JP2005023070A - Metal coordination compound, polymer composition and organoelectroluminescent element obtained using the same - Google Patents

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理行 野村
Yoshii Morishita
芳伊 森下
Yoshihiro Tsuda
義博 津田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal coordination compound exhibiting blue phosphorescence of excellent color purity, a polymer composition, and an organoelectroluminescent element using the same. <P>SOLUTION: The metal coordination compound is represented by either one of formulae (1)-(6) (wherein M is Ir, Rh, Ru, Os, Pd or Pt; n is 2 or 3; when M is Ir, Rh, Ru or Os and n is 2, another bidentate ligand is bonded to M; the ring A is a cyclic compound containing a nitrogen atom bonded to M; X<SB>1</SB>-X<SB>7</SB>are each a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a straight chain, cyclic or branched alkyl or halogen-substituted alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aralkyl group, a halogen-substituted aryl group, a halogen-substituted heteroaryl group or a halogen-substituted aralkyl group; and the ring A may bear the same substituent group as the groups defined for X<SB>1</SB>-X<SB>7</SB>). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規な金属配位化合物、ポリマー組成物、およびこれらを用いた有機エレクトロルミネセンス(EL)素子に関する。   The present invention relates to a novel metal coordination compound, a polymer composition, and an organic electroluminescence (EL) device using the same.

近年、エレクトロルミネセンス素子は、例えば、白熱ランプ、ガス充填ランプの代替えとして、大面積ソリッドステート光源用途に注目されている。もう一方で、フラットパネルディスプレイ(FPD)分野における液晶ディスプレイを置き換えることのできる最有力の自発光ディスプレイとしても注目されている。特に、素子材料が有機材料によって構成されている有機エレクトロルミネセンス(EL)素子は、低消費電力型のフルカラーFPDとして製品化が進んでいる。   In recent years, electroluminescent devices have attracted attention for use as large-area solid-state light sources as an alternative to incandescent lamps and gas-filled lamps, for example. On the other hand, it is also drawing attention as the most powerful self-luminous display that can replace liquid crystal displays in the field of flat panel displays (FPD). In particular, an organic electroluminescence (EL) element in which an element material is composed of an organic material has been commercialized as a low power consumption type full color FPD.

これまで、一般的な有機EL素子は、励起一重項が基底状態に緩和する際の蛍光を取り出していた。しかし、有機薄膜に電荷を注入してできる励起子の割合は、統計的に一重項:三重項=1:3といわれており、有機EL素子の内部量子効率の理論的限界値は25%といわれている。このことは、有機EL素子を低消費電力化する上で一つの障害となっていた。   Until now, a general organic EL element has taken out fluorescence when the excited singlet relaxes to the ground state. However, the proportion of excitons formed by injecting charges into the organic thin film is statistically said to be singlet: triplet = 1: 3, and the theoretical limit value of the internal quantum efficiency of the organic EL element is 25%. It is said. This has been an obstacle to reducing the power consumption of the organic EL element.

この問題を解決する一つの手段として、励起三重項からのりん光を利用する素子の検討がなされている。励起三重項からのりん光を利用できれば、励起一重項からの蛍光を利用した場合より原理的に少なくとも3倍の発光量子収率が期待できる。さらに、エネルギー的に高い一重項からの三重項への項間交差による励起子の利用も考え合わせると、原理的には4倍、即ち100%の発光量子収率が期待できる。   As one means for solving this problem, an element utilizing phosphorescence from an excited triplet has been studied. If phosphorescence from an excited triplet can be used, a light emission quantum yield of at least three times in principle can be expected as compared with the case of using fluorescence from an excited singlet. Furthermore, considering the use of excitons by intersystem crossing from a singlet to a triplet in terms of energy, a luminescence quantum yield of 4 times, that is, 100% can be expected in principle.

これまでの研究例としては、例えばM.A.Baldoら.,Appl.Phys.Lett.1999.75.4などがある。この文献では、以下に示す材料が用いられている。各材料の略称は以下の通りである。   Examples of research so far include M.A.Baldo et al., Appl.Phys.Lett.1999.75.4. In this document, the following materials are used. Abbreviations for each material are as follows.

Alq:アルミ−キノリノール錯体(tris(8-quinolinolato)aluminum)
α−NPD:N,N'-Di-naphthalen-1-yl-N,N'-diphenyl-biphenyl-4,4'-diamine
CBP:4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl
BCP:2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
Ir(ppy):イリジウム−フェニルピリジン錯体(tris(2-phenylpyridine)iridium)
Alq 3 : Aluminum-quinolinol complex (tris (8-quinolinolato) aluminum)
α-NPD: N, N'-Di-naphthalen-1-yl-N, N'-diphenyl-biphenyl-4,4'-diamine
CBP: 4,4'-N, N'-dicarbazole-biphenyl
BCP: 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
Ir (ppy) 3 : iridium-phenylpyridine complex (tris (2-phenylpyridine) iridium)

他に、励起三重項からの発光を利用した例には、特開平11−329739号公報、特開平11−256148号公報、特開平8−319482号公報などがある。
M.A.Baldoら.,Appl.Phys.Lett.1999.75.4 特開平11−329739号公報 特開平11−256148号公報 特開平8−319482号公報
Other examples utilizing light emission from excited triplets include JP-A-11-329739, JP-A-11-256148, and JP-A-8-319482.
MABaldo et al., Appl. Phys. Lett. 1999.75.4 JP 11-329739 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-256148 JP-A-8-319482

しかしながら、上記、りん光発光を用いたフルカラー有機EL素子を作製しようとした場合、色純度の良い青色りん光発光を有する金属配位化合物が見出されていない。   However, when a full color organic EL device using phosphorescence emission is prepared, a metal coordination compound having blue phosphorescence emission with good color purity has not been found.

本発明は、上記した従来の問題に鑑み、色純度に優れる青色りん光発光を有する金属配位化合物を提供することを目的とする。また、本発明は、前記金属配位化合物を含むポリマー組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、前記の金属配位化合物又は前記のポリマー組成物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。   In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a metal coordination compound having blue phosphorescence emission excellent in color purity. Another object of the present invention is to provide a polymer composition containing the metal coordination compound. Furthermore, an object of this invention is to provide the organic electroluminescent element using the said metal coordination compound or the said polymer composition.

