JP6537877B2 - Organometallic complex, light emitting element, light emitting device, electronic device and lighting device - Google Patents
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Description
本発明の一態様は、有機金属錯体及び当該有機金属錯体を用いた発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。 One embodiment of the present invention relates to an organometallic complex, a light-emitting element using the organometallic complex, a display module, a lighting module, a display device, a light-emitting device, an electronic device, and a lighting device. Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. The technical field of one embodiment of the invention disclosed in the present specification and the like relates to an object, a method, or a method of manufacturing. Alternatively, one aspect of the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter). Therefore, the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in the present specification more specifically includes a semiconductor device, a display device, a liquid crystal display device, a light emitting device, a lighting device, a power storage device, a storage device, and a driving method thereof. Or their production methods can be mentioned as an example.
薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのポテンシャルから、次世代の照明装置や表示装置として有機化合物又は有機金属錯体を発光物質とする発光素子(有機EL素子)を用いた表示装置が開発、発表されている。 A display using a light emitting element (organic EL element) using an organic compound or an organic metal complex as a light emitting material as a lighting device or a display device of the next generation from the potential of thin and light weight, high speed response to input signals, and low power consumption. Devices have been developed and announced.
有機EL素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。発光物質が発する光のスペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる種類の発光物質を用いることによって、様々な色の発光を呈する発光素子を得ることができる。 In the organic EL element, by applying a voltage across the light emitting layer between the electrodes, electrons and holes injected from the electrode recombine, the light emitting substance becomes an excited state, and light is emitted when the excited state returns to the ground state Do. The spectrum of light emitted from a light-emitting substance is specific to the light-emitting substance, and by using different kinds of light-emitting substances, light-emitting elements that emit light of various colors can be obtained.
このように発光素子を用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、その性能や、コスト的な競争力にはまだまだ改善の余地がある。そのため、より特性が良好で扱いやすい材料が日々求められている。 As described above, displays and lighting devices using light emitting elements are suitably applied to various electronic devices, but there is still room for improvement in their performance and cost competitiveness. Therefore, materials having better properties and handling are being sought every day.
特許文献1にはピラジン骨格とジベンゾフラン骨格又はジベンゾチオフェン骨格を含む配位子を有する有機金属錯体が提示されている。 Patent Document 1 presents an organometallic complex having a ligand containing a pyrazine skeleton and a dibenzofuran skeleton or a dibenzothiophene skeleton.
本発明の一態様では、新規有機金属錯体を提供することを目的とする。または、耐熱性の高い有機金属錯体を提供することを目的とする。または、効率良く発光する有機金属錯体を提供することを目的とする。または、色純度の良好な発光を呈する有機金属錯体を提供することを目的とする。または、発光効率の高い発光素子を提供することを目的とする。または、色純度の良好な発光を呈する発光素子を提供することを目的とする。または、色再現性が良好な発光装置を提供することを目的とする。または、エネルギー効率の良好な発光装置を提供することを目的とする。 An aspect of the present invention is to provide a novel organometallic complex. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a highly heat-resistant organometallic complex. Another object is to provide an organometallic complex which emits light efficiently. Alternatively, it is an object of the present invention to provide an organometallic complex which emits light with good color purity. Another object of the present invention is to provide a light emitting element with high light emission efficiency. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a light-emitting element that emits light with good color purity. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a light emitting device having good color reproducibility. Another object is to provide a light emitting device with good energy efficiency.
または、本発明の他の一態様は、新しい発光素子を提供することを課題とする。または、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする。 Alternatively, another object of the present invention is to provide a new light emitting element. Alternatively, another object is to provide a display module with low power consumption, a lighting module, a light-emitting device, a display device, an electronic device, and a lighting device.
本発明の一態様は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを有する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。 One aspect of the present invention should solve any one of the above-described problems. Note that the descriptions of these objects do not disturb the existence of other objects. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily have to have all of these objects. In addition, problems other than these are naturally apparent from the description of the specification, drawings, claims and the like, and it is possible to extract the problems other than these from the description of the specification, drawings, claims and the like. It is.
本発明の一態様は、ピリミジン環の3位の窒素が金属に配位し、ピリミジン環の4位にジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有し、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格が金属と結合した有機金属錯体を発光中心とすることを特徴とする発光素子である。 In one embodiment of the present invention, an organometallic in which a nitrogen at position 3 of a pyrimidine ring is coordinated to a metal, a dibenzothiophene skeleton or a dibenzofuran skeleton is provided at position 4 of the pyrimidine ring, and a dibenzothiophene skeleton or a dibenzofuran skeleton is bonded to a metal A light emitting element having a complex as a light emitting center.
本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、金属が第9族元素又は第10族元素であることを特徴とする発光素子である。 Another embodiment of the present invention is a light-emitting element having the above structure, wherein the metal is a group 9 element or a group 10 element.
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、金属がイリジウムである発光素子である。 Another embodiment of the present invention is a light-emitting element having the above structure, in which the metal is iridium.
または、本発明の他の構成は、下記一般式(G0−1)で表される構造を有する有機金属錯体である。 Alternatively, another structure of the present invention is an organometallic complex having a structure represented by the following general formula (G0-1).
式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
本発明の他の一態様は、一般式(G0−2)で表される有機金属錯体である。 Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G0-2).
式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表す。また、nは、Mが第9族元素の時は3であり、第10族元素の時は2である。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element. In addition, n is 3 when M is a Group 9 element and is 2 when M is a Group 10 element. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
本発明の他の一態様は、一般式(G0−3)で表される有機金属錯体である。 Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G0-3).
式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表し、mは、Mが第9族元素の時は2であり、第10族元素の時は1である。また、Lはモノアニオン性の配位子を表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element, m is 2 when M is a Group 9 element, and 1 when M is a Group 10 element. L represents a monoanionic ligand. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
本発明の他の構成は、上記構成において、前記モノアニオアン性の配位子が、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、フェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、2つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子、又は金属−炭素結合を形成する炭素原子が配位したN原子を含み5員又は6員メタラサイクルを形成するモノアニオン性の配位子のいずれかである有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is that, in the above structure, the monoanionic ligand is a monoanionic bidentate chelate ligand having a beta diketone structure, or a monoanionic bidentate chelate coordination having a carboxyl group. A monoanionic bidentate chelate ligand having a phenolic hydroxyl group, a monoanionic bidentate chelate ligand in which both coordination elements are nitrogen, or a carbon atom forming a metal-carbon bond Is an organometallic complex which is a monoanionic ligand containing a coordinated N atom to form a 5- or 6-membered metallacycle.
本発明の他の構成は、上記構成において、前記モノアニオン性の配位子が、一般式(L1)乃至(L7)のいずれか一である有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex having the above structure in which the monoanionic ligand is any one of formulas (L1) to (L7).
式中、R71乃至R109は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキルチオ基を表す。また、A1乃至A3は、それぞれ独立に、窒素、水素と結合するsp2混成炭素、または置換基Rと結合するsp2炭素を表し、前記置換基Rは炭素数1乃至6のアルキル基、ハロゲン基、炭素数1乃至6のハロアルキル基、またはフェニル基を表す。 In the formula, R 71 to R 109 each independently represent hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group, a vinyl group, a substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms. A 1 to A 3 each independently represent nitrogen, an sp 2 hybridized carbon bonded to hydrogen, or an sp 2 carbon bonded to a substituent R, and the substituent R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms And a halogen group, a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group.
また、本発明の他の構成は、一般式(G1−1)で表される有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G1-1).
式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
また、本発明の他の構成は、一般式(G1−2)で表される有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G1-2).
式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
本発明の他の構成は、上記構成において、R1が炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかである有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex in the above structure, wherein R 1 is either an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted or unsubstituted phenyl group.
本発明の他の構成は、上記構成において、R1が炭素数4乃至6のアルキル基のいずれかである有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex in the above structure, wherein R 1 is any of a C 4 to C 6 alkyl group.
本発明の他の構成は、上記構成において、Xが硫黄原子である有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex in which X is a sulfur atom in the above structure.
本発明の他の構成は、上記構成において、Xが酸素原子である有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex in which X is an oxygen atom in the above structure.
本発明の他の構成は、上記構成を有する有機金属錯体を用いた発光素子である。 Another structure of the present invention is a light emitting element using the organometallic complex having the above structure.
本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を用いた発光装置である。 Another structure of the present invention is a light emitting device using the light emitting element having the above structure.
本発明の他の構成は、上記構成を有する発光装置を用いた電子機器である。 Another structure of the present invention is an electronic device using the light emitting device having the above structure.
本発明の他の構成は、上記構成を有する発光装置を用いた照明装置である。 Another configuration of the present invention is a lighting device using the light emitting device having the above configuration.
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールは、発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具は、発光装置を有する場合がある。 The light emitting device in the present specification includes an image display device using a light emitting element. In addition, a module in which a connector such as an anisotropic conductive film or TCP (Tape Carrier Package) is attached to a light emitting element, a module in which a printed wiring board is provided ahead of TCP, or a COG (Chip On Glass) method for a light emitting element A module on which an IC (integrated circuit) is directly mounted may have a light emitting device. Furthermore, the luminaire may have a light emitting device.
本発明の一態様の有機金属錯体は、新規有機金属錯体である。または、耐熱性の高い有機金属錯体である。または、効率良く発光する有機金属錯体である。または、色純度の良好な発光を呈する有機金属錯体である。または、発光効率の高い発光素子を提供することができる。または、色純度の良好な発光を呈する発光素子を提供することができる。または、色再現性が良好な発光装置を提供することができる。または、エネルギー効率の良好な発光装置を提供することができる。 The organometallic complex of one embodiment of the present invention is a novel organometallic complex. Alternatively, it is an organic metal complex having high heat resistance. Alternatively, it is an organometallic complex which emits light efficiently. Alternatively, it is an organometallic complex which emits light with good color purity. Alternatively, a light-emitting element with high light emission efficiency can be provided. Alternatively, a light-emitting element can be provided which exhibits light emission with good color purity. Alternatively, a light-emitting device with favorable color reproducibility can be provided. Alternatively, a light-emitting device with high energy efficiency can be provided.
または、本発明の他の一態様は、新しい発光素子を提供することができる。または、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。 Alternatively, another aspect of the present invention can provide a novel light emitting element. Alternatively, a display module with low power consumption, a lighting module, a light-emitting device, a display device, an electronic device, and a lighting device can be provided.
本発明の一態様は上述の効果のうちいずれか一を奏すればよいものとする。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。 One aspect of the present invention may be any one of the above-described effects. Note that the description of these effects does not disturb the existence of other effects. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily have all of these effects. Note that effects other than these are naturally apparent from the description of the specification, drawings, claims and the like, and other effects can be extracted from the descriptions of the specification, drawings, claims and the like. It is.
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it can be easily understood by those skilled in the art that various changes can be made in the form and details without departing from the spirit and the scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
本発明の一態様は、ピリミジン環の3位の窒素が金属に配位し、ピリミジン環の4位の炭素にジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格が置換し、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格が金属と結合した有機金属錯体である。 In one embodiment of the present invention, the nitrogen at position 3 of the pyrimidine ring is coordinated to a metal, the carbon at position 4 of the pyrimidine ring is substituted with a dibenzothiophene skeleton or a dibenzofuran skeleton, and the dibenzothiophene skeleton or a dibenzofuran skeleton is bonded to a metal It is an organometallic complex.
この有機金属錯体は、色純度が良好な緑色の発光を呈し、その効率も高いため、発光素子の発光物質として好適に用いることができる。なお、本発明の一態様の有機金属錯体は、ピリミジン環を有しているが、当該有機金属錯体を発光中心として用いた発光素子と、当該ピリミジン環がピリジン環である同様の有機金属錯体を用いた発光素子とを比較すると、本発明の一態様の有機金属錯体を用いた発光素子の方が効率よく発光を呈する発光素子とすることができる。 This organometallic complex exhibits green light emission with good color purity and has high efficiency, and thus can be suitably used as a light-emitting substance of a light-emitting element. Note that although the organometallic complex of one embodiment of the present invention has a pyrimidine ring, a light-emitting element using the organometallic complex as a light emission center and a similar organometallic complex in which the pyrimidine ring is a pyridine ring As compared with the light-emitting element used, a light-emitting element using the organometallic complex of one embodiment of the present invention can be a light-emitting element that emits light more efficiently.
当該有機金属錯体を構成する金属は第9族又は第10族に属する金属であることが良好な効率で発光を得ることができるため好ましい構成である。 The metal constituting the organometallic complex is preferably a metal belonging to Group 9 or 10 because light emission can be obtained with good efficiency.
また、当該有機金属錯体におけるジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格は、2位でピリミジン骨格に結合していることが発光効率を保ちつつ、良好な緑色発光を得ることができるため好ましい。 In addition, the dibenzothiophene skeleton or the dibenzofuran skeleton in the organometallic complex is preferably bonded to the pyrimidine skeleton at the 2-position because good green emission can be obtained while maintaining the light emission efficiency.
このような有機金属錯体は、下記一般式(G0−1)で表される構造を有する有機金属錯体ということもできる。 Such an organometallic complex can also be referred to as an organometallic complex having a structure represented by the following general formula (G0-1).
式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、それぞれ独立に水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
炭素数1乃至6のアルキル基とは具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n‐ブチル基、sec‐ブチル基、イソブチル基、tert‐ブチル基、n‐ペンチル基、1‐メチルブチル基、2‐メチルブチル基、3‐メチルブチル基、1‐エチルプロピル基、1,1‐ジメチルプロピル基、1,2‐ジメチルプロピル基、2,2‐ジメチルプロピル基、分枝を有するまたは有さないヘキシル基等があげられる。上記フェニル基が置換基を有する場合、当該置換基としては例えば、炭素数1乃至4のアルキル基を挙げることができる。具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n‐ブチル基、sec‐ブチル基、イソブチル基、tert‐ブチル基などが挙げられる。 Specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylpropyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, branched or The hexyl group etc. which do not have are mention | raise | lifted. When the said phenyl group has a substituent, a C1-C4 alkyl group can be mentioned as the said substituent, for example. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group and the like can be mentioned.
本発明の一態様の有機金属錯体には、ピリミジン環の4位にジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格が結合した配位子のみが中心金属に結合及び配位する構成と、当該配位子と異なる配位子が一つの中心金属に結合及び配位する構成とが存在する。 The organometallic complex of one embodiment of the present invention has a configuration in which only a ligand in which a dibenzothiophene skeleton or a dibenzofuran skeleton is bonded to the 4-position of a pyrimidine ring binds and coordinates to a central metal, and a configuration different from the ligand There is a configuration in which the bond bonds to and coordinates with one central metal.
ピリミジン環の4位にジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格が結合した配位子のみが中心金属に結合、配位する有機金属錯体は、下記一般式(G0−2)で表すことができる。 An organometallic complex in which only a ligand in which a dibenzothiophene skeleton or a dibenzofuran skeleton is bonded to the 4-position of a pyrimidine ring bonds to a central metal and coordinates can be represented by the following general formula (G0-2).
式中、R1乃至R9、M、及びXは(G0−1)で説明したものと同じである。nは、Mが第9族元素の時は3であり、第10族元素の時は2である。 In the formula, R 1 to R 9 , M, and X are the same as those described for (G0-1). n is 3 when M is a Group 9 element and is 2 when M is a Group 10 element.
当該配位子と異なる配位子が一つの中心金属に結合、配位する有機金属錯体は、下記一般式(G0−3)で表すことができる。 An organometallic complex in which a ligand different from the ligand is bonded to and coordinated with one central metal can be represented by the following general formula (G0-3).
式中、R1乃至R9、M、及びXは(G0−1)で説明したものと同じであるため、重複する記載は省略する。mは、Mが第9族元素の時は2であり、第10族元素の時は1である。また、Lはモノアニオン性の配位子を表す。 In the formulae, since R 1 to R 9 , M and X are the same as those described in (G0-1), duplicate descriptions will be omitted. m is 2 when M is a Group 9 element and 1 when M is a Group 10 element. L represents a monoanionic ligand.
モノアニオアン性の配位子としては、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、フェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、2つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子及び金属−炭素結合を形成する炭素原子が配位したN原子を含み5員又は6員メタラサイクルを形成するモノアニオン性の配位子等を用いることができる。 Examples of the monoanionic ligand include a monoanionic bidentate chelating ligand having a beta diketone structure, a monoanionic bidentate chelating ligand having a carboxyl group, and a monoanionic dibasic having a phenolic hydroxyl group. 5- or 6-membered containing a N-chelate ligand, a monoanionic bidentate chelate ligand in which both coordination elements are nitrogen, and a carbon atom forming a metal-carbon bond A monoanionic ligand or the like that forms a metallacycle can be used.
上記、モノアニオン性の配位子としては、下記一般式(L1)乃至(L7)のいずれかが好ましい。 The monoanionic ligand is preferably any one of the following general formulas (L1) to (L7).
式中、R71乃至R109は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のハロゲン基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のビニル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキルチオ基を表す。また、A1乃至A3は、それぞれ独立に、窒素、水素と結合するsp2混成炭素、または置換基Rと結合するsp2炭素のいずれかを表し、前記置換基Rは炭素数1乃至6のアルキル基、ハロゲン基、炭素数1乃至6のハロアルキル基、またはフェニル基を表す。 In the formula, each of R 71 to R 109 independently represents hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted halogen group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon Number 1 to 6 vinyl group, substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms Represents A 1 to A 3 each independently represent either nitrogen, sp 2 -hybridized carbon bonded to hydrogen, or sp 2 carbon bonded to substituent R, and the substituent R has 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group.
本発明の一態様の有機金属錯体は、Mが第9族の元素であることが好ましく、特にイリジウムが好適である。また、モノアニオン性の配位子としては、上記一般式(L1)で表される配位子が好ましい。すなわち、本発明の一態様の有機金属錯体は下記一般式(G1−1)で表される有機金属錯体である。 In the organometallic complex of one embodiment of the present invention, M is preferably an element of Group 9, and iridium is particularly preferable. Moreover, as a monoanionic ligand, the ligand represented by the said General formula (L1) is preferable. That is, the organometallic complex of one embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by the following general formula (G1-1).
式中、R1乃至R9、M、及びXは(G0−1)で説明したものと同じであるため、重複する記載は省略する。 In the formulae, since R 1 to R 9 , M and X are the same as those described in (G0-1), duplicate descriptions will be omitted.
また、本発明の他の構成は、一般式(G1−2)で表される有機金属錯体である。 Another structure of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G1-2).
式中、R1乃至R9、M、及びXは(G0−1)で説明したものと同じであるため、重複する記載は省略する。 In the formulae, since R 1 to R 9 , M and X are the same as those described in (G0-1), duplicate descriptions will be omitted.
これら有機金属錯体は、R1が炭素数1乃至6のアルキル基及びフェニル基のいずれかであることが好ましい。特に、炭素数4乃至6のアルキル基である構成が、溶解度が高く、合成や精製が行いやすいため、好ましい。 In these organometallic complexes, R 1 is preferably one of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group. In particular, a configuration in which the alkyl group has 4 to 6 carbon atoms is preferable because the solubility is high and synthesis and purification are easily performed.
また、上記構成において、Xが硫黄原子である有機金属錯体が、耐熱性が向上するため好ましい。 In the above structure, an organometallic complex in which X is a sulfur atom is preferable because the heat resistance is improved.
また、上記構成において、Xが酸素原子である有機金属錯体が、耐熱性が向上し、より良好な緑色発光を得ることができるため好ましい。 In the above structure, an organic metal complex in which X is an oxygen atom is preferable because heat resistance is improved and more favorable green light emission can be obtained.
以上のような構成を有する本発明の一態様の有機金属錯体の具体例の一部を以下に示す。 Some of the specific examples of the organometallic complex of one embodiment of the present invention having the above-described structure are described below.
上述に示したような、本発明の一態様の有機金属錯体の合成方法としては種々の反応を適用することができる。 Various reactions can be applied as a method of synthesizing the organometallic complex of one embodiment of the present invention as described above.
≪一般式(G0)で表されるピリミジン誘導体の合成法≫
まず、本実施の形態の一態様の有機金属錯体の配位子であるピリミジン誘導体の合成方法について説明する。当該ピリミジン誘導体は、下記一般式(G0)で表される。
<< Synthesis Method of Pyrimidine Derivative Represented by General Formula (G0) >>
First, a synthesis method of a pyrimidine derivative which is a ligand of an organometallic complex according to one aspect of this embodiment is described. The pyrimidine derivative is represented by the following general formula (G0).
一般式(G0)において、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、それぞれ独立に水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。 In General Formula (G0), R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
上記一般式(G0)で表されるピリミジン誘導体は、例えば、下記スキーム(A)に示すように、ボロン酸またはボロン酸エステルまたは環状トリオールボレート塩(A1)とハロゲン化ピリミジン化合物(A2)とをカップリングすることにより得られる。環状トリオールボレート塩はリチウム塩の他に、カリウム塩、ナトリウム塩を用いても良い。 The pyrimidine derivative represented by the above general formula (G0) is, for example, as shown in the following scheme (A), a boronic acid or a boronate ester or a cyclic triol borate salt (A1) and a halogenated pyrimidine compound (A2) It is obtained by coupling. The cyclic triol borate salt may use potassium salt or sodium salt in addition to lithium salt.
