JP2004281382A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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Tomoaki Hara
智章 原
Yoshitomo Yonehara
祥友 米原
Miya Sakurai
美弥 桜井
Morio Taniguchi
彬雄 谷口
Yu Ichikawa
結 市川
Toshiki Koyama
俊樹 小山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element manufacturable by a wet film forming method, and capable of showing high luminous efficiency even if a metal such as aluminum hard to cause deterioration is used for a negative electrode layer. <P>SOLUTION: In this organic electroluminescent element, a luminescent layer contains a phosphorescence emitting material expressed by the general formula (1), and has an electron transporting layer containing a compound expressed by the general formula (2) between the luminescent layer and a negative electrode layer. In the general formula (1), Y expresses a bidentate ligand; R expresses a hydrogen atom or an alkoxy group having 1-10 of carbon atoms; at least one of them expresses the alkoxy group; n expresses integers of 3-8. In the formula (2), X<SB>1</SB>and X<SB>2</SB>each independently expresses X<SB>3</SB>, or 1, 3, 4 - oxadiazole - 2 - yl group having X<SB>3</SB>at the 5 position; X<SB>3</SB>expresses a hydrogen atom, an alkyl group having 1-5 of carbon atoms, a phenyl group, a naphthyl group, or an anthryl group. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は燐光発光材料を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。   The present invention relates to an organic electroluminescence device using a phosphorescent material.

近年、モバイルコンピュータ、携帯電話、PDA等の携帯情報端末用表示素子の需要が増し、表示素子の軽量化、低消費電力化が望まれている。
自己発光型の有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」と略す。)は、バックライトを必要とせず、素子の薄型化や軽量化が可能であることや、低駆動電圧で高輝度の発光が得られることから、ブラウン管型表示装置や液晶表示素子等の既存の表示素子に代わる次世代表示メディアとして、研究が進められている。特に最近では、赤色、青色、緑色の有機EL素子を、フルカラーディスプレイへ適用することが検討されている。
In recent years, the demand for display elements for portable information terminals such as mobile computers, mobile phones, PDAs and the like has been increasing, and there is a demand for lighter and lower power consumption display elements.
A self-luminous organic electroluminescent element (hereinafter, abbreviated as “organic EL element”) does not require a backlight, can be made thinner and lighter, and has a low driving voltage and high luminance. Since light emission can be obtained, research is being conducted as a next-generation display medium that replaces existing display elements such as a cathode ray tube display device and a liquid crystal display element. Particularly recently, application of red, blue, and green organic EL elements to a full-color display has been studied.

有機EL素子は、一般に、正電極層、発光物質を含有する発光層、および負電極層が、順に積層した構造からなる。正、負両電極層間に電圧を印加すると、前記発光層に、負電極層から電子が、正電極層から正孔が注入される。注入された電子と正孔は、発光物質中において再結合し、発光物質は励起子を生成する。この励起子が基底状態に失活する際に発光がおこる。また発光効率を高める目的で、発光層と負電極層との間に電子輸送層を設ける場合もある。   The organic EL element generally has a structure in which a positive electrode layer, a light emitting layer containing a light emitting substance, and a negative electrode layer are sequentially stacked. When a voltage is applied between the positive and negative electrode layers, electrons are injected from the negative electrode layer and holes are injected from the positive electrode layer into the light emitting layer. The injected electrons and holes recombine in the luminescent material, and the luminescent material generates excitons. Light emission occurs when the exciton is deactivated to the ground state. In some cases, an electron transporting layer is provided between the light emitting layer and the negative electrode layer for the purpose of increasing luminous efficiency.

発光物質としては一重項励起子が発光する蛍光性化合物と、三重項励起子が発光する燐光性化合物が知られている。現在、有機EL素子用の発光物質として最もよく使用されているのは、熱に安定な蛍光性化合物である。しかし、蛍光性化合物を利用した有機EL素子の理論上の発光効率は最大5%と非常に低い。これに対し、燐光性化合物を利用した有機EL素子の理論上の発光効率は最大20%である。このことから、燐光性化合物を利用した有機EL素子は、蛍光性化合物を利用した有機EL素子の4倍の発光効率を示すことが期待できる。
しかし、従来知られている燐光性化合物は、三重項励起子が熱的に不安定であり、室温で発光させることが困難であった。従って、室温で発光させることのできる燐光性化合物を使用した有機EL素子が望まれている。
As the light-emitting substance, a fluorescent compound emitting singlet excitons and a phosphorescent compound emitting triplet excitons are known. At present, a fluorescent compound that is stable to heat is most frequently used as a luminescent material for an organic EL device. However, the theoretical luminous efficiency of an organic EL device using a fluorescent compound is extremely low at a maximum of 5%. On the other hand, the theoretical luminous efficiency of an organic EL device using a phosphorescent compound is up to 20%. From this, it can be expected that an organic EL device using a phosphorescent compound exhibits luminous efficiency four times that of an organic EL device using a fluorescent compound.
However, in the conventionally known phosphorescent compounds, triplet excitons are thermally unstable, and it is difficult to emit light at room temperature. Therefore, an organic EL device using a phosphorescent compound that can emit light at room temperature is desired.

室温で発光する燐光性化合物として、イリジウム(III)トリス(2−フェニルピリジン)錯体(以下、「Ir(ppy)」と略す。)が知られており、Ir(ppy)と、正孔輸送材料である4,4'−N,N'−ジカルバゾール−ビフェニルとの混合物を、電極層上に共蒸着させて得た発光層を有する有機EL素子が知られている(例えば、特許文献1参照。)。これは、発光効率が8%と、蛍光性化合物を発光物質として使用した有機EL素子と比べ、高い発光効率を示す。しかし、該有機EL素子は、発光層を共蒸着法で作製しているので、製造効率が低いといった問題があった。また発光層中のIr(ppy)濃度を高くすると多量体を形成し、三重項励起子が発光せずに失活するため、発光効率が低下する(以下、これを「濃度消光」と略す。)問題があった。 As a phosphorescent compound that emits light at room temperature, an iridium (III) tris (2-phenylpyridine) complex (hereinafter abbreviated as “Ir (ppy) 3 ”) is known, and Ir (ppy) 3 and a hole 2. Description of the Related Art An organic EL device having a light-emitting layer obtained by co-evaporating a mixture with 4,4′-N, N′-dicarbazole-biphenyl as a transport material on an electrode layer is known (for example, Patent Document 1). 1). This has a luminous efficiency of 8%, which is higher than that of an organic EL device using a fluorescent compound as a luminescent substance. However, the organic EL device has a problem that the manufacturing efficiency is low because the light emitting layer is manufactured by a co-evaporation method. When the concentration of Ir (ppy) 3 in the light emitting layer is increased, a multimer is formed, and the triplet exciton is deactivated without emitting light, so that the luminous efficiency is reduced (hereinafter, this is abbreviated as “concentration quenching”). .) There was a problem.

一方、置換基として芳香族基を有するIr(ppy)は、多量体形成による濃度消光がある程度抑制でき高い発光効率を示すが(例えば、特許文献2参照。)、該化合物もIr(ppy)同様に、蒸着により成膜する必要があるため、製造効率が低いという問題を有する。 On the other hand, Ir (ppy) 3 having an aromatic group as a substituent exhibits high luminous efficiency because concentration quenching due to formation of a multimer can be suppressed to some extent (for example, see Patent Document 2), but the compound is also Ir (ppy). 3 Similarly, it is necessary to be formed by vapor deposition, has a problem of low manufacturing efficiency.

これに対し、Ir(ppy)を、正孔輸送材料であるポリパラフェニレンに、該錯体が多量体を形成しない、即ち濃度消光が起こらない濃度以下となるようにドーピングし、これを正電極層上に印刷法等の湿式製膜法で発光層を得る方法が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。高分子の正孔輸送材料にIr(ppy)をドーピングすることで、製造効率の高い湿式製膜法で発光層を作製することを可能とした。しかしこの方法で得られた有機EL素子は、正電極層からポリパラフェニレンに注入される正孔の、Ir(ppy)に輸送される確率、即ち正孔輸送効率が低いといった問題があった。また、Ir(ppy)の結晶性が高いため、Ir(ppy)を高濃度にドーピングできず、得られる有機EL素子の発光効率に限界があった。 On the other hand, Ir (ppy) 3 is doped into polyparaphenylene, which is a hole transporting material, so that the complex does not form a multimer, that is, the concentration does not cause concentration quenching. A method for obtaining a light emitting layer on a layer by a wet film forming method such as a printing method is known (for example, see Non-Patent Document 1). By doping Ir (ppy) 3 into a polymer hole transporting material, a light emitting layer can be manufactured by a wet film forming method with high manufacturing efficiency. However, the organic EL device obtained by this method has a problem that the probability of holes injected from the positive electrode layer into polyparaphenylene being transported to Ir (ppy) 3 , that is, the hole transport efficiency is low. . In addition, since Ir (ppy) 3 has high crystallinity, Ir (ppy) 3 cannot be doped at a high concentration, and the luminous efficiency of the obtained organic EL device is limited.

一方、湿式製膜が可能な燐光性化合物として、主鎖または側鎖に3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造を有する、ポリスチレン換算の数平均分子量が10〜10の高分子発光体が知られている(例えば、特許文献3参照。)。該高分子発光体は、1〜5個のハロゲン原子等を有する金属錯体と、2個のハロゲン原子等を有するモノマーとを共重合することにより製造される。該高分子発光体は、モノマーとして芳香族化合物を使用することにより正孔輸送性を示すため、分子内で金属錯体への正孔輸送が可能となり高い発光効率を示しうる。更に、製膜性を有する高分子中に燐光発光性の金属錯体ユニットを導入しているため、結晶性が低下し湿式製膜が可能となる。
しかし、該高分子発光体は、金属錯体由来の燐光を発光させるために1分子中に導入する金属錯体濃度を高くする必要があるが、金属錯体濃度を高くすると、金属錯体ユニットが高分子中の分岐点となるために結晶性が増し、溶剤への溶解性が低下することになる。更に、金属錯体ユニット同士が重合し隣接するため、分子内での濃度消光が起こりうる。
一方、溶解性の低下および結晶化を抑制するために金属錯体濃度を低くすると、該高分子発光体の主鎖を形成する正孔輸送性ユニットの蛍光が主発光となるため、高発光効率の高分子発光体を得ることができない。
On the other hand, as a phosphorescent compound capable of wet film formation, a polymer having a metal complex structure exhibiting light emission from a triplet excited state in a main chain or a side chain and having a polystyrene equivalent number average molecular weight of 10 3 to 10 8 . A luminous body is known (for example, see Patent Document 3). The polymer luminous body is manufactured by copolymerizing a metal complex having 1 to 5 halogen atoms or the like and a monomer having 2 halogen atoms or the like. The polymer light-emitting material exhibits a hole-transporting property by using an aromatic compound as a monomer, and thus can transport holes in a molecule to a metal complex, thereby exhibiting high luminous efficiency. Furthermore, since a phosphorescent metal complex unit is introduced into a polymer having film forming properties, crystallinity is reduced and wet film forming is possible.
However, in the polymer luminescent material, it is necessary to increase the concentration of the metal complex introduced into one molecule in order to emit phosphorescence derived from the metal complex. , The crystallinity increases, and the solubility in a solvent decreases. Further, since the metal complex units are polymerized and adjacent to each other, concentration quenching in the molecule may occur.
On the other hand, when the concentration of the metal complex is reduced to suppress the decrease in solubility and crystallization, the fluorescence of the hole transporting unit forming the main chain of the polymer light-emitting material becomes the main light emission, so that the high luminous efficiency is reduced. A high molecular light emitter cannot be obtained.

一方、負電極層にはリチウムやカリウム等のアルカリ金属、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金属、金、銀、アルミニウム、又はリチウム−アルミニウム合金やマグネシウム−銀合金等の合金が知られており、通常は仕事関数のより低いアルカリ金属やアルカリ土類金属が使用されている。しかし、アルカリ金属やアルカリ土類金属は酸素や水分による劣化が起こりやすく、有機EL素子の寿命を短くする大きな原因となっていた。劣化の起きにくい負電極層の材料としては、金、銀、アルミニウム等があるが、これらの金属を負電極層に使用した有機EL素子は、発光効率が非常に下がってしまう。そこで、劣化の起きにくい金、銀、アルミニウム等を負電極層に使用して、なお発光効率の高い素子が求められている。   On the other hand, for the negative electrode layer, alkali metals such as lithium and potassium, alkaline earth metals such as calcium and magnesium, gold, silver, aluminum, or alloys such as lithium-aluminum alloy and magnesium-silver alloy are known. Usually, an alkali metal or an alkaline earth metal having a lower work function is used. However, alkali metals and alkaline earth metals are liable to be deteriorated by oxygen or moisture, and have been a major cause of shortening the life of the organic EL element. Materials for the negative electrode layer that are unlikely to deteriorate include gold, silver, aluminum, and the like. However, the organic EL element using these metals for the negative electrode layer has a very low luminous efficiency. Therefore, there is a demand for a device having high luminous efficiency using gold, silver, aluminum, or the like, which hardly deteriorates, for the negative electrode layer.

一方、電子輸送層としては、オキサジアゾール環を有する化合物からなる電子輸送層が知られている(例えば、非特許文献2参照)。
国際公開第00/70655号パンフレット 特開2002−332291号公報 特開2003−171659号公報 「アプライド・フィジックス・レター」,2002年3月,第80号(2002年)2045−2047 「アプライド・フィジックス・レター(Applied Physics Letters)」,1990年8月,第57号,531−533
On the other hand, as the electron transport layer, an electron transport layer made of a compound having an oxadiazole ring is known (for example, see Non-Patent Document 2).
International Publication No. 00/70655 pamphlet JP-A-2002-332291 JP 2003-171659 A Applied Physics Letter, March 2002, No. 80 (2002) 2045-2047. "Applied Physics Letters", August 1990, No. 57, 531-533.

本発明が解決しようとする課題は、湿式製膜法で製造が可能で、且つ、負電極層に劣化の起こりにくいアルミニウム等の金属を使用しても、高い発光効率を示す有機EL素子を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide an organic EL element which can be manufactured by a wet film forming method and has high luminous efficiency even when a metal such as aluminum which does not easily deteriorate is used for a negative electrode layer. Is to do.

本発明者らは、上記の課題を解決する手段として、以下の3つの手段を用いることで、課題を解決した。即ち、ポリパラフェニレン基をIr(ppy)のフェニル基に導入することで、分子内及び分子間での正孔輸送を効率化し、正電極層から注入された正孔をイリジウム(III)錯体へ効率良く輸送させ、電子と正孔がイリジウム(III)錯体中で再結合する確率を上げ、イリジウム(III)錯体の発光効率を高めた。このようにポリパラフェニレン基をIr(ppy)のフェニル基に導入することにより、前記の効果と同時にイリジウム(III)錯体間の相互作用が抑制され、これにより濃度消光を低減させ、発光層中のイリジウム(III)錯体の濃度を上げることができるようにした。更に一般式(2)で表される化合物を含む電子輸送層を発光層と負電極層との間に設けることで、負電極層から発光層への電子の注入を促進した。これにより高輝度高発光効率の有機EL素子を得ることができる。 The present inventors have solved the problem by using the following three means as means for solving the above problem. That is, by introducing a polyparaphenylene group into the phenyl group of Ir (ppy) 3 , the efficiency of hole transport between molecules and between molecules is increased, and holes injected from the positive electrode layer are converted into iridium (III) complex. The efficiency of the iridium (III) complex was increased by increasing the probability that electrons and holes would recombine in the iridium (III) complex. By introducing the polyparaphenylene group into the phenyl group of Ir (ppy) 3 as described above, the interaction between the iridium (III) complex is suppressed simultaneously with the above-mentioned effect, whereby the concentration quenching is reduced, and The concentration of the iridium (III) complex in the solution can be increased. Further, by providing an electron transport layer containing the compound represented by the general formula (2) between the light emitting layer and the negative electrode layer, injection of electrons from the negative electrode layer to the light emitting layer was promoted. Thus, an organic EL device having high luminance and high luminous efficiency can be obtained.

また、前記ポリパラフェニレン基に置換基としてアルコキシ基を導入し、かつ、フェニレン基の数を3〜8とし、より溶媒へ溶けやすくすることで、湿式製膜を可能とした。   In addition, an alkoxy group was introduced as a substituent into the polyparaphenylene group, and the number of phenylene groups was set to 3 to 8 to make the polyparaphenylene group more soluble in a solvent, thereby enabling a wet film formation.

すなわち本発明は、透明基板上に形成された正電極層と負電極層の間に発光層を挟持させた有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が、一般式(1)で表されるイリジウム(III)錯体からなる燐光発光材料を含有し、且つ、該発光層と負電極層との間に、下記一般式(2)で表される化合物を含む電子輸送層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。   That is, the present invention provides an organic electroluminescent device having a light emitting layer sandwiched between a positive electrode layer and a negative electrode layer formed on a transparent substrate, wherein the light emitting layer is formed of iridium (III) represented by the general formula (1). A) a phosphorescent material comprising a complex, and an electron transport layer between the light-emitting layer and the negative electrode layer containing a compound represented by the following general formula (2). Provided is a luminescence element.

Figure 2004281382
(1)
Figure 2004281382
(1)

Figure 2004281382

(2)
Figure 2004281382

(2)

(一般式(1)中、Yは二座配位子を表し、Rは水素原子又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す。nは3〜8の整数を表す。また、一般式(2)中、XとXはそれぞれ独立して、X、又はXを5位に有する1,3,4−オキサジアゾール−2−イル基を表し、Xは、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いフェニル基、炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いナフチル基、又は炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いアントリル基を表す。) (In the general formula (1), Y represents a bidentate ligand, R represents a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, at least one of which represents an alkoxy group, and n is an integer of 3 to 8. In the general formula (2), X 1 and X 2 each independently represent X 3 or a 1,3,4-oxadiazol-2-yl group having X 3 at the 5-position. And X 3 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the substituent, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Represents a naphthyl group which the substituent may have, or an anthryl group which may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the substituent.)

