JP2013243234A - 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動電圧の低減や発光寿命の向上を図る。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極107、陰極105および少なくとも発光層を有する1層または複数層からなる有機層106を備え、有機層106が陽極107と陰極105との間に配置され、有機層106の少なくとも1層が一定の6座配位型イリジウムオルトメタル錯体を含有している。
【選択図】図2

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置に関する。
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)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ることから、次世代の平面ディスプレイや照明として注目されている。
内部量子効率の上限が100%となる励起三重項からのリン光発光を用いた有機EL素子がプリンストン大より報告されて以来(例えば、非特許文献1参照。)、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(例えば、非特許文献2、特許文献1参照。)。
また、室温でリン光を示す材料として、イリジウム錯体系等重金属錯体が検討されている(例えば、非特許文献3参照。)。
例えば、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体が広く知られており(非特許文献2)、また、ドーパントの耐久性や発光効率向上を目的として、トリス(2−フェニルピリジン)骨格にシリル基を導入した配位子を有するイリジウム錯体が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、これらのドーパントを用いた有機EL素子においても、発光寿命をはじめとして十分な素子性能が得られていない。
また、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体以外として、フェニルイミダゾール配位子やカルベン配位子を有するイリジウム錯体が開示されている(例えば、特許文献3及び4参照。)。
これらの材料はフェニルピリジン配位子で構成される錯体と比してHOMOが浅く、正孔注入障壁が大きくなる上に、短波長にする目的でバルキーな置換基などを導入すると分子として再配向エネルギーが増大し、電荷輸送能が低下し、結果として駆動電圧が上昇するといった問題があった。
一方、イリジウム錯体の配位子を結合させた錯体が開示されている(特許文献5〜7参照。)。
これらの錯体では材料自体の熱安定性が改良され、素子の寿命も改善されているが、未だ十分ではなかった。特にHOMOが浅い材料を用いて短波長の発光を得る場合の素子の寿命の改善に関しては何ら開示されていない。
米国特許第6097147号明細書 特開2005−327526号公報 国際公開第2006/046980号 国際公開第2005/019373号 国際公開第2005/76380号 国際公開第2004/81017号 国際公開第2007/86505号
M.A.Baldo et al.,Nature、395巻、151〜154頁(1998年) M.A.Baldo et al.,Nature、403巻、17号、750〜753頁(2000年) C.Adachi et al.,Appl.Phys.Lett.,79号、2082−2084頁(2001年)
本発明の主な目的は、高い発光効率を示し、駆動電圧の低減や発光寿命の向上を図ることができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
本発明の他の目的は、かかる素子の形成に用いる有機エレクトロルミネッセンス素子材料や、かかる素子を備えた照明装置および表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明によれば、
陽極、陰極および少なくとも発光層を有する1層または複数層からなる有機層を備え、前記有機層が陽極と陰極との間に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機層の少なくとも1層が一定の6座配位型イリジウムオルトメタル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が提供される。
本発明によれば、高い発光効率を示し、駆動電圧の低減や発光寿命の向上を図ることができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
実施例サンプルにかかる照明装置の概略図である。 実施例サンプルにかかる照明装置の断面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態であって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。
配位子の構成要素として5員環を有するオルトメタルイリジウム錯体は、6員環のみで構成されるフェニルピリジン系のオルトメタルイリジウム錯体よりも短波長の発光が得られるので興味深い。
しかし、未だ実用にたえるような、素子寿命や高発光効率が得られていない。
本発明者らは、これらの5員環を有する配位子のオルトメタルイリジウム錯体は、フェニルピリジン系のオルトメタルイリジウム錯体に比較してHOMOが浅く、ホールの注入が困難で駆動電圧が上昇していること、また従来公知のオルトメタルイリジウム錯体は、有機EL素子の構成層中で金属錯体同士の凝集が起こりやすく、実用にたえるような、素子寿命や高発光効率が得られていないのではと推定し、問題点について鋭意検討した。
その結果、配位子の構成要素として5員環を有するオルトメタルイリジウム錯体において、下記一般式(1)で表される化合物を用いることにより、素子寿命が改善され、且つ、駆動電圧の低下が図れることを見出した。
当該化合物では、配位子の構成要素である芳香環を連結する連結基にシクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基を部分構造として導入することにより、有機EL素子の構成層中における金属錯体同士の凝集を抑え、金属錯体の励起子三重項間で生じるT−T消滅を抑制することができたので、素子の寿命の向上が得られたと推定した。また、予想外の効果として、素子を高温で駆動した際の発光寿命も改善された。
本発明の連結基を用いて配位子同士を結合させることで再配向エネルギーの増大が抑制され、素子の駆動電圧が低下し、輝度及び寿命が向上したと推測している。
《オルトメタルイリジウム錯体》
本発明のオルトメタルイリジウム錯体について説明する。
