シクロメタル化遷移金属錯体及びこれを用いた有機電界発光素子
【課題】シクロメタル化遷移金属錯体及びこれを用いた有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】下記化学式
で表わされる金属錯体。有機電界発光素子の有機膜形成時に利用可能であり、４００〜６５０ｎｍ波長領域で発光するだけでなく、赤色、緑色の発光物質と共に使用して白色光を出すことができる。
【解決手段】下記化学式
で表わされる金属錯体。有機電界発光素子の有機膜形成時に利用可能であり、４００〜６５０ｎｍ波長領域で発光するだけでなく、赤色、緑色の発光物質と共に使用して白色光を出すことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シクロメタル化遷移金属錯体及びこれを用いた有機電界発光素子に係り、より詳細には、三重項ＭＬＣＴ(Ｍｅｔａｌ−ｔｏ−Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ)で青色領域から赤色領域までの光の発光が可能なシクロメタル化遷移金属錯体と、これを有機膜の形成材料として採用している有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子(有機ＥＬ素子）は、蛍光性または燐光性有機化合物薄膜(以下、有機膜という)に電流を流すと、電子と正孔とが有機膜で結合することによって光が発生する現象を用いた自発光型表示素子であって、軽量であり、部品が単純、製作工程が簡単な構造を有しており、高画質で、かつ広視野角を確保している。また、高色純度及び動映像を完璧に具現でき、低消費電力、低電圧駆動により携帯用電子機器に適した電気的特性を有している。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子は、基板上にアノードが形成されており、このアノード上にホール輸送層、発光層、電子輸送層、及びカソードが順次に形成されている構造を有している。ここで、ホール輸送層、発光層、及び電子輸送層は、有機化合物を含む有機膜である。上述のような構造を有する有機ＥＬ素子の駆動原理は、次の通りである。前記アノード及びカソード間に電圧を印加すると、アノードから注入されたホールは、ホール輸送層を経て発光層に移動する。一方、電子は、カソードから電子輸送層を経て発光層に注入され、発光層領域でキャリアが再結合して励起子を生成する。この励起子が放射失活する際に物質のバンドギャップに該当する波長の光が放出される。
【０００４】
前記有機ＥＬ素子の発光層の形成材料は、その発光メカニズムにより一重項状態の励起子を利用する蛍光物質と、三重項状態を利用する燐光物質に区別される。このような蛍光物質もしくは燐光物質を単独で、または適切なホスト物質にドーピングして発光層を形成し、電子励起の結果、ホストに一重項励起子及び三重項励起子が形成される。この時、一重項励起子と三重項励起子の統計的生成比率は１：３である。
【０００５】
発光層の形成材料として蛍光物質を使用する有機ＥＬ素子は、ホストで生成された三重項が浪費されるという不利な点を有する。一方、発光層の形成材料として燐光物質を使用する場合には、一重項励起子と三重項励起子とをいずれも使用できるので、内部量子効率１００％に到達できるという長所を有している(非特許文献１)。したがって、発光層の形成材料として燐光物質を使用する場合、蛍光物質よりはるかに高い発光効率を有しうる。
【０００６】
有機分子にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのような重金属を導入すれば、重金属原子効果により発生するスピン軌道カップリングを通じて三重項状態と一重項状態が混ざるようになるが、これによって禁止帯への遷移が可能になり、常温でも効果的に燐光が発生しうる。
【０００７】
最近、内部量子効率が１００％に至る燐光を用いた高効率の緑色、赤色の物質が開発された。
【０００８】
燐光を用いた高効率発光材料として、Ｉｒ、Ｐｔなどの遷移金属を含む多様な物質が発表されているが、高効率のフルカラーディスプレイや低消費電力の白色発光の応用を実現するために要求される特性を満足させる物質は、緑色領域、赤色領域に限定されており、青色領域の適切な燐光物質が開発されていないため、燐光性フルカラーの素子開発に障害となっている。
【０００９】
前記問題点を解決するために青色発光物質が開発されている(特許文献１、特許文献２)。また、分子配列を変形してＨＯＭＯ−ＬＵＭＯの差を大きくできるバルキー性官能基や配位子場強度の大きい官能基(例:シアノ基)を導入した有機金属錯体が開発された(非特許文献２)。その他にも、一般式Ｉｒ（ｐｐｙ）２Ｐ（ｐｈ）３Ｙ(但し、Ｙ＝ＣｌまたはＣＮである）のＩｒ錯体(特許文献３)、シクロメタル化配位子、キレートジホスフィン、塩素、及びシアノ基を有するＩｒ(ＩＩＩ)錯体(特許文献４）が開発された。
【００１０】
また、特許文献５には、窒素原子と炭素原子とよりなるシクロメタル化金属錯体及びこれを含んだ有機ＥＬ素子が開示されている。
【００１１】
しかし、これら物質は、何れもまだ色純度や発光効率、寿命などの側面で満足できるほどの物性を示していない実情である。
【特許文献１】国際公開第０２／１５６４５号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００６４６８１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／０１８２４４１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／００４８６８９号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書
【非特許文献１】Ｂａｌｄｏ，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３９５，１５１−１５４，１９９８
【非特許文献２】Ｍａｔ. Ｒｅｓ. Ｓｏｃ. Ｓｙｍｐ. Ｐｒｏｃ. ７０８, １１９, ２００; ３ｒｄ Ｃｈｉｔｏｓｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｆｏｒｕｍ ｏｎ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ, Ｃｈｉｔｏｓｅ, Ｊａｐａｎ, ６−８ Ｏｃｔｏｂｅｒ, ２００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しょうとする第一の技術的課題は、三重項ＭＬＣＴで青色から赤色に至る光を効率的に発光できるシクロメタル化金属錯体を提供することである。
【００１３】
本発明が解決しょうとする第二の技術的課題は、青色から赤色に至る光を効率的に発光できる有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記第一の技術的課題を達成するために、本発明では、下記化学式１で表されるシクロメタル化金属錯体を提供する:
【００１５】
【化１】
【００１６】
（化学式１）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は、置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ａ４は、置換もしくは非置換のイミダゾリレン、もしくはピラゾリレン、またはこれらの誘導体であり、Ａ１、Ａ２、及びＡ３はそれぞれ独立して水素原子、置換もしくは非置換のイミダゾリルもしくはピラゾリル、またはこれらの誘導体である。
【００１７】
第二の技術的課題を達成するために、本発明では、一対の電極間に有機膜を含む有機ＥＬ素子において、前記有機膜が前記化学式１のシクロメタル化金属錯体を含む有機ＥＬ素子を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のシクロメタル化金属錯体は、三重項ＭＬＣＴで青色から赤色領域までの光を効率的に発光できる。このような有機金属錯体は、有機ＥＬ素子の有機膜の形成時に利用可能であり、高効率の燐光材料であって、４００〜６５０ｎｍ波長領域で発光するだけでなく、緑色発光物質または赤色発光物質と共に使用して白色光を出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００２０】
本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体は、非炭素配位キレート配位子を含むことによって、高性能の効率的な青色発光が可能である。
【００２１】
本発明のシクロメタル化金属錯体は、下記化学式１の構造を有する:
【００２２】
【化２】
【００２３】
（化学式１）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は、置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ａ４は、置換もしくは非置換のイミダゾリレンもしくはピラゾリレン、またはこれらの誘導体であり、Ａ１、Ａ２、及びＡ３はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換のイミダゾリルもしくはピラゾリル、またはこれらの誘導体である。
【００２４】
本発明の他の一具現例によれば、前記シクロメタル化金属錯体は、下記化学式２ないし４で表される:
【００２５】
【化３】
【００２６】
（化学式２）
【００２７】
【化４】
【００２８】
（化学式３）
【００２９】
【化５】
【００３０】
（化学式４）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、
ｎは、１ないし３の整数である。
【００３１】
前記化学式２によるシクロメタル化遷移金属錯体は、遷移金属にホウ素イミダゾール配位子が連結された錯体であるということにその特徴があり、化学式３と４とは、ホウ素ピラゾール配位子が連結された錯体であるということにその特徴がある。
【００３２】
本発明の一具現例によれば、前記化学式１において、Ａ１ないしＡ４は、それぞれ独立してアルキル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１０)、（なお、前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ｎｅｏ−ペンチル基、１，２−ジメチルプロピル基、ｎ−ヘキシル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基、１，３−ジメチルブチル基、１−ｉｓｏ−プロピルプロピル基、１，２−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１，４−ジメチルペンチル基、２−メチル−１−ｉｓｏ−プロピルプロピル基、１−エチル−３− メチルブチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルブチル基、２−メチル−ｉｓｏ− プロピル基、１−ｔ−ブチル−２− メチルプロピル基、ｎ−ノニル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、等の炭素数１〜３０の直鎖、分岐または環状の炭化水素基などが挙げられる。）、アルケニル基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１０)、（なお、前記アルケニル基としては、例えば炭素数２〜１０個のアルケニル基が好ましく、具体的には、ビニル基、アリル基、プロペニレン基、メタアリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基、２−ペンテニル基、２−ヘキセニル基、２−オクテニル基などを好ましく挙げることができる。）、アルキニル基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１０)、（なお、前記アルキニル基としては、例えば炭素数２〜１０個のアルキニル基が好ましく、エチニル基、２−プロピニル基、２−ペンチニル基、１−メチル−３−ペンチニル基、１，１−ジメチル−２−ペンチニル基、１−メチル−３−へキシニル基、４−オクチニル基などを挙げることができる。）