專(zhuān)利名稱(chēng)：有機(jī)金屬配合物及應(yīng)用上述有機(jī)金屬配合物的電致發(fā)光元件和應(yīng)用上述電致發(fā)光元件的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能把三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)光的化合物。本發(fā)明還涉及具有陽(yáng)極、陰極和包含通過(guò)施加電場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)發(fā)光的有機(jī)化合物的層(下面稱(chēng)為“電致發(fā)光層”)，而且上述電致發(fā)光層包含能把三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)光的化合物的電致發(fā)光元件，以及應(yīng)用上述電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)化合物(有機(jī)分子)一吸收光，就變成具有能量的狀態(tài)(激發(fā)狀態(tài))。通過(guò)經(jīng)過(guò)這種激發(fā)狀態(tài)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生種種的反應(yīng)(光化學(xué)反應(yīng))或有時(shí)會(huì)發(fā)光，可以應(yīng)用于各種用途。尤其，作為發(fā)光化合物的應(yīng)用領(lǐng)域，可舉電致發(fā)光元件(通過(guò)施加電場(chǎng)而發(fā)光的元件)為例。
把有機(jī)化合物作為發(fā)光體使用時(shí)，電致發(fā)光元件的發(fā)光機(jī)理是載流子注入型。即，通過(guò)在電極間夾持電致發(fā)光層而施加電壓，從陰極注入的電子及從陽(yáng)極注入的空穴在電致發(fā)光層中復(fù)合，形成激發(fā)狀態(tài)的分子(下面稱(chēng)為“分子激子”)，該分子激子返回基態(tài)時(shí)放出能量而發(fā)光。
這種電致發(fā)光元件，通常，電致發(fā)光層是由小于1μm的薄膜形成的。而且，由于這樣的電致發(fā)光元件是電致發(fā)光層本身放出光的自發(fā)光型元件，所以不需要用于目前液晶顯示器那樣的背光照明。因此能夠制造得極其薄而輕，這是一大優(yōu)點(diǎn)。
另外，例如在100～200nm左右的電致發(fā)光層中，考慮到電致發(fā)光層的載流移動(dòng)度，從載流子注入到復(fù)合的時(shí)間是數(shù)十納秒左右，即使從載流子復(fù)合到發(fā)光的過(guò)程也包括在內(nèi)，也僅用微秒水平即達(dá)到發(fā)光。因此，響應(yīng)速度非?？?，也是優(yōu)點(diǎn)之一。
進(jìn)而，因?yàn)檫@樣的電致發(fā)光元件是載流子注入型的發(fā)光元件，所以能用直流電壓驅(qū)動(dòng)，不容易產(chǎn)生噪聲。關(guān)于驅(qū)動(dòng)電壓，首先要使電致發(fā)光層為厚度100nm左右的均勻超薄膜，還要選擇對(duì)于電致發(fā)光層，載流子注入阻礙小的電極材料，進(jìn)一步通過(guò)引入異質(zhì)結(jié)構(gòu)(二層結(jié)構(gòu))，使其在5.5V的條件下達(dá)到100cd/m2的充分亮度(例如參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
(非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)C.W.Tang和S.A.VanSlyke，“Organic electroluminescentdiodes”，Applied Physics Letters，第51卷，No.12，913-915(1987)。
由于有這種薄而輕、快速響應(yīng)性、直流低電壓驅(qū)動(dòng)等特性，所以電致發(fā)光元件，作為下一代平板顯示器引起注目。而且，由于是自發(fā)光型的，視場(chǎng)角廣，所以視覺(jué)辨識(shí)性也比較良好，認(rèn)為用作便攜儀器顯示畫(huà)面的元件是有用的。
可是，在這樣的電致發(fā)光元件中所見(jiàn)到的發(fā)光，是分子激子返回基態(tài)時(shí)的發(fā)光現(xiàn)象。這時(shí)，有機(jī)化合物形成的分子激子的種類(lèi)，可以是單重態(tài)激發(fā)狀態(tài)(S*)和三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)(T*)。另外，還認(rèn)為電致發(fā)光元件中它們的統(tǒng)計(jì)生成比率為S*∶T*＝1∶3(例如非專(zhuān)利文獻(xiàn)2)(非專(zhuān)利文獻(xiàn)2)筒井哲夫、“應(yīng)用物理學(xué)會(huì)有機(jī)分子·生物電子學(xué)分科會(huì)·第3次講習(xí)會(huì)講義”，第31-37頁(yè)(1993)。
但是，普通的有機(jī)化合物在室溫下觀(guān)測(cè)不到來(lái)自三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)的發(fā)光(磷光)，通常只能觀(guān)測(cè)到來(lái)自單重態(tài)激發(fā)狀態(tài)的發(fā)光(熒光)。由于有機(jī)化合物的基態(tài)通常是單線(xiàn)態(tài)(S0)，所以T*(S0躍遷(磷光過(guò)程))成為強(qiáng)度禁戒躍遷，S*(S0躍遷(熒光過(guò)程))成為容許躍遷。即，通常只有單重態(tài)激發(fā)狀態(tài)對(duì)發(fā)光有用。