本発明のオルトメタルイリジウム錯体は、本発明の有機EL素子の構成層のいずれかの層に用いることができるが、本発明の効果(素子の発光効率(詳しくは、外部取り出し量子効率、単に効率ともいう)の向上、半減寿命の増大、駆動電圧の低下)を十分に得る観点からは、素子の発光層、更に、該発光層中において発光ドーパント(単にドーパントともいう)として用いることが好ましい。
尚、本発明の有機EL素子の構成層については、後に詳細に説明する。
本発明のオルトメタルイリジウム錯体は、具体的には、前記一般式(1)で表わされる。
Figure 2013243234
一般式(1)中、L1、L2、L3は各々2座配位子構造を有し、各々の持つ配位原子によってイリジウムに2か所で結合している。
Xは3価の連結基を表す。
3価の連結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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)、または非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)、から水素を2つ除いてできる3価の基が挙げられる。
以下に、連結基Xの例を挙げるが本発明はこれに限定されない。
連結基Xの構造中、「*」はV1〜V3との結合部分を表す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
V1、V2、V3は2価の連結基を表す。
2価の連結基としては、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基など)、シクロアルキレン基(例えば、1,2-シクロブタンジイル基、1,2-シクロペンタンジイル基、1,3-シクロペンタンジイル基、1,2-シクロヘキサンジイル基、1,3-シクロヘキサンジイル基、1,4-シクロヘキサンジイル基、1,2-シクロヘプタンジイル基、1,3-シクロヘプタンジイル基、1,4-シクロヘプタンジイル基、など)、アリーレン基(例えば、o-フェニレン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基、1,2-ナフチレン基、2,3-ナフトレン基、1,3-ナフチレン基、1,4-ナフチレン基、2,7-ナフチレン基など)、ヘテロアリーレン基(例えば、チオフェン-2,5-ジイル基、2,6-ピリジンジイル基、2,3-ピリジンジイル基、2,4-ピリジンジイル基、2,4-ジベンゾフランジイル基、2,8-ジベンゾフランジイル基、4,6-ジベンゾフランジイル基、3,7-ジベンゾフランジイル基、2,4-ジベンゾチオフェンジイル基、2,8-ジベンゾチオフェンジイル基、4,6-ジベンゾチオフェンジイル基、3,7-ジベンゾチオフェンジイル基、1,3-カルバゾールジイル基、1,8-カルバゾールジイル基、3,6-カルバゾールジイル基、2,7-カルバゾールジイル基、1,9-カルバゾールジイル基、2,9-カルバゾールジイル基、3,9-カルバゾールジイル基、4,9-カルバゾールジイル基、など)、-O-基、-CO-基、-O-CO-基、-CO-O-基、-O-CO-O-基、-S-基、-SO-基、-SO2-基、-NR-基を複数組み合わせてできる基が挙げられる。
ここで、Rは、置換されていてもよいアルキル基(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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)、または非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)から選ばれる基を表す。
連結基は、好ましくは、アルキレン基、2つのアルキレン基をシクロアルキレン基で連結した基、2つのアルキレン基をアリーレン基またはヘテロアリーレン基で連結した基、2つのアルキレン基を-O-基、-CO-基、-O-CO-基、-CO-O-基、-O-CO-O-基、-S-基、-SO-基、-SO2-基、-NR-基から選ばれる基で連結した基、2つのアルキレン基をアルキレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基と-O-基、-CO-基、-O-CO-基、-CO-O-基、-O-CO-O-基、-S-基、-SO-基、-SO2-基、-NR-基から選ばれる基の組み合わせで連結した基、2つのシクロアルキレン基をアルキレン基で連結した基、2つのシクロアルキレン基をアリーレン基またはヘテロアリーレン基で連結した基、2つのシクロアルキレン基を-O-基、-CO-基、-O-CO-基、-CO-O-基、-O-CO-O-基、-S-基、-SO-基、-SO2-基、-NR-基から選ばれる基またはそれらの組み合わせで連結した基、2つのシクロアルキレン基をアルキレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基と-O-基、-CO-基、-O-CO-基、-CO-O-基、-O-CO-O-基、-S-基、-SO-基、-SO2-基、-NR-基から選ばれる基の組み合わせで連結した基、である。
連結基は置換基を有していても良い。
置換基としては、ハロゲン原子もしくはシアノ基であるか、または置換されていてもよいアルキル基(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)、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)、シクロアルキルオキシ基(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)、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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、メシチルオキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、アズレニルオキシ基、アセナフテニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、フェナントリルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、等)、ヘテロアリールオキシ基(例えば、例えば、ピリジルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、フリルオキシ基、ピロリルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ベンゾイミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、ピラジニルオキシ基、トリアゾリルオキシ基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イルオキシ基、1,2,3−トリアゾール−1−イルオキシ基等)、オキサゾリルオキシ基、ベンゾオキサゾリルオキシ基、チアゾリルオキシ基、イソオキサゾリルオキシ基、イソチアゾリルオキシ基、フラザニルオキシ基、チエニルオキシ基、キノリルオキシ基、ベンゾフリルオキシ基、ジベンゾフリルオキシ基、ベンゾチエニルオキシ基、ジベンゾチエニルオキシ基、インドリルオキシ基、カルバゾリルオキシ基、カルボリニルオキシ基、等)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)もしくは非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)などが挙げられる。
