專利名稱：發(fā)光元件、發(fā)光裝置及電氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新的有機(jī)金屬絡(luò)合物。尤其涉及可將三重激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)光的有機(jī)金 屬絡(luò)合物。另外本發(fā)明涉及具有陽極、陰極和含有有機(jī)化合物的層(以下，記為“含有發(fā)光 物質(zhì)的層”)的發(fā)光元件，該有機(jī)化合物通過施加電場可以發(fā)光。
背景技術(shù)：
有機(jī)化合物(有機(jī)分子)如果吸收光則成為具有能量的狀態(tài)(激發(fā)狀態(tài))。通過 經(jīng)由該激發(fā)狀態(tài)有時(shí)可引起各種反應(yīng)(光化學(xué)反應(yīng))或有時(shí)產(chǎn)生發(fā)光(luminescence)，形 成了各種各樣的應(yīng)用。作為光化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)示例，有與單重態(tài)氧的不飽和有機(jī)分子的反應(yīng)(氧加成) (例如，參考非專利文獻(xiàn)1)。由于氧分子的基態(tài)具有三重態(tài)，因此直接的光激發(fā)不生成單重 態(tài)的氧(單重態(tài)氧)。但是，當(dāng)在其他的三重激發(fā)態(tài)分子的存在下，生成單重態(tài)氧，可以進(jìn)行 氧加成反應(yīng)。這時(shí)，可形成上述的三重激發(fā)態(tài)分子的化合物被稱為光敏化劑。這樣，為了生成單重態(tài)氧，需要通過光激發(fā)可形成三重激發(fā)態(tài)分子的光敏化劑。但 是，由于通常的有機(jī)化合物的基態(tài)是單重態(tài)，向三重激發(fā)態(tài)的光激發(fā)是禁阻的躍遷，因此難 以生成三重激發(fā)態(tài)分子(通常生成單重激發(fā)態(tài)分子)。因而，作為這樣的光敏化劑，要求是 易發(fā)生從單重激發(fā)態(tài)到三重激發(fā)態(tài)的系間竄躍的化合物(或者是允許直接光激發(fā)至三重 激發(fā)態(tài)這種禁阻躍遷的化合物)。換而言之，這樣的化合物可作為光敏化劑來利用，可以說 是有益的。另外，這樣的化合物有時(shí)會時(shí)而放出磷光。磷光是通過在多重度不同的能級之間 躍遷而產(chǎn)生的發(fā)光，在通常的有機(jī)化合物中是指從三重激發(fā)態(tài)返回至單重基態(tài)時(shí)的發(fā)光 (與此相對，從單重激發(fā)態(tài)返回至單重基態(tài)時(shí)的發(fā)光稱為熒光)。作為可發(fā)出磷光的化合物 即可將三重激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變成發(fā)光的化合物(以下，有時(shí)稱為(磷光性化合物))的應(yīng)用領(lǐng)域， 可例舉如使用有機(jī)化合物作為發(fā)光性化合物的發(fā)光元件。該發(fā)光元件由于具有薄型輕量·高速應(yīng)答性·直流低電壓驅(qū)動等的特性，因此是 作為下一代平板顯示元件而受到關(guān)注的器件。另外，由于是自發(fā)光型因而可視角度廣，由此 可見性也比較良好，藉此被認(rèn)為作為攜帶設(shè)備的顯示畫面用元件也是有效的。作為發(fā)光體使用有機(jī)化合物時(shí)，發(fā)光元件的發(fā)光機(jī)制是載流子注入型。S卩，通過在 電極之間夾住發(fā)光層施加電壓，從陰極注入的電子以及從陽極注入的空穴在發(fā)光層中再結(jié) 合形成激發(fā)分子，該激發(fā)分子返回至基態(tài)時(shí)釋放能量產(chǎn)生發(fā)光。作為激發(fā)分子的種類，與之前所述的光激發(fā)的情況相同，可以是單重激發(fā)態(tài)(S*) 和三重激發(fā)態(tài)CT)。另外，認(rèn)為在發(fā)光元件中它們的統(tǒng)計(jì)生成比率S* T* = 1 3(例如，參考非專利文獻(xiàn)2)。但是，一般的有機(jī)化合物在室溫下，觀察不到由三重激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的發(fā)光(磷光)，通常只能觀察到由單重激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的發(fā)光(熒光)。這是因?yàn)?，由于有機(jī)化合物的基態(tài)通常 是單重基態(tài)(Stl)，T*S0的躍遷(磷光過程)是強(qiáng)度上禁阻躍遷，而S* — Stl的躍遷(熒光過 程)是被允許的躍遷。因此，在發(fā)光元件中的內(nèi)部量子效率(相對于注入的載流子而產(chǎn)生的光子的比 例)的理論極限為25%，這是以S* T* = 1 3為基礎(chǔ)的。但是，如果使用上述磷光性化合物，由于，T* — S0的躍遷(磷光過程)是允許的， 因此理論上內(nèi)部量子效率可達(dá)到75 100%。也就是可達(dá)到以往發(fā)光效率的3 4倍。實(shí) 際上，已經(jīng)相繼發(fā)表了使用磷光性化合物的發(fā)光元件，其高發(fā)光效率受到了關(guān)注(例如，參 考非專利文獻(xiàn)3、非專利文獻(xiàn)4)。在非專利文獻(xiàn)3中使用了以鉬作為中心金屬的卟啉絡(luò)合物，在非專利文獻(xiàn)4中使 用了以銥為中心金屬的有機(jī)金屬絡(luò)合物，這些絡(luò)合物均是磷光性化合物。另外，通過將含有以銥為中心金屬的有機(jī)金屬絡(luò)合物(以下，記為“銥絡(luò)合物”)的 層與含有公知的熒光化合物DCM2的層交替層合，使在銥絡(luò)合物中生成的三重態(tài)激發(fā)能量 移至DCM2，可賦予DCM2發(fā)光(例如，參考非專利文獻(xiàn)5)。這種情況時(shí)，由于DCM2的單重激 發(fā)態(tài)的量(通常情況下是25%以下)比通常有所提高，因此DCM2的發(fā)光效率增大。這也可 以說是磷光性化合物銥絡(luò)合物的增敏作用。如非專利文獻(xiàn)3 非專利文獻(xiàn)5所示，使用磷光性化合物的發(fā)光元件可達(dá)到高于 以往的發(fā)光效率(即，可以在小電流下達(dá)到高亮度)。因此，認(rèn)為將使用磷光性化合物的發(fā) 光元件作為達(dá)到高亮度發(fā)光·高發(fā)光效率的方法將會在今后的開發(fā)中占較大比重。如上所述，由于磷光性化合物易發(fā)生系間竄躍，并且易發(fā)生由三重激發(fā)態(tài)的發(fā)光 (磷光)，因此作為光敏劑的利用或者作為磷光材料應(yīng)用于發(fā)光材料均是有用的，是被期待 的化合物，但是目前數(shù)量少。在數(shù)量較少的磷光性化合物中，在非專利文獻(xiàn)4或非專利文獻(xiàn)5中使用的銥絡(luò)合 物是被稱為鄰位定向金屬絡(luò)合物(orthometal complex)的有機(jī)金屬絡(luò)合物中的一種。該 絡(luò)合物由于磷光壽命為數(shù)百納秒，且磷光量子收率高，因此與上述卟啉絡(luò)合物相比伴隨亮 度上升的效率降低也較小，因此在發(fā)光元件中是有效的?；诖?，這樣的有機(jī)金屬絡(luò)合物是 易發(fā)生向三重激發(fā)態(tài)直接光激發(fā)或系間竄躍的化合物，勉強(qiáng)作為合成磷光性化合物的一個(gè) 指針。在非專利文獻(xiàn)4或非專利文獻(xiàn)5中使用的銥絡(luò)合物的配體的結(jié)構(gòu)比較簡單，顯示 了色純度良好的綠色發(fā)光，但是為了將發(fā)光色變?yōu)槠渌伾珓t需要改變配體的結(jié)構(gòu)。例如， 在非專利文獻(xiàn)6中，合成了各種配體以及使用這些配體的銥絡(luò)合物，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)發(fā)光色。但是，這些配體大多難以合成，或者合成中所需的步驟多，導(dǎo)致材料自身的價(jià)格也 會上升。在這些有機(jī)金屬絡(luò)合物中為了使之發(fā)出磷光，較多使用銥或鉬作為中心金屬，但是 這些金屬原料自身價(jià)格就高，配體也就高價(jià)了。另外，還不能實(shí)現(xiàn)色純度良好的藍(lán)色發(fā)光 色。在非專利文獻(xiàn)7中，合成了將二苯并[f、h]喹喔啉衍生物作為配體的銥絡(luò)合物，使 用其的發(fā)光元件效率雖高但顯示了桔_紅色發(fā)光，是不能實(shí)現(xiàn)色純度良好的紅色發(fā)光。
另外，有機(jī)金屬絡(luò)合物一般容易分解，即使不容易分解，分解溫度也一定不高。也 就是說，由于缺乏耐熱性，因此在應(yīng)用于發(fā)光元件這樣的電子器件時(shí)就會出現(xiàn)問題。由于以上所述，需要使用容易合成、可以將發(fā)光色變換成其他顏色的配體，來合成 耐熱性優(yōu)良的有機(jī)金屬絡(luò)合物。這樣有益于得到廉價(jià)且多樣的光敏劑或磷光材料(即易發(fā) 生向三重激發(fā)狀態(tài)的系間竄躍的材料)。非專利文獻(xiàn)1 井上晴夫等3人，基礎(chǔ)化學(xué)課程光化學(xué)I (丸善株式會社)，106-110非專利文獻(xiàn)2 筒井哲夫，應(yīng)用物理學(xué)會有機(jī)分子 電子學(xué)分科會第3講習(xí)會教程， 31-37(1993)
