JP2005247791A - Metal complex compound and organic electroluminescent element by using the same - Google Patents

Metal complex compound and organic electroluminescent element by using the same Download PDF

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Fumiyuki Ozawa
文幸 小澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element emitting blue color-based light, having a high luminescence efficiency and a long life, and a new metal complex compound capable of realizing the same. <P>SOLUTION: This electroluminescent element supporting a metal complex compound containing sp<SP>2</SP>type P atom and an organic thin membrane consisting of at least one layer or in a plurality of layers having a luminescent layer between a pair of electrodes is provided with that at least one layer of the organic thin membrane layers contains the metal complex compound and the organic electroluminescent element emits light by impressing an electric voltage between the two electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規金属錯体化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子に関し、特に、青色系発光し、発光効率が高く、長寿命の有機EL素子及びそれを実現する新規金属錯体化合物に関するものである。   The present invention relates to a novel metal complex compound and an organic electroluminescence (EL) device using the same, and more particularly to an organic EL device that emits blue light, has high emission efficiency, and has a long lifetime, and a novel metal complex compound that realizes the same. Is.

近年、有機EL素子を液晶に代わるカラーディスプレイ用表示装置として用いることが活発に検討されている。しかし、大画面化を実現するには未だその発光素子性能は不足している。この有機EL素子の性能向上手段として、りん光発光材料としてオルソメタル化イリジウム錯体(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)を発光材料に用いた緑色発光素子が提案されている (例えば、非特許文献1; 非特許文献2) 。
りん光発光を利用した有機EL素子は、現状では緑色発光に限られるために、カラーディスプレイとしての適用範囲は狭いため、他の色についても発光特性が改善された素子の開発が望まれていた。特に青色発光素子については、外部量子収率5%を超えるものは報告されておらず、青色発光素子の改善ができればフルカラー化及び白色化が可能となり、りん光EL素子の実用化に向けて大きく前進する。
現状、りん光発光材料として用いるりん光発光錯体として、Irを含む化合物の開発が活発に行われており、緑色発光素子用としては下記化合物(A)が知られている。一方、青色発光するりん光発光錯体としては、下記化合物(B)が知られているが、有機EL素子に用いた際の素子の寿命、効率の点で実用的でない。そこで、新たな青色発光するりん光発光錯体の開発が望まれていた。
In recent years, the use of organic EL elements as color display devices replacing liquid crystals has been actively studied. However, the light emitting device performance is still insufficient to realize a large screen. As a means for improving the performance of this organic EL element, a green light-emitting element using an orthometalated iridium complex (fac-tris (2-phenylpyridine) iridium) as a phosphorescent light-emitting material has been proposed (for example, non-patent) Reference 1; Non-patent reference 2).
Since organic EL elements using phosphorescence emission are currently limited to green emission, the range of application as a color display is narrow. Therefore, development of elements having improved emission characteristics for other colors has been desired. . In particular, no blue light emitting element has been reported that has an external quantum yield exceeding 5%. If the blue light emitting element can be improved, full color and whitening can be achieved. Advance.
At present, as a phosphorescent complex used as a phosphorescent material, a compound containing Ir is actively developed, and the following compound (A) is known for a green light emitting device. On the other hand, the following compound (B) is known as a phosphorescent complex emitting blue light, but it is not practical in terms of the lifetime and efficiency of the device when used in an organic EL device. Therefore, development of a new phosphorescent complex emitting blue light has been desired.

Figure 2005247791
Figure 2005247791

D.F.O'Brien and M.A.Baldo et al "Improved energy transferin electrophosphorescent devices" Applied Physics letters Vol.74 No.3, pp442-444, January 18, 1999D.F.O'Brien and M.A.Baldo et al "Improved energy transferin electrophosphorescent devices" Applied Physics letters Vol.74 No.3, pp442-444, January 18, 1999 M.A.Baldo et al "Very high-efficiencygreen organic light-emitting devices based on electrophosphorescence" Applied Physics letters Vol. 75 No.1, pp4-6, July 5, 1999M.A.Baldo et al "Very high-efficiencygreen organic light-emitting devices based on electrophosphorescence" Applied Physics letters Vol. 75 No.1, pp4-6, July 5, 1999

本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、青色系発光し、発光効率が高く、長寿命の有機EL素子及びそれを実現する新規金属錯体化合物を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an organic EL element that emits blue light, has high luminous efficiency, has a long lifetime, and a novel metal complex compound that realizes the organic EL element. .

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、sp2型P原子を含む化合物を配位子とする錯体を用いることで、発光波長が短波長化することを見出し、青色化の新規な構造因子を明らかにすることにより、本発明を完成したものである。また、本発明の有機EL素子は、りん光発光現象を利用したもので、外部量子収率8%に達しており、従来の蛍光発光素子の限界といわれていた外部量子収率5%を凌駕している。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the emission wavelength is shortened by using a complex having a compound containing an sp 2 type P atom as a ligand. The present invention has been completed by clarifying a novel structural factor of blue coloration. The organic EL device of the present invention utilizes the phosphorescence phenomenon and has reached an external quantum yield of 8%, exceeding the external quantum yield of 5%, which is said to be the limit of the conventional fluorescent light emitting device. doing.

すなわち、本発明は、下記一般式(I)で表される部分構造を有する金属錯体化合物を提供するものである。

Figure 2005247791
That is, the present invention provides a metal complex compound having a partial structure represented by the following general formula (I).
Figure 2005247791

[式中、環構造Aは、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族環残基、
環構造Bは、少なくとも1つの炭素−窒素二重結合を含む炭素数5〜20の環構造を表し、置換基を有していてもよく、
Xは置換基を有していてもよいリン(P)原子又は窒素(N)原子、Mは周期律表第7族、第8族又は第9族原子であり、
Zは、P及びXとそれぞれ二重結合で結合した炭素数2〜10のアルカン残基、炭素数4〜20のシクロアルカン残基又は炭素数4〜20のシクロアルケン残基であり、置換基を有していてもよく、P及び/又はXの置換基と結合して環を形成していてもよい。
環構造A及び環構造Bは互いに炭素原子で連結し、Mと環構造Aとの結合は共有結合、Mと環構造B、P及びXとの結合はそれぞれπ結合であり、少なくとも一つのP原子はsp2型P原子である。]
[In the formula, the ring structure A is an aromatic ring residue having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent,
Ring structure B represents a ring structure having 5 to 20 carbon atoms including at least one carbon-nitrogen double bond, and may have a substituent,
X is an optionally substituted phosphorus (P) atom or nitrogen (N) atom, M is a group 7, 8 or 9 atom of the periodic table;
Z is an alkane residue having 2 to 10 carbon atoms, a cycloalkane residue having 4 to 20 carbon atoms, or a cycloalkene residue having 4 to 20 carbon atoms bonded to P and X by a double bond, respectively. And may be bonded to a substituent of P and / or X to form a ring.
Ring structure A and ring structure B are connected to each other by a carbon atom, the bond between M and ring structure A is a covalent bond, and the bond between M and ring structure B, P, and X is a π bond, and at least one P The atoms are sp 2 type P atoms. ]

また、本発明は、一対の電極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機EL素子において、該有機薄膜層の少なくとも1層が、本発明の前記金属錯体化合物を含有し、両極間に電圧を印加することにより発光する有機EL素子を提供するものである。   In addition, the present invention provides an organic EL element in which an organic thin film layer composed of one or more layers having at least a light emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes, and at least one of the organic thin film layers is the metal of the present invention. An organic EL device that contains a complex compound and emits light when a voltage is applied between both electrodes is provided.