本発明の有機EL素子は、正孔輸送材料であるポリパラフェニレン基を導入した前記一般式(1)で表されるイリジウム(III)錯体を使用しているので、正電極層から注入された正孔をイリジウム(III)錯体へ効率良く輸送させることができる。電子と正孔とがイリジウム(III)錯体中で再結合する確率が上がるので、高い発光効率が得られる。   Since the organic EL device of the present invention uses the iridium (III) complex represented by the general formula (1) into which a polyparaphenylene group as a hole transport material is introduced, the organic EL device is injected from the positive electrode layer. Holes can be efficiently transported to the iridium (III) complex. Since the probability that electrons and holes recombine in the iridium (III) complex increases, high luminous efficiency can be obtained.

また、前記一般式(1)で表されるイリジウム(III)錯体は、アルコキシ基で置換されたポリパラフェニレン基を導入しているため、溶剤に対する溶解性が高く、製膜時に結晶化が起こらない。従って、発光層を湿式製膜法で容易に形成することができる。
また、アルコキシ基で置換されたかさ高いポリパラフェニレン基を導入し、イリジウム(III)錯体間の相互作用を低下させているので、多量体が生成しにくい。その結果、発光層中の該イリジウム(III)錯体濃度を高くしても濃度消光が起きにくいので、該濃度を高くすることができ、高い輝度の有機EL素子が得られる。
Further, the iridium (III) complex represented by the general formula (1) has a high solubility in a solvent because a polyparaphenylene group substituted with an alkoxy group is introduced, and crystallization occurs during film formation. Absent. Therefore, the light emitting layer can be easily formed by a wet film forming method.
In addition, since a bulky polyparaphenylene group substituted with an alkoxy group is introduced to reduce the interaction between iridium (III) complexes, it is difficult to form a multimer. As a result, even if the iridium (III) complex concentration in the light emitting layer is increased, concentration quenching does not easily occur, so that the concentration can be increased and an organic EL device with high luminance can be obtained.

更に本発明の有機EL素子では、本発明で使用するイリジウム(III)錯体を含有する発光層と負電極層の間に一般式(2)で表される化合物を含有する電子輸送層を持つことにより、電子注入能が優れている上、発生した励起子が発光層中に閉じ込められることから、高輝度、高発光効率が得られる。特に一般には充分な発光特性が得られにくい金、銀、アルミニウムといった比較的劣化しにくい負電極層を用いた場合でも高輝度、高発光効率の有機EL素子を得ることができる。   Furthermore, the organic EL device of the present invention has an electron transport layer containing the compound represented by the general formula (2) between the light emitting layer containing the iridium (III) complex used in the present invention and the negative electrode layer. As a result, the exciton generated is confined in the light emitting layer in addition to the excellent electron injecting ability, so that high luminance and high luminous efficiency can be obtained. In particular, even when a negative electrode layer, such as gold, silver, and aluminum, which is generally difficult to obtain sufficient light-emitting characteristics and is relatively hard to deteriorate, is used, an organic EL device having high luminance and high luminous efficiency can be obtained.

本発明においてイリジウム(III)錯体とは、配位数が6のイリジウムの錯体を表す。今後、本発明において一般式(1)のイリジウム(III)錯体をイリジウム錯体(A)と略記することがある。   In the present invention, the iridium (III) complex refers to an iridium complex having a coordination number of 6. Hereinafter, in the present invention, the iridium (III) complex of the general formula (1) may be abbreviated as the iridium complex (A).

一般式(1)において、ポリパラフェニレン基の置換位置としては、2−フェニルピリジンのフェニル基の2位、3位または4位が好ましく、4位が最も好ましい。またポリパラフェニレン基の置換フェニレン基の数nは3〜8が好ましい。nが3より少ないと、ポリパラフェニレン基の正孔輸送性が十分発現せず、nが8より多いと、ポリパラフェニレン基自身も蛍光を発するため、燐光発光効率が低下する問題や、有機EL素子の発光が混色するため、色純度が低下する問題が生じる。そのため、溶媒に対する溶解性と燐光の発光効率のバランスから、nは3〜4であることがさらに好ましく、3であることが最も好ましい。   In the general formula (1), the substitution position of the polyparaphenylene group is preferably the 2-, 3- or 4-position of the phenyl group of 2-phenylpyridine, and most preferably the 4-position. The number n of the substituted phenylene groups in the polyparaphenylene group is preferably 3 to 8. When n is less than 3, the hole transport property of the polyparaphenylene group is not sufficiently exhibited, and when n is more than 8, the polyparaphenylene group itself also emits fluorescence, so that the phosphorescent light emitting efficiency is reduced. Since the light emission of the EL element is mixed, there is a problem that the color purity is reduced. Therefore, n is more preferably 3 to 4, and most preferably 3, from the balance between the solubility in a solvent and the efficiency of phosphorescence emission.

また、ポリパラフェニレン基は、置換基としてRで表される炭素数1〜10のアルコキシ基を有する。ポリパラフェニレン基の置換基としてはアルキル基やシアノ基も知られているが、置換基Rがアルキル基やシアノ基の場合、アルコキシ基に比べイリジウム(III)錯体の溶解性を高める効果が低く、このため置換数を増やす必要がある。その結果、ポリパラフェニレン基の正孔輸送性が低下し、得られるイリジウム(III)錯体の発光効率が低下してしまう。従って、置換基Rはアルコキシ基が最も好ましい。アルコキシ基の中でもエトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基、ヘキシロキシ基が好ましい。アルコキシ基の炭素数が多すぎると、ポリパラフェニレン基の正孔輸送性が低下するため、得られるイリジウム(III)錯体の発光効率が低下する傾向にある。上記のアルコキシ基の中でも、溶解性と発光効率とのバランスから、ブトキシ基が最も好ましい。   Further, the polyparaphenylene group has a C1 to C10 alkoxy group represented by R as a substituent. As a substituent of the polyparaphenylene group, an alkyl group or a cyano group is also known. However, when the substituent R is an alkyl group or a cyano group, the effect of enhancing the solubility of the iridium (III) complex is lower than that of the alkoxy group. Therefore, it is necessary to increase the number of replacements. As a result, the hole transporting property of the polyparaphenylene group decreases, and the luminous efficiency of the obtained iridium (III) complex decreases. Therefore, the substituent R is most preferably an alkoxy group. Among the alkoxy groups, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group and a hexyloxy group are preferred. If the carbon number of the alkoxy group is too large, the hole transporting property of the polyparaphenylene group is reduced, so that the luminous efficiency of the obtained iridium (III) complex tends to decrease. Among the above-mentioned alkoxy groups, a butoxy group is most preferable from the balance between solubility and luminous efficiency.

上記のアルコキシ基は、フェニレン基1分子あたり2置換されていることが好ましい。アルコキシ基の置換位置に特に制限はないが、製造の容易さから1,4−フェニレン基の2位および5位が置換されていることが好ましい。   It is preferable that the above-mentioned alkoxy group is substituted by two per molecule of the phenylene group. The substitution position of the alkoxy group is not particularly limited, but it is preferable that the 2-position and the 5-position of the 1,4-phenylene group are substituted for ease of production.

一般式(1)においてYは二座配位子を表す。二座配位子としては、例えば、2−フェニルピリジン、一般式(3)で表される配位子、   In the general formula (1), Y represents a bidentate ligand. Examples of the bidentate ligand include 2-phenylpyridine, a ligand represented by the general formula (3),

Figure 2004281382
(3)
Figure 2004281382
(3)

(式中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す、nは3〜8の整数を表す。) (In the formula, R represents a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, at least one of which represents an alkoxy group, and n represents an integer of 3 to 8.)

化学式(4)で表される2−(2−ベンゾチエニル)ピリジン、 2- (2-benzothienyl) pyridine represented by the chemical formula (4),

Figure 2004281382
(4)
Figure 2004281382
(4)

2−フェニルキノリン、2−チエニルキノリン、ピコリン酸、アセチルアセトン等があげられる。中でも、Yが前記一般式(3)で表される配位子であるイリジウム(III)錯体、即ち一般式(3)で表される配位子をすべての配位子に有するイリジウム(III)錯体は、発光色が緑色であり、また、Yが一般式(4)で表される2−(2−ベンゾチエニル)ピリジンであるイリジウム(III)錯体は、発光色が赤色となり、好ましい。   2-phenylquinoline, 2-thienylquinoline, picolinic acid, acetylacetone and the like. Among them, an iridium (III) complex in which Y is a ligand represented by the general formula (3), that is, an iridium (III) having a ligand represented by the general formula (3) in all ligands The complex emits green light, and the iridium (III) complex in which Y is 2- (2-benzothienyl) pyridine represented by the general formula (4) emits red light, which is preferable.

本発明において、前記ポリパラフェニレン基は正孔を輸送させる役割を有する。該ポリパラフェニレン基はイリジウム(III)錯体に結合しているので、該ポリパラフェニレン基は、正電極層から受け取った正孔を発光物質であるイリジウム(III)錯体に分子内でも輸送することができる。分子内及び分子間で正孔を輸送することができるので、輸送効率が高く、そのため、得られる有機EL素子は高い発光効率を示す。   In the present invention, the polyparaphenylene group has a role of transporting holes. Since the polyparaphenylene group is bonded to the iridium (III) complex, the polyparaphenylene group transports holes received from the positive electrode layer to the iridium (III) complex, which is a luminescent substance, even in the molecule. Can be. Since holes can be transported within and between molecules, the transport efficiency is high, and thus the obtained organic EL device exhibits high luminous efficiency.

また、ポリパラフェニレン基が置換基としてアルコキシ基を有するので、イリジウム錯体(A)は、溶剤に対する溶解性が高く製膜時の結晶性が低い。従って、湿式製膜法による発光層の形成により適し、得られる発光層の結晶化を抑制することができる。
更に、ポリパラフェニレン基が置換基としてアルコキシ基を有し、かさ高さが増しているため、イリジウム錯体(A)は分子間での多量体を形成しにくく、濃度消光が起きにくい。
Further, since the polyparaphenylene group has an alkoxy group as a substituent, the iridium complex (A) has high solubility in a solvent and low crystallinity during film formation. Therefore, it is more suitable for forming a light emitting layer by a wet film forming method, and crystallization of the obtained light emitting layer can be suppressed.
Further, since the polyparaphenylene group has an alkoxy group as a substituent and is bulky, the iridium complex (A) hardly forms a polymer between molecules, and concentration quenching hardly occurs.

イリジウム錯体(A)としては、例えば、式(5)または式(6)の化合物が挙げられる。   Examples of the iridium complex (A) include a compound of the formula (5) or the formula (6).

Figure 2004281382

(5)
(式中、nは3〜8の整数を表す。)
Figure 2004281382

(5)
(In the formula, n represents an integer of 3 to 8.)

Figure 2004281382

(6)
(式中、nは3〜8の整数を表す。)
Figure 2004281382

(6)
(In the formula, n represents an integer of 3 to 8.)

式(5)で表されるイリジウム(III)錯体は、例えば、イノーガニック・ケミストリー、第30巻、第1685頁(1991年)等に記載の公知慣用の方法で合成することができる。具体的には、ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジンとイリジウム(III)化合物とを、不活性ガス気流下で加熱攪拌するだけで、容易に得られる。   The iridium (III) complex represented by the formula (5) can be synthesized by a known and commonly used method described in, for example, Inoganic Chemistry, Vol. 30, p. 1685 (1991). Specifically, 2-phenylpyridine having a polyparaphenylene group and an iridium (III) compound can be easily obtained by simply heating and stirring under an inert gas stream.

ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジンとイリジウム(III)化合物との反応には、溶媒を使用してもよい。溶媒としては、例えば、水、グリセリン、エトキシエタノール等が挙げられる。また必要に応じて、トリフルオロ酢酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀等の触媒を使用しても良い。反応温度は、室温〜250℃の範囲であれば差し支えない。
ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジンは、イリジウム(III)化合物1molに対し、3〜10mol反応させることが好ましい。
A solvent may be used for the reaction between 2-phenylpyridine having a polyparaphenylene group and the iridium (III) compound. Examples of the solvent include water, glycerin, ethoxyethanol and the like. If necessary, a catalyst such as silver trifluoroacetate or silver trifluoromethanesulfonate may be used. The reaction temperature may be within the range of room temperature to 250 ° C.
It is preferable to react 3 to 10 mol of 2-phenylpyridine having a polyparaphenylene group with respect to 1 mol of the iridium (III) compound.

式(6)で表されるイリジウム(III)錯体は、例えば、国際公開第01/41512号パンフレットや、「ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ (Journal of American Chemical Society)」,2001年,第123号,p.4304等に記載の方法により、下記反応式で合成することができる。   The iridium (III) complex represented by the formula (6) is described in, for example, WO 01/41512, “Journal of American Chemical Society”, 2001, No. 123, p. The compound can be synthesized by the following reaction formula by the method described in 4304 and the like.

Figure 2004281382
Figure 2004281382

(式中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す、nは3〜8の整数を表す。) (In the formula, R represents a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, at least one of which represents an alkoxy group, and n represents an integer of 3 to 8.)

具体的には、ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジンとイリジウム(III)化合物とを、水、2−エトキシエタノール、あるいはグリセリン等の溶剤中で、窒素、アルゴン等の不活性ガス気流下50〜230℃の範囲内で攪拌し、橋かけ構造のイリジウムダイマーを得る。次に、該イリジウムダイマーと、2−(2−ベンゾチエニル)ピリジンと、炭酸ナトリウム、ナトリウムメトキシド等のアルカリとを、1,2−ジクロロエタン、エタノール、あるいは2−エトキシエタノール等の溶剤中で、窒素、アルゴン等の不活性ガス気流下50℃〜還流温度の範囲内で反応させて得られる。   Specifically, 2-phenylpyridine having a polyparaphenylene group and an iridium (III) compound are mixed in a solvent such as water, 2-ethoxyethanol or glycerin under an inert gas stream such as nitrogen or argon. Stirring is performed within the range of 230230 ° C. to obtain a bridged iridium dimer. Next, the iridium dimer, 2- (2-benzothienyl) pyridine, and an alkali such as sodium carbonate and sodium methoxide are mixed in a solvent such as 1,2-dichloroethane, ethanol, or 2-ethoxyethanol. It is obtained by reacting under a flow of an inert gas such as nitrogen or argon within a range of 50 ° C. to a reflux temperature.

ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジンは、2−(ハロゲン化フェニル)ピリジンと、ポリパラフェニレン誘導体のホウ酸化合物とを、テトラヒドロフラン、トルエン、アセトン等の溶剤中で、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)やトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)等の金属触媒下、室温から還流温度の範囲内でカップリング反応させて得られる。   2-Phenylpyridine having a polyparaphenylene group is obtained by converting 2- (halogenated phenyl) pyridine and a boric acid compound of a polyparaphenylene derivative into tetrakis (triphenylphosphine) in a solvent such as tetrahydrofuran, toluene, or acetone. It is obtained by performing a coupling reaction in the range of room temperature to reflux temperature under a metal catalyst such as palladium (0) or tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0).

2−(ハロゲン化フェニル)ピリジンの例としては、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン、2−(4−クロロフェニル)ピリジン、2−(3−ブロモフェニル)ピリジン、2−(3−クロロフェニル)ピリジン、2−(2−ブロモフェニル)ピリジン、2−(2−クロロフェニル)ピリジン等が挙げられる。
中でも、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン、又は2−(4−クロロフェニル)ピリジンから得られる配位子からなるイリジウム(III)錯体が好ましい。
Examples of 2- (halogenated phenyl) pyridine include 2- (4-bromophenyl) pyridine, 2- (4-chlorophenyl) pyridine, 2- (3-bromophenyl) pyridine, and 2- (3-chlorophenyl) pyridine. , 2- (2-bromophenyl) pyridine, 2- (2-chlorophenyl) pyridine and the like.
Among them, 2- (4-bromophenyl) pyridine or an iridium (III) complex comprising a ligand obtained from 2- (4-chlorophenyl) pyridine is preferable.

ポリパラフェニレン誘導体のホウ酸化合物は、例えば、2,5−ジブトキシ−4−ブロモフェニルホウ酸をカップリング反応させて得られたブトキシ基を置換基に有するポリパラフェニレン基を有するホウ酸化合物が挙げられる。   The boric acid compound of the polyparaphenylene derivative is, for example, a boric acid compound having a polyparaphenylene group having a butoxy group as a substituent obtained by coupling reaction of 2,5-dibutoxy-4-bromophenylboric acid. No.

前記イリジウム(III)化合物としては、例えば、イリジウム(III)トリクロリドおよびその水和物、イリジウム(III)トリアセチルアセトナート、カリウムヘキサクロロイリデート(III)等が使用できる。   As the iridium (III) compound, for example, iridium (III) trichloride and its hydrate, iridium (III) triacetylacetonate, potassium hexachloroiridate (III) and the like can be used.

本発明では、イリジウム錯体(A)を含有する発光層と負電極層の間に下記一般式(2)で表される化合物を含有する電子輸送層を設ける。該電子輸送層を設けることにより、イリジウム錯体(A)を含有する発光層の発光効率を一層高めることができる。   In the present invention, an electron transport layer containing a compound represented by the following general formula (2) is provided between the light emitting layer containing the iridium complex (A) and the negative electrode layer. By providing the electron transport layer, the light emitting efficiency of the light emitting layer containing the iridium complex (A) can be further increased.

Figure 2004281382
(2)
Figure 2004281382
(2)

式(2)中、XとXはそれぞれ独立して、X、又はXを5位に有する1,3,4−オキサジアゾール−2−イル基を表し、Xは、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いフェニル基、炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いナフチル基、又は炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いアントリル基を表す。炭素原子数1〜5のアルキル基が分岐したかさ高い構造であると、結晶化を防止する効果が高いため好ましい。分岐した炭素原子数1〜5のアルキル基としては、例えば、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基が挙げられる。 In formula (2), X 1 and X 2 each independently represent X 3 or a 1,3,4-oxadiazol-2-yl group having X 3 at the 5-position, and X 3 is hydrogen An atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the substituent, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the substituent. Represents an optionally substituted naphthyl group or an anthryl group which may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent. A bulky structure in which an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is branched is preferable because the effect of preventing crystallization is high. Examples of the branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a tert-butyl group, a tert-pentyl group, and a neopentyl group.

