專利名稱：有機金屬配合物、及使用其的場致發(fā)光材料和場致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型有機金屬配合物。特別是涉及可以將三重激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)光的有機金屬配合物。另外，本發(fā)明涉及使用上述有機金屬配合物的場致發(fā)光材料。進(jìn)而，本發(fā)明還涉及使用上述有機金屬配合物的場致發(fā)光元件，該發(fā)光元件具有陽極、陰極以及含有一類可以通過施加電場來產(chǎn)生發(fā)光的有機化合物的層(下文稱為“場致發(fā)光層”)。
背景技術(shù)：
有機化合物(有機分子)一旦吸收光就會轉(zhuǎn)變成具有能量的狀態(tài)(激發(fā)狀態(tài))。通過經(jīng)由這種激發(fā)狀態(tài)，有可能會引起各種反應(yīng)(光化學(xué)反應(yīng))，導(dǎo)致發(fā)光(luminescence)，從而可以用于各種應(yīng)用。
作為光化學(xué)反應(yīng)之一例，可以舉出單態(tài)氧與不飽和有機分子的反應(yīng)(氧加成)(例如參照非專利文獻(xiàn)1)。由于氧分子的基態(tài)是三重態(tài)，因此，一重態(tài)的氧(單態(tài)氧)不能直接通過光激發(fā)來生成。然而，在其他的三重激發(fā)態(tài)分子的存在下就可以生成單態(tài)氧，并能導(dǎo)致氧加成反應(yīng)。這時，能夠形成上述三重激發(fā)態(tài)分子的化合物被稱為光敏化劑。
(非專利文獻(xiàn)1)井上晴夫等3人，基礎(chǔ)化學(xué)課程，光化學(xué)I(丸善株式會社)，106-110。因此，為了生成單態(tài)氧，必須存在能夠通過光激發(fā)來形成三重激發(fā)態(tài)分子的光敏化劑。然而，由于通常的有機化合物的基態(tài)是單態(tài)，因此，朝向三重激發(fā)態(tài)的光激發(fā)成為禁阻躍遷，難以生成三重激發(fā)態(tài)分子(通常生成一重激發(fā)態(tài)分子)。因而，作為這樣的光敏化劑，人們需求一種容易引起從一重激發(fā)態(tài)與三重激發(fā)態(tài)的能態(tài)間交差的化合物(或者是打破直接朝向三重激發(fā)態(tài)的光激發(fā)的禁阻躍遷的化合物)。換言之，這樣的化合物有可能被利用作為光敏化劑，可以說是有益的化合物。
另外，這樣的化合物常常會放出磷光。磷光是一種由于在多重性的不同能量之間的躍遷而導(dǎo)致的發(fā)光，對于通常的有機化合物，是指在由三重激發(fā)態(tài)恢復(fù)到一重基態(tài)時產(chǎn)生的發(fā)光(相對于此，由一重激發(fā)態(tài)恢復(fù)到一重基態(tài)時的發(fā)光則稱為熒光)。能夠放出磷光的化合物，也就是能夠?qū)⑷丶ぐl(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變成發(fā)光的化合物(下文稱為“磷光性化合物”)，作為其應(yīng)用領(lǐng)域，可以舉出使用有機化合物作為發(fā)光性化合物的場致發(fā)光元件。
這種場致發(fā)光元件由于其具有形狀薄重量輕、高速響應(yīng)性、直流低電壓驅(qū)動等的特性，因此是一種作為新一代的平板顯示元件而引人注目的設(shè)備。另外，因其為自發(fā)光型且視野角度寬，清晰度較好，因此可認(rèn)為其可以有效的作為便攜式設(shè)備的顯示畫面使用元件。
在將有機化合物作為發(fā)光體使用時，場致發(fā)光元件的發(fā)光機制是載波注入型。即，在兩電極之間夾持著場致發(fā)光層，通過向兩電極施加電壓，使得由陰極注入的電子與由陽極注入的空穴在場致發(fā)光層中再結(jié)合，形成激發(fā)分子，當(dāng)這種激發(fā)分子恢復(fù)至基態(tài)時就放出能量并同時發(fā)光。
作為激發(fā)分子的種類，與上述的光激發(fā)的情況同樣，可能是一重激發(fā)態(tài)(S*)和三重激發(fā)態(tài)(T*)。另外，可以認(rèn)為，在場致發(fā)光元件中，S*與T*的統(tǒng)計產(chǎn)生比率為S*∶T*＝1∶3(例如參照非專利文獻(xiàn)2)。
(非專利文獻(xiàn)2)筒井哲夫，應(yīng)用物理學(xué)會，有機分子·生物電子學(xué)分科會，第3次講習(xí)會教科書，31-37(1993)然而，一般的有機化合物在室溫條件下觀察不到由三重激發(fā)態(tài)的發(fā)光(磷光)，通常只能觀察到由一重激發(fā)態(tài)的發(fā)光(熒光)。有機化合物的基態(tài)通常是一重基態(tài)(S0)，因此，T*→S0的躍遷(磷光過程)成為強的禁阻躍遷，而S*→S0躍遷(熒光過程)則成為容許躍遷。
因此，在場致發(fā)光元件中的內(nèi)部量子效率(產(chǎn)生的光子對注入載波的比例)的理論界限以S*∶T*＝1∶3為依據(jù)時確定為25％。
可是，如果使用上述的磷光性化合物，則可以容許T*→S0躍遷(磷光過程)，因此，內(nèi)部量子效達(dá)到75～100％在理論上是可能的。也就是說，發(fā)光效率有可能達(dá)到以往的3～4倍。實際上，已經(jīng)相繼有了關(guān)于使用磷光性化合物的場致發(fā)光元件的報導(dǎo)，其發(fā)光效率之高令人注目(例如參照非專利文獻(xiàn)3、非專利文獻(xiàn)4)。
(非專利文獻(xiàn)3)D.F.オプライエン等3人，《應(yīng)用物理學(xué)通訊》(アプライドフイジクスレタ一ズ)，Vol.74，No.3，442-444(1999)(非專利文獻(xiàn)4)ラツオッツイ等8人，《日本應(yīng)用物理雜志》(ジヤパニ一ズジヤ一ナルオブアプライドフイジクス)，Vol.38，L1502-L1504(1999)在非專利文獻(xiàn)3中使用一類以鉑作為中心金屬的卟啉配合物，而在非專利文獻(xiàn)4中使用一類以銥為中心金屬的有機金屬配合物，其中的任一種配合物都是磷光性化合物。
另外，通過使含有以銥作為中心金屬的有機金屬配合物(下文稱為“銥配合物”)的層與含有作為公知的熒光性化合物的DCM2的層交替地積層，可以使得在銥配合物中生成的三重態(tài)激發(fā)能量向DCM2移動，這樣也有助于DCM2的發(fā)光(例如參照非專利文獻(xiàn)5)。在該情況下，DCM2的一重激發(fā)態(tài)的量(通常情況下在25％以下)與通常情況相比有所增寬，因此使DCM2的發(fā)光效率增大。這也可以說是由于作為磷光性化合物的銥配位體的敏化作用的緣故。
(非專利文獻(xiàn)5)M.A.バルド等2人，nature(倫敦)，Vol.403，750-753(2000)如非專利文獻(xiàn)3～非專利文獻(xiàn)5所示，使用磷光性化合物的場致發(fā)光元件可以達(dá)到比以往更高的發(fā)光效率(即，可以在較小的電流下達(dá)到高的亮度)。因此，可以認(rèn)為，使用磷光性化合物的場致發(fā)光元件，作為用于達(dá)到高亮度發(fā)光、高發(fā)光效率的方法，在今后的開發(fā)中將具有重要意義。
如上所述，磷光性化合物容易引起能態(tài)間的交差，而且容易引起由三重激發(fā)態(tài)的發(fā)光(磷光)，因此可以作為光敏化劑利用，或者可以作為磷光材料適用于場致發(fā)光元件，是一類人們所期待的化合物，但是這類化合物為數(shù)甚少，這是目前的現(xiàn)狀。
在為數(shù)甚少的磷光性化合物中，非專利文獻(xiàn)4或非專利文獻(xiàn)5中使用的銥配合物是稱為鄰位(ortho)金屬配合物的有機金屬配合物中的一種。由于該配合物的磷光壽命為數(shù)百納秒，而且，磷光量子的收率也高，因此，與上述的卟啉配合物相比，銥配合物伴隨著亮度上升所導(dǎo)致的效率的降低程度較小，所以是一種有效的場致發(fā)光元件。從該意義上說，這樣的有機金屬配合物是一種容易引起朝向三重激發(fā)態(tài)的直接光激發(fā)或能態(tài)間交差的化合物，也可以說，這是用于合成磷光性化合物的一個指針。
在非專利文獻(xiàn)4或非專利文獻(xiàn)5中使用的銥配合物的配位體的結(jié)構(gòu)比較單純，顯示色純度良好的綠色發(fā)光，為了將發(fā)光色改變成其他顏色，就必須改變配位體的結(jié)構(gòu)。例如，在非專利文獻(xiàn)6中合成出各種配位體和使用該配位體合成出銥配合物，并實現(xiàn)了若干種發(fā)光顏色。