本発明の新規金属錯体化合物を用いた有機EL素子は、青色系発光し、発光効率が高く、長寿命である。   The organic EL device using the novel metal complex compound of the present invention emits blue light, has high luminous efficiency, and has a long lifetime.

本発明の金属錯体化合物は、下記一般式(I)で表される部分構造を有するものである。

Figure 2005247791
The metal complex compound of the present invention has a partial structure represented by the following general formula (I).
Figure 2005247791

一般式(I)において、環構造Aは、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族環残基である。この芳香族環の例としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン等が挙げられ、ベンゼンが好ましい。
一般式(I)において、環構造Bは、少なくとも1つの炭素−窒素二重結合を含む炭素数5〜20の環構造を表し、置換基を有していてもよい。
この環構造としては、ピリジン、キノリン、イソキノリン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、イミダゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール等の1価の基が挙げられ、ピリジンが好ましい。
一般式(I)において、Xは、置換基を有していてもよいリン(P)原子又は窒素(N)原子である。
一般式(I)において、Mは、周期律表第7族、第8族又は第9族原子であり、第9族原子が好ましく、イリジウム(Ir)が特に好ましい。
In the general formula (I), the ring structure A is an aromatic ring residue having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Examples of this aromatic ring include benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene and the like, and benzene is preferred.
In the general formula (I), the ring structure B represents a ring structure having 5 to 20 carbon atoms including at least one carbon-nitrogen double bond, and may have a substituent.
Examples of the ring structure include monovalent groups such as pyridine, quinoline, isoquinoline, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, imidazole, oxazole, isoxazole, thiazole, and isothiazole, and pyridine is preferable.
In general formula (I), X is a phosphorus (P) atom or a nitrogen (N) atom which may have a substituent.
In the general formula (I), M is a Group 7, Group 8 or Group 9 atom in the periodic table, preferably a Group 9 atom, and particularly preferably iridium (Ir).

一般式(I)において、Zは、P及びXとそれぞれ二重結合で結合した炭素数2〜10のアルカン残基、炭素数4〜20のシクロアルカン残基又は炭素数4〜20のシクロアルケン残基であり、置換基を有していてもよく、P及び/又はXの置換基と結合して環を形成していてもよい。
Zのアルカンの例としては、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、i−ブタン等が挙げられ、エタン等が好ましい。
Zのシクロアルカンの例としては、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられ、シクロブタン等が好ましい。
Zのシクロアルケンの例としては、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン等が挙げられ、シクロブテン等が好ましい。
また、ZとP及び/又はXの置換基とが結合して形成する環としては、ピリジン、キノリン、イソキノリン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、イミダゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール等の1価の基が挙げられる。
In the general formula (I), Z is an alkane residue having 2 to 10 carbon atoms, a cycloalkane residue having 4 to 20 carbon atoms, or a cycloalkene having 4 to 20 carbon atoms bonded to P and X by a double bond, respectively. It is a residue, may have a substituent, and may combine with a substituent of P and / or X to form a ring.
Examples of the alkane of Z include methane, ethane, propane, n-butane, i-butane and the like, with ethane being preferred.
Examples of the cycloalkane of Z include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane and the like, with cyclobutane being preferred.
Examples of the cycloalkene of Z include cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene and the like, and cyclobutene and the like are preferable.
The ring formed by combining Z and the substituent of P and / or X is monovalent such as pyridine, quinoline, isoquinoline, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, imidazole, oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole and the like. The group of is mentioned.

前記環構造A、環構造B、P、X、Zの置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシル基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアリールアルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
一般式(I)において、環構造A及び環構造Bは互いに炭素原子で連結し、Mと環構造Aとの結合は共有結合、Mと環構造B、P及びXとの結合はそれぞれπ結合であり、少なくとも一つのP原子はsp2型P原子である。
このsp2型P原子とは、P原子上に二重結合を有する3価のP原子である。
Examples of the substituent of the ring structure A, ring structure B, P, X, and Z include a halogen atom, hydroxyl group, substituted or unsubstituted amino group, nitro group, cyano group, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or An unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxyl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted arylalkyl group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, Examples thereof include a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group and a carboxyl group.
In general formula (I), ring structure A and ring structure B are connected to each other by a carbon atom, the bond between M and ring structure A is a covalent bond, and the bond between M and ring structure B, P and X is a π bond And at least one P atom is an sp 2 type P atom.
The sp 2 type P atom is a trivalent P atom having a double bond on the P atom.

本発明の金属錯体化合物は、下記一般式(II)又は(III) で表される部分構造であると好ましい。

Figure 2005247791
The metal complex compound of the present invention preferably has a partial structure represented by the following general formula (II) or (III).
Figure 2005247791

一般式(II)及び(III) 式中、R1〜R12及びR1'〜R6'は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族環基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表す。また、R5〜R12のうち隣接するものは、互いに結合し環を形成していてもよい。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等が挙げられ、フッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
前記芳香族環基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、ビフェニル、ターフェニル、ピロール、フラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、オキサジアゾリン、ジフェニルアントラセン、インドリン、カルバゾール、ピリジン、ベンゾキノン、フルオランテン、アセナフトフルオランテン等の1価の残基が挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
前記アルキル基及び芳香族環基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシル基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアリールアルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
In the general formulas (II) and (III), R 1 to R 12 and R 1 ′ to R 6 ′ each independently represent a hydrogen atom or a C 1-12 alkyl which may have a substituent. Represents an aromatic ring group having 6 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group or a nitro group, which may have a group or a substituent. In addition, adjacent ones of R 5 to R 12 may be bonded to each other to form a ring.
Examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n- A heptyl group, n-octyl group, etc. are mentioned, The alkyl group substituted by the fluorine atom is preferable.
Examples of the aromatic ring group include benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, coronene, biphenyl, terphenyl, pyrrole, furan, thiophene, benzothiophene, oxadiazoline, diphenylanthracene, indoline, carbazole, pyridine, benzoquinone Monovalent residues such as fluoranthene and acenaphthofluoranthene.
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
Examples of the substituent for the alkyl group and the aromatic ring group include a halogen atom, a hydroxyl group, a substituted or unsubstituted amino group, a nitro group, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, Substituted or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted alkoxyl group, substituted or unsubstituted heterocyclic group, substituted or unsubstituted arylalkyl group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted alkoxy A carbonyl group, a carboxyl group, etc. are mentioned.

さらに、本発明の金属錯体化合物は、下記一般式(II')又は(III')で表される部分構造であると好ましい。

Figure 2005247791
Furthermore, the metal complex compound of the present invention preferably has a partial structure represented by the following general formula (II ′) or (III ′).
Figure 2005247791

一般式(II')及び(III')式において、R1〜R12及びR1'〜R6'は、それぞれ前記と同じであり、具体例及び置換基等も同じである。
一般式(II')及び(III')式において、Lは、周期律表第13〜16族元素のいずれかを含む価数−1のアニオンを表し、具体例としては、PF6 - 、ClO4 - 、SbF6 - 、OTf-、OTs-、BF4 - 、BPh4 - 、B(C65)4 - 等が挙げられ、OTs-、PF6 - が好ましい。
In the general formulas (II ′) and (III ′), R 1 to R 12 and R 1 ′ to R 6 ′ are the same as described above, and specific examples, substituents, and the like are also the same.
In the general formulas (II ′) and (III ′), L represents an anion having a valence of −1 containing any of the elements in Groups 13 to 16 of the periodic table. Specific examples include PF 6 , ClO. 4 , SbF 6 , OTf , OTs , BF 4 , BPh 4 , B (C 6 F 5 ) 4 − and the like are mentioned, and OTs and PF 6 are preferable.

