JP2003073355A - Metal complex compound and organic electroluminescent device using the same - Google Patents

Metal complex compound and organic electroluminescent device using the same

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JP2003073355A
JP2003073355A JP2001267867A JP2001267867A JP2003073355A JP 2003073355 A JP2003073355 A JP 2003073355A JP 2001267867 A JP2001267867 A JP 2001267867A JP 2001267867 A JP2001267867 A JP 2001267867A JP 2003073355 A JP2003073355 A JP 2003073355A
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complex compound
formula
metal complex
metal
ligand
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JP2001267867A
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Japanese (ja)
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Hisato Takeuchi
久人 竹内
Takanori Kajioka
孝則 梶岡
Masamichi Igai
正道 猪飼
Hisayoshi Fujikawa
久喜 藤川
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stable phosphorescent compound useful in organic electroluminescent devices and the like. SOLUTION: This phosphorescent compound is a metal complex compound where a bidentate ligand or tridentate ligand of formula (i) or (ii) (Q1 and Q2 are each an aromatic ring or heterocyclic ring or derivative thereof, at least one of them being a benzene ring or derivative thereof; Z, Z1 and Z2 are each C or any atom or atomic group; and W1 to W4 are each C or an atom other than C) is of a cyclic structure, respectively, in which the ortho site with respect to the position where Q1 and Q2 are bound to Z or Z1 and Z2 , also in the case of the tridentate ligand, W1 , are bound to the central transition metal atom M. This compound is stable, having phosphorescent fumction. Since in the above ligands, the ring such as aromatic ring is bound via Z, or Z1 and Z2 , this compound is stable with a wide phosphoresce wavelength spectrum.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、有機電界発光素
子の発光材料などに好適な金属錯体化合物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal complex compound suitable as a light emitting material for an organic electroluminescence device.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機電界発光素子(以下、有機EL素子
という)は、省電力で、高視野角かつ高輝度発光が可能
であるという特性を備えており、次世代平面ディスプレ
イ素子や、その平面光源として注目されている。
2. Description of the Related Art Organic electroluminescent devices (hereinafter referred to as organic EL devices) have the characteristics of power saving, a wide viewing angle and high-luminance light emission. It is attracting attention as a light source.

【0003】このような有機EL素子において、実用化
のためには、現在の有機層の発光効率、寿命(耐久
性)、色純度などについてのさらなる改良が要求されて
いる。
In order to put such an organic EL element into practical use, further improvement in the current luminous efficiency, life (durability), color purity, etc. of the organic layer is required.

【0004】最近では、燐光型発光材料として用い、蛍
光型発光材料よりも非常に高効率の燐光EL素子の開発
が進められている。このような燐光型発光材料用いるこ
とで従来の蛍光素子の外部量子効率における理論限界の
5%を超え、量子効率が8%にも達する高効率素子が報
告されている(M.A.Baldo et al; Appl. Phys. lett.,
75,4(1999))。
Recently, development of a phosphorescent EL device which is used as a phosphorescent light emitting material and has a much higher efficiency than that of a fluorescent light emitting material has been underway. It has been reported that the use of such a phosphorescent light-emitting material exceeds the theoretical limit of 5% in the external quantum efficiency of conventional fluorescent devices and reaches a quantum efficiency of 8% (MABaldo et al; Appl. Phys. Lett.,
75, 4 (1999)).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来提案されている燐
光型発光材料としては、例えば下式(1)
The phosphorescent light-emitting material proposed hitherto includes, for example, the following formula (1):

【化7】 に示されるトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム
(tris(2−phenylpyridine)ir
idium(III)[Ir(ppy)3]などが知られて
いる。提案されているこれらIr(ppy)3等は、十
分な発光効率が得られているが、高温における安定性が
まだ十分でないという問題があった。また、表示装置、
例えばカラー表示装置への適用のためには、純度の高い
白色発光を実現する必要があった。
[Chemical 7] And tris (2-phenylpyridine) iridium (tris (2-phenylpyridine) ir represented by
Idium (III) [Ir (ppy) 3 ] and the like are known. These proposed Ir (ppy) 3 and the like have obtained sufficient luminous efficiency, but have a problem that the stability at high temperature is not yet sufficient. Also, a display device,
For example, for application to a color display device, it is necessary to realize white light emission with high purity.

【0006】上記課題を解決するために、この発明で
は、安定性に優れ、燐光発光材料として優れた化合物を
提案することを目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to propose a compound which is excellent in stability and is excellent as a phosphorescent material.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、以下のような特徴を有する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following features.

【0008】本発明に係る金属錯体化合物は、イリジウ
ム又はパラジウムを中心金属Mとし、下式(i)
The metal complex compound according to the present invention has iridium or palladium as the central metal M and has the following formula (i)

【化8】 で表されるようにQ1とQ2とがZによって結合された配
位子が、該Q1及びQ2のZとの結合位置に対するオルト
位において、前記中心金属Mと結合している。
[Chemical 8] In the ligand and Q 1, Q 2 are bonded by Z as represented is, in the ortho-position to the binding position of the Z of the Q 1 and Q 2, it is bonded to the central metal M.

【0009】本発明の他の態様に係る金属錯体化合物で
は、イリジウム又はパラジウムを中心金属Mとし、下式
(ii)
In the metal complex compound according to another embodiment of the present invention, iridium or palladium is used as the central metal M, and the following formula (ii)

【化9】 で表される配位子の前記Q1及びQ2のZ1及びZ2との結
合位置に対するオルト位と、式中のW1が、前記中心金
属Mと結合する。
[Chemical 9] And ortho with respect to the binding position of Z 1 and Z 2 of the Q 1 and Q 2 of ligands represented in, W 1 in the formula is bound to the central metal M.

【0010】本発明の他の態様において、前記式(i)
に示される配位子は、下式(a)又は(b)
In another embodiment of the present invention, the above formula (i)
The ligand represented by is represented by the following formula (a) or (b)

【化10】 で表され、式中のX1及びY1が中心金属Mと結合し、該
1及びY1の少なくとも一方は窒素原子である。
[Chemical 10] In the formula, X 1 and Y 1 are bonded to the central metal M, and at least one of X 1 and Y 1 is a nitrogen atom.

【0011】また、本発明の他の態様において、前記式
(ii)に示される配位子は、下式(c)又は(d)
In another embodiment of the present invention, the ligand represented by the formula (ii) is represented by the following formula (c) or (d)

【化11】 で表され、式中のX1、Y1及びW1が中心金属Mと結合
し、該X1、Y1及びW1の少なくとも1つが窒素原子で
ある。
[Chemical 11] In the formula, X 1 , Y 1 and W 1 are bonded to the central metal M, and at least one of X 1 , Y 1 and W 1 is a nitrogen atom.

【0012】本発明の他の態様において、前記Z、Z1
及びZ2は、例えば、CR2、O、S、NR、SiR
2(Rは、H又はアルキル基又はアリール基のいずれか
又はそれらの誘導体)である。
In another embodiment of the present invention, Z, Z 1
And Z 2 are, for example, CR 2 , O, S, NR, SiR
2 (R is H or any of an alkyl group or an aryl group or a derivative thereof).

【0013】以上のような金属錯体化合物では、配位子
が芳香族環やヘテロ環などが、Z、Z1及びZ2で表され
るCやその他の原子又は原子団によって橋掛けされた構
造を備えており、配位子に採用可能な構造の自由度が高
く、発光波長が幅広くなるように分子設計することがで
きる。
In the above metal complex compounds, the ligand has a structure in which an aromatic ring or a hetero ring is bridged by C represented by Z, Z 1 and Z 2 or another atom or atomic group. It has a high degree of freedom in the structure that can be adopted as a ligand, and the molecule can be designed so that the emission wavelength is broadened.

