JP2008528576A - 高発光効率の赤色リン光材料及びこれを含有している表示素子 - Google Patents

高発光効率の赤色リン光材料及びこれを含有している表示素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2008528576A
JP2008528576A JP2007553028A JP2007553028A JP2008528576A JP 2008528576 A JP2008528576 A JP 2008528576A JP 2007553028 A JP2007553028 A JP 2007553028A JP 2007553028 A JP2007553028 A JP 2007553028A JP 2008528576 A JP2008528576 A JP 2008528576A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
chemical formula
hydrogen
red phosphorescent
halogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007553028A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4662998B2 (ja
Inventor
ソヤン ジャン
キュサン チョ
サンミン チン
キョングン チョ
ジャンス コン
ミヨン カク
ノギル パク
ボンゴク キム
サンミン キム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gracel Display Inc
Original Assignee
Gracel Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gracel Display Inc filed Critical Gracel Display Inc
Publication of JP2008528576A publication Critical patent/JP2008528576A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4662998B2 publication Critical patent/JP4662998B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/0006Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table compounds of the platinum group
    • C07F15/0033Iridium compounds
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011Condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10Triplet emission
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917Electroluminescent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)

Abstract

本発明は、新規の赤色有機リン光化合物及びそれを含む表示素子を提供する。本発明のリン光体化合物は、従来の赤色リン光材料より純赤色を現わす赤色リン光化合物を提供し、前記の純赤色の特性を含みながら低ドーピング濃度においても高効率の光発光特性を有する赤色リン光化合物を提供する。

Description

本発明は、赤色電界発光イリジウム化合物及びこれを光発光ドーパントとして採用している表示素子に関するものであって、より詳しくは、高発光効率の赤色電界発光特性を有し、光発光素子の光発光層形成材料として使用される新規なイリジウム化合物と、これを光発光ドーパントとして採用している表示素子に関するものである。
表示素子中、電界発光素子(electroluminescence device: EL device)は、自己発光型表示素子であって、視野角が広くコントラストに優れるのみならず応答速度が速いという長所を持っている。
一方、1987年イーストマンコダック(Eastman Kodak)社では、光発光層形成用材料として低分子の芳香族ジアミンとアルミニウム錯体を用いている有機EL素子を初めて開発した[Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987]。
有機EL素子において、発光効率を決める最も重要な要因は、光発光材料である。光発光材料としては現在まで蛍光材料が広く使用されているが、電界発光のメカニズム上、リン光材料の開発は理論的に4倍まで発光効率を改善させることのできる最も良い方法の中の一つである。
現在まで、イリジウム(III)錯体系列が、リン光発光材料としてよく知られており、各RGB別に、(acac)Ir(btp)2、Ir(ppy)3及びFirpicなどの材料が知られており(Baldoら、Appl. Phys. lett., Vol 75, No. 1, 4, 1999; WO 00/70 655; WO 02/7 492; 韓国公開特許公報2004-14346号;)、特に、最近日本、欧米で多くのリン光材料が研究されている。
従来の赤色リン光材料の中、良い光発光特性を現わす材料として報告された材料はいくつか報告されているが、常用化の水準に至った材料はまだ非常に微々たる物しか知られていない。最も良い材料としては、2-フェニルイソキノリンのイリジウム錯体である[Ph-iQ]3Irが、光発光特性に最も優れて濃い赤色の色純度及び高発光効率を現すものとして知られている(参考文献: A. Tsuboyama, et. al., J. Am. Chem. Soc. 2003, 125(42), 12971-12979)。
さらに、赤色材料の場合、寿命上の大きな問題がなく色純度や発光効率が優秀であれば、常用化が容易である傾向があって、前記のイリジウム錯物は、優れた色純度及び発光効率によって常用化の可能性が最も高い材料であると言える。
一方、米国公開特許公報第2001/0019782号には、高発光効率の赤色リン光材料として下記の広範囲な化合物が公知になっているが、下記の化合物は純赤色の色純度と高い発光効率を同時に満たす水準ではない。
なお、ピリジンの2−位置にナフチル基または多重環化合物が置換された化合物をリガンドにする下記のイリジウム錯体は、前記の米国公開特許公報第2001/0019782号には化合物の構造のみが提示されているだけで、具体的に開示されていないのみならず、本発明者らが確認した結果、純赤色でなく、又は発光効率が劣るという短所がある。
従って、このような純赤色と高い発光効率の発光特性の条件を同時に満たすことができないため、実際に中大型OLEDパネルに適用されるには限界があり、前記の光発光特性が既に公知になった材料より更に優れた材料が提供されなければならないのが現実である。
WO00/70655 WO02/07492 韓国公開特許公報2004−14346号 米国公開特許公報第2001/0019782号 Appl. Phys. lett., Vol 75, No. 1, 4, 1999 J. Am. Chem. Soc. 2003, 125(42), 12971-12979
本発明は、前記の従来の問題点を解決するために努力した結果、2-[1-ナフチル]ピリジン構造の化合物の特定位置に置換基を導入する方法を採用すれば、純赤色でありながら発光効率に優れる電界発光化合物が提供できるということを発明するに至った。
従って、本発明の目的は、従来の赤色リン光材料より純赤色を現わす赤色リン光化合物を提供することであり、もう一つの目的は、前記の純赤色の特性を含みながら低ドーピング濃度においても高効率の光発光特性を有するリン光化合物を提供することであり、さらに他の目的は、従来の赤色リン光化合物に比べて寿命特性に優れ、常用化において有利である新規な赤色リン光化合物を光発光ドーパントとして使用しているOLED表示素子を提供することである。
本発明は、下記の化学式1で表される新規な赤色有機電気リン光化合物及びこれを含有する表示素子に関するものである。
<化学式1>