前記一般式(I)において

Figure 2005247791
で表される構造が、
Figure 2005247791
のいずれかで表される構造であると好ましく、 In the general formula (I)
Figure 2005247791
The structure represented by
Figure 2005247791
Preferably, the structure is represented by any of the following:

Figure 2005247791
で表される構造が、
Figure 2005247791
のいずれかで表される構造であると好ましい。
Figure 2005247791
The structure represented by
Figure 2005247791
It is preferable that it is a structure represented by either.

本発明の一般式(I)で表される部分構造を有する金属錯体化合物の具体例を以下に例示するが、これら例示化合物に限定されるものではない。

Figure 2005247791
Specific examples of the metal complex compound having a partial structure represented by the general formula (I) of the present invention are illustrated below, but are not limited to these exemplary compounds.
Figure 2005247791

Figure 2005247791
Figure 2005247791

本発明の有機EL素子は、陽極と陰極からなる一対の電極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機EL素子において、該有機薄膜層の少なくとも1層が、本発明の金属錯体化合物を含有し、両極間に電圧を印加することにより発光するものである。
前記有機薄膜層中の本発明の金属錯体化合物の含有量としては、有機薄膜層全体の質量に対し、通常0.1〜100重量%であり、1〜30重量%であると好ましい。
本発明の有機EL素子は、前記発光層が、本発明の金属錯体化合物を含有すると好ましい。また、本発明の金属錯体化合物を含有する層は、通常、真空蒸着又は塗布により薄膜化するが、塗布の方が製造プロセスが簡略化できることから、塗布により成膜されてなると好ましい。
The organic EL device of the present invention is an organic EL device in which an organic thin film layer comprising at least one light emitting layer or a plurality of layers is sandwiched between a pair of electrodes comprising an anode and a cathode, and at least one of the organic thin film layers However, it contains the metal complex compound of the present invention and emits light when a voltage is applied between both electrodes.
As content of the metal complex compound of this invention in the said organic thin film layer, it is 0.1-100 weight% normally with respect to the mass of the whole organic thin film layer, and it is preferable in it being 1-30 weight%.
In the organic EL device of the present invention, the light emitting layer preferably contains the metal complex compound of the present invention. In addition, the layer containing the metal complex compound of the present invention is usually thinned by vacuum deposition or coating, but it is preferable that the layer is formed by coating because the manufacturing process can be simplified.

本発明の有機EL素子において、有機薄膜層が単層型のものとしては有機薄膜層が発光層であり、この発光層が本発明の金属錯体化合物を含有する。また、多層型の有機EL素子としては、(陽極/正孔注入層(正孔輸送層)/発光層/陰極)、(陽極/発光層/電子注入層(電子輸送層)/陰極)、(陽極/正孔注入層(正孔輸送層)/発光層/電子注入層(電子輸送層)/陰極)等が挙げられる。   In the organic EL device of the present invention, the organic thin film layer is a light emitting layer when the organic thin film layer is a single layer type, and this light emitting layer contains the metal complex compound of the present invention. In addition, multilayer organic EL elements include (anode / hole injection layer (hole transport layer) / light emitting layer / cathode), (anode / light emitting layer / electron injection layer (electron transport layer) / cathode), ( Anode / hole injection layer (hole transport layer) / light emitting layer / electron injection layer (electron transport layer) / cathode) and the like.

本発明の有機EL素子の陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、陽極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができる。陽極の材料の具体例としては、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性金属酸化物、又は金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの導電性金属酸化物と金属との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からITOを用いることが好ましい。陽極の膜厚は材料により適宜選択可能である。   The anode of the organic EL device of the present invention supplies holes to a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and the like. Examples of the anode material include metals, alloys, metal oxides, and electrical conductivity. A compound or a mixture thereof can be used. Specific examples of the material of the anode include conductive metal oxides such as tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and indium tin oxide (ITO), or metals such as gold, silver, chromium, nickel, and these conductive metals. Preferred examples include a mixture or laminate of oxide and metal, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, organic conductive materials such as polyaniline, polythiophene and polypyrrole, and laminates of these with ITO. Is a conductive metal oxide, and in particular, ITO is preferably used from the viewpoint of productivity, high conductivity, transparency, and the like. The film thickness of the anode can be appropriately selected depending on the material.

本発明の有機EL素子の陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、陰極の材料としては、金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができる。陰極の材料の具体例としては、アルカリ金属(例えば、Li、Na、K等)及びそのフッ化物もしくは酸化物、アルカリ土類金属(例えば、Mg、Ca等)及びそのフッ化物もしくは酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金もしくはナトリウム−カリウム混合金属、リチウム−アルミニウム合金もしくはリチウム−アルミニウム混合金属、マグネシウム−銀合金もしくはマグネシウム−銀混合金属、又はインジウム、イッテルビウム等の希土類金属等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、アルミニウム、リチウム−アルミニウム合金もしくはリチウム−アルミニウム混合金属、マグネシウム−銀合金もしくはマグネシウム−銀混合金属等である。陰極は、前記材料の単層構造であってもよいし、前記材料を含む層の積層構造であってもよい。例えば、アルミニウム/フッ化リチウム、アルミニウム/酸化リチウムの積層構造が好ましい。陰極の膜厚は材料により適宜選択可能である。   The cathode of the organic EL device of the present invention supplies electrons to an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, and the like. As a material of the cathode, metal, alloy, metal halide, metal oxide, electric conduction Or a mixture of these can be used. Specific examples of cathode materials include alkali metals (eg, Li, Na, K, etc.) and their fluorides or oxides, alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.) and their fluorides or oxides, gold Silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloy or sodium-potassium mixed metal, lithium-aluminum alloy or lithium-aluminum mixed metal, magnesium-silver alloy or magnesium-silver mixed metal, or rare earth metals such as indium and ytterbium, etc. Can be mentioned. Among these, aluminum, lithium-aluminum alloy or lithium-aluminum mixed metal, magnesium-silver alloy or magnesium-silver mixed metal are preferable. The cathode may have a single layer structure of the material or a laminated structure of layers containing the material. For example, a laminated structure of aluminum / lithium fluoride and aluminum / lithium oxide is preferable. The film thickness of the cathode can be appropriately selected depending on the material.

本発明の有機EL素子の正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン誘導体、本発明の金属錯体化合物等が挙げられる。また、前記正孔注入層及び前記正孔輸送層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。   The hole injection layer and the hole transport layer of the organic EL device of the present invention have any one of a function of injecting holes from the anode, a function of transporting holes, and a function of blocking electrons injected from the cathode. If it is what. Specific examples include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives. , Fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole) derivatives, aniline compounds Examples include copolymers, thiophene oligomers, conductive polymer oligomers such as polythiophene, organosilane derivatives, and metal complex compounds of the present invention. Further, the hole injection layer and the hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the materials, or a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. May be.