因此，根據(jù)S*∶T*＝1∶3，電致發(fā)光元件中內(nèi)量子效率(相對(duì)于注入的載流子而產(chǎn)生的光子的比例)的理論極限為25％。
另外，產(chǎn)生的光并不是全部向外部釋放，一部分光由于電致發(fā)光元件的構(gòu)成材料(電致發(fā)光層材料、電極材料)或襯底材料固有的折射率的原因而不能提取出來(lái)。發(fā)生的光中，向外部提取出的效率稱(chēng)為光提取效率，而有玻璃襯底的電致發(fā)光元件中，其提取效率據(jù)認(rèn)為約20％左右。
由于上述原因，注入的載流子即使全部形成分子激子，相應(yīng)于該注入載流子數(shù)，最終向外部提取出的光子的比例(下面稱(chēng)為“外量子效率”)的理論極限被認(rèn)為是25％×20％＝5％。即，即使全部的載流子復(fù)合，據(jù)計(jì)算其中也僅有5％的光能被提取出來(lái)。
然而近年來(lái)，相繼發(fā)表了能把從三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)(T*)返回到基態(tài)時(shí)放出的能量(下面稱(chēng)為“三重態(tài)激發(fā)能量”)轉(zhuǎn)換成發(fā)光的電致發(fā)光元件，其發(fā)光效率之高被引起注目(例如參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)3、非專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
(非專(zhuān)利文獻(xiàn)3)D.F.O’Brien，M.A.Baldo，M.E.Thompson和S.R.Forrest，“Improved energy transfer in slctrophosphorescent deVices”，ApplidePhysics Letters，第74卷，No.3，第442-444頁(yè)(1999)。
(非專(zhuān)利文獻(xiàn)4)Tetsuo TSUTSUI，Moon-Jae YANG，Masayuki YAHIRO，KeniiNAKAMURA，Teruichi WATANABE，Taishi TSUJI，YoshinoriFUKUDA，Takeo WAKIMOTO和Satoshi MIYAGUCHI，“HighQuantum Efficiency in Organic Light-Emitting Devices withIridium-Complex as a Triplet Emissive Center”，Japanese Journal ofApplied Physics第38卷，第L1502-L1504頁(yè)(1999)。
在非專(zhuān)利文獻(xiàn)3和非專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，分別使用了以鉑為中心金屬的卟啉配合物和以銥為中心金屬的有機(jī)金屬配合物，任何一個(gè)配合物都是把第3過(guò)渡系列元素作為中心金屬而引入的磷光發(fā)光物質(zhì)。其中也存在著十足超過(guò)前面所述的外量子效率理論極限值5％的物質(zhì)。也就是說(shuō)，使用磷光發(fā)光物質(zhì)的電致發(fā)光元件能達(dá)到比以往更高的外量子效率。而且，外量子效率越高發(fā)光亮度就越高。
因此，使用磷光發(fā)光物質(zhì)的電致發(fā)光元件，作為達(dá)到高亮度發(fā)光、高發(fā)光效率的方法，估計(jì)在今后的開(kāi)發(fā)中將占重要地位。
如上所述，磷光發(fā)光物質(zhì)在電致發(fā)光元件方面的應(yīng)用是很有益的，是人們期待著的，然而，現(xiàn)狀是其數(shù)量太少。非專(zhuān)利文獻(xiàn)4中使用的銥配合物是稱(chēng)為鄰位金屬配合物的有機(jī)金屬配合物的一種。這種配合物的磷光壽命為數(shù)百納秒，而且，磷光子收率也高，所以與上述卟啉配合物比較，伴隨亮度提高而效率降低的問(wèn)題不大。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，使用這樣的重金屬的有機(jī)金屬配合物是合成磷光發(fā)光物質(zhì)時(shí)的一個(gè)指導(dǎo)。
但是，最近，盛行著電致發(fā)光元件用于顯示器方面的開(kāi)發(fā)。其中，能發(fā)白色光的元件的開(kāi)發(fā)非常引人注目。這是因?yàn)槌藛紊@示、背光照明等照明用途之外，如果在顯示裝置上安置濾色器，就能夠進(jìn)行彩色顯示。
由于在通過(guò)濾色器的發(fā)光裝置中，光的利用效率低，強(qiáng)烈要求能夠達(dá)到更低耗電、發(fā)出高亮度白色光的元件。另外，從照明那樣的用途考慮，需要更高的亮度是沒(méi)錯(cuò)的。因此可以說(shuō)，借助使用磷光發(fā)光物質(zhì)的電致發(fā)光元件，實(shí)現(xiàn)發(fā)白色光是最有效的方法。
