首页> 中国专利> 过渡金属配位化合物、使用该过渡金属配位化合物的有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件、有机激光二极管发光元件、色素激光器、显示装置、照明装置和电子设备

过渡金属配位化合物、使用该过渡金属配位化合物的有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件、有机激光二极管发光元件、色素激光器、显示装置、照明装置和电子设备

摘要

一种过渡金属配位化合物,由下述通式(1)表示,式中,M表示过渡金属元素;K表示无电荷的单齿或双齿配位体,L表示单齿或双齿配位体,m、o表示0~5的整数,n表示1~3的整数;p表示0~4的整数;W-表示平衡离子;Y1~Y4、R1和R2分别独立地表示氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烯基、炔基或烷氧基。

著录项

  • 公开/公告号CN103547587A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-01-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 夏普株式会社;

    申请/专利号CN201280024111.5

  • 发明设计人 藤田悦昌;大江昌人;伊藤哲二;

    申请日2012-05-15

  • 分类号C07F15/00;C09K11/06;H01L51/50;H05B33/12;

  • 代理机构北京尚诚知识产权代理有限公司;

  • 代理人龙淳

  • 地址 日本大阪府

  • 入库时间 2024-02-19 22:27:24

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-06-08

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C07F15/00 授权公告日:20160504 终止日期:20170515 申请日:20120515

    专利权的终止

  • 2016-05-04

    授权

    授权

  • 2014-03-12

    实质审查的生效 IPC(主分类):C07F15/00 申请日:20120515

    实质审查的生效

  • 2014-01-29

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及过渡金属配位化合物、使用该过渡金属配位化合物的 有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件、有机激光二极管 发光元件、色素激光器、显示装置、照明装置和电子设备。

本申请主张2011年5月19日在日本申请的特愿2011-112436号的 优先权,其内容援引至本文中。

背景技术

面向有机EL(电致发光)元件的低消耗电力化的方向,高效率的 发光材料的开发正在进展。利用三重激发态的发光的磷光发光材料, 与仅利用单重激发态的磷光发光的荧光发光材料相比,能够实现高的 发光效率,因而磷光发光材料的开发逐步发展。

现在,在有机EL元件的绿色像素和红色像素中,导入有内部量子 收率最大能够达到约100%的磷光材料类,但是在蓝色像素中,使用内 部量子收率最大为约25%的荧光材料类。这是由于蓝色发光比红色或 绿色发光的能量高,并且在通过三重激发态能级的磷光发光得到该高 能量的发光时,分子结构内难以承受高能量的部分容易发生劣化的缘 故。

作为蓝色磷光材料,已知一种为了得到高能量的三重激发态,将 氟等的吸电子基团作为取代基导入配位体而得到的铱(Ir)配位化合物 (例如参照非专利文献1~5)。但是,导入了吸电子基团的蓝色磷光材 料,虽然发光效率比较好,但是光耐性不佳,寿命较短。

另外,报道了即使不导入吸电子基团,在使用碳烯配位体的配位 化合物中也能够进行短波长的发光(参照非专利文献6和专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4351702号公报

非专利文献

非专利文献1:Angewandte Chemie International Edition,2008,47, 4542-4545

非专利文献2:Chemistry-A European Journal,2008,14,5423-5434

非专利文献3:Inorganic Chemistry,Volume47,No.5,2008, 1476-1487

非专利文献4:时任静士、安达千波矢、村田英幸共著《有机EL 显示器》(《有機ELディスプレイ》)Ohmsha公司,2004年8月发行,p. 109~111

非专利文献5:Hartmut Yersin编集《Highly Efficient OLEDs with  Phosphorescent Materials》,德国,VILEY-VCH,2007年12月发行,p. 363~390

非专利文献6:Inorganic Chemistry,44,2005,7992

发明内容

发明要解决的技术问题

非专利文献6和专利文献1中记载的发光材料,即使不导入使光 耐性降低的吸电子基团也发出蓝色磷光,但发光效率低。

因此,期望开发出即使不导入吸电子基团也能够以高的发光效率 发出蓝色光的发光材料。另外,为了得到色纯度好的蓝色,需求具有 高T1能级(三重激发态能级)的发光材料。

进而,为了得到实现高发光效率和长寿命的器件,防止发光材料 的激发能量向主体材料和与发光层接触的材料移动也是至关重要的。 因此,需求具有比发光材料高的T1能级(三重激发态能级)的主体材 料,希望开发出一种虽然使用了一部分的咔唑化合物、硅化合物但为 新型的主体材料。

用于解决技术问题的技术手段

本发明的方式提供一种能够适用于发光材料、主体材料、激子阻 挡材料等的具有高T1能级的过渡金属配位化合物,以及使用该过渡金 属配位化合物的有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件、 有机激光二极管发光元件、色素激光器、显示装置、照明装置和电子 设备。

本发明的发明人完成了本发明的若干方式。即,本发明的若干方 式采用下面的构成。

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,为由下述通式(1)表 示的双碳烯过渡金属配位化合物。

(式中,M表示元素周期表的8族~12族的过渡金属元素,过渡 金属元素M的氧化状态可以是任意的;K表示无电荷的单齿或双齿配 位体;L表示单齿或双齿的、单阴离子性或双阴离子性配位体;m表 示0~5的整数;o表示0~5的整数;n表示1~3的整数;p为配位化 合物的带电数,表示0~4的整数;W-表示单阴离子性的平衡离子;m、 o、n和p依赖于过渡金属元素M的氧化状态和配位数、或者配位体的 电荷和配位化合物整体的电荷;Y1、Y2、Y3和Y4分别独立地表示氢、 烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷 氧基,这些基团可以被取代也可以无取代;Y1和Y2、Y2和Y3、以 及Y3和Y4,它们的一部分可以分别独立地键合而成为一体,形成氮 原子间至少具有2个原子的饱和或不饱和的环结构,这些环结构的一 个以上的原子可以被烷基或芳基取代(这些取代基可以进一步被取代 或无取代),这些环结构还可以进一步形成一个以上的环结构;R1和 R2分别独立地表示氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳烷基、杂 芳基、烯基、炔基或烷氧基,这些基团可以被取代也可以无取代。)

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,可以是由下述通式 (2)~下述通式(5)中的任一个表示的过渡金属配位化合物。

(式中,R1~R6分别独立地表示氢、烷基、环烷基、杂环烷基、 芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷氧基,这些基团可以被取代 也可以无取代,R1和R3、R3和R4、R5和R6、以及R6和R2,它们 的一部分可以分别独立地键合而成为一体,形成饱和或不饱和的环结 构,这些环结构的一个以上的原子可以被烷基或芳基取代(这些取代 基可以进一步被取代或无取代),这些环结构还可以进一步形成一个以 上的环结构;M、m、n、o、p、W-、L和K分别与上述通式(1)相 同含义。)

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,可以是由下述通式(6) 或下述通式(7)表示的过渡金属配位化合物。

(式中,R1、R2、M、m、n、o、p、W-、L和K分别与上述通式 (1)相同含义;R11~R28分别独立地表示氢、烷基、环烷基、杂环 烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷氧基,这些基团可以 被取代也可以无取代,R1和R11~R14、R2和R15~R18、R19~R23、 以及R24~R28,相邻的它们的一部分可以分别独立地键合而成为一 体,形成饱和或不饱和的环结构,这些环结构的一个以上的原子可以 被烷基或芳基取代(这些取代基可以进一步被取代或无取代),这些环 结构还可以进一步形成一个以上的环。)

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,上述通式(2)~上述 通式(5)的任一个中的R1~R6,可以分别独立地为氢、甲基或苯基。

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,上述通式(6)中的 R1、R2、R11~R18,或者上述通式(7)中的R19~R28,可以分别独 立地为氢、甲基或苯基。

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,上述M可以为铱、锇 或铂。

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,上述W-可以为Cl、 Br、I、PF6-、BF4、OAc(Ac表示COCH3)、SbF6、AsF6、NCO 、ClO4或CN

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,上述L可以为Br、I 、OAc(Ac表示COCH3)或NCS

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,上述L可以为下述式 (12)~下述式(16)中的任一种结构的配位体。

本发明的一个方式的过渡金属配位化合物,上述K可以为膦、膦 酸盐以及它们的衍生物、砷酸盐以及它们的衍生物、亚磷酸盐、CO、 吡啶或腈。

本发明的其他方式的有机发光元件,具备:含有发光层的至少一 层的有机层、和夹着上述有机层的一对电极,上述有机层的至少一部 分含有上述过渡金属配位化合物。

在本发明的其他方式的有机发光元件中,可以将上述过渡金属配 位化合物用作发光材料。

在本发明的其他方式的有机发光元件中,可以将上述过渡金属配 位化合物用作主体材料。

在本发明的其他方式的有机发光元件中,可以将上述过渡金属配 位化合物用作激子阻挡材料。

本发明的另一其他方式的色变换发光元件,具备:上述有机发光 元件;和荧光体层,上述荧光体层配置在上述有机发光元件的取出光 的面的一侧,吸收来自上述有机发光元件的光,进行与吸收光不同颜 色的发光。

本发明的另一其他方式的色变换发光元件,具备:发光元件;和 荧光体层,上述荧光体层配置在上述发光元件的取出光的面的一侧, 吸收来自上述发光元件的光,进行与吸收光不同颜色的发光,在该色 变换发光元件中,上述荧光体层含有上述过渡金属配位化合物。

本发明的另一其他方式的光变换发光元件,具备:含有发光层的 至少一层的有机层、使电流放大的层、以及夹着上述有机层和上述使 电流放大的层的一对电极,上述发光层含有上述过渡金属配位化合物。

本发明的另一其他方式的有机激光二极管发光元件,包括:连续 波激发光源、和来自上述连续波激发光源的光照射的共振器构造,上 述共振器构造包括:包含激光活性层的至少一层的有机层、和夹着上 述有机层的一对电极,上述激光活性层在主体材料中掺杂有上述过渡 金属配位化合物。

本发明的另一其他方式的色素激光器,具备:包含上述过渡金属 配位化合物的激光介质、和使来自上述激光介质的上述有机发光元件 材料的磷光感应放出而进行激光振荡的激发用光源。

本发明的另一其他方式的显示装置,包括:产生图像信号的图像 信号输出部、基于来自上述图像信号输出部的信号产生电流或电压的 驱动部、和利用来自上述驱动部的电流或电压进行发光的发光部,上 述发光部为上述有机发光元件。

本发明的另一其他方式的显示装置,包括:产生图像信号的图像 信号输出部、基于来自上述图像信号输出部的信号产生电流或电压的 驱动部、和利用来自上述驱动部的电流或电压进行发光的发光部,上 述发光部为上述色变换发光元件。

本发明的另一其他方式的显示装置中,上述发光部的阳极和阴极 可以配置成矩阵状。

本发明的另一其他方式的显示装置中,上述发光部可以由薄膜晶 体管驱动。

本发明的另一其他方式的照明装置,包括:产生电流或电压的驱 动部、和利用来自上述驱动部的电流或电压进行发光的发光部,上述 发光部为上述有机发光元件。

本发明的另一其他方式的照明装置,包括:产生电流或电压的驱 动部、和利用来自上述驱动部的电流或电压进行发光的发光部,上述 发光部为上述色变换发光元件。

本发明的另一其他方式的电子设备,具备上述显示装置。

发明效果

根据本发明的方式,能够提供一种适用于发光材料、主体材料、 激子阻挡材料等的、具有高T1能级的过渡金属配位化合物,以及使用 该过渡金属配位化合物的有机发光元件、色变换发光元件、光变换发 光元件、有机激光二极管发光元件、色素激光器、显示装置、照明装 置和电子设备。

附图说明

图1是表示本发明的有机发光元件的第一实施方式的概略示意图。

图2是表示本发明的有机发光元件的第二实施方式的概略截面图。

图3是表示本发明的色变换发光元件的一个实施方式的概略截面 图。

图4是图3所示的色变换发光元件的俯视图。

图5是表示本发明的光变换发光元件的一个实施方式的概略示意 图。

图6是表示本发明的有机激光二极管发光元件的一个实施方式的 概略示意图。

图7是表示本发明的色素激光器的一个实施方式的概略示意图。

图8是表示本发明的显示装置的配线结构和驱动电路的连接结构 的一个例子的结构图。

图9是表示在使用本发明的有机发光元件的显示装置中配置的、 构成1个像素的电路的像素电路图。

图10是表示本发明的照明装置的第一实施方式的概略立体图。

图11是表示本发明的照明装置的其他实施方式的概略立体图。

图12是表示本发明的照明装置的其他实施方式的概略立体图。

图13是表示本发明的电子设备的一个实施方式的概略立体图。

图14是表示本发明的电子设备的一个实施方式的概略立体图。

图15是表示本发明的电子设备的一个实施方式的概略立体图。

图16是表示本发明的电子设备的一个实施方式的概略立体图。

具体实施方式

下面,针对本发明的方式的有机发光元件材料、以及使用该材料 的有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件、有机激光二极 管发光元件、色素激光器、显示装置、照明装置和电子设备的一个实 施方式进行说明。其中,下面所示的实施方式是为了更好地理解本发 明的主旨而进行的具体的说明,在没有特别指定的情况下,均不是对 本发明的实施方式进行限定的内容。另外,以下说明中使用的附图, 是为了便于理解本发明的实施方式的图片,方便起见,有时将主要部 分放大显示,并不代表各构成要素的尺寸比例等与实际情况相同。

[过渡金属配位化合物]

本发明的过渡金属配位化合物具有高T1能级,适合作为有机EL (电致发光)元件的发光材料、主体材料、电荷传输材料、激子阻挡 材料,其中,更适合作为发光材料、主体材料、激子阻挡材料。

本发明的过渡金属配位化合物是由通式(1)构成的双碳烯过渡金 属配位化合物。

在通式(1)中,M表示元素周期表的8族~12族的过渡金属元 素,过渡金属元素M的氧化状态可以是任意的;K表示无电荷的单齿 或双齿配位体;L表示单齿或双齿的、单阴离子性或双阴离子性配位体; m表示0~5的整数;o表示0~5的整数;n表示1~3的整数;p为配 位化合物的带电数,表示0~4的整数;W-表示单阴离子性的平衡离子; m、o、n和p依赖于过渡金属元素M的氧化状态和配位数、或者配位 体的电荷和配位化合物整体的电荷;Y1、Y2、Y3和Y4分别独立地表 示氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔 基或烷氧基,这些基团可以被取代也可以无取代;Y1和Y2、Y2和 Y3、以及Y3和Y4,它们的一部分可以分别独立地键合而成为一体, 形成氮原子间至少具有2个原子的饱和或不饱和的环结构,这些环结 构的一个以上的原子可以被烷基或芳基取代(这些取代基可以进一步 被取代或无取代),这些环结构还可以进一步形成一个以上的环结构; R1和R2分别独立地表示氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳烷 基、杂芳基、烯基、炔基或烷氧基,这些基团可以被取代也可以无取 代。