(式中、 Lは下記のリガンドから選ばれ;

R1乃至R10は、互いに独立に水素、ハロゲンが置換もしくは無置換の直鎖もしくは分枝鎖のC1乃至C20アルキル基またはアルコキシ基、C5乃至C7シクロアルキル基、ハロゲンが置換もしくは無置換の芳香族基、ハロゲン基、アシル基、シアノ基、またはジシアノエチレン基であり、または、R5乃至R10は、互いに隣り合った炭素の置換基が炭素数2乃至10からなるアルキレンまたはアルケニレンで結合されて縮合環または多重縮合環を形成することができ、但し、前記縮合環または多重縮合環を形成しないときは、R4及びR5が、共に水素であるものは除く。)
本発明による新規なイリジウム錯体は、材料の発光効率に優れる赤色電界発光化合物である。
以下、発明をより詳細に説明する。
即ち、本発明の発明者らは、ピリジル基のR4置換位置及びナフチル基のR5置換位置に水素以外の置換基を導入することによって、R4置換基とR5置換基の間に立体障害を生じさせて、ピリジル環とナフチル環が同一面上に存在しないようにすることで、光発光波長を純赤色の波長に著しく移動させる方法を発明した。
下記図は、(a)R4、R5共に水素である場合、又は(b)R4および/又はR5に置換基が導入された場合の三次元構造を計算した結果を示したものであって、(a)R4、R5共に水素である場合は、ピリジル基とナフチル基の環は同一平面上にあるが、(b)R4および/又はR5に置換基が導入されたときは、両環が互いに拗けていることが確認できた。
(a)R4、R5共が水素である場合
(b)R4、R5に置換体が導入された場合
また、本発明の発明者らは、ナフチル基のR5乃至R10置換基を互いに隣り合った炭素の置換基とアルキレンまたはアルケニレンで結合させて縮合環または多重縮合環で形成させることによって、発光効率を著しく増加させる方法を発明した。
本発明によれば、前記の化学式1の化合物は、このような立体障害効果が生じるようにR4及びR5のいずれか一つ以上は水素以外の置換基が導入される方法が採用された。化学式1の純赤色の光発光化合物は、具体的にはR1乃至R10は、互いに独立に水素、直鎖もしくは分枝鎖のC1乃至C10アルキル基またはアルコキシ基、C5乃至C7シクロアルキル、ハロゲン、アシル基、シアノ基、またはハロゲンが置換もしくは無置換の芳香族基であり、但し、ピリジル基のR4置換位置及びナフチル基のR5置換位置に水素以外の置換基を導入することにより、R4置換基とR5置換基の間に立体障害が生じるように、R4およびR5が共に水素であるものは除かれる。
特に、ピリジル基のR4置換基とナフチル基のR5置換基の間に立体障害が生じるように、本発明によればR4及びR5が共に水素であるものは除かれる化合物は、R1、R3、R6、R7及びR10が共に水素である場合の下記の化学式2の化合物から選ばれるものが望ましい。
<化学式2>