本発明者らは鋭意検討した結果、配位子としてカルバゾール誘導体を有する金属配位化合物が、色純度に優れる青色りん光発光を有する優れたりん光発光材料であることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that a metal coordination compound having a carbazole derivative as a ligand is an excellent phosphorescent material having blue phosphorescence having excellent color purity, and completed the present invention. It came to do.

すなわち、本発明は、以下の式(1)〜(6)の何れかで表される金属配位化合物に関する。

Figure 2005023070
That is, the present invention relates to a metal coordination compound represented by any of the following formulas (1) to (6).
Figure 2005023070

(式中、MはIr、Rh、Ru、Os、PdまたはPtであり、nは2または3である。MがIr、Rh、RuまたはOsであって、nが2の場合、Mにはさらに他の二座配位子が結合する。環AはMに結合した窒素原子を含む環状化合物である。X〜Xは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基、又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アルキル基、炭素数6〜21個のアリール基、炭素数2〜20のヘテロアリール基もしくは炭素数7〜21のアラルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アリール基、ハロゲン置換ヘテロアリール基、ハロゲン置換アラルキル基のいずれであってもよく、また、X〜Xは同一であっても異なっていてもよく、環AはX〜Xで定義される基と同様の置換基を有していてもよい。) (Wherein M is Ir, Rh, Ru, Os, Pd or Pt and n is 2 or 3. When M is Ir, Rh, Ru or Os and n is 2, M is Further, other bidentate ligands are bonded.Ring A is a cyclic compound containing a nitrogen atom bonded to M. X 1 to X 7 are a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carbon number of 1 to 22 straight-chain, cyclic or branched alkyl groups, or a halogen-substituted alkyl group in which a part or all of hydrogen atoms thereof are substituted with a halogen atom, an aryl group having 6 to 21 carbon atoms, or a group having 2 to 20 carbon atoms Any of a heteroaryl group, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or a halogen-substituted aryl group, a halogen-substituted heteroaryl group or a halogen-substituted aralkyl group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom May also be, also, X 1 to X 7 may be the same or different and ring A may have the same substituent groups as defined in X 1 to X 7 .)

また本発明は、前記の金属配位化合物を、共役あるいは非共役ポリマーに混合あるいは共重合させたポリマー組成物に関する。   The present invention also relates to a polymer composition obtained by mixing or copolymerizing the metal coordination compound with a conjugated or non-conjugated polymer.

また本発明は、前記の金属配位化合物、または前記のポリマー組成物を用いて作製された有機エレクトロルミネセンス素子に関する。   Moreover, this invention relates to the organic electroluminescent element produced using the said metal coordination compound or the said polymer composition.

本発明の金属配位化合物は、例えば、発光特性に優れた有機EL素子用材料として好適である。これらは、中でも、発光色の短波長化に有効である。   The metal coordination compound of the present invention is suitable, for example, as a material for an organic EL device having excellent light emission characteristics. These are particularly effective for shortening the wavelength of the emitted color.

有機ELにおいて、青色のりん光発光を得るためには、最低励起状態のエネルギーレベルが高いことが必要である。しかしながら、これまでの金属配位化合物ではその最低励起状態のエネルギーレベルが青色発光するためには低かったため、発光色が青緑色から赤色になっていたと考えられる。   In the organic EL, in order to obtain blue phosphorescence, it is necessary that the energy level of the lowest excited state is high. However, in the conventional metal coordination compounds, the energy level in the lowest excited state was low for blue light emission, and thus the emission color was considered to have changed from blue-green to red.

そこで、本発明者らは種々の検討を行い、下記式(1)〜(6)で示される金属配位化合物が、青色のりん光発光を有することを見出した。

Figure 2005023070
Therefore, the present inventors have conducted various studies and found that the metal coordination compounds represented by the following formulas (1) to (6) have blue phosphorescence.
Figure 2005023070

(式中、MはIr、Rh、Ru、Os、PdまたはPtであり、nは2または3である。MがIr、Rh、RuまたはOsであって、nが2の場合、Mにはさらに他の二座配位子が結合する。環AはMに結合した窒素原子を含む環状化合物である。X〜Xは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アルキル基、炭素数6〜21個のアリール基、炭素数2〜20のヘテロアリール基もしくは炭素数7〜21のアラルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アリール基、ハロゲン置換ヘテロアリール基、ハロゲン置換アラルキル基のいずれであってもよく、また、X〜Xは同一であっても異なっていてもよく、環AはX〜Xで定義される基と同様の置換基を有していてもよい。) (Wherein M is Ir, Rh, Ru, Os, Pd or Pt and n is 2 or 3. When M is Ir, Rh, Ru or Os and n is 2, M is Further, other bidentate ligands are bonded.Ring A is a cyclic compound containing a nitrogen atom bonded to M. X 1 to X 7 are a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carbon number of 1 to 22 linear, cyclic or branched alkyl groups or halogen-substituted alkyl groups in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms, aryl groups having 6 to 21 carbon atoms, heterocycles having 2 to 20 carbon atoms Any of an aryl group, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or a halogen-substituted aryl group, a halogen-substituted heteroaryl group or a halogen-substituted aralkyl group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom May even, also, X 1 to X 7 may be the same or different and ring A may have the same substituent groups as defined in X 1 to X 7. )

以下にX〜X及びRで表される置換基の例を示すが、本発明においては、以下に限定されるものではない。 Show examples of the substituent represented by X 1 to X 6 and R below, the invention is not limited to the following.

〜X及びRの例としては、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、ベンジル基、フェネチル基、メチルベンジル基、ジフェニルメチル基、スチリル基、シンナミル基、ビフェニル残基、ターフェニル残基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、フラン残基、チオフェン残基、ピロール残基、オキサゾール残基、チアゾール残基、イミダゾール残基、ピリジン残基、ピリミジン残基、ピラジン残基、トリアジン残基、キノリン残基、キノキサリン残基またはこれらがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等で置換されたハロゲン置換体を挙げることができる。 Examples of X 1 to X 7 and R include a halogen atom such as a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, a cyano group, a nitro group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a cyclo Propyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, cyclobutyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, heptyl, cycloheptyl, octyl, nonyl, decyl , Phenyl group, tolyl group, xylyl group, mesityl group, cumenyl group, benzyl group, phenethyl group, methylbenzyl group, diphenylmethyl group, styryl group, cinnamyl group, biphenyl residue, terphenyl residue, naphthyl group, anthryl group , Fluorenyl group, furan residue, thiophene residue, pyrrole residue Oxazole residue, thiazole residue, imidazole residue, pyridine residue, pyrimidine residue, pyrazine residue, triazine residue, quinoline residue, quinoxaline residue or these are fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc. And halogen-substituted products substituted with.