本発明の有機EL素子の電子注入層及び電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。その具体例としては、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、本発明の金属錯体化合物等が挙げられる。また、前記電子注入層及び前記電子輸送層は、前記材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。   The electron injection layer and the electron transport layer of the organic EL device of the present invention have any one of the function of injecting electrons from the cathode, the function of transporting electrons, and the function of blocking holes injected from the anode. If it is. Specific examples include triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives. , Represented by metal complexes of aromatic ring tetracarboxylic anhydrides such as distyrylpyrazine derivatives, naphthalene and perylene, phthalocyanine derivatives, 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, benzoxazoles and benzothiazoles as ligands Examples include various metal complexes, organosilane derivatives, and metal complex compounds of the present invention. Further, the electron injection layer and the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the materials, or a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. Good.

本発明の有機EL素子の発光層は、電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能、注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能、電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有するものである。本発明の有機EL素子の発光層は、少なくとも本発明の金属錯体化合物を含有すると好ましく、この金属錯体化合物をゲスト材料とするホスト材料を含有させてもよい。前記ホスト材料としては、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するもの及びアリールシラン骨格を有するもの等が挙げられる。前記ホスト材料のT1 (最低三重項励起状態のエネルギーレベル)は、ゲスト材料のT1 レベルより大きいことが好ましい。前記ホスト材料は低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。また、前記ホスト材料と前記金属錯体化合物等の発光材料とを共蒸着等することによって、前記発光材料が前記ホスト材料にドープされた発光層を形成することができる。   The light emitting layer of the organic EL device of the present invention can inject holes from the anode or the hole injection layer when an electric field is applied, and can inject electrons from the cathode or the electron injection layer. And holes) by the force of an electric field, a field for recombination of electrons and holes, and a function to connect this to light emission. The light emitting layer of the organic EL device of the present invention preferably contains at least the metal complex compound of the present invention, and may contain a host material using the metal complex compound as a guest material. Examples of the host material include those having a carbazole skeleton, those having a diarylamine skeleton, those having a pyridine skeleton, those having a pyrazine skeleton, those having a triazine skeleton, and those having an arylsilane skeleton. It is preferable that T1 (the energy level of the lowest triplet excited state) of the host material is larger than the T1 level of the guest material. The host material may be a low molecular compound or a high molecular compound. Further, by co-evaporating the host material and a light emitting material such as the metal complex compound, a light emitting layer in which the light emitting material is doped in the host material can be formed.

本発明の有機EL素子において、前記各層の形成方法としては、特に限定されるものではないが、真空蒸着法、LB法、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法(スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など)、インクジェット法、印刷法などの種々の方法を利用することができ、本発明においては塗布法であるコーティング法が好ましい。
前記コーティング法では、本発明の金属錯体化合物を溶媒に溶解して塗布液を調製し、該塗布液を所望の層(あるいは電極)上に、塗布・乾燥することによって形成することができる。塗布液中には樹脂を含有させてもよく、樹脂は溶媒に溶解状態とすることも、分散状態とすることもできる。前記樹脂としては、非共役系高分子(例えば、ポリビニルカルバゾール)、共役系高分子(例えば、ポリオレフィン系高分子)を使用することができる。より具体的には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。
In the organic EL device of the present invention, the method for forming each layer is not particularly limited, but a vacuum deposition method, an LB method, a resistance heating deposition method, an electron beam method, a sputtering method, a molecular lamination method, a coating method. Various methods such as a spin coating method, a casting method, a dip coating method, an ink jet method, and a printing method can be used. In the present invention, a coating method that is a coating method is preferable.
In the coating method, the metal complex compound of the present invention can be dissolved in a solvent to prepare a coating solution, and the coating solution can be applied on a desired layer (or electrode) and dried. The coating solution may contain a resin, and the resin can be dissolved in a solvent or dispersed. As the resin, a non-conjugated polymer (for example, polyvinyl carbazole) or a conjugated polymer (for example, a polyolefin-based polymer) can be used. More specifically, for example, polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polybutadiene, poly (N-vinylcarbazole), hydrocarbon resin, ketone resin, phenoxy resin. , Polyamide, ethyl cellulose, vinyl acetate, ABS resin, polyurethane, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, epoxy resin, silicon resin and the like.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1(金属錯体化合物(1)の合成)
(1) 1,2-ジフェニル-3,4-ビス[(2,4,6-トリ(t-ブチルフェニル)ホスフィニデン]-1-シクロブテン(DPCB-H)の合成
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
Example 1 (Synthesis of metal complex compound (1))
(1) Synthesis of 1,2-diphenyl-3,4-bis [(2,4,6-tri (t-butylphenyl) phosphinidene] -1-cyclobutene (DPCB-H)

Figure 2005247791
Figure 2005247791

50mlフラスコに 2,4,6-トリ-t-ブチルブロモベンゼン (3.58g,11.0mmol) 及び無水テトラヒドロフラン(THF)(20ml) を加え、−78℃に冷やしn−ブチルリチウム (7.4ml,1.6 Mヘキサン溶液,12.0mmol)を加えた。−78℃で30分間撹拌した後、ジクロロ(フェニルエチニル)ホスフィン (2.17g,11.0mmol) の無水THF溶液 (5.0ml)を加えた。反応混合物を−78℃で30分間撹拌した後、室温で12時間撹拌した。減圧下で溶媒を除き、残査を無水ヘキサン(40ml)に溶かし、無機塩をろ過で除き、濃縮した。残査を無水THF(40ml) に溶かし、亜鉛末 (1.5g,22.9mmol)を加え、遮光して12時間撹拌した。反応混合物をセライトろ過した後、濃縮した。残査をヘキサンで結晶化して、黄色結晶の 1,2-ジフェニル-3,4-ビス[(2,4,6-トリ(t-ブチルフェニル)ホスフィニデン]-1-シクロブテン(DPCB-H)(1.92g,収率46%)を得た。 1H−NMR及び31P[1H]−NMR測定により目的物であることを確認した。その測定結果を以下に示す。
1H-NMR (CDCl3,室温):δ 1.37(s,18H,t-Bu),1.54(s,36H,t-Bu),6.51(d,3JH-H=8.7Hz,4H,o-Ph),6.78(t,3JH-H=7.5Hz,4H,m-Ph),6.97(t,3JH-H=7.5Hz,2H,p-Ph),7.34(s,4H,m-Ar).
31P[1H]-NMR(CDCl3,室温):δ 171.8(s).
2,4,6-Tri-t-butylbromobenzene (3.58 g, 11.0 mmol) and anhydrous tetrahydrofuran (THF) (20 ml) were added to a 50 ml flask, cooled to −78 ° C., and n-butyllithium (7.4 ml, 1.6 M). Hexane solution, 12.0 mmol) was added. After stirring at −78 ° C. for 30 minutes, an anhydrous THF solution (5.0 ml) of dichloro (phenylethynyl) phosphine (2.17 g, 11.0 mmol) was added. The reaction mixture was stirred at −78 ° C. for 30 minutes and then at room temperature for 12 hours. The solvent was removed under reduced pressure, the residue was dissolved in anhydrous hexane (40 ml), the inorganic salt was removed by filtration and concentrated. The residue was dissolved in anhydrous THF (40 ml), zinc dust (1.5 g, 22.9 mmol) was added, and the mixture was stirred for 12 hours while protected from light. The reaction mixture was filtered through celite and concentrated. The residue was crystallized from hexane to give yellow crystalline 1,2-diphenyl-3,4-bis [(2,4,6-tri (t-butylphenyl) phosphinidene] -1-cyclobutene (DPCB-H) ( 1.92 g, was confirmed to be the desired product by 46% yield). 1 H-NMR and 31 P [1 H] -NMR measurement. shows the measurement results below.
1 H-NMR (CDCl 3 , room temperature): δ 1.37 (s, 18H, t-Bu), 1.54 (s, 36H, t-Bu), 6.51 (d, 3 J HH = 8.7Hz, 4H, o-Ph ), 6.78 (t, 3 J HH = 7.5Hz, 4H, m-Ph), 6.97 (t, 3 J HH = 7.5Hz, 2H, p-Ph), 7.34 (s, 4H, m-Ar).
31 P [ 1 H] -NMR (CDCl 3 , room temperature): δ 171.8 (s).