一般式(2)で表される化合物としては、具体的には、2−(4−ビフェニルイル)−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,2'−(1,3−フェニレン)ビス[5[4−(1,1−ジメチルエチル)フェニル]]−1,3,4−オキサジアゾール、2,2'−(4,4'−ビフェニレン)ビス[5[4−(1,1−ジメチルエチル)フェニル]]−1,3,4−オキサジアゾールなどが挙げられる。これらの化合物は、例えばアルドリッチ社やH.W.サンズ社などから市販品として入手可能である。市販品として入手できないものについては例えば特開平05−202011号公報や特開平06−092947号公報に開示されているような公知慣用の方法を用いて合成することができる。   As the compound represented by the general formula (2), specifically, 2- (4-biphenylyl) -5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2- (4-biphenylyl)- 5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2,2 ′-(1,3-phenylene) bis [5 [4- (1,1-dimethylethyl) phenyl]] -1,3,4-oxadiazole, 2,2 ′-(4,4′-biphenylene) bis [5 [4- (1,1-dimethylethyl) phenyl]]-1,3,4-oxadi Azole and the like. These compounds are available, for example, from Aldrich or H.E. W. It is available as a commercial product from Sands and others. Those which cannot be obtained as a commercial product can be synthesized by a known and commonly used method as disclosed in, for example, JP-A-05-202011 and JP-A-06-092947.

一般式(2)で表される化合物は、分子の対称性が高いほど製膜時に結晶化しやすい傾向にある。従って、X及びXのいずれか一方がアルキル基の場合は、他方は前述の基のうちフェニル基やアントリル基等の環を有する基が好ましい。
一般式(2)で表される化合物の分子量は、250〜800の範囲が好ましい。分子量が低すぎると結晶化しやすく、高すぎると真空蒸着法で製膜する場合に蒸発しづらく製膜が困難となったり、溶剤に対する溶解性が低下するので湿式製膜法で製膜する場合に液状組成物を調整することが困難となる。
The compound represented by the general formula (2) tends to be more easily crystallized during film formation as the symmetry of the molecule is higher. Therefore, when one of X 1 and X 2 is an alkyl group, the other is preferably a group having a ring such as a phenyl group or an anthryl group among the aforementioned groups.
The molecular weight of the compound represented by the general formula (2) is preferably in the range of 250 to 800. If the molecular weight is too low, it is easy to crystallize, and if it is too high, it is difficult to evaporate when forming a film by a vacuum deposition method, or it becomes difficult to form a film, or the solubility in a solvent is reduced, so when forming a film by a wet film forming method. It becomes difficult to adjust the liquid composition.

前記一般式(2)で表される化合物は良好な電子輸送性を有するので、該化合物を含有する電子輸送層は、負電極層から発光層への電子の注入を促進し、発光層内で生成する励起子の数を増加させる働きをする。また前記一般式(2)で表される化合物は、イリジウム錯体(A)よりもバンドギャップが広いため、発光層中の励起子からのエネルギー移動を受けても励起状態にならない。従って、生成した励起子が効率良く発光層内に閉じ込められるので、発光効率に優れた有機EL素子を得ることができる。なお、ここでバンドギャップとは最低空軌道と最高被占軌道とのエネルギー準位差のことを指す。   Since the compound represented by the general formula (2) has a good electron-transporting property, the electron-transporting layer containing the compound promotes injection of electrons from the negative electrode layer to the light-emitting layer, and the It serves to increase the number of excitons generated. Further, since the compound represented by the general formula (2) has a wider band gap than the iridium complex (A), it does not enter an excited state even when it receives energy transfer from excitons in the light emitting layer. Therefore, the generated excitons are efficiently confined in the light emitting layer, so that an organic EL device having excellent light emitting efficiency can be obtained. Here, the band gap refers to an energy level difference between the lowest unoccupied orbit and the highest occupied orbit.

次に、本発明の有機EL素子およびその製造方法の一例について説明する。
本発明の有機EL素子は、少なくとも、基板上に透明な正電極層、本発明で使用するイリジウム(III)錯体を含有する発光層、前記一般式(2)で表される化合物を含有する電子輸送層、及び負電極層が順に積層した構造を有する。負電極層は透明でなくてもよい。
Next, an example of the organic EL device of the present invention and a method of manufacturing the same will be described.
The organic EL device of the present invention comprises at least a transparent positive electrode layer on a substrate, a light emitting layer containing an iridium (III) complex used in the present invention, and an electron containing a compound represented by the general formula (2). It has a structure in which a transport layer and a negative electrode layer are sequentially stacked. The negative electrode layer need not be transparent.

前記基板は、電極層や発光層を形成する際に変質しない透明材料であればよく、例えば、ガラスや高分子フィルム等が挙げられる。高分子フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン等の透明材料を、酸化珪素や窒化珪素等でガスバリアコートしたフィルムを使用することができる。   The substrate may be a transparent material that does not deteriorate when the electrode layer or the light emitting layer is formed, and examples thereof include glass and a polymer film. As the polymer film, a film in which a transparent material such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polycycloolefin, polyether sulfone, or the like is gas-barrier-coated with silicon oxide, silicon nitride, or the like can be used.

前記透明な正電極層は、インジウムスズ酸化物(以下、ITOと略す。)等を基板上にスパッタリングや真空蒸着したり、あるいは、ITO微粒子の懸濁液を塗布し、該微粒子を焼結させて得られる。また、電極表面に、紫外線−オゾン処理、酸素雰囲気下のプラズマ処理等の表面処理を施すと、得られる有機EL素子の駆動電圧の低下を防ぎ、発光効率が向上する効果が得られる。
正電極層の膜厚は、10nm〜5μmの範囲であると、光が透過しやすい。中でも、膜厚が20nm〜1μmの範囲が好ましい。
The transparent positive electrode layer is formed by sputtering or vacuum depositing indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) on a substrate or applying a suspension of ITO fine particles to sinter the fine particles. Obtained. Further, when the surface of the electrode is subjected to a surface treatment such as an ultraviolet-ozone treatment and a plasma treatment in an oxygen atmosphere, the driving voltage of the obtained organic EL element is prevented from lowering, and the effect of improving the luminous efficiency is obtained.
When the thickness of the positive electrode layer is in the range of 10 nm to 5 μm, light is easily transmitted. Among them, the thickness is preferably in the range of 20 nm to 1 μm.

前記基板に設けた正電極層上に、イリジウム錯体(A)を含有する発光層を形成する。該発光層は、イリジウム錯体(A)の有機溶剤溶液を、スプレイコーティング、スピンコーティング、ディップコーティングなどのコーティング法、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷などの印刷法、又はインクジェット法等によってコーティング又は印刷後、乾燥して得られる。乾燥方法に特に制限はない。また、イリジウム錯体(A)の有機溶剤溶液の粘度を調整するため、高分子材料を含有させても良い。このとき混合する高分子材料は、素子の性能を落とさないように、電荷輸送能を有するものが好ましい。高分子材料としては、例えば、溶剤可溶としたポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリビニルカルバゾール、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリオキサジアゾール等があげられる。特に溶剤可溶としたポリパラフェニレン、ポリビニルカルバゾールが好ましい。
イリジウム錯体(A)と前記高分子材料との混合比は、発光層中のイリジウム(III)原子濃度が、少なくとも0.2%以上となるようにする。具体的には、2:98〜99:1の範囲が好ましく、更に好ましくは4:96〜90:10の範囲である。
発光層の膜厚は特に限定はないが、乾燥後1nm〜1μmとした場合に、高い発光効率が得られる。中でも、膜厚が10nm〜500nmとなるように作製することが好ましい。
A light emitting layer containing the iridium complex (A) is formed on the positive electrode layer provided on the substrate. The light emitting layer is coated or printed with an organic solvent solution of the iridium complex (A) by a coating method such as spray coating, spin coating, dip coating, a printing method such as gravure printing, flexo printing, screen printing, or an inkjet method. Later, it is obtained by drying. There is no particular limitation on the drying method. Further, in order to adjust the viscosity of the organic solvent solution of the iridium complex (A), a polymer material may be contained. The polymer material to be mixed at this time preferably has a charge transporting property so as not to deteriorate the performance of the device. Examples of the polymer material include solvent-soluble polyphenylene, polyfluorene, polythiophene, polyphenylenevinylene, polyvinylcarbazole, polypyrrole, polyacetylene, polyaniline, and polyoxadiazole. Particularly, polyparaphenylene and polyvinyl carbazole which are made soluble in a solvent are preferable.
The mixing ratio between the iridium complex (A) and the polymer material is such that the iridium (III) atom concentration in the light emitting layer is at least 0.2% or more. Specifically, it is preferably in the range of 2:98 to 99: 1, and more preferably in the range of 4:96 to 90:10.
The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but high luminous efficiency is obtained when the thickness is 1 nm to 1 μm after drying. In particular, it is preferable to manufacture the film so that the film thickness is 10 nm to 500 nm.

前記有機溶剤としては、イリジウム錯体(A)を溶解することができればいずれの有機溶剤でも使用できる。例えばシクロヘキサノン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、1,1,2−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、テトラリン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ブチルカルビトール、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。有機溶剤の揮発速度が速いとイリジウム錯体(A)の有機溶剤溶液の粘度上昇が起こることや、使用する印刷版にイリジウム錯体(A)が固着しやすくなることから、25℃における蒸気圧が0.01〜3.0kPa(0.1〜22.5mmHg)の範囲内であって、沸点が100〜300℃の範囲内にある有機溶剤であることが好ましい。このような有機溶剤の例として、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、テトラリン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ブチルカルビトール、N−メチルピロリドン等があげられる。これらの有機溶剤は、単独で使用しても混合して使用しても差し支えない。   As the organic solvent, any organic solvent can be used as long as it can dissolve the iridium complex (A). For example, cyclohexanone, toluene, xylene, tetrahydrofuran, chloroform, dichloromethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, tetralin, 1,1,2,2-tetrachloroethane, butyl carbitol, N-methylpyrrolidone and the like Can be mentioned. If the volatilization rate of the organic solvent is high, the viscosity of the organic solvent solution of the iridium complex (A) increases, and the iridium complex (A) is easily fixed to the printing plate to be used. It is preferably an organic solvent having a boiling point within a range of 0.01 to 3.0 kPa (0.1 to 22.5 mmHg) and a range of 100 to 300 ° C. Examples of such organic solvents include toluene, xylene, cyclohexanone, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, tetralin, 1,1,2-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, butyl carbitol, N-methyl And pyrrolidone. These organic solvents may be used alone or as a mixture.

イリジウム錯体(A)の有機溶剤溶液の濃度は、印刷方法やコーティング方法により異なるが、0.1質量%〜15質量%の範囲であることが好ましい。イリジウム錯体(A)の濃度が0.1質量%未満であると、印刷またはコーティングした乾燥後の膜厚が薄くなりすぎるため有機EL素子のショートを引き起こすおそれがある。一方、イリジウム錯体(A)の濃度が15質量%を越えると、印刷またはコーティングした乾燥後の膜厚が厚くなるため、発光させるために必要な電圧が高くなる、あるいは発光輝度が低くなることになる。得られる有機EL素子の性能から、イリジウム錯体(A)の有機溶剤溶液中での濃度は0.5質量%〜10質量%の範囲にあることが特に好ましい。イリジウム錯体(A)の有機溶剤溶液中での濃度がこの範囲内であれば乾燥後の発光層の膜厚を、1nm〜1μmとなるように制御しやすい。   The concentration of the iridium complex (A) in the organic solvent varies depending on the printing method and the coating method, but is preferably in the range of 0.1% by mass to 15% by mass. If the concentration of the iridium complex (A) is less than 0.1% by mass, the printed or coated film after drying becomes too thin, which may cause a short circuit of the organic EL element. On the other hand, when the concentration of the iridium complex (A) exceeds 15% by mass, the thickness of the printed or coated film after drying becomes large, so that the voltage required for light emission becomes high or the light emission luminance becomes low. Become. From the performance of the obtained organic EL device, the concentration of the iridium complex (A) in the organic solvent solution is particularly preferably in the range of 0.5% by mass to 10% by mass. When the concentration of the iridium complex (A) in the organic solvent solution is within this range, it is easy to control the thickness of the light emitting layer after drying to be 1 nm to 1 μm.

前記発光層上に本発明で使用する前記一般式(2)で表される化合物を含有する電子輸送層を設ける。この電子輸送層は、湿式製膜法又は真空蒸着法によって前記発光層上に設ける。湿式製膜法によって前記電子輸送層を得る場合は、前記一般式(2)で表される化合物を溶剤に溶解又は分散させて得た有機溶剤溶液を、公知のコーティング法、インクジェット法、印刷法等によって塗布後、乾燥させる。乾燥方法に特に制限はない。
このとき使用する溶剤は、発光層が溶解することのないよう、アルコールや炭化水素系有機溶剤等を使用するのが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール等の炭素数1〜4のアルコールが挙げられる。このとき一般式(2)で表される化合物の濃度が0.1〜10質量%となるように調整すると、乾燥後の電子輸送層の膜厚を1nm〜200nmとなるように制御しやすい。
また、電子輸送層の製膜性を向上させる目的で、高分子材料を含有させても良い。該高分子材料としては、イリジウム錯体(A)よりも大きなバンドギャップを持つものが好ましく、溶剤可溶としたポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリオキサジアゾール等を使用することができる。特に溶剤可溶としたポリビニルブチラール、ポリパラフェニレン、ポリフルオレン、ポリオキサジアゾールが好ましい。高分子材料を含有させるときは、塗布乾燥後の電子輸送層中に存在する前記一般式(2)で表される化合物が、質量百分率に換算して20〜90%となるように調整するのが好ましい。20%未満では、電子輸送層の電子輸送特性が低下する傾向にある。逆に90%を越える量では、電子輸送層が結晶化しやすくなり、良好な製膜性が得られない。中でも30〜80%となるように調整するのが好ましい。
An electron transport layer containing the compound represented by the formula (2) used in the present invention is provided on the light emitting layer. This electron transport layer is provided on the light emitting layer by a wet film forming method or a vacuum evaporation method. When the electron transport layer is obtained by a wet film forming method, an organic solvent solution obtained by dissolving or dispersing the compound represented by the general formula (2) in a solvent is coated by a known coating method, inkjet method, or printing method. After being applied by, for example, drying. There is no particular limitation on the drying method.
As the solvent used at this time, it is preferable to use an alcohol, a hydrocarbon-based organic solvent, or the like so that the light emitting layer is not dissolved. Specifically, alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 1-butanol are exemplified. At this time, when the concentration of the compound represented by the general formula (2) is adjusted to be 0.1 to 10% by mass, the thickness of the dried electron transport layer can be easily controlled to be 1 nm to 200 nm.
Further, a polymer material may be contained for the purpose of improving the film-forming property of the electron transport layer. As the polymer material, those having a band gap larger than that of the iridium complex (A) are preferable, and polyester, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl butyral, polyphenylene, polyfluorene, polyoxadiazole, and the like, which are dissolved in a solvent, are used. can do. In particular, polyvinyl butyral, polyparaphenylene, polyfluorene, and polyoxadiazole which are soluble in a solvent are preferable. When a polymer material is contained, the amount of the compound represented by the general formula (2) present in the electron transport layer after coating and drying is adjusted to be 20 to 90% in terms of mass percentage. Is preferred. If it is less than 20%, the electron transport properties of the electron transport layer tend to decrease. Conversely, if the amount exceeds 90%, the electron transport layer tends to crystallize, and good film-forming properties cannot be obtained. Among them, it is preferable to adjust so as to be 30 to 80%.

一方、真空蒸着法によって前記電子輸送層を得る場合は、タングステンやモリブデンなどでできた蒸着用ボートに一般式(2)で表される化合物を入れ、高真空下、抵抗加熱法などで一般式(2)で表される化合物を加熱して蒸着する。真空度は1×10−2Pa以下の圧力で行うのが好ましく、3×10−3Pa以下の圧力で行うのがさらに好ましい。蒸着速度が高すぎると均一かつ緻密な蒸着膜を得ることが難しくなるので、1nm/秒以下の速度で蒸着することが好ましく、0.5nm/秒以下の速度がなお好ましい。しかし蒸着速度があまりに遅いと製造効率が低くなるので、蒸着速度は0.01〜0.5nmの範囲が最も好ましい。 On the other hand, when the electron transport layer is obtained by a vacuum deposition method, the compound represented by the general formula (2) is put into a deposition boat made of tungsten, molybdenum, or the like, and the general formula is applied under a high vacuum under a resistance heating method. The compound represented by (2) is deposited by heating. The degree of vacuum is preferably performed at a pressure of 1 × 10 −2 Pa or less, and more preferably at a pressure of 3 × 10 −3 Pa or less. If the deposition rate is too high, it becomes difficult to obtain a uniform and dense deposited film. Therefore, the deposition is preferably performed at a rate of 1 nm / sec or less, and more preferably 0.5 nm / sec or less. However, if the deposition rate is too low, the production efficiency will be low, so the deposition rate is most preferably in the range of 0.01 to 0.5 nm.

前記電子輸送層の膜厚は、均一な連続膜ができる範囲内で薄く製膜するのが好ましく、具体的には1nm〜200nmの範囲が好ましく、5nm〜100nmの範囲が特に好ましい。電子輸送層が薄すぎると発光層で生成した励起子を閉じ込める効果が小さくなり、電子輸送層が厚すぎると有機EL素子に流れる電流密度が小さくなり、結果として高電圧化、輝度低下が生じる可能性がある。   The thickness of the electron transporting layer is preferably as thin as possible within a range where a uniform continuous film can be formed, specifically, in the range of 1 nm to 200 nm, and particularly preferably in the range of 5 nm to 100 nm. If the electron transport layer is too thin, the effect of confining excitons generated in the light emitting layer is reduced, and if the electron transport layer is too thick, the current density flowing through the organic EL element is reduced, and as a result, higher voltage and lower brightness may occur. There is.