前記式(1)〜(6)で示される金属配位化合物のうち、環Aが、以下に示す構造を有する環状化合物のいずれかであることが好ましく、X〜X(以下、まとめて置換基Xnと表記する。)で定義される基と同様の置換基を有していてもよいピリジン、キノリン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ベンゾピラゾールまたはトリアジンであることが好ましく、Xnで定義される基と同様の置換基を有していても良いピリジン、キノリンであることがより好ましい。

Figure 2005023070
Among the metal coordination compounds represented by the formulas (1) to (6), the ring A is preferably any one of the cyclic compounds having the structure shown below, and X 1 to X 7 (hereinafter collectively). Pyridine, quinoline, benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, benzotriazole, imidazole, pyrazole, oxazole, thiazole, triazole, which may have the same substituent as the group defined in (1). , Benzopyrazole or triazine is preferable, and pyridine or quinoline which may have the same substituent as the group defined by Xn is more preferable.
Figure 2005023070

(ここで、Z〜Zは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アルキル基、炭素数6〜21個のアリール基、炭素数2〜20のヘテロアリール基もしくは炭素数7〜21のアラルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アリール基、ハロゲン置換ヘテロアリール基、ハロゲン置換アラルキル基のいずれであってもよく、また、Z〜Zは同一であっても異なっていても良い。) (Here, Z 1 to Z 6 are a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or a part or all of these hydrogen atoms are halogen atoms. A halogen-substituted alkyl group, an aryl group having 6 to 21 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or a part or all of hydrogen atoms thereof is a halogen atom And may be any of a halogen-substituted aryl group, a halogen-substituted heteroaryl group, and a halogen-substituted aralkyl group substituted with, and Z 1 to Z 6 may be the same or different.

また、本発明において、式(1)〜(6)中、MはIrであることが好ましい。   In the present invention, in formulas (1) to (6), M is preferably Ir.

金属MがIr、Rh、Ru、Osの場合で、n=2の場合、金属Mに結合するもう一つの配位子は、以下に示す構造を有する化合物のいずれかであることが好ましい。

Figure 2005023070
In the case where the metal M is Ir, Rh, Ru, Os, and n = 2, the other ligand bonded to the metal M is preferably any one of the compounds having the following structure.
Figure 2005023070

(ここでY〜Yは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アルキル基、炭素数6〜21個のアリール基、炭素数2〜20のヘテロアリール基もしくは炭素数7〜21のアラルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アリール基、ハロゲン置換ヘテロアリール基、ハロゲン置換アラルキル基のいずれであってもよく、また、Y〜Yは同一であっても異なっていても良い。) Wherein Y 1 to Y 4 are a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a linear, cyclic or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or a part or all of these hydrogen atoms are halogen atoms. A substituted halogen-substituted alkyl group, an aryl group having 6 to 21 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or a part or all of hydrogen atoms thereof is a halogen atom. Any of a substituted halogen-substituted aryl group, a halogen-substituted heteroaryl group, and a halogen-substituted aralkyl group may be used, and Y 1 to Y 4 may be the same or different.

前記式(1)〜(6)で示される金属配位化合物において、置換基Xn、あるいは、環Aが有するXnと同様に定義される置換基の少なくとも1つが、発光波長の短波長化に有効であるという観点から、ハロゲン原子、シアノ基またはハロゲン置換アルキル基であることが好ましく、フッ素原子、塩素原子、シアノ基またはトリフルオロメチル基であることがより好ましく、フッ素原子またはトリフルオロメチル基であることがさらに好ましく、フッ素原子であることが最も好ましい。置換基Xn、あるいは、環Aが有するXnと同様に定義される置換基の少なくとも1つが、前記いずれかの置換基を有する場合、他のXnは水素原子である場合が多いが、さらに他の置換基であってもよい。例えば、Xはアルキル基またはハロゲン置換アルキル基であることが好ましい。 In the metal coordination compounds represented by the formulas (1) to (6), at least one of the substituents Xn or the substituents defined in the same manner as Xn of the ring A is effective for shortening the emission wavelength. From the viewpoint of being, it is preferably a halogen atom, a cyano group or a halogen-substituted alkyl group, more preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group or a trifluoromethyl group, and a fluorine atom or a trifluoromethyl group. More preferably, it is most preferably a fluorine atom. When at least one of the substituents Xn or the substituents defined in the same manner as Xn of ring A has any of the above-mentioned substituents, the other Xn is often a hydrogen atom. It may be a substituent. For example, X 7 is preferably an alkyl group or a halogen-substituted alkyl group.

前記式(1)〜(6)で示される金属配位化合物中、合成が容易であるという観点から、式(1)または(4)で示される金属配位化合物であることが好ましい。   Of the metal coordination compounds represented by the formulas (1) to (6), the metal coordination compound represented by the formula (1) or (4) is preferable from the viewpoint of easy synthesis.

本発明の金属配位化合物は、りん光性発光を有するものであり、最低励起状態は三重項MLCT(Metal-to-Ligand charge transfer)励起状態か、π−π励起状態であると考えられる。これらの状態から基底状態に遷移するときにりん光性発光が生じる。 The metal coordination compound of the present invention has phosphorescence emission, and the lowest excited state is considered to be a triplet MLCT (Metal-to-Ligand charge transfer) excited state or a π-π * excited state. . Phosphorescent emission occurs when transitioning from these states to the ground state.

本発明の発光材料のりん光量子収率は0.1から0.9と高い値が得られ、りん光寿命は1〜60μsであった。りん光寿命が短いことは、有機EL素子にしたときに発光効率の高効率化の条件となる。つまり、りん光寿命が長いと、励起三重項状態でいる分子の割合が多くなり、高電流密度において、τ−τアニヒレーションに基づく発光効率の低下が生じる。本発明の金属配位化合物は、りん光発光効率が高く発光寿命も短いので有機EL素子の発光材料に適した材料である。   The phosphorescent quantum yield of the luminescent material of the present invention was as high as 0.1 to 0.9, and the phosphorescence lifetime was 1 to 60 μs. The short phosphorescence lifetime is a condition for increasing the luminous efficiency when an organic EL device is used. That is, when the phosphorescence lifetime is long, the proportion of molecules in the excited triplet state increases, and the light emission efficiency decreases due to τ-τ anionization at a high current density. The metal coordination compound of the present invention is a material suitable for a light-emitting material of an organic EL device because it has high phosphorescence emission efficiency and a short emission lifetime.