目前使用磷光發(fā)光物質(zhì)的發(fā)白色光的電致發(fā)光元件，考慮了混合按R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))發(fā)光的材料并薄膜化的方法；把分別按R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))發(fā)光的層積層的方法；或者組合補(bǔ)色關(guān)系(例如藍(lán)綠色和橙色)的方法(如參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)5)等，任何一種均可，但是存在的問(wèn)題是，因?yàn)闉榈玫桨咨庾V，需要有多種不同發(fā)光波長(zhǎng)的發(fā)光材料，所以造成驅(qū)動(dòng)電壓太高。而且，為了經(jīng)采用磷光發(fā)光物質(zhì)的電致發(fā)光元件得到高發(fā)光效率，需要組合空穴阻擋層，所以需要非常復(fù)雜的元件結(jié)構(gòu)。
(非專(zhuān)利文獻(xiàn)5)Brian W.D’Andrade，Jason Brooks，Vadim Adamovich，MarkE.Thompson，和Stephen R.Forrest，“White Light Emission UsingTriplet Excimers in Electrophosphorescent Organic Light-EmittingDevices”，Advanced Materials，14，No.15，第1032-1036頁(yè)(2002)。
這樣，由于白色面發(fā)光源是極其復(fù)雜組合的多種材料構(gòu)成的，制造工藝難以控制，并且其工藝也十分繁雜。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中把通過(guò)合成能使三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)光的有機(jī)金屬配合物而提供新的白色系材料作為課題。
而且，特別地把通過(guò)使用上述有機(jī)金屬配合物來(lái)制造有簡(jiǎn)單的元件結(jié)構(gòu)的白色系電致發(fā)光元件而提供發(fā)光效率高，且能簡(jiǎn)單制造的白色電致發(fā)光元件作為課題。
進(jìn)而，把通過(guò)使用上述電致發(fā)光元件來(lái)制造發(fā)光裝置而提供耗電低的發(fā)光裝置作為課題。再者，本說(shuō)明書(shū)中的發(fā)光裝置，是指使用電致發(fā)光元件的發(fā)光器件或圖像顯示器件。另外，對(duì)電致發(fā)光元件安裝連接器例如各向異性導(dǎo)電性薄膜(FPC柔性印刷電路)或TAB(帶式自動(dòng)鍵合)的模塊、安裝了TAB帶或TCP(載帶封裝)的模塊、在TAB帶或TCP的端頭設(shè)置了印刷布線(xiàn)板的模塊，或者在電致發(fā)光元件上利用COG(玻板基芯片)方式直接安裝IC(集成電路)的模塊也全都包括在發(fā)光裝置中。
本發(fā)明者在使用下述通式1所示的配體時(shí)，著眼于能夠形成以第9族元素或第10族元素為中心的有機(jī)金屬配合物。
然后，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)把通式1的配體鄰位金屬化而合成的下述通式2所表示的配合物，在可見(jiàn)光區(qū)域中有熒光·磷光的兩個(gè)發(fā)光成分。由于這種配合物的熒光·磷光的各個(gè)發(fā)光波長(zhǎng)分別在短波長(zhǎng)側(cè)和長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)觀(guān)測(cè)到，因此其特點(diǎn)為發(fā)光色為白色系的。
式中R1表示烷基、或芳基、或有取代基的芳基、或雜環(huán)殘基；或者表示有取代基的雜環(huán)殘基。R2表示氫、或烷基、或芳基、或有取代基的芳基、或雜環(huán)殘基、或有取代基的雜環(huán)殘基。R3、R4、R5、R6可以分別相同或者不同，表示氫、鹵素、烷基、烷氧基、芳基、有取代基的芳基、或雜環(huán)殘基；或者表示有取代基的雜環(huán)殘基。另外，M表示第9族元素或第10族元素，上述M為第9族元素時(shí)，n＝2；為第10族元素時(shí)，n＝1。而L表示有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性配體；或者有羧基的單陰離子性二嚙螯合劑配體；或者有酚性羥基的單陰離子性二嚙螯合劑配體。
因此本發(fā)明的構(gòu)成是提供上述通式2所表示的有機(jī)金屬配合物。
為了使磷光發(fā)光的效率更高，從重原子效果的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，作為中心金屬，優(yōu)選重的金屬。因而本發(fā)明的特征是，上述通式中，中心金屬M(fèi)為銥或鉑。
另外，在上述通式2中，配體L可以是有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性配體；或者有羧基的單陰離子性二嚙螯合劑配體；或者有酚性羥基的單陰離子性二嚙螯合劑配體中的任意一種，但是優(yōu)選下面結(jié)構(gòu)式3～9所示的單陰離子性配體中的任一種。
然而，本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物，因?yàn)槟軌虬讶貞B(tài)激發(fā)能轉(zhuǎn)換成發(fā)光，所以應(yīng)用于電致發(fā)光元件，就能使元件高效化以及發(fā)白色系光，是非常有效的。因此，在本發(fā)明中也包含使用本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的電致發(fā)光元件。
再者，由于這樣得到的本發(fā)明的電致發(fā)光元件能夠?qū)崿F(xiàn)高發(fā)光效率，所以把它作為發(fā)光元件用的發(fā)光裝置(圖像顯示器件或發(fā)光器件)能夠?qū)崿F(xiàn)低耗電。因此，在本發(fā)明中也包含使用本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的發(fā)光裝置。
