JP2013153222A - Organic electroluminescent element material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element material that has controlled light-emission wavelength, exhibits high light-emission efficiency, and has the long light-emission life; an organic EL element using the organic EL element material; a lighting system; and a display device.SOLUTION: An organic electroluminescent element material contains a metal complex in which, for example, 2-substituted-1,2,4-triazole-3-ylpyrimidine is bonded as ligand with platinum or iridium. The material has controlled light-emission wavelength, exhibits high light-emission efficiency, and has the long light-emission life.

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element material, an organic electroluminescence element, a display device, and a lighting device.

従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、ELDという)がある。ELDの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)が挙げられる。   Conventionally, as a light-emitting electronic display device, there is an electroluminescence display (hereinafter referred to as ELD). Examples of the constituent elements of ELD include inorganic electroluminescent elements and organic electroluminescent elements (hereinafter also referred to as organic EL elements).

無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機EL素子は発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・リン光)を利用して発光する素子であり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。   Inorganic electroluminescent elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements. An organic EL device has a structure in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, injects electrons and holes into the light emitting layer, and recombines them to generate excitons (exciton). It is an element that emits light by using light emission (fluorescence / phosphorescence) when this exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts, and is also self-luminous. In addition, it is attracting attention from the viewpoints of space saving, portability and the like because it is a thin film type complete solid element with a wide viewing angle and high visibility.

しかしながら、今後の実用化に向けた有機EL素子においては、更に低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機EL素子の開発が望まれている。   However, in organic EL elements for practical use in the future, development of organic EL elements that emit light efficiently and with high luminance with lower power consumption is desired.

特許第3093796号公報では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成している。また、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子(例えば、特開昭63−264692号公報)、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子(例えば、特開平3−255190号公報)等が知られている。   In Japanese Patent No. 3093796, a small amount of a phosphor is doped into a stilbene derivative, a distyrylarylene derivative or a tristyrylarylene derivative to achieve an improvement in light emission luminance and a longer device lifetime. Further, an element having an organic light-emitting layer in which an 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host compound and a small amount of phosphor is doped thereto (for example, JP-A 63-264692), and an 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host compound. For example, an element having an organic light emitting layer doped with a quinacridone dye (for example, JP-A-3-255190) is known.

以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が1:3であるため発光性励起種の生成確率が25%であり、光の取り出し効率が約20%であるため、外部取り出し量子効率(ηext)の限界は5%とされている。   As described above, when light emission from excited singlet is used, the generation ratio of singlet excitons and triplet excitons is 1: 3, and thus the generation probability of luminescent excited species is 25%. Since the efficiency is about 20%, the limit of the external extraction quantum efficiency (ηext) is set to 5%.

ところが、プリンストン大より励起三重項からのリン光発光を用いる有機EL素子の報告(M.A.Baldo et al.,Nature、395巻、151〜154頁(1998年))がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。   However, since Princeton University reported on an organic EL device using phosphorescence emission from an excited triplet (MA Baldo et al., Nature, 395, 151-154 (1998)), Research on materials that exhibit phosphorescence has become active.

例えば、M.A.Baldo et al.,Nature、403巻、17号、750〜753頁(2000年)、また米国特許第6,097,147号明細書等にも開示されている。   For example, M.M. A. Baldo et al. , Nature, 403, 17, 750-753 (2000), US Pat. No. 6,097,147, and the like.

励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が100%となるため励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が4倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られる可能性があることから照明用途としても注目されている。   When the excited triplet is used, the upper limit of the internal quantum efficiency is 100%. In principle, the luminous efficiency is four times that of the excited singlet, and there is a possibility that almost the same performance as a cold cathode tube can be obtained. Therefore, it is attracting attention as a lighting application.

例えば、S.Lamansky et al.,J.Am.Chem.Soc.,123巻、4304頁(2001年)等においては、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている。   For example, S.M. Lamansky et al. , J .; Am. Chem. Soc. , 123, 4304 (2001), etc., many compounds are being studied for synthesis centering on heavy metal complexes such as iridium complexes.

また、前述のM.A.Baldo et al.,Nature、403巻、17号、750〜753頁(2000年)においては、ドーパントとしてトリス(2−フェニルピリジン)イリジウムを用いた検討がされている。   In addition, the aforementioned M.I. A. Baldo et al. , Nature, 403, 17, 750-753 (2000), studies have been made using tris (2-phenylpyridine) iridium as a dopant.

その他、M.E.Tompson等は、The 10th InternationalWorkshop on Inorganic and Organic Electroluminescence(EL’00、浜松)において、ドーパントとしてL2Ir(acac)、例えば、(ppy)2Ir(acac)を、また、Moon−Jae Youn.0g、Tetsuo Tsutsui等は、やはりThe 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence(EL’00、浜松)において、ドーパントとしてトリス(2−(p−トリル)ピリジン)イリジウム(Ir(ptpy)3),トリス(ベンゾ[h]キノリン)イリジウム(Ir(bzq)3)等を用いた検討を行っている(なおこれらの金属錯体は一般にオルトメタル化イリジウム錯体と呼ばれている。)。 In addition, M.M. E. Thompson et al., In The 10th International Works on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu), used L 2 Ir (acac), for example, (ppy) 2 Ir (acac) as a dopant, e. 0 g, Tetsuo Tsutsui, etc., again The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu), the dopant as tris (2-(p-tolyl) pyridine) iridium (Ir (ptpy) 3), tris ( Studies using benzo [h] quinoline) iridium (Ir (bzq) 3 ) and the like are being conducted (note that these metal complexes are generally called orthometalated iridium complexes).

前記S.Lamansky et al.,J.Am.Chem.Soc.,123巻、4304頁(2001年)や特開2001−247859号公報等においても、各種イリジウム錯体を用いて素子化する試みがされている。   The S. Lamansky et al. , J .; Am. Chem. Soc. , 123, 4304 (2001) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-247859, etc., attempts have been made to form devices using various iridium complexes.

また、高い発光効率を得るために、The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence(EL’00、浜松)では、Ikai等はホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている。   In order to obtain high luminous efficiency, in the 10th International Works on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu), Ikai et al. Uses a hole transporting compound as a host of a phosphorescent compound.

また、M.E.Tompson等は各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。   In addition, M.M. E. Thompson et al. Use various electron transporting materials as a host of phosphorescent compounds, doped with a novel iridium complex.

中心金属をイリジウムの代わりに白金としたオルトメタル化錯体も注目されている。この種の錯体に関しては、配位子に特徴を持たせた例が多数知られている。   Orthometalated complexes in which the central metal is platinum instead of iridium are also attracting attention. With respect to this type of complex, many examples are known in which ligands are characterized.

いずれの場合も発光素子とした場合の発光輝度や発光効率は、その発光する光がリン光に由来することから従来の素子に比べ大幅に改良されるものであるが、素子の発光寿命については従来の素子よりも低いという問題点があった。   In either case, the light emission brightness and light emission efficiency of the light emitting device are greatly improved compared to conventional devices because the emitted light is derived from phosphorescence. There was a problem that it was lower than the conventional element.

このように、リン光性の高効率の発光材料は、発光波長の短波化と素子の発光寿命の改善が難しく、実用に耐えうる性能を十分に達成できていないのが現状である。   As described above, it is difficult for phosphorescent highly efficient light-emitting materials to shorten the light emission wavelength and improve the light emission lifetime of the device, and the performance that can withstand practical use cannot be sufficiently achieved.

また、波長の短波化に関しては、これまでフェニルピリジンにフッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基等の電子吸引基を置換基として導入すること、配位子としてピコリン酸やピラザボール系の配位子を導入することが知られているが、これらの配位子では発光材料の発光波長が短波化して青色を達成し、高効率の素子を達成できる一方、素子の発光寿命は大幅に劣化するため、そのトレードオフの改善が求められていた。   In addition, regarding wavelength shortening, introduction of an electron withdrawing group such as a fluorine atom, a trifluoromethyl group, and a cyano group into phenylpyridine as a substituent, and picolinic acid and pyrazabole-based ligands as ligands However, with these ligands, the emission wavelength of the luminescent material is shortened to achieve a blue color, and a high-efficiency device can be achieved. There was a need to improve the trade-off.

配位子としてフェニル基を置換したフェニルピラゾールを有する金属錯体が知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。   A metal complex having phenylpyrazole substituted with a phenyl group as a ligand is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).

しかし、ここで開示されているフェニルピラゾールへのフェニル基の置換様式では発光の素子寿命に改善が見られるが、まだ十分ではなく発光効率の観点からも改良の余地が残っている。   However, although the phenyl radical substitution mode disclosed herein improves the light emitting device lifetime, it is still not sufficient, and there is still room for improvement from the viewpoint of light emission efficiency.

一方、立体障害性の置換基を有する配位子が発光輝度の改善に良いという知見が得られており、フェニルピラゾール母核に適用された例も見られている(例えば、特許文献3参照。)。   On the other hand, the knowledge that a ligand having a sterically hindered substituent is good for improving the luminance of light emission has been obtained, and an example in which the ligand is applied to a phenylpyrazole mother nucleus is also seen (for example, see Patent Document 3). ).

配位子としてフェニルイミダゾールを基本骨格にして、種々の置換基を導入した金属錯体の例が開示されている(例えば、特許文献4、5及び7参照。)。ここでは発光波長及び素子の駆動特性、外部量子効率および色度は示されているものの、発光素子の寿命については特に言及されていない。   Examples of metal complexes in which phenylimidazole is used as a basic skeleton as a ligand and various substituents are introduced are disclosed (for example, see Patent Documents 4, 5 and 7). Here, although the emission wavelength, the drive characteristics of the device, the external quantum efficiency, and the chromaticity are shown, the lifetime of the light-emitting device is not particularly mentioned.

更に、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールを基本骨格とした金属錯体を含む発光素子の例が開示されている(例えば、特許文献6参照。)。   Furthermore, an example of a light-emitting element including a metal complex having phenylimidazole, phenyltriazole, or phenyltetrazole as a basic skeleton is disclosed (for example, see Patent Document 6).

ここでは、素子の駆動特性、外部量子効率および色度は示されているものの、発光素子の寿命については特に言及されていない。   Here, although the driving characteristics, external quantum efficiency, and chromaticity of the device are shown, the lifetime of the light emitting device is not particularly mentioned.

国際公開第04/085450号パンフレットInternational Publication No. 04/085450 Pamphlet 特開2005−53912号公報JP 2005-53912 A 特開2003−109758号公報JP 2003-109758 A 国際公開第05/007767号パンフレットInternational Publication No. 05/007767 Pamphlet 特開2005−68110号公報JP 2005-68110 A 米国特許第2006−0008670号明細書US Patent No. 2006-0008670 国際公開第06/009024号パンフレットWO 06/009024 Pamphlet

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光波長が制御され、高い発光効率を示し、且つ発光寿命の長い有機EL素子材料、それを用いた有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an organic EL element material having a controlled emission wavelength, high emission efficiency, and a long emission lifetime, and an organic EL element using the same An illumination device and a display device are provided.

本発明の上記目的は、下記構成1〜18により達成された。
具体的に、本発明によれば、構成1において、Yは−C(Ra)−基(Raは水素原子または置換基を表す。)を表し、YはNを表す有機エレクトロルミネッセンス素子材料が提供される。
The above object of the present invention has been achieved by the following configurations 1 to 18.
Specifically, according to the present invention, in Configuration 1, Y 1 represents a —C (Ra) — group (Ra represents a hydrogen atom or a substituent), and Y 2 represents N. Organic electroluminescent device material Is provided.

1.下記一般式(1)で表される金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 1. An organic electroluminescence element material comprising a metal complex represented by the following general formula (1).

Figure 2013153222
Figure 2013153222

〔式中、Rは、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素環基または複素環基を表し、Y1、Y2は、各々−C(Ra)−基(Raは水素原子または置換基を表す。)またはNを表す。Z1、Z2、Z3、Z4は、−C(Rb)−基(Rbは、水素原子または置換基を表す。)またはNを表し、Z1、Z2、Z3、Z4の少なくとも一つはNを表す。X1−L1−X2は2座の配位子を表し、X1、X2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。L1はX1、X2と共に2座の配位子を形成する原子群を表す。m1は1、2または3の整数を表し、m2は0、1または2の整数を表すが、m1+m2は、2または3である。M1は元素周期表における8族〜10族の遷移金属元素を表す。〕
2.前記一般式(1)が、下記一般式(2)で表される金属錯体であることを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
[Wherein, R represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aromatic hydrocarbon ring group or a heterocyclic group, and Y 1 and Y 2 each represent a —C (Ra) — group (Ra represents a hydrogen atom or a substituent Represents N) or N. Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 each represent —C (Rb) — group (Rb represents a hydrogen atom or a substituent) or N, and each of Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 represents At least one represents N. X 1 -L 1 -X 2 represents a bidentate ligand, and X 1 and X 2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom or an oxygen atom. L1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with X 1 and X 2 . m1 represents an integer of 1, 2 or 3, m2 represents an integer of 0, 1 or 2, and m1 + m2 is 2 or 3. M 1 represents a group 8-10 transition metal element in the periodic table. ]
2. 2. The organic electroluminescence element material according to 1, wherein the general formula (1) is a metal complex represented by the following general formula (2).

