H)、 5. 6 1 (d, 2H)、 4. 9 7 (s， 1H)、 1. 62 (s， 6H)0
次に、 I r (p px) 2 (a c a c) のジクロロメタン中における吸収ス ベクトルおよび発光スペクトル (フォトルミネッセンス) を図 8に示す。 本 発明の有機金属錯体 I r (p p x) 2 (a c a c) は 256 nm、 3 14 n m、 348 nmおよび 410 nmに吸収ピ一クを有しており、 合成例 1と同 様、 オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収スペクトル を呈していた。 また、 発光スぺクトルは 524 nmにピークを有しており、 緑色発光であった。
(合成例 3 )
本合成例では、 上記構造式 （18) で表される本発明の有機金属錯体 （略 称： I r (p p X) 2 (p i c )) の合成法を例示する。 原料としては、 上述 した合成例 2のステップ 2で得られる複核錯体 [ I r (p p X) 2C 1 ] 2を 用いた。
まず、 2—エトキシエタノール 30m lを溶媒として、 [ I r (p p x) 2 C I ] 2 を 1. 00 g、 ピコリン酸 （p i c) を 0. 25 g、 炭酸ナトリウ ムを 0. 7 1 g混合し、 窒素雰囲気下にて 14時間還流した。 次に、 得られ た固体を、 水、 エタノール、 ェ一テル溶媒にて洗浄することにより、 本発明 の有機金属錯体 I r (p p x) 2 (p i c) を得た（黄色粉末、 収率 72%)。 合成スキームの概要を下記 （c— 3) に示す c
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000043_0002
また、 得られた本発明の有機金属錯体 I r (p p x) 2 (p i c) の分解 温度 Td を TG— DTAにより測定したところ、 Td = 396 であり、 比 較例 1の I r ( t p y) 2 (a c a c) (Td= 298 :) に比べ、 良好な耐 熱性を示すことがわかつた。 また、 収率も上記の通り良好であり、 コス卜的 にも優れている。
また、 1 H-NMR (DMS 0- d 6)の測定結果は以下の通りであった。 δ pm= 8. 57 (d, 1 H)、 8. 00 ( t , 1H)、 7. 89 (d， 2 H)、 7. 75 (d, 1 H)、 7. 63 (d, 2 H)、 7. 33 (m， 2 H)、
7 - 24 (m, 5 H)、 7. (m, 2 H)、 7. 00 ( t， 1 H 6. 8
1 ( t， 1H)、 6. 64 (m， 4H)、 6. 45 ( t , 1H)、 6. 22 (d
1H)、 5. 86 (d, 1H)、 5. 49 (d， 1 H),
次に、 I r (p p ) 。 （p i c) のジクロロメタン中における吸収スぺ クトルおよび発光スペクトル （フォトルミネッセンス） を図 9に示す。 本発 明の有機金属錯体 I r (p p X) 2 ( i c) は 226 nm、 3 14 nm、 338 nmおよび 396 nmに吸収ピークを有しており、 合成例 1と同様、 オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収スぺクトルを呈 していた。 また、 発光スぺクトルは 55 1 nmにピ一クを有しており、 黄緑 色発光であった。
[実施例 1 ]
本実施例では、 合成例 2で得られた上記構造式 (1 7) で表される本発明 の有機金属錯体 （ I r (p p x) 2 (a c a c)) を発光体として用い fこ電界 発光素子を、具体的に例示する。素子構造としては図 1に示す構造を適用し、 成膜法としては真空蒸着法を用いた。 なお、 本実施例では、 第 1の電極 1 0
1を陽極、 第 2の電極 103を陰極としている。
まず 第 1の電極 101としてィンジゥム錫酸化物 （ I TO) が 1 10 n m成膜された基板 100を用いる。 第 1の電極 10 1の大きさは 2 mm角と した。 この第 1の電極 10 1上にホール注入層 1 1 1として CuP cを 20 nm成膜し、 次いでホール輸送層 1 1 2として α— NPDを 30 nm成膜し た。
さらに、 CB Pと I r (p p x) 2 (a c a c) とを共蒸着することによ り、 ホール輸送層 1 12の上に発光層 1 1 3を 3 O nm成膜した。 なお、 こ の時、 I r (p p x) 2 (a c a c) が発光層 1 1 3中に約 8 w t %含まれ るように蒸着レートを調整した。