實(shí)施本發(fā)明，可以提供新的有機(jī)金屬化合物。而且，通過(guò)用上述有機(jī)金屬化合物制造電致發(fā)光元件，能夠提供發(fā)光效率高的電致發(fā)光元件。進(jìn)而，通過(guò)用上述有機(jī)金屬配合物制造發(fā)光裝置和電子裝置，能夠提供耗電低的發(fā)光裝置和電子裝置。


圖1為說(shuō)明實(shí)施方式1中電致發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的圖。
圖2為說(shuō)明實(shí)施方式2中電致發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的圖。
圖3為表示本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的吸收、激發(fā)、發(fā)光光譜的圖。
圖4(A)、4(B)為本發(fā)明的發(fā)光裝置示意圖。
圖5(A)～5(G)為采用本發(fā)明的發(fā)光裝置的電子裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
上述通式1所表示的配體，可以按下述合成方案10合成。
(式10)用這樣得到的通式1的配體，形成本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物(通式2)。這時(shí)的鄰位金屬化反應(yīng)，可以用眾所周知的合成法。
例如當(dāng)合成以銥為中心金屬的本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物時(shí)，使用氯化銥的水合物作原料，與通式1的配體混合，在氮?dú)獾臍夥障陆?jīng)回流，首先合成氯橋聯(lián)的雙核配合物(下述合成方案11)。接著，把得到的上述雙核配合物和配體L的原料混合，在氮?dú)獾臍夥障陆?jīng)回流，用配位子L切斷氯橋聯(lián)，獲得本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物(下述合成方案12)。
(式11)
本發(fā)明使用的有機(jī)金屬配合物的合成方法，并不限定于上述所示的合成法。
另外，本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物雖然可以作為熒光·磷光發(fā)光物質(zhì)使用，但是為了有效實(shí)現(xiàn)熒光和磷光兩成分，上述通式2中的取代基R2，考慮最好不是氫，而是優(yōu)選烷基等電子給予性取代基。
下面敘述關(guān)于本發(fā)明的熒光·磷光發(fā)光物質(zhì)應(yīng)用于電致發(fā)光元件的方案。
(實(shí)施方式1)在本實(shí)施方式1中，用圖1說(shuō)明具有含有本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的發(fā)光層、包含低分子系材料的空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層及電子傳輸層的電致發(fā)光元件的元件構(gòu)成。
圖1中有如下構(gòu)造在襯底100上形成第1電極101、在第1電極101上形成電致發(fā)光層102、在其上形成第2電極103。
在此，用于襯底100的材料，若是目前電致發(fā)光元件所用的就可以，例如可以使用玻璃、石英、透明塑料等構(gòu)成的。
本實(shí)施方式1中第1電極101作為陽(yáng)極起作用，第2電極103作為陰極起作用。
即，第1電極101是用陽(yáng)極材料形成的，在此可以使用的陽(yáng)極材料是優(yōu)選功函大的(功函為4.0eV以上)金屬、合金、導(dǎo)電性化合物及其混合物等。再者，作為陽(yáng)極材料的具體例子，除了可以使用ITO(氧化銦錫)、在氧化銦中混合了2～20[％]的氧化鋅(ZnO)的IZO(氧化銦鋅)之外，還可以使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)或者金屬材料的氮化物(TiN)等。
另一方面，形成第2電極103使用的陰極材料，是優(yōu)選功函小的(功函為3.8eV以下)金屬、合金、導(dǎo)電性化合物及其混合物等。再者，作為陰極材料的具體例子，可以用屬于元素周期表1族或2族的元素，即，除了使用Li和Cs等堿金屬及Mg、Ca、Sr等堿土類(lèi)金屬及含有這些的合金(Mg∶Ag、Al∶Li)和化合物(LiF、CsF、CaF2)形成之外，還可以用稀土類(lèi)金屬形成，但是也可以由與Al、Ag、ITO等金屬(也包含合金)的疊層形成。
上述的陽(yáng)極材料及陰極材料用蒸鍍法、濺射法等形成薄膜，而分別形成第1電極101及第2電極103。膜厚優(yōu)選10～500nm。
另外，在本發(fā)明的電致發(fā)光元件中，其構(gòu)成為由電致發(fā)光層中載流子的復(fù)合而產(chǎn)生的光從第1電極101或第2電極103的一方或雙方向外部射出。也就是說(shuō)，當(dāng)使光從第1電極101一側(cè)射出時(shí)，用透光性材料形成第1電極101；當(dāng)使光從第2電極103一側(cè)射出時(shí)，用透光性材料形成第2電極103。
電致發(fā)光層102是用單層或多層疊層形成，而本實(shí)施方式1中是由空穴注入層111、空穴傳輸層112、發(fā)光層113、空穴阻擋層114及電子傳輸層115疊層形成。