(式中、R2、R4、R5、R8及びR9は、互いに独立に水素、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、i-アミル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、n-ノニル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メトキシ、エトキシ、トリフルオロメトキシ、フェニル、2-メチルフェニル、4-メチルフェニル、2-フルオロフェニル、4-フルオロフェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、フルオロ、アセチル基、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイル、またはシアノ基であり、但し、R4及びR5が共に水素であるものは除く。)
また、ナフチル基に縮合環もしくは多重縮合環で形成させることにより発光効率を著しく増加させる方法を採用した本発明による化学式1のリン光化合物は、ナフチル基のR5乃至R10の互いに隣り合った炭素の置換基と炭素数2乃至10からなるアルキレンまたはアルケニレンが結合して縮合環もしくは多重縮合環を形成させた化合物を含み、特にR8とR9置換基が環を形成する下記の化学式3乃至化学式7のリン光化合物が望ましい。
<化学式3>
<化学式4>
<化学式5>
<化学式6>
<化学式7>
(前記の化学式3乃至化学式7で表される化合物のR1乃至R7及びR10は、互いに独立に水素、ハロゲンが置換もしくは無置換の直鎖もしくは分枝鎖のC1乃至C10アルキル基またはアルコキシ基、C5乃至C7シクロアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基またはナフチル基、ハロゲン基、アシル基、またはシアノ基である。)
特に、前記の化学式3乃至7の化合物は、他の光発光特性を考えて、R1、R3、R6、R7及びR10が共に水素である場合の下記の化学式8乃至化学式12のリン光化合物から選ばれるものがさらに望ましい。
<化学式8>
<化学式9>
<化学式10>
<化学式11>
<化学式12>

(前記の化学式8乃至化学式12の化合物のR2、R4及びR5は、互いに独立に水素、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、i-アミル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、n-ノニル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メトキシ、エトキシ、トリフルオロメトキシ、フェニル、2-メチルフェニル、4-メチルフェニル、2-フルオロフェニル、4-フルオロフェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、フルオロ、アセチル基、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイル、またはシアノ基である。)
本発明によるさらに望ましいリン光化合物の例は、下記の化合物から選ばれ、最も望ましい赤色リン光化合物は、R4及びR5が立体障害効果をもたらす置換体が導入されると同時に、ピリジル基に縮合環もしくは多重縮合環が形成された化合物である。





















本発明による赤色電気リン光化合物を構成するリガンドである2-ナフチルピリジン誘導体は、下記の反応式1に例示されたような製造方法を応用して製造することができる。
<反応式1>
前記の本発明による赤色のリン光化合物のリガンドである2-ナフチルピリジン誘導体は、反応式1に図示されたように1-ナフタレンホウ酸誘導体とハロピリジン誘導体及び触媒量のテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムをトルエン−エタノールの混合溶媒のような有機溶媒に溶解した後、炭酸ナトリウムとピリジンを反応液中に添加し、還流してカップリングさせ、再結晶して製造される。
本発明による新規なナフチルピリジン誘導体リガンドの製造方法は、前記の反応式1に図示された製造方法のみに限定されるものではなく、それ以外にも前記反応式1の製造方法を応用したり、他の経路の製造方法が全て可能であり、これは当分野の通常の知識を有する者であれば、従来の有機合成方法を用いて容易に製造することができるため、詳細な記載は省略する。
製造された新規なリガンドから、下記の反応式2の方法によってイリジウム錯体を製造することができる。
<反応式2>
三塩化イリジウム(IrCl3)と製造された2-ナフチルピリジン誘導体リガンドを1:2乃至3モルの割合で、望ましくは1:2.2モル程度の割合で溶媒に混合して還流させた後、μ-ジクロロジイリジウム中間体を分離する。この反応段階における溶媒は、アルコールまたはアルコール/水の混合溶媒が望ましく、その例として2-エトキシエタノール、2-エトキシエタノール/水の混合溶媒が使用される。
分離されたジイリジウムダイマーは、補助リガンドLと有機溶媒に共に混合し加熱して最終生成物である電界発光イリジウム化合物を製造する。ピリジニル誘導体リガンドと他のリガンドLとの反応時のモル比は、最終生成物の組成比に応じて決定される。この際、AgCF3SO3、Na2CO3、NaOHなどを有機溶媒の2-エトキシエタノール、ジグライム(Diglyme)に共に混合して反応させる。
以下において、本発明を実施例に基づいて本発明による新規な電界発光化合物の製造方法を例示する。しかし、下記の実施例は本発明に対してわかり易くするためであって、本発明の範囲が下記に限られるものではない。