次に、 ホールブロッキング層 1 14として B C Pを 1 0 nm、 電子輸送層 115として A 1 Q 3を 20 nm、 順次成膜した。 以上が電界発光層 102 に相当する。 最後に、 フッ化カルシウムを 2 nm、 アルミニウムを 10 On m成膜することで、 第 2の電極 103とした。
図 10に、 本実施例の素子特性を示す。 図 10 (a) は輝度—電圧特性、 図 10 (b) は輝度一電流密度特性、 図 10 (c) は電流効率一輝度特性であ る。 この素子は、 7. 0Vの電圧を印加することにより 0. 694mA/c m 2の電流密度で電流が流れ、 118 c dZm 2の輝度で発光した。 また、 こ の時の電流効率は 17. O c d/Aであり、 外部量子効率は約 5. 5 %であ つた。 したがって、 一重項励起状態からの発光 （蛍光） を利用した電界発光 素子を優に上回る高効率が得られた。 これは、 本発明の電界発光素子が三重 項励起状態からの発光 (燐光) を示しているためと考えられる。
図 11に、 本実施例の電界発光素子の発光スペクトルを示す。 図 1 1に示 すとおり、 約 5 2 0 nmにピークを有する緑色発光であった。 これは 図 8 に示した溶液中の I r (p p x) 2 ( a c a c ) の発光スぺクトルとほぼ一 致しており、 本実施例において I r (ρρχ) 2 (a c a c) が発光してい ることを示唆している。 なお、 C I E色度座標は、 (X, y) = (0. 27, 0 · 60) であった。
[実施例 2 ]
本実施例では、 画素部に本発明の電界発光素子を有する発光装置について 図 4を用いて説明する。 なお、 図 4 (A) は、 発光装置を示す上面図、 図 4 (B) は図 4 (A) を A— A' で切断した断面図である。 点線で示された 4 01はソース側駆動回路、 402は画素部、 403はゲ一ト側駆動回路であ る。 また、 404は封止基板、 405はシール剤であり、 シール剤 405で 囲まれた内側は、 空間 407になっている。
なお、 引き回し配線 408はソース側駆動回路 40 1及びゲート側駆動回 路 403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） 409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 FP Cしか図示されていないが、 この F P Cにはプリント配線基盤 （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 F P C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 4 (B) を用いて説明する。 基板 41 0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 —ス側駆動回路 401と 画素部 402が示されている。
なお、 ソース側駆動回路 401は nチャネル型 TFT423と pチャネル 型 TFT424とを組み合わせた CMOS回路が形成される。 また、 駆動回 路を形成する T FTは、 公知の CMOS回路、 PMOS回路もしくは NMO S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 成したドライバ一一体型を示すが、 必ずしもその必要はなく、 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 402はスイッチング用 TFT41 1と、 電流制御用 T FT 412とそのドレインに電気的に接続された第 1の電極 41 3とを含む複数 の画素により形成される。 なお、 第 1の電極 41 3の端部を覆って絶縁物 4 1 4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。
また、 カバレッジを良好なものとするため、 絶縁物 4 1 4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、 絶緣物 4 1 4 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 4 1 4の上端部 のみに曲率半径 （0 . 2 m〜3 m) を有する曲面を持たせることが好ま しい。 また、 絶縁物 4 1 4として、 感光性の光によってエツチャントに不溶 解性となるネガ型、 或いは光によってエツチャントに溶解性となるポジ型の いずれも使用することができる。