、アリール基(望ましくは、炭素数６ないし３０、さらに望ましくは、炭素数６ないし２０、特に望ましくは、炭素数６ないし１２)、（なお、前記アリール基の例としては、フェニル基、クロロフェニル基、ジクロロフェニル基、トリクロロフェニル基、ブロモフェニル基、フロロフェニル基、ペンタフロロフェニル基、ヨウ化フェニル基等のハロゲン化フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、エチルフェニル基、ジメチルエチルフェニル基、ｉｓｏ−プロピルフェニル基、ｔ−ブチルフェニル基、ｔ−ブチルメチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、トリフロロメチルフェニル基、等のアルキル誘導体置換フェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロポキシフェニル基、ヘキシルオキシフェニル基、シクロヘキシルオキシフェニル基、オクチルオキシフェニル基、２−エチルヘキシルオキシフェニル基、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシフェニル基、メチルエトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、１−エトキシ−４− メトキシフェニル基、クロロメトキシフェニル基、エトキシエトキシフェニル基、エトキシエトキシエトキシフェニル基等のアルコキシ基置換フェニル基、メチルチオフェニル基、エチルチオフェニル基、ｔ−ブチルチオフェニル基、ジ−ｔｅｒｔ− ブチルチオフェニル基、２−メチル−１− エチルチオフェニル基、２−ブチル−１− メチルチオフェニル基、等のアルキルチオ基置換フェニル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジアミルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアミノフェニル基、Ｎ−メチル−Ｎ− エチルアミノフェニル基、Ｎ−ブチル−Ｎ− エチルアミノフェニル基、Ｎ−ヘキシル−Ｎ− エチルアミノフェニル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルフェニル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジエチルアミノ）−メチルフェニル基、３−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルフェニル基、２−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルフェニル基等のアルキルアミノフェニル基、ナフチル基、クロロナフチル基、ジクロロナフチル基、トリクロロナフチル基、ブロモナフチル基、フロロナフチル基、ペンタフロロナフチル基、ヨウ化ナフチル基等のハロゲン化ナフチル基、エチルナフチル基、ジメチルエチルナフチル基、ｉｓｏ−プロピルナフチル基、ｔ−ブチルナフチル基、ｔ−ブチルメチルナフチル基、オクチルナフチル基、ノニルナフチル基、トリフロロメチルナフチル基等のアルキル誘導体置換ナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基、プロポキシナフチル基、ヘキシルオキシナフチル基、シクロヘキシルオキシナフチル基、オクチルオキシナフチル基、２−エチルヘキシルオキシナフチル基、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシナフチル基、メチルエトキシナフチル基、ジメトキシナフチル基、クロロメトキシナフチル基、エトキシエトキシナフチル基、エトキシエトキシエトキシナフチル基等のアルコキシ基置換ナフチル基、メチルチオナフチル基、エチルチオナフチル基、ｔ−ブチルチオナフチル基、メチルエチルチオナフチル基、ブチルメチルチナフチル基等のアルキルチオ基置換ナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジアミルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアミノナフチル基、Ｎ−メチル−Ｎ− エチルアミノナフチル基、Ｎ−ブチル−Ｎ− エチルアミノナフチル基、Ｎ−ヘキシル−Ｎ− エチルアミノナフチル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルナフチル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジエチルアミノ）−メチルナフチル基、３−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルナフチル基、２−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルナフチル基等のアルキルアミノナフチル基などを挙げることができる。）アミノ基（−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ’’））(望ましくは、（Ｒ’）（Ｒ’’）の合計炭素数が０ないし３０、さらに望ましくは、０ないし２０、特に望ましくは、０ないし１０、なお前記Ｒ’、Ｒ’’は、炭化水素基である)、アルコキシ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１０)、（なお、前記アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、ｉｓｏ−プロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、ｉｓｏ−ブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔ−ブチルオキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−ペンチルオキシ基、ｎｅｏ−ペンチルオキシ基、１，２−ジメチル−プロピルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシルオキシ基、１，３−ジメチルブチルオキシ基、１−ｉｓｏ−プロピルプロピルオキシ基、１，２−ジメチルブチルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、１，４−ジメチルペンチルオキシ基、２−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルプロピルオキシ基、１−エチル−３− メチルブチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、３−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルブチルオキシ基、２−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルオキシ基、１−ｔ−ブチル−２− メチルプロピルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基等の炭素数１〜２０の直鎖又は分枝のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ基、ブトキシエトキシ基、３−メトキシプロピルオキシ基、３−エトキシプロピルオキシ基、ジメトキシメトキシ基、ジエトキシメトキシ基、ジメトキシエトキシ基、ジエトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、ブチルオキシエトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシアルコキシ基、アルコキシアルコキシアルコキシアルコキシ基、クロロメトキシ基、２，２，２−トリクロロエトキシ基、トリフルオロメトキシ基、１，１，１，３，３，３，− ヘキサフルオロ−２− プロピルオキシ基等のハロゲン化アルコキシ基、ジメチルアミノエトキシ基、ジエチルアミノエトキシ基などのアルキルアミノアルコキシ基、ジアルキルアミノアルコキシ基等が挙げられる。）アリールオキシ基(望ましくは、６ないし３０、さらに望ましくは、６ないし２０、特に望ましくは、６ないし１２)、複素環オキシ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アシル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アルコキシカルボニル基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、炭素数２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１２)、アリールオキシカルボニル基(望ましくは、炭素数７ないし３０、さらに望ましくは、７ないし２０、特に望ましくは、７ないし１２)、アシルオキシ基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、炭素数２ないし２０、特に望ましくは、炭素数２ないし１０)、アシルアミノ基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１０)、アルコキシカルボニルアミノ基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、炭素数２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１２)、アリールオキシカルボニルアミノ基(望ましくは、炭素数７ないし３０、さらに望ましくは、炭素数７ないし２０、特に望ましくは、７ないし１２)、スルホニルアミノ基(望ましくは、１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、スルファモイル基(望ましくは、炭素数０ないし３０、さらに望ましくは、０ないし２０、特に望ましくは、０ないし１２)、カルバモイル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アルキルチオ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アリールチオ基(望ましくは、炭素数６ないし３０、さらに望ましくは、６ないし２０、特に望ましくは、６ないし１２)、複素環チオ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、スルホニル基(望ましくは、炭素数１ないし３０)、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、スルフィニル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、ウレイド基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、燐酸アミド基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、ヒドロキシル基、メルカプト基、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、複素環基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし１２)、シリル基(望ましくは、炭素数３ないし４０、さらに望ましくは、３ないし３０、特に望ましくは、３ないし２４)、及びシリルオキシ基(望ましくは、炭素数３ないし４０、さらに望ましくは、３ないし３０、特に望ましくは、３ないし２４)よりなる群から選択された置換基に置換されたイミダゾールまたはピラゾールでありうる。
【００３３】
前記化学式１のシクロメタル化遷移金属錯体は、具体的には下記化学式５の化合物でありうる。
【００３４】
【化６】
【００３５】
（化学式５）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｌは、中性配位子であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒｎ及びＲ'は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、ここで、ｎは、１ないし３の整数であり、
前記ｎ１は、１ないし４の整数である。
【００３６】
前記化学式１ないし化学式４において、ＣＹ１、ＣＹ２は、置換または非置換のベンジン環とナフタレン環のような芳香族炭化水素環；置換または非置換のピリジン環、ピラジン環、キノリン環、フラン環、チオフェン環のような芳香族ヘテロ環;置換または非置換のシクロヘキセン環のような脂肪族炭化水素環;ピラン環のような脂肪族ヘテロ環などを含みうる。
【００３７】
すなわち、前記シクロメタル化配位子(ＣＹＮ−ＣＹＣ）は、下記構造式で表されるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
【化７ａ】
【００３９】
【化７ｂ】
【００４０】
【化７ｃ】
【００４１】
また、前記ＣＹ１、ＣＹ２を置換する基としては、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、第１〜３級アミノ基などが好ましい。
【００４２】
前記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は、互いに独立して一置換または多置換の官能基であって、水素、ハロゲン原子、−ＯＲ、−Ｎ(Ｒ)２、−Ｐ(Ｒ)２、−ＰＯＲ、−ＰＯ２Ｒ、−ＰＯ３Ｒ、−ＳＲ、−Ｓｉ(Ｒ)３、−Ｂ(Ｒ)２、−Ｂ(ＯＲ)２、−Ｃ(Ｏ)Ｒ、−Ｃ(Ｏ)ＯＲ、−Ｃ(Ｏ)Ｎ(Ｒ)、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＳＯ２、−ＳＯＲ、−ＳＯ２Ｒ、−ＳＯ３Ｒ、Ｃ１−Ｃ２０のアルキル基、またはＣ６−Ｃ２０のアリール基であり、前記Ｒは、前記の通りであり、Ｚは、Ｓ、Ｏ、またはＮＲ０(Ｒ０は、水素または Ｃ１−Ｃ２０のアルキル基)である。
【００４３】
前記化学式１ないし化学式５において中性配位子として使われるＬは、例えば、下記のようであるが、これに限定されるものではない。
【００４４】