前記電子輸送層には、電子輸送能を調整する目的で一般式(2)で表される化合物以外の公知のオキサジアゾール誘導体、ナフトキノン誘導体、ポリキノキサリン誘導体等公知の電子輸送材料を混合させることもできる。この場合は一般式(2)で表される化合物を公知の電子輸送材料とを共に有機溶媒に溶解し、湿式製膜法で電子輸送層を作製しても良いし、一般式(2)で表される化合物と公知の電子輸送材料とを共蒸着させて電子輸送層を作製しても良い。   In the electron transport layer, a known electron transport material such as a known oxadiazole derivative, naphthoquinone derivative, or polyquinoxaline derivative other than the compound represented by the general formula (2) is mixed for the purpose of adjusting the electron transport ability. You can also. In this case, the compound represented by the general formula (2) may be dissolved in an organic solvent together with a known electron transport material, and an electron transport layer may be formed by a wet film forming method. The compound represented and a known electron transport material may be co-evaporated to form an electron transport layer.

前記電子輸送層上に負電極層を設ける。負電極層は、例えば、前記発光層上に、リチウムやカリウム等のアルカリ金属、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金属、金、銀、アルミニウム、又はリチウム−アルミニウム合金やマグネシウム−銀合金等の合金を、真空蒸着、スパッタリングするか、これらの金属粉体を含有する塗料をコーティングして得る。該負電極層の膜厚は20〜500nmとするのが好ましく、50〜300nmの範囲が特に好ましい。   A negative electrode layer is provided on the electron transport layer. The negative electrode layer, for example, on the light emitting layer, an alkali metal such as lithium or potassium, an alkaline earth metal such as calcium or magnesium, gold, silver, aluminum, or an alloy such as a lithium-aluminum alloy or a magnesium-silver alloy Can be obtained by vacuum evaporation, sputtering or coating with a paint containing these metal powders. The thickness of the negative electrode layer is preferably from 20 to 500 nm, particularly preferably from 50 to 300 nm.

本発明においては、アルカリ金属やアルカリ土類金属等よりも酸素や水分による劣化が起こりにくいが、仕事関数の劣るアルミニウム等を負電極層に使用しても充分に発光効率の高い有機EL素子を得ることができる。   In the present invention, an organic EL element which is less likely to be degraded by oxygen or moisture than an alkali metal or an alkaline earth metal or the like, but has sufficiently high luminous efficiency even when aluminum or the like having a low work function is used for the negative electrode layer. Obtainable.

本発明の有機EL素子では、前記負電極層上に、酸化珪素、窒化珪素、二酸化珪素、酸化ゲルマニウム、又は二酸化ゲルマニウム等の保護層を、スパッタリング、真空蒸着、あるいはこれらの粉体を含有する塗料をコーティングして保護層を設けることにより、有機EL素子を劣化させる因子である水分や酸素を遮断して素子の安定性をより向上させることができる。   In the organic EL device of the present invention, a protective layer such as silicon oxide, silicon nitride, silicon dioxide, germanium oxide, or germanium dioxide is formed on the negative electrode layer by sputtering, vacuum deposition, or a paint containing these powders. By providing a protective layer by coating on the substrate, moisture and oxygen, which are factors that deteriorate the organic EL element, can be blocked to further improve the stability of the element.

本発明の有機EL素子は、イリジウム錯体(A)が効率的な電荷輸送を行うπ共役鎖を有しており、正孔輸送機能または電子輸送機能が高められているので、発光層と電子輸送層のみで高い発光効率が得られるが、さらに電荷輸送特性を向上させるために、正電極層とイリジウム錯体(A)を含有する発光層との間に正孔輸送層を設けても良い。同様に電荷輸送性をより向上させるために、イリジウム錯体(A)に正孔輸送材料または電子輸送材料を混合し、発光層を形成することもできる。さらに塗布溶液の粘度調整等の目的でイリジウム錯体(A)を含有する発光層にイリジウム(III)錯体以外の高分子材料を含有させても良い。その他、本発明の有機EL素子では発光層と電子輸送層の間に障壁層を設けたり、電子輸送層に対する負電極層からの電子注入効率をさらに増加させるために電子輸送層と負電極層の間に電子注入層を設けたり、正電極層上に緩衝層を設けることもできる。   In the organic EL device of the present invention, the iridium complex (A) has a π-conjugated chain for efficient charge transport, and the hole transport function or the electron transport function is enhanced. Although high luminous efficiency can be obtained only with the layer, a hole transport layer may be provided between the positive electrode layer and the luminescent layer containing the iridium complex (A) in order to further improve the charge transport property. Similarly, in order to further improve the charge transporting property, a light emitting layer can be formed by mixing a hole transporting material or an electron transporting material with the iridium complex (A). Further, a polymer material other than the iridium (III) complex may be contained in the light emitting layer containing the iridium complex (A) for the purpose of adjusting the viscosity of the coating solution and the like. In addition, in the organic EL device of the present invention, a barrier layer is provided between the light emitting layer and the electron transport layer, and the electron transport layer and the negative electrode layer are formed in order to further increase the efficiency of electron injection from the negative electrode layer to the electron transport layer. An electron injection layer may be provided therebetween, or a buffer layer may be provided on the positive electrode layer.

正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を移動させるために設けられる層である。正孔輸送層に使用する正孔輸送材料としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
正孔輸送層は、正電極層上に作製する。正孔輸送材料が、トリフェニルアミン誘導体等の低分子化合物である場合は、正電極層上に真空蒸着させたり、又は、正孔輸送材料を有機溶媒に溶かしてから、正電極層上に、各種コーティング法、インクジェット法、印刷法などで作製する。また、正孔輸送材料が、ポリビニルカルバゾール誘導体やポリチオフェン誘導体等の高分子化合物である場合は、必要に応じて有機溶媒に溶かした後、正電極層上に、各種コーティング法、インクジェット法、印刷法などで作製する。
正孔輸送層の膜厚は、一般に、5nm〜500nmとなるように作製する。
The hole transport layer is a layer provided for moving holes injected from the anode. Examples of the hole transport material used for the hole transport layer include a triphenylamine derivative, a polyvinyl carbazole derivative, a polyaniline derivative, and a polythiophene derivative.
The hole transport layer is formed on the positive electrode layer. When the hole transporting material is a low molecular compound such as a triphenylamine derivative, or by vacuum deposition on the positive electrode layer, or after dissolving the hole transporting material in an organic solvent, on the positive electrode layer, It is produced by various coating methods, inkjet methods, printing methods, and the like. When the hole transporting material is a polymer compound such as a polyvinyl carbazole derivative or a polythiophene derivative, it may be dissolved in an organic solvent as needed, and then coated on the positive electrode layer by various coating methods, inkjet methods, printing methods. It is produced by, for example.
The hole transport layer is generally formed to have a thickness of 5 nm to 500 nm.

また、イリジウム錯体(A)に正孔輸送材料または電子輸送材料を混合し発光層を形成する場合は、前記記載の正孔輸送材料または電子輸送材料とイリジウム錯体(A)とを予めシクロヘキサノン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、1,1,2−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、テトラリン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ブチルカルビトール、N−メチルピロリドン等の有機溶媒に溶かしてから、その溶液を各種コーティング法、インクジェット法、印刷法等で正電極上に塗布後、乾燥することで得られる。乾燥方法に特に制限はない。
また、正孔輸送材料または電子輸送材料が少なすぎると、十分な電荷輸送性能が得られず、一方、正孔輸送材料または電子輸送材料が多すぎると、前記イリジウム(III)錯体の濃度が低くなりすぎて十分な発光輝度を得ることができないので、前記イリジウム(III)錯体と正孔輸送材料または電子輸送材料との混合比は、2:98〜99:1の範囲が好ましい。特に好ましくは2:98〜90:10の範囲である。
When a hole-transporting material or an electron-transporting material is mixed with the iridium complex (A) to form a light-emitting layer, the above-described hole-transporting material or electron-transporting material and the iridium complex (A) are previously added to cyclohexanone and toluene. , Xylene, tetrahydrofuran, chloroform, dichloromethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, tetralin, 1,1,2,2-tetrachloroethane, butyl carbitol, N-methylpyrrolidone, etc. It is obtained by dissolving, applying the solution on the positive electrode by various coating methods, inkjet methods, printing methods, and the like, and then drying. There is no particular limitation on the drying method.
On the other hand, if the amount of the hole transport material or the electron transport material is too small, sufficient charge transport performance cannot be obtained. On the other hand, if the amount of the hole transport material or the electron transport material is too large, the concentration of the iridium (III) complex is low. The mixture ratio of the iridium (III) complex to the hole transporting material or the electron transporting material is preferably in the range of 2:98 to 99: 1, since the emission ratio becomes too large to obtain a sufficient emission luminance. Particularly preferably, it is in the range of 2:98 to 90:10.

本発明で用いるイリジウム(III)錯体とこれ以外の高分子材料を混合させて用いる場合は、前記イリジウム(III)錯体とこれ以外の高分子材料の混合比を2:98〜99:1の範囲とすることが好ましい。特に好ましくは2:98〜90:10の範囲である。用いる前期イリジウム(III)錯体以外の高分子材料としては、溶剤可溶としたポリフェニレン、ポリフルオレノン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリビニルカルバゾール、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリオキサジアゾール等、電荷輸送能を有する高分子材料を用いることが好ましい。特に溶剤可溶としたポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリビニルカルバゾールが好ましい。
前記発光層の膜厚には特に限定はないが、乾燥後1nm〜1μmとなるように作製すると、発光効率をより高めることができる。中でも、膜厚が10nm〜500nmとなるように作製することが好ましい。
When the iridium (III) complex used in the present invention is mixed with another polymer material, the mixture ratio of the iridium (III) complex and the other polymer material is in the range of 2:98 to 99: 1. It is preferable that Particularly preferably, it is in the range of 2:98 to 90:10. Polymer materials other than the iridium (III) complex used include those having a charge transporting ability, such as solvent-soluble polyphenylene, polyfluorenone, polythiophene, polyphenylenevinylene, polyvinylcarbazole, polypyrrole, polyacetylene, polyaniline, and polyoxadiazole. It is preferable to use a polymer material. Particularly, polyparaphenylene, polypyrrole, and polyvinylcarbazole which are soluble in a solvent are preferable.
The thickness of the light emitting layer is not particularly limited. However, when the light emitting layer is formed to have a thickness of 1 nm to 1 μm after drying, the luminous efficiency can be further increased. In particular, it is preferable to manufacture the film so that the film thickness is 10 nm to 500 nm.

障壁層は、例えば発光層上にフェナントロリン誘導体を膜厚が5〜100nmとなるように真空蒸着するか、これらの粉体を含有する塗料を塗布して得られる。障壁層を設けることで、励起子の閉じ込め効果が向上し、より発光効率を高めることができる。
また、電子輸送層と負電極との間に、電子注入層としてリチウムやカリウム、セシウム等アルカリ金属のフッ化物層、カルシウムやマグネシウム等アルカリ土類金属のフッ化物層を、真空蒸着法、スパッタリング法やコーティング法等で、膜厚0.1〜10nmの範囲となる様に作製することもできる。
緩衝層は、例えば正電極層上にフタロシアニン誘導体を膜厚が50nm以下となるように真空蒸着して得られる。緩衝層を設けることで、正電極層表面の凹凸の影響を低減することができる。
The barrier layer is obtained by, for example, vacuum-depositing a phenanthroline derivative on the light-emitting layer so as to have a thickness of 5 to 100 nm, or applying a paint containing these powders. By providing the barrier layer, the effect of confining excitons is improved, and luminous efficiency can be further increased.
Between the electron transporting layer and the negative electrode, a fluoride layer of an alkali metal such as lithium, potassium or cesium, or a fluoride layer of an alkaline earth metal such as calcium or magnesium as an electron injection layer is formed by a vacuum evaporation method or a sputtering method. It can also be manufactured by a coating method or the like so as to have a thickness of 0.1 to 10 nm.
The buffer layer is obtained, for example, by vacuum-depositing a phthalocyanine derivative on the positive electrode layer so as to have a thickness of 50 nm or less. By providing the buffer layer, the influence of unevenness on the surface of the positive electrode layer can be reduced.

本発明の有機EL素子は、電荷輸送材料であるπ共役鎖を導入したイリジウム(III)錯体を使用しているので、正電極層から注入された正孔と電子注入層から注入された電子がイリジウム(III)錯体上で効率良く再結合し、高い発光効率が得られる。
また、結晶性が低く、会合体を形成しにくいイリジウム(III)錯体を使用しているので、濃度消光の起きにくい発光層を得ることができる。また、該イリジウム(III)錯体は溶剤に溶けやすいので、湿式製膜法で簡単に発光層を得ることができる。該イリジウム(III)錯体の結晶性が低いことから、本発明の有機EL素子は、時間が経過しても、発光層中でイリジウム(III)錯体が結晶化して析出することがなく、素子が劣化しにくい。
さらに本発明の有機EL素子は、前記発光層と負電極層の間に一般式(2)で表される化合物を含有する電子輸送層を有する。この電子輸送層が有する負電極層から発光層への電子注入促進効果と、生成した励起子を発光層内に閉じ込める効果により、より高い発光効率を得ることができる。本発明においては負電極層にアルミニウム等の安定な金属を使用しても、充分に発光効率の高い有機EL素子を得ることができる。
Since the organic EL device of the present invention uses an iridium (III) complex into which a π-conjugated chain, which is a charge transporting material, is introduced, holes injected from the positive electrode layer and electrons injected from the electron injection layer are used. Recombines efficiently on the iridium (III) complex, and high luminous efficiency is obtained.
Further, since an iridium (III) complex having low crystallinity and hardly forming an aggregate is used, a light-emitting layer in which concentration quenching hardly occurs can be obtained. Further, since the iridium (III) complex is easily dissolved in a solvent, a light emitting layer can be easily obtained by a wet film forming method. Due to the low crystallinity of the iridium (III) complex, the organic EL device of the present invention does not crystallize and precipitate out of the iridium (III) complex in the light emitting layer even after a lapse of time, and Hard to deteriorate.
Further, the organic EL device of the present invention has an electron transport layer containing the compound represented by the general formula (2) between the light emitting layer and the negative electrode layer. Higher luminous efficiency can be obtained by the effect of the electron transport layer having the effect of promoting electron injection from the negative electrode layer to the light emitting layer and the effect of confining generated excitons in the light emitting layer. In the present invention, even when a stable metal such as aluminum is used for the negative electrode layer, an organic EL device having sufficiently high luminous efficiency can be obtained.

本発明の有機EL素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の用途に、好適に使用することができる。   The organic EL device of the present invention can be suitably used for applications such as display devices, displays, backlights, illumination light sources, recording light sources, exposure light sources, reading light sources, signs, signboards, interiors, and optical communications.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の例において、「%」は、特に断りのない限りは質量基準とする。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the following examples, “%” is based on mass unless otherwise specified.

<合成参考例1> 2−(4−ブロモフェニル)ピリジンの合成
反応容器中に、2−ブロモピリジン11gとテトラヒドロフラン(以下、「THF」と略す。)200mlとを仕込み、アルゴン気流下アセトン−ドライアイスバスで冷却しながら、ターシャリー・ブチルリチウムの1.5mol/lのペンタン溶液92mlを滴下した。滴下終了後直ちに塩化亜鉛1.0mol/lのジエチルエーテル溶液70mlを滴下した。アセトン−ドライアイスバス中で1時間、0℃で2時間、室温で3時間反応させた後、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)800mgを加え、1−ブロモ−4−ヨードベンゼン19.6gのTHF溶液100mlを滴下した。室温で約68時間反応させた後、反応液に酢酸エチル200mlを加え、10%アンモニア水100mlで1回、蒸留水100mlで2回洗浄し、有機層を濃縮した。残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン)で分離し、溶剤を留去して2−(4−ブロモフェニル)ピリジン9.6gを得た。
<Synthesis Reference Example 1> Synthesis of 2- (4-bromophenyl) pyridine In a reaction vessel, 11 g of 2-bromopyridine and 200 ml of tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as "THF") were charged, and acetone-dry was performed under a stream of argon. While cooling in an ice bath, 92 ml of a 1.5 mol / l pentane solution of tertiary butyllithium was added dropwise. Immediately after completion of the dropwise addition, 70 ml of a 1.0 mol / l zinc chloride diethyl ether solution was added dropwise. After reacting in an acetone-dry ice bath for 1 hour, at 0 ° C. for 2 hours, and at room temperature for 3 hours, 800 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) was added, and 19.6 g of 1-bromo-4-iodobenzene was added. Of THF solution was added dropwise. After reacting at room temperature for about 68 hours, 200 ml of ethyl acetate was added to the reaction solution, and the mixture was washed once with 100 ml of 10% aqueous ammonia and twice with 100 ml of distilled water, and the organic layer was concentrated. The residue was separated by silica gel column chromatography (developing solvent: ethyl acetate / hexane), and the solvent was distilled off to obtain 9.6 g of 2- (4-bromophenyl) pyridine.

