新規イリジウム錯体とそれを有する有機発光素子
【課題】 発光スペクトルの半値幅の狭い、新規なイリジウム錯体を提供することを目的とする。
【解決手段】 フェニルピリジンを配位子とするイリジウム錯体であってフェニル環にピリミジン環が結合している基本骨格を有する新規イリジウム錯体を提供する。
【解決手段】 フェニルピリジンを配位子とするイリジウム錯体であってフェニル環にピリミジン環が結合している基本骨格を有する新規イリジウム錯体を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規なイリジウム錯体とそれを有する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子の開発が盛んに行われている。有機発光素子の開発には新規な燐光発光材料の開発が行われている。特許文献１にはＩｒ（ＰＰｙ）３が記載されており、特許文献２にはＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃが記載されている。
【０００３】
【化１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００１／０８２３０パンフレット
【特許文献２】特表２００３−５１５８９７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の上記構造式の化合物［Ｉｒ（ＰＰｙ）３］と特許文献２に記載の上記構造式の化合物［Ｉｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃ］は、緑色発光を示すが、発光特性の向上が望まれている。
【０００６】
本発明のイリジウム錯体は、青色から緑色領域での発光特性に優れた、新規なイリジウム錯体を提供することを目的とする。そして、それを有する優れた発光特性の有機発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
よって本発明は、下記一般式（１）に示されるイリジウム錯体を提供する。
【０００８】
【化２】
【０００９】
式（１）において、
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
【００１０】
また本発明は、
下記一般式（２）に示されるイリジウム錯体を提供する。
【００１１】
【化３】
【００１２】
式（２）において
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
Ｒ８乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、から選ばれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、発光特性に優れたイリジウム錯体を提供することができ、発光特性に優れた有機発光素子を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る化合物ＮＭ−１８と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの室温下での発光スペクトルを示す図である。
【図２】実施形態に係る化合物ＮＭ−１８と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの７７Ｋでの発光スペクトルを示す図である。
【図３】実施形態に係る化合物ＮＭ−５と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）３の室温下での発光スペクトルを示す図である。
【図４】実施形態に係る化合物ＮＭ−５と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）３の７７Ｋでの発光スペクトルを示す図である。
【図５】有機発光素子と有機発光素子に接続するスイッチング素子であるＴＦＴ素子とを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係わるイリジウム錯体は、以下の一般式（１）あるいは後述する一般式（２）で示される。
【００１６】
【化４】
【００１７】
式（１）において、
Ｈは水素原子であり、Ｎは窒素原子であり、Ｉｒはイリジウム原子である。Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基であり。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
【００１８】
上記のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、アダマンチル基、オクチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【００１９】
これらのアルキル基のうち、導電性や昇華性の観点から、メチル基、ターシャリーブチル基が好ましい。
【００２０】
また上記のアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
また上記の置換アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。
【００２１】
本発明に係わる一般式（１）で示されるイリジウム錯体は一般式（１）に示すようピリミジン環−フェニル環−ピリジン環が特定位置で結合した骨格を有している。この骨格を以降では、“一般式（１）の配位子主骨格”と記す。
【００２２】
本発明のイリジウム錯体は、一般式（１）の配位子主骨格に由来する強い配位子場によって、青色、あるいは緑色を発光する錯体として優れている。
【００２３】
ピリミジン環−フェニル環−ピリジン環からなる配位子構造は下記のＡ乃至Ｄの４つの構造が考えられるが、Ｃの構造、即ち一般式（１）の配位子主骨格が、特に青色領域における発光材料の基本骨格として優れている。
【００２４】
【化５】
【００２５】
青色と緑色の発光領域で優れた発光特性を得るためには、より強い配位子場を形成できる配位子を用いる必要がある。
【００２６】
配位子場を大きくするためには、中心金属であるイリジウムから配位子へのπバックドネーション（ｂａｃｋ ｄｏｎａｔｉｏｎ）を大きくすることが重要である。πバックドネーションとは錯体の中心金属から配位子へ向かって電子が供与されることである。
【００２７】
ピリミジン環の電子求引性に由来するπバックドネーションを効果的に働かせるためには、以下の２つが重要であると本発明者等は気付いた。上記Ａ乃至Ｄ式の構造はイリジウムとピリジン環とフェニル環とピリミジン環を有している。
１ イリジウムに結合するフェニル環と結合するピリミジン環の、フェニル環上の置換位置が、イリジウムに対してオルト位、またはパラ位にあること。
２ ピリミジン環とフェニル環の同一平面に位置できること。
【００２８】
Ｂは、イリジウムとピリミジン環はフェニル環においてメタ位の関係にあり、上記１番目の要件を満たさない。
【００２９】
また、Ａ、Ｄは、ピリミジン環の結合位の隣接位にＡはイリジウム原子による立体反発、Ｄはピリジン環による立体反発により、フェニル環とピリミジン環は立体的に平面構造を保つことが出来ない。よって、ＡとＤは２番目の要件を満たさない。
【００３０】
したがって、Ｃの構造のみが１番目の要件と２番目の要件を満たし一般式（１）の配位子主骨格が青色から緑色に優れており、特に青色領域で優れている。
【００３１】
更に、フェニル環が有する２つのＨは、即ち一般式（１）で示す２つのＨは、ピリミジン環−フェニル環との平面性を維持する上で重要である。
【００３２】
表１にピリミジン環とフェニル環との２面角を分子軌道計算によって求めた値を示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
このように、フェニル環上のピリミジン環が置換した隣接位は水素原子であることが２つの環の平面性を維持する上で好ましい。
【００３５】
なお、２面角の計算には、市販の電子状態計算ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ０３＊ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ．０１を用いて基底状態の構造最適化計算を行なった。
【００３６】
その際、量子化学計算法として、密度汎関数法（Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｏｒｙ）を採用し、汎関数にはＢ３ＬＹＰを用いた。基底関数は６−３１Ｇ＊を用いた。
＊ Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ．０１，
Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ，Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ，
Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ，Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，Ｊｒ．，Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ，
Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ，Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ，Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ，Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ，Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ，
Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ，Ｍ．Ｃｏｓｓｉ，Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ，Ｎ．Ｒｅｇａ，
Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ，Ｍ．Ｈａｄａ，Ｍ．Ｅｈａｒａ，Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ，
Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｙ．Ｈｏｎｄａ，Ｏ．Ｋｉｔａｏ，
Ｈ．Ｎａｋａｉ，Ｍ．Ｋｌｅｎｅ，Ｘ．Ｌｉ，Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ，Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ，Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ，
Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ，Ｃ．Ａｄａｍｏ，Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ，Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ，
Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ，Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ，Ｒ．Ｃａｍｍｉ，Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ，Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ，
Ｐ．Ｙ．Ａｙａｌａ，Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ，Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ，Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ，Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ，
Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ，Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ，Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｍ．Ｃ．Ｓｔｒａｉｎ，
Ｏ．Ｆａｒｋａｓ，Ｄ．Ｋ．Ｍａｌｉｃｋ，Ａ．Ｄ．Ｒａｂｕｃｋ，Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ，
Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ，Ｑ．Ｃｕｉ，Ａ．Ｇ．Ｂａｂｏｕｌ，Ｓ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄ，
Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ，Ｂ．Ｂ．Ｓｔｅｆａｎｏｖ，Ｇ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｌｉａｓｈｅｎｋｏ，Ｐ．Ｐｉｓｋｏｒｚ，
Ｉ．Ｋｏｍａｒｏｍｉ，Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ，Ｔ．Ｋｅｉｔｈ，Ｍ．Ａ．Ａｌ−Ｌａｈａｍ，
Ｃ．Ｙ．Ｐｅｎｇ，Ａ．Ｎａｎａｙａｋｋａｒａ，Ｍ．Ｃｈａｌｌａｃｏｍｂｅ，Ｐ．Ｍ．Ｗ．Ｇｉｌｌ，
Ｂ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｗ．Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ｗ．Ｗｏｎｇ，Ｃ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ，ａｎｄ Ｊ．Ａ．Ｐｏｐｌｅ，
Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＣＴ，２００４．
一般式（１）においてＲ１、Ｒ２は、大きな排除体積を持つアルキル基が好ましい。
【００３７】
なぜなら、ピリミジン環の孤立電子対を立体的に覆うことで、ピリミジン環上の窒素原子の配位能力を抑制できる。排除体積の大きい置換基としては、ＳＰ３混成軌道からなる３級炭素の置換基が有効である。例えば、ターシャリーブチル基や１−アダマンチル基、が好ましい。
【００３８】
排除体積の大きなアルキル基を導入することで、以下の少なくとも何れかが期待できる。
１ 高純度かつ、高収率で得ることが可能である。
２ 窒素原子の配位能力を抑制することで、孤立電子対によるイオン性不純物の取り込みを抑制し、有機発光素子の寿命が向上する。
３ 分子間相互作用を抑制し、発光材料の濃度消光を抑制できる。濃度消光とは高濃度の場合発光効率が低下する現象のことである。
【００３９】
Ｒ３は、錯体の安定性の観点から、排除体積の小さい置換基が好ましい。なぜなら、Ｒ３はフェニル環の水素原子と立体的にもっとも近い。Ｒ３は水素原子の立体反発が大きい場合はフェニル環ピリジン環の捩れ角が大きくなる。この捩れ角が大きい場合、ピリジン環−イリジウム原子−フェニル環の結合の歪が大きくなり、配位子−イリジウム間の結合が弱くなることが考えられるからである。そのためＲ３は水素原子が好ましい。
【００４０】
Ｒ６及びＲ７は、錯体の合成収率の観点から、排除体積の小さい置換基が好ましい。具体的には水素原子あるいはシアノ基が好ましい。
【００４１】
また、本発明に係るイリジウム錯体は、より好ましくは下記一般式（２）で示すイリジウム錯体が好ましい。
【００４２】
【化６】
【００４３】
一般式（２）におけるＲ１乃至Ｒ７は一般式（１）において説明した置換基とそれぞれ対応する。
【００４４】
Ｒ８乃至Ｒ１０は水素原子、アルキル基、からそれぞれ独立に選ばれる。
このアルキル基としては、メチル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。化合物の安定性の観点からＲ８とＲ１０はアルキル基であることが好ましい。これらのアルキル基のうち、導電性や昇華性、濃度消光抑制の観点から、メチル基、ターシャリーブチル基が好ましい。
このアルキル基が有しても良い置換基とはフッ素原子である。
【００４５】
本発明に係るイリジウム錯体は、有機発光素子の発光層のゲスト材料またはホスト材料として用いることができる。有機発光素子は対向する一対の電極とその間に配置される発光層を有している。有機発光素子は発光層以外に別の層を有しても良い。本発明に係るイリジウム錯体は、発光層以外の層、即ちホール注入層、ホール輸送層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、あるいは電子注入層のいずれの層に適宜用いることができる。
【００４６】
ここでホスト材料とゲスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で、重量比が最も大きいものがホスト材料であり、発光層を構成する化合物の中でホスト材料よりも重量比が小さいものがゲスト材料である。
【００４７】
本発明に係るイリジウム錯体は、有機発光素子の発光層のゲスト材料として好ましく用いることができる。特に青色あるいは緑色発光素子のゲスト材料として用いられることが好ましい。
【００４８】
本発明に係るイリジウム錯体の基本骨格に、置換基を導入することで、発光波長を変化させることが可能である。
【００４９】
本発明に係るイリジウム錯体を発光層のゲスト材料として用いる場合は、ホスト材料はこのイリジウム錯体よりもＬＵＭＯ準位が高い材料、言い換えれば真空順位により近いホスト材料を用いることが好ましい。というのも本発明に係るイリジウム錯体はＬＵＭＯ準位が低いため発光層、すなわちホスト材料に供給される電子をホスト材料からより良好に受けることができるからである。ＬＵＭＯ準位とは最低空軌道準位の略である。なおＨＯＭＯ準位とは最高被占準位の略である。ホスト材料とゲスト材料の更なる説明は後述する。
【００５０】
（本発明に係るイリジウム錯体の例示）
上記一般式（１）、一般式（２）のいずれかに該当する化合物の具体例を以下に示す。本発明はこれらに限られるものではない。
【００５１】
【化７】
【００５２】
【化８】
【００５３】
【化９】
【００５４】
【化１０】
【００５５】
（ＭＮ−１乃至ＭＮ−４の特徴）
これら例示化合物は、一般式（１）のＲ１とＲ２に相当するアルキル基が１級あるいは２級のアルキル基である。これは３級アルキル基に比べて分子量が小さい。
【００５６】
（ＭＮ−５乃至ＭＮ−２２の特徴）
これら例示化合物は、一般式（１）のＲ１とＲ２に相当するアルキル基が３級アルキル基である。ここで３級アルキル基はアダマンチル基やビシクロオクチル基等である。これは排除体積が大きく、ピリミジン環上の窒素原子の孤立電子対の配位能力を抑制している。材料合成時の高純度化、高収率化だけでなく、分子間相互作用を抑制し、発光素子における濃度消光抑制の効果や昇華性の向上などが期待できる。
【００５７】
（ＭＮ−１７乃至ＭＮ−２２の特徴）
ＭＮ−１７乃至ＭＮ−２２は、一般式（２）のイリジウム錯体の具体例であり、置換もしくは無置換のアセチルアセトン配位子を持つ。これらは製造が容易でありコスト的に有利である。
【００５８】
以上のように例示化合物を挙げた。また本発明に係るイリジウム錯体の基本骨格は置換基を設けることにより青から緑色に発光しうる。
【００５９】
（有機発光素子の説明）
次に本発明に係る有機発光素子を説明する。
本発明に係る有機発光素子は一対の電極である陽極と陰極とそれらの間に配置される有機化合物層とを少なくとも有する。この有機化合物層が一般式（１）あるいは一般式（２）で表されるイリジウム錯体を有する。有機発光素子とは、前記陽極および前記陰極からキャリアを注入することで前記有機化合物層中の発光性イリジウム錯体の励起子を生成させ、該励起子が基底状態にもどる際に光を放出する素子である。
【００６０】
この有機化合物層が発光層である場合、発光層は本発明に係るイリジウム錯体のみから構成されていても良いし、発光層には他の成分が存在しても良い。
【００６１】
発光層が本発明に係るイリジウム錯体を一部有しても良い場合とは、本発明に係るイリジウム錯体が発光層の主成分であってもよく、あるいは副成分であってもよい。
【００６２】
ここで主成分と副成分とは、発光層を構成する化合物の中で重量比が最も大きいものを主成分と呼び、主成分よりも重量比が小さいものを副成分と呼ぶ。
【００６３】
主成分である材料は、ホスト材料と呼ぶこともできる。
【００６４】
副成分である材料は、ドーパント（ゲスト）材料である。他にも発光アシスト材料、電荷注入材料を副成分として挙げることができる。
【００６５】
なお、本発明に係るイリジウム錯体をゲスト材料として用いる場合、ホスト材料に対するゲスト材料の濃度は０．０１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることが好ましく、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることがより好ましい。
【００６６】
本発明者らは種々の検討を行い、本発明の前記一般式（１）及び一般式（２）で表されるイリジウム錯体を発光層のホスト材料またはゲスト材料、特にゲスト材料として用いた素子が高効率で高輝度な光出力を有することを見出した。
【００６７】
以下に、本発明に係るイリジウム錯体を用いた有機発光素子の例を示す。
【００６８】
本発明に係るイリジウム錯体を用いて作製される有機発光素子としては、基板上に、順次陽極、発光層、陰極を設けた構成のものが挙げられる。他にも順次陽極、ホール輸送層、電子輸送層、陰極を設けた構成のものが挙げられる。この場合ホール輸送層と電子輸送層の界面が発光するので発光層はホール輸送層と電子輸送層であるということができる。
【００６９】
また順次陽極、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を設けたものが挙げられる。他にも順次陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を設けたものや順次、陽極、ホール輸送層、発光層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、陰極を設けたものが挙げられる。ただしこれら５種の多層型の例はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明に係るイリジウム錯体を用いた有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機化合物層界面に絶縁性層を設ける、接着層あるいは干渉層を設ける、電子輸送層もしくはホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００７０】