(非專利文獻(xiàn)6)M.トンプソン等10人，第10次關(guān)于無機和有機場致發(fā)光的國際為題討論會(EL’00)，35-38。
然而，這些配位體幾乎只限于那些能夠與中心金屬形成五元環(huán)的配位體，目前的現(xiàn)狀是人們正在探索從其中發(fā)出的適宜的發(fā)光色。也就是說，仍然存在適用的配位體的種類仍然較少的問題。
另外，這些配位體中的多數(shù)都難以合成，或者在合成中所需要的步驟較多，這樣也導(dǎo)致材料本身的成本上升。從成本的觀點考慮，有機金屬配合物本身的收率也是重要的。
另外，有機金屬配合物一般都容易分解。即使不容易分解，其分解溫度也不會很高。也就是說缺乏耐熱性，因此在應(yīng)用于場致發(fā)光元件等的電子設(shè)備中時往往成為問題。
綜上所述，人們需要一類易于合成的配位體可適用的、其合成的收率良好、而且耐熱性也優(yōu)良的有機金屬配合物。通過合成這樣的有機金屬配合物，可以廉價地獲得耐熱性高的光敏化劑或磷光材料等。
因此，本發(fā)明的目的是提供一類使用合成容易的配位體并且收率良好的新型有機金屬配合物。另外，本發(fā)明的目的特別是要提供一種耐熱性優(yōu)良的新的有機金屬配合物。
并且，本發(fā)明的目的是要通過使用上述有機金屬配合物制造場致發(fā)光元件來提供一類發(fā)光效率高的場致發(fā)光元件。進(jìn)而，本發(fā)明的目的是要通過使用上述場致發(fā)光元件制造發(fā)光裝置，以提供一類消耗電能低的發(fā)光裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者們進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使由下述通式(12)表示的配位體與中心金屬原料進(jìn)行環(huán)金屬化反應(yīng)，可以合成一種與中心金屬形成六元環(huán)的有機金屬配合物 因此，本發(fā)明提供一種具有由下述通式(1)表示的部分結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物。
(R1～R7可以各自相同或不同地表示氫原子、鹵素原子、低級烷基、烷氧基、?；?、硝基、氰基、氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、可以具有取代基的乙烯基、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的雜環(huán)殘基中的任一種基團(tuán)；另外，R1與R2、R2與R3、R4與R5、R5與R6各自可以相互結(jié)合，形成芳香族環(huán)；另外，X表示氧原子或硫原子；Y表示含有氮原子作為雜原子的雜環(huán)殘基；另外，M表示第9族原子或第10族原子)。
另外，本發(fā)明的其他方案提供了由下述通式(2)表示的有機金屬配合物。
(R1～R7可以各自相同或不同地表示氫原子、鹵素原子、低級烷基、烷氧基、?；⑾趸?、氰基、氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、可以具有取代基的乙烯基、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的雜環(huán)殘基中的任一種基團(tuán)；另外，R1與R2、R2與R3、R4與R5、R5與R6各自可以相互結(jié)合，形成芳香族環(huán)；另外，X表示氧原子或硫原子；Y表示含有氮原子作為雜原子的雜環(huán)殘基；另外，M表示第9族原子或第10族原子，當(dāng)上述的M為第9族原子時，n＝2，當(dāng)M為第10族原子時，n＝1；另外，L表示具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有羧基的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有酚性羥基的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種配位體)。
由于由上述通式(12)表示的配位體很容易合成，因此上述此類有機金屬配合物具有可以廉價地合成的優(yōu)點。另外，其收率也良好。
這時，作為上述通式(1)和通式(2)中的雜環(huán)殘基Y，從立體結(jié)構(gòu)的觀點考慮，優(yōu)選是2-吡啶基、2-噁唑基、2-噻唑基等由五元或六元環(huán)構(gòu)成的雜環(huán)基。特別是2-吡啶基容易合成，因此優(yōu)選。
另外，本發(fā)明的更優(yōu)選方案，提供一類具有由下述通式(3)表示的部分結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物。
(X表示氧原子或硫原子。另外，M表示第9族原子或第10族原子)。
進(jìn)而，本發(fā)明的更優(yōu)選的其他方案，提供由下述通式(4)表示的有機金屬配合物。
(X氧原子或硫原子。另外，M表示第9族原子或第10族原子，當(dāng)上述的M為第9族原子時，n＝2，當(dāng)M為第10族原子時，n＝1；另外，L表示具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有羧基的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有酚性羥基的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種配位體)。
進(jìn)而，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的有機金屬配合物能夠發(fā)出磷光。此處，為了能夠更高效地發(fā)出磷光，從重原子效果的觀點考慮，優(yōu)選以重金屬作為中心金屬。因此，本發(fā)明的特征在于，中心金屬是銥原子或鉑原子。另一方面，上述的X更優(yōu)選為氧。
另外，在上述通式(2)或上述通式(4)中，配位體L可以是具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有羧基的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有酚性羥基的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種配位體，但優(yōu)選是由以下的結(jié)構(gòu)式(5)～(11)表示的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種配位體。這些單陰離子型的雙核螯合配位體的配位能力高，而且可以廉價地購得，因此是有效的。
可是，本發(fā)明的有機金屬配合物可以將三重激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變成發(fā)光，因此適用于場致發(fā)光元件，從而能夠非常有效的使元件高效率化。因此，本發(fā)明也包含使用本發(fā)明的有機金屬配合物的場致發(fā)光元件。
此時，本發(fā)明的有機金屬配合物可以作為用于引起如非專利文獻(xiàn)5所述那樣的敏化作用的物質(zhì)使用，或者作為空穴輸送層等的載波輸送層中的物質(zhì)使用，但是，作為發(fā)光體的利用方法在發(fā)光效率方面是有效的。因此，本發(fā)明的特征是一種使用本發(fā)明的有機金屬配合物作為發(fā)光體的場致發(fā)光元件。
應(yīng)予說明，如此獲得的本發(fā)明的場致發(fā)光元件能夠?qū)崿F(xiàn)高的發(fā)光效率，因此，使用該場致發(fā)光元件作為發(fā)光元件的發(fā)光裝置能夠?qū)崿F(xiàn)電能的低消耗。因此，本發(fā)明也包含使用本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
應(yīng)予說明，本說明書中的發(fā)光裝置是指那些使用場致發(fā)光元件作為發(fā)光元件的圖像顯示設(shè)備或發(fā)光設(shè)備。另外，在場致發(fā)光元件中安裝有連接器、例如各向異性導(dǎo)電性薄膜(FPC柔性印刷電路(Flexible Printed Circuit))或TAB(帶狀自動粘接(TapeAutomated Bonding))帶或TCP(帶狀載體包裝(Tape CarrierPackage))的模塊、在TAB帶或TCP之前設(shè)置有印刷線路板的模塊、或者通過COG(Chip On Glass)的方式將IC(集成電路)直接安裝在場致發(fā)光元件上的模塊也全部包含在發(fā)光裝置中。


