金属錯体、発光素子及び画像表示装置
【課題】新規な有機ＥＬ素子用化合物として用いられる金属錯体、それを用いた高効率で高輝度な光出力を有する有機発光素子の提供。
【解決手段】少なくともひとつのオレフィンと、Ｆ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造と、窒素原子を含む不飽和ヘテロ環構造を有する新規な金属錯体。陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物からなる層とを少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物からなる層は下記の構造式で表される金属錯体を含有する有機発光素子。
【解決手段】少なくともひとつのオレフィンと、Ｆ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造と、窒素原子を含む不飽和ヘテロ環構造を有する新規な金属錯体。陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物からなる層とを少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物からなる層は下記の構造式で表される金属錯体を含有する有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子用の新規な金属錯体と、平面光源や平面状ディスプレイ等に使用される有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも言う）及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は，古くはアントラセン蒸着膜に電圧を印加して発光させた例（非特許文献１）等がある。しかし近年、無機発光素子に比べて大面積化が容易であることや、各種新材料の開発によって所望の発色が得られることや、また低電圧で駆動可能であるなどの利点がある。さらには高速応答性や高効率の発光素子として、材料開発を含めて、デバイス化のための応用研究が精力的に行われている。
【０００３】
例えば、非特許文献２に詳述されているように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成された構成を有する。
【０００４】
また最近では、従来の１重項励起子から基底状態に遷移するときの蛍光を利用した発光だけでなく、次の非特許文献３，４に代表される三重項励起子を経由した燐光発光を利用する素子の検討もなされている。これらの文献では４層構成の有機層が主に用いられている。それは、陽極側からホール輸送層、発光層、励起子拡散防止層、電子輸送層からなる。用いられている材料は、下記に示すキャリア輸送材料とりん光発光性材料Ｉｒ（ｐｐｙ）3である。
【０００５】
【化１】
【０００６】
また、蛍光性有機化合物の種類を変えることにより、紫外から赤外までの発光が可能であり、最近では様々な化合物の研究が活発に行われている。
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機発光素子が、ケンブリッジ大学のグループ（非特許文献５）により報告されている。この報告ではポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。
【０００７】
このように有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００８】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。また、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合の色純度の良い青、緑、赤の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。
【０００９】
また、電子輸送層や発光層などに用いる蛍光性有機化合物として、芳香族化合物や縮合多環芳香族化合物が数多く研究されているが、発光輝度や耐久性が十分に満足できるものは得られているとは言いがたい。
【００１０】
本発明に関連する金属錯体化合物の有機ＥＬへの応用の特許文献として特許文献１から４が挙げられる。これらは、部分構造に少なくともひとつのオレフィンと少なくともひとつのＦ原子を含む非芳香族環構造と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を持つ金属錯体である本発明の金属錯体の開示はない。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ−０１／０７２９２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６４９５号公報
【特許文献３】特開２００３−７３３８７号公報
【特許文献４】特表２００４−５０３０５９号公報
【非特許文献１】Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，９４（１９８２）１７１
【非特許文献２】Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５，１から４８（１９９７）
【非特許文献３】Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．７４，Ｎｏ３，ｐ４２２（１９９９））
【非特許文献４】Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．７５，Ｎｏ１，ｐ４（１９９９））
【非特許文献５】Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、部分構造に少なくともひとつのオレフィンと、少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を有する新規な有機ＥＬ素子用金属錯体を提供することにある。
【００１２】
また、本発明は、前記金属錯体を用いた高効率で高輝度な光出力を有する、高耐久性の有機発光素子を提供することにある。さらには、製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供する事にある。
【００１３】
また、本発明は、前記有機発光素子を用いた画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題は、本発明の新規な金属錯体を有機発光素子に用いることにより課題が達成される。
本発明の金属錯体は、下記一般式（１）で示される部分構造を有することを特徴とする。
【００１５】
【化２】
【００１６】
［式中、環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環状基である。Ｙは炭素原子数２から６の少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基［該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1からＲ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。］を示す。
【００１７】
環ＢはＭに結合した窒素原子を有する環状基であり、置換基［該置換基はハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝、ジ置換アミノ基、炭素原子数１から８のトリアルキルシリル基、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。］を有していてもよい。
【００１８】
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
また、より具体的には、本発明の金属錯体は、下記一般式（２）に示す金属錯体である。
【００１９】
【化３】
【００２０】
［式中、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位子を示す。ｍは１、２または３であり、ｎは０、１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。部分構造ＭＬmは下記一般式（３）で示され、部分構造ＭＬ’nは下記一般式（４），（５）または（６）で示される。
【００２１】
【化４】
【００２２】
Ａ、ＢおよびＹは、一般式（１）と同じものを示す。
Ｎは窒素原子であり、Ａ’はそれぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂ’は窒素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基である．Ａ’とＢ’は共有結合によって結合している。
【００２３】
ＥおよびＧはそれぞれ炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００２４】
Ｊはそれぞれ水素，ハロゲンまたは炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００２５】
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
ＭがＩｒであることが好ましい。
また、本発明は、１層以上の層から成る有機化合物層を含む発光素子において、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属錯体を含む層を有することを特徴とする発光素子である。
【００２６】
前記金属錯体を含む層が発光層であることが好ましい。
前記金属錯体を含む層がホール輸送層であることが好ましい。
前記金属錯体を含む層が電子輸送層であることが好ましい。
【００２７】
前記発光層が複数の燐光発光材料を含有することが好ましい。
また、本発明は、上記の金属錯体を含む層が、対向する２つの電極に狭持され、該電極間に電圧を印加することにより発光することを特徴とする有機発光素子である。
【００２８】
また、本発明は、上記の有機発光素子と、前記有機発光素子に電気信号を供給する手段とを具備した画像表示装置である。
本発明の金属錯体を用いた有機発光素子、特に発光層の発光材料として用いた有機発光素子は、高効率で高輝度な光出力を有し、また、高耐久性を有し、さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、部分構造に少なくともひとつのオレフィンと、少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を持つ新規な有機ＥＬ素子用金属錯体を提供することができる。
【００３０】
また、本発明は、前記金属錯体を用いた高効率で高輝度な光出力を有する、高耐久性の有機発光素子を提供することができる。。さらには、製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供することができる。
【００３１】
また、本発明は、前記有機発光素子を用いた画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
まず、本発明の金属錯体について説明する。
本発明の金属錯体は、下記の一般式（１）で示される部分構造に少なくともひとつのオレフィンと少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造（Ａ）と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造（Ｂ）をもつことを特徴とする。
【００３３】
【化５】
【００３４】
式中、環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環構造である。
環構造Ａが有しても良い置換基の具体例を以下に示す。但し、これらは代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３５】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。真空蒸着法を用いて発光素子を作成する場合、昇華性の向上が期待できるフッ素が好ましい。
また、直鎖、または分岐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、オクチル基、シクロヘキシル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基などが挙げられる。
【００３６】
導電性や、ガラス転移温度の観点から、メチル基、ターシャリーブチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基が好ましく、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、であり、さらに好ましくは、メチル基、トリフルオロメチル基である。
【００３７】
置換アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基などが挙げられる。なかでも、導電性や、ガラス転移温度の観点から、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、が好ましく、より好ましくは、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基である。
【００３８】
置換基を有しても良いアリール基及び、複素環基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、カルバゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基などが挙げられる。
【００３９】
Ｙは炭素原子数２から６の少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基［該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1乃至Ｒ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。］を示す。
【００４０】
分子構造をより、リジットにするという観点から、Ｙは炭素原子数２から６のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素原子数３もしくは４である。これは、分子構造をよりリジットにすることで、励起状態での構造変化を抑えることが出来ると考えられ、発光効率の向上が期待できるからである。
【００４１】