また、前記式(1)〜(6)で示される金属配位化合物は最低励起状態のエネルギーレベルが高いことが期待され、有機ELの青色りん光発光材料として適している。   In addition, the metal coordination compounds represented by the above formulas (1) to (6) are expected to have a high energy level in the lowest excited state, and are suitable as blue phosphorescent materials for organic EL.

(金属配位化合物の合成方法の詳細な説明)
以下、本発明の金属配位化合物の合成方法を、金属配位化合物の具体例を用いながら詳細に説明する。
(Detailed description of the method for synthesizing metal coordination compounds)
Hereinafter, the method for synthesizing a metal coordination compound of the present invention will be described in detail using specific examples of the metal coordination compound.

本発明の金属配位化合物は、種々の当業者公知の合成法により製造できる。例えば、S.Lamanskyら.,J.Am.Chem.Soc.2001.123.に記載されている方法を用いることができる。本発明で用いられる前記式(1)〜(6)で示される金属配位化合物の合成経路の一例(環Aが置換ピリジンの場合)をイリジウム配位化合物を例として示す。なお、ここで説明するのは、以下表1に示した(2)に関するものであるが、他の例示化合物についてもほぼ同じ方法で合成することができる。   The metal coordination compound of the present invention can be produced by various synthetic methods known to those skilled in the art. For example, the method described in S. Lamansky et al., J. Am. Chem. Soc. 2001. 123. can be used. An example of the synthetic route of the metal coordination compound represented by the above formulas (1) to (6) used in the present invention (when ring A is a substituted pyridine) is shown by way of an iridium coordination compound. In addition, although what is demonstrated here is related to (2) shown in Table 1 below, other exemplary compounds can be synthesized by substantially the same method.

(配位子Lの合成)

Figure 2005023070
(Synthesis of ligand L)
Figure 2005023070

(イリジウム錯体の合成)

Figure 2005023070
(Synthesis of iridium complex)
Figure 2005023070

または、

Figure 2005023070
Or
Figure 2005023070

金属配位化合物の具体例として、下記に例示化合物を示すが、これらに限定されるものではない。なお、表1中のX〜Xは環Aの置換基を表す。

Figure 2005023070
Illustrative compounds are shown below as specific examples of metal coordination compounds, but are not limited thereto. Note that X 1 to X 4 in Table 1 represent a substituent of the ring A.
Figure 2005023070

Figure 2005023070
Figure 2005023070

Figure 2005023070
Figure 2005023070

Figure 2005023070
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Figure 2005023070
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Figure 2005023070

Figure 2005023070
Figure 2005023070

Figure 2005023070
Figure 2005023070

本発明の金属配位化合物は、エレクトロルミネセンス素子の活性層材料として使用できる。活性層とは、層が電界の適用時に発光し得るもの(発光層)、または、電荷の注入もしくは電荷の移動を改良するもの(電荷注入層または電荷移動層)を意味する。ここで、電荷とは負または正の電荷をいう。活性層の膜厚は、10〜100nmであることが好ましく、より好ましくは20〜60nm、さらに好ましくは20〜40nmである。   The metal coordination compound of the present invention can be used as an active layer material for an electroluminescent device. The active layer means a layer that can emit light when an electric field is applied (light emitting layer), or a layer that improves charge injection or charge transfer (charge injection layer or charge transfer layer). Here, the charge means a negative or positive charge. The thickness of the active layer is preferably 10 to 100 nm, more preferably 20 to 60 nm, and still more preferably 20 to 40 nm.

本発明の金属配位化合物は、それ以外の材料と混合して使用してもよい。また、本発明の金属配位化合物用いたエレクトロルミネセンス素子は、上記の金属配位化合物以外の材料を含む層が本発明の金属配位化合物を含む活性層と積層されていてもよい。本発明の金属配位化合物と混合して用いてもよい材料としては、正孔注入および/または正孔移動材料、電子注入および/または電子移動材料、発光材料、バインダーポリマーなどの公知のものが使用できる。混合する材料としては、高分子材料でも、低分子材料でもかまわない。   The metal coordination compound of the present invention may be used by mixing with other materials. Moreover, the electroluminescent element using the metal coordination compound of this invention may be laminated | stacked with the active layer containing the metal coordination compound of this invention in the layer containing materials other than said metal coordination compound. Materials that may be used in combination with the metal coordination compound of the present invention include known materials such as hole injection and / or hole transfer materials, electron injection and / or electron transfer materials, light-emitting materials, and binder polymers. Can be used. The material to be mixed may be a high molecular material or a low molecular material.

正孔注入および/または正孔移動材料に使用可能なものとしては、アリールアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、カルバゾール系化合物、高分子量アリールアミン、ポリアニリン、ポリチオフェン、などの材料およびそれらを高分子化した材料が例示される。電子注入および/または電子移動材料に使用可能なものとしては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾキノン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、金属キレート錯体化合物、などの材料およびそれらを高分子化した材料が例示される。発光材料に使用可能なものとしては、アリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、キナクリドン誘導体、ピラゾリン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレン誘導体、スチルベン誘導体、クマリン誘導体、ナフタレン誘導体、金属キレート錯体、IrやPtなどの中心金属を含む金属錯体、などの材料およびそれらを高分子化した材料、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、などのポリマー材料が例示される。バインダーポリマーに使用可能なものとしては、特性を著しく低下させないものであれば使用できる。当該バインダーポリマーとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリールエーテル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリシロキサン、などの材料が例示される。   Examples of usable materials for hole injection and / or hole transfer materials include arylamine derivatives, triphenylmethane derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, carbazole compounds, high molecular weight arylamines, polyanilines, polythiophenes, etc. Examples are materials and materials obtained by polymerizing them. Usable materials for electron injection and / or electron transfer materials include oxadiazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzoquinone derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, thiadiazole derivatives, benzodiazole derivatives, triazole derivatives, metal chelate complex compounds, And materials obtained by polymerizing them. Examples of the light-emitting material that can be used include arylamine derivatives, oxadiazole derivatives, perylene derivatives, quinacridone derivatives, pyrazoline derivatives, anthracene derivatives, rubrene derivatives, stilbene derivatives, coumarin derivatives, naphthalene derivatives, metal chelate complexes, Ir and Pt. Examples include materials such as metal complexes containing a central metal such as, and materials obtained by polymerizing them, polyfluorene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polythiophene derivatives, and the like. Any material that can be used for the binder polymer can be used as long as the properties are not significantly reduced. Examples of the binder polymer include materials such as polystyrene, polycarbonate, polyaryl ether, polyacrylate, polymethacrylate, and polysiloxane.