形成空穴注入層111的空穴注入材料，使用酞菁系化合物是有效的。例如可以使用酞菁(簡(jiǎn)稱(chēng)H2-Pc)、酞菁銅(簡(jiǎn)稱(chēng)Cu-Pc)等。
形成空穴傳輸層112的空穴傳輸材料是芳香族胺系(即，有苯環(huán)-氮鍵合的)的化合物是適宜的。廣泛使用的材料可以舉出，如4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱(chēng)TPD)及其衍生物4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基[-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱(chēng)α-NPD)，或者4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)三苯基胺(簡(jiǎn)稱(chēng)TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基[-三苯基胺(簡(jiǎn)稱(chēng)MTDATA)等星爆(star burst)型芳香族胺化合物。
發(fā)光層113含有前面通式2所示的有機(jī)金屬配合物，是把該有機(jī)金屬配合物和主體材料共蒸鍍而形成的。主體材料可以使用眾所周知的材料，可以舉出4，4’-雙(N-咔唑基)-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱(chēng)CBP)和2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)-三[1-苯基-1H苯并咪唑](簡(jiǎn)稱(chēng)TPBI)等。
形成空穴阻擋層114的空穴阻擋性材料，可以使用雙(2-甲基-8-羥基喹啉合)-4-苯基苯酚合鋁(簡(jiǎn)稱(chēng)BAlq)、1，3-雙[5-(p-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(簡(jiǎn)稱(chēng)OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡(jiǎn)稱(chēng)TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡(jiǎn)稱(chēng)p-EtTAZ)、紅菲繞啉(簡(jiǎn)稱(chēng)BPhen)、浴銅靈(簡(jiǎn)稱(chēng)BCP)等。
形成電子傳輸層115時(shí)的電子傳輸性材料，使用三(8-羥基喹啉合)鋁(簡(jiǎn)稱(chēng)Alq3)、三(5-甲基-8-羥基喹啉合)鋁(簡(jiǎn)稱(chēng)Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉合)鈹(簡(jiǎn)稱(chēng)BeBq2)等有喹啉骨架或者苯并喹啉骨架的金屬配合物和前面所述的BAlq等是適宜的。另外，還有雙[2-(2-羥基苯基)-苯并噻唑合]鋅(簡(jiǎn)稱(chēng)Zn(BTZ)2)等有噁唑系、噻唑系配體的金屬配合物。進(jìn)而，除了金屬配合物以外，2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(簡(jiǎn)稱(chēng)PBD)和前面所述的OXD-7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen、BCP等也可以作為電子傳輸性材料使用。
如上述那樣，可以形成有包含本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的發(fā)光層113、包含低分子系材料的空穴注入層111、空穴傳輸層112、空穴阻擋層114及電子傳輸層115的電致發(fā)光元件。
本實(shí)施方式1中，在發(fā)光層113中，本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物作為客體材料使用，是使由本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物獲得的發(fā)光為發(fā)光色的發(fā)光元件。
(實(shí)施方式2)在本實(shí)施方式2中，用圖2說(shuō)明關(guān)于有包含本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的發(fā)光層和包含高分子系材料的空穴注入層，并且用濕式工序形成這些層的電致發(fā)光元件的元件構(gòu)造。
因?yàn)橐r底200、第1電極201、第2電極203可以使用與實(shí)施方式1同樣的材料，同樣形成，所以省略其說(shuō)明。
電致發(fā)光層202是由多層疊層形成的，而在本實(shí)施方式2中，是由空穴注入層211、發(fā)光層212疊層形成。
作為形成空穴注入層211的空穴注入性材料，可以使用摻雜有聚苯乙烯磺酸(簡(jiǎn)稱(chēng)PSS)的聚噻吩二氧噻吩(簡(jiǎn)稱(chēng)PEDOT)或聚苯胺、聚乙烯咔唑(簡(jiǎn)稱(chēng)PVK)等。
發(fā)光層212作為客體化合物含有前面通式2所示的本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物。主體材料可以是雙極性材料，但也可以把空穴傳輸材料和電子傳輸材料混合，形成雙極性的。在此，首先把空穴傳輸性的高分子化合物(例如PVK)和上述的電子傳輸材料(例如PBD)以7∶3(摩爾比)溶解在同一溶劑中，再添加適量(5wt％左右)本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物調(diào)制溶液。將此溶液進(jìn)行濕式涂布，經(jīng)燒成，可以得到發(fā)光層212。