<合成参考例2> Mwが1300のポリ(2,5−ジブトキシ−1,4−フェニレン)基を有するホウ酸化合物の合成
反応容器中に、2,5−ジブトキシ−1−ブロモ−4−フェニルホウ酸13.8g、1mol/lの炭酸カリウム水溶液80ml、THF200ml、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)400mgを仕込み、アルゴン気流下、60℃で撹拌し、7分後にフェニルホウ酸4.88gを加え、さらに同温で8時間撹拌して反応を終了した。反応液を1mol/lの塩酸400mlに滴下し、生成した沈殿物を濾集して蒸留水400mlで洗浄した。この沈殿物をジクロロメタン30mlに溶解し無水硫酸マグネシウムで乾燥後、0.5μmフィルターで濾過した。ジクロロメタンを濃縮し、ポリ(2,5−ジブトキシ−1,4−フェニレン)を有するホウ酸化合物(以下、「ホウ酸化合物(A)」と略す。)3.3gを得た。ホウ酸化合物(A)について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」と略す。)を用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、重量平均分子量(以下、「Mw」と略す。)が1300、数平均分子量(以下、「Mn」と略す。)が900、Mw/Mnが1.44、Mwから算出した2,5−ジブトキシ−1,4−フェニレンユニットの繰り返し数nは5.6であり、繰り返し数nの平均は5〜6であると推定される。
<Synthesis Reference Example 2> Synthesis of boric acid compound having poly (2,5-dibutoxy-1,4-phenylene) group having Mw of 1300 In a reaction vessel, 2,5-dibutoxy-1-bromo-4-phenylborane was added. 13.8 g of an acid, 80 ml of a 1 mol / l potassium carbonate aqueous solution, 200 ml of THF, and 400 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) were charged, and the mixture was stirred at 60 ° C. in an argon stream, and after 7 minutes, 4.88 g of phenylboric acid was added. The mixture was further stirred at the same temperature for 8 hours to complete the reaction. The reaction solution was added dropwise to 400 ml of 1 mol / l hydrochloric acid, and the formed precipitate was collected by filtration and washed with 400 ml of distilled water. This precipitate was dissolved in 30 ml of dichloromethane, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered with a 0.5 μm filter. The dichloromethane was concentrated to obtain 3.3 g of a boric acid compound having poly (2,5-dibutoxy-1,4-phenylene) (hereinafter abbreviated as “boric acid compound (A)”). The boric acid compound (A) was measured for molecular weight distribution in terms of polystyrene using gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as “GPC”), and found to have a weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as “Mw”). 1300, the number average molecular weight (hereinafter abbreviated as “Mn”) is 900, Mw / Mn is 1.44, and the number of repetitions n of 2,5-dibutoxy-1,4-phenylene unit calculated from Mw is 5.6. And the average of the number of repetitions n is estimated to be 5-6.

<合成参考例3> Mwが1600のポリ(2,5−ジブトキシ−1,4−フェニレン)基を有するホウ酸化合物の合成
反応容器中に、2,5−ジブトキシ−1−ブロモ−4−フェニルホウ酸13.8g、1mol/lの炭酸カリウム水溶液80ml、トルエン200ml、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)400mgを仕込み、アルゴン気流下、95℃で撹拌し、42時間後にフェニルホウ酸4.88gを加え、さらに同温で8時間撹拌して反応を終了した。これ以降は合成参考例2と同様の後処理工程を行い、Mwが1600、Mnが1400、Mw/Mnが1.14のポリ(2,5−ジブトキシ−1,4−フェニレン)を有するホウ酸化合物(以下、「ホウ酸化合物(B)」と略す。)3.3gを得た。Mwから算出した2,5−ジブトキシ−1,4−フェニレンユニットの繰り返し数nは6.9であり、繰り返し数nの平均は6〜7であると推定される。
<Synthesis Reference Example 3> Synthesis of boric acid compound having a poly (2,5-dibutoxy-1,4-phenylene) group having Mw of 1600 In a reaction vessel, 2,5-dibutoxy-1-bromo-4-phenylborane was added. 13.8 g of an acid, 80 ml of a 1 mol / l potassium carbonate aqueous solution, 200 ml of toluene and 400 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) were charged, and the mixture was stirred at 95 ° C. under an argon stream, and after 42 hours, 4.88 g of phenylboric acid was added. In addition, the mixture was further stirred at the same temperature for 8 hours to complete the reaction. Thereafter, the same post-treatment process as in Synthesis Reference Example 2 was performed, and boric acid containing poly (2,5-dibutoxy-1,4-phenylene) having Mw of 1600, Mn of 1400, and Mw / Mn of 1.14 was obtained. 3.3 g of a compound (hereinafter abbreviated as "boric acid compound (B)") was obtained. The number of repetitions n of the 2,5-dibutoxy-1,4-phenylene unit calculated from Mw is 6.9, and the average of the number of repetitions n is estimated to be 6 to 7.

<合成参考例4>ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジンの合成
反応容器中に、合成参考例1で得た2−(4−ブロモフェニル)ピリジン0.7g、合成参考例2で得たホウ酸化合物(A)を1.6g、THF200ml、1mol/lの炭酸カリウム水溶液40ml、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)35mgを仕込み、アルゴン気流下、60〜65℃で24時間撹拌した。反応溶液の有機層と水層とを分離し、有機層を乾燥、濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ジクロロメタン/ヘキサン)で精製し、ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジン誘導体(以下、「ピリジン誘導体(C)」と略す。)3.5gを得た。この化合物について、GPCを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Mwが1400、Mnが1000であった。
<Synthesis Reference Example 4> Synthesis of 2-phenylpyridine having a polyparaphenylene group In a reaction vessel, 0.7 g of 2- (4-bromophenyl) pyridine obtained in Synthesis Reference Example 1 was obtained in Synthesis Reference Example 2. 1.6 g of the boric acid compound (A), 200 ml of THF, 40 ml of a 1 mol / l potassium carbonate aqueous solution, and 35 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) were charged, and the mixture was stirred at 60 to 65 ° C. for 24 hours under an argon stream. The organic layer and the aqueous layer of the reaction solution are separated, the organic layer is dried and concentrated, and then purified by silica gel column chromatography (developing solvent: dichloromethane / hexane) to obtain a 2-phenylpyridine derivative having a polyparaphenylene group (hereinafter, referred to as a “polyphenylene derivative”). , Abbreviated as “pyridine derivative (C)”). When the molecular weight distribution of this compound in terms of polystyrene was measured using GPC, Mw was 1,400 and Mn was 1,000.

H−NMRスペクトルデータ:CDCl、300MHz)
8.7ppm(d,1H,N−CH=)、8.1ppm(d,2H)、
7.8ppm(m,4H、)、7.6ppm(d,2H)、
7.4ppm(m,2H)、7.3ppm(d,1H)、
7.2ppm(m,1H)、7.0−7.1ppm(m,8H)、
3.9ppm(t,12H,O−CH −)、
1.6−1.7ppm(m、12H,−CH −)、
1.4−1.5ppm(m、12H,−CH −)、
0.9−1.0ppm(t,18H,−CH
( 1 H-NMR spectrum data: CDCl 3 , 300 MHz)
8.7 ppm (d, 1H, N- CH =), 8.1 ppm (d, 2H),
7.8 ppm (m, 4H), 7.6 ppm (d, 2H),
7.4 ppm (m, 2H), 7.3 ppm (d, 1H),
7.2 ppm (m, 1H), 7.0-7.1 ppm (m, 8H),
3.9ppm (t, 12H, O- CH 2 -),
1.6-1.7ppm (m, 12H, - CH 2 -),
1.4-1.5ppm (m, 12H, - CH 2 -),
0.9-1.0ppm (t, 18H, - CH 3)

<合成参考例5>ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジンの合成
合成参考例4における、ホウ酸化合物(A)1.6gに代えて、ホウ酸化合物(B)1.9gを用いた以外は合成参考例4と同様の操作を行い、Mwが1900、Mnが1600、Mw/Mnが1.18の、ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジン誘導体(以下、「ピリジン誘導体(D)」と略す。)1.4gを得た。
<Synthesis Reference Example 5> Synthesis of 2-phenylpyridine having a polyparaphenylene group Except that 1.9 g of boric acid compound (B) was used instead of 1.6 g of boric acid compound (A) in Synthesis Reference Example 4. Is a 2-phenylpyridine derivative having a polyparaphenylene group (hereinafter, referred to as "pyridine derivative (D)") having an Mw of 1,900, an Mn of 1600, and an Mw / Mn of 1.18. 1.4 g was obtained.

(1H−NMRスペクトルデータ:CDCl、300MHz)
8.7ppm(d,1H,N−CH=)、8.1ppm(d,2H)、
7.8ppm(m,4H、)、7.6ppm(d,2H)、
7.4ppm(m,2H)、
7.3ppm(d,1H)、7.2ppm(m,1H)、
7.0−7.1ppm(m,6H)、
3.9ppm(t,16H,O−CH −)、
6−1.7ppm(m、16H,−CH −)、
−1.5ppm(m、16H,−CH −)、
0.9−1.0ppm(t,24H,−CH
(1H-NMR spectrum data: CDCl 3 , 300 MHz)
8.7 ppm (d, 1H, N- CH =), 8.1 ppm (d, 2H),
7.8 ppm (m, 4H), 7.6 ppm (d, 2H),
7.4 ppm (m, 2H),
7.3 ppm (d, 1H), 7.2 ppm (m, 1H),
7.0-7.1 ppm (m, 6H),
3.9ppm (t, 16H, O- CH 2 -),
6-1.7ppm (m, 16H, - CH 2 -),
-1.5ppm (m, 16H, - CH 2 -),
0.9-1.0ppm (t, 24H, - CH 3)

<合成参考例6> 2,5−ジブトキシフェニルホウ酸の合成
反応容器中にヒドロキノン110g、水酸化カリウム140g、エタノール800mlを仕込み、窒素気流下、還流しながら1−ブロモブタン412gを滴下した。5時間後反応を終了し、反応液にヘキサン800mlを加え、蒸留水100mlで3回洗浄した。有機層を濃縮後、水/メタノールにて再結晶し、1,4−ジブトキシベンゼン136gを得た。
<Synthesis Reference Example 6> Synthesis of 2,5-dibutoxyphenylboric acid Into a reaction vessel, 110 g of hydroquinone, 140 g of potassium hydroxide, and 800 ml of ethanol were charged, and 412 g of 1-bromobutane was added dropwise while refluxing under a nitrogen stream. After 5 hours, the reaction was terminated, 800 ml of hexane was added to the reaction solution, and the mixture was washed three times with 100 ml of distilled water. The organic layer was concentrated and then recrystallized from water / methanol to obtain 136 g of 1,4-dibutoxybenzene.

得られた1,4−ジブトキシベンゼン136g、N−ブロモこはく酸イミド109g、ジクロロメタン600ml、酢酸300mlを35℃にて撹拌した。7時間後反応を終了し、反応液から大部分のジクロロメタンを留去した後、ヘキサン800mlを加え、蒸留水300ml、3%炭酸水素ナトリウム溶液250ml、10%水酸化ナトリウム溶液100ml、蒸留水300mlで2回の順に洗浄し、最後にヘキサンを留去した。残査をカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン)にて精製し、2−ブロモ−1,4−ジブトキシベンゼン155gを得た。   136 g of the obtained 1,4-dibutoxybenzene, 109 g of N-bromosuccinimide, 600 ml of dichloromethane and 300 ml of acetic acid were stirred at 35 ° C. After 7 hours, the reaction was terminated. Most of dichloromethane was distilled off from the reaction solution, 800 ml of hexane was added, 300 ml of distilled water, 250 ml of 3% sodium hydrogen carbonate solution, 100 ml of 10% sodium hydroxide solution and 300 ml of distilled water were added. Washing was performed twice in order, and hexane was finally distilled off. The residue was purified by column chromatography (ethyl acetate / hexane) to obtain 155 g of 2-bromo-1,4-dibutoxybenzene.

次に、2−ブロモ−1,4−ジブトキシベンゼン155g、ジエチルエーテル700mlをアセトン/ドライアイスバス中、アルゴン気流下で撹拌しながら、2.6mol/L N−ブチルリチウム ヘキサン溶液200mlを滴下した。反応液を同バス内で2時間、室温で2時間撹拌した後、再びアセトン/ドライアイスバスにて冷却し、トリメトキシボラン78gのジエチルエーテル溶液200mlを滴下した。反応液を室温で10時間撹拌後、反応液に2mol/L塩酸500mlを加え3時間撹拌した。エーテル層を濃縮し、残査にヘキサン700mlを加えた。生成した沈殿物を濾集し、アセトン500mlに溶解、不溶物を濾過後、アセトンを留去して2,5−ジブトキシフェニルホウ酸58gを得た。   Next, while stirring 155 g of 2-bromo-1,4-dibutoxybenzene and 700 ml of diethyl ether in an acetone / dry ice bath under an argon stream, 200 ml of a 2.6 mol / L hexane solution of N-butyllithium was added dropwise. . After the reaction solution was stirred in the same bath for 2 hours and at room temperature for 2 hours, it was cooled again in an acetone / dry ice bath, and a 200 ml solution of 78 g of trimethoxyborane in diethyl ether was added dropwise. After stirring the reaction solution at room temperature for 10 hours, 500 ml of 2 mol / L hydrochloric acid was added to the reaction solution, and the mixture was stirred for 3 hours. The ether layer was concentrated, and 700 ml of hexane was added to the residue. The resulting precipitate was collected by filtration, dissolved in 500 ml of acetone, and the insoluble material was filtered. Then, acetone was distilled off to obtain 58 g of 2,5-dibutoxyphenylboric acid.

<合成参考例7> 4−ブロモ−2,5−ジブトキシビフェニルの合成
反応容器中にフェニルヒドロキノン55.8g、水酸化カリウム44.8g、エタノール500mlを仕込み、窒素気流下、還流しながら1−ブロモブタン164gを滴下した。6時間後反応を終了し、反応液にヘキサン300mlを加え、蒸留水100mlで3回洗浄した。有機層を濃縮後、残査をカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン)にて精製し、2,5−ジブトキシビフェニル73.6gを得た。
<Synthesis Reference Example 7> Synthesis of 4-bromo-2,5-dibutoxybiphenyl A reaction vessel was charged with 55.8 g of phenylhydroquinone, 44.8 g of potassium hydroxide, and 500 ml of ethanol, and refluxed under a stream of nitrogen under a nitrogen atmosphere. 164 g of bromobutane were added dropwise. After 6 hours, the reaction was completed, 300 ml of hexane was added to the reaction solution, and the mixture was washed three times with 100 ml of distilled water. After concentrating the organic layer, the residue was purified by column chromatography (ethyl acetate / hexane) to obtain 7,3.6 g of 2,5-dibutoxybiphenyl.

得られた2,5−ジブトキシビフェニル71.2gを酢酸150mlに溶解し、室温で撹拌しながら臭素25gと酢酸35mlの混合溶液を滴下した。攪拌を続け、3時間後に臭素8gを追加し、更に4時間撹拌した。反応後の溶液にヘキサン300mlを加え、蒸留水100ml、2%炭酸水素ナトリウム水溶液100ml、蒸留水100mlで2回の順に洗浄し、最後にヘキサンを留去した。残査をカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン)にてカラム精製し、4−ブロモ−2,5−ジブトキシビフェニル60.6gを得た。   71.2 g of the obtained 2,5-dibutoxybiphenyl was dissolved in 150 ml of acetic acid, and a mixed solution of 25 g of bromine and 35 ml of acetic acid was added dropwise with stirring at room temperature. Stirring was continued, and after 3 hours, 8 g of bromine was added, and the mixture was further stirred for 4 hours. 300 ml of hexane was added to the solution after the reaction, and the mixture was washed twice with 100 ml of distilled water, 100 ml of a 2% aqueous solution of sodium hydrogen carbonate and 100 ml of distilled water, and finally hexane was distilled off. The residue was purified by column chromatography using column chromatography (ethyl acetate / hexane) to obtain 60.6 g of 4-bromo-2,5-dibutoxybiphenyl.

<合成参考例8> 2,5,2',5',2'',5''−ヘキサブトキシ〔1,1',4',1'',4'',1'''〕クオーターフェニルホウ酸の合成
反応容器中に合成参考例6で得た2,5−ジブトキシフェニルホウ酸18.4g、合成参考例7で得た4−ブロモ−2,5−ジブトキシビフェニル20.7g、THF250ml、2mol/L炭酸カリウム水溶液50ml、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)600mgを仕込み、アルゴン気流下、還流しながら24時間反応した。反応液にヘキサン300mlを加え、水層を分離後、有機層を濃縮した。残査をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル)にて精製し、2,5,2',5'−テトラブトキシ〔1,1',4',1''〕ターフェニル25.3gを得た。
<Synthesis Reference Example 8> 2,5,2 ', 5', 2 '', 5 ''-hexabutoxy [1,1 ', 4', 1 ", 4", 1 '"] quarterphenyl Synthesis of boric acid In a reaction vessel, 18.4 g of 2,5-dibutoxyphenylboric acid obtained in Synthesis Reference Example 6, 20.7 g of 4-bromo-2,5-dibutoxybiphenyl obtained in Synthesis Reference Example 7, 250 ml of THF, 50 ml of a 2 mol / L aqueous potassium carbonate solution, and 600 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) were charged, and reacted under reflux in an argon stream for 24 hours. 300 ml of hexane was added to the reaction solution, the aqueous layer was separated, and the organic layer was concentrated. The residue was purified by column chromatography (hexane / ethyl acetate) to obtain 25.3 g of 2,5,2 ′, 5′-tetrabutoxy [1,1 ′, 4 ′, 1 ″] terphenyl. .

得られた2,5,2',5'−テトラブトキシ〔1,1',4',1''〕ターフェニル25.3gを酢酸200mlに溶解し、室温で撹拌しながら、臭素9gと酢酸10mlの混合溶液を滴下した。3時間後反応を終了し、反応液にヘキサン250mlを加え、蒸留水100ml、2%炭酸水素ナトリウム水溶液100ml、蒸留水100mlで2回の順に有機層を洗浄した。有機層を濃縮後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル)にて精製し、4−ブロモ−2,5,2',5'−テトラブトキシ〔1,1',4',1''〕ターフェニルを得た。   25.3 g of the obtained 2,5,2 ', 5'-tetrabutoxy [1,1', 4 ', 1 "] terphenyl was dissolved in 200 ml of acetic acid, and 9 g of bromine and acetic acid were stirred at room temperature. 10 ml of the mixed solution was added dropwise. After 3 hours, the reaction was terminated, 250 ml of hexane was added to the reaction solution, and the organic layer was washed twice with 100 ml of distilled water, 100 ml of a 2% aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and 100 ml of distilled water in this order. After concentrating the organic layer, it was purified by column chromatography (hexane / ethyl acetate), and 4-bromo-2,5,2 ', 5'-tetrabutoxy [1,1', 4 ', 1 "] Phenyl was obtained.