中でも、本発明においては、前記の金属配位化合物、及び必要に応じこれ以外の低分子材料を用い、有機エレクトロルミネセンス素子を製造することができる。   Especially, in this invention, an organic electroluminescent element can be manufactured using said metal coordination compound and a low molecular material other than this as needed.

前記低分子材料の具体例としては、CBP(4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl)、CDBP(2,2'-dimethyl-4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl)、mCP(m-dicarbazole-benzene)などが挙げられる。これらの低分子材料と金属配位化合物の混合の比率は、低分子材料の重量に対し、金属配位化合物1〜15重量%、より好ましくは2〜10重量%、さらに好ましくは3〜8重量%である。金属配位化合物の濃度が低すぎると発光効率が低下する傾向があり、高すぎると金属配位化合物間の相互作用により濃度消光が生じ、発光効率が低下する傾向がある。   Specific examples of the low molecular weight material include CBP (4,4′-N, N′-dicarbazole-biphenyl) and CDBP (2,2′-dimethyl-4,4′-N, N′-dicarbazole-biphenyl). And mCP (m-dicarbazole-benzene). The mixing ratio of the low molecular weight material and the metal coordination compound is 1 to 15% by weight of the metal coordination compound, more preferably 2 to 10% by weight, and further preferably 3 to 8% by weight based on the weight of the low molecular material. %. If the concentration of the metal coordination compound is too low, the light emission efficiency tends to decrease. If it is too high, concentration quenching occurs due to the interaction between the metal coordination compounds, and the light emission efficiency tends to decrease.

また、本発明においては、前記の金属配位化合物、並びに共役及び/又は非共役ポリマーを含むポリマー組成物を用い、有機エレクトロルミネセンス素子を製造することができる。本発明において、ポリマー組成物とは、前記の金属配位化合物を、共役及び/又は非共役ポリマーに混合して得た組成物、あるいは前記の金属配位化合物と共役及び/又は非共役ポリマーとを共重合させて得た組成物をいう。   Moreover, in this invention, an organic electroluminescent element can be manufactured using the polymer composition containing the said metal coordination compound and a conjugated and / or nonconjugated polymer. In the present invention, the polymer composition means a composition obtained by mixing the metal coordination compound with a conjugated and / or nonconjugated polymer, or a conjugated and / or nonconjugated polymer with the metal coordination compound. Refers to a composition obtained by copolymerization.

前記共役及び/又は非共役ポリマーの具体例としては、主骨格として、ポリフルオレン、ポリフェニレン、ポリ(フェニレンビニレン)、ポリチオフェン、ポリキノリン、ポリアニリン、ポリビニルカルバゾール等又はそれらの誘導体の構造を含むポリマー、ユニットとして(即ち、主骨格中の構造だけではなく、側鎖の構造であってもよい)、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、クリセン、ルブレン、ピレン、ペリレン、インデン、アズレン、アダマンタン、フルオレン、フルオレノン、ジベンゾフラン、カルバゾール、ジベンゾチオフェン、フラン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、チオフェン、ジオキソラン、ピラゾール、ピラゾリン、ピラゾリジン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ピラン、ピリジン、ピペリジン、ジオキサン、モルホリン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペラジン、トリアジン、トリチアン、ノルボルネン、ベンゾフラン、インドール、ベンゾチオフェン、ベンズイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサジアゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、クマリン、シノリン、キノキサリン、アクリジン、フェナントロリン、フェノチアジン、フラボン、トリフェニルアミン、アセチルアセトン、ジベンゾイルメタン、ピコリン酸、シロール、ポルフィリン等又はそれらの誘導体の構造を含むポリマーなどがあげられる。これらのポリマーと金属配位化合物の混合又は共重合の比率は、ポリマー100重量部に対して金属配位化合物0.1〜20重量部とすることが好ましい。   Specific examples of the conjugated and / or non-conjugated polymers include polymers, units including polyfluorene, polyphenylene, poly (phenylene vinylene), polythiophene, polyquinoline, polyaniline, polyvinyl carbazole, etc. or their derivatives as the main skeleton. (That is, not only the structure in the main skeleton but also a side chain structure), benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, chrysene, rubrene, pyrene, perylene, indene, azulene, adamantane, fluorene, fluorenone, dibenzofuran , Carbazole, dibenzothiophene, furan, pyrrole, pyrroline, pyrrolidine, thiophene, dioxolane, pyrazole, pyrazoline, pyrazolidine, imidazole, oxazole, thiazole, oxadiazo , Triazole, thiadiazole, pyran, pyridine, piperidine, dioxane, morpholine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, piperazine, triazine, trithiane, norbornene, benzofuran, indole, benzothiophene, benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole, benzooxadiazole , Benzotriazole, purine, quinoline, isoquinoline, coumarin, sinoline, quinoxaline, acridine, phenanthroline, phenothiazine, flavone, triphenylamine, acetylacetone, dibenzoylmethane, picolinic acid, silole, porphyrin etc. or polymers containing the derivatives thereof Etc. The mixing or copolymerization ratio of these polymers and metal coordination compounds is preferably 0.1 to 20 parts by weight of the metal coordination compound with respect to 100 parts by weight of the polymer.

ポリマー組成物に用いられる溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート等を用いることができる。   As a solvent used in the polymer composition, chloroform, methylene chloride, dichloroethane, tetrahydrofuran, toluene, xylene, mesitylene, anisole, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve acetate, and the like can be used.