按上述那樣，可以得到有包含本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的發(fā)光層212和包含高分子材料的空穴注入層211，并且經(jīng)濕式工序形成這些層的電致發(fā)光元件。
本實(shí)施方式2中，在發(fā)光層212中本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物作為客體材料使用，是使由本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物獲得的發(fā)光為發(fā)光色的發(fā)光元件。
(實(shí)施例)(合成例)在本合成例中，用下述結(jié)構(gòu)式13所示的本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物的合成法為示例。
(式13)首先，使乙酰苯和苯胺，按等摩爾量在乙醇中回流48小時(shí)后，餾去溶劑，獲得下述結(jié)構(gòu)式14所示的配體(紅褐色油狀)。
(式14)
接著，使氯化銥(IrCl3·HCl·H2O)和2.5當(dāng)量的結(jié)構(gòu)式14，在3∶1的2-乙氧基乙醇和水的混合溶劑中，在氮?dú)鈿夥障禄亓?6小時(shí)，得到下述結(jié)構(gòu)式15的雙核配合物。濾取得到的粉末，用乙醇及丙酮洗滌后，風(fēng)干。
(式15)進(jìn)而，使結(jié)構(gòu)式15和3當(dāng)量的吡啶甲酸及10當(dāng)量的碳酸鈉在2-乙氧基乙醇中，在氮?dú)鈿夥障禄亓?6小時(shí)，餾去溶劑后，用二氯甲烷的開(kāi)柱進(jìn)行精制，用三氯甲烷/甲醇進(jìn)行重結(jié)晶，獲得目的物上述結(jié)構(gòu)式13的化合物。
獲得的本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物(結(jié)構(gòu)式13)的吸收光譜、激發(fā)光譜及發(fā)光光譜(PL)如圖3所示。在圖3中也同時(shí)記載了配體(結(jié)構(gòu)式14)的吸收光譜。
如圖3所示，把吸收光譜2和配體光譜1比較，長(zhǎng)波長(zhǎng)一方(420nm附近及500～600nm)有吸收，特別是500～600nm的寬幅吸收，暗示著三重態(tài)MLCT(金屬向配體的電荷遷移)躍遷。激發(fā)光譜3觀(guān)測(cè)到兩個(gè)峰，發(fā)光光譜4是在402nm左右和585nm左右有峰的藍(lán)白色發(fā)光。認(rèn)為短波長(zhǎng)一側(cè)經(jīng)熒光過(guò)程發(fā)光，長(zhǎng)波長(zhǎng)一側(cè)經(jīng)磷光過(guò)程發(fā)光。
(實(shí)施例1)在本實(shí)施例中，用圖4(A)、圖4(B)說(shuō)明關(guān)于象素部分有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置。圖4(A)是發(fā)光裝置的頂視圖，圖4(B)為沿A-A’截切圖4(A)的剖面圖。虛線(xiàn)所示的401為驅(qū)動(dòng)電路部分(源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路)，402為象素部分，403為驅(qū)動(dòng)電路部分(門(mén)極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路)，404為密封襯底，405為密封劑，密封劑405包圍的內(nèi)側(cè)407形成空間。
408是傳送輸入源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路401及門(mén)極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路403的信號(hào)的布線(xiàn)，從外部輸入端子FPC(柔性印刷電路)409接收視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、起始信號(hào)、復(fù)位信號(hào)等。在此雖然只表示出FPC，但是也可以在該FPC上安裝印刷布線(xiàn)基板(PWB)。本說(shuō)明書(shū)中的發(fā)光裝置不僅包括發(fā)光裝置主體，還包括在其上安裝FPC或PWB的狀態(tài)。
下面，用圖4(B)就斷面構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。在元件襯底410上形成驅(qū)動(dòng)電路部分及象素部分，在此表示出作為驅(qū)動(dòng)電路部分的源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路401和象素部分402。
源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路401上形成n溝道TFT423和p溝道TFT424組合的CMOS電路。形成驅(qū)動(dòng)電路的TFT也可以用眾所周知的CMOS電路、PMOS電路、或者NMOS電路形成。在本實(shí)施例中表示在元件襯底上形成驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)器一體型，但并不是必須如此，也可以不在元件襯底上而在外部形成。