Figure 2013153222
Figure 2013153222

〔式中、Zは、炭化水素環基または複素環基を形成するのに必要な原子群を表し、R1は置換基を表し、該置換基は、該Zにより形成される炭化水素環基または複素環基と窒素原子との結合部位にある原子の隣接位の原子に結合している立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下である。Y1、Y2は、一般式(1)のY1、Y2と各々同義である。Z1、Z2、Z3、Z4は、一般式(1)のZ1、Z2、Z3、Z4と各々同義である。X1−L1−X2は各々一般式(1)のX1、L1、X2と同義である。m1、m2、m1+m2も各々一般式(1)と同義である。M1は、一般式(1)のM1と同義である。〕
3.前記一般式(2)が、下記一般式(3)で表される金属錯体であることを特徴とする前記2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
[In the formula, Z represents an atomic group necessary for forming a hydrocarbon ring group or a heterocyclic group, R 1 represents a substituent, and the substituent is a hydrocarbon ring group formed by Z or The steric parameter value (Es value) bonded to the atom adjacent to the atom at the bonding site between the heterocyclic group and the nitrogen atom is -0.5 or less. Y 1, Y 2 are each synonymous with Y 1, Y 2 in the general formula (1). Z 1, Z 2, Z 3 , Z 4 are each the same meaning as Z 1, Z 2, Z 3 , Z 4 in the general formula (1). X 1 -L1-X 2 are each synonymous with X 1, L1, X 2 in the general formula (1). m1, m2, and m1 + m2 are also synonymous with the general formula (1). M 1 has the same meaning as M 1 in the general formula (1). ]
3. 3. The organic electroluminescence element material according to 2, wherein the general formula (2) is a metal complex represented by the following general formula (3).

Figure 2013153222
Figure 2013153222

〔式中、R1は、立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下の置換基を表す。R2、R3は、各々水素原子または置換基を表し、n1は1〜2の整数、n2は1〜4の整数を表す。Z1、Z2、Z3、Z4は、一般式(1)のZ1、Z2、Z3、Z4と各々同義である。X1−L1−X2は、各々一般式(1)のX1、L1、X2と同義である。m1、m2、m1+m2も各々一般式(1)と同義である。M1は、一般式(1)のM1と同義である。〕
4.前記一般式(3)が下記一般式(4)で表される金属錯体であることを特徴とする前記3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
[Wherein R 1 represents a substituent having a steric parameter value (Es value) of −0.5 or less. R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom or a substituent, n1 represents an integer of 1 to 2, and n2 represents an integer of 1 to 4. Z 1, Z 2, Z 3 , Z 4 are each the same meaning as Z 1, Z 2, Z 3 , Z 4 in the general formula (1). X 1 -L1-X 2 has the same meaning as X 1, L1, X 2 of each general formula (1). m1, m2, and m1 + m2 are also synonymous with the general formula (1). M 1 has the same meaning as M 1 in formula (1). ]
4). 4. The organic electroluminescence element material according to 3, wherein the general formula (3) is a metal complex represented by the following general formula (4).

Figure 2013153222
Figure 2013153222

〔式中、R1、R4は、各々立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下の置換基を表す。R2、R3は、各々水素原子または置換基を表し、n1は1または2を表し、n2は1〜3の整数を表す。Z1、Z2、Z3、Z4は、一般式(1)のZ1、Z2、Z3、Z4と各々同義である。X1−L1−X2は、各々一般式(1)のX1、L1、X2と同義である。m1、m2、m1+m2も各々一般式(1)と同義である。M1は、一般式(1)のM1と同義である。〕
5.前記Z1、Z2、Z3、Z4の−C(Rb)−で表される基の該Rbの少なくとも一つは立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下の置換基を表すことを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
[Wherein R 1 and R 4 each represent a substituent having a steric parameter value (Es value) of −0.5 or less. R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom or a substituent, n1 represents 1 or 2, and n2 represents an integer of 1 to 3. Z 1, Z 2, Z 3 , Z 4 are each the same meaning as Z 1, Z 2, Z 3 , Z 4 in the general formula (1). X 1 -L1-X 2 has the same meaning as X 1, L1, X 2 of each general formula (1). m1, m2, and m1 + m2 are also synonymous with the general formula (1). M 1 has the same meaning as M 1 in formula (1). ]
5. At least one Rb of the groups represented by —C (Rb) — in Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 represents a substituent having a steric parameter value (Es value) of −0.5 or less. 5. The organic electroluminescent element material according to any one of 1 to 4 above, wherein

6.前記一般式(1)〜(4)のm2が0であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 6). 5. The organic electroluminescent element material according to any one of 1 to 4, wherein m2 in the general formulas (1) to (4) is 0.

7.前記一般式(2)〜(4)のいずれか一つの金属錯体において、R1が電子供与性基を表すことを特徴とする前記2〜6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 7. 7. The organic electroluminescence device material according to any one of 2 to 6, wherein in any one of the metal complexes of the general formulas (2) to (4), R 1 represents an electron donating group. .

8.前記一般式(4)のR1、R4が共に電子供与性基を表すことを特徴とする前記4〜6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 8). 7. The organic electroluminescent element material according to any one of 4 to 6, wherein R 1 and R 4 in the general formula (4) both represent an electron donating group.

9.前記M1がイリジウムであることを特徴とする前記1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 9. 9. The organic electroluminescence element material according to any one of 1 to 8, wherein M 1 is iridium.

10.前記M1が白金であることを特徴とする前記1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 10. 9. The organic electroluminescence element material according to any one of 1 to 8, wherein M 1 is platinum.

11.第1発光波長が400nm〜500nmの範囲内であることを特徴とする前記1〜10のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 11. 11. The organic electroluminescence element material according to any one of 1 to 10, wherein the first emission wavelength is in the range of 400 nm to 500 nm.

12.前記一般式(1)〜(4)のいずれかひとつで表される金属錯体を部分構造として有するポリマーを含有することを特徴とする前記1〜11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。 12 12. The organic electroluminescence device as described in any one of 1 to 11 above, comprising a polymer having a metal complex represented by any one of the general formulas (1) to (4) as a partial structure. material.

13.前記1〜12のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 13. The organic electroluminescent element material of any one of said 1-12 is contained, The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.

14.構成層として発光層を有し、該発光層が前記1〜12のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有することを特徴とする前記13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 14 14. The organic electroluminescent device according to 13, wherein the organic electroluminescent device comprises a light emitting layer as a constituent layer, and the light emitting layer contains the organic electroluminescent device material described in any one of 1 to 12 above.

15.構成層として発光層を有し、該発光層がカルボリン誘導体または該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することを特徴とする前記13または14に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 15. A light-emitting layer as a constituent layer, and the light-emitting layer contains a carboline derivative or a derivative having a ring structure in which at least one of carbon atoms of a hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom 15. The organic electroluminescence device as described in 13 or 14 above.

16.構成層として正孔阻止層を有し、該正孔阻止層がカルボリン誘導体または該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することを特徴とする前記13〜15のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 16. It has a hole blocking layer as a constituent layer, and the hole blocking layer has a ring structure in which at least one of carbon atoms of a carboline derivative or a hydrocarbon ring constituting a carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom. 16. The organic electroluminescence device according to any one of 13 to 15, wherein the organic electroluminescence device comprises a derivative.

17.前記13〜16のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。 17. 17. A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of 13 to 16.

18.前記13〜16のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。 18. A lighting device comprising the organic electroluminescence element according to any one of 13 to 16.

本発明により、発光波長が制御され、高い発光効率を示し、且つ、発光寿命の長い有機EL素子材料、それを用いた有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。   According to the present invention, an organic EL element material having a controlled emission wavelength, high emission efficiency, and a long emission lifetime, an organic EL element using the same, an illumination device, and a display device can be provided.

有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the display apparatus comprised from an organic EL element. 表示部Aの模式図である。4 is a schematic diagram of a display unit A. FIG. 画素の模式図である。It is a schematic diagram of a pixel. パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。It is a schematic diagram of a passive matrix type full-color display device. 照明装置の概略図である。It is the schematic of an illuminating device. 照明装置の模式図である。It is a schematic diagram of an illuminating device.

本発明の有機EL素子材料においては、請求項1〜12のいずれか1項に規定される構成により、有機EL素子用に有用な有機EL素子材料の分子設計に成功した。   In the organic EL element material of the present invention, the molecular design of the organic EL element material useful for the organic EL element has been successfully achieved by the constitution defined in any one of claims 1-12.

また、該有機EL素子材料を用いることにより、発光波長が制御され、高い発光効率を示し、且つ、発光寿命の長い有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。   In addition, by using the organic EL element material, it was possible to provide an organic EL element, an illumination device, and a display device that have a light emission wavelength controlled, a high light emission efficiency, and a long light emission lifetime.

以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。   Hereinafter, details of each component according to the present invention will be sequentially described.

本発明の有機EL素子材料に係る金属錯体について説明する。   The metal complex which concerns on the organic EL element material of this invention is demonstrated.

本発明者等は上記の問題点について鋭意検討を行った結果、前記一般式(1)、(2)、(3)または一般式(4)で各々表される金属錯体を有機EL素子材料として含む有機EL素子により、発光効率と発光寿命が大きく改善されるという知見を得た。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have used the metal complexes represented by the general formulas (1), (2), (3) or the general formula (4) as organic EL element materials. It has been found that the organic EL element contained greatly improves luminous efficiency and luminous lifetime.

本発明者らは、フェニルイミダゾール誘導体を一例としてとりあげ、母核であるフェニルイミダゾールへの置換基の置換位置や種類の影響で錯体の安定性が大きく左右され、そのことが発光寿命に大きな影響を与えることが分かった。   The present inventors took a phenyl imidazole derivative as an example, and the stability of the complex was greatly influenced by the substitution position and type of the substituent on the phenyl imidazole, which is the mother nucleus, and this greatly affected the emission lifetime. I found out that

本発明者らは、本発明に係る金属錯体が有する特定の環構造(5員環の構成中、1,3位に窒素原子を有するので、1,3−ジアゾール骨格を有する、但し、前記一般式(1)のY1、Y2により、イミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環等を形成することができる。)に特定の立体的パラメータまたは電子的パラメータを有する置換基を、複素環、芳香族複素環または芳香族炭化水素環基を導入することにより、従来の青色用の金属錯体、特に電子吸引基によってのみ発光波長を短波側に制御してきた有機EL素子材料を用いて作製された有機EL素子の問題点であった発光寿命が大幅に改善されることを見出し、発光効率と発光寿命を両立できるに到った。 The present inventors have a specific ring structure of the metal complex according to the present invention (having a 1,3-diazole skeleton because it has a nitrogen atom at positions 1 and 3 in the 5-membered ring structure, provided that A substituent having a specific steric parameter or electronic parameter in Y 1 and Y 2 of formula (1) can form an imidazole ring, a triazole ring, a tetrazole ring, or the like. Organic EL manufactured using conventional blue metal complexes, especially organic EL element materials whose emission wavelength is controlled to the short wave side only by electron-withdrawing groups, by introducing heterocyclic or aromatic hydrocarbon ring groups It has been found that the light emission lifetime which has been a problem of the device is greatly improved, and the light emission efficiency and the light emission lifetime can be achieved at the same time.

また、芳香環状の置換基の置換位置、及び大きさや電子的性質を本発明のように特定することにより、色純度の優れた青色用発光素子の更なる長寿命化を見出すことが分かり、有機EL素子の発光寿命の大幅な改善に成功した。   In addition, it was found that by specifying the substitution position, size, and electronic properties of the aromatic cyclic substituent as in the present invention, the lifetime of a blue light emitting device with excellent color purity can be further extended. Succeeded in greatly improving the light emission life of EL elements.

本発明の概念を2−フェニルイミダゾール環を例にとり、更に、2−フェニルイミダゾールのN位にフェニル基等の芳香族炭化水素環を導入する例を挙げ説明する。   The concept of the present invention will be described by taking an example of introducing a 2-phenylimidazole ring and further introducing an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group at the N-position of 2-phenylimidazole.

即ち、2−フェニルイミダゾールのN位にフェニル基を導入することは、直鎖アルキル基をN位に導入する場合と比較して、合成的にも困難であることが知られている。加えて、この配位子を用いた金属錯体は発光波長が長波長であり、波形がブロード化するという特徴があった。   That is, it is known that introduction of a phenyl group at the N-position of 2-phenylimidazole is difficult in terms of synthesis as compared with the case where a linear alkyl group is introduced at the N-position. In addition, the metal complex using this ligand has a characteristic that the emission wavelength is long and the waveform is broadened.

これは、N位上のフェニル基が窒素原子を介しているにも関わらず共役系が切断されていないことを示唆しており、発光波長がブロードなのは、例えば、N−メチル体の配位子と比較しても回転による振動準位の存在確率が格段に高まるためと説明できる。この仮定は、GAUSSIANによる分子軌道計算によってもサポートされている。   This suggests that the conjugated system is not cleaved even though the phenyl group on the N-position is via a nitrogen atom, and the emission wavelength is broad, for example, the ligand of the N-methyl body It can be explained that the existence probability of the vibration level due to the rotation is remarkably increased even when compared with. This assumption is also supported by molecular orbital calculations by GAUSSIAN.

本発明者らは、鋭意検討の結果、フェニルイミダゾールのN位にオルト位に嵩高い置換基を有する環状置換基を導入することにより
1)フェニル基のねじれを大きくし、共役系を切断させ、短波化する
2)嵩高い置換基により自由回転を抑制することで振動準位の確率を低くする
3)酸化を受けやすいN位を嵩高い置換基で保護することで分子の安定性を大きく向上させる
4)置換している原子の大きさと電子効果を組み合わせることにより短波化と長寿命化の両立が可能である
以上の効果を見出し、本発明を完結させるに至った。
As a result of intensive studies, the inventors have introduced 1) a cyclic substituent having a bulky substituent at the ortho position at the N-position of phenylimidazole, 1) increasing the twist of the phenyl group, cutting the conjugated system, Shortening the wave 2) Decreasing the probability of vibration level by suppressing free rotation by bulky substituents 3) Significantly improving molecular stability by protecting the oxidizable N-position with bulky substituents 4) Combining the size of the substituted atom and the electronic effect makes it possible to achieve both shorter wave length and longer life. The present inventors have found the above effects and completed the present invention.