【化８】
【００４５】
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立して、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、またはヘテロアリール基でありうる。
【００４６】
また、前記中性配位子の水素もアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、またはヘテロアリール、シリル、ニトリル、ヒドロキシ、ハロゲン基に置換できる。
【００４７】
前記化学式１ないし５中、遷移金属Ｍは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、またはＡｕでありうる。
【００４８】
前記化学式１によるシクロメタル化遷移金属錯体は、下記化合物のうち何れか一つで具体化されうるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
【化９】
【００５０】
（化学式６）
【００５１】
【化１０】
【００５２】
(化学式７）
【００５３】
【化１１】
【００５４】
（化学式８）
【００５５】
【化１２】
【００５６】
（化学式９）
【００５７】
【化１３】
【００５８】
（化学式１０）
【００５９】
【化１４】
【００６０】
（化学式１１）
【００６１】
【化１５】
【００６２】
（化学式１２）
【００６３】
【化１６】
【００６４】
（化学式１３）
【００６５】
【化１７】
【００６６】
（化学式１４）
【００６７】
【化１８】
【００６８】
（化学式１５）
【００６９】
【化１９】
【００７０】
（化学式１６）
本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体は、４００ｎｍないし６５０ｎｍの波長帯で発光特性を有する。
【００７１】
本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体は、シクロメタル化モイエティを提供する出発物質である[Ｉｒ(Ｃ^Ｎ)２ＣｌＬ]２誘導体を利用してワッツ（Ｗａｔｔｓ）グループにより報告された方法(Ｆ．Ｏ．Ｇａｒｃｅｓ，Ｒ．Ｊ．Ｗａｔｔｓ，Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９８８，（３５），２４５０)によって合成可能である。
【００７２】
以下、本発明の実施例による遷移金属錯体の合成経路を説明する。
【００７３】
下記反応式を参照すれば、前記出発物質[Ｉｒ(Ｃ^Ｎ)２ＣｌＬ]２誘導体及びホウ素化合物をジクロロメタン及びメタノールなどの溶媒と混合し、これを５０℃で２ないし４８時間攪拌して本発明のホウ素イミダゾール配位子含有のシクロメタル化遷移金属錯体を合成できる。
【００７４】
【化２０】
【００７５】
前記式中、Ｘ、Ｌ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ＣＹ１、及びＣＹ２は、前記化学式１〜５で定義した通りである。
【００７６】
本発明の有機ＥＬ素子は、本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体を利用して有機膜、特に、発光層を形成して製作される。この時、前記化学式１で表される遷移金属錯体は、発光層の形成物質である燐光ドーパント材料として非常に有用であり、青色波長領域で優れた発光特性を示す。
【００７７】
本発明による遷移金属錯体を燐光ドーパントとして使用する場合、有機膜は、高分子ホスト、高分子と低分子の混合物ホスト、低分子ホスト、及び非発光高分子マトリックスよりなる群から選択された一つ以上をさらに含みうる。ここで、高分子ホスト、低分子ホスト、非発光高分子マトリックスとしては、有機ＥＬ素子用の発光層形成時に一般的に使われるものであれば、何れも使用可能である。
【００７８】
前記高分子ホストの例としては、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリフルオレンなどがあり、前記低分子ホストの例としては、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビス［９−（３，６−ビフェニルカルバゾリル）］−１，１’−ビフェニル、９，１０−ビス［（２’，７’−ｔ−ブチル）−９’，９”−スピロビフルオレニルアントラセン、テトラフルオレンなどがあり、前記非発光高分子マトリックスとしては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンなどがあるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
本発明による遷移金属錯体の含有量は、発光層形成材料の総質量１００質量部を基準として、１ないし３０質量部であることが望ましい。そして、かかるイリジウム金属錯体を発光層に導入しようとする場合には、真空蒸着法、スパッタリング法、プリンティング法、コーティング法、インクジェット法、電子ビームを用いた法などが利用できる。
【００８０】
また、本発明による遷移金属錯体は、緑色発光物質または赤色発光物質と共に使用して白色光を発光させることができる。
【００８１】
ここで、有機膜の厚さは、３０ないし１００ｎｍであることが望ましい。前記有機膜は、発光層以外に電子輸送層、正孔輸送層のように有機ＥＬ素子で一対の電極の間に形成される有機化合物よりなる膜を称する。このような有機ＥＬ素子は、一般的に知られた正極／発光層／負極、正極／バッファ層／発光層／負極、正極／正孔輸送層／発光層／負極、正極／バッファ層／正孔輸送層／発光層／負極、正極／バッファ層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極、正極／バッファ層／正孔輸送層／発光層／正孔遮断層／負極などの構造で形成できるが、これらに限定されるものではない。
【００８２】
この時、前記バッファ層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、フタロシアニン銅、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、またはそれらの誘導体を使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８３】
前記正孔輸送層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、ポリトリフェニルアミンを使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８４】
前記電子輸送層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、ポリオキサジアゾールを使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８５】
前記正孔遮断層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、ＬｉＦ、ＢａＦ２、またはＭｇＦ２などを使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
本発明の有機ＥＬ素子は、特別な装置や方法を必要とせず、通常の発光材料を用いた有機ＥＬ素子の製作方法によって製作可能である。
【００８７】
本発明によるシクロメタル化金属錯体は、４００ないし６５０ｎｍ領域で発光できる。このような有機金属錯体を用いた発光ダイオードは、フルカラー表示用の光源照明、バックライト、屋外掲示板、光通信、内部装飾などに使用可能である。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明について実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明が下記実施例のみに限定されるものではない。
【００８９】
参考例１．Ｆ２ｐｐｙダイマーの合成
【００９０】
【化２１】
【００９１】
５００ｍＬの枝付きフラスコに１９.８５ｇ(１２５ｍｍｏｌ）の２−ブロモピリジン、２５．００ｇ（１５８ｍｍｏｌ）の２，４−ジフルオロフェニルボロン酸、１００ｍＬのトルエン、エタノール４８ｍＬ、及び水９５ｍＬで製造した２Ｍの炭酸ナトリウム溶液を加え、これを窒素雰囲気下、常温で攪拌した。次いで、前記反応混合物に４．５３ｇ（３．９２ｍｍｏｌ）のテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）を入れて、窒素雰囲気下で光を遮断したまま１５時間還流した。
【００９２】
前記反応終了後、反応混合物の温度を常温に調節し、酢酸エチルと水を利用して抽出した後、カラムクロマトグラフィ(トルエン:ヘキサン＝１０:１)に分離して薄い茶色の液体(Ｆ２ｐｐｙＨ)を得た。
【００９３】
【表１】
【００９４】
前記過程によって合成した２−（４，６−ジフルオロフェニルピリジン）単量体及びＩｒＣｌ３・ｎＨ２Ｏを用いて黄色粉末であるＦ２ｐｐｙダイマーを合成した。この時、合成法は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅ．Ｓｏｃ．，１９８４，１０６，６６４７〜６６５３を参照した。
【００９５】
【表２】
【００９６】
参考例２．ＭｅＯＦ２ｐｐｙダイマーの合成
【００９７】
【化２２】
【００９８】
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−メチルピリジンを使用することを除いては、参考例１と同じ方法でＭｅＦ２ｐｐｙダイマーを合成した。
【００９９】
参考例３．ＤＭＡＦ２ｐｐｙダイマーの合成
【０１００】
【化２３】
【０１０１】
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−ジメチルアミノピリジン２５．２６ｇ（１．２５ｘ１０４ｍｍｏｌ）を使用することを除いては、参考例１と同じ方法でＤＭＡＦ２ｐｐｙダイマーを合成した。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
実施例１．化合物(７）の合成(（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４)
【０１０４】
【化２４】
【０１０５】
（工程１．ＭｅＯＦ２ｐｐｙＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｃｌの合成）
ＭｅＯＦ２ｐｐｙダイマー０．１ｍｍｏｌ及びＮ−メチルイミダゾール０．２５ｍｍｏｌをＣＨＣｌ３２０ｍｌ中、４０℃で６時間攪拌した。減圧下に溶媒を蒸発させ、黄緑色の粉末を溶離液としてＣＨ２Ｃｌ２とアセトン(１０:０．５)を使用するシリカカラムに通過させた。溶媒の蒸発後、緑色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルでＭｅＯＦ２ｐｐｙＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｃｌ化合物を確認した。
【０１０６】
（工程２．（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の合成）
ＭｅＯＦ２ｐｐｙＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｃｌ ０．１ｍｍｏｌをクロロホルム１０ｍＬ中に溶解させた。ここにＮａＢｉｍｚ４０．５ｍｍｏｌを加えてからメタノール１０ｍＬを加えた。混合物を５０℃で４ないし６時間攪拌した。溶媒を減圧下に蒸発させて除去し、ＣＨ２Ｃｌ２２０ｍＬで処理し、次いでろ過した。減圧下の蒸発によってＣＨ２Ｃｌ２を除去して黄緑色の粉末を得た（収率：６５％）。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１０７】
実施例２．化合物(８)の合成(（ＤＭＡＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４)
【０１０８】
【化２５】
【０１０９】
相応するダイマー（ＤＭＡＦ２ｐｐｙダイマー）から（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４と同じ方式で合成して錯体、（ＤＭＡＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４を得た(収率:６５％)。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（ＤＭＡＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１１０】
実施例３．化合物(９）の製造(（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４)
【０１１１】
【化２６】
【０１１２】
相応するダイマー（Ｆ２ｐｐｙダイマー）から（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４と同じ方式で合成して錯体、（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４を得た(収率:６５％)。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１１３】