なお、上記合成スキーム(A)において、Qはハロゲンを表し、B1はボロン酸またはボロン酸エステルまたは環状トリオールボレート塩等を表す。 In the above synthesis scheme (A), Q represents a halogen, and B 1 represents a boronic acid or a boronic ester, a cyclic triol borate salt or the like.
また、上記一般式(G0)で表されるピリミジン誘導体は、下記スキーム(A’)に示すように、アリールの1,3−ジケトン(A1’)とアミジン(A2’)を反応させることによっても得られる。 Further, as shown in the following scheme (A ′), the pyrimidine derivative represented by the above general formula (G0) can also be produced by reacting an aryl 1,3-diketone (A1 ′) with an amidine (A2 ′). can get.
上述の化合物(A1)、(A2)、(A1’)、(A2’)は、様々な種類が市販されているか、あるいは合成可能であるため、一般式(G0)で表されるピリミジン誘導体は数多くの種類を合成することができる。したがって、本発明の一態様である有機金属錯体は、その配位子のバリエーションが豊富であるという特徴がある。 Since various types of the compounds (A1), (A2), (A1 ′) and (A2 ′) described above are commercially available or can be synthesized, the pyrimidine derivative represented by the general formula (G0) is Many types can be synthesized. Therefore, the organometallic complex which is one embodiment of the present invention is characterized in being rich in variations of the ligand.
≪一般式(G0−2)で表される有機金属錯体の合成方法≫
一般式(G0−2)で表される有機金属錯体は、下記合成スキーム(B)に示すように、一般式(G0)で表されるピリミジン誘導体と、ハロゲンを含む第9族もしくは第10族の金属化合物(塩化ロジウム水和物、塩化パラジウム、塩化イリジウム水和物、ヘキサクロロイリジウム酸アンモニウム、テトラクロロ白金酸カリウム等)、または第9族もしくは第10族の有機金属錯体化合物(アセチルアセトナト錯体、ジエチルスルフィド錯体等)とを混合した後、加熱することにより得ることができる。また、この加熱プロセスは、一般式(G0)で表されるピリミジン誘導体と、ハロゲンを含む第9族もしくは第10族の金属化合物、または第9族もしくは第10族の有機金属錯体化合物とをアルコール系溶媒(グリセロール、エチレングリコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等)に溶解した後に行ってもよい。なお、スキーム(B)において、Mは第9族元素または第10族元素を表す。また、Mが第9族元素のときはn=3であり、Mが第10族元素のときはn=2である。
<< Synthesis Method of Organometallic Complex Represented by General Formula (G0-2) >>
As shown in the following synthesis scheme (B), the organometallic complex represented by the general formula (G0-2) is a pyrimidine derivative represented by the general formula (G0), and a group 9 or 10 containing a halogen Metal compounds (rhodium chloride hydrate, palladium chloride, iridium chloride hydrate, ammonium hexachloroiridate, potassium tetrachloroplatinate etc.), or group 9 or 10 organometallic complex compounds (acetylacetonato complexes) After mixing with diethyl sulfide complex etc.) and heating. In addition, this heating process is carried out by using a pyrimidine derivative represented by the general formula (G0), a metal compound of Group 9 or 10 containing a halogen, or an organometallic complex compound of Group 9 or 10 It may be carried out after being dissolved in a system solvent (glycerol, ethylene glycol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol or the like). In the scheme (B), M represents a group 9 element or a group 10 element. When M is a group 9 element, n = 3, and when M is a group 10 element, n = 2.
合成スキーム(B)において、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、それぞれ独立に水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表す。また、nは、Mが第9族元素の時は3であり、第10族元素の時は2である。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the synthesis scheme (B), R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element. In addition, n is 3 when M is a Group 9 element and is 2 when M is a Group 10 element. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
本発明においては、ピリミジン誘導体を配位子とするオルトメタル錯体を得るために、ピリミジンの6位(すなわちR1)に置換基を導入するほうが好ましい。特にR1として、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを用いているのが好ましい。これにより、R1に置換基が導入された当該有機金属錯体は、R1が水素である有機金属錯体と比較して、合成スキーム(B)における収率を高めることができる。 In the present invention, in order to obtain an ortho metal complex having a pyrimidine derivative as a ligand, it is preferable to introduce a substituent at the 6-position of pyrimidine (that is, R 1 ). In particular, it is preferable to use either an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted or unsubstituted phenyl group as R 1 . Thus, the organometallic complex substituent is introduced into R 1 may be compared with the organometallic complex R 1 is hydrogen, increase the yield in the synthesis scheme (B).
≪一般式(G0−3)で表される有機金属錯体の合成方法≫
まず、下記合成スキーム(C−1)に示すように、一般式(G0)で表されるピリミジン誘導体と、ハロゲンを含む金属化合物(塩化パラジウム、塩化イリジウム、臭化イリジウム、ヨウ化イリジウム、テトラクロロ白金酸カリウムなど)とを無溶媒、またはアルコール系溶媒(グリセロール、エチレングリコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノールなど)単独、あるいはアルコール系溶媒1種類以上と水との混合溶媒を用いて、不活性ガス雰囲気にて加熱することにより、ハロゲンで架橋された構造を有する有機金属錯体の一種であり、新規物質である複核錯体(P)を得ることができる。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロックを用いてもよい。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
<< Synthesis Method of Organometallic Complex Represented by General Formula (G0-3) >>
First, as shown in the following synthesis scheme (C-1), a pyrimidine derivative represented by the general formula (G0) and a metal compound containing halogen (palladium chloride, iridium chloride, iridium bromide, iridium iodide, tetrachloro Using potassium platinate and the like as a solvent-free or alcoholic solvent (glycerol, ethylene glycol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol etc.) alone or a mixed solvent of one or more alcoholic solvents and water, By heating in an inert gas atmosphere, a dinuclear complex (P) which is a kind of an organometallic complex having a halogen-bridged structure and is a novel substance can be obtained. There is no limitation in particular as a heating means, An oil bath, a sand bath, or an aluminum block may be used. Moreover, it is also possible to use a microwave as a heating means.
合成スキーム(C−1)において、Qはハロゲンを表し、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、それぞれ独立に水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表し、mは、Mが第9族元素の時は2であり、第10族元素の時は1である。また、Lはモノアニオン性の配位子を表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the synthesis scheme (C-1), Q represents a halogen, and R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element, m is 2 when M is a Group 9 element, and 1 when M is a Group 10 element. L represents a monoanionic ligand. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
さらに、下記合成スキーム(C−2)に示すように、上述の合成スキーム(C−1)で得られる複核錯体(P)と、モノアニオン性の配位子の原料HLとを、不活性ガス雰囲気にて反応させることにより、HLのプロトンが脱離してLが中心金属Mに配位し、一般式(G0−3)で表される本発明の一態様である有機金属錯体が得られる。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロックを用いてもよい。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。 Furthermore, as shown in the following synthesis scheme (C-2), the binuclear complex (P) obtained in the above synthesis scheme (C-1) and the raw material HL of the monoanionic ligand, an inert gas By reacting in an atmosphere, the proton of HL is eliminated and L is coordinated to the central metal M to obtain an organometallic complex which is an embodiment of the present invention represented by General Formula (G0-3). There is no limitation in particular as a heating means, An oil bath, a sand bath, or an aluminum block may be used. Moreover, it is also possible to use a microwave as a heating means.
合成スキーム(C−2)において、Lはモノアニオン性の配位子を表し、Qはハロゲンを表し、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、それぞれ独立に水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表し、mは、Mが第9族元素の時は2であり、第10族元素の時は1である。また、Lはモノアニオン性の配位子を表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。 In the synthesis scheme (C-2), L represents a monoanionic ligand, Q represents a halogen, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group Represents R 2 to R 9 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element, m is 2 when M is a Group 9 element, and 1 when M is a Group 10 element. L represents a monoanionic ligand. Also, X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
本発明においては、ピリミジン誘導体を配位子とするオルトメタル錯体を得るために、ピリミジンの6位(すなわちR1)に置換基を導入するほうが好ましい。特にR1として、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを用いることが好ましい。これにより、R1として水素を用いた場合と比較して、合成スキーム(C−1)において生成したハロゲンで架橋された複核金属錯体が合成スキーム(C−2)で表される反応中に分解してしまうことを抑制し、飛躍的に高い収率を得ることができる。結果として安価に当該有機金属錯体を得ることができる。 In the present invention, in order to obtain an ortho metal complex having a pyrimidine derivative as a ligand, it is preferable to introduce a substituent at the 6-position of pyrimidine (that is, R 1 ). In particular, it is preferable to use either an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted or unsubstituted phenyl group as R 1 . Thereby, the dinuclear metal complex bridged with halogen generated in the synthesis scheme (C-1) is decomposed during the reaction represented by the synthesis scheme (C-2) as compared to the case where hydrogen is used as R 1 Can be suppressed, and a very high yield can be obtained. As a result, the organometallic complex can be obtained inexpensively.
なお、一般式(G0−3)中におけるモノアニオン性の配位子Lは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、フェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、又は2つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子であることが好ましい。特に、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子であると、ベータジケトン構造を有することで、有機金属錯体の有機溶媒への溶解性が高まり、精製が容易となり好ましい。また、ベータジケトン構造を有することで、発光効率の高い有機金属錯体を得ることができるため好ましい。また、ベータジケトン構造を有することで昇華性が高まり、蒸着性能に優れるという利点がある。 In addition, the monoanionic ligand L in general formula (G0-3) is a monoanionic bidentate chelate ligand having a beta diketone structure, and a monoanionic bidentate chelate coordination having a carboxyl group. Preferably, it is a monoanionic bidentate chelating ligand having a phenolic hydroxyl group, or a monoanionic bidentate chelating ligand in which the two coordination elements are both nitrogen. In particular, when it is a monoanionic bidentate chelating ligand having a beta diketone structure, the solubility of the organometallic complex in an organic solvent is enhanced by having the beta diketone structure, which facilitates purification, which is preferable. In addition, by having a beta diketone structure, an organometallic complex having high emission efficiency can be obtained, which is preferable. Moreover, by having a beta diketone structure, there exists an advantage that sublimation property increases and it is excellent in vapor deposition performance.
また、モノアニオン性の配位子は、一般式(L1)乃至(L7)のいずれか一であることが好ましい。これらの配位子は、配位能力が高く、また、安価に入手することができるため有効である。 The monoanionic ligand is preferably any one of formulas (L1) to (L7). These ligands are effective because they have high coordination ability and can be obtained inexpensively.
式中、R71乃至R109は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のハロゲン基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のビニル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキルチオ基を表す。また、A1乃至A3は、それぞれ独立に、窒素、水素と結合するsp2混成炭素、または置換基Rと結合するsp2炭素のいずれかを表し、前記置換基Rは炭素数1乃至6のアルキル基、ハロゲン基、炭素数1乃至6のハロアルキル基、またはフェニル基を表す。 In the formula, each of R 71 to R 109 independently represents hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted halogen group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon Number 1 to 6 vinyl group, substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms Represents A 1 to A 3 each independently represent either nitrogen, sp 2 -hybridized carbon bonded to hydrogen, or sp 2 carbon bonded to substituent R, and the substituent R has 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group.
≪発光素子≫
続いて、本発明の一態様である発光素子の例について図1(A)を用いて以下、詳細に説明する。
«Light-emitting element»
Then, an example of a light-emitting element which is one embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.
本実施の形態における発光素子は、第1の電極101と、第2の電極102とからなる一対の電極と、第1の電極101と第2の電極102との間に設けられたEL層103とから構成されている。なお、第1の電極101は陽極として機能し、第2の電極102は陰極として機能するものとして、以下説明をする。 The light-emitting element in this embodiment includes a pair of electrodes including a first electrode 101 and a second electrode 102, and an EL layer 103 provided between the first electrode 101 and the second electrode 102. And consists of Note that the first electrode 101 functions as an anode and the second electrode 102 functions as a cathode in the following description.
第1の電極101は陽極として機能させるためには、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1乃至20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5乃至5wt%、酸化亜鉛を0.1乃至1wt%含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料を、EL層103における第1の電極101と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。 In order to function as the anode, the first electrode 101 is preferably formed using a metal having a high work function (specifically, 4.0 eV or more), an alloy, a conductive compound, a mixture thereof, or the like. Specifically, for example, indium oxide-tin oxide (ITO: Indium Tin Oxide), silicon or indium oxide-tin oxide containing silicon oxide, indium oxide-zinc oxide, tungsten oxide and indium oxide containing zinc oxide ( Such as IWZO). These conductive metal oxide films are generally formed by sputtering, but may be formed by applying sol-gel method or the like. As an example of a manufacturing method, there is a method in which indium oxide-zinc oxide is formed by a sputtering method using a target obtained by adding 1 to 20 wt% of zinc oxide to indium oxide. In addition, indium oxide containing tungsten oxide and zinc oxide (IWZO) is formed by sputtering using a target containing 0.5 to 5 wt% of tungsten oxide and 0.1 to 1 wt% of zinc oxide with respect to indium oxide You can also Besides, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium Pd) or nitrides of metal materials (eg, titanium nitride) and the like can be mentioned. Graphene can also be used. Note that by using a composite material described later for the layer in contact with the first electrode 101 in the EL layer 103, an electrode material can be selected regardless of the work function.
EL層103は積層構造を有し、当該積層構造のいずれかの層に本発明の一態様の有機金属錯体が含まれることが好ましい。また、上記有機金属錯体は、上記一般式(G0−1)乃至(G0−3)のいずれかで表される有機金属錯体であることが好ましい。また、当該有機金属錯体が、上記一般式(G1−1)又は(G1−2)で表される有機金属錯体であることがより好ましい。 The EL layer 103 preferably has a layered structure, and any layer of the layered structure preferably includes the organometallic complex of one embodiment of the present invention. The organometallic complex is preferably an organometallic complex represented by any one of the general formulas (G0-1) to (G0-3). In addition, the organometallic complex is more preferably an organometallic complex represented by General Formula (G1-1) or (G1-2).
EL層103の積層構造は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、中間層等を適宜組み合わせて構成することができる。本実施の形態では、EL層103は、第1の電極101の上に順に積層した正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115を有する構成について説明する。各層を構成する材料の例について以下に具体的に示す。 The layered structure of the EL layer 103 can be formed by appropriately combining a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, an electron injecting layer, a carrier blocking layer, an intermediate layer, and the like. In this embodiment mode, the EL layer 103 includes the hole injecting layer 111, the hole transporting layer 112, the light emitting layer 113, the electron transporting layer 114, and the electron injecting layer 115 sequentially stacked on the first electrode 101. Will be explained. Specific examples of materials constituting each layer are specifically shown below.
正孔注入層111は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)等の芳香族アミン化合物、或いはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても正孔注入層111を形成することができる。 The hole injection layer 111 is a layer containing a substance having a high hole injection property. Molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, or the like can be used. Other than these, phthalocyanine-based compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPC); 4,4′-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), N, N′-bis {4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl} -N, N′-diphenyl- (1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (abbreviation: The hole injection layer 111 may also be formed of an aromatic amine compound such as DNTPD) or a polymer such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrene sulfonic acid) (PEDOT / PSS). it can.
また、正孔注入層111として、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第1の電極101として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。 In addition, as the hole injecting layer 111, a composite material in which a substance having a hole transporting property contains an acceptor substance can be used. Note that by using a substance having a hole transporting property containing an acceptor substance, a material for forming an electrode can be selected regardless of the work function of the electrode. That is, not only a material with a large work function but also a material with a small work function can be used as the first electrode 101. Examples of the acceptor substance include 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F 4 -TCNQ), chloranil, and the like. Also, transition metal oxides can be mentioned. Further, oxides of metals belonging to Groups 4 to 8 of the periodic table can be given. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide and rhenium oxide are preferable because they have high electron accepting properties. Among them, molybdenum oxide is particularly preferable because it is stable in the air, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における正孔輸送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。 As the hole transporting substance used for the composite material, various organic compounds such as an aromatic amine compound, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon, a polymer compound (oligomer, dendrimer, polymer, etc.) can be used. In addition, as an organic compound used for a composite material, it is preferable that it is an organic compound with high hole transportability. Specifically, a substance having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more is preferable. Hereinafter, organic compounds which can be used as the hole transporting substance in the composite material are specifically listed.
例えば、複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる。カルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。芳香族炭化水素としては、例えば、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。 For example, as an aromatic amine compound which can be used for the composite material, N, N'-di (p-tolyl) -N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4'- Bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), N, N′-bis {4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl} -N, N ′ -Diphenyl- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation : DPA3B) etc. can be mentioned. Specific examples of the carbazole derivative include 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3- [N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) Amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1), 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (benzene) Abbreviation: TCPB), 9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 1,4- Scan [4-(N-carbazolyl) phenyl] -2,3,5,6-tetraphenylbenzene, or the like can be used. As an aromatic hydrocarbon, for example, 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert-butyl-9,10-di (1-naphthyl) Anthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis (4-phenylphenyl) anthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9, 10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-bis (4-methyl) -1-Naphthyl) anthracene (abbreviation: DMNA), 2-tert-butyl-9,10-bis [2- (1-naphthyl) phenyl Nyl] anthracene, 9,10-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (1-naphthyl) anthracene, 2,3,6, 7-Tetramethyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene, 9,9'-bianthryl, 10,10'-diphenyl-9,9'-bianthryl, 10,10'-bis (2-phenylphenyl) -9,9'-bianthryl, 10,10'-bis [(2,3,4,5,6-pentaphenyl) phenyl] -9,9'-bianthryl, anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5 , 8, 11-tetra (tert-butyl) perylene and the like. Besides these, pentacene, coronene and the like can also be used. It may have a vinyl skeleton. Examples of the aromatic hydrocarbon having a vinyl group include 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- And diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等の高分子化合物を用いることもできる。 In addition, poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) or poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly [N- (4- {N '-[4- (4-diphenylamino)] Phenyl] phenyl-N'-phenylamino} phenyl) methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly [N, N'-bis (4-butylphenyl) -N, N'-bis (phenyl) benzidine] (abbreviation: Polymer compounds such as Poly-TPD) can also be used.
正孔注入層を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光素子を得ることが可能となる。 By forming the hole injecting layer, the hole injecting property is improved, and a light emitting element with a small driving voltage can be obtained.
正孔輸送層112は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性が高く、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層112に用いることができる。また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。なお、正孔輸送性の物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。 The hole transporting layer 112 is a layer containing a hole transporting substance. As the hole transporting substance, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) or N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenyl- [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (abbreviation: TPD), 4,4 ', 4''-tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (Abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ′ ′-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4′-bis [N- (4) Spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP) Aromatic amine compounds such as Or the like can be used. The substance described here is a substance having a high hole transportability and mainly having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more. Further, the organic compounds mentioned as the hole transporting substance in the above-described composite material can also be used for the hole transporting layer 112. Alternatively, high molecular compounds such as poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) and poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA) can also be used. Note that the layer containing a hole transporting substance is not limited to a single layer, and two or more layers containing the above substances may be stacked.
発光層113は、蛍光発光を呈する層であっても、りん光発光を呈する層や熱活性化遅延蛍光(TADF)を呈する層であってもいずれでも構わない。また、単層であっても、異なる発光物質が含まれる複数の層からなっていても良い。複数の層からなる発光層を形成する場合、りん光発光物質が含まれる層と蛍光発光物質が含まれる層が積層されていても良い。この際、りん光発光物質が含まれる層では、後述の励起錯体を利用することが好ましい。 The light emitting layer 113 may be a layer exhibiting fluorescence, a layer exhibiting phosphorescence, or a layer exhibiting thermally activated delayed fluorescence (TADF). In addition, it may be a single layer or a plurality of layers containing different light emitting substances. In the case of forming a light emitting layer including a plurality of layers, a layer containing a phosphorescent material and a layer containing a fluorescent material may be stacked. Under the present circumstances, it is preferable to utilize the below-mentioned exciplex in the layer in which a phosphorescence-emitting substance is contained.