また、本発明に係る母核を有する配位子であっても、組み合わせる補助配位子や置換基自身が長波なものを置換基として導入することにより、金属錯体の発光波長を所望の領域に制御できる。従って、金属錯体の発光波長を長波な領域(緑〜赤)に制御する機能を付与するための分子設計は、本発明に係る一般式(1)、(2)、(3)または一般式(4)を基本骨格設計の出発点とすることにより可能である。   Moreover, even if it is a ligand which has a mother nucleus based on this invention, the light emission wavelength of a metal complex is made into a desired area | region by introduce | transducing as a substituent the auxiliary | assistant ligand to combine and a substituent itself long wave. Can be controlled. Therefore, the molecular design for imparting the function of controlling the emission wavelength of the metal complex to a long wave region (green to red) is represented by the general formulas (1), (2), (3) or the general formula ( This is possible by using 4) as a starting point for basic skeleton design.

(配位子)
本発明に係る金属錯体は、例えば、上記一般式(1)で説明するとm1>m2である場合、m1を有する括弧内に示す部分構造、もしくはその互変異性体で表される部分構造を主配位子と称し、m2を有する括弧内に示す部分構造、もしくはその互変異性体で表される部分構造を副配位子と称す。
(Ligand)
For example, when the metal complex according to the present invention is described in the above general formula (1), when m1> m2, the partial structure shown in parentheses having m1 or a partial structure represented by a tautomer thereof is mainly used. A partial structure shown in parentheses having m2 or a partial structure represented by a tautomer thereof is called a sub-ligand.

本発明においては、一般式(1)に代表されるように、該金属錯体は主配位子もしくはその互変異性体と副配位子もしくはその互変異性体の組み合わせで構成されるか、後述するが、m2=0の場合、即ち該金属錯体の配位子の全てが主配位子またはその互変異性体で表される部分構造のみで構成されていてもよい。   In the present invention, as represented by the general formula (1), the metal complex is composed of a combination of a main ligand or a tautomer thereof and a subligand or a tautomer thereof, As will be described later, in the case of m2 = 0, that is, all of the ligands of the metal complex may be composed only of a partial structure represented by the main ligand or a tautomer thereof.

更に従来公知の金属錯体形成に用いられる、所謂配位子として当該業者が周知の配位子(配位化合物ともいう)を必要に応じて配位子として有していてもよい。   Furthermore, as a so-called ligand used for forming a conventionally known metal complex, the trader may have a well-known ligand (also referred to as a coordination compound) as a ligand as necessary.

本発明に記載の効果を好ましく得る観点からは、錯体中の配位子の種類は1〜2種類から構成されることが好ましく、更に好ましくは1種類である。   From the viewpoint of preferably obtaining the effects described in the present invention, the type of ligand in the complex is preferably composed of 1 to 2 types, and more preferably 1 type.

従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」Springer−Verlag社 H.Yersin著 1987年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社 山本明夫著 1982年発行等に記載の配位子(例えば、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、含窒素ヘテロ環配位子(例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど)、ジケトン配位子なと)が挙げられる。   There are various known ligands used in conventionally known metal complexes. For example, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds” Springer-Verlag H. Published by Yersin, 1987, “Organometallic Chemistry-Fundamentals and Applications-” Liu Huabosha, Akio Yamamoto, published by 1982, etc. (for example, halogen ligands (preferably chlorine ligands), Nitrogen heterocyclic ligands (for example, bipyridyl, phenanthroline, etc.) and diketone ligands).

(元素周期表の8〜10族の遷移金属元素)
本発明に係る、一般式(1)、(2)、(3)及び一般式(4)で表される金属錯体の形成に用いられる金属としては、元素周期表の8〜10族の遷移金属元素(単に遷移金属ともいう)が用いられるが、中でも、イリジウム、白金が好ましい遷移金属元素として挙げられる。
(Transition metal element of group 8-10 of the periodic table)
As a metal used for formation of the metal complex represented by the general formulas (1), (2), (3) and the general formula (4) according to the present invention, a transition metal of group 8 to 10 of the periodic table Elements (also simply referred to as transition metals) are used, among which iridium and platinum are preferable transition metal elements.

更に、このような有機EL素子材料を用いることにより、発光波長が制御され、高い発光効率を示し、且つ、発光寿命の長い有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。   Furthermore, by using such an organic EL element material, it was possible to provide an organic EL element, an illuminating device, and a display device that have a light emission wavelength controlled, a high light emission efficiency, and a long light emission lifetime.

以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。   Hereinafter, details of each component according to the present invention will be sequentially described.

本発明の有機EL素子材料である金属錯体について説明する。   The metal complex which is the organic EL element material of the present invention will be described.

本発明に係る前記一般式(1)、(2)、(3)または一般式(4)で表される金属錯体の含有層としては、発光層及び/または電子阻止層が好ましく、また発光層に含有する場合は、発光層中の発光ドーパントとして用いることにより、本発明の有機EL素子の外部取り出し量子効率の効率アップ(高輝度化)や発光寿命の長寿命化を達成することができる。   As the content layer of the metal complex represented by the general formula (1), (2), (3) or the general formula (4) according to the present invention, a light emitting layer and / or an electron blocking layer are preferable. In the case where it is contained in the organic EL device, it can be used as a light emitting dopant in the light emitting layer, so that the efficiency of the external extraction quantum efficiency of the organic EL device of the present invention can be increased (high luminance) and the light emission life can be extended.

ここで、本発明に係る前記一般式(1)、(2)、(3)または一般式(4)で表される金属錯体について説明する。   Here, the metal complex represented by the general formula (1), (2), (3) or the general formula (4) according to the present invention will be described.

《一般式(1)で表される金属錯体》
本発明に係る一般式(1)で表される金属錯体について説明する。
<< Metal Complex Represented by General Formula (1) >>
The metal complex represented by the general formula (1) according to the present invention will be described.

一般式(1)において、Rで表される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、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等が挙げられる。   In the general formula (1), examples of the alkyl group represented by R include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, and a tridecyl group. , Tetradecyl group, pentadecyl group and the like.

これらの基は、後述するRaで表される置換基を更に有していても良い。   These groups may further have a substituent represented by Ra described later.

一般式(1)において、Rで表されるシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。   In the general formula (1), examples of the cycloalkyl group represented by R include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.

これらの基は、後述するRaで表される置換基を更に有していても良い。   These groups may further have a substituent represented by Ra described later.

一般式(1)において、Rで表される芳香族炭化水素環基(芳香族炭化水素基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいう)としては、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。   In the general formula (1), examples of the aromatic hydrocarbon ring group represented by R (also referred to as aromatic hydrocarbon group, aromatic carbocyclic group, and aryl group) include a phenyl group, a p-chlorophenyl group, Examples include mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, and biphenylyl group.

これらの基は、後述するRaで表される置換基を更に有していても良い。   These groups may further have a substituent represented by Ra described later.

一般式(1)において、Rで表される複素環基としては、非芳香族複素環基、芳香族複素環基等が挙げられ、非芳香族複素環基としては、例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−1、1−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]−オクタン環等から導出される基を挙げることが出来る。   In the general formula (1), examples of the heterocyclic group represented by R include a non-aromatic heterocyclic group and an aromatic heterocyclic group. Examples of the non-aromatic heterocyclic group include an epoxy ring and an aziridine group. Ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ε-caprolactone ring, ε- Caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring, 1,3-dioxane ring, 1,4-dioxane ring, trioxane ring, tetrahydrothiopyran ring, thiomorpholine Ring, thiomorpholine-1,1-dioxide And groups derived from a ring, a pyranose ring, a diazabicyclo [2,2,2] -octane ring, and the like.

これらの基は、後述するRaで表される置換基を更に有していても良い。   These groups may further have a substituent represented by Ra described later.

芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。   Examples of the aromatic heterocyclic group include pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl). Group, 1,2,3-triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group , Benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (indicating that one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl Group, pyridazinyl group, triazinyl group, key Zoriniru group, phthalazinyl group, and the like.

これらの基は、後述するRaで表される置換基を更に有していても良い。   These groups may further have a substituent represented by Ra described later.

一般式(1)において、Y1、Y2のRaで表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素環基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、芳香族複素環基(例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。 In the general formula (1), examples of the substituent represented by Ra of Y 1 and Y 2 include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group). Octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group etc.), alkynyl group (eg, Ethynyl group, propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon ring group (also called aromatic carbocyclic group, aryl group, etc.), for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl Group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group Biphenylyl group, etc.), aromatic heterocyclic groups (for example, pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazole- 1-yl group, 1,2,3-triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, Dibenzofuryl group, benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (in which one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom) ), Quinoxalinyl group, pyridazinyl group, tria Dinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, Hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, Methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (for example, phenylthio group) Naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, Naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group) , Phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbo group) Group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy) Group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propyl) Carbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecyl Carbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group) Octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc., ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentyl) Ureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc. Sulfinyl group (eg, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl Group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group or heteroarylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group) , 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentyl) Mino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg. , Fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group) Group, phenyldiethylsilyl group, etc.). These substituents may be further substituted with the above substituents.

これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよく、また、複数のC(Ra)が存在する場合、各々のRaは同一でも異なっていてもよく、お互いに連結して環を形成しても良い。   A plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring, and when a plurality of C (Ra) are present, each Ra may be the same or different and are connected to each other. A ring may be formed.

一般式(1)において、Z1、Z2、Z3、Z4のRbで表される置換基は、一般式(1)において、Y1、Y2のRaで表される置換基と同義である。また、複数のC(Rb)が存在する場合、それぞれのRbは同一でも異なっていてもよく、また、お互いに連結して環を形成しても良い。 In the general formula (1), the substituent represented by Rb of Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 has the same meaning as the substituent represented by Ra of Y 1 and Y 2 in the general formula (1). It is. When a plurality of C (Rb) are present, each Rb may be the same or different, and may be linked to each other to form a ring.

一般式(1)において、X1−L1−X2で表される2座の配位子の具体例としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。 Specific examples of the bidentate ligand represented by X 1 -L1-X 2 in the general formula (1) include phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabol, acetylacetone, picoline An acid etc. are mentioned.

一般式(1)において、M1は元素周期表における8族〜10族の遷移金属元素(単に遷移金属ともいう)が用いられるが、中でも、イリジウム、白金が好ましい遷移金属元素として挙げられる。 In the general formula (1), a transition metal element of group 8 to group 10 (also simply referred to as a transition metal) in the periodic table of elements is used as M 1 , and among them, iridium and platinum are preferable transition metal elements.

一般式(1)において、m1は1、2または3の整数を表し、m2は0、1または2の整数を表すが、m1+m2は2または3であり、m2は0である場合が好ましい。   In the general formula (1), m1 represents an integer of 1, 2 or 3, m2 represents an integer of 0, 1 or 2, and m1 + m2 is 2 or 3, and m2 is preferably 0.

《一般式(2)で表される金属錯体》
本発明に係る一般式(2)で表される金属錯体について説明する。
<< Metal Complex Represented by General Formula (2) >>
The metal complex represented by the general formula (2) according to the present invention will be described.

一般式(2)において、Zにより形成される炭化水素環基としては、非芳香族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基が挙げられ、非芳香族炭化水素環基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。これらの基は、無置換でも、上記の置換基を有していてもよい。   In the general formula (2), examples of the hydrocarbon ring group formed by Z include a non-aromatic hydrocarbon ring group and an aromatic hydrocarbon ring group, and examples of the non-aromatic hydrocarbon ring group include a cyclopropyl group. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. These groups may be unsubstituted or may have the above-described substituent.

また、芳香族炭化水素環基(芳香族炭化水素基、アリール基等ともいう)としては、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。これらの基は、無置換でも、上記の置換基を有していても良い。   Examples of the aromatic hydrocarbon ring group (also referred to as aromatic hydrocarbon group, aryl group, etc.) include, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl. Group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group and the like. These groups may be unsubstituted or may have the above-described substituent.

一般式(2)において、Zにより形成される複素環基としては、一般式(1)において、Rで表される複素環基と同義のものを挙げることができる。   In the general formula (2), examples of the heterocyclic group formed by Z include those having the same meaning as the heterocyclic group represented by R in the general formula (1).

一般式(2)において、R1は置換基を表し、該置換基は、該Zにより形成される炭化水素環基または複素環基と窒素原子との結合部位にある原子の隣接位の原子に結合している立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下であり、中でも、電子供与性基であることが好ましい。   In the general formula (2), R 1 represents a substituent, and the substituent is bonded to an atom adjacent to the atom at the bonding site between the hydrocarbon ring group or heterocyclic group formed by Z and the nitrogen atom. The steric parameter value (Es value) is −0.5 or less, and among them, an electron donating group is preferable.

以下、立体パラメータ値(Es値)について説明する。   Hereinafter, the three-dimensional parameter value (Es value) will be described.

(立体パラメータ値(Es値))
本発明において、Es値とは化学反応性より誘導された立体パラメータであり、この値が小さければ小さいほど立体的に嵩高い置換基ということができる。
(3D parameter value (Es value))
In the present invention, the Es value is a steric parameter derived from chemical reactivity. The smaller this value, the more sterically bulky substituent can be said.