実施例４．化合物(１３）の製造(（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｂｉｍｚ４)
【０１１４】
【化２７】
【０１１５】
（工程１．Ｆ２ｐｐｙＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｃｌの合成）
Ｆ２ｐｐｙダイマー０．１ｍｍｏｌ及びベンジルイソシアニド（ベンズ−イソ−ニトリル）０．２５ｍｍｏｌをＣＨＣｌ３２０ｍｌ中、室温で２４時間攪拌した。減圧下に溶媒を蒸発させ、黄色粉末を溶離液としてＣＨ２Ｃｌ２とアセトン(１０:０．５)を使用するシリカカラムに通過させた。溶媒の蒸発後、黄色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルでＦ２ｐｐｙＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｃｌ化合物を確認した。
【０１１６】
（工程２．（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｂｉｍｚ４の合成）
Ｆ２ｐｐｙＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｃｌ ０．１ｍｍｏｌをクロロホルム１０ｍＬ中に溶解させた。ここにＮａＢｉｍｚ４０．５ｍｍｏｌを加えてからメタノール１０ｍＬを加えた。混合物を５０℃で４ないし６時間攪拌した。溶媒を減圧下に蒸発させて除去し、ＣＨ２Ｃｌ２２０ｍＬで処理し、次いでろ過した。減圧下の蒸発によってＣＨ２Ｃｌ２を除去して黄色粉末を得た（収率：５０％）。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１１７】
実施例５．化合物(１５）の製造(（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−Ｂｕ）３ Ｂｉｍｚ４)
【０１１８】
【化２８】
【０１１９】
（工程１．Ｆ２ｐｐｙＩｒＰ（ｎ−Ｂｕ）３ Ｃｌの合成）
Ｆ２ｐｐｙダイマー０．１ｍｍｏｌ及びトリ−ｎ−ブチルホスフィン０．２５ｍｍｏｌをＣＨＣｌ３２０ｍｌ中、室温で２４時間攪拌した。減圧下に溶媒を蒸発させ、黄色粉末を溶離液としてＣＨ２Ｃｌ２とアセトン(１０:１)を使用するシリカカラムに通過させた。溶媒の蒸発後、黄色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルでＦ２ｐｐｙＩｒＰ（ｎ−ｂｕ）３ Ｃｌ化合物を確認した。
【０１２０】
（工程２．（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−Ｂｕ）３ Ｂｉｍｚ４の合成）
Ｆ２ｐｐｙＩｒＰ（ｎ−ｂｕ）３ Ｃｌ ０．１ｍｍｏｌをクロロホルム１０ｍＬ中に溶解させた。ここにＮａＢｉｍｚ４０．５ｍｍｏｌを加えてからメタノール１０ｍＬを加えた。混合物を５０℃で４ないし６時間攪拌した。溶媒を減圧下に蒸発させて除去し、ＣＨ２Ｃｌ２２０ｍＬで処理し、次いでろ過した。減圧下の蒸発によってＣＨ２Ｃｌ２を除去して黄色粉末を得た（収率：６０％）。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−ｂｕ）３ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１２１】
前記工程により得られた化合物などの発光特性は、前記化合物をジクロロメタンに溶解して１０-４Ｍ溶液に製造した後、溶液状態での発光特性を調べた。
【０１２２】
前記実施例から得た化合物の発光特性及びＣＩＥ(色座標)特性をまとめて下記表１に表し、図２ないし図４にＰＬスペクトルを表した。
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
前記表４から、ホウ素イミダゾール錯体化合物を導入することによって、優れた燐光特性を有するドーパントが形成され、特に、置換基の導入によって強い電場効果により４４０〜４７０ｎｍ領域で発光する青色燐光材料として適しているということが分かる。
【０１２５】
図８及び図９は、本発明の実施例１による化合物７の相異なる濃度でのエネルギー転移を示した図面である。これは、ホスト物質としてｍＣＰを使用し、ドーパント物質として実施例１で合成した化合物７の（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４を使用した場合の濃度変化によるエネルギー転移の強度を表した。
【０１２６】
図８及び９では、濃度が上昇するほどｍＣＰの強度が低下し、ドーパントの強度が高くなって、エネルギー転移がなされることが分かる。また、図９では、濃度が１０％以上になるほどドーパントの強度が低下することが分かる。
【０１２７】
有機ＥＬ素子の製作
実施例６
ＩＴＯがコーティングされた透明電極基板２０を洗浄した後、ＩＴＯを感光性樹脂とエッチング液を利用してパターニングしてＩＴＯ電極パターン１０を形成し、これをさらに洗浄した。このように洗浄された結果物上にＰＥＤＯＴ{ｐｏｌｙ(３,４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ)}[ＡＩ ４０８３] を約５０ｎｍの厚さにコーティングした後、１２０℃で約５分間ベーキングしてホール注入層１１を形成した。
【０１２８】
前記ホール注入層１１の上部に、トルエン１７．４ｇ中にＰＳ５３．１ｇを溶解させたポリスチレン溶液３．３ｇにｍＣＰ２９ｍｇ及び(Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ４ [化学式９]２．５ｍｇを混合して得た発光層の形成用の組成物を前記ホール注入層の上部にスピンコーティングし、１００℃で１時間ベーキング処理した後、真空オーブン内で溶媒を完全に除去して厚さ４０ｎｍの発光層１２を形成させた[ＰＳ２４質量％、ｍＣＰ７０質量％、（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ４６質量％]。
【０１２９】
次いで、前記高分子発光層１２の上部に真空蒸着器を利用して真空度を４×１０−６ｔｏｒｒ以下に維持しつつＢＡｌｑを真空蒸着して４０ｎｍ厚さの電子輸送層１５を形成し、次いで、この上部にＬｉＦを０．１Å／ｓｅｃの速度で真空蒸着して１０ｎｍ厚さの電子注入層を形成した。
【０１３０】
次いで、Ａｌを１０Å／ｓｅｃ の速度で蒸着して２００ｎｍ厚さのカソード１４を蒸着し、有機ＥＬ素子を完成した。この時、封止過程は、乾燥した窒素ガス雰囲気下のグローブボックスにＢａＯ粉末を入れて金属缶で密封した後、ＵＶ硬化剤で最終処理する過程を通じて行われた。
【０１３１】
前記ＥＬ素子は、多層型素子であって、概略的な構造は、図１３に示す通りであり、発光面積は９ｍｍ２であった。
【０１３２】
実施例７
（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４(化学式７）の含有量を６質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３３】
実施例８
（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４(化学式７）の含有量を８質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３４】
実施例９
（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４(化学式７)の含有量を１０質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３５】
実施例１０
（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−ｂｕ３）Ｂｉｍｚ４(化学式１５)の含有量を１０質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３６】
デバイス性能評価結果(最大発光波長、色座標、輝度、ターンオン電圧など）は表２にまとめた。
【０１３７】
【表５】
【０１３８】
前記の内容からホウ素イミダゾール錯体配位子を導入すると、優れた燐光特性を有するドーパントが形成され、青色燐光材料として適しているということが分かる。また、多様なメイン配位子を導入することによって、赤色、緑色、及び青色のフルカラーの具現が可能であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、有機ＥＬ素子の関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の実施例１による化合物の質量分析スペクトルである。
【図２】本発明の実施例３による化合物の質量分析スペクトルである。
【図３】本発明の実施例４による化合物の質量分析スペクトルである。
【図４】本発明の実施例５による化合物の質量分析スペクトルである。
【図５】本発明の実施例１による化合物のＰＬスペクトルである。
【図６】本発明の実施例２による化合物のＰＬスペクトルである。
【図７】本発明の実施例３による化合物のＰＬスペクトルである。
【図８】本発明の実施例１による化合物の相異なる濃度でのエネルギー転移を示した図面である。
【図９】本発明の実施例１による化合物の相異なる濃度でのエネルギー転移を示した図面である。
【図１０】本発明の実施例７による有機ＥＬ素子のＥＬスペクトルを示したグラフである。
【図１１】本発明の実施例６ないし９による有機ＥＬ素子の輝度効率を示したグラフである。
【図１２】本発明の実施例６ないし９による有機ＥＬ素子の外部量子効率を示したグラフである。
【図１３】本発明の実施例６ないし１０による有機ＥＬ素子の構造を概略的に示した図面である。
【符号の説明】
【０１４１】
１０ ＩＴＯ電極パターン、
１１ ホール注入層、
１２ 発光層、
１４ カソード、
１５ 電子輸送層、
２０ 基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シクロメタル化遷移金属錯体及びこれを用いた有機電界発光素子に係り、より詳細には、三重項ＭＬＣＴ(Ｍｅｔａｌ−ｔｏ−Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ)で青色領域から赤色領域までの光の発光が可能なシクロメタル化遷移金属錯体と、これを有機膜の形成材料として採用している有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子(有機ＥＬ素子）は、蛍光性または燐光性有機化合物薄膜(以下、有機膜という)に電流を流すと、電子と正孔とが有機膜で結合することによって光が発生する現象を用いた自発光型表示素子であって、軽量であり、部品が単純、製作工程が簡単な構造を有しており、高画質で、かつ広視野角を確保している。また、高色純度及び動映像を完璧に具現でき、低消費電力、低電圧駆動により携帯用電子機器に適した電気的特性を有している。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子は、基板上にアノードが形成されており、このアノード上にホール輸送層、発光層、電子輸送層、及びカソードが順次に形成されている構造を有している。ここで、ホール輸送層、発光層、及び電子輸送層は、有機化合物を含む有機膜である。上述のような構造を有する有機ＥＬ素子の駆動原理は、次の通りである。前記アノード及びカソード間に電圧を印加すると、アノードから注入されたホールは、ホール輸送層を経て発光層に移動する。一方、電子は、カソードから電子輸送層を経て発光層に注入され、発光層領域でキャリアが再結合して励起子を生成する。この励起子が放射失活する際に物質のバンドギャップに該当する波長の光が放出される。
【０００４】
前記有機ＥＬ素子の発光層の形成材料は、その発光メカニズムにより一重項状態の励起子を利用する蛍光物質と、三重項状態を利用する燐光物質に区別される。このような蛍光物質もしくは燐光物質を単独で、または適切なホスト物質にドーピングして発光層を形成し、電子励起の結果、ホストに一重項励起子及び三重項励起子が形成される。この時、一重項励起子と三重項励起子の統計的生成比率は１：３である。
【０００５】
発光層の形成材料として蛍光物質を使用する有機ＥＬ素子は、ホストで生成された三重項が浪費されるという不利な点を有する。一方、発光層の形成材料として燐光物質を使用する場合には、一重項励起子と三重項励起子とをいずれも使用できるので、内部量子効率１００％に到達できるという長所を有している(非特許文献１)。したがって、発光層の形成材料として燐光物質を使用する場合、蛍光物質よりはるかに高い発光効率を有しうる。
【０００６】
有機分子にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのような重金属を導入すれば、重金属原子効果により発生するスピン軌道カップリングを通じて三重項状態と一重項状態が混ざるようになるが、これによって禁止帯への遷移が可能になり、常温でも効果的に燐光が発生しうる。
【０００７】
最近、内部量子効率が１００％に至る燐光を用いた高効率の緑色、赤色の物質が開発された。
【０００８】