非專利文獻(xiàn)3 :D. F.才，4 二 >等3人，7 7°，4卜·、7 4夕夕7 >夕一文， vol. 74，No.3,442-444(1999)非專利文獻(xiàn)4 7才7 7 4等8人，夕Y “ 二一文夕Y —于卟才7.. r V' =7 λ F 7 ^ ” “ , vol. 38，L1502-L1504(1999)非專利文獻(xiàn)5 :Μ. Α.八卟卜■、等2人，才、< 千X —(口 >卜■、> )，vol. 403， 750-753(2000)非專利文獻(xiàn)6 :Μ·卜> 乂 >等10人，第10次4 >夕一 f * s少卟7 一夕* 3 '7
7°才父4父才一辦二 7夕r ^卜·、才一辦二 7夕工l·夕卜口卟笑才、7七父叉(El，00)，35-38非專利文獻(xiàn)7 J.〒- 了〉等 2 k，了 K ”、乂卞 Fr Ji (2003)，15，NO. 3， FEB5發(fā)明的揭示(發(fā)明要解決的課題)在本發(fā)明的課題是，通過使用量子效率高且合成容易的配體，提供可容易發(fā)生向 三重激發(fā)態(tài)的系間竄躍的新的有機(jī)金屬絡(luò)合物。另外，其課題尤其是提供耐熱性優(yōu)良的新 的有機(jī)金屬絡(luò)合物。另外，其課題還有通過使用上述有機(jī)金屬絡(luò)合物制造發(fā)光元件，來提供耐熱性以 及色純度均高的發(fā)光元件。其課題還有通過使用上述發(fā)光元件制造發(fā)光裝置來提供耗電低 的發(fā)光裝置。(解決課題的方法)通過反復(fù)認(rèn)真研究，結(jié)果發(fā)明人發(fā)現(xiàn)具有下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合 物可以磷光發(fā)光。
B^R4
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H Ar(式中R1 R5表示氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基、雜環(huán)殘基的任一種。 另外Ar表示具有吸電子性取代基的芳基或者具有吸電子性取代基的雜環(huán)殘基。另外，M表 示第9族元素或第10族元素。)
因此，本發(fā)明提供了具有上述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物。特別較好為具有下述通式(2)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物。 (式中，R1 R5表示氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基、雜環(huán)殘基的任一種。 另外R6 R9的任意一個(gè)具有吸電子性的取代基，表示氫、鹵素、?；⑼榛?、烷氧基、芳基、氰 基、雜環(huán)殘基的任一種。另外，M表示第9族元素或第10族元素。)尤其發(fā)現(xiàn)下述通式(3)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物可以磷光發(fā)光。 (式中，R1 R5表示氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基、雜環(huán)殘基的任一種。 另外Ar表示具有吸電子性取代基的芳基或者具有吸電子性取代基的雜環(huán)殘基。另外，M表 示第9族元素或第10族元素，當(dāng)上述M為第9族元素時(shí)n = 2，當(dāng)M為第10族元素時(shí)n = 1。L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的二齒螯合配體 或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。)因此，本發(fā)明提供了上述通式(3)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物，特別是較好為下式通 式(4)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物。
另外R6 R9的任意一個(gè)具有吸電子性的取代基，表示氫、鹵素、酰基、烷基、烷氧基、芳基、氰 基、雜環(huán)殘基的任一種。另外，M表示第9族元素或第10族元素，當(dāng)上述M為第9族元素時(shí) 11 = 2，當(dāng)11為第10族元素時(shí)n= 1。L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有 羧基的單陰離子性的二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一 種。)在上述通式(1) (4)中，配體L如果是具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、 具有羧基的單陰離子性的二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體，則 可以是任一種，但較好為以下結(jié)構(gòu)式(5) (11)所示的任一種單陰離子性的配體。這些單 陰離子性的螯合配體由于配位能力高以及可以便宜地得到，因此是有效的。 在具有上述通式⑴或⑵所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者上述通式(3)或者 (4)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物中，作為吸電子取代基，較好為鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的任一種。 由于通過這些吸電子取代基，可使具有上述通式(1)或(2)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或 者上述通式(3)或(4)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物的色度調(diào)整以及量子效率提高，因此是有效 的。具有上述通式(1)或(2)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者上述通式(3)或者(4) 所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物中，作為吸電子取代基，更好為氟或三氟甲基的任一種。氟或三氟甲 基由于吸電子性強(qiáng)，因此是有效的。另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，具有下述通式(12)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物可以磷光發(fā) 光。 (式中，R2 R14表示氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基、雜環(huán)殘基的任一種。 另外，M表示第9族元素或第10族元素。)因此，本發(fā)明提供了具有上述通式(12)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物。特好為具有下述通式(13)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物。
(式中，R15或者R16表示氫、鹵素、鹵代烷基的任一種。另外，M表示第9族元素或 第10族元素。)另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)下述通式(14)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物可以磷光發(fā)光。 (式中，R2 R14表示氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基、雜環(huán)殘基的任一種。 另外，M表示第9族元素或第10族元素，當(dāng)上述M為第9族元素時(shí)n = 2，當(dāng)M為第10族元 素時(shí)n= 1。L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的二齒 螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。)因此，本發(fā)明提供了上述通式(14)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物。另外，在上述通式(14)中，配合體L如果是具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配 體、具有羧基的單陰離子性的二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配 體，則可以是任一種，但較好為以下結(jié)構(gòu)式(5) (11)所示的單陰離子性的配合體的任一 種。這些單陰離子性的螯合配體由于配位能力強(qiáng)而且可以廉價(jià)得到，因此是有效的。
還發(fā)現(xiàn)了下述通式(15)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物可以磷光發(fā)光。 (式中，R15或者R16表示氫、鹵素、鹵代烷基的任一種。另外，M表示第9族元素或 第10族元素，當(dāng)上述M為第9族元素時(shí)n = 2，當(dāng)M為第10族元素時(shí)n = 1。L表示具有 3 - 二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的二齒螯合配體或者具有酚輕 基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。)另外，在上述通式(15)中，配體L如果是具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、 具有羧基的單陰離子性的二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體，則 可以是任一種，但是較好為以下結(jié)構(gòu)式(5) (11)所示單陰離子性配體的任一種。這些單 陰離子性的螯合配體由于配位能力強(qiáng)且可以廉價(jià)得到，因此是有效的。