一般に、酸性条件下でのエステルの加水分解反応においては、置換基が反応の進行に対して及ぼす影響は立体障害だけと考えてよいことが知られており、この事を利用して置換基の立体障害を数値化したものがEs値である。   In general, in ester hydrolysis under acidic conditions, it is known that the influence of substituents on the progress of the reaction may only be considered as steric hindrance. The Es value is obtained by quantifying the steric hindrance.

置換基XのEs値は、次の化学反応式
X−CH2COORX+H2O→X−CH2COOH+RXOH
で表される、酢酸のメチル基の水素原子1つを置換基Xで置換したα位モノ置換酢酸から誘導されるα位モノ置換酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数kXと、次の化学反応式
CH3COORY+H2O→CH3COOH+RYOH
(RXはRYと同一)で表される、上記のα位モノ置換酢酸エステルに対応する酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数kHから次の式で求められる。
The Es value of the substituent X is expressed by the following chemical reaction formula: X—CH 2 COORX + H 2 O → X—CH 2 COOH + RXOH
The reaction rate constant kX for hydrolyzing an α-monosubstituted acetic acid ester derived from α-monosubstituted acetic acid represented by the following formula: And the following chemical reaction formula CH 3 COORY + H 2 O → CH 3 COOH + RYOH
(RX is the same as RY), which is obtained from the reaction rate constant kH when the acetate corresponding to the α-monosubstituted acetate described above is hydrolyzed under acidic conditions.

Es=log(kX/kH)
置換基Xの立体障害により反応速度は低下し、その結果kX<kHとなるのでEs値は通常負となる。実際にEs値を求める場合には、上記の二つの反応速度定数kXとkHを求め、上記の式により算出する。
Es = log (kX / kH)
The reaction rate decreases due to the steric hindrance of the substituent X, and as a result, kX <kH, so the Es value is usually negative. When the Es value is actually obtained, the above two reaction rate constants kX and kH are obtained and calculated by the above formula.

Es値の具体的な例は、Unger,S.H.,Hansch,C.,Prog.Phys.Org.Chem.,12,91(1976)に詳しく記載されている。また、『薬物の構造活性相関』(化学の領域増刊122号、南江堂)、「American Chemical Society Professional Reference Book,‘Exploring QSAR’p.81 Table 3−3」にも、その具体的な数値の記載がある。次にその一部を表1に示す。   Specific examples of Es values are given by Unger, S. et al. H. Hansch, C .; , Prog. Phys. Org. Chem. 12, 91 (1976). The specific numerical values are also described in “Structure-activity relationship of drugs” (Regional Chemistry Special Issue 122, Nankodo) and “American Chemical Society Reference Book, 'Exploring QSAR' p.81 Table 3-3”. There is. Next, a part is shown in Table 1.

Figure 2013153222
Figure 2013153222

ここで、注意するのは本明細書で定義するところのEs値は、メチル基のそれを0として定義したのではなく、水素原子を0としたものであり、メチル基を0としたEs値から1.24を差し引いたものである。   Here, it should be noted that the Es value as defined in this specification is not defined by defining that of a methyl group as 0, but by assuming that a hydrogen atom is 0, and an Es value where a methyl group is 0. Minus 1.24.

本発明に係るEs値は−0.5以下である。好ましくは−7.0〜−0.6である。最も好ましくは−7.0〜−1.0である。   The Es value according to the present invention is −0.5 or less. Preferably it is -7.0--0.6. Most preferably, it is -7.0 to -1.0.

ここで、本発明においては、立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下の置換基、例えば、Zにケト−エノール互変異性体が存在し得る場合、ケト部分はエノールの異性体としてEs値を換算している。他の互変異性が存在する場合も同様の換算方法においてEs値を換算する。更にEs値が−0.5以下の置換基は、電子的効果においては電子供与性の置換基であることが好ましい。   Here, in the present invention, when a steric parameter value (Es value) is -0.5 or less, for example, a keto-enol tautomer may exist in Z, the keto moiety is regarded as an enol isomer. Es value is converted. Even when other tautomerism exists, the Es value is converted by the same conversion method. Furthermore, the substituent having an Es value of −0.5 or less is preferably an electron-donating substituent in terms of electronic effect.

(電子供与性基(電子供与性の置換基))
本発明において、電子供与性の置換基とは下記に記載のハメットのσp値が負の値を示す置換基のことであり、そのような置換基は水素原子と比べて結合原子側に電子を与えやすい特性を有する。
(Electron donating group (electron donating substituent))
In the present invention, the electron-donating substituent is a substituent having a negative Hammett σp value as described below, and such a substituent has an electron on the bonding atom side compared to a hydrogen atom. Easy to give.

電子供与性を示す置換基の具体例としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、)、アセチルオキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、アセチルアミノ基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、メシチル基等)が挙げられる。またハメットのσp値については、例えば、下記文献等が参照できる。   Specific examples of the substituent exhibiting an electron donating property include a hydroxy group, an alkoxy group (for example, methoxy group), an acetyloxy group, an amino group, a dimethylamino group, an acetylamino group, and an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group). Group, propyl group, t-butyl group and the like) and aryl group (for example, phenyl group, mesityl group and the like). For the Hammett σp value, for example, the following documents can be referred to.

本発明に係るハメットのσp値とはハメットの置換基定数σpを指す。ハメットのσpの値は、Hammett等によって安息香酸エチルの加水分解に及ぼす置換基の電子的効果から求められた置換基定数であり、『薬物の構造活性相関』(南江堂:1979年)、『Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology』(C.Hansch a
nd A.Leo,John Wiley&Sons,New York,1979年)等に記載の基を引用することができる。
The Hammett σp value according to the present invention refers to Hammett's substituent constant σp. Hammett's σp value is a substituent constant determined by Hammett et al. From the electronic effect of the substituent on the hydrolysis of ethyl benzoate. “Structure-activity relationship of drugs” (Nanedo: 1979), “Substituent” Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology ”(C. Hansch a
nd A. Leo, John Wiley & Sons, New York, 1979) and the like can be cited.

《一般式(3)で表される金属錯体》
本発明に係る一般式(3)で表される金属錯体について説明する。
<< Metal Complex Represented by General Formula (3) >>
The metal complex represented by the general formula (3) according to the present invention will be described.

一般式(3)において、R1で表される、立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下の置換基は、一般式(2)において、R1で表される置換基と同義である。 In general formula (3), the substituent represented by R 1 and having a steric parameter value (Es value) of −0.5 or less is synonymous with the substituent represented by R 1 in general formula (2). .

一般式(3)において、R2、R3で各々表される置換基は、一般式(1)において、Y1、Y2のRaで表される置換基と同義である。 In the general formula (3), the substituents represented by R 2 and R 3 have the same meaning as the substituents represented by Ra of Y 1 and Y 2 in the general formula (1).

尚、複数のR2、R3が存在する場合、各々のR2、R3は、同一でも異なっていてもよく、また、お互いに連結して環を形成しても良い。 In addition, when several R < 2 >, R < 3 > exists, each R < 2 >, R < 3 > may be the same or different and may mutually connect and may form a ring.

《一般式(4)で表される金属錯体》
本発明に係る一般式(4)で表される金属錯体について説明する。
<< Metal Complex Represented by Formula (4) >>
The metal complex represented by the general formula (4) according to the present invention will be described.

一般式(4)において、R1、R4で各々表される立体パラメータ値(Es値)が−0.5以下の置換基は、一般式(2)において、R1で表される置換基と各々同義である。 In the general formula (4), the steric parameter value (Es value) represented by each of R 1 and R 4 is −0.5 or less, and the substituent represented by R 1 in the general formula (2) Each is synonymous.

1、R4として、特に好ましいのは、共に電子供与性基であることが好ましい。 Particularly preferred as R 1 and R 4 are both electron donating groups.

一般式(4)において、R2、R3で各々表される置換基は、一般式(1)において、Y1、Y2のRaで表される置換基と同義である。 In the general formula (4), the substituents represented by R 2 and R 3 have the same meaning as the substituents represented by Ra of Y 1 and Y 2 in the general formula (1).

尚、複数のR2、R3が存在する場合、各々のR2、R3は、同一でも異なっていてもよく、また、お互いに連結して環を形成しても良い。 In addition, when several R < 2 >, R < 3 > exists, each R < 2 >, R < 3 > may be the same or different and may mutually connect and may form a ring.

《一般式(1)〜(4)で表される金属錯体の発光波長》
本発明に係る、一般式(1)〜(4)で表される各々の金属錯体の第一発光波長は、400nm〜500nmの範囲であることが好ましい。
<< Emission wavelength of the metal complex represented by the general formulas (1) to (4) >>
The first emission wavelength of each metal complex represented by the general formulas (1) to (4) according to the present invention is preferably in the range of 400 nm to 500 nm.

ここで、第1発光波長とは、金属錯体の吸収波長で励起させ得られる発光光の中で最も短波な成分をいい、該第1発光波長は、蛍光光度計を使用し測定することにより求めることが出来る。   Here, the first emission wavelength refers to the shortest component of the emitted light that can be excited by the absorption wavelength of the metal complex, and the first emission wavelength is obtained by measurement using a fluorometer. I can do it.

《一般式(1)〜(4)のいずれかひとつを部分構造として含む重合体》
また、本発明においては、上記一般式(1)〜(4)のいずれかひとつで表される金属錯体を部分構造として有する重合体(ポリマーともいう)を本発明の有機EL素子材料として用いることができる。
<< Polymer containing any one of the general formulas (1) to (4) as a partial structure >>
In the present invention, a polymer (also referred to as a polymer) having a metal complex represented by any one of the above general formulas (1) to (4) as a partial structure is used as the organic EL element material of the present invention. Can do.

以下、本発明に係る前記一般式(1)、(2)、(3)または一般式(4)で表される金属錯体、および一般式(1)、(2)、(3)または一般式(4)で表される金属錯体を部分構造として有するポリマーの具体例を示すが(金属錯体3−2−25、4−1−14、4−2−22、4−2−28、4−3−43、4−3−55、およびポリマー4、5、6を除く。)、これらの化合物はさらに置換基を有していてもよいなど、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, the metal complex represented by the general formula (1), (2), (3) or the general formula (4) according to the present invention, and the general formula (1), (2), (3) or the general formula Specific examples of the polymer having the metal complex represented by (4) as a partial structure are shown (metal complexes 3-2-25, 4-1-14, 4-2-22, 4-2-28, 4- 3-43, 4-3-55, and polymers 4, 5, and 6 are excluded.), The present invention is not limited to these compounds, such as these compounds may further have a substituent.

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これらの金属錯体は、例えば、Organic Letter誌、vol3、No.16、2579〜2581頁(2001)、Inorganic Chemistry,第30巻、第8号、1685〜1687頁(1991年)、J.Am.Chem.Soc.,123巻、4304頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第40巻、第7号、1704〜1711頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第41巻、第12号、3055〜3066頁(2002年)、New Journal of Chemistry.,第26巻、1171頁(2002年)、European Journal of Organic Chemistry,第4巻、695〜709頁(2004年)、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を参照することにより合成できる。   These metal complexes are described in, for example, Organic Letter, vol. 16, 2579-2581 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 30, No. 8, 1685-1687 (1991), J. Am. Am. Chem. Soc. , 123, 4304 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 40, No. 7, 1704-1711 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 41, No. 12, 3055-3066 (2002) , New Journal of Chemistry. 26, 1171 (2002), European Journal of Organic Chemistry, Vol. 4, pages 695-709 (2004), and synthesis by referring to methods such as references described in these documents. it can.

以下に、本発明に係る金属錯体の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。   Although the synthesis example of the metal complex based on this invention is shown below, this invention is not limited to these.

《例示化合物4−4−64の合成》 << Synthesis of Exemplified Compound 4-4-64 >>

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工程1:錯体Aの合成
27.74g(0.1モル)の5−(1−mesityl−1H−imidazol−2−yl)−2−methylpyridine及び14.1g(0.04モル)の塩化イリジウム・3水和物を2−エトキシエタノール500mlおよび水170ml中、窒素バブリングを行いながら18時間還流した。
Step 1: Synthesis of Complex A 27.74 g (0.1 mol) of 5- (1-mesityl-1H-imidazol-2-yl) -2-methylpyridine and 14.1 g (0.04 mol) of iridium chloride. The trihydrate was refluxed for 18 hours in 500 ml of 2-ethoxyethanol and 170 ml of water with nitrogen bubbling.

反応液を濃縮し、水/メタノール=1/1の100ml溶液で析出した固体を濾取し、水/メタノール=1/2溶液で固体を洗浄乾燥して錯体Aを23.8g(76.2%)得た。   The reaction solution was concentrated, and the precipitated solid was collected with a 100 ml solution of water / methanol = 1/1. The solid was washed with water / methanol = 1/2 solution and dried to obtain 23.8 g (76.2 g) of complex A. %)Obtained.

得られた錯体Aはピリジン環2位および4位でオルトメタル化した化合物の混合物であった。尚、錯体Aの構造は、1H−NMR、13C−NMR等を用いて構造を同定した。 The obtained complex A was a mixture of compounds ortho-metalated at the 2-position and 4-position of the pyridine ring. The structure of complex A was identified using 1 H-NMR, 13 C-NMR, and the like.

工程2:錯体Bの合成
工程1で得られた、20g(0.01281モル)の錯体A及び5.25g(0.05190モル)のアセチルアセトン、20gの炭酸ナトリウムを2−エトキシエタノール400ml中、窒素バブリングを行いながら3時間還流した。
Step 2: Synthesis of Complex B 20 g (0.01281 mol) of Complex A and 5.25 g (0.05190 mol) of acetylacetone and 20 g of sodium carbonate obtained in Step 1 were added to nitrogen in 400 ml of 2-ethoxyethanol. The mixture was refluxed for 3 hours while bubbling.