第 1の電極 4 1 3上には、 電界発光層 4 1 6、 および第 2の電極 4 1 7が それぞれ形成されている。 ここで、 陽極として機能する第 1の電極 4 1 3に 用いる材料としては、 仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。 例え ば I T O (インジウムスズ酸化物） 膜、 インジウム亜鉛酸化物 （ I Z O) 膜、 窒化チタン膜、 クロム膜、 タングステン膜 Z n膜、 P t膜などの単層 膜の他、 窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、 窒化チタン 膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との 3層構造等を用いる ことができる。 なお、 積層構造とすると、 配線としての抵抗も低く、 良好な ォ一ミックコンタク卜がとれ、 さらに陽極として機能させることができる。 また、 電界発光層 4 1 6は、 蒸着マスクを用いた蒸着法、 またはインクジ エツト法によって形成される。 電界発光層 4 1 6には、 本発明の有機金属錯 体をその一部に用いることとし、 その他、 組み合わせて用いることのできる 材料としては、低分子系材料であっても高分子系材料であっても良い。また、 電界発光層に用いる材料としては、 通常、 有機化合物を単層もしくは積層で 用いる場合が多いが、 本発明においては、 有機化合物からなる膜の一部に無 機化合物を用いる構成も含めることとする。 ' さらに、 電界発光層 41 6上に形成される第 2の電極 （陰極） 41 7に用 いる材料としては、 仕事関数の小さい材料 （A l、 Ag、 L i、 C a、 また はこれらの合金 MgAg、 Mg l n、 A l L i、 C a F2、 または C aN) を用いればよい。 なお、 電界発光層 416で生じた光が第 2の電極 417を 透過させる場合には、 第 2の電極 （陰極)' 4 1 7として、 膜厚を薄くした金 属薄膜と、 透明導電膜 （ I TO (酸化インジウム酸化スズ合金）、 酸化インジ ゥム酸化亜鉛合金 （ I n 203_Z nO)、 酸化亜鉛 （ZnO) 等） との積層 を用いるのが良い。
さらにシール剤 405で封止基板 404を素子基板 410と貼り合わせる ことにより、 基板 41 ( 封止基板 404、 およびシール剤 40 5で囲まれ た空間 407に電界発光素子 418が備えられた構造になっている。 なお、 空間 407には、 不活性気体 (窒素やアルゴン等) が充填される場合の他、 シール剤 405で充填される構成も含むものとする。
なお、 シール剤 405にはエポキシ系樹脂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 レ^ また、 封止基板 404に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、 FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics). P VF (ポリピエルフロラィド）、 マイラー、 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。 以上のようにして、 本発明の電界発光素子を有する発光装置を得ることが できる。
[実施例 3 ]
本実施例では、 本発明の電界発光素子を有する発光装置を用いて完成させ た様々な電気器具について説明する。
本発明の電界発光素子を有する発光装置を用いて作製された電気器具とし て、 ビデオカメラ、 デジタルカメラ、 ゴーグル型ディスプレイ （ヘッドマウ ントディスプレイ）、 ナビゲ一シヨンシステム、 音響再生装置（力一オーディ ォ、 オーディオコンポ等）、 ノート型パーソナルコンピュータ、 ゲーム機器、 携帯情報端末 （モバイルコンピュー夕、 携帯電話、 携帯型ゲーム機または電 子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルバーサタイ ルディスク （D V D ) 等の記録媒体を再生し、 その画像を表示しうる表示装 置を備えた装置） などが挙げられる β これらの電気器具の具体例を図 5に示 す。
図 5 (Α) は表示装置であり、 筐体 5 1 0 1、 支持台 5 1 0 2、 表示部 5 1 0 3、 スピーカ一部 5 1 0 4、 ビデオ入力端子 5 1 0 5等を含む。 本発明 の電界発光素子を有する発光装置をその表示部 5 1 0 3に用いることにより 作製される。 なお、 表示装置は、 パソコン用、 T V放送受信用、 広告表示用 などの全ての情報表示用装置が含まれる。
図 5 ( B ) はノート型パーソナルコンピュータであり、 本体 5 2 0 1、 筐 体 5 2 0 2、 表示部 5 2 0 3、 キ一ポード 5 2 0 4、 外部接続ポ一ト 5 2 0 5、 ポインティングマウス 5 2 0 6等を含む。 本発明の電界発光素子を有す る発光装置をその表示部 5203に用いることにより作製される。