象素部分402是由包括開(kāi)關(guān)用TFT411和電流控制用TFT412和電連接到其漏極的第1電極413的多個(gè)象素形成。把第1電極413的端部包覆而形成絕緣物414。在此是由正型的感光性丙烯酸樹(shù)脂膜形成的。
另外，為了使覆蓋能力更好，在絕緣物414的上端部或下端部形成有曲率的曲面。例如當(dāng)絕緣物414的材料使用正型的感光性丙烯酸材料時(shí)，優(yōu)選只在絕緣物414的上端部保持有曲率半徑(0.2μm～3μm)的曲面。而且，絕緣物414不論使用因感光性光而變得不溶解于蝕刻劑的負(fù)型或者因光而變得溶解于蝕刻劑的正型都可以。
在第1電極413上，分別形成電致發(fā)光層416及第2電極417。在此起陽(yáng)極作用的第1電極413采用的材料，優(yōu)選功函大的材料?？梢圆捎萌鏘TO(銦錫氧化物)膜、銦鋅氧化物(IZO)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等單層膜，此外，可以采用氮化鈦和鋁為主要成分的膜的疊層、氮化鈦膜和鋁為主要成分的膜和氮化鈦膜的3層結(jié)構(gòu)等。再者，當(dāng)作為疊層構(gòu)造時(shí)，布線(xiàn)的電阻低，形成良好的歐姆接觸，能夠進(jìn)一步發(fā)揮其陽(yáng)極作用。
電致發(fā)光層416采用使用蒸鍍掩模的蒸鍍法或者噴墨法形成。電致發(fā)光層416中采用本發(fā)明的有機(jī)金屬配合物(上述通式2)作為其一部分，此外，作為可以組合使用的材料，不論是低分子系材料，還是高分子系材料都可以。另外，作為電致發(fā)光層使用的材料，通常，有機(jī)化合物單層使用或疊層使用的情形很多，而在本發(fā)明中，也包括包含有機(jī)化合物的膜的一部分使用無(wú)機(jī)化合物的構(gòu)成。
進(jìn)而，作為電致發(fā)光層416上形成的第2電極(陰極)417采用的材料，可以使用功函小的材料(Al、Ag、Li、Ca或它們的合金MgAg、Mgln、AlLi、CaF2或者CaN)。當(dāng)電致發(fā)光層416產(chǎn)生的光透過(guò)第2電極417時(shí)，第2電極(陰極)417可以采用膜厚度薄的金屬薄膜和透明導(dǎo)電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層。
進(jìn)一步用密封劑405把密封襯底404和元件襯底410粘貼在一起，這樣，由元件襯底410、密封襯底404及密封劑405包圍的空間407中形成具有電致發(fā)光元件418的結(jié)構(gòu)。在空間407除填充非活性氣體(氮?dú)饣驓鍤獾?之外，也包含用密封劑405填充的結(jié)構(gòu)。
密封劑405優(yōu)選使用環(huán)氧系樹(shù)脂。而且，這些材料優(yōu)選盡量不透水分和不透氧氣的材料。另外，密封襯底404采用的材料可以是玻璃襯底或石英襯底，此外，可以是FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)、PVF(聚氟乙烯)、マイラ一、聚酯或丙烯酸等構(gòu)成的塑料襯底。
象以上所述的那樣，可以得到有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
(實(shí)施例2)在本實(shí)施例中，說(shuō)明關(guān)于用有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置完成的各種電子裝置。
用有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置制造的電子裝置可以舉出攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音響再生裝置(汽車(chē)音響、組合音響等)、筆記本電腦、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話(huà)、掌上游戲機(jī)或電子書(shū)籍等)、配備記錄介質(zhì)的圖像再生裝置(具體是數(shù)字萬(wàn)用盤(pán)(DVD))等配備有使記錄介質(zhì)再生，而能顯示其圖像的顯示裝置的裝置)等。這些電子裝置的具體例子如圖5(A)～圖5(G)所示。
圖5(A)是顯示裝置，包括框體5101、支持底座5102、顯示部分5103、揚(yáng)聲器部分5104、視頻輸入端子5105等。把有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部分2003而制造。而且，顯示裝置包含個(gè)人計(jì)算機(jī)用、TV播放接收用、廣告顯示用等所有的信息顯示用裝置。
圖5(B)為筆記本電腦，包括主體5201、框體5202、顯示部分5203、鍵盤(pán)5204、外部連接口5205、針點(diǎn)鼠標(biāo)5206等。把有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部分5203而制造的。
圖5(C)為移動(dòng)式計(jì)算機(jī)，包括主體5301、顯示部分5302、開(kāi)關(guān)5303、操作鍵5304、紅外線(xiàn)口5305等。把有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部分5302而制造的。