該アルキレン基の構成ユニットとして、好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1乃至Ｒ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）が好ましく、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、であり、更に好ましくは、メチル基、トリフルオロメチル基である。）、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−である。
【００４２】
より好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、である。
【００４３】
さらに好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−ＣＯ−である。
【００４４】
環ＢはＭに結合した窒素原子を有する置換基を有しても良い環状基である。環状基としては、好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基、イミダゾリニル基、ピラゾリニル基、オキサゾリニル基である。
【００４５】
より好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
【００４６】
さらに好ましくは、ピリジル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基である。
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジ置換アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくはフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、ジフェニルアミノ基、ジメチルアミノ基であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基、メトキシ基、ジメチルアミノ基である。
【００４７】
金属錯体の中心金属は特に限定されないが、好ましくはＩｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕが好ましく、より好ましくは、Ｉｒ、Ｐｔである。
本発明の金属錯体は、フッ素原子を含むアルキレン基を含む非芳香族性環状基を部分構造に持つ配位子を有することを特徴とする。フッ素原子を分子中に導入した効果として、分子間相互作用を抑制することが期待される。その結果、有機電界発光素子の発光層で多く見ることの出来るホスト−ゲスト系の発光層を形成する場合に問題となる、ホスト材料中のゲスト材料濃度が大きくなると発光効率が低下する現象（これを濃度消光という）を抑制することができる。よってホスト材料中への発光材料の分散濃度を高くでき、高濃度で高発光効率の発光素子が可能になる。
【００４８】
さらに、発光層をゲスト−ホストタイプの混合層ではなく、ゲスト材料である本発明の化合物だけからなる（つまり１００％）発光素子も可能になる。
また、分子間相互作用を弱めることで昇華温度が低下し、真空蒸着する場合の分解を防止し、安定した蒸着製膜が可能になる。さらには、化合物の精製に昇華精製を適用することが容易になる。好ましくはフッ素原子１つ以上であり、より好ましくはフッ素原子２個以上であり、さらに好ましくは、フッ素原子４つ以上、または、一般式（１）の環構造Ａがフッ素原子と炭素原子だけから構成されたものである。
【００４９】
また、一般式１中の環構造Ａのオレフィン骨格の隣接位にフッ素原子を導入することによって、金属炭素結合のβ水素とオレフィンを介したγ水素をフッ素原子に置き換えることができる。一般的に、金属炭素結合のβ位の水素をフッ素原子に置換することで、金属−炭素結合の還元的脱離を抑制することが知られている。したがって、好ましくは、金属−炭素結合のβ位の水素が、フッ素原子に置き換わった配位子であり、より好ましくは、オレフィンの隣接水素原子を全てフッ素原子に置換した配位子である。その結果、錯体の構造が安定化されることが期待され、素子劣化が小さく耐久性能が上がることが期待できる。
【００５０】
これらのうちでも、部分構造が下記一般式（７）、（８）、（９）、（１０）または（１１）で表される骨格の金属錯体化合物が好ましい。
【００５１】
【化６】
【００５２】
金属錯体の中心金属は特に限定されないが、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕが好ましく、より好ましくは、Ｉｒ，Ｐｔであり、さらに好ましくはＩｒである。
環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環状基である。
【００５３】
Ｙ’は炭素原子数０から４のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素原子数１もしくは２である。該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1からＲ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。
【００５４】
該アルキレン基の構成ユニットとして、好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＮＲ3−（Ｒ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）が好ましく、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、であり、更に好ましくは、メチル基、トリフルオロメチル基である。）、−ＣＯ−である。
【００５５】
より好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−である。
【００５６】
さらに好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−ＣＯ−である。
【００５７】
環構造Ｂは、窒素原子を介した、金属原子との配位部を持つ環状基であり、次に示す、置換有しても良い環状基からなる。環状基としては、好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基である。
【００５８】
より好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
【００５９】
さらに好ましくは、ピリジル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジフェニルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくはフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、ジメチルアミノ基である。さらに好ましくはメチル基、エチル基、メトキシ基、ジメチルアミノ基である。
【００６０】
Ｒ6からＲ9は、好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）であり、より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基、メチル基である。
【００６１】
次に、より具体的な構造である一般式（２）について説明する。
【００６２】
【化７】
【００６３】
［式中、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位子を示す。ｍは１、２または３であり、ｎは０、１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。部分構造ＭＬmは下記一般式（３）で示され、部分構造ＭＬ’nは下記一般式（４），（５）または（６）で示される。
【００６４】
【化８】
【００６５】
Ａ、ＢおよびＹは、一般式（１）と同じものを示す。
Ｎは、窒素原子であり、Ａ’はそれぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂ’は窒素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基である。Ａ’とＢ’は共有結合によって結合している。
【００６６】
環状基Ａ’は、好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基であり、より好ましくは、フェニル基、フルオレニル基である。
【００６７】
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジ置換アミノ基、シアノ基であり、
より好ましくはフッ素原子、メチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、シアノ基であり、更に好ましくは、フッ素原子、メチル基、メトキシ基である。
【００６８】
環状基Ｂ’として、好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基であり。
【００６９】
より好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
【００７０】
さらに好ましくは、ピリジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、である。
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジアルキルアミノ基であり、より好ましくはフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、ジメチルアミノ基である。
【００７１】
ＥおよびＧは、それぞれ炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００７２】
好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基であり、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、メトキシ基である。
【００７３】
Ｊはそれぞれ水素，ハロゲンまたは炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００７４】
好ましくは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基であり、より好ましくは、水素原子、メチル基である。
有機発光素子の発光層は通常、ホスト材料と発光材料を共に蒸着源から真空蒸着（共蒸着法）して作製する。共蒸着法により作製された発光層を有する有機発光素子の発光効率は、発光材料の濃度の影響を大きく受けるため、高い効率を示す素子を安定的に作製するためには、発光材料の濃度の正確な制御が必要となる。しかしながら、共蒸着法により発光層を製膜する際に、発光層全体のドープ濃度を均一にすることは極めて困難であると考えられる。従って、ホスト材料を用いない発行材料単独の発光層で、高い発光効率が得られる燐光材料の開発が求められる。
【００７５】
Ｌ’が、非発光性配位子である時、一般式（２）中、ｍ＋ｎ＝３であって、且つｎ＝２である時、分子中に含まれる発光性配位子の数はｎ＝０の時に比べ１／３となる。このことから、既に述べた濃度消光による輝度低下をおさえ、より高濃度で発光材料をドーピングすることが期待できる。さらに、すでに述べたがこの材料は、フッ素原子を含むことを特徴としており、濃度消光をより抑制できることが期待できる。これらの効果が単独、もしくは、相乗効果によって、発光材料の濃度消光がより抑制されることが期待できる。さらには、ホストを用いない発光材料単独からなる発光層においても、濃度消光による輝度低下を抑える事ができる事が期待でき、高輝度発光をさせることが可能となる。
【００７６】
以下本発明の金属錯体の具体例の例示化合物を以下に示す。但し、これらは、代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。
【００７７】
【化９】
【００７８】
【化１０】
【００７９】
【化１１】
【００８０】
【化１２】
【００８１】
【化１３】
【００８２】
【化１４】
【００８３】
【化１５】
【００８４】
【化１６】
【００８５】
【化１７】
【００８６】
【化１８】
【００８７】
【化１９】
【００８８】
【化２０】
【００８９】
【化２１】
【００９０】
【化２２】
【００９１】
【化２３】
【００９２】
【化２４】
【００９３】
【化２５】
【００９４】
次に、本発明の発光素子について説明する。
本発明の金属錯体を含む有機層を作製する場合は、真空蒸着法、キャスト法、塗布法、スピンコート法、インクジェット法などにより製膜することができる。
【００９５】
本発明の基本的な素子構成を図１から図３に示す。
図１に示したように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板１５上に、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚を持つ透明電極１４と、複数層の有機膜層と、及びこれを挟持するように金属電極１１が形成される。
【００９６】
図１では，有機層が発光層１２とホール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４としては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電極１４からホール輸送層１３へホール注入しやすくしている。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウムあるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしている。
【００９７】
発光層１２には、本発明の化合物を用いているが、ホール輸送層１３には，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例としては以下に示すα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いることができる。
【００９８】
【化２６】
【００９９】
以上の構成した素子は電気的整流性を示し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入される。
【０１００】