圖1為表示實施方案1的場致發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為表示實施方案2的場致發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3為表示實施方案3的場致發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4為表示發(fā)光裝置的示意圖。
圖5為表示電子設(shè)備的示意圖。
圖6為表示本發(fā)明的有機金屬配合物的UV-Vis吸收光譜的示意圖。
圖7為表示本發(fā)明的有機金屬配合物的發(fā)射光譜的示意圖。
圖8為表示本發(fā)明的有機金屬配合物的UV-Vis吸收光譜和發(fā)射光譜的示意圖。
圖9為表示本發(fā)明的有機金屬配合物的UV-Vis吸收光譜和發(fā)射光譜的示意圖。
圖10為表示本發(fā)明的場致發(fā)光元件的特性的示意圖。
圖11為表示本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)射光譜的示意圖。
具體實施例方式
由下述通式(12)表示的配位體可以通過例如使吩噻嗪衍生物A與雜環(huán)化合物的碘化物B進(jìn)行反應(yīng)的下述合成路線(a)進(jìn)行合成。但是，合成方法不限定于該合成路線。
應(yīng)予說明，在上述的通式(12)中，R1～R7可以各自相同或不同地表示氫原子、鹵素原子、低級烷基、烷氧基、?；?、硝基、氰基、氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、可以具有取代基的乙烯基、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的雜環(huán)殘基中的任一種基團(tuán)；另外，R1與R2、R2與R3、R4與R5、R5與R6各自可以相互結(jié)合，形成芳香族環(huán)。
這時，作為低級烷基，可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、己基等，優(yōu)選是碳原子數(shù)為1～6的烷基。另外，也可以是三氟甲基等的鹵代烷基、或環(huán)己基等的環(huán)烷基。作為烷氧基，可以舉出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、己氧基等，優(yōu)選是碳原子數(shù)為1～6的烷氧基。作為?；梢允且阴；?。作為二烷基氨基，可以舉出二甲氨基、二乙氨基等，優(yōu)選是烷基鏈的碳原子數(shù)為1～4的二烷基氨基。作為二芳基氨基，可以舉出二苯基氨基、雙(α-萘基)氨基等，也可以是如雙(間甲苯基)氨基那樣的取代芳基氨基。作為乙烯基，可以是如二苯基乙烯基那樣具有取代基的乙烯基。作為芳基，可以是苯基、萘基等無取代的芳基，除此之外，可以是苯基、萘基等無取代的芳基，除此之外，也可以是鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、二甲苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、氟苯基等的取代芳基。作為雜環(huán)殘基，可以舉出吡啶基、呋喃基、噻吩基等。
另外，在上述的通式(12)中，X表示氧原子或硫原子。另外，作為雜環(huán)殘基Y，可以是象2-苯并噁唑基那樣的稠環(huán)式基團(tuán)，但是，如果考慮到不妨礙向金屬配位并且配位容易的立體結(jié)構(gòu)，則優(yōu)選是五元環(huán)或六元環(huán)的雜環(huán)殘基。具體地可以是2-吡啶基、4-嘧啶基、2-噁唑基、2-噻唑基等。
作為由上述通式(12)表示的配位體的更具體的例子，可以舉出10-(2-吡啶基)吩噻嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-二甲基吩噻嗪、10-(2-吡啶基)-4，6-二甲基吩噻嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-二甲氧基吩噻嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-雙(二苯基氨基)吩噻嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-雙(二苯基乙烯基)吩噻嗪、10-(2-吡啶基)-二苯并[c][h]-吩噻嗪、10-(2-噁唑基)吩噻嗪、10-(2-噻唑基)吩噻嗪、10-(2-吡啶基)吩噁嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-二甲基吩噁嗪、10-(2-吡啶基)-4，6-二甲基吩噁嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-二甲氧基吩噁嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-雙(二甲氨基)吩噁嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-雙(二苯基氨基)吩噁嗪、10-(2-吡啶基)-3，7-雙(二苯基乙烯基)吩噁嗪、10-(2-吡啶基)-二苯并[c][h]-吩噁嗪、10-(2-噁唑基)吩噁嗪、10-(2-噻唑基)吩噁嗪等，但是本發(fā)明不限定于這些具體例。
下面使用上述那樣的配位體(12)來形成具有由下述通式(1)表示的部分結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的有機金屬配合物。應(yīng)予以說明，在下述通式(1)中的R1～R7、X、Y與在上述的配位體通式(12)中的R1～R7、X、Y為同樣的基團(tuán)。另外，M表示第9族原子或第10族原子，具體地是鉑原子或銥原子等。
下面舉出一個例子來說明使用雙核螯合配位體L來形成由下述通式(2)表示的本發(fā)明的有機金屬配合物的方法。應(yīng)予以說明，在下述通式(2)中的R1～R7、X、Y與在上述的配位體通式(12)中的R1～R7、X、Y為同樣的基團(tuán)。另外，M表示第9族原子或第10族原子，具體地是鉑原子或銥原子等。應(yīng)予以說明，當(dāng)上述M為第9族原子時，n＝2，當(dāng)M為第10族原子時，n＝1。
作為這時的環(huán)金屬化反應(yīng)，可以使用公知的合成法。例如，在合成以銥為中心金屬的本發(fā)明的有機金屬配合物時，通過使用氯化銥的水合物作為中心金屬原料，將其與上述通式(12)的配位體混合，在氮氣氛下加熱回流，首先合成出氯交聯(lián)的多核配合物配合物(下述的合成路線(b))。然后，通過將所獲的上述多核配合物配合物與雙核螯合物配位體L混合，在氮氣氛下回流，使氯交聯(lián)被雙核螯合配位體L切斷，從而獲得本發(fā)明的有機金屬配合物(下述的合成路線(c))。

應(yīng)予說明，L表示具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有羧基的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有酚性羥基的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種配位體，具體地可以舉出乙酰丙酮、丙二酸二甲酯、吡啶甲酸、脯氨酸、亞水楊基胺、水楊醛、8-羥基喹啉等。
作為如此獲得的本發(fā)明的有機金屬配合物的具體例，可以舉出例如下述結(jié)構(gòu)式(13)～(20)等的有機金屬配合物。其中，雖然在結(jié)構(gòu)式(16)和(20)中公開的是反式結(jié)構(gòu)，但是順式結(jié)構(gòu)也是可以的。


雖然以上示出了使用雙核螯合配位體L的構(gòu)成的一例，但是本發(fā)明的有機金屬配合物不限定于這些配合物。