【0014】また、上記配位子にZ、又はZ1及びZ2
備えるため、中心金属Mと結合する原子の軌道に歪みを
小さくでき錯体としての化学的安定性を高めることが可
能である。更に、このような金属錯体化合物では中心金
属の重原子効果により発光効率の高い燐光型発光を実現
することができる。
Further, since Z, or Z 1 and Z 2 are provided in the above-mentioned ligand, it is possible to reduce the strain in the orbits of the atoms binding to the central metal M and to enhance the chemical stability of the complex. . Furthermore, such a metal complex compound can realize phosphorescent emission with high emission efficiency due to the heavy atom effect of the central metal.

【0015】更に、上記式(ii)、又はより具体的な
式(c)及び式(d)に示すような3座配位子は、中心
金属Mに対して3つの原子が結合するため、中心金属M
と配位子との結合力が強く、安定な錯体を得ることがで
きる。
Further, in the tridentate ligand represented by the above formula (ii) or more specific formulas (c) and (d), three atoms are bonded to the central metal M, Central metal M
A strong complex can be obtained because the binding force between the ligand and the ligand is strong.

【0016】本発明の他の態様では、有機電界発光素子
において、Ir、Pt、Pdなどの遷移金属を中心金属
Mとし、上記式(i)、又は具体例として式(a)又は
式(b)などに示すように、環構造のQ1とQ2とがZに
よって結合された配位子が、該Q1及びQ2のZ1及びZ2
との結合位置に対するオルト位において、前記中心金属
Mと結合した金属錯体化合物が発光材料に用いられてい
ることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, in the organic electroluminescent device, a transition metal such as Ir, Pt, or Pd is used as the central metal M, and the above formula (i) or, as a specific example, the formula (a) or the formula (b). ) as shown in, such as the ligand and Q 1, Q 2 ring structures joined by Z is, Z 1 of the Q 1 and Q 2 and Z 2
The metal complex compound bonded to the central metal M at the ortho position with respect to the bonding position with is used as a light emitting material.

【0017】本発明の他の態様では、有機電界発光素子
において、Ir、Pt、Pdなどの遷移金属を中心金属
Mとし、上記式(ii)、又は具体例として式(c)又
は式(d)などに示すように、環構造のQ1及びQ2のZ
1及びZ2との結合位置に対するオルト位と、式中のW1
位置が、前記中心金属Mと結合した金属錯体化合物が発
光材料に用いられていることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, in the organic electroluminescent device, a transition metal such as Ir, Pt, or Pd is used as the central metal M, and the above formula (ii) or, as a specific example, the formula (c) or the formula (d). ) Etc., Z of Q 1 and Q 2 of the ring structure
1 and the ortho position with respect to the bonding position with Z 2 and W 1 in the formula
A metal complex compound whose position is bonded to the central metal M is used as a light emitting material.

【0018】上述の式(i)や(ii)などに代表され
るような配位子を備えた金属錯体化合物は、燐光を発光
することができ、これらを有機電界発光素子の発光材料
として用いることで、高い発光効率の表示装置や光源を
得ることができる。また本発明に係る金属錯体化合物を
用いることで、波長領域の広い発光が容易に得られ、白
色の燐光発光が得られる。
The metal complex compound having a ligand represented by the above formulas (i) and (ii) can emit phosphorescence, and these are used as a light emitting material of an organic electroluminescence device. As a result, a display device and a light source with high luminous efficiency can be obtained. Further, by using the metal complex compound according to the present invention, light emission with a wide wavelength range can be easily obtained, and white phosphorescent light emission can be obtained.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】[実施形態1]本発明の実施形態
に係る金属錯体化合物は、一般式(i)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [Embodiment 1] A metal complex compound according to an embodiment of the present invention has the general formula (i)

【化12】 に示されQ1とQ2とがZによって結合された配位子が、
1及びQ2のZとの結合位置に対する各オルト位におい
て、Ir、Pdなどの遷移金属からなる中心金属Mと結
合して構成されている。
[Chemical 12] And a ligand in which Q 1 and Q 2 are bound by Z is
At each ortho position with respect to the bonding position of Q 1 and Q 2 with Z, it is bonded to a central metal M made of a transition metal such as Ir or Pd.

【0020】配位子中のZとしては、下記As Z in the ligand,

【化13】 のような原子又は原子団が採用可能である。ここで、R
が2つある場合には、Rは独立した基でも、互いに環を
構成していてもよい。
[Chemical 13] Such an atom or atomic group can be adopted. Where R
When there are two groups, R may be an independent group or may form a ring with each other.

【0021】上記配位子の内、中心金属Mに対して二カ
所で配位結合する2座配位子は、例えば下式(a)又は
(b)
Among the above-mentioned ligands, the bidentate ligand which forms a coordinate bond with the central metal M at two positions is exemplified by the following formula (a) or (b).

【化14】 に示されるような構造があげられる。この配位子は、芳
香族環などから構成される式(i)のQ1及びQ2のZと
の結合位置に対するオルト位であるX1及びY2が中心金
属Mに結合する。もちろん、式(b)は、五員環と六員
環とのZに対する結合関係は、式(b)の構造と左右逆
の構造を含む。式(a)及び(b)において、X1〜X5
及びY1〜Y5は、Cの他、N、O、S、P等が採用可能
であり、またこれらの原子に結合するのは、Hに限ら
ず、アルキル基やアリール基などの置換基であってもよ
い。中心金属と配位結合するX1及びY1の少なくとも一
方については、N原子であることがより好ましい。これ
ら配位子のより具体的な例としては下記
[Chemical 14] The structure is as shown in. In this ligand, X 1 and Y 2, which are the ortho positions with respect to the bonding positions of Q 1 and Q 2 of the formula (i) composed of an aromatic ring with Z, are bonded to the central metal M. As a matter of course, in the formula (b), the bonding relationship between the five-membered ring and the six-membered ring with respect to Z includes a structure that is the left-right opposite to the structure of the formula (b). In formulas (a) and (b), X 1 to X 5
In addition to C, N, O, S, P, and the like can be adopted as Y 1 to Y 5 , and the bond to these atoms is not limited to H, but a substituent such as an alkyl group or an aryl group. May be At least one of X 1 and Y 1 which forms a coordinate bond with the central metal is more preferably an N atom. More specific examples of these ligands are shown below.

【化15】 のような配位子があげられる。[Chemical 15] Examples of such ligands are:

【0022】以上のような2座配位子を備える金属錯体
化合物の一般的構造は、例えば、下式(A)又は(B)
The general structure of the metal complex compound having the bidentate ligand as described above is, for example, the following formula (A) or (B):

【化16】 で表される。[Chemical 16] It is represented by.

【0023】中心金属Mに対して三カ所で配位結合する
3座配位子は、下記一般式(ii)
The tridentate ligand coordinated to the central metal M at three positions is represented by the following general formula (ii)

【化17】 に示されるような構造を備え、式中のQ1及びQ2のZ1
及びZ2との結合位置に対するオルト位と、式中のW1
中心金属Mと結合して金属錯体化合物を構成する。具体
的には、この配位子の構造は、下記式(c)、式(d)
[Chemical 17] Z 1 of Q 1 and Q 2 in the formula having a structure as shown in
And the ortho position with respect to the bonding position with Z 2 and W 1 in the formula bond with the central metal M to form a metal complex compound. Specifically, the structure of this ligand has the following formula (c) and formula (d):

【化18】 で表すことができる。ここで、もちろん、式(d)の五
員環と六員環との、W1を有する環に対する位置関係
は、式(d)の構造と左右逆の構造を含む。式(c)及
び(d)において、X1〜X5、Y1〜Y5及びW1〜W
4は、Cの他、N、O、S、P等が採用可能であり、ま
たこれらの原子に結合するのは、Hに限らず、アルキル
基やアリール基などの置換基であってもよい。なお、中
心金属と配位結合するX1及びY1及びW1の少なくとも
1つは、N原子であることがより好ましい。
[Chemical 18] Can be expressed as Here, of course, the positional relationship between the five-membered ring and the six-membered ring of the formula (d) with respect to the ring having W 1 includes the structure of the formula (d) and the left-right structure. In the formulas (c) and (d), X 1 to X 5 , Y 1 to Y 5 and W 1 to W.
In addition to C, N, O, S, P and the like can be adopted as 4, and the atom bonded to these atoms is not limited to H but may be a substituent such as an alkyl group or an aryl group. . It is more preferable that at least one of X 1, Y 1 and W 1 which form a coordinate bond with the central metal be an N atom.