[R06]2[acac]Irの製造
R06の製造
1-ナフタレンボロン酸(1-naphthalene boronic acid)4.7g(27.3mmol)、2-クロロ-3-シアノピリジン(2-chloro-3-cyanopyridine)3.6g(26.0mmol)、及び Pd(PPh3)4(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)1.5g(1.3mmol)をトルエン−エタノール混合溶媒(5:5)100mLに溶かした後、2M炭酸ナトリウム水溶液40mLを添加して16時間還流させた。反応を停止させた後、常温まで冷却させ酢酸エチルで抽出してクロロホルムで再結晶し、白色固体のR06の主リガンド4.5g(19.5mmol)を得た。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ7.3-7.4(m, 4H), 7.6-7.7(m, 3H), 8.0-8.2(m, 2H), 9.1(d, 1H)
[R06] 2 [acac]Irの製造
前記段階で製造されたリガンドR06 3.0g(13.0mmol)と塩化イリジウム(III)1.2g(5.9mmol)を2-エトキシエタノール45mLに溶かして、12時間還流させた。生成された固体を濾過して、水で洗った後、塩化メチレンで抽出し、トルエン混合溶液で再結晶して、相応する赤色結晶のμ−ジクロロジイリジウム中間体である[R06]2Ir2Cl2[R06]2を1.7g収得した。
前記段階で製造されたμ−ジクロロジイリジウム中間体1.7gと2,4-ペンタジオン(acac)0.41g(4.1mmol)、炭酸ナトリウム0.75gを2-エトキシエタノール35mLに溶かし、4乃至6時間還流させた後、生成された固体沈殿物を濾過し、塩化メチレンで抽出した。生成物をカラムクロマトグラフィーで分離した後、塩化メチレン−メタノール混合溶液で再結晶して、表題化合物である赤色リン光化合物の[R06]2[acac]Irを0.52g(0.70mmol、収率14%)収得した。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ2.1(s, 6H), 5.5-5.6(s, 1H), 7.3-8.5(m, 18H)
MS/FAB: 750(測定値), 749.84(計算値)
[R16]2[acac]Irの製造
リガンドR16の製造
5-アセナフタレンボロン酸(5-acenaphthene boronic acid)3.28g(16.6mmol)、2-ブロモ-3-メチルピリジン(2-bromo-3-methylpyridine)2.59g(15.0mmol)、及びPd(PPh3)40.52g(0.45mmol)をトルエン−エタノール混合溶媒(5:5) 100mLに溶かした後、2M炭酸ナトリウム水溶液30mLを添加し16時間還流させた。反応を停止させた後、室温まで冷却させ酢酸エチルで抽出し、クロロホルムで再結晶して白色固体のR16を2.1g(8.1mmol)得た。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ2.3(s, 3H), 3.4(t, 4H), 6.9(m, 1H), 7.1(d, 1H), 7.2(d, 1H), 7.3(m, 1H), 7.4-7.5(m, 2H), 8.1(d, 2H), 8.5(d, 1H)
[R16] 2 [acac]Irの製造
前記段階で製造されたリガンドR16を2.0g(7.7mmol)用いて実施例1と同一の方法で表題化合物である赤色リン光化合物の[R16]2[acac]Ir0.41g(0.53mmol、収率15%)を得た。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ2.1(s, 6H), 2.35(s, 6H), 3.4(t, 8H), 5.5-5.6(s, 1H), 7.1-8.4(m, 14H)
MS/FAB: 781(測定値), 779.95(計算値)
[R18]2[acac]Irの製造
リガンドR18の製造
1-ナフタレンボロン酸4.28g(24.9mmol)、2,3-ジクロロピリジン(2,3-dichloropyridine)1.84g(12.45mmol)、及びPd(PPh3)40.71g(0.62mmol)をトルエン−エタノール混合溶媒(5:5)100mLに溶かした後、2M炭酸ナトリウム水溶液60mLを添加し、48時間還流させた。反応を停止させた後、常温まで冷却させ酢酸エチルで抽出してクロロホルムで再結晶して白色固体のR18を3.0g(9.1mmol)得た。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ7.05(m, 1H), 7.3-7.7(m, 14H), 8.1(d, 2H), 8.5-8.6(m, 2H)
[R18] 2 [acac]Irの製造
前記段階で得られたリガンドR18を3.0g(9.1mmol)用いて、実施例1と同一の方法で表題化合物である赤色リン光化合物の[R18]2[acac]Ir1.26g(1.32 mmol、収率41%)を得た。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ2.1(s, 6H), 5.5-5.6(s, 1H), 7.3-8.5(m, 32H)
MS/FAB: 953(測定値), 952.14(計算値)
[R19]2[acac]Irの製造
リガンドR19の製造
フルオランテン(fluoranthene)を1-臭素化して製造された1-フルオランテンボロン酸(1-fluoranthene boronic acid)2.36g(9.59mmol)、2-ブロモピリジン1.52g(9.62mmol)、及びPd(PPh3)40.27g(0.24mmol)をトルエン−エタノール混合溶媒(5:5)80mLに溶かした後、2M炭酸ナトリウム水溶液60mLを添加し、24時間還流させた。反応を停止させた後、常温まで冷却させ酢酸エチルで抽出してクロロホルムで再結晶して白色固体のリガンドR19を2.2g(7.85mmol)得た。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ6.95(q, 1H), 7.25(s, 4H), 7.45-7.55(m, 2H), 7.8(d, 1H), 7.9(d, 1H), 8.0(d, 1H), 8.3(d, 1H), 8.55(d, 1H)
[R19] 2 [acac]Irの製造
前記段階で製造されたリガンドR19 2.2g(7.85mmol)を用いて実施例1と同一の方法で表題化合物の[R19]2[acac]Ir1.5g(1.77mmol、収率49%)を得た。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ2.1(s, 6H), 5.5-5.6(s, 1H), 7.0-7.15(m, 2H), 7.3-7.4(s, 8H), 7.5-8.5(m, 14H)
MS/FAB: 848(測定値), 847.98(計算値)
<比較例1>
[2-(1-ナフチル)ピリジン]2[acac]Irの製造
1-ナフタレンボロン酸(naphthalene boronic acid)1.90g(11.0mmol)、2-ブロモピリジン(2-bromopyridine)1.58g(10.0mmol)、及びPd(PPh3)40.64g (0.55mmol)をトルエン−エタノール混合溶媒(5:5)100mLに溶かした後、2M炭酸ナトリウム水溶液30mLとピリジン1mLを添加し1日間還流させた。反応を停止させた後、常温まで冷却し酢酸エチルで抽出してクロロホルムで再結晶して白色固体の表題化合物(R1乃至R10が全て水素)であるリガンド1.74g(8.5mmol)を収得した。
前記段階で製造されたリガンドの2-[1-(ナフチル)ピリジン]1.12g(5.5mmol)と塩化イリジウム(III)0.74g(2.5mmol)を2-エトキシエタノール20mLに溶かして、12時間還流させた。生成された固体を濾過して水で洗った後、塩化メチレンで抽出しトルエン混合溶液で再結晶して相応する赤色結晶のμ-ジクロロジイリジウム中間体[2-(1-ナフチル)ピリジン]2Ir2Cl2[2-(1-ナフチル)ピリジン]21.1g(収得率63%)を収得した。
製造されたμ-ジクロロジイリジウム中間体1.1gと2,4-ペンタジオン0.25g(2.5mmol)、炭酸ナトリウム0.44gを2-エトキシエタノール20mLに溶かし、4乃至6時間還流させた後、生成された固体沈殿物を濾過し、塩化メチレンで抽出した。生成物をカラムクロマトグラフィーで分離した後、塩化メチレン−メタノール混合溶液で再結晶して、表題化合物の[2-(1-ナフチル)ピリジン]2[acac]Ir(R1乃至R10が全て水素)0.58g(0.83mmol、収得率30%)を収得した。
1H NMR(200MHz, CDCl3): δ2.1(s, 6H), 5.5-5.6(s, 1H), 6.9-7.9(m, 20H)
MS/FAB: 702(測定値), 701.83(計算値)
OLEDの製作
本発明による赤色リン光化合物と比較例1から製造した光発光材料を光発光ドーパントとして使用してOLED素子を製作した。
先ず、OLED用ガラス(三星−コーニング社製)から得られた透明電極ITO薄膜(15Ω/□)をトリクロロエチレン、アセトン、エタノール、蒸留水を順次に使用して超音波洗滌を行った後、イソプロパノールに入れて保管してから使用した。次に、真空蒸着装備の基板フォルダーにITO基板を設け、真空蒸着装備内のセルに4,4',4"-トリス(N,N-(2-ナフチル)-フェニルアミノ)トリフェニルアミン(2-TNATA)を入れ、チャンバー内の真空度が10-6torrに到るまで排気させた後、セルに電流を印加して2-TNATAを蒸発させITO基板上に厚さ60nmの正孔注入層を蒸着した。
次いで、真空蒸着装備内の他のセルにN,N'−ビス(α−ナフチル)−N,N'−ジフェニル−4,4'−ジアミン(NPB)を入れ、セルに電流を印加してNPBを蒸発させて正孔注入層上に厚さ20nmの正孔伝達層を蒸着した。
また、前記真空蒸着装備内の他のセルに光発光ホスト材料である4,4'−N,N'−dicarbazole-biphenyl(CBP)を入れ、さらに他のセルには本発明による赤色リン光化合物と比較例1から製造した光発光材料をそれぞれ入れた後、二物質を異なる速度で蒸発させてドーピングすることにより、前記正孔伝達層上に厚さ30nmの光発光層(4)を蒸着した。この際のドーピング濃度はCBP基準で4乃至10mol%が適当である。
次いで、NPBと同一な方法で、前記光発光層上に正孔遮断層としてビス(2-メチル-8-キノリネート)(p-フェニルフェノレート)アルミニウム(III)(BAlq)を10nmの厚さで蒸着させ、続いて電子伝達層としてトリス(8-ヒドロキシキノリン)-アルミニウム(III)(Alq)を20nm厚さで蒸着した。次に電子注入層でリチウムキノレート(lithium quinolate)(Liq)を1乃至2nmの厚さで蒸着した後、他の真空蒸着装備を用いてアルミニウム負極を150nmの厚さで蒸着してOLEDを製作した。