例如，象由以下的結(jié)構(gòu)式(21)～(24)表示的那樣，也可以是使用鄰位金屬化配位體(在結(jié)構(gòu)式(21)～(24)中為2-苯基吡啶)代替上述的雙核螯合配位體L的構(gòu)成。這些有機金屬配合物可以經(jīng)由上述反應(yīng)式(C)的生成物進(jìn)行合成。例如，結(jié)構(gòu)式(21)的有機金屬配合物可通過使上述的結(jié)構(gòu)式(13)與2-苯基吡啶進(jìn)行反應(yīng)來獲得。應(yīng)予也說明，在鉑的環(huán)金屬配合物的情況下，以形成順式結(jié)構(gòu)式的場合居多，因此在結(jié)構(gòu)式(22)和(24)中公開了順式的結(jié)構(gòu)體，但是反式的結(jié)構(gòu)體也是可以的。

或者，也可以象以下的結(jié)構(gòu)式(25)～(28)表示的那樣，作為使用同一種配位體的構(gòu)成。關(guān)于這些有機金屬配合物，也可以經(jīng)由上述反應(yīng)式(c)的生成物來合成。例如，結(jié)構(gòu)式(25)的有機金屬配合物可以通過使上述結(jié)構(gòu)式(13)與10-(2-吡啶基)吩噻嗪進(jìn)行反應(yīng)來獲得。應(yīng)予以說明，在鉑的環(huán)金屬配合物的情況下，以形成順式結(jié)構(gòu)體的場合居多，因此在結(jié)構(gòu)式(26)和(28)中公開了順式的結(jié)構(gòu)體，但是反式的結(jié)構(gòu)體也是可以的。

如上所述的本發(fā)明的有機金屬配合物可以作為光敏化劑或磷光材料使用，下面接著描述其適用于場致發(fā)光元件的方案。
本發(fā)明的場致發(fā)光元件基本上是一種在一對電極(陽極和陰極)之間夾持著含有上述本發(fā)明的有機金屬配合物的場致發(fā)光層(至少含有發(fā)光層，而且由選自空穴注入層、空穴輸送層、發(fā)光層、空穴阻擋層、電子輸送層、電子注入層中的任一種層或多種層構(gòu)成)的元件構(gòu)成。
另外，作為在場致發(fā)光層中使用的本發(fā)明的有機金屬配合物以外的材料，可以使用公知的材料，也可以使用低分子類材料和高分子類材料中的任一種。應(yīng)予以說明，作為用于形成場致發(fā)光層的材料，并不限于只由有機化合物材料構(gòu)成，其中也可以含有一部分的無機化合物。
下面詳細(xì)地說明本發(fā)明的場致發(fā)光元件的實施方案。
在本實施方案1中，利用圖1來說明場致發(fā)光元件的元件構(gòu)成，該場致發(fā)光元件具有含有本發(fā)明的有機金屬配合物的發(fā)光層、由低分子類材料構(gòu)成的空穴注入層、空穴輸送層、空穴阻擋層和電子輸送層。
在圖1中示出的結(jié)構(gòu)是，在基板100上形成第1電極101、在第1電極101上形成場致發(fā)光層102、再在其上面形成第2電極103。
應(yīng)予說明，此處，作為用于基板100的材料，只要是在傳統(tǒng)的場致發(fā)光元件中使用的材料即可，例如可以使用由玻璃、石英、透明塑料等構(gòu)成的材料。
另外，在本實施方案1中的第1電極101作為陽極起作用，而第2電極103則作為陰極起作用。
也就是說，第1電極101由陽極材料形成，此處，作為可供使用的陽極材料，優(yōu)選是功函數(shù)大(功函數(shù)在4.0eV以上)的金屬、合金、導(dǎo)電性化合物以及它們的混合物等。作為陽極材料的具體例，可以使用I TO(氧化銦錫)、在氧化銦中混合進(jìn)2～20％氧化鋅(ZnO)的IZO(氧化銦鋅)以及金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)或金屬材料的氮化物(TiN)等。
另一方面，作為可用于形成第2電極103的陰極材料，優(yōu)選使用功函數(shù)小(功函數(shù)在3.8eV以下)的金屬、合金、導(dǎo)電性化合物以及它們的混合物。應(yīng)予說明，作為陰極材料的具體例，可以使用那些屬于元素周期表第1族或第2族的元素，也就是Li或Cs等的堿金屬和Mg、Ca、Sr等的堿土類金屬以及含有這些金屬的合金(Mg:Ag、Al:Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)以及包括稀土類金屬在內(nèi)的過渡金屬來形成，也可以通過將Al、Ag、ITO等的金屬(包括合金)積層來形成。
另外，可以通過蒸鍍法、濺射法等將上述的陽極材料和陰極材料形成薄膜，從而分別形成第1電極101和第2電極103。膜厚優(yōu)選為10～500nm。
另外，在本發(fā)明的場致發(fā)光元件中的結(jié)構(gòu)為，由場致發(fā)光層中的載波的再結(jié)合而產(chǎn)生的光從第1電極101或第2電極103的一方或兩方發(fā)射到外部。也就是說，在由第1電極101發(fā)射光時，第1電極101用透光性的材料來形成，在由第2電極103側(cè)發(fā)射光時，第2電極103用透光性的材料來形成。
另外，場致發(fā)光層102可以通過將許多層積層在一起來形成，而在本實施方案1中，通過將空穴注入層111、空穴輸送層112、發(fā)光層113、空穴阻擋層114和電子輸送層115積層在一起來形成。
作為用于形成空穴注入層111的空穴注入材料，酞菁類化合物是有效的。例如，可以使用酞菁(簡稱H2Pc)、銅酞菁(簡稱CuPc)等。
作為用于形成空穴輸送層112的空穴輸送材料，優(yōu)選是芳香族胺類(即，具有苯環(huán)—氮鍵)的化合物。作為廣泛可供使用的材料，例如可以舉出4，4′-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱TPD)以及作為其衍生物的4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱α-NPD)或者4，4′，4″-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(簡稱TDATA)、4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡稱MTDATA)等的星芒(スタ一バ一スト)型芳香族胺類化合物。
發(fā)光層113含有本發(fā)明的有機金屬配合物，例如可以通過將有機金屬配合物與主體材料共蒸鍍來形成。作為主體材料，可以使用公知的材料，例如可以舉出4，4′-雙(N-咔唑基)聯(lián)苯(簡稱CBP)或2，2′，2″-(1，3，5-均苯三基)-三[1-苯基-1H-苯并咪唑](簡稱TPBI)等。或者，也可以用僅由本發(fā)明的有機金屬配合物構(gòu)成的層來形成發(fā)光層113。
作為用于形成空穴阻擋層114的空穴阻擋層材料，可以使用雙(2-甲基-8-喹啉醇化物)-4-苯基酚鋁鹽(簡稱BAlq)、1，3-雙[5-(對叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(簡稱OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱P-EtTAZ)、4，7-二苯基-1，10-菲繞啉(簡稱BPhen)、溶銅靈(簡稱BCP)等。
作為在形成電子輸送層115時的電子輸送材料，優(yōu)選是三(8-喹啉醇化物)鋁(簡稱Alq3)、三(5-甲基-8-喹啉醇化物)鋁(簡稱Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉酸)鈹(簡稱BeBq2)、如上文提到的BAlq等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬配合物。另外還可以舉出雙[2-(2-羥苯基)-苯并噁唑酸]鋅(簡稱Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥苯基)-苯并噻唑酸]鋅(簡稱Zn(BTZ)2)等具有噁唑類、噻唑類配位體的金屬配合物。進(jìn)而，除了金屬配合物之外，2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(簡稱PBD)或者在上文述及的OXD-7、TAZ、p-EtTAZ、Bphen、BCP等也可作為電子輸送材料使用。
按照上述的方法，可以形成一種具有含有本發(fā)明的有機金屬配合物的發(fā)光層113、由低分子系材料構(gòu)成的空穴注入層111、空穴輸送層112、空穴阻擋層114和電子輸送層115的場致發(fā)光元件。
應(yīng)予說明，本實施方案1是一種以由本發(fā)明的有機金屬配合物發(fā)出的光作為發(fā)光顏色的場致發(fā)光元件。