【0024】また、この3座配位子のZ1とZ2について
は、2座配位子のZと同様の原子や原子団などが採用可
能である。
As for Z 1 and Z 2 of the tridentate ligand, the same atom or atomic group as Z of the bidentate ligand can be adopted.

【0025】これら配位子のより具体的な例としては下
More specific examples of these ligands are shown below.

【化19】 のような構造があげられる。[Chemical 19] There is a structure like this.

【0026】以上のような3座配位子が結合した金属錯
体化合物の一般的構造は、例えば、下式(C)又は
(D)
The general structure of the metal complex compound having the above-mentioned tridentate ligand bonded thereto is, for example, the following formula (C) or (D):

【化20】 で表される。このような3座配位子を備えた金属錯体化
合物では、配位子中の3つの原子が中心金属Mと結合す
るので、配位子と金属との結合力が強くなり、安定な錯
体が実現される。
[Chemical 20] It is represented by. In the metal complex compound having such a tridentate ligand, three atoms in the ligand are bonded to the central metal M, so that the binding force between the ligand and the metal becomes strong and a stable complex is obtained. Will be realized.

【0027】このような金属錯体化合物は、中心金属M
の重原子効果により高効率発光の可能な燐光発光機能を
発揮させることができる。また、Z、又はZ1及びZ2
介してQ1やQ2などの環を結合させており、環構造同士
が直接結合していないので配位子の分子設計の自由度が
高く、様々な機能を容易に金属錯体化合物に与えること
ができ、また、中心金属Mへの配位結合手の軌道の歪み
を低減でき、化学的に安定な錯体が得られる。
Such a metal complex compound has a central metal M
Due to the heavy atom effect, the phosphorescent function capable of highly efficient light emission can be exerted. In addition, since rings such as Q 1 and Q 2 are bonded via Z or Z 1 and Z 2 and the ring structures are not directly bonded to each other, the degree of freedom in the molecular design of the ligand is high and various Such a function can be easily imparted to the metal complex compound, the distortion of the orbital of the coordination bond to the central metal M can be reduced, and a chemically stable complex can be obtained.

【0028】また、以上に説明した金属錯体化合物は、
中心金属に対して一般式(i)又は(ii)で表される
ような配位子が1以上配位結合していればよく、異なる
配位子が同一金属を中心金属として配位していても良
い。例えば上記式(i)や式(ii)に示す配位子と、
これと異なる配位子が結合した金属錯体化合物は、対象
性の低い錯体構造となり、このような非対称な構造によ
り発光させた場合に多くの波長成分を含むように設計す
ることができ、発光波長を広くすることが可能となる。
The metal complex compound described above is
It suffices that at least one ligand represented by the general formula (i) or (ii) is coordinate-bonded to the central metal, and different ligands coordinate with the same metal as the central metal. May be. For example, a ligand represented by the above formula (i) or formula (ii),
A metal complex compound to which a ligand different from this has a complex structure with low symmetry, and can be designed to include many wavelength components when light is emitted due to such an asymmetric structure. Can be widened.

【0029】[実施形態2]図1は、燐光型発光材料を
用いた有機電界発光素子の概略断面構造を示している。
ガラスなどの透明基板10には、ITO(Indium Tin O
xide)などを用い、ここでは陽極として機能する透明電
極12が形成され、透明電極12上には積層構造の有機
層20が形成されている。有機層20は、少なくとも発
光層24を備え、用いる有機化合物の機能等によって層
構造が異なる。発光層単層構造の他、正孔輸送層/発光
層、発光層/電子輸送層、正孔輸送層/発光層/電子輸
送層などの多層構造が採用可能である。本実施形態2で
は、透明電極12側から順に正孔輸送層22/発光層
(燐光発光層)24/正孔ブロック層26/電子輸送層
28が積層されている。有機層20上には、ここでは陰
極として機能する金属電極14が形成されており、例え
ばこの金属電極14は、図示するようにLiF層(電子
注入層)とAl電極等との積層体により構成することが
できる。また、Al電極単独層により金属電極14を構
成することもできる。また、Alの他、例えばMg−A
g合金、Al−Li合金などを使用することができる。
また、図示しないが、透明電極12と正孔輸送層22と
の間にはCuPcやスターバーストアミン、バナジウム
酸化物等をホール注入層として挿入してもよい。
[Embodiment 2] FIG. 1 shows a schematic cross-sectional structure of an organic electroluminescence device using a phosphorescent light emitting material.
On the transparent substrate 10 such as glass, ITO (Indium Tin O
xide) or the like is used here to form the transparent electrode 12 that functions as an anode, and the organic layer 20 having a laminated structure is formed on the transparent electrode 12. The organic layer 20 includes at least the light emitting layer 24 and has a different layer structure depending on the function of the organic compound used. In addition to the light emitting layer single layer structure, a multilayer structure such as a hole transporting layer / light emitting layer, a light emitting layer / electron transporting layer, and a hole transporting layer / light emitting layer / electron transporting layer can be adopted. In the second embodiment, the hole transport layer 22, the light emitting layer (phosphorescent light emitting layer) 24, the hole blocking layer 26, and the electron transport layer 28 are stacked in this order from the transparent electrode 12 side. A metal electrode 14 which functions as a cathode here is formed on the organic layer 20. For example, the metal electrode 14 is composed of a laminated body of a LiF layer (electron injection layer) and an Al electrode as shown in the figure. can do. Alternatively, the metal electrode 14 may be formed of a single Al electrode layer. In addition to Al, for example, Mg-A
A g alloy, an Al-Li alloy, or the like can be used.
Although not shown, CuPc, starburst amine, vanadium oxide, or the like may be inserted as a hole injection layer between the transparent electrode 12 and the hole transport layer 22.

【0030】以上のような構成の有機電界発光素子は、
本実施形態2において燐光型発光機能を備え、上記有機
層20の発光層材料として、高効率で安定性の高い燐光
発光材料を用いている。そして、この燐光発光材料とし
て、実施形態1で説明した一般式(i)の2座配位子が
中心金属Mに配位結合した金属錯体化合物、又は上記一
般式(ii)の3座配位子が中心金属Mに配位結合した
金属錯体化合物を用いる。本実施形態2で採用可能な金
属錯体化合物の具体的な構成としては、上記式(A)〜
(D)があげられる。
The organic electroluminescent device having the above-mentioned structure is
In the second embodiment, a phosphorescent light emitting material having a phosphorescent type light emitting function and having high efficiency and high stability is used as the light emitting layer material of the organic layer 20. Then, as the phosphorescent material, a metal complex compound in which the bidentate ligand of the general formula (i) described in Embodiment 1 is coordinate-bonded to the central metal M, or the tridentate coordination of the general formula (ii). A metal complex compound in which the child is coordinate-bonded to the central metal M is used. Specific structures of the metal complex compound that can be adopted in the second embodiment are as follows.
(D) can be mentioned.