(2)金属錯体化合物(1)の合成

Figure 2005247791
(2) Synthesis of metal complex compound (1)
Figure 2005247791

[Ir(ppy)2(μ-Cl)]2(83.7mg,0.078mmol)、銀トリフラート(44.0mg,0.157mmol)にTHF 10mlを加え室温で1時間攪拌した。塩化銀の析出を確認した後、DPCB-H(118mg,0.156mmol) を加え室温で24時間攪拌した。セライトろ過により塩化銀を除去した後、真空ポンプで溶媒を留去しジエチルエーテルで洗浄した。塩化メチレンとジエチルエーテルから再結晶すると化合物(1)の赤色結晶(63mg,0.044mmol)が収率28.7%で得られた。なお、[Ir(ppy)2( μ-Cl)]2は、J.Am.Chem.Soc.106,6647(1984)に記載の方法を参考に調製した。得られた化合物(1)について、質量分析、1H−NMR、31P[1H]−NMR及び融点(mp)を測定した結果を以下に示す。
化合物(1)(C75H84F3IrN2O3P2S): calcd. C 64.13, H 6.03, N 1.99; found C 64.48, H 5.99, N 2.04.
1H-NMR(300.1MHz,CDCl3,20℃):δ= 0.78(s,18H),1.27(s,18H),1.73(s,18H),5.76(dd,JH-H=7.7,2.9Hz,2H),6.44(d,JH-H=7.7Hz,4H),6.74(t,JH-H=7.7Hz,2H),6.82(t,JH-H=7.2Hz,2H),6.91(t,JH-H=7.9Hz,4H),7.13(d,JH-H=2.6Hz,2H),7.15(d,JH-H=8.1Hz,2H),7.44(d,JH-H=6.8Hz,2H),7.46(s,2H),7.54(t,J H-H=6.1Hz,2H),7.99(d,JH-H=7.1Hz,2H),8.20(t,JH-H=7.5Hz,2H),9.93(d,JH-H=4.9Hz,2H)
31P[1H]-NMR(121.5MHz,CDCl3,20℃):δ=119.7ppm (s)
mp:256℃
また、得られた化合物(1)の吸収及び発光スペクトルを測定したところ、吸収のλmax =360nm (ε=37000)、発光のλmax =516nm(励起波長475nm)、蛍光量子収率は0.3%であった。
10 ml of THF was added to [Ir (ppy) 2 (μ-Cl)] 2 (83.7 mg, 0.078 mmol) and silver triflate (44.0 mg, 0.157 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. After confirming the precipitation of silver chloride, DPCB-H (118 mg, 0.156 mmol) was added and stirred at room temperature for 24 hours. After removing silver chloride by Celite filtration, the solvent was distilled off with a vacuum pump and washed with diethyl ether. Recrystallization from methylene chloride and diethyl ether gave compound (1) red crystals (63 mg, 0.044 mmol) in a yield of 28.7%. [Ir (ppy) 2 (μ-Cl)] 2 was prepared with reference to the method described in J. Am. Chem. Soc. 106, 6647 (1984). The obtained compound (1) was measured for mass spectrometry, 1 H-NMR, 31 P [ 1 H] -NMR, and melting point (mp), and the results are shown below.
Compound (1) (C 75 H 84 F 3 IrN 2 O 3 P 2 S): calcd. C 64.13, H 6.03, N 1.99; found C 64.48, H 5.99, N 2.04.
1 H-NMR (300.1 MHz, CDCl 3 , 20 ° C): δ = 0.78 (s, 18H), 1.27 (s, 18H), 1.73 (s, 18H), 5.76 (dd, J HH = 7.7, 2.9Hz, 2H), 6.44 (d, J HH = 7.7Hz, 4H), 6.74 (t, J HH = 7.7Hz, 2H), 6.82 (t, J HH = 7.2Hz, 2H), 6.91 (t, J HH = 7.9 Hz, 4H), 7.13 (d, J HH = 2.6Hz, 2H), 7.15 (d, J HH = 8.1Hz, 2H), 7.44 (d, J HH = 6.8Hz, 2H), 7.46 (s, 2H) , 7.54 (t, J HH = 6.1Hz, 2H), 7.99 (d, J HH = 7.1Hz, 2H), 8.20 (t, J HH = 7.5Hz, 2H), 9.93 (d, J HH = 4.9Hz, 2H)
31 P [ 1 H] -NMR (121.5 MHz, CDCl 3 , 20 ° C.): δ = 119.7 ppm (s)
mp: 256 ℃
Further, when the absorption and emission spectra of the obtained compound (1) were measured, the absorption λ max = 360 nm (ε = 37000), the emission λ max = 516 nm (excitation wavelength 475 nm), and the fluorescence quantum yield was 0.3%. Met.

実施例2(金属錯体化合物(2)の合成)
(1)1,2-ビス(p-メトキシフェニル)-3,4-ビス[(2,4,6-トリ-t-ブチルフェニル)ホスフィニデン]-1-シクロブテン(DPCB-OMe)の合成
実施例1において、ジクロロ(フェニルエチニル)ホスフィンの代わりにジクロロ(p-メトキシフェニルエチニル)ホスフィンを用い、1,2-ビス(p-メトキシフェニル)-3,4-ビス[(2,4,6-トリ-t-ブチルフェニル)ホスフィニデン]-1-シクロブテン(DPCB-OMe)を黄色結晶として得た(収率52%)。1H−NMR及び31P[1H]−NMR測定により目的物であることを確認した。その測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3, 室温):δ 1.39(s,18H,p-t-Bu),1.55(s,36H,o-t-Bu),3.67(s,6H,OCH3), 6.31(d,3JH-H=9.0Hz,4H,o-Ph),6.43(d,3JH-H=9.0Hz,4H,m-Ph),7.37(s,4H,PAr).
31P[1H]-NMR(CDCl3,室温):δ 162.2(s)
Example 2 (Synthesis of metal complex compound (2))
(1) Synthesis of 1,2-bis (p-methoxyphenyl) -3,4-bis [(2,4,6-tri-t-butylphenyl) phosphinidene] -1-cyclobutene (DPCB-OMe) 1, dichloro (p-methoxyphenylethynyl) phosphine was used instead of dichloro (phenylethynyl) phosphine, and 1,2-bis (p-methoxyphenyl) -3,4-bis [(2,4,6-tri -t-Butylphenyl) phosphinidene] -1-cyclobutene (DPCB-OMe) was obtained as yellow crystals (52% yield). It was confirmed to be the target product by 1 H-NMR and 31 P [ 1 H] -NMR measurement. The measurement results are shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 , room temperature): δ 1.39 (s, 18H, pt-Bu), 1.55 (s, 36H, ot-Bu), 3.67 (s, 6H, OCH 3 ), 6.31 (d, 3 J HH = 9.0Hz, 4H, o-Ph), 6.43 (d, 3 J HH = 9.0Hz, 4H, m-Ph), 7.37 (s, 4H, PAr).
31 P [ 1 H] -NMR (CDCl 3 , room temperature): δ 162.2 (s)