在本實施方案2中，利用圖2來說明一種具有含有本發(fā)明的有機金屬配合物的發(fā)光層、及由高分子系材料構(gòu)成的空穴注入層，并通過濕式處理法對其進(jìn)行處理而形成的場致發(fā)光元件的元件構(gòu)成。
應(yīng)予以說明，對于基板200、第1電極201、第2電極203，可以使用與實施方案1相同的材料并按照同樣的方法來形成，因此省略其說明。
另外，在本實施方案2中，通過將空穴注入層211、發(fā)光層212積層來形成場致發(fā)光層202。
作為用于形成空穴注入層211的空穴注入材料，可以使用摻雜有聚苯乙烯磺酸(簡稱PSS)的聚乙烯二羥基噻吩(簡稱PEDOT)或者摻雜有四氰基喹啉并二甲烷(簡稱TCNQ)等受體的聚苯胺(簡稱PAni)或聚乙烯基咔唑(簡稱PVK)等。
發(fā)光層212含有本發(fā)明的有機金屬配合物作為客體材料。主體材料只要是雙極性的材料即可，但是也可以通過將空穴輸送材料與電子輸送材料混合來使其成為雙極性。例如，將空穴輸送性的高分子化合物(例如PVK)與上述的電子輸送材料(例如PBD)按7∶3的摩爾比溶解于同一溶劑中，進(jìn)而向其中添加適量(5wt％左右)的本發(fā)明的有機金屬配合物，如此制成溶液，將該溶液進(jìn)行濕式涂布，即可獲得發(fā)光層212。
按照上述的方法，可以獲得一種具有含有本發(fā)明的有機金屬配合物的發(fā)光層212、由高分子類材料構(gòu)成的空穴注入層211，并通過濕式處理法對其進(jìn)行處理而形成的場致發(fā)光元件。
應(yīng)予說明，本實施方案2是一種以本發(fā)明的有機金屬配合物發(fā)出的光作為發(fā)光顏色的場致發(fā)光元件。

在本實施方案3中，利用圖3來說明一種具有含有本發(fā)明的有機金屬配合物和熒光性化合物的兩種客體材料的發(fā)光層、由低分子類材料構(gòu)成的空穴注入層、空穴輸送層、空穴阻擋層和電子輸送層的場致發(fā)光元件的元件構(gòu)成。
應(yīng)予說明，對于基板300、第1電極301、第2電極303、空穴注入層311、空穴輸送層312、空穴阻擋層314、電子輸送層315，可以使用與實施方案1相同的材料并按照同樣的方法來形成，因此省略其說明。
另外，在本實施方案3中，通過將空穴注入層311、空穴輸送層312、發(fā)光層313、空穴阻擋層314、電子輸送層315積層來形成場致發(fā)光層302。
本實施方案的發(fā)光層313由主體材料、作為第一客體材料的本發(fā)明的有機金屬配合物、作為第二客體材料的熒光性化合物構(gòu)成。作為主體材料，可以使用在實施方案1中述及的材料。
另外，作為第二客體材料，可以使用公知的熒光性化合物，具體地可以使用DCM1、DCM2、DCJTB、喹吖酮、N，N-二甲基喹吖酮、紅熒烯、苝、DPT、Co-6、PMDFB、BTX、ABTX等。
在本實施方案3中。與非專利文獻(xiàn)6同樣，在發(fā)光層313中，作為第一客體材料的本發(fā)明的有機金屬配合物作為一種引起敏化作用的物質(zhì)起作用，它促使作為第二客體材料的熒光性化合物的一重激發(fā)態(tài)的量增大。因此，本實施方案3的場致發(fā)光元件是一種以由熒光性化合物發(fā)出的光作為發(fā)光顏色的發(fā)光元件，而且，其發(fā)光效率要比使用傳統(tǒng)的熒光性化合物的場致發(fā)光元件有所提高。
下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施方案。但是，本發(fā)明可以按許多不同的方案來實施，在不脫離本發(fā)明的主要思想及其范圍的條件下可以對其方案及詳細(xì)步驟進(jìn)行各種各樣的變更，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員都可容易理解。因此，本發(fā)明不能解釋為只限定于本實施方案所記載的內(nèi)容。
(合成例1)
在本合成例中例示出由上述結(jié)構(gòu)式(13)表示的本發(fā)明的有機金屬配合物(簡稱Ir(ppt)2(acac))的合成方法。
首先，使用鄰二氯苯20ml作為溶劑，向其中混合進(jìn)吩噻嗪(東京化成工業(yè)社制)2.35g(11.8mmol)、2-碘吡啶(東京化成工業(yè)社制)3.63g(17.7mmol)、碳酸鉀6.55g、銅粉末1.5g、18-冠-6-醚0.31g，在氮氣氛中回流16小時。然后，除去銅和無機鹽，在甲苯溶劑中進(jìn)行柱純化，由此獲得配位體ppt(10-(2-吡啶基)吩噻嗪)(乳白色粉末，收率70％)。合成路線的概要示于下述的(a-1)中。
應(yīng)予以說明，在測定所獲乳白色粉末的IR吸收光譜時發(fā)現(xiàn)，來自吩噻嗪的N-H伸縮振動(3340cm-1)消失，這表明進(jìn)行了反應(yīng)。
2)的合成]接著，將2-乙氧基乙醇30ml和水10ml的混合液作為溶劑，將其與上述獲得的ppt1.19g(4.3mmol)、氯化銥(IrCl3·HCl·H2O)(KISHIDA化學(xué)社制)0.50g(1.7mmol)混合，在氮氣氛中回流18小時，獲得了多核配合物配合物[Ir(ppt)2Cl]2(黃色粉末，收率70％)。合成路線的概要示于下述的(b-1)中。
[步驟3本發(fā)明的有機金屬配合物(Ir(ppt)2(acac))的合成]進(jìn)而，將2-乙氧基乙醇30ml作為溶劑，將其與上述獲得的[Ir(ppt)2Cl]20.78g(0.50mmol)、乙酰丙酮0.15ml(1.5mmol)、碳酸鈉0.53g混合，在氮氣氛中回流18小時。將所獲的黃色粉末以二氯甲烷作為溶劑進(jìn)行柱純化，獲得了本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppt)2(acac)(黃色粉末，收率60％)。合成路線的概要示于下述的(c-1)中。
應(yīng)予以說明，在對所獲的黃色粉末進(jìn)行質(zhì)譜分析(ESI-MS)時發(fā)現(xiàn)，在作為Ir(ppt)2(acac)(化學(xué)式C39H29IrN4O2S2，分子量842)的分子量前后的m/z 840、841、842、843、844處觀測到同位素離子。另外，作為Ir(ppt)2(acac)的鈉加成物，在m/z 863、864、865、866、867處觀測到同樣的同位素離子。這些同位素峰的離子強度的圖形與理論計算的結(jié)果相同。因此，可以認(rèn)為已獲得了由上述結(jié)構(gòu)式(13)表示的本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppt)2(acac)。
另外，IH-NMR(DMSO-d6)的測定結(jié)果如下。
δ/ppm＝8.29(d，2H)、7.69(t，2H)、7.46(t，2H)、7.16(d，2H)、7.08(t，2H)、7.00(t，2H)、6.90(t，2H)、6.71(d，4H)、6.62(d，2H)、6.46(d，2H)、5.74(s，1H)、1.93(s，6H)。
另外，在利用TG-DTA測定所獲的本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppt)2(acac)的分解溫度Td時發(fā)現(xiàn)，Td＝337℃，這表明它具有良好的耐熱性。另外，還具有上述的良好的收率，在成本方面也很優(yōu)良。
其次，Ir(ppt)2(acac)在二氯乙烷中的吸收峰示于圖6中。應(yīng)予以說明，在圖6中也同時記載了配位體ppt的吸收峰。配位體ppt在280nm和300nm附近具有吸收峰。另一方面，本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppt)2(acac)在(1)300nm、(2)350nm、(3)380nm、(4)425nm附近的4個位置具有吸收峰。
吸收峰(1)與配位體pp t的吸收基本上一致，它是由配位體引起的單態(tài)π-π*遷移。另外，(2)、(3)、(4)的吸收峰是在鄰位金屬配合物等中常見的有機金屬配合物特有的吸收，可以類推，它與單態(tài)MLCT遷移、三重態(tài)π-π*遷移、三重態(tài)MLCT遷移等相對應(yīng)。特別是(4)的吸收峰在可見波段延伸出寬大的下部，可以認(rèn)為，這是三重態(tài)MLCT遷移特有的吸收峰。也就是說，可以認(rèn)為，Ir(ppt)2(acac)向三重激發(fā)態(tài)的直接光激發(fā)或能態(tài)間的交差是一種可能的化合物。