光発光材料の光学的特性評価
材料別に合成収率が高い錯体は、10-6torr下において真空昇華精製してOLED光発光層のドーパントで使用し、合成収率が低い材料の場合は、光発光ピークのみを確認した。この際、光発光ピークは10-4M以下の濃度の塩化メチレン溶液を製造して測定した。あらゆる材料の光発光の測定時、励起(excitation)波長は250nmで行った。
OLEDの発光効率は10mA/cm2から測定された値であり、本発明による多様な電界発光化合物に対する特性を表1に示した。
表1からわかるように、ピリジル基のR4置換位置及びナフチル基のR5置換位置に水素以外の置換基を導入することによって、R4置換基とナフチル基のR5置換基の立体障害を生じさせ、ピリジル環とナフチル環が同一面上に存在しないようにしたR01、R06、R08などのリガンドを用いた本発明によるリン光化合物は、著しい光発光波長の純赤色への移動現象を示していることが確認できた。即ち、光発光波長を比べてみれば、置換体が全くなくて立体障害がない比較例1化合物は595nmでオレンジ色の方に移動しているが、[R01]2[acac]Irは612nm、[R08]2[acac]Irは620nm、[R06]2[acac]Irは630nm程度まで光波長が移動することがわかった。
また、本発明の発明者らは、ナフチル基のR5乃至R10置換体を互いに隣り合った炭素の置換基とアルキレンまたはアルケニレンで結合させて縮合環もしくは多重縮合環で形成させることによって発光効率を著しく増加させるようにしたR16、R17などのリガンドを採用した本発明によるイリジウム錯体の場合、EL素子で相当な水準の発光効率の改善効果をみせた。表1から確認できるように、ナフチル基を縮合環もしくは多重縮合環化をさせることによって[R16]2[acac]Irは9.10cd/A、[R17]2[acac]Irは8.58cd/Aで発光効率が向上されることがわかり、これは通常4cd/A水準である発光効率が2倍程度増加されたものである。
図1は有機EL素子の断面図であり、図2乃至図5に本発明による赤色リン光化合物である[R17]2[acac]Irをドーパントとして採用したOLEDのELスペクトル、OLEDの電流密度−電圧特性、OLEDの発光効率−輝度特性を図示した。
また、本発明による赤色リン光化合物をドーパントとして使用する場合、既存のCBP:dopant/HBL構造において電流特性が改善されたことがわかった。
[産業上利用可能性]
以上から詳細に述べたように、本発明による新規な赤色リン光化合物は従来の赤色リン光材料より純赤色を現わす赤色リン光化合物を提供することができ、なお、前記の純赤色の特性を含みながらその低ドーピング濃度でも高効率の発光特性を有する赤色リン光化合物を提供することができ、また、本発明による赤色リン光化合物をドーパントで使用する場合、既存のCBP:dopant/HBL構造においても電流特性に優れるという長所があって、OLED素子の大型化に寄与することができる。
有機EL素子の断面図である。 化合物[R17]2[acac]Irをドーパントとして採用したOLEDのELスペクトルである。 化合物[R17]2[acac]Irをドーパントとして採用したOLEDの電流密度−電圧特性である。 化合物[R17]2[acac]Irをドーパントとして採用したOLEDの発光効率−輝度特性である。 化合物[R17]2[acac]Irをドーパントとして採用したOLEDの色座標−輝度特性である。
符号の説明
*図面の主要符号の詳細な説明*
1−有機EL用ガラス 2−透明電極ITO薄膜
3−正孔伝達層 4−光発光層
5−正孔ブロッキング層 6−電子伝達層
7−電子注入層 8−負極