本発明の金属配位化合物、又は、ポリマー組成物をエレクトロルミネセンス素子の活性層材料として使用するためには、当業者に公知の方法、例えば、真空蒸着、インクジェット、キャスト、浸漬、印刷またはスピンコーティングなどを用いて基体に薄膜を積層することにより達成することができる。印刷法には、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、平板印刷、凸版反転オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等がある。このような積層方法は、通常、−20〜+300℃の温度範囲、好ましくは10〜100℃、特に好ましくは15〜50℃で実施することができる。また、積層されたポリマー溶液の乾燥は、通常、常温乾燥、ホットプレートによる加熱乾燥などで実施することができる。   In order to use the metal coordination compound or polymer composition of the present invention as an active layer material of an electroluminescent device, a method known to those skilled in the art, for example, vacuum deposition, inkjet, casting, dipping, printing or spinning. This can be achieved by laminating a thin film on the substrate using a coating or the like. Printing methods include letterpress printing, intaglio printing, offset printing, lithographic printing, letterpress reversal offset printing, screen printing, gravure printing, and the like. Such a laminating method can be carried out usually in a temperature range of -20 to + 300 ° C, preferably 10 to 100 ° C, particularly preferably 15 to 50 ° C. Moreover, drying of the laminated | stacked polymer solution can be normally implemented by normal temperature drying, heat drying by a hotplate, etc.

エレクトロルミネセンス素子は、通常、電極の少なくとも1つが透明であるカソードとアノードとの間に、エレクトロルミネセント層(発光層)を含むものである。さらに、1つ以上の電子注入層および/または電子移動層が、エレクトロルミネセント層(発光層)とカソードとの間に挿入され得るもので、さらに、1つ以上の正孔注入層および/または正孔移動層が、エレクトロルミネセント層(発光層)とアノードとの間に挿入され得るものである。カソード材料としては、例えば、Li、Ca、Mg、Al、In、Cs、Mg/Ag、LiFなどの金属または金属合金であるのが好ましい。アノード材料としては、透明基体(例えば、ガラスまたは透明ポリマー)上に、金属(例えば、Au)または金属導電率を有する他の材料、例えば、酸化物(例えば、ITO:酸化インジウム/酸化錫)を使用することもできる。   An electroluminescent element usually includes an electroluminescent layer (light-emitting layer) between a cathode and an anode in which at least one of electrodes is transparent. Furthermore, one or more electron injection layers and / or electron transfer layers can be inserted between the electroluminescent layer (light emitting layer) and the cathode, and further one or more hole injection layers and / or A hole transport layer can be inserted between the electroluminescent layer (light emitting layer) and the anode. The cathode material is preferably a metal or metal alloy such as Li, Ca, Mg, Al, In, Cs, Mg / Ag, or LiF. As an anode material, a metal (eg, Au) or other material having metal conductivity, for example, an oxide (eg, ITO: indium oxide / tin oxide) on a transparent substrate (eg, glass or transparent polymer). It can also be used.

電子注入および/または電子移動層には、オキサジアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾキノン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、金属キレート錯体化合物、などの材料を含む層が挙げられる。   The electron injection and / or electron transfer layer includes materials such as oxadiazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzoquinone derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, thiadiazole derivatives, benzodiazole derivatives, triazole derivatives, metal chelate complex compounds, etc. Layer.

正孔注入および/または正孔移動層には、銅フタロシアニン、トリフェニルアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、カルバゾール系化合物、高分子量アリールアミン、ポリアニリン、ポリチオフェン、などの材料を含む層が挙げられる。   For the hole injection and / or hole transfer layer, materials such as copper phthalocyanine, triphenylamine derivative, triphenylmethane derivative, stilbene compound, hydrazone compound, carbazole compound, high molecular weight arylamine, polyaniline, polythiophene, etc. The layer containing is mentioned.

本発明を以下の実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、下記に示す実施例の他、上述の本発明の種々の金属配位化合物を用いた場合にも、色純度に優れ、信頼性、発光特性等に優れたエレクトロルミンセンス素子を得ることができる。   The present invention will be explained by the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition to the examples shown below, when various metal coordination compounds of the present invention described above are used, it is possible to obtain an electroluminescent sensor element having excellent color purity, reliability, light emission characteristics, and the like. it can.

実施例1 金属配位化合物(1)の合成
マグネシウム(1.9g、80mmol)のTHF混合物中に、3−ブロモ−9−メチルカルバゾール(30mmol)のTHF溶液を、アルゴン気流下、よく攪拌しながら徐々に加え、グリニヤール試薬を調製した。得られたグリニヤール試薬を、トリメチルホウ酸エステル(300mmol)のTHF溶液に−78℃でよく攪拌しながら、2時間かけて徐々に滴下した後、2日間室温で攪拌した。反応混合物を粉砕した氷を含有する5%希硫酸中に注ぎ攪拌した。得られた水溶液をトルエンで抽出し、抽出物を濃縮したところ、無色の固体が得られた。得られた固体をトルエン/アセトン(1/2)から再結晶することにより、無色結晶としてカルバゾール誘導体ボロン酸が得られた(40%)。得られたカルバゾール誘導体ボロン酸(12mmol)と1,2−エタンジオール(30mmol)をトルエン中で10時間還流した後、トルエン/アセトン(1/4)から再結晶したところ、カルバゾール誘導体ボロンエステルが無色結晶として得られた。

Figure 2005023070
Example 1 Synthesis of Metal Coordination Compound (1) A THF solution of 3-bromo-9-methylcarbazole (30 mmol) in a THF mixture of magnesium (1.9 g, 80 mmol) was stirred well under an argon stream. Slowly added to prepare a Grignard reagent. The obtained Grignard reagent was gradually added dropwise to a THF solution of trimethyl borate ester (300 mmol) at −78 ° C. over 2 hours, followed by stirring for 2 days at room temperature. The reaction mixture was poured into 5% dilute sulfuric acid containing crushed ice and stirred. When the obtained aqueous solution was extracted with toluene and the extract was concentrated, a colorless solid was obtained. The obtained solid was recrystallized from toluene / acetone (1/2) to obtain a carbazole derivative boronic acid as colorless crystals (40%). The obtained carbazole derivative boronic acid (12 mmol) and 1,2-ethanediol (30 mmol) were refluxed in toluene for 10 hours and then recrystallized from toluene / acetone (1/4). As a result, the carbazole derivative boron ester was colorless. Obtained as crystals.
Figure 2005023070