反応液を冷却後、塩を濾別し、濾液を濃縮した後、水/メタノール=1/1の100ml溶液で析出した固体を濾取し、水/メタノール=1/1溶液で固体を洗浄乾燥して錯体Bを14.8g(68.5%)得た。   After cooling the reaction solution, the salt is filtered off, the filtrate is concentrated, the solid precipitated with a 100 ml solution of water / methanol = 1/1 is collected by filtration, and the solid is washed and dried with a solution of water / methanol = 1/1. As a result, 14.8 g (68.5%) of complex B was obtained.

得られた錯体Bはピリジン環2位および4位でオルトメタル化した化合物の混合物であった。   The resulting complex B was a mixture of compounds ortho-metalated at the 2-position and 4-position of the pyridine ring.

工程3:例示化合物4−4−64の合成
工程2で得られた、10.0g(0.01185モル)の錯体B及び8.22g(0.02962モル)の5−(1−mesityl−1H−imidazol−2−yl)−2−methylpyridineをグリセリン350ml中、窒素バブリングを行いながら内温150℃から170℃で5時間反応させた。
Step 3: Synthesis of Exemplified Compound 4-4-64 10.0 g (0.01185 mol) of Complex B obtained in Step 2 and 8.22 g (0.02962 mol) of 5- (1-mesityl-1H) -Imidazol-2-yl) -2-methylpyridine was reacted in 350 ml of glycerol at an internal temperature of 150 ° C. to 170 ° C. for 5 hours while performing nitrogen bubbling.

反応液を冷却後、メタノール800mlを加え、析出した固体を濾取、乾燥し、10.6gの個体を得た。   After cooling the reaction solution, 800 ml of methanol was added, and the precipitated solid was collected by filtration and dried to obtain 10.6 g of a solid.

得られた個体は、例示化合物4−4−64と4−2−32及び若干量のピリジン環の2位でオルトメタル化したトリス化錯体の混合物であった。   The obtained solid was a mixture of exemplified compounds 4-4-64 and 4-2-22, and a trisated complex ortho-metalated at the 2-position of some amount of the pyridine ring.

この固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/テトラヒドロフラン/トリエチルアミン)により分離生成し、例示化合物4−4−64を2.18g(18.0%)、例示化合物4−2−32を4.52g(37.3%)得た。   This solid was separated and produced by silica gel column chromatography (hexane / tetrahydrofuran / triethylamine) to give 2.18 g (18.0%) of Exemplified Compound 4-4-64 and 4.52 g of Exemplified Compound 4-2-32 ( 37.3%).

なお、例示化合物4−2−32の溶液における発光波長は447nmであった(発光波長は、2−メチルテトラヒドロフラン中で測定したものである。)
本発明では、例示化合物の発光波長を以下のように測定した。まず、例示化合物の吸収スペクトルを測定し、300nm−350nmの範囲の吸収最大波長を励起光として設定する。
In addition, the emission wavelength in the solution of exemplary compound 4-232 was 447 nm (the emission wavelength was measured in 2-methyltetrahydrofuran).
In the present invention, the emission wavelength of the exemplified compound was measured as follows. First, an absorption spectrum of the exemplary compound is measured, and an absorption maximum wavelength in the range of 300 nm to 350 nm is set as excitation light.

設定した励起光を用いて、窒素バブリングを行いながら蛍光光度計F−4500(日立製作所製)にて発光波長を測定する。   Using the set excitation light, the emission wavelength is measured with a fluorometer F-4500 (manufactured by Hitachi, Ltd.) while performing nitrogen bubbling.

尚、使用できる溶媒に制限はないが、化合物の溶解性の観点から2−メチルテトラヒドロフラン、ジクロロメタン等が好ましく用いられる。   In addition, although there is no restriction | limiting in the solvent which can be used, 2-methyltetrahydrofuran, a dichloromethane, etc. are used preferably from a soluble viewpoint of a compound.

測定時の濃度は充分希釈していることが好ましく、具体的には10-6mol/lから10-4mol/lの範囲で測定することが好ましい。 The concentration at the time of measurement is preferably sufficiently diluted, and specifically, it is preferably measured in the range of 10 −6 mol / l to 10 −4 mol / l.

また、測定時の温度としては、特に制限はないが、一般的には室温〜77Kの範囲の温度設定が行われることが好ましい。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular as temperature at the time of measurement, However, Generally, it is preferable that temperature setting of the range of room temperature-77K is performed.

《有機EL素子材料の有機EL素子への適用》
本発明の有機EL素子材料を用いて本発明の有機EL素子を作製する場合、有機EL素子の構成層(詳細は後述する)の中で、発光層または電子阻止層に本発明の有機EL素子材料を用いることが好ましい。また、発光層中では下記の発光ドーパントとして好ましく用いられる。
<< Application of organic EL element materials to organic EL elements >>
When producing the organic EL element of the present invention using the organic EL element material of the present invention, the organic EL element of the present invention is formed on the light emitting layer or the electron blocking layer in the constituent layers (details will be described later) of the organic EL element. It is preferable to use a material. Moreover, it is preferably used as the following light emitting dopant in the light emitting layer.

(発光ホストと発光ドーパント)
発光層中の主成分であるホスト化合物である発光ホストに対する発光ドーパントとの混合比は、好ましくは質量で0.1質量%〜30質量%未満の範囲に調整することである。
(Light emitting host and light emitting dopant)
The mixing ratio of the light-emitting dopant to the light-emitting host that is the host compound that is the main component in the light-emitting layer is preferably adjusted to a range of 0.1% by mass to less than 30% by mass.

但し、発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いてもよく、混合する相手は構造を異にする、その他の金属錯体やその他の構造を有するリン光性ドーパントや蛍光性ドーパントでもよい。   However, the light-emitting dopant may be a mixture of a plurality of types of compounds, and the partner to be mixed may be a phosphorescent dopant or a fluorescent dopant having a different structure, other metal complexes or other structures.

ここで、発光ドーパントとして用いられる金属錯体と併用してもよいドーパント(リン光性ドーパント、蛍光性ドーパント等)について述べる。発光ドーパントは大きく分けて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの2種類がある。   Here, the dopant (phosphorescent dopant, fluorescent dopant, etc.) that may be used in combination with the metal complex used as the light emitting dopant will be described. Luminescent dopants are roughly classified into two types: fluorescent dopants that emit fluorescence and phosphorescent dopants that emit phosphorescence.

前者(蛍光性ドーパント)の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。   Typical examples of the former (fluorescent dopant) include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, Examples include perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.

後者(リン光性ドーパント)の代表例としては、好ましくは元素周期表で8族、9族、10族の遷移金属元素を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。   A typical example of the latter (phosphorescent dopant) is preferably a complex compound containing a transition metal element of Group 8, 9, or 10 in the periodic table, and more preferably an iridium compound or an osmium compound. Of these, iridium compounds are most preferred.

具体的には以下の特許公報に記載されている化合物である。   Specifically, it is a compound described in the following patent publications.

国際公開第00/70655号パンフレット、特開2002−280178号公報、特開2001−181616号公報、特開2002−280179号公報、特開2001−181617号公報、特開2002−280180号公報、特開2001−247859号公報、特開2002−299060号公報、特開2001−313178号公報、特開2002−302671号公報、特開2001−345183号公報、特開2002−324679号公報、国際公開第02/15645号パンフレット、特開2002−332291号公報、特開2002−50484号公報、特開2002−332292号公報、特開2002−83684号公報、特表2002−540572号公報、特開2002−117978号公報、特開2002−338588号公報、特開2002−170684号公報、特開2002−352960号公報、国際公開第01/93642号パンフレット、特開2002−50483号公報、特開2002−100476号公報、特開2002−173674号公報、特開2002−359082号公報、特開2002−175884号公報、特開2002−363552号公報、特開2002−184582号公報、特開2003−7469号公報、特表2002−525808号公報、特開2003−7471号公報、特表2002−525833号公報、特開2003−31366号公報、特開2002−226495号公報、特開2002−234894号公報、特開2002−235076号公報、特開2002−241751号公報、特開2001−319779号公報、特開2001−319780号公報、特開2002−62824号公報、特開2002−100474号公報、特開2002−203679号公報、特開2002−343572号公報、特開2002−203678号公報等。   WO 00/70655 pamphlet, JP 2002-280178, JP 2001-181616, JP 2002-280179, JP 2001-181617, JP 2002-280180, JP 2001-247859, JP 2002-299060, JP 2001-313178, JP 2002-302671, JP 2001-345183, JP 2002-324679, International Publication No. 02/15645 pamphlet, JP 2002-332291 A, JP 2002-50484 A, JP 2002-332292 A, JP 2002-83684 A, JP 2002-540572 A, JP 2002-2002 A. No. 117978, JP 20 JP-A-2-338588, JP-A-2002-170684, JP-A-2002-352960, WO01 / 93642, JP-A-2002-50483, JP-A-2002-1000047, JP-A-2002. No. -173744, JP-A No. 2002-359082, JP-A No. 2002-17584, JP-A No. 2002-363552, JP-A No. 2002-184582, JP-A No. 2003-7469, JP-T-2002-525808. Gazette, JP2003-7471, JP2002-525833, JP2003-31366, JP2002-226495, JP2002-234894, JP2002-2335076 JP 2002-241751 A JP 2001-319779, JP 2001-319780, JP 2002-62824, JP 2002-1000047, JP 2002-203679, JP 2002-343572, JP 2002-203678 gazette etc.

以下に、具体例の一部を示す。   Some specific examples are shown below.

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(発光ホスト)
本発明に用いられるホスト化合物とは、発光層に含有される化合物のうちで室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.01未満の化合物を表す。
(Light emitting host)
The host compound used in the present invention represents a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission of less than 0.01 at room temperature (25 ° C.) among compounds contained in the light emitting layer.

本発明に用いられる発光ホストとしては構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、またはカルボリン誘導体や該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体等が挙げられる。中でも、カルバゾール誘導体、カルボリン誘導体や該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体が好ましく用いられる。   The light-emitting host used in the present invention is not particularly limited in terms of structure, but is typically a carbazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic borane derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, a furan derivative, an oligoarylene. Examples thereof include compounds having a basic skeleton such as compounds, or carboline derivatives and derivatives having a ring structure in which at least one carbon atom of a hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom. Among these, carbazole derivatives, carboline derivatives, and derivatives having a ring structure in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom are preferably used.

以下に具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は正孔阻止材料として使用することも好ましい。   Specific examples are given below, but the present invention is not limited thereto. These compounds are also preferably used as hole blocking materials.

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本発明に係る発光層においては、ホスト化合物として公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。   In the light emitting layer according to the present invention, a plurality of known host compounds may be used in combination as a host compound. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. As these known host compounds, compounds having a hole transporting ability and an electron transporting ability, preventing the emission of longer wavelengths, and having a high Tg (glass transition temperature) are preferable.

また、本発明に用いられる発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもいい。   The light emitting host used in the present invention may be a low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). .

発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、且つ、高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。   As the light-emitting host, a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents an increase in the wavelength of light emission, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.

発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が好適である。例えば、特開2001−257076号公報、特開2002−308855号公報、特開2001−313179号公報、特開2002−319491号公報、特開2001−357977号公報、特開2002−334786号公報、特開2002−8860号公報、特開2002−334787号公報、特開2002−15871号公報、特開2002−334788号公報、特開2002−43056号公報、特開2002−334789号公報、特開2002−75645号公報、特開2002−338579号公報、特開2002−105445号公報、特開2002−343568号公報、特開2002−141173号公報、特開2002−352957号公報、特開2002−203683号公報、特開2002−363227号公報、特開2002−231453号公報、特開2003−3165号公報、特開2002−234888号公報、特開2003−27048号公報、特開2002−255934号公報、特開2002−260861号公報、特開2002−280183号公報、特開2002−299060号公報、特開2002−302516号公報、特開2002−305083号公報、特開2002−305084号公報、特開2002−308837号公報等。   As specific examples of the light-emitting host, compounds described in the following documents are suitable. For example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, JP2002-8860, JP2002-334787, JP2002-15871, JP2002-334788, JP2002-43056, JP2002-334789, JP JP 2002-75645 A, JP 2002-338579 A, JP 2002-105445 A, JP 2002-343568 A, JP 2002-141173 A, JP 2002-352957 A, JP 2002-2002 A. No. 203683, JP-A-2002-3632 7, JP 2002-231453, JP 2003-3165, JP 2002-234888, JP 2003-27048, JP 2002-255934, JP 2002-286061. JP, JP-A-2002-280183, JP-A-2002-299060, JP-A-2002-302516, JP-A-2002-305083, JP-A-2002-305084, JP-A-2002-308837, etc. .

また、発光層はホスト化合物として更に蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機EL素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。   The light emitting layer may further contain a host compound having a fluorescence maximum wavelength as a host compound. In this case, the energy transfer from the other host compound and the phosphorescent compound to the fluorescent compound allows electroluminescence as an organic EL element to be emitted from the other host compound having a fluorescence maximum wavelength. A host compound having a fluorescence maximum wavelength is preferably a compound having a high fluorescence quantum yield in a solution state.

ここで、蛍光量子収率は10%以上、特に30%以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第4版実験化学講座7の分光IIの362頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定することができる。   Here, the fluorescence quantum yield is preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more. Specific host compounds having a maximum fluorescence wavelength include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, and pyrylium dyes. Perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and the like. The fluorescence quantum yield can be measured by the method described in 362 (1992, Maruzen) of Spectroscopic II of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7.