蛍光発光物質としては、例えば以下のような物質を用いることができる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ビス〔4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−N,N’−ジフェニル−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ−tert−ブチルペリレン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)クマリン545T、N,N’−ジフェニルキナクリドン、(略称:DPQd)、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)、2−{2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2−{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2−{2,6−ビス[2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)などが挙げられる。特に、1,6FLPAPrnや1,6mMemFLPAPrnのようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。 As the fluorescent substance, for example, the following substances can be used. In addition, other fluorescent substances can also be used. 5,6-Bis [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -2,2'-bipyridine (abbreviation: PAP2BPy), 5,6-bis [4 '-(10-phenyl-9-anthryl) Biphenyl-4-yl] -2,2'-bipyridine (abbreviation: PAPP2BPy), N, N'-bis [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] -N, N'-diphenyl Pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6FLPAPrn), N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl] ) Phenyl] -pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6mMemFLPAPrn), N, N'-bis [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] -N, N'-diphenylstilbene-4 4'-diamine (abbreviation: YGA2S), 4- (9H-carbazol-9-yl) -4 '-(10-phenyl-9-anthryl) triphenylamine (abbreviation: YGAPA), 4- (9H-carbazole-) 9-yl) -4 ′-(9,10-diphenyl-2-anthryl) triphenylamine (abbreviation: 2YGAPPA), N, 9-diphenyl-N- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: PCAPA), perylene, 2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene (abbreviation: TBP), 4- (10-phenyl-9-anthryl) -4 ' -(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBAPA), N, N ''-(2-tert-butyl anthra) -9,10-Diyldi-4,1-phenylene) bis [N, N ', N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine] (abbreviation: DPABPA), N, 9-diphenyl-N- [4 -(9,10-Diphenyl-2-anthryl) phenyl] -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPPA), N- [4- (9,10-diphenyl-2-anthryl) phenyl] -N, N ', N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPPA), N, N, N', N ', N' ', N' ', N' ', N' '', N '' '-octaphenyl Dibenzo [g, p] chrysene-2,7,10,15-tetraamine (abbreviation: DBC1), coumarin 30, N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, 9-diphenyl-9H-carbazole- 3 -Amine (abbreviation: 2PCAPA), N- [9,10-bis (1,1'-biphenyl-2-yl) -2-anthryl] -N, 9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCABPhA), N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, N ', N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2D PAPA), N- [9,10-bis (1) , 1′-biphenyl-2-yl) -2-anthryl] -N, N ′, N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPABPhA), 9,10-bis (1,1′-) Biphenyl-2-yl) -N- [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] -N-phenylanthracene-2-amine (abbreviation: 2YGABPhA), N, N, 9-triphenylant Sen-9-amine (abbreviation: DPhAPhA) coumarin 545T, N, N'-diphenylquinacridone, (abbreviation: DPQd), rubrene, 5,12-bis (1,1'-biphenyl-4-yl) -6,11 -Diphenyltetracene (abbreviation: BPT), 2- (2- {2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl} -6-methyl-4H-pyran-4-ylidene) propanedinitrile (abbreviation: DCM1), 2- {2-Methyl-6- [2- (2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedi Nitrile (abbreviation: DCM2), N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) tetracene-5, 11-diamine (abbreviation: p-mPhTD), 7, 14- Phenyl-N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) acenaphtho [1,2-a] fluoranthene-3,10-diamine (abbreviation: p-mPhAFD), 2- {2-isopropyl-6, -[2- (1,1,7,7-Tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolizine-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene } Propane dinitrile (abbreviation: DCJTI), 2- {2-tert-butyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H- Benzo [ij] quinolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedinitrile (abbreviation: DCJTB), 2- (2,6-bis {2- [4- (dimethylamino) phenyl]] Ethenyl } -4H-pyran-4-ylidene) propane dinitrile (abbreviation: BisDCM), 2- {2,6-bis [2- (8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,3 6,7-Tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedinitrile (abbreviation: BisDCJTM) and the like can be mentioned. In particular, fused aromatic diamine compounds represented by pyrene diamine compounds such as 1,6FLPAPrn and 1,6mMemFLPAPrn are preferable because they have high hole trapping properties and are excellent in luminous efficiency and reliability.
発光層113において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN2]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmp)3])、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz)3])、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrptz−3b)3])のような4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1−mp)3])、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1−Me)3])のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、fac−トリス[(1−2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)3])、トリス[3−(2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt−Me)3])のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CF3ppy)2(pic)])、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、440nmから520nmに発光のピークを有する化合物である。 Examples of the material that can be used as the phosphorescent material in the light emitting layer 113 include the following. Tris {2- [5- (2-methylphenyl) -4- (2,6-dimethylphenyl) -4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2] phenyl-κC} iridium (III) ( Abbreviations: [Ir (mpptz-dmp) 3 ]), tris (5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (Mptz) 3 ]) 4H, like tris [4- (3-biphenyl) -5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (iPrptz-3b) 3 ]) -Organometallic iridium complex having a triazole skeleton, tris [3-methyl-1- (2-methylphenyl) -5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato] iridium (II I) (abbreviation: [Ir (Mptz1-mp) 3 ]), tris (1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato) iridium (III) (abbreviation: [Ir ( Organometallic iridium complexes having a 1H-triazole skeleton such as Prptz 1-Me) 3 ]), fac-tris [(1-2,6-diisopropylphenyl) -2-phenyl-1H-imidazole] iridium (III) (III) Abbreviations: [Ir (iPrpmi) 3 ]), tris [3- (2,6-dimethylphenyl) -7-methylimidazo [1,2-f] phenanthridinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (i) organometallic iridium complexes having an imidazole skeleton such as dmpimpt-Me) 3 )), bis [2- (4 ', 6'-difluorophenyl) pyri] Dinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) tetrakis (1-pyrazolyl) borate (abbreviation: FIr 6), bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) ) Picolinate (abbreviation: FIrpic), bis {2- [3 ', 5'-bis (trifluoromethyl) phenyl] pyridinato-N, C 2' } iridium (III) picolinate (abbreviation: [Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)], phenyl having an electron withdrawing group such as bis [2- (4 ', 6'-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2' ] iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: FIracac) The organic metal iridium complex which makes a pyridine derivative a ligand is mentioned. These are compounds which exhibit blue phosphorescence and are compounds having a light emission peak at 440 nm to 520 nm.
また、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)3])、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)3])、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)2(acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr)2(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)3])、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)2(acac)])、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bzq)2(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)3])、トリス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)3])、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq)2(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)3(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、500nm乃至600nmに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。 In addition, tris (4-methyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppm) 3 ]), tris (4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (Abbreviation: [Ir (tBuppm) 3 ]), (acetylacetonato) bis (6-methyl-4-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppm) 2 (acac)]), ( Acetylacetonato) bis (6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (tBuppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato) bis [6- (2- (2-) Norbornyl) -4-phenylpyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (nbppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato) ) Bis [5-methyl-6- (2-methylphenyl) -4-phenylpyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (mpm ppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato) bis (4) Organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton such as (6-, 6-diphenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (dppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato) bis (3,5-) Dimethyl-2-phenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppr-Me) 2 (acac)]), (acetylacetonato) bis (5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazina) Doo) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppr-iPr) 2 (acac)] organometallic Ili with) pyrazine skeleton, such as And um complex, tris (2-phenylpyridinato--N, C 2 ') iridium (III) (abbreviation: [Ir (ppy) 3] ), bis (2-phenylpyridinato--N, C 2') Iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir (ppy) 2 (acac)]), bis (benzo [h] quinolinato) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir (bzq) 2 (acac)] ), Tris (benzo [h] quinolinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (bzq) 3 ]), tris (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) (abbreviation: [Ir ( b ) pq) 3 ]), bis (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir (pq) 2 (acac)]) Other than organometallic iridium complexes having a lysine skeleton, rare earth metal complexes such as tris (acetylacetonato) (monophenanthroline) terbium (III) (abbreviation: [Tb (acac) 3 (Phen)]) can be mentioned. These are compounds that mainly emit green phosphorescence and have emission peaks at 500 nm to 600 nm. Note that an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton is particularly preferable because it is remarkably excellent in reliability and light emission efficiency.
また、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)2(dibm)])、ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)2(dpm)])、ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm)2(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)2(acac)])、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)2(dpm])])、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq)2(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq)3])、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq)2(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)のような白金錯体や、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)3(Phen)])、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA)3(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、600nmから700nmに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。 In addition, (diisobutyrylmethanato) bis [4,6-bis (3-methylphenyl) pyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (5mdppm) 2 (dibm)]), bis [4,6-bis ( 3-Methylphenyl) pyrimidinato] (dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (5mdppm) 2 (dpm)]), bis [4,6-di (naphthalen-1-yl) pyrimidinato] ( Organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton such as dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (d1 npm) 2 (dpm)]), (acetylacetonato) bis (2, 3, 5, 5) tri phenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (tppr) 2 ( acac)]), bis (2,3,5-triphenyl Rajinato) (dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (tppr) 2 ( dpm])]), ( acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium Organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton such as (III) (abbreviation: [Ir (Fdpq) 2 (acac)]), or tris (1-phenylisoquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) (III) Abbreviations: [Ir (piq) 3 ]), bis (1-phenylisoquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) (abbreviation: [Ir (piq) 2 (acac)]) 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin platinum (II) (other than organometallic iridium complexes having) : Or platinum complexes such as PtOEP), tris (1,3-diphenyl-1,3-propanedionato) (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: [Eu (DBM) 3 ( Phen)]), tris Rare earth metal complexes such as [1- (2-thenoyl) -3,3,3-trifluoroacetonato] (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: [Eu (TTA) 3 (Phen)]) Be These are compounds that exhibit red phosphorescence and have emission peaks at 600 nm to 700 nm. In addition, an organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton can provide red light emission with good chromaticity.
また、以上で述べたりん光性化合物の他、様々なりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。 In addition to the phosphorescent compounds described above, various phosphorescent materials may be selected and used.
なお、本発明の一態様の有機金属錯体をりん光発光物質として用いることが好ましい。本発明の一態様の有機金属錯体は、効率良く発光するため、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、本発明の一態様の有機金属錯体は、色純度の良好な緑色の発光を呈する。そのため、当該有機金属錯体をりん光発光物質として用いた発光素子を備えた発光装置は色再現性が良好な発光装置とすることができる。また、当該発光装置が、カラーフィルタやマイクロキャビティ構造を用いている場合はエネルギーのロスを低減させることができることから、エネルギー効率の良好な発光装置とすることができる。 Note that the organometallic complex of one embodiment of the present invention is preferably used as a phosphorescent material. Since the organometallic complex of one embodiment of the present invention emits light efficiently, a light-emitting element with high emission efficiency can be obtained. In addition, the organometallic complex of one embodiment of the present invention emits green light with good color purity. Therefore, a light-emitting device provided with a light-emitting element using the organometallic complex as a phosphorescent light-emitting substance can be a light-emitting device with favorable color reproducibility. In the case where the light emitting device uses a color filter or a microcavity structure, energy loss can be reduced, so that the light emitting device can have good energy efficiency.
TADF材料としては以下のようなものを用いることができる。 The following materials can be used as the TADF material.
フラーレン及びその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等。またマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリン。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(SnF2(Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(PtCl2OEP)等も挙げられる。 Fullerene and derivatives thereof, acridine derivatives such as proflavin, eosin and the like. Metal-containing porphyrins including magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd) and the like. Examples of the metal-containing porphyrin include protoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Proto IX)), mesoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Meso IX)), and hematoporphyrin represented by the following structural formula -Tin fluoride complex (SnF 2 (Hemato IX)), coproporphyrin tetramethyl ester-tin fluoride complex (SnF 2 (Copro III-4Me)), octaethyl porphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (OEP)) And ethioporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Etio I)), octaethyl porphyrin-platinum chloride complex (PtCl 2 OEP), and the like.
また、以下の構造式に示される2−ビフェニル−4,6−ビス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(PIC−TRZ)等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、S1準位とT1準位のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。 Also, 2-biphenyl-4,6-bis (12-phenylindolo [2,3-a] carbazol-11-yl) -1,3,5-triazine (PIC-TRZ) represented by the following structural formula Heterocyclic compounds having a π electron excess heteroaromatic ring and a π electron deficient heteroaromatic ring can also be used. Since the heterocyclic compound has a π electron excess heteroaromatic ring and a π electron deficient heteroaromatic ring, it has high electron transportability and hole transportability, which is preferable. The substance in which the π electron excess heteroaromatic ring and the π electron deficiency heteroaromatic ring are directly bonded has both the donor property of the π electron excess heteroaromatic ring and the acceptor activity of the π electron deficiency heteroaromatic ring. The energy difference between the S 1 level and the T 1 level is particularly small.
発光層のホスト材料としては、上記1,6−ビス(ジフェニルアミノ)ピレン誘導体を用いる場合、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}−アントラセン(略称:FLPPA)等のアントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質をホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPAは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。以上、例示した材料に関しては、蛍光発光物質を用いた場合のホスト材料として特に適している。 When the above 1,6-bis (diphenylamino) pyrene derivative is used as a host material of a light emitting layer, 9-phenyl-3- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole : PCzPA), 3- [4- (1-naphthyl) -phenyl] -9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCPN), 9- [4- (10-phenyl-9-anthracenyl) phenyl] -9H- Carbazole (abbreviation: CzPA), 7- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -7H-dibenzo [c, g] carbazole (abbreviation: cgDBCzPA), 6- [3- (9,10-diphenyl) -2-Anthryl) phenyl] -benzo [b] naphtho [1,2-d] furan (abbreviation: 2 m B n f PP A), 9-phenyl-10- {4- ( - phenyl -9H- fluoren-9-yl) - biphenyl-4'-yl} - anthracene (abbreviation: FLPPA) material having an anthracene skeleton of the like. When a substance having an anthracene skeleton is used as a host material, it is possible to realize a light emitting layer having good light emitting efficiency and durability. In particular, CzPA, cgDBCzPA, 2mBnfPPA, PCzPA are very preferable because they exhibit very good properties. The materials exemplified above are particularly suitable as host materials in the case of using a fluorescent substance.
上記材料以外の材料をホスト材料として用いる場合、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。 When a material other than the above materials is used as a host material, various carrier transport materials such as a material having an electron transport property and a material having a hole transport property can be used.
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体や、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f、h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f、h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、4,6−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6−ビス〔3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル〕ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm−II)などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)−フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンやピラジン)骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。 As a material having an electron transporting property, for example, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) Aluminum (III) (abbreviation: BAlq), bis (8-quinolinolato) zinc (II) (abbreviation: Znq), bis [2- (2-benzoxazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnPBO), Metal complexes such as bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnBTZ) or 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4 -Oxadiazole (abbreviation: PBD), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-to Azole (abbreviation: TAZ), 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 9- [6 4- (5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CO11), 2,2 ′, 2 ′ ′-(1,3,5-benzene Triyl) tris (1-phenyl-1H-benzoimidazole) (abbreviation: TPBI), 2- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl] -1-phenyl-1H-benzoimidazole (abbreviation: mDBTBIm-II) 2) Heterocyclic compounds having a polyazole skeleton such as 2), 2- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2 -[3 '-(dibenzothiophen-4-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II), 2- [3'-(9H-carbazol-9-yl) biphenyl -3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mCzBPDBq), 4,6-bis [3- (phenanthrene-9-yl) phenyl] pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis [b Heterocyclic compounds having a diazine skeleton such as 3- (4-dibenzothienyl) phenyl] pyrimidine (abbreviation: 4,6mDBTP2Pm-II) or 3,5-bis [3- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] Pyridine (abbreviation: 35DCzPPy), 1,3,5-tri [3- (3-pyridyl) -phenyl] benzene (abbreviation: TmPy) B) and a heterocyclic compound having a pyridine skeleton such. Among the above-mentioned, a heterocyclic compound having a diazine skeleton and a heterocyclic compound having a pyridine skeleton are preferable because they have excellent reliability. In particular, a heterocyclic compound having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton has high electron transportability and also contributes to reduction in driving voltage.
正孔輸送性を有する材料としては、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9−H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4、4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)などのカルバゾール骨格を有する化合物や、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)などのチオフェン骨格を有する化合物や、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、以上で述べた正孔輸送材料の他、様々な物質の中から正孔輸送材料を用いても良い。 As a material having a hole transporting property, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), N, N′-bis (3-methylphenyl)- N, N'-diphenyl- [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (abbreviation: TPD), 4,4'-bis [N- (spiro-9,9'-bifluoren-2-yl] ) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3 ′-(9-) Phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), 4-phenyl-4 ′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4 4′-diphenyl-4 ′ ′-(9-phenyl-9-H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBBi1BP), 4- (1-naphthyl) -4 ′-(9-phenyl-9H) -Carbazol-3-yl) -triphenylamine (abbreviation: PCBANB), 4,4′-di (1-naphthyl) -4 ′ ′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine Abbreviations: PCBNBB), 9,9-Dimethyl-N-phenyl-N- [4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl] -fluoren-2-amine (abbr .: PCBAF), N-phenyl Aroma such as -N- [4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl] -spiro-9,9'-bifluoren-2-amine (abbreviation: PCBASF) A compound having an amine skeleton, 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene (abbreviation: mCP), 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 3,6-bis (3, Compounds having a carbazole skeleton such as 5-diphenylphenyl) -9-phenylcarbazole (abbreviation: CzTP), 3,3'-bis (9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCCP), or 4,4 ', 4 ′ ′-(benzene-1,3,5-triyl) tri (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II), 2,8-diphenyl-4- [4- (9-phenyl-9H-fluorene-9-) [Illyl] phenyl] dibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-III), 4- [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] -6-phenyldiben Compounds having a thiophene skeleton such as zothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), 4, 4 ′, 4 ′ ′-(benzene-1,3,5-triyl) tri (dibenzofuran) (abbr .: DBF 3 P-II), 4 A compound having a furan skeleton such as-{3- [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] phenyl} dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II) can be mentioned. Among the above, a compound having an aromatic amine skeleton and a compound having a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, have high hole transportability, and contribute to reduction in driving voltage. In addition to the hole transport material described above, the hole transport material may be used from various materials.
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層113の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料:電子輸送性を有する材料=1:9乃至9:1とすればよい。 Note that the host material may be a material in which a plurality of substances are mixed, and in the case of using a mixed host material, it is preferable to mix a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property . By mixing the material having the electron transporting property and the material having the hole transporting property, the transportability of the light emitting layer 113 can be easily adjusted, and the control of the recombination region can be easily performed. The ratio of the content of the material having a hole transporting property to the content of the material having an electron transporting property may be a material having a hole transporting property: a material having an electron transporting property = 1: 9 to 9: 1.
また、これら混合されたホスト材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は、蛍光発光物質、りん光発光物質及びTADF材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、当該構成は駆動電圧も低下するため好ましい構成である。 In addition, an exciplex may be formed between these mixed host materials. The energy transfer of the exciplex is selected by forming an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band at the lowest energy side of the fluorescent substance, the phosphorescent substance, and the TADF material. Smooth and efficient light emission can be obtained. The configuration is also preferable because the driving voltage is also reduced.
以上のような構成を有する発光層113は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液としてインクジェット法やスピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができる。 The light emitting layer 113 having the above-described configuration can be manufactured by co-evaporation using a vacuum evaporation method, or a mixed solution using an inkjet method, a spin coating method, a dip coating method, or the like.
電子輸送層114は、電子輸送性を有する物質を含む層である電子輸送性を有する物質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する材料として挙げた材料や、アントラセン骨格を有する材料を用いることができる。 The electron-transporting layer 114 is a layer containing a substance having an electron-transporting property, and as the substance having an electron-transporting property, a material mentioned as a material having an electron-transporting property which can be used for the host material, anthracene skeleton The material which it has can be used.
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。 In addition, a layer that controls the movement of electron carriers may be provided between the electron transporting layer and the light emitting layer. This is a layer in which a small amount of a substance having a high electron trapping property is added to the material having a high electron transporting property as described above, and the carrier balance can be adjusted by suppressing the movement of electron carriers. Such a configuration exerts a great effect in suppressing a problem (for example, a decrease in the device life) caused by electrons penetrating through the light emitting layer.
また、電子輸送層114と第2の電極102との間に、第2の電極102に接して電子注入層115を設けてもよい。電子注入層115としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものを用いることができる。また、電子注入層115にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、電子注入層115として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第2の電極102からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。 In addition, an electron injecting layer 115 may be provided between the electron transporting layer 114 and the second electrode 102 in contact with the second electrode 102. As the electron injection layer 115, an alkali metal or an alkaline earth metal such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ) or the like or a compound thereof can be used. For example, a layer formed of a substance having an electron transporting property can be used which contains an alkali metal or an alkaline earth metal or a compound thereof. Alternatively, electride may be used for the electron injection layer 115. Examples of electride include a substance in which electrons are added to a mixed oxide of calcium and aluminum at a high concentration, and the like. Note that electron injection from the second electrode 102 is efficiently performed by using an electron injection layer 115 in which an alkali metal or an alkaline earth metal is contained in a layer formed of a substance having an electron transporting property. Therefore, it is more preferable.
第2の電極102を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等の元素周期表の第1族または第2族に属する元素、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第2の電極102と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第2の電極102として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。 As a material for forming the second electrode 102, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like with a low work function (specifically, 3.8 eV or less) can be used. Specific examples of such cathode materials include alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and Group 1 of the periodic table of elements such as magnesium (Mg), calcium (Ca), and strontium (Sr). Elements belonging to Group 2, alloys containing these (MgAg, AlLi), rare earth metals such as europium (Eu), ytterbium (Yb) and alloys containing these are listed. However, by providing an electron injecting layer between the second electrode 102 and the electron transporting layer, indium oxide-tin oxide containing Al, Ag, ITO, silicon or silicon oxide regardless of the magnitude of work function Various conductive materials can be used as the second electrode 102. These conductive materials can be deposited by a sputtering method, an inkjet method, a spin coating method, or the like.
また、EL層103の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。 Further, as a method of forming the EL layer 103, various methods can be used regardless of a dry method or a wet method. For example, a vacuum evaporation method, an inkjet method, a spin coating method, or the like may be used. In addition, each electrode or each layer may be formed using different film formation methods.