燐光を用いた高効率発光材料として、Ｉｒ、Ｐｔなどの遷移金属を含む多様な物質が発表されているが、高効率のフルカラーディスプレイや低消費電力の白色発光の応用を実現するために要求される特性を満足させる物質は、緑色領域、赤色領域に限定されており、青色領域の適切な燐光物質が開発されていないため、燐光性フルカラーの素子開発に障害となっている。
【０００９】
前記問題点を解決するために青色発光物質が開発されている(特許文献１、特許文献２)。また、分子配列を変形してＨＯＭＯ−ＬＵＭＯの差を大きくできるバルキー性官能基や配位子場強度の大きい官能基(例:シアノ基)を導入した有機金属錯体が開発された(非特許文献２)。その他にも、一般式Ｉｒ（ｐｐｙ）２Ｐ（ｐｈ）３Ｙ(但し、Ｙ＝ＣｌまたはＣＮである）のＩｒ錯体(特許文献３)、シクロメタル化配位子、キレートジホスフィン、塩素、及びシアノ基を有するＩｒ(ＩＩＩ)錯体(特許文献４）が開発された。
【００１０】
また、特許文献５には、窒素原子と炭素原子とよりなるシクロメタル化金属錯体及びこれを含んだ有機ＥＬ素子が開示されている。
【００１１】
しかし、これら物質は、何れもまだ色純度や発光効率、寿命などの側面で満足できるほどの物性を示していない実情である。
【特許文献１】国際公開第０２／１５６４５号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００６４６８１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／０１８２４４１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／００４８６８９号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書
【非特許文献１】Ｂａｌｄｏ，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．３９５，１５１−１５４，１９９８
【非特許文献２】Ｍａｔ. Ｒｅｓ. Ｓｏｃ. Ｓｙｍｐ. Ｐｒｏｃ. ７０８, １１９, ２００; ３ｒｄ Ｃｈｉｔｏｓｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｆｏｒｕｍ ｏｎ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ, Ｃｈｉｔｏｓｅ, Ｊａｐａｎ, ６−８ Ｏｃｔｏｂｅｒ, ２００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しょうとする第一の技術的課題は、三重項ＭＬＣＴで青色から赤色に至る光を効率的に発光できるシクロメタル化金属錯体を提供することである。
【００１３】
本発明が解決しょうとする第二の技術的課題は、青色から赤色に至る光を効率的に発光できる有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記第一の技術的課題を達成するために、本発明では、下記化学式１で表されるシクロメタル化金属錯体を提供する:
【００１５】
【化１】
【００１６】
（化学式１）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は、置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ａ４は、置換もしくは非置換のイミダゾリレン、もしくはピラゾリレン、またはこれらの誘導体であり、Ａ１、Ａ２、及びＡ３はそれぞれ独立して水素原子、置換もしくは非置換のイミダゾリルもしくはピラゾリル、またはこれらの誘導体である。
【００１７】
第二の技術的課題を達成するために、本発明では、一対の電極間に有機膜を含む有機ＥＬ素子において、前記有機膜が前記化学式１のシクロメタル化金属錯体を含む有機ＥＬ素子を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のシクロメタル化金属錯体は、三重項ＭＬＣＴで青色から赤色領域までの光を効率的に発光できる。このような有機金属錯体は、有機ＥＬ素子の有機膜の形成時に利用可能であり、高効率の燐光材料であって、４００〜６５０ｎｍ波長領域で発光するだけでなく、緑色発光物質または赤色発光物質と共に使用して白色光を出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００２０】
本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体は、非炭素配位キレート配位子を含むことによって、高性能の効率的な青色発光が可能である。
【００２１】
本発明のシクロメタル化金属錯体は、下記化学式１の構造を有する:
【００２２】
【化２】
【００２３】
（化学式１）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は、置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ａ４は、置換もしくは非置換のイミダゾリレンもしくはピラゾリレン、またはこれらの誘導体であり、Ａ１、Ａ２、及びＡ３はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換のイミダゾリルもしくはピラゾリル、またはこれらの誘導体である。
【００２４】
本発明の他の一具現例によれば、前記シクロメタル化金属錯体は、下記化学式２ないし４で表される:
【００２５】
【化３】
【００２６】
（化学式２）
【００２７】
【化４】
【００２８】
（化学式３）
【００２９】
【化５】
【００３０】
（化学式４）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、
ｎは、１ないし３の整数である。
【００３１】
前記化学式２によるシクロメタル化遷移金属錯体は、遷移金属にホウ素イミダゾール配位子が連結された錯体であるということにその特徴があり、化学式３と４とは、ホウ素ピラゾール配位子が連結された錯体であるということにその特徴がある。
【００３２】
本発明の一具現例によれば、前記化学式１において、Ａ１ないしＡ４は、それぞれ独立してアルキル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１０)、（なお、前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ｎｅｏ−ペンチル基、１，２−ジメチルプロピル基、ｎ−ヘキシル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基、１，３−ジメチルブチル基、１−ｉｓｏ−プロピルプロピル基、１，２−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１，４−ジメチルペンチル基、２−メチル−１−ｉｓｏ−プロピルプロピル基、１−エチル−３− メチルブチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルブチル基、２−メチル−ｉｓｏ− プロピル基、１−ｔ−ブチル−２− メチルプロピル基、ｎ−ノニル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、等の炭素数１〜３０の直鎖、分岐または環状の炭化水素基などが挙げられる。）、アルケニル基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１０)、（なお、前記アルケニル基としては、例えば炭素数２〜１０個のアルケニル基が好ましく、具体的には、ビニル基、アリル基、プロペニレン基、メタアリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基、２−ペンテニル基、２−ヘキセニル基、２−オクテニル基などを好ましく挙げることができる。）、アルキニル基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１０)、（なお、前記アルキニル基としては、例えば炭素数２〜１０個のアルキニル基が好ましく、エチニル基、２−プロピニル基、２−ペンチニル基、１−メチル−３−ペンチニル基、１，１−ジメチル−２−ペンチニル基、１−メチル−３−へキシニル基、４−オクチニル基などを挙げることができる。）、アリール基(望ましくは、炭素数６ないし３０、さらに望ましくは、炭素数６ないし２０、特に望ましくは、炭素数６ないし１２)、（なお、前記アリール基の例としては、フェニル基、クロロフェニル基、ジクロロフェニル基、トリクロロフェニル基、ブロモフェニル基、フロロフェニル基、ペンタフロロフェニル基、ヨウ化フェニル基等のハロゲン化フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、エチルフェニル基、ジメチルエチルフェニル基、ｉｓｏ−プロピルフェニル基、ｔ−ブチルフェニル基、ｔ−ブチルメチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、トリフロロメチルフェニル基、等のアルキル誘導体置換フェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロポキシフェニル基、ヘキシルオキシフェニル基、シクロヘキシルオキシフェニル基、オクチルオキシフェニル基、２−エチルヘキシルオキシフェニル基、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシフェニル基、メチルエトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、１−エトキシ−４− メトキシフェニル基、クロロメトキシフェニル基、エトキシエトキシフェニル基、エトキシエトキシエトキシフェニル基等のアルコキシ基置換フェニル基、メチルチオフェニル基、エチルチオフェニル基、ｔ−ブチルチオフェニル基、ジ−ｔｅｒｔ− ブチルチオフェニル基、２−メチル−１− エチルチオフェニル基、２−ブチル−１− メチルチオフェニル基、等のアルキルチオ基置換フェニル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジアミルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアミノフェニル基、Ｎ−メチル−Ｎ− エチルアミノフェニル基、Ｎ−ブチル−Ｎ− エチルアミノフェニル基、Ｎ−ヘキシル−Ｎ− エチルアミノフェニル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルフェニル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジエチルアミノ）−メチルフェニル基、３−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルフェニル基、２−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルフェニル基等のアルキルアミノフェニル基、ナフチル基、クロロナフチル基、ジクロロナフチル基、トリクロロナフチル基、ブロモナフチル基、フロロナフチル基、ペンタフロロナフチル基、ヨウ化ナフチル基等のハロゲン化ナフチル基、エチルナフチル基、ジメチルエチルナフチル基、ｉｓｏ−プロピルナフチル基、ｔ−ブチルナフチル基、ｔ−ブチルメチルナフチル基、オクチルナフチル基、ノニルナフチル基、トリフロロメチルナフチル基等のアルキル誘導体置換ナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基、プロポキシナフチル基、ヘキシルオキシナフチル基、シクロヘキシルオキシナフチル基、オクチルオキシナフチル基、２−エチルヘキシルオキシナフチル基、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシナフチル基、メチルエトキシナフチル基、ジメトキシナフチル基、クロロメトキシナフチル基、エトキシエトキシナフチル基、エトキシエトキシエトキシナフチル基等のアルコキシ基置換ナフチル基、メチルチオナフチル基、エチルチオナフチル基、ｔ−ブチルチオナフチル基、メチルエチルチオナフチル基、ブチルメチルチナフチル基等のアルキルチオ基置換ナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジアミルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアミノナフチル基、Ｎ−メチル−Ｎ− エチルアミノナフチル基、Ｎ−ブチル−Ｎ− エチルアミノナフチル基、Ｎ−ヘキシル−Ｎ− エチルアミノナフチル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルナフチル基、４−（Ｎ，Ｎ− ジエチルアミノ）−メチルナフチル基、３−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルナフチル基、２−（Ｎ，Ｎ− ジメチルアミノ）−エチルナフチル基等のアルキルアミノナフチル基などを挙げることができる。）