2−ブロモピリジン(10mmol)、カルバゾール誘導体ボロンエステル(10mmol)、Pd(0)(PPh(0.2mmol)のトルエン溶液に、アルゴン気流下、2MのKCO水溶液を加え、激しく攪拌しながら48時間還流した。反応混合物を室温まで冷却した後、大量のメタノール中に注ぎ、固体を沈殿させた。析出した固体を吸引濾過し、メタノールで洗浄することにより、3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾールの固体を得た。

Figure 2005023070
To a toluene solution of 2-bromopyridine (10 mmol), a carbazole derivative boron ester (10 mmol), and Pd (0) (PPh 3 ) 4 (0.2 mmol), 2M K 2 CO 3 aqueous solution was added vigorously under an argon stream. The mixture was refluxed for 48 hours with stirring. The reaction mixture was cooled to room temperature and then poured into a large amount of methanol to precipitate a solid. The precipitated solid was filtered with suction and washed with methanol to obtain a solid of 3- (2′-pyridyl) -9-methylcarbazole.
Figure 2005023070

200mlの3つ口フラスコに塩化イリジウム(III) (1.7mmol)、3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾール(7.58mmol)、エトキシエタノール50mlと水20mlを入れ、窒素気流下室温で30分間攪拌し、その後24時間還流攪拌した。反応物を室温まで冷却し、沈殿物を濾取水洗後、エタノール及びアセトンで順次洗浄した。室温で減圧乾燥し、ジ−μ−クロロ−テトラキス[3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾール−N1’,C]ジイリジウム(III)の淡黄色粉末を得た。

Figure 2005023070
A 200 ml three-necked flask was charged with iridium (III) chloride (1.7 mmol), 3- (2′-pyridyl) -9-methylcarbazole (7.58 mmol), 50 ml of ethoxyethanol and 20 ml of water, and at room temperature under a nitrogen stream. For 30 minutes, and then refluxed for 24 hours. The reaction product was cooled to room temperature, and the precipitate was collected by filtration, washed with water, and washed successively with ethanol and acetone. The mixture was dried under reduced pressure at room temperature to obtain a light yellow powder of di-μ-chloro-tetrakis [3- (2′-pyridyl) -9-methylcarbazole-N 1 ′ , C 2 ] diiridium (III).
Figure 2005023070

200mlの3つ口フラスコにエトキシエタノール70ml、ジ−μ−クロロ−テトラキス[3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾール−N1’,C]ジイリジウム(III)(0.7mmol)、アセチルアセトン(2.10mmol)と炭酸ナトリウム(9.43mmol)を入れ、窒素気流下室温で攪拌し、その後15時間還流攪拌した。反応物を氷冷し、沈殿物を濾取水洗した。この沈殿物をシリカゲルカラムクロマト(溶離液:クロロホルム/メタノール:30/1)で精製し、ビス[3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾール−N1’,C](アセチルアセトナト)イリジウム(III)の淡黄色粉末を得た。 In a 200 ml three-necked flask, 70 ml of ethoxyethanol, di-μ-chloro-tetrakis [3- (2′-pyridyl) -9-methylcarbazole-N 1 ′ , C 2 ] diiridium (III) (0.7 mmol) , Acetylacetone (2.10 mmol) and sodium carbonate (9.43 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature under a nitrogen stream, and then stirred at reflux for 15 hours. The reaction product was ice-cooled, and the precipitate was collected by filtration and washed with water. The precipitate was purified by silica gel column chromatography (eluent: chloroform / methanol: 30/1) and bis [3- (2′-pyridyl) -9-methylcarbazole-N 1 ′ , C 2 ] (acetylacetonato ) A pale yellow powder of iridium (III) was obtained.

なお、得られた化合物については、NMRスペクトル、IRスペクトル等によりその確認を行った。以下に示す化合物についても同様である。

Figure 2005023070
In addition, about the obtained compound, the confirmation was performed by the NMR spectrum, IR spectrum, etc. The same applies to the compounds shown below.
Figure 2005023070

実施例2 金属配位化合物(2)の合成
200mlの3つ口フラスコに3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾール(1.7mmol)、実施例1で合成したビス[3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾール−N1’,C](アセチルアセトナト)イリジウム(III)(0.28mmol)とグリセロール55mlを入れ、窒素気流下約180℃で8時間加熱攪拌した。反応物を室温まで冷却して1N−塩酸350mlに注入し、沈殿物を濾取水洗し、100℃で5時間減圧乾燥した。この沈殿物をクロロホルムを溶離液としたシリカゲルカラムクロマトで精製し、トリス[3−(2’−ピリジル)−9−メチルカルバゾール−N1’,C]イリジウム(III)の淡黄色粉末を得た。

Figure 2005023070
Example 2 Synthesis of Metal Coordination Compound (2) 3- (2′-pyridyl) -9-methylcarbazole (1.7 mmol) and bis [3- (2 '-Pyridyl) -9-methylcarbazole-N 1' , C 2 ] (acetylacetonato) iridium (III) (0.28 mmol) and 55 ml of glycerol were added, and the mixture was heated and stirred at about 180 ° C. for 8 hours under a nitrogen stream. The reaction product was cooled to room temperature, poured into 350 ml of 1N hydrochloric acid, the precipitate was collected by filtration, washed with water, and dried under reduced pressure at 100 ° C. for 5 hours. The precipitate was purified by silica gel column chromatography using chloroform as an eluent to obtain a pale yellow powder of tris [3- (2′-pyridyl) -9-methylcarbazole-N 1 ′ , C 2 ] iridium (III). It was.
Figure 2005023070

実施例3〜実施例9 各種金属配位化合物の合成
カルバゾール単位、環A、その他配位子などの出発原料を変更した以外は実施例1及び実施例2の合成方法と同様な方法によって、下記表2に示されるような各種金属錯体化合物を合成した。

Figure 2005023070
Examples 3 to 9 Synthesis of various metal coordination compounds Except that the starting materials such as carbazole unit, ring A, and other ligands were changed, the same method as the synthesis method of Example 1 and Example 2 was used. Various metal complex compounds as shown in Table 2 were synthesized.
Figure 2005023070

実施例10 有機EL素子の作製
実施例2で得た化合物を用いて、有機層が3層の有機EL素子を作製し、素子特性を評価した。
Example 10 Production of Organic EL Device Using the compound obtained in Example 2, an organic EL device having three organic layers was produced and the device characteristics were evaluated.

