[发明专利]金属络合物、发光材料及发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及金属络合物及含有金属络合物的发光材料以及发光元件。

背景技术

电致发光元件的发光层中所用的发光材料中，显示来自三重态激发态的发光的金属络合物或含有它的发光材料与现在主要使用的使用来自单重态激发态的发光的荧光材料相比，可以期待更高的发光效率。其理由是，在理论上，由载流子的复合生成的激子的25％是单重态激发态，剩余的75％是三重态激发态。即，在使用来自单重态激发态的发光(荧光)的情况下，在原理上，25％是上限，而如果使用来自三重态激发态的发光(磷光)，则在原理上可以期待3倍的发光效率。另外，根据能量的相对关系，如果可以有效地引起从25％的单重态激发态到三重态激发态的系间交叉，则在原理上可以期待4倍的效率。

一般来说，伴随着从三重态激发态向单重态基态的跃迁的来自三重态激发态的发光(磷光发光)由于伴随着自旋反转，因此是禁阻跃迁。但是，迄今已知，在含有重原子金属的金属络合物中，存在通过将该禁阻利用重原子效应解除而发光的化合物。例如，作为显示来自三重态激发态的发光的金属络合物，已知以铱为中心金属的原金属化络合物(Ir(ppy)₃)：Tris-Ortho-Metalated Complex of Iridium(III)with 2-Phenylpyridine)显示高效率的绿色发光，对于将该金属络合物与低分子系主体材料组合并多层化了的电致发光元件也有过报告(非专利文献1)。

非专利文献1：APPLIED PHYSICS LETTERS、Vol.75、No.1、p4(1999)

但是，铱是产量及储量有限的金属。所以，很难大量并且廉价地生产使用它的发光元件，因而希望有使用了产量及储量更多、更为廉价的金属的、在发光效率、稳定性、色纯度等方面优良的磷光发光性金属络合物。

发明内容

所以，本发明的目的在于，提供在中心金属中使用了与铱相比产量及储量更多的金属的、在发光效率、稳定性、色纯度等方面优良的新型发光金属络合物，并提供使用了它的光电元件。

即，本发明提供一种金属络合物，是中心金属M为选自由Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Pt、Au及Hg构成的组中的一种的金属络合物，其特征是，不含有卤素单齿配位体，在利用计算科学方法得到的最高占有分子轨道(HOMO)中，中心金属的最外层d轨道的轨道系数的平方之和在全部原子轨道系数的平方之和中所占的比例在1/3以上，另外利用计算科学方法得到的最低单重态激发能量(S1)与最低三重态激发能量(T1)的能量差(S1-T1)在0.1(eV)以上1.0(eV)以下，最低单重态激发中的振子强度(f)在0.005以上1.0以下。

本发明的金属络合物是在中心金属中使用了与铱相比产量及储量更多的金属的络合物，在发光效率、稳定性、色纯度等方面优良。所以，通过将本发明的金属络合物用于电致发光元件等光电元件中，就可以提供特性更为优良的元件。

附图说明

图1是表示依照本发明的实施例1～3及比较例1的量子效率与d轨道的比例(％)的相互关系的图。这里，相对量子效率表示将比较例1的量子效率设为1后的各自的相对值。

具体实施方式

下面将对本发明进行详细说明。

本发明人进行了深入研究，结果发现，利用计算科学方法算出的最高占有分子轨道(HOMO)中，中心金属的最外层d轨道的轨道系数的平方之和在全部原子轨道系数的平方之和中所占的比例与发光效率强烈相关，从而形成了本发明。即发现以该比例在1/3以上为特征的金属络合物，可以在发光效率·稳定性方面获得优良的特性。利用计算科学方法算出的最高占有分子轨道(HOMO)中，中心金属的最外层d轨道的轨道系数的平方之和在全部轨道的轨道系数的平方之和中所占的比例虽然如上所述优选在1/3以上，然而优选在1/3以上2/3以下，更优选在7/20以上2/3以下，进一步优选在2/5以上2/3以下，特别优选在1/2以上2/3以下。

作为中心金属，可以举出从由Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Pt、Au及Hg构成的组中选出的一种，然而从获得高效率的观点考虑，优选Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、W、Re、Pt及Au，更优选Ru、Rh、Pd、W、Re、Pt及Au，进一步优选Re及Pt，最优选Pt。