電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。 The electrode may also be formed by a wet method using a sol-gel method, or may be formed by a wet method using a paste of a metal material. Alternatively, a dry method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method may be used.
当該発光素子の発光は、第1の電極101または第2の電極102のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極101または第2の電極102のいずれか一方または両方を透光性を有する電極で形成する。 Light emitted from the light-emitting element is extracted outside through one or both of the first electrode 101 and the second electrode 102. Therefore, one or both of the first electrode 101 and the second electrode 102 are formed using a light-transmitting electrode.
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(以下、積層型素子ともいう)の態様について、図1(B)を参照して説明する。この発光素子は、第1の電極と第2の電極とで構成される一対の電極の間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図1(A)で示したEL層103と同様な構成を有する。つまり、図1(A)で示した発光素子は、1つの発光ユニットを有する発光素子であり、図1(B)で示した発光素子は、複数の発光ユニットを有する発光素子ということができる。 Subsequently, an embodiment of a light-emitting element (hereinafter, also referred to as a stacked element) having a structure in which a plurality of light-emitting units are stacked will be described with reference to FIG. This light emitting element is a light emitting element having a plurality of light emitting units between a pair of electrodes formed of a first electrode and a second electrode. One light emitting unit has a structure similar to that of the EL layer 103 shown in FIG. That is, the light-emitting element illustrated in FIG. 1A can be referred to as a light-emitting element including one light-emitting unit, and the light-emitting element illustrated in FIG. 1B can be referred to as a light-emitting element including a plurality of light-emitting units.
図1(B)において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット511と、電荷発生層513と、第2の発光ユニット512との積層を含むEL層503が形成されている。第1の電極501と第2の電極502はそれぞれ図1(A)における第1の電極101と第2の電極102に相当し、図1(A)の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。 In FIG. 1B, an EL including a stack of a first light emitting unit 511, a charge generation layer 513, and a second light emitting unit 512 between the first electrode 501 and the second electrode 502. The layer 503 is formed. The first electrode 501 and the second electrode 502 correspond to the first electrode 101 and the second electrode 102 in FIG. 1A, respectively, and the same ones described in the description of FIG. 1A are applied. can do. The first light emitting unit 511 and the second light emitting unit 512 may have the same configuration or different configurations.
電荷発生層513には、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料を用いることが好ましい。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、図1(A)で示した正孔注入層111の材料として好適な材料として説明した複合材料を用いることができる。有機化合物と金属酸化物を含む複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層に接している場合、電荷発生層が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うため、当該発光ユニットには正孔注入層を設けなくとも良い。 As the charge generation layer 513, a composite material containing an organic compound and a metal oxide is preferably used. As the composite material of the organic compound and the metal oxide, the composite material described as a preferable material of the hole injection layer 111 illustrated in FIG. 1A can be used. A composite material including an organic compound and a metal oxide is excellent in carrier injection property and carrier transport property, so that low voltage drive and low current drive can be realized. When the anode side surface of the light emitting unit is in contact with the charge generation layer, the charge generation layer also plays a role of the hole injection layer of the light emission unit, so the light emitting unit may not be provided with the hole injection layer. .
なお、電荷発生層513は、上記複合材料を含む層と他の材料により構成される層とを組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを積層することにより形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料を含む層と、透明導電膜とを積層することにより形成してもよい。 Note that the charge generation layer 513 may be formed as a stacked structure in which a layer containing the above composite material and a layer formed of another material are combined. For example, it may be formed by laminating a layer containing a composite material and a layer containing one compound selected from electron donating substances and a compound having a high electron transporting property. Alternatively, the conductive layer may be formed by stacking a layer containing a composite material containing an organic compound and a metal oxide, and a transparent conductive film.
また、電荷発生層513と当該電荷発生層の陽極側の発光ユニットとの間には、電子注入バッファ層を設けても良い。電子注入バッファ層は、アルカリ金属の極薄い膜と、電子輸送性の物質を含む電子リレー層との積層からなっている。アルカリ金属の極薄い膜は、電子注入層115に相当し、電子の注入障壁を低減させる機能を有する。電子リレー層はアルカリ金属の膜と電荷発生層513との相互作用を防ぎ、電子をスムーズに受け渡す機能を有する。 In addition, an electron injection buffer layer may be provided between the charge generation layer 513 and the light emitting unit on the anode side of the charge generation layer. The electron injection buffer layer is formed by laminating a very thin film of an alkali metal and an electron relay layer containing an electron transporting substance. The extremely thin film of alkali metal corresponds to the electron injection layer 115 and has a function of reducing the electron injection barrier. The electron relay layer prevents interaction between the alkali metal film and the charge generation layer 513, and has a function of delivering electrons smoothly.
電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質は、当該物質のLUMO準位が電荷発生層513におけるアクセプター性物質のLUMO準位と、上記陽極側の発光ユニットにおける電子注入バッファ層と接する層に含まれる物質のLUMO準位との間となるように選択する。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質のLUMO準位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよい。なお、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。電子注入バッファ層を設ける場合、当該層のアルカリ金属の極薄い膜が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、当該発光ユニットには重ねて電子注入層を形成する必要はない。 The electron transporting substance contained in the electron relay layer is contained in a layer in which the LUMO level of the substance is in contact with the LUMO level of the acceptor substance in the charge generation layer 513 and the electron injecting buffer layer in the light emitting unit on the anode side. It is selected to be between the LUMO level of the substance to be As a specific numerical value of the energy level, the LUMO level of the electron transporting substance contained in the electron relay layer is preferably -5.0 eV or more, preferably -5.0 eV or more and -3.0 eV or less. It is preferable to use a phthalocyanine material or a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand as the electron transporting substance contained in the electron relay layer. In the case where the electron injection buffer layer is provided, the very thin film of alkali metal of the layer plays a role of the electron injection layer in the light emitting unit on the anode side, and therefore it is not necessary to form the electron injection layer on the light emitting unit.
いずれにしても、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512に挟まれる電荷発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図1(B)において、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層513は、第1の発光ユニット511に電子を注入し、第2の発光ユニット512に正孔を注入するものであればよい。 In any case, when a voltage is applied to the first electrode 501 and the second electrode 502, the charge generation layer 513 sandwiched between the first light emission unit 511 and the second light emission unit 512 is one light emission unit. What is necessary is just to inject an electron into and to inject a hole into the other light emitting unit. For example, in FIG. 1B, in the case where a voltage is applied such that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode, the charge generation layer 513 includes electrons in the first light emitting unit 511. And the holes may be injected into the second light emitting unit 512.
図1(B)では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。 Although FIG. 1B illustrates a light emitting element having two light emitting units, the present invention can be applied to a light emitting element in which three or more light emitting units are stacked. By arranging a plurality of light emitting units by a charge generation layer between a pair of electrodes, high luminance light emission is possible while maintaining a low current density, and a device having a longer life can be realized. In addition, a light-emitting device which can be driven at low voltage and consumes low power can be realized.
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色調の発光を得ることができる。例えば、2つの発光ユニットを有する発光素子において、第1の発光ユニットで赤と緑の発光色、第2の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも容易である。 Further, by making the light emission colors of the respective light emitting units different, light emission of a desired color tone can be obtained as the whole light emitting element. For example, in a light emitting element having two light emitting units, a light emitting element emitting white light as a whole light emitting element by obtaining red and green light emitting colors in the first light emitting unit and blue light emitting color in the second light emitting unit It is easy to get.
≪微小光共振器(マイクロキャビティ)構造≫
マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、上記一対の電極を、反射電極と半透過・半反射電極とから構成することにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極は上述の第1の電極と第2の電極に相当する。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともEL層を有し、EL層は少なくとも発光領域となる発光層を有している。
<< Micro optical resonator (micro cavity) structure >>
A light emitting element having a microcavity structure can be obtained by forming the pair of electrodes from a reflective electrode and a semitransparent / semireflective electrode. The reflective electrode and the semi-transmissive and semi-reflective electrode correspond to the first electrode and the second electrode described above. At least an EL layer is provided between the reflective electrode and the semi-transmissive and semi-reflective electrode, and the EL layer has a light-emitting layer to be at least a light emitting region.
EL層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。なお、反射電極は、反射性を有する導電性材料により形成し、それに対する可視光の反射率が40%乃至100%、好ましくは70%乃至100%であり、かつその抵抗率が1×10−2Ωcm以下であるとする。また、半透過・半反射電極は、反射性および光透過性を有する導電性材料により形成され、それに対する可視光の反射率が20%乃至80%、好ましくは40%乃至70%であり、かつその抵抗率が1×10−2Ωcm以下であるとする。 The light emitted from the light emitting layer included in the EL layer is reflected by the reflective electrode and the semi-transmissive and semi-reflective electrode to resonate. The reflective electrode is formed of a conductive material having reflectivity, and the visible light reflectance thereof is 40% to 100%, preferably 70% to 100%, and the resistivity is 1 × 10 −. Suppose that it is 2 Ωcm or less. In addition, the semi-transmissive and semi-reflective electrode is formed of a conductive material having reflectivity and transmissivity, and the visible light reflectance to it is 20% to 80%, preferably 40% to 70%, It is assumed that the resistivity is 1 × 10 −2 Ωcm or less.
また、当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。 In the light emitting element, the optical distance between the reflective electrode and the semitransparent / semireflective electrode can be changed by changing the thickness of the transparent conductive film, the above-described composite material, the carrier transport material, or the like. Thus, light of a resonating wavelength can be intensified between the reflective electrode and the semi-transmissive / semi-reflective electrode, and light of a non-resonant wavelength can be attenuated.
なお、発光層から発する光のうち、反射電極によって反射されて戻ってきた光(第1の反射光)は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光(第1の入射光)と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を(2n−1)λ/4(ただし、nは1以上の自然数、λは増幅したい色の波長)に調節することが好ましい。これにより、第1の反射光と第1の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。 Of the light emitted from the light emitting layer, light (first reflected light) reflected and returned by the reflective electrode is light (first incident light) directly incident on the semi-transmissive and semi-reflective electrode from the light emitting layer It is preferable to adjust the optical distance between the reflective electrode and the light emitting layer to (2 n-1) λ / 4 (where n is a natural number of 1 or more and λ is the wavelength of the color to be amplified). Thereby, the phases of the first reflected light and the first incident light can be matched to further amplify the light emission from the light emitting layer.
なお、上記構成においては、EL層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のEL層を設け、それぞれのEL層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。 In the above structure, the EL layer may have a plurality of light emitting layers or may have a single light emitting layer. For example, in combination with the above-described tandem light emitting element, The present invention may be applied to a configuration in which a plurality of EL layers are provided in one light emitting element with a charge generation layer interposed therebetween, and one or more light emitting layers are formed in each of the EL layers.
≪発光装置≫
本発明の一態様の発光装置について図2を用いて説明する。なお、図2(A)は、発光装置を示す上面図、図2(B)は図2(A)をA−BおよびC−Dで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部(ソース線駆動回路)601、画素部602、駆動回路部(ゲート線駆動回路)603を含んでいる。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。
«Light-emitting device»
A light-emitting device of one embodiment of the present invention is described with reference to FIG. Note that FIG. 2A is a top view of the light emitting device, and FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG. 2A taken along the lines A-B and C-D. The light emitting device includes a drive circuit portion (source line drive circuit) 601, a pixel portion 602, and a drive circuit portion (gate line drive circuit) 603, which are shown by dotted lines, for controlling light emission of the light emitting element. In addition, reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.
なお、引き回し配線608はソース線駆動回路601及びゲート線駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。 Note that the lead wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source line driver circuit 601 and the gate line driver circuit 603, and a video signal and a clock signal from an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal. Receive start signal, reset signal, etc. Although only the FPC is illustrated here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light emitting device in the present specification includes not only the light emitting device main body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
次に、断面構造について図2(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。 Next, the cross-sectional structure will be described with reference to FIG. Although a driver circuit portion and a pixel portion are formed over the element substrate 610, here, a source line driver circuit 601 which is a driver circuit portion and one pixel in the pixel portion 602 are shown.
なお、ソース線駆動回路601はnチャネル型FET623とpチャネル型FET624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。 Note that the source line driver circuit 601 is formed with a CMOS circuit in which an n-channel FET 623 and a p-channel FET 624 are combined. Further, the driver circuit may be formed of various CMOS circuits, PMOS circuits, or NMOS circuits. Further, although the driver integrated type in which the drive circuit is formed on the substrate is shown in this embodiment mode, the driver circuit is not necessarily required, and the drive circuit can be formed not on the substrate but on the outside.
また、画素部602はスイッチング用FET611と、電流制御用FET612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、3つ以上のFETと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。 Although the pixel portion 602 is formed of a plurality of pixels including the switching FET 611, the current control FET 612, and the first electrode 613 electrically connected to the drain thereof, the present invention is not limited to this. The pixel portion may be a combination of three or more FETs and a capacitor.
FETに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。FETに用いる半導体の例としては、第13族(ガリウム等)半導体、第14族(ケイ素等)半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体材料を用いることができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、In−Ga酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)等が挙げられる。なお、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物半導体材料を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい構成である。 There is no particular limitation on the type and crystallinity of the semiconductor used for the FET, and an amorphous semiconductor or a crystalline semiconductor may be used. As an example of a semiconductor used for the FET, a Group 13 (gallium etc.) semiconductor, a Group 14 (silicon etc.) semiconductor, a compound semiconductor, an oxide semiconductor, an organic semiconductor material can be used, and in particular, the oxide semiconductor can be used. It is preferable to use. As the oxide semiconductor, for example, In-Ga oxide, In-M-Zn oxide (M is Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, or Nd), and the like can be given. Note that by using an oxide semiconductor material with an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more, the off-state current of the transistor can be reduced, which is a preferable structure.
なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。 Note that an insulator 614 is formed to cover an end portion of the first electrode 613. Here, it can be formed by using a positive photosensitive acrylic resin film.
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm乃至3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。 In addition, in order to improve coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulator 614. For example, in the case of using positive photosensitive acrylic as the material of the insulator 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 614 have a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). Further, as the insulator 614, any of negative photosensitive resin and positive photosensitive resin can be used.
第1の電極613上には、EL層616及び第2の電極617がそれぞれ形成されている。これらはそれぞれ図1(A)で説明した第1の電極101、EL層103及び第2の電極102又は図1(B)で説明した第1の電極501、EL層503及び第2の電極502に相当する。 Over the first electrode 613, an EL layer 616 and a second electrode 617 are formed. These are the first electrode 101, the EL layer 103, and the second electrode 102 described in FIG. 1A, or the first electrode 501, the EL layer 503, and the second electrode 502 described in FIG. 1B. It corresponds to
EL層616には本発明の一態様の有機金属錯体が含まれることが好ましい。当該有機金属錯体は、発光層における発光中心物質として用いられることが好ましい。 The EL layer 616 preferably contains the organometallic complex of one embodiment of the present invention. The organometallic complex is preferably used as a luminescent center substance in the light emitting layer.
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。 Furthermore, by bonding the sealing substrate 604 to the element substrate 610 with the sealant 605, the light emitting element 618 is provided in the space 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605. There is. In addition to the case where the space 607 is filled with a filler and an inert gas (such as nitrogen or argon) is filled, the space 607 may be filled with a sealant 605. When a concave portion is formed in the sealing substrate and a desiccant is provided there, deterioration due to the influence of moisture can be suppressed, which is a preferable configuration.
シール材605にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、素子基板610及び封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。 It is preferable to use an epoxy resin or glass frit as the sealing material 605. In addition, it is desirable that these materials do not transmit moisture and oxygen as much as possible. Further, as a material used for the element substrate 610 and the sealing substrate 604, in addition to a glass substrate and a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiber Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic, or the like can be used.
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。 For example, in this specification and the like, various substrates can be used to form a transistor or a light-emitting element. The type of substrate is not limited to a specific one. Examples of the substrate include a semiconductor substrate (for example, a single crystal substrate or a silicon substrate), an SOI substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a stainless steel still substrate, a substrate having a stainless steel foil, a tungsten substrate A substrate having a tungsten foil, a flexible substrate, a laminated film, a paper containing a fibrous material, or a substrate film. Examples of the glass substrate include barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, or soda lime glass. Examples of the flexible substrate, the laminated film, the base film and the like include the following. For example, there are plastics represented by polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN) and polyether sulfone (PES). Alternatively, as an example, there is a synthetic resin such as acrylic. Alternatively, examples include polypropylene, polyester, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride and the like. Alternatively, examples include polyamide, polyimide, aramid, epoxy, inorganic vapor deposited film, or papers. In particular, by manufacturing a transistor using a semiconductor substrate, a single crystal substrate, an SOI substrate, or the like, a transistor with small variation in characteristics, size, or shape, high current ability, and small size can be manufactured. . When a circuit is formed using such a transistor, power consumption of the circuit can be reduced or integration of the circuit can be increased.
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。 Alternatively, a flexible substrate may be used as the substrate, and a transistor or a light emitting element may be formed directly on the flexible substrate. Alternatively, a peeling layer may be provided between the substrate and the transistor, or between the substrate and the light emitting element. The release layer can be used for separation from a substrate and reprinting on another substrate after the semiconductor device is partially or completely completed thereon. At that time, the transistor can also be transferred to a substrate with poor heat resistance or a flexible substrate. Note that for the above-described release layer, for example, a configuration of a stacked structure of an inorganic film of a tungsten film and a silicon oxide film, a configuration in which an organic resin film such as polyimide is formed on a substrate, or the like can be used.
つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトランジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。トランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。 That is, a transistor or a light emitting element may be formed using a certain substrate, and then, the transistor or the light emitting element may be transposed to another substrate, and the transistor or the light emitting element may be disposed on another substrate. As an example of a substrate on which a transistor or a light emitting element is transferred, a paper substrate, a cellophane substrate, an aramid film substrate, a polyimide film substrate, a stone substrate, a wood substrate, a cloth substrate, in addition to a substrate capable of forming the above transistor (Natural fibers (silk, cotton, hemp), synthetic fibers (nylon, polyurethane, polyester) or regenerated fibers (acetate, cupra, rayon, regenerated polyester, etc. are included), leather substrates, rubber substrates, etc. By using these substrates, formation of a transistor with good characteristics, formation of a transistor with low power consumption, manufacture of a device that is not easily broken, provision of heat resistance, weight reduction, or thickness reduction can be achieved.
図3には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層(カラーフィルタ)等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図3(A)には基板1001、下地絶縁膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート電極1006、1007、1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜1021、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024B、隔壁1025、EL層1028、発光素子の第2の電極1029、封止基板1031、シール材1032などが図示されている。 FIG. 3 illustrates an example of a light-emitting device in which a light-emitting element exhibiting white light emission is formed and a full color is achieved by providing a coloring layer (color filter) or the like. In FIG. 3A, a substrate 1001, a base insulating film 1002, a gate insulating film 1003, gate electrodes 1006, 1007, and 1008, a first interlayer insulating film 1020, a second interlayer insulating film 1021, a peripheral portion 1042, a pixel portion. 1040, a driver circuit portion 1041, first electrodes 1024W, 1024R, 1024G and 1024B of light emitting elements, partition walls 1025, an EL layer 1028, second electrodes 1029 of light emitting elements, a sealing substrate 1031, a sealing material 1032, and the like are illustrated. ing.
また、図3(A)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)は透明な基材1033に設けている。また、黒色層(ブラックマトリックス)1035をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層1036で覆われている。また、図3(A)においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、4色の画素で映像を表現することができる。 In FIG. 3A, the coloring layers (red coloring layer 1034R, green coloring layer 1034G, blue coloring layer 1034B) are provided over the transparent base 1033. In addition, a black layer (black matrix) 1035 may be further provided. The transparent substrate 1033 provided with the colored layer and the black layer is aligned and fixed to the substrate 1001. The colored layer and the black layer are covered with an overcoat layer 1036. Further, in FIG. 3A, there are a light emitting layer where light does not pass through the colored layer but goes outside, and a light emitting layer where light passes through the colored layer of each color and the light goes out, and the light passes through the colored layer. Since the non-light is white and the light passing through the colored layer is red, blue, and green, the image can be represented by pixels of four colors.
なお、本発明の一態様の有機金属錯体を発光物質の一つとして用いた発光素子は、色純度の良好な発光を提供することができる発光素子である。また、発光効率の高い発光素子とすることができ、消費電力の小さな発光素子とすることもできる。また、耐熱性の高い発光素子とすることが可能である。 Note that a light-emitting element using the organometallic complex of one embodiment of the present invention as one of light-emitting substances is a light-emitting element that can provide light emission with good color purity. In addition, a light-emitting element with high light emission efficiency can be provided, and a light-emitting element with low power consumption can also be provided. In addition, the light-emitting element can have high heat resistance.
図3(B)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていても良い。 FIG. 3B shows an example of forming a coloring layer (red coloring layer 1034R, green coloring layer 1034G, blue coloring layer 1034B) between the gate insulating film 1003 and the first interlayer insulating film 1020. . As described above, the coloring layer may be provided between the substrate 1001 and the sealing substrate 1031.
