专利名称：磷光性化合物和使用前述磷光性化合物的电致发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及可以三重线激发状态变换为发光的化合物(以下记作“磷光性化合物”)。此外，本发明还涉及具有阳极、阴极、含有可以通过外加电场而发光的有机化合物的层(以下记作“电致发光层”)、且前述电致发光层中含有磷光性化合物的电致发光元件，以及使用前述电致发光元件的发光装置。
背景技术：
有机化合物(有机分子)在吸收光以后成为带有能量的状态(激发状态)。通过经由该激发状态，会有产生各种反应(光化学反应)或产生发光(luminescence)的情况，可以有各种应用。
作为光化学反应的一例，有与单线态氧的不饱和有机分子的反应(加氧)(例如可以参照非专利文献1。)。由于氧分子的基态为三重线态，单线态的氧(单态氧)不会产生直接的光激发。然而，在其它的三重线激发态分子的存在下可以生成单线态氧，产生加成氧反应。这时，前述可以形成三重线激发态分子的化合物称为光增感剂。
井上晴夫、高木克彦、佐佐木政子、朴钟震，《基础化学课程 光化学I》(丸善株式会社)，p.106-110)由此，为了生成单线态氧，必须要有可以通过光激发形成三重线激发态分子的光增感剂。然而，由于通常的有机化合物其基态为单重态，向三重线激发态的光激发为禁戒跃迁，难以生成三重线激发态分子(通常产生单态激发分子)。因此，作为这种光增感剂，要求是容易引起从单线激发态到三重线激发态之间的系间穿越的化合物。换言之，容易引起系间穿越的化合物可以利用作这种光增感剂。
此外，这种容易引起系间穿越的化合物有经常放出磷光的情况。所谓磷光是通过多重性的不同能量间的跃迁而产生的发光现象，指通常的有机化合物从三重线激发态回到单一基态时产生发光现象(与之相对的，从单一激发态回到单一基态时发出的光称为荧光)。作为可以放出磷光的化合物(磷光性化合物)的应用领域，可以列举将有机化合物用作发光化合物的电致发光元件(外加电场发光的元件)。
有机化合物用于发光体时，电致发光元件的发光机理为载流子注入型。即通过在电极间夹入电致发光层，外加电压，由阴极注入的电子和由阳极注入的空穴在电致发光层中复合，形成激发状态的分子(以下记作“分子激子”)，该分子激子回到基态时放出能量而发光。
在这种电致发光元件中，通常电致发光层形成为1μm以下的薄膜。此外，由于这种电致发光元件为电致发光层自身放出光的自发光型元件，因此不需要在现有的液晶显示器中所使用的背面光。因此，其最大的优点在于可以制作极薄极轻的元件。
此外，在例如100～200nm左右的电致发光层中，考虑到电致发光层的载流子跃迁率，从注入载流子到复合的时间为几十毫纳秒左右，包含从载流子的复合到发光的过程在内也为毫秒以内的阶数则可以导致发光。因此，其另一个特长在于响应速度非常快。
进而，由于这种电场发光元件是载流子注入型的发光元件，可以通过直流电压驱动，因此难以产生噪音。关于驱动电压，首先使电致发光层的厚度达到100nm左右的均匀的超薄膜，然后选择可以减小对电致发光层的载流子注入壁垒的电极材料，进而通过引入异质结构(二层结构)，可以用5.5V实现100cd/m2的足够的辉度。
C.W.Tang and S.A.VanSlyke，“Organic electroluminescentdiodes”，Applied Physics Letters，vol.51，No.12，913-915(1987))由于薄型轻量、高速响应性、直流低电压驱动等特性，电致发光元件作为跨时代的平板显示元件而受到人们的瞩目。此外，由于其是自发光型，视野角广阔，目视性也比较良好，认为其也可以有效地用作携带机器的显示画面的元件。
另外，这种电致发光元件中看到的发光是分子激子回到基态时的发光现象。这时，作为有机化合物形成的分子激子的种类，与前述的光激发的情况同样，可能成为单一态激发状态(S*)和三重态激发状态(T*)。此外，认为电致发光元件中其统计学上的生成比率为S*∶T*＝1∶3(例如可以参照非专利文献3)。
简井哲夫，《应用物理学会有机分子·生物电子学分委员会·第3次讲习会内容》，P.31(1993)一般的有机化合物在室温下，不能观察到从三重线激发态的发光(磷光)，通常只能观察到从单一激发态的发光(荧光)。由于有机化合物的基态通常为单一基态(S0)，T*→S0的越迁(磷光过程)是强烈的禁戒跃迁，S*→S0的越迁(荧光过程)是允许的跃迁。即，只有单一激发态通常对产生发光有用。
因而，根据S*∶T*＝1∶3，电致发光元件中的内部量子效率(产生的光子相对于注入的载流子的比例)在理论上的极限为25％。