在具有上述通式(12)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物、上述通式(14)所示的有機(jī)金 屬絡(luò)合物，或者上述通式(14)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物中的上述L為下述結(jié)構(gòu)(5) (10) 所示單陰離子性的二齒螯合配體的任一種的有機(jī)金屬絡(luò)合物中，較好是R6 R9的任意一個(gè) 為吸電子取代基。由于通過這些吸電子性的取代基，可使具有上述通式(12)所示結(jié)構(gòu)的有 機(jī)金屬絡(luò)合物、上述通式(14)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者上述通式(14)所示的有機(jī)金屬 絡(luò)合物中的上述L為下述結(jié)構(gòu)(5) (10)所示單陰離子性的二齒螯合配體的任一種的有 機(jī)金屬絡(luò)合物，發(fā)出更強(qiáng)的磷光發(fā)光，因此是有效的。
另外，具有上述通式(13)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物、上述通式(15)所示的有機(jī) 金屬絡(luò)合物，或者上述通式(15)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物中的上述L為下述結(jié)構(gòu)(5) (10)所示單陰離子性的二齒螯合配體的任一種的有機(jī)金屬絡(luò)合物中，較好是R15或者R16中的任 意一個(gè)均為吸電子取代基。由于通過這些吸電子性的取代基，可使具有上述通式(13)所示 結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物、上述通式(15)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者上述通式(15)所示的 有機(jī)金屬絡(luò)合物中的上述L為下述結(jié)構(gòu)(5) (10)所示單陰離子性的二齒螯合配體的任 一種的有機(jī)金屬絡(luò)合物，發(fā)出更強(qiáng)的磷光發(fā)光，因此是有效的。 另外，上述通式(12) (15)中，吸電子性取代基較好為鹵素基團(tuán)或者鹵代基的任 一種。由于通過這些吸電子性取代基可使上述通式(12) (15)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物的 色度調(diào)整以及量子效率提高，因此是有效的。另外，上述通式(12) (15)中，吸電子性取代基更好為氟或者三氟甲基的任一 種。由于通過這些吸電子性取代基可使上述通式(12) (15)所示的有機(jī)金屬絡(luò)合物的色 度調(diào)整以及量子效率提高，因此是有效的。另外，為了使之更有效地磷光發(fā)光，從重原子效果的觀點(diǎn)來看，較好為重金屬作為 中心金屬。因此在本發(fā)明的特征在于，在上述通式⑴ ⑷以及(12) (15)中，中心金 屬M(fèi)為銥或鉬。本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物，由于可將三重激發(fā)能量轉(zhuǎn)換為發(fā)光，因此將其應(yīng)用在 發(fā)光元件中可實(shí)現(xiàn)高效率化，是非常有效的。因此本發(fā)明還包括了使用本發(fā)明的有機(jī)金屬 絡(luò)合物的發(fā)光元件。此時(shí)，可以將本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物作為非專利文獻(xiàn)6中所述的敏化劑使用， 但是作為非專利文獻(xiàn)5所述的發(fā)光體來利用的方法，在發(fā)光效率的方面是有效果的。因此， 本發(fā)明的特征在于，將本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物作為發(fā)光體使用的發(fā)光元件。特別較好為采用了將本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物作為輔助材料，并且將喹喔啉衍生 物作為主體材料使用的發(fā)光層的發(fā)光元件。另外，由于這樣所得的本發(fā)明的發(fā)光元件實(shí)現(xiàn)了高發(fā)光效率，因此將其作為發(fā)光 元件使用的發(fā)光裝置(圖像顯示裝置或發(fā)光裝置)實(shí)現(xiàn)了低耗電。因此，本發(fā)明也包括了使用了本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。另外，本說明書中的發(fā)光裝置是指作為發(fā)光元件使用在一對電極間具有含發(fā) 光物質(zhì)的層的發(fā)光元件的圖像顯示裝置或發(fā)光裝置。另外，發(fā)光裝置中包括終結(jié)器 (connector)，例如安裝有不同導(dǎo)電性膜或 TAB (Tape Automated Bonding)型或 TCP(Tape Carrier Package)的組件(module)，或者在發(fā)光裝置中通過COG (Chip On Glass)方式直 接安裝IC(集成電路)的組件。(發(fā)明的效果)通過實(shí)施本發(fā)明，可以提供容易發(fā)生向三重激發(fā)態(tài)的系間竄躍的新的有機(jī)金屬絡(luò) 合物。另外，通過使用本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物制造發(fā)光元件，可以提供耐熱性優(yōu)良的發(fā)光 元件。再通過使用上述發(fā)光元件制造發(fā)光裝置，可提供低耗電的發(fā)光裝置。附圖的簡單說明

圖1是使用本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2是使用本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的說明圖。圖3是使用本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4是發(fā)光裝置的說明圖。圖5是本發(fā)明的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的說明圖。圖6是顯示本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的紫外 可視區(qū)域吸收以及熒光光譜的圖。圖7是顯示本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的紫外 可視區(qū)域吸收以及熒光光譜的圖。圖8是使用本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的說明圖。圖9是發(fā)光裝置的說明圖。圖10是應(yīng)用本發(fā)明的電子器件的說明圖。實(shí)施發(fā)明的最佳方式通過使下述通式(16)所示的配體發(fā)生鄰位定向金屬化反應(yīng)，得到本發(fā)明的有機(jī) 金屬絡(luò)合物。 (式中，R2 R14表示氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基、雜環(huán)殘基的任一 種。)另外，上述通式(16)所示的配體可通過下述合成路線(17)來合成。

(17)使用這樣得到的通式(16)的配體，形成本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的鄰位定向金 屬絡(luò)合物。此時(shí)，作為鄰位定向金屬化反應(yīng)可使用公知的合成法。例如，合成以銥為中心金屬的本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物時(shí)，作為中心金屬原料使 用氯化銥的水合物，通過與通式(16)的配體混合并在氮?dú)夥障禄亓鳎紫群铣闪寺冉宦?lián)的 雙核絡(luò)合物(下述合成路線(18))。
(18)接著，通過將所得的上述雙核絡(luò)合物與配體L混合并在氮?dú)夥障禄亓鳎膳潴wL切 斷氯交聯(lián)，得到了本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物(下述合成路線(19))。 另外，本發(fā)明所使用的有機(jī)金屬絡(luò)合物的合成法不限于以上所述的合成方法。這樣所得的本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物，由于將具有電子傳輸性的喹喔啉衍生物作 為配體使用，因此具有載流子傳輸性，有利用于電子裝置的可能性。另外，通過使上述通式 (16)所示的配體結(jié)構(gòu)變化，可得到各種發(fā)光色等特性。作為其具體示例，例如有下述結(jié)構(gòu)式 (20) (59)等。本發(fā)明中使用的有機(jī)金屬絡(luò)合物不限于這些。