図 5 (C) はモパイルコンピュータであり、 本体 5301、 表示部 530 2、スィッチ 5303、操作キー 5304、赤外線ポート 5305等を含む。 本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部 5302に用いること により作製される。
図 5 (D) は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置 （具体的には DVD 再生装置） であり、 本体 540 1、 筐体 5402、 表示部 A 5403、 表示 部 B 5404、 記録媒体 （DVD等） 読み込み部 5405、 操作キー 540 6、 スピーカ一部 5407等を含む。 表示部 A 5403は主として画像情報 を表示し、 表示部 B 5404は主として文字情報を表示するが 本発明の電 界発光素子を有する発光装置をこれら表示部 A、 B 5403、 5404に用 いることにより作製される。 なお、 記録媒体を備えた画像再生装置には家庭 用ゲーム機器なども含まれる。
図 5 (E) はゴーグル型ディスプレイ (へッドマウントディスプレイ） で あり、 本体 5501、 表示部 5502、 アーム部 5503を含む。 本発明の 電界発光素子を有する発光装置をその表示部 5502に用いることにより作 製される。
図 5 (F) はビデオカメラであり、 本体 560 1、 表示部 5602、 筐体 5603、 外部接続ポート 5604、 リモコン受信部 5605、 受像部 56 06、 バッテリー 5607、 音声入力部 5608、 操作キ一 5609、 接眼 部 56 1 0等を含む。 本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部 5602に用いることにより作製される。 ここで、 図 5 ( G) は携帯電話であり、 本体 5 7 0 1、 富体 5 7 0 2、 表 示部 5 7 0 3、 音声入力部 5 7 0 4、 音声出力部 5 7 0 5、 操作キー 5 7 0 6、 外部接続ポート 5 7 0 7、 アンテナ 5 7 0 8等を含む。 本発明の電界発 光素子を有する発光装置をその表示部 5 7 0 3に用いることにより作製され る。 なお、 表示部 5 7 0 3は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯 電話の消費電力を抑えることができる。
以上の様に、 本発明の電界発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広 く、 この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。 産業上の利用可能性
本発明によって、 合成の容易な配位子を用いて収率良く得られる新規な有 機金属錯体を提供することができる。 また特に、 耐熱性に優れた新規な有機 金属錯体を提供することができる。
また、 前記有機金属錯体を用いて電界発光素子を作製することにより、 発 光効率の高い電界発光素子を提供することができる。 さらには前記電界発光 素子を用いて発光装置を作製することにより、 消費電力の低い発光装置を提 供することができる。

Claims

請求の範囲 下記一般式（ 1 )で表される構造を有する有機金属錯体を含む発光材料 <
Figure imgf000052_0001
( R 1〜R 7はそれぞれ、 水素原子、 またはハロゲン原子、 または低級アル キル基、 またはアルコキシル基、 またはァシル基、 またはニトロ基、 または シァノ基、 またはアミノ基、 またはジアルキルアミノ基、 またはジァリール アミノ基、 またはピエル基.， またはァリール基 または複素環残基 のいず れかを表す。 また Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Yは、 窒素原 子をへテロ原子として含む複素環残基を表す。 また Mは、 第 9族原子または 第 1 0族原子を表す。）
2 . 下記一般式 （2 ) で表される構造を有する有機金属錯体を含む発光材料
Figure imgf000053_0001
( R 1〜R 7はそれぞれ水素原子、 またはハロゲン原子、 または低級アル キル基、 またはアルコキシル基、 またはァシル基、 またはニトロ基、 または シァノ基、 またはアミノ基、 またはジアルキルアミノ基、 またはジァリール アミノ基、 またはビニル基、 またはァリール基、 または複素環残基 のいず れかを表す。 また Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Yは、 窒素原 子をへテロ原子として含む複素環残基を表す。 また Mは、 第 9族原子または 第 1 0族原子を表し 前記 Mが第 9族原子の場合は n = 2、 第 1 0族原子の 場合は n = lとなる。 また Lは、 ベ一夕ジケトン構造を有するモノァニオン 性の二座キレ一ト配位子、 またはカルボキシル基を有するモノァニオン性の ニ座キレー卜配位子、 またはフエノール性水酸基を有するモノァニオン性の 二座キレ一ト配位子、 のいずれかを表す。)