アミノ基（−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ’’））(望ましくは、（Ｒ’）（Ｒ’’）の合計炭素数が０ないし３０、さらに望ましくは、０ないし２０、特に望ましくは、０ないし１０、なお前記Ｒ’、Ｒ’’は、炭化水素基である)、アルコキシ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１０)、（なお、前記アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、ｉｓｏ−プロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、ｉｓｏ−ブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔ−ブチルオキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−ペンチルオキシ基、ｎｅｏ−ペンチルオキシ基、１，２−ジメチル−プロピルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシルオキシ基、１，３−ジメチルブチルオキシ基、１−ｉｓｏ−プロピルプロピルオキシ基、１，２−ジメチルブチルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、１，４−ジメチルペンチルオキシ基、２−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルプロピルオキシ基、１−エチル−３− メチルブチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、３−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルブチルオキシ基、２−メチル−１−ｉｓｏ− プロピルオキシ基、１−ｔ−ブチル−２− メチルプロピルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基等の炭素数１〜２０の直鎖又は分枝のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ基、ブトキシエトキシ基、３−メトキシプロピルオキシ基、３−エトキシプロピルオキシ基、ジメトキシメトキシ基、ジエトキシメトキシ基、ジメトキシエトキシ基、ジエトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、ブチルオキシエトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシアルコキシ基、アルコキシアルコキシアルコキシアルコキシ基、クロロメトキシ基、２，２，２−トリクロロエトキシ基、トリフルオロメトキシ基、１，１，１，３，３，３，− ヘキサフルオロ−２− プロピルオキシ基等のハロゲン化アルコキシ基、ジメチルアミノエトキシ基、ジエチルアミノエトキシ基などのアルキルアミノアルコキシ基、ジアルキルアミノアルコキシ基等が挙げられる。）アリールオキシ基(望ましくは、６ないし３０、さらに望ましくは、６ないし２０、特に望ましくは、６ないし１２)、複素環オキシ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アシル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アルコキシカルボニル基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、炭素数２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１２)、アリールオキシカルボニル基(望ましくは、炭素数７ないし３０、さらに望ましくは、７ないし２０、特に望ましくは、７ないし１２)、アシルオキシ基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、炭素数２ないし２０、特に望ましくは、炭素数２ないし１０)、アシルアミノ基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１０)、アルコキシカルボニルアミノ基(望ましくは、炭素数２ないし３０、さらに望ましくは、炭素数２ないし２０、特に望ましくは、２ないし１２)、アリールオキシカルボニルアミノ基(望ましくは、炭素数７ないし３０、さらに望ましくは、炭素数７ないし２０、特に望ましくは、７ないし１２)、スルホニルアミノ基(望ましくは、１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、スルファモイル基(望ましくは、炭素数０ないし３０、さらに望ましくは、０ないし２０、特に望ましくは、０ないし１２)、カルバモイル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アルキルチオ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、アリールチオ基(望ましくは、炭素数６ないし３０、さらに望ましくは、６ないし２０、特に望ましくは、６ないし１２)、複素環チオ基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、スルホニル基(望ましくは、炭素数１ないし３０)、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、スルフィニル基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、ウレイド基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、燐酸アミド基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし２０、特に望ましくは、１ないし１２)、ヒドロキシル基、メルカプト基、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、複素環基(望ましくは、炭素数１ないし３０、さらに望ましくは、１ないし１２)、シリル基(望ましくは、炭素数３ないし４０、さらに望ましくは、３ないし３０、特に望ましくは、３ないし２４)、及びシリルオキシ基(望ましくは、炭素数３ないし４０、さらに望ましくは、３ないし３０、特に望ましくは、３ないし２４)よりなる群から選択された置換基に置換されたイミダゾールまたはピラゾールでありうる。
【００３３】
前記化学式１のシクロメタル化遷移金属錯体は、具体的には下記化学式５の化合物でありうる。
【００３４】
【化６】
【００３５】
（化学式５）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｌは、中性配位子であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒｎ及びＲ'は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、ここで、ｎは、１ないし３の整数であり、
前記ｎ１は、１ないし４の整数である。
【００３６】
前記化学式１ないし化学式４において、ＣＹ１、ＣＹ２は、置換または非置換のベンジン環とナフタレン環のような芳香族炭化水素環；置換または非置換のピリジン環、ピラジン環、キノリン環、フラン環、チオフェン環のような芳香族ヘテロ環;置換または非置換のシクロヘキセン環のような脂肪族炭化水素環;ピラン環のような脂肪族ヘテロ環などを含みうる。
【００３７】
すなわち、前記シクロメタル化配位子(ＣＹＮ−ＣＹＣ）は、下記構造式で表されるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
【化７ａ】
【００３９】
【化７ｂ】
【００４０】
【化７ｃ】
【００４１】
また、前記ＣＹ１、ＣＹ２を置換する基としては、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、第１〜３級アミノ基などが好ましい。
【００４２】
前記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は、互いに独立して一置換または多置換の官能基であって、水素、ハロゲン原子、−ＯＲ、−Ｎ(Ｒ)２、−Ｐ(Ｒ)２、−ＰＯＲ、−ＰＯ２Ｒ、−ＰＯ３Ｒ、−ＳＲ、−Ｓｉ(Ｒ)３、−Ｂ(Ｒ)２、−Ｂ(ＯＲ)２、−Ｃ(Ｏ)Ｒ、−Ｃ(Ｏ)ＯＲ、−Ｃ(Ｏ)Ｎ(Ｒ)、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＳＯ２、−ＳＯＲ、−ＳＯ２Ｒ、−ＳＯ３Ｒ、Ｃ１−Ｃ２０のアルキル基、またはＣ６−Ｃ２０のアリール基であり、前記Ｒは、前記の通りであり、Ｚは、Ｓ、Ｏ、またはＮＲ０(Ｒ０は、水素または Ｃ１−Ｃ２０のアルキル基)である。
【００４３】
前記化学式１ないし化学式５において中性配位子として使われるＬは、例えば、下記のようであるが、これに限定されるものではない。
【００４４】
【化８】
【００４５】
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立して、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、またはヘテロアリール基でありうる。
【００４６】
また、前記中性配位子の水素もアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、またはヘテロアリール、シリル、ニトリル、ヒドロキシ、ハロゲン基に置換できる。
【００４７】
前記化学式１ないし５中、遷移金属Ｍは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、またはＡｕでありうる。
【００４８】
前記化学式１によるシクロメタル化遷移金属錯体は、下記化合物のうち何れか一つで具体化されうるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
【化９】
【００５０】
（化学式６）
【００５１】
【化１０】
【００５２】
(化学式７）
【００５３】
【化１１】
【００５４】
（化学式８）
【００５５】
【化１２】
【００５６】
（化学式９）
【００５７】
【化１３】
【００５８】
（化学式１０）
【００５９】
【化１４】
【００６０】
（化学式１１）
【００６１】
【化１５】
【００６２】
（化学式１２）
【００６３】
【化１６】
【００６４】
（化学式１３）
【００６５】
【化１７】
【００６６】
（化学式１４）
【００６７】
【化１８】
【００６８】
（化学式１５）
【００６９】
【化１９】
【００７０】
（化学式１６）
本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体は、４００ｎｍないし６５０ｎｍの波長帯で発光特性を有する。
【００７１】
本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体は、シクロメタル化モイエティを提供する出発物質である[Ｉｒ(Ｃ^Ｎ)２ＣｌＬ]２誘導体を利用してワッツ（Ｗａｔｔｓ）グループにより報告された方法(Ｆ．Ｏ．Ｇａｒｃｅｓ，Ｒ．Ｊ．Ｗａｔｔｓ，Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９８８，（３５），２４５０)によって合成可能である。
【００７２】
以下、本発明の実施例による遷移金属錯体の合成経路を説明する。
【００７３】
下記反応式を参照すれば、前記出発物質[Ｉｒ(Ｃ^Ｎ)２ＣｌＬ]２誘導体及びホウ素化合物をジクロロメタン及びメタノールなどの溶媒と混合し、これを５０℃で２ないし４８時間攪拌して本発明のホウ素イミダゾール配位子含有のシクロメタル化遷移金属錯体を合成できる。
【００７４】
【化２０】
【００７５】
前記式中、Ｘ、Ｌ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、ＣＹ１、及びＣＹ２は、前記化学式１〜５で定義した通りである。
【００７６】
本発明の有機ＥＬ素子は、本発明によるシクロメタル化遷移金属錯体を利用して有機膜、特に、発光層を形成して製作される。この時、前記化学式１で表される遷移金属錯体は、発光層の形成物質である燐光ドーパント材料として非常に有用であり、青色波長領域で優れた発光特性を示す。
【００７７】
本発明による遷移金属錯体を燐光ドーパントとして使用する場合、有機膜は、高分子ホスト、高分子と低分子の混合物ホスト、低分子ホスト、及び非発光高分子マトリックスよりなる群から選択された一つ以上をさらに含みうる。ここで、高分子ホスト、低分子ホスト、非発光高分子マトリックスとしては、有機ＥＬ素子用の発光層形成時に一般的に使われるものであれば、何れも使用可能である。
【００７８】
前記高分子ホストの例としては、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリフルオレンなどがあり、前記低分子ホストの例としては、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビス［９−（３，６−ビフェニルカルバゾリル）］−１，１’−ビフェニル、９，１０−ビス［（２’，７’−ｔ−ブチル）−９’，９”−スピロビフルオレニルアントラセン、テトラフルオレンなどがあり、前記非発光高分子マトリックスとしては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンなどがあるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