另外，Ir(ppt)2(acac)粉末的發(fā)射光譜(光致發(fā)光)示于圖7中。以365nm作為激發(fā)光。如圖7所示，在常溫下顯示出于520nm處具有發(fā)光峰的綠色光。當(dāng)考慮圖6的吸收峰時，可以認(rèn)為它是發(fā)出的磷光。
合成出由下述結(jié)構(gòu)式(29)表示的傳統(tǒng)的銥配合物(簡稱Ir(tpy)2(acac))，利用TG-DTA測定其分解溫度Td，結(jié)果為Td＝298℃。
另一方面，在合成例1中述及的本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppt)2(acac)的Td為337℃，而傳統(tǒng)的銥配合物Ir(tpy)2(acac)的Td比該值低了近40℃。因此表明，本發(fā)明的有機金屬配合物的耐熱性也優(yōu)良。
(合成例2)在本合成例中例示出由上述結(jié)構(gòu)式(17)表示的本發(fā)明的有機金屬配合物(簡稱Ir(ppx)2(acac))的合成方法。
首先，以鄰二氯苯20m l作為溶劑，將其與吩噁嗪1.73g、2-碘吡啶2.90g、碳酸鉀5.24g、銅粉末1.2g、18-冠-6-醚0.25g混合，在氮氣氛中回流8小時。然后，除去銅和無機鹽，在二氯甲烷熔劑中進(jìn)行柱純化，獲得了配位體ppx(1-(2-吡啶基)吩噁嗪)(白色粉末，收率91％)。合成路線的概要示于下述的(a-2)中。
[步驟2多核配合物([Ir(ppx)2Cl]2)的合成]
接著，以2-乙氧基乙醇30ml與水10ml的混合液作為溶劑，將其與上述獲得的ppx 2.18g、氯化銥(IrCl3·HCl·H2O)1.00g混合，在氮氣氛中回流14小時，獲得了多核配合物[Ir(ppx)2Cl]2(黃色粉末，收率96％)。合成路線的概要示于下述的(b-2)中。
[步驟3本發(fā)明的有機金屬配合物([Ir(ppx)2(acac)])的合成]進(jìn)而，以2-乙氧基乙醇30ml作為溶劑，將其與上述獲得的[Ir(ppx)2Cl]21.00g、乙酰丙酮(Hacac)0.21ml、碳酸鈉0.71g混合，在氮氣氛中回流14小時。將所獲的固體在水、乙醇、乙醚溶劑中洗滌，獲得了本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppx)2(acac)(黃色粉末，收率87％)。合成路線的概要示于下述的(c-2)中。
另外，當(dāng)利用TG-DTA測定所獲的本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppx)2(acac)的分解溫度Td時，結(jié)果為Td＝345℃，與比較例1的Ir(tpy)2(acac)(Td＝298℃)相比，可以認(rèn)為顯示良好的耐熱性。另外，還具有上述那樣良好的收率，成本方面也優(yōu)良。
另外，1H-NMR(DMSO-d6)的測定結(jié)果如下。
δ/ppm＝7.78(d，2H)、7.69(t，2H)、7.31(d，2H)、7.20(m，6H)、7.01(d，2H)、6.79(t，2H)、6.50(d，2H)、6.39(t，2H)、5.61(d，2H)、4.97(s，1H)、1.62(s，6H)。
其次，將Ir(ppx)2(acac)在二氯甲烷中的吸收光譜和發(fā)射光譜(光致發(fā)光)示于圖8中。本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppx)2(acac)在256nm、314nm、348nm和410nm處具有吸收峰，與合成例1同樣，呈現(xiàn)一種在鄰位金屬配合物等中常見的、為有機金屬配合物所特有的吸收峰。另外，發(fā)射光譜在524nm處具有峰，為綠色光。
(合成例3)在本合成例中例示出由上述結(jié)構(gòu)式(18)表示的本發(fā)明的有機金屬配合物(簡稱Ir(ppx)2(pic))的合成方法。作為原料，使用按上述的合成例2的步驟2獲得的多核配合物[Ir(ppx)2Cl]2。
首先，以2-乙氧基乙醇30ml作為溶劑，將其與[Ir(ppx)2Cl]21.00g、吡啶甲酸(pic)0.25g、碳酸鈉0.71g混合，在氮氣氛中回流14小時。接著，將所獲的固體用水、乙醇、乙醚溶劑洗滌，獲得了本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppx)2(pic)(黃色粉末，收率72％)。合成路線的概要示于下述的(c-3)中。
另外，當(dāng)利用TG-DTA測定所獲的本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppx)2(pic)的分解溫度Td時，結(jié)果為Td＝396℃，與比較例1的Ir(tpy)2(acac)(Td＝298℃)相比，可以看出它顯示出良好的耐熱性。另外，還具有上述那樣良好的收率，成本方面也優(yōu)良。
另外，1H-NMR(DMSO-d6)的測定結(jié)果如下。
δ/ppm＝8.57(d，1H)、8.00(t，1H)、7.89(d，2H)、7.75(d，1H)、7.63(d，2H)、7.33(m，2H)、7.24(m，5H)、7.11(m，2H)、7.00(t，1H)、6.81(t，1H)、6.64(m，4H)、6.45(t，1H)、6.22(d，1H)、5.86(d，1H)、5.49(d，1H)。
其次，Ir(ppx)2(pic)在二氯甲烷中的吸收光譜和發(fā)射光譜(光致發(fā)光)示于圖9中。本發(fā)明的有機金屬配合物Ir(ppx)2(pic)在226nm、314nm、338nm和396nm處具有吸收峰，與合成例1同樣，呈現(xiàn)一種在鄰位金屬配合物等中常見的、為有機金屬配合物所特有的吸收峰。另外，發(fā)射光譜在551nm處具有峰，為黃綠色的光。
在本實施例中具體地例示一種使用在合成例2中獲得的由上述結(jié)構(gòu)式(17)表示的本發(fā)明的有機金屬配合物(Ir(ppx)2(acac))作為發(fā)光體的場致發(fā)光元件。使用圖1所示的結(jié)構(gòu)作為元件結(jié)構(gòu)以及使用真空蒸鍍法作為成膜法。應(yīng)予以說明，在本實施例中，以第1電極101作為陽極，以第2電極103作為陰極。
首先，使用形成了110nm的氧化銦錫(ITO)膜的基板100作為第1電極101。第1電極101的大小為2mm見方。在該第1電極101上形成20nm的CuPc膜作為空穴注入層111，接著形成30nm的α-NPD膜作為真空輸送層112。
進(jìn)而，采用將CBP和Ir(ppx)2(acac)共蒸鍍的方法在空穴輸送層112上形成30nm的膜作為發(fā)光層113。這時，調(diào)整蒸鍍速度，以便使Ir(ppx)2(acac)在發(fā)光層113中約含8wt％。
接著，依次地形成10nm的BCP膜作為空穴阻擋層114，進(jìn)而形成20nm的Alq3膜作為電子輸送層115。以上相當(dāng)于場致發(fā)光層102。最后，形成2nm的氟化鈣膜和100nm的鋁膜，將其作為第2電極103。
圖10中示出了本實施例的元件特性。圖10(a)是亮度—電壓特性，圖10(b)是亮度—電流密度特性，圖10(c)是電流效率—亮度特性。通過向該元件施加7.0v的電壓，該元件就會以0.694mA/cm2的電流密度通過電流，從而以118cd/m2的亮度發(fā)光。另外，這時的電流效率為17.0cd/A，外部量子效率約為5.5％。因此，可以獲得大大超過那些利用由一重激發(fā)態(tài)發(fā)光(熒光)的場致發(fā)光元件的高效率?？梢哉J(rèn)為，這是由于本發(fā)明的場致發(fā)光元件顯示由三重激發(fā)態(tài)發(fā)光(磷光)的緣故。
圖11示出本實施例的場致發(fā)光元件的發(fā)射光譜。如圖11所示，這是一種在約520nm處具有峰值的綠色光。這與圖8所示的溶液中的Ir(ppx)2(acac)的發(fā)射光譜基本上相一致，這一事實表明，在本實施例中是由Ir(ppx)2(acac)發(fā)光。應(yīng)予以說明，CIE色度座標(biāo)為(x，y)＝(0.27，0.60)。
在本實施例中利用圖4來對一種在像素部具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置進(jìn)行說明。應(yīng)予以說明，圖4(A)是表示發(fā)光裝置的俯視圖，圖4(B)是沿A-A′線將圖4(A)剖開的剖面圖。以虛線表示的401是電源側(cè)驅(qū)動電路，402是像素部，403是門側(cè)驅(qū)動電路。另外，404是密封基板，405是密封劑，被密封劑405包圍的內(nèi)側(cè)成為空間407。