本発明に係る一般式（１）及び一般式（２）で表されるイリジウム錯体は、該発光素子の有機化合物層としていずれの層構成でも使用することができる。
【００７１】
ここで本発明のイリジウム錯体以外にも、必要に応じて他の化合物を一緒に用いることができる。例えばホール注入性化合物あるいは輸送性化合物、あるいはホスト材料であるホスト化合物、あるいは発光性化合物、あるいは電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物等である。これら化合物は従来公知の低分子系あるいは高分子系の化合物である。
【００７２】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００７３】
ホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物としては、ホール移動度が高い材料であることが好ましい。正孔注入性能あるいは正孔輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７４】
ホスト化合物としては、例えば、以下に示すＡＭ１乃至ＡＭ１０が挙げられる。またそれ以外に、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、カルバゾール誘導体等）、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機亜鉛錯体、及びトリフェニルアミン誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７５】
【化１１】
【００７６】
電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物としては、ホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物のホール移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入性能あるいは電子輸送性能を有する化合物としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７７】
陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物である。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーでもよい。これらの電極物質は単独で使用してもよいし複数併用して使用してもよい。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７８】
一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えば、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は単独で使用してもよいし、複数併用して使用してもよい。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７９】
本発明に係る有機発光素子において、本発明に係るイリジウム錯体を含有する層及びその他の有機化合物からなる層は、以下に示す方法により形成される。一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成する。ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００８０】
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【００８１】
（有機発光素子の用途）
本発明に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置に用いることができる。他にも電子写真方式の画像形成装置の露光光源や、液晶表示装置のバックライトなどに用いることができる。
【００８２】
表示装置は本発明に係る有機発光素子を表示部に有する。表示装置は有機発光素子によって表示することができる。
【００８３】
また表示部は画素を有し、該画素は本発明に係る有機発光素子を有してもよい。表示装置はＰＣ等の画像表示装置として用いることができる。
【００８４】
表示装置はデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の表示部に用いられてもよい。撮像装置は該表示部と撮像するための撮像光学系を有する撮像部とを有する。
【００８５】
表示装置は画像入力部と表示部とを有してもよい。画像入力部とは先述の撮像光学系であったり、ＣＣＤ等の受光手段であったり、メモリカード等を受ける手段であったり、スキャナ等である。本発明に係る有機発光素子を表示部に有する装置はたとえば上記のデジタルカメラやデジタルビデオカメラ以外にスキャナ機能と画像出力機能を有するマルチファンクションタイプの画像形成装置を挙げることができる。マルチファンクションタイプの画像形成装置はインクジェット方式の画像形成装置であっても電子写真方式の画像形成装置であっても良い。
【００８６】
次に、本発明に係る有機発光素子を使用した表示装置について説明する。
図５は画素としての有機発光素子と有機発光素子に接続するスイッチング素子を示す表示装置の断面模式図である。本図においてスイッチング素子はＴＦＴ素子である。スイッチング素子は他にもＭＩＭ素子でもよい。
【００８７】
表示装置３は、ガラス等の基板３１とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜３２が設けられている。また符号３３はＣｒ等の金属のゲート電極３３である。符号３４はゲート絶縁膜３４であり３５は半導体層である。
【００８８】
ＴＦＴ素子３８は半導体膜３５とドレイン電極３６とソース電極３７とを有している。ＴＦＴ素子３８の上部には絶縁膜３９が設けられている。コンタクトホール（スルーホール）３１０を介して有機発光素子の陽極３１１とソース電極３７とが接続されている。
【００８９】
有機化合物層３１２は本図では多層の有機化合物層を簡便のため１つの層の如き図示をしている。陰極３１３の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層３１４や第二の保護層３１５が設けられている。
【００９０】
有機発光素子はＴＦＴ素子により発光輝度が制御される。複数の有機発光素子を面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。
【００９１】
（実施例）
以下、実施例を説明する。なお本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９２】
（実施例１）
［例示化合物ＭＮ−１８の合成］
例示化合物ＭＮ−１８は下記に示すように化合物ＸＸ−３から化合物ＸＸ−４を得て、その化合物ＸＸ−４から得られる。
【００９３】
（中間体ＸＸ−３の合成）
中間体ＸＸ−１は、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２００３，３６，９７２１−９７３０．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００４，６９，６７６６−６７７１．にしたがって．
中間体ＸＸ−２は、例えば、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２００８，４７，８２４６−８２５０に従って合成できる。
【００９４】
【化１２】
【００９５】
以下に示す化合物、溶媒等を、それぞれ３００ｍｌ反応容器に投入した。
ＸＸ−１：２．８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）
ＸＸ−２：２．６ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）
トルエン：１００ｍＬ
２Ｎ−炭酸ナトリウム水溶液：１００ｍＬ
エタノール：５０ｍＬ
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム［０］：５７５ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）
【００９６】
反応溶液を９０℃に加熱し、この温度で５時間攪拌した。室温まで冷却した後、トルエン（１００ｍｌ×３回）で抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤をろ過し、ろ液を濃縮後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム）で精製した。これにより、目的化合物ＸＸ−３を２．８ｇ（８．１ｍｍｏｌ、収率＝８１％）得た。
【００９７】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である３４５を確認した。
【００９８】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．１０（ｓ，１Ｈ），８．７３（ｄ，１Ｈ），８．６３（ｄ，１Ｈ），８．１５（ｄ，１Ｈ），７．８６（ｄ，１Ｈ），７．８０（ｔ，１Ｈ），７．５９（ｔ，１Ｈ），７．２６（ｍ，１Ｈ），７．２１（ｓ，１Ｈ），１．４２（ｓ，１８Ｈ）．
【００９９】
（中間体ＸＸ−４の合成）
３００ｍｌの３つ口フラスコに塩化イリジウム（ＩＩＩ）３水和物を５００ｍｇ（１．４ｍｍｏｌ）、ＸＸ−３を１．０８ｇ（３．１ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１５ｍｌ、蒸留水５ｍｌを入れ、窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後８時間、１０５℃で攪拌した。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、メタノ−ルで洗浄した。沈殿を減圧乾燥し、ＸＸ−４を９１２ｍｇ（収率＝７０％）で得た。
【０１００】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）σ（ｐｐｍ）：９．３６（ｄ，１Ｈ），８．７０（ｓ，１Ｈ），８．１１（ｄ，１Ｈ），７．８３（ｔ，１Ｈ），７．７７（ｄ，１Ｈ），７．０１（ｄ，１Ｈ），６．８６（ｔ，１Ｈ），６．０５（ｄ，１Ｈ），１．３２（ｓ，１８Ｈ）．
【０１０１】
【化１３】
【０１０２】
（例示化合物ＭＮ−１８の合成）
３００ｍｌの３つ口フラスコにエトキシエタノ−ル１００ｍｌ、ＸＸ−４を５００ｍｇ（０．２７３ｍｍｏｌ）、アセチルアセトン８２ｍｇ（０．８１８ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム２８９ｍｇ（２．７３ｍｍｏｌ）を入れ、窒素気流下室温で攪拌し、その後８時間１０５℃で攪拌した。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗し、ＮＭ−１８を２３１ｍｇ（収率＝４３％）得た。
【０１０３】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である９８０を確認した。
【０１０４】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）σ（ｐｐｍ）：８．７６（ｓ，２Ｈ），８．５４（ｄ，２Ｈ），８．０５（ｄ，２Ｈ），７．８９（ｄ，２Ｈ），７．８１（ｔ，２Ｈ），７．１７（ｔ，２Ｈ），７．０３（ｓ，２Ｈ），６．４１（ｄ，２Ｈ），５．２３（ｓ，１Ｈ），１．７９（ｓ、６Ｈ）、１．３４（ｓ，３６Ｈ）．