Claims (6)

  1. 下記化学式1で表される赤色リン光化合物。
    <化学式1>

    (式中、Lは、下記のリガンドから選ばれ;

    R1乃至R10は、互いに独立に水素、ハロゲンが置換もしくは無置換の直鎖もしくは分枝鎖のC1乃至C20アルキル基またはアルコキシ基、C5乃至C7シクロアルキル基、ハロゲンが置換もしくは無置換の芳香族基、ハロゲン基、アシル基、シアノ基、またはジシアノエチレン基であり、または、R5乃至R10は、互いに隣り合った炭素の置換基が炭素数2乃至10からなるアルキレンまたはアルケニレンで結合されて縮合環または多重縮合環を形成することができ、但し、前記縮合環または多重縮合環を形成しないときは、R4及びR5が共に水素であるものは除く。)
  2. 化学式1の化合物は、R1乃至R10が互いに独立に水素、直鎖もしくは分枝鎖のC1乃至C10アルキル基またはアルコキシ基、C5乃至C7シクロアルキル、ハロゲン基、アシル基、シアノ基、C5乃至C7シクロアルキル基、またはハロゲンが置換もしくは無置換の芳香族基であり、但し、R4及びR5が共に水素であるものは除かれることを特徴とする請求項1に記載の赤色リン光化合物。
  3. 下記の化学式3乃至化学式7で表される請求項1に記載の赤色リン光化合物。
    <化学式3>