(2)金属錯体化合物(2)の合成

Figure 2005247791
(2) Synthesis of metal complex compound (2)
Figure 2005247791

[Ir(ppy)2(μ-Cl)]2(34.0mg,0.0317mmol) 、銀トリフラート (15.9mg,0.0569mmol)にTHF 4ml を加え室温で1時間攪拌した。塩化銀の析出を確認した後、DPCB-OMe(50.9mg,0.0624mmol) を加え室温で24時間攪拌した。セライトろ過により塩化銀を除去した後、真空ポンプで溶媒を留去しジエチルエーテルで洗浄した。塩化メチレンとジエチルエーテルから再結晶すると、化合物(2)の赤色結晶(16mg,0.107mmol)が収率17.9%で得られた。得られた化合物(2)について、質量分析、1H−NMR、31P−NMR及び融点(mp)を測定した結果を以下に示す。
化合物(2)(C77H88F3IrN2O5P2S): calcd. C 63.14, H 6.06, N 1.91; found C 63.15, H 6.01, N 1.67.
1H-NMR(300.1MHz,CDCl3,20℃):δ=0.79(s,18H),1.30(s,18H),1.72(s,18H),3.72(s,6H),5.76(d,JH-H=5.1Hz,2H),6.34(d,JH-H=9.0Hz,4H),6.42(d,JH-H=9.0Hz,4H), 6.73(t,JH-H=6.9Hz,2H),6.82(t,JH-H=7.5Hz,2H),7.19(s,2H),7.44(d,JH-H=7.5Hz,2H),7.50(t,JH-H=6.0Hz,2H),7.47(s,2H),7.97(d,JH-H=7.7Hz,2H),8.15(t,JH-H=7.4Hz,2H), 9.94(d,JH-H=5.1Hz,2H)
31P-NMR(121.5MHz,CDCl3,20℃):δ=110.8ppm(s)
mp:197℃
また、得られた化合物(2)の吸収及び発光スペクトルを測定したところ、吸収のλmax =382nm (ε=38000)、発光のλmax =503nm(励起波長466nm)であった。
[Ir (ppy) 2 (μ-Cl)] 2 (34.0 mg, 0.0317 mmol) and silver triflate (15.9 mg, 0.0569 mmol) were added with 4 ml of THF and stirred at room temperature for 1 hour. After confirming the precipitation of silver chloride, DPCB-OMe (50.9 mg, 0.0624 mmol) was added and stirred at room temperature for 24 hours. After removing silver chloride by Celite filtration, the solvent was distilled off with a vacuum pump and washed with diethyl ether. Recrystallization from methylene chloride and diethyl ether gave compound (2) red crystals (16 mg, 0.107 mmol) in a yield of 17.9%. With respect to the obtained compound (2), the results of mass spectrometry, 1 H-NMR, 31 P-NMR and melting point (mp) are shown below.
Compound (2) (C 77 H 88 F 3 IrN 2 O 5 P 2 S): calcd. C 63.14, H 6.06, N 1.91; found C 63.15, H 6.01, N 1.67.
1 H-NMR (300.1 MHz, CDCl 3 , 20 ° C): δ = 0.79 (s, 18H), 1.30 (s, 18H), 1.72 (s, 18H), 3.72 (s, 6H), 5.76 (d, J HH = 5.1Hz, 2H), 6.34 (d, J HH = 9.0Hz, 4H), 6.42 (d, J HH = 9.0Hz, 4H), 6.73 (t, J HH = 6.9Hz, 2H), 6.82 (t , J HH = 7.5Hz, 2H), 7.19 (s, 2H), 7.44 (d, J HH = 7.5Hz, 2H), 7.50 (t, J HH = 6.0Hz, 2H), 7.47 (s, 2H), 7.97 (d, J HH = 7.7Hz, 2H), 8.15 (t, J HH = 7.4Hz, 2H), 9.94 (d, J HH = 5.1Hz, 2H)
31 P-NMR (121.5 MHz, CDCl 3 , 20 ° C): δ = 110.8 ppm (s)
mp: 197 ℃
Further, when the absorption and emission spectra of the obtained compound (2) were measured, the absorption λ max = 382 nm (ε = 38000) and the emission λ max = 503 nm (excitation wavelength 466 nm).

実施例3(金属錯体化合物(3)の合成)
(1)1,2-ビス(p-トリフルオロメチルフェニル)-3,4-ビス[(2,4,6-トリ-t-ブチルフェニル)ホスフィニデン]-1-シクロブテン(DPCB-CF3)の合成
実施例1において、ジクロロ(フェニルエチニル)ホスフィンの代わりにジクロロ(p-トリフルオロメチルフェニルエチニル)ホスフィンを用い、1,2-ビス(p-トリフルオロメチルフェニル)-3,4-ビス[(2,4,6-トリ-t-ブチルフェニル)ホスフィニデン]-1-シクロブテン(DPCB-CF3)を黄色結晶として得た(収率54%)。1H−NMR及び31P[1H]−NMR測定により目的物であることを確認した。その測定結果を以下に示す。
1H-NMR(CDCl3,室温):δ 1.36(s,18H,p-t-Bu) 、1.54(s,36H,o-t-Bu)、6.57(d,3JH-H=8.1Hz,4H,o-Ph) 、7.06(d,3JH-H=8.1Hz,4H,m-Ph) 、7.43(s,4H,PAr).
31P[1H]-NMR(CDCl3,室温):δ 181.0(s)
Example 3 (Synthesis of metal complex compound (3))
(1) Synthesis of 1,2-bis (p-trifluoromethylphenyl) -3,4-bis [(2,4,6-tri-t-butylphenyl) phosphinidene] -1-cyclobutene (DPCB-CF3) In Example 1, dichloro (p-trifluoromethylphenylethynyl) phosphine was used in place of dichloro (phenylethynyl) phosphine and 1,2-bis (p-trifluoromethylphenyl) -3,4-bis [(2 , 4,6-Tri-t-butylphenyl) phosphinidene] -1-cyclobutene (DPCB-CF3) was obtained as yellow crystals (yield 54%). It was confirmed to be the target product by 1 H-NMR and 31 P [ 1 H] -NMR measurement. The measurement results are shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 , room temperature): δ 1.36 (s, 18H, pt-Bu), 1.54 (s, 36H, ot-Bu), 6.57 (d, 3 J HH = 8.1Hz, 4H, o-Ph ), 7.06 (d, 3 J HH = 8.1 Hz, 4H, m-Ph), 7.43 (s, 4H, PAr).
31 P [ 1 H] -NMR (CDCl 3 , room temperature): δ 181.0 (s)