ITO(酸化インジウム錫)を2mm幅にパターンニングしたガラス基板上に、ホール輸送層としてα−NPDを、10−5Paの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着法にて、膜厚40nm形成した。その上に、実施例の金属配位化合物をCBPと重量比が5%になるように共蒸着を行った(膜厚30nm)。さらに、電子輸送層として前記Alqを30nm蒸着した。この上に、陰極電極層としてLiFを0.5〜2nm、Alを100〜150nm蒸着した。 On a glass substrate patterned with a width of 2 mm of ITO (indium tin oxide), α-NPD as a hole transport layer was formed in a thickness of 40 nm by a vacuum evaporation method using resistance heating in a vacuum chamber of 10 −5 Pa. . On top of that, the metal coordination compound of the example was co-deposited with CBP so that the weight ratio was 5% (film thickness 30 nm). Further, the Alq 3 was deposited as a 30 nm thick electron transport layer. On top of this, 0.5 to 2 nm of LiF and 100 to 150 nm of Al were deposited as a cathode electrode layer.

有機EL素子の特性は室温にて、電流電圧特性をヒューレットパッカード社製の微小電流計4140Bで測定し、発光輝度はトプコン社製SR−3で測定した。ITOを正極、LiF/Alを陰極にして電圧を印加したところ、約6Vで青色発光(λ=450nm)が観測された。   The characteristics of the organic EL element were measured at room temperature, the current-voltage characteristics were measured with a microammeter 4140B manufactured by Hewlett-Packard, and the luminance was measured with SR-3 manufactured by Topcon. When voltage was applied using ITO as a positive electrode and LiF / Al as a cathode, blue light emission (λ = 450 nm) was observed at about 6V.

一定電流(50mA/cm)で駆動したときの輝度半減時間を測定したところ、100時間であった。 It was 100 hours when the brightness | luminance half-life when driving by a fixed electric current (50mA / cm < 2 >) was measured.

比較例1
実施例10で用いた金属配位化合物の代わりにIr(ppy)を用いた以外は、実施例10と同様にして有機EL素子を作製した。得られた素子を電源に接続し、ITOを正極、LiF/Alを陰極にして電圧を印加したところ、約6Vで緑色発光(λ=516nm)が観測された。
Comparative Example 1
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 10 except that Ir (ppy) 3 was used instead of the metal coordination compound used in Example 10. When the obtained device was connected to a power source and a voltage was applied using ITO as a positive electrode and LiF / Al as a cathode, green light emission (λ = 516 nm) was observed at about 6V.

一定電流(50mA/cm)で駆動したときの輝度半減時間を測定したところ、80時間であった。 It was 80 hours when the brightness | luminance half-life when driving by a fixed electric current (50mA / cm < 2 >) was measured.

Claims (6)

式(1)〜(6)の何れかで表されることを特徴とする金属配位化合物。
Figure 2005023070
(式中、MはIr、Rh、Ru、Os、PdまたはPtであり、nは2または3である。MがIr、Rh、RuまたはOsであって、nが2の場合、Mにはさらに他の二座配位子が結合する。環AはMに結合した窒素原子を含む環状化合物である。X〜Xは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数1〜22個の直鎖、環状もしくは分岐アルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アルキル基、炭素数6〜21個のアリール基、炭素数2〜20のヘテロアリール基もしくは炭素数7〜21のアラルキル基又はそれらの水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン置換アリール基、ハロゲン置換ヘテロアリール基、ハロゲン置換アラルキル基のいずれであってもよく、また、X〜Xは同一であっても異なっていてもよく、環AはX〜Xで定義される基と同様の置換基を有していてもよい。)
A metal coordination compound represented by any one of formulas (1) to (6).
Figure 2005023070
(Wherein M is Ir, Rh, Ru, Os, Pd or Pt and n is 2 or 3. When M is Ir, Rh, Ru or Os and n is 2, M is Further, other bidentate ligands are bonded.Ring A is a cyclic compound containing a nitrogen atom bonded to M. X 1 to X 7 are a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carbon number of 1 to 22 linear, cyclic or branched alkyl groups or halogen-substituted alkyl groups in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms, aryl groups having 6 to 21 carbon atoms, heterocycles having 2 to 20 carbon atoms Any of an aryl group, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or a halogen-substituted aryl group, a halogen-substituted heteroaryl group or a halogen-substituted aralkyl group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom May even, also, X 1 to X 7 may be the same or different and ring A may have the same substituent groups as defined in X 1 to X 7. )
前記式(1)〜(6)において、環Aが、X〜Xで定義される基と同様の置換基を有していてもよいピリジン、キノリン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ベンゾピラゾールまたはトリアジンである請求項1に記載の金属配位化合物。 In the above formulas (1) to (6), ring A may have the same substituent as the group defined by X 1 to X 7 pyridine, quinoline, benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, The metal coordination compound according to claim 1, which is benzotriazole, imidazole, pyrazole, oxazole, thiazole, triazole, benzopyrazole or triazine. 前記式(1)〜(6)におけるX〜X、あるいは、環Aが有するX〜Xと同様に定義される置換基の少なくとも1つが、フッ素原子あるいはトリフルオロメチル基である請求項1または2に記載の金属配位化合物。 In the formulas (1) to (6), at least one of the substituents defined in the same manner as X 1 to X 7 in the ring A or X 1 to X 7 of the ring A is a fluorine atom or a trifluoromethyl group. Item 3. The metal coordination compound according to Item 1 or 2. 前記式(1)〜(6)におけるMがIrである請求項1〜3いずれかに記載の金属配位化合物。   The metal coordination compound according to claim 1, wherein M in the formulas (1) to (6) is Ir. 請求項1〜4いずれかに記載の金属配位化合物、並びに共役及び/又は非共役ポリマーを含むポリマー組成物。   A polymer composition comprising the metal coordination compound according to claim 1 and a conjugated and / or non-conjugated polymer. 請求項1〜4いずれかに記載の金属配位化合物、または請求項5記載のポリマー組成物を用いて作製された有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescent element produced using the metal coordination compound in any one of Claims 1-4, or the polymer composition of Claim 5.
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