此外，产生的光没有完全地放出至外部，一部分的光由于电致发光元件的构成材料(电致发光层材料、电极材料)和基板材料的固有折射率的原因而不能射出。在产生的光中取出至外部的比例称为光的取出效率，在具有玻璃基板的电致发光元件中，其取出效率为约20％左右。
由于以上的原因，即使注入的载流子全部形成分子激子，相对于其注入载流子数，最终取出至外部的光子的比例(以下记作“外部量子效率”)在理论上的极限为，25％×20％＝5％。即，即使所有的载流子复合，根据计算其中也只有5％的光取出。
另外，近年来，相继发表了可以将从三重线激发态(T*)回到基态时放出的能量(以下记作“三重线激发能量”)变换为发光的电致发光元件，其高发光效率引起了人们的瞩目(例如可以参照非专利文献4、非专利文献5)。
D.F.O’Brien，M.A.Baldo，M.E.Thompson and S.R.Forrest，“Improved energy transfer in electrophosphorescent devices”，Applied Physics Letters，vol.74，No.3，442-444(1999)[非专利文献5]Tetsuo TSUTSUI，Moon-Jae YANG，Masayuki YAHIRO，KenjiNAKAMURA，Teruichi WATANABE，Taishi TSUJI，Yoshinori FUKUDA，Takeo WAKIMOTO and Satoshi MIYAGUCHI，“High Quantum Efficiencyin Organic Light-Emitting Devices with Iridium-Complex as aTriplet Emissive Center”，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.38，pp.L1502-L1504(1999)在非专利文献4中使用以铂为中心金属的卟啉配合物，在非专利文献5中使用以铱为中心金属的有机金属配合物，任一种配合物都是引入第3过渡系列元素为中心金属的磷光性化合物。其中，存在超过前述外部量子效率的理论极限值5％的物质。
此外，通过将以铱为中心金属的有机金属配合物(铱配合物)形成的层和由公知的荧光性化合物DCM2形成的层交互层压，通过铱配合物生成的三重线激发能量转移至DCM2，可以产生DCM2的发光(非专利文献6)。虽然DCM2的发光为从单一激发状态的发光(荧光)，但是其优点在于，可以将高效率产生的铱配合物的三重线激发能量用于作为其它分子的DCM2的单一激发能量。也就是说，作为磷光性化合物的铱配合物起到与前述光增感剂同样的效果，增加了DCM2的单一激发状态的比例。
M.A.Baldo，M.E.Thompson and S.R.Forrest，“High-efficiencyfluorescent organic light-emitting devices using aphosphorescent sensitizer”，Nature(London)，Vol.403，750-753(2000)如非专利文献4～非专利文献6中所示，可以将三重线激发能量变换为发光的有机化合物，即，使用磷光性化合物的电致发光元件可以实现高于现有的外部量子效率。由此，外部量子效率越高则发光强度也越高。因而，认为使用磷光性化合物的电致发光元件作为实现高亮度发光、高发光效率的方法，会在今后的研发中占据很大的比重。
如上所述，磷光性化合物由于容易引起系间穿越，且容易产生从三重线激发态的发光(磷光)，可以用作光增感剂的用途和应用于电致发光元件，是一种制得期待的化合物，但是目前的状况是其数量较少。
在少量的磷光性化合物中，非专利文献5和非专利文献6中使用的铱配合物是一种称为原金属(orthometal)配合物的有机金属配合物。该配合物的磷光寿命为几百纳秒，磷光量子收率也较高，与前述卟啉配合物相比伴随辉度的上升其效率的降低较少。其意义在于，使用这种重金属的邻位金属配合物是磷光性化合物合成的一个指导。
非专利文献5中所述的铱配合物的配体的结构比较简单，虽然显示出色纯度良好的绿色光，但是若要将发光色变为其它颜色，则必须要改变配体的结构。例如在非专利文献7中合成了各种配体及其使用这些配体的铱配合物，实现了几种光色。
M.Thompson，S.Lamansky，P.Djurovich，D.Murphy，F.Abdel-Razzaq，S.R.Forrest，M.Baldo，P.E.Burrows，C.Adachi，T.X.Zhou and J.J.Brown，“Phosphorescent Materials and Devices”，The 10thInternational Workshop on Inorganic and OrganicElectroluminescence(EL’00)，35-38然而，这些配体大都难以合成，或者合成所需的步骤较多，从而导致材料自身的价格提高。而为了使邻位金属配合物发磷光，必须要使用铱或铂作为中心金属，这些金属原料自身价格昂贵，这样就连配体也变得昂贵起来。此外，也没有实现色纯度良好的蓝色的发光色。
因此，有必要在使用可以容易合成的配体，合成新的邻位金属配合物(磷光性化合物)获得多样的发光色方面进行努力研究。
发明内容
本发明旨在通过使用合成容易配体合成邻位金属配合物，提供新颖的磷光性化合物。
此外，还通过使用前述磷光性化合物制作电致发光元件，提供高发光效率的电致发光元件。进而，还通过使用前述电致发光元件制作发光装置，提供低电力消耗的发光装置。
本发明者经过反复认真的研究，结果发现，在使用下述通式[化9]中所示的配体时，可以形成以第9族元素或第10族元素作为中心金属的邻位金属配合物(环金属配合物的一种)。
[化9]由此，本发明者发现，将通式[化9]所示的配体邻位金属化(环金属化的一种)合成的下述通式[化1]所示的配合物可以发出磷光。该邻位金属配合物由于通式[化9]所示的配体极易合成，因此将来有可能廉价地合成。
[化1](式中R1为烷基、或芳基或有取代基的芳基、或杂环残基或有取代基的杂环残基。此外R2为氢、或烷基、或芳基或有取代基的芳基、或杂环残基或有取代基的杂环残基。此外R3和R4可分别相同或不同，为氢、或卤素、或烷基、或烷氧基、或芳基或有取代基的芳基、或杂环残基或有取代基的杂环残基。此外M为第9族或第10族的元素，当前述M为第9族元素时n＝2，为第10族元素时n＝1。此外L为具有β二酮结构的单阴离子性配体、或具有羧基的单阴离子性二齿螯合物配体、或具有酚性羟基的单阴离子性二齿螯合物配体。)因而本发明的构成在于，提供如上述通式[化1]所示的磷光性化合物。
另外，为了更有效率地发出磷光，从重原子效应的角度出发，优选用较重的金属作为中心原子。因而本发明的特征在于，在上述通式[化1]中，中心金属M为铱或铂。
此外，在上述通式[化1]中，配体L可以是具有β二酮结构的单阴离子性配体、具有羧基的单阴离子性二齿螯合物配体、或具有酚性羟基的单阴离子性二齿螯合物配体中的任何一种，优选以下结构式[化2]～[化8]所示的单阴离子性的配体中的任何一种。这些单阴离子性的螯合物配位基配位能力强，且可以廉价地获得，因此是有利的。
[化2] [化3] [化4] [化5] [化6] [化7] [化8]
本发明的磷光性化合物可以将三重线激发能量变换为发光，因此通过应用于电致发光元件可以实现元件的高效率化，是非常有效的。因而本发明还包含使用本发明的磷光性化合物的电致发光元件。
这时，本发明的磷光性化合物可以用作非专利文献6中所述的增感剂，从发光效率的角度出发，非专利文献5中所述的作为发光体的应用方法是更有效的。因而本发明的特征还在于，将本发明的磷光性化合物用作发光体的电致发光元件。
另外，由此得到的本发明的电致发光元件由于可以实现高发光效率，使用其作为发光元件的发光装置(图象显示设备和发光设备)可以实现低耗电力。因而，本发明还包含使用本发明的电致发光元件的发光装置。
另外，本说明书中所谓的发光装置是指，使用电致发光元件作为发光元件的图象显示设备或发光设备。进而，在电致发光元件中安装有连接物，例如各项异性导电性薄膜(ACFAnisotropic ConductiveFilm)、或柔性印刷电路板(FPCFlexible printed circuit)、或TAB(Tape Automated Bonding)带或TCP(Tape Carrier Package)的组件，在TAB带或TCP之前设有印刷电路板的组件，或在有机发光元件中以COG(Chip On Glass)方式直接安装IC(集成电路)的组件也都包含在本发明所述的发光装置中。
通过实施本发明，可以提供新颖的磷光性化合物。此外，通过制作使用前述磷光性化合物的电致发光元件，可以提供高发光效率的电致发光元件。进而，通过使用前述电致发光元件制作发光装置或电子元件，可以提供低电力消耗的发光装置或电子元件。
附图的简单说明
图1是实施方式1中的电致发光元件的元件结构的说明图。
图2是实施方式2中的电致发光元件的元件结构的说明图。
图3是实施方式3中的电致发光元件的元件结构的说明图。
图4是发光装置的说明图。
图5是电元件的说明图。
图6是显示本发明的磷光性化合物的吸收·激发·发射光谱的图表。
图7是显示本发明的磷光性化合物的吸收·激发·发射光谱的图表。
具体实施例方式
本发明的实施方式如下所述。
上述通式[化9]中所示的配体可以根据下述的合成图式[化10]进行合成。
[化10]使用由此得到的通式[化9]的配体，形成作为本发明的磷光性化合物的邻位金属配合物。这时的邻位金属化反应可以采用公知的合成方法。
例如，在合成以铱为中心金属的本发明的磷光性化合物时，使用氯化铱的水合物作为中心金属原料，与通式[化9]的配体混合，通过在氮气氛围下回流，首先合成氯交联的多核配合物(下述合成图式[化11])。然后将得到的多核配合物和配体L混合，通过在氮气氛围下回流，配体L切断氯交联，得到本发明的磷光性化合物(下述合成图式[化12])。
[化11] [化12]
但是，本发明中使用的磷光性化合物的合成方法不限于上述的合成方法。
由此得到的本发明的磷光性化合物通过改变上述通式[化9]中所示的配体的结构，可以得到各种光色。作为其具体的示例，例如下述结构式[化13]～[化17]等。但是本发明中使用的磷光性化合物不限于这些。
[化13] [化14]
[化15] [化16] [化17]
本发明的磷光性化合物可以用作光增感剂或磷光发光材料，以下对将本发明的磷光性化合物应用于电致发光元件的方式进行说明。
本发明中的电致发光元件基本上是通过在一对电极(阳极和阴极)间夹持含有上述本发明的磷光性化合物(上述通式[化1])的电致发光层(空穴注入层、空穴输送层、发光层、阻挡层、电子输送层、电子注入层等)而构成的。
此外，作为用于电致发光层中的本发明的磷光性化合物之外的材料，可以使用公知的材料，可以使用低分子系材料和高分子系材料中的任何一种。另外，在形成发光层的材料中，不局限于仅由有机化合物材料形成的材料，还包括含有一部分无机化合物的材料。
以下对本发明的电致发光元件的实施方式进行详细的说明。
在本实施方式1中，通过图1，对具有含有本发明的磷光性化合物的发光层、由低分子系材料构成的空穴注入层、空穴输送层、空穴阻止层(空穴阻挡层)和电子输送层的电子发光元件的元件结构进行说明。
在图1中，具有如下的结构基板100上形成第1电极101，在第1电极101上形成电致发光层102，在其上形成第2电极103。
另外，作为此处用作基板100的材料，可以是现有的用于电致发光元件的材料，可以使用由例如玻璃、石英、透明塑料等形成的材料。
此外，本实施方式1中第1电极101起到阳极的作用，第2电极103起到阴极的作用。
即，第1电极101由阳极材料形成，作为可以使用的阳极材料，优选功函数大(功函数4.0eV以上)的金属、合金、导电性化合物及它们的混合物。另外，作为阳极材料的具体示例，除了ITO(铟锡氧化物)，在氧化铟中混合2～20[％]的氧化锌(ZnO)的IZO(铟锌氧化物)以外，还可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(TiN)等。
另一方面，作为用于形成第2电极103的阴极材料，优选功函数小(功函数3.8eV以下)的金属、合金、导电性化合物及它们的混合物。作为阴极材料的具体示例，除了属于元素周期表1族或2族的元素，即Li或Cs等碱金属，以及Mg、Ca、Sr等碱土类金属，以及包含其的合金(Mg:Ag、Al:Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)之外，还可以使用含有稀土类金属的过渡金属形成，也可以通过与Al、Ag、ITO等金属(包括合金)叠层而形成。
另外，上述阳极材料和阴极材料通过用蒸镀法、溅射法等形成薄膜，分别形成第1电极101和第2电极103。膜厚优选为10～500nm。
此外，在本发明的电致发光元件的构成为，电致发光层中由载流子的复合而产生的光通过第1电极101或第2电极103中的一方或两方出射至外部。即，当从第1电极101出射光时，使第1电极101由透光性的材料形成，当从第2电极103侧出射光时，使第2电极103由透光性的材料形成。
此外，电致发光层102通过将多层层压而形成，在本实施方式1中，其通过层压空穴注入层111、空穴输送层112、发光层113、空穴阻挡层114和电子输送层115而形成。
作为形成空穴注入层111的空穴注入材料，酞菁系的化合物是有效的。例如可以使用酞菁(简称记作H2-Pc)，铜酞菁(简称记作Cu-Pc)等。
作为形成空穴输送层112的空穴输送性材料，芳香族胺系(即具有苯环-氮键的物质)的化合物是优选的。作为广泛使用的材料，例如除了4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(简称TPD)之外，可以列举作为其衍生物的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(简称α-NPD)，或者4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺(简称TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(简称MTDATA)等星爆(star burst)型芳香族胺化合物。
发光层113含有前述通式[化1]所示的邻位金属配合物，其通过共蒸镀该邻位金属配合物和主相材料而形成。作为主相材料可以使用公知的材料，可以列举例如，4，4’-双(N-咔唑基)-联苯(简称CBP)或2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)-三[1-苯基-1H-苯并咪唑](简称TPBI)等。
作为形成空穴阻挡层114的空穴组挡性材料，可以列举双(2-甲基-8-羟基喹啉基)-4-苯基苯酚铝(简称BAlq)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称p-EtTAZ)、红菲咯啉(简称BPhen)、浴铜灵(简称BCP)等。
作为形成电子输送层115的电子输送性材料，适合的是三(8-羟基喹啉)铝(简称Alq3)、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-羟基喹啉)铍(简称BeBq2)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物、以及前述的BAlq等。此外，还有双[2-(2-羟基苯基)-苯并噁唑]锌(简称Zn(BOX)2)、双[2-(2-羟基苯基)-苯并噻唑]锌(简称Zn(BTZ)2)等具有噁唑系、噻唑系配体的金属配合物。进而除了金属配合物以外，2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称PBD)和前述的OXD-7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen、BCP等也可以用作为电子输送性材料。
如上所述，可以形成具有含有本发明的磷光性化合物的发光层113、由低分子系材料形成的空穴注入层111、空穴输送层112、空穴阻止层(空穴阻挡层)114和电子输送层115的电致发光元件。
另外，在本实施方式1中，在发光层113中使用本发明的磷光性化合物作为宾相材料，是将由本发明的磷光性化合物得到的发光作为光色的发光元件。
在本实施方式2中，用图2对具有含有本发明的磷光性化合物的发光层和由高分子系材料形成的空穴注入层，并通过湿法形成这些层的电致发光元件的元件构成进行说明。
另外，关于基板200、第1电极201、第2电极203，采用与实施方式1同样的材料，可以通过同样的方法形成，因此省略其说明。
此外，电致发光层202通过层压多个层而形成，在本实施方式2中，通过层合空穴注入层211、发光层212而形成。
作为形成空穴注入层211的空穴注入性的材料，可以使用添加了聚苯乙烯磺酸(简称PSS)的聚乙烯二氧噻吩(dioxythiophenen)(简称PEDOT)、聚苯胺、聚乙烯基咔唑(简称PVK)等。
发光层212作为宾相材料含有前述通式[化1]所示的本发明的磷光性化合物。宾相材料可以是双极性材料，也可以混合空穴输送材料和电子输送材料使之成为双极性。首先，空穴输送性的高分子化合物(例如PVK)和上述电子输送性材料(例如PBD)以7∶3的比例(摩尔比)溶解于同一溶剂中，进而添加适量(5wt％左右)本发明的磷光性化合物配制溶液。通过湿式涂敷该溶液，可以得到发光层212。
如上所述，可以形成具有含有本发明的磷光性化合物的发光层212、由高分子系材料形成的空穴注入层211，并通过湿法形成这些层的电致发光元件。
在本实施方式3中，通过图3，对具有包含本发明的磷光性化合物和荧光性化合物这两种的发光层、由低分子材料形成的空穴注入层、空穴输送层、空穴阻止层(空穴阻挡层)和电子输送层的电子发光元件的元件构成进行说明。
另外，关于基板300、第1电极301、第2电极303，空穴注入层311、空穴输送层312、空穴阻止层314、电子输送层315采用与实施方式1同样的材料，可以通过同样的方法形成，因此省略其说明。
本实施方式的发光层313是由主相材料和作为第一宾相材料的本发明的磷光性化合物和作为第二宾相材料的荧光性化合物形成的。作为主相材料，可以使用实施方式1中所述的材料。
此外，可以使用作为第二宾相材料的公知的荧光性化合物，具体可以使用DCM1、DCM2、DCJTB、喹吖啶酮、N，N-二甲基喹吖啶酮、红荧烯、二萘嵌苯、DPT、Co-6、PMDFB、BTX、ABTX等。
在本实施方式3中，与非专利文献6同样地，在发光层313中作为第一宾相材料的本发明的磷光性化合物作为增感剂起作用，以增加作为第二宾相材料的荧光性化合物的单一激发状态的数量。因此，本实施方式3的电致发光元件是将得自荧光性化合物的发光作为发光色的发光元件，且与现有的状态相比，可以提高荧光性化合物的发光效率。
[合成例1]在本合成例中，例示了上述结构式[化13]所示的本发明的磷光性化合物的合成方法。首先，将等摩尔量3-噻吩羧基醛和苯胺在乙醇中回流4小时后，蒸馏除去溶剂得到下述结构式[化18]所示的配体原料(黄色液状)。
[化18]然后，氯化铱(IrCl3·HCl·H2O)和2.5当量的结构式[化18]的化合物在2-乙氧基乙醇和水的3∶1混合溶剂中在氮气氛围下回流18小时，得到下述结构式[化19]的多核配合物。过滤得到的粉末，用乙醇和丙酮清洗后，风干。
[化19]进而，结构式[化19]的化合物和3当量的乙酰基丙酮和10当量的碳酸钠在2-乙氧基乙醇中在氮气氛围下回流18小时。蒸馏除去溶剂后，通过二氯甲烷在敞开柱中精制，在氯仿/己烷中进行重结晶，得到目标化合物上述结构式[化13]化合物。
得到的本发明的磷光性化合物(结构式[化13])的吸收光谱、激发光谱和发光光谱(PL)如图6所示。图6中，还一并记载了配体原料(结构式[化18])的吸收光谱。
如图6所示，吸收光谱②与配体原料的光谱①相比，在长波长侧(340nm附近，以及350nm～400nm)存在凸肩部，显示了三重π-π*跃迁和三重MLCT跃迁。激发光谱③的位置和这些三重线激发的位置一致，认为三重线激发状态有助于发光。因而显示了本发明的化合物为磷光性化合物。此外，发光光谱④为，在425nm左右存在峰的蓝紫色发光。
在本合成例中，例示了上述结构式[15]所示的本发明的磷光性化合物的合成方法。首先按照与合成例1同样的方法，得到上述结构式[化19]的多核配合物。
进而，结构式[化19]的化合物和3当量的皮考啉酸以及10当量的碳酸钠在2-乙氧基乙醇中在氮气氛围下回流18小时。蒸馏除去溶剂后，通过二氯甲烷在敞开柱中精制，在氯仿/己烷中进行重结晶，得到目标化合物上述结构式[化15]的化合物。
得到的本发明的磷光性化合物(结构式[化15])的吸收光谱、激发光谱和发光光谱(PL)如图7所示。图7中，还一并记载了配体原料(结构式[化18])的吸收光谱。
如图7所示，吸收光谱②与配体原料的光谱①相比，在长波长侧(340nm～370nm附近)具有两处峰，显示了三重π-π*跃迁和三重MLCT跃迁。激发光谱③的位置和这些三重线激发的位置一致，认为三重线激发状态有助于发光。因而显示了本发明的化合物为磷光性化合物。此外，发射光谱④为，在450nm左右存在峰的蓝色发光。
在本实施例中，用图4对象素部分中具有本发明的电致发光元件的发光装置进行说明。另外，图4(A)是发光元件的俯视图，而图4(B)是沿图4(A)中A-A’截断的剖面图。虚线所示的401是驱动电路部分(源信号侧驱动电路)，402是象素部分，403驱动电路部分(门信号侧驱动电路)。404是密封基板，405是密封剂。被密封剂405封闭的内部407形成空间。
408是用于传送输入至源信号侧驱动电路401和门信号侧驱动电路403中的信号的布线，并从外部输入端子FPC(柔性印刷电路板)409接收视频信号、时钟信号、启动信号、重置信号。另外，此处仅图示了FPC，但可以将印刷电路板(PWB)安装在FPC上。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，而且还包括安装有FPC或PWB的状态。
接着，参照图4(B)说明剖面结构。在基板410上形成驱动电路部分和象素部分。此处显示的是，作为驱动电路部分的源信号侧驱动电路401和象素部分402。
在源信号侧驱动电路401中，形成组合了n通道型TFT 423和p通道型TFT 424的CMOS电路。形成驱动电路的TFT可以由熟知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路组成。在本实施方式中，显示的是在基板上形成了驱动电路的驱动器一体型，但不一定必须如此，也可以不在基板上而在外部形成。
此外，象素部分402由包括开关用TFT 411、电流控制用TFT 412、以及与漏极电连接的第一电极413的多个象素组成。另外，还形成覆盖第1电极413的端部的绝缘物414。此处是用正型的感光性丙烯酸树脂膜形成的。
此外，为了形成覆盖范围良好的制品，在绝缘物414的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，当使用正型的感光性丙烯酸树脂作为绝缘物414的材料时，优选仅使绝缘物414的上端部为具有曲率半径(0.2μm～3μm)的曲面。此外，作为绝缘物414，可以使用由于感光性的光在腐蚀剂中呈不溶解性的负型、或由于光在腐蚀剂中呈溶解性的正型中的任何一种。
在第1电极413上分别形成电致发光层416和第2电极417。此处，作为用于起到阳极功能的第1电极413的材料，优选使用功函数大的材料。例如，除了ITO(铟锡氧化物)膜、铟锌氧化物(IZO)膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等单层膜以外，还可以使用与以氮化钛和铝为主要成分的膜的叠层、与以氮化钛和铝为主要成分的膜和氮化钛膜的3层结构等。另外，若形成层合结构，则作为布线的电阻低，形成良好欧姆接触，并可以起到阳极的功能。
另外，电致发光层416通过使用蒸镀掩膜的蒸镀法、或喷墨法形成。在电致发光层416中，其一部分使用本发明的磷光性化合物(上述通过[化1])，另外，作为可以组合使用的材料，既可以是低分子系材料也可以是高分子系材料。另外，作为用于电子发光层的材料，通常以单层或者叠层使用有机化合物的情况较多，但本发明中也包括在由有机化合物构成的层的一部分中使用无机化合物的构成。
进而，作为用于在电致发光层416上形成的第2电极(阴极)417的材料，使用功函数小的材料(Al、Ag、Li、Ca或其合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)为宜。另外，当电致发光层416产生的光透过第2电极417时，作为第2电极(阴极)417，可以用膜厚薄的金属薄膜和透明导电膜(ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)的叠层。
用密封剂405使密封基板404和元件基板410贴合，在由元件基板401、密封基板404和密封剂405封闭的空间407中形成设置有电致发光元件418的结构。另外，除了用惰性气体(氮气或氩气等)填充空间407的情况以外，还包含用密封剂405填充的结构。
另外，优选在密封剂405中使用环氧系树脂。还有，这些材料优选是尽可能不透水或氧的材料。此外，作为用于密封基板404的材料，除了玻璃基板或石英基板之外，还可以使用由FRP(玻璃纤维强化塑料)，PVF(聚氟乙烯)、聚酯、聚酯或丙烯酸等形成的塑料基板。
由此，可以得到具有本发明的电致发光元件的发光装置。
在本实施例中，对采用具有本发明的电致发光元件的发光装置而完成的各种电子设备进行说明。
作为采用具有本发明的电致发光元件的发光装置制成的电子设备，可以列举摄像机、数码相机、风镜式显示器(头戴式显示器)、导航系统、声音播放装置(汽车音响、组合音响)、笔记本电脑、游戏机、便携式信息终端(掌上电脑、移动电话、便携式游戏机或电于图书等)、具有记录介质的图象播放装置(具体的是，具有播放数字视频碟片(DVD)等记忆介质，能显示其画面的显示装置的装置)等。这些电子设备的具体示例如图5所示。
图5(A)是一种显示装置，包括筐体2001、支座2002、显示部分2003、扬声器2004和视频输入端子2005等。通过将具有本发明的电致发光元件的发光装置用于其显示部分2003而制成。另外，显示装置包括计算机用、TV发射接受用、广告显示用等所有的信息显示用装置。
图5(B)是一种笔记本电脑，包括主体2201、筐体2202、显示部分2203、以及键盘2204、外部连接端子2205、指触式鼠标2206等。通过将具有本发明的电致发光元件发光装置用于其显示部分2203而制成。
图5(C)是一种移动电脑，包括主体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外线端子2305等。通过将具有本发明的电致发光元件的发光装置用于其显示部分2302而制成。
图5(D)是一种具有记录介质的便携式图象播放装置(具体地说是DVD播放装置)，包括主体2401、筐体2402、显示部分A2403、显示部分B2404、记录介质(DVD等)读取部分2405、操作键2406、扬声器部分2407等。显示部分A2403主要显示图象信息，显示部分B2404主要显示文字信息，通过将具有本发明的电致发光元件的发光装置用于其显示部分A、B2403、2404而制成。另外，具有记录介质的图象播放装置还包括家庭用游戏机。