【0031】中心金属Mとしては、Ir、Pt、Pdな
どの遷移金属を採用する。このような遷移金属を用いる
ことで重電子効果が起きやすく、金属錯体化合物が燐光
発光機能を発揮しやすくなる。
As the central metal M, transition metals such as Ir, Pt and Pd are adopted. By using such a transition metal, the heavy electron effect is likely to occur, and the metal complex compound is likely to exhibit the phosphorescence emission function.

【0032】配位子のZ、Z1、Z2について採用される
原子、又は原子団については、実施形態1と同様であ
る。つまり、2座配位子については、芳香族環やヘテロ
環又はそれらの誘導体であるQ1とQ2とが、基本的にZ
で表した1原子を介して結合し、3座配位子について
は、W1〜W4を備える環と、Q1及びQ2とがそれぞれZ
1、Z2で表される1原子を介して結合している。このよ
うに配位子がZ又はZ1及びZ2を介して芳香族環等が結
合することで、配位子の採りうる構造についての自由度
が高く、発光波長域を幅広くでき、白色発光素子を実現
する上で非常に有利となる。また、中心金属Mに対する
オルト位(X1及びY1)の結合の角度がQ 1及びQ2とが
直接結合する構造よりも歪みが小さく、化学的に安定な
結合となり、金属錯体化合物の安定性が高まる。さら
に、3座配位子では、中心金属Mとの結合が3カ所であ
って結合力が一層強いため、錯体としての安定性がより
高くなる。このため、素子の発光材料として用いた場合
に、特に発光層の耐熱性向上に役立ち、素子寿命の向上
に寄与できる。
Z of the ligand, Z1, Z2Hired about
The atom or atomic group is the same as in Embodiment 1.
It That is, for bidentate ligands, aromatic rings and hetero
Rings or derivatives thereof Q1And Q2Is basically Z
About a tridentate ligand that is bound through one atom represented by
Is W1~ WFourWith a ring, Q1And Q2And Z respectively
1, Z2Are bonded through one atom represented by. This
Sea urchin ligand is Z or Z1And Z2Aromatic ring, etc. are linked via
By combining, the degree of freedom regarding the possible structure of the ligand
High brightness, wide emission wavelength range, and white light emitting device realized
It will be very advantageous to do. Also, for the central metal M
Ortho (X1And Y1) Bond angle is Q 1And Q2And
Less strain and chemically stable than directly bonded structures
It becomes a bond and the stability of the metal complex compound is enhanced. Furthermore
In the tridentate ligand, there are three bonds with the central metal M.
Since the binding force is stronger, the stability as a complex is better.
Get higher Therefore, when used as a light-emitting material for the device
In addition, it is particularly useful for improving the heat resistance of the light-emitting layer and improving the life of the device.
Can contribute to.

【0033】以上に説明したような2座配位子又は3座
配位子は、例えばジアリールメタン、エーテル、チオエ
ーテルなどであり、これらが中心金属Mに対して1つ以
上結合することで燐光発光機能を発揮する。同じ中心金
属Mに複数同じ配位子が結合していても良いが、異なる
配位子が結合していても良い。但し、これらの金属錯体
化合物は本実施形態2のように有機電界発光素子の発光
材料に用いられることから、化学的に安定であることが
非常に重要であり、中心金属Mに対してHが直接結合し
た化学的に活性で不安定なヒドリド錯体は、本実施形態
2のような有機電界発光素子の発光材料に用いる金属錯
体化合物として適切でない。
The bidentate ligand or tridentate ligand as described above is, for example, diarylmethane, ether, thioether or the like, and when one or more of these are bonded to the central metal M, phosphorescence is emitted. Exert function. A plurality of the same ligands may be bonded to the same central metal M, or different ligands may be bonded. However, since these metal complex compounds are used as the light emitting material of the organic electroluminescent device as in the second embodiment, it is very important that they are chemically stable, and that H is different from the central metal M. The chemically bonded and unstable hydride complex directly bonded is not suitable as the metal complex compound used for the light emitting material of the organic electroluminescent device according to the second embodiment.

【0034】また、配位子のX1〜X5、Y1〜Y5、及び
3座配位子のW1〜W4は、実施形態1と同様、Cの他、
N、O、S、P等が採用可能であり、またこれらの原子
に結合するのは、Hに限らず、アルキル基やアリール基
などの置換基であってもよい。中心金属Mと結合する2
座配位子については、X1及びY1のいずれか、3座配位
子についてはX1及びY1及びW1の少なくとも1つがN
原子であることがより好ましい。
The ligands X 1 to X 5 , Y 1 to Y 5 and the tridentate ligands W 1 to W 4 are the same as in the first embodiment except for C,
N, O, S, P and the like can be adopted, and the bond to these atoms is not limited to H but may be a substituent such as an alkyl group or an aryl group. Bond with central metal M 2
The bidentate ligand, any of X 1 and Y 1, at least one of X 1 and Y 1 and W 1 for tridentate ligand N
More preferably, it is an atom.

【0035】以上に説明したような金属錯体化合物の具
体例としては、下記式(2)
Specific examples of the metal complex compound as described above include the following formula (2)

【化21】 に示すようなIr(Bnpy)2acacがあげられ
る。
[Chemical 21] Ir (Bnpy) 2 acac as shown in FIG.

【0036】本実施形態2に係る有機電界発光素子にお
いて、燐光発光層24は、上述のような金属錯体化合物
を単独で用いて形成することも可能であるが、上記金属
錯体化合物をドーパント(ゲスト材料)として所定のホ
スト材料中にドープされている。ホスト材料としては、
カルバゾール基を含む化合物を採用することができ、例
えば、下記式(3)
In the organic electroluminescent device according to the second embodiment, the phosphorescent emitting layer 24 can be formed by using the above metal complex compound alone, but the metal complex compound is used as a dopant (guest). The material) is doped in a predetermined host material. As a host material,
A compound containing a carbazole group can be used, and for example, a compound represented by the following formula (3)

【化22】 に示すようなバイポーラ性の4,4’−N,N’−ジカ
ルバゾール−ビフェニル(4,4’−N,N’−dic
arbazole−biphenyl;CBP)を用い
ることができる。また、下記式(4)
[Chemical formula 22] 4,4'-N, N'-dicarbazole-biphenyl (4,4'-N, N'-dic
Arbazole-biphenyl; CBP) can be used. Also, the following formula (4)

【化23】 に示すようなホール輸送性の4,4’,4”−トリス
(カルバゾリル)−トリフェニルアミン(TCTA)を
用いることも可能である。上記CBPよりもこのTCT
Aの方が耐熱性が高い為、より高温にさらされやすい有
機電界発光素子に特に有用である。
[Chemical formula 23] It is also possible to use 4,4 ′, 4 ″ -tris (carbazolyl) -triphenylamine (TCTA) having a hole-transporting property as shown in the above.
Since A has higher heat resistance, it is particularly useful for an organic electroluminescent device that is more easily exposed to higher temperatures.

【0037】正孔輸送層22としては、正孔輸送機能を
備えていれば特に限定されないが、例えば、トリフェニ
ルアミンの多量体を採用することができ、一例としては
下記式(5)
The hole-transporting layer 22 is not particularly limited as long as it has a hole-transporting function. For example, a polymer of triphenylamine can be adopted, and one example is represented by the following formula (5).

【化24】 に示すα−NPDを使用することができる。[Chemical formula 24] The α-NPD shown in can be used.