注入されたホールと電子は、発光層１２内で再結合して励起子が生じ、発光する。この時ホール輸送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし，発光層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効率が上がり，発光効率が上がる。
【０１０１】
さらに図２では、図１の金属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けられている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離して、より効果的なキャリアブロッキング構成にすることで、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができる。
【０１０２】
また図３に示すように、陽極である透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極１１からなる４層構成とすることも望ましい形態である。
【０１０３】
本発明で示した高効率な発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。また、プリンターの光源としては、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の発光素子に置き換えることができる。独立にアドレスできる素子をアレイ上に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成する。本発明の素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。照明装置やバックライトに関しては、本発明による省エネルギー効果が期待できる。
【０１０４】
本発明の素子は、図４に示す単純マトリクス型有機ＥＬ素子としても使用できるが、ディスプレイへの応用では、アクティブマトリクス方式であるＴＦＴ駆動回路を用いて駆動する方式が考えられる。
【０１０５】
以下、図６を参照して、本発明の素子において、アクティブマトリクス基板を用いた例について説明する。
図６は、ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示したものである。パネルには、走査信号ドライバー、情報信号ドライバー、電流供給源が配置され、それぞれゲート選択線、情報信号線、電流供給線に接続される。ゲート選択線と情報信号線の交点には図５に示す画素回路が配置される。走査信号ドライバーは、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．．．Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号が印加されれ、画像が表示される。。図５に駆動信号の一例を示す。
【０１０６】
本発明は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
上記ＩＴＯ電極の上に多層あるいは単層の有機ＥＬ層／陰極層を順次積層し有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。本発明の有機化合物を用いた表示パネルを駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【実施例】
【０１０７】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下、本発明の金属錯体を合成するために必要な合成法に関して代表的な合成例を示す事で詳細に説明する。
【０１０８】
実施例１
例示化合物ＸＢ−２の合成
１００ｍｌの３つ口フラスコにアルゴン気流下、２−ブロモピリジン（５ｇ，３１．６ｍｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（５０ｍｌ）を加えた。この混合液を−７０℃に冷却し、２．６７ｍｏｌ／Ｌのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１１．８ｍｌ，３１．６ｍｍｏｌ）をゆっくり加えて同温で３０分攪拌した。別途２００ｍｌの３口フラスコにオクタフルオロシクロペンテン（６．７ｇ，３１．６ｍｍｏｌ）、ジエチルエーテル（１００ｍｌ）を加え−７０℃に冷却した。その中にキャニュラーを用い先ほど調整した２−リチオ化ピリジン溶液を冷たいまま滴下した。この溶液を同温で１時間攪拌した後、冷却バスを外し昇温させた。この混合液に蒸留水（１００ｍｌ）を加え有機層を分離した。水層を酢酸エチル（５０ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を合わせ、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し赤褐色の粘帖な液体を得た。この液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液：ヘキサン／酢酸エチル＝５：１から２：１）で精製し、化合物ＸＸ−１を０．８９ｇ（収率１０％）得た。
【０１０９】
【化２７】
【０１１０】
５０ｍｌの３つ口フラスコに、化合物ＸＸ−１（０．８９ｇ，３．６９ｍｍｏｌ）、無水メタノール（１０ｍｌ）、無水テトラヒドロフラン（１０ｍｌ）を加えた。この溶液を−７８℃に冷却し０．２Ｍ ｉｎ ＥｔＯＨ／ＴＨＦ＝１／１のＮａＨＢＨ4（９．２２ｍｌ，１．８５ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し同温で３時間攪拌した後、冷却バスを外し０℃まで、昇温させ蒸留水（３０ｍｌ）を加えた。この溶液を酢酸エチル（５０ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を集め、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の液体を得た。この液体を蒸留精製し、化合物ＸＸ−２を０．８０ｇ（収率８６％）得た。
【０１１１】
【化２８】
【０１１２】
２０ｍｌの耐圧アンプル容器に塩化イリジウム（ＩＩＩ）（３０．４ｍｇ，０．１６ｍｍｏｌ）、化合物ＸＸ−２（１６２ｍｇ，０．６４ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１０ｍｌを入れ、アルゴン雰囲気下で密栓した。この耐圧アンプルを６０℃で８時間、加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却し、溶媒を減圧留去した。残渣をヘキサン：ジエチルエーテル＝１：１で洗浄し残渣を真空乾燥し、黄色粉末を得た。この粉末にエトキシエタノール１０ｍｌ、アセチルアセトン４８ｍｇ（０．４８ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム８５ｍｇ（０．８０ｍｍｏｌ）を入れ、８０℃で６時間攪拌した。
【０１１３】
反応液をジクロロメタンで抽出し、有機層を、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の結晶を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＢ−２を９ｍｇ（収率７％）得た。
【０１１４】
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルより構造を確認した。
【０１１５】
【化２９】
【０１１６】
実施例２
本実施例２では素子構成として、素子構成として、図２に示す有機層が３層の素子を使用した。
【０１１７】
ガラス基板（透明基板１５）上に１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極１４）をパターニングして、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電極層を１０-4Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着し、連続製膜した。
有機層１（ホール輸送層１３）（４０ｎｍ）：α−ＮＰＤ
有機層２（発光層１２）（３０ｎｍ）：ＣＢＰ：ＸＢ−２（重量比５重量％）
有機層３（電子輸送層１６）（３０ｎｍ）：Ａｌｑ3
金属電極層１（１５ｎｍ）：ＡｌＬｉ合金（Ｌｉ含有量１．８重量％）
金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ
ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加したところ、発光を確認できた。
【０１１８】
実施例３
例示化合物ＸＡ−１の合成
１０ｍｌの耐圧試験管に化合物ＸＸ−２（１ｇ，３．９５ｍｍｏｌ）、化合物ＸＢ−２（０．１４ｇ，０．１７３ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン置換後、密栓し１９０℃付近で１時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却後、化合物ＸＸ−２を減圧蒸留し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し黄色粉末を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＡ−１を２４ｍｇ（収率１５％）得た。
【０１１９】
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルより構造を確認した。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９４９．０を確認した。
【０１２０】
【化３０】
【０１２１】
実施例４
例示化合物ＸＢ−３５の合成
１００ｍｌの３つ口フラスコにアルゴン気流下、化合物ＸＸ−３（５ｇ，５０．５ｍｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（５０ｍｌ）を加えた。この混合液を−７８℃に冷却し２．６７ｍｏｌ／Ｌのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（２０．８ｍｌ，５５．５ｍｍｏｌ）をゆっくり加えて同温で３０分攪拌した。別途５００ｍｌの３口フラスコにデカフルオロシクロヘキセン（１４．５ｇ，５５．５ｍｍｏｌ）、ジエチルエーテル（１００ｍｌ）を加え−７０℃に冷却した中にキャニュラーを用い、先ほど調整した２−リチオ化メチルチアゾール溶液を冷たいまま滴下した。この溶液を同温で１時間攪拌した後、冷却バスを外し昇温させた。この混合液に蒸留水（１００ｍｌ）を加え有機層を分離した。水層を酢酸エチル（２００ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を合わせ、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し赤褐色の粘帖な液体を得た。この液体をクーゲルローア蒸留器で蒸留精製し、化合物ＸＸ−４を４．９８ｇ（収率２９％）得た。
【０１２２】
【化３１】
【０１２３】
５００ｍｌの３つ口フラスコに化合物ＸＸ−４（７．７６ｇ，２２．７ｍｍｏｌ）、無水エタノール（１４０ｍｌ）、無水テトラヒドロフラン（１４０ｍｌ）を加えた。この溶液を−７８℃に冷却し０．４Ｍ ｉｎ ＥｔＯＨ／ＴＨＦ＝１／１のＮａＨＢＨ4（２８．５ｍｌ，１１．４ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し同温で３時間攪拌した後、冷却バスを外し０℃まで、昇温させ蒸留水（１００ｍｌ）を加えた。この溶液を酢酸エチル（１５０ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を集め、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の液体を得た。この液体を蒸留精製し、化合物ＸＸ−５を５．７８ｇ（収率７９％）得た。
【０１２４】
【化３２】
【０１２５】
２０ｍｌの耐圧アンプル容器に塩化イリジウム（ＩＩＩ）（３０．０ｍｇ，０．１６ｍｍｏｌ）、化合物ＸＸ−５ ２０７ｍｇ，０．６４ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１０ｍｌを入れ、アルゴン雰囲気下で密栓した。この耐圧アンプルを６０℃で６時間、加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却し、溶媒を減圧留去した。残渣をヘキサン：ジエチルエーテル＝１：１で洗浄し残渣を真空乾燥し、黄色粉末を得た。この粉末にエトキシエタノール１０ｍｌ、アセチルアセトン４８ｍｇ（０．４８ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム８５ｍｇ（０．８０ｍｍｏｌ）を入れ、６０℃で６時間攪拌した。
【０１２６】
反応液をジクロロメタンで抽出し、有機層を、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の結晶を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＢ−３５を５ｍｇ（収率３％）得た。
【０１２７】
【化３３】
【０１２８】
実施例５
例示化合物ＸＡ−１７の合成
１０ｍｌの耐圧試験管に化合物ＸＸ−５（１ｇ，３．０９ｍｍｏｌ）、化合物ＸＢ−３５（０．１４ｇ，０．１６ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン置換後、密栓し１９０℃付近で１時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却後、化合物ＸＸ−５を減圧蒸留し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し黄色粉末を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＡ−１７を２０ｍｇ（収率１１％）得た。
【０１２９】
【化３４】
【０１３０】
実施例６
例示化合物ＸＢ−３３の合成
２Ｌの３つ口フラスコにアルゴン気流下、シクロヘキサノン２５ｇ（２６０ｍｍｏｌ）、乾燥クロロホルム５００ｍｌ、乾燥ピリジン５００ｍｌを入れ、０℃以下で氷冷撹拌しながら、ヨウ素２７８ｇ（１．１ｍｏｌ）を乾燥クロロホルム５００ｍｌ、乾燥ピリジン３００ｍｌに溶かしたものを約３０分間で滴下した。その後室温まで昇温後１時間攪拌した。反応液に水１０００ｍｌを加えた後、クロロホルムで抽出した。有機層を、水１００ｍｌで２回、１Ｎ塩酸１００ｍｌで２回、水１００ｍｌで２回、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液１００ｍｌで２回の順で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去した。減圧蒸留により精製し、２−ヨードシクロヘキサノン４１ｇ（収率７１％）を得た。