圖5(D)為配備記錄介質(zhì)的便攜式圖像再生裝置(具體是DVD再生裝置)，包括主體5401、框體5402、顯示部分A5403、顯示部分B5404、記錄介質(zhì)(DVD等)讀入部分5405、操作鍵5406、揚(yáng)聲器部分5407等。顯示部分A5403主要顯示圖像信息，顯示部分B5404主要顯示文字信息，把有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于這些顯示部分A5403、顯示部分B5404而制造的。而且，配備記錄介質(zhì)的圖像再生裝置也包含家庭用游戲機(jī)等。
圖5(E)為護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)，包括主體5501、顯示部分5502、鏡臂部分5503。把有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部分5502而制造的。
圖5(F)為攝像機(jī)，包括主體5601、顯示部分5602、框體5603、外部連接5604、遙控接收信號(hào)部分5605、攝影部分5606、電池5607、聲音輸入部分5608、操作鍵5609、目視觀(guān)察部分5610等。把有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部分5602而制造的。
圖5(G)為移動(dòng)電話(huà)，包括主體5701、框體5702、顯示部分5703、聲音輸入部分5704、聲音輸出部分5705、操作鍵5706、外部連接口5707、天線(xiàn)5708等。把有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置用于其顯示部分5703而制造的。而且，顯示部分5703通過(guò)在黑色背景上顯示白色文字，可以降低移動(dòng)電話(huà)的耗電。
象以上那樣，有本發(fā)明的電致發(fā)光元件的發(fā)光裝置的應(yīng)用范圍極廣，可以把這種發(fā)光裝置應(yīng)用于一切領(lǐng)域的電子裝置中。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)金屬配合物，其特征在于所述的金屬配合物是由下述通式2表示的， 式中，R1表示烷基、或芳基、或有取代基的芳基、或雜環(huán)殘基、或者表示有取代基的雜環(huán)殘基；R2表示氫、或烷基、或芳基、或有取代基的芳基、或雜環(huán)殘基、或有取代基的雜環(huán)殘基；R3、R4、R5、R6分別相同或不同，表示氫、鹵素、烷基、烷氧基、芳基、有取代基的芳基、或雜環(huán)殘基；或者表示有取代基的雜環(huán)殘基；M表示第9族元素或第10族元素，上述M為第9族元素時(shí)，n＝2；為第10族元素時(shí)，n＝1；L表示有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子性配體；或者有羧基的單陰離子性二嚙螯合劑配體；或者有酚性羥基的單陰離子性二嚙螯合劑配體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬配合物，其中上述M為銥元素或鉑元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)金屬配合物，其中上述L為下述結(jié)構(gòu)式3至9中所示的單陰離子性配體的任意一個(gè)。
4.一種電致發(fā)光元件，其特征在于所述的電致發(fā)光元件使用權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬配合物。
5.一種電致發(fā)光元件，其特征在于所述的電致發(fā)光元件使用權(quán)利要求2所述的有機(jī)金屬配合物。
6.一種電致發(fā)光元件，其特征在于所述的電致發(fā)光元件使用權(quán)利要求3所述的有機(jī)金屬配合物。
7.一種電致發(fā)光元件，其特征在于所述的電致發(fā)光元件把權(quán)利要求1中所述的有機(jī)金屬配合物作為發(fā)光體使用。
8.一種電致發(fā)光元件，其特征在于所述的電致發(fā)光元件把權(quán)利要求2中所述的有機(jī)金屬配合物作為發(fā)光體使用。
9.一種電致發(fā)光元件，其特征在于所述的電致發(fā)光元件把權(quán)利要求3中所述的有機(jī)金屬配合物作為發(fā)光體使用。
10.一種發(fā)光裝置，其特征在于所述的發(fā)光裝置采用權(quán)利要求4至9中的任意一項(xiàng)所述的電致發(fā)光元件。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)合成能使三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)光的有機(jī)金屬配合物，提供一種有磷光成分的白色系發(fā)光材料。尤其是通過(guò)采用上述有機(jī)金屬配合物制造白色系電致發(fā)光元件，提供發(fā)光效率高，且便于制造的白色電致發(fā)光元件。提供采用上述電致發(fā)光元件，耗電低的發(fā)光裝置。合成通式2代表的熒光·磷光發(fā)光物質(zhì)。因?yàn)檫@種物質(zhì)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)能夠發(fā)出熒光·磷光兩種成分，所以能夠達(dá)到發(fā)白色系發(fā)光。其應(yīng)用于電致發(fā)光元件或發(fā)光裝置。
文檔編號(hào)C09K11/06GK1729198SQ20038010712
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者井上英子, 瀨尾哲史, 德田篤史, 野村亮二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所