JP2009246373A5 - 発光素子、発光素子材料及びイリジウム錯体、並びに発光層 - Google Patents

発光素子、発光素子材料及びイリジウム錯体、並びに発光層 Download PDF

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Description

本発明は、新規なイリジウム錯体、発光素子材料、およびこれを利用した発光素子、並びに発光層に関し、特に詳細には、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の分野に好適に使用可能な新規なイリジウム錯体、発光素子材料、およびこれを利用した発光素子、並びに発光層に関する。
本発明は、前記諸問題に鑑みなされたものであって、発光時の消費エネルギーを軽減できるとともに、高輝度の青色発光を長時間発光可能な発光特性に優れた発光素子を提供することを課題とする。また、本発明は、長期間にわたって高輝度の青色発光を示す発光特性に優れたイリジウム錯体、発光素子材料、およびこれを利用した発光素子、並びに発光層を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
<1> 一対の電極間に、発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物層を有する発光素子において、これらの層の少なくとも一層に、下記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物(但し、下記に示す化合物(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は除く。)を少なくとも一種含むことを特徴とする発光素子である。
Figure 2009246373

(一般式K−0中、R1〜R7は各々独立に、水素原子または置換基を表す。但し、R2がフッ素原子の場合は、R3は水素原子であることはない。)
Figure 2009246373

<2> 前記一般式K−0において、R 4 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 6 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 7 が水素原子を表す(但し、R 4 〜R 7 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする前記<1>に記載の発光素子である。
<3> 前記R 4 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<1>又は<2>に記載の発光素子である。
<4> 前記R 4 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<3>に記載の発光素子である。
<5> 前記R 6 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする<1>又は<2>に記載の発光素子である。
<6> 前記R 6 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<5>に記載の発光素子である。
> 前記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式K−Iで表される部分構造を有する化合物である前記<1>に記載の発光素子である。
Figure 2009246373

(一般式K−I中、R11〜R16は各々独立に、水素原子または置換基を表す。)
<8> 前記一般式K−Iにおいて、R 13 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 15 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 16 が水素原子を表す(但し、R 13 〜R 16 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする前記<7>に記載の発光素子である。
<9> 前記R 13 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<7>又は<8>に記載の発光素子である。
<10> 前記R 13 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<9>に記載の発光素子である。
<11> 前記R 15 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<7>又は<8>に記載の発光素子である。
<12> 前記R 15 表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<11に記載の発光素子である。
13> 前記一般式K−Iで表される部分構造を有する化合物が、下記一般式K−IIで表されるイリジウム錯体である前記<>に記載の発光素子である。
Figure 2009246373

(一般式K−II中、R21〜R26は各々独立に、水素原子または置換基を表す。L21は配位子を表す。n21は1〜3の整数を表し、n22は0〜4の整数を表す。)
<14> 前記一般式K−IIにおいて、R 23 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 25 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 26 が水素原子を表す(但し、R 23 〜R 26 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする前記<13>に記載の発光素子である。
<15> 前記R 23 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<13>又は<14>に記載の発光素子である。
<16> 前記R 23 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<15>に記載の発光素子である。
<17> 前記R 25 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<13>又は<14>に記載の発光素子である。
<18> 前記R 25 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<17>に記載の発光素子である。
19> 前記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物を含有する有機化合物層が、塗布プロセスで成膜されている前記<1>から<18>のいずれかに記載の発光素子である。
<20> 発光極大波長λmaxが390nm以上495nm以下である前記<1>から<19>のいずれかに記載の発光素子である。
<21> 下記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物(但し、前記化合物(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は除く。)である発光素子材料である。
Figure 2009246373

(一般式K−0中、R 1 〜R 7 は各々独立に、水素原子または置換基を表す。但し、R 2 がフッ素原子の場合は、R 3 は水素原子であることはない。)
<22> 前記一般式K−0において、R 4 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 6 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 7 が水素原子を表す(但し、R 4 〜R 7 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする前記<21>に記載の発光素子材料である。
<23> 前記R 4 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<21>又は<22>に記載の発光素子材料である。
<24> 前記R 4 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<23>に記載の発光素子材料である。
<25> 前記R 6 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<21>又は<22>に記載の発光素子材料である。
<26> 前記R 6 表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<25>に記載の発光素子材料である。
<27> 下記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式K−Iで表される部分構造を有する化合物である前記<21>に記載の発光素子材料である。
Figure 2009246373