3 . 前記 Yが 5員環または 6員環からなる複素環残基であることを特徴とす る請求項 1または請求項 2に記載の発光材料。
4 . 前記 Yが 2 —ピリジル基であることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の発光材料。
5 .下記一般式（ 3 )で表される構造を有する有機金属錯体を含む発光材料 (
Figure imgf000054_0001
(Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 0族原子を表す。）
6 .下記一般式（4 )で表される構造を有する有機金属錯体を含む発光材料 <
Figure imgf000054_0002
(Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 1 0族原子を表し、 前記 Mが第 9族原子の場合は n = 2、 第 1 0族原子の場合 は n = lとなる。 また Lは、 ベー夕ジケトン構造を有するモノァニオン性の ニ座キレート配位子、 または力ルポキシル基を有するモノァニオン性の二座 キレート配位子、 またはフエノール性水酸基を有するモノァニオン性の二座 キレート配位子、 のいずれかを表す。）
7.前記 Mがィリジゥムまたは白金であることを特徴とする請求項 1に記載 の発光材料。
8.前記 Mがィリジゥムまたは白金であることを特徴とする請求項 2に記載 の発光材料。
9.前記 Mがィリジゥムまたは白金であることを特徴とする請求項 5に記載 の発光材料。
1 0.前記 Mがィリジゥムまたは白金であることを特徴とする請求項 6に記 載の発光材料。
1 1. 前記 Lは、 下記構造式 (5) 乃至 （1 1) に示すモノァニオン性の二 座キレート配位子のいずれかであることを特徴とする請求項 2に記載の有機 発光材料。
Figure imgf000056_0001
12. 前記 Lは、 上記構造式 （5) 乃至 （11) に示すモノァニオン性の二 座キレート配位子のいずれかであることを特徵とする請求項 6に記載の有機 発光材料 (
Figure imgf000057_0001
1 3. 請求項 1、 2 5、 6のいずれか一項に記載の発光材料を用いた電界 発光素子を有する電子機器。
4. 下記一般式 (1) で表される構造を有する有機金属錯体を含む発光材 料
Figure imgf000058_0001
( 1と112、 1 2と1^3、 4と1 5、 R 5と R 6はそれぞれ互いに結合 し、 芳香族環を形成している。 また Xは、 酸素原子または硫黄原子を表す。 また Yは、 窒素原子をへテロ原子として含む複素環残基を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 10族原子を表す。）
5. 下記一般式 （2) で表される構造を有する有機金属錯体を含む発光材 料
Figure imgf000058_0002
(1^ 1と1¾2、 R2と R3、 R4と R5、 R 5と R 6はそれぞれ互いに結 合し、芳香族環を形成している。また Xは、酸素原子または硫黄原子を表す £ また Yは、 窒素原子をへテロ原子として含む複素環残基を表す。 また Mは、 第 9族原子または第 1 0族原子を表し、前記 Mが第 9族原子の場合は n = 2、 第 1 0族原子の場合は n = 1となる。 また Lは、 ベ一夕ジケトン構造を有す るモノア二オン性のニ座キレート配位子、 またはカルボキシル基を有するモ ノア二オン性の二座キレ一ト配位子、 またはフエノール性水酸基を有するモ ノア二オン性のニ座キレート配位子、 のいずれかを表す。）
1 6 . 前記 Yが 5員環または 6員環からなる複素環残基であることを特徴と する請求項 1 4または請求項 1 5に記載の発光材料。
1 7 . 前記 Yが 2 —ピリジル基であることを特徴とする請求項 1 4または請 求項 1 5に記載の発光材料。
1 8 .前記 Mがィリジゥム原子または白金原子であることを特徵とする請求 項 1 4に記載の発光材料。
1 9 .前記 Mがィリジゥム原子または白金原子であることを特徴とする請求 項 1 5に記載の発光材料。
2 0 . 前記 Lは、 下記構造式 （5 ) 乃至 （1 1 ) に示すモノァニオン性の二 座キレート配位子のいずれかであることを特徴とする請求項 1 5に記載の有 機発光材料。
Figure imgf000060_0001
2 1. 請求項 14又は請求項 1 5に記載の発光材料を用いた電界発光素子を 有する電子機器。
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