【0038】電子輸送層28としては、電子輸送機能を
備えていれば特に限定されないが、一例として下記式
(6)
The electron transport layer 28 is not particularly limited as long as it has an electron transport function, but as an example, the following formula (6)

【化25】 に示すようなアルミキノリノール錯体(Alq3)を用
いることができる ところで、上述のように燐光発光層24のホスト材料と
してバイポーラ性のCBPや、ホール輸送性のTCTA
などの化合物を用いる場合、発光層24から電子輸送層
28に正孔が流れ出てしまうことを防止するため発光層
24と電子輸送層28との間に正孔ブロック層26を形
成することが好適である。上述のように電子輸送層28
にAlq3等を用いている場合、電子輸送層に正孔が流
れ込むことでこのAlq3が発光したり、正孔を発光層
に閉じこめることができずに発光効率が低下するなどと
いった問題を防止することができる。正孔ブロック層2
6の材料としては、一例として下記式(7)
[Chemical 25] Where an aluminum quinolinol complex (Alq 3 ) such as that shown in FIG. 2 can be used, as described above, as a host material of the phosphorescent emitting layer 24, bipolar CBP or hole transporting TCTA is used.
When a compound such as the above is used, it is preferable to form the hole blocking layer 26 between the light emitting layer 24 and the electron transport layer 28 in order to prevent holes from flowing out from the light emitting layer 24 to the electron transport layer 28. Is. As described above, the electron transport layer 28
When Alq 3 or the like is used for the above, problems such as the emission of Alq 3 due to the holes flowing into the electron transport layer or the inability to confine the holes in the light emitting layer to lower the light emission efficiency are prevented. can do. Hole blocking layer 2
As an example of the material of 6, the following formula (7) is used.

【化26】 に示すようなバソクプロイン(BCP)を用いることが
できる。
[Chemical formula 26] Bathocuproine (BCP) as shown in can be used.

【0039】次に、上述したような金属錯体化合物を燐
光発光のためのドーパントとして用いた本実施形態2に
係る有機電界発光素子の発光原理について説明する。
Next, the light emitting principle of the organic electroluminescent device according to the second embodiment, which uses the above-mentioned metal complex compound as a dopant for phosphorescence, will be described.

【0040】陽極である透明電極12と、陰極である金
属電極14から正孔及び電子を有機層20に注入する
と、正孔は正孔輸送層22を介し、電子は電子輸送層2
8及び正孔ブロック層26を介して輸送され、発光層2
4に到達し、再結合する。この電子とホールとの再結合
によりまず発光層24のホスト材料が励起状態となる。
ここで、分子の励起状態には、電子スピンの向きが反平
行の一重項励起状態と、電子スピンの向きが平行となる
三重項励起状態とがあり、単純な量子力学的推論から、
一重項励起状態と三重項励起状態の生成比率は1:3で
ある。蛍光は一重項励起状態のみが寄与する発光形態で
あるが、燐光は、一重項励起状態から遷移したものを含
め三重項励起状態が発光に寄与する。上記ホスト材料の
励起状態は、一重項励起状態が25%、三重項励起状態
が75%となっている。このような割合のホスト材料の
励起エネルギは、本発明に係る上述の金属錯体化合物に
移動し、金属錯体化合物は、それぞれ一重項励起状態及
び三重項励起状態となる。金属錯体化合物の一重項励起
状態は、さらに三重項励起状態に移動し、最終的に全て
三重項励起状態からの燐光発光となる。これによって、
発生した励起状態のエネルギのほぼ全てが発光エネルギ
として使用されることとなる。そして、本実施形態2に
おいて、上述の金属錯体化合物に起因した燐光は、ホス
ト材料として例示のCBP及びTCTAのいずれを用い
た場合においても、該金属錯体化合物の配位子がZ、又
はZ1及びZ2を備えていることから配位子の自由度が高
く、その発光波長域が広く白色を呈する。
When holes and electrons are injected into the organic layer 20 from the transparent electrode 12 as the anode and the metal electrode 14 as the cathode, the holes pass through the hole transport layer 22 and the electrons pass through the electron transport layer 2.
8 and the hole blocking layer 26, and the light emitting layer 2
Reach 4 and rejoin. Due to the recombination of the electrons and holes, the host material of the light emitting layer 24 first becomes in an excited state.
Here, the excited states of the molecule include a singlet excited state in which the electron spin directions are antiparallel and a triplet excited state in which the electron spin directions are parallel, and from simple quantum mechanical reasoning,
The production ratio of the singlet excited state and the triplet excited state is 1: 3. Fluorescence is a luminescent form in which only the singlet excited state contributes, whereas in phosphorescence, the triplet excited state, including those transitioned from the singlet excited state, contributes to light emission. The excited state of the host material is 25% in the singlet excited state and 75% in the triplet excited state. The excitation energy of the host material in such a ratio is transferred to the above-mentioned metal complex compound according to the present invention, and the metal complex compound is in a singlet excited state and a triplet excited state, respectively. The singlet excited state of the metal complex compound further moves to the triplet excited state, and finally, all phosphorescence emission from the triplet excited state results. by this,
Almost all of the generated excited state energy is used as the emission energy. In the second embodiment, the phosphorescence caused by the above-mentioned metal complex compound has a ligand of Z or Z 1 when the ligand of the metal complex compound is Z or Z 1 regardless of using any of the exemplified CBP and TCTA as the host material. And Z 2 are provided, the degree of freedom of the ligand is high, and the emission wavelength range thereof is wide, and white is exhibited.

【0041】以上のように本実施形態2に係る有機電界
発光素子は、燐光を用いることで高効率発光で、かつ白
色発光が実現する。また、燐光発光機能を有する上記金
属錯体化合物が化学的に安定であることから、素子とし
ての耐久性の向上も図られる。
As described above, the organic electroluminescent device according to the second embodiment realizes highly efficient light emission and white light emission by using phosphorescence. Further, since the metal complex compound having a phosphorescent function is chemically stable, the durability of the device can be improved.

【0042】[0042]

【実施例】次に、上記実施形態の具体例を実施例として
説明する。
EXAMPLES Next, specific examples of the above-described embodiment will be described as examples.

【0043】[Ir(Bnpy)2acacの合成][Synthesis of Ir (Bnpy) 2 acac]

【化27】 燐光発光機能を備える本発明の金属錯体化合物であるI
r(Bnpy)2acacは、まず、上記反応式に示す
化合物Eを合成し、この化合物Eを更に反応させること
で行った。
[Chemical 27] I, which is the metal complex compound of the present invention having a phosphorescent function
The r (Bnpy) 2 acac was performed by first synthesizing the compound E shown in the above reaction formula and further reacting this compound E.

【0044】まず、三塩化イリジウム水和物(0.02
56g;0.070mmol)と、2−ベンジルピリジ
ン(0.0711g;0.420mmol)をフラスコ
に入れ、反応容器内を窒素置換した後、2−メトキシエ
タノール(2.8mL)を加え窒素雰囲気下80℃で2
0時間攪拌した。減圧下で反応溶媒を留去した後、少量
の塩化メチレンに溶解しエーテルを加え、析出した結晶
をろ過することで目的とするChloro-bridged dimer(化
合物E)を得た(0.0286g;0.0254mmo
l;73%)。
First, iridium trichloride hydrate (0.02
56 g; 0.070 mmol) and 2-benzylpyridine (0.0711 g; 0.420 mmol) were placed in a flask, the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen, and 2-methoxyethanol (2.8 mL) was added to the flask under a nitrogen atmosphere. 2 at ℃
Stir for 0 hours. After distilling off the reaction solvent under reduced pressure, the residue was dissolved in a small amount of methylene chloride, ether was added, and the precipitated crystals were filtered to obtain the desired Chloro-bridged dimer (Compound E) (0.0286 g; 0 0.0254 mmo
1; 73%).