(一般式K−I中、R 11 〜R 16 は各々独立に、水素原子または置換基を表す。)
<28> 前記一般式K−Iにおいて、R 13 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 15 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、前記R 16 が水素原子を表す(但し、R 13 〜R 16 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする前記<27>に記載の発光素子材料である。
<29> 前記R 13 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<27>又は<28>に記載の発光素子材料である。
<30> 前記R 13 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<29>に記載の発光素子材料である。
<31> 前記R 15 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基表すことを特徴とする前記<27>又は<28>に記載の発光素子である。
<32> 前記R 15 表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<31>に記載の発光素子材料である。
33> 下記一般式K−IIで表されることを特徴とするイリジウム錯体である(但し、前記化合物(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は除く。)
Figure 2009246373

(一般式K−II中、R21〜R26は各々独立に、水素原子または置換基を表す。L21は配位子を表す。n21は1〜3の整数を表し、n22は0〜4の整数を表す。)
34> 前記一般式K−IIにおいて、L21がジケトン配位子を表し、n21が1又は2の整数を表し、n22が0又は1の整数を表す前記<33>に記載のイリジウム錯体である。
<35> 前記一般式K−IIにおいて、R 23 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、前記R 25 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、前記R 26 が水素原子を表す(但し、前記R 23 〜R 26 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする前記<33>又は<34>に記載のイリジウム錯体である。
<36> 前記R 23 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<33>から<34>のいずれか1項に記載のイリジウム錯体である。
<37> 前記R 23 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<36>に記載のイリジウム錯体である。
<38> 前記R 25 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする前記<33>から<34>のいずれか1項に記載のイリジウム錯体である。
<39> 前記R 25 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする前記<38>に記載のイリジウム錯体である。
<40> 前記<33>から<39>のいずれか1項に記載のイリジウム錯体であることを特徴とする発光素子材料である。
41> 前記<21>から<32>のいずれか1項に記載の発光素子材料、又は前記<40>に記載の発光素子材料を含有することを特徴とする発光層である。
以下に、前記一般式K−0で表される部分構造を有するイリジウム化合物の化合物例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 2009246373
Figure 2009246373
参考例1]
比較例1において、化合物Bの代わりに化合物例K−1を使用し、比較例1と同様に有機EL素子を作製し、評価した。その結果、発光極大波長λmaxが486nm、CIE色度値(x,y)=(0.18,0.49)である青色発光が得られ、外部量子効率は5.8%であった。
参考例2]
比較例1において、化合物Bの代わりに化合物例K−1を使用し、化合物Aの代わりに化合物Dを用い、比較例1と同様に有機EL素子を作製し、評価した。その結果、発光極大波長λmaxが487nm、CIE色度値(x,y)=(0.22,0.53)である青色発光が得られ、外部量子効率は10.5%であった。
参考例3]
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、TPD(N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)−ベンジジン)を50nm蒸着し、その上に化合物例K−1および上記化合物Dを(質量比1:17)の比率で36nm共蒸着し、さらにその上に、上記化合物Gを36nm蒸着し、有機薄膜を形成した。この有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを3nm蒸着した後、アルミニウムを40nm蒸着し、有機EL素子を作製した。その結果、発光極大波長λmaxが485nm、CIE色度値(x,y)=(0.19,0.51)である青色発光が得られ、外部量子効率は19.1%であった。
[実施例
参考例3において、化合物例K−1の代わりに化合物例K−3を用い、参考例3と同様に有機EL素子を作製し、評価した。その結果、発光極大波長λmaxが473nm、CIE色度値(x,y)=(0.15,0.37) の青色発光が得られ、外部量子効率は12.9%であった。
[実施例
参考例3において、化合物例K−1の代わりに化合物例K−9を用い、参考例3と同様に有機EL素子を作製し、評価した。その結果、発光極大波長λmaxが480nm、CIE色度値(x,y)=(0.20,0.52)の青色発光が得られ、外部量子効率は11.4%であった。

Claims (41)

  1. 一対の電極間に、発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物層を有する発光素子において、これらの層の少なくとも一層に、下記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物(但し、下記に示す化合物(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は除く。)を少なくとも一種含むことを特徴とする発光素子。
    Figure 2009246373

    (一般式K−0中、R1〜R7は各々独立に、水素原子または置換基を表す。但し、R2がフッ素原子の場合は、R3は水素原子であることはない。)
    Figure 2009246373
  2. 前記一般式K−0において、R 4 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 6 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 7 が水素原子を表す(但し、R 4 〜R 7 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
  3. 前記R 4 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光素子。
  4. 前記R 4 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項3に記載の発光素子。
  5. 前記R 6 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光素子。
  6. 前記R 6 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項5に記載の発光素子。
  7. 前記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式K−Iで表される部分構造を有する化合物である請求項1に記載の発光素子。
    Figure 2009246373