本発明による遷移金属錯体の含有量は、発光層形成材料の総質量１００質量部を基準として、１ないし３０質量部であることが望ましい。そして、かかるイリジウム金属錯体を発光層に導入しようとする場合には、真空蒸着法、スパッタリング法、プリンティング法、コーティング法、インクジェット法、電子ビームを用いた法などが利用できる。
【００８０】
また、本発明による遷移金属錯体は、緑色発光物質または赤色発光物質と共に使用して白色光を発光させることができる。
【００８１】
ここで、有機膜の厚さは、３０ないし１００ｎｍであることが望ましい。前記有機膜は、発光層以外に電子輸送層、正孔輸送層のように有機ＥＬ素子で一対の電極の間に形成される有機化合物よりなる膜を称する。このような有機ＥＬ素子は、一般的に知られた正極／発光層／負極、正極／バッファ層／発光層／負極、正極／正孔輸送層／発光層／負極、正極／バッファ層／正孔輸送層／発光層／負極、正極／バッファ層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極、正極／バッファ層／正孔輸送層／発光層／正孔遮断層／負極などの構造で形成できるが、これらに限定されるものではない。
【００８２】
この時、前記バッファ層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、フタロシアニン銅、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、またはそれらの誘導体を使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８３】
前記正孔輸送層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、ポリトリフェニルアミンを使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８４】
前記電子輸送層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、ポリオキサジアゾールを使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８５】
前記正孔遮断層の素材としては、一般的に使われる物質を使用でき、望ましくは、ＬｉＦ、ＢａＦ２、またはＭｇＦ２などを使用できるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
本発明の有機ＥＬ素子は、特別な装置や方法を必要とせず、通常の発光材料を用いた有機ＥＬ素子の製作方法によって製作可能である。
【００８７】
本発明によるシクロメタル化金属錯体は、４００ないし６５０ｎｍ領域で発光できる。このような有機金属錯体を用いた発光ダイオードは、フルカラー表示用の光源照明、バックライト、屋外掲示板、光通信、内部装飾などに使用可能である。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明について実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明が下記実施例のみに限定されるものではない。
【００８９】
参考例１．Ｆ２ｐｐｙダイマーの合成
【００９０】
【化２１】
【００９１】
５００ｍＬの枝付きフラスコに１９.８５ｇ(１２５ｍｍｏｌ）の２−ブロモピリジン、２５．００ｇ（１５８ｍｍｏｌ）の２，４−ジフルオロフェニルボロン酸、１００ｍＬのトルエン、エタノール４８ｍＬ、及び水９５ｍＬで製造した２Ｍの炭酸ナトリウム溶液を加え、これを窒素雰囲気下、常温で攪拌した。次いで、前記反応混合物に４．５３ｇ（３．９２ｍｍｏｌ）のテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）を入れて、窒素雰囲気下で光を遮断したまま１５時間還流した。
【００９２】
前記反応終了後、反応混合物の温度を常温に調節し、酢酸エチルと水を利用して抽出した後、カラムクロマトグラフィ(トルエン:ヘキサン＝１０:１)に分離して薄い茶色の液体(Ｆ２ｐｐｙＨ)を得た。
【００９３】
【表１】
【００９４】
前記過程によって合成した２−（４，６−ジフルオロフェニルピリジン）単量体及びＩｒＣｌ３・ｎＨ２Ｏを用いて黄色粉末であるＦ２ｐｐｙダイマーを合成した。この時、合成法は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅ．Ｓｏｃ．，１９８４，１０６，６６４７〜６６５３を参照した。
【００９５】
【表２】
【００９６】
参考例２．ＭｅＯＦ２ｐｐｙダイマーの合成
【００９７】
【化２２】
【００９８】
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−メチルピリジンを使用することを除いては、参考例１と同じ方法でＭｅＦ２ｐｐｙダイマーを合成した。
【００９９】
参考例３．ＤＭＡＦ２ｐｐｙダイマーの合成
【０１００】
【化２３】
【０１０１】
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−ジメチルアミノピリジン２５．２６ｇ（１．２５ｘ１０４ｍｍｏｌ）を使用することを除いては、参考例１と同じ方法でＤＭＡＦ２ｐｐｙダイマーを合成した。
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
実施例１．化合物(７）の合成(（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４)
【０１０４】
【化２４】
【０１０５】
（工程１．ＭｅＯＦ２ｐｐｙＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｃｌの合成）
ＭｅＯＦ２ｐｐｙダイマー０．１ｍｍｏｌ及びＮ−メチルイミダゾール０．２５ｍｍｏｌをＣＨＣｌ３２０ｍｌ中、４０℃で６時間攪拌した。減圧下に溶媒を蒸発させ、黄緑色の粉末を溶離液としてＣＨ２Ｃｌ２とアセトン(１０:０．５)を使用するシリカカラムに通過させた。溶媒の蒸発後、緑色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルでＭｅＯＦ２ｐｐｙＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｃｌ化合物を確認した。
【０１０６】
（工程２．（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の合成）
ＭｅＯＦ２ｐｐｙＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｃｌ ０．１ｍｍｏｌをクロロホルム１０ｍＬ中に溶解させた。ここにＮａＢｉｍｚ４０．５ｍｍｏｌを加えてからメタノール１０ｍＬを加えた。混合物を５０℃で４ないし６時間攪拌した。溶媒を減圧下に蒸発させて除去し、ＣＨ２Ｃｌ２２０ｍＬで処理し、次いでろ過した。減圧下の蒸発によってＣＨ２Ｃｌ２を除去して黄緑色の粉末を得た（収率：６５％）。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１０７】
実施例２．化合物(８)の合成(（ＤＭＡＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４)
【０１０８】
【化２５】
【０１０９】
相応するダイマー（ＤＭＡＦ２ｐｐｙダイマー）から（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４と同じ方式で合成して錯体、（ＤＭＡＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４を得た(収率:６５％)。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（ＤＭＡＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１１０】
実施例３．化合物(９）の製造(（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４)
【０１１１】
【化２６】
【０１１２】
相応するダイマー（Ｆ２ｐｐｙダイマー）から（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４と同じ方式で合成して錯体、（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４を得た(収率:６５％)。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１１３】
実施例４．化合物(１３）の製造(（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｂｉｍｚ４)
【０１１４】
【化２７】
【０１１５】
（工程１．Ｆ２ｐｐｙＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｃｌの合成）
Ｆ２ｐｐｙダイマー０．１ｍｍｏｌ及びベンジルイソシアニド（ベンズ−イソ−ニトリル）０．２５ｍｍｏｌをＣＨＣｌ３２０ｍｌ中、室温で２４時間攪拌した。減圧下に溶媒を蒸発させ、黄色粉末を溶離液としてＣＨ２Ｃｌ２とアセトン(１０:０．５)を使用するシリカカラムに通過させた。溶媒の蒸発後、黄色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルでＦ２ｐｐｙＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｃｌ化合物を確認した。
【０１１６】
（工程２．（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｂｉｍｚ４の合成）
Ｆ２ｐｐｙＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｃｌ ０．１ｍｍｏｌをクロロホルム１０ｍＬ中に溶解させた。ここにＮａＢｉｍｚ４０．５ｍｍｏｌを加えてからメタノール１０ｍＬを加えた。混合物を５０℃で４ないし６時間攪拌した。溶媒を減圧下に蒸発させて除去し、ＣＨ２Ｃｌ２２０ｍＬで処理し、次いでろ過した。減圧下の蒸発によってＣＨ２Ｃｌ２を除去して黄色粉末を得た（収率：５０％）。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＢｅｎｚ−ｉｓｏ−ＣＮ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１１７】
実施例５．化合物(１５）の製造(（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−Ｂｕ）３ Ｂｉｍｚ４)
【０１１８】
【化２８】
【０１１９】
（工程１．Ｆ２ｐｐｙＩｒＰ（ｎ−Ｂｕ）３ Ｃｌの合成）
Ｆ２ｐｐｙダイマー０．１ｍｍｏｌ及びトリ−ｎ−ブチルホスフィン０．２５ｍｍｏｌをＣＨＣｌ３２０ｍｌ中、室温で２４時間攪拌した。減圧下に溶媒を蒸発させ、黄色粉末を溶離液としてＣＨ２Ｃｌ２とアセトン(１０:１)を使用するシリカカラムに通過させた。溶媒の蒸発後、黄色粉末を得た。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルでＦ２ｐｐｙＩｒＰ（ｎ−ｂｕ）３ Ｃｌ化合物を確認した。
【０１２０】
（工程２．（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−Ｂｕ）３ Ｂｉｍｚ４の合成）
Ｆ２ｐｐｙＩｒＰ（ｎ−ｂｕ）３ Ｃｌ ０．１ｍｍｏｌをクロロホルム１０ｍＬ中に溶解させた。ここにＮａＢｉｍｚ４０．５ｍｍｏｌを加えてからメタノール１０ｍＬを加えた。混合物を５０℃で４ないし６時間攪拌した。溶媒を減圧下に蒸発させて除去し、ＣＨ２Ｃｌ２２０ｍＬで処理し、次いでろ過した。減圧下の蒸発によってＣＨ２Ｃｌ２を除去して黄色粉末を得た（収率：６０％）。１Ｈ ＮＭＲ及びＭａｓｓスペクトルで（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−ｂｕ）３ Ｂｉｍｚ４の化合物を確認した。
【０１２１】
前記工程により得られた化合物などの発光特性は、前記化合物をジクロロメタンに溶解して１０-４Ｍ溶液に製造した後、溶液状態での発光特性を調べた。
【０１２２】
前記実施例から得た化合物の発光特性及びＣＩＥ(色座標)特性をまとめて下記表１に表し、図２ないし図４にＰＬスペクトルを表した。
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
前記表４から、ホウ素イミダゾール錯体化合物を導入することによって、優れた燐光特性を有するドーパントが形成され、特に、置換基の導入によって強い電場効果により４４０〜４７０ｎｍ領域で発光する青色燐光材料として適しているということが分かる。
【０１２５】