    <化学式4>

    <化学式5>

    <化学式6>

    <化学式7>

    (化学式3乃至化学式7で表される化合物のR1乃至R7及びR10は、互いに独立に水素、ハロゲンが置換もしくは無置換の直鎖もしくは分枝鎖のC1乃至C10アルキル基またはアルコキシ基、C5乃至C7シクロアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基またはナフチル基、ハロゲン基、アシル基、またはシアノ基である。)
  4. 下記の化学式2、および化学式8乃至化学式12から選ばれる請求項2または3に記載の赤色リン光化合物。
    <化学式2>

    <化学式8>

    <化学式9>

    <化学式10>

    <化学式11>

    <化学式12>

    (式中、前記化学式2、化学式8乃至化学式12の化合物のR2、R4、R5、R8及びR9は、互いに独立に水素、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、i-アミル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、n-ノニル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メトキシ、エトキシ、トリフルオロメトキシ、フェニル、2-メチルフェニル、4-メチルフェニル、2-フルオロフェニル、4-フルオロフェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、フルオロ、アセチル基、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイル、またはシアノ基であり、但し、化学式2は、R4及びR5が共に水素であるものは除く。)
  5. 下記化学式の化合物から選ばれる請求項4に記載の赤色リン光化合物。




















  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載の赤色リン光化合物を含む表示素子。

JP2007553028A 2005-01-31 2006-01-18 高発光効率の赤色リン光材料及びこれを含有している表示素子 Expired - Fee Related JP4662998B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050008862A KR100788263B1 (ko) 2005-01-31 2005-01-31 고효율 적색 인광 재료 및 이를 함유하고 있는 표시 소자
PCT/KR2006/000188 WO2006080785A1 (en) 2005-01-31 2006-01-18 Red phosphors with high luminus efficiency and display device containing them

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008528576A true JP2008528576A (ja) 2008-07-31
JP4662998B2 JP4662998B2 (ja) 2011-03-30

Family

ID=36740745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007553028A Expired - Fee Related JP4662998B2 (ja) 2005-01-31 2006-01-18 高発光効率の赤色リン光材料及びこれを含有している表示素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080206596A1 (ja)
JP (1) JP4662998B2 (ja)
KR (1) KR100788263B1 (ja)
CN (2) CN101787050A (ja)
TW (1) TWI316941B (ja)
WO (1) WO2006080785A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007246617A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Showa Denko Kk 高分子発光材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置
JP2011098958A (ja) * 2009-10-07 2011-05-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 有機金属錯体およびこれを用いた発光素子、発光装置、並びに電子機器
WO2015141608A1 (ja) * 2014-03-17 2015-09-24 Jnc株式会社 電子輸送材料およびこれを用いた有機電界発光素子

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI391468B (zh) * 2007-12-31 2013-04-01 Gracel Display Inc 新穎紅色電致發光化合物及使用該化合物之有機電致發光裝置
KR100901887B1 (ko) * 2008-03-14 2009-06-09 (주)그라쎌 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 채용하고 있는 유기 발광소자
CN102226083B (zh) * 2011-04-22 2014-05-07 南京邮电大学 从红光到近红外的铱配合物磷光材料及其制备方法
US9512355B2 (en) 2011-12-09 2016-12-06 Universal Display Corporation Organic light emitting materials
CN104177433A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 磷光材料铱金属配合物、其制备方法及有机电致发光器件
CN104177416A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 磷光材料铱金属配合物、其制备方法及有机电致发光器件
CN104177434A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 红色磷光铱金属配合物、其制备方法及有机电致发光器件
US11271177B2 (en) 2018-01-11 2022-03-08 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
CN109053813A (zh) * 2018-08-03 2018-12-21 瑞声科技(南京)有限公司 一种红光金属配合物、其制备方法及应用
CN109705166B (zh) * 2019-01-24 2021-11-05 石家庄诚志永华显示材料有限公司 金属配合物、有机电致发光材料、有机电致发光元件、电子设备
CN113214326B (zh) * 2021-05-20 2022-04-01 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种金属配合物、有机电致发光装置及应用
CN114276367B (zh) * 2021-12-30 2023-02-24 郑州大学 一类双吡嗪大环化合物、制备方法及其在构筑荧光粉中的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053095A (ja) * 1991-06-21 1993-01-08 Minikamu Res:Kk ストロボ装置
JP2005003095A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Aisin Aw Industries Co Ltd 流体伝動装置におけるバランスピースの取付け構造
JP2005213348A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Sony Corp 有機発光材料および有機電界発光素子