    (一般式K−I中、R11〜R16は各々独立に、水素原子または置換基を表す。)
  8. 前記一般式K−Iにおいて、R 13 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 15 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 16 が水素原子を表す(但し、R 13 〜R 16 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする請求項7に記載の発光素子。
  9. 前記R 13 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の発光素子。
  10. 前記R 13 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項9に記載の発光素子。
  11. 前記R 15 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の発光素子。
  12. 前記R 15 表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項11に記載の発光素子。
  13. 前記一般式K−Iで表される部分構造を有する化合物が、下記一般式K−IIで表されるイリジウム錯体である請求項に記載の発光素子。
    Figure 2009246373


    (一般式K−II中、R21〜R26は各々独立に、水素原子または置換基を表す。L21は配位子を表す。n21は1〜3の整数を表し、n22は0〜4の整数を表す。)
  14. 前記一般式K−IIにおいて、R 23 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 25 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 26 が水素原子を表す(但し、R 23 〜R 26 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする請求項13に記載の発光素子。
  15. 前記R 23 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の発光素子。
  16. 前記R 23 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項15に記載の発光素子。
  17. 前記R 25 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の発光素子。
  18. 前記R 25 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項17に記載の発光素子。
  19. 前記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物を含有する有機化合物層が、塗布プロセスで成膜されている請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の発光素子。
  20. 発光極大波長λmaxが390nm以上495nm以下である請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の発光素子。
  21. 下記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物(但し、下記に示す化合物(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は除く。)である発光素子材料。
    Figure 2009246373

    (一般式K−0中、R 1 〜R 7 は各々独立に、水素原子または置換基を表す。但し、R 2 がフッ素原子の場合は、R 3 は水素原子であることはない。)
    Figure 2009246373

  22. 前記一般式K−0において、R 4 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 6 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 7 が水素原子を表す(但し、R 4 〜R 7 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする請求項21に記載の発光素子材料。
  23. 前記R 4 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項21又は請求項22に記載の発光素子材料。
  24. 前記R 4 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項23に記載の発光素子材料。
  25. 前記R 6 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項21又は請求項22に記載の発光素子材料。
  26. 前記R 6 表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項25に記載の発光素子材料。
  27. 下記一般式K−0で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式K−Iで表される部分構造を有する化合物である請求項21に記載の発光素子材料。
    Figure 2009246373

    (一般式K−I中、R 11 〜R 16 は各々独立に、水素原子または置換基を表す。)
  28. 前記一般式K−Iにおいて、R 13 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、R 15 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、前記R 16 が水素原子を表す(但し、R 13 〜R 16 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする請求項27に記載の発光素子材料。
  29. 前記R 13 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項27又は請求項28に記載の発光素子材料子。
  30. 前記R 13 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項29に記載の発光素子材料。
  31. 前記R 15 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基表すことを特徴とする請求項27又は請求項28に記載の発光素子。
  32. 前記R 15 表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項31に記載の発光素子材料。
  33. 下記一般式K−IIで表されることを特徴とするイリジウム錯体(但し、下記に示す化合物(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は除く。)
    Figure 2009246373

    (一般式K−II中、R21〜R26は各々独立に、水素原子または置換基を表す。L21は配位子を表す。n21は1〜3の整数を表し、n22は0〜4の整数を表す。)
    Figure 2009246373
  34. 前記一般式K−IIにおいて、L21がジケトン配位子を表し、n21が1又は2の整数を表し、n22が0又は1の整数を表す請求項33に記載のイリジウム錯体。
  35. 前記一般式K−IIにおいて、R 23 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、前記R 25 が水素原子又は無置換のアルキル基を表し、前記R 26 が水素原子を表す(但し、前記R 23 〜R 26 の全てが水素原子となることはない。)ことを特徴とする請求項33又は請求項34に記載のイリジウム錯体。
  36. 前記R 23 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項33から請求項34のいずれか1項に記載のイリジウム錯体。
  37. 前記R 23 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項36に記載のイリジウム錯体。
  38. 前記R 25 が、炭素数1〜10の無置換のアルキル基を表すことを特徴とする請求項33から請求項34のいずれか1項に記載のイリジウム錯体。
  39. 前記R 25 で表される炭素数1〜10の無置換のアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項38に記載のイリジウム錯体。
  40. 請求項33から請求項39のいずれか1項に記載のイリジウム錯体であることを特徴とする発光素子材料。
  41. 請求項21から請求項32のいずれか1項に記載の発光素子材料、又は請求項40に記載の発光素子材料を含有することを特徴とする発光層。
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