また、以上に説明した発光装置では、FETが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の発光装置としたが、封止基板1031側に発光を取り出す構造(トップエミッション型)の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図4に示す。この場合、基板1001は光を通さない基板を用いることができる。FETと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第3の層間絶縁膜1037を電極1022を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶縁膜1037は第2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。 In the light emitting device described above, although the light emitting device has a structure (bottom emission type) for extracting light to the side of the substrate 1001 where the FET is formed, a structure for extracting light emission to the sealing substrate 1031 side (top emission type The light emitting device of A cross-sectional view of the top emission type light emitting device is shown in FIG. In this case, a substrate which does not transmit light can be used as the substrate 1001. Until a connection electrode for connecting the FET and the anode of the light emitting element is manufactured, it is formed in the same manner as the bottom emission type light emitting device. Thereafter, a third interlayer insulating film 1037 is formed to cover the electrode 1022. This insulating film may play a role of planarization. The third interlayer insulating film 1037 can be formed using various other materials in addition to the same material as the second interlayer insulating film.
発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024Bはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図4のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第1の電極を反射電極とすることが好ましい。EL層1028の構成は、図1(A)のEL層103または図1(B)のEL層503として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。 The first electrodes 1024 W, 1024 R, 1024 G, and 1024 B of the light emitting element are here an anode, but may be a cathode. In the case of a top emission type light emitting device as shown in FIG. 4, it is preferable that the first electrode be a reflective electrode. The structure of the EL layer 1028 is a structure as described for the EL layer 103 in FIG. 1A or the EL layer 503 in FIG. 1B, and has a device structure in which white light emission can be obtained.
図4のようなトップエミッションの構造では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するように黒色層(ブラックマトリックス)1035を設けても良い。着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)や黒色層はオーバーコート層1036によって覆われていても良い。なお封止基板1031は透光性を有する基板を用いることとする。 In the top emission structure as illustrated in FIG. 4, sealing can be performed with a sealing substrate 1031 provided with colored layers (red colored layer 1034 R, green colored layer 1034 G, and blue colored layer 1034 B). A black layer (black matrix) 1035 may be provided on the sealing substrate 1031 so as to be located between the pixels. The colored layer (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, blue colored layer 1034B) or the black layer may be covered with the overcoat layer 1036. Note that a light-transmitting substrate is used for the sealing substrate 1031.
また、ここでは赤、緑、青、白の4色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の3色や赤、緑、青、黄の4色でフルカラー表示を行ってもよい。 In addition, although an example of performing full color display with four colors of red, green, blue and white is shown here, it is not particularly limited, and full color with three colors of red, green and blue or four colors of red, green, blue and yellow You may display it.
図5には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図5(A)は、発光装置を示す斜視図、図5(B)は図5(A)をX−Yで切断した断面図である。図5において、基板951上には、電極952と電極956との間にはEL層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。 FIG. 5 illustrates a passive matrix light-emitting device which is one embodiment of the present invention. 5A is a perspective view of the light emitting device, and FIG. 5B is a cross-sectional view of FIG. 5A taken along the line X-Y. In FIG. 5, an EL layer 955 is provided between the electrode 952 and the electrode 956 over the substrate 951. The end of the electrode 952 is covered with an insulating layer 953. A partition layer 954 is provided over the insulating layer 953. The side walls of the partition layer 954 have a slope such that the distance between one side wall and the other side wall becomes narrower as the wall surface becomes closer to the substrate surface. That is, the cross section in the short side direction of the partition layer 954 has a trapezoidal shape, and the base (the side similar to the surface direction of the insulating layer 953 and the side in contact with the insulating layer 953) is the upper side (the surface of the insulating layer 953). It is oriented in the same direction as the direction and shorter than the side not in contact with the insulating layer 953). By providing the partition layer 954 in this manner, defects of the light-emitting element due to static electricity or the like can be prevented.
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子を、画素部に形成されたFETでそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。 The above-described light-emitting device can control a large number of minute light-emitting elements arranged in a matrix with the FETs formed in the pixel portion, and thus is preferably used as a display device for expressing an image. It is a light emitting device that can be used.
≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図6を参照しながら説明する。図6(B)は照明装置の上面図、図6(A)は図6(B)におけるe−f断面図である。
«Lighting device»
A lighting device which is an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 (B) is a top view of the lighting device, and FIG. 6 (A) is a cross-sectional view taken along the line e-f in FIG.
当該照明装置は、支持体である透光性を有する基板400上に、第1の電極401が形成されている。第1の電極401は図1(A)、(B)の第1の電極101に相当する。第1の電極401側から発光を取り出す場合、第1の電極401は透光性を有する材料により形成する。 In the lighting device, the first electrode 401 is formed over a light-transmitting substrate 400 which is a support. The first electrode 401 corresponds to the first electrode 101 in FIGS. 1A and 1B. In the case of extracting light emission from the first electrode 401 side, the first electrode 401 is formed of a light-transmitting material.
第2の電極404に電圧を供給するためのパッド412が基板400上に形成される。 A pad 412 for applying a voltage to the second electrode 404 is formed on the substrate 400.
第1の電極401上にはEL層403が形成されている。EL層403は図1(A)、(B)のEL層103又はEL層503などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。 An EL layer 403 is formed over the first electrode 401. The EL layer 403 corresponds to the EL layer 103 or the EL layer 503 in FIGS. 1A and 1B. In addition, please refer to the said description about these structures.
EL層403を覆って第2の電極404を形成する。第2の電極404は図1(A)の第2の電極102に相当する。発光を第1の電極401側から取り出す場合、第2の電極404は反射率の高い材料を含んで形成される。第2の電極404はパッド412と接続することによって、電圧が供給される。 The second electrode 404 is formed to cover the EL layer 403. The second electrode 404 corresponds to the second electrode 102 in FIG. In the case where light emission is extracted from the first electrode 401 side, the second electrode 404 is formed to include a material with high reflectance. The second electrode 404 is connected to the pad 412 to supply a voltage.
第1の電極401、EL層403及び第2の電極404によって発光素子が形成される。当該発光素子を、シール材405、406を用いて封止基板407を固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材405、406はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材406(図6(B)では図示せず)には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。 A light emitting element is formed by the first electrode 401, the EL layer 403, and the second electrode 404. The sealing substrate 407 is fixed and sealed using the sealants 405 and 406 to complete the lighting device. Either of the sealing materials 405 and 406 may be used. In addition, a desiccant can be mixed with the inner sealing material 406 (not shown in FIG. 6B), which can adsorb moisture, which leads to improvement in reliability.
また、パッド412と第1の電極401の一部をシール材405、406の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したICチップ420などを設けても良い。 In addition, the pad 412 and a part of the first electrode 401 can be extended outside the sealants 405 and 406 to be an external input terminal. In addition, an IC chip 420 or the like mounted with a converter or the like may be provided thereon.
≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
«Electronic equipment»
An example of an electronic device which is an embodiment of the present invention is described. As an electronic device, for example, a television device (also referred to as a television or a television receiver), a monitor for a computer, a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame, a mobile phone (also referred to as a mobile phone or a mobile phone device) And large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproduction devices, and pachinko machines. Specific examples of these electronic devices are shown below.
図7(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、表示部7103は、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。 FIG. 7A illustrates an example of a television set. In a television set, a display portion 7103 is incorporated in a housing 7101. Further, here, a structure in which the housing 7101 is supported by the stand 7105 is shown. Images can be displayed by the display portion 7103. The display portion 7103 is configured by arranging light emitting elements in a matrix.
テレビジョン装置の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。 The television set can be operated by an operation switch of the housing 7101 or a separate remote controller 7110. Channels and volume can be controlled with an operation key 7109 of the remote controller 7110, and an image displayed on the display portion 7103 can be manipulated. Further, the remote control 7110 may be provided with a display portion 7107 for displaying information output from the remote control 7110.
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。 Note that the television set is provided with a receiver, a modem, and the like. Receivers can receive general television broadcasts, and by connecting to a wired or wireless communication network via a modem, one-way (sender to receiver) or two-way (sender and receiver) It is also possible to perform information communication between receivers or between receivers.
図7(B1)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。なお、このコンピュータは、発光素子をマトリクス状に配列して表示部7203に用いることにより作製される。図7(B1)のコンピュータは、図7(B2)のような形態であっても良い。図7(B2)のコンピュータは、キーボード7204、ポインティングデバイス7206の代わりに第2の表示部7210が設けられている。第2の表示部7210はタッチパネル式となっており、第2の表示部7210に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第2の表示部7210は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部7203もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。 FIG. 7B1 illustrates a computer, which includes a main body 7201, a housing 7202, a display portion 7203, a keyboard 7204, an external connection port 7205, a pointing device 7206, and the like. Note that this computer is manufactured by arranging light emitting elements in a matrix and using them for the display portion 7203. The computer shown in FIG. 7 (B1) may have a form as shown in FIG. 7 (B2). The computer illustrated in FIG. 7B2 is provided with a second display portion 7210 instead of the keyboard 7204 and the pointing device 7206. The second display portion 7210 is a touch panel type, and an input can be performed by operating the display for input displayed on the second display portion 7210 with a finger or a dedicated pen. Further, the second display unit 7210 can display not only the input display but also other images. The display portion 7203 may also be a touch panel. By connecting the two screens with a hinge, it is possible to prevent the occurrence of troubles such as damage to the screen during storage and transportation.
図7(C)(D)は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯情報端末は、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部7402を有している。 FIGS. 7C and 7D show an example of a portable information terminal. The portable information terminal includes an operation button 7403, an external connection port 7404, a speaker 7405, a microphone 7406, and the like in addition to the display portion 7402 incorporated in a housing 7401. Note that the portable information terminal includes a display portion 7402 which is manufactured by arranging light emitting elements in a matrix.
図7(C)及び(D)に示す携帯情報端末は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。 The portable information terminals illustrated in FIGS. 7C and 7D can have a structure in which information can be input by touching the display portion 7402 with a finger or the like. In this case, operations such as making a call and creating an e-mail can be performed by touching the display portion 7402 with a finger or the like.
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。 The screen of the display portion 7402 mainly has three modes. The first is a display mode mainly for displaying an image, and the second is an input mode mainly for inputting information such as characters. The third is a display + input mode in which two modes of the display mode and the input mode are mixed.
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部7402の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。 For example, in the case of making a call or text messaging, the display portion 7402 may be in a text input mode mainly for text input, and text input operation can be performed on the screen. In this case, it is preferable to display a keyboard or a number button on most of the screen of the display portion 7402.
また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えることができる。 In addition, by providing a detection device having a sensor that detects inclination, such as a gyro or an acceleration sensor, inside the mobile phone, the orientation (longitudinal or horizontal) of the mobile phone is determined, and the screen display of the display portion 7402 is automatically performed. Can be switched.
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。 The screen mode is switched by touching the display portion 7402 or operating the operation button 7403 of the housing 7401. In addition, switching can be performed according to the type of image displayed on the display portion 7402. For example, the display mode is switched if the image signal displayed on the display unit is data of a moving image, and the input mode is switched if the data is text data.
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。 In the input mode, a signal detected by the light sensor of the display portion 7402 is detected, and when there is no input by a touch operation on the display portion 7402, the screen mode is switched from the input mode to the display mode. You may control.
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部7402に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。 The display portion 7402 can also function as an image sensor. For example, personal identification can be performed by touching the display portion 7402 with a palm or a finger and capturing a palm print, a fingerprint, or the like. In addition, when a backlight which emits near-infrared light or a sensing light source which emits near-infrared light is used for the display portion, an image of a finger vein, a palm vein, or the like can be taken.
なお、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the above electronic devices can be used in appropriate combination with the structures shown in this specification.
また、表示部に本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は発光効率が良好な発光素子とすることが可能であるため、消費電力の小さい電子機器を得ることができる。また、耐熱性の高い電子機器とすることが容易である。また、色純度の良好な発光素子であるため、表示品質の良好な電子機器を得ることが可能である。 Further, it is preferable to use a light-emitting element including the organometallic complex of one embodiment of the present invention in the display portion. Since the light-emitting element can be a light-emitting element with high light emission efficiency, an electronic device with low power consumption can be obtained. In addition, it is easy to obtain an electronic device with high heat resistance. In addition, since the light-emitting element has high color purity, electronic devices with high display quality can be obtained.
図8は、発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例である。図8に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライトユニット903、筐体904を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。バックライトユニット903には、発光素子が用いられおり、端子906により、電流が供給されている。 FIG. 8 shows an example of a liquid crystal display device in which a light emitting element is applied to a backlight. The liquid crystal display device illustrated in FIG. 8 includes a housing 901, a liquid crystal layer 902, a backlight unit 903, and a housing 904. The liquid crystal layer 902 is connected to a driver IC 905. A light emitting element is used for the backlight unit 903, and current is supplied from the terminal 906.
発光素子には本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、耐熱性に優れたバックライトを得られる。 It is preferable to use a light-emitting element including the organometallic complex of one embodiment of the present invention for the light-emitting element, and by applying the light-emitting element to a backlight of a liquid crystal display device, a backlight with reduced power consumption can be obtained. . In addition, a backlight having excellent heat resistance can be obtained.
図9は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図9に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002として発光素子を用いた照明装置が用いられている。 FIG. 9 is an example of a desk lamp which is an embodiment of the present invention. The desk lamp illustrated in FIG. 9 includes a housing 2001 and a light source 2002, and a lighting device using a light-emitting element as the light source 2002 is used.
図10は、室内の照明装置3001の例である。当該照明装置3001には本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を用いることが好ましい。 FIG. 10 shows an example of the indoor lighting device 3001. It is preferable to use a light-emitting element including the organometallic complex of one embodiment of the present invention for the lighting device 3001.
本発明の一態様である自動車を図11に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュボードに発光素子が搭載されている。表示領域5000乃至表示領域5005は発光素子を用いて設けられた表示領域である。本発明の一態様の有機金属錯体を用いることが好ましく、当該有機金属錯体を用いることによって消費電力の小さい発光素子とすることができる。また、これにより表示領域5000乃至表示領域5005は消費電力を抑えられるため、車載に好適である。また、当該有機金属錯体は耐熱性が良好であり、表示領域5000乃至表示領域5005の耐熱性も向上させることが可能であるため、車載に好適である。 An automobile according to one aspect of the present invention is shown in FIG. The car has a light emitting element mounted on a windshield or a dashboard. The display area 5000 to the display area 5005 are display areas provided using light-emitting elements. The organometallic complex of one embodiment of the present invention is preferably used, and by using the organometallic complex, a light-emitting element with low power consumption can be obtained. Further, the display area 5000 to the display area 5005 can reduce power consumption, which is suitable for on-vehicle use. In addition, since the organometallic complex has high heat resistance and can also improve the heat resistance of the display region 5000 to the display region 5005, the organometallic complex is suitable for use in vehicles.
表示領域5000と表示領域5001は、自動車のフロントガラスに設けられた、発光素子を用いる表示装置である。この発光素子を、第1の電極と第2の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。 A display area 5000 and a display area 5001 are display devices using light emitting elements provided on a windshield of a car. By manufacturing the light-emitting element using the light-transmitting electrode as the first electrode and the second electrode, a display device in a so-called see-through state can be obtained in which the opposite side can be seen through. If it is a see-through display, even if it is installed on the windshield of a car, it can be installed without obstructing the view. Note that in the case where a transistor or the like for driving is provided, a light-transmitting transistor such as an organic transistor made of an organic semiconductor material or a transistor using an oxide semiconductor is preferably used.
表示領域5002はピラー部分に設けられた発光素子を用いる表示装置である。表示領域5002には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域5003は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。 A display region 5002 is a display device using a light emitting element provided in a pillar portion. By projecting an image from the imaging means provided in the vehicle body in the display area 5002, the view blocked by the pillar can be complemented. Also, similarly, the display area 5003 provided in the dashboard part compensates for the blind spot and improves the safety by projecting the image from the imaging means provided outside the car, as the view blocked by the vehicle body. Can. By projecting the image so as to complement the invisible part, it is possible to check the safety more naturally and without discomfort.
表示領域5004や表示領域5005はナビゲーション情報、速度計や回転数、走行距離、給油量、ギア状態、空調の設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域5000乃至表示領域5003にも設けることができる。また、表示領域5000乃至表示領域5005は照明装置として用いることも可能である。 The display area 5004 and the display area 5005 can provide various other information such as navigation information, speedometer, number of revolutions, traveling distance, oil supply amount, gear state, setting of air conditioning, and the like. The display items can be changed as appropriate in accordance with the preference of the user. These pieces of information can also be provided in the display area 5000 to the display area 5003. The display region 5000 to the display region 5005 can also be used as lighting devices.
図12(A)及び図12(B)は2つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図12(A)は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部9631b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切り替えスイッチ9036、留め具9033、操作スイッチ9038、を有する。なお、当該タブレット端末は、本発明の一態様の有機金属錯体を含む発光素子を備えた発光装置を表示部9631a、表示部9631bの一方又は両方に用いることにより作製される。 12A and 12B illustrate an example of a foldable tablet terminal. FIG. 12A shows an open state, and the tablet terminal includes a housing 9630, a display portion 9631a, a display portion 9631b, a display mode switching switch 9034, a power switch 9035, a power saving mode switching switch 9036, and a fastener 9033. , And an operation switch 9038. Note that the tablet terminal is manufactured using the light-emitting device including the light-emitting element including the organometallic complex of one embodiment of the present invention for one or both of the display portion 9631 a and the display portion 9631 b.
表示部9631aは、一部をタッチパネル領域9632aとすることができ、表示された操作キー9637にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部9631aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部9631aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9631aの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表示画面として用いることができる。 A portion of the display portion 9631 a can be a touch panel area 9632 a, and data can be input by touching the displayed operation key 9637. Note that in the display portion 9631 a, as an example, a structure in which a half area has a display only function and the other half area has a structure having a touch panel function is not limited thereto. The whole area of the display portion 9631 a may have a touch panel function. For example, the entire surface of the display portion 9631 a can be displayed as a keyboard button to be a touch panel, and the display portion 9631 b can be used as a display screen.
また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部をタッチパネル領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部9631bにキーボードボタンを表示することができる。 Further, in the display portion 9631 b, as in the display portion 9631 a, part of the display portion 9631 b can be used as the touch panel area 9632 b. In addition, the keyboard button can be displayed on the display portion 9631 b by touching the position where the keyboard display switching button 9639 on the touch panel is displayed with a finger, a stylus, or the like.
また、タッチパネル領域9632aとタッチパネル領域9632bに対して同時にタッチ入力することもできる。 Further, touch input can be performed simultaneously on the touch panel area 9632 a and the touch panel area 9632 b.
また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。 Further, the display mode switching switch 9034 can switch the display orientation such as vertical display or horizontal display, and can select switching between black and white display and color display. The power saving mode switching switch 9036 can optimize the display brightness in accordance with the amount of external light at the time of use detected by the light sensor incorporated in the tablet type terminal. The tablet type terminal may incorporate not only an optical sensor but also other detection devices such as a sensor for detecting inclination of a gyro, an acceleration sensor or the like.
また、図12(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。 12A shows an example in which the display areas of the display portion 9631 b and the display portion 9631 a are the same, but is not particularly limited, one size may be different from the other size, and the display quality is also shown. It may be different. For example, a display panel in which one can perform higher definition display than the other may be used.
図12(B)は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体9630、太陽電池9633、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636を備える例を示す。なお、図12(B)では充放電制御回路9634の一例としてバッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有する構成について示している。 FIG. 12B shows a closed state, and the tablet terminal in this embodiment includes the housing 9630, a solar cell 9633, a charge and discharge control circuit 9634, a battery 9635, and a DCDC converter 9636. Note that FIG. 12B illustrates a structure including a battery 9635 and a DCDC converter 9636 as an example of the charge and discharge control circuit 9634.
なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態にすることができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。 Note that since the tablet terminal can be folded in half, the housing 9630 can be closed when not in use. Therefore, since the display portion 9631 a and the display portion 9631 b can be protected, it is possible to provide a tablet terminal which is excellent in durability and excellent in reliability even from the viewpoint of long-term use.
また、この他にも図12(A)及び図12(B)に示したタブレット型端末は、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することができる。 In addition to this, the tablet type terminal shown in FIGS. 12A and 12B has a function of displaying various information (still image, moving image, text image, etc.), a calendar, a date or time, etc. A function of displaying on the display portion, a touch input function of performing touch input operation or editing of information displayed on the display portion, a function of controlling processing by various software (programs), and the like can be provided.
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、筐体9630の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー9635の充電を行う構成とすることができるため好適である。 Electric power can be supplied to the touch panel, the display portion, the video signal processing portion, or the like by the solar battery 9633 mounted on the surface of the tablet terminal. Note that the solar battery 9633 is preferably provided on one surface or two surfaces of the housing 9630 because efficient charging of the battery 9635 can be performed.
また、図12(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図12(C)にブロック図を示し説明する。図12(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3、表示部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図12(B)に示す充放電制御回路9634に対応する箇所となる。 The structure and operation of the charge and discharge control circuit 9634 illustrated in FIG. 12B will be described with reference to a block diagram in FIG. FIG. 12C illustrates a solar cell 9633, a battery 9635, a DCDC converter 9636, a converter 9638, switches SW1 to SW3, and a display portion 9631. The battery 9635, a DCDC converter 9636, a converter 9638, and switches SW1 to SW3 are illustrated. 12B corresponds to the charge / discharge control circuit 9634 shown in FIG.
まず外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようDCDCコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部9631の動作に太陽電池9633で充電された電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ9638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッテリー9635の充電を行う構成とすればよい。 First, an example of operation in the case where electric power is generated by the solar battery 9633 by external light will be described. The electric power generated by the solar cell is boosted or lowered by DCDC converter 9636 to a voltage for charging battery 9635. Then, when the power charged by the solar cell 9633 is used for the operation of the display portion 9631, the switch SW 1 is turned on, and the converter 9638 boosts or steps down the voltage necessary for the display portion 9631. In addition, when display on the display portion 9631 is not performed, the switch SW1 may be turned off, the switch SW2 may be turned on, and the battery 9635 may be charged.
なお、太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限定されず、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段によってバッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。無線(非接触)で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。 Although the solar cell 9633 is illustrated as an example of the power generation means, the power generation means is not particularly limited, and charging of the battery 9635 is performed by another power generation means such as a piezoelectric element (piezo element) or a thermoelectric conversion element (Peltier element). May be configured to A non-contact power transmission module that charges by transmitting and receiving power wirelessly (without contact) may be combined with another charging unit, or may not have a power generation unit.
なお、本発明の一態様の有機金属錯体は有機薄膜太陽電池に用いることができる。より具体的には、キャリア輸送性があるため、キャリア輸送層に用いることができる。また、光励起するため、発電層として用いることができる。 Note that the organometallic complex of one embodiment of the present invention can be used for an organic thin film solar cell. More specifically, since it has carrier transportability, it can be used for a carrier transport layer. Moreover, since it excites light, it can be used as a power generation layer.
また、上記表示部9631を具備していれば、図12に示した形状のタブレット型端末に限定されない。 Further, as long as the display portion 9631 is provided, the present invention is not limited to the tablet terminal having the shape shown in FIG.
本実施例では、ビス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}(2,4−ペンタンジオナト−κ2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)2(acac)])の合成方法について説明する。[Ir(iBudbfpm)2(acac)]の構造式を以下に示す。 In this example, bis {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzofuran-3-yl-κC} (2,4-pentanedionato-κ 2 O, O ') iridium A method of synthesizing (III) (abbreviation: [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)]) will be described. The structural formula of [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] is shown below.
<ステップ1;4−クロロ−6−(2−メチルプロピル)ピリミジンの合成>
まず、4,6−ジクロロピリミジン1.02g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)鉄(III)(略称:Fe(acac)3)0.14g、dry THF67mL、1−メチル−2−ピロリドン(略称:NMP)5.6mLを200mL三口フラスコに入れたのち、フラスコ内を窒素置換した。フラスコを氷冷後、イソブチルマグネシウムブロミド(略称:iBuMgBr)の1M THF溶液6.7mLを加え、室温で20時間半撹拌した。その後、1M塩酸を加え、酢酸エチルにて有機層を抽出した。得られた抽出液を、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液をろ過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ジクロロメタン:酢酸エチル=10:1(体積比)を展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物を得た(黄色油状物、収率65%)。ステップ1の合成スキームを下記(a−1)に示す。
Step 1: Synthesis of 4-chloro-6- (2-methylpropyl) pyrimidine
First, 1.02 g of 4,6-dichloropyrimidine, 0.14 g of tris (2,4-pentanedionato) iron (III) (abbreviation: Fe (acac) 3 ), 67 mL of dry THF, 1-methyl-2-pyrrolidone ( Abbreviation: After putting 5.6 mL of NMP) into a 200 mL three-necked flask, the inside of the flask was purged with nitrogen. After ice-cooling the flask, 6.7 mL of a 1 M THF solution of isobutyl magnesium bromide (abbreviation: iBuMgBr) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 20 and a half hours. Thereafter, 1 M hydrochloric acid was added, and the organic layer was extracted with ethyl acetate. The obtained extract was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated brine, and dried over magnesium sulfate. The dried solution was filtered. After evaporating the solvent of this solution, the obtained residue was purified by flash column chromatography using dichloromethane: ethyl acetate = 10: 1 (volume ratio) as a developing solvent to obtain the desired product (yellow oil , Yield 65%). The synthesis scheme of Step 1 is shown in the following (a-1).
<ステップ2;4−(ジベンゾフラン−2−イル)−6−(2−メチルプロピル)ピリミジン(略称:HiBudbfpm)の合成>
次に、上記ステップ1で得た4−クロロ−6−(2−メチルプロピル)ピリミジン1.49gとジベンゾフラン−2−イルボロン酸2.78g、炭酸ナトリウム1.39g、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(略称:Pd(PPh3)2Cl2)0.077g、水20mL、DMF20mLを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、内部をアルゴン置換した。この反応容器にマイクロ波(2.45GHz 100W)を2時間照射することで加熱した。その後この溶液に水を加え、ジクロロメタンにて有機層を抽出した。得られた有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液をろ過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ヘキサン:酢酸エチル=2:1(体積比)を展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピリミジン誘導体HiBudbfpmを得た(黄色油状物、収率98%)。なお、マイクロ波の照射はマイクロ波合成装置(CEM社製 Discover)を用いた。ステップ2の合成スキームを下記(b−1)に示す。
<Step 2; Synthesis of 4- (dibenzofuran-2-yl) -6- (2-methylpropyl) pyrimidine (abbreviation: HiBudbfpm)>
Next, 1.49 g of 4-chloro-6- (2-methylpropyl) pyrimidine obtained in Step 1 above and 2.78 g of dibenzofuran-2-ylboronic acid, 1.39 g of sodium carbonate, bis (triphenylphosphine) palladium ( II) 0.077 g of dichloride (abbreviation: Pd (PPh 3 ) 2 Cl 2 ), 20 mL of water, and 20 mL of DMF were placed in an eggplant flask equipped with a reflux condenser, and the inside was purged with argon. The reaction vessel was heated by irradiating with microwave (2.45 GHz 100 W) for 2 hours. Thereafter, water was added to the solution, and the organic layer was extracted with dichloromethane. The obtained organic layer was washed with water and saturated brine and dried over magnesium sulfate. The dried solution was filtered. After evaporating the solvent of this solution, the obtained residue was purified by flash column chromatography using hexane: ethyl acetate = 2: 1 (volume ratio) as a developing solvent to obtain the target pyrimidine derivative HiBudbfpm ( Yellow oil, yield 98%). Note that microwave irradiation was performed using a microwave synthesis apparatus (Discover, manufactured by CEM Corporation). The synthesis scheme of Step 2 is shown in (b-1) below.
<ステップ3; ジ−μ−クロロ−テトラキス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}ジイリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)2Cl]2)の合成>
次に、2−エトキシエタノール15mLと水5mL、上記ステップ2で得たHiBudbfpm1.17g、塩化イリジウム水和物(IrCl3・nH2O)(Heraeus社製)0.57gを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.45GHz 100W)を1時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣をメタノールで吸引ろ過、洗浄し、複核錯体[Ir(iBudbfpm)2Cl]2 を得た(緑褐色粉末、収率82%)。また、ステップ3の合成スキームを下記(c−1)に示す。
<Step 3; Di-μ-chloro-tetrakis {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzofuran-3-yl-κC} diiridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbfpm) )) 2 Cl] 2 ) synthesis>
Next, 15 mL of 2-ethoxyethanol, 5 mL of water, 1.17 g of HiBudbfpm obtained in the above step 2, and 0.57 g of iridium chloride hydrate (IrCl 3 .nH 2 O) (manufactured by Heraeus) were attached to a reflux tube. The flask was placed in an eggplant flask, and the inside of the flask was purged with argon. Thereafter, microwave (2.45 GHz 100 W) was irradiated for 1 hour to react. After distilling off the solvent, the obtained residue was suction-filtered and washed with methanol to obtain a dinuclear complex [Ir (iBudbfpm) 2 Cl] 2 (greenish brown powder, yield 82%). Moreover, the synthesis scheme of Step 3 is shown in the following (c-1).
<ステップ4; ビス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}(2,4−ペンタンジオナト−κ2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)2(acac)]の合成>
さらに、2−エトキシエタノール30mL、上記ステップ3で得た複核錯体[Ir(iBudbfpm)2Cl]21.03g、アセチルアセトン(略称:Hacac)0.18g、炭酸ナトリウム0.64gを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.45GHz 120W)を60分間照射することで加熱した。ここで更に、Hacac0.18gを加え、反応容器に、マイクロ波(2.45GHz 120W)を60分間照射することで加熱した。得られた混合物をメタノールで吸引ろ過し、水、メタノールで洗浄した。得られた固体をジクロロメタンに溶かし、セライト、アルミナ、セライトの順で積層した濾過補助剤を通して濾過した後、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、本発明の有機金属錯体[Ir(iBudbfpm)2(acac)]を黄橙色粉末として得た(収率26%)。得られた黄橙色粉末固体0.28gを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力2.7Pa、アルゴンガス流量5mL/min、加熱温度310℃の条件で行った。昇華精製後、目的物の黄橙色固体を収率71%で得た。ステップ4の合成スキームを下記(d−1)に示す。
<Step 4; Bis {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzofuran-3-yl-κC} (2,4-pentanedionato-κ 2 O, O ′) iridium III) (abbreviation: Synthesis of [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)]>
Furthermore, 30 mL of 2-ethoxyethanol, 1.03 g of the binuclear complex [Ir (iBudbfpm) 2 Cl] 2 obtained in step 3 above, 0.18 g of acetylacetone (abbreviation: Hacac) and 0.64 g of sodium carbonate are attached to a reflux condenser. The flask was placed in an eggplant flask, and the inside of the flask was purged with argon. Then, it heated by irradiating a microwave (2.45 GHz 120 W) for 60 minutes. Here, 0.18 g of Hacac was further added, and the reaction vessel was heated by irradiating with microwave (2.45 GHz 120 W) for 60 minutes. The resulting mixture was suction filtered with methanol, washed with water and methanol. The obtained solid is dissolved in dichloromethane, filtered through a filter aid laminated in the order of celite, alumina and celite, and then recrystallized in a mixed solvent of dichloromethane and methanol to obtain the organometallic complex [Ir (i) of the present invention. iBudbfpm) 2 (acac)] was obtained as a yellow-orange powder (yield 26%). 0.28 g of the obtained yellow-orange powder solid was sublimated and purified by a train sublimation method. The sublimation purification was performed under the conditions of a pressure of 2.7 Pa, an argon gas flow rate of 5 mL / min, and a heating temperature of 310 ° C. After sublimation purification, the target yellow-orange solid was obtained in a yield of 71%. The synthesis scheme of Step 4 is shown in (d-1) below.
なお、上記ステップ4で得られた黄橙色粉末の核磁気共鳴分光法(1H−NMR)による分析結果を下記に示す。また、1H−NMRチャートを図13に示す。この結果より、本合成例1において、上述の構造式(100)で表される本発明の有機金属錯体[Ir(iBudbfpm)2(acac)]が得られたことがわかった。 Incidentally, showing the nuclear magnetic resonance spectroscopy yellowish orange powder obtained in Step 4 the analysis result by (1 H-NMR) is shown below. Moreover, a 1 H-NMR chart is shown in FIG. From this result, it was found that the organometallic complex [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] of the present invention represented by the above-mentioned structural formula (100) was obtained in this Synthesis Example 1.
1H−NMR.δ(CDCl3):1.14(t,12H),1.82(s,6H),2.35−2.40(m,2H),2.94(d,4H),5.32(s,1H),6.50(s,2H),7.22(t,2H),7.31(t,4H),7.76(s,2H),7.82(d,2H),8.27(s,2H),9.06(s,2H). 1 H-NMR. δ (CDCl 3 ): 1.14 (t, 12 H), 1.82 (s, 6 H), 2.35-2.40 (m, 2 H), 2.94 (d, 4 H), 5.32 ( s, 1H), 6.50 (s, 2H), 7.22 (t, 2H), 7.31 (t, 4H), 7.76 (s, 2H), 7.82 (d, 2H), 8.27 (s, 2H), 9.06 (s, 2H).
次に、[Ir(iBudbfpm)2(acac)]のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル(以下、単に「吸収スペクトル」という)及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定は、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、[Ir(iBudbfpm)2(acac)]のジクロロメタン溶液(0.082mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定は、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用い、脱気した[Ir(iBudbfpm)2(acac)]のジクロロメタン溶液(0.082mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルを図14に示す。なお、図14に示した吸収スペクトルは、測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。 Next, an ultraviolet-visible absorption spectrum (hereinafter simply referred to as “absorption spectrum”) and an emission spectrum of a dichloromethane solution of [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] were measured. For measurement of absorption spectrum, a dichloromethane solution (0.082 mmol / L) of [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] is placed in a quartz cell using an ultraviolet-visible spectrophotometer (V550 type manufactured by JASCO Corporation). The measurement was performed at room temperature. In addition, the measurement of the emission spectrum is carried out by using a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) and degassing a dichloromethane solution (0.082 mmol / L) of [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] in a quartz cell. The measurement was performed at room temperature. The obtained absorption spectrum and emission spectrum are shown in FIG. In addition, the absorption spectrum shown in FIG. 14 has shown the result which deducted the absorption spectrum which put only dichloromethane in the quartz cell and was measured from the measured absorption spectrum.
図14に示す通り、[Ir(iBudbfpm)2(acac)]のジクロロメタン溶液は469nm付近に吸収ピークが見られた。また、ジクロロメタン溶液の発光波長のピークは537nm付近であり、緑色の発光が観測された。 As shown in FIG. 14, the dichloromethane solution of [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] showed an absorption peak at around 469 nm. Further, the peak of the emission wavelength of the dichloromethane solution was around 537 nm, and green emission was observed.
次に、本実施例で得られた[Ir(iBudbfpm)2(acac)]を液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,略称:LC/MS分析)によって分析した。 Next, [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] obtained in this example was analyzed by liquid chromatography mass spectrometry (abbreviation: LC / MS analysis).
LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)分離をウォーターズ社製Acquity UPLCにより、MS分析(質量分析)をウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSにより行った。LC分離で用いたカラムはAcquity UPLC BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の[Ir(iBudbfpm)2(acac)]をクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は5.0μLとした。 LC / MS analysis was carried out by LC (liquid chromatography) separation by Acquity UPLC manufactured by Waters, and MS analysis (mass spectrometry) by Xevo G2 Tof MS manufactured by Waters. The column used for LC separation was Acquity UPLC BEH C8 (2.1 × 100 mm 1.7 μm), and the column temperature was 40 ° C. Mobile phase A was acetonitrile, and mobile phase B was 0.1% aqueous solution of formic acid. In addition, the sample was prepared by dissolving [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] of arbitrary concentration in chloroform and diluting with acetonitrile, and the injection volume was 5.0 μL.
LC分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始後0分から1分までが、移動相A:移動相B=60:40、その後組成を変化させ、10分における移動相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=95:5となるようにした。組成はリニアに変化させた。 For LC separation, a gradient method that changes the composition of the mobile phase is used, and from 0 minutes to 1 minute after the start of measurement, mobile phase A: mobile phase B = 60: 40, and then change the composition, mobile phase A at 10 minutes And the ratio of the mobile phase B to the mobile phase B was 95: 5. The composition was varied linearly.
MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ElectroSpray Ionization、略称:ESI)によるイオン化を行い、キャピラリー電圧は3.0kV、サンプルコーン電圧は30V、検出はポジティブモードで行った。なお、測定する質量範囲はm/z=100〜1200とした。 In MS analysis, ionization was performed by electrospray ionization (abbr .: ESI), capillary voltage was 3.0 kV, sample cone voltage was 30 V, and detection was performed in positive mode. The mass range to be measured was m / z 100 to 1200.
以上の条件で分離、イオン化されたm/z=895.28の成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンに衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は70eVとした。解離させたプロダクトイオンを飛行時間(TOF)型MSで検出した結果を図15に示す。 Under the above conditions, the separated and ionized components of m / z = 895.28 collide with argon gas in a collision cell to dissociate into product ions. The energy (collision energy) at the time of collision with argon was 70 eV. The results of detection of the dissociated product ions by time of flight (TOF) MS are shown in FIG.
図15の結果から、構造式(100)で表される本発明の一態様である有機金属錯体、[Ir(iBudbfpm)2(acac)]は、主としてm/z=795.23付近、m/z=750.17付近、m/z=487.05付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図15に示す結果は、[Ir(iBudbfpm)2(acac)]に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる[Ir(iBudbfpm)2(acac)]を同定する上での重要なデータであるといえる。 From the results in FIG. 15, the organometallic complex which is one embodiment of the present invention, which is represented by a structural formula (100), [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)] is mainly m / z = 795.23 and m / z It was found that product ions were detected around z = 750.17 and m / z = 487.05. Incidentally, the results shown in FIG. 15, the [Ir (iBudbfpm) 2 (acac )] Since shows the characteristic results from a, contained in the mixture [Ir (iBudbfpm) 2 (acac )] It can be said that it is important data for identification.
なお、m/z=795.23付近のプロダクトイオンは、構造式(100)の化合物におけるアセチルアセトンとプロトンが離脱した状態のカチオンであり、m/z=487.05付近のプロダクトイオンはその2価イオンと推定され、本発明の一態様である有機金属錯体の特徴の一つである。また、m/z=750.17付近のプロダクトイオンは、m/z=795.23付近のプロダクトイオン由来からのプロピル基の脱離と推定され、本発明の一態様である有機金属錯体[Ir(iBudbfpm)2(acac)]が、プロピル基を含んでいることを示唆するものである。 The product ion around m / z = 795.23 is a cation in the compound of structural formula (100) in which protons are separated from acetylacetone, and the product ion around m / z = 487.05 is divalent. It is presumed to be an ion, which is one of the features of the organometallic complex which is one embodiment of the present invention. In addition, the product ion in the vicinity of m / z = 750.17 is presumed to be the elimination of a propyl group derived from the product ion in the vicinity of m / z = 795.23. It is suggested that (iBudbfpm) 2 (acac)] contains a propyl group.
本実施例では、トリス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾチオフェン−3−イル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbtpm)3])の合成方法について説明する。[Ir(iBudbtpm)3]の構造式を以下に示す。 In this example, tris {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzothiophen-3-yl-κC} iridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbtpm) 3 ]) is used. The synthesis method will be described. The structural formula of [Ir (iBudbtpm) 3 ] is shown below.
<ステップ1;2−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ジベンゾチオフェンの合成>
まず、2−ブロモジベンゾチオフェン2.99g、ビス(ピナコレート)ジボロン3.08g、酢酸カリウム3.47g、dry DMSO55mLを200mL三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。フラスコ内を減圧下で撹拌することで脱気した後、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(略称:Pd(PPh3)2Cl2)0.77gを加え、90℃で20時間半加熱した。その後この溶液に水を加え、クロロホルムにて有機層を抽出した。得られた有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液をろ過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、トルエンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物を得た(淡黄色油状物、収率54%)。ステップ1の合成スキームを(a−2)に示す。
<Step 1: Synthesis of 2- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) dibenzothiophene>
First, 2.99 g of 2-bromodibenzothiophene, 3.08 g of bis (pinacolate) diboron, 3.47 g of potassium acetate, and 55 mL of dry DMSO were placed in a 200 mL three-necked flask, and the inside of the flask was purged with nitrogen. After degassing by stirring the inside of the flask under reduced pressure, 0.77 g of bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride (abbreviation: Pd (PPh 3 ) 2 Cl 2 ) is added, and the reaction is continued at 90 ° C. for 20 hours. Heated. Thereafter, water was added to the solution, and the organic layer was extracted with chloroform. The obtained organic layer was washed with water and saturated brine and dried over magnesium sulfate. The dried solution was filtered. After evaporating the solvent of this solution, the obtained residue was purified by silica gel column chromatography using toluene as a developing solvent to obtain the desired product (light yellow oil, yield 54%). The synthesis scheme of Step 1 is shown in (a-2).
<ステップ2;4−(ジベンゾチオフェン−2−イル)−6−(2−メチルプロピル)ピリミジン(略称:HiBudbtpm)の合成>
次に、上記ステップ1で得た2−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ジベンゾチオフェン1.86gと4−クロロ−6−(2−メチルプロピル)ピリミジン0.87g、1M酢酸カリウム水溶液7.6mL、1M炭酸ナトリウム水溶液7.6mL、アセトニトリル20mLを、還流管を付けた100mL丸底フラスコにいれ、フラスコ内をアルゴン置換した。この混合物にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(略称:Pd(PPh3)4)0.35gを加え、反応容器にマイクロ波(2.45GHz 100W)を2時間照射することで加熱した。この溶液に水を加え、ジクロロメタンにて有機層を抽出した。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液をろ過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ヘキサン:酢酸エチル=2:1(体積比)を展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピリミジン誘導体HiBudbtpmを得た(黄色油状物、収率92%)。なお、マイクロ波の照射はマイクロ波合成装置(CEM社製 Discover)を用いた。ステップ2の合成スキームを(b−2)に示す。
<Step 2; Synthesis of 4- (dibenzothiophen-2-yl) -6- (2-methylpropyl) pyrimidine (abbreviation: HiBudbtpm)>
Next, 1.86 g of 2- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) dibenzothiophene obtained in step 1 above and 4-chloro-6- (2- 0.87 g of methylpropyl) pyrimidine, 7.6 mL of 1 M aqueous potassium acetate solution, 7.6 mL of 1 M aqueous sodium carbonate solution, and 20 mL of acetonitrile were placed in a 100 mL round bottom flask equipped with a reflux condenser, and the inside of the flask was purged with argon. To this mixture, 0.35 g of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (abbreviation: Pd (PPh 3 ) 4 ) was added, and the reaction vessel was heated by being irradiated with a microwave (2.45 GHz 100 W) for 2 hours. Water was added to this solution, and the organic layer was extracted with dichloromethane. The obtained organic layer was washed with saturated brine and dried over magnesium sulfate. The dried solution was filtered. After evaporating the solvent of this solution, the obtained residue was purified by flash column chromatography using hexane: ethyl acetate = 2: 1 (volume ratio) as a developing solvent to obtain the target pyrimidine derivative HiBudbtpm ( Yellow oil, 92% yield). Note that microwave irradiation was performed using a microwave synthesis apparatus (Discover, manufactured by CEM Corporation). The synthesis scheme of Step 2 is shown in (b-2).
<ステップ3;ジ−μ−クロロ−テトラキス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾチオフェン−3−イル−κC}ジイリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbtpm)2Cl]2)の合成>
次に、2−エトキシエタノール15mLと水5mL、上記ステップ2で得たHiBudbtpm(0.83g、塩化イリジウム水和物(IrCl3・nH2O)(Heraeus社製)0.36gを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.45GHz 100W)を1時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣をメタノールで吸引ろ過、洗浄し、複核錯体[Ir(iBudbtpm)2Cl]2を得た(黄褐色粉末、収率85%)。また、ステップ3の合成スキームを下記(c−2)に示す。
<Step 3; Di-μ-chloro-tetrakis {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzothiophen-3-yl-κC} diiridium (III) (abbreviation: [Ir ( Synthesis of iBudbtpm) 2 Cl] 2 )>
Next, add 15 mL of 2-ethoxyethanol and 5 mL of water, 0.83 g of HiBudbtpm (0.83 g, iridium chloride hydrate (IrCl 3 · n H 2 O) (Heraeus)) obtained in Step 2 above, The flask was then purged with argon for 1 hour, and then the reaction mixture was irradiated with microwave (2.45 GHz 100 W) for 1 hour, the solvent was distilled off, and the resulting residue was suction-filtered with methanol. The compound was washed to obtain a binuclear complex [Ir (iBudbtpm) 2 Cl] 2 (yellow-brown powder, 85% yield), and the synthesis scheme of Step 3 is shown in (c-2) below.
<ステップ4; トリス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾチオフェン−3−イル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbtpm)3]の合成>
さらに、フェノール8g、上記ステップ3で得た複核錯体[Ir(iBudbtpm)2Cl]2 0.69g、HiBudbtpm0.64g、炭酸カリウム0.55gを、還流管を付けた200mL三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。その後、185℃で7時間半加熱し、反応させた。得られた混合物をメタノールで吸引ろ過し、水、メタノールで洗浄した。得られた固体を、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、[Ir(iBudbtpm)3]を黄色粉末として得た(収率43%)。ステップ4の合成スキームを(d−2)に示す。
<Step 4; Synthesis of tris {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzothiophen-3-yl-κC} iridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbtpm) 3 ]>
Furthermore, 8 g of phenol, 0.69 g of the binuclear complex [Ir (iBudbtpm) 2 Cl] 2 obtained in step 3 above, 0.64 g of HiBuddpm and 0.55 g of potassium carbonate are placed in a 200 mL three-necked flask equipped with a reflux condenser, Were replaced with nitrogen. Thereafter, the mixture was reacted by heating at 185 ° C. for 7 and a half hours. The resulting mixture was suction filtered with methanol, washed with water and methanol. The obtained solid was recrystallized with a mixed solvent of dichloromethane and methanol to obtain [Ir (iBudbtpm) 3 ] as a yellow powder (yield 43%). The synthesis scheme of Step 4 is shown in (d-2).
なお、上記ステップ4で得られた黄色粉末の核磁気共鳴分光法(1H−NMR)による分析結果を下記に示す。また、1H−NMRチャートを図16に示す。このことから、本合成例において、上述の構造式(200)で表される本発明の有機金属錯体[Ir(iBudbtpm)3]が得られたことがわかった。 Incidentally, showing nuclear magnetic resonance spectroscopy of the yellow powder obtained in Step 4 the analysis result by (1 H-NMR) is shown below. In addition, a 1 H-NMR chart is shown in FIG. From this, it was found that the organometallic complex [Ir (iBudbtpm) 3 ] of the present invention represented by the above-mentioned structural formula (200) was obtained in this synthesis example.
1H−NMR.δ(CD2Cl2):0.96(t,18H),2.13−2.18(m,3H),2.69(d,6H),7.23(s,3H),7.36(t,3H),7.41(t,3H),7.69(d,3H),7.87(s,3H),8.18(d,3H),8.28(s,3H),8.61(s,3H). 1 H-NMR. δ (CD 2 Cl 2 ): 0.96 (t, 18 H), 2.13-2.18 (m, 3 H), 2.69 (d, 6 H), 7.23 (s, 3 H), 7. 36 (t, 3 H), 7.41 (t, 3 H), 7.69 (d, 3 H), 7.87 (s, 3 H), 8. 18 (d, 3 H), 8. 28 (s, 3 H) ), 8.61 (s, 3H).
次に、[Ir(iBudbtpm)3]のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル(以下、単に「吸収スペクトル」という)及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.061mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用い、脱気したジクロロメタン溶液(0.061mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図17に示す。図17に示す吸収スペクトルは、測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。 Next, an ultraviolet-visible absorption spectrum (hereinafter simply referred to as “absorption spectrum”) and an emission spectrum of a dichloromethane solution of [Ir (iBudbtpm) 3 ] were measured. For measurement of the absorption spectrum, a dichloromethane solution (0.061 mmol / L) was put in a quartz cell using an ultraviolet-visible spectrophotometer (V550 type manufactured by JASCO Corporation), and the measurement was performed at room temperature. In addition, for measurement of the emission spectrum, the degassed dichloromethane solution (0.061 mmol / L) was put in a quartz cell using a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), and the measurement was performed at room temperature. The measurement results of the obtained absorption spectrum and emission spectrum are shown in FIG. The absorption spectrum shown in FIG. 17 shows the result of subtracting the absorption spectrum measured by putting only dichloromethane into the quartz cell from the measured absorption spectrum.
図17に示す通り、本発明の有機金属錯体[Ir(iBudbtpm)3]は、538nmに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは緑色の発光が観測された。 As shown in FIG. 17, the organometallic complex [Ir (iBudbtpm) 3 ] of the present invention has a light emission peak at 538 nm, and green light emission is observed from the dichloromethane solution.
次に、本実施例で得られた[Ir(iBudbtpm)3]を液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,略称:LC/MS分析)によって分析した。 Next, [Ir (iBudbtpm) 3 ] obtained in this example was analyzed by liquid chromatography mass spectrometry (abbreviation: LC / MS analysis).
LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)分離をウォーターズ社製Acquity UPLCにより、MS分析(質量分析)をウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSにより行った。LC分離で用いたカラムはAcquity UPLC BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の[Ir(iBudbtpm)3]をクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は5.0μLとした。 LC / MS analysis was carried out by LC (liquid chromatography) separation by Acquity UPLC manufactured by Waters, and MS analysis (mass spectrometry) by Xevo G2 Tof MS manufactured by Waters. The column used for LC separation was Acquity UPLC BEH C8 (2.1 × 100 mm 1.7 μm), and the column temperature was 40 ° C. Mobile phase A was acetonitrile, and mobile phase B was 0.1% aqueous solution of formic acid. The sample was prepared by dissolving [Ir (iBudbtpm) 3 ] of any concentration in chloroform and diluting with acetonitrile to make the injection volume 5.0 μL.
LC分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始後0分から1分までが、移動相A:移動相B=75:25、その後組成を変化させ、10分における移動相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=95:5となるようにした。組成はリニアに変化させた。 For LC separation, use a gradient method that changes the composition of the mobile phase, and from 0 minutes to 1 minute after the start of measurement, mobile phase A: mobile phase B = 75:25, and then change the composition. And the ratio of the mobile phase B to the mobile phase B was 95: 5. The composition was varied linearly.
MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ElectroSpray Ionization、略称:ESI)によるイオン化を行い、キャピラリー電圧は3.0kV、サンプルコーン電圧は30V、検出はポジティブモードで行った。なお、測定する質量範囲はm/z=100〜1300とした。 In MS analysis, ionization was performed by electrospray ionization (abbr .: ESI), capillary voltage was 3.0 kV, sample cone voltage was 30 V, and detection was performed in positive mode. The mass range to be measured was m / z 100 to 1300.
以上の条件で分離、イオン化されたm/z=1145.31の成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は70eVとした。解離させたプロダクトイオンを飛行時間(TOF)型MSで検出した結果を図18に示す。 Under the above conditions, the separated and ionized components of m / z = 1145.31 collide with argon gas in a collision cell to dissociate into product ions. The energy (collision energy) at the time of collision with argon was 70 eV. The results of detection of the dissociated product ions by time of flight (TOF) MS are shown in FIG.
図18の結果から、構造式(200)で表される本発明の一態様である有機金属錯体、[Ir(iBudbtpm)3]は、主としてm/z=825.17付近、m/z=507.05付近、m/z=319.13付近、m/z=276.07付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図18に示す結果は、[Ir(iBudbtpm)3]に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる[Ir(iBudbtpm)3]を同定する上での重要なデータであるといえる。 From the results in FIG. 18, the organometallic complex which is one embodiment of the present invention, which is represented by a structural formula (200), [Ir (iBudbtpm) 3 ] mainly has m / z = 825.17 and m / z = 507. It was found that product ions were detected around .05, m / z = 319.13 and m / z = 276.07. Incidentally, the results shown in FIG. 18, since shows the characteristic results from a [Ir (iBudbtpm) 3], important in identifying contained in the mixture [Ir (iBudbtpm) 3] Data.
なお、m/z=825.17付近のプロダクトイオンは、構造式(200)の化合物における配位子HiBudbtpmが一分子とプロトンが離脱した状態のカチオン由来であり、m/z=507.05付近のプロダクトイオンは、m/z=825.17付近のプロダクトイオンからのさらなる配位子HiBudbtpmが一分子離脱した状態のカチオン由来と推定され、本発明の一態様である有機金属錯体の特徴の一つである。また、m/z=319.13付近のプロダクトイオンは、配位子HiBudbtpmにプロトンが付加した状態のカチオンと推定される。また、m/z=275.06付近のプロダクトイオンは、m/z=319.13付近のプロダクトイオンからのプロピル基の脱離と推定され、本発明の一態様である有機金属錯体[Ir(iBudbtpm)3]が、プロピル基を含んでいることを示唆するものである。 The product ion in the vicinity of m / z = 825.17 is derived from the cation of the compound of the structural formula (200) in a state where one molecule and a proton are separated in the ligand HiBudbtpm, and m / z = around 50.05 The product ion is estimated to be derived from a cation in a state where one additional molecule HiBudbtpm from the product ion near m / z = 825.17 is separated, which is one of the features of the organometallic complex which is one embodiment of the present invention It is one. Also, the product ion in the vicinity of m / z = 319.13 is presumed to be a cation in a state in which a proton is added to the ligand HiBudbtpm. In addition, the product ion in the vicinity of m / z = 275.06 is presumed to be the removal of a propyl group from the product ion in the vicinity of m / z = 319.13, and the organometallic complex [Ir ( It is suggested that iBudbtpm) 3 ] contains a propyl group.
本実施例では、トリス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)3])の合成方法について説明する。[Ir(iBudbfpm)3]の構造式を以下に示す。 In this example, the synthesis of tris {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzofuran-3-yl-κC} iridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbfpm) 3 ]) The method will be described. The structural formula of [Ir (iBudbfpm) 3 ] is shown below.
<ステップ1;4−クロロ−6−(2−メチルプロピル)ピリミジンの合成>
合成例1のステップ1と同様に合成した。
Step 1: Synthesis of 4-chloro-6- (2-methylpropyl) pyrimidine
It synthesize | combined similarly to the step 1 of the synthesis example 1.
<ステップ2;4−(ジベンゾフラン−2−イル)−6−(2−メチルプロピル)ピリミジン(略称:HiBudbfpm)の合成>
合成例1のステップ2と同様に合成した。
<Step 2; Synthesis of 4- (dibenzofuran-2-yl) -6- (2-methylpropyl) pyrimidine (abbreviation: HiBudbfpm)>
It synthesize | combined similarly to the step 2 of the synthesis example 1.
<ステップ3; ジ−μ−クロロ−テトラキス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}ジイリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)2Cl]2)の合成>
合成例1のステップ3と同様に合成した。
<ステップ4;トリス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)3]の合成>
フェノール9g、[Ir(iBudbfpm)2Cl]2 1.28g、HiBudbfpm1.36g、炭酸カリウム1.13gを、還流管を付けた200mL三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。その後、195℃で7時間加熱し、反応させた。得られた混合物をメタノールで吸引ろ過し、水、メタノールで洗浄した。得られた固体を、ジクロロメタン:酢酸エチル=10:1(体積比)を展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、[Ir(iBudbfpm)3]を黄色粉末として得た(収率2%)。ステップ4の合成スキームを下記(d−1)に示す。
<Step 3; Di-μ-chloro-tetrakis {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzofuran-3-yl-κC} diiridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbfpm) )) 2 Cl] 2 ) synthesis>
It synthesize | combined similarly to the step 3 of the synthesis example 1.
<Step 4; Synthesis of tris {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] dibenzofuran-3-yl-κC} iridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbfpm) 3 ]>
9 g of phenol, 1.28 g of [Ir (iBudbfpm) 2 Cl] 2 , 1.36 g of HiBudbfpm, 1.13 g of potassium carbonate were placed in a 200 mL three-necked flask equipped with a reflux condenser, and the inside of the flask was purged with nitrogen. Then, it heated at 195 degreeC for 7 hours, and was made to react. The resulting mixture was suction filtered with methanol, washed with water and methanol. The obtained solid is purified by flash column chromatography using dichloromethane: ethyl acetate = 10: 1 (volume ratio) as a developing solvent, and recrystallized with a mixed solvent of dichloromethane and methanol to obtain [Ir (iBudbfpm) 3 ] was obtained as a yellow powder (yield 2%). The synthesis scheme of Step 4 is shown in (d-1) below.
なお、上記で得られた黄色粉末の核磁気共鳴分光法(1H−NMR)による分析結果を下記に示す。また、1H−NMRチャートを図19に示す。このことから、本合成例において、上述の構造式(300)で表される[Ir(iBudbfpm)3]が得られたことがわかった。 Incidentally, showing nuclear magnetic resonance spectroscopy of the yellow powder obtained above analysis result by (1 H-NMR) is shown below. In addition, a 1 H-NMR chart is shown in FIG. From this, it is understood that [Ir (iBudbfpm) 3 ] represented by the above-mentioned structural formula (300) was obtained in this synthesis example.
1H−NMR.δ(CD2Cl2):0.95(t,18H),2.11−2.17(m,3H),2.68(d,6H),6.88(s,3H),7.26−7.31(m,3H),7.33−7.34(s,6H),7.80(s,3H),7.93(d,3H),8.29(s,3H),8.46(s,3H). 1 H-NMR. δ (CD 2 Cl 2 ): 0.95 (t, 18 H), 2.11-2.17 (m, 3 H), 2.68 (d, 6 H), 6.88 (s, 3 H), 7. 26-7.31 (m, 3H), 7.33-7.34 (s, 6H), 7.80 (s, 3H), 7.93 (d, 3H), 8.29 (s, 3H) , 8.46 (s, 3H).
次に、[Ir(iBudbfpm)3]のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.027mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用い、脱気したジクロロメタン溶液(0.027mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図20に示す。図20に示す吸収スペクトルは、測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。 Next, the UV-visible absorption spectrum and the emission spectrum of a dichloromethane solution of [Ir (iBudbfpm) 3 ] were measured. For measurement of the absorption spectrum, a dichloromethane solution (0.027 mmol / L) was put in a quartz cell using a UV-visible spectrophotometer (V550 type manufactured by JASCO Corporation), and measurement was performed at room temperature. In addition, for measurement of the emission spectrum, the degassed dichloromethane solution (0.027 mmol / L) was put in a quartz cell using a fluorometer (FS920 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), and measurement was performed at room temperature. The measurement results of the obtained absorption spectrum and emission spectrum are shown in FIG. The absorption spectrum shown in FIG. 20 shows the result of subtracting the absorption spectrum measured by putting only dichloromethane into the quartz cell from the measured absorption spectrum.
図20に示す通り、[Ir(iBudbfpm)3]は、529nmに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは緑色の発光が観測された。 As shown in FIG. 20, [Ir (iBudbfpm) 3 ] has a light emission peak at 529 nm, and green light emission was observed from the dichloromethane solution.
次に、本実施例で得られた[Ir(iBudbfpm)3]を液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,略称:LC/MS分析)によって分析した。 Next, [Ir (iBudbfpm) 3 ] obtained in this example was analyzed by liquid chromatography mass spectrometry (abbreviation: LC / MS analysis).
LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)分離をウォーターズ社製Acquity UPLCにより、MS分析(質量分析)をウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSにより行った。LC分離で用いたカラムはAcquity UPLC BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の[Ir(iBudbfpm)3]をクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は5.0μLとした。 LC / MS analysis was carried out by LC (liquid chromatography) separation by Acquity UPLC manufactured by Waters, and MS analysis (mass spectrometry) by Xevo G2 Tof MS manufactured by Waters. The column used for LC separation was Acquity UPLC BEH C8 (2.1 × 100 mm 1.7 μm), and the column temperature was 40 ° C. Mobile phase A was acetonitrile, and mobile phase B was 0.1% aqueous solution of formic acid. In addition, the sample was prepared by dissolving [Ir (iBudbfpm) 3 ] of any concentration in chloroform and diluting with acetonitrile to make the injection volume 5.0 μL.
LC分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始後0分から1分までが、移動相A:移動相B=65:35、その後組成を変化させ、6分における移動相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=90:10、10分における比が移動相A:移動相B=95:5となるようにした。組成変化はリニアに変化させた。 For LC separation, a gradient method that changes the composition of the mobile phase is used, and from 0 minutes to 1 minute after the start of measurement, mobile phase A: mobile phase B = 65: 35, and then change the composition. The ratio of A to B was 90 to 10 for mobile phase A, and the mobile phase B was 95 for 5 minutes at 10 minutes. The composition change was changed linearly.
MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ElectroSpray Ionization、略称:ESI)によるイオン化を行い、キャピラリー電圧は3.0kV、サンプルコーン電圧は30V、検出はポジティブモードで行った。なお、測定する質量範囲はm/z=100〜1300とした。 In MS analysis, ionization was performed by electrospray ionization (abbr .: ESI), capillary voltage was 3.0 kV, sample cone voltage was 30 V, and detection was performed in positive mode. The mass range to be measured was m / z 100 to 1300.
以上の条件で分離、イオン化されたm/z=1097.37の成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は70eVとした。解離させたプロダクトイオンを飛行時間(TOF)型MSで検出した結果を図21に示す。 Under the above conditions, the separated and ionized components of m / z = 1097.37 collide with argon gas in a collision cell to dissociate them into product ions. The energy (collision energy) at the time of collision with argon was 70 eV. The results of detection of the dissociated product ions by time of flight (TOF) MS are shown in FIG.
図21の結果から、構造式(300)で表される本発明の一態様である有機金属錯体、[Ir(iBudbfpm)3]は、主としてm/z=793.22付近、m/z=489.07付近、m/z=303.15付近、m/z=295.09付近、m/z=260.09付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図21に示す結果は、[Ir(iBudbfpm)3]に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる[Ir(iBudbfpm)3]を同定する上での重要なデータであるといえる。 From the results in FIG. 21, the organometallic complex which is one embodiment of the present invention, which is represented by the structural formula (300), [Ir (iBudbfpm) 3 ] is mainly around m / z = 793.22, m / z = 489 It was found that product ions were detected around .07, m / z = 303.15, m / z = 295.09 and m / z = 260.09. Incidentally, the results shown in FIG. 21, since shows the characteristic results from a [Ir (iBudbfpm) 3], important in identifying contained in the mixture [Ir (iBudbfpm) 3] Data.