另外，引導(dǎo)配線408是用于向電源側(cè)驅(qū)動電路401和門側(cè)驅(qū)動電路403傳送輸入信號的配線，它還接受來自成為外部輸入端子的FPC(柔性印刷電路)409的視頻信號、時鐘信號、起動信號、復(fù)位信號等。應(yīng)予以說明，此處在圖中雖然沒有示出FPC，但是在該FPC上可以安裝印刷線路基板(PWB)。在本說明書所述的發(fā)光裝置中，不只限于發(fā)光裝置本身，而且也包含在其中安裝有FPC或PWB的狀態(tài)。
其次，利用圖4(B)來說明截面結(jié)構(gòu)。在基板410上形成了驅(qū)動電路部和像素部，但是在此處示出的是作為驅(qū)動電路部的電源側(cè)驅(qū)動電路401和像素部402。
另外，電源側(cè)驅(qū)動回路401可以通過由n通道型TFT 423與p通道型TFT 424組合而成的CMOS電路來形成。另外，形成驅(qū)動電路的TFT也可以由公知的CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路來形成。另外，在本實施方案中示出了在基板上形成驅(qū)動電路的驅(qū)動器一體型，但這不是必需的，也可以不在基板上而是在外部形成驅(qū)動電路。
另外，像素部402由包含開關(guān)用TFT 411、電流控制用TFT 412和其連接到漏電極上的第1電極413的許多個像素形成。另外，形成了覆蓋著第1電極413的端部的絕緣物414。此處，通過使用正型的感光性丙烯酸樹脂膜來形成。
另外，為了使視野達(dá)到良好狀態(tài)，在絕緣物414的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在使用正型的感光性丙烯酸樹脂作為絕緣物414的材料時，優(yōu)選只在絕緣物414的上端部形成具有曲率半徑(0.2μm～3μm)的曲面。另外，作為絕緣物414，可以使用那些在受到感光性的光作用時成為在腐蝕劑中不溶解性的負(fù)型，或者在受到光的作用時成為在腐蝕劑中溶解性的正型中的任何一種。
在第1電極413上分別形成場致發(fā)光層416和第2電極417。此處，作為在起陽極作用的第1電極413中使用的材料，優(yōu)選使用功函數(shù)大的材料。例如，可以使用ITO(氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZO)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等的單層膜，和由氮化鈦膜和以鋁作為主成分的膜形成的積層結(jié)構(gòu)，以及由氮化鈦膜和以鋁作為主成分的膜以及氮化鈦膜形成的3層結(jié)構(gòu)等。另外，在形成積層結(jié)構(gòu)時，如果采用電阻低的良好的電阻導(dǎo)體作為配線，還可以起到作為陽極的功能。
另外，場致發(fā)光層416可以通過使用蒸鍍掩模的蒸鍍法或者噴墨法來形成。在場致發(fā)光層416中，可以使用本發(fā)明的有機金屬配合物作為其中的一部分，將其與其他的材料組合使用，作為可供組合使用的材料，可以是低分子類材料，也可以是高分子類材料。另外，作為可用于場致發(fā)光層的材料，通常多數(shù)是將有機化合物按單層或積層使用的情況，但是在本發(fā)明中，也包含將無機化合物用于由有機化合物構(gòu)成的膜的一部分的構(gòu)成。
進(jìn)而，作為在場致發(fā)光層416上形成的第2電極(陰極)417中使用的材料，優(yōu)選使用功函數(shù)小的材料(Al、Ag、Li、Ca或它們的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)。另外，當(dāng)由場致發(fā)光層416產(chǎn)生的光透過第2電極417的場合，作為第2電極(陰極)417，優(yōu)選使用由膜厚薄的金屬薄膜與透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)形成的積層膜。
進(jìn)而，通過用密封劑405將密封基板404與元件基板410貼合，形成一種在被基板410、密封基板404和密封劑405包圍的空間407內(nèi)具備場致發(fā)光元件418的結(jié)構(gòu)。應(yīng)予以說明，在空間407中，除了可用惰性氣體(氮或氬等)填充之外，也包含使用密封劑405填充的結(jié)構(gòu)。
另外，作為密封劑405，優(yōu)選使用環(huán)氧系樹脂。另外，作為這些材料，優(yōu)選使用盡可能不透過水分和氧的材料。另外，作為用于密封基板404的材料，除了使用玻璃基板或石英基板之外，還可以使用由FRP(玻璃纖維強化塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯薄膜、聚酯或丙烯酸類等構(gòu)成的塑料基板。
按照以上的方法，可以獲得具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
在本實施例中，對使用具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置來完成的各種電器設(shè)備進(jìn)行說明。
作為使用具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置制成的電器設(shè)備，可以舉出攝像機、數(shù)碼照相機、護(hù)目鏡型顯示器(固定于頭部的顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音響播放裝置(車載音響、音頻增益器等)、筆記本型個人電腦、游戲機、便攜式信息終端(移動式計算機、移動電話、便攜式游戲機或電子書籍等)、具有記錄介質(zhì)的圖像播放裝置(具體地是能使數(shù)碼多功能光盤(DVD)等可以播放記錄介質(zhì)，并能夠顯示其圖像的顯示裝置)等。這些電器設(shè)備的具體例示于圖5中。
圖5(A)為顯示裝置，其中含有框體5101、支持臺5102、顯示部5103、擴音器部5104、圖像輸入端子5105等。通過將具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于上述顯示部5103，可以制成上述的顯示裝置。應(yīng)予以說明，所說的顯示裝置包括個人計算機用、TV發(fā)送接收用、廣告顯示用等所有的信息顯示用裝置。
圖5(B)為筆記本型個人電腦，包括主體5201、框體5202、顯示部5203、鍵盤5204、外部接口5205、鼠標(biāo)5206等。通過將具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于上述的顯示部5203，可以制得上述的筆記本型個人計算機。
圖5(C)是移動式計算機，包含主體5301、顯示部5302、開關(guān)5303、操作鍵5304、紅外線入口5305等。通過將具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于上述的顯示部5302，可以制得上述的移動式計算機。
圖5(D)是具有記錄介質(zhì)的便攜式圖像播放裝置(具體地是DVD播放裝置)，包含主體5401、框體5402、顯示部A5403、顯示部B5404、記錄介質(zhì)(DVD等)讀取部5405、操作鍵5406、擴音器部5407等。顯示部A5403主要顯示圖像信息，顯示部B5404主要顯示文字信息，通過將具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于上述顯示部A5403和顯示部B5404，可以制得上述的圖像播放裝置。應(yīng)予以說明，在具有記錄介質(zhì)的圖像播放裝置中也包含家庭用游戲機在內(nèi)。
圖5(E)是護(hù)目鏡型顯示器(固定于頭部的顯示器)，其中包含主體5501、顯示部5502、臂部5503。通過將具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于上述的顯示部5502，可以制得上述的護(hù)目鏡型顯示器。
圖5(F)是攝像機，其中包含主體5601、顯示部5602、框體5603、外部接口5604、遙控接收部5605、攝像部5606、電池5607、聲音輸入部5608、操作鍵5609、接眼部5610等。通過將具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于上述的顯示部5602，可以制得上述的錄像機。