得られた4−ブロモ−2,5,2',5'−テトラブトキシ〔1,1',4',1''〕ターフェニル20.8g、参考例6で得た2,5−ジブトキシフェニルホウ酸13g、THF150ml、2mol/L炭酸カリウム水溶液30ml、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム380mgを還流しながらアルゴン気流下で24時間反応した。反応液にヘキサン300mlを加え、水層を分離後、有機層を濃縮した。残査をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル)にて精製し、2,5,2',5',2'',5''−ヘキサブトキシ〔1,1',4',1'',4'',1'''〕クオーターフェニル22.5gを得た。   20.8 g of the obtained 4-bromo-2,5,2 ′, 5′-tetrabutoxy [1,1 ′, 4 ′, 1 ″] terphenyl, 2,5-dibutoxy obtained in Reference Example 6 13 g of phenylboric acid, 150 ml of THF, 30 ml of a 2 mol / L aqueous potassium carbonate solution, and 380 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium were reacted under an argon stream while refluxing for 24 hours. 300 ml of hexane was added to the reaction solution, the aqueous layer was separated, and the organic layer was concentrated. The residue was purified by column chromatography (hexane / ethyl acetate) to give 2,5,2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″ -hexabutoxy [1,1 ′, 4 ′, 1 ″, 4 ″, 1 ′ ″] quarter phenyl was obtained in an amount of 22.5 g.

得られた2,5,2',5',2'',5''−ヘキサブトキシ〔1,1',4',1'',4'',1'''〕クオーターフェニル22.5gを、酢酸100mlとヘキサン50mlの混合溶剤に溶解し、室温で撹拌しながら、臭素5.0gと酢酸10mlの混合溶液を滴下した。3時間後反応を終了し、反応液に酢酸エチル300mlを加え、蒸留水100ml、2%炭酸水素ナトリウム水溶液100ml、蒸留水100mlで2回の順で有機層を洗浄した。有機層を濃縮後、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル)にて精製し、4−ブロモ−2,5,2',5',2'',5''−ヘキサブトキシ〔1,1',4',1'',4'',1'''〕クオーターフェニル18.8gを得た。   22.5 g of the obtained 2,5,2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″ -hexabutoxy [1,1 ′, 4 ′, 1 ″, 4 ″, 1 ′ ″] quarterphenyl Was dissolved in a mixed solvent of 100 ml of acetic acid and 50 ml of hexane, and a mixed solution of 5.0 g of bromine and 10 ml of acetic acid was added dropwise with stirring at room temperature. After 3 hours, the reaction was terminated, 300 ml of ethyl acetate was added to the reaction solution, and the organic layer was washed twice with 100 ml of distilled water, 100 ml of a 2% aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and 100 ml of distilled water in this order. After concentrating the organic layer, it was purified by column chromatography (hexane / ethyl acetate), and 4-bromo-2,5,2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″ -hexabutoxy [1,1 ′, [4 ', 1 ", 4", 1' "] quarterphenyl 18.8 g was obtained.

次に、4−ブロモ−2,5,2',5',2'',5''−ヘキサブトキシ〔1,1',4',1'',4'',1'''〕クオーターフェニル18.8g、ジエチルエーテル200mlを、アセトン/ドライアイスバス中、アルゴン気流下で撹拌しながら、1.56mol/L n−ブチルリチウム ヘキサン溶液18mlを滴下した。反応液を同バス内で2時間、室温で2時間撹拌した後、再びアセトン/ドライアイスバスで冷却し、トリメトキシボラン5gのジエチルエーテル溶液10mlを滴下した。反応液を室温で10時間撹拌後、反応液に2mol/L塩酸50mlを加え3時間撹拌した。反応液から有機層を分離し溶剤留去後、カラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン)にて精製し、2,5,2',5',2'',5''−ヘキサブトキシ〔4,1',4',1'',4'',1'''〕クオーターフェニルホウ酸10.4gを得た。   Next, 4-bromo-2,5,2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″ -hexabutoxy [1,1 ′, 4 ′, 1 ″, 4 ″, 1 ′ ″] quarter While stirring 18.8 g of phenyl and 200 ml of diethyl ether in an acetone / dry ice bath under an argon stream, 18 ml of a 1.56 mol / L hexane solution of n-butyllithium was added dropwise. After the reaction solution was stirred in the same bath for 2 hours and at room temperature for 2 hours, it was cooled again in an acetone / dry ice bath, and a solution of 5 g of trimethoxyborane in 10 ml of diethyl ether was added dropwise. After stirring the reaction solution at room temperature for 10 hours, 50 ml of 2 mol / L hydrochloric acid was added to the reaction solution, and the mixture was stirred for 3 hours. The organic layer was separated from the reaction solution, the solvent was distilled off, and the residue was purified by column chromatography (ethyl acetate / hexane) to give 2,5,2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″ -hexabutoxy [4, 1 ′, 4 ′, 1 ″, 4 ″, 1 ′ ″] quarterphenylboric acid 10.4 g was obtained.

<合成参考例9> 2−(2',5',2'',5'',2''',5'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−4−イル)ピリジンの合成
合成参考例8で得た2,5,2',5',2'',5''−ヘキサブトキシ〔4,1',4',1'',4'',1'''〕クオーターフェニルホウ酸10.4g、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン2.5g、THF200ml、2mol/L炭酸カリウム水溶液15ml、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム220mgを還流しながらアルゴン気流下で24時間反応した。反応液に酢酸エチル200mlを加え、水層を分離後、有機層を濃縮した。残査をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル)にて精製し、2−(2',5',2'',5'',2''',5'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−4−イル)ピリジン(以下「ピリジン誘導体(E)」と略す。)13.9gを得た。
<Synthesis Reference Example 9> Synthesis of 2- (2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″, 2 ′ ″, 5 ′ ″-hexabutoxyquinkephenyl-4-yl) pyridine 9. The obtained 2,5,2 ', 5', 2 '', 5 ''-hexabutoxy [4,1 ', 4', 1 ", 4", 1 '"] quarterphenylboric acid. 4 g, 2.5 g of 2- (4-bromophenyl) pyridine, 200 ml of THF, 15 ml of a 2 mol / L aqueous potassium carbonate solution and 220 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium were reacted under an argon stream while refluxing for 24 hours. 200 ml of ethyl acetate was added to the reaction solution, the aqueous layer was separated, and the organic layer was concentrated. The residue was purified by column chromatography (hexane / ethyl acetate) to give 2- (2 ', 5', 2 ", 5", 2 '", 5'"-hexabutoxyquinkephenyl-4. -Yl) pyridine (hereinafter abbreviated as "pyridine derivative (E)") 13.9 g was obtained.

<合成参考例10> 2−(2−ベンゾチエニル)ピリジンの合成
反応容器にチアナフテン−2−ホウ酸を1.78g、2−ブロモピリジンを1.55g、THF50ml、1mol/lの炭酸カリウム水溶液10ml、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)12mgを仕込み、アルゴン気流下、60〜65℃で24時間撹拌した。反応溶液の有機層と水層とを分離し、有機層を乾燥、濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、2−(2−ベンゾチエニル)ピリジン1.92gを得た。
<Synthesis Reference Example 10> Synthesis of 2- (2-benzothienyl) pyridine 1.78 g of tianaphthene-2-boric acid, 1.55 g of 2-bromopyridine, 50 ml of THF, 10 ml of 1 mol / l potassium carbonate aqueous solution in a reaction vessel. And 12 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), and stirred at 60 to 65 ° C. for 24 hours under an argon stream. The organic layer and the aqueous layer of the reaction solution are separated, and the organic layer is dried and concentrated, and then purified by silica gel column chromatography (developing solvent: ethyl acetate / hexane) to obtain 1.92 g of 2- (2-benzothienyl) pyridine. Got.

(1H−NMRスペクトルデータ:CDCl、300MHz)
8.6ppm(d,1H,N−CH=)、
7.8−7.9ppm(m,4H、)、
7.7ppm(t,1H,−CH=)、7.3−7.4ppm(m,2H)、
7.2ppm(t,1H,−CH=)
(1H-NMR spectrum data: CDCl 3 , 300 MHz)
8.6 ppm (d, 1H, N- CH =),
7.8-7.9 ppm (m, 4H,),
7.7 ppm (t, 1H, -CH =), 7.3-7.4 ppm (m, 2H),
7.2 ppm (t, 1H, -CH =)

<合成例1> ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジン誘導体を配位子とするイリジウム(III)錯体(A−1)の合成
反応容器中に、合成参考例4で得たMw1400、Mn1000、n数が5.6のピリジン誘導体(C)を1.2g、イリジウムトリス(アセチルアセトナート)440mg、グリセリン20mlを仕込み、窒素気流下、220℃で還流しながら8時間撹拌した。反応液にジクロロメタン200mlを加え、蒸留水50mlで3回洗浄した。ジクロロメタンを濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ジクロロメタン/ヘキサン)で精製し、式(8)で表されるポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジン誘導体を配位子とするイリジウム(III)錯体(A−1)320mgを得た。この化合物について、GPCを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Mwが4500、Mnが3100であった。
<Synthesis Example 1> Synthesis of iridium (III) complex (A-1) having a 2-phenylpyridine derivative having a polyparaphenylene group as a ligand In a reaction vessel, Mw1400, Mn1000 obtained in Synthesis Reference Example 4 were added. 1.2 g of a pyridine derivative (C) having an n number of 5.6, 440 mg of iridium tris (acetylacetonate), and 20 ml of glycerin were charged, and the mixture was stirred under a nitrogen stream at 220 ° C. for 8 hours while refluxing. The reaction solution was added with 200 ml of dichloromethane, and washed three times with 50 ml of distilled water. After concentrating dichloromethane, it is purified by silica gel column chromatography (developing solvent: dichloromethane / hexane), and iridium (III) having a 2-phenylpyridine derivative having a polyparaphenylene group represented by the formula (8) as a ligand 320 mg of complex (A-1) was obtained. When the molecular weight distribution of this compound in terms of polystyrene was measured using GPC, Mw was 4,500 and Mn was 3,100.

H−NMRスペクトルデータ:CDCl、300MHz)
7.9ppm(d,3H,N−CH=)、
7.6−7,8ppm(m,15H)、
7.4−7.5ppm(m,9H、)、7.3ppm(d,3H)、
6.9−7.1ppm(m,40H)、
3.9ppm(m,60H,O−CH −)、
1.6−1.7ppm(m、60H,−CH −)、
1.4−1.5ppm(m、60H,−CH −)、
0.9−1.0ppm(m,90H,−CH
( 1 H-NMR spectrum data: CDCl 3 , 300 MHz)
7.9 ppm (d, 3H, N- CH =),
7.6-7,8 ppm (m, 15H),
7.4-7.5 ppm (m, 9H,), 7.3 ppm (d, 3H),
6.9-7.1 ppm (m, 40H),
3.9ppm (m, 60H, O- CH 2 -),
1.6-1.7ppm (m, 60H, - CH 2 -),
1.4-1.5ppm (m, 60H, - CH 2 -),
0.9-1.0ppm (m, 90H, - CH 3)

Figure 2004281382
(8)
(式(8)中、nは5〜6を表す。)
Figure 2004281382
(8)
(In the formula (8), n represents 5 to 6.)

<合成例2> 2−(2',5',2'',5'',2''',5'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−4−イル)ピリジンを配位子とするイリジウム(III)錯体(A−2)の合成
反応容器中に、合成参考例9で得たピリジン誘導体(E)を8g、トリフルオロ酢酸銀を1.57g、イリジウムトリス(アセチルアセトナート)1.13g、グリセリン30mlを仕込み、アルゴン気流下、220℃で還流しながら8時間撹拌した。反応液を冷却後、反応液にジクロロメタン200mlを加え、蒸留水50mlで3回洗浄した。ジクロロメタンを濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘキサン)で精製し、式(9)で表される2−(2',5',2'',5'',2''',5'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−4−イル)ピリジンを配位子とするイリジウム(III)錯体(A−2)3.98gを得た。
<Synthesis Example 2> Iridium (2- (2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″, 2 ′ ″, 5 ′ ″-hexabutoxyquinkephenyl-4-yl) pyridine) as a ligand III) Synthesis of complex (A-2) In a reaction vessel, 8 g of the pyridine derivative (E) obtained in Synthesis Reference Example 9, 1.57 g of silver trifluoroacetate, 1.13 g of iridium tris (acetylacetonate), Glycerin (30 ml) was charged, and the mixture was stirred for 8 hours while being refluxed at 220 ° C. under an argon stream. After cooling the reaction solution, 200 ml of dichloromethane was added to the reaction solution, and the mixture was washed three times with 50 ml of distilled water. After concentrating the dichloromethane, it is purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate / hexane) to give 2- (2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″, 2 ′ ″, 5) represented by the formula (9). 3.98 g of an iridium (III) complex (A-2) having '''-hexabutoxyquinkephenyl-4-yl) pyridine as a ligand was obtained.

(1H−NMRスペクトルデータ:CDCl3、300MHz)
7.9ppm(d,3H)、7.7ppm(d,3H)、
7.7ppm(d,3H)、7.6ppm(d,9H)、
7.4ppm(t,9H)、7.3ppm(t,3H)、
7.0ppm(s,3H)、7.0ppm(s,s,12H)、
6.9ppm(s,3H)、3.9ppm(m,36H)、
1.6−1.7ppm(m、36H)、1.4−1.5ppm(m、36H)、
8−0.9ppm(m,54H)
(1H-NMR spectrum data: CDCl3, 300 MHz)
7.9 ppm (d, 3H), 7.7 ppm (d, 3H),
7.7 ppm (d, 3H), 7.6 ppm (d, 9H),
7.4 ppm (t, 9H), 7.3 ppm (t, 3H),
7.0 ppm (s, 3H), 7.0 ppm (s, s, 12H),
6.9 ppm (s, 3H), 3.9 ppm (m, 36H),
1.6-1.7 ppm (m, 36H), 1.4-1.5 ppm (m, 36H),
8-0.9 ppm (m, 54H)

Figure 2004281382
(9)
Figure 2004281382
(9)

<合成例3> ポリパラフェニレン基を有する2−フェニルピリジン誘導体および2−(2−ベンゾチエニル)ピリジンを配位子とするイリジウム(III)錯体(A−3)の合成
合成参考例5で得たMw1900、Mn1600、n数が6.9のピリジン誘導体(D)を0.7g、イリジウムトリクロリド3水和物を71mg、2−エトキシエタノールを20ml、水5mlを仕込み、窒素気流下、120℃で6時間攪拌した。室温に冷却後、1mol/l塩酸50mlを加え、析出した固体を濾別した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ジクロロメタン)で精製し、テトラキス(2−フェニルピリジン−C,N’)(μ−ジクロロ)ジイリジウム(III)誘導体の黄色固体を得た。
<Synthesis Example 3> Synthesis of iridium (III) complex (A-3) having 2-phenylpyridine derivative having a polyparaphenylene group and 2- (2-benzothienyl) pyridine as a ligand Obtained in Synthesis Reference Example 5 0.7 g of pyridine derivative (D) having Mw of 1900, Mn of 1600, and n number of 6.9, 71 mg of iridium trichloride trihydrate, 20 ml of 2-ethoxyethanol, and 5 ml of water, and 120 ° C. under a nitrogen stream. For 6 hours. After cooling to room temperature, 50 ml of 1 mol / l hydrochloric acid was added, and the precipitated solid was separated by filtration. Purification by silica gel column chromatography (developing solvent: dichloromethane) gave a yellow solid of a tetrakis (2-phenylpyridine-C 2 , N ′) (μ-dichloro) diiridium (III) derivative.

次に、得られた黄色固体500mg、合成参考例10で得た2−(2−ベンゾチエニル)ピリジン55mg、ナトリウムメトキシドメタノール溶液(28wt%)0.05ml、クロロホルム20mlを混合し、3時間加熱還流した。室温に冷却後、反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ジクロロメタン/ヘキサン)で精製し、式(10)で表されるピリジン誘導体(D)および2−(2−ベンゾチエニル)ピリジンを配位子とするイリジウム(III)錯体(A−3)140mgを得た。この化合物について、GPCを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Mwが2800、Mnが2300であった。   Next, 500 mg of the obtained yellow solid, 55 mg of 2- (2-benzothienyl) pyridine obtained in Synthesis Reference Example 10, 0.05 ml of a sodium methoxide methanol solution (28 wt%), and 20 ml of chloroform were mixed and heated for 3 hours. Refluxed. After cooling to room temperature, the reaction solution is purified by silica gel column chromatography (developing solvent: dichloromethane / hexane), and the pyridine derivative (D) represented by the formula (10) and 2- (2-benzothienyl) pyridine are coordinated. 140 mg of iridium (III) complex (A-3) as a child was obtained. When the molecular weight distribution of this compound in terms of polystyrene was measured using GPC, Mw was 2,800 and Mn was 2,300.

H−NMRスペクトルデータ:CDCl、300MHz)
8.1ppm(d,1H,N−CH=)、
7.9ppm(d,1H,N−CH=)、
7.6−7,8ppm(m,13H)、
7.3−7.5ppm(m,11H、)、
6.9−7.1ppm(m,30H)、
6.6−6.9ppm(m,7H)
3.9ppm(m,60H,O−CH −)、
1.6−1.7ppm(m、60H,−CH −)、
1.4−1.5ppm(m、60H,−CH −)、
0.9−1.0ppm(m,90H,−CH
( 1 H-NMR spectrum data: CDCl 3 , 300 MHz)
8.1 ppm (d, 1H, N- CH =),
7.9 ppm (d, 1H, N- CH =),
7.6-7,8 ppm (m, 13H),
7.3-7.5 ppm (m, 11H),
6.9-7.1 ppm (m, 30H),
6.6-6.9 ppm (m, 7H)
3.9ppm (m, 60H, O- CH 2 -),
1.6-1.7ppm (m, 60H, - CH 2 -),
1.4-1.5ppm (m, 60H, - CH 2 -),
0.9-1.0ppm (m, 90H, - CH 3)

Figure 2004281382

(10)
(式(10)中、nは6〜7を表す。)
Figure 2004281382

(10)
(In the formula (10), n represents 6 to 7.)

<合成例4> 2−(2',5',2'',5'',2''',5'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−4−イル)ピリジンおよび2−(2−ベンゾチエニル)ピリジンを配位子とするイリジウム(III)錯体(A−4)の合成
合成例3において、合成参考例5で得たピリジン誘導体(D)0.7gに代えて合成参考例9で得たピリジン誘導体(E)、イリジウムトリクロリド3水和物71mgに代えて同化合物142mgを使用した以外は合成例3と同様の操作を行い、式(11)で表されるピリジン誘導体(E)および2−(2−ベンゾチエニル)ピリジンを配位子とするイリジウム(III)錯体(A−4)160mgを得た。この化合物について、GPCを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Mwが2200、Mnが2000であった。
<Synthesis Example 4> 2- (2 ′, 5 ′, 2 ″, 5 ″, 2 ′ ″, 5 ′ ″-hexabutoxyquinkephenyl-4-yl) pyridine and 2- (2-benzothienyl) ) Synthesis of iridium (III) complex (A-4) having pyridine as ligand Ligand obtained in Synthesis Reference Example 9 in Synthesis Example 3 instead of 0.7 g of pyridine derivative (D) obtained in Synthesis Reference Example 5. The same operation as in Synthesis Example 3 was carried out except that 142 mg of the pyridine derivative (E) and iridium trichloride trihydrate were used instead of 71 mg of the pyridine derivative (E), and the pyridine derivatives (E) and 2 160 mg of an iridium (III) complex (A-4) having-(2-benzothienyl) pyridine as a ligand was obtained. When the molecular weight distribution of this compound in terms of polystyrene was measured using GPC, Mw was 2,200 and Mn was 2,000.

H−NMRスペクトルデータ:CDCl、300MHz)
8.1ppm(d,1H,N−CH=)、
7.9ppm(d,1H,N−CH=)、
7.6−7,8ppm(m,13H)、
7.3−7.5ppm(m,11H、)、
6.9−7.1ppm(m,13H)、
6.6−6.9ppm(m,7H)
3.9ppm(m,24H,O−CH −)、
1.6−1.7ppm(m、24H,−CH −)、
1.4−1.5ppm(m、24H,−CH −)、
0.9−1.0ppm(m,36H,−CH
( 1 H-NMR spectrum data: CDCl 3 , 300 MHz)
8.1 ppm (d, 1H, N- CH =),
7.9 ppm (d, 1H, N- CH =),
7.6-7,8 ppm (m, 13H),
7.3-7.5 ppm (m, 11H),
6.9-7.1 ppm (m, 13H),
6.6-6.9 ppm (m, 7H)
3.9ppm (m, 24H, O- CH 2 -),
1.6-1.7ppm (m, 24H, - CH 2 -),
1.4-1.5ppm (m, 24H, - CH 2 -),
0.9-1.0ppm (m, 36H, - CH 3)

Figure 2004281382

(11)
Figure 2004281382

(11)


<比較合成例1>主鎖にイリジウム(III)錯体ユニットを持つポリパラフェニレン誘導体(B−1)の合成
特開2003−171659号公報に基づき、イリジウムトリスアセチルアセトナート0.642g、2−(4−ブロモフェニル)ピリジン0.41g、2−(フェニル)ピリジン0.54gおよびグリセリン30mlを仕込み、220℃のオイルバスで10時間還流しながら撹拌した。反応液を冷却後、反応液にジクロロメタン200mlを加え、蒸留水50mlで3回洗浄した。ジクロロメタンを濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)で精製し、得られた画分を約3mlに濃縮した。この濃縮液にメタノール100mlを加えて析出した黄色固体0.3gを濾集した。この黄色固体は、トリス(2−(フェニル)ピリジン)イリジウム(III)錯体(錯体1)、ビス(2−(フェニル)ピリジン)モノ(2−(4−ブロモフェニル)ピリジン)イリジウム(III)錯体(錯体2)、モノ(2−(フェニル)ピリジン)ビス(2−(4−ブロモフェニル)ピリジン)イリジウム(III)錯体(錯体3)、トリス(2−(4−ブロモフェニル)ピリジン)イリジウム(III)錯体(錯体4)の混合物(以下、錯体混合物Aと略す)であった。GPCより、それぞれの比率を求めると、以下の通りであった。

<Comparative Synthesis Example 1> Synthesis of polyparaphenylene derivative (B-1) having an iridium (III) complex unit in the main chain 0.642 g of iridium trisacetylacetonate, 2- ( 0.41 g of 4-bromophenyl) pyridine, 0.54 g of 2- (phenyl) pyridine and 30 ml of glycerin were charged, and the mixture was stirred while being refluxed for 10 hours in a 220 ° C. oil bath. After cooling the reaction solution, 200 ml of dichloromethane was added to the reaction solution, and the mixture was washed three times with 50 ml of distilled water. After concentration of the dichloromethane, purification was carried out by silica gel column chromatography (dichloromethane), and the obtained fraction was concentrated to about 3 ml. 100 ml of methanol was added to this concentrated liquid, and 0.3 g of a yellow solid precipitated was collected by filtration. The yellow solid is a tris (2- (phenyl) pyridine) iridium (III) complex (complex 1), a bis (2- (phenyl) pyridine) mono (2- (4-bromophenyl) pyridine) iridium (III) complex (Complex 2), mono (2- (phenyl) pyridine) bis (2- (4-bromophenyl) pyridine) iridium (III) complex (complex 3), tris (2- (4-bromophenyl) pyridine) iridium ( III) A mixture of complexes (complex 4) (hereinafter abbreviated as complex mixture A). The respective ratios obtained from GPC were as follows.

Figure 2004281382
Figure 2004281382

反応生成物のイリジウム濃度が4.3%になるように、1,4−ジブロモ−2,5−ジブトキシベンゼン182mg、2,5−ジブトキシ−1,4−フェニルジボロニックアシッド186mg、錯体混合物A44mg(仕込みに際しては、ビス(2−(フェニル)ピリジン)モノ(2−(4−ブロモフェニル)ピリジン)イリジウム(III)の分子量733を用いた。)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)10mg、THF10ml、2mol/L炭酸カリウム水溶液2mlを仕込み、アルゴン気流下、60〜65℃で24時間撹拌した。反応溶液の有機層と水層とを分離し、有機層を濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル/ヘキサン)で精製した。目的物の画分を約1mlに濃縮後、残査にメタノール30mlを加え、生成した黄色沈殿を濾集し、主鎖にイリジウム(III)錯体ユニットを持つポリパラフェニレン誘導体(B−1)130mgを得た。この化合物は、イリジウム(III)錯体ユニットとフェニレンユニットがランダム共重合した構造を有する。この化合物について、GPCを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Mwが4200、Mnが2900であった。 182 mg of 1,4-dibromo-2,5-dibutoxybenzene, 186 mg of 2,5-dibutoxy-1,4-phenyldiboronic acid, and a complex mixture so that the iridium concentration of the reaction product becomes 4.3%. A44 mg (at the time of preparation, the molecular weight of bis (2- (phenyl) pyridine) mono (2- (4-bromophenyl) pyridine) iridium (III) was 733), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) 10 mg, 10 ml of THF, and 2 ml of a 2 mol / L aqueous potassium carbonate solution were charged, and the mixture was stirred at 60 to 65 ° C. for 24 hours under an argon stream. The organic layer and the aqueous layer of the reaction solution were separated, and the organic layer was concentrated and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: ethyl acetate / hexane). After concentrating the fraction of the target substance to about 1 ml, 30 ml of methanol was added to the residue, and the resulting yellow precipitate was collected by filtration, and 130 mg of a polyparaphenylene derivative (B-1) having an iridium (III) complex unit in the main chain. Got. This compound has a structure in which an iridium (III) complex unit and a phenylene unit are randomly copolymerized. When the molecular weight distribution of this compound in terms of polystyrene was measured using GPC, Mw was 4,200 and Mn was 2,900.

<実施例1>
(塗布液の作製)
合成例1で得たイリジウム錯体(A−1)と電荷輸送材料であるMwが100000のポリ(2−(6−シアノ−6−メチルヘプチルオキシ)−1,4−フェニレン(以下、CN−PPPと略す)を質量比14:86の割合で1,1,2−トリクロロエタンに固形分2%となるように溶解させて発光層形成用塗布液を作製した。この他に一般式(2)で表される化合物の一つであるアルドリッチ社製2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールと、和光純薬工業社製ポリビニルブチラール(重合度700)とを質量比75:25の割合で混合したものを固形分濃度1%となるように1−ブタノールに溶解し、電子輸送層形成用塗布液を作製した。
<Example 1>
(Preparation of coating liquid)
Iridium complex (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and poly (2- (6-cyano-6-methylheptyloxy) -1,4-phenylene (hereinafter, CN-PPP) having a Mw of 100,000 as a charge transporting material. Is dissolved in 1,1,2-trichloroethane at a mass ratio of 14:86 to a solid content of 2% to prepare a coating solution for forming a light emitting layer. Aldrich 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, one of the compounds represented, and polyvinyl made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. A mixture of butyral (polymerization degree: 700) at a mass ratio of 75:25 was dissolved in 1-butanol so as to have a solid content concentration of 1% to prepare a coating liquid for forming an electron transport layer.

(有機EL素子の作製)
片面に厚さ100nmのITO電極層を有する面積が20mm×20mm、厚さが1.1mmのコーニング社製のガラス板「1737」のITO電極層をウシオ電機(株)製エキシマ光照射装置UES20−172にて10分間オゾンエキシマ処理した。
このITO電極層上に次のようにして発光層を成膜した。前記発光層形成用塗布液をスピンコーターにて100nmの膜厚となるように成膜し、真空乾燥機を用いて真空下110℃で1時間乾燥させた。発光層中のイリジウム原子濃度は0.59%であった。
該発光層の乾燥が終了したら室温まで冷却後、発光層上に前記電子輸送層形成用塗布液をスピンコーターにて10nmの厚さとなるように製膜し、真空乾燥機を用いて真空下110℃で30分間乾燥させ、電子輸送層を得た。
このようにして得られたITO、発光層、電子輸送層が順に積層されたガラス板を、発光面積が2mm×2mmとなるようにシャドウマスクした後、真空蒸着機に入れ、アルミニウムを蒸着して膜厚200nmの負電極層を形成させて有機EL素子Aを得た。
(Production of organic EL element)
An ITO electrode layer of a glass plate “1737” manufactured by Corning Co., Ltd. having an area of 20 mm × 20 mm and a thickness of 1.1 mm having an ITO electrode layer having a thickness of 100 nm on one surface is provided with an excimer light irradiation device UES20- manufactured by Ushio Inc. At 172, an ozone excimer treatment was performed for 10 minutes.
A light emitting layer was formed on the ITO electrode layer as follows. The coating solution for forming a light emitting layer was formed into a film with a thickness of 100 nm by a spin coater, and dried at 110 ° C. for 1 hour under vacuum using a vacuum dryer. The iridium atom concentration in the light emitting layer was 0.59%.
After the drying of the light emitting layer is completed, the coating is cooled to room temperature, and then the coating liquid for forming an electron transport layer is formed on the light emitting layer so as to have a thickness of 10 nm by a spin coater. It dried at 30 degreeC for 30 minutes, and obtained the electron transport layer.
The obtained glass plate on which the ITO, the light emitting layer, and the electron transporting layer are laminated in this order is subjected to a shadow mask so that the light emitting area is 2 mm × 2 mm, and then put into a vacuum evaporator to deposit aluminum. An organic EL element A was obtained by forming a negative electrode layer having a thickness of 200 nm.

有機EL素子Aの負電極と正電極よりリード線を出した後、このリード線をケースレー社製の電圧電流測定装置「237ハイ・ボルテージ・ソース・メジャー・ユニット」に接続し、電圧を印加して電流密度・電圧特性を測定した。さらに、トプコン社製色彩輝度計「BM−7」を使用して有機EL素子Aの輝度を、日立社製蛍光光度計「F−4500」を使用して有機EL素子Aの発光スペクトルをそれぞれ測定した。電流密度・電圧・輝度特性および発光スペクトルから、発光波長λmax、外部量子効率を算出した。なお、外部量子効率は有機EL素子から放出された光子数を、有機EL素子に注入された電荷数で除して百分率で表した。
その結果、有機EL素子Aは、発光波長λmaxが540nm、100cd/m発光時の外部量子効率が5.6%であった。
After a lead wire is drawn from the negative electrode and the positive electrode of the organic EL element A, the lead wire is connected to a Keithley 237 high voltage source measuring unit, and a voltage is applied. Current density and voltage characteristics were measured. Further, the luminance of the organic EL element A was measured using a color luminance meter “BM-7” manufactured by Topcon, and the emission spectrum of the organic EL element A was measured using a fluorometer “F-4500” manufactured by Hitachi. did. The emission wavelength λmax and the external quantum efficiency were calculated from the current density / voltage / luminance characteristics and the emission spectrum. Note that the external quantum efficiency was expressed as a percentage by dividing the number of photons emitted from the organic EL device by the number of charges injected into the organic EL device.
As a result, the organic EL device A had an emission wavelength λmax of 540 nm and an external quantum efficiency of 5.6% when emitting 100 cd / m 2 .

<実施例2>
実施例1における発光層の代わりに、合成例1で得たイリジウム錯体(A−1)とCN-PPPを質量比35:65の割合で1,1,2−トリクロロエタンに固形分2%の濃度となるように溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Bを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は1.5%であった。有機EL素子Bを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Bは、発光波長λmaxが540nm、100cd/m発光時の外部量子効率が5.5%であった。
<Example 2>
Instead of the light emitting layer in Example 1, the iridium complex (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and CN-PPP were mixed at a mass ratio of 35:65 in 1,1,2-trichloroethane at a solid content of 2%. An organic EL device B was obtained in the same manner as in Example 1, except that a light-emitting layer was provided using a solution dissolved so as to be as follows. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 1.5%. As a result of evaluating the organic EL device B in the same manner as in Example 1, the organic EL device B had an emission wavelength λmax of 540 nm and an external quantum efficiency at the time of emitting 100 cd / m 2 of 5.5%.

<実施例3>
実施例1における発光層の代わりに、合成例1で得たイリジウム錯体(A−1)とCN−PPPを質量比70:30の割合で1,1,2−トリクロロエタンに固形分3%の濃度となるよう溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Cを得た。発光層中のイリジウム原子濃度は3.0%であった。有機EL素子Cを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Cは、発光波長λmaxが540nm、100cd/m発光時の外部量子効率が5.6%であった。
<実施例4>
<Example 3>
Instead of the light emitting layer in Example 1, the iridium complex (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and CN-PPP were added to 1,1,2-trichloroethane at a mass ratio of 70:30 at a solid content of 3%. An organic EL device C was obtained in the same manner as in Example 1, except that a light-emitting layer was provided using a solution in which the solution was dissolved. The iridium atom concentration in the light emitting layer was 3.0%. As a result of evaluating the organic EL device C in the same manner as in Example 1, the organic EL device C had an emission wavelength λmax of 540 nm and an external quantum efficiency at the time of emitting 100 cd / m 2 of 5.6%.
<Example 4>

実施例1における発光層の代わりに、合成例1で得たイリジウム錯体(A−1)のみを1,1,2−トリクロロエタンに固形分3%の濃度となるよう溶解した溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い有機EL素子Dを得た。発光層中のイリジウム原子濃度は4.3%であった。有機EL素子Dを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Dは、発光波長λmaxが540nm、100cd/m発光時の外部量子効率が5.4%であった。 Instead of the light emitting layer in Example 1, light was emitted using a solution in which only the iridium complex (A-1) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 1,1,2-trichloroethane so as to have a solid content of 3%. An organic EL device D was obtained in the same manner as in Example 1, except that the layer was provided. The iridium atom concentration in the light emitting layer was 4.3%. As a result of evaluating the organic EL device D in the same manner as in Example 1, the organic EL device D had an emission wavelength λmax of 540 nm and an external quantum efficiency of 100 cd / m 2 at an emission of 5.4%.

<実施例5>
実施例1における発光層の代わりに、合成例2で得たイリジウム錯体(A−2)のみを1,1,2−トリクロロエタンに固形分3%の濃度となるよう溶解した溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い有機EL素子Eを得た。発光層中のイリジウム原子濃度は6.7%であった。有機EL素子Eを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Eは、発光波長λmaxが540nm、100cd/m発光時の外部量子効率が5.6%であった。
<Example 5>
Instead of the light emitting layer in Example 1, light was emitted using a solution in which only the iridium complex (A-2) obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in 1,1,2-trichloroethane so as to have a solid content of 3%. An organic EL device E was obtained in the same manner as in Example 1, except that the layer was provided. The iridium atom concentration in the light emitting layer was 6.7%. The organic EL device E was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the organic EL device E had an emission wavelength λmax of 540 nm and an external quantum efficiency at the time of emission of 100 cd / m 2 of 5.6%.

<実施例6>
実施例1における発光層の代わりに、合成例3で得たイリジウム錯体(A−3)と電荷輸送材料であるMwが20000であるポリ(N−ビニルカルバゾール)(以下、PVCzと略す)を質量比20:80の割合で固形分3%の濃度となるように1,1,2−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Fを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は1.4%であった。有機EL素子Fを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Fは、発光波長λmaxが587nm、100cd/m発光時の外部量子効率が3.6%であった。
<Example 6>
Instead of the light emitting layer in Example 1, the iridium complex (A-3) obtained in Synthesis Example 3 and poly (N-vinylcarbazole) (hereinafter abbreviated as PVCz) whose charge transport material has Mw of 20,000 are masses. The same operation as in Example 1 was performed, except that the light emitting layer was provided using a solution dissolved in 1,1,2-trichloroethane so as to have a solid content of 3% at a ratio of 20:80. Thus, an organic EL device F was obtained. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 1.4%. As a result of evaluating the organic EL device F in the same manner as in Example 1, the organic EL device F had an emission wavelength λmax of 587 nm and an external quantum efficiency at the time of emission of 100 cd / m 2 of 3.6%.

<実施例7>
実施例1における発光層の代わりに、合成例3で得たイリジウム錯体(A−3)とPVCzを質量比40:60の割合で固形分3%の濃度となるように1,1,2−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Gを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は2.8%であった。有機EL素子Gを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Gは、発光波長λmaxが587nm、100cd/m発光時の外部量子効率が3.7%であった。
<Example 7>
Instead of the light-emitting layer in Example 1, the iridium complex (A-3) obtained in Synthesis Example 3 and PVCz were mixed in a mass ratio of 40:60 to give a 1,1,2- An organic EL device G was obtained in the same manner as in Example 1, except that the light emitting layer was provided using a solution dissolved in trichloroethane. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 2.8%. As a result of evaluating the organic EL element G in the same manner as in Example 1, the organic EL element G had an emission wavelength λmax of 587 nm and an external quantum efficiency of 3.7% when emitting 100 cd / m 2 .

<実施例8>
実施例1における発光層の代わりに、合成例3で得たイリジウム錯体(A−3)のみを固形分3%の濃度となるように1,1,2−トリクロロエタンに溶解した溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Hを得た。発光層中のイリジウム原子濃度は6.9%であった。有機EL素子Hを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Hは、発光波長λmaxが587nm、100cd/m発光時の外部量子効率が3.5%であった。
Example 8
Instead of the light emitting layer in Example 1, a solution in which only the iridium complex (A-3) obtained in Synthesis Example 3 was dissolved in 1,1,2-trichloroethane so as to have a solid content of 3% was used. An organic EL device H was obtained in the same manner as in Example 1, except that the light emitting layer was provided. The iridium atom concentration in the light emitting layer was 6.9%. As a result of evaluating the organic EL device H in the same manner as in Example 1, the organic EL device H had an emission wavelength λmax of 587 nm and an external quantum efficiency of 3.5% when emitting 100 cd / m 2 .

<実施例9>
実施例1における発光層の代わりに、合成例4で得たイリジウム錯体(A−4)のみを、1,1,2−トリクロロエタンに固形分3%の濃度となるよう溶解した溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Iを得た。発光層中のイリジウム原子濃度は8.8%であった。有機EL素子Iを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Iは、発光波長λmaxが587nm、100cd/m発光時の外部量子効率が3.7%であった。
<Example 9>
Instead of the light emitting layer in Example 1, a solution obtained by dissolving only the iridium complex (A-4) obtained in Synthesis Example 4 in 1,1,2-trichloroethane so as to have a solid content of 3% was used. An organic EL device I was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the light emitting layer was provided. The iridium atom concentration in the light emitting layer was 8.8%. As a result of evaluating the organic EL device I in the same manner as in Example 1, the organic EL device I had an emission wavelength λmax of 587 nm and an external quantum efficiency at the time of emitting 100 cd / m 2 of 3.7%.

<比較例1>
実施例1における発光層の代わりに、イリジウムトリス(2−フェニルピリジン)とCN−PPPを質量比2:98の割合で固形分2%の濃度となるように1,1,2−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は、実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Jを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は0.59%であった。有機EL素子Jを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Jは、発光波長λmaxが513nm、100cd/m発光時の外部量子効率が2.6%であり、該外部量子効率は実施例1〜5で得られた有機EL素子A〜Eよりも低い値となった。
<Comparative Example 1>
Instead of the light emitting layer in Example 1, iridium tris (2-phenylpyridine) and CN-PPP were dissolved in 1,1,2-trichloroethane so as to have a mass ratio of 2:98 and a solid content of 2%. An organic EL device J was obtained in the same manner as in Example 1, except that the light emitting layer was provided using the solution thus obtained. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 0.59%. As a result of evaluating the organic EL device J in the same manner as in Example 1, the organic EL device J had an emission wavelength λmax of 513 nm, an external quantum efficiency at the time of emitting 100 cd / m 2 of 2.6%, and the external quantum efficiency was 2.6%. The values were lower than those of the organic EL devices A to E obtained in Examples 1 to 5.

<比較例2>
実施例1における発光層の代わりに、イリジウムトリス(2−フェニルピリジン)とCN−PPPとを5:95の割合で固形分2%の濃度となるように1,1,2−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Kを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は1.5%であった。有機EL素子Kを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Kは発光波長λmaxが513nmであった。しかしながら有機EL素子Kは最高輝度が100cd/mに達しなかったため、100cd/m発光時の外部量子効率を測定することができなかった。この素子の最大外部量子効率はが1.3%であり、この時の輝度は70cd/mであった。該外部量子効率は実施例1〜5で得られた有機EL素子A〜Eよりも低い値となった。さらに、有機EL素子Kの外部量子効率は、比較例1の有機EL素子Jよりも低い値となり、濃度消光の影響が認められた。
<Comparative Example 2>
Instead of the light emitting layer in Example 1, iridium tris (2-phenylpyridine) and CN-PPP were dissolved in 1,1,2-trichloroethane at a ratio of 5:95 to a concentration of 2% solids. An organic EL device K was obtained in the same manner as in Example 1, except that the light-emitting layer was provided using the obtained solution. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 1.5%. As a result of evaluating the organic EL device K in the same manner as in Example 1, the organic EL device K had an emission wavelength λmax of 513 nm. However, since the maximum luminance of the organic EL device K did not reach 100 cd / m 2 , the external quantum efficiency at the time of emitting 100 cd / m 2 could not be measured. The maximum external quantum efficiency of this device was 1.3%, and the luminance at this time was 70 cd / m 2 . The external quantum efficiency was lower than those of the organic EL devices A to E obtained in Examples 1 to 5. Further, the external quantum efficiency of the organic EL device K was lower than that of the organic EL device J of Comparative Example 1, and the effect of concentration quenching was recognized.

<比較例3>
実施例1における発光層の代わりに、イリジウムトリス(2−フェニルピリジン)とCN−PPPとを質量比14.8:85.2の割合で固形分2%の濃度となるように1,1,2−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Lを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は4.3%であった。有機EL素子Lを目視観察した結果、イリジウムトリス(2−フェニルピリジン)の結晶が析出し均一な発光層が形成されていなかった。この有機EL素子Lを実施例1と同様に評価したが、電圧を印加すると素子がショートし、輝度および外部量子効率を測定することができなかった。
<Comparative Example 3>
Instead of the light-emitting layer in Example 1, iridium tris (2-phenylpyridine) and CN-PPP were mixed at a mass ratio of 14.8: 85.2 in a ratio of 1,1, so that the solid content was 2%. An organic EL device L was obtained in the same manner as in Example 1, except that the light emitting layer was provided using a solution dissolved in 2-trichloroethane. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 4.3%. As a result of visually observing the organic EL device L, crystals of iridium tris (2-phenylpyridine) were precipitated and a uniform light emitting layer was not formed. The organic EL device L was evaluated in the same manner as in Example 1. However, when a voltage was applied, the device was short-circuited, and the luminance and external quantum efficiency could not be measured.

<比較例4>
実施例1における発光層の代わりに、比較合成例1で得たイリジウム(III)錯体ユニットを持つポリパラフェニレン誘導体(B−1)を固形分2%の濃度となるように1,1,2−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Mを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は4.3%であった。有機EL素子Mを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Mは、発光波長λmaxが535nm、100cd/m発光時の外部量子効率が0.8%であり、該外部量子効率は実施例4で得られた有機EL素子Dよりも著しく低い値となった。これは比較合成例1の化合物(B−1)がイリジウム錯体ユニットとフェニレンユニットのランダム共重合体であることから、その構造の不規則性に起因するものと考えられる。
<Comparative Example 4>
Instead of the light emitting layer in Example 1, the polyparaphenylene derivative (B-1) having an iridium (III) complex unit obtained in Comparative Synthesis Example 1 was added to 1,1,2 so as to have a solid content of 2%. -An organic EL device M was obtained in the same manner as in Example 1, except that the light-emitting layer was provided using a solution dissolved in trichloroethane. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 4.3%. As a result of evaluating the organic EL device M in the same manner as in Example 1, the organic EL device M had an emission wavelength λmax of 535 nm and an external quantum efficiency of 0.8% when emitting 100 cd / m 2. The value was significantly lower than that of the organic EL device D obtained in Example 4. This is considered to be due to the irregularity of the structure, since the compound (B-1) of Comparative Synthesis Example 1 is a random copolymer of an iridium complex unit and a phenylene unit.

<比較例5>
実施例1において2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールを含有する電子輸送層を設けず、発光層上に直接アルミニウムを負電極層として蒸着した以外は全て実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Nを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は0.59%であった。有機EL素子Nを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Nは、発光波長λmaxが540nm、100cd/m発光時の外部量子効率が0.2%であり、該外部量子効率は実施例1で得られた有機EL素子Aよりも著しく低い値となった。
<Comparative Example 5>
In Example 1, aluminum was directly provided on the light emitting layer without providing the electron transporting layer containing 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole. An organic EL device N was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the deposition was performed as the negative electrode layer. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 0.59%. As a result of evaluating the organic EL device N in the same manner as in Example 1, the organic EL device N had an emission wavelength λmax of 540 nm and an external quantum efficiency of 0.2% when emitting 100 cd / m 2. The value was significantly lower than that of the organic EL device A obtained in Example 1.

<比較例6>
比較例1において2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールを含有する電子輸送層を設けず、発光層上に直接アルミニウムを負電極層として蒸着した以外は全て比較例1と同様の操作を行い、有機EL素子Oを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は0.59%であった。有機EL素子Oを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Oは、発光波長λmaxが513nmであったが最高輝度が100cd/mに達しなかったため100cd/m発光時の外部量子効率を評価することができなかった。有機EL素子Oの最大外部量子効率は0.05%であり、この時の輝度は40cd/mであった。有機EL素子Oの外部量子効率は、本発明の電子輸送層を有する比較例1の有機EL素子Jよりも著しく低い値となった。また、有機EL素子Oの外部量子効率はイリジウム錯体(A)を発光材料とする比較例5の有機EL素子Nよりも低い値となった。
<Comparative Example 6>
In Comparative Example 1, aluminum was directly provided on the light emitting layer without providing the electron transporting layer containing 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole. An organic EL device O was obtained by performing the same operation as in Comparative Example 1 except that the negative electrode layer was deposited. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 0.59%. Result of the organic EL element O was evaluated in the same manner as in Example 1, the organic EL element O, the emission wavelength λmax external quantum of 100 cd / m 2 light emission time for was the 513nm maximum brightness does not reach the 100 cd / m 2 Efficiency could not be evaluated. The maximum external quantum efficiency of the organic EL element O was 0.05%, and the luminance at this time was 40 cd / m 2 . The external quantum efficiency of the organic EL device O was significantly lower than that of the organic EL device J of Comparative Example 1 having the electron transport layer of the present invention. Further, the external quantum efficiency of the organic EL element O was lower than that of the organic EL element N of Comparative Example 5 using the iridium complex (A) as the light emitting material.

<比較例7>
実施例1における発光層の代わりに、ビス(2−(2−ベンゾチエニル)ピリジナート−N,C3’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(以下BtpIrと略記する)とPVCzとを5:95の割合で固形分濃度2%となるようにテトラヒドロフランに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Pを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は1.4%であった。有機EL素子Pを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Pは、発光波長λmaxが614nm、100cd/m発光時の外部量子効率が1.2%であり、該外部量子効率は実施例6〜9で得られた有機EL素子F〜Iよりも低い値となった。
<Comparative Example 7>
Instead of the light emitting layer in Example 1, bis (2- (2-benzothienyl) pyridinate-N, C 3 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (hereinafter abbreviated as BtpIr) and PVCz in a ratio of 5:95 were used. An organic EL device P was obtained in the same manner as in Example 1, except that the light emitting layer was provided using a solution dissolved in tetrahydrofuran so that the solid content concentration became 2%. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 1.4%. As a result of evaluating the organic EL device P in the same manner as in Example 1, the organic EL device P had an emission wavelength λmax of 614 nm and an external quantum efficiency of 1.2% when emitting 100 cd / m 2. The values were lower than those of the organic EL devices F to I obtained in Examples 6 to 9.

<比較例8>
実施例1における発光層の代わりに、BtpIrとPVCzとを10:90の割合で固形分2%の濃度となるようにテトラヒドロフランに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Qを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は2.8%であった。有機EL素子Qを実施例1と同様に評価した結果、有機EL素子Qは、発光波長λmaxが614nmであったが、最高輝度が100cd/mに達しなかったため100cd/m発光時の外部量子効率を評価することができなかった。有機EL素子Qの最大外部量子効率は0.7%であり、この時の輝度は60cd/mであった。有機EL素子Qの外部量子効率は実施例6〜8で得られた有機EL素子F〜Iよりも低い値となった。さらに、有機EL素子Qの外部量子効率は、比較例7の有機EL素子Pよりも低い値となり、濃度消光の影響が認められた。
<Comparative Example 8>
In place of the light emitting layer in Example 1, a light emitting layer was provided by using a solution in which BtpIr and PVCz were dissolved in tetrahydrofuran at a ratio of 10:90 to a solid content of 2% to provide a light emitting layer. The same operation as in Example 1 was performed to obtain an organic EL device Q. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 2.8%. The organic EL element Q Example 1 Results of evaluation in the same manner as the organic EL element Q is emitting a wavelength λmax was 614 nm, the maximum brightness is outside at 100 cd / m 2 light emission because it did not reach the 100 cd / m 2 The quantum efficiency could not be evaluated. The maximum external quantum efficiency of the organic EL device Q was 0.7%, and the luminance at this time was 60 cd / m 2 . The external quantum efficiency of the organic EL device Q was lower than those of the organic EL devices F to I obtained in Examples 6 to 8. Further, the external quantum efficiency of the organic EL element Q was lower than that of the organic EL element P of Comparative Example 7, and the effect of concentration quenching was recognized.

<比較例9>
実施例1における発光層の代わりに、BtpIrとPVCzとを25:75の割合で固形分2%の濃度となるようにテトラヒドロフランに溶解させた溶液を使用して発光層を設けたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、有機EL素子Rを得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は6.9%であった。有機EL素子Rを目視観察した結果、BtpIrの結晶が析出し均一な発光層が形成されていなかった。この有機EL素子Rを実施例1と同様に評価したが、電圧を印可すると素子がショートし、輝度および外部量子効率を測定することができなかった。
<Comparative Example 9>
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the light emitting layer was provided using a solution in which BtpIr and PVCz were dissolved in tetrahydrofuran at a ratio of 25:75 to a solid content of 2% in place of the light emitting layer in Example 1. The same operation as in Example 1 was performed to obtain an organic EL device R. The concentration of iridium atoms in the light emitting layer was 6.9%. As a result of visual observation of the organic EL device R, BtpIr crystals were precipitated and a uniform light emitting layer was not formed. The organic EL device R was evaluated in the same manner as in Example 1. However, when a voltage was applied, the device was short-circuited, and the luminance and external quantum efficiency could not be measured.

Figure 2004281382
1):70cd/m発光時 2)40cd/m発光時 3)60cd/m発光時
Figure 2004281382
1): At 70 cd / m 2 light emission 2) At 40 cd / m 2 light emission 3) At 60 cd / m 2 light emission

表中、Irはイリジウムを表す。Ir(ppy)はイリジウム(III)トリス(2−フェニルピリジン)を表す。BtpIrは、ビス(2−(2−ベンゾチエニル)ピリジナート−N,C’)イリジウム(III)アセチルアセトナートを表す。 In the table, Ir represents iridium. Ir (ppy) 3 represents iridium (III) tris (2-phenylpyridine). BtpIr represents bis (2- (2-benzothienyl) pyridinate-N, C 3 ′) iridium (III) acetylacetonate.

本発明の有機EL素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の用途に、好適に使用することができる。


The organic EL device of the present invention can be suitably used for applications such as display devices, displays, backlights, illumination light sources, recording light sources, exposure light sources, reading light sources, signs, signboards, interiors, and optical communications.


Claims (6)

透明基板上に形成された正電極層と負電極層の間に発光層を挟持させた有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が、一般式(1)で表されるイリジウム(III)錯体からなる燐光発光材料を含有し、且つ、該発光層と負電極層との間に、下記一般式(2)で表される化合物を含む電子輸送層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2004281382
(1)
Figure 2004281382

(2)
(一般式(1)中、Yは二座配位子を表し、Rは水素原子又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す。nは3〜8の整数を表す。また、一般式(2)中、XとXはそれぞれ独立して、X、又はXを5位に有する1,3,4−オキサジアゾール−2−イル基を表し、Xは、水素原子、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いフェニル基、炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いナフチル基、又は炭素原子数1〜5のアルキル基を置換基に有していても良いアントリル基を表す。)
In an organic electroluminescent device in which a light emitting layer is sandwiched between a positive electrode layer and a negative electrode layer formed on a transparent substrate, the light emitting layer is made of an iridium (III) complex represented by the general formula (1). An organic electroluminescent device comprising a light emitting material and having an electron transport layer containing a compound represented by the following general formula (2) between the light emitting layer and the negative electrode layer.
Figure 2004281382
(1)
Figure 2004281382

(2)
(In the general formula (1), Y represents a bidentate ligand, R represents a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, at least one of which represents an alkoxy group, and n is an integer of 3 to 8. In the general formula (2), X 1 and X 2 each independently represent X 3 or a 1,3,4-oxadiazol-2-yl group having X 3 at the 5-position. And X 3 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group which may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the substituent, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Represents a naphthyl group which the substituent may have, or an anthryl group which may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the substituent.)
前記一般式(1)においてRがブトキシ基である、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein R in the general formula (1) is a butoxy group. 前記一般式(1)において、nが3又は4である請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein n is 3 or 4 in the general formula (1). 前記一般式(1)において、Yが一般式(3)で表される配位子、又は一般式(4)で表される配位子である、請求項1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2004281382
(3)
(式(3)中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す、nは3〜8の整数を表す。)
Figure 2004281382
(4)
4. The method according to claim 1, wherein in the general formula (1), Y is a ligand represented by the general formula (3) or a ligand represented by the general formula (4). 5. Organic electroluminescent element.
Figure 2004281382
(3)
(In the formula (3), R represents a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, at least one of which represents an alkoxy group, and n represents an integer of 3 to 8.)
Figure 2004281382
(4)
前記一般式(1)で表される化合物が式(5)で表されるイリジウム(III)錯体である請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2004281382
(5)
The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is an iridium (III) complex represented by the formula (5).
Figure 2004281382
(5)
前記一般式(1)で表される化合物が式(6)で表されるイリジウム(III)錯体である請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2004281382
(6)

The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is an iridium (III) complex represented by the formula (6).
Figure 2004281382
(6)

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