【０１０５】
【化１４】
【０１０６】
例示化合物ＮＭ−１８の、１×１０−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、日立製Ｆ−４５００を用いて、４５０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、５１６ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。
【０１０７】
図１は例示化合物ＮＭ−１８の発光スペクトルと比較対象である下記構造式で示されるＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの発光スペクトルを示すグラフである。
【０１０８】
【化１５】
【０１０９】
また、図２はトルエン中、７７Ｋにおける、例示化合物ＮＭ−１８とＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの発光スペクトルを示すグラフである。
【０１１０】
発光スペクトルの第二ピークのピーク強度は、最大発光強度に対し、
例示化合物ＭＮ−１８は０．４０ Ｉｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃは０．４４であった。
以上の結果から本発明の化合物は第二ピークが小さい優れた発光材料である。
【０１１１】
また、本実施例の発光量子収率（Φ）は、Ｉｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃがΦ＝０．２９の時
例示化合物ＭＮ−１８はΦ＝０．３２であった。
【０１１２】
発光収率の観点からも発光材料として優れた骨格であるといえる。
また、例示化合物ＭＮ−１８のトルエンガラス中（７７Ｋ）における燐光寿命は、３．２μ秒であった。発光寿命の観点からも、本発明に係わるイリジウム錯体は優れた発光特性をもつといえる。
【０１１３】
（実施例２）
［ＮＭ−１８を発光材料とした有機発光素子］
本実施例では、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極の順で積層された有機発光素子を得た。
【０１１４】
ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。そのＩＴＯ基板上に、下記に示されるホール注入層としてＭＭ−１のクロロホルム溶液をスピンコート法により３０ｎｍの膜厚で成膜した。その後、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続成膜し、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。
ホール輸送層（２０ｎｍ） ＭＭ−１
発光層（４０ｎｍ） ホストＭＭ−２、ゲスト：例示化合物ＭＮ−１８ （重量比 １０％）
電子輸送層（３０ｎｍ） ＭＭ−３
金属電極層１（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ） Ａｌ
【０１１５】
【化１６】
【０１１６】
ＥＬ素子の特性は、電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。
【０１１７】
５ｍＡ／ｃｍ２の電流を流した時に、４７ｃｄ／Ａを示した。また、その時の外部量子効率（Φｅｘｅ）は１４％であり、高効率で発光することが確認された。
【０１１８】
（実施例３）
［例示化合物ＭＮ−５の合成］
本実施例は一般式（１）で示されるイリジウム錯体の一つである例示化合物ＭＮ−５の合成に関する。
【０１１９】
５０ｍｌの２つ口フラスコにＮＭ−１８を２００ｍｇ（０．２０４ｍｍｏｌ）、ＸＸ−３を９００ｍｇ（２．６１ｍｍｏｌ）を入れ、窒素気流下２３０℃付近で８時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却後、メタノールを加え生じた沈殿を濾取した。この沈殿をトルエンを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、ＭＮ−５のメリディオナル体を１４０ｍｇ（５６％）で得た。
【０１２０】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である１２２５を確認した。
【０１２１】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：８．９９（ｓ，１Ｈ），８．９４（ｓ，１Ｈ），８．９２（ｓ，１Ｈ），８．２５（ｄ，１Ｈ），８．１８−８．１４（ｍ，３Ｈ），８．０９（ｍ，２Ｈ），８．１４（ｔ，２Ｈ），７．７０（ｔ，１Ｈ），７．６６−７．６０（ｍ，２Ｈ），７．７４（ｔ，１Ｈ），７．１９（ｔ，１Ｈ），７．０８（ｓ，１Ｈ），７．０７（ｓ，１Ｈ），７．０４（ｓ，１Ｈ），６．９０（ｔ，１Ｈ），６．８０（ｍ，１Ｈ），６．７５（ｍ，３Ｈ），１．５４（ｓ，５２Ｈ）．
【０１２２】
【化１７】
【０１２３】
次に例示化合物（ＭＮ−５）の光異性化について示す。
【０１２４】
アルゴン雰囲気下１００ｍｌパイレックス（登録商標）試験管にＭＮ−５のメリディオナル体を１２０ｍｇを入れＤＭＦ６０ｍｌに溶解させた。容器を水冷しながら中圧水銀灯を８時間照射した。
【０１２５】
析出した結晶をろ取し得られた結晶を、メタノールで洗浄した。結晶を真空乾燥し。ＭＮ−５のフェイシャル体を１０８ｍｇ（９０％）で得た。
【０１２６】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である１２２５を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：８．９１（ｓ，３Ｈ），８．０８（ｄ，３Ｈ），８．０６（ｍ，３Ｈ），７．６５（ｔ，３Ｈ），７．６０（ｄ，３Ｈ），７．１０（ｄ，３Ｈ），７．０５（Ｓ，３Ｈ），６．９０（ｔ，３Ｈ），１．３７（ｓ，５４Ｈ）．
【０１２７】
【化１８】
【０１２８】
例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体の１×１０−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、４３０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、５０５ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。測定には日立製Ｆ−４５００を用いた。ｌ図３はその例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体の発光スペクトルと比較対象のＩｒ（ＰＰｙ）３の発光スペクトルである。
【０１２９】
例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体はＩｒ（ＰＰｙ）３に比べて、第二ピークが抑制されているために、発光スペクトルの長波長成分が少なくなっている。
【０１３０】
また、図４はトルエン中、７７Ｋにおける、例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体とＩｒ（ＰＰｙ）３の発光スペクトルである。
【０１３１】
発光すスペクトルの第二ピークのピーク強度は、最大発光強度に対し、
例示化合物ＭＮ−５のフェイシャル体は０．３２ Ｉｒ（ＰＰｙ）３は０．４４であった。
【０１３２】
以上の結果から本発明の化合物は第二ピークが小さい優れた発光材料である。
また、本実施例の発光量子収率（Φ）は、Ｉｒ（ＰＰｙ）３がΦ＝０．４の時
例示化合物ＭＮ−５のフェイシャル体はΦ＝０．４であった。
発光収率の観点からも発光材料として優れた骨格であるといえる。
【０１３３】
また、トルエンガラス中（７７Ｋ）における燐光寿命は、Ｉｒ（ＰＰｙ）３では４．０μ秒であった。一方、例示化合物ＭＮ−５は２．４μ秒であった。発光寿命が短いことは、発光輻射速度が早いことを意味しており、本発明に係わるイリジウム錯体は、優れた発光特性をもつといえる。
【０１３４】
（実施例４）
［ＮＭ−５を発光材料とした有機発光素子］
本実施例では、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極の順で積層された有機発光素子を作成した。発光層はＮＭ−５のフェイシャル体を有する。
【０１３５】
ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。そのＩＴＯ基板上に、下記に示されるホール注入層としてＭＭ−１のクロロホルム溶液をスピンコート法により３０ｎｍの膜厚で成膜した。その後、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続成膜し、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。
ホール輸送層（２０ｎｍ） ＭＭ−１
発光層（４０ｎｍ） ホストＭＭ−２、ゲスト：例示化合物ＭＮ−５（フェイシャル体）（重量比 １０％）
電子輸送層（３０ｎｍ） ＭＭ−３
金属電極層１（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ） Ａｌ
【０１３６】
【化１９】
【０１３７】
ＥＬ素子の特性は、電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。
【０１３８】
５ｍＡ／ｃｍ２の電流を流した時に、５８ｃｄ／Ａを示した。また、その時の外部量子効率（Φｅｘｅ）は１７％であり、高効率で発光することが確認された。また、ピーク波長＝５１０ｎｍの緑色発光を示した。
【０１３９】
（結果と考察）
本発明に係わるイリジウム錯体は高い量子収率と青から緑色に適した発光を有する新規化合物であり、有機発光素子に用いた場合、良好な発光特性を有する発光素子を作ることができる。
【符号の説明】
【０１４０】
３１１ 陽極
３１２ 有機化合物層
３１３ 陰極
３８ ＴＦＴ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規なイリジウム錯体とそれを有する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子の開発が盛んに行われている。有機発光素子の開発には新規な燐光発光材料の開発が行われている。特許文献１にはＩｒ（ＰＰｙ）３が記載されており、特許文献２にはＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃが記載されている。
【０００３】
【化１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００１／０８２３０パンフレット
【特許文献２】特表２００３−５１５８９７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の上記構造式の化合物［Ｉｒ（ＰＰｙ）３］と特許文献２に記載の上記構造式の化合物［Ｉｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃ］は、緑色発光を示すが、発光特性の向上が望まれている。
【０００６】
本発明のイリジウム錯体は、青色から緑色領域での発光特性に優れた、新規なイリジウム錯体を提供することを目的とする。そして、それを有する優れた発光特性の有機発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
よって本発明は、下記一般式（１）に示されるイリジウム錯体を提供する。