在通式(1)中,M为元素周期表的8族~12族的过渡金属元素, 过渡金属元素M的氧化状态可以是任意的,没有特别限定。过渡金属 元素M,具体而言能够列举Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Ru、Os、Ti、Bi、 In、Sn、Sb、Te、Au和Ag等,其中,由于后述的重原子效应而使得 PL量子收率增大,因而优选为Ir、Os、Pt。

在过渡金属配位化合物被期待作为高效率的磷光发光材料的情况 下,作为发光机理,可以说是MLCT(Metal-to-LigandChargeTransfer: 金属到配位体的电荷转移)。这是由于:此时,中心金属的重原子效应 对配位体也有效地发挥作用,迅速地发生系间跨越(从单重激发态向 三重激发态的跃迁,S→T:约100%),然后,同样由于重原子效应, 从T1向S0的跃迁速度常数(kr)增大。由此,PL量子收率(φPL=kr/ (knr+kr),在此,knr为从T1向S0热失活的速度常数)增大。该PL量 子收率的增大使得制成有机电致发光器件时的发光效率增大。

Ir、Os、Pt因镧系收缩而原子半径比较小,但由于原子量大,因此 能够有效地引起上述重原子效应。因此,将本发明的方式的过渡金属 配位化合物用作发光材料时,通过形成中心金属为Ir、Os或Pt的过渡 金属配位化合物,因重原子效应而使得PL量子收率增大,能够显示出 高的发光效率。

在通式(1)中,m为0~5的整数,o为0~5的整数,n为1~3 的整数。p是配位化合物的带电数,为0~4的整数。m、o、n和p依 赖于使用的过渡金属原子的氧化状态和配位数、或者配位体的电荷和 配位化合物整体的电荷。

K为无电荷的单齿或双齿配位体,具体而言优选为膦、膦酸盐以 及它们的衍生物、砷酸盐以及它们的衍生物、亚磷酸盐、CO、吡啶、 腈。

另外,作为K,也优选后述的通式(K-1)所示的基团。

L为单齿或双齿的、单阴离子性或双阴离子性配位体。具体而言能 够列举卤素、拟卤素。作为卤素,优选为Br、I;作为拟卤素,优选 为OAc(Ac表示COCH3)、NCS

另外,作为L,也优选下述通式(L-1)~下述通式(L-5)所示的 基团。

W-是单阴离子性的平衡离子,具体而言能够列举卤素、拟卤素。 作为卤素,优选为Cl、Br、I;作为拟卤素,优选为PF6、BF4、 OAc(Ac表示COCH3)、SbF6、AsF6、NCO、ClO4、CN

在通式(1)中,R1和R2分别独立地表示氢、烷基、环烷基、杂 环烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烯基、炔基或烷氧基,这些基团可 以被取代也可以无取代。

作为R1和R2的烷基,可以列举碳原子数为1~8的烷基,具体而 言能够列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、 正己基、正庚基、正辛基。

作为R1和R2的环烷基,能够列举碳原子数为3~8的环烷基,具 体而言能够列举环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基。

作为R1和R2的杂环烷基,能够列举形成环烷基的环状结构的1 个或1个以上的碳原子被氮原子、氧原子、硫原子等取代的基团。具 体而言能够列举氮杂环庚烷基、二氮杂环庚烷基、氮丙啶基、氮杂环 丁烷基、吡咯烷基、咪唑烷基、哌啶基、吡唑烷基、哌嗪基、氮杂环 辛烷基(azocanyl)、硫代吗啉基、噻唑烷基、异噻唑烷基、噁唑烷基、 吗啉基、四氢噻喃基、氧硫杂戊环烷基、环氧乙烷基、氧杂环丁烷基、 二氧杂环戊烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、1,4-二噁烷基、奎宁环基、 7-氮杂双环[2.2.1]庚基、3-氮杂双环[3.2.2]壬基、三硫代二氮杂茚基、 二氧杂环戊烯咪唑烷基、2,6-二氧杂二环[3.2.2]辛-7-基。

作为R1和R2的芳基,具体而言能够列举苯基、联三苯基、萘基、 甲苯基、氟苯基、二甲苯基、联苯基、蒽基、菲基。

作为R1和R2的芳烷基,具体而言能够列举苯甲基、苯乙基。

作为R1和R2的杂芳基,能够列举形成芳基的环状结构的1个或 1个以上的碳原子被氮原子、氧原子、硫原子等取代的基团。具体而言 能够列举吡咯基、呋喃基、噻吩基、噁唑基、异噁唑基、咪唑基、噻 唑基、异噻唑基、吡唑基、三唑基、四唑基、1,3,5-噁二唑基、1,2,4- 噁二唑基、1,2,4-噻二唑基、吡啶基、吡喃基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪 基、1,2,4-三嗪基、1,2,3-三嗪基、1,3,5-三嗪基。

作为R1和R2的烯基,具体而言能够列举乙烯基、1-丙烯基、2- 丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3- 丁烯基、2-甲基-1-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3- 戊烯基、4-戊烯基、4-甲基-3-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、 4-己烯基、5-己烯基、1-庚烯基、1-辛烯基。

作为R1和R2的炔基,具体而言能够列举乙炔基、1-丙炔基、2- 丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊 炔基、4-戊炔基、1-己炔基、2-己炔基、3-己炔基、4-己炔基、5-己炔 基、1-庚炔基、1-辛炔基。

作为R1和R2的烷氧基,具体而言能够列举甲氧基、乙氧基、丙 氧基、丁氧基、辛氧基、癸氧基。

其中,作为R1和R2的基团,优选为氢、烷基或芳基,更优选为 氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己 基、正庚基、正辛基、环己基、苯基或萘基,进一步优选为氢、甲基、 丙基、苯基,特别优选为氢、甲基、苯基。

在通式(1)中,Y1、Y2、Y3和Y4分别独立地表示氢、烷基、 环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷氧基, 这些基团可以被取代也可以无取代。Y1和Y2、Y2和Y3、以及Y3和 Y4,它们的一部分可以键合而成为一体,形成氮原子间至少具有2个 原子的饱和或不饱和的环结构。并且,优选该环结构的一个以上的原 子可以根据需要被烷基或芳基取代(这些取代基可以进一步被取代或 无取代),该环结构还可以进一步根据需要形成一个以上的环。

作为Y1、Y2、Y3和Y4的烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂 芳基、芳烷基、烯基、炔基、烷氧基,具体而言能够列举与R1和R2 中的上述基团相同的基团。

作为Y1、Y2、Y3和Y4,优选为氢、烷基、芳基或烷氧基,更优 选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、 正己基、正庚基、正辛基、环己基、苯基、萘基、甲氧基、乙氧基、 丙氧基。

在Y1和Y2、Y2和Y3、Y3和Y4的任一组的一部分成为一体而 形成环结构时,作为上述环结构可以具有的取代基的烷基或芳基,具 体而言能够列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正 戊基、正己基、正庚基、正辛基、环己基、苯基或萘基等,其中,优 选为甲基、丙基、苯基,进一步优选为甲基、苯基。

上述通式(1)所示的过渡金属配位化合物优选为由下述通式(2)~ 下述通式(5)中的任一种表示的结构。

在通式(2)~(5)中,R1~R6分别独立地表示氢、烷基、环烷 基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷氧基,这些 基团可以被取代也可以无取代,R1和R3、R3和R4、R5和R6、以及 R6和R2,它们的一部分可以分别独立地键合而成为一体,形成饱和或 不饱和的环结构,这些环结构的一个以上的原子可以被烷基或芳基取 代(这些取代基可以进一步被取代或无取代),这些环结构还可以进一 步形成一个以上的环结构;M、m、n、o、p、W-、L和K分别与上述 通式(1)相同含义。

作为R1~R6的烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、 烯基、炔基、烷氧基,具体而言能够列举与上述通式(1)中的R1和 R2的上述基团相同的基团。

作为R1~R6基团,优选为氢、烷基或芳基、烷氧基,具体而言能 够列举氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、 正己基、正庚基、正辛基、环己基、苯基、萘基、甲氧基、乙氧基、 丙氧基等,其中,优选为氢、甲基、丙基、苯基,进一步优选为氢、 甲基、苯基。

在R1和R3、R3和R4、R5和R6、R6和R2的任一组的一部分键 合而形成环结构时,作为上述环结构可以具有的取代基的烷基和芳基, 能够列举与上述通式(1)的环结构可以具有的取代基相同的基团。

另外,上述通式(1)所示的过渡金属配位化合物也优选为由下述 通式(6)或下述通式(7)表示的结构。

在通式(6)和通式(7)中,R1、R2、M、m、n、o、p、W-、L 和K分别与上述通式(1)相同含义;R11~R28分别独立地表示氢、 烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷 氧基,这些基团可以被取代也可以无取代,R1和R11~R14、R2和R15~ R18、R19~R23、以及R24~R28,相邻的它们的一部分可以分别独立 地键合而成为一体,形成饱和或不饱和的环结构,这些环结构的一个 以上的原子可以被烷基或芳基取代(这些取代基可以进一步被取代或 无取代),这些环结构还可以进一步形成一个以上的环。

作为R11~R28的烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷 基、烯基、炔基、烷氧基,具体而言能够列举与上述通式(1)中的 R1和R2的上述基团相同的基团。

作为R1、R2、R11~R28的基团,优选为氢、烷基或芳基,具体 而言能够列举氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、 正戊基、正己基、正庚基、正辛基、环己基、苯基、萘基等,其中, 优选为氢、甲基、丙基、苯基,进一步优选为氢、甲基、苯基。

在R1和R11~R14、R2和R15~R18、R19~R23、以及R24~R28 中的任一组,相邻的它们的一部分键合而形成环结构时,作为上述环 结构可以具有的取代基的烷基和芳基,能够列举与上述通式(1)的环 结构可以具有的取代基相同的基团。

在通式(1)~通式(7)中、作为L,优选为Br、I,作为拟卤 素,优选为OAc(Ac表示COCH3)、NCS,另外,也优选由下述通 式(L-1)~下述通式(L-5)表示的基团。

在通式(L-1)~(L-5)中,R31~R57分别独立地表示氢、烷基、 环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷氧基, 这些基团可以被取代也可以无取代,R31~R33、R34~R39、R40~R43、 R44~R49、R50~R52、R53~R55以及R56和R57,相邻的它们的一 部分可以分别独立地键合而成为一体,形成饱和或不饱和的环结构。 其中,该环结构的一个以上的原子可以根据需要被烷基或芳基取代(这 些取代基可以进一步被取代或无取代),该环结构还可以进一步根据需 要形成一个以上的环。

作为R31~R57的烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷 基、烯基、炔基、烷氧基,具体而言能够列举与上述通式(1)中的 R1和R2的上述基团相同的基团。

作为R31~R57的基团,优选为氢、烷基或芳基,具体而言能够列 举氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正 己基、正庚基、正辛基、环己基、苯基、萘基等,其中,优选为氢、 甲基、丙基、苯基,更优选为氢、甲基、苯基,进一步优选由下述式 (12)~下述式(16)表示的基团。

另外,R31~R57中的任一组,相邻的它们的一部分键合而形成环 结构时,作为上述环结构可以具有的取代基的烷基和芳基,能够列举 与上述通式(1)的环结构可以具有的取代基相同的基团。

在通式(1)~通式(7)中,作为K,优选为膦、膦酸盐以及它 们的衍生物、砷酸盐以及它们的衍生物、亚磷酸盐、CO、吡啶、腈, 还优选由下述通式(K-1)表示的基团。

在通式(K-1)中,R64~R71分别独立地表示氢、烷基、环烷基、 杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、烯基、炔基或烷氧基,这些基团 可以被取代也可以无取代,R64~R71,相邻的它们的一部分可以分别 独立地键合而成为一体,形成饱和或不饱和的环结构。其中,该环结 构的一个以上的原子可以根据需要被烷基或芳基取代(这些取代基可 以进一步被取代或无取代),该环结构还可以进一步根据需要形成一个 以上的环。

作为R64~R71的烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷 基、烯基、炔基、烷氧基,具体而言能够列举与上述通式(1)中的 R1和R2的上述基团相同的基团。

作为R64~R71的基团,优选为氢、烷基或芳基,具体而言能够列 举氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正 己基、正庚基、正辛基、环己基、苯基、萘基等,其中,优选为氢、 甲基、丙基、苯基,更优选为氢、甲基、苯基,进一步优选为由下述 式(17)表示的5-甲基-1,10-菲绕啉。

另外,R64~R71中的任一组,相邻的它们的一部分键合而形成环 结构时,作为上述环结构可以具有的取代基的烷基和芳基,能够列举 与上述通式(1)的环结构可以具有的取代基相同的基团。

以下,举出本实施方式的过渡金属配位化合物的优选的具体例, 但本实施方式并不限定于这些例子。其中,在以下的例子中,几何异 构体没有特别区别地例示,任何几何异构体均作为本发明的过渡金属 配位化合物被包括在其中。其中,以下的例子中,“OAc”表示乙酰 氧基阴离子。

本发明的过渡金属配位化合物的特征在于,具备具有2个以上的 碳烯部位的配位体,并且,上述配位体的碳烯部位与过渡金属配位。 本发明的过渡金属配位化合物,这样2个以上的碳烯部位直接与过渡 金属配位,因而具有高T1能级。因此,能够作为可以实现纯蓝色~紫 色发光的发光掺杂剂(发光材料)、或者作为具有比纯蓝色发光掺杂剂 更高的T1能级的主体材料使用。

接着,对本发明的过渡金属配位化合物的合成方法进行说明。具 有由上述通式(1)~(7)表示的结构的过渡金属配位化合物,能够 将以往公知的方法组合来合成,例如,配位体能够参照Organometallics, 2008,27,2128-2136、Inorganic Chemistry Communications,2008,11, 1170-1173、Dalton Trans.,2008,916等进行合成,过渡金属配位化合物 能够参照Organometallics,2008,27,2128-2136、Dalton Trans.,2008, 916、Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,4542、日本特表2009-542026号 公报等进行合成。

以下,对作为本实施方式的过渡金属配位化合物的过渡金属配位 化合物的合成方法的一例进行说明。

作为本实施方式的过渡金属配位化合物的Ir配位化合物(化合物 (a-3))能够按照下述的合成路径来合成。其中,在下述例子的合成方 案中,Me表示甲基,acac表示乙酰丙酮,THF表示四氢呋喃,DMSO 表示二甲基亚砜。