次に、代表的な有機EL素子の構成について述べる。   Next, a configuration of a typical organic EL element will be described.

《有機EL素子の構成層》
本発明の有機EL素子の構成層について説明する。
<< Constituent layers of organic EL elements >>
The constituent layers of the organic EL element of the present invention will be described.

本発明の有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。   Although the preferable specific example of the layer structure of the organic EL element of this invention is shown below, this invention is not limited to these.

(i)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(v)陽極/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(vi)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(vii)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
《阻止層(電子阻止層、正孔阻止層)》
本発明に係る阻止層(例えば、電子阻止層、正孔阻止層)について説明する。
(I) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode (ii) Anode / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode (iii) anode / Hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode (iv) anode / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode ( v) Anode / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (vi) anode / anode buffer layer / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / Hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (vii) anode / anode buffer layer / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode 《Blocking layer (electron blocking layer, hole blocking layer)》
The blocking layer (for example, electron blocking layer, hole blocking layer) according to the present invention will be described.

本発明においては、正孔阻止層、電子阻止層等に本発明の有機EL素子材料を用いることが好ましく、特に好ましくは正孔阻止層に用いることである。   In the present invention, the organic EL device material of the present invention is preferably used for a hole blocking layer, an electron blocking layer, and the like, and particularly preferably used for a hole blocking layer.

本発明の有機EL素子材料を正孔阻止層、電子阻止層に含有させる場合、請求項1〜7のいずれか1項に記載されている本発明の有機EL素子材料を、正孔阻止層や電子阻止層等の層構成成分として100質量%の状態で含有させてもよいし、他の有機化合物等と混合してもよい。   When the organic EL device material of the present invention is contained in the hole blocking layer and the electron blocking layer, the organic EL device material of the present invention described in any one of claims 1 to 7 is added to the hole blocking layer or It may be contained in a state of 100% by mass as a layer constituent component such as an electron blocking layer, or may be mixed with other organic compounds.

本発明に係る阻止層の膜厚としては好ましくは3nm〜100nmであり、更に好ましくは5nm〜30nmである。   The thickness of the blocking layer according to the present invention is preferably 3 nm to 100 nm, and more preferably 5 nm to 30 nm.

《正孔阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
《Hole blocking layer》
The hole blocking layer has the function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting electrons but has a very small ability to transport holes, and blocks holes while transporting electrons. Thus, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.

正孔阻止層としては、例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載の正孔阻止(ホールブロック)層等を本発明に係る正孔阻止層として適用可能である。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。   Examples of the hole blocking layer include, for example, JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL elements and the forefront of industrialization thereof (issued by NTT Corporation on November 30, 1998)” Can be applied as the hole blocking layer according to the present invention. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.

本発明の有機EL素子は構成層として正孔阻止層を有し、該正孔阻止層が前記カルボリン誘導体または該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することが好ましい。   The organic EL device of the present invention has a hole blocking layer as a constituent layer, and at least one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline derivative or the carboline ring of the carboline derivative is a nitrogen atom. It is preferable to contain a derivative having a substituted ring structure.

《電子阻止層》
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。
《Electron blocking layer》
On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons, and transports electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved. Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed.

また本発明においては、発光層に隣接する隣接層、即ち正孔阻止層、電子阻止層に上記の本発明の有機EL素子材料を用いることが好ましく、特に電子阻止層に用いることが好ましい。   In the present invention, the organic EL device material of the present invention is preferably used for the adjacent layer adjacent to the light emitting layer, that is, the hole blocking layer and the electron blocking layer, and particularly preferably used for the electron blocking layer.

《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料を含み、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
《Hole transport layer》
The hole transport layer includes a material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものや、有機EL素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。   The hole transport material is not particularly limited, and is conventionally used as a hole charge injection / transport material in a photoconductive material, or used for a hole injection layer or a hole transport layer of an organic EL device. Any one of known ones can be selected and used.

正孔輸送材料は正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。   The hole transport material has one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.

例えば、トリアゾール誘導体、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、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、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、オキサゾール誘導体、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、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。   For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.

正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。   The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.

芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4′−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。   Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl; N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and also two of those described in US Pat. No. 5,061,569. Having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-3086 4,4 ′, 4′-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 8 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.

更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。   Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.

この正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5000nm程度である。この正孔輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。   This hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, it is about 5 nm-5000 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。
《Electron transport layer》
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided with a single layer or a plurality of layers.

従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、下記の材料が知られている。   Conventionally, in the case of a single-layer electron transport layer and a plurality of layers, the following materials are used as the electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for the electron transport layer adjacent to the cathode side with respect to the light emitting layer. Are known.

更に、電子輸送層は陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。   Further, the electron transport layer only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material can be selected and used from conventionally known compounds.

この電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料という)の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、または該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体等が挙げられる。更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も電子輸送材料として用いることができる。   Examples of materials used for this electron transport layer (hereinafter referred to as electron transport materials) include heterocyclic tetracarboxylic acid anhydrides such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene, carbodiimides, Fluorenylidenemethane derivative, anthraquinodimethane and anthrone derivative, oxadiazole derivative, carboline derivative, or a ring in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom Examples thereof include derivatives having a structure. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, or a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as an electron transport material.

更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。   Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

また8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。   Also, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum, Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Cu , Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as an electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transport material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic semiconductor such as n-type-Si, n-type-SiC, etc. as in the case of the hole injection layer and hole transport layer Can also be used as an electron transporting material.

この電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5000nm程度である。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。   This electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, it is about 5 nm-5000 nm. This electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

次に、本発明の有機EL素子の構成層として用いられる注入層について説明する。   Next, an injection layer used as a constituent layer of the organic EL element of the present invention will be described.

《注入層》:電子注入層、正孔注入層
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
<< Injection layer >>: Electron injection layer, hole injection layer The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and the cathode. You may exist between a light emitting layer or an electron carrying layer.

注入層とは駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。   An injection layer is a layer that is provided between an electrode and an organic layer in order to lower drive voltage and improve light emission brightness. “Organic EL elements and the forefront of their industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2 of Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).

陽極バッファー層(正孔注入層)は特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。   Details of the anode buffer layer (hole injection layer) are also described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like, and a specific example is represented by copper phthalocyanine. Phthalocyanine buffer layers, oxide buffer layers typified by vanadium oxide, amorphous carbon buffer layers, polymer buffer layers using conductive polymers such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene, and the like.

陰極バッファー層(電子注入層)は特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。   The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium, aluminum, etc. Examples include a metal buffer layer represented by an alkali metal compound buffer layer represented by lithium fluoride, an alkaline earth metal compound buffer layer represented by magnesium fluoride, and an oxide buffer layer represented by aluminum oxide.

上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜100nmの範囲が好ましい。   The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 100 nm, although it depends on the material.

この注入層は上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5000nm程度である。この注入層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。   This injection layer can be formed by thinning the above material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an injection | pouring layer, Usually, it is about 5 nm-5000 nm. The injection layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

《陽極》
本発明の有機EL素子に係る陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In23−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
"anode"
As the anode according to the organic EL device of the present invention, an electrode having a work function (4 eV or more) metal, alloy, electrically conductive compound and a mixture thereof as an electrode material is preferably used. Specific examples of such electrode substances include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 10 nm to 200 nm.

《陰極》
一方、本発明に係る陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜1000nm、好ましくは50nm〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
"cathode"
On the other hand, as the cathode according to the present invention, a cathode having a work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 50 nm to 200 nm. In order to transmit light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is improved, which is convenient.

《基体(基板、基材、支持体等ともいう)》
本発明の有機EL素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
<< Substrate (also referred to as substrate, substrate, support, etc.) >>
The substrate of the organic EL device of the present invention is not particularly limited as to the type of glass, plastic and the like, and is not particularly limited as long as it is transparent. Examples of the substrate preferably used include glass and quartz. And a light transmissive resin film. A particularly preferable substrate is a resin film that can give flexibility to the organic EL element.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。   Examples of the resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), and cellulose. Examples include films made of triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like.

樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 An inorganic or organic film or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992. , And a relative humidity (90 ± 2)% RH) of 0.01 g / (m 2 · 24 h) or less is preferable.

本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し効率は1%以上であることが好ましく、より好ましくは2%以上である。   The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 2% or more.

ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。   Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element × 100.

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。   Further, a hue improving filter such as a color filter may be used in combination.

照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム(アンチグレアフィルム等)を併用することもできる。   When used in lighting applications, a film (such as an antiglare film) that has been roughened to reduce unevenness in light emission can be used in combination.

多色表示装置として用いる場合は、少なくとも2種類の異なる発光極大波長を有する有機EL素子からなるが、有機EL素子を作製する好適な例を説明する。   When used as a multicolor display device, it is composed of at least two types of organic EL elements having different light emission maximum wavelengths. A suitable example for producing an organic EL element will be described.

《有機EL素子の作製方法》
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
<< Method for producing organic EL element >>
As an example of the method for producing the organic EL device of the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode. Will be described.

まず適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは10nm〜200nmの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。   First, a thin film made of a desired electrode material, for example, an anode material is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 nm to 200 nm, thereby producing an anode. . Next, a thin film containing an organic compound such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, or an electron transport layer, which is an element material, is formed thereon.

この有機化合物を含有する薄膜の薄膜化の方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。更に層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50℃〜450℃、真空度10-6Pa〜10-2Pa、蒸着速度0.01nm/秒〜50nm/秒、基板温度−50℃〜300℃、膜厚0.1μm〜5μmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 As a method for thinning a thin film containing an organic compound, there are a spin coating method, a casting method, an ink jet method, a vapor deposition method, a printing method, and the like. In view of the above, the vacuum deposition method or the spin coating method is particularly preferable. Further, a different film forming method may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 ° C. to 450 ° C., a vacuum degree of 10 −6 Pa to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0 It is desirable to select appropriately within a range of 0.01 nm / second to 50 nm / second, a substrate temperature of −50 ° C. to 300 ° C., and a film thickness of 0.1 μm to 5 μm.

これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下好ましくは50nm〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。この有機EL素子の作製は一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。   After forming these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 nm to 200 nm, and a cathode is provided. Thus, a desired organic EL element can be obtained. The organic EL device is preferably manufactured from the hole injection layer to the cathode consistently by a single vacuum, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.

《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は上記有機EL素子を有する。
<Display device>
The display device of the present invention will be described. The display device of the present invention has the organic EL element.

本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。   Although the display device of the present invention may be single color or multicolor, the multicolor display device will be described here. In the case of a multicolor display device, a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, or the like.

発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においては、シャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。   When patterning is performed only on the light-emitting layer, the method is not limited, but a vapor deposition method, an inkjet method, and a printing method are preferable. In the case of using a vapor deposition method, patterning using a shadow mask is preferable.

また作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。   Moreover, it is also possible to reverse the production order to produce the cathode, the electron transport layer, the hole blocking layer, the light emitting layer, the hole transport layer, and the anode in this order.

このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

多色表示装置は表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。   The multicolor display device can be used as a display device, a display, and various light emission sources. In a display device or display, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.

表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。   Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in an automobile. In particular, it may be used as a display device for reproducing still images and moving images, and the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.

発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これに限定するものではない。   Light sources include home lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. For example, it is not limited to this.

《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機EL素子を有する。
《Lighting device》
The lighting device of the present invention will be described. The illuminating device of this invention has the said organic EL element.

本発明の有機EL素子に共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。   The organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure. The purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure is as follows. The light source of a machine, the light source of an optical communication processing machine, the light source of a photosensor, etc. are mentioned, However, It is not limited to these. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.

また、本発明の有機EL素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。   Further, the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a display for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a device (display). The driving method when used as a display device for moving image reproduction may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. Alternatively, a full-color display device can be manufactured by using two or more organic EL elements of the present invention having different emission colors.

以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an example of a display device having the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.

ディスプレイ1は複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B等からなる。   The display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.

制御部Bは表示部Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。   The control unit B is electrically connected to the display unit A, and sends a scanning signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside, and the pixels for each scanning line respond to the image data signal by the scanning signal. The image information is sequentially emitted and image scanning is performed to display image information on the display unit A.

図2は表示部Aの模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.

表示部Aは基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。   The display unit A includes a wiring unit including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate. The main members of the display unit A will be described below.

図においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。   In the figure, the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).

配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示していない)。   The scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions (details are illustrated). Not)

画素3は走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。   When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data.

発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。   Full-color display is possible by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region on the same substrate.

次に、画素の発光プロセスを説明する。   Next, the light emission process of the pixel will be described.

図3は画素の模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.

画素は有機EL素子10、スイッチングトランジスタ11、駆動トランジスタ12、コンデンサ13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色、青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。   The pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like. A full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels, and juxtaposing them on the same substrate.

図3において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスタ11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスタ11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ13と駆動トランジスタ12のゲートに伝達される。   In FIG. 3, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 through the data line 6. When a scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5, the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is supplied to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Is transmitted to the gate.

画像データ信号の伝達により、コンデンサ13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。   By transmitting the image data signal, the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive of the drive transistor 12 is turned on. The drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7 and a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and the power supply line 7 connects to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.

制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフしてもコンデンサ13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ12が駆動して有機EL素子10が発光する。   When the scanning signal is moved to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 maintains the potential of the charged image data signal, so that the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. Until then, the light emission of the organic EL element 10 continues. When the scanning signal is next applied by sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.

即ち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ11と駆動トランジスタ12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。   That is, the light emission of the organic EL element 10 is performed by providing the switching transistor 11 and the drive transistor 12 which are active elements with respect to the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels. It is carried out. Such a light emitting method is called an active matrix method.