なお、m/z=793.22付近のプロダクトイオンは、構造式(300)の化合物における配位子HiBudbfpmが一分子とプロトンが離脱した状態のカチオン由来であり、m/z=489.07付近のプロダクトイオンはm/z=793.22付近のプロダクトイオンからのさらなる配位子HiBudbfpmが一分子離脱した状態のカチオン由来と推定され、本発明の一態様である有機金属錯体の特徴の一つである。また、m/z=303.15付近のプロダクトイオンは、配位子HiBudbfpmにプロトンが付加した状態のカチオンと推定される。また、m/z=260.09付近のプロダクトイオンは、m/z=303.15付近のプロダクトイオンからのプロピル基の脱離と推定され、本発明の一態様である有機金属錯体[Ir(iBudbfpm)3]が、プロピル基を含んでいることを示唆するものである。 The product ion in the vicinity of m / z = 793.22 is derived from the cation of the compound of the structural formula (300) in which one molecule and a proton are separated in the ligand HiBudbfpm, and the m / z is around 48.07. Product ion is estimated to be derived from a cation in a state where one additional molecule HiBedbbfpm from the product ion near m / z = 793.22 is separated, which is one of the features of the organometallic complex according to an aspect of the present invention It is. Also, the product ion near m / z = 303.15 is presumed to be a cation in a state in which a proton is added to the ligand HiBudbfpm. In addition, the product ion in the vicinity of m / z = 260.09 is estimated to be the removal of a propyl group from the product ion in the vicinity of m / z = 303.15, and the organometallic complex [Ir ( It is suggested that iBudbfpm 3 ] contains a propyl group.
本実施例では、本発明の一態様の発光素子(発光素子1)について説明する。発光素子1において用いた有機化合物の構造式を以下に示す。 In this example, a light-emitting element (light-emitting element 1) of one embodiment of the present invention will be described. Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 1 are shown below.
(発光素子1の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。ここで、第1の電極101は、発光素子の陽極として機能する電極である。
(Method for Manufacturing Light-Emitting Element 1)
First, indium tin oxide (ITSO) containing silicon oxide was deposited over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode 101. The film thickness was 110 nm, and the electrode area was 2 mm × 2 mm. Here, the first electrode 101 is an electrode which functions as an anode of the light-emitting element.
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。 Next, as pretreatment for forming a light-emitting element over the substrate, the substrate surface was washed with water and baked at 200 ° C. for 1 hour, and then UV ozone treatment was performed for 370 seconds.
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。 After that, the substrate is introduced into a vacuum deposition apparatus whose inside is depressurized to about 10 -4 Pa, and vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. It was cold.
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、第1の電極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、と酸化モリブデン(VI)を共蒸着することで、正孔注入層111を形成した。その膜厚は、20nmとし、DBT3P−IIと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=DBT3P−II:酸化モリブデン)となるように調節した。 Next, the substrate on which the first electrode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in a vacuum vapor deposition apparatus so that the surface on which the first electrode 101 is formed is downward, and it is about 10 −4 Pa After reducing the pressure down to 4,4 ′, 4 ′ ′-(benzene-1,3,5-triyl represented by the above structural formula (i) by vapor deposition using resistance heating on the first electrode 101 The hole injection layer 111 was formed by co-evaporation of tri) (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) and molybdenum (VI) oxide. The film thickness was 20 nm, and the weight ratio of DBT3P-II to molybdenum oxide was adjusted to be 4: 2 (= DBT3P-II: molybdenum oxide).
次に、正孔注入層111上に、上記構造式(ii)で表される4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)を20nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層112を形成した。 Next, a film of 20 nm of 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP) represented by the above structural formula (ii) is formed on the hole injection layer 111. The film was formed to have a thickness to form a hole transport layer 112.
さらに、正孔輸送層112上に、上記構造式(iii)で表される2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、上記構造式(iv)で表されるN−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)及び上記構造式(v)で表されるビス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}(2,4−ペンタンジオナト−κ2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)2(acac)])を、重量比0.8:0.2:0.05(=2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:[Ir(iBudbfpm)2(acac)])となるように40nm共蒸着し発光層113を形成した。 Furthermore, on the hole transporting layer 112, 2- [3 ′-(dibenzothiophen-4-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline represented by the above structural formula (iii) (abbreviation: 2mDBTBPDB q-II), N- (1,1'-biphenyl-4-yl) -9,9-dimethyl-N- [4- (9-phenyl-9H-carbazole-) represented by the above structural formula (iv) 3-yl) phenyl] -9H-fluoren-2-amine (abbreviation: PCBBiF) and bis {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] represented by the above structural formula (v) Dibenzofuran-3-yl-κC} (2,4-pentanedionato-κ 2 O, O ′) iridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)]) in a weight ratio of 0.8: 0.2: 0. A light emitting layer 113 was formed by co-evaporation to a thickness of 40 nm so as to be 05 (= 2 m DBTBP DB q-II: PCBBiF: [Ir (iBudbfpm) 2 (acac)]).
続いて、発光層113上に2mDBTBPDBq−IIを膜厚20nmとなるように成膜し、さらに、上記構造式(vi)で表されるバソフェナントロリン(略称:Bphen)を10nmとなるように成膜して電子輸送層114を形成した。 Subsequently, 2mDBTBPDBq-II is formed to have a thickness of 20 nm on the light emitting layer 113, and then, bathosophenanthroline (abbreviation: Bphen) represented by the above structural formula (vi) is formed to have a thickness of 10 nm. Thus, the electron transport layer 114 was formed.
電子輸送層114を形成したら、その後、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように蒸着し、電子注入層115を形成し、最後に、陰極として機能する第2の電極102として、アルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子1を作製した。 After the electron transporting layer 114 is formed, lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injecting layer 115. Finally, as a second electrode 102 which functions as a cathode, Aluminum was vapor-deposited to a film thickness of 200 nm to fabricate a light-emitting element 1 of this example.
発光素子1の素子構造をまとめた表を示す。 The table | surface which put together the element structure of the light emitting element 1 is shown.
発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。 Sealing the light-emitting element 1 with a glass substrate so that the light-emitting element is not exposed to the atmosphere in a glove box under a nitrogen atmosphere (a sealing material is applied around the element, and UV treatment is performed at 80.degree. After heat treatment was performed for 1 hour, measurement was performed on initial characteristics. The measurement was performed at room temperature (in the atmosphere kept at 25 ° C.).
発光素子1の輝度−電流効率特性を図22に、電圧−輝度特性を図23に、電圧−電流特性を図24に、発光スペクトルを図25に図示する。以上の結果より、発光素子1は良好な特性を示すことが分かった。 The luminance-current efficiency characteristics of the light-emitting element 1 are illustrated in FIG. 22, the voltage-luminance characteristics are illustrated in FIG. 23, the voltage-current characteristics are illustrated in FIG. 24, and the emission spectrum is illustrated in FIG. From the above results, it was found that Light-emitting Element 1 exhibited excellent characteristics.
本実施例では、本発明の一態様の発光素子(発光素子2及び発光素子3)について説明する。発光素子2及び発光素子3において用いた有機化合物の構造式を以下に示す。 In this example, the light-emitting element (the light-emitting element 2 and the light-emitting element 3) of one embodiment of the present invention will be described. Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 2 and the light-emitting element 3 are shown below.
(発光素子2の作製方法)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。ここで、第1の電極101は、発光素子の陽極として機能する電極である。
(Method for Manufacturing Light-Emitting Element 2)
First, indium tin oxide (ITSO) containing silicon oxide was deposited over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode 101. The film thickness was 110 nm, and the electrode area was 2 mm × 2 mm. Here, the first electrode 101 is an electrode which functions as an anode of the light-emitting element.
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。 Next, as pretreatment for forming a light-emitting element over the substrate, the substrate surface was washed with water and baked at 200 ° C. for 1 hour, and then UV ozone treatment was performed for 370 seconds.
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。 After that, the substrate is introduced into a vacuum deposition apparatus whose inside is depressurized to about 10 -4 Pa, and vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. It was cold.
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、第1の電極101が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、と酸化モリブデン(VI)を共蒸着することで、正孔注入層111を形成した。その膜厚は、20nmとし、DBT3P−IIと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=DBT3P−II:酸化モリブデン)となるように調節した。 Next, the substrate on which the first electrode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in a vacuum vapor deposition apparatus so that the surface on which the first electrode 101 is formed is downward, and it is about 10 −4 Pa After reducing the pressure down to 4,4 ′, 4 ′ ′-(benzene-1,3,5-triyl represented by the above structural formula (i) by vapor deposition using resistance heating on the first electrode 101 The hole injection layer 111 was formed by co-evaporation of tri) (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) and molybdenum (VI) oxide. The film thickness was 20 nm, and the weight ratio of DBT3P-II to molybdenum oxide was adjusted to be 4: 2 (= DBT3P-II: molybdenum oxide).
次に、正孔注入層111上に、上記構造式(ii)で表される4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)を20nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層112を形成した。 Next, a film of 20 nm of 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP) represented by the above structural formula (ii) is formed on the hole injection layer 111. The film was formed to have a thickness to form a hole transport layer 112.
さらに、正孔輸送層112上に、上記構造式(iii)で表される2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、上記構造式(iv)で表されるN−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)及び
上記構造式(vii)で表されるトリス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾチオフェン−3−イル−κC}イリジウム(III(略称:[Ir(iBudbtpm)3])を、重量比0.8:0.2:0.05(=2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:[Ir(iBudbtpm)3])となるように40nm共蒸着し発光層113を形成した。
Furthermore, on the hole transporting layer 112, 2- [3 ′-(dibenzothiophen-4-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline represented by the above structural formula (iii) (abbreviation: 2mDBTBPDB q-II), N- (1,1'-biphenyl-4-yl) -9,9-dimethyl-N- [4- (9-phenyl-9H-carbazole-) represented by the above structural formula (iv) 3-yl) phenyl] -9H-fluoren-2-amine (abbreviation: PCBBiF) and tris {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN3] represented by the above structural formula (vii) dibenzothiophene-3-yl-KC} iridium (III (abbreviation: [Ir (iBudbtpm) 3] a) a weight ratio of 0.8: 0.2: 0.05 (= 2mDBTBPDBq -II: PCBB F: it was formed [Ir (iBudbtpm) 3]) and the light-emitting layer 113 was deposited 40nm co so.
続いて、発光層113上に2mDBTBPDBq−IIを膜厚20nmとなるように成膜し、さらに、上記構造式(vi)で表されるバソフェナントロリン(略称:Bphen)を10nmとなるように成膜して電子輸送層114を形成した。 Subsequently, 2mDBTBPDBq-II is formed to have a thickness of 20 nm on the light emitting layer 113, and then, bathosophenanthroline (abbreviation: Bphen) represented by the above structural formula (vi) is formed to have a thickness of 10 nm. Thus, the electron transport layer 114 was formed.
電子輸送層114を形成したら、その後、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように蒸着し、電子注入層115を形成し、最後に、陰極として機能する第2の電極102として、アルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子1を作製した。 After the electron transporting layer 114 is formed, lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an electron injecting layer 115. Finally, as a second electrode 102 which functions as a cathode, Aluminum was vapor-deposited to a film thickness of 200 nm to fabricate a light-emitting element 1 of this example.
(発光素子3の作製方法)
発光素子3は、発光素子2にの発光層における[Ir(iBudbtpm)3]を上記構造式(v)で表されるトリス{2−[6−(2−メチルプロピル)−4−ピリミジニル−κN3]ジベンゾフラン−3−イル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(iBudbfpm)3])に換えた他は発光素子2と同様に作製した。
(Method of Manufacturing Light-Emitting Element 3)
The light-emitting element 3 has tris {2- [6- (2-methylpropyl) -4-pyrimidinyl-κN 3 represented by the above structural formula (v) in [Ir (iBudbtpm) 3 ] in the light emitting layer of the light emitting element 2 Except that it was changed to dibenzofuran-3-yl- イ リ ジ ウ ム C iridium (III) (abbreviation: [Ir (iBudbfpm) 3 ]), it was manufactured similarly to the light emitting element 2.
発光素子2及び発光素子3の素子構造をまとめた表を示す。 The table | surface which put together the element structure of the light emitting element 2 and the light emitting element 3 is shown.
発光素子2及び発光素子3を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。 An operation of sealing the light emitting element 2 and the light emitting element 3 with a glass substrate so that the light emitting element is not exposed to the atmosphere in a glove box under a nitrogen atmosphere (a sealing material is applied around the element, UV treatment at the time of sealing, After heat treatment at 80 ° C. for 1 hour, measurement of initial characteristics was performed. The measurement was performed at room temperature (in the atmosphere kept at 25 ° C.).
発光素子2及び発光素子3の輝度−電流効率特性を図26に、電圧−輝度特性を図27に、電圧−電流特性を図28に、発光スペクトルを図29に図示する。以上の結果より、発光素子2及び発光素子3は良好な特性を示すことが分かった。 The luminance-current efficiency characteristics of the light-emitting elements 2 and 3 are shown in FIG. 26, the voltage-luminance characteristics are shown in FIG. 27, the voltage-current characteristics are shown in FIG. 28, and the emission spectrum is shown in FIG. From the above results, it was found that Light-emitting Element 2 and Light-emitting Element 3 exhibited favorable characteristics.
101 第1の電極
102 第2の電極
103 EL層
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 発光層
114 電子輸送層
115 電子注入層
400 基板
401 第1の電極
403 EL層
404 第2の電極
405 シール材
406 シール材
407 封止基板
412 パッド
420 ICチップ
501 第1の電極
502 第2の電極
503 EL層
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 駆動回路部(ソース線駆動回路)
602 画素部
603 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用FET
612 電流制御用FET
613 第1の電極
614 絶縁物
616 EL層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型FET
624 pチャネル型FET
901 筐体
902 液晶層
903 バックライトユニット
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 EL層
956 電極
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 第1の層間絶縁膜
1021 第2の層間絶縁膜
1022 電極
1024W 発光素子の第1の電極
1024R 発光素子の第1の電極
1024G 発光素子の第1の電極
1024B 発光素子の第1の電極
1025 隔壁
1028 EL層
1029 発光素子の第2の電極
1031 封止基板
1032 シール材
1033 透明な基材
1034R 赤色の着色層
1034G 緑色の着色層
1034B 青色の着色層
1035 黒色層(ブラックマトリックス)
1037 第3の層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
2001 筐体
2002 光源
3001 照明装置
5000 表示領域
5001 表示領域
5002 表示領域
5003 表示領域
5004 表示領域
5005 表示領域
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7210 第2の表示部
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
9033 留め具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a タッチパネル領域
9632b タッチパネル領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン
101 First electrode 102 Second electrode 103 EL layer 111 Hole injection layer 112 Hole transport layer 113 Light emitting layer 114 Electron transport layer 115 Electron injection layer 400 Substrate 401 First electrode 403 EL layer 404 Second electrode 405 Sealing material 406 Sealing material 407 Sealing substrate 412 Pad 420 IC chip 501 First electrode 502 Second electrode 503 EL layer 511 First light emitting unit 512 Second light emitting unit 513 Charge generation layer 601 Driving circuit portion (source line Drive circuit)
602 pixel portion 603 driver circuit portion (gate line driver circuit)
604 sealing substrate 605 sealing material 607 space 608 wiring 609 FPC (flexible printed circuit)
610 element substrate 611 FET for switching
612 FET for current control
613 first electrode 614 insulator 616 EL layer 617 second electrode 618 light emitting element 623 n channel type FET
624 p-channel FET
901 housing 902 liquid crystal layer 903 backlight unit 904 housing 905 driver IC
906 terminal 951 substrate 952 electrode 953 insulating layer 954 partition layer 955 EL layer 956 electrode 1001 substrate 1002 base insulating film 1003 gate insulating film 1006 gate electrode 1007 gate electrode 1008 gate electrode 1020 first interlayer insulating film 1021 second interlayer insulating film 1022 electrode 1024 W first electrode of light emitting element 1024 R first electrode of light emitting element 1024 G first electrode of light emitting element 1024 B first electrode of light emitting element 1025 partition wall 1028 EL layer 1029 second electrode of light emitting element 1031 sealing Substrate 1032 Sealing material 1033 Transparent base 1034R Red colored layer 1034G Green colored layer 1034B Blue colored layer 1035 Black layer (black matrix)
1037 third interlayer insulating film 1040 pixel portion 1041 drive circuit portion 1042 peripheral portion 2001 housing 2002 light source 3001 lighting device 5000 display area 5001 display area 5002 display area 5003 display area 5004 display area 5005 display area 7101 housing 7103 display area 7105 Stand 7107 Display unit 7109 Operation key 7110 Remote controller 7201 Main unit 7202 Case 7203 Display unit 7204 Keyboard 7205 External connection port 7206 Pointing device 7210 Second display unit 7401 Case 7402 Display unit 7403 Operation button 7404 External connection port 7405 Speaker 7406 Microphone 9033 Fastener 9034 Switch 9035 Power switch 9036 Switch 9038 Operation switch 9630 Case 9631 Display 96 1a display unit 9631b display unit 9632a touch region 9632b panel region 9633 a solar cell 9634 charge and discharge control circuit 9635 battery 9636 DCDC converter 9637 operating keys 9638 Converter 9639 button
Claims (18)
前記ピリミジン環の4位に、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有し、
前記ピリミジン環の3位の窒素は、金属に配位し、
前記ジベンゾチオフェン骨格又は前記ジベンゾフラン骨格は、前記金属と結合していることを特徴とする有機金属錯体を発光中心とすることを特徴とする発光素子。 An organometallic complex having a pyrimidine ring,
It has a dibenzothiophene skeleton or a dibenzofuran skeleton at the 4-position of the pyrimidine ring,
The nitrogen at position 3 of the pyrimidine ring coordinates to a metal,
A light emitting device having an organometallic complex, which is characterized in that the dibenzothiophene skeleton or the dibenzofuran skeleton is bonded to the metal, as a light emission center.
前記金属が第9族元素または第10族元素であることを特徴とする発光素子。 In claim 1,
The light-emitting element, wherein the metal is a group 9 element or a group 10 element.
前記金属がイリジウムであることを特徴とする発光素子。 In claim 1 or claim 2,
The light-emitting element, wherein the metal is iridium.
(式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。) An organometallic complex including a structure represented by General Formula (G0-1).
(Wherein, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) And M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element, and X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
(式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表す。また、nは、Mが第9族元素の時は3であり、第10族元素の時は2である。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。) An organometallic complex represented by a general formula (G0-2).
(Wherein, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element, n represents 3 when M is a Group 9 element, and n represents a group 10 element And X represents an oxygen atom or a sulfur atom.)
(式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Mは、第9族元素又は第10族元素の金属を表し、mは、Mが第9族元素の時は2であり、第10族元素の時は1である。また、Lはモノアニオン性の配位子を表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。) An organometallic complex represented by a general formula (G0-3).
(Wherein, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) M represents a metal of a Group 9 element or a Group 10 element, m is 2 when M is a Group 9 element, and 1 when M is a Group 10 element. And L represents a monoanionic ligand, and X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
前記モノアニオアン性の配位子は、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、フェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、2つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子、又は金属−炭素結合を形成する炭素原子が配位したN原子を含み5又は6員メタラサイクルを形成するモノアニオン性の配位子のいずれかである有機金属錯体。 In claim 6,
The monoanionic ligand is a monoanionic bidentate chelating ligand having a beta diketone structure, a monoanionic bidentate chelating ligand having a carboxyl group, a monoanionic difunctional one having a phenolic hydroxyl group. 5 or 6 member containing N atom coordinated by a carbon atom that forms a metal - carbon bond, or a monoanionic bidentate chelate ligand in which both coordination elements are nitrogen An organometallic complex which is any of monoanionic ligands forming a metallacycle.
前記モノアニオン性の配位子が、一般式(L1)乃至(L7)のいずれか一である有機金属錯体。
(式中、R71乃至R109は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキルチオ基を表す。また、A1乃至A3は、それぞれ独立に、窒素、水素と結合するsp2混成炭素、または置換基Rと結合するsp2炭素を表し、前記置換基Rは炭素数1乃至6のアルキル基、ハロゲン基、炭素数1乃至6のハロアルキル基、またはフェニル基を表す。) In claim 6 or claim 7,
An organometallic complex in which the monoanionic ligand is any one of formulas (L1) to (L7).
(Wherein, R 71 to R 109 each independently represent hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group, a vinyl group, or a substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms Or a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, and each of A 1 to A 3 independently represents a bond to nitrogen or hydrogen. sp 2 hybridized represent carbon, or a sp 2 carbon bonded to a substituent R is the substituent R represents an alkyl group, a halogen group, a haloalkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group, having 1 to 6 carbon atoms .)
(式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。) An organometallic complex represented by General Formula (G1-1).
(Wherein, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) And X represents an oxygen atom or a sulfur atom.)
(式中、R1は水素、炭素数1乃至6のアルキル基又は置換若しくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、R2乃至R9は、水素又は炭素数1乃至6のアルキル基のいずれかを表す。また、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。) An organometallic complex represented by General Formula (G1-2).
(Wherein, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenyl group. R 2 to R 9 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) And X represents an oxygen atom or a sulfur atom.)
トランジスタ、または、基板と、
を有する発光装置。 A light emitting element according to any one of claims 1 to 3 or 15;
A transistor or a substrate,
A light emitting device having
センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、
を有する電子機器。 A light emitting device according to claim 16;
Sensor, operation button, speaker or microphone,
Electronic equipment having.
筐体と、
を有する照明装置。 A light emitting device according to claim 16;
And
A lighting device having
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