【0045】次に、得られた化合物E(0.0225
g;0.0200mmol)と、炭酸ナトリウム(0.
0212g;0.200mmol)をフラスコに入れ、
反応容器内を窒素置換した後、アセチルアセトン(0.
0050g;0.0500mmol)と、2−エトキシ
エタノール(2mL)を加え、窒素雰囲気下80℃で2
0時間攪拌した。減圧下反応溶媒を留去した後、残さを
シリカゲルカラムクロマトグラフィー精製(20%酢酸
エチル−ヘキサン)することで、目的とするIr(Bn
py)2acacを得た(0.0194g;0.030
9mmol;77%)。また、合成した化学式(2)に
示す金属錯体化合物の融点を調べたところ330℃であ
った(従来の化学式(1)の金属錯体化合物の融点は3
28℃)。
Then, the obtained compound E (0.0225
g; 0.0200 mmol) and sodium carbonate (0.
0212 g; 0.200 mmol) in a flask,
After replacing the inside of the reaction vessel with nitrogen, acetylacetone (0.
0050 g; 0.0500 mmol) and 2-ethoxyethanol (2 mL) were added, and 2 at 80 ° C. under a nitrogen atmosphere.
Stir for 0 hours. After distilling off the reaction solvent under reduced pressure, the residue was purified by silica gel column chromatography (20% ethyl acetate-hexane) to give the desired Ir (Bn).
py) 2 acac was obtained (0.0194 g; 0.030).
9 mmol; 77%). Further, when the melting point of the synthesized metal complex compound represented by the chemical formula (2) was examined, it was 330 ° C. (the melting point of the conventional metal complex compound of the chemical formula (1) is 3
28 ° C).

【0046】[白色燐光有機電界発光素子の作成] (実施例1)上述のようにして合成したIr(Bnp
y)2acacを燐光発光材料として用いて有機電界発
光素子を作製した。この素子について図1を参照して説
明する。ITOの透明電極12が予め形成されているガ
ラス基板10上に真空蒸着により(真空度:5×
10-7Torr;1Torr≒133Pa)、α−NP
Dを40nm堆積して正孔輸送層22を形成した。次
に、発光層24のホスト材料としてバイポーラ性の上記
CBPを用い、ドーパントとして上記Ir(Bnpy)
2acacとをドーパントが6重量(wt)%の割合と
なるように同時蒸着して発光層24を20nmの厚さに
形成した。さらに、BCPを用いて正孔ブロック層26
を10nm積層し、電子輸送層28としてAlq3を3
0nm蒸着した。さらに、この後LiF層を0.5n
m、Alを150nm蒸着して金属電極14を形成し、
以上により素子部を得た。
[Production of White Phosphorescent Organic Electroluminescent Device] (Example 1) Ir (Bnp) synthesized as described above.
y) An organic electroluminescent device was prepared by using 2 acac as a phosphorescent material. This element will be described with reference to FIG. The transparent electrode 12 of ITO is formed on the glass substrate 10 in advance by vacuum deposition (degree of vacuum: 5 ×
10 -7 Torr; 1 Torr ≈ 133 Pa), α-NP
D was deposited to a thickness of 40 nm to form the hole transport layer 22. Next, the bipolar CBP is used as a host material of the light emitting layer 24 and the Ir (Bnpy) is used as a dopant.
The light emitting layer 24 was formed to a thickness of 20 nm by co-evaporating 2 acac and 6 wt% of the dopant. Further, the hole blocking layer 26 is formed by using BCP.
With a thickness of 10 nm and Alq 3 of 3 as the electron transport layer 28.
It was vapor-deposited at 0 nm. Further, after this, a LiF layer is added to 0.5 n.
m and Al are vapor-deposited to a thickness of 150 nm to form the metal electrode 14,
The element part was obtained as described above.

【0047】このような素子部の形成された基板を高真
空に排気したチャンバーへ搬送し、そのチャンバー内を
1気圧の窒素で置換した後、紫外線硬化樹脂を用いて封
止ガラスの端部を端子部では透明電極12、端子部以外
ではガラス基板10の素子形成側表面に接着し、UVラ
ンプを用いて紫外線をこの樹脂部に照射し、素子部を密
封した。
The substrate on which such an element portion is formed is transferred to a chamber evacuated to a high vacuum, the inside of the chamber is replaced with nitrogen at 1 atm, and the end portion of the sealing glass is removed by using an ultraviolet curing resin. The transparent electrode 12 was adhered to the terminal portion, and the surface other than the terminal portion was adhered to the surface of the glass substrate 10 on which the element was formed, and the resin portion was irradiated with ultraviolet rays using a UV lamp to seal the element portion.

【0048】以上にして作製した有機電界発光素子の透
明電極12と金属電極14との間に直流電圧を印加して
素子に電流を流してこの素子を連続駆動させ、その発光
スペクトル、発光効率を測定した。
A direct current voltage is applied between the transparent electrode 12 and the metal electrode 14 of the organic electroluminescence device manufactured as described above to cause a current to flow through the device to continuously drive the device. It was measured.

【0049】実施例1に係る素子を電流密度0.1mA
/cm2の条件で駆動して得られた発光スペクトルは、
図2(a)に示す通りであり、波長500〜600nm
付近の広い範囲で発光層のドーピング材料である金属錯
体化合物に起因したピークが観察される。また、本実施
例1では、発光層24のホスト材料として上述のように
バイポーラ性のCBPを用いるので、電子が発光層24
から正孔輸送層22に到達し、正孔輸送層のα−NPD
も発光する。このα−NPDに起因した光は447nm
付近のピークである。本実施例1では、このように燐光
を発する金属錯体化合物からの光と、正孔輸送層のα−
NPDからの光との加色による非常に広い発光波長域が
実現され、自然な白色に近い白色光が得られている。
The device according to Example 1 was manufactured with a current density of 0.1 mA.
The emission spectrum obtained by driving under the condition of / cm 2 is
As shown in FIG. 2A, the wavelength is 500 to 600 nm.
A peak due to the metal complex compound as the doping material of the light emitting layer is observed in a wide range in the vicinity. Further, in Example 1, since the bipolar CBP is used as the host material of the light emitting layer 24 as described above, electrons are emitted from the light emitting layer 24.
Reaching the hole transport layer 22 from the α-NPD of the hole transport layer.
Also emits light. The light caused by this α-NPD is 447 nm.
It is a peak in the vicinity. In Example 1, light from the metal complex compound that emits phosphorescence and α- of the hole transport layer were used.
A very wide emission wavelength range is realized by adding color with light from NPD, and white light close to natural white is obtained.

【0050】この素子は、上記電流密度0.1mA/c
2において最大2.5cd/Aの発光効率を得た。図
3は、実施例1及び後述する実施例2の素子の駆動電圧
(V)と発光輝度(cd/m2)との関係を示してい
る。実施例1の素子は、電流密度11mA/cm2にお
いて輝度189.1cd/m2で、駆動電圧は6.7V
であった。図4(a)は、実施例1の素子の電流密度
(mA/cm2)と外部量子効率(%)[角度分布補正
後]との関係を示している。外部量子効率は最大で1.
5%に到達しており、高効率発光が実現されていること
がわかる。
This device has the above current density of 0.1 mA / c.
A maximum luminous efficiency of 2.5 cd / A was obtained at m 2 . FIG. 3 shows the relationship between the drive voltage (V) and the emission luminance (cd / m 2 ) of the elements of Example 1 and Example 2 described later. Element of Example 1, the luminance 189.1cd / m 2 at a current density of 11 mA / cm 2, the driving voltage is 6.7V
Met. FIG. 4A shows the relationship between the current density (mA / cm 2 ) and the external quantum efficiency (%) [after correction of angular distribution] of the device of Example 1. The maximum external quantum efficiency is 1.
It reaches 5%, which shows that high-efficiency light emission is realized.