【０００８】
【化２】
【０００９】
式（１）において、
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
【００１０】
また本発明は、
下記一般式（２）に示されるイリジウム錯体を提供する。
【００１１】
【化３】
【００１２】
式（２）において
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
Ｒ８乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、から選ばれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、発光特性に優れたイリジウム錯体を提供することができ、発光特性に優れた有機発光素子を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る化合物ＮＭ−１８と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの室温下での発光スペクトルを示す図である。
【図２】実施形態に係る化合物ＮＭ−１８と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの７７Ｋでの発光スペクトルを示す図である。
【図３】実施形態に係る化合物ＮＭ−５と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）３の室温下での発光スペクトルを示す図である。
【図４】実施形態に係る化合物ＮＭ−５と参考例のＩｒ（ＰＰｙ）３の７７Ｋでの発光スペクトルを示す図である。
【図５】有機発光素子と有機発光素子に接続するスイッチング素子であるＴＦＴ素子とを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係わるイリジウム錯体は、以下の一般式（１）あるいは後述する一般式（２）で示される。
【００１６】
【化４】
【００１７】
式（１）において、
Ｈは水素原子であり、Ｎは窒素原子であり、Ｉｒはイリジウム原子である。Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基であり。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
【００１８】
上記のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、アダマンチル基、オクチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【００１９】
これらのアルキル基のうち、導電性や昇華性の観点から、メチル基、ターシャリーブチル基が好ましい。
【００２０】
また上記のアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
また上記の置換アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等が挙げられる。
【００２１】
本発明に係わる一般式（１）で示されるイリジウム錯体は一般式（１）に示すようピリミジン環−フェニル環−ピリジン環が特定位置で結合した骨格を有している。この骨格を以降では、“一般式（１）の配位子主骨格”と記す。
【００２２】
本発明のイリジウム錯体は、一般式（１）の配位子主骨格に由来する強い配位子場によって、青色、あるいは緑色を発光する錯体として優れている。
【００２３】
ピリミジン環−フェニル環−ピリジン環からなる配位子構造は下記のＡ乃至Ｄの４つの構造が考えられるが、Ｃの構造、即ち一般式（１）の配位子主骨格が、特に青色領域における発光材料の基本骨格として優れている。
【００２４】
【化５】
【００２５】
青色と緑色の発光領域で優れた発光特性を得るためには、より強い配位子場を形成できる配位子を用いる必要がある。
【００２６】
配位子場を大きくするためには、中心金属であるイリジウムから配位子へのπバックドネーション（ｂａｃｋ ｄｏｎａｔｉｏｎ）を大きくすることが重要である。πバックドネーションとは錯体の中心金属から配位子へ向かって電子が供与されることである。
【００２７】
ピリミジン環の電子求引性に由来するπバックドネーションを効果的に働かせるためには、以下の２つが重要であると本発明者等は気付いた。上記Ａ乃至Ｄ式の構造はイリジウムとピリジン環とフェニル環とピリミジン環を有している。
１ イリジウムに結合するフェニル環と結合するピリミジン環の、フェニル環上の置換位置が、イリジウムに対してオルト位、またはパラ位にあること。
２ ピリミジン環とフェニル環の同一平面に位置できること。
【００２８】
Ｂは、イリジウムとピリミジン環はフェニル環においてメタ位の関係にあり、上記１番目の要件を満たさない。
【００２９】
また、Ａ、Ｄは、ピリミジン環の結合位の隣接位にＡはイリジウム原子による立体反発、Ｄはピリジン環による立体反発により、フェニル環とピリミジン環は立体的に平面構造を保つことが出来ない。よって、ＡとＤは２番目の要件を満たさない。
【００３０】
したがって、Ｃの構造のみが１番目の要件と２番目の要件を満たし一般式（１）の配位子主骨格が青色から緑色に優れており、特に青色領域で優れている。
【００３１】
更に、フェニル環が有する２つのＨは、即ち一般式（１）で示す２つのＨは、ピリミジン環−フェニル環との平面性を維持する上で重要である。
【００３２】
表１にピリミジン環とフェニル環との２面角を分子軌道計算によって求めた値を示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
このように、フェニル環上のピリミジン環が置換した隣接位は水素原子であることが２つの環の平面性を維持する上で好ましい。
【００３５】
なお、２面角の計算には、市販の電子状態計算ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ０３＊ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ．０１を用いて基底状態の構造最適化計算を行なった。
【００３６】
その際、量子化学計算法として、密度汎関数法（Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｏｒｙ）を採用し、汎関数にはＢ３ＬＹＰを用いた。基底関数は６−３１Ｇ＊を用いた。
＊ Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ．０１，
Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ，Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ，
Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ，Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，Ｊｒ．，Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ，
Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ，Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ，Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ，Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ，Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ，
Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ，Ｍ．Ｃｏｓｓｉ，Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ，Ｎ．Ｒｅｇａ，
Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ，Ｍ．Ｈａｄａ，Ｍ．Ｅｈａｒａ，Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ，
Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｙ．Ｈｏｎｄａ，Ｏ．Ｋｉｔａｏ，
Ｈ．Ｎａｋａｉ，Ｍ．Ｋｌｅｎｅ，Ｘ．Ｌｉ，Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ，Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ，Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ，
Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ，Ｃ．Ａｄａｍｏ，Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ，Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ，
Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ，Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ，Ｒ．Ｃａｍｍｉ，Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ，Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ，
Ｐ．Ｙ．Ａｙａｌａ，Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ，Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ，Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ，Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ，
Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ，Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ，Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｍ．Ｃ．Ｓｔｒａｉｎ，
Ｏ．Ｆａｒｋａｓ，Ｄ．Ｋ．Ｍａｌｉｃｋ，Ａ．Ｄ．Ｒａｂｕｃｋ，Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ，
Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ，Ｑ．Ｃｕｉ，Ａ．Ｇ．Ｂａｂｏｕｌ，Ｓ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄ，
Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ，Ｂ．Ｂ．Ｓｔｅｆａｎｏｖ，Ｇ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｌｉａｓｈｅｎｋｏ，Ｐ．Ｐｉｓｋｏｒｚ，
Ｉ．Ｋｏｍａｒｏｍｉ，Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ，Ｔ．Ｋｅｉｔｈ，Ｍ．Ａ．Ａｌ−Ｌａｈａｍ，