【０１３１】
【化３５】
【０１３２】
テフロン（登録商標）製高圧反応用容器に２−ヨードシクロヘキサノン１６７ｍｇ（０．７５ｍｍｏｌｅ）、ジクロロメタン（０．５ｍｌ）Ｎ−トリフルオロ硫黄モルフォリン１５８ｍｇ（０．９ｍｍｏｌ）を入れ、１００００気圧下、４０℃で７２時間加熱攪拌する。室温まで冷却し、常圧に戻し炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、ジクロロメタンで抽出する。有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルを薄く敷いた漏斗を通してろ過し、溶媒を留去する。残渣をフラッシュカラムクロマト（溶離液：３％クロロホルム／石油エーテル）で精製することで、６６−ジフルオロ−１−ヨードシクロヘキセンを合成できる。
【０１３３】
【化３６】
【０１３４】
６６−ジフルオロ−１−ヨードシクロヘキセン１．８ｇ（７．５ｍｍｏｌｅ）、２−トリメチルスズピリジン２．４ｇ（９．８ｍｍｏｌｅ），ジクロロジ（トリフェニルフォスフィン）パラジウム１８２ｍｇ（０．２６ｍｍｏｌｅ），塩化リチウム４１５ｍｇ（９．８ｍｍｏｌｅ）、トルエン５０ｍｌを２００ｍｌのナスフラスコに入れ、窒素気流下１８時間、加熱還流下で攪拌を行う。反応溶液を冷水１００ｍｌに注ぎ、トルエンで抽出し有機層を飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン）で精製することで、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンを合成できる。
【０１３５】
【化３７】
【０１３６】
２００ｍｌの３つ口フラスコに塩化イリジウム（ＩＩＩ）０．６０ｇ（１．７０ｍｍｏｌ）、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン１．４８ｇ（７．５８ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル５０ｍｌと水２０ｍｌを入れ、窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後２４時間、８０℃で攪拌し、反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、エタノ−ルおよびアセトンで順次洗浄する。室温で減圧乾燥し、テトラキス［６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）を合成できる。
【０１３７】
【化３８】
【０１３８】
２００ｍｌの３つ口フラスコにエトキシエタノ−ル７０ｍｌ、テトラキス［６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）０．５３ｇ（０．６３ｍｍｏｌｅ）、アセチルアセトン１８８ｍｇ（１．８８ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム１．００ｇ（９．４５ｍｍｏｌ）を入れ、窒素気流下室温で攪拌し、その後１５時間還流攪拌した。反応物を氷冷し、沈殿物を濾取水洗する。この沈殿物をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／メタノ−ル：３０／１）で精製し、ビス［６６−ジフルオロ−１−ピジジルヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＢ−３３）を合成できる。
【０１３９】
【化３９】
【０１４０】
実施例７
例示化合物ＸＡ−７の合成
２００ｍｌの３つ口フラスコに６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン０．３７ｇ（１．８９ｍｍｏｌ）、ビス［６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．４４ｇ（０．６３ｍｍｏｌ）とグリセロ−ル５０ｍｌを入れ、窒素気流下１９０℃付近で１時間加熱攪拌する。反応物を室温まで冷却して６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンを留去し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、トリス［１−（２−ピリジル）シクロペンテン−Ｎ，Ｃ２］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＡ−７）を得ることが出来る。
【０１４１】
【化４０】
【０１４２】
実施例８
例示化合物ＸＡ−７の合成
１０ｍｌの耐圧試験管に６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン１ｇ（５．１２ｍｍｏｌ）、ビス［２−フェニルピリジン−Ｎ，Ｃ２］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．１ｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン置換後、密栓し１９０℃付近で８時間加熱攪拌しする。反応物を室温まで冷却後、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンを減圧蒸留し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、トリス［１−（２−ピリジル）シクロペンテン−Ｎ，Ｃ２］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＡ−７）を合成できる。
【０１４３】
【化４１】
【０１４４】
実施例９
例示化合物ＸＣ−１３の合成
２００ｍｌの３つ口フラスコに塩化イリジウム（ＩＩＩ）２．４０ｇ（６．８１ｍｍｏｌ）、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン１．３３ｇ（６．８０ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１００ｍｌを入れ、窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後１８時間、８０℃で攪拌しする。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、エタノ−ルおよびアセトンで順次洗浄し、この沈殿物と、エトキシエタノ−ル１００ｍｌ、アセチルアセトン４．０９ｇ（４０．９ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム７．２２ｇ（６８．１ｍｍｏｌ）を、２００ｍｌの３つ口フラスコに入れ入れ、窒素気流下室温で攪拌し、その後１８時間、８０℃で攪拌する。反応物を氷冷し、反応液を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／酢酸エチル：２／１）で精製することで、ビス（アセチルアセトナト）［６６−ジフルオロ−１−ピジジルヘキセン−Ｎ，Ｃ２］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＣ−１３）を得ることが出来る。
【０１４５】
【化４２】
【０１４６】
実施例１０
例示化合物ＸＢ−１２の合成
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジンを用いることで、実施例１と同様の方法により例示化合物ＸＢ−１２を合成することが出来る。
【０１４７】
実施例１１
例示化合物ＸＡ−４４の合成
化合物ＸＸ−２を化合物ＸＸ−６に、化合物ＸＢ−２を化合物ＸＢ−１２に代える以外は、実施例３と同様の方法により、例示化合物ＸＡ−４４を合成することが出来る。
【０１４８】
【化４３】
【０１４９】
実施例１２
例示化合物ＸＢ−１４の合成
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−メトキシピリジンを用いることで、実施例１と同様の方法により、例示化合物ＸＢ−１４を合成することが出来る。
【０１５０】
実施例１３
例示化合物ＸＡ−４６の合成
化合物ＸＸ−２の代わりに化合物ＸＸ−７を、化合物ＸＢ−２の代わりに化合物ＸＢ−１４を用いることで、実施例３と同様の方法により、例示化合物ＸＡ−４６を合成することが出来る。
【０１５１】
【化４４】
【０１５２】
実施例１４
例示化合物ＸＣ−１６の合成
６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンの代わりに化合物ＸＸ−２を用い、アセチルアセトンの代わりに、ピコリン酸を用いることで、実施例８と同様の方法により、例示化合物ＸＣ−１６を合成することが出来る。
【０１５３】
実施例１５
例示化合物ＸＢ−３８の合成
化合物ＸＸ−３の代わりにＮ−メチル−３−ブロモピラゾールをもちいることで、実施例４と同様の方法により、例示化合物ＸＢ−３８を合成することが出来る。
【０１５４】
実施例１６
例示化合物ＸＡ−１８の合成
化合物ＸＸ−２の代わりに化合物ＸＸ−８に、化合物ＸＢ−２の代わりに化合物ＸＢ−３８を用いることで、実施例３と同様の方法により、例示化合物ＸＡ−４６を合成することが出来る。
【０１５５】
【化４５】
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の、ひとつのオレフィンを含む非芳香族環構造が少なくともひとつのＦ原子を含むものと、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を分子内に有する金属錯体は、高効率発光の優れた発光素子に利用することができる。また、本発明の発光素子は表示素子として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を示す図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示す模式図である。
【図５】パネルの画素回路を示す図である。
【図６】本発明で用いられるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１１ 金属電極
１２ 発光層
１３ ホール輸送層
１４ 透明電極
１５ 透明基板
１６ 電子輸送層
１７ 励起子拡散防止層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子用の新規な金属錯体と、平面光源や平面状ディスプレイ等に使用される有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも言う）及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は，古くはアントラセン蒸着膜に電圧を印加して発光させた例（非特許文献１）等がある。しかし近年、無機発光素子に比べて大面積化が容易であることや、各種新材料の開発によって所望の発色が得られることや、また低電圧で駆動可能であるなどの利点がある。さらには高速応答性や高効率の発光素子として、材料開発を含めて、デバイス化のための応用研究が精力的に行われている。
【０００３】
例えば、非特許文献２に詳述されているように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成された構成を有する。
【０００４】
また最近では、従来の１重項励起子から基底状態に遷移するときの蛍光を利用した発光だけでなく、次の非特許文献３，４に代表される三重項励起子を経由した燐光発光を利用する素子の検討もなされている。これらの文献では４層構成の有機層が主に用いられている。それは、陽極側からホール輸送層、発光層、励起子拡散防止層、電子輸送層からなる。用いられている材料は、下記に示すキャリア輸送材料とりん光発光性材料Ｉｒ（ｐｐｙ）3である。
【０００５】
【化１】
【０００６】
また、蛍光性有機化合物の種類を変えることにより、紫外から赤外までの発光が可能であり、最近では様々な化合物の研究が活発に行われている。
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機発光素子が、ケンブリッジ大学のグループ（非特許文献５）により報告されている。この報告ではポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。
【０００７】
このように有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００８】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。また、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合の色純度の良い青、緑、赤の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。
【０００９】
また、電子輸送層や発光層などに用いる蛍光性有機化合物として、芳香族化合物や縮合多環芳香族化合物が数多く研究されているが、発光輝度や耐久性が十分に満足できるものは得られているとは言いがたい。
【００１０】
本発明に関連する金属錯体化合物の有機ＥＬへの応用の特許文献として特許文献１から４が挙げられる。これらは、部分構造に少なくともひとつのオレフィンと少なくともひとつのＦ原子を含む非芳香族環構造と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を持つ金属錯体である本発明の金属錯体の開示はない。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ−０１／０７２９２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６４９５号公報
【特許文献３】特開２００３−７３３８７号公報
【特許文献４】特表２００４−５０３０５９号公報
【非特許文献１】Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，９４（１９８２）１７１
【非特許文献２】Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５，１から４８（１９９７）
【非特許文献３】Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．７４，Ｎｏ３，ｐ４２２（１９９９））
【非特許文献４】Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．７５，Ｎｏ１，ｐ４（１９９９））
【非特許文献５】Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、部分構造に少なくともひとつのオレフィンと、少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を有する新規な有機ＥＬ素子用金属錯体を提供することにある。
【００１２】
また、本発明は、前記金属錯体を用いた高効率で高輝度な光出力を有する、高耐久性の有機発光素子を提供することにある。さらには、製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供する事にある。
【００１３】
また、本発明は、前記有機発光素子を用いた画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題は、本発明の新規な金属錯体を有機発光素子に用いることにより課題が達成される。
本発明の金属錯体は、下記一般式（１）で示される部分構造を有することを特徴とする。
【００１５】
【化２】
【００１６】
［式中、環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環状基である。Ｙは炭素原子数２から６の少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基［該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1からＲ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。］を示す。
【００１７】
環ＢはＭに結合した窒素原子を有する環状基であり、置換基［該置換基はハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝、ジ置換アミノ基、炭素原子数１から８のトリアルキルシリル基、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。］を有していてもよい。
【００１８】
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
また、より具体的には、本発明の金属錯体は、下記一般式（２）に示す金属錯体である。
【００１９】
【化３】
【００２０】
［式中、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位子を示す。ｍは１、２または３であり、ｎは０、１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。部分構造ＭＬmは下記一般式（３）で示され、部分構造ＭＬ’nは下記一般式（４），（５）または（６）で示される。
【００２１】
【化４】
【００２２】
Ａ、ＢおよびＹは、一般式（１）と同じものを示す。
Ｎは窒素原子であり、Ａ’はそれぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂ’は窒素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基である．Ａ’とＢ’は共有結合によって結合している。
【００２３】
ＥおよびＧはそれぞれ炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００２４】
Ｊはそれぞれ水素，ハロゲンまたは炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００２５】
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
ＭがＩｒであることが好ましい。
また、本発明は、１層以上の層から成る有機化合物層を含む発光素子において、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属錯体を含む層を有することを特徴とする発光素子である。
【００２６】
前記金属錯体を含む層が発光層であることが好ましい。
前記金属錯体を含む層がホール輸送層であることが好ましい。
前記金属錯体を含む層が電子輸送層であることが好ましい。
【００２７】
前記発光層が複数の燐光発光材料を含有することが好ましい。
また、本発明は、上記の金属錯体を含む層が、対向する２つの電極に狭持され、該電極間に電圧を印加することにより発光することを特徴とする有機発光素子である。
【００２８】
また、本発明は、上記の有機発光素子と、前記有機発光素子に電気信号を供給する手段とを具備した画像表示装置である。
本発明の金属錯体を用いた有機発光素子、特に発光層の発光材料として用いた有機発光素子は、高効率で高輝度な光出力を有し、また、高耐久性を有し、さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、部分構造に少なくともひとつのオレフィンと、少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を持つ新規な有機ＥＬ素子用金属錯体を提供することができる。
【００３０】
また、本発明は、前記金属錯体を用いた高効率で高輝度な光出力を有する、高耐久性の有機発光素子を提供することができる。。さらには、製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供することができる。
【００３１】
また、本発明は、前記有機発光素子を用いた画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
まず、本発明の金属錯体について説明する。
本発明の金属錯体は、下記の一般式（１）で示される部分構造に少なくともひとつのオレフィンと少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基を含む非芳香族環構造（Ａ）と、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造（Ｂ）をもつことを特徴とする。
【００３３】
【化５】
【００３４】
式中、環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環構造である。
環構造Ａが有しても良い置換基の具体例を以下に示す。但し、これらは代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３５】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。真空蒸着法を用いて発光素子を作成する場合、昇華性の向上が期待できるフッ素が好ましい。
また、直鎖、または分岐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、オクチル基、シクロヘキシル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基などが挙げられる。
【００３６】
導電性や、ガラス転移温度の観点から、メチル基、ターシャリーブチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基が好ましく、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、であり、さらに好ましくは、メチル基、トリフルオロメチル基である。
【００３７】
置換アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基などが挙げられる。なかでも、導電性や、ガラス転移温度の観点から、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、が好ましく、より好ましくは、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基である。
【００３８】
置換基を有しても良いアリール基及び、複素環基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、カルバゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基などが挙げられる。
【００３９】
Ｙは炭素原子数２から６の少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基［該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1乃至Ｒ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。］を示す。
【００４０】
分子構造をより、リジットにするという観点から、Ｙは炭素原子数２から６のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素原子数３もしくは４である。これは、分子構造をよりリジットにすることで、励起状態での構造変化を抑えることが出来ると考えられ、発光効率の向上が期待できるからである。
【００４１】
該アルキレン基の構成ユニットとして、好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1乃至Ｒ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）が好ましく、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、であり、更に好ましくは、メチル基、トリフルオロメチル基である。）、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−である。
【００４２】
より好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、である。
【００４３】
さらに好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−ＣＯ−である。
【００４４】
環ＢはＭに結合した窒素原子を有する置換基を有しても良い環状基である。環状基としては、好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基、イミダゾリニル基、ピラゾリニル基、オキサゾリニル基である。
【００４５】
より好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
【００４６】
さらに好ましくは、ピリジル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基である。
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジ置換アミノ基、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくはフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、ジフェニルアミノ基、ジメチルアミノ基であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基、メトキシ基、ジメチルアミノ基である。
【００４７】
金属錯体の中心金属は特に限定されないが、好ましくはＩｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕが好ましく、より好ましくは、Ｉｒ、Ｐｔである。
本発明の金属錯体は、フッ素原子を含むアルキレン基を含む非芳香族性環状基を部分構造に持つ配位子を有することを特徴とする。フッ素原子を分子中に導入した効果として、分子間相互作用を抑制することが期待される。その結果、有機電界発光素子の発光層で多く見ることの出来るホスト−ゲスト系の発光層を形成する場合に問題となる、ホスト材料中のゲスト材料濃度が大きくなると発光効率が低下する現象（これを濃度消光という）を抑制することができる。よってホスト材料中への発光材料の分散濃度を高くでき、高濃度で高発光効率の発光素子が可能になる。
【００４８】
さらに、発光層をゲスト−ホストタイプの混合層ではなく、ゲスト材料である本発明の化合物だけからなる（つまり１００％）発光素子も可能になる。
また、分子間相互作用を弱めることで昇華温度が低下し、真空蒸着する場合の分解を防止し、安定した蒸着製膜が可能になる。さらには、化合物の精製に昇華精製を適用することが容易になる。好ましくはフッ素原子１つ以上であり、より好ましくはフッ素原子２個以上であり、さらに好ましくは、フッ素原子４つ以上、または、一般式（１）の環構造Ａがフッ素原子と炭素原子だけから構成されたものである。
【００４９】
また、一般式１中の環構造Ａのオレフィン骨格の隣接位にフッ素原子を導入することによって、金属炭素結合のβ水素とオレフィンを介したγ水素をフッ素原子に置き換えることができる。一般的に、金属炭素結合のβ位の水素をフッ素原子に置換することで、金属−炭素結合の還元的脱離を抑制することが知られている。したがって、好ましくは、金属−炭素結合のβ位の水素が、フッ素原子に置き換わった配位子であり、より好ましくは、オレフィンの隣接水素原子を全てフッ素原子に置換した配位子である。その結果、錯体の構造が安定化されることが期待され、素子劣化が小さく耐久性能が上がることが期待できる。
【００５０】
これらのうちでも、部分構造が下記一般式（７）、（８）、（９）、（１０）または（１１）で表される骨格の金属錯体化合物が好ましい。
【００５１】
【化６】
【００５２】
金属錯体の中心金属は特に限定されないが、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕが好ましく、より好ましくは、Ｉｒ，Ｐｔであり、さらに好ましくはＩｒである。
環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環状基である。
【００５３】
Ｙ’は炭素原子数０から４のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素原子数１もしくは２である。該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1からＲ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、−ＣＯ−で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。
【００５４】
該アルキレン基の構成ユニットとして、好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＮＲ3−（Ｒ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）が好ましく、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、であり、更に好ましくは、メチル基、トリフルオロメチル基である。）、−ＣＯ−である。
【００５５】
より好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−である。
【００５６】
さらに好ましくは、−ＣＲ4Ｒ5−（Ｒ4，Ｒ5は好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基である。）−ＣＯ−である。
【００５７】
環構造Ｂは、窒素原子を介した、金属原子との配位部を持つ環状基であり、次に示す、置換有しても良い環状基からなる。環状基としては、好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基である。
【００５８】
より好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
【００５９】
さらに好ましくは、ピリジル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジフェニルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくはフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、ジメチルアミノ基である。さらに好ましくはメチル基、エチル基、メトキシ基、ジメチルアミノ基である。
【００６０】
Ｒ6からＲ9は、好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）であり、より好ましくは、水素原子、フッ素原子、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフフロロメチル基であり、さらに好ましくは、フッ素原子、水素原子、トリフロロメチル基、メチル基である。
【００６１】
次に、より具体的な構造である一般式（２）について説明する。
【００６２】
【化７】
【００６３】
［式中、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位子を示す。ｍは１、２または３であり、ｎは０、１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。部分構造ＭＬmは下記一般式（３）で示され、部分構造ＭＬ’nは下記一般式（４），（５）または（６）で示される。
【００６４】
【化８】
【００６５】
Ａ、ＢおよびＹは、一般式（１）と同じものを示す。
Ｎは、窒素原子であり、Ａ’はそれぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂ’は窒素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基である。Ａ’とＢ’は共有結合によって結合している。
【００６６】
環状基Ａ’は、好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基であり、より好ましくは、フェニル基、フルオレニル基である。
【００６７】
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジ置換アミノ基、シアノ基であり、
より好ましくはフッ素原子、メチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、シアノ基であり、更に好ましくは、フッ素原子、メチル基、メトキシ基である。
【００６８】
環状基Ｂ’として、好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾピラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイソオキサゾリル基であり。
【００６９】
より好ましくは、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、フェナントロリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、である。
【００７０】
さらに好ましくは、ピリジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、キノリニル基、イソキノリニル基、である。
また、これら、環状基の置換基としては好ましくは、ハロゲン原子、直鎖状または分岐状のアルキル基、フッ素原子に置換された直鎖状または分岐状のアルキル基、アルコキシル基、ジアルキルアミノ基であり、より好ましくはフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフロロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、ジメチルアミノ基である。
【００７１】
ＥおよびＧは、それぞれ炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００７２】
好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基であり、より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、メトキシ基である。
【００７３】
Ｊはそれぞれ水素，ハロゲンまたは炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
【００７４】
好ましくは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基であり、より好ましくは、水素原子、メチル基である。
有機発光素子の発光層は通常、ホスト材料と発光材料を共に蒸着源から真空蒸着（共蒸着法）して作製する。共蒸着法により作製された発光層を有する有機発光素子の発光効率は、発光材料の濃度の影響を大きく受けるため、高い効率を示す素子を安定的に作製するためには、発光材料の濃度の正確な制御が必要となる。しかしながら、共蒸着法により発光層を製膜する際に、発光層全体のドープ濃度を均一にすることは極めて困難であると考えられる。従って、ホスト材料を用いない発行材料単独の発光層で、高い発光効率が得られる燐光材料の開発が求められる。
【００７５】
Ｌ’が、非発光性配位子である時、一般式（２）中、ｍ＋ｎ＝３であって、且つｎ＝２である時、分子中に含まれる発光性配位子の数はｎ＝０の時に比べ１／３となる。このことから、既に述べた濃度消光による輝度低下をおさえ、より高濃度で発光材料をドーピングすることが期待できる。さらに、すでに述べたがこの材料は、フッ素原子を含むことを特徴としており、濃度消光をより抑制できることが期待できる。これらの効果が単独、もしくは、相乗効果によって、発光材料の濃度消光がより抑制されることが期待できる。さらには、ホストを用いない発光材料単独からなる発光層においても、濃度消光による輝度低下を抑える事ができる事が期待でき、高輝度発光をさせることが可能となる。
【００７６】
以下本発明の金属錯体の具体例の例示化合物を以下に示す。但し、これらは、代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。
【００７７】
【化９】
【００７８】
【化１０】
【００７９】
【化１１】
【００８０】
【化１２】
【００８１】
【化１３】
【００８２】
【化１４】
【００８３】
【化１５】
【００８４】
【化１６】
【００８５】
【化１７】
【００８６】
【化１８】
【００８７】
【化１９】
【００８８】
【化２０】
【００８９】
【化２１】
【００９０】
【化２２】
【００９１】
【化２３】
【００９２】
【化２４】
【００９３】
【化２５】
【００９４】
次に、本発明の発光素子について説明する。
本発明の金属錯体を含む有機層を作製する場合は、真空蒸着法、キャスト法、塗布法、スピンコート法、インクジェット法などにより製膜することができる。
【００９５】
本発明の基本的な素子構成を図１から図３に示す。
図１に示したように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板１５上に、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚を持つ透明電極１４と、複数層の有機膜層と、及びこれを挟持するように金属電極１１が形成される。
【００９６】
図１では，有機層が発光層１２とホール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４としては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電極１４からホール輸送層１３へホール注入しやすくしている。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウムあるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしている。
【００９７】
発光層１２には、本発明の化合物を用いているが、ホール輸送層１３には，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例としては以下に示すα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いることができる。
【００９８】
【化２６】
【００９９】
以上の構成した素子は電気的整流性を示し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入される。
【０１００】
注入されたホールと電子は、発光層１２内で再結合して励起子が生じ、発光する。この時ホール輸送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし，発光層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効率が上がり，発光効率が上がる。
【０１０１】
さらに図２では、図１の金属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けられている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離して、より効果的なキャリアブロッキング構成にすることで、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができる。
【０１０２】
また図３に示すように、陽極である透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極１１からなる４層構成とすることも望ましい形態である。
【０１０３】
本発明で示した高効率な発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。また、プリンターの光源としては、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の発光素子に置き換えることができる。独立にアドレスできる素子をアレイ上に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成する。本発明の素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。照明装置やバックライトに関しては、本発明による省エネルギー効果が期待できる。
【０１０４】
本発明の素子は、図４に示す単純マトリクス型有機ＥＬ素子としても使用できるが、ディスプレイへの応用では、アクティブマトリクス方式であるＴＦＴ駆動回路を用いて駆動する方式が考えられる。
【０１０５】
以下、図６を参照して、本発明の素子において、アクティブマトリクス基板を用いた例について説明する。
図６は、ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示したものである。パネルには、走査信号ドライバー、情報信号ドライバー、電流供給源が配置され、それぞれゲート選択線、情報信号線、電流供給線に接続される。ゲート選択線と情報信号線の交点には図５に示す画素回路が配置される。走査信号ドライバーは、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．．．Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号が印加されれ、画像が表示される。。図５に駆動信号の一例を示す。
【０１０６】
本発明は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
上記ＩＴＯ電極の上に多層あるいは単層の有機ＥＬ層／陰極層を順次積層し有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。本発明の有機化合物を用いた表示パネルを駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【実施例】
【０１０７】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下、本発明の金属錯体を合成するために必要な合成法に関して代表的な合成例を示す事で詳細に説明する。
【０１０８】
実施例１
例示化合物ＸＢ−２の合成
１００ｍｌの３つ口フラスコにアルゴン気流下、２−ブロモピリジン（５ｇ，３１．６ｍｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（５０ｍｌ）を加えた。この混合液を−７０℃に冷却し、２．６７ｍｏｌ／Ｌのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１１．８ｍｌ，３１．６ｍｍｏｌ）をゆっくり加えて同温で３０分攪拌した。別途２００ｍｌの３口フラスコにオクタフルオロシクロペンテン（６．７ｇ，３１．６ｍｍｏｌ）、ジエチルエーテル（１００ｍｌ）を加え−７０℃に冷却した。その中にキャニュラーを用い先ほど調整した２−リチオ化ピリジン溶液を冷たいまま滴下した。この溶液を同温で１時間攪拌した後、冷却バスを外し昇温させた。この混合液に蒸留水（１００ｍｌ）を加え有機層を分離した。水層を酢酸エチル（５０ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を合わせ、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し赤褐色の粘帖な液体を得た。この液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液：ヘキサン／酢酸エチル＝５：１から２：１）で精製し、化合物ＸＸ−１を０．８９ｇ（収率１０％）得た。
【０１０９】
【化２７】
【０１１０】
５０ｍｌの３つ口フラスコに、化合物ＸＸ−１（０．８９ｇ，３．６９ｍｍｏｌ）、無水メタノール（１０ｍｌ）、無水テトラヒドロフラン（１０ｍｌ）を加えた。この溶液を−７８℃に冷却し０．２Ｍ ｉｎ ＥｔＯＨ／ＴＨＦ＝１／１のＮａＨＢＨ4（９．２２ｍｌ，１．８５ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し同温で３時間攪拌した後、冷却バスを外し０℃まで、昇温させ蒸留水（３０ｍｌ）を加えた。この溶液を酢酸エチル（５０ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を集め、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の液体を得た。この液体を蒸留精製し、化合物ＸＸ−２を０．８０ｇ（収率８６％）得た。
【０１１１】
【化２８】
【０１１２】
２０ｍｌの耐圧アンプル容器に塩化イリジウム（ＩＩＩ）（３０．４ｍｇ，０．１６ｍｍｏｌ）、化合物ＸＸ−２（１６２ｍｇ，０．６４ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１０ｍｌを入れ、アルゴン雰囲気下で密栓した。この耐圧アンプルを６０℃で８時間、加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却し、溶媒を減圧留去した。残渣をヘキサン：ジエチルエーテル＝１：１で洗浄し残渣を真空乾燥し、黄色粉末を得た。この粉末にエトキシエタノール１０ｍｌ、アセチルアセトン４８ｍｇ（０．４８ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム８５ｍｇ（０．８０ｍｍｏｌ）を入れ、８０℃で６時間攪拌した。
【０１１３】
反応液をジクロロメタンで抽出し、有機層を、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の結晶を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＢ−２を９ｍｇ（収率７％）得た。
【０１１４】
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルより構造を確認した。
【０１１５】
【化２９】
【０１１６】
実施例２
本実施例２では素子構成として、素子構成として、図２に示す有機層が３層の素子を使用した。
【０１１７】
ガラス基板（透明基板１５）上に１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極１４）をパターニングして、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電極層を１０-4Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着し、連続製膜した。
有機層１（ホール輸送層１３）（４０ｎｍ）：α−ＮＰＤ
有機層２（発光層１２）（３０ｎｍ）：ＣＢＰ：ＸＢ−２（重量比５重量％）
有機層３（電子輸送層１６）（３０ｎｍ）：Ａｌｑ3
金属電極層１（１５ｎｍ）：ＡｌＬｉ合金（Ｌｉ含有量１．８重量％）
金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ
ＩＴＯ側を陽極にＡｌ側を陰極にして電界を印加したところ、発光を確認できた。
【０１１８】
実施例３
例示化合物ＸＡ−１の合成
１０ｍｌの耐圧試験管に化合物ＸＸ−２（１ｇ，３．９５ｍｍｏｌ）、化合物ＸＢ−２（０．１４ｇ，０．１７３ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン置換後、密栓し１９０℃付近で１時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却後、化合物ＸＸ−２を減圧蒸留し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し黄色粉末を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＡ−１を２４ｍｇ（収率１５％）得た。
【０１１９】
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルより構造を確認した。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９４９．０を確認した。
【０１２０】
【化３０】
【０１２１】
実施例４
例示化合物ＸＢ−３５の合成
１００ｍｌの３つ口フラスコにアルゴン気流下、化合物ＸＸ−３（５ｇ，５０．５ｍｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（５０ｍｌ）を加えた。この混合液を−７８℃に冷却し２．６７ｍｏｌ／Ｌのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（２０．８ｍｌ，５５．５ｍｍｏｌ）をゆっくり加えて同温で３０分攪拌した。別途５００ｍｌの３口フラスコにデカフルオロシクロヘキセン（１４．５ｇ，５５．５ｍｍｏｌ）、ジエチルエーテル（１００ｍｌ）を加え−７０℃に冷却した中にキャニュラーを用い、先ほど調整した２−リチオ化メチルチアゾール溶液を冷たいまま滴下した。この溶液を同温で１時間攪拌した後、冷却バスを外し昇温させた。この混合液に蒸留水（１００ｍｌ）を加え有機層を分離した。水層を酢酸エチル（２００ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を合わせ、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し赤褐色の粘帖な液体を得た。この液体をクーゲルローア蒸留器で蒸留精製し、化合物ＸＸ−４を４．９８ｇ（収率２９％）得た。
【０１２２】
【化３１】
【０１２３】
５００ｍｌの３つ口フラスコに化合物ＸＸ−４（７．７６ｇ，２２．７ｍｍｏｌ）、無水エタノール（１４０ｍｌ）、無水テトラヒドロフラン（１４０ｍｌ）を加えた。この溶液を−７８℃に冷却し０．４Ｍ ｉｎ ＥｔＯＨ／ＴＨＦ＝１／１のＮａＨＢＨ4（２８．５ｍｌ，１１．４ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し同温で３時間攪拌した後、冷却バスを外し０℃まで、昇温させ蒸留水（１００ｍｌ）を加えた。この溶液を酢酸エチル（１５０ｍｌ×２回）で抽出し、有機層を集め、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の液体を得た。この液体を蒸留精製し、化合物ＸＸ−５を５．７８ｇ（収率７９％）得た。
【０１２４】
【化３２】
【０１２５】
２０ｍｌの耐圧アンプル容器に塩化イリジウム（ＩＩＩ）（３０．０ｍｇ，０．１６ｍｍｏｌ）、化合物ＸＸ−５ ２０７ｍｇ，０．６４ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１０ｍｌを入れ、アルゴン雰囲気下で密栓した。この耐圧アンプルを６０℃で６時間、加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却し、溶媒を減圧留去した。残渣をヘキサン：ジエチルエーテル＝１：１で洗浄し残渣を真空乾燥し、黄色粉末を得た。この粉末にエトキシエタノール１０ｍｌ、アセチルアセトン４８ｍｇ（０．４８ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム８５ｍｇ（０．８０ｍｍｏｌ）を入れ、６０℃で６時間攪拌した。
【０１２６】
反応液をジクロロメタンで抽出し、有機層を、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濃縮し淡黄色の結晶を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＢ−３５を５ｍｇ（収率３％）得た。
【０１２７】
【化３３】
【０１２８】
実施例５
例示化合物ＸＡ−１７の合成
１０ｍｌの耐圧試験管に化合物ＸＸ−５（１ｇ，３．０９ｍｍｏｌ）、化合物ＸＢ−３５（０．１４ｇ，０．１６ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン置換後、密栓し１９０℃付近で１時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却後、化合物ＸＸ−５を減圧蒸留し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し黄色粉末を得た。この結晶をトルエン−ヘキサンで再結晶し、例示化合物ＸＡ−１７を２０ｍｇ（収率１１％）得た。
【０１２９】
【化３４】
【０１３０】
実施例６
例示化合物ＸＢ−３３の合成
２Ｌの３つ口フラスコにアルゴン気流下、シクロヘキサノン２５ｇ（２６０ｍｍｏｌ）、乾燥クロロホルム５００ｍｌ、乾燥ピリジン５００ｍｌを入れ、０℃以下で氷冷撹拌しながら、ヨウ素２７８ｇ（１．１ｍｏｌ）を乾燥クロロホルム５００ｍｌ、乾燥ピリジン３００ｍｌに溶かしたものを約３０分間で滴下した。その後室温まで昇温後１時間攪拌した。反応液に水１０００ｍｌを加えた後、クロロホルムで抽出した。有機層を、水１００ｍｌで２回、１Ｎ塩酸１００ｍｌで２回、水１００ｍｌで２回、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液１００ｍｌで２回の順で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去した。減圧蒸留により精製し、２−ヨードシクロヘキサノン４１ｇ（収率７１％）を得た。
【０１３１】
【化３５】
【０１３２】
テフロン（登録商標）製高圧反応用容器に２−ヨードシクロヘキサノン１６７ｍｇ（０．７５ｍｍｏｌｅ）、ジクロロメタン（０．５ｍｌ）Ｎ−トリフルオロ硫黄モルフォリン１５８ｍｇ（０．９ｍｍｏｌ）を入れ、１００００気圧下、４０℃で７２時間加熱攪拌する。室温まで冷却し、常圧に戻し炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、ジクロロメタンで抽出する。有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルを薄く敷いた漏斗を通してろ過し、溶媒を留去する。残渣をフラッシュカラムクロマト（溶離液：３％クロロホルム／石油エーテル）で精製することで、６６−ジフルオロ−１−ヨードシクロヘキセンを合成できる。
【０１３３】
【化３６】
【０１３４】
６６−ジフルオロ−１−ヨードシクロヘキセン１．８ｇ（７．５ｍｍｏｌｅ）、２−トリメチルスズピリジン２．４ｇ（９．８ｍｍｏｌｅ），ジクロロジ（トリフェニルフォスフィン）パラジウム１８２ｍｇ（０．２６ｍｍｏｌｅ），塩化リチウム４１５ｍｇ（９．８ｍｍｏｌｅ）、トルエン５０ｍｌを２００ｍｌのナスフラスコに入れ、窒素気流下１８時間、加熱還流下で攪拌を行う。反応溶液を冷水１００ｍｌに注ぎ、トルエンで抽出し有機層を飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン）で精製することで、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンを合成できる。
【０１３５】
【化３７】
【０１３６】
２００ｍｌの３つ口フラスコに塩化イリジウム（ＩＩＩ）０．６０ｇ（１．７０ｍｍｏｌ）、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン１．４８ｇ（７．５８ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル５０ｍｌと水２０ｍｌを入れ、窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後２４時間、８０℃で攪拌し、反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、エタノ−ルおよびアセトンで順次洗浄する。室温で減圧乾燥し、テトラキス［６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）を合成できる。
【０１３７】
【化３８】
【０１３８】
２００ｍｌの３つ口フラスコにエトキシエタノ−ル７０ｍｌ、テトラキス［６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（μ−ジクロロ）ジイリジウム（ＩＩＩ）０．５３ｇ（０．６３ｍｍｏｌｅ）、アセチルアセトン１８８ｍｇ（１．８８ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム１．００ｇ（９．４５ｍｍｏｌ）を入れ、窒素気流下室温で攪拌し、その後１５時間還流攪拌した。反応物を氷冷し、沈殿物を濾取水洗する。この沈殿物をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／メタノ−ル：３０／１）で精製し、ビス［６６−ジフルオロ−１−ピジジルヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＢ−３３）を合成できる。
【０１３９】
【化３９】
【０１４０】
実施例７
例示化合物ＸＡ−７の合成
２００ｍｌの３つ口フラスコに６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン０．３７ｇ（１．８９ｍｍｏｌ）、ビス［６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン−Ｎ，Ｃ２］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．４４ｇ（０．６３ｍｍｏｌ）とグリセロ−ル５０ｍｌを入れ、窒素気流下１９０℃付近で１時間加熱攪拌する。反応物を室温まで冷却して６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンを留去し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、トリス［１−（２−ピリジル）シクロペンテン−Ｎ，Ｃ２］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＡ−７）を得ることが出来る。
【０１４１】
【化４０】
【０１４２】
実施例８
例示化合物ＸＡ−７の合成
１０ｍｌの耐圧試験管に６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン１ｇ（５．１２ｍｍｏｌ）、ビス［２−フェニルピリジン−Ｎ，Ｃ２］（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．１ｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン置換後、密栓し１９０℃付近で８時間加熱攪拌しする。反応物を室温まで冷却後、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンを減圧蒸留し、残渣をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、トリス［１−（２−ピリジル）シクロペンテン−Ｎ，Ｃ２］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＡ−７）を合成できる。
【０１４３】
【化４１】
【０１４４】
実施例９
例示化合物ＸＣ−１３の合成
２００ｍｌの３つ口フラスコに塩化イリジウム（ＩＩＩ）２．４０ｇ（６．８１ｍｍｏｌ）、６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセン１．３３ｇ（６．８０ｍｍｏｌ）、エトキシエタノ−ル１００ｍｌを入れ、窒素気流下室温で３０分間攪拌し、その後１８時間、８０℃で攪拌しする。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、エタノ−ルおよびアセトンで順次洗浄し、この沈殿物と、エトキシエタノ−ル１００ｍｌ、アセチルアセトン４．０９ｇ（４０．９ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム７．２２ｇ（６８．１ｍｍｏｌ）を、２００ｍｌの３つ口フラスコに入れ入れ、窒素気流下室温で攪拌し、その後１８時間、８０℃で攪拌する。反応物を氷冷し、反応液を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／酢酸エチル：２／１）で精製することで、ビス（アセチルアセトナト）［６６−ジフルオロ−１−ピジジルヘキセン−Ｎ，Ｃ２］イリジウム（ＩＩＩ）（例示化合物ＸＣ−１３）を得ることが出来る。
【０１４５】
【化４２】
【０１４６】
実施例１０
例示化合物ＸＢ−１２の合成
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジンを用いることで、実施例１と同様の方法により例示化合物ＸＢ−１２を合成することが出来る。
【０１４７】
実施例１１
例示化合物ＸＡ−４４の合成
化合物ＸＸ−２を化合物ＸＸ−６に、化合物ＸＢ−２を化合物ＸＢ−１２に代える以外は、実施例３と同様の方法により、例示化合物ＸＡ−４４を合成することが出来る。
【０１４８】
【化４３】
【０１４９】
実施例１２
例示化合物ＸＢ−１４の合成
２−ブロモピリジンの代わりに２−ブロモ−４−メトキシピリジンを用いることで、実施例１と同様の方法により、例示化合物ＸＢ−１４を合成することが出来る。
【０１５０】
実施例１３
例示化合物ＸＡ−４６の合成
化合物ＸＸ−２の代わりに化合物ＸＸ−７を、化合物ＸＢ−２の代わりに化合物ＸＢ−１４を用いることで、実施例３と同様の方法により、例示化合物ＸＡ−４６を合成することが出来る。
【０１５１】
【化４４】
【０１５２】
実施例１４
例示化合物ＸＣ−１６の合成
６６−ジフルオロ−１−（２−ピジジル）シクロヘキセンの代わりに化合物ＸＸ−２を用い、アセチルアセトンの代わりに、ピコリン酸を用いることで、実施例８と同様の方法により、例示化合物ＸＣ−１６を合成することが出来る。
【０１５３】
実施例１５
例示化合物ＸＢ−３８の合成
化合物ＸＸ−３の代わりにＮ−メチル−３−ブロモピラゾールをもちいることで、実施例４と同様の方法により、例示化合物ＸＢ−３８を合成することが出来る。
【０１５４】
実施例１６
例示化合物ＸＡ−１８の合成
化合物ＸＸ−２の代わりに化合物ＸＸ−８に、化合物ＸＢ−２の代わりに化合物ＸＢ−３８を用いることで、実施例３と同様の方法により、例示化合物ＸＡ−４６を合成することが出来る。
【０１５５】
【化４５】
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の、ひとつのオレフィンを含む非芳香族環構造が少なくともひとつのＦ原子を含むものと、窒素原子をひとつ以上含む不飽和ヘテロ環構造を分子内に有する金属錯体は、高効率発光の優れた発光素子に利用することができる。また、本発明の発光素子は表示素子として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を示す図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示す模式図である。
【図５】パネルの画素回路を示す図である。
【図６】本発明で用いられるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１１ 金属電極
１２ 発光層
１３ ホール輸送層
１４ 透明電極
１５ 透明基板
１６ 電子輸送層
１７ 励起子拡散防止層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示される部分構造を有することを特徴とする金属錯体。
【化１】
［式中、環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環状基である。Ｙは炭素原子数２から６の少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基［該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1からＲ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。］を示す。
環ＢはＭに結合した窒素原子を有する環状基であり、置換基［該置換基はハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝、ジ置換アミノ基、炭素原子数１から８のトリアルキルシリル基、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。］を有していてもよい。
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
【請求項２】
下記一般式（２）で示される部分構造を有することを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【化２】
［式中、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位子を示す。ｍは１、２または３であり、ｎは０、１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。部分構造ＭＬmは下記一般式（３）で示され、部分構造ＭＬ’nは下記一般式（４），（５）または（６）で示される。
【化３】
Ａ、ＢおよびＹは、一般式（１）と同じものを示す。
Ｎは窒素原子であり、Ａ’はそれぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂ’は窒素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基である．Ａ’とＢ’は共有結合によって結合している。
ＥおよびＧはそれぞれ炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
Ｊはそれぞれ水素，ハロゲンまたは炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
【請求項３】
ＭがＩｒであ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】
１層以上の層から成る有機化合物層を含む発光素子において、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属錯体を含む層を有することを特徴とする発光素子。
【請求項５】
前記金属錯体を含む層が発光層であることを特徴とする請求項４記載の発光素子。
【請求項６】
前記金属錯体を含む層がホール輸送層であることを特徴とする請求項４記載の発光素子。
【請求項７】
前記金属錯体を含む層が電子輸送層であることを特徴とする請求項４記載の発光素子。
【請求項８】
前記発光層が複数の燐光発光材料を含有することを特徴とする請求項４乃至７のいずれかの項に記載の発光素子。
【請求項９】
請求項４乃至８のいずれかに記載の金属錯体を含む層が、対向する２つの電極に狭持され、該電極間に電圧を印加することにより発光することを特徴とする有機発光素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に電気信号を供給する手段とを具備した画像表示装置。
【請求項１】
下記一般式（１）で示される部分構造を有することを特徴とする金属錯体。
【化１】
［式中、環構造Ａは、Ｍに結合した炭素原子を有し、少なくともひとつのオレフィン構造を含む置換基を有していてもよい非芳香族性環状基である。Ｙは炭素原子数２から６の少なくともひとつのＦ原子を含むアルキレン基［該アルキレン基中の１つもしくは隣接しない２つのメチレン基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＣＲ1＝ＣＲ2−、−ＮＲ3−（Ｒ1からＲ3は、水素原子または、炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）に置換されていてもよい。）、で置き換えられていてもよく、該アルキレン基中の水素原子は炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または、フッ素原子に置換されていてもよい。］を示す。
環ＢはＭに結合した窒素原子を有する環状基であり、置換基［該置換基はハロゲン原子、ニトロ基、置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝、ジ置換アミノ基、炭素原子数１から８のトリアルキルシリル基、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。］を有していてもよい。
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
【請求項２】
下記一般式（２）で示される部分構造を有することを特徴とする請求項１に記載の金属錯体。
【化２】
［式中、ＬおよびＬ’は互いに異なる二座配位子を示す。ｍは１、２または３であり、ｎは０、１または２である。ただし、ｍ＋ｎは２または３である。部分構造ＭＬmは下記一般式（３）で示され、部分構造ＭＬ’nは下記一般式（４），（５）または（６）で示される。
【化３】
Ａ、ＢおよびＹは、一般式（１）と同じものを示す。
Ｎは窒素原子であり、Ａ’はそれぞれ炭素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基であり、Ｂ’は窒素原子を介して金属原子Ｍに結合した置換基を有していてもよい環状基である．Ａ’とＢ’は共有結合によって結合している。
ＥおよびＧはそれぞれ炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
Ｊはそれぞれ水素，ハロゲンまたは炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）または置換基を有していてもよい芳香環基｛該置換基はハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、トリアルキルシリル基（該アルキル基はそれぞれ独立して炭素原子数１から８の直鎖状または分岐状のアルキル基である。）、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）を示す。｝を示す。
Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、ＲｈまたはＲｕを示す。］
【請求項３】
ＭがＩｒであ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】
１層以上の層から成る有機化合物層を含む発光素子において、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属錯体を含む層を有することを特徴とする発光素子。
【請求項５】
前記金属錯体を含む層が発光層であることを特徴とする請求項４記載の発光素子。
【請求項６】
前記金属錯体を含む層がホール輸送層であることを特徴とする請求項４記載の発光素子。
【請求項７】
前記金属錯体を含む層が電子輸送層であることを特徴とする請求項４記載の発光素子。
【請求項８】
前記発光層が複数の燐光発光材料を含有することを特徴とする請求項４乃至７のいずれかの項に記載の発光素子。
【請求項９】
請求項４乃至８のいずれかに記載の金属錯体を含む層が、対向する２つの電極に狭持され、該電極間に電圧を印加することにより発光することを特徴とする有機発光素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に電気信号を供給する手段とを具備した画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３０２５６５（Ｐ２００７−３０２５６５Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２９２９６（Ｐ２００６−１２９２９６）
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【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１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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