【0051】なお、図2(a)には示されていないが、
実施例1に係る有機電界発光素子の発光スペクトルは、
素子への供給電流量が比較的小さい時、つまり発光輝度
が低い時に白色に近い光となり、輝度が高くなると、長
波長側のスペクトルが小さくなるという特性を示す。従
って、実施例1の素子は、最大輝度で常時駆動される例
えば光源用途ではなく、白色表示装置など多くの時間は
最大輝度未満の領域で駆動される用途に適していること
がわかる。但し、特に、用途が表示装置に限定されるわ
けではない。
Although not shown in FIG. 2A,
The emission spectrum of the organic electroluminescent element according to Example 1 is
When the amount of current supplied to the device is relatively small, that is, when the emission brightness is low, the light becomes nearly white, and when the brightness is high, the spectrum on the long wavelength side becomes small. Therefore, it can be seen that the element of Example 1 is suitable not only for applications such as a light source that is always driven at the maximum luminance but also for applications such as a white display device that is driven in a region less than the maximum luminance for many times. However, the use is not particularly limited to the display device.

【0052】(実施例2)上記実施例1と同様の手順で
実施例2に係る有機電界発光素子を作製した。実施例1
と相違する点は、発光層24のホスト材料として、ホー
ル輸送性の上述のTCTAを用いたことである。そし
て、この素子の発光層24は、ホスト材料であるTCT
Aに対し、ドーパントとしてのIr(Bnpy)2ac
acを5wt%の割合で同時蒸着して形成した。
Example 2 An organic electroluminescent device according to Example 2 was produced in the same procedure as in Example 1 above. Example 1
Is that the above-mentioned TCTA having a hole transporting property is used as the host material of the light emitting layer 24. The light-emitting layer 24 of this device is made of TCT which is a host material.
Ir (Bnpy) 2 ac as a dopant for A
It was formed by co-evaporating ac at a ratio of 5 wt%.

【0053】得られた有機電界発光素子に対し、直流電
圧を印加し、連続駆動してその発光スペクトル、発光効
率、輝度半減寿命を測定した。図2(b)は、実施例2
に係る素子を電流密度0.33mA/cm2の条件で駆
動したときの発光スペクトルを示している。図示される
ように、実施例2においても素子は、広い波長域で発光
し、得られる発光色は白色光であった。図2(a)に示
す実施例1の素子の発光スペクトルとの違いは、図2
(b)では、正孔輸送層22のα−NPDに起因した発
光ピークが小さいことである。しかしこのような特徴
は、すべての駆動条件下において当てはまるものではな
い。実施例2の素子は、上記実施例1とは反対に、素子
への供給電流量が比較的小さい時、つまり発光輝度が低
い時には図2(b)のように比較的短波長側のスペクト
ル強度が小さいが、最大発光輝度の領域(高電圧印加ま
たは供給電流大のとき)では、α−NPDに起因した短
波長側の発光強度が図2(a)と同様に十分高くなり、
最大発光輝度条件下では非常に白色に近い発光色を示す
ことがわかった。このため、実施例2の素子は、最大発
光条件での駆動が多い白色光源用途などに特に優れてい
ることがわかる。しかし、もちろん、用途が光源に限ら
れるわけではない。
A direct current voltage was applied to the obtained organic electroluminescent device and the organic electroluminescent device was continuously driven to measure its emission spectrum, emission efficiency, and half-life of luminance. FIG. 2B shows the second embodiment.
3 shows an emission spectrum of the device according to (1) when driven under the condition of a current density of 0.33 mA / cm 2 . As shown in the drawing, also in Example 2, the device emitted light in a wide wavelength range, and the obtained emission color was white light. The difference from the emission spectrum of the device of Example 1 shown in FIG.
In (b), the emission peak due to α-NPD of the hole transport layer 22 is small. However, such characteristics do not apply under all driving conditions. Contrary to Example 1 described above, the element of Example 2 has a relatively small wavelength spectrum intensity as shown in FIG. 2B when the amount of current supplied to the element is relatively small, that is, when the emission brightness is low. However, in the region of maximum emission luminance (when high voltage is applied or supply current is large), the emission intensity on the short wavelength side due to α-NPD becomes sufficiently high as in FIG. 2A,
It was found that the emission color was very close to white under the maximum emission luminance condition. Therefore, it can be seen that the device of Example 2 is particularly excellent for applications such as white light sources that are often driven under the maximum light emission condition. However, of course, the application is not limited to the light source.

【0054】実施例2の素子は、電流密度0.33mA
/cm2で最大2.6cd/Aの発光効率が達成され
た。実施例2の素子は、電流密度11mA/cm2にお
いて輝度236.7cd/m2で、駆動電圧は4.9V
であった。図3に示されるように、実施例2の素子は、
実施例1の素子と比較しても駆動電圧の低電圧側での発
光輝度が非常に高く、低電圧駆動が可能、つまり発光効
率が高いことがわかる。
The device of Example 2 has a current density of 0.33 mA.
A maximum luminous efficiency of 2.6 cd / A was achieved at / cm 2 . Element of the second embodiment, a luminance 236.7cd / m 2 at a current density of 11 mA / cm 2, the driving voltage is 4.9V
Met. As shown in FIG. 3, the device of Example 2 was
It can be seen that even when compared with the element of Example 1, the light emission luminance on the low voltage side of the driving voltage is very high, low voltage driving is possible, that is, the light emission efficiency is high.

【0055】図4(b)は、実施例2の素子の電流密度
(mA/cm2)と外部量子効率(%)[角度分布補正
後]との関係を示しており、実施例2の素子において
も、外部量子効率は最大で1.5%に到達しており、高
効率発光が実現されていることがわかる。また実施例2
においては、電流密度が0.1mA/cm2〜10mA
/cm2の広範囲で外部量子効率が高くかつほぼ一定値
を示しており、安定した発光特性が達成されていること
がわかる。
FIG. 4B shows the relationship between the current density (mA / cm 2 ) and the external quantum efficiency (%) [after correction of angular distribution] of the device of Example 2, and the device of Example 2 Also, the external quantum efficiency reaches 1.5% at the maximum, and it can be seen that highly efficient light emission is realized. Example 2
The current density is 0.1 mA / cm 2 to 10 mA.
The external quantum efficiency is high and shows a substantially constant value in a wide range of / cm 2 , indicating that stable emission characteristics are achieved.

【0056】実施例1と実施例2の素子のこのような特
性の差は、特にホスト材料の差によるものであると考え
られる。すなわち、ホール輸送性を示すが電子輸送性の
低い上述のTCTAをこのホスト材料として用いること
で、比較的低い輝度発光条件下では正孔輸送層22(α
−NPD)への電子の注入量が少なく、全体としては発
光率が高まる。また、実施例2の素子では、実施例1と
は反対に、高輝度発光条件下になると正孔輸送層22へ
の電子の注入が起きてα−NPDも発光し、このときに
は非常に広い波長域での発光が安定して起こり、高輝度
で長寿命の白色発光が達成される。
It is considered that such a difference in characteristics between the devices of Example 1 and Example 2 is due to the difference in the host material. That is, by using the above-mentioned TCTA having a hole transporting property but a low electron transporting property as the host material, the hole transporting layer 22 (α
The amount of electrons injected into -NPD) is small, and the light emission rate is increased as a whole. Further, in the device of Example 2, contrary to Example 1, under the high-luminance emission condition, electrons are injected into the hole transport layer 22 and α-NPD also emits light, and at this time, the wavelength is very wide. Light emission in the region occurs stably, and white light emission with high brightness and long life is achieved.

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る金
属錯体化合物では、燐光発光機能を備えると共に、配位
子が芳香族環やヘテロ環などが、Z、Z1及びZ2で表さ
れるCやその他の原子又は原子団によって橋掛けされた
構造を備え、発光波長が幅広く、また安定な金属錯体化
合物を実現できる。
As described above, in the metal complex compound according to the present invention, the metal complex compound has a phosphorescent function, and the ligand has an aromatic ring or a hetero ring represented by Z, Z 1 and Z 2. It is possible to realize a stable metal complex compound having a broad emission wavelength and having a structure bridged by C or other atoms or atomic groups.

【0057】また、このような金属錯体化合物を例えば
有機電界発光素子の発光材料として用いることで、高い
発光効率の表示装置や光源を得ることができる。また本
発明に係る金属錯体化合物を用いることで、波長領域の
広い発光が容易に得られ、白色の燐光発光が得られる。
Further, by using such a metal complex compound as a light emitting material of an organic electroluminescent device, a display device and a light source with high luminous efficiency can be obtained. Further, by using the metal complex compound according to the present invention, light emission with a wide wavelength range can be easily obtained, and white phosphorescent light emission can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施形態2、実施例にかかる有機電
界発光素子の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an organic electroluminescent element according to a second exemplary embodiment of the present invention.

【図2】 実施例1および実施例2の素子の発光スペク
トルを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing emission spectra of the devices of Example 1 and Example 2.

【図3】 実施例1および実施例2の素子の印加電圧に
対する発光輝度の関係を示す図である。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the light emission luminance of the devices of Examples 1 and 2.

【図4】 実施例1および実施例2の素子の電流密度に
対する外部量子効率の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the external quantum efficiency and the current density of the devices of Examples 1 and 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 透明基板、12 透明電極(陽極)、14 金属
電極(陰極)、20有機層、22 正孔輸送層、24
燐光発光層、26 正孔ブロック層、28電子輸送層。
10 transparent substrate, 12 transparent electrode (anode), 14 metal electrode (cathode), 20 organic layer, 22 hole transport layer, 24
Phosphorescent emitting layer, 26 hole blocking layer, 28 electron transporting layer.

フロントページの続き (72)発明者 猪飼 正道 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 藤川 久喜 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 3K007 AB02 AB03 AB04 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 4C055 AA01 BA02 BA06 BB04 CA01 DA01 GA02 4H050 AA01 AA03 AB92 WB11 WB14 WB17 Continued front page    (72) Inventor Masamichi Inoki             Aichi Prefecture Nagachite Town Aichi District             Ground 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Kuki Fujikawa             Aichi Prefecture Nagachite Town Aichi District             Ground 1 Toyota Central Research Institute Co., Ltd. F term (reference) 3K007 AB02 AB03 AB04 CA01 CB01                       DA00 DB03 EB00 FA01                 4C055 AA01 BA02 BA06 BB04 CA01                       DA01 GA02                 4H050 AA01 AA03 AB92 WB11 WB14                       WB17

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イリジウム又はパラジウムを中心金属M
とし、下式(i) 【化1】 で表されるようにQ1とQ2とがZによって結合された配
位子が、該Q1及びQ2のZとの結合位置に対するオルト
位において、前記中心金属Mと結合した金属錯体化合
物。
1. A central metal M containing iridium or palladium.
And the following formula (i) In the ligand and Q 1, Q 2 are bonded by Z as represented is, in the ortho-position to the binding position of the Z of the Q 1 and Q 2, the metal complex compound bound to the central metal M .
【請求項2】 イリジウム又はパラジウムを中心金属M
とし、下式(ii) 【化2】 で 表される配位子の前記Q1及びQ2のZ1及びZ2との
結合位置に対するオルト位と、式中のW1が、前記中心
金属Mと結合した金属錯体化合物。
2. A central metal M containing iridium or palladium.
And the following formula (ii) A metal complex compound in which the ortho position of the ligand of Q 1 and Q 2 with respect to the bonding position with Z 1 and Z 2 and W 1 in the formula are bonded to the central metal M.
【請求項3】 有機電界発光素子において、 遷移金属を中心金属Mとし、下式(i) 【化3】 で表されるようにQ1とQ2とがZによって結合された配
位子が、該Q1及びQ2のZとの結合位置に対するオルト
位において、前記中心金属Mと結合した金属錯体化合物
が発光材料に用いられていることを特徴とする有機電界
発光素子。
3. In an organic electroluminescence device, a transition metal is used as a central metal M, and the following formula (i): In the ligand and Q 1, Q 2 are bonded by Z as represented is, in the ortho-position to the binding position of the Z of the Q 1 and Q 2, the metal complex compound bound to the central metal M Is used as a light emitting material.
【請求項4】 有機電界発光素子において、 遷移金属を中心金属Mとし、下式(ii) 【化4】 で表される配位子の前記Q1及びQ2のZ1及びZ2との結
合位置に対するオルト位と、式中のW1位置が、前記中
心金属Mと結合した金属錯体化合物が発光材料に用いら
れていることを特徴とする有機電界発光素子。
4. In an organic electroluminescence device, a transition metal is used as a central metal M, and the following formula (ii): The metal complex compound in which the ortho position of the ligand of the formula Q 1 and Q 2 with respect to the bonding position with Z 1 and Z 2 and the W 1 position in the formula is bonded to the central metal M is a light emitting material. An organic electroluminescent device characterized by being used in.
【請求項5】 前記中心金属Mは、Ir、Pt、Pdの
いずれかであることを特徴とする請求項3又は請求項4
に記載の有機電界発光素子。
5. The central metal M is any one of Ir, Pt, and Pd, and the central metal M is characterized in that:
The organic electroluminescent element as described in 1.
【請求項6】 前記式(i)に示される配位子は、下式
(a)又は(b) 【化5】 で表され、 式中のX1及びY1が中心金属Mと結合し、該X1及びY1
の少なくとも一方は窒素原子であることを特徴とする請
求項1又は請求項3に記載の金属錯体化合物又は有機電
界発光素子。
6. The ligand represented by the formula (i) is represented by the following formula (a) or (b): X 1 and Y 1 in the formula are bonded to the central metal M, and X 1 and Y 1
At least one is a nitrogen atom, The metal complex compound or organic electroluminescent element of Claim 1 or Claim 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 前記式(ii)に示される配位子は、下
式(c)又は(d) 【化6】 で表され、 式中のX1、Y1及びW1が中心金属Mと結合し、該X1
1及びW1の少なくとも1つが窒素原子であることを特
徴とする請求項2又は請求項4に記載の金属錯体化合物
又は有機電界発光素子。
7. The ligand represented by the formula (ii) is represented by the following formula (c) or (d): X 1 , Y 1 and W 1 in the formula are bonded to the central metal M, and X 1 ,
Y 1 and W 1 at least one of a metal complex compound or an organic electroluminescent device according to claim 2 or claim 4 characterized in that it is a nitrogen atom.
【請求項8】 前記Z、又は前記Z1及びZ2は、C
2、O、S、NR、SiR2(但し、Rは、H又はアル
キル基又はアリール基のいずれか又はそれらの誘導体)
のいずれかであることを特徴とする請求項1〜請求項6
のいずれか一つに記載の金属錯体化合物又は有機電界発
光素子。
8. The Z, or Z 1 and Z 2 is C
R 2 , O, S, NR, SiR 2 (wherein R is H or any of an alkyl group or an aryl group or a derivative thereof)
It is any one of Claim 1- Claim 6 characterized by the above-mentioned.
2. A metal complex compound or an organic electroluminescent device according to any one of 1.
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