本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物可作為光敏劑或磷光材料來使用，以下說明本發(fā)明的有 機(jī)金屬絡(luò)合物應(yīng)用于發(fā)光元件的方式。本發(fā)明中的發(fā)光元件，基本上是如下的元件結(jié)構(gòu)，即在一對電極(陽極和陰極)之 間夾住含有上述本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物(具有由上述通式(1)、(2)、(12)以及(13)形成 的結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者上述通式(3)、(4)、(14)以及(15))的發(fā)光層(空穴注入 層、空穴傳輸層、發(fā)光層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層等)。另外，作為發(fā)光層中所使用的本發(fā)明有機(jī)金屬絡(luò)合物之外的材料，可使用公知的 材料，低分子系材料以及高分子系材料均可使用。另外，形成發(fā)光層的材料中，不僅僅是由 有機(jī)化合物材料形成的，還含有一部分的無機(jī)化合物。以下詳細(xì)說明本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)
在本實(shí)施方式1中，使用圖1來說明具有含有本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光層、 由低分子系材料形成的空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層以及電子傳輸層的發(fā)光元件 的元件結(jié)構(gòu)。在圖1中，在基板100上形成了第1電極101，在第1電極101上形成含有發(fā)光物 質(zhì)的層102，再在其上形成了第2電極103。另外，在此作為基板100中所使用的材料，可以是以往發(fā)光元件中所用的材料，例 如可使用由玻璃、石英、透明塑料、撓性基板等形成的材料。另外，本實(shí)施方式1中，第1電極101作為陽極發(fā)揮功能，第2電極103作為 陰極 發(fā)揮功能。S卩，第1電極101由陽極材料形成，作為在此可使用的陽極材料，較好使用功函數(shù) 大(功函數(shù)在4. OeV以上)的金屬、合金、電傳輸性化合物以及它們的混合物等。另外，作為 陽極材料的具體示例，除了 ITO (indium tin oxide)、ITSO (indium tin silicon oxide)、在 氧化銥中混合2 20[% ]的氧化鋅(ZnO)形成的IZ0(indium zinc oxide)之外，還可以 使用金(Au)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、靶(Pd) 或者金屬材料的氮化物(TiN)等。另一方面，作為形成第2電極103所使用的陰極材料，較好使用功函數(shù)小(功函數(shù) 在3. SeV以上)的金屬、合金、電傳輸性化合物以及它們的混合物等。另外，作為陰極材料 的具體例，除了屬于元素周期表中的1族或2族的元素，即Li或Cs等堿金屬，Mg、Ca、Sr等 堿土類金屬，以及含有這些的合金(Mg:Ag ；Al:Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)之外，還可以 使用包括稀土類金屬的過渡金屬，也可通過與Al、Ag、ITO等金屬(包括合金)的層壓來形 成。另外，上述陽極材料以及陰極材料通過由蒸鍍法、濺射法等形成薄膜分別形成了 第1電極101以及第2電極103。膜厚較好為10 500nm。最后形成了 SiN等無機(jī)材料、 ^ ^ α > (注冊商標(biāo))、苯乙烯聚合物等有機(jī)材料形成的保護(hù)層。保護(hù)層可以是透明的也可 以是不透明的，由上述無機(jī)材料或者有機(jī)材料通過蒸鍍法、濺射法等形成。另外，為了防止發(fā)光元件的有機(jī)層或電極的氧化或受潮，通過電子束照射法、蒸鍍 法、濺射法、溶膠·凝膠法等形成SrO或SiOx等干燥劑。另外，本發(fā)明的發(fā)光元件中，在發(fā)光層通過載流子的再結(jié)合而發(fā)出的光，從第1電 極101或第2電極103中的一方或者從兩方向外部發(fā)射出去。即，當(dāng)使光從第1電極101 射出時(shí)，要用透光性材料形成第1電極101，當(dāng)使光從第2電極103射出時(shí)，要用透光性材料 形成第2電極103。另外，含有發(fā)光物質(zhì)的層102是通過層壓多個(gè)層而形成，在本實(shí)施方式1中，是通 過層壓空穴注入層111、空穴傳輸層112、發(fā)光層113、空穴阻擋層114以及電子傳輸層115 而形成。作為形成空穴注入層111的空穴注入性材料，酞菁系的化合物是有效的。例如可 使用酞菁(簡稱=H2-Pc)、銅酞菁(簡稱Cu-Pc)等。作為形成空穴傳輸層112的空穴傳輸性材料，適宜為芳香族胺系(即，具有苯 環(huán)-氮鍵的化合物)化合物。作為被廣泛使用的材料，例如除了 4，4’ -雙[N-(3-甲基苯 基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡稱TPD)之外，還可例舉如其衍生物4，4’ -雙[N-(l-萘基)N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡稱4-呢0)、4，4，，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺 (簡稱TDATA)、4，4，，4”_三[N-(3-甲基苯)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(簡稱=MTDATA) 等星暴(Starburst)型芳香族胺化合物。另外，也可以使用MoOx等導(dǎo)電性無機(jī)化合物和上 述有機(jī)化合物的復(fù)合材料。發(fā)光層113是通過將有機(jī)金屬絡(luò)合物和主體材料共蒸鍍而形成的，該有機(jī)金屬絡(luò) 合物為具有上述通式(1)、(2)、(12)以及(13)形成的結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者含有上 述通式(3)、(4)、(14)以及(15)所示有機(jī)金屬絡(luò)合物。作為主體材料可使用公知的材料， 可例舉如三苯胺喹喔啉(簡稱TPAQn)、4，4，-雙(N-咔唑基)-聯(lián)苯(簡稱CBP)或者2， 2，，2”-(1，3，5_苯三?；?-三[1-苯基-IH-苯并咪唑](簡稱=TPBI)等。作為形成空穴阻擋層114的空穴阻擋性的材料，可使用雙(2-甲基-8-羥基喹
啉)-4-聯(lián)本氧基-鋁(匕7 (2- 乂子卟-8-今7 1J 7，卜)-4- 7工二卟7工7，卜-7
>笑二々A )(簡稱BAlq)、l，3_雙[5-(ρ-叔丁基苯基)_1，3，4-噁二唑-2-酰基]苯(簡 稱0XD-7)、3- (4-叔丁基苯基)-4-苯基-5- (4-聯(lián)苯基)_1，2，4-三唑(簡稱TAZ)、3- (4-叔 丁基苯基)-4-(4_乙基苯基)-5-(4_聯(lián)苯基)-1，2，4_三唑(簡稱p-EtTAZ)、紅菲繞啉 (bathophenanthroline)(簡稱BPhen)、浴銅靈(bathocuproine)(簡稱BCP)等。作為形成電子傳輸層115時(shí)的電子傳輸性材料，適宜為三(8-羥基喹啉)鋁(簡 稱Alq3)、三(5-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱=Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]_喹啉)鈹 ( ' ^ (10-匕卜·、口今ν《>、,[h]_今乂，J于卜)《'J 'J々A )(簡稱=BeBq2)等具有喹啉 骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物或者上述的BAlq等。另外還有雙[2-(2_羥基苯)_苯 并噁唑]鋅(匕7 [2-(2-匕卜、口矢夕7工二))-《>、/才矢寸、/ 9卜]亜鉛)(簡稱 Zn (BOX)2)、雙[2-(2-羥基苯)-苯并噻唑]鋅(匕‘義[2_(2_ t K 口考* 7工二 > ) - ο 、, 、”卜]亜鉛)(簡稱=Zn(BTZ)2)等具有噁唑系、硫唑系配體的金屬絡(luò)合物。另外，除 了金屬絡(luò)合物外，作為電子傳輸性材料，還可以使用2- (4-聯(lián)苯基)-5- (4-叔丁基苯基)-1， 3,4-噁二唑(簡稱PBD)或者上述的0XD-7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen, BCP等。另外也可使用 TiOx等無機(jī)材料。通過以上，可以形成具有含有本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光層113、由低分子系材料形成的空穴注入層111、空穴傳輸層112、空穴阻擋層114以及電子傳輸層115的發(fā)光 元件。另外，本實(shí)施方式1中，在發(fā)光層113中，作為輔助材料使用了本發(fā)明的有機(jī)金屬 絡(luò)合物，是將由本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物而得的發(fā)光作為發(fā)光色的發(fā)光元件。(實(shí)施方式2)本實(shí)施方式2中，具有含有本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光層以及由高分子系材 料形成的空穴注入層，通過圖2說明將這些通過濕式工藝過程形成的發(fā)光元件的元件結(jié) 構(gòu)。另外，對于基板200、第1電極201以及第2電極203，由于是使用與實(shí)施方式1同 樣的材料，并同樣實(shí)施而得，因此省略說明。含有發(fā)光物質(zhì)的層202是通過層壓多個(gè)層而形成的，在本實(shí)施方式2中，是通過層 壓空穴注入層211、發(fā)光層212而形成的。作為形成空穴注入層211的空穴注入性的材料，可使用摻聚苯乙烯磺酸(簡稱PSS)的聚乙烯二氧噻吩(簡稱PEDOT)、聚苯胺、聚乙烯咔唑(簡稱PVK)等。發(fā)光層212中作為輔助材料含有具有由上述通式⑴、(2)、(12)以及(13)形成 的結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物，或者上述通式(3)、(4)、(14)以及(15)所示本發(fā)明的有機(jī)金屬 絡(luò)合物。主體材料可以是雙極性的材料，也可以是將空穴傳輸材料與電子傳輸材料混合而 得的雙極性。在此，首先將空穴傳輸性的高分子化合物(例如PVK)和上述電子傳輸性材料 (例如PBD)以7 3(摩爾比)溶解在同一溶劑中，再添加適量(5wt%左右)的本發(fā)明的 有機(jī)金屬絡(luò)合物調(diào)制成溶液。通過濕式涂布該溶液，可以得到發(fā)光層212。