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6830828B2 (en) * 1998-09-14 2004-12-14 The Trustees Of Princeton University Organometallic complexes as phosphorescent emitters in organic LEDs
EP1449238B1 (en) * 1999-05-13 2006-11-02 The Trustees Of Princeton University Very high efficiency organic light emitting devices based on electrophosphorescence
US6821645B2 (en) * 1999-12-27 2004-11-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light-emitting material comprising orthometalated iridium complex, light-emitting device, high efficiency red light-emitting device, and novel iridium complex
JP4006335B2 (ja) * 2000-11-30 2007-11-14 キヤノン株式会社 発光素子及び表示装置
EP1371708A4 (en) * 2001-02-14 2004-06-16 Sanyo Electric Co ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE, LUMINESCENT MATERIAL, AND ORGANIC COMPOUND
JP4192592B2 (ja) * 2001-12-26 2008-12-10 三菱化学株式会社 有機イリジウム錯体およびこれを用いた有機電界発光素子
JP2003253145A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Jsr Corp 発光性組成物
JP4399208B2 (ja) * 2002-08-29 2010-01-13 富士フイルム株式会社 発光素子及びイリジウム錯体
JP2004292423A (ja) * 2002-08-30 2004-10-21 Dainippon Ink & Chem Inc イリジウム(iii)錯体、及びそれを含有する有機エレクトロルミネッセンス素子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053095A (ja) * 1991-06-21 1993-01-08 Minikamu Res:Kk ストロボ装置
JP2005003095A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Aisin Aw Industries Co Ltd 流体伝動装置におけるバランスピースの取付け構造
JP2005213348A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Sony Corp 有機発光材料および有機電界発光素子

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6010044507, Synthetic Metals, Vol.137, No.1−3, p.1079−1080 (2003). *
JPN6010044508, Journal of Organometallic Chemistry, Vol.598, No.2, p.262−275 (2000). *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007246617A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Showa Denko Kk 高分子発光材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置
JP2011098958A (ja) * 2009-10-07 2011-05-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 有機金属錯体およびこれを用いた発光素子、発光装置、並びに電子機器
US9257659B2 (en) 2009-10-07 2016-02-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organometallic complex, and light-emitting element, light-emitting device, electronic device and electronic device using the organometallic complex
WO2015141608A1 (ja) * 2014-03-17 2015-09-24 Jnc株式会社 電子輸送材料およびこれを用いた有機電界発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060087965A (ko) 2006-08-03
CN101111586B (zh) 2012-04-11
KR100788263B1 (ko) 2007-12-27
TWI316941B (en) 2009-11-11
CN101111586A (zh) 2008-01-23
CN101787050A (zh) 2010-07-28
JP4662998B2 (ja) 2011-03-30
TW200628479A (en) 2006-08-16
WO2006080785A1 (en) 2006-08-03
US20080206596A1 (en) 2008-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4662998B2 (ja) 高発光効率の赤色リン光材料及びこれを含有している表示素子
KR102076934B1 (ko) 시클로금속화 4좌 배위자 Pt(II) 착물
JP6219466B2 (ja) リン光物質
KR101313730B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
US7011897B2 (en) Organic light emitting materials and devices
TWI418607B (zh) A compound for an organic electric field light emitting element, and an organic electric field light emitting element
JP5009154B2 (ja) 安定で効率的なエレクトロルミネセンス材料
KR101986570B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
US7709100B2 (en) Electroluminescent efficiency
US6858327B2 (en) Organic light emitting materials and devices
JP5027947B2 (ja) 燐光発光素子用材料及びこれを用いた有機電界発光素子
KR100910153B1 (ko) 신규한 적색 인광 화합물 및 이를 발광재료로서 채용하고있는 유기발광소자
US7851072B2 (en) Stable and efficient electroluminescent materials
TWI466980B (zh) Organic electroluminescent elements
KR100738053B1 (ko) 헤테로 원자 연결기를 갖는 이리듐(iii) 유기금속 착물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
JP2007019462A (ja) 有機電界発光素子
JP5753658B2 (ja) 電荷輸送材料及び有機電界発光素子
US20050137400A1 (en) Phosphorescent Osmium (II) complexes and uses thereof
JP2003192691A (ja) 有機イリジウム錯体及び有機電界発光素子
KR100734500B1 (ko) 고효율 인광 재료 및 이를 함유하고 있는 표시 소자
KR100695976B1 (ko) 혼합물로 이루어진 전기 발광 재료, 그 제조방법 및 이를함유하는 표시소자
KR101739189B1 (ko) 고정된 카보레인을 함유하는 인광 화합물 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100803

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101224

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114

Year of fee payment: 3

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees