WO2022018577A1 - 有機金属錯体の製造方法 - Google Patents

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WO2022018577A1
WO2022018577A1 PCT/IB2021/056319 IB2021056319W WO2022018577A1 WO 2022018577 A1 WO2022018577 A1 WO 2022018577A1 IB 2021056319 W IB2021056319 W IB 2021056319W WO 2022018577 A1 WO2022018577 A1 WO 2022018577A1
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substituted
carbon atoms
unsubstituted
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PCT/IB2021/056319
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English (en)
French (fr)
Inventor
山口知也
高畑正利
吉住英子
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00—Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a method for producing an organometallic complex.
  • the present invention relates to a method for producing an organometallic complex capable of converting energy in a triplet excited state into light emission.
  • Light-emitting devices also called organic EL elements
  • organic EL elements that have an organic compound that is a light-emitting substance between a pair of electrodes have characteristics such as thinness, light weight, high-speed response, and low-voltage drive. It is being advanced over.
  • the light emitting device recombines electrons and holes injected from the electrode, whereby the luminescent substance becomes an excited state, and when the excited state returns to the ground state, it emits light.
  • There are two types of excited states: singlet excited state (S * ) and triplet excited state (T * ). Emission from the singlet excited state is fluorescence, and emission from the triplet excited state is phosphorescence. being called. Further, their statistical generation ratio in the light emitting device is considered to be S * : T * 1: 3.
  • a compound capable of converting energy in a singlet excited state into light emission is called a fluorescent compound (fluorescent material), and it is possible to convert energy in a triplet excited state into light emission.
  • fluorescent compound fluorescent material
  • Compounds are called phosphorescent compounds (phosphorescent materials).
  • the theoretical limit of the internal quantum efficiency (ratio of photons generated to the injected carriers) in the light emitting device using each of the above luminescent substances is the case where a fluorescent material is used. Is 25%, and 75% when a phosphorescent material is used.
  • a light emitting device using a phosphorescent material can obtain higher efficiency than a light emitting device using a fluorescent material. Therefore, in recent years, various types of phosphorescent materials have been actively developed.
  • an organometallic complex having iridium or the like as a central metal has attracted attention in terms of practical use (for example, Patent Document 1).
  • a novel method for producing an organometallic complex is provided. Further, another aspect of the present invention provides a production method for obtaining an organometallic complex in a high yield.
  • the description of these issues does not preclude the existence of other issues. Moreover, one aspect of the present invention does not necessarily have to solve all of these problems.
  • problems other than these are naturally clarified from the description of the description, drawings, claims, etc., and it is possible to extract problems other than these from the description of the description, drawings, claims, etc. Is.
  • One aspect of the present invention is a method for producing an organic metal complex in which a dinuclear complex containing a cyano group crosslinked with chlorine and ⁇ -diketone are reacted in the presence of an aprotic solvent having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base. ..
  • an aprotic solvent having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base.
  • the aprotic solvent an ether solvent, a nitrile solvent, an amide solvent and the like are preferable.
  • Another aspect of the present invention is a method for producing an organic metal complex in which a dinuclear complex containing a cyano group crosslinked with chlorine and ⁇ -diketone are reacted in the presence of an amide compound having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base.
  • an amide compound having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base.
  • the amide compound N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like are preferable.
  • the dinuclear complex preferably has pyrazine. Further, in the above configuration, it is preferable that the dinuclear complex has pyrazine and the central metal is iridium.
  • Another aspect of the present invention is a method for producing a cyclometal complex in which a dinuclear complex containing a cyano group crosslinked with chlorine and ⁇ -diketone are reacted in the presence of an aprotic solvent having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base.
  • an aprotic solvent having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base.
  • the aprotic solvent an ether solvent, a nitrile solvent, an amide solvent and the like are preferable.
  • Another aspect of the present invention is a method for producing a cyclometal complex in which a dinuclear complex containing a cyano group crosslinked with chlorine and ⁇ -diketone are reacted in the presence of an amide compound having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base.
  • an amide compound having a boiling point of 80 ° C. or higher and a base.
  • the amide compound N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like are preferable.
  • the dinuclear complex preferably has pyrazine.
  • a dinuclear complex containing a cyano group represented by the general formula (Gp) and a ⁇ -diketone represented by the general formula (L1) are aprotic with a boiling point of 80 ° C. or higher. It is a method for producing an organic metal complex to be reacted in the presence of a solvent and a base.
  • a 1 to A 4 independently represent substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 to R 6 are independently hydrogen, substituted or substituted, respectively. It represents any of an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • R 20 to R 22 are independently hydrogen or substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, halogen group, vinyl group, substituted or unsubstituted carbon number 1 to 1 to 6, respectively.
  • another aspect of the present invention is an amide compound having a dinuclear complex containing a cyano group represented by the general formula (Gp) and a ⁇ -diketone represented by the general formula (L1) having a boiling point of 80 ° C. or higher. It is a method for producing an organic metal complex to be reacted in the presence of a base.
  • a 1 to A 4 independently represent substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 to R 6 are independently hydrogen, substituted or substituted, respectively. It represents any of an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • R 20 to R 22 are independently hydrogen or substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, halogen group, vinyl group, substituted or unsubstituted carbon number 1 to 1 to 6, respectively.
  • an organometallic complex represented by the following general formula (G1) can be obtained.
  • a 1 to A 4 independently represent substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 to R 6 are independently hydrogen and substituted, respectively.
  • it represents any of an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • L represents a monoanionic ligand having a ⁇ -diketone structure.
  • R 7 to R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Further, in particular, in order to prevent the emission spectrum peak from going too far to a long wavelength and to maintain the luminosity factor, it is preferable that at least one of R 7 or R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. That is, this configuration is particularly suitable for obtaining a deep red color with high color purity and high efficiency.
  • the organometallic complex represented by the above general formula (G1) can emit phosphorescence, that is, it can obtain and emit light from a triplet excited state, it can be used as a light emitting device. By applying it, high efficiency can be achieved and it is very effective. Therefore, a light emitting device using an organometallic complex obtained by the production method according to one aspect of the present invention (for example, used for an EL layer between a pair of electrodes) is included in one aspect of the present invention.
  • one aspect of the present invention also includes a light emitting device having the above-mentioned light emitting device and a lighting device having a light emitting device. Therefore, the light emitting device in the present specification refers to an image display device or a light source (including a lighting device).
  • a module in which a connector for example, an FPC (Flexible printed circuit) or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the light emitting device, a module in which a printed wiring board is provided at the end of the TCP, or a COG (Chip On Glass) in the light emitting device. All modules in which an IC (integrated circuit) is directly mounted by the method shall be included in the light emitting device.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams illustrating the structure of the light emitting element.
  • 2A and 2B are diagrams illustrating the structure of the light emitting element.
  • FIG. 3 is a 1 H-NMR chart of the organometallic complex represented by the structural formula (100).
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the heating temperature and the yield.
  • Synthetic method of pyrazine derivative represented by general formula (G0) >> The pyrazine derivative represented by the following general formula (G0) used for the synthesis of the organometallic complex represented by the above general formula (G1) has the following three types of synthesis schemes (A1) and (A2). It can be synthesized by the synthesis method shown in (A3).
  • a 1 to A 4 each independently represent a substituted or substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 to R 6 are independently hydrogen, substituted or absent, respectively. It represents any of a substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • the halogenated benzene derivative (a1-1) is lithiolated with an alkyllithium or the like to diphenylpyrazine (a2-1). It can be obtained by reacting with.
  • Z represents a halogen
  • a 1 ⁇ A 4 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 ⁇ R 6 is Independently, any of hydrogen, an substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms. Represents.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • the pyrazine derivative represented by the general formula (G0) includes a benzene derivative boronic acid (a1-2), a halide of diphenylpyrazine (a2-2), and a halide of diphenylpyrazine (a2-2), as shown in the following synthesis scheme (A2). Can be obtained by coupling.
  • X represents a halogen
  • a 1 to A 4 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 to R 6 independently represent each.
  • Hydrogen substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms. ..
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • the pyrazine derivative represented by the general formula (G0) is obtained by reacting the benzene derivative-substituted diketone (a1-3) with the diamine (a2-3) as shown in the following synthesis scheme (A3).
  • G0 benzene derivative-substituted diketone
  • A3 diamine
  • a 1 to A 4 each independently represent a substituted or substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 to R 6 are independently hydrogen, substituted or absent, respectively. It represents any of a substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • the organometallic complex which is one aspect of the present invention is characterized by having abundant variations of its ligand.
  • the heating means is not particularly limited, and an oil bath, a sand bath, an aluminum block, or the like can be used. It is also possible to use microwaves as a heating means.
  • X represents a halogen
  • a 1 to A 4 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 1 to R 6 represent each.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • the dinuclear complex (Gp) obtained by the above synthesis scheme (B-1) and the ⁇ -diketone (HL) are reacted in an inert gas atmosphere.
  • L which is the desorption of the proton of HL, coordinates with the central metal iridium, so that an organic metal complex represented by the general formula (G1) can be obtained.
  • an aprotonic solvent is preferable from the viewpoint of yield, and ether solvents such as 1,4-dioxane, anisole, 1,2-dimethoxyethane and diethylene glycol dimethyl ether, acetonitrile, propionitrile and the like.
  • a nitrile-based solvent such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be used. Since an aprotic solvent hinders the generation of protons more than a protonic solvent, for example, a cyano group is formed by reacting a proton as an electrophile with a cyano group having a high electron density contained in an organic metal complex. Can suppress side reactions such as desorption. Thereby, the yield in the above reaction can be improved.
  • the heating means is not particularly limited, and an oil bath, a sand bath, an aluminum block, or the like can be used. It is also possible to use microwaves as a heating means.
  • L represents a ⁇ -diketone desorbed from a proton
  • X represents a halogen
  • a 1 to A 4 are independently substituted or unsubstituted alkyls having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 1 to R 6 are independently hydrogen, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, substituted or unsubstituted.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • the organic metal complex synthesized in the present embodiment has a central metal, iridium, and a ligand, the ligand has a pyrazine skeleton, and iridium and nitrogen at the 1-position of the pyrazine skeleton are bonded.
  • a phenyl group is attached to the pyrazine skeleton at the 2, 3, and 5 positions, respectively, and each of the phenyl groups bonded to the 2 and 3 positions has an alkyl group as a substituent and is bonded to the 5 position.
  • the phenyl group is an organic metal complex having a cyano group as a substituent.
  • the organic metal complex shown in the present embodiment has a first ligand and a second ligand that bind to iridium, which is a central metal, and the first ligand is pyrazine. It has a skeleton, and iridium and nitrogen at the 1-position of the pyrazine skeleton are bonded, and phenyl groups are bonded to the pyrazine skeleton at the 2, 3, and 5-positions, respectively, and phenyl groups bonded to the 2- and 3-positions are bonded to the pyrazine skeleton.
  • Each has an alkyl group as a substituent
  • the phenyl group bonded to the 5-position has a cyano group as a substituent
  • the second ligand is a monoanionic bidentate chelate having a ⁇ -diketone structure. It is an organic metal complex that is a ligand.
  • a phenyl group having an alkyl group as a substituent is bonded to the 2-position and the 3-position of the pyrazine skeleton contained in the ligand, respectively, and the phenyl group having an alkyl group as a substituent is bonded to the 5-position of the pyrazine skeleton.
  • a phenyl group having a cyano group as a substituent is bonded.
  • the phenyl group bonded to the 2-position of the pyrazine skeleton is orthometalized with respect to iridium.
  • the phenyl group bonded to the 2-position and the 3-position of the pyrazine skeleton each has an alkyl group as a substituent, carbonization due to the reaction between the organometallic complexes during sublimation occurs. It can be prevented and the sublimation temperature can be further reduced. Further, by having a cyano group as a substituent of the phenyl group bonded to the 5-position of the pyrazine skeleton, the sublimation temperature is higher than that in the case of not having the cyano group, but the treatment is performed at a high temperature during sublimation. Also, it is possible to prevent the generation of low molecular weight decomposition products derived from the above alkyl group, that is, the generation of desorbed gas due to the generation.
  • the organic metal complex shown in the present embodiment has the effect of lengthening the emission spectrum of the organic metal complex by having the above cyano group, it has high color purity and exhibits deep red emission.
  • it exhibits deep red emission it usually has a spectrum in the near infrared region, so that the luminosity factor deteriorates, but the above-mentioned alkyl group (alkyl group possessed by a phenyl group bonded to the 2-position and 3-position of the pyrazine skeleton).
  • the organometallic complex can obtain high efficiency even in deep red with high color purity.
  • the phenyl group bonded to the 5-position of the pyrazine skeleton has not only a cyano group but also an alkyl group in order to suppress carbonization due to the reaction between the organic metal complexes.
  • the alkyl group at the 2-position of the phenyl group bonded to the 5-position of the pyrazine skeleton it is possible to prevent the emission spectrum peak from going too far to a long wavelength and maintain the luminosity factor. That is, it is particularly suitable for obtaining a deep red color having high color purity and high efficiency.
  • the organometallic complex shown in this embodiment is an organometallic complex represented by the following general formula (G1).
  • a 1 to A 4 independently represent substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 to R 6 are independently hydrogen and substituted, respectively. Alternatively, it represents any of an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • L represents a monoanionic ligand having a ⁇ -diketone structure.
  • the organometallic complex shown in this embodiment is an organometallic complex represented by the following general formula (G2).
  • a 1 to A 4 each independently represent a substituted or substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 6 is hydrogen, substituted or unsubstituted carbon number 1
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • L represents a monoanionic ligand having a ⁇ -diketone structure.
  • the monoanionic ligand having the ⁇ -diketone structure is represented by the following general formula (L1).
  • R 71 to R 73 are independently hydrogen or substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, halogen group, vinyl group, substituted or unsubstituted carbon number 1 to 1 to 6, respectively.
  • organometallic complex shown in this embodiment is an organometallic complex represented by the following general formula (G3).
  • a 1 to A 4 independently represent substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 to R 6 are independently hydrogen and substituted, respectively. Alternatively, it represents any of an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms.
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number. It represents any of 3 to 12 heteroaryl groups and cyano groups, and at least one represents a cyano group.
  • R 71 and R 73 are independently hydrogen or substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, halogen group, vinyl group, substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or substituted. It represents an unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms.
  • organometallic complex shown in this embodiment is an organometallic complex represented by the following general formula (G4).
  • a 1 to A 4 each independently represent a substituted or substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 6 is hydrogen, substituted or unsubstituted carbon number 1
  • R 7 to R 11 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted, an aryl group having 6 to 13 carbon atoms substituted or unsubstituted, and a substituted or unsubstituted carbon number.
  • R 71 and R 73 are independently hydrogen or substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, halogen group, vinyl group, substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or substituted. It represents an unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms.
  • a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • the substituents include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group and a pentyl.
  • An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a group and a hexyl group, a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a 1-norbornyl group and a 2-norbornyl group, and a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms.
  • Examples thereof include an aryl group having 6 to 12 carbon atoms such as a phenyl group and a biphenyl group.
  • alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in any of A 1 to A 4 and R 1 to R 11 in the above general formulas (G1) to (G4) include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • aryl group having 6 to 13 carbon atoms in any of A 1 to A 4 and R 1 to R 11 in the above general formulas (G1) to (G4) include a phenyl group and a tolyl group (o).
  • the above-mentioned substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the carbon at the 9-position of the fluorenyl group has two phenyl groups as substituents, and the phenyl group is used. Examples thereof include the case where a spirofluorene skeleton is formed by binding the groups to each other.
  • heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms in any of A 1 to A 4 and R 1 to R 11 in the above general formulas (G1) to (G4) include an imidazolyl group and a pyrazolyl group.
  • examples thereof include a pyridyl group, a pyridadyl group, a triazil group, a benzoimidazolyl group, and a quinolyl group.
  • this alkyl group has such an effect, it produces a small amount of low molecular weight degradation products with sublimation, which reduces the life of the light emitting device.
  • the sublimation temperature is higher than that in the case of not having a cyano group. Even if the treatment is carried out at a high temperature during sublimation, it is possible to prevent the generation of low molecular weight decomposition products derived from the above alkyl group, that is, the generation of desorbed gas due to the generation.
  • the organometallic complex has an alkyl group as a substituent in each of A 1 to A 4 in the general formulas (G1) to (G4), and a cyano group is substituted in at least one of R 7 to R 11. It is characterized by having it as a base. Therefore, when a device is manufactured by vacuum vapor deposition using this organometallic complex, it is possible to suppress the mixing of decomposition products into the device, so that a device having good life characteristics can be obtained.
  • the organometallic complex may have an alkyl group in one of A 1 or A 2 and one of A 3 or A 4 and a cyano group in at least one of R 7 to R 11. This configuration is necessary to suppress carbonization due to the reaction between organometallic complexes and generation of low molecular weight desorbed gas.
  • the cyano group possessed by at least one of R 7 to R 11 has an effect of lengthening the emission spectrum of the organometallic complex. That is, the organometallic complex shown in this embodiment has high color purity and exhibits deep red emission. Incidentally, in the case shown a deep red emission, usually visibility because it has a spectrum in the near infrared region is deteriorated, an alkyl group introduced into A 1 ⁇ A 4 also has effect of Semasen the emission spectrum Therefore, the decrease in visual sensitivity can be suppressed to the maximum. Therefore, the organometallic complex can obtain high efficiency even in deep red with high color purity.
  • the phenyl group bonded to the 5-position of the pyrazine skeleton has not only a cyano group but also an alkyl group due to the reaction between the organic metal complexes during sublimation. It is more preferable in suppressing carbonization. Therefore, in the above general formulas (G1) to (G4), it is preferable that at least one of R 7 to R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In particular, when at least one of R 7 or R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, it is possible to prevent the emission spectrum peak from going too far to a long wavelength and maintain visibility. That is, in the above-mentioned organometallic complex, a deep red color having high color purity and high efficiency can be obtained.
  • the organometallic complex represented by the structural formulas (100) to (125) is a novel substance capable of emitting phosphorescence. These substances may have geometric isomers and steric isomers depending on the type of ligand, but the organic metal complex shown here also includes all of these isomers.
  • the organometallic complex synthesized by the above-mentioned synthesis method can emit phosphorescence, it can be used as a light emitting material or a light emitting substance of a light emitting device.
  • the organic metal complex produced by the production method according to one aspect of the present invention it is possible to realize a light emitting device, a light emitting device, an electronic device, or a lighting device having high luminous efficiency. Further, it is possible to realize a light emitting device, a light emitting device, an electronic device, or a lighting device having low power consumption.
  • an EL layer 102 including a light emitting layer 113 is sandwiched between a pair of electrodes (a first electrode (anode) 101 and a second electrode (cathode) 103), and the EL layer is formed.
  • the 102 is formed to include a hole (or hole) injection layer 111, a hole transport layer 112, an electron transport layer 114, an electron injection layer 115, and the like in addition to the light emitting layer 113.
  • the holes injected from the first electrode 101 side and the electrons injected from the second electrode 103 side are recombinated in the light emitting layer 113, whereby the holes are recombinated in the light emitting layer 113. Due to the generated energy, a light emitting substance such as an organic metal complex contained in the light emitting layer 113 emits light.
  • the hole injection layer 111 in the EL layer 102 is a layer capable of injecting holes into the hole transport layer 112 or the light emitting layer 113, and is, for example, a substance having a high hole transport property and an acceptor substance. Can be formed by. In this case, holes are generated by extracting electrons from the substance having high hole transport property by the acceptor substance. Therefore, holes are injected from the hole injection layer 111 into the light emitting layer 113 via the hole transport layer 112.
  • a substance having a high hole injecting property can also be used for the hole injecting layer 111. For example, molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, manganese oxide and the like can be used.
  • phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPc), 4,4'-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation:: DPAB), N, N'-bis ⁇ 4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl ⁇ -N, N'-diphenyl- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine (abbreviation:
  • the hole injection layer 111 can also be formed by an aromatic amine compound such as DNTPD) or a polymer such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT / PSS).
  • DNTPD aromatic amine compound
  • PEDOT poly(styrenesulfonic acid)
  • Metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be used for the first electrode (anode) 101 and the second electrode (cathode) 103.
  • indium oxide-tin oxide, silicon or indium oxide containing silicon oxide-tin oxide, indium oxide-zinc oxide (Indium Zinc Oxide), tungsten oxide and indium oxide containing zinc oxide can be used for the first electrode (anode) 101 and the second electrode (cathode) 103.
  • the first electrode (anode) 101 and the second electrode (cathode) 103 can be formed by, for example, a sputtering method, a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), or the like.
  • Examples of the highly hole-transporting substance used for the hole injection layer 111 and the hole transport layer 112 include aromatic amine compounds, carbazole derivatives, aromatic hydrocarbons, and polymer compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.).
  • Various organic compounds can be used.
  • the organic compound used for the composite material is preferably an organic compound having a high hole transport property. Specifically, it is preferably a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 -6 cm 2 / Vs or more.
  • the layer made of a substance having a high hole transport property may be not only a single layer but also a laminated layer of two or more layers.
  • the organic compounds that can be used as hole-transporting substances are specifically listed below.
  • examples of the aromatic amine compound include N, N'-di (p-tolyl) -N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4'-bis [N- (4- (4-).
  • Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), DNTPD, 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation: DPA3B), 4 , 4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB or ⁇ -NPD) and N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenyl- [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (abbreviation: TPD), 4,4', 4''-tris (carbazole-9-yl) triphenylamine (abbreviation: TCTA), 4,4 ', 4''-Tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbre
  • carbazole derivative examples include 3- [N- (9-phenylcarbazole-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis [ N- (9-Phenylcarbazole-3-yl) -N-Phenylamino] -9-Phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3- [N- (1-naphthyl) -N- (9-Phenylcarbazole-3-3) Il) Amino] -9-Phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1) and the like can be mentioned.
  • PCzPCA1 3- [N- (9-phenylcarbazole-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole
  • PCzPCA2 3,6-bis [ N- (9-Phenylcarbazole-3-yl) -
  • CBP 4,4'-di (N-carbazolyl) biphenyl
  • TCPB 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene
  • CzPA 9- [4 -(10-Phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole
  • CzPA 1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] -2,3,5,6-tetraphenylbenzene, etc.
  • aromatic hydrocarbons examples include 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA) and 2-tert-butyl-9,10-di (1-).
  • pentacene, coronene and the like can also be used.
  • the aromatic hydrocarbon may have a vinyl skeleton.
  • aromatic hydrocarbons having a vinyl group include 4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi) and 9,10-bis [4- (2,2-).
  • Diphenylvinyl) phenyl] anthracene abbreviation: DPVPA
  • poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly [N- (4- ⁇ N'-[4- (4-diphenylamino)) Phenyl] phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl) methacrylicamide] (abbreviation: PTPDMA), poly [N, N'-bis (4-butylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) benzidine] (abbreviation: A polymer compound such as Poly-TPD) can also be used.
  • PVK poly (N-vinylcarbazole)
  • PVTPA poly (4-vinyltriphenylamine)
  • PTPDMA poly [N- (4- ⁇ N'-[4- (4-diphenylamino) Phenyl] phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl) methacrylic
  • acceptor substance used for the hole injection layer 111 and the hole transport layer 112 7,7,8,8-(abbreviation: F 4 -TCNQ), chloranil, 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (HAT-CN) and other electron acceptors (halogen groups and cyano)
  • HAT-CN 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene
  • HAT-CN 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene
  • HAT-CN 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene
  • HAT-CN 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene
  • HAT-CN 2,3,6,7,10
  • vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and renium oxide are preferable because they have high electron acceptability.
  • molybdenum oxide is particularly preferable because it is stable in the atmosphere, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
  • the light emitting layer 113 is a layer containing a light emitting substance.
  • the luminescent substance include a fluorescent luminescent substance and a phosphorescent luminescent substance.
  • the organic metal complex shown in the first embodiment is used as the luminescent substance. It is preferably used for the light emitting layer 113.
  • the light emitting layer 113 preferably contains a substance having a triplet excitation energy larger than that of the organometallic complex (guest material) as a host material.
  • the light emitting layer 113 is a combination of two kinds of organic substances capable of forming an excited complex (also referred to as an excyplex) at the time of recombination of carriers (electrons and holes) in the light emitting layer 113 in addition to the light emitting substance.
  • the composition may contain a compound (which may be any of the above host materials).
  • it is particularly preferable to combine a compound that easily receives electrons (a material having an electron transport property) and a compound that easily receives holes (a material having a hole transport property). ..
  • the mixing ratio of the material having electron transporting property and the material having hole transporting property is used.
  • Examples of compounds (materials having electron transporting properties) that are preferable to be used in forming the above-mentioned excitation complex and that easily receive electrons include ⁇ -electron-deficient heteroaromatic compounds such as nitrogen-containing heteroaromatic compounds and metal complexes. Can be used. Specifically, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) berylium (II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (III) (abbreviation).
  • heterocyclic compounds having a pyridine skeleton such as -9-yl) phenyl] pyridine (abbreviation: 35DCzPPy) and 1,3,5-tri [3- (3-pyrimidyl) phenyl] benzene (abbreviation: TmPyPB).
  • the heterocyclic compound having a diazine skeleton and the triazine skeleton and the heterocyclic compound having a pyridine skeleton are preferable because they have good reliability.
  • a heterocyclic compound having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and a triazine skeleton has high electron transport properties and contributes to reduction of driving voltage.
  • a compound (material having hole transporting property) preferable for being used for forming the above-mentioned excitation complex a ⁇ -electron excess type heteroaromatic (for example, a carbazole derivative or an indole derivative) or an aromatic is used. Amine or the like can be preferably used.
  • the light emitting layer 113 By forming the light emitting layer 113 by including the above-mentioned organometallic complex (guest material) and the host material, phosphorescent light emission with high luminous efficiency can be obtained from the light emitting layer 113.
  • the light emitting layer 113 is not limited to the single layer structure shown in FIG. 1A in the light emitting device, and may have a laminated structure of two or more layers as shown in FIG. 1B.
  • the configuration is such that the respective light emission can be obtained from each of the stacked layers.
  • the configuration is such that fluorescence emission can be obtained from the first light emitting layer 113 (a1), and phosphorescence is obtained from the second light emitting layer 113 (a2) laminated on the first light emitting layer 113 (a1).
  • the configuration may be such that light emission can be obtained.
  • the stacking order may be reversed.
  • the layer where phosphorescence emission can be obtained it is preferable to have a configuration in which light emission can be obtained by energy transfer from the excited complex to the dopant.
  • the emission color the emission color obtained from one layer and the emission color obtained from the other layer may be the same or different, but if they are different, for example, one of them may be used.
  • the structure may be such that blue light emission can be obtained from the layer, and orange light emission or yellow light emission can be obtained from the other layer.
  • each layer may be configured to include a plurality of types of dopants.
  • a luminescent material that converts singlet excitation energy into luminescence in addition to the organic metal complex shown in the first embodiment, a luminescent material that converts singlet excitation energy into luminescence, a luminescent material that converts triplet excitation energy into luminescence, and the like. Can be used alone or in combination. In this case, for example, the following may be mentioned.
  • Examples of the luminescent substance that converts the singlet excitation energy into luminescence include a substance that emits fluorescence (fluorescent compound).
  • Examples of the fluorescent substance include N, N'-bis [4- (9H-carbazole-9-yl) phenyl] -N, N'-diphenylstylben-4,4'-diamine (abbreviation: YGA2S), 4-.
  • Examples of the luminescent substance that converts triplet excited energy into light emission include a substance that emits phosphorescence (phosphorescent compound) and a TADF material that exhibits thermal activated delayed fluorescence (TADF) (thermally activated delayed fluorescent compound).
  • the delayed fluorescence in the TADF material refers to light emission having a spectrum similar to that of normal fluorescence but having an extremely long lifetime. Its life is 1 ⁇ 10-6 seconds or longer, preferably 1 ⁇ 10 -3 seconds or longer.
  • Phosphorescent substances include bis ⁇ 2- [3', 5'-bis (trifluoromethyl) phenyl] pyridinato-N, C 2' ⁇ iridium (III) picolinate (abbreviation: [Ir (CF 3 py) 2 ).
  • the TADF material examples include fullerene and its derivatives, acridine derivatives such as proflavin, and eosin.
  • metal-containing porphyrins containing magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd) and the like can be mentioned.
  • the metal-containing porphyrin examples include protoporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF 2 (Proto IX)), mesoporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF 2 (Meso IX)), and hematoporphyrin-fluoride.
  • Tin complex (abbreviation: SnF 2 (Hemato IX)), coproporphyrin tetramethyl ester-tin fluoride complex (abbreviation: SnF 2 (Copro III-4Me)), octaethylporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF 2 ) OEP)), etioporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF 2 (EtioI)), octaethylporphyrin-platinum chloride complex (abbreviation: PtCl 2 OEP) and the like.
  • a substance in which a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring are directly bonded has a stronger donor property of the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a stronger acceptor property of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring.
  • S1 and T1 are particularly preferable because the energy difference is small.
  • quantum dots having unique optical characteristics can also be used for the light emitting layer 113.
  • QD refers to a nanoscale semiconductor crystal, and specifically has a diameter of about several nm to several tens of nm.
  • the optical characteristics and the electronic characteristics can be changed by changing the size of the crystal, it is easy to adjust the emission color and the like.
  • the peak width of the emission spectrum of the quantum dot is narrow, it is possible to obtain emission with good color purity.
  • the materials constituting the quantum dots include group 14 elements, group 15 elements, group 16 elements, compounds composed of a plurality of group 14 elements, elements belonging to groups 4 to 14 and elements 16 of the element period table.
  • cadmium selenium, cadmium sulfide, cadmium tellurized zinc selenium, zinc oxide, zinc sulfide, zinc telluride, mercury sulfide, mercury sulphide, mercury telluride, indium arsenide, indium phosphate, gallium arsenide.
  • alloy-type quantum dots whose composition is represented by an arbitrary ratio may be used.
  • alloy-type quantum dots of cadmium, selenium, and sulfur can change the emission wavelength by changing the content ratio of the elements, and are therefore one of the effective means for obtaining blue emission.
  • the structure of the quantum dot there are a core type, a core-shell type, a core-multishell type and the like, and any of them may be used.
  • core-shell type or core-multi-shell type quantum dots in which a shell is formed by covering the core use another inorganic material with a wider bandgap than the inorganic material used for the core. By forming it, the influence of defects and dangling bonds existing on the surface of the nanocrystal can be reduced, and the quantum efficiency of light emission can be greatly improved, which is preferable.
  • the light emitting layer 113 can be formed by a coating method, an inkjet method, a printing method, or the like. Since the QD is not only bright and vivid in color, but also capable of emitting light having a wide range of wavelengths, has high efficiency, and has a long life, the element characteristics can be improved by using it for the light emitting layer 113.
  • the electron transport layer 114 is a layer containing a substance having a high electron transport property (also referred to as an electron transport compound).
  • the electron transport layer 114 includes tris (8-quinolinolat) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolat) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), BeBq 2 , BAlq, and bis [2- (2). -Hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolato] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) and other metal complexes can be used. can.
  • poly (2,5-pyridinediyl) (abbreviation: PPy), poly [(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl) -co- (pyridine-3,5-diyl)] (abbreviation: PF).
  • PPy poly [(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl) -co- (pyridine-3,5-diyl)]
  • PF-Py poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (2,2'-bipyridine-6,6'-diyl)] (abbreviation: PF-BPy), as well as phosphine
  • a polymer compound having an oxide skeleton or the like can also be used.
  • the substances described here are mainly substances having electron mobilities of 1 ⁇ 10 -6 cm 2 / Vs or more.
  • the electron transport layer 114 is not limited to a single layer, but may have a structure in which two or more layers made of the above substances are laminated.
  • the electron injection layer 115 is a layer containing a substance having a high electron injection property.
  • the electron injection layer 115 includes an alkali metal such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), lithium oxide (LiOx), an alkaline earth metal, or a metal thereof. Compounds can be used. In addition, rare earth metal compounds such as erbium fluoride (ErF 3) can be used. Further, an electride may be used for the electron injection layer 115. Examples of the electride include a substance in which a high concentration of electrons is added to a mixed oxide of calcium and aluminum. It should be noted that the substance constituting the electron transport layer 114 described above can also be used.
  • a composite material formed by mixing an organic compound and an electron donor (donor) may be used for the electron injection layer 115.
  • Such a composite material is excellent in electron injecting property and electron transporting property because electrons are generated in an organic compound by an electron donor.
  • the organic compound is preferably a material excellent in transporting generated electrons, and specifically, for example, a substance (metal complex, heteroaromatic compound, etc.) constituting the electron transport layer 114 described above is used.
  • the electron donor may be any substance that exhibits electron donating property to the organic compound. Specific examples thereof include alkali metals, alkaline earth metals and rare earth metals, and examples thereof include lithium, cesium, magnesium, calcium, erbium and ytterbium.
  • alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides are preferable, and lithium oxides, calcium oxides, barium oxides and the like can be mentioned. It is also possible to use a Lewis base such as magnesium oxide. Further, an organic compound such as tetrathiafulvalene (abbreviation: TTF) can also be used.
  • TTF tetrathiafulvalene
  • hole injection layer 111, hole transport layer 112, light emitting layer 113, electron transport layer 114, and electron injection layer 115 are each described by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method) and a printing method (for example, letterpress printing). It can be formed by a method, an intaglio printing method, a gravure printing method, a lithographic printing method, a stencil printing method, etc.), an inkjet method, a coating method, or the like alone or in combination.
  • an inorganic compound such as a quantum dot or a polymer compound is used. (Oligomer, dendrimer, polymer, etc.) may be used.
  • a current flows due to a potential difference given between the first electrode 101 and the second electrode 103, and holes and electrons recombine in the EL layer 102 to emit light. Then, this light emission is taken out to the outside through either or both of the first electrode 101 and the second electrode 103. Therefore, either one or both of the first electrode 101 and the second electrode 103 is a translucent electrode.
  • the light emitting device described above can obtain phosphorescent light emission based on the organometallic complex, it is possible to realize a highly efficient light emitting device as compared with a light emitting device using only a fluorescent compound.
  • the light emitting device has an EL layer capable of using the organometallic complex manufactured by the production method according to the production method according to the present invention, and is a light emitting device having a structure having a plurality of EL layers (hereinafter referred to as “light emitting device”).
  • a tandem type light emitting device will be described.
  • a plurality of EL layers are interposed between a pair of electrodes (first electrode 201 and second electrode 204) via a charge generation layer 205. It is a tandem type light emitting device having an EL layer 202 (1) and a second EL layer 202 (2)).
  • the first electrode 201 is an electrode that functions as an anode
  • the second electrode 204 is an electrode that functions as a cathode.
  • the first electrode 201 and the second electrode 204 can have the same configuration as that of the second embodiment.
  • the plurality of EL layers may both have the same configuration as the EL layer shown in the second embodiment. , Either one may have the same configuration. That is, the first EL layer 202 (1) and the second EL layer 202 (2) may have the same configuration or different configurations, and when they have the same configuration, the second embodiment is applied. can do.
  • the charge generation layer 205 provided between the plurality of EL layers has a first electrode 201 and a second electrode.
  • first electrode 201 When a voltage is applied to 204, it has a function of injecting electrons into one EL layer and injecting holes into the other EL layer.
  • first electrode 201 when a voltage is applied to the first electrode 201 so that the potential is higher than that of the second electrode 204, electrons are generated from the charge generation layer 205 to the first EL layer 202 (1). It is injected and holes are injected into the second EL layer 202 (2).
  • the charge generation layer 205 is transparent to visible light from the viewpoint of light extraction efficiency (specifically, the visible light transmittance of the charge generation layer 205 is 40% or more). preferable. Further, the charge generation layer 205 functions even if the conductivity is lower than that of the first electrode 201 and the second electrode 204.
  • the charge generation layer 205 has a structure in which an electron acceptor is added to an organic compound having a high hole transport property, but an electron donor is added to the organic compound having a high electron transport property. May be. Further, both of these configurations may be laminated.
  • the organic compound having high hole transporting property includes the hole injection layer 111 and the hole transporting layer 112 in the second embodiment.
  • a substance shown as a substance having a high hole transport property can be used.
  • aromatic amine compounds such as NPB, TPD, TDATA, MTDATA, and BSPB can be used.
  • the substances described here are mainly substances having a hole mobility of 1 ⁇ 10 -6 cm 2 / Vs or more.
  • a substance other than the above may be used as long as it is an organic compound having a higher transportability of the stop hole than the electron.
  • the electron acceptor 7,7,8,8-(abbreviation: F 4 -TCNQ), chloranil, and the like can be given.
  • the oxides of metals belonging to Group 4 to Group 8 in the Periodic Table of the Elements can be mentioned. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and renium oxide are preferable because they have high electron acceptability. Among them, molybdenum oxide is particularly preferable because it is stable in the atmosphere, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
  • the organic compound having high electron transport property is the substance having high electron transport property used for the electron transport layer 114 in the second embodiment.
  • the substance shown as can be used.
  • a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton such as Alq, Almq 3 , BeBq 2, and BAlq can be used.
  • a metal complex having an oxazole-based ligand such as Zn (BOX) 2 or Zn (BTZ) 2 or a thiazole-based ligand can also be used.
  • PBD, OXD-7, TAZ, BPhen, BCP and the like can also be used.
  • the substances described here are mainly substances having electron mobilities of 1 ⁇ 10 -6 cm 2 / Vs or more.
  • a substance other than the above may be used as long as it is an organic compound having a higher electron transport property than holes.
  • an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, a metal belonging to the second and thirteenth groups in the Periodic Table of the Elements, an oxide thereof, and a carbonate can be used.
  • an organic compound such as tetrathianaphthalene may be used as an electron donor.
  • the method for forming the charge generation layer 205 includes a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a printing method (for example, a letterpress printing method, an intaglio printing method, a gravure printing method, a lithographic printing method, a stencil printing method, etc.), and an inkjet. It can be formed by a method, a coating method, or the like alone or in combination.
  • n layers (where n is 3 or more) are EL layers (202 (1) to 202 (n)).
  • EL layers 202 (1) to 202 (n)
  • ) Can be similarly applied to a light emitting device in which.
  • charge generation layers (205 (1) to 205 (n-1)) are formed between the EL layers and the EL layers, respectively.
  • the emission color of each EL layer different, it is possible to obtain emission of a desired color for the entire light emitting device.
  • a light emitting device that emits white light as a whole by making the light emitting color of the first EL layer and the light emitting color of the second EL layer have a complementary color relationship.
  • the complementary color refers to the relationship between colors that become achromatic when mixed. That is, white light can be obtained by mixing light of complementary colors with each other.
  • Specific examples thereof include a combination in which blue emission is obtained from the first EL layer and yellow emission or orange emission is obtained from the second EL layer. In this case, both blue emission and yellow emission (or orange emission) do not have to be the same fluorescent emission or phosphorescence emission, and the combination in which blue emission is fluorescence emission and yellow emission (or orange emission) is phosphorescence emission. Or vice versa.
  • the light emitting color of the first EL layer is red
  • the light emitting color of the second EL layer is green
  • the third EL layer is blue
  • white light emission can be obtained for the light emitting device as a whole.
  • Step 1 Synthesis of 5- (5-cyano-2-methylphenyl) -2,3-bis (3,5-dimethylphenyl) pyrazine (abbreviation: Hdmdmpr-m5CP)>
  • 5-cyano-2-methylphenylboronic acid 0.79 g
  • tripotassium phosphate 3.17 g
  • 33 mL of toluene and 3.3 mL of water were placed in a three-necked flask, and the inside was replaced with nitrogen.
  • the synthesis scheme of step 1 is shown in (a-1) below.
  • Step 2 Di- ⁇ -chloro-tetrakis ⁇ 4,6-dimethyl-2- [5- (5-cyano-2-methylphenyl) -3- (3,5-dimethylphenyl) -2-pyrazinyl- ⁇ N ] Phenyl- ⁇ C ⁇ Diiridium (III) (abbreviation: [Ir (dmdppr-m5CP) 2 Cl] 2 ) synthesis> Then, 2-ethoxyethanol 15mL of water 5mL, Hdmdppr-m5CP (abbreviation) obtained in the above Step 1 1.59 g, iridium hydrate (IrCl 3 ⁇ H 2 O) chloride (manufactured by Furuya Metal Co., Ltd.) 0.57 g was placed in a eggplant flask equipped with a reflux tube, and the inside of the flask was replaced with argon.
  • Ir (dmdppr-m5CP) 2 Cl] 2 2-ethoxyethanol 15mL
  • step 2 The synthesis scheme of step 2 is shown in (a-2) below.
  • Step 3 Bis ⁇ 4,6-dimethyl-2- [5- (5-cyano-2-methylphenyl) -3- (3,5-dimethylphenyl) -2-pyrazinyl- ⁇ N] phenyl- ⁇ C ⁇ ( Synthesis of 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionat- ⁇ 2 O, O') iridium (III) (abbreviation: [Ir (dmdppr-m5CP) 2 (dpm)]> Next, reflux the dinuclear complex obtained in step 2 above, [Ir (dmdppr-m5CP) 2 Cl] 2 1.00 g, dipivaloylmethane (abbreviation: Hdpm) 0.38 g, and sodium carbonate 0.51 g.
  • step 3 The synthesis scheme of step 3 is shown in (a-3) below.
  • the aprotic solvent hinders the generation of protons more than the protonic solvent, for example, the proton reacts with the cyano group having a high electron density contained in the organic metal complex as an electrophile. Side reactions such as elimination of the cyano group can be suppressed. Therefore, it is preferable to use an aprotic solvent as the reaction solvent in the above reaction.
  • aprotic solvents those having a particularly high boiling point, preferably having a boiling point of 80 ° C.
  • the above aprotic solvent more preferably an aprotic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher is preferable.
  • an aprotonic solvent and base having a boiling point of 80 ° C. or higher such as amide compounds, ethers, and nitriles.

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Abstract

高い収率で有機金属錯体が得られる製造方法を提供する。 一般式（Ｇｐ）で表されるシアノ基を含む複核錯体と、一般式（Ｌ１）で表される β ジケトンとを沸点が８０℃以上の非プロトン性溶媒および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法である。 （式中、Ａ１～Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１～６のアルキル基を表し、Ｒ１～Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１～６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３～１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７～Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１～６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３～１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。）

Description

有機金属錯体の製造方法
本発明の一態様は、有機金属錯体の製造方法に関する。特に、三重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換できる有機金属錯体の製造方法に関する。
一対の電極間に発光物質である有機化合物を有する発光デバイス（有機ＥＬ素子ともいう）は、薄型軽量・高速応答・低電圧駆動などの特性を有することから、これを適用したディスプレイに関する開発が多岐にわたり進められている。この発光デバイスは、電圧が印加されると電極から注入された電子およびホールが再結合し、それによって発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。なお、励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）とがあり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光デバイスにおけるそれら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。
また、上記発光物質のうち、一重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換することが可能な化合物は蛍光性化合物（蛍光材料）と呼ばれ、三重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換することが可能な化合物は燐光性化合物（燐光材料）と呼ばれる。
従って、上記の生成比率を根拠にした時、上記各発光物質を用いた発光デバイス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ォトンの割合）の理論的限界は、蛍光材料を用いた場合は２５％、燐光材料を用いた場合は７５％となる。
つまり、蛍光材料を用いた発光デバイスに比べて、燐光材料を用いた発光デバイスでは、より高い効率を得ることが可能となる。そのため、近年では様々な種類の燐光材料の開発が盛んに行われている。特に、イリジウム等を中心金属とする有機金属錯体が実用化の面で注目されている（例えば、特許文献１。）。
特開２０１７−１１４８５３号公報
上述した特許文献１において報告されているように優れた特性を示す燐光材料の開発が進んでいるが、より高い収率で製造する技術が望まれている。
そこで、本発明の一態様では、有機金属錯体の新規な製造方法を提供する。また、本発明の別の一態様では、高い収率で有機金属錯体が得られる製造方法を提供する。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。また、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。また、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを沸点が８０℃以上の非プロトン性溶媒および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法である。特に、非プロトン性溶媒としては、エーテル系溶媒、ニトリル系溶媒、アミド系溶媒などが好ましい。
また、本発明の別の一態様は、塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを沸点が８０℃以上のアミド化合物および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法である。特に、アミド化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが好ましい。
なお、上記構成において、複核錯体はピラジンを有することが好ましい。さらに、上記構成において、複核錯体はピラジンを有し、かつ中心金属がイリジウムであることが好ましい。
本発明の別の一態様は、塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを沸点が８０℃以上の非プロトン性溶媒および塩基の存在下で反応させるシクロメタル錯体の製造方法である。特に、非プロトン性溶媒としては、エーテル系溶媒、ニトリル系溶媒、アミド系溶媒などが好ましい。
また、本発明の別の一態様は、塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを沸点が８０℃以上のアミド化合物および塩基の存在下で反応させるシクロメタル錯体の製造方法である。特に、アミド化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが好ましい。
なお、上記構成において、複核錯体はピラジンを有することが好ましい。
また、本発明の別の一態様は、一般式（Ｇｐ）で表されるシアノ基を含む複核錯体と、一般式（Ｌ１）で表されるβジケトンとを沸点が８０℃以上の非プロトン性溶媒および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
上記一般式（Ｇｐ）中、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。また、一般式（Ｌ１）中、Ｒ２０~Ｒ２２は、それぞれ独立に水素又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキルチオ基を表す。
また、本発明の別の一態様は、一般式（Ｇｐ）で表されるシアノ基を含む複核錯体と、一般式（Ｌ１）で表されるβジケトンと、を沸点が８０℃以上のアミド化合物および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
上記一般式（Ｇｐ）中、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。また、一般式（Ｌ１）中、Ｒ２０~Ｒ２２は、それぞれ独立に水素又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキルチオ基を表す。
また、本発明の一態様である上記製造方法により、例えば、下記一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体を得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
但し、一般式（Ｇ１）中、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。Ｌは、βジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子を表す。
なお、上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ７~Ｒ１１の少なくとも一が、炭素数１~６のアルキル基であることが好ましい。また特に、発光スペクトルピークが長波長に行きすぎることを防ぎ、視感度を保つためには、Ｒ７またはＲ１１の少なくともいずれか一が、炭素数１~６のアルキル基であることが好ましい。すなわちこの構成は、色純度が高い上に高効率な深赤色を得るのに特に好適である。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体は燐光を発光することができる、すなわち三重項励起状態からの発光を得られ、かつ発光を呈することが可能であるため、発光デバイスに適用することにより高効率化が可能となり、非常に有効である。したがって、本発明の一態様である製造方法により得られる有機金属錯体を用いた（例えば、一対の電極間のＥＬ層に用いる）発光デバイスは、本発明の一態様に含まれるものとする。
なお、本発明の一態様は、上記の発光デバイス、を有する発光装置や、発光装置を有する照明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、または光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｐｒｉｎｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光デバイスにＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（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。
本発明の一態様では、有機金属錯体の新規な製造方法を提供することができる。また、本発明の一態様では、有機金属錯体を高い収率で得られる新規な製造方法を提供することができる。したがって、本発明の一態様である有機金属錯体の新規な製造方法を用いることにより、量産等における製造効率を高めることができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。また、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。また、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１Ａおよび図１Ｂは、発光素子の構造について説明する図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、発光素子の構造について説明する図である。
図３は、構造式（１００）に示す有機金属錯体の１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
図４は、加熱温度と収率の関係を示す図である。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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が可能である。従って、本発明は以下に示す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。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である、有機金属錯体の製造方法（合成法）について説明する。ここでは、下記一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体の合成方法を一例として説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
≪一般式（Ｇ０）で表されるピラジン誘導体の合成法≫
上記一般式（Ｇ１）で表される、有機金属錯体の合成に用いる、下記一般式（Ｇ０）で表されるピラジン誘導体は、以下のような３種類の合成スキーム（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）で示す合成方法により合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
一般式（Ｇ０）において、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。
例えば、一般式（Ｇ０）で表されるピラジン誘導体は、下記合成スキーム（Ａ１）に示すように、ハロゲン化ベンゼン誘導体（ａ１−１）をアルキルリチウム等でリチオ化し、ジフェニルピラジン（ａ２−１）と反応させることにより得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
なお、上記合成スキーム（Ａ１）において、Ｚはハロゲンを表し、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。
また、一般式（Ｇ０）で表されるピラジン誘導体は、下記合成スキーム（Ａ２）に示すように、ベンゼン誘導体のボロン酸（ａ１−２）と、ジフェニルピラジンのハロゲン化物（ａ２−２）と、をカップリングすることにより得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
合成スキーム（Ａ２）において、Ｘはハロゲンを表し、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。
また、一般式（Ｇ０）で表されるピラジン誘導体は、下記合成スキーム（Ａ３）に示すように、ベンゼン誘導体置換のジケトン（ａ１−３）と、ジアミン（ａ２−３）と、を反応させることにより得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
合成スキーム（Ａ３）において、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。
なお、上述した３種類の方法以外にも、誘導体（Ｇ０）の合成方法には複数の公知の合成法が存在する。従って、いずれの方法を用いても良い。
また、上述の化合物（ａ１−１）、（ａ１−２）、（ａ１−３）、（ａ２−１）、（ａ２−２）、（ａ２−３）は、様々な種類が市販されているか、あるいは合成可能であるため、一般式（Ｇ０）で表されるピラジン誘導体は数多くの種類を合成することができる。したがって、本発明の一態様である有機金属錯体は、その配位子のバリエーションが豊富であるという特徴がある。
≪一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体の合成方法≫
次に、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体の合成方法を示す。まず、下記合成スキーム（Ｂ−１）に示すように、一般式（Ｇ０）で表されるピラジン誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム化合物（塩化イリジウム、臭化イリジウム、ヨウ化イリジウムなど）と、を無溶媒、またはアルコール系溶媒（グリセロール、エチレングリコール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノールなど）単独、あるいはアルコール系溶媒１種類以上と水との混合溶媒を用いて、不活性ガス雰囲気にて加熱することにより、ハロゲンで架橋された構造を有する有機金属錯体の一種である複核錯体（Ｇｐ）を得ることができる。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロック等を用いることができる。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
合成スキーム（Ｂ−１）において、Ｘはハロゲンを表し、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。
さらに、下記合成スキーム（Ｂ−２）に示すように、上述の合成スキーム（Ｂ−１）で得られる複核錯体（Ｇｐ）と、βジケトン（ＨＬ）とを、不活性ガス雰囲気にて反応させることにより、ＨＬのプロトンが脱離してなるＬが中心金属イリジウムに配位するため、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体が得られる。
ここで用いる反応溶媒としては、非プロトン性の溶媒が収率の観点から好ましく、１，４−ジオキサン、アニソール、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのアミド系溶媒などを用いることができる。非プロトン性の溶媒は、プロトン性の溶媒よりもプロトンの生成を妨げるため、たとえば、有機金属錯体に含まれる電子密度の高いシアノ基に対して、プロトンが求電子試薬として反応することによりシアノ基が脱離する、などの副反応を抑制することができる。これにより、上記反応における、収率を向上させることができる。
加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロック等を用いることができる。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
合成スキーム（Ｂ−２）において、Ｌはプロトンが脱離したβジケトンを表し、Ｘはハロゲンを表し、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。
次に、上述した合成方法により合成することができる、有機金属錯体について説明する。
本実施の形態で合成される有機金属錯体は、中心金属であるイリジウムと、配位子とを有し、配位子はピラジン骨格を有し、イリジウムとピラジン骨格の１位の窒素とが結合し、ピラジン骨格には、２、３、および５位にそれぞれフェニル基が結合し、２位および３位に結合するフェニル基は、それぞれが置換基としてアルキル基を有し、５位に結合するフェニル基は、置換基としてシアノ基を有する有機金属錯体である。
さらに、本実施の形態で示す有機金属錯体は、中心金属であるイリジウムと結合する、第１の配位子と、第２の配位子と、を有し、第１の配位子はピラジン骨格を有し、イリジウムとピラジン骨格の１位の窒素とが結合し、ピラジン骨格には、２、３、および５位にそれぞれフェニル基が結合し、２位および３位に結合するフェニル基は、それぞれが置換基としてアルキル基を有し、５位に結合するフェニル基は、置換基としてシアノ基を有し、第２の配位子は、βジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子である有機金属錯体である。
なお、本実施の形態で示す有機金属錯体は、配位子に含まれるピラジン骨格の２位および３位に、それぞれ置換基としてアルキル基を有するフェニル基が結合し、ピラジン骨格の５位に、置換基としてシアノ基を有するフェニル基が結合している。また、ピラジン骨格の２位に結合しているフェニル基が、イリジウムに対してオルトメタル化している。
また、本実施の形態で示す有機金属錯体は、ピラジン骨格の２位および３位に結合するフェニル基がそれぞれアルキル基を置換基として有するため、昇華の際に有機金属錯体同士の反応による炭化を防ぐことができ、さらに昇華温度を低減することができる。さらに、ピラジン骨格の５位に結合するフェニル基の置換基としてシアノ基を有することにより、シアノ基を有さない場合に比べ、昇華温度は高くなるものの、昇華の際に高温で処理を行っても上記アルキル基に由来する低分子量の分解物の発生、すなわちそれによる脱離ガスの発生を防ぐことができる。
また、本実施の形態で示す有機金属錯体は、上記シアノ基を有することで有機金属錯体の発光スペクトルを長波長化させる効果があるため、色純度が高く、深い赤色発光を示す。なお、深い赤色発光を示す場合、通常、近赤外領域にもスペクトルを有するため視感度が悪くなるが、上記アルキル基（ピラジン骨格の２位および３位に結合するフェニル基が有するアルキル基）は、発光スペクトルを狭線化させる効果も有するため、視感度の低下を最大限に抑制することができる。従って、上記有機金属錯体は、色純度の高い深赤色でも高い効率を得ることができる。
なお、上記構成において、ピラジン骨格の５位に結合するフェニル基は、シアノ基だけでなくアルキル基をも有することが、有機金属錯体同士の反応による炭化を抑制する上でさらに好ましい。特に、アルキル基をピラジン骨格の５位に結合するフェニル基の２位に有することにより、発光スペクトルピークが長波長に行きすぎることを防ぎ、視感度を保つことができる。すなわち、色純度が高い上に高効率な深赤色を得るのに特に好適である。
本実施の形態で示す有機金属錯体は、下記一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
なお、一般式（Ｇ１）中、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。Ｌは、βジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子を表す。
本実施の形態で示す有機金属錯体は、下記一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
なお、一般式（Ｇ２）中、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ６は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。Ｌは、βジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子を表す。
また、上記βジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子は、下記一般式（Ｌ１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
なお、一般式（Ｌ１）において、Ｒ７１~Ｒ７３は、それぞれ独立に水素又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキルチオ基を表す。
また、本実施の形態で示す有機金属錯体は、下記一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
なお、一般式（Ｇ３）において、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。また、Ｒ７１、Ｒ７３は、それぞれ独立に水素又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキルチオ基を表す。
また、本実施の形態で示す有機金属錯体は、下記一般式（Ｇ４）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
なお、一般式（Ｇ４）において、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ６は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。また、Ｒ７１、Ｒ７３は、それぞれ独立に水素又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキルチオ基を表す。
なお、上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）のいずれかにおいて、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基が置換基を有する場合、該置換基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基のような炭素数１~６のアルキル基や、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基のような炭素数５~７のシクロアルキル基や、フェニル基、ビフェニル基のような炭素数６~１２のアリール基が挙げられる。
また、上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）中のＡ１~Ａ４、Ｒ１~Ｒ１１のいずれかにおける炭素数１~６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシル基、ｔｅｒｔ−ヘキシル基、ネオヘキシル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、２−エチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
また、上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）中のＡ１~Ａ４、Ｒ１~Ｒ１１のいずれかにおける炭素数６~１３のアリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基（ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基）、ナフチル基（１−ナフチル基、２−ナフチル基）、ビフェニル基（ビフェニル−２−イル基、ビフェニル−３−イル基、ビフェニル−４−イル基）、キシリル基、ペンタレニル基、インデニル基、フルオレニル基、フェナントリル基等が挙げられる。なお、上述の置換基同士が結合して環を形成していても良く、このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を２つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格が形成される場合等が挙げられる。
また、上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）中のＡ１~Ａ４、Ｒ１~Ｒ１１のいずれかにおける炭素数３~１２のヘテロアリール基の具体例としては、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピリダジル基、トリアジル基、ベンゾイミダゾリル基、キノリル基等が挙げられる。
上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）に示した有機金属錯体は、Ａ１~Ａ４にアルキル基を有するために、昇華の際に有機金属錯体同士の反応による炭化を防ぐことができ、さらに昇華温度を低減することができる。しかし、このアルキル基が、このような効果を有する一方、昇華に伴って低分子量の分解物をわずかに発生させ、それが発光デバイスの寿命を低下させる。また、ピラジン骨格の５位に結合するフェニル基の置換基としてＲ７~Ｒ１１の少なくともいずれか一にシアノ基を有することにより、シアノ基を有さない場合に比べ、昇華温度は高くなるものの、昇華の際に高温で処理を行っても上記アルキル基に由来する低分子量の分解物の発生、すなわちそれによる脱離ガスの発生を防ぐことができる。
従って、上記有機金属錯体は、一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）におけるＡ１~Ａ４にそれぞれアルキル基を置換基として有し、かつＲ７~Ｒ１１の少なくともいずれか一にシアノ基を置換基として有している点が特徴である。したがって、この有機金属錯体を用いて真空蒸着で素子を作製する際、素子への分解物の混入を抑制することができるので、良好な寿命特性を有する素子を得ることができる。
なお、Ａ１~Ａ４にアルキル基を置換基として有さない場合は、Ｒ７~Ｒ１１の少なくともいずれか一にシアノ基を有していても、昇華の際に有機金属錯体同士の反応による炭化が発生する。したがって、上記有機金属錯体は、Ａ１またはＡ２の一方、およびＡ３またはＡ４の一方にアルキル基を有し、かつＲ７~Ｒ１１の少なくともいずれか一にシアノ基を有することが、有機金属錯体同士の反応による炭化、および低分子量の脱離ガスの発生、を抑制するのに必要な構成である。
さらに、Ｒ７~Ｒ１１の少なくともいずれか一が有するシアノ基は、有機金属錯体の発光スペクトルを長波長化させる効果がある。すなわち、本実施の形態に示す有機金属錯体は、色純度が高く、深い赤色発光を示す。なお、深い赤色発光を示す場合、通常、近赤外領域にもスペクトルを有するため視感度が悪くなるが、Ａ１~Ａ４に導入されたアルキル基は発光スペクトルを狭線化させる効果も有するため、視感度の低下を最大限に抑制することができる。従って、上記有機金属錯体は、色純度が高い深赤色でも高い効率を得ることができる。
なお、上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）において、ピラジン骨格の５位に結合するフェニル基は、シアノ基だけでなくアルキル基をも有することが、昇華の際に有機金属錯体同士の反応による炭化を抑制する上で、さらに好ましい。したがって、上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）において、Ｒ７~Ｒ１１の少なくとも一が、炭素数１~６のアルキル基であることが好ましい。特に、Ｒ７またはＲ１１の少なくともいずれか一が、炭素数１~６のアルキル基であることにより、発光スペクトルピークが長波長に行きすぎることを防ぎ、視感度を保つことができる。すなわち、上記有機金属錯体においては、色純度が高く、高効率な深赤色を得ることができる。
次に、上記一般式（Ｇ１）~（Ｇ４）に示した有機金属錯体の具体的な構造式を下記に示す。ただし、本発明はこれらに限定されることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
なお、上記構造式（１００）~（１２５）で表される有機金属錯体は、燐光を発光することが可能な新規物質である。これらの物質は、配位子の種類によっては幾何異性体と立体異性体が存在しうるが、ここで示す有機金属錯体にはこれらの異性体も全て含まれる。
なお、上述した合成方法により合成された有機金属錯体は、燐光を発光することが可能であるため、発光材料や発光デバイスの発光物質として利用できる。
また、本発明の一態様である製造方法により製造された有機金属錯体を用いることで、発光効率の高い発光デバイス、発光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。また、消費電力が低い発光デバイス、発光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である製造方法により製造された有機金属錯体を用いることができるＥＬ層、を有する発光デバイスについて図１を用いて説明する。
本実施の形態に示す発光デバイスは、一対の電極（第１の電極（陽極）１０１と第２の電極（陰極）１０３）間に発光層１１３を含むＥＬ層１０２が挟まれており、ＥＬ層１０２は、発光層１１３の他に、正孔（または、ホール）注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５などを含んで形成される。
このような発光デバイスに対して電圧を印加すると、第１の電極１０１側から注入された正孔と第２の電極１０３側から注入された電子とが、発光層１１３において再結合し、それにより生じたエネルギーに起因して、発光層１１３に含まれる有機金属錯体などの発光物質が発光する。
なお、ＥＬ層１０２における正孔注入層１１１は、正孔輸送層１１２または発光層１１３に対して正孔を注入することができる層であり、例えば、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質により形成することができる。この場合、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれることにより正孔が発生する。従って、正孔注入層１１１から正孔輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。なお、正孔注入層１１１には、正孔注入性の高い物質を用いることもできる。例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
以下に本実施の形態に示す発光デバイスを作製する上での好ましい具体例について説明する。
第１の電極（陽極）１０１および第２の電極（陰極）１０３には、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できる。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）の他、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍｇ）、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第１の電極（陽極）１０１および第２の電極（陰極）１０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空蒸着法を含む）等により形成することができる。
正孔注入層１１１、および正孔輸送層１１２に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。また、正孔輸送性の高い物質を用いてなる層は、単層だけでなく、二層以上の積層であってもよい。以下に、正孔輸送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、ＤＮＴＰＤ、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。その他にも、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４から４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。また、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
また、正孔注入層１１１、および正孔輸送層１１２に用いるアクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
発光層１１３は、発光物質を含む層である。なお、発光物質としては、蛍光性の発光物質と燐光性の発光物質とが挙げられるが、本発明の一態様である発光デバイスにおいては、実施の形態１で示した有機金属錯体を発光物質として発光層１１３に用いることが好ましい。また、発光層１１３は、この有機金属錯体（ゲスト材料）よりも三重項励起エネルギーの大きい物質をホスト材料として含むことが好ましい。また、発光層１１３は、発光物質に加えて、発光層１１３におけるキャリア（電子及びホール）の再結合の際に励起錯体（エキサイプレックスとも言う）を形成することができる組み合わせとなる２種類の有機化合物（上記ホスト材料のいずれかであってもよい）を含む構成としてもよい。なお、効率よく励起錯体を形成するためには、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）と、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）とを組み合わせることが特に好ましい。このように電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを組み合わせて励起錯体を形成するホスト材料とする場合、電子輸送性を有する材料及び正孔輸送性を有する材料の混合比率を調節することで、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することが容易となる。発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することにより、発光層中で電子と正孔の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結合が起こる領域の偏りを抑制することで、発光デバイスの信頼性を向上させることができる。
なお、上記励起錯体を形成する上で用いることが好ましい電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
また、上記励起錯体を形成するために用いる上で好ましい正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）としては、π電子過剰型複素芳香族（例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体）又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。具体的には、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）、ＮＰＢ、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、ＢＳＰＢ、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、ＰＣｚＰＣＡ１、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、ＤＮＴＰＤ、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、ＰＣｚＰＣＡ２、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、ＣＢＰ、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、９−フェニル−９Ｈ−３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）、などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
なお、発光層１１３において、上述した有機金属錯体（ゲスト材料）とホスト材料とを含んで形成することにより、発光層１１３からは、発光効率の高い燐光発光を得ることができる。
また、発光層１１３は、発光デバイスにおいて図１Ａに示す単層構造だけに限らず、図１Ｂに示すような２層以上の積層構造であってもよい。但し、この場合には、積層された各層からそれぞれの発光が得られる構成とする。例えば、１層目の発光層１１３（ａ１）からは、蛍光発光が得られる構成とし、１層目の発光層１１３（ａ１）に積層される２層目の発光層１１３（ａ２）からは燐光発光が得られる構成とすればよい。なお、積層順については、この逆であってもよい。また、燐光発光が得られる層においては、励起錯体からドーパントへのエネルギー移動による発光が得られる構成とするのが好ましい。また、発光色については、一方の層から得られる発光色と、他方の層から得られる発光色とが同一であっても異なっていてもよいが、異なっている場合には、例えば、一方の層から青色発光が得られる構成とし、他方の層からは橙色発光または黄色発光などが得られる構成とすることができる。また、各層において、複数種のドーパントが含まれる構成としてもよい。
なお、発光層１１３が積層構造を有する場合には、実施の形態１で示した有機金属錯体の他、一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質等を各々単独または組み合わせて用いることができる。この場合には、例えば、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、蛍光を発する物質（蛍光性化合物）が挙げられる。
蛍光を発する物質としては、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質（燐光性化合物）や熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示すＴＡＤＦ材料（熱活性化遅延蛍光性化合物）が挙げられる。なお、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１×１０−６秒以上、好ましくは１×１０−３秒以上である。
燐光を発する物質としては、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）］）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−ａ］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）などが挙げられる。
また、ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ　ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ　ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ　ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ　ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（ＥｔｉｏＩ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（略称：ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。さらに、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いることもできる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、Ｓ１とＴ１のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
さらに、発光層１１３には、独特な光学特性を有する量子ドット（ＱＤ：Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｄｏｔ）を用いることもできる。なお、ＱＤは、ナノスケールの半導体結晶のことを指し、具体的にはおよそ数ｎｍ~数十ｎｍの直径を有する。また、結晶の大きさを変えることで光学的特性や電子的特性を変えることができるので、発光色などの調整が容易である。また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得ることができる。
量子ドットを構成する材料としては、元素周期表第１４族元素、第１５族元素、第１６族元素、複数の第１４族元素からなる化合物、第４族から第１４族に属する元素と第１６族元素との化合物、第２族元素と第１６族元素との化合物、第１３族元素と第１５族元素との化合物、第１３族元素と第１７族元素との化合物、第１４族元素と第１５族元素との化合物、第１１族元素と第１７族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
具体的には、セレン化カドミウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化インジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化ガリウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化アルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化インジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレン化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウム、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素、窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バリウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、セレン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫、テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと硫黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化合物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅とインジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せなどを挙げることができる。但し、これらに限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。
また、量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型などがあり、そのいずれを用いても良い。なお、コアを覆ってシェルが形成されるコア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットの場合には、コアに用いる無機材料よりも広いバンドギャップを持つ別の無機材料を用いてシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンドの影響を低減させることができ、発光の量子効率を大きく改善させることができるため好ましい。
また、ＱＤは、溶液に分散させることができるため、塗布法、インクジェット法、印刷法などにより発光層１１３を形成することができる。なお、ＱＤは、発色が明るく鮮やかなだけでなく、広範囲の波長の光を発光可能で、高効率、長寿命であることから、発光層１１３に用いることで素子特性を向上させることができる。
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質（電子輸送性化合物ともいう）を含む層である。電子輸送層１１４には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体を用いることができる。また、ＰＢＤ、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、ＴＡＺ、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）の他、ホスフィンオキシド骨格を有する高分子化合物等を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層１１４として用いてもよい。
また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が２層以上積層された構造としてもよい。
電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１５には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１５にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、上述した電子輸送層１１４を構成する物質を用いることもできる。
また、電子注入層１１５に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層１１４を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
なお、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、印刷法（例えば、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、平版印刷法、孔版印刷法等）、インクジェット法、塗布法等の方法を単独または組み合わせて用いて形成することができる。また、上述した、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、及び電子注入層１１５には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
上述した発光デバイスは、第１の電極１０１および第２の電極１０３の間に与えられる電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０２において正孔と電子とが再結合することにより発光する。そして、この発光は、第１の電極１０１および第２の電極１０３のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０１および第２の電極１０３のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。
以上により説明した発光デバイスは、有機金属錯体に基づく燐光発光が得られることから、蛍光性化合物のみを用いた発光デバイスに比べて、高効率な発光デバイスを実現することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である製造方法により製造された有機金属錯体を用いることができるＥＬ層、を有する発光デバイスであって、ＥＬ層を複数有する構造の発光デバイス（以下、タンデム型発光デバイスという）について説明する。
本実施の形態に示す発光デバイスは、図２Ａに示すように一対の電極（第１の電極２０１および第２の電極２０４）間に、電荷発生層２０５を介して複数のＥＬ層（第１のＥＬ層２０２（１）、第２のＥＬ層２０２（２））を有するタンデム型発光デバイスである。
本実施の形態において、第１の電極２０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極２０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極２０１および第２の電極２０４は、実施の形態２と同様な構成を用いることができる。また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層２０２（１）、第２のＥＬ層２０２（２））は、実施の形態２で示したＥＬ層と両方とも同様な構成であっても良いが、いずれか一方が同様の構成であっても良い。すなわち、第１のＥＬ層２０２（１）と第２のＥＬ層２０２（２）は、同じ構成であっても異なる構成であってもよく、同じ構成である場合は、実施の形態２を適用することができる。
また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層２０２（１）、第２のＥＬ層２０２（２））の間に設けられている電荷発生層２０５は、第１の電極２０１と第２の電極２０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極２０１に第２の電極２０４よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層２０５から第１のＥＬ層２０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層２０２（２）に正孔が注入される。
なお、電荷発生層２０５は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する（具体的には、電荷発生層２０５の可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層２０５は、第１の電極２０１や第２の電極２０４よりも低い導電率であっても機能する。
電荷発生層２０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター）が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（ドナー）が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔輸送性の高い有機化合物としては、実施の形態２で正孔注入層１１１、および正孔輸送層１１２に用いる正孔輸送性の高い物質として示した物質を用いることができる。例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも止孔の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
また、電子受容体としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において、電子輸送性の高い有機化合物としては、実施の形態２で電子輸送層１１４に用いる電子輸送性の高い物質として示した物質を用いることができる。例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、ＰＢＤやＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第２、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
なお、上述した材料を用いて電荷発生層２０５を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、電荷発生層２０５の形成方法としては、蒸着法（真空蒸着法を含む）、印刷法（例えば、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、平版印刷法、孔版印刷法等）、インクジェット法、塗布法等の方法を単独または組み合わせて用いて形成することができる。
本実施の形態では、ＥＬ層を２層有する発光デバイスについて説明したが、図２Ｂに示すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上）のＥＬ層（２０２（１）~２０２（ｎ））を積層した発光デバイスについても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光デバイスのように、一対の電極間に複数のＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間にそれぞれ電荷発生層（２０５（１）~２０５（ｎ−１））を配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿命素子を実現できる。
また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光デバイス全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光デバイスにおいて、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する発光デバイスを得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色の光を互いに混合すると、白色発光を得ることができる。具体的には、第１のＥＬ層から青色発光が得られ、第２のＥＬ層から黄色発光または橙色発光が得られる組み合わせが挙げられる。この場合、青色発光と黄色発光（または橙色発光）が両方とも同じ蛍光発光、または燐光発光である必要はなく、青色発光が蛍光発光であり、黄色発光（または橙色発光）が燐光発光である組み合わせや、その逆の組み合わせとしてもよい。
また、３つのＥＬ層を有する発光デバイスの場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色である場合、発光デバイス全体としては、白色発光を得ることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１の構造式（１００）で表される有機金属錯体、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（５−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］）の合成方法について説明する。なお、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
＜ステップ１：５−（５−シアノ−２−メチルフェニル）−２，３−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン（略称：Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）の合成＞
まず、５，６−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン−２−イルトリフルオロメタンスルホン酸１．８３ｇ、５−シアノ−２−メチルフェニルボロン酸０．７９ｇ、リン酸三カリウム３．１７ｇ、トルエン３３ｍＬ、水３．３ｍＬを三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。フラスコ内を減圧下で撹拌することで脱気した後、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）０．０３８ｇ、トリス（２，６−ジメトキシフェニル）ホスフィン０．０７５ｇを加え、８時間還流した。反応後、トルエンによる抽出を行った。その後、ヘキサン：酢酸エチル＝５：１を展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピラジン誘導体、Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ（略称）を得た（白色固体、収率９６％）。ステップ１の合成スキームを下記（ａ−１）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
＜ステップ２：ジ−μ−クロロ−テトラキス｛４，６−ジメチル−２−［５−（５−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝ジイリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ１で得たＨｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ（略称）１．５９ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）（フルヤ金属社製）０．５７ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ　１００Ｗ）を１時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣をメタノールで吸引ろ過、洗浄し、複核錯体、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２Ｃｌ］２を得た（赤褐色固体、収率６６％）。ステップ２の合成スキームを下記（ａ−２）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
＜ステップ３：ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（５−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の合成＞
次に、上記ステップ２で得られた複核錯体、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２Ｃｌ］２　１．００ｇ、ジピバロイルメタン（略称：Ｈｄｐｍ）０．３８ｇ、炭酸ナトリウム０．５１ｇを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。その後、（脱水）Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）を１２ｍＬを加え、１５３℃で２時間撹拌し、反応させた。
所定時間経過後、得られた混合物をトルエンにて吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた残渣を、ジクロロメタンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、有機金属錯体、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］を暗赤色固体として得た（収量、０．６８ｇ、収率５９％）。
得られた暗赤色固体０．６８ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．６Ｐａ、アルゴンガスを流量１０．５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３００℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の暗赤色固体を収量０．５６ｇ、収率８２％で得た。ステップ３の合成スキームを下記（ａ−３）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
なお、上記ステップ３で得られた暗赤色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図３に示す。このことから、本実施例において、上述の構造式（１００）で表される有機金属錯体、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤ２Ｃｌ２）：０．９５（ｓ，１８Ｈ），１．４２（ｓ，６Ｈ），１．９５（ｓ，６Ｈ），２．３８（ｓ，１２Ｈ），２．４９（ｓ，６Ｈ），５．６８（ｓ，１Ｈ），６．４８（ｓ，２Ｈ），６．８３（ｓ，２Ｈ），７．２０（ｓ，２Ｈ），７．３５（ｓ，４Ｈ），７．４３（ｄ，２Ｈ），７．６２（ｄ，２Ｈ），７．７０（ｓ，２Ｈ），８．４３（ｓ，２Ｈ）．
また、本実施例では、上記の合成スキーム（ａ−３）で示すステップ３で用いた反応溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）の代わりに別の反応溶媒を用いて同様の反応を行い、有機金属錯体、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の合成を行った。以下の表１には、溶媒ごとの反応時の加熱温度（℃）、加熱した時間（ｈｏｕｒｓ）、および［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の収率（％）をそれぞれ以下の表１に示す。なお、表１における各溶媒の加熱温度は、各溶媒の沸点に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
表１に示す結果から、図４に示す加熱温度（℃）と収率（％）の関係において、８０℃以上の加熱が可能となる溶媒のうち、プロトン性の溶媒であるアルコールを除き、アミド化合物、エーテル、およびニトリルの非プロトン性の溶媒を用いた場合に２４％以上の収率が得られることがわかった。中でも、１５０℃以上の高い加熱温度となる、アミド化合物を反応溶媒として用いた場合には、有機金属錯体、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の収率が４０％以上と高くなる結果が得られた。
なお、非プロトン性の溶媒は、プロトン性の溶媒よりもプロトンの生成を妨げるため、たとえば、有機金属錯体に含まれる電子密度の高いシアノ基に対して、プロトンが求電子試薬として反応することによりシアノ基が脱離する、などの副反応を抑制することができる。したがって、上記反応において非プロトン性の溶媒を反応溶媒として用いることが好ましい。
また、加熱温度が高い場合には、副反応よりも早く主反応が進行し、副反応が抑制されるため、上述した非プロトン性の溶媒のうち特に沸点の高いもの、好ましくは沸点が８０℃以上の非プロトン性の溶媒、さらには、沸点が１５０℃以上の非プロトン性溶媒が好ましい。
したがって、本実施例で示すように、アミド化合物、エーテル、およびニトリルなどの、沸点が８０℃以上である非プロトン性の溶媒および塩基の存在下で、塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを反応させることで、製造される有機金属錯体の収率の向上を図ることができる。
１０１：第１の電極、１０２：ＥＬ層、１０３：第２の電極、１１１：正孔注入層、１１２：正孔輸送層、１１３：発光層、１１４：電子輸送層、１１５：電子注入層、２０１：第１の電極、２０２（１）：第１のＥＬ層、２０２（２）：第２のＥＬ層、２０２（ｎ−１）：第（ｎ−１）のＥＬ層、２０２（ｎ）：第（ｎ）のＥＬ層、２０４：第２の電極、２０５：電荷発生層、２０５（１）：第１の電荷発生層、２０５（２）：第２の電荷発生層、２０５（ｎ−２）：第（ｎ−２）の電荷発生層、２０５（ｎ−１）：第（ｎ−１）の電荷発生層

Claims (10)

  1. 　塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを
    　沸点が８０℃以上の非プロトン性溶媒および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法。
  2. 　塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを
    　沸点が８０℃以上のアミド化合物および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法。
  3. 　請求項１および請求項２において、
    　前記複核錯体はピラジンを有する有機金属錯体の製造方法。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    　前記複核錯体はピラジンを有し、かつ中心金属がイリジウムである有機金属錯体の製造方法。
  5. 　塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを
    　沸点が８０℃以上の非プロトン性溶媒および塩基の存在下で反応させるシクロメタル錯体の製造方法。
  6. 　塩素で架橋されたシアノ基を含む複核錯体と、βジケトンとを
    　沸点が８０℃以上のアミド化合物および塩基の存在下で反応させるシクロメタル錯体の製造方法。
  7. 　請求項５および請求項６において、
    　前記複核錯体はピラジンを有するシクロメタル錯体の製造方法。
  8. 　請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
    　前記複核錯体はピラジンを有し、かつ中心金属がイリジウムであるシクロメタル錯体の製造方法。
  9. 　一般式（Ｇｐ）で表されるシアノ基を含む複核錯体と、一般式（Ｌ１）で表されるβジケトンとを
    　沸点が８０℃以上の非プロトン性溶媒および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　（一般式（Ｇｐ）中、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。また、一般式（Ｌ１）中、Ｒ２０~Ｒ２２は、それぞれ独立に水素又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキルチオ基を表す。）
  10. 　一般式（Ｇｐ）で表されるシアノ基を含む複核錯体と、一般式（Ｌ１）で表されるβジケトンと、を沸点が８０℃以上のアミド化合物および塩基の存在下で反応させる有機金属錯体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　（一般式（Ｇｐ）中、Ａ１~Ａ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基を表し、Ｒ１~Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ７~Ｒ１１は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６~１３のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３~１２のヘテロアリール基、シアノ基のいずれかを表し、少なくとも一は、シアノ基を表す。また、一般式（Ｌ１）中、Ｒ２０~Ｒ２２は、それぞれ独立に水素又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１~６のアルキルチオ基を表す。）
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