通過以上可以得到具有含有本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物的發(fā)光層212以及由高分 子系材料形成的空穴注入層211的，通過濕式工藝過程將這些形成的發(fā)光元件。(實(shí)施方式3)本實(shí)施方式3中，通過圖3說明具有含有本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物和熒光性化合 物兩類的發(fā)光層、由低分子系材料形成的空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層以及電子傳 輸層的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)。在圖3中，在第1電極301和第2電極303之間具有含有發(fā) 光物質(zhì)的層302。含有發(fā)光物質(zhì)的層302是層壓空穴注入層311、空穴傳輸層312、發(fā)光層 313、空穴阻擋層314以及電子傳輸層315而得。另外，對于基板300、第1電極301、第2電極303、空穴注入層311、空穴傳輸層312、 空穴阻擋層314以及電子傳輸層315，可使用與實(shí)施方式1同樣的材料，進(jìn)行相同的實(shí)施而 得，因此省略說明。本實(shí)施方式中的發(fā)光層313是由主體材料、作為第1輔助材料的本發(fā)明的有機(jī)金 屬絡(luò)合物以及作為第2輔助材料的熒光性化合物形成的。作為主體材料，可以使用實(shí)施方 式1中所述的材料。另外，作為第2輔助材料可使用公知的熒光性化合物，具體可使用DCM1、DCM2、 DCJTB、喹吖酮、N，N- 二甲基喹吖酮、紅熒烯、茈、DPT、Co-6、PMDFB、BTX、ABTX等。本實(shí)施方式3中，與非專利文獻(xiàn)6相同，在發(fā)光層313中將第1輔助材料的本發(fā)明 的有機(jī)金屬絡(luò)合物作為敏化劑，增加第2輔助材料的熒光性化合物的單重激發(fā)態(tài)的數(shù)量。 因此，本實(shí)施方式3的發(fā)光元件是將由熒光性化合物而得的發(fā)光作為發(fā)光色的發(fā)光元件， 并且與以往的狀態(tài)相比可以提高熒光性化合物的發(fā)光效率。另外，使用本發(fā)明的有機(jī)金屬 絡(luò)合物的發(fā)光元件從陽極或陰極任一方開始層壓均可。例如，圖5(A)是從發(fā)光元件的陽極開始層壓的圖，圖5(B)是從發(fā)光元件的陰極 開始層壓的圖。圖5(A)中從陽極501開始，層壓空穴注入層511/空穴傳輸層512/發(fā)光 層513/電子傳輸層514/電子注入層515/陰極502。在此，在陽極501中安裝了 ρ通道 型TFT521。另外圖5(B)中，從陰極551開始層壓電子注入層561/電子傳輸層562/發(fā)光 層563/空穴傳輸層564/空穴注入層565/陽極552。在此，在陰極551中安裝了 η通道型 TFT0另外，本實(shí)施例中，在陽極與陰極所夾住的含有發(fā)光物質(zhì)的層中，顯示有空穴注入層、 空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層，但不是必須這樣，也可形成空穴阻擋層或混 合層等輔助層。(實(shí)施方式4)本實(shí)施方式中，在玻璃、石英、金屬、塊狀(bulk)半導(dǎo)體、透明塑料、撓性基板等形 成的基板100上制造發(fā)光元件。通過在一個(gè)基板上制造多個(gè)這樣的發(fā)光元件，可制成無源型發(fā)光裝置。另外，除了玻璃、石英、透明塑料、撓性基板等形成的基板之外，也可如圖4所 述，制造與薄膜晶體管(TFT)陣列相連接的發(fā)光元件。另外，在圖4中，在基板10上設(shè)置有 TFT11、TFT12。再在與TFT不同的層上設(shè)置發(fā)光元件13。發(fā)光元件13具有在第1電極14 和第2電極16之間的含有發(fā)光物質(zhì)的層15，第1電極14與TFTll通過布線17電連接。制 成了由TFT控制發(fā)光元件的驅(qū)動的活動矩陣(active matrix)型的發(fā)光裝置。另外，TFT的 結(jié)構(gòu)沒有特別的限定。例如可以是參差調(diào)諧型(stagger)，也可以是逆參差調(diào)諧型。另外對 于構(gòu)成TFT的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性，也沒有特別的限定?？梢允蔷w也可以非晶體。
實(shí)施例(實(shí)施例1) 本實(shí)施例1中，具體示例了上述結(jié)構(gòu)式(20)所示的本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物(簡 稱Ir(bfpq)2(aCaC))的合成例。[步驟1配體(bfpq)的合成]首先，將4，4，-氟苯偶酰(4，4，- 7義才口《> ^jl )3. 71g和鄰苯二胺1.71g在 溶劑氯仿200mL中加熱攪拌6小時(shí)。將反應(yīng)溶液降至室溫，用lmol/LHCl和飽和食鹽水進(jìn)行 清洗，再用硫酸鎂干燥。通過蒸去溶劑，得到配體bfpq (2，3-雙(4-氟苯基)喹喔啉)(淡 黃色粉末，收率99%)。[步驟2雙核絡(luò)合物([Ir(bfpq)2Cl]2)的合成]首先，將2-乙氧基乙醇30ml和水IOml的混合液作為溶劑，混合配體Hfdpq(2， 3_雙-(4-氟苯基)喹喔啉)3.61g以及氯化銥(IrCl3*HCl ·Η20) 1.35β，于氮?dú)夥障禄亓?17小時(shí)，得到雙核絡(luò)合物[11~0^(1)2(1]2(褐色粉末，收率99%)。[步驟3本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物([Ir(bfpq)2(acac)])的合成]將2-乙氧基乙醇30ml作為溶劑，混合上述所得的[Ir (bfpq)2Cl]22. 00g、乙酰丙 酮(Hacac)O. 44ml、碳酸鈉1. 23g，在氮?dú)夥障禄亓?0小時(shí)，得到本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物 Ir (bfpq) 2 (acac)(紅色粉末，收率 44 % )。另外，通過TG-DTA測定了所得本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物Ir (bfpq)2(acac)的分解 溫度Td，Td = 365°C，顯示了良好的耐熱性。在圖6中顯示了 Ir(bfpq)2(acac)在二氯甲烷中的吸收光譜以及熒光光譜(PL)。 本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物Ir (bfpq) 2 (acac)在232nm、284nm、37Inm以及472nm具有吸收峰。 另外，發(fā)光光譜是在644nm具有發(fā)光峰的深紅色發(fā)光。這樣，本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物Ir(bfPq)2(aCaC)在長波長側(cè)觀察到多個(gè)吸收 峰。這是在鄰位定向金屬絡(luò)合物中常見的有機(jī)金屬絡(luò)合物特有的吸收，推測與單重態(tài)MLCT 躍遷、三重態(tài)n躍遷以及三重態(tài)MLCT躍遷等相對應(yīng)。特別是在最長波長側(cè)的吸收峰 是在存在于可視區(qū)域的寬峰，這被認(rèn)為是三重態(tài)MLCT躍遷特有的吸收光譜。S卩，清楚了 Ir(bfpq)2(acac)是可以進(jìn)行向三重激發(fā)狀態(tài)的直接光激發(fā)或系間竄躍的化合物。另外，向本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物Ir(bfpq)2(acac)的二氯甲烷溶液進(jìn)行光照射 時(shí)，基于如進(jìn)行氧取代則幾乎看不到來自化合物的發(fā)光，而如果進(jìn)行氬取代則可以見到發(fā) 光，因此意味著為磷光。(實(shí)施例2)
本實(shí)施例2中，具體示例了上述結(jié)構(gòu)式(21)所示的本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物(簡 稱Ir(dpq)2(acac))的合成例。[步驟1雙核配體([Ir(dpq)2Cl]2)的合成]