(2)金属錯体化合物(3)の合成

Figure 2005247791
(2) Synthesis of metal complex compound (3)
Figure 2005247791

[Ir(ppy)2(μ-Cl)]2 (29.9mg, 0.0278mmol) 、銀トリフラート(15.4 mg,0.0552mmol)に塩化メチレン4mlを加え室温で1時間攪拌した。塩化銀の析出を確認した後、DPCB-CF3 (54.7mg,0.0613mmol)を加え室温で24時間攪拌した。セライトろ過により塩化銀を除去した後、真空ポンプで溶媒を留去しペンタンで洗浄すると化合物(3)の黄色粉末(28.5mg,0.0182mmol)が収率33.0%で得られた。得られた化合物(3)について、1H−NMR及び31P−NMRを測定した結果を以下に示す。
1H-NMR(300.1MHz,CDCl3,20℃):δ=0.77(s,18H),1.26(s,18H),1.75(s,18H),5.75(d,JH-H=7.3Hz,2H),6.55(d,JH-H=8.2Hz,4H),6.76(t,JH-H=7.0Hz,2H),6.85(t,JH-H=7.1Hz,2H),7.13(s,2H),7.20(d,JH-H=8.6Hz,4H),7.47(d,JH-H =7.0Hz,2H),7.50(s,2H),7.60(t,JH-H=5.9Hz,2H),8.01(d,JH-H=7.5Hz,2H),8.22(t,JH-H=7.7Hz,2H),9.88(d,JH-H =5.5Hz,2H)
31P-NMR(121.5MHz,CDCl3,20℃):δ=130.6ppm(s)
また、得られた化合物(3)の吸収及び発光スペクトルを測定したところ、吸収のλmax =356nm (ε=29000)、発光のλmax =498nm(励起波長465nm)であった。
4 ml of methylene chloride was added to [Ir (ppy) 2 (μ-Cl)] 2 (29.9 mg, 0.0278 mmol) and silver triflate (15.4 mg, 0.0552 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. After confirming the precipitation of silver chloride, DPCB-CF3 (54.7 mg, 0.0613 mmol) was added and stirred at room temperature for 24 hours. After removing silver chloride by Celite filtration, the solvent was distilled off with a vacuum pump and washed with pentane to obtain a yellow powder (28.5 mg, 0.0182 mmol) of Compound (3) in a yield of 33.0%. About the obtained compound (3), the result of having measured 1 H-NMR and 31 P-NMR is shown below.
1 H-NMR (300.1 MHz, CDCl 3 , 20 ° C): δ = 0.77 (s, 18H), 1.26 (s, 18H), 1.75 (s, 18H), 5.75 (d, J HH = 7.3Hz, 2H) , 6.55 (d, J HH = 8.2Hz, 4H), 6.76 (t, J HH = 7.0Hz, 2H), 6.85 (t, J HH = 7.1Hz, 2H), 7.13 (s, 2H), 7.20 (d , J HH = 8.6Hz, 4H), 7.47 (d, J HH = 7.0Hz, 2H), 7.50 (s, 2H), 7.60 (t, J HH = 5.9Hz, 2H), 8.01 (d, J HH = 7.5Hz, 2H), 8.22 (t, J HH = 7.7Hz, 2H), 9.88 (d, J HH = 5.5Hz, 2H)
31 P-NMR (121.5 MHz, CDCl 3 , 20 ° C): δ = 130.6 ppm (s)
Further, when the absorption and emission spectra of the obtained compound (3) were measured, the absorption λ max = 356 nm (ε = 29000) and the emission λ max = 498 nm (excitation wavelength: 465 nm).

実施例4(金属錯体化合物(15)の合成)

Figure 2005247791
Example 4 (Synthesis of metal complex compound (15))
Figure 2005247791

[Ir(ppy)2(μ-Cl)]2(49.9mg,0.0465mmol)、銀トリフラート(27.5mg,0.0985mmol)に塩化メチレン5mlを加え室温で1時間攪拌した。塩化銀の析出を確認した後、(E)-2-(1-(2,4,6-トリ-t-ブチルフェニル)-2-ホスファエテニルピリジン(35.6mg,0.0968mmol)を加え室温で24時間攪拌した。セライトろ過により塩化銀を除去した後、真空ポンプで飽和溶液になるまで濃縮し静かにジエチルエーテルを加え二層にした。析出した固体をジエチルエーテルで洗浄すると化合物(15)の黄土色粉末(42.7mg,0.0410mmol) が収率45.0%で得られた。得られた化合物(15)について、1H−NMR及び31P−NMRを測定した結果を以下に示す。
1H-NMR(300.1MHz,CDCl3,20℃):δ= 0.86(s,9H),1.32(s,9H),1.66(s,9H),5.64(t,JH-H=7.1Hz,1H),6.30(d,JH-H=7.7Hz,1H),6.79(t,JH-H=6.9Hz,1H),6.87(t,JH-H=7.1Hz,1H),6.92-6.98(m,2H),7.07(t,JH-H=7.5Hz,1H),7.13-7.20(m,2H),7.42(s,1H),7.50(s,1H),7.51(d,JH-H=8.4Hz,1H),7.61-7.66(m,2H),7.88(m,1H),8.04(d,JH-H=5.7Hz,1H), 8.55(d,JH-P=22.3Hz,1H),9.07(d,JH-H=6.2Hz,1H)
31P-NMR(121.5MHz,CDCl3,20℃):δ=244.2ppm(s)
また、得られた化合物(15)の吸収及び発光スペクトルを測定したところ、吸収のλmax =382nm (ε=9300)、発光のλmax =499nm(励起波長466nm)であった。
[Ir (ppy) 2 (μ-Cl)] 2 (49.9 mg, 0.0465 mmol) and silver triflate (27.5 mg, 0.0985 mmol) were added with 5 ml of methylene chloride and stirred at room temperature for 1 hour. After confirming the precipitation of silver chloride, (E) -2- (1- (2,4,6-tri-t-butylphenyl) -2-phosphaethenylpyridine (35.6 mg, 0.0968 mmol) was added at room temperature. After stirring for 24 hours, the silver chloride was removed by celite filtration, the solution was concentrated to a saturated solution with a vacuum pump, and diethyl ether was gently added to form two layers. An ocherous powder (42.7 mg, 0.0410 mmol) was obtained in a yield of 45.0%, and the results of 1 H-NMR and 31 P-NMR measurements of the obtained compound (15) are shown below.
1 H-NMR (300.1 MHz, CDCl 3 , 20 ° C): δ = 0.86 (s, 9H), 1.32 (s, 9H), 1.66 (s, 9H), 5.64 (t, J HH = 7.1Hz, 1H) , 6.30 (d, J HH = 7.7Hz, 1H), 6.79 (t, J HH = 6.9Hz, 1H), 6.87 (t, J HH = 7.1Hz, 1H), 6.92-6.98 (m, 2H), 7.07 (t, J HH = 7.5Hz, 1H), 7.13-7.20 (m, 2H), 7.42 (s, 1H), 7.50 (s, 1H), 7.51 (d, J HH = 8.4Hz, 1H), 7.61- 7.66 (m, 2H), 7.88 (m, 1H), 8.04 (d, J HH = 5.7Hz, 1H), 8.55 (d, J HP = 22.3Hz, 1H), 9.07 (d, J HH = 6.2Hz, 1H)
31 P-NMR (121.5 MHz, CDCl 3 , 20 ° C): δ = 244.2 ppm (s)
Further, when the absorption and emission spectra of the obtained compound (15) were measured, the absorption λ max = 382 nm (ε = 9300) and the emission λ max = 499 nm (excitation wavelength 466 nm).

比較例1

Figure 2005247791
上記化合物(C)をInorg.Chem.,27,3464(1988) 記載の方法を参照して合成した。化合物(C)の吸収及び発光スペクトルを測定したところ、発光のλmax =565nm(励起波長280nm)であった。 Comparative Example 1
Figure 2005247791
The compound (C) was synthesized with reference to the method described in Inorg. Chem., 27, 3464 (1988). When the absorption and emission spectra of the compound (C) were measured, the emission λ max was 565 nm (excitation wavelength: 280 nm).

以上の実施例及び比較例より、窒素原子二座キレート配位子の窒素をリン原子に変えたsp2型P原子を含む二座キレート配位子は、錯体の発光波長をより短波長化する効果があることがわかる。 From the above examples and comparative examples, the bidentate chelate ligand containing the sp 2 type P atom in which the nitrogen atom of the nitrogen atom bidentate chelate ligand is changed to a phosphorus atom shortens the emission wavelength of the complex. It turns out that there is an effect.

以上詳細に説明したように、本発明の新規金属錯体化合物を用いた有機EL素子は、青色発光し、発光効率が高く、長寿命であり、青色をはじめとした各色りん光有機EL用材料として使用可能であり、各種表示素子、ディスプレイ、バックライト、照明光源、標識、看板、インテリア等の分野に適用でき、特にカラーディスプレイの表示素子として適している。
As described above in detail, the organic EL device using the novel metal complex compound of the present invention emits blue light, has high luminous efficiency, has a long life, and is used as a phosphorescent organic EL material for various colors including blue. It can be used and can be applied to various display elements, displays, backlights, illumination light sources, signs, signboards, interiors, and the like, and is particularly suitable as a display element for color displays.

Claims (9)

下記一般式(I)で表される部分構造を有する金属錯体化合物。
Figure 2005247791
[式中、環構造Aは、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族環残基、
環構造Bは、少なくとも1つの炭素−窒素二重結合を含む炭素数5〜20の環構造を表し、置換基を有していてもよく、
Xは置換基を有していてもよいリン(P)原子又は窒素(N)原子、Mは周期律表第7族、第8族又は第9族原子であり、
Zは、P及びXとそれぞれ二重結合で結合した炭素数2〜10のアルカン残基、炭素数4〜20のシクロアルカン残基又は炭素数4〜20のシクロアルケン残基であり、置換基を有していてもよく、P及び/又はXの置換基と結合して環を形成していてもよい。
環構造A及び環構造Bは互いに炭素原子で連結し、Mと環構造Aとの結合は共有結合、Mと環構造B、P及びXとの結合はそれぞれπ結合であり、少なくとも一つのP原子はsp2型P原子である。]
A metal complex compound having a partial structure represented by the following general formula (I).
Figure 2005247791
[In the formula, the ring structure A is an aromatic ring residue having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent,
Ring structure B represents a ring structure having 5 to 20 carbon atoms including at least one carbon-nitrogen double bond, and may have a substituent,
X is an optionally substituted phosphorus (P) atom or nitrogen (N) atom, M is a group 7, 8 or 9 atom of the periodic table;
Z is an alkane residue having 2 to 10 carbon atoms, a cycloalkane residue having 4 to 20 carbon atoms, or a cycloalkene residue having 4 to 20 carbon atoms bonded to P and X by a double bond, respectively. And may be bonded to a substituent of P and / or X to form a ring.
Ring structure A and ring structure B are connected to each other by a carbon atom, the bond between M and ring structure A is a covalent bond, and the bond between M and ring structure B, P, and X is a π bond, and at least one P The atoms are sp 2 type P atoms. ]
下記一般式(II)又は(III) で表される部分構造を有する請求項1に記載の金属錯体化合物。
Figure 2005247791
[一般式(II)及び(III) 式中、R1〜R12及びR1'〜R6'は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族環基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表す。また、R5〜R12のうち隣接するものは、互いに結合し環を形成していてもよい。]
The metal complex compound according to claim 1, which has a partial structure represented by the following general formula (II) or (III).
Figure 2005247791
[In the general formulas (II) and (III), R 1 to R 12 and R 1 ′ to R 6 ′ are each independently a hydrogen atom or a C 1-12 which may have a substituent. An alkyl group, an aromatic ring group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, a halogen atom, a cyano group or a nitro group is represented. In addition, adjacent ones of R 5 to R 12 may be bonded to each other to form a ring. ]
下記一般式(II')又は(III')で表される部分構造を有する請求項1に記載の金属錯体化合物。
Figure 2005247791
[一般式(II)及び(III) 式中、R1〜R12及びR1'〜R6'は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族環基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表す。また、R5〜R12のうち隣接するものは、互いに結合し環を形成していてもよい。
Lは、周期律表第13〜16族元素のいずれかを含む価数−1のアニオンを表す。]
The metal complex compound according to claim 1, which has a partial structure represented by the following general formula (II ') or (III').
Figure 2005247791
[In the general formulas (II) and (III), R 1 to R 12 and R 1 ′ to R 6 ′ are each independently a hydrogen atom or a C 1-12 which may have a substituent. An alkyl group, an aromatic ring group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, a halogen atom, a cyano group or a nitro group is represented. In addition, adjacent ones of R 5 to R 12 may be bonded to each other to form a ring.
L represents a valence-1 anion containing any one of Group 13 to 16 elements of the Periodic Table. ]
前記一般式(I)における
Figure 2005247791
で表される構造が、
Figure 2005247791
のいずれかで表される構造である請求項1に記載の金属錯体化合物。
In the general formula (I)
Figure 2005247791
The structure represented by
Figure 2005247791
The metal complex compound according to claim 1, which has a structure represented by any one of the following:
前記一般式(I)における
Figure 2005247791
で表される構造が、
Figure 2005247791
のいずれかで表される構造である請求項1に記載の金属錯体化合物。
In the general formula (I)
Figure 2005247791
The structure represented by
Figure 2005247791
The metal complex compound according to claim 1, which has a structure represented by any one of the following:
一対の電極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも1層が、請求項1〜5のいずれかに記載の金属錯体化合物を含有し、両極間に電圧を印加することにより発光する有機エレクトロルミネッセンス素子。   In the organic electroluminescent element by which the organic thin film layer which consists of a single layer or multiple layers which has at least a light emitting layer between a pair of electrodes is clamped, at least 1 layer of this organic thin film layer is in any one of Claims 1-5. An organic electroluminescence device that contains a metal complex compound of 1 and emits light when a voltage is applied between both electrodes. 前記発光層が、請求項1〜5のいずれかに記載の金属錯体化合物を含有する請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescent element of Claim 7 in which the said light emitting layer contains the metal complex compound in any one of Claims 1-5. 青色系りん光発光する請求項6又は7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 6 or 7, which emits blue phosphorescence. 金属錯体化合物を含有する層が、塗布により成膜されてなる請求項6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 6, wherein the layer containing the metal complex compound is formed by coating.
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