图5(E)是一种风镜式显示器(头戴式显示器)，包括主体2501、显示部分2502、镜腿部分2503。通过将具有本发明的电致发光元件的发光装置用于其显示部分2502而制成。
图5(F)是一种撮象机，它色括主体2601、显示部分2602、筐体2603、外部连接端子2604、遥控接收装置2605、图象接收部分2606、电池2607、声音输入部分2608、操作键2609、接眼部份2610等。通过将具有本发明的电致发光元件的发光装置用于其显示部分2602而制成。
图5(G)是一种移动电话，它包括主体2701、筐体2702、显示部分2703、声音输入部分2704、声音输出部分2705、操作键2706、外部连接端子2707、天线2708等。通过将具有本发明的电致发光元件的发光装置用于其显示部分2703而制成。另外，显示部分2703以在黑色背景上显示白色文字的方式可以节省移动电话的耗电力。
如上所述，具有本发明的电致发光元件的发光装置的应用范围极为广泛，该发光装置可以应用于任何领域的电子设备。
权利要求
1.如下述通式[化1]所示的磷光性化合物， [化1]式中R1为烷基、或芳基或有取代基的芳基、或杂环残基或有取代基的杂环残基。此外R2为氢、或烷基、或芳基或有取代基的芳基、或杂环残基或有取代基的杂环残基，此外R3和R4可分别相同或不同，为氢、或卤素、或烷基、或烷氧基、或芳基或有取代基的芳基、或杂环残基或有取代基的杂环残基，此外M为第9族或第10族的元素，当前述M为第9族元素时n＝2，为第10族元素时n＝1，此外L为具有β二酮结构的单阴离子性配体、或具有羧基的单阴离子性的二齿螯合物配体、或具有酚性羟基的单阴离子性的二齿螯合物配体。
2.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述M为铱元素或铂元素。
3.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述L为如下述结构式[化2]所示的单阴离子性配体。 [化2]
4.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述L为如下述结构式[化3]所示的单阴离子性配体。 [化3]
5.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述L为如下述结构式[化4]所示的单阴离子性配体。 [化4]
6.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述L为如下述结构式[化5]所示的单阴离子性配体。 [化5]
7.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述L为如下述结构式[化6]所示的单阴离子性配体。 [化6]
8.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述L为如下述结构式[化7]所示的单阴离子性配体。 [化7]
9.权利要求1记载的磷光性化合物，其中前述L为如下述结构式[化8]所示的单阴离子性配体。 [化8]
10.一种电致发光元件，其特征在于使用权利要求1中记载的磷光性化合物。
11.一种电致发光元件，其特征在于使用权利要求1中记载的磷光性化合物作为发光体。
12.一种发光装置，其特征在于使用权利要求10中记载的电致发光元件。
13.一种发光装置，其特征在于使用权利要求11中记载的电致发光元件。
14.一种电子设备，其特征在于显示部分具有权利要求12中记载的发光装置。
15.一种电子设备，其特征在于显示部分具有权利要求13中记载的发光装置。
全文摘要
通过用容易合成的配体合成邻位金属配合物，提供新颖的磷光性化合物。此外，还提供使用前述磷光性化合物的高发光效率的电致发光元件。进而还提供一种使用前述电致发光元件的低电力消耗的发光装置。在本发明中，合成通式[化1]代表的磷光性化合物。以及形成其特征在于使用上述磷光性化合物的电致发光元件。另外，为了更有效率地发射磷光，从重原子效应的角度出发，优选用重金属作为中心金属。因而本发明的特征在于，在上述通式[化1]中，中心金属为铱或铂。
文档编号C09K11/06GK1717411SQ20038010408
公开日2006年1月4日 申请日期2003年11月20日 优先权日2002年11月26日
发明者瀬尾哲史, 井上英子, 德田笃史, 野村亮二 申请人:株式会社半导体能源研究所