首先，將2-乙氧基乙醇30ml和水10ml的混合液作為溶劑，混合配體Hdpq (2，3_ 二 苯基喹喔啉)2. 36g和氯化銥(IrCl3 HC1 H20) 1. 00g，在氮?dú)夥障禄亓?5小時(shí)，得到雙核 絡(luò)合物[Ir(dpq)2Cl]2 (暗褐色粉末，收率91% )。[步驟2本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物([Ir(dpq)2(acac)]2)的合成]將2-乙氧基乙醇30ml作為溶劑，混合上述所得的[Ir (dpq)2Cl]2l. 00g、乙酰丙 酮(Hacac)0.20ml、碳酸鈉0.67g，在氮?dú)夥障禄亓?5小時(shí)。將過濾所得的溶液，用二氯 甲烷溶劑進(jìn)行柱精制。通過二氯甲烷/甲醇進(jìn)行重結(jié)晶，得到本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物 Ir (dpq) 2 (acac)(褐色粉末，收率 40 % )。另外，通過TG-DTA來測定所得的本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物Ir (dpq) 2 (acac)的分 解溫度Td，結(jié)果為Td = 340°C，顯示了良好的耐熱性。在圖7中顯示了 Ir (dpq) 2 (acac)在二氯甲烷中的吸收光譜以及發(fā)光光譜(PL)。 本發(fā)明的有機(jī)金屬化合物Ir (dpq) 2 (acac)在248nm、283nm、378nm以及479nm具有吸收峰。 另外，發(fā)光光譜是在687nm具有發(fā)光峰的深紅色發(fā)光。這樣，本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物Ir (dpq) 2 (acac)在長波長側(cè)觀察到多個(gè)吸收峰。 這是在鄰位定向金屬絡(luò)合物等中常見的有機(jī)金屬絡(luò)合物特有的吸收，推測與單重態(tài)MLCT 躍遷、三重態(tài)n-Z躍遷以及三重態(tài)MLCT躍遷等相對應(yīng)。特別是在最長波長側(cè)的吸收峰 是在存在于可視區(qū)域的寬峰，這被認(rèn)為是三重態(tài)MLCT躍遷特有的吸收光譜。S卩，清楚了 Ir (dpq) 2 (acac)是可以進(jìn)行向三重激發(fā)狀態(tài)的直接光激發(fā)或系間竄躍的化合物。另外，向本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物Ir (dpq) 2 (acac)的二氯甲烷溶液進(jìn)行光照射 時(shí)，基于如進(jìn)行氧取代則幾乎看不到來自化合物的發(fā)光，而如果進(jìn)行氬取代則可以見到發(fā) 光，因此意味著為磷光。(實(shí)施例3)在本實(shí)施例中是絡(luò)合物在含有發(fā)光物質(zhì)的層的一部分中使用本發(fā)明的有機(jī)金屬 絡(luò)合物來制造發(fā)光元件的情況，具體是通過圖8說明使用本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物作為發(fā) 光層的輔助材料時(shí)的元件的結(jié)構(gòu)。首先，在基板800上形成發(fā)光元件的第1電極801。在本實(shí)施方式中，第1電極801 起到陽極的作用。作為材料使用為透明導(dǎo)電膜的IT0，通過濺射法形成llOnm的膜厚。接著，在第1電極(陽極)801上形成含有發(fā)光物質(zhì)的層802。另外，在本實(shí)施例 中含有發(fā)光物質(zhì)的層802具有由空穴注入層811、空穴傳輸層812、發(fā)光層813、電子傳輸層 814、電子注入層816形成的層壓結(jié)構(gòu)。將形成有由第1電極801的基板固定在市售真空蒸鍍裝置的基板支撐架上，并將 形成了第1電極801的面向下，向設(shè)置于真空蒸鍍裝置的內(nèi)部中的蒸發(fā)源中投入銅酞菁 (以下，表示為Cu-Pc)，通過使用阻抗加熱法的蒸鍍法形成膜厚為20nm的空穴注入層811。 另外，作為形成空穴注入層811的材料，可使用公知的空穴注入性材料。接著，由空穴傳輸性優(yōu)良的材料形成空穴傳輸層812。作為形成空穴傳輸層812的 材料，可以使用公知的空穴傳輸性材料，在本實(shí)施例中，是使用a-NPD通過同樣的方法以40nm的膜厚形成的。再接著，形成發(fā)光層813。在發(fā)光層813中空穴與電子再結(jié)合，產(chǎn)生發(fā)光。與空穴 傳輸層812相接形成的發(fā)光層813是使用主體材料與作為本發(fā)明有機(jī)金屬絡(luò)合物的輔助材 料來形成的。具體地講，作為主體材料使用TPAQn，作為輔助材料使用Ir (bfpq) 2 (acac)，通過共 蒸鍍法以30nm的膜厚形成。輔助材料的比例為8. 7%。再接著，形成電子傳輸層814。作為形成電子傳輸層814的材料，可使用公知的電 子傳輸材料，在本實(shí)施例中是使用Alq3通過蒸鍍法以30nm的膜厚形成的。然后，形成電子注入層815。作為形成電子注入層815的材料，可使用公知的電子 注入性材料，在本實(shí)施例中是使用氟化鈣(以下，表示為CaF2)，通過蒸鍍法以2nm的膜厚來 形成的。這樣，層壓空穴注入層811、空穴傳輸層812、發(fā)光層813、電子傳輸層814以及電子 注入層815，形成含有發(fā)光物質(zhì)的層802之后，通過濺射法或者蒸鍍法形成起陰極作用的第 2電極803。另外，在本實(shí)施例中，通過蒸鍍法在含有發(fā)光物質(zhì)的層802上形成鋁(150nm)， 從而得到第2電極803。通過以上，使用本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物形成了發(fā)光元件。另外，如在形成的發(fā)光元件上施加電壓，則在發(fā)光元件中在電壓4. 0V以上時(shí)觀察 到紅色發(fā)光，在7.6V時(shí)觀察到發(fā)光亮度為466cd/m2。這時(shí)的發(fā)光效率為1. 56cd/A。另外， 發(fā)光光譜的峰波長在652nm顯示了良好的紅色發(fā)光。另外，此時(shí)的CIE色度坐標(biāo)為(X, Y) = (0.65，0.33)。(實(shí)施例4)本實(shí)施例中，使用圖9說明在像素部具有本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。另外，圖 9(A)是顯示發(fā)光裝置的俯視圖，圖9(B)是圖9(A)自A-A’切斷的截面圖。虛線所示的601 是驅(qū)動回路(源側(cè)驅(qū)動回路)、602是像素部、603是驅(qū)動回路部(閘側(cè)回路部)。另外，604 是密封基板、605是密封劑、通過密封劑605包圍的內(nèi)側(cè)成為空間607。608是用以向源側(cè)驅(qū)動回路601以及閘側(cè)驅(qū)動回路603輸入信號的布線，從成為 外部輸入端子的FPC(撓性印制電路)609接收視頻信號、時(shí)鐘信號、啟動信號、復(fù)位信號等。 另外，在此圖中只顯示了 FPC，但是也可以在該FPC中安裝印制布線基盤(PWB)。本說明書 中的發(fā)光裝置不僅僅是發(fā)光裝置本身，還包括在其中安裝有FPC或PWB的狀態(tài)。接著，通過圖9(B)說明截面結(jié)構(gòu)。在元件基板610上形成了驅(qū)動回路部以及像素 部，在此顯示了作為驅(qū)動回路部的源側(cè)驅(qū)動回路601和像素部602。另外，源側(cè)驅(qū)動回路601是使n型TFT623和p型TFT624組合形成的CMOS回路。 另外，形成驅(qū)動回路的TFT也可以公知的CMOS回路、PM0S回路或NM0S回路來形成。另夕卜， 本實(shí)施例中，顯示了在基板上形成驅(qū)動回路的驅(qū)動器一體型，但是這并不是必須的，可以不 是在基板上而是在外部形成。另外，像素部602是通過包括開關(guān)用TFT611、電流控制用TFT612以及與其漏極電 導(dǎo)聯(lián)的第1電極613在內(nèi)的多個(gè)成像元件形成。在此是通過使用陽性型的感光性丙烯酸樹 脂膜來形成的。另外，為了達(dá)到成膜性良好，在絕緣物614的上端部或者下端部形成有曲率的曲
43面。例如在作為絕緣物614的材料使用正型的感光性丙烯酸時(shí)，較好為只在絕緣物614的 上端部具有有曲率半徑(0.2iim 3iim)的曲面。另外，作為絕緣物614，可使用通過感光 性的光而不溶于腐蝕劑的負(fù)型，或者通過光而溶解于腐蝕劑的正型的任一種。在第1電極613中分別形成了包含發(fā)光物質(zhì)的層616以及第2電極617。在此作 為起到陽極作用的第1電極613中所使用的材料，較好使用功函數(shù)大的材料。例如除了可 使用IT0 (氧化銦錫)膜、ITS0 (氧化銦錫硅)、氧化銦鋅(IZ0)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn 膜、Pt膜等單層膜之外，還可以使用氮化鈦和以鋁為主成分的膜的疊層結(jié)構(gòu)，氮化鈦膜、以 鋁為主成分的膜以及氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等。另外，如果形成層壓結(jié)構(gòu)，則降低了作為布線 的電阻，形成了良好的歐姆接點(diǎn)，還可以起到陽極的作用。另外，含有發(fā)光物質(zhì)的層616可以通過使用蒸鍍罩的蒸鍍法，或者噴墨法來形成。 含有發(fā)光物質(zhì)的層616含有本發(fā)明的有機(jī)金屬絡(luò)合物。另外，作為與這些有機(jī)金屬絡(luò)合物 組合使用的材料，可以為低分子系材料、中分子系材料(包括低聚物、樹枝狀聚物(〒、乂 K U 7 —))，或者高分子系材料。作為含有發(fā)光物質(zhì)的層中使用的材料，通過較多以單層或疊 層的方式使用有機(jī)化合物，但是在本發(fā)明中，也包括由有機(jī)化合物形成的膜的一部分使用 無機(jī)化合物的情況。