図８及び図９は、本発明の実施例１による化合物７の相異なる濃度でのエネルギー転移を示した図面である。これは、ホスト物質としてｍＣＰを使用し、ドーパント物質として実施例１で合成した化合物７の（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４を使用した場合の濃度変化によるエネルギー転移の強度を表した。
【０１２６】
図８及び９では、濃度が上昇するほどｍＣＰの強度が低下し、ドーパントの強度が高くなって、エネルギー転移がなされることが分かる。また、図９では、濃度が１０％以上になるほどドーパントの強度が低下することが分かる。
【０１２７】
有機ＥＬ素子の製作
実施例６
ＩＴＯがコーティングされた透明電極基板２０を洗浄した後、ＩＴＯを感光性樹脂とエッチング液を利用してパターニングしてＩＴＯ電極パターン１０を形成し、これをさらに洗浄した。このように洗浄された結果物上にＰＥＤＯＴ{ｐｏｌｙ(３,４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ)}[ＡＩ ４０８３] を約５０ｎｍの厚さにコーティングした後、１２０℃で約５分間ベーキングしてホール注入層１１を形成した。
【０１２８】
前記ホール注入層１１の上部に、トルエン１７．４ｇ中にＰＳ５３．１ｇを溶解させたポリスチレン溶液３．３ｇにｍＣＰ２９ｍｇ及び(Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ４ [化学式９]２．５ｍｇを混合して得た発光層の形成用の組成物を前記ホール注入層の上部にスピンコーティングし、１００℃で１時間ベーキング処理した後、真空オーブン内で溶媒を完全に除去して厚さ４０ｎｍの発光層１２を形成させた[ＰＳ２４質量％、ｍＣＰ７０質量％、（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰｈ−ｉｍｚ４６質量％]。
【０１２９】
次いで、前記高分子発光層１２の上部に真空蒸着器を利用して真空度を４×１０−６ｔｏｒｒ以下に維持しつつＢＡｌｑを真空蒸着して４０ｎｍ厚さの電子輸送層１５を形成し、次いで、この上部にＬｉＦを０．１Å／ｓｅｃの速度で真空蒸着して１０ｎｍ厚さの電子注入層を形成した。
【０１３０】
次いで、Ａｌを１０Å／ｓｅｃ の速度で蒸着して２００ｎｍ厚さのカソード１４を蒸着し、有機ＥＬ素子を完成した。この時、封止過程は、乾燥した窒素ガス雰囲気下のグローブボックスにＢａＯ粉末を入れて金属缶で密封した後、ＵＶ硬化剤で最終処理する過程を通じて行われた。
【０１３１】
前記ＥＬ素子は、多層型素子であって、概略的な構造は、図１３に示す通りであり、発光面積は９ｍｍ２であった。
【０１３２】
実施例７
（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４(化学式７）の含有量を６質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３３】
実施例８
（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４(化学式７）の含有量を８質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３４】
実施例９
（ＭｅＯＦ２ｐｐｙ）２ＩｒＭｅ−ｉｍｚ４(化学式７)の含有量を１０質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３５】
実施例１０
（Ｆ２ｐｐｙ）２ＩｒＰ（ｎ−ｂｕ３）Ｂｉｍｚ４(化学式１５)の含有量を１０質量％使用したことを除いては実施例６と同様にＥＬ素子を製作した。
【０１３６】
デバイス性能評価結果(最大発光波長、色座標、輝度、ターンオン電圧など）は表２にまとめた。
【０１３７】
【表５】
【０１３８】
前記の内容からホウ素イミダゾール錯体配位子を導入すると、優れた燐光特性を有するドーパントが形成され、青色燐光材料として適しているということが分かる。また、多様なメイン配位子を導入することによって、赤色、緑色、及び青色のフルカラーの具現が可能であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、有機ＥＬ素子の関連技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の実施例１による化合物の質量分析スペクトルである。
【図２】本発明の実施例３による化合物の質量分析スペクトルである。
【図３】本発明の実施例４による化合物の質量分析スペクトルである。
【図４】本発明の実施例５による化合物の質量分析スペクトルである。
【図５】本発明の実施例１による化合物のＰＬスペクトルである。
【図６】本発明の実施例２による化合物のＰＬスペクトルである。
【図７】本発明の実施例３による化合物のＰＬスペクトルである。
【図８】本発明の実施例１による化合物の相異なる濃度でのエネルギー転移を示した図面である。
【図９】本発明の実施例１による化合物の相異なる濃度でのエネルギー転移を示した図面である。
【図１０】本発明の実施例７による有機ＥＬ素子のＥＬスペクトルを示したグラフである。
【図１１】本発明の実施例６ないし９による有機ＥＬ素子の輝度効率を示したグラフである。
【図１２】本発明の実施例６ないし９による有機ＥＬ素子の外部量子効率を示したグラフである。
【図１３】本発明の実施例６ないし１０による有機ＥＬ素子の構造を概略的に示した図面である。
【符号の説明】
【０１４１】
１０ ＩＴＯ電極パターン、
１１ ホール注入層、
１２ 発光層、
１４ カソード、
１５ 電子輸送層、
２０ 基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１:
【化１】
（化学式１）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は、芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ａ４は、置換もしくは非置換のイミダゾリレンもしくはピラゾリレン、またはこれらの誘導体であり、Ａ１、Ａ２、及びＡ３はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換のイミダゾリルもしくはピラゾリル、またはこれらの誘導体である、
で表される金属錯体。
【請求項２】
前記化学式１の化合物が下記化学式２ないし化学式４:
【化２】
（化学式２）
【化３】
（化学式３）
【化４】
（化学式４）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、
ｎは、１ないし３の整数である、
を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項３】
前記Ａ１ないしＡ４は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、燐酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、複素環基、シリル基、及びシリルオキシ基よりなる群から選択される置換基により置換されることを特徴とする請求項１または２に記載の金属錯体。
【請求項４】
前記化学式１の化合物が下記化学式５:
【化５】
（化学式５）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｌは、中性配位子であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒｎ及びＲ'は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、ここで、ｎは、１ないし３の整数であり、
前記ｎ１は、１ないし４の整数である、
の構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項５】
Ｍは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、またはＡｕであることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項６】
前記化学式１の遷移金属錯体は、下記式で表示される化合物:
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
のうち何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項７】
一対の電極の間に有機膜を含む有機電界発光素子において、
前記有機膜が請求項１ないし６のうち何れか１項の金属錯体を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項８】
前記有機膜は、高分子ホスト、高分子ホストと低分子ホストとの混合物、低分子ホスト、及び非発光高分子マトリックスよりなる群から選択された少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記有機膜は、緑色発光物質または赤色発光物質をさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１】
下記化学式１:
【化１】
（化学式１）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は、芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ａ４は、置換もしくは非置換のイミダゾリレンもしくはピラゾリレン、またはこれらの誘導体であり、Ａ１、Ａ２、及びＡ３はそれぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換のイミダゾリルもしくはピラゾリル、またはこれらの誘導体である、
で表される金属錯体。
【請求項２】
前記化学式１の化合物が下記化学式２ないし化学式４:
【化２】
（化学式２）
【化３】
（化学式３）
【化４】
（化学式４）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｘは、ＮまたはＣであり、
Ｌは、中性配位子であり、
ＣＹ１及びＣＹ２は置換もしくは非置換の芳香族または脂肪族環であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、
ｎは、１ないし３の整数である、
を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項３】
前記Ａ１ないしＡ４は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、燐酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、複素環基、シリル基、及びシリルオキシ基よりなる群から選択される置換基により置換されることを特徴とする請求項１または２に記載の金属錯体。
【請求項４】
前記化学式１の化合物が下記化学式５:
【化５】
（化学式５）
前記式中、
Ｍは、遷移金属であり、
Ｌは、中性配位子であり、
ｍは、１または２であり、
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒｎ及びＲ'は、それぞれ独立して、置換基または水素原子であり、ここで、ｎは、１ないし３の整数であり、
前記ｎ１は、１ないし４の整数である、
の構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項５】
Ｍは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、またはＡｕであることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項６】
前記化学式１の遷移金属錯体は、下記式で表示される化合物:
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
のうち何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【請求項７】
一対の電極の間に有機膜を含む有機電界発光素子において、
前記有機膜が請求項１ないし６のうち何れか１項の金属錯体を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項８】
前記有機膜は、高分子ホスト、高分子ホストと低分子ホストとの混合物、低分子ホスト、及び非発光高分子マトリックスよりなる群から選択された少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記有機膜は、緑色発光物質または赤色発光物質をさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の有機電界発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２１３７２３（Ｐ２００６−２１３７２３Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９０２６（Ｐ２００６−２９０２６）
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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