ここで、有機EL素子10の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。   Here, the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or by turning on / off a predetermined light emission amount by a binary image data signal. Good. The potential of the capacitor 13 may be held continuously until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.

本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。   In the present invention, not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light according to the data signal only when the scanning signal is scanned.

図4はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図4において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。   FIG. 4 is a schematic diagram of a passive matrix display device. In FIG. 4, a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.

順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。   When the scanning signal of the scanning line 5 is applied by sequential scanning, the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.

パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。   In the passive matrix system, the pixel 3 has no active element, and the manufacturing cost can be reduced.

また本発明の有機EL材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有したものでもよい。   The organic EL material of the present invention can be applied as an illumination device to an organic EL element that emits substantially white light. A plurality of light emitting colors are simultaneously emitted by a plurality of light emitting materials to obtain white light emission by color mixing. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green, and blue, or two using the relationship of complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.

また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機EL素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。発光層もしくは正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が発光白色である。   In addition, a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors is a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, and light from the light emitting material as excitation light. Any of those combined with a dye material that emits light may be used, but in the white organic EL device according to the present invention, only a combination of a plurality of light-emitting dopants may be mixed. It is only necessary to provide a mask only when forming a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, etc., and simply arrange them separately by coating with the mask. Since other layers are common, patterning of the mask or the like is not necessary. In addition, for example, an electrode film can be formed by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like, and productivity is also improved. According to this method, unlike a white organic EL device in which light emitting elements of a plurality of colors are arranged in parallel in an array, the elements themselves are luminescent white.

発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。   There is no restriction | limiting in particular as a luminescent material used for a light emitting layer, For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, the metal complex which concerns on this invention so that it may suit the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic, Any one of known luminescent materials may be selected and combined to whiten.

このように、本発明に係る白色発光有機EL素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また露光光源のような一種のランプとして、また液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。   As described above, the white light emitting organic EL element according to the present invention is used as a kind of lamp such as household illumination, interior lighting, and exposure light source as various light emitting light sources and lighting devices in addition to the display device and display. It is also useful for display devices such as backlights for liquid crystal display devices.

その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、更には表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。   Others such as backlights for watches, signboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. There are a wide range of uses such as household appliances.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。尚、実施例に用いられる化合物の構造を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these. In addition, the structure of the compound used for an Example is shown below.

Figure 2013153222
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実施例1
《有機EL素子1−1の作製》
陽極としてガラス上にITOを150nm成膜した基板(NHテクノグラス社製:NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をiso−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
Example 1
<< Production of Organic EL Element 1-1 >>
After patterning on a substrate (made by NH Techno Glass Co., Ltd .: NA-45) having a 150 nm ITO film formed on glass as an anode, the transparent support substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with iso-propyl alcohol. Then, it was dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.

この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方5つのタンタル製抵抗加熱ボートにα−NPD、H4、Ir−12、BCP、Alq3をそれぞれ入れ、真空蒸着装置(第1真空槽)に取り付けた。 This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while α-NPD, H4, Ir-12, BCP, and Alq 3 are placed in five tantalum resistance heating boats, respectively. (Vacuum chamber).

更に、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第2真空槽に取り付けた。   Further, lithium fluoride was placed in a resistance heating boat made of tantalum, and aluminum was placed in a resistance heating boat made of tungsten, and attached to the second vacuum tank of the vacuum evaporation apparatus.

まず、第1の真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒〜0.2nm/秒で透明支持基板に膜厚20nmの厚さになるように蒸着し、正孔注入/輸送層を設けた。 First, after reducing the pressure in the first vacuum tank to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing α-NPD is energized and heated, and transparent at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second. It vapor-deposited so that it might become a film thickness of 20 nm on the support substrate, and provided the positive hole injection / transport layer.

更に、H4の入った前記加熱ボートとIr−12の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるH4と発光ドーパントであるIr−12の蒸着速度が100:6になるように調節し、膜厚30nmの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。   Further, the heating boat containing H4 and the boat containing Ir-12 are energized independently to adjust the deposition rate of H4 as a light emitting host and Ir-12 as a light emitting dopant to 100: 6. And it vapor-deposited so that it might become a film thickness of 30 nm, and provided the light emitting layer.

次いで、BCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒〜0.2nm/秒で厚さ10nmの正孔阻止層を設けた。   Next, the heating boat containing BCP was energized and heated to provide a 10 nm thick hole blocking layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to 0.2 nm / sec.

更にAlq3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒〜0.2nm/秒で膜厚20nmの電子輸送層を設けた。 Further, the heating boat containing Alq 3 was energized and heated to provide an electron transport layer having a film thickness of 20 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.

次に、電子輸送層まで成膜した素子を真空のまま第2真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。   Next, after the element deposited up to the electron transport layer was transferred to the second vacuum chamber while being vacuumed, it was remotely controlled from the outside of the apparatus so that a stainless steel rectangular perforated mask was placed on the electron transport layer. Installed.

第2真空槽を2×10-4Paまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度0.01nm/秒〜0.02nm/秒で膜厚0.5nmの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して、蒸着速度1nm/秒〜2nm/秒で膜厚150nmの陰極をつけ、有機EL素子1−1を作製した。 After reducing the pressure in the second vacuum chamber to 2 × 10 −4 Pa, a cathode buffer layer having a film thickness of 0.5 nm was formed at a deposition rate of 0.01 nm / second to 0.02 nm / second by energizing a boat containing lithium fluoride. Then, a boat containing aluminum was energized, a cathode having a film thickness of 150 nm was attached at a deposition rate of 1 nm / second to 2 nm / second, and an organic EL device 1-1 was produced.

《有機EL素子1−2〜1−40の作製》
有機EL素子1−1の作製において、表2に記載のように発光ホスト、発光ドーパントおよび正孔阻止材料を変更した以外は同様にして、有機EL素子1−2〜1−40を作製した。
<< Production of Organic EL Elements 1-2 to 1-40 >>
In the production of the organic EL element 1-1, organic EL elements 1-2 to 1-40 were produced in the same manner except that the light emitting host, the light emitting dopant, and the hole blocking material were changed as shown in Table 2.

《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子1−1〜1−40を評価するに際しては、作製後の各有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
<< Evaluation of organic EL elements >>
When evaluating the obtained organic EL elements 1-1 to 1-40, the non-light-emitting surface of each organic EL element after production was covered with a glass case, and a glass substrate having a thickness of 300 μm was used as a sealing substrate. An epoxy-based photo-curing adhesive (Lux Track LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as a sealing material in the periphery, and this is placed on the cathode to be in close contact with the transparent support substrate and irradiated with UV light from the glass substrate side. Then, it was cured and sealed, and an illumination device as shown in FIGS. 5 and 6 was formed and evaluated.

図5は照明装置の概略図を示し、有機EL素子101はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った)。図6は照明装置の断面図を示し、図6において、105は陰極、106は有機EL層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。   FIG. 5 is a schematic view of the lighting device, and the organic EL element 101 is covered with a glass cover 102 (in addition, the sealing operation with the glass cover is performed in a nitrogen atmosphere without bringing the organic EL element 101 into contact with the atmosphere. (In a high purity nitrogen gas atmosphere with a purity of 99.999% or more). 6 shows a cross-sectional view of the lighting device. In FIG. 6, reference numeral 105 denotes a cathode, 106 denotes an organic EL layer, and 107 denotes a glass substrate with a transparent electrode. The glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.

(外部取り出し量子効率)
有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、2.5mA/cm2の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度(L)[cd/m2]を測定することにより、外部取り出し量子効率(η)を算出した。ここで、発光輝度の測定はCS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。外部取り出し量子効率は有機EL素子1−1を100とする相対値で表した。
(External quantum efficiency)
The organic EL element is turned on at room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) under a constant current condition of 2.5 mA / cm 2, and the emission luminance (L) [cd / m 2] immediately after the start of lighting is measured. The extraction quantum efficiency (η) was calculated. Here, CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for measurement of light emission luminance. The external extraction quantum efficiency was expressed as a relative value with the organic EL element 1-1 as 100.

(発光寿命)
有機EL素子を室温下、2.5mA/cm2の定電流条件下による連続点灯を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間(τ1/2)を測定した。発光寿命は有機EL素子1−1を100と設定する相対値で表した。
(Luminescent life)
The organic EL element was continuously lit at a constant current of 2.5 mA / cm 2 at room temperature, and the time (τ 1/2 ) required to achieve half the initial luminance was measured. The light emission lifetime was expressed as a relative value at which the organic EL element 1-1 was set to 100.

(発光色)
有機EL素子を室温下、2.5mA/cm2の定電流条件下による連続点灯を行った際の発光色を目視で評価した。
(Luminescent color)
The organic EL element was visually evaluated for the color of light emitted when the organic EL element was continuously lit at a constant current of 2.5 mA / cm 2 at room temperature.

得られた結果を表2に示す。   The obtained results are shown in Table 2.

Figure 2013153222
Figure 2013153222

表2から、本発明に係る金属錯体を用いて作製した有機EL素子は、比較例の有機EL素子に比べ、高い発光効率と発光寿命の長寿命化が達成できることが明らかである。   From Table 2, it is clear that the organic EL device produced using the metal complex according to the present invention can achieve higher luminous efficiency and longer lifetime than the organic EL device of the comparative example.

加えて、比較例の有機EL素子に比べ、青色純度が高く、青色発光素子として有用であることがわかる。更に、カルボリン誘導体またはカルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが、更に窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を発光層または正孔阻止層に併用することにより、更に本発明の効果の向上が見られた。   In addition, it can be seen that the blue purity is higher than that of the organic EL element of the comparative example and is useful as a blue light emitting element. Furthermore, by using a carboline derivative or a derivative having a ring structure in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is further substituted with a nitrogen atom in the light emitting layer or the hole blocking layer. Furthermore, the effect of the present invention was improved.

更に、素子1−1と1−40の作製時において、封止前にいったん大気中に24時間暴露し、再び脱気および窒素条件化で封止を行った場合、素子1−1では外部取り出し効率と発光寿命が表1の結果と比較して50%以下になったのに対し、素子1−40では大きな変化は見られなかった。   Further, when the elements 1-1 and 1-40 are manufactured, when the elements 1-1 and 1-40 are once exposed to the atmosphere for 24 hours before sealing and then sealed again under deaeration and nitrogen conditions, the elements 1-1 are externally taken out. While the efficiency and the light emission lifetime were 50% or less as compared with the results shown in Table 1, the element 1-40 showed no significant change.

従って、本発明に係る金属錯体を用いて作製した有機EL素子は、比較例の有機EL素子に比べ、酸化劣化耐性が極めて高いことがわかった。   Therefore, it turned out that the organic EL element produced using the metal complex which concerns on this invention has very high oxidation deterioration tolerance compared with the organic EL element of a comparative example.

実施例2
《有機EL素子2−1の作製》
25mm×25mm×0.5mmのガラス支持基板上に直流電源を用い、スパッタ法にてインジウム錫酸化物(ITO、インジウム/錫=95/5モル比)の陽極を形成した(厚み200nm)。この陽極の表面抵抗は10Ω/□であった。
Example 2
<< Preparation of Organic EL Element 2-1 >>
An anode of indium tin oxide (ITO, indium / tin = 95/5 molar ratio) was formed on a glass support substrate of 25 mm × 25 mm × 0.5 mm by a sputtering method using a direct current power (thickness: 200 nm). The surface resistance of this anode was 10Ω / □.

これにポリビニルカルバゾール(正孔輸送性バインダーポリマー)/Ir−13(青発光性オルトメタル化錯体)/2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(電子輸送材)=200/2/50質量比を溶解したジクロロエタン溶液をスピンコーターで塗布し、100nmの発光層を得た。   Polyvinylcarbazole (hole transporting binder polymer) / Ir-13 (blue light-emitting orthometalated complex) / 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4 -Oxadiazole (electron transport material) = A dichloroethane solution in which a mass ratio of 200/2/50 was dissolved was applied by a spin coater to obtain a light-emitting layer having a thickness of 100 nm.

この有機化合物層の上にパターニングしたマスク(発光面積が5mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内で陰極バッファー層としてフッ化リチウム0.5nm及び陰極としてアルミニウム150nmを蒸着して陰極を設けて、青色発光の有機EL素子2−1を作製した。   A patterned mask (a mask with a light emission area of 5 mm × 5 mm) is placed on the organic compound layer, and lithium fluoride 0.5 nm is deposited as a cathode buffer layer and aluminum 150 nm is deposited as a cathode in a deposition apparatus to form a cathode. A blue light-emitting organic EL device 2-1 was prepared.

《有機EL素子2−2〜2−11の作製》
有機EL素子2−1の作製において、表3に記載のように発光ドーパントを変更した以外は同様にして、有機EL素子2−2〜2−11を作製した。
<< Production of Organic EL Elements 2-2 to 2-11 >>
In the production of the organic EL element 2-1, organic EL elements 2-2 to 2-11 were produced in the same manner except that the luminescent dopant was changed as shown in Table 3.

《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子2−1〜2−11を評価するに際しては、作製後の各有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
<< Evaluation of organic EL elements >>
When evaluating the obtained organic EL elements 2-1 to 2-11, the non-light-emitting surface of each organic EL element after production was covered with a glass case, and a glass substrate having a thickness of 300 μm was used as a sealing substrate. An epoxy-based photo-curing adhesive (Lux Track LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as a sealing material in the periphery, and this is placed on the cathode to be in close contact with the transparent support substrate and irradiated with UV light from the glass substrate side. Then, it was cured and sealed, and an illumination device as shown in FIGS. 5 and 6 was formed and evaluated.