另外，作為在含有發(fā)光物質(zhì)的層616上所形成的第2電極(陰極)617中使用的材 料，可以使用功函數(shù)小的材料(Al、Ag、Li、Ca或者含有這些的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2 或者CaN)。另外，要使包含發(fā)光物質(zhì)的層616所發(fā)出的光透過第2電極617時(shí)，作為第2電 極(陰極)617，可使用膜厚減薄的金屬薄膜、透明導(dǎo)電膜(IT0(氧化銦氧化錫合金)、氧化 銦氧化錫合金(In203-Zn0)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層層。再通過密封材料605將密封基板604與元件基板610貼合，從而形成了在由元件 基板610、密封基板604以及密封材料605所包圍的空間607中設(shè)置有發(fā)光元件618的結(jié) 構(gòu)。另外，在空間607中除了填充惰性氣體(氮?dú)饣驓鍤獾?的情況之外，也包括用密封材 料605填充的結(jié)構(gòu)。另外，較好是密封材料605中使用環(huán)氧系樹脂。另外，這材料較好為盡量不透過水 分和氧的材料。另外，作為密封基板604所使用的材料，除了玻璃基板和石英基板之外，也可以使 用由 FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics)、PVF (聚氟乙烯)、邁拉(mylar，美杜邦公司 產(chǎn)聚酯薄膜商品名)、聚酯或者丙烯酸等形成的塑料基板。通過以上可以得到具有本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。使用本發(fā)明的發(fā)光裝置由 于本發(fā)明的發(fā)光元件發(fā)出磷光且發(fā)光效率良好，因此是低耗電的。另外，本實(shí)施例所示的發(fā)光裝置可以將實(shí)施例3所示的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)自由組合 而進(jìn)行實(shí)施。本實(shí)施例所示的發(fā)光裝置也可根據(jù)需要使用濾色器等色度變換膜。另外，說明通過使用具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置而完成的各種電氣設(shè)備。由 于使用本發(fā)明的發(fā)光裝置是低耗電的，因此對于使用該發(fā)光裝置的電氣設(shè)備可以減少耗 電，例如與顯示器部分相關(guān)的耗電。作為使用了由本發(fā)明形成的發(fā)光裝置所制成的電氣設(shè)備，可例舉如電視機(jī)、攝像 機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等攝像機(jī)、頭置式顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、音響再生裝置(汽車音響、組合立體 聲音響(* 一fM ^ 二 yt)等)、個(gè)人電腦、游戲機(jī)、移動信息終端(移動電腦、手機(jī)、便攜式游戲機(jī)或電子書籍等)、設(shè)置有記錄媒體的圖像再生裝置(具體如再生數(shù)字光盤(DVD) 等記錄媒體，并設(shè)置有可顯示其圖像的顯示裝置的裝置)等。在圖10中顯示了這些電氣設(shè) 備的具體示例。在此，圖10是手機(jī)，包括主體2701、框體2702、顯示部2703、聲音輸入部2704、聲 音輸出部2705、操作鍵2706、外部連接口 2707、天線2708等。它是通過在其顯示部2703中 使用了具有本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置而制成的。特別是對手機(jī)等需要充電的電氣設(shè)備，由于降低了與顯示部相關(guān)的耗電，因此可 在充電后使用更長時(shí)間。
權(quán)利要求
發(fā)光元件，包括陽極；陰極；及陽極和陰極之間的包含具有下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物的層，式中R1～R5表示選自氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種，Ar表示具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的芳基、或者具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的雜環(huán)殘基，M表示第9族元素。FSA00000086268600011.tif
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(2)所示 的結(jié)構(gòu)， 式中，R6 R9表示選自氫、鹵素、酰基、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種； R6 R9的至少一個(gè)是鹵素基團(tuán)或者鹵代烷基。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(3)所示 的結(jié)構(gòu)， 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(4)所示 的結(jié)構(gòu)， 式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
5.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(12)所 示的結(jié)構(gòu)，
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(13)所 示的結(jié)構(gòu)， 式中，R15或者R16表示鹵素或鹵代烷基。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(14)所 式中，R1(l R14表示選自氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(15)所 示的結(jié)構(gòu)， 式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
9.如權(quán)利要求3、4、7和8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，配體L是下述結(jié)構(gòu)式 (5) (11) 所示的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
10.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，M是銥。
11.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，使用了有機(jī)金屬絡(luò)合物 作為發(fā)光體。
12.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，使用了有機(jī)金屬絡(luò)合物 作為輔助材料。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光元件，其特征在于，包含有機(jī)金屬絡(luò)合物的層還包含喹 喔啉衍生物作為主體材料。
14.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，發(fā)光元件包括陽極和陰 極之間的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、空穴阻擋層和電子傳輸層，并且包含有機(jī)金屬 絡(luò)合物的層相當(dāng)于發(fā)光層。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光元件，其特征在于，包含有機(jī)金屬絡(luò)合物的層還包含熒 光化合物。
16.包括發(fā)光元件的發(fā)光裝置，所述的發(fā)光元件包括 陽極；陰極；及陽極和陰極之間的包含具有下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物的層， 式中R1 R5表示選自氫、鹵素、酰基、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種，Ar 表示具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的芳基、或者具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的雜環(huán)殘基，M表示第 9族元素。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(2)所 示的結(jié)構(gòu)，式中，R6 R9表示選自氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種； R6 R9的至少一個(gè)是鹵素基團(tuán)或者鹵代烷基。
18.如權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(3)所 示的結(jié)構(gòu)， 式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
19.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光裝置，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(4)所二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
20.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光裝置，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(12) 所示的結(jié)構(gòu)， 式中，R1(l R14表示選自氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種。
21.如權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(13) 所示的結(jié)構(gòu)， 式中，R15或者R16表示鹵素或鹵代烷基。
22.如權(quán)利要求20所述的發(fā)光裝置，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(14)
23.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光裝置，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(15) 所示的結(jié)構(gòu)， 式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
24.如權(quán)利要求18、19、22和23中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，配體L是下述 結(jié)構(gòu)式(5) (11) 所示的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
25.如權(quán)利要求16 23中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，M是銥。
26.如權(quán)利要求16 23中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，使用了有機(jī)金屬絡(luò)合 物作為發(fā)光體。
27.如權(quán)利要求16 23中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，使用了有機(jī)金屬絡(luò)合 物作為輔助材料。
28.如權(quán)利要求27所述的發(fā)光裝置，其特征在于，包含有機(jī)金屬絡(luò)合物的層還包含喹 喔啉衍生物作為主體材料。
29.如權(quán)利要求16 23中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，發(fā)光元件包括陽極和 陰極之間的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、空穴阻擋層和電子傳輸層，并且包含有機(jī)金 屬絡(luò)合物的層相當(dāng)于發(fā)光層。
30.如權(quán)利要求29所述的發(fā)光裝置，其特征在于，包含有機(jī)金屬絡(luò)合物的層還包含熒 光化合物。
31.使用具有發(fā)光元件的發(fā)光裝置的電氣設(shè)備，所述的發(fā)光元件包括 陽極；陰極；及陽極和陰極之間的包含具有下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物的層， 式中R1 R5表示選自氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種，Ar 表示具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的芳基、或者具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的雜環(huán)殘基，M表示第 9族元素。
32.如權(quán)利要求31所述的電氣設(shè)備，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(2)所 示的結(jié)構(gòu)， 式中，R6 R9表示選自氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種； R6 R9的至少一個(gè)是鹵素基團(tuán)或者鹵代烷基。
33.如權(quán)利要求31所述的電氣設(shè)備，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(3)所 示的結(jié)構(gòu)， 式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
34.如權(quán)利要求32所述的電氣設(shè)備，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(4)所 示的結(jié)構(gòu)， 式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
35.如權(quán)利要求32所述的電氣設(shè)備，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(12) 所示的結(jié)構(gòu)， 式中，R1(l R14表示選自氫、鹵素、?；?、烷基、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種。
36.如權(quán)利要求31所述的電氣設(shè)備，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(13) 所示的結(jié)構(gòu)， 式中，R15或者R16表示鹵素或鹵代烷基。
37.如權(quán)利要求35所述的電氣設(shè)備，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(14) 所示的結(jié)構(gòu)，式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
38.如權(quán)利要求36所述的電氣設(shè)備，其特征在于，有機(jī)金屬絡(luò)合物具有下述通式(15) 所示的結(jié)構(gòu)， 式中，n = 2，L表示具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性的配體、具有羧基的單陰離子性的 二齒螯合配體或者具有酚羥基的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
39.如權(quán)利要求33、34、37和38中任一項(xiàng)所述的電氣設(shè)備，其特征在于，配體L是下述 結(jié)構(gòu)式(5) (11) 所示的單陰離子性的二齒螯合配體的任一種。
40.如權(quán)利要求31 38中任一項(xiàng)所述的電氣設(shè)備，其特征在于，M是銥。
41.如 權(quán)利要求31 38中任一項(xiàng)所述的電氣設(shè)備，其特征在于，使用了有機(jī)金屬絡(luò)合 物作為發(fā)光體。
42.如權(quán)利要求31 38中任一項(xiàng)所述的電氣設(shè)備，其特征在于，使用了有機(jī)金屬絡(luò)合 物作為輔助材料。
43.如權(quán)利要求42所述的電氣設(shè)備，其特征在于，包含有機(jī)金屬絡(luò)合物的層還包含喹喔啉衍生物作為主體材料。
44.如權(quán)利要求31 38中任一項(xiàng)所述的電氣設(shè)備，其特征在于，發(fā)光元件包括陽極和 陰極之間的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、空穴阻擋層和電子傳輸層，并且包含有機(jī)金 屬絡(luò)合物的層相當(dāng)于發(fā)光層。
45.如權(quán)利要求44所述的電氣設(shè)備，其特征在于，包含有機(jī)金屬絡(luò)合物的層還包含熒 光化合物。
46.如權(quán)利要求31所述的電氣設(shè)備，其特征在于，電氣設(shè)備是選自電視機(jī)、攝像機(jī)、數(shù) 字?jǐn)z像機(jī)、頭置式顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、音響再生裝置、個(gè)人電腦、游戲機(jī)、移動電腦、手機(jī)、便 攜式游戲機(jī)、電子書籍和設(shè)置有記錄媒體的圖像再生裝置中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)光元件包括陽極、陰極、及陽極和陰極之間的包含具有下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬絡(luò)合物的層，式中R1～R5表示選自氫、鹵素、?；⑼榛?、烷氧基、芳基、氰基和雜環(huán)殘基的任一種，Ar表示具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的芳基、或者具有鹵素基團(tuán)或鹵代烷基的雜環(huán)殘基，M表示第9族元素。
文檔編號H05B33/14GK101859877SQ20101016131
公開日2010年10月13日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者下垣智子, 井上英子, 安部寛子, 瀬尾哲史 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所