作为配位体的化合物的合成,能够参照例如Inorganic Chemistry  Communications,2008,11,1170-1173等进行。首先,在将1-甲基-1H- 苯并咪唑(化合物1(a-1))溶于THF(四氢呋喃)而得到的溶液中, 添加二甲基二氯硅烷(Me2SiCl2),在室温搅拌1时间进行反应。将未 反应的原料,使用己烷将反应溶液除去,能够合成化合物(a-2)。在此, 可以使用Me2CCl2(Me表示甲基)代替Me2SiCl2

接着,作为本实施方式的过渡金属配位化合物的化合物(a-3)的 合成,能够参照例如日本特表2009-542026号公报等进行。

将乙酰丙酮合铱(Ir(acac)3)加入二甲基亚砜(DMSO)中,加 热至100℃,滴加化合物(a-2)的DMSO溶液,搅拌2小时进行反应。 其后,在减压下除去溶剂,将取出的固体用四氢呋喃(THF)清洗2 回,进行减压干燥,能够合成化合物(a-3)。

另外,在本实施方式的过渡金属配位化合物具有2种以上不同的 配位体的情况下,能够参照例如Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47, 4542-4545等合成过渡金属配位化合物。例如,在合成具有2个双齿配 位体La和1个双齿配位体Lb的Ir配位化合物[Ir(La)2(Lb)]的情 况下,能够按照Dalton Trans.,2008,916、Angew.Chem.Int.Ed.,2008, 47,4542等中记载的方法,将1当量的[IrCl(COD)]2(COD=1,5-环 辛二烯)和4当量的配位体La,在甲氧基钠的存在下,在乙醇溶液中 进行加热回流,从而合成氯桥联双核铱配位化合物[Ir(μ-Cl)(La)2]2, 通过使该氯桥联双核铱配位化合物与配位体Lb反应,来合成Ir配位化 合物[Ir(La)2(Lb)]。其中,在配位体La和配位体Lb中的任一个 为碳烯配位体的情况、或者配位体La和配位体Lb均为碳烯配位体的 情况中的任一种情况下,均能够应用该合成方法。

此外,作为合成的发光材料的过渡金属配位化合物的鉴定能够利 用MS谱(FAB-MS)、1H-NMR谱、LC-MS谱等进行。

以下,基于附图对本实施方式的有机发光元件、色变换发光元件、 有机激光二极管元件、色素激光器、显示装置、照明装置和电子设备 的实施方式进行说明。其中,在图1~图16的各图中,为了使各部件 为在附图上能够识别的程度的大小,使每个各部件的比例尺不同地表 示。

<有机发光元件>

本实施方式的有机发光元件(有机EL元件)构成为:包含发光层 的至少一层的有机层被夹持在一对电极间。

图1是表示本实施方式的有机发光元件的第一实施方式的概略结 构图。图1所示的有机发光元件10,在基板(图示略)上依次叠层第 一电极12、有机EL层(有机层)17和第二电极16而构成。在图1所 示的例子中,由第一电极12和第二电极16夹持的有机EL层17,依 次叠层有空穴传输层13、有机发光层14和电子传输层15而构成。

第一电极12和第二电极16作为有机发光元件10的阳极或阴极成 对地发挥作用。即,在使第一电极12为阳极的情况下,第二电极16 为阴极;在使第一电极12为阴极的情况下,第二电极16为阳极。在 图1和以下的说明中,以第一电极12为阳极、第二电极16为阴极的 情况为例进行说明。此外,在第一电极12为阴极、第二电极16为阳 极的情况下,只要在后述的有机EL层(有机层)17的叠层结构中, 使空穴注入层和空穴传输层为第二电极16一侧、使电子注入层和电子 传输层为第一电极12一侧即可。

有机EL层(有机层)17可以为有机发光层14的单层结构,也可 以为如图1所示的空穴传输层13、有机发光层14和电子传输层15的 叠层结构那样为多层结构。作为有机EL层(有机层)17,具体而言能 够列举下述的结构,但本实施方式并不限定于这些结构。其中,在下 述的结构中,空穴注入层和空穴传输层13配置在作为阳极的第一电极 12一侧,电子注入层和电子传输层15配置在作为阴极的第二电极16 一侧。

(1)有机发光层14

(2)空穴传输层13/有机发光层14

(3)有机发光层14/电子传输层15

(4)空穴注入层/有机发光层14

(5)空穴传输层13/有机发光层14/电子传输层15

(6)空穴注入层/空穴传输层13/有机发光层14/电子传输层15

(7)空穴注入层/空穴传输层13/有机发光层14/电子传输层15/电 子注入层

(8)空穴注入层/空穴传输层13/有机发光层14/空穴防止层/电子 传输层15

(9)空穴注入层/空穴传输层13/有机发光层14/空穴防止层/电子 传输层15/电子注入层

(10)空穴注入层/空穴传输层13/电子防止层/有机发光层14/空穴 防止层/电子传输层15/电子注入层

在此,有机发光层14、空穴注入层、空穴传输层13、空穴防止层、 电子防止层、电子传输层15和电子注入层的各层,可以为单层结构, 也可以为多层结构。

此外,在有机EL层17包含激子阻挡层时,激子阻挡层能够插入 空穴传输层13与有机发光层14之间、并且/或者插入有机发光层14 与电子传输层15之间。激子阻挡层具有防止有机发光层14中生成的 激子向空穴传输层13、电子传输层15发生能量移动而失活的功能,由 于能够将激子的能量更有效地用于发光,因此能够实现效率良好的发 光。激子阻挡层可以由公知的激子阻挡材料构成,优选将本实施方式 的过渡金属配位化合物用作激子阻挡材料而构成。

有机发光层14可以仅由上述的本实施方式的过渡金属配位化合物 构成,也可以将本实施方式的过渡金属配位化合物作为掺杂剂(发光 材料)与主体材料组合构成,还可以将本实施方式的过渡金属配位化 合物作为主体材料与发光性的掺杂剂组合构成。另外,在本实施方式 中,可以任意地含有空穴传输材料、电子传输材料、添加剂(供体、 受体等)等,另外,还可以为这些材料在高分子材料(粘结用树脂) 或无机材料中分散的结构。有机发光层14使从第一电极12注入的空 穴和从第二电极16注入的电子再结合,利用有机发光层14中包含的 本实施方式的过渡金属配位化合物(发光材料)或者发光性的掺杂剂 的磷光发光而放出光(发光)。

作为有机发光层14,将本发明的实施方式的过渡金属配位化合物 用作发光性的掺杂剂(发光材料),与现有的主体材料组合使用的情况 下,作为主体材料,能够使用以往公知的有机EL用的主体材料。作为 这样的主体材料,能够列举:4,4′-双(咔唑)联苯、9,9-二(4-二咔唑- 苄基)芴(CPF)、3,6-双(三苯基甲硅烷基)咔唑(mCP)、聚(N-辛 基-2,7-咔唑-O-9,9-二辛基-2,7-芴)(PCF)、1,3,5-三(咔唑-9-基)苯 (TCP)、9,9-双[4-(咔唑-9-基)-苯基]芴(FL-2CBP)等咔唑衍生 物;4-(二苯基磷酰)-N,N-二苯基苯胺(HM-A1)等苯胺衍生物;1,3- 双(9-苯基-9H-芴-9-基)苯(mDPFB)、1,4-双(9-苯基-9H-芴-9-基) 苯(pDPFB)等芴衍生物;1,3,5-三[4-(二苯基氨基)苯基]苯(TDAPB)、 1,4-双三苯基甲硅烷基苯(UGH-2)、1,3-双(三苯基甲硅烷基)苯 (UGH-3)、9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(三苯基甲硅烷基)-9H-咔唑 (CzSi)等。

作为有机发光层14,将本实施方式的过渡金属配位化合物作为主 体材料,与现有的发光性的掺杂剂组合使用的情况下,作为发光性掺 杂剂,能够使用现有公知的有机EL用的发光性的掺杂剂材料。作为这 样的发光性的掺杂剂材料,能够列举三(2-苯基吡啶)合铱(III)(Ir (ppy)3)、双(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)合铱(III)(Ir(ppy)2(acac))、 三[2-(p-甲苯基)吡啶]合铱(III)(Ir(mppy)3)、双[(4,6-二氟苯基) -吡啶-N,C2′]吡啶甲酰合铱(III)(FIrPic)、双(4′,6′-二氟苯基吡啶) 四(1-吡唑)硼酸铱(III)(FIr6)、三(1-苯基-3-甲基苯并咪唑啉-2- 茚-C,C2′)合铱(III)(Ir(Pmb)3)、双(2,4-二氟苯基吡啶)(5-(吡 啶-2-基)-1H-四唑)合铱(III)(FIrN4)、双(2-苯并[b]噻吩-2-基-吡 啶)(乙酰丙酮)合铱(III)(Ir(btp)2(acac))、三(1-苯基异喹啉) 合铱(III)(Ir(piq)3)、三(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))、双[1-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-异喹啉](乙酰 丙酮)合铱(III)(Ir(fliq)2(acac))、双[2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基) -异喹啉](乙酰丙酮)合铱(III)(Ir(flq)2(acac))、三(2-苯基喹 啉)合铱(III)(Ir(2-phq)3)、三(2-苯基喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(2-phq)2(acac))等铱配位化合物,双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶 基)-吡唑)(二甲基苯基膦)合锇(Os(fppz)2(PPhMe22)、双(3- 三氟甲基)-5-(4-叔丁基吡啶基)-1,2,4-三唑)(二苯基甲基膦)合锇 (Os(bpftz)2(PPh2Me)2)等的锇配位化合物,5,10,15,20-四苯基四 苯并卟啉合铂等的铂配位化合物等的磷光发光有机金属配位化合物 等。

空穴注入层和空穴传输层13,以更有效地进行来自作为阳极的第 一电极12的空穴的注入和向有机发光层14的传输(注入)为目的, 设置在第一电极12与有机发光层14之间。电子注入层和电子传输层 15,以更有效地进行来自作为阴极的第二电极16的电子的注入和向有 机发光层14的传输(注入)为目的,设置在第二电极16与有机发光 层14之间。

这些空穴注入层、空穴传输层13、电子注入层和电子传输层15, 分别能够使用现有公知的材料,可以仅由以下例示的材料构成,也可 以任意地包含添加剂(供体、受体等)等,还可以为这些材料在高分 子材料(粘结用树脂)或无机材料中分散的结构。

作为构成空穴传输层13的材料,能够列举例如:氧化钒(V2O5)、 氧化钼(MoO2)等氧化物;无机p型半导体材料;卟啉化合物;N,N′- 双(3-甲基苯基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺(TPD)、N,N′-二(萘-1- 基)-N,N′-二苯基-联苯胺(NPD)等芳香族叔胺化合物;腙化合物、 喹吖啶酮化合物、苯乙烯胺化合物等低分子材料;聚苯胺(PANI)、聚 苯胺-樟脑磺酸(polyaniline-camphorsulfonic acid,PANI-CSA)、聚3,4- 乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)、聚(三苯基胺)衍生 物(Poly-TPD)、聚乙烯咔唑(PVCz)、聚(对苯乙炔)(PPV)、聚(对 萘乙炔)(PNV)等高分子材料等。

为了更有效地进行来自作为阳极的第一电极12的空穴的注入和传 输,作为用作空穴注入层的材料,优选使用最高被占分子轨道(HOMO) 的能级比空穴传输层13所使用的材料低的材料,作为空穴传输层13, 优选使用空穴的迁移率比空穴注入层所使用的材料高的材料。

作为形成空穴注入层的材料,能够列举例如酞菁铜等酞菁衍生物; 4,4′,4′′-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺、4,4′,4′′-三(1-萘基苯基氨 基)三苯基胺、4,4′,4′′-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺、4,4′,4′′-三[联 苯-2-基(苯基)氨基]三苯基胺、4,4′,4′′-三[联苯-3-基(苯基)氨基]三 苯基胺、4,4′,4′′-三[联苯-4-基(3-甲基苯基)氨基]三苯基胺、4,4′,4′′- 三[9,9-二甲基-2-芴基(苯基)氨基]三苯基胺等胺化合物;氧化钒 (V2O5)、氧化钼(MoO2)等氧化物等,但并不限定于这些。

另外,为了进一步提高空穴的注入和传输性,优选在上述空穴注 入层和空穴传输层13中掺杂受体。作为受体,能够使用作为有机EL 用的受体材料的以往公知的材料。

作为受体材料,能够列举Au、Pt、W、Ir、POCl3、AsF6、Cl、Br、 I、氧化钒(V2O5)、氧化钼(MoO2)等无机材料;TCNQ(7,7,8,8,-四 氰代二甲基苯醌)、TCNQF4(四氟四氰代二甲基苯醌)、TCNE(四氰 基乙烯)、HCNB(六氰基丁二烯)、DDQ(二氯二氰基苯醌)等具有 氰基的化合物;TNF(三硝基芴酮)、DNF(二硝基芴酮)等具有硝基 的化合物;四氟对苯醌、四氯对苯醌、四溴对苯醌等有机材料。其中, TCNQ、TCNQF4、TCNE、HCNB、DDQ等具有氰基的化合物能够有 效地使载流子浓度增加,因此更优选。

作为电子防止层,能够使用与作为空穴传输层13和空穴注入层的 上述物质相同的物质。

作为构成电子传输层15的材料,能够列举例如:作为n型半导体 的无机材料、噁二唑衍生物、三唑衍生物、硫基二氧化吡嗪衍生物 (thiopyrazine dioxide)、苯醌衍生物、萘醌衍生物、蒽醌衍生物、联苯 醌衍生物、芴酮衍生物、苯并二呋喃衍生物等低分子材料;聚(噁二 唑)(Poly-OXZ)、聚苯乙烯衍生物(PSS)等高分子材料。

作为构成电子注入层的材料,特别能够列举氟化锂(LiF)、氟化 钡(BaF2)等氟化物;氧化锂(Li2O)等氧化物等。

为了更有效地进行来自作为阴极的第二电极16的电子的注入和传 输,作为用作电子注入层的材料,优选使用最低空分子轨道(LUMO) 的能级比电子传输层15所使用的材料高的材料,作为用作电子传输层 15的材料,优选使用电子的迁移率比电子注入层所使用的材料高的材 料。

另外,为了进一步提高电子的注入和传输性,优选在上述电子注 入层和电子传输层15中掺杂供体。作为供体,能够使用作为有机EL 用的供体材料以往公知的材料。

作为供体材料,有:碱金属、碱土金属、稀土类元素、Al、Ag、 Cu、In等无机材料;苯胺类、苯二胺类、N,N,N′,N′-四苯基联苯胺、 N,N′-双-(3-甲基苯基)-N,N′-双-(苯基)-联苯胺、N,N′-二(萘-1-基) -N,N′-二苯基-联苯胺等联苯胺类;三苯基胺、4,4′,4′′-三(N,N-二苯基- 氨基)-三苯基胺、4,4′,4′′-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯基胺、 4,4′,4′′-三(N-(1-萘基)-N-苯基-氨基)-三苯基胺等三苯基胺类;N,N′- 二-(4-甲基-苯基)-N,N′-二苯基-1,4-苯二胺等三苯基二胺类的骨架中 具有芳香族叔胺的化合物;菲、芘、苝、蒽、并四苯、并五苯等稠环 化合物(其中,稠环化合物可以具有取代基)、TTF(四硫富瓦烯)类、 二苯并呋喃、吩噻嗪、咔唑等有机材料。其中,由于骨架中具有芳香 族叔胺的化合物、稠环化合物、碱金属能够进一步有效地使载流子浓 度增加,因此更优选。

作为空穴防止层,能够使用与作为电子传输层15和电子注入层的 上述物质相同的物质。

作为构成有机EL层17的有机发光层14、空穴传输层13、电子传 输层15、空穴注入层、电子注入层、空穴防止层、电子防止层等的形 成方法,能够列举使用将上述的材料溶解、分散在溶剂中而得到的有 机EL层形成用涂液,利用旋涂法、浸渍法、刮刀法、吐出涂敷法、喷 涂法等涂敷法、喷墨法、凸版印刷法、凹版印刷法、丝网印刷法、微 凹版涂敷法等印刷法等的公知的湿式工艺而形成的方法,或者通过电 阻加热蒸镀法、电子束(EB)蒸镀法、分子束外延(MBE)法、溅射 法、有机气相蒸镀(OVPD)法等公知的干式工艺形成上述材料的方法, 或者通过激光转印法等形成的方法。其中,在利用湿式工艺形成有机 EL层17的情况下,有机EL层形成用涂液可以含有流平剂、粘度调节 剂等用于调节涂液的物性的添加剂。

构成有机EL层17的各层的膜厚通常为1nm~1000nm左右,更优 选为10nm~200nm。当构成有机EL层17的各层的膜厚小于10nm时, 存在得不到本来需要的物性(电荷(电子、空穴)的注入特性、传输 特性、关闭特性)的可能性、和由废物等异物导致像素缺陷的可能性。 另外,当构成有机EL层17的各层的膜厚超过200nm时,有可能出现 驱动电压的上升,导致消耗电力的上升。

第一电极12形成在基板(图示略)上,第二电极16形成在有机 EL层(有机层)17上。

作为形成第一电极12和第二电极16的电极材料,能够使用公知 的电极材料。作为形成作为阳极的第一电极12的材料,从更有效地进 行空穴向有机EL层17的注入的观点出发,能够列举功函数为4.5eV 以上的金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)等金属、和包括铟(In)和锡(Sn) 的氧化物(ITO)、锡(Sn)的氧化物(SnO2)、包括铟(In)和锌(Zn) 的氧化物(IZO)等。另外,作为形成作为阴极的第二电极16的电极 材料,从更有效地进行电子向有机EL层17的注入的观点出发,能够 列举功函数为4.5eV以下的锂(Li)、钙(Ca)、铈(Ce)、钡(Ba)、 铝(Al)等金属、或含有这些金属的Mg:Ag合金、Li:Al合金等的合金。

第一电极12和第二电极16,能够使用上述的材料,利用EB(电 子束)蒸镀法、溅射法、离子镀法、电阻加热蒸镀法等公知的方法在 基板上形成,但本实施方式并不限定于这些形成方法。另外,也能够 根据需要利用光刻法、激光剥离法对形成的电极进行图案化,还能够 通过与荫罩(shadow mask)组合而直接形成图案化的电极。

第一电极12和第二电极16的膜厚优选为50nm以上。在第一电极 12和第二电极16的膜厚小于50nm的情况下,配线电阻变高,因此, 有可能出现驱动电压的上升。

图1所示的有机发光元件10构成为:包括有机发光层14的有机 EL层(有机层)17含有上述本实施方式的过渡金属配位化合物。因此, 使从第一电极12注入的空穴与从第二电极16注入的电子再结合,利 用有机层17(有机发光层14)中作为发光材料而包含的本实施方式的 过渡金属配位化合物的磷光发光,能够以良好的效率放出蓝色的光(发 光)。另外,通过将本实施方式的过渡金属配位化合物用作主体材料, 与现有的蓝色磷光掺杂剂组合而被包含在有机层17(有机发光层14) 中,能够使用现有的蓝色磷光材料得到高效率的蓝色发光。

此外,本实施方式的有机发光元件,可以由将发出的光向基板一 侧放射的底部发射型的器件构成。另外,本实施方式的有机发光元件, 也可以由向与基板相反的一侧放射的顶部发射型的器件构成。另外, 本实施方式的有机发光元件的驱动方式没有特别限定,可以为有源驱 动方式,也可以为无源驱动方式,优选以有源驱动方式驱动有机发光 元件。通过采用有源驱动方式,与无源驱动方式相比,能够延长有机 发光元件的发光时间,降低得到期望的亮度的驱动电压,使得低消耗 电力化成为可能,因此优选。

图2是表示本实施方式的有机发光元件的第二实施方式的概略截 面图。图2所示的有机发光装置20,在具备TFT(薄膜晶体管)电路 2的基板1上,形成有在一对电极12、16间夹持有有机EL层(有机 层)17的有机发光元件10(以下,有时称为“有机EL元件10”)。有 机发光装置20为以有源驱动方式驱动的顶部发射型的有机发光装置。 其中,在图2中,对于与图1所示的有机发光元件10相同的构成要素 标注相同的符号,省略说明。

图2所示的有机发光装置20大致包括:基板1、有机EL元件10、 无机密封膜5、密封基板9和密封件6。基板1具备TFT(薄膜晶体管) 电路2。有机EL元件10隔着层间绝缘膜3和平坦化膜4设置在基板1 上。无机密封膜5覆盖有机EL元件10。密封基板9设置在无机密封 膜5上。密封件6填充在基板1与密封基板9之间。有机EL元件10 与上述第一实施方式同样地,叠层有空穴传输层13、发光层14和电子 传输层15的有机EL层(有机层)17被第一电极12和第二电极16夹 持。在第一电极12的下表面形成有反射电极11。反射电极11和第一 电极12通过贯穿层间绝缘膜3和平坦化膜4设置的配线2b与TFT电 路2的1个连接。第二电极16通过贯穿层间绝缘膜3、平坦化膜4和 边缘罩19设置的配线2a与TFT电路2的1个连接。

在基板1上形成有TFT电路2和各种配线(图示略),进一步以覆 盖基板1的上表面和TFT电路2的方式依次叠层形成有层间绝缘膜3 和平坦化膜4。

作为基板1,能够列举例如:由玻璃、石英等构成的无机材料基板, 由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚咔唑、聚酰亚胺等构成的塑料基板,由 氧化铝等构成的陶瓷基板等的绝缘性基板;由铝(Al)、铁(Fe)等构 成的金属基板;在上述基板上将由氧化硅(SiO2)等有机绝缘材料等 构成的绝缘物涂敷在表面而得到的基板;或将由Al等构成的金属基板 的表面用阳极氧化等方法实施绝缘化处理而得到的基板等,但本实施 方式并不限定于这些。

TFT电路2在形成有机发光元件20之前预先形成在基板1上,作 为开关用和驱动用起作用。作为TFT电路2,能够使用以往公知的TFT 电路2。另外,在本实施方式中,也能够使用金属-绝缘体-金属(MIM) 二极管代替TFT作为开关用和驱动用。

TFT电路2能够使用公知的材料、结构和形成方法形成。作为TFT 电路2的活性层的材料,能够列举例如:非晶硅(amorphous silicon)、 多晶硅(polysilicon)、微晶硅、硒化镉等无机半导体材料;氧化锌、 氧化铟-氧化镓-氧化锌等氧化物半导体材料;或聚噻吩衍生物、噻吩低 聚物、聚(对苯乙炔)衍生物、并四苯、并五苯等有机半导体材料。 另外,作为TFT电路2的结构,能够列举例如:栅极电极上置型、栅 极电极下置型、顶栅型、共面型。

本实施方式中使用的TFT电路2的栅极绝缘膜能够使用公知的材 料形成。能够列举例如利用等离子体增强化学气相成长(PECVD)法、 减压化学气相成长(LPCVD)法等形成的SiO2或对多晶硅膜进行热氧 化而得到的SiO2等。另外,本实施方式中使用的TFT电路2的信号电 极线、扫描电极线、共用电极线、第一驱动电极和第二驱动电极能够 使用公知的材料形成,能够列举例如钽(Ta)、铝(Al)、铜(Cu)等。

层间绝缘膜3能够使用公知的材料形成,能够列举例如:氧化硅 (SiO2)、氮化硅(SiN或Si2N4)、氧化钽(TaO或Ta2O5)等无机材料; 或丙烯酸类树脂、抗蚀剂材料等有机材料等。

作为层间绝缘膜3的形成方法,能够列举化学气相成长(CVD) 法、真空蒸镀法等干式工艺;旋涂法等湿式工艺。另外,也可以根据 需要利用光刻法等进行图案化。

在本实施方式的有机发光元件20中,将从有机EL元件10发出的 光从密封基板9侧取出。因此,以防止因外部光入射到在基板1上形 成的TFT电路2而使TFT特性产生变化为目的,优选使用兼具遮光性 的层间绝缘膜3(遮光性绝缘膜)。另外,在本实施方式中,也可以将 层间绝缘膜3与遮光性绝缘膜组合使用。作为遮光性绝缘膜,能够列 举在聚酰亚胺等高分子树脂中分散有酞菁、喹吖啶酮等颜料或染料而 得到的物质、彩色抗蚀剂、黑矩阵材料、NixZnyFe2O4等无机绝缘材料 等。

平坦化膜4是为了防止由于TFT电路2的表面的凸凹而出现有机 EL元件10的缺陷(例如像素电极的缺损、有机EL层的缺损、对置电 极的断线、像素电极与对置电极的短路、耐压的降低等)等而设置的。 此外,平坦化膜4也能够省略。

平坦化膜4能够使用公知的材料形成,能够列举例如:氧化硅、 氮化硅、氧化钽等无机材料;聚酰亚胺、丙烯酸类树脂、抗蚀剂材料 等有机材料等。作为平坦化膜4的形成方法,能够列举CVD法、真空 蒸镀法等干式工艺;旋涂法等湿式工艺,但本实施方式并不限定于这 些材料和形成方法。另外,平坦化膜4可以为单层结构,也可以为多 层结构。

在本实施方式的有机发光元件20中,将来自作为光源的有机EL 元件10的有机发光层14的发光,从作为密封基板9侧的第二电极16 一侧取出,因此,优选使用半透明电极作为第二电极16。作为半透明 电极的材料,能够使用金属的半透明电极单体或金属的半透明电极与 透明电极材料的组合,从反射率和透射率的观点出发,优选银或银合 金。

在本实施方式的有机发光元件20中,作为位于与取出来自有机发 光层14的发光的一侧相反的一侧的第一电极12,为了提高来自有机发 光层14的发光的取出效率,优选使用对光进行反射的反射率高的电极 (反射电极)。作为此时使用的电极材料,能够列举例如:铝、银、金、 铝-锂合金、铝-钕合金、铝-硅合金等反射性金属电极;将透明电极与 上述反射性金属电极(反射电极)组合而成的电极等。其中,在图2 中,表示了在平坦化膜4上隔着反射电极11形成有作为透明电极的第 一电极12的例子。

另外,在本实施方式的有机发光元件20中,位于基板1一侧(与 取出来自有机发光层14的发光的一侧相反的一侧)的第一电极12,与 各像素对应地并列配置有多个,以覆盖相邻的第一电极12的各边缘部 (端部)的方式形成有由绝缘材料构成的边缘罩19。该边缘罩19以防 止在第一电极12与第二电极16间发生漏电为目的设置。边缘罩19能 够使用绝缘材料,利用EB蒸镀法、溅射法、离子镀法、电阻加热蒸镀 法等公知的方法来形成,能够利用公知的干式和湿式法的光刻法进行 图案化,但本实施方式并不限定于这些形成方法。另外,作为构成边 缘罩19的绝缘材料层,能够使用以往公知的材料,在本实施方式中没 有特别限定,但需要使光透射,能够列举例如SiO、SiON、SiN、SiOC、 SiC、HfSiON、ZrO、HfO、LaO等。

作为边缘罩19的膜厚,优选为100nm~2000nm。通过将边缘罩 19的膜厚设定为100nm以上,能够确保充分的绝缘性,能够防止由于 在第一电极12与第二电极16之间发生漏电而导致消耗电力上升或出 现不发光。另外,通过将边缘罩19的膜厚设定为2000nm以下,能够 防止成膜工艺的生产率降低或在边缘罩19中第二电极16出现断线。

另外,反射电极11和第一电极12,通过贯穿层间绝缘膜3和平坦 化膜4设置的配线2b与TFT电路2的1个连接。第二电极16,通过 贯穿层间绝缘膜3、平坦化膜4和边缘罩19设置的配线2a与TFT电 路2的1个连接。配线2a、2b由导电性材料构成即可,没有特别限定, 例如由Cr、Mo、Ti、Ta、Al、Al合金、Cu、Cu合金等材料构成。配 线2a、2b利用溅射或CVD法、和掩模工序等以往公知的方法来形成。

以覆盖在平坦化膜4上形成的有机EL元件10的上表面和侧面的 方式形成有由SiO、SiON、SiN等构成的无机密封膜5。无机密封膜5 能够通过利用等离子体CVD法、离子镀法、离子束法、溅射法等将 SiO、SiON、SiN等无机膜进行成膜而形成。此外,为了取出由波长变 换层18发生波长变换后的光,无机密封膜5需要为光透射性的。

在无机密封膜5上设置有密封基板9,在基板1与密封基板9间形 成的有机发光元件10被封入由密封件6包围的密封区域内。

通过设置无机密封膜5和密封件6,能够防止氧气和水分从外部混 入到有机EL层17内,能够提高有机发光元件20的寿命。

作为密封基板9,能够使用与上述的基板1同样的材料,但在本实 施方式的有机发光元件20中,由于从密封基板9侧取出发光(观察者 从密封基板9的外侧观察由发光产生的显示),因此,密封基板9需要 使用光透射性的材料。另外,为了提高色纯度,可以在密封基板9中 形成彩色滤光片。

密封件6能够使用以往公知的密封材料,密封件6的形成方法也 能够使用以往公知的密封方法。

作为密封件6,能够使用例如树脂(固化型树脂)。在这种情况下, 能够通过在形成有有机EL元件10和无机密封膜5的基材1的无机密 封膜5的上表面和/或侧面、或者在密封基板9上,使用旋涂法、层压 法涂敷固化型树脂(光固化型树脂、热固化型树脂),将基板1和密封 基板9隔着树脂层贴合,进行光固化或热固化,从而形成密封件6。并 且,密封件6需要具有光透射性。

另外,作为密封件6,可以使用氮气、氩气等不活泼气体,能够列 举将氮气、氩气等不活泼气体用玻璃等密封基板9密封的方法。

在这种情况下,为了有效地降低由于水分而引起的有机EL部的劣 化,优选在封入的不活泼气体中混入氧化钡等吸湿剂等。

本实施方式的有机发光装置20也与上述有机发光元件10同样, 构成为:有机EL层(有机层)17含有本实施方式的过渡金属配位化 合物,因此,能够使从第一电极12注入的空穴与从第二电极16注入 的电子再结合,利用有机层17(有机发光层14)中作为发光材料而包 含的本实施方式的过渡金属配位化合物的磷光发光,以良好的效率放 出蓝色的光(发光)。另外,通过将本实施方式的过渡金属配位化合物 用作主体材料,与现有的蓝色磷光掺杂剂组合而被包含在有机层17(有 机发光层14)中,能够使用现有的蓝色磷光材料得到高效率的蓝色发 光。

<色变换发光元件>

本实施方式的色变换发光元件具备发光元件和荧光体层而构成, 该荧光体层配置在该发光元件的取出光的面的一侧,吸收来自该发光 元件的发光,进行与吸收光不同颜色的发光。

图3是表示本实施方式的色变换发光元件的一个实施方式的概略 截面图,图4是图3所示的有机发光元件的俯视图。图3所示的色变 换发光元件30具备:吸收来自上述的本实施方式的有机发光元件的蓝 色发光并变换为红色的红色荧光体层18R;和吸收蓝色发光并变换为 绿色的绿色荧光体层18G。以下,有时将这些红色荧光体层18R、绿 色荧光体层18G总称为“荧光体层”。在图3所示的色变换发光元件 30中,对于与上述的本实施方式的有机发光元件10、有机发光装置20 相同的构成要素标注相同的符号,省略说明。

图3所示的色变换发光元件30大致包括:基板1、有机发光元件 (光源)10、密封基板9、红色滤光片8R、绿色滤光片8G、蓝色滤光 片8B、红色荧光体层18R、绿色荧光体层18G和散射层31。基板1 具备TFT(薄膜晶体管)电路2。有机发光元件(光源)10隔着层间 绝缘膜3和平坦化膜4设置在基板1上。红色滤光片8R、绿色滤光片 8G、蓝色滤光片8B,在密封基板9的一个面上被黑矩阵7隔开而并列 配置。红色荧光体层18R在密封基板9的一个面上的红色滤光片8R 上对准位置形成。绿色荧光体层18G在密封基板9上的一个面上的绿 色滤光片8G上对准位置形成。散射层31在密封基板9上的蓝色滤光 片8B上对准位置形成。基板1和密封基板9,以有机发光元件10与 各荧光体层18R、18G和散射层31隔着密封件相对的方式配置。红色 荧光体层18R、绿色荧光体层18G和散射层31被黑矩阵7隔开。

有机发光元件(有机EL发光部)10被无机密封膜5覆盖。有机 EL发光部10中,叠层有空穴传输层13、发光层14和电子传输层15 的有机EL层(有机层)17,由第一电极12和第二电极16夹持,在第 一电极12的下表面形成有反射电极11。反射电极11和第一电极12, 通过贯穿层间绝缘膜3和平坦化膜4设置的配线2b与TFT电路2的1 个连接。第二电极16,通过贯穿层间绝缘膜3、平坦化膜4和边缘罩 19设置的配线2a与TFT电路2的1个连接。

本实施方式的色变换发光元件30,从作为光源的有机发光元件10 发出的光向各荧光体层18R、18G和散射层31入射,该入射光在散射 层31中照原样透射,在各荧光体层18R、18G中被变换,作为红色、 绿色、蓝色的三色光向密封基板9侧(观察者侧)射出。

本实施方式的色变换发光元件30,为了便于观察附图,在图3中 表示了红色荧光体层18R和红色滤光片8R、绿色荧光体层18G和绿色 滤光片8G、以及散射层31和蓝色滤光片8B一个个地并列设置的例子。 但是,如图4所示的俯视图那样,用虚线包围的各彩色滤光片8R、8G、 8B形成为沿y轴呈条纹状延长、沿x轴各彩色滤光片8R、8G、8B依 次配置的、2维的条纹排列。

其中,在图4所示的例子中表示了各RGB像素(各彩色滤光片8R、 8G、8B)条纹排列的例子,但本实施方式并不限定于此,各RGB像 素的排列也能够设为马赛克排列、三角形排列等以往公知的RGB像素 排列。

红色荧光体层18R吸收从作为光源的有机发光元件10发出的蓝色 区域的光,变换为红色区域的光,向密封基材9一侧射出红色区域的 光。

绿色荧光体层18G吸收从作为光源的有机发光元件10发出的蓝色 区域的光,变换为绿色区域的光,向密封基材9一侧放出绿色区域的 光。

散射层31是以提高从作为光源的有机发光元件10发出的蓝色区 域的光的视野角特性、取出效率为目的设置的,向密封基材9一侧放 出蓝色区域的光。并且,散射层31能够省略。

通过这样形成为设置红色荧光体层18R、绿色荧光体层18G(和 散射层31)的结构,能够对从有机发光元件10放出的光进行变换,从 密封基板9一侧射出红色、绿色、蓝色的三色的光,由此实现全彩色 化。

在光取出侧(观察者侧)的密封基板9与荧光体层18R、18G、散 射层31之间配置的彩色滤光片8R、8G、8B,是以提高从色变换发光 元件30射出的红色、绿色、蓝色的色纯度、扩大色变换发光元件30 的色再现范围为目的设置的。并且,在红色荧光体层18R上形成的红 色滤光片8R和在绿色荧光体层18G上形成的绿色滤光片8G,吸收外 部光的蓝色成分和紫外成分,因此,能够降低或防止外部光引起的各 荧光体层8R、8G的发光,能够降低或防止对比度下降。

作为彩色滤光片8R、8G、8B,没有特别限定,能够使用以往公知 的彩色滤光片。并且,彩色滤光片8R、8G、8B的形成方法也能够使 用以往公知的方法,其膜厚也能够适当调节。

散射层31通过在粘合剂树脂中分散透明颗粒而构成。散射层31 的膜厚通常设为10μm~100μm,优选设为20μm~50μm。

作为散射层31中使用的粘合剂树脂,能够使用以往公知的粘合剂 树脂,没有特别限定,优选具有光透射性。作为透明颗粒,只要能够 使来自有机发光元件10的光散射、透射,就没有特别限定,能够使用 例如平均粒径为25μm、粒度分布的标准偏差为1μm的聚苯乙烯颗粒 等。另外,散射层31中的透明颗粒的含量能够适当变更,没有特别限 定。

散射层31能够通过以往公知的方法形成,没有特别限定,例如, 能够使用将粘合剂树脂和透明颗粒溶解、分散在溶剂中而得到的涂液, 利用旋涂法、浸渍法、刮刀法、吐出涂敷法、喷涂法等涂敷法、喷墨 法、凸版印刷法、凹版印刷法、丝网印刷法、微凹版涂敷法等印刷法 等公知的湿式工艺等来形成。

红色荧光体层18R含有能够吸收从有机发光元件10发出的蓝色区 域的光进行激发、发出红色区域的荧光的荧光体材料。

绿色荧光体层18G含有能够吸收从有机发光元件10发出的蓝色区 域的光进行激发、发出绿色区域的荧光的荧光体材料。

红色荧光体层18R和绿色荧光体层18G可以仅由以下例示的荧光 体材料构成,也可以任意地含有添加剂等而构成,还可以这些材料分 散在高分子材料(粘结用树脂)或无机材料中而构成。

作为形成红色荧光体层18R和绿色荧光体层18G的荧光体材料, 能够使用以往公知的荧光体材料。这样的荧光体材料被分类为有机类 荧光体材料和无机类荧光体材料。对于这些荧光体材料,以下例示具 体的化合物,但本实施方式并不限定于这些材料。

首先,对有机类荧光体材料进行例示。作为红色荧光体层18R中 使用的荧光体材料,是将紫外、蓝色的激发光转换为红色发光的荧光 色素,能够列举菁类色素:4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基 苯乙烯基)-4H-吡喃,吡啶类色素:1-乙基-2-[4-(对二甲基氨基苯基) -1,3-丁二烯基]-吡啶鎓-高氯酸盐,以及若丹明类色素:若丹明B、若丹 明6G、若丹明3B、若丹明101、若丹明110、碱性紫11、硫代若丹明 (sulfo rhodamine)101等。另外,作为绿色荧光体层18G中使用的荧 光体材料,是将紫外、蓝色的激发光转换为绿色发光的荧光色素,能 够列举香豆素类色素:2,3,5,6-1H,4H-四氢-8-三氟甲基喹嗪(9,9a、1-gh) 香豆素(香豆素153)、3-(2′-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香 豆素6)、3-(2′-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素(香豆素7), 萘二甲酰亚胺类色素:碱性黄51、溶剂黄11、溶剂黄116等。

接着,对无机类荧光体材料进行例示。作为红色荧光体层18R中 使用的荧光体材料,是将紫外、蓝色的激发光转换为绿色发光的荧光 体,能够列举:(BaMg)Al16O27:Eu2+,Mn2+、Sr4Al14O25:Eu2+、(SrBa) Al12Si2O8:Eu2+、(BaMg)2SiO4:Eu2+、Y2SiO5:Ce3+,Tb3+、Sr2P2O7-Sr2B2O5: Eu2+、(BaCaMg)5(PO43Cl:Eu2+、Sr2Si3O8-2SrCl2:Eu2+、Zr2SiO4、 MgAl11O19:Ce3+,Tb3+、Ba2SiO4:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+(BaSr)SiO4: Eu2+等。另外,作为绿色荧光体层18G中使用的荧光体材料,是将紫 外、蓝色的激发光转换为红色发光的荧光体,能够列举:Y2O2S:Eu3+、 YAlO3:Eu3+、Ca2Y2(SiO46:Eu3+、LiY9(SiO46O2:Eu3+、YVO4: Eu3+、CaS:Eu3+、Gd2O3:Eu3+、Gd2O2S:Eu3+、Y(P,V)O4:Eu3+、 Mg4GeO5.5F:Mn4+、Mg4GeO6:Mn4+、K5Eu2.5(WO46.25、Na5Eu2.5(WO46.25、K5Eu2.5(MoO46.25、Na5Eu2.5(MoO46.25等。

此外,在本实施方式的色变换发光元件30中,也可以取代散射层 31,设置吸收从作为光源的有机发光元件10发出的光中的紫外区域的 光,变换为蓝色区域的光,并向密封基材9一侧放出蓝色区域的光的 蓝色荧光体层。

此时,作为蓝色荧光体层中使用的有机类荧光体材料,作为将紫 外的激发光转换为蓝色发光的荧光色素,能够列举苯乙烯基苯类色素: 1,4-双(2-甲基苯乙烯基)苯、反式-4,4′-二苯基苯乙烯基苯,香豆素类 色素:7-羟基-4-甲基香豆素等。另外,作为无机类荧光体材料,作为 将紫外的激发光转换为蓝色发光的荧光体,能够列举:Sr2P2O7:Sn4+、 Sr4Al14O25:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu2+、SrGa2S4:Ce3+、CaGa2S4:Ce3+、 (Ba、Sr)(Mg、Mn)Al10O17:Eu2+、(Sr、Ca、Ba2、Mg)10(PO46Cl2:Eu2+、BaAl2SiO8:Eu2+、Sr2P2O7:Eu2+、Sr5(PO43Cl:Eu2+、 (Sr,Ca,Ba)5(PO43Cl:Eu2+、BaMg2Al16O27:Eu2+、(Ba,Ca)5(PO43Cl:Eu2+、Ba3MgSi2O8:Eu2+、Sr3MgSi2O8:Eu2+等。

优选根据需要对上述无机类荧光体材料实施表面改性处理,作为 其方法,能够列举:通过硅烷偶联剂等的化学处理进行的方法、通过 添加亚微米级的微粒等的物理处理进行的方法、以及将这些方法并用 的方法等。当考虑由于激发光引起的劣化或由于发光引起的劣化等时, 为了其稳定性,优选使用无机类荧光体材料。另外,在使用上述无机 类荧光体材料的情况下,优选该材料的平均粒径(d50)为0.5μm~ 50μm。

另外,在红色荧光体层18R和绿色荧光体层18G通过上述荧光体 材料分散在高分子材料(粘结用树脂)中而构成的情况下,通过使用 感光性树脂作为高分子材料,能够利用光刻法进行图案化。在此,作 为上述感光性树脂,能够使用丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚 肉桂酸乙烯酯类树脂和硬橡胶类树脂等具有反应性乙烯基的感光性树 脂(光固化型抗蚀剂材料)中的一种或多种的混合物。

另外,红色荧光体层18R和绿色荧光体层18G,能够使用将上述 的荧光体材料(颜料)和树脂材料溶解并分散在溶剂中而得到的荧光 体层形成用涂液,利用公知的湿式工艺、干式工艺或激光转印法等来 形成。在此,作为公知的湿式工艺,能够列举旋涂法、浸渍法、刮刀 法、吐出涂敷法、喷涂法等涂敷法;喷墨法、凸版印刷法、凹版印刷 法、丝网印刷法和微凹版涂敷法等印刷法等。另外,作为公知的干式 工艺,能够列举电阻加热蒸镀法、电子束(EB)蒸镀法、分子束外延 (MBE)法、溅射法和有机气相蒸镀(OVPD)法等。

红色荧光体层18R和绿色荧光体层18G的膜厚通常为100nm~ 100μm左右,优选为1μm~100μm。假设当红色荧光体层18R和绿色 荧光体层18G各自的膜厚小于100nm时,难以充分吸收从有机发光元 件10发出的蓝色光,因此,可能导致光变换发光元件30的发光效率 降低、或由于在各荧光体层18R、18G中变换得到的变换光中混杂有 蓝色的透射光而引起色纯度变差。另外,为了提高从有机发光元件10 发出的蓝色光的吸收,将蓝色的透射光降低到不会对色纯度造成不良 影响的程度,各荧光体层18R、18G的膜厚优选为1μm以上。假设即 使红色荧光体层18R和绿色荧光体层18G各自的膜厚超过100μm,因 为从有机发光元件10发出的蓝色光已经被充分吸收,所以也不会使得 光变换发光元件30的发光效率上升。因此,能够抑制材料成本的上升, 因此,红色荧光体层18R和绿色荧光体层18G的膜厚优选为100μm以 下。

以覆盖有机发光元件10的上表面和侧面的方式形成有无机密封膜 5。并且,在无机密封膜5上,在一个面上,形成有被黑矩阵7隔开而 并列配置的红色荧光体层18R、绿色荧光体层18G、散射层31和各彩 色滤光片8R、8G、8B的密封基板9,以各荧光体层18R、18G和散射 层31与有机发光元件相对的方式配置,在无机密封膜5与密封基板9 之间封入有密封件6。即,与有机发光元件10相对配置的各荧光体层 18R、18G和散射层31,分别被黑矩阵7包围周围而被分隔,并且被 封入由密封件6包围的密封区域。

在使用树脂(固化型树脂)作为密封件6的情况下,在形成有有 机发光元件10和无机密封膜5的基材1的无机密封膜5上、或者在形 成有各荧光体层18R、18G、散射层31和各彩色滤光片8R、8G、8B 的密封基板9的各荧光体层18R、18G和散射层31上,使用旋涂法、 层压法涂敷固化型树脂(光固化型树脂、热固化型树脂),将基板1和 密封基板9隔着树脂层贴合,进行光固化或热固化,从而形成密封件6。

另外,各荧光体层18R、18G和散射层31的与密封基板9相反的 一侧的面,优选利用平坦化膜等(图示略)进行平坦化。由此,在使 有机发光元件10与各荧光体层18R、18G和散射层31隔着密封件6 相对并密合时,能够防止在有机发光元件10与各荧光体层18R、18G 和散射层31之间出现空缺。并且,能够提高形成有有机发光元件10 的基板1与形成有各荧光体层18R、18G、散射层31和各彩色滤光片 8R、8G、8B的密封基板9的密合性。其中,作为平坦化膜,能够列举 与上述的平坦化膜4同样的膜。

作为黑矩阵7,能够使用以往公知的材料和形成方法,没有特别限 定。其中,优选利用将入射到各荧光体层18R、18G并散射的光进一 步向各荧光体层18R、18G反射的材料来形成,例如具有光反射性的 金属等来形成。

为了使得光较多地到达各荧光体层18R、18B和散射层31,优选 有机发光元件10为顶部发射结构。此时,优选第一电极12和第二电 极16作为反射性电极,调节这些电极12、16间的光学距离L使得构 成微小共振器结构(微腔结构)。在这种情况下,优选使用反射电极作 为第一电极12,使用半透明电极作为第二电极16。

作为半透明电极的材料,能够以单体状态使用金属的半透明电极, 或者使用金属的半透明电极与透明电极材料的组合。作为半透明电极 材料,从反射率和透射率的观点出发,特别优选使用银或银合金。

作为半透明电极的第二电极16的膜厚优选为5nm~30nm。假设在 半透明电极的膜厚小于5nm的情况下,可能不能充分进行光的反射、 不能充分得到干涉的效果。另外,在半透明电极的膜厚超过30nm的情 况下,由于光的透射率急剧地降低,因此,可能导致亮度和效率降低。

另外,作为反射电极的第一电极12,优选使用对光进行反射的反 射率高的电极。作为反射电极,能够列举例如铝、银、金、铝-锂合金、 铝-钕合金和铝-硅合金等反射性金属电极。此外,作为反射电极,可以 使用将透明电极与上述反射性金属电极组合而成的电极。其中,在图3 中,例示了在平坦化膜4上隔着反射电极11形成有作为透明电极的第 一电极12的例子。

当由第一电极12和第二电极16构成微小共振器结构(微腔结构) 时,能够通过第一电极12与第二电极16的干涉效果,使有机EL层 17的发光向正面方向(光取出方向,密封基板9侧)汇聚。即,能够 使有机EL层17的发光具有指向性,因此,能够降低散逸到周围的发 光损失,能够提高其发光效率。由此,能够将有机发光元件10产生的 发光能量更有效地向各荧光体层18R、18B传播,能够提高色变换发光 元件30的正面亮度。

另外,通过上述微小共振器结构,还能够调节有机EL层17的发 光光谱,能够调节为期望的发光峰值波长和半值宽度。因此,能够将 有机EL层17的发光光谱控制为能够有效地激发荧光体层18R、18B 中的荧光体的光谱。

此外,通过使用半透明电极作为第二电极16,还能够将向各荧光 体层18R、18B和散射层31的与光取出方向相反的方向放出的光进行 再利用。

在各荧光体层18R、18G中,从变换光的发光位置至光取出面的 光学距离被设定成按发光元件的每种颜色不同。在本实施方式的光变 换发光元件30中,上述“发光位置”被设定为各荧光体层18R、18G 中与有机发光元件10侧相对的面。

在此,各荧光体层18R和18G的从变换光的发光位置至光取出面 的光学距离通过各荧光体层18R和18G的膜厚进行调节。各荧光体层 18R、18G的膜厚能够通过改变丝网印刷法的印刷条件(刮条印压、刮 条接触角度、刮条速度或间隔幅宽)、丝网版的规格(丝网纱的选定、 乳剂的厚度、张力或网框的强度)或荧光体形成用涂液的规格(粘度、 流动性或树脂、颜料和溶剂的配合比率)来调节。

本实施方式的色变换发光元件30,能够通过微小共振器结构(微 腔结构)使从有机发光元件10发出的光增强,通过上述光学距离的调 节(各荧光体层18R、18B的膜厚调节)提高由各荧光体层18R、18B 变换后的光的光取出效率。由此,能够进一步提高光变换发光元件30 的发光效率。

本实施方式的色变换发光元件30为利用荧光体层18R、18B对来 自使用上述的本发明的过渡金属配位化合物的有机发光元件10的光进 行变换的结构,因此,能够以良好的效率发光。

以上,对本实施方式的色变换发光元件进行了说明,但本实施方 式的色变换发光元件并不限定于上述实施方式。例如,在上述实施方 式的色变换发光元件30中,还优选在光取出侧(密封基板9之上)设 置偏振片。作为偏振片,能够使用将以往公知的直线偏振片与λ/4板组 合而成的偏振片。在此,通过设置偏振片,能够防止来自第一电极12 和第二电极16的外部光反射、基板1或密封基板9的表面上的外部光 反射,能够提高色变换发光元件30的对比度。

另外,在上述实施方式中,将本实施方式的使用过渡金属配位化 合物的有机发光元件10用作光源(发光元件),但本实施方式并不限 定于此。也可以采用使用其它发光材料的有机EL、无机EL、LED(发 光二极管)等光源作为发光元件,设置含有本实施方式的过渡金属配 位化合物的层作为吸收来自该发光元件(光源)的光并放出蓝色光的 荧光体层。此时,优选光源的发光元件发出与蓝色相比短波长的光(紫 外光)。

此外,在上述本实施方式的色变换发光元件30中,对发出红色、 绿色和蓝色这三色的光的例子进行了说明,但本实施方式的光变换发 光元件并不限定于此。光变换发光元件可以为仅具有1种荧光体层的 单色发光元件,还可以为除红色、绿色和蓝色的发光元件以外,还具 备白色、黄色、品红色和青色等的多原色元件。在这种情况下,可以 使用与各色对于的荧光体层。由此,能够实现低消耗电力化和扩展色 再现范围。另外,就多原色的荧光体层而言,与使用掩模分涂等相比, 通过使用利用抗蚀剂的光刻法、印刷法或湿式形成法能够容易地形成。

<光变换发光元件>

本实施方式的光变换发光元件,包含含有上述过渡金属配位化合 物的发光层的至少一层的有机层和使电流放大的层,夹在一对电极间 而形成。

图5是表示本实施方式的光变换发光元件的一个实施方式的概略 示意图。图5所示的光变换发光元件40利用由光电流倍增效应引起的 光电转换,利用EL发光的原理将得到的电子再次转换为光。

图5所示的光变换发光元件40,由透明的玻璃基板形成的元件基 板41的一个面上形成的ITO电极等的下部电极42、在该下部电极42 上的有机EL层17、有机光电材料层43和Au电极44依次层叠形成。 驱动电源的+极与下部电极42连接,驱动电源的-极与Au电极44连 接。

有机EL层17能够利用与本实施方式的有机发光元件中的上述有 机EL层17同样的结构。

有机光电材料层43显示使电流放大的光电效果,可以形成为仅1 层NTCDA(萘四羧酸)层的结构,也可以由能够选择灵敏度波段的多 层构成。例如,可以由Me-PTC(苝颜料)层和NTCDA层的2层构成。 有机光电材料层43的厚度没有特别限定,例如设为10nm~100nm左 右,利用真空蒸镀法等形成。

本实施方式的光变换发光元件40,当在下部电极42、Au电极44 间施加规定的电压、并从Au电极44的外侧照射光时,通过该光的照 射而产生的空穴被捕集并蓄积在作为-极的Au电极44的附近。其结 果,电场集中在有机光电材料层43与Au电极44的界面,从Au电极 44发生电子注入而出现电流的倍增现象。这样被放大的电流在有机EL 层17中发光,因此,能够表现出良好的发光特性。

本实施方式的光变换发光元件40具备含有上述过渡金属配位化合 物的有机EL层17,因此,能够使发光效率更加良好。

<有机激光二极管发光元件>

本实施方式的有机激光二极管发光元件,包括连续波激发光源、 和该连续波激发光源照射的共振器构造,该共振器构造通过在一对电 极间夹持包含激光活性层的至少一层的有机层而构成。

图6是表示本实施方式的有机激光二极管发光元件的概略示意图。 图6所示的有机激光二极管发光元件50包括:发出激光的连续波激发 光源50a,和在ITO基板51上依次叠层形成有空穴传输层52、激光活 性层53、空穴阻挡层54、电子传输层55、电子注入层56、电极57而 得到的共振器构造50b。在ITO基板51上形成的ITO电极与驱动电源 的+极连接,电极57与驱动电源的-极连接。

空穴传输层52、空穴阻挡层、电子传输层55和电子注入层56, 分别为与本发明的方式的有机发光元件中的上述空穴传输层13、空穴 防止层、电子传输层15和电子注入层同样的结构。激光活性层53,可 以为与本发明的方式的有机发光元件的上述有机发光层14同样的结 构,优选本发明的方式的过渡金属配位化合物作为发光材料掺杂在现 有的主体材料中而成、或者现有的发光性的掺杂剂材料掺杂在作为主 体材料的本发明的方式的过渡金属配位化合物中而成。其中,在图6 中,例示了依次叠层有空穴传输层52、激光活性层53、空穴阻挡层54、 电子传输层55、电子注入层56的有机EL层58,但本实施方式的有机 激光二极管发光元件50并不限定于该例,能够采用与本发明的方式的 有机发光元件的上述有机发光层14同样的结构。

本实施方式的有机激光二极管发光元件50,通过从作为阳极的 ITO基板51侧由连续波激发光源50a照射激光,能够从共振器结构50b 的侧面侧,进行峰值亮度根据激光的激发强度增大的ASE振荡发光(边 缘发光)。

<色素激光器>

图7是表示本实施方式的色素激光器的一个实施方式的概略示意 图。图7所示的色素激光器60大致包括激发用光源61、透镜66、部 分反射镜65、衍射光栅63和光束扩展器64。激发用光源61发出泵浦 光67。透镜66将该泵浦光67汇聚到色素单元62。部分反射镜65夹 着色素单元62相对配置。光束扩展器64将来自衍射光栅63与色素单 元62之间配置的衍射光栅63的光汇聚。色素单元62由石英玻璃等形 成,在色素单元62内充满激光介质,该激光介质是含有本发明的方式 的过渡金属配位化合物的溶液。

在本实施方式的色素激光器60中,当从激发用光源61发出泵浦 光67时,该泵浦光67被透镜66汇聚到色素单元62,激发色素单元 62的激光介质中的本发明的方式的过渡金属配位化合物,使其发光。 来自发光材料的发光被放出至色素单元62的外部,在部分反射镜62 和衍射光栅63间被反射、放大。

被放大的光通过部分反射镜65向外部射出。这样,本发明的方式 的过渡金属配位化合物也能够应用于色素激光器。

上述本发明的方式的有机发光元件、色变换发光元件和光变换发 光元件能够应用于显示装置、照明装置等。

<显示装置>

本实施方式的显示装置具备图像信号输出部、驱动部和发光部。 图像信号输出部产生图像信号。驱动部基于来自该图像信号输出部的 信号,产生电流或电压。发光部利用来自该驱动部的电流或电压进行 发光。在本实施方式的显示装置中,发光部由上述的本发明的方式的 有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件中的任一个构成。 在以下的说明中,例示发光部为本发明的方式的有机发光元件的情况 进行说明,但本实施方式并不限定于此,在本发明的实施方式的显示 装置中,发光部也可以由色变换发光元件或光变换发光元件构成。

图8是表示具备上述有机发光装置20和驱动部的显示装置的配线 结构、驱动电路的连接结构的一个例子的结构图。图9是表示在使用 本发明的方式的有机发光元件的显示装置中配置的、构成1个像素的 电路的像素电路图。

如图8所示,本实施方式的显示装置中,对于有机发光装置20的 基板1,俯视时呈矩阵状地配置扫描线101和信号线102。各扫描线101 与设置在基板1的一侧边缘部的扫描电路103连接。各信号线102与 设置在基板1的另一侧边缘部的映像信号驱动电路104连接。进一步 具体而言,扫描线101与信号线102的交叉部分附近,分别组装有图2 所示的有机发光装置20的薄膜晶体管等的驱动元件(TFT电路2),各 驱动元件分别连接有像素电极。这些像素电极与图2所示的结构的有 机发光装置20的反射电极11对应,这些反射电极11与第一电极12 对应。

扫描电路103和映像信号驱动电路104经由控制线106、107、108 与控制器105电连接。控制器105由中央运算装置109操纵控制。另 外,扫描电路103和映像信号驱动电路104另外经由电源配线110、111 连接有电源电路112。图像信号输出部由CPU109和控制器105构成。

驱动有机发光装置20的有机EL发光部10的驱动部由扫描电路 103、映像信号驱动电路104、有机EL电源电路112构成。在由扫描 线101和信号线102划分的各区域内组装有图2所示的有机发光装置 20的TFT电路2。

图9是表示在由扫描线101和信号线102划分的各区域内配置的、 构成有机发光装置20的1个像素的像素电路图。在图9所示的像素电 路中,当向扫描线101施加扫描信号时,该信号被施加于由薄膜晶体 管构成的开关TFT124的栅极电极,使开关TFT124导通。接着,当向 信号线102施加像素信号时,该信号被施加于开关TFT124的源极电极, 经过导通的开关TFT124对与其漏极电极连接的保持电容125进行充 电。保持电容125连接在驱动用TFT126的源极电极与栅极电极之间。 因此,驱动用TFT126的栅极电压被保持在由保持电容125的电压确定 的值,直至开关TFT124下一次被扫描选择。电源线123与电源电路(图 8)连接,由其供给的电流经过驱动用TFT126流入有机发光元件(有 机EL元件)127,使该元件127连续发光。

利用这样结构的图像信号输出部和驱动部,对期望的像素的被夹 在第一电极12、第二电极16间的有机EL层(有机层)17施加电压, 从而能够使相当于该像素的有机发光元件20发光,从对应的像素射出 可见区域光,能够显示期望的颜色和图像。

在本实施方式的显示装置中,对具备上述有机发光元件20作为发 光部的情况进行了例示,但本实施方式并不限定于此,上述的本实施 方式的有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件中的任一个 均能够适合作为发光部。

本实施方式的显示装置具备使用本发明的方式的过渡金属配位化 合物形成的有机发光元件、色变换发光元件或光变换发光元件中的任 一个作为发光部,成为发光效率良好的显示装置。

<照明装置>

图10是表示本实施方式的照明装置的概略立体图。图10所示的 照明装置70具备:产生电流或电压的驱动部71、和利用来自该驱动部 71的电流或电压进行发光的发光部72。在本实施方式的照明装置中, 发光部72由上述的本发明的方式的有机发光元件、色变换发光元件、 光变换发光元件中的任一个构成。在以下的说明中,例示了发光部为 本发明的方式的有机发光元件10的情况进行说明,但本实施方式并不 限定于此,在本实施方式的照明装置中,发光部也能够由色变换发光 元件或光变换发光元件构成。

图10所示的照明装置70,通过由驱动部向被夹在第一电极12、 第二电极16间的有机EL层(有机层)17施加电压,从而能够使相当 于该像素的有机发光元件10发光,射出蓝色的光。

此外,在使用本发明的方式的有机发光元件作为显示装置70的发 光部72的情况下,在有机发光元件的有机发光层中,除了本发明的方 式的过渡金属配位化合物以外,还可以含有以往公知的有机EL发光材 料。

在本实施方式的照明装置中,对具备上述有机发光元件10作为发 光部的情况进行了例示,但本实施方式并不限定于此,上述的本发明 的方式的有机发光元件、色变换发光元件、光变换发光元件中的任一 个均能够适合作为发光部。

本实施方式的照明装置具备使用本发明的方式的过渡金属配位化 合物形成的有机发光元件、色变换发光元件和光变换发光元件中的任 一个作为发光部,成为发光效率良好的照明装置。

另外,本实施方式的有机发光元件、色变换发光元件和光变换发 光元件,也能够应用于例如图11所示的吊灯(照明装置)。

图11所示的吊灯250具备发光部251、吊下线252和电源线253 等。而且,作为发光部251,适合应用本实施方式的有机发光元件、色 变换发光元件和光变换发光元件中的任一种。

本实施方式的照明装置具备使用本实施方式的过渡金属配位化合 物形成的有机发光元件、色变换发光元件和光变换发光元件中的任一 个作为发光部,成为发光效率良好的照明装置。

同样,本发明的方式的有机发光元件、色变换发光元件和光变换 发光元件也能够应用于例如图12所示的照明灯座(照明装置)。

图12所示的照明灯座260具备发光部261、灯座262、主开关263 和电源线264等。而且,作为发光部261,适合应用本发明的方式的有 机发光元件、色变换发光元件和光变换发光元件中的任一种。

本实施方式的照明装置具备使用本发明的方式的过渡金属配位化 合物形成的有机发光元件、色变换发光元件和光变换发光元件中的任 一个作为发光部,成为发光效率良好的照明装置。

<电子设备>

上述的本发明的方式的显示装置,能够组装在各种电子设备中。

以下,使用图13~16对具备本发明的方式的显示装置的电子设备 进行说明。

上述的本发明的方式的显示装置能够应用于例如图13所示的便携 式电话。图13所示的便携式电话210具备声音输入部211、声音输出 部212、天线213、操作开关214、显示部215和壳体216等。并且, 作为显示部215,适合应用本发明的方式的显示装置。

通过将本发明的方式的显示装置应用于便携式电话210的显示部 215,能够以良好的发光效率显示映像。

另外,上述的本发明的方式的显示装置还能够应用于图14所示的 薄型电视机。图14所示的薄型电视机220具备显示部221、扬声器222、 机壳223和支座224等。并且,作为显示部221,适合应用本发明的方 式的显示装置。通过将本发明的方式的显示装置应用于薄型电视机220 的显示部221,能够以良好的发光效率显示映像。

另外,上述的本发明的方式的显示装置还能够应用于图15所示的 便携式游戏机。图15所示的便携式游戏机230具备操作按钮231、232、 外部连接端子233、显示部234和壳体235等。并且,作为显示部234, 适合应用本发明的方式的显示装置。通过将本发明的方式的显示装置 应用于便携式游戏机230的显示部234,能够以良好的发光效率显示映 像。

此外,上述的本发明的方式的显示装置还能够应用于图16所示的 笔记本电脑。图16所示的笔记本电脑240具备显示部241、键盘242、 触摸板243、主开关244、照相机245、存储介质插槽246和壳体247 等。并且,作为该笔记本电脑240的显示部241,适合应用本发明的方 式的显示装置。通过将本发明的方式的显示装置应用于笔记本电脑240 的显示部241,能够以良好的发光效率显示映像。

以上,参照附图对本发明的方式的优选的实施方式例进行了说明, 但本发明的方式当然并不限定于上述方式例。在上述的例子中例示的 各构成部件的各种形状或组合等是一个例子,在不超出本发明的方式 的主旨的范围内,能够根据设计要求等进行各种变更。

例如,上述实施方式中说明的显示装置优选在光取出侧设置偏振 片。作为偏振片,能够使用将以往的直线偏振片与λ/4板组合而成的偏 振片。通过设置这样的偏振片,能够防止来自显示装置的电极的外部 光反射、或者基板或密封基板的表面上的外部光反射,能够提高显示 装置的对比度。此外,关于荧光体基板、显示装置、照明装置的各构 成要素的形状、数量、配置、材料、形成方法等的具体记载,并不限 定于上述实施方式,能够适当变更。

实施例

以下,基于实施例对本发明的方式进一步进行详细描述,但本发 明的方式不受以下的实施例的限制。

以下表示实施例中使用的化合物。

[过渡金属配位化合物的合成]

在以下的合成例中,各阶段的化合物和最终化合物(过渡金属配 位化合物)利用MS谱(FAB-MS)进行鉴定。

(合成例1:化合物1的合成)

按照以下的路径合成化合物1。

化合物1-B的合成:

在将1-甲基-咪唑(化合物1-A)(0.156mol)溶解于THF(四氢呋 喃)20ml而得到的溶液中,加入二甲基二氯硅烷(Me2SiCl2),在室温 搅拌1小时。之后,将反应溶液的溶剂减压除去,用己烷30mL对残 留物进行清洗,通过分液处理将固体过滤并使其干燥,得到化合物1-B。 收率:86%。

化合物1的合成:

在二甲基亚砜(DMSO)(3mL)中加入铱(III)乙酰丙酮(Ir(acac) 3)(0.5mmol),加热至100℃。用12小时在该溶液中滴加化合物1-B (2.0mmol)的DMSO溶液(20mL)。之后,在100℃搅拌2小时后, 在减压下以70℃除去反应溶液的溶剂。将取出的固体用四氢呋喃 (THF)清洗2次,进行减压干燥,得到化合物1。收率:25%,FAB― MS(+):m/z1071.2[M-Cl]、1036.3[M-2Cl]、1001.3[M-3Cl] 、500.6[M-3Cl]2+

(合成例2:化合物2的合成)

按照以下的路径合成化合物2。

化合物2-B的合成:

在将1-甲基-咪唑(化合物2-A)(0.156mol)溶解于THF(四氢呋 喃)20ml而得到的溶液中,加入二甲基二氯硅烷(Me2SiCl2),在室温 搅拌1小时。之后,将反应溶液的溶剂减压除去,用己烷30mL对生 成物进行清洗,通过分液处理将固体过滤并使其干燥,得到化合物1-B。 收率:86%。

化合物2的合成:

在二甲基亚砜(DMSO)(3mL)中加入铱(III)乙酰丙酮(Ir(acac) 3)(0.5mmol),加热至100℃。用12小时在该溶液中滴加化合物1-B (2.0mmol)的DMSO溶液(20mL)。之后,在100℃搅拌2小时后, 在减压下以70℃除去溶剂。将取出的固体用四氢呋喃(THF)清洗2 次,进行减压干燥,得到化合物2。收率:35%,FAB―MS(+):m/z 749.2[M-Cl]、714.2[M-2Cl]、679.2[M-3Cl]、339.6[M-3Cl] 2+

(合成例3:化合物3的合成)

按照以下的路径合成化合物3。

化合物3-C的合成:

将4-氨基-1,2,4-三唑(化合物3-A)(0.1mol)、N,N′-双(二甲基氨 基亚甲基)二盐酸肼(化合物3-B)(0.1mol)和对甲苯磺酸(0.8g)在 甲苯(50ml)中回流80小时。接着,在反应溶液中加入二甲胺(0.086mol) 后,对反应溶液进行过滤,将得到的固体用乙醇清洗,最后进行真空 干燥,从而得到化合物3-C。

化合物3-E的合成:

将4,4′-双-1,2,4-三唑(化合物3-C)(2.2mol)和三甲基氧鎓四氟硼 酸盐(4.85mol)加入至乙腈(MeCN)10mL中得到混合溶液,将得到 的混合溶液回流12小时后,对反应物进行过滤,用二氯甲烷(CH2Cl2) 清洗,最后进行真空干燥,得到化合物3-E。收率:85%

化合物3的合成:

化合物3的合成按照与化合物1相同的当量关系、反应温度进行。 收率:45%,FAB―MS(+):m/z859.2[M-BF4、772.2[M-2BF4、685.2[M-3BF4、342.6[M-3BF42+

[T1能级的能量测定]

对于化合物1~3,使用荧光分光光度计(QE-1100,大塚电子株 式会社生产)测定发光光谱,根据测得的光谱的短波长的峰值波长, 测定T1能级的能量。测定结果如表1所示。另外,作为发光材料的公 知的现有材料三(1-苯基-3-甲基苯并咪唑啉-2-茚-C,C2′)合铱(III)(Ir (Pmb)3)、以及作为主体材料的4,4′-N,N′-双(咔唑)联苯(CBP)的 T1能级的能量也记载于表1。

[表1]

  T1能级能量 化合物1 3.2eV 化合物2 3.7eV 化合物3 4.2eV Ir(pmb)3(发光材料) 3.2eV CBP(主体材料) 2.6eV

如表1所示,作为本发明的方式的过渡金属配位化合物的化合物 1~3,与现有的发光材料相比,具有同等以上的高T1能级。并且,可 以确认化合物1~3与现有的主体材料相比,具有高T1能级。

[有机发光元件的制作和有机EL特性评价]

(实施例1)

在玻璃基板上形成氧化铟锡(ITO)电极作为阳极。以单层的聚酰 亚胺类树脂包围ITO电极的周边而进行图案化之后,对形成有ITO电 极的基板进行超声波清洗,在200℃的减压下烘烤3小时。

接着,在阳极上,将聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐) (PEDOT:PSS)水溶液通过旋涂法在阳极上形成膜厚45nm的空穴注 入层。接着,利用热板进行200℃、30分钟的干燥。

接着,在空穴注入层上,将CFL(4,4′-双(N-咔唑基)-9,9′-螺二 芴)(T1能级:3.4eV)、和化合物1(T1能级:3.2eV)溶解于二氯乙 烷,通过旋涂法形成有机发光层。此时,在作为主体材料的CFL中掺 杂含有7.5%左右的化合物1。接着,在有机发光层上形成膜厚为5nm 的UGH2(1,4-双三苯基甲硅烷基苯)作为空穴阻挡层,再通过真空蒸 镀法在空穴阻挡层上蒸镀1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBI), 在空穴阻挡层上形成膜厚30nm的电子传输层。

接着,通过真空蒸镀法以蒸镀速度在电子传输层上蒸镀氟 化锂(LiF),形成膜厚0.5nm的LiF膜。然后,使用铝(Al)在LiF 膜上形成膜厚100nm的Al膜。这样,形成LiF和Al的叠层膜作为阴 极,制作有机EL元件(有机发光元件)。

测定得到的有机EL元件的1000cd/m2时的电流效率(发光效率) 和发光波长。其结果一并记载在表2中。显示出了良好的效率的紫外 发光。

(比较例1)

除了将在有机发光层中掺杂的掺杂剂(发光材料)变更为现有材 料(Ir(dpbic)3)(T1能级:3.2eV)、将主体材料变更为CBP(T1能 级:2.6eV)以外,按照与实施例1同样的方法制作有机EL元件(有 机发光元件),测定得到的有机EL元件的1000cd/m2时的电流效率(发 光效率)和发光波长。将结果一并记载在表2中。

(比较例2)

除了将在有机发光层中掺杂的掺杂剂(发光材料)变更为现有材 料(Ir(dpbic)3)(T1能级:3.2eV)以外,按照与实施例1同样的方 法制作有机EL元件(有机发光元件),测定得到的有机EL元件的 1000cd/m2时的电流效率(发光效率)和发光波长。将结果一并记载在 表2中。

(实施例2)

除了将在有机发光层中掺杂的掺杂剂(发光材料)变更为现有材 料三(1-苯基-3-苯基苯并咪唑啉-2-茚)合铱(III)(Ir(dpbic)3),作 为主体,使用化合物2(T1能级:3.7eV)代替CBP以外,按照与实 施例1同样的方法制作有机EL元件(有机发光元件),测定得到的有 机EL元件的1000cd/m2时的电流效率(发光效率)和发光波长。将结 果一并记载在表2中。

(实施例3)

除了将在有机发光层中掺杂的掺杂剂(发光材料)变更为现有材 料(Ir(dpbic)3),作为主体,使用化合物3(T1能级:4.2eV)代替 CBP以外,按照与实施例1同样的方法制作有机EL元件(有机发光元 件),测定得到的有机EL元件的1000cd/m2时的发光波长。将结果一 并记载在表2中。

(实施例4)

将化合物3(T1能级:4.2eV)溶解于二氯乙烷,通过旋涂法在空 穴注入层与有机发光层之间形成激子阻挡层,除此以外,按照与实施 例2同样的方法制作有机EL元件(有机发光元件),测定得到的有机 EL元件的1000cd/m2时的发光波长。将结果一并记载在表2中。

[表2]

根据表2的结果,在将作为本发明的方式的过渡金属配位化合物 的化合物1用作掺杂剂(发光材料)的实施例1的有机EL元件中,与 使用现有化合物(Ir(dpbic)3)作为发光材料的比较例2的有机EL 元件相比,显示出良好的深蓝色发光。另外,在将作为本发明的方式 的过渡金属配位化合物的化合物2、3用作主体材料的实施例2、3的 有机EL元件中,与使用现有化合物CBP作为主体材料的比较例1的 有机EL元件相比,显示出良好的蓝色发光。并且,在除了实施例2的 元件结构之外,使用化合物3作为激子阻挡材料、在空穴注入层与有 机发光层之间形成激子阻挡层的实施例4中,发光效率与实施例2的 元件相比进一步提高。

[色变换发光元件的制作]

(实施例5)

在本实施例中,利用包含本发明的方式的过渡金属配位化合物的 紫外~蓝色的有机发光元件(有机EL元件),分别制作将来自该有机 发光元件的光色变换为红色的色变换发光元件、和将来自该有机发光 元件的光色变换为绿色的色变换发光元件。

<有机EL基板的形成>

在0.7mm厚度的玻璃基板上,通过溅射法将银以膜厚为100nm的 方式进行成膜,形成反射电极,通过溅射法在其上将铟-锡氧化物(ITO) 以膜厚为20nm的方式进行成膜,从而形成反射电极(阳极)作为第一 电极。之后,通过以往的光刻法将第一电极图案化为电极宽度2mm宽 的90根的条纹。

接着,在第一电极(反射电极)上,通过溅射法叠层200nm的SiO2, 通过以往的光刻法以覆盖第一电极(反射电极)的边缘部的方式进行 图案化,从而形成边缘罩。边缘罩形成为利用SiO2将反射电极的短边 自端部起覆盖10μm的结构。对其进行水洗后,进行10分钟纯水超声 波清洗,进行10分钟丙酮超声波清洗,进行5分钟异丙醇蒸气清洗, 以100℃干燥1小时。

首先,继续在第一电极上,将聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙 烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)水溶液通过旋涂法在第一电极上形成膜厚 45nm的空穴注入层。接着,利用热板进行200℃、30分钟的干燥。

接着,在空穴注入层上,将CFL(4,4′-双(N-咔唑基)-9,9′-螺二 芴)(T1能级:3.4eV)、和化合物1(T1能级:3.2eV)溶解于二氯乙 烷,通过旋涂法形成蓝色发光层。此时,在作为主体材料的CFL中掺 杂含有7.5%左右的化合物1。

接着,将该干燥后的基板固定在串联型电阻加热蒸镀装置内的基 板保持件上,减压至1×10-4Pa以下的真空,进行有机EL层的各有机 层的成膜。接着,在空穴注入层上,将CFL(4,4′-双(N-咔唑基)-9,9′- 螺二芴)(T1能级:3.4eV)、和化合物1(T1能级:3.2eV)溶解于二 氯乙烷,通过旋涂法形成有机发光层。此时,在作为主体材料的CFL 中掺杂含有7.5%左右的化合物1。

接着,在有机发光层上,使用2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲绕啉 (BCP)形成空穴防止层(厚度:10nm)。

接着,在空穴防止层上,使用三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)形成电 子传输层(厚度:30nm)。

接着,在电子传输层上,使用氟化锂(LiF)形成电子注入层(厚 度:0.5nm)。

通过以上的处理,将有机EL层的各有机层成膜。

然后,在电子注入层上形成半透明电极作为第二电极。第二电极 的形成,首先将上述形成至电子注入层的基板固定在金属蒸镀用腔室 中,将半透明电极(第二电极)形成用的荫罩与基板对准。其中,该 荫罩使用按照能够在与反射电极(第一电极)的条纹相对的方向以2mm 宽的条纹状形成半透明电极(第二电极)的方式空出有开口部的掩模。 接着,在有机EL层的电子注入层的表面,通过真空蒸镀法将镁和银分 别以的蒸镀速度进行共蒸镀,以期望的图案形成镁 银(厚度:1nm)。进一步,以强调干涉效果和防止由于第二电极中的 配线电阻而导致电压下降为目的,在其上以的蒸镀速度按照期 望的图案形成银(厚度:19nm)。通过以上的处理,形成半透明电极(第 二电极)。在此,在反射电极(第一电极)与半透射电极(第二电极) 之间显现微腔效果(干涉效果),能够提高正面亮度。

通过以上的处理,制作出形成有有机EL部的有机EL基板。

<荧光体基板的形成>

接着,在0.7mm的带有红色滤光片的玻璃基板上形成红色荧光体 层,在0.7mm的带有绿色滤光片的玻璃基板上形成绿色荧光体层。

红色荧光体层的形成按照以下的步骤进行。首先,在平均粒径5nm 的气溶胶0.16g中加入乙醇15g和γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷 0.22g,以开放体系室温搅拌1小时。将该混合物和20g红色荧光体(颜 料)K5Eu2.5(WO46.25移至乳钵,充分地研磨混合后,在70℃的烘箱 中加热2小时,进一步在120℃的烘箱中加热2小时,由此得到进行了 表面改性的K5Eu2.5(WO46.25。接着,在10g实施了表面改性的K5Eu2.5(WO46.25中加入用水/二甲基亚砜=1/1的混合溶液(300g)溶解的 聚乙烯醇30g,利用分散机进行搅拌,由此制作出红色荧光体层形成用 涂液。将制作出的红色荧光体层形成用涂液,利用丝网印刷法以3mm 宽度在带有彩色滤光片的玻璃基板上的红色像素位置上涂敷。然后, 在真空烘箱(200℃、10mmHg的条件)中加热干燥4小时,形成厚度 90μm的红色荧光体层。

另外,绿色荧光体层的形成按照以下的步骤进行。首先,在平均 粒径5nm的气溶胶0.16g中加入乙醇15g和γ-环氧丙氧基丙基三乙氧 基硅烷0.22g,以开放体系室温搅拌1小时。将该混合物和20g绿色荧 光体(颜料)Ba2SiO4:Eu2+移至乳钵,充分地研磨混合后,在70℃的 烘箱中加热2小时,进一步在120℃的烘箱中加热2小时,由此得到进 行了表面改性的Ba2SiO4:Eu2+。接着,在10g实施了表面改性的 Ba2SiO4:Eu2+中加入用水/二甲基亚砜=1/1的混合溶液(300g:溶剂) 溶解的聚乙烯醇(树脂)30g,利用分散机进行搅拌,由此制作出绿色 荧光体层形成用涂液。将制作出的绿色荧光体层形成用涂液,利用丝 网印刷法以3mm宽度在带有彩色滤光片的玻璃基板上的绿色像素位置 上涂敷。

然后,在真空烘箱(200℃、10mmHg的条件)中加热干燥4小时, 形成厚度60μm的绿色荧光体层。

通过以上的处理,分别制作出形成有红色荧光体层的荧光体基板 和形成有绿色荧光体层的荧光体基板。

<色变换发光元件的组装>

对于红色的色变换发光元件和绿色的色变换发光元件的各元件, 将如上所述制作的有机EL基板和荧光体基板利用在像素配置位置的 外侧形成的位置对准标记进行位置对准。其中,在荧光体基板上,在 位置对准前涂敷热固化树脂。

位置对准后,通过热固化树脂将两基板密合,通过在90℃加热2 小时进行固化。此外,为了防止有机EL层因水分而劣化,两基板的贴 合工序在干燥空气环境下(水分量:-80℃)进行。

对于得到的各色变换发光元件,将在周边形成的端子与外部电源 连接。其结果,得到了良好的绿色发光和红色发光。

[显示装置的制作]

(实施例6)

通过等离子体化学蒸镀(等离子体CVD)法在玻璃基板上形成硅 半导体膜,实施结晶化处理之后,形成多晶半导体膜(多晶硅薄膜)。 接着,对多晶硅薄膜进行蚀刻处理,形成多个岛状图案。接着,在多 晶硅薄膜的各岛上形成氮化硅(SiN)作为栅极绝缘膜。然后,依次形 成钛(Ti)-铝(Al)-钛(Ti)的叠层膜作为栅极电极,通过蚀刻处理 进行图案化。使用Ti-Al-Ti在该栅极电极上形成源极电极和漏极电极, 制作出多个薄膜晶体管(薄膜TFT)。

接着,在形成的薄膜晶体管上形成具有通孔的层间绝缘膜并进行 平坦化。然后,经由该通孔形成氧化铟锡(ITO)电极作为阳极。以单 层的聚酰亚胺类树脂包围ITO电极的周边而进行图案化之后,对形成 有ITO电极的基板进行超声波清洗,在200℃的减压下烘烤3小时。

接着,在阳极上,将聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐) (PEDOT:PSS)水溶液通过旋涂法在阳极上形成膜厚45nm的空穴注 入层。接着,利用热板进行200℃、30分钟的干燥。

接着,在空穴注入层上,将CFL(4,4′-双(N-咔唑基)-9,9′-螺二 芴)(T1能级:3.4eV)、和化合物1(T1能级:3.2eV)溶解于二氯乙 烷,通过旋涂法形成有机发光层。此时,在作为主体材料的CFL中掺 杂含有7.5%左右的化合物1。接着,在有机发光层上形成膜厚5nm的 UGH2(1,4-双三苯基甲硅烷基苯)作为空穴阻挡层,进一步,通过真 空蒸镀法在空穴阻挡层上蒸镀1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯 (TPBI),在空穴阻挡层上形成膜厚30nm的电子传输层。

接着,通过真空蒸镀法以蒸镀速度在电子传输层上蒸镀氟 化锂(LiF),形成膜厚0.5nm的LiF膜。之后,使用铝(Al)在LiF 膜上形成膜厚100nm的Al膜。这样,形成LiF和Al的叠层膜作为阴 极,制作有机EL元件(有机发光元件)。

制作将上述有机发光元件(有机EL元件)分别排列为100×100 的矩阵状的显示装置,使其显示运动图像。显示装置具备:产生图像 信号的图像信号输出部;驱动部,该驱动部具有产生来自上述图像信 号输出部的图像信号的扫描电极驱动电路和信号驱动电路;和发光部, 该发光部具有呈100×100的矩阵状排列的有机发光元件(有机EL元 件)。任一个显示装置均得到了色纯度高的良好的图像。另外,即使重 复制作显示装置,也没有装置间的偏差,得到了面内均匀性优异的显 示装置。

[照明装置的制作]

(实施例7)

制作具备产生电流的驱动部、和基于由上述驱动部产生的电流进 行发光的发光部的照明装置。在本实施例中,除了在膜基板上形成有 机发光元件(有机EL元件)以外,按照与实施例1~3同样的方法制 作有机发光元件(有机EL元件),将该有机发光元件作为发光部。对 该有机发光装置施加电压将其点亮,结果,不使用会导致亮度损失的 间接照明,能够得到曲面状的均匀的面发光照明装置。另外,制作出 的照明装置也能够作为液晶显示面板的背光源使用。

[光变换发光元件的制作]

(实施例8)

制作图5所示的光变换发光元件。

光变换发光元件按照以下的步骤制作。首先,按照同样的方法进 行实施例1的至电子传输层形成为止的工序,然后,在电子传输层上 形成500nm的NTCDA(萘四羧酸)作为光电材料层。接着,在NTCDA 层上形成由厚度20nm的Au薄膜形成的Au电极。在此,Au电极的一 部分经由利用相同材料一体形成的规定图案的配线被引出到元件基板 的端部,与驱动电源的-极连接。同样,ITO电极的一部分也经由利 用相同材料一体形成的规定图案的配线被引出至元件基板的端部,与 驱动电源的+极连接。另外,在这一对电极(ITO电极、Au电极)间 施加规定的电压。

对于通过以上的工序制作出的光变换发光元件,以ITO电极侧为 正施加电压,对各个施加电压测定向Au电极侧照射波长335nm的单 色光时的室温时的光电流、和此时从化合物1发光的发光照度(波长 442nm),相对于施加电压进行测定,结果,在20V驱动时观测到了光 电子倍增效果。

[色素激光器的制作]

(实施例9)

制作图7所示的色素激光器。

以在XeCl准分子中(激发波长:308nm)使用化合物1(脱气后 的乙腈溶液中:浓度1×10-4M)作为激光色素的构成,制作色素激光 器,结果,在振荡波长430nm~450nm、强度440nm附近观测到了增 强的现象。

[有机激光二极管发光元件的制作]

(实施例10)

参照H.Yamamotoetal.,Appl.Phys.Lett.,2004,84,1401,制作图6 所示的结构的有机激光二极管发光元件。

有机激光二极管发光元件按照以下的步骤制作。首先,与实施例1 同样地操作,制作至阳极。

接着,通过真空蒸镀法以蒸镀速度在阳极上蒸镀4,4′-双[N- (1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD),在阳极上形成膜厚20nm的 空穴注入层。

然后,通过真空蒸镀法将化合物1和FIrPic(双[(4,6-二氟苯基) -吡啶-N,C2′]吡啶甲酰合铱(III))进行共蒸镀,形成有机发光层。此时, 在作为主体材料的化合物2中掺杂含有5.0%左右的发光材料FIrPic。 接着,在有机发光层上形成膜厚5nm的化合物1作为激子阻挡层,通 过真空蒸镀法在其上蒸镀1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBI), 在空穴阻挡层上形成膜厚30nm的电子传输层。

接着,通过真空蒸镀法在电子传输层上蒸镀MgAg(9:1、膜厚 2.5nm),通过溅射法形成20nm的ITO膜,由此制作出有机激光二极 管发光元件。

对于制作出的有机激光二极管发光元件,从阳极侧照射激光(Nd: YAG laser SHG,532nm,10Hz,0.5ns),研究ASE振荡特性。改变激光的 激发强度进行照射,结果,在1.0μJ/cm2开始振荡,观测到了峰值亮度 与激发强度成比例地增大的ASE振荡。

产业上的可利用性

本发明的方式的过渡金属配位化合物,能够用作有机EL(电致发 光)元件的发光材料、主体材料、电荷传输材料、激子阻挡材料。另 外,能够应用于例如有机电致发光元件(有机EL元件)、色变换发光 元件、光变换发光元件、激光用色素、有机激光二极管元件等,并且, 也能够应用于使用各发光元件的显示装置和照明装置,而且还能够应 用于使用各显示装置的电子设备。

符号说明

1…基板,2…TFT电路,2a、2b…配线,3…层间绝缘膜,4…平 坦化膜,5…无机密封膜,6…密封件,7…黑矩阵,8R…红色滤光片, 8G…绿色滤光片,8B…蓝色滤光片,9…密封基板,8B…蓝色荧光变 换层,10、20…有机发光元件(有机EL元件、光源),11…反射电极, 12…第一电极(反射性电极),13…空穴传输层,14…有机发光层,15… 电子传输层,16…第二电极(反射性电极),17…有机EL层(有机层), 18R…红色荧光体层,18G…绿色荧光体层,19…边缘罩,30…色变换 发光元件,31…散射层,40…光变换发光元件,50…有机激光二极管 元件,60…色素激光器,70…照明装置,210…便携式电话(电子设备), 220…薄型电视机(电子设备),230…便携式游戏机(电子设备),240… 笔记本电脑(电子设备),250…吊灯(照明装置),260…照明灯座(照 明装置)。

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