次いで、下記のようにして発光輝度及び発光効率を測定した。   Subsequently, the luminance and luminous efficiency were measured as follows.

(発光輝度、発光効率)
東洋テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流電圧を有機EL素子に印加して発光させ、10Vの直流電圧を印加した時の発光輝度(cd/m2)と2.5mA/cm2の電流を通じた時の発光効率(lm/W)を測定した。得られた結果を表3に示す。
(Luminance, luminous efficiency)
Using Toyo Technica source measure unit type 2400, a direct current voltage is applied to the organic EL element to emit light, and a light emission luminance (cd / m 2 ) and 2.5 mA / cm 2 when a direct current voltage of 10 V is applied. Luminous efficiency (lm / W) when passing current was measured. The obtained results are shown in Table 3.

Figure 2013153222
Figure 2013153222

表3から、かかる表に記載の金属錯体を用いて作製した有機EL素子は、比較例の有機EL素子に比べ、高い発光効率と高い輝度が達成できることが明らかである。   From Table 3, it is clear that the organic EL element produced using the metal complex described in this table can achieve high luminous efficiency and high luminance as compared with the organic EL element of the comparative example.

実施例3
《フルカラー表示装置の作製》
(青色発光素子の作製)
実施例1の有機EL素子1−40を青色発光素子として用いた。
Example 3
<Production of full-color display device>
(Production of blue light emitting element)
The organic EL element 1-40 of Example 1 was used as a blue light emitting element.

(緑色発光素子の作製)
実施例1の有機EL素子1−2において、Ir−13をIr−1に変更した以外は同様にして、緑色発光素子を作製し、これを緑色発光素子として用いた。
(Production of green light emitting element)
A green light emitting device was produced in the same manner as in the organic EL device 1-2 of Example 1 except that Ir-13 was changed to Ir-1, and this was used as a green light emitting device.

(赤色発光素子の作製)
実施例1の有機EL素子1−2において、Ir−13をIr−9に変更した以外は同様にして、赤色発光素子を作製し、これを赤色発光素子として用いた。
(Production of red light emitting element)
A red light emitting device was produced in the same manner as in the organic EL device 1-2 of Example 1 except that Ir-13 was changed to Ir-9, and this was used as a red light emitting device.

上記で作製した赤色、緑色、青色発光有機EL素子を同一基板上に並置し、図1に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。図2には、作製した前記表示装置の表示部Aの模式図のみを示した。   The red, green, and blue light-emitting organic EL elements produced above were juxtaposed on the same substrate to produce an active matrix type full-color display device having a configuration as shown in FIG. In FIG. 2, only the schematic diagram of the display part A of the produced display device is shown.

即ち、同一基板上に複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と並置した複数の画素3(発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等)とを有し、配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示せず)。   That is, a plurality of pixels 3 (light emission color is a red region pixel, a green region pixel, a blue region pixel, etc.) juxtaposed with a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 on the same substrate. The scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a lattice shape and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions (for details, see FIG. Not shown).

前記複数画素3は、それぞれの発光色に対応した有機EL素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線5から走査信号が印加されるとデータ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。   The plurality of pixels 3 are driven by an active matrix system provided with an organic EL element corresponding to each emission color, a switching transistor as an active element, and a driving transistor, and a scanning signal is applied from a scanning line 5. The image data signal is received from the data line 6 and light is emitted according to the received image data. In this way, a full color display device was produced by appropriately juxtaposing red, green, and blue pixels.

このフルカラー表示装置は駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ鮮明なフルカラー動画表示が得られることが分かった。   It has been found that when this full-color display device is driven, a high-brightness, high durability, and clear full-color moving image display can be obtained.

実施例4
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例1の透明電極基板の電極を20mm×20mmにパターニングし、その上に実施例1と同様に正孔注入/輸送層としてα−NPDを25nmの厚さで成膜し、更にH4の入った前記加熱ボートと例示化合物(4−4−64)の入ったボート及びIr−9の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるCBPと発光ドーパントである例示化合物(4−4−64)及びIr−9の蒸着速度が100:5:0.6になるように調節し、膜厚30nmの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
Example 4
<< Preparation of white light emitting element and white lighting device >>
The electrode of the transparent electrode substrate of Example 1 is patterned to 20 mm × 20 mm, and α-NPD is formed as a hole injection / transport layer with a thickness of 25 nm thereon, as in Example 1, and further contains H4. The heated boat, the boat containing the exemplified compound (4-4-64) and the boat containing Ir-9 were energized independently, and the CBP as the luminescent host and the exemplified compound as the luminescent dopant (4-4) -64) and Ir-9 were adjusted to have a deposition rate of 100: 5: 0.6, and were deposited to a thickness of 30 nm to provide a light emitting layer.

次いで、BCPを10nm成膜して正孔阻止層を設けた。更に、Alq3を40nmで成膜し電子輸送層を設けた。 Next, BCP was deposited to a thickness of 10 nm to provide a hole blocking layer. Further, Alq 3 was formed at 40 nm to provide an electron transport layer.

次に、実施例1と同様に電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム0.5nm及び陰極としてアルミニウム150nmを蒸着成膜した。   Next, as in Example 1, a square perforated mask having the same shape as the transparent electrode made of stainless steel was placed on the electron injection layer, and lithium fluoride 0.5 nm was used as the cathode buffer layer and aluminum 150 nm was used as the cathode. Evaporated film was formed.

この素子を実施例1と同様な方法及び同様な構造の封止缶を具備させ、図5、図6に示すような平面ランプを作製した。この平面ランプに通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが分かった。   This element was provided with a sealing can having the same method and the same structure as in Example 1, and a flat lamp as shown in FIGS. 5 and 6 was produced. When this flat lamp was energized, almost white light was obtained, and it was found that it could be used as a lighting device.

実施例5
《有機EL素子5−1の作製》:本発明
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
Example 5
<< Preparation of Organic EL Element 5-1 >>: On a substrate (NA-45 manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) formed by depositing 100 nm of ITO (indium tin oxide) on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode of the present invention. After patterning, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70質量%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの正孔注入・輸送層を設けた。   On this transparent support substrate, a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrenesulfonate (PEDOT / PSS, Baytron, Baytron P Al 4083) to 70% by mass with pure water at 3000 rpm, 30 After forming a film by spin coating in seconds, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection / transport layer having a thickness of 30 nm.

この正孔注入・輸送層上に、例示化合物1(ポリマー−1)を30mgをトルエン3mlに溶解した溶液を、1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜し、60℃で1時間真空乾燥し、膜厚80nmの発光層とした。   On this hole injecting / transporting layer, a solution prepared by dissolving 30 mg of Exemplified Compound 1 (Polymer-1) in 3 ml of toluene was formed by spin coating under conditions of 1000 rpm and 30 seconds, and then at 60 ° C. for 1 hour. It vacuum-dried and was set as the light emitting layer with a film thickness of 80 nm.

これを真空蒸着装置に取付け、次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧し、陰極バッファー層としてカルシウム10nm及び陰極としてアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子5−1を作製した。 This was attached to a vacuum deposition apparatus, and then the vacuum chamber was depressurized to 4 × 10 −4 Pa, calcium 10 nm as a cathode buffer layer and aluminum 110 nm as a cathode were deposited to form a cathode, and the organic EL element 5-1 was formed. Produced.

《有機EL素子5−2〜5−17の作製》:本発明
有機EL素子5−1の作製において、発光層の作製に用いた例示化合物1を、1、2、7、8、10、11、13、15、17、19、20、22、24、25、29、30に各々変更した以外は全く同様にして、有機EL素子5−2〜5−17を各々作製した。
<< Preparation of Organic EL Elements 5-2 to 5-17 >>: Present Invention In the preparation of the organic EL element 5-1, Example Compound 1 used for the preparation of the light emitting layer was used as 1, 2, 7, 8, 10, 11 , 13, 15, 17, 19, 20, 22, 24, 25, 29, 30 Except that they were respectively changed to organic EL elements 5-2 to 5-17.

《有機EL素子5−18の作製》:比較例
有機EL素子5−1の作製において、3mlの例示化合物1の溶液を以下[A]に記載する溶液に置き換えた以外は全く同様にして、有機EL素子5−18を作製した。
<< Preparation of Organic EL Element 5-18 >>: Comparative Example Organic EL element 5-1 was prepared in the same manner as in the preparation of organic EL element 5-1, except that 3 ml of the solution of Exemplary Compound 1 was replaced with the solution described in [A] below. EL element 5-18 was produced.

[A]:ポリビニルカルバゾール30mgとIr−13(青発光性オルトメタル化錯体)1.5mgとをトルエン3mlに溶解した溶液
《有機EL素子5−1〜5−18の評価》
得られた有機EL素子5−1〜5−18を評価するに際しては、作製後の各有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
[A]: A solution in which 30 mg of polyvinylcarbazole and 1.5 mg of Ir-13 (blue light-emitting orthometalated complex) are dissolved in 3 ml of toluene << Evaluation of Organic EL Elements 5-1 to 5-18 >>
When evaluating the obtained organic EL elements 5-1 to 5-18, the non-light-emitting surface of each organic EL element after fabrication was covered with a glass case, and a glass substrate having a thickness of 300 μm was used as a sealing substrate. An epoxy-based photo-curing adhesive (Lux Track LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as a sealing material in the periphery, and this is placed on the cathode to be in close contact with the transparent support substrate and irradiated with UV light from the glass substrate side. Then, it was cured and sealed, and an illumination device as shown in FIGS. 5 and 6 was formed and evaluated.

次いで、下記のようにして外部取り出し量子効率および発光寿命を測定した。   Next, external extraction quantum efficiency and emission lifetime were measured as follows.

《外部取りだし量子効率》
有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下、2.5mA/cm2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を測定した。尚、測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタ(株)製)を用いた。
《External extraction quantum efficiency》
The organic EL device was measured for external extraction quantum efficiency (%) when a constant current of 2.5 mA / cm 2 was applied at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere. For the measurement, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) was used.

《発光寿命》
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下、2.5mA/cm2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度(初期輝度)の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間(τ1/2)として寿命の指標とした。
<Luminescent life>
When driving at a constant current of 2.5 mA / cm 2 in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C., the time required for the luminance to drop to half of the luminance immediately after the start of light emission (initial luminance) was measured. Was used as an index of life as half-life time (τ 1/2 ).

尚、測定には同様に、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタ(株)製)を用いた。   Similarly, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) was used for the measurement.

有機EL素子5−1〜5−18の外部取り出し量子効率、発光寿命の測定結果は、有機EL素子5−18を100とした時の相対評価を行った。   The measurement results of the external extraction quantum efficiency and the light emission lifetime of the organic EL elements 5-1 to 5-18 were subjected to relative evaluation with the organic EL element 5-18 as 100.

得られた結果を下記の表4に示す。   The results obtained are shown in Table 4 below.

Figure 2013153222
Figure 2013153222

表4から、かかる表に記載の高分子化合物を発光層に用いることで、外部取り出し量子効率が大幅に向上し、消費電力が抑制されることがわかった。また発光寿命も改善されることも併せてわかった。   From Table 4, it was found that by using the polymer compound described in this table for the light emitting layer, the external extraction quantum efficiency was significantly improved and the power consumption was suppressed. It was also found that the light emission life was improved.

尚、化合物29を用いた素子(5−16)からは緑色発光が得られ、化合物30を用いた素子(5−17)からは赤色発光が得られた。それ以外の有機EL素子は何れも青色または青緑色に発光した。   In addition, green light emission was obtained from the element (5-16) using the compound 29, and red light emission was obtained from the element (5-17) using the compound 30. All other organic EL elements emitted blue or blue-green light.

1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサ
A 表示部
B 制御部
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display 3 Pixel 5 Scan line 6 Data line 7 Power supply line 10 Organic EL element 11 Switching transistor 12 Drive transistor 13 Capacitor A Display part B Control part 102 Glass cover 105 Cathode 106 Organic EL layer 107 Glass substrate with a transparent electrode 108 Nitrogen gas 109 Water catcher

Claims (1)

下記一般式(1)で表される金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
Figure 2013153222
〔式中、Rは、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素環基または複素環基を表し、Y1は、−C(Ra)−基(Raは水素原子または置換基を表す。)を表し、Y2は、Nを表す。Z1、Z2、Z3、Z4は、−C(Rb)−基(Rbは、水素原子または置換基を表す。)またはNを表し、Z1、Z2、Z3、Z4の少なくとも一つはNを表す。X1−L1−X2は2座の配位子を表し、X1、X2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。L1はX1、X2と共に2座の配位子を形成する原子群を表す。m1は1、2または3の整数を表し、m2は0、1または2の整数を表すが、m1+m2は、2または3である。M1は元素周期表における8族〜10族の遷移金属元素を表す。〕
An organic electroluminescence element material comprising a metal complex represented by the following general formula (1).
Figure 2013153222
[Wherein, R represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aromatic hydrocarbon ring group or a heterocyclic group, and Y 1 represents a —C (Ra) — group (Ra represents a hydrogen atom or a substituent). Y 2 represents N. Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 each represent —C (Rb) — group (Rb represents a hydrogen atom or a substituent) or N, and each of Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 represents At least one represents N. X 1 -L 1 -X 2 represents a bidentate ligand, and X 1 and X 2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom or an oxygen atom. L1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with X 1 and X 2 . m1 represents an integer of 1, 2 or 3, m2 represents an integer of 0, 1 or 2, and m1 + m2 is 2 or 3. M 1 represents a group 8-10 transition metal element in the periodic table. ]
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