Ｃ．Ｙ．Ｐｅｎｇ，Ａ．Ｎａｎａｙａｋｋａｒａ，Ｍ．Ｃｈａｌｌａｃｏｍｂｅ，Ｐ．Ｍ．Ｗ．Ｇｉｌｌ，
Ｂ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｗ．Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ｗ．Ｗｏｎｇ，Ｃ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ，ａｎｄ Ｊ．Ａ．Ｐｏｐｌｅ，
Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＣＴ，２００４．
一般式（１）においてＲ１、Ｒ２は、大きな排除体積を持つアルキル基が好ましい。
【００３７】
なぜなら、ピリミジン環の孤立電子対を立体的に覆うことで、ピリミジン環上の窒素原子の配位能力を抑制できる。排除体積の大きい置換基としては、ＳＰ３混成軌道からなる３級炭素の置換基が有効である。例えば、ターシャリーブチル基や１−アダマンチル基、が好ましい。
【００３８】
排除体積の大きなアルキル基を導入することで、以下の少なくとも何れかが期待できる。
１ 高純度かつ、高収率で得ることが可能である。
２ 窒素原子の配位能力を抑制することで、孤立電子対によるイオン性不純物の取り込みを抑制し、有機発光素子の寿命が向上する。
３ 分子間相互作用を抑制し、発光材料の濃度消光を抑制できる。濃度消光とは高濃度の場合発光効率が低下する現象のことである。
【００３９】
Ｒ３は、錯体の安定性の観点から、排除体積の小さい置換基が好ましい。なぜなら、Ｒ３はフェニル環の水素原子と立体的にもっとも近い。Ｒ３は水素原子の立体反発が大きい場合はフェニル環ピリジン環の捩れ角が大きくなる。この捩れ角が大きい場合、ピリジン環−イリジウム原子−フェニル環の結合の歪が大きくなり、配位子−イリジウム間の結合が弱くなることが考えられるからである。そのためＲ３は水素原子が好ましい。
【００４０】
Ｒ６及びＲ７は、錯体の合成収率の観点から、排除体積の小さい置換基が好ましい。具体的には水素原子あるいはシアノ基が好ましい。
【００４１】
また、本発明に係るイリジウム錯体は、より好ましくは下記一般式（２）で示すイリジウム錯体が好ましい。
【００４２】
【化６】
【００４３】
一般式（２）におけるＲ１乃至Ｒ７は一般式（１）において説明した置換基とそれぞれ対応する。
【００４４】
Ｒ８乃至Ｒ１０は水素原子、アルキル基、からそれぞれ独立に選ばれる。
このアルキル基としては、メチル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、オクチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。化合物の安定性の観点からＲ８とＲ１０はアルキル基であることが好ましい。これらのアルキル基のうち、導電性や昇華性、濃度消光抑制の観点から、メチル基、ターシャリーブチル基が好ましい。
このアルキル基が有しても良い置換基とはフッ素原子である。
【００４５】
本発明に係るイリジウム錯体は、有機発光素子の発光層のゲスト材料またはホスト材料として用いることができる。有機発光素子は対向する一対の電極とその間に配置される発光層を有している。有機発光素子は発光層以外に別の層を有しても良い。本発明に係るイリジウム錯体は、発光層以外の層、即ちホール注入層、ホール輸送層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、あるいは電子注入層のいずれの層に適宜用いることができる。
【００４６】
ここでホスト材料とゲスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で、重量比が最も大きいものがホスト材料であり、発光層を構成する化合物の中でホスト材料よりも重量比が小さいものがゲスト材料である。
【００４７】
本発明に係るイリジウム錯体は、有機発光素子の発光層のゲスト材料として好ましく用いることができる。特に青色あるいは緑色発光素子のゲスト材料として用いられることが好ましい。
【００４８】
本発明に係るイリジウム錯体の基本骨格に、置換基を導入することで、発光波長を変化させることが可能である。
【００４９】
本発明に係るイリジウム錯体を発光層のゲスト材料として用いる場合は、ホスト材料はこのイリジウム錯体よりもＬＵＭＯ準位が高い材料、言い換えれば真空順位により近いホスト材料を用いることが好ましい。というのも本発明に係るイリジウム錯体はＬＵＭＯ準位が低いため発光層、すなわちホスト材料に供給される電子をホスト材料からより良好に受けることができるからである。ＬＵＭＯ準位とは最低空軌道準位の略である。なおＨＯＭＯ準位とは最高被占準位の略である。ホスト材料とゲスト材料の更なる説明は後述する。
【００５０】
（本発明に係るイリジウム錯体の例示）
上記一般式（１）、一般式（２）のいずれかに該当する化合物の具体例を以下に示す。本発明はこれらに限られるものではない。
【００５１】
【化７】
【００５２】
【化８】
【００５３】
【化９】
【００５４】
【化１０】
【００５５】
（ＭＮ−１乃至ＭＮ−４の特徴）
これら例示化合物は、一般式（１）のＲ１とＲ２に相当するアルキル基が１級あるいは２級のアルキル基である。これは３級アルキル基に比べて分子量が小さい。
【００５６】
（ＭＮ−５乃至ＭＮ−２２の特徴）
これら例示化合物は、一般式（１）のＲ１とＲ２に相当するアルキル基が３級アルキル基である。ここで３級アルキル基はアダマンチル基やビシクロオクチル基等である。これは排除体積が大きく、ピリミジン環上の窒素原子の孤立電子対の配位能力を抑制している。材料合成時の高純度化、高収率化だけでなく、分子間相互作用を抑制し、発光素子における濃度消光抑制の効果や昇華性の向上などが期待できる。
【００５７】
（ＭＮ−１７乃至ＭＮ−２２の特徴）
ＭＮ−１７乃至ＭＮ−２２は、一般式（２）のイリジウム錯体の具体例であり、置換もしくは無置換のアセチルアセトン配位子を持つ。これらは製造が容易でありコスト的に有利である。
【００５８】
以上のように例示化合物を挙げた。また本発明に係るイリジウム錯体の基本骨格は置換基を設けることにより青から緑色に発光しうる。
【００５９】
（有機発光素子の説明）
次に本発明に係る有機発光素子を説明する。
本発明に係る有機発光素子は一対の電極である陽極と陰極とそれらの間に配置される有機化合物層とを少なくとも有する。この有機化合物層が一般式（１）あるいは一般式（２）で表されるイリジウム錯体を有する。有機発光素子とは、前記陽極および前記陰極からキャリアを注入することで前記有機化合物層中の発光性イリジウム錯体の励起子を生成させ、該励起子が基底状態にもどる際に光を放出する素子である。
【００６０】
この有機化合物層が発光層である場合、発光層は本発明に係るイリジウム錯体のみから構成されていても良いし、発光層には他の成分が存在しても良い。
【００６１】
発光層が本発明に係るイリジウム錯体を一部有しても良い場合とは、本発明に係るイリジウム錯体が発光層の主成分であってもよく、あるいは副成分であってもよい。
【００６２】
ここで主成分と副成分とは、発光層を構成する化合物の中で重量比が最も大きいものを主成分と呼び、主成分よりも重量比が小さいものを副成分と呼ぶ。
【００６３】
主成分である材料は、ホスト材料と呼ぶこともできる。
【００６４】
副成分である材料は、ドーパント（ゲスト）材料である。他にも発光アシスト材料、電荷注入材料を副成分として挙げることができる。
【００６５】
なお、本発明に係るイリジウム錯体をゲスト材料として用いる場合、ホスト材料に対するゲスト材料の濃度は０．０１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることが好ましく、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることがより好ましい。
【００６６】
本発明者らは種々の検討を行い、本発明の前記一般式（１）及び一般式（２）で表されるイリジウム錯体を発光層のホスト材料またはゲスト材料、特にゲスト材料として用いた素子が高効率で高輝度な光出力を有することを見出した。
【００６７】
以下に、本発明に係るイリジウム錯体を用いた有機発光素子の例を示す。
【００６８】
本発明に係るイリジウム錯体を用いて作製される有機発光素子としては、基板上に、順次陽極、発光層、陰極を設けた構成のものが挙げられる。他にも順次陽極、ホール輸送層、電子輸送層、陰極を設けた構成のものが挙げられる。この場合ホール輸送層と電子輸送層の界面が発光するので発光層はホール輸送層と電子輸送層であるということができる。
【００６９】
また順次陽極、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を設けたものが挙げられる。他にも順次陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を設けたものや順次、陽極、ホール輸送層、発光層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、陰極を設けたものが挙げられる。ただしこれら５種の多層型の例はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明に係るイリジウム錯体を用いた有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機化合物層界面に絶縁性層を設ける、接着層あるいは干渉層を設ける、電子輸送層もしくはホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００７０】
本発明に係る一般式（１）及び一般式（２）で表されるイリジウム錯体は、該発光素子の有機化合物層としていずれの層構成でも使用することができる。
【００７１】
ここで本発明のイリジウム錯体以外にも、必要に応じて他の化合物を一緒に用いることができる。例えばホール注入性化合物あるいは輸送性化合物、あるいはホスト材料であるホスト化合物、あるいは発光性化合物、あるいは電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物等である。これら化合物は従来公知の低分子系あるいは高分子系の化合物である。
【００７２】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００７３】
ホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物としては、ホール移動度が高い材料であることが好ましい。正孔注入性能あるいは正孔輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７４】
ホスト化合物としては、例えば、以下に示すＡＭ１乃至ＡＭ１０が挙げられる。またそれ以外に、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、カルバゾール誘導体等）、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機亜鉛錯体、及びトリフェニルアミン誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７５】
【化１１】
【００７６】
電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物としては、ホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物のホール移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入性能あるいは電子輸送性能を有する化合物としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７７】
陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物である。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーでもよい。これらの電極物質は単独で使用してもよいし複数併用して使用してもよい。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７８】
一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えば、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は単独で使用してもよいし、複数併用して使用してもよい。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７９】
本発明に係る有機発光素子において、本発明に係るイリジウム錯体を含有する層及びその他の有機化合物からなる層は、以下に示す方法により形成される。一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成する。ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００８０】
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【００８１】
（有機発光素子の用途）
本発明に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置に用いることができる。他にも電子写真方式の画像形成装置の露光光源や、液晶表示装置のバックライトなどに用いることができる。
【００８２】
表示装置は本発明に係る有機発光素子を表示部に有する。表示装置は有機発光素子によって表示することができる。
【００８３】
また表示部は画素を有し、該画素は本発明に係る有機発光素子を有してもよい。表示装置はＰＣ等の画像表示装置として用いることができる。
【００８４】
表示装置はデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の表示部に用いられてもよい。撮像装置は該表示部と撮像するための撮像光学系を有する撮像部とを有する。
【００８５】
表示装置は画像入力部と表示部とを有してもよい。画像入力部とは先述の撮像光学系であったり、ＣＣＤ等の受光手段であったり、メモリカード等を受ける手段であったり、スキャナ等である。本発明に係る有機発光素子を表示部に有する装置はたとえば上記のデジタルカメラやデジタルビデオカメラ以外にスキャナ機能と画像出力機能を有するマルチファンクションタイプの画像形成装置を挙げることができる。マルチファンクションタイプの画像形成装置はインクジェット方式の画像形成装置であっても電子写真方式の画像形成装置であっても良い。
【００８６】
次に、本発明に係る有機発光素子を使用した表示装置について説明する。
図５は画素としての有機発光素子と有機発光素子に接続するスイッチング素子を示す表示装置の断面模式図である。本図においてスイッチング素子はＴＦＴ素子である。スイッチング素子は他にもＭＩＭ素子でもよい。
【００８７】
表示装置３は、ガラス等の基板３１とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜３２が設けられている。また符号３３はＣｒ等の金属のゲート電極３３である。符号３４はゲート絶縁膜３４であり３５は半導体層である。
【００８８】
ＴＦＴ素子３８は半導体膜３５とドレイン電極３６とソース電極３７とを有している。ＴＦＴ素子３８の上部には絶縁膜３９が設けられている。コンタクトホール（スルーホール）３１０を介して有機発光素子の陽極３１１とソース電極３７とが接続されている。
【００８９】
有機化合物層３１２は本図では多層の有機化合物層を簡便のため１つの層の如き図示をしている。陰極３１３の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層３１４や第二の保護層３１５が設けられている。
【００９０】
有機発光素子はＴＦＴ素子により発光輝度が制御される。複数の有機発光素子を面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。
【００９１】
（実施例）
以下、実施例を説明する。なお本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９２】
（実施例１）
［例示化合物ＭＮ−１８の合成］
例示化合物ＭＮ−１８は下記に示すように化合物ＸＸ−３から化合物ＸＸ−４を得て、その化合物ＸＸ−４から得られる。
【００９３】
（中間体ＸＸ−３の合成）
中間体ＸＸ−１は、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２００３，３６，９７２１−９７３０．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００４，６９，６７６６−６７７１．にしたがって．
中間体ＸＸ−２は、例えば、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，２００８，４７，８２４６−８２５０に従って合成できる。
【００９４】
【化１２】
【００９５】
以下に示す化合物、溶媒等を、それぞれ３００ｍｌ反応容器に投入した。
ＸＸ−１：２．８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）
ＸＸ−２：２．６ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）
トルエン：１００ｍＬ
２Ｎ−炭酸ナトリウム水溶液：１００ｍＬ
エタノール：５０ｍＬ
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム［０］：５７５ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）
【００９６】
反応溶液を９０℃に加熱し、この温度で５時間攪拌した。室温まで冷却した後、トルエン（１００ｍｌ×３回）で抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤をろ過し、ろ液を濃縮後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム）で精製した。これにより、目的化合物ＸＸ−３を２．８ｇ（８．１ｍｍｏｌ、収率＝８１％）得た。
【００９７】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である３４５を確認した。
【００９８】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．１０（ｓ，１Ｈ），８．７３（ｄ，１Ｈ），８．６３（ｄ，１Ｈ），８．１５（ｄ，１Ｈ），７．８６（ｄ，１Ｈ），７．８０（ｔ，１Ｈ），７．５９（ｔ，１Ｈ），７．２６（ｍ，１Ｈ），７．２１（ｓ，１Ｈ），１．４２（ｓ，１８Ｈ）．
【００９９】
（中間体ＸＸ−４の合成）
３００ｍｌの３つ口フラスコに塩化イリジウム（ＩＩＩ）３水和物を５００ｍｇ（１．４ｍｍｏｌ）、ＸＸ−３を１．０８ｇ（３．１ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１５ｍｌ、蒸留水５ｍｌを入れ、窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後８時間、１０５℃で攪拌した。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、メタノ−ルで洗浄した。沈殿を減圧乾燥し、ＸＸ−４を９１２ｍｇ（収率＝７０％）で得た。
【０１００】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）σ（ｐｐｍ）：９．３６（ｄ，１Ｈ），８．７０（ｓ，１Ｈ），８．１１（ｄ，１Ｈ），７．８３（ｔ，１Ｈ），７．７７（ｄ，１Ｈ），７．０１（ｄ，１Ｈ），６．８６（ｔ，１Ｈ），６．０５（ｄ，１Ｈ），１．３２（ｓ，１８Ｈ）．
【０１０１】
【化１３】
【０１０２】
（例示化合物ＭＮ−１８の合成）
３００ｍｌの３つ口フラスコにエトキシエタノ−ル１００ｍｌ、ＸＸ−４を５００ｍｇ（０．２７３ｍｍｏｌ）、アセチルアセトン８２ｍｇ（０．８１８ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム２８９ｍｇ（２．７３ｍｍｏｌ）を入れ、窒素気流下室温で攪拌し、その後８時間１０５℃で攪拌した。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗し、ＮＭ−１８を２３１ｍｇ（収率＝４３％）得た。
【０１０３】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である９８０を確認した。
【０１０４】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）σ（ｐｐｍ）：８．７６（ｓ，２Ｈ），８．５４（ｄ，２Ｈ），８．０５（ｄ，２Ｈ），７．８９（ｄ，２Ｈ），７．８１（ｔ，２Ｈ），７．１７（ｔ，２Ｈ），７．０３（ｓ，２Ｈ），６．４１（ｄ，２Ｈ），５．２３（ｓ，１Ｈ），１．７９（ｓ、６Ｈ）、１．３４（ｓ，３６Ｈ）．
【０１０５】
【化１４】
【０１０６】
例示化合物ＮＭ−１８の、１×１０−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、日立製Ｆ−４５００を用いて、４５０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、５１６ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。
【０１０７】
図１は例示化合物ＮＭ−１８の発光スペクトルと比較対象である下記構造式で示されるＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの発光スペクトルを示すグラフである。
【０１０８】
【化１５】
【０１０９】
また、図２はトルエン中、７７Ｋにおける、例示化合物ＮＭ−１８とＩｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃの発光スペクトルを示すグラフである。
【０１１０】
発光スペクトルの第二ピークのピーク強度は、最大発光強度に対し、
例示化合物ＭＮ−１８は０．４０ Ｉｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃは０．４４であった。
以上の結果から本発明の化合物は第二ピークが小さい優れた発光材料である。
【０１１１】
また、本実施例の発光量子収率（Φ）は、Ｉｒ（ＰＰｙ）２ａｃａｃがΦ＝０．２９の時
例示化合物ＭＮ−１８はΦ＝０．３２であった。
【０１１２】
発光収率の観点からも発光材料として優れた骨格であるといえる。
また、例示化合物ＭＮ−１８のトルエンガラス中（７７Ｋ）における燐光寿命は、３．２μ秒であった。発光寿命の観点からも、本発明に係わるイリジウム錯体は優れた発光特性をもつといえる。
【０１１３】
（実施例２）
［ＮＭ−１８を発光材料とした有機発光素子］
本実施例では、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極の順で積層された有機発光素子を得た。
【０１１４】
ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。そのＩＴＯ基板上に、下記に示されるホール注入層としてＭＭ−１のクロロホルム溶液をスピンコート法により３０ｎｍの膜厚で成膜した。その後、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続成膜し、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。
ホール輸送層（２０ｎｍ） ＭＭ−１
発光層（４０ｎｍ） ホストＭＭ−２、ゲスト：例示化合物ＭＮ−１８ （重量比 １０％）
電子輸送層（３０ｎｍ） ＭＭ−３
金属電極層１（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ） Ａｌ
【０１１５】
【化１６】
【０１１６】
ＥＬ素子の特性は、電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。
【０１１７】
５ｍＡ／ｃｍ２の電流を流した時に、４７ｃｄ／Ａを示した。また、その時の外部量子効率（Φｅｘｅ）は１４％であり、高効率で発光することが確認された。
【０１１８】
（実施例３）
［例示化合物ＭＮ−５の合成］
本実施例は一般式（１）で示されるイリジウム錯体の一つである例示化合物ＭＮ−５の合成に関する。
【０１１９】
５０ｍｌの２つ口フラスコにＮＭ−１８を２００ｍｇ（０．２０４ｍｍｏｌ）、ＸＸ−３を９００ｍｇ（２．６１ｍｍｏｌ）を入れ、窒素気流下２３０℃付近で８時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却後、メタノールを加え生じた沈殿を濾取した。この沈殿をトルエンを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、ＭＮ−５のメリディオナル体を１４０ｍｇ（５６％）で得た。
【０１２０】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である１２２５を確認した。
【０１２１】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：８．９９（ｓ，１Ｈ），８．９４（ｓ，１Ｈ），８．９２（ｓ，１Ｈ），８．２５（ｄ，１Ｈ），８．１８−８．１４（ｍ，３Ｈ），８．０９（ｍ，２Ｈ），８．１４（ｔ，２Ｈ），７．７０（ｔ，１Ｈ），７．６６−７．６０（ｍ，２Ｈ），７．７４（ｔ，１Ｈ），７．１９（ｔ，１Ｈ），７．０８（ｓ，１Ｈ），７．０７（ｓ，１Ｈ），７．０４（ｓ，１Ｈ），６．９０（ｔ，１Ｈ），６．８０（ｍ，１Ｈ），６．７５（ｍ，３Ｈ），１．５４（ｓ，５２Ｈ）．
【０１２２】
【化１７】
【０１２３】
次に例示化合物（ＭＮ−５）の光異性化について示す。
【０１２４】
アルゴン雰囲気下１００ｍｌパイレックス（登録商標）試験管にＭＮ−５のメリディオナル体を１２０ｍｇを入れＤＭＦ６０ｍｌに溶解させた。容器を水冷しながら中圧水銀灯を８時間照射した。
【０１２５】
析出した結晶をろ取し得られた結晶を、メタノールで洗浄した。結晶を真空乾燥し。ＭＮ−５のフェイシャル体を１０８ｍｇ（９０％）で得た。
【０１２６】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である１２２５を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：８．９１（ｓ，３Ｈ），８．０８（ｄ，３Ｈ），８．０６（ｍ，３Ｈ），７．６５（ｔ，３Ｈ），７．６０（ｄ，３Ｈ），７．１０（ｄ，３Ｈ），７．０５（Ｓ，３Ｈ），６．９０（ｔ，３Ｈ），１．３７（ｓ，５４Ｈ）．
【０１２７】
【化１８】
【０１２８】
例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体の１×１０−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、４３０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、５０５ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。測定には日立製Ｆ−４５００を用いた。ｌ図３はその例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体の発光スペクトルと比較対象のＩｒ（ＰＰｙ）３の発光スペクトルである。
【０１２９】
例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体はＩｒ（ＰＰｙ）３に比べて、第二ピークが抑制されているために、発光スペクトルの長波長成分が少なくなっている。
【０１３０】
また、図４はトルエン中、７７Ｋにおける、例示化合物ＮＭ−５のフェイシャル体とＩｒ（ＰＰｙ）３の発光スペクトルである。
【０１３１】
発光すスペクトルの第二ピークのピーク強度は、最大発光強度に対し、
例示化合物ＭＮ−５のフェイシャル体は０．３２ Ｉｒ（ＰＰｙ）３は０．４４であった。
【０１３２】
以上の結果から本発明の化合物は第二ピークが小さい優れた発光材料である。
また、本実施例の発光量子収率（Φ）は、Ｉｒ（ＰＰｙ）３がΦ＝０．４の時
例示化合物ＭＮ−５のフェイシャル体はΦ＝０．４であった。
発光収率の観点からも発光材料として優れた骨格であるといえる。
【０１３３】
また、トルエンガラス中（７７Ｋ）における燐光寿命は、Ｉｒ（ＰＰｙ）３では４．０μ秒であった。一方、例示化合物ＭＮ−５は２．４μ秒であった。発光寿命が短いことは、発光輻射速度が早いことを意味しており、本発明に係わるイリジウム錯体は、優れた発光特性をもつといえる。
【０１３４】
（実施例４）
［ＮＭ−５を発光材料とした有機発光素子］
本実施例では、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極の順で積層された有機発光素子を作成した。発光層はＮＭ−５のフェイシャル体を有する。
【０１３５】
ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。そのＩＴＯ基板上に、下記に示されるホール注入層としてＭＭ−１のクロロホルム溶液をスピンコート法により３０ｎｍの膜厚で成膜した。その後、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続成膜し、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。
ホール輸送層（２０ｎｍ） ＭＭ−１
発光層（４０ｎｍ） ホストＭＭ−２、ゲスト：例示化合物ＭＮ−５（フェイシャル体）（重量比 １０％）
電子輸送層（３０ｎｍ） ＭＭ−３
金属電極層１（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ） Ａｌ
【０１３６】
【化１９】
【０１３７】
ＥＬ素子の特性は、電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。
【０１３８】
５ｍＡ／ｃｍ２の電流を流した時に、５８ｃｄ／Ａを示した。また、その時の外部量子効率（Φｅｘｅ）は１７％であり、高効率で発光することが確認された。また、ピーク波長＝５１０ｎｍの緑色発光を示した。
【０１３９】
（結果と考察）
本発明に係わるイリジウム錯体は高い量子収率と青から緑色に適した発光を有する新規化合物であり、有機発光素子に用いた場合、良好な発光特性を有する発光素子を作ることができる。
【符号の説明】
【０１４０】
３１１ 陽極
３１２ 有機化合物層
３１３ 陰極
３８ ＴＦＴ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）に示されるイリジウム錯体。
【化１】
式（１）において、
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
【請求項２】
下記一般式（２）に示されるイリジウム錯体。
【化２】
式（２）において
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
Ｒ８乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、から選ばれる。
【請求項３】
Ｒ１とＲ２は、いずれもターシャリーブチル基であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２のいずれか一項に記載のイリジウム錯体。
【請求項４】
陰極と陽極と、前記陽極と陰極の間に配置される有機化合物層とを有する有機発光素子において、
前記有機化合物層は請求項１乃至３のいずれか一項に記載のイリジウム錯体を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
前記有機化合物層は発光層であることを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれは、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続されるスイッチング素子を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
下記一般式（１）に示されるイリジウム錯体。
【化１】
式（１）において、
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
【請求項２】
下記一般式（２）に示されるイリジウム錯体。
【化２】
式（２）において
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基である。
Ｒ３乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、から選ばれる。
Ｒ８乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、から選ばれる。
【請求項３】
Ｒ１とＲ２は、いずれもターシャリーブチル基であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２のいずれか一項に記載のイリジウム錯体。
【請求項４】
陰極と陽極と、前記陽極と陰極の間に配置される有機化合物層とを有する有機発光素子において、
前記有機化合物層は請求項１乃至３のいずれか一項に記載のイリジウム錯体を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
前記有機化合物層は発光層であることを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれは、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続されるスイッチング素子を有することを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１９４４３（Ｐ２０１１−２１９４４３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３３５３（Ｐ２０１０−９３３５３）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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