圖5(G)是移動電話，其中包含主體5701、框體5702、顯示部5703、聲音輸入部5704、聲音輸出部5705、操作鍵5706、外部連接口5707、天線5708等。通過將具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于上述的顯示部5703，可以制得上述的移動電話。應(yīng)予以說明，顯示部5703如果是在黑色的背景下顯示白色的文字，則可以減少攜帶電話的耗電量。
如上所述，具有本發(fā)明的場致發(fā)光元件的發(fā)光裝置的適用范圍極廣，該發(fā)光裝置有可能適用于所有各種領(lǐng)域的電器設(shè)備。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種使用易于合成的配位體并能夠以良好收率獲得的新型有機金屬配合物。特別是可以提供一種耐熱性優(yōu)良的新型有機金屬配合物。
另外，通過使用上述的有機金屬配合物來制造場致發(fā)光元件，可以提供發(fā)光效率高的場致發(fā)光元件。進(jìn)而，通過使用上述場致發(fā)光元件來制造發(fā)光裝置，可以提供電能耗低的發(fā)光裝置。
權(quán)利要求
1.一種含有具有由下述通式(1)表示的結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物的發(fā)光材料， R1～R7各自表示氫原子、鹵素原子、低級烷基、烷氧基、?；?、硝基、氰基、氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、乙烯基、芳基、雜環(huán)殘基中的任一種；X表示氧原子或硫原子；Y表示含有氮原子作為雜原子的雜環(huán)殘基；M表示第9族原子或第10族原子。
2.一種含有具有由下述通式(2)表示的結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物的發(fā)光材料， R1～R7各自表示氫原子、鹵素原子、低級烷基、烷氧基、?；?、硝基、氰基、氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、乙烯基、芳基、雜環(huán)殘基中的任何一種；X表示氧原子或硫原子；Y表示含有氮原子作為雜原子的雜環(huán)殘基；M表示第9族原子或第10族原子，當(dāng)所述的M為第9族原子時，n＝2，當(dāng)M為第10族原子時，n＝1；另外，L表示具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有羧基的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有酚性羥基的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的Y是由五元環(huán)或六元環(huán)構(gòu)成的雜環(huán)殘基。
4.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的Y是2-吡啶基。
5.一種含有具有由下述通式(3)表示的結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物的發(fā)光材料， X表示氧原子或硫原子，另外，M表示第9族原子或第10族原子。
6.一種含有具有由下述通式(4)表示的結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物的發(fā)光材料， X表示氧原子或硫原子；另外，M表示第9族原子或第10族原子，當(dāng)所述的M為第9族原子時，n＝2，當(dāng)M為第10族原子時，n＝1；另外，L表示具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有羧基的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有酚性羥基的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的M是銥或鉑。
8.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的M是銥或鉑。
9.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的M是銥或鉑。
10.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的M是銥或鉑。
11.如權(quán)利要求2所述的有機發(fā)光材料，其特征在于，所述的L是在下述結(jié)構(gòu)式(5)至(11)中示出的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種，
12.如權(quán)利要求6所述的有機發(fā)光材料，其特征在于，所述的L是在下述結(jié)構(gòu)式(5)至(11)中示出的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種，
13.一種電子設(shè)備，其中具有使用權(quán)利要求1、2、5、6的任一項中所述發(fā)光材料的場致發(fā)光元件。
14.一種發(fā)光材料，其中含有具有由下述通式(1)表示的結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物， R1與R2、R2與R3、R4與R5、R5與R6各自互相結(jié)合，形成芳香族環(huán)；另外，X表示氧原子或硫原子；Y表示含有氮原子作為雜原子的雜環(huán)殘基；M表示第9族原子或第10族原子。
15.一種發(fā)光材料，其中含有具有由下述通式(2)表示的結(jié)構(gòu)的有機金屬配合物， R1與與R2、R2與R3、R4與R5、R5與R6各自互相結(jié)合，形成芳香族環(huán)；另外，X表示氧原子或硫原子；Y表示含有氮原子作為雜原子的雜環(huán)殘基；M表示第9族原子或第10族原子，當(dāng)所述的M為第9族原子時，n＝2，當(dāng)M為第10族原子時，n＝1；另外，L表示具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有羧基的單陰離子型的雙核螯合配位體、具有酚性羥基的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種配位體。
16.如權(quán)利要求14或15所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的Y是由五元環(huán)或六元環(huán)構(gòu)成的雜環(huán)殘基。
17.如權(quán)利要求14或15所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的Y是2-吡啶基。
18.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的M是銥原子或鉑原子。
19.如權(quán)利要求15所述的發(fā)光材料，其特征在于，所述的M是銥原子或鉑原子。
20.如權(quán)利要求15所述的有機發(fā)光材料，其特征在于，所述的L是在下述結(jié)構(gòu)式(5)至(11)中示出的單陰離子型的雙核螯合配位體中的任一種，
21.一種電子設(shè)備，其中具有使用權(quán)利要求14或15所述的發(fā)光材料的場致發(fā)光元件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種使用易于合成的配位體并且能夠收率良好地獲得的新型有機金屬配合物。本發(fā)明的目的尤其在于提供一種耐熱性優(yōu)良的有機金屬配合物。另外，本發(fā)明的目的還在于通過使用所述的有機金屬配合物制造場致發(fā)光元件來提供發(fā)光效率高的場致發(fā)光元件。為此，合成出由通式(1)表示的有機金屬配合物，而且將該有機金屬配合物用于場致發(fā)光元件。
文檔編號H05B33/14GK1751055SQ20048000429
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者瀨尾哲史, 井上英子, 德田篤史 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所