本発明においては、V1、V2、V3によって表わされる2価の連結基のうち、少なくとも1つが、シクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基を連結基の部分構造として有することが必要である。
かかる部分構造では、シクロヘキサン環およびシクロペンタン環を構成するメチレンで置き換え可能なものは1つ以上が−O−または−S−で置き換えられていても良い。
これによって、本発明の錯体の再配向エネルギーの増大が抑制され、素子性能の向上がもたらされる。
好ましくは、V1、V2、V3によって表わされる2価の連結基のうち、2つ以上が、シクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基を連結基の部分構造として有する。
2つの連結基がシクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基を連結基の部分構造として有する場合、2つの連結基がともにシクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基であっても良いし、シクロヘキサン-1,2-ジイル基とシクロペンタン-1,2-ジイル基を1つずつ部分構造として有していても良い。
より好ましくは、V1、V2、V3によって表わされる2価の連結基の3つ全てが、シクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基を連結基の部分構造として有することがより好ましい。
かかる場合、3つの連結基がともにシクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基を連結基の部分構造として有していても良いし、シクロヘキサン-1,2-ジイル基とシクロペンタン-1,2-ジイル基を1:2または2:1の比率で有していても良い。
本発明においては、V1、V2、V3によって表わされる2価の連結基が部分構造として有するシクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基にはそれぞれ、一般式(4)で表されるトランス型のものと、一般式(5)で表されるシス型のものとが存在するが、複数の連結基がシクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基を連結基の部分構造として有する場合、それらは互いに同じ立体配座を有するものであることが好ましい。すなわち、複数含まれるシクロヘキサン-1,2-ジイル基またはシクロペンタン-1,2-ジイル基がともにトランス型であるか、ともにシス型であることが好ましい。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
一般式(4)および一般式(5)中、「*」は結合手を表す。
以下に、連結基V1、V2、V3の例を挙げるが本発明はこれに限定されない。
連結基V1、V2、V3の構造中、「*」はL1〜L3との結合部分を表す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
L1は連結基V1によって、L2は連結基V2によって、L3は連結基V3によって3価の連結基Xと共有結合で連結し、一般式(2)で表わされる6座配位子(Lig)を形成している。
Figure 2013243234
一般式(2)中、L1、L2、L3は各々、一般式(3)に示した部分構造を有する。L1、L2、L3は互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。
Figure 2013243234
一般式(3)中、CyD1、CyD2、CyD3は窒素原子またはカルベン炭素原子によってイリジウムに配位結合している芳香族ヘテロ環を表し、CyC1、CyC2、CyC3は炭素原子が共有結合によってイリジウムに結合している芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。
CyD1とCyC1は連結基または単結合であるV01によって共有結合で連結して2座配位子構造となり、CyD2とCyC2は連結基または単結合であるV02によって共有結合で連結して2座配位子構造となり、CyD3とCyC3は連結基または単結合であるV03によって共有結合で連結して2座配位子構造となる。
V01、V02、V03は連結基または単結合であるが、連結基である場合、連結基は、>CH2基、>CHR’基、>CR’R’’基、>SiR’R’’基、>BR基、>NR基、>PR基、-O-基、-S-基、>C=O基、から選ばれる。
ここで、Rは、置換されていてもよいアルキル基(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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)、または非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)から選ばれる基を表す。
また、R’、R’’はそれぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基(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)、シクロアルキルオキシ基(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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、メシチルオキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、アズレニルオキシ基、アセナフテニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、フェナントリルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、等)、ヘテロアリールオキシ基(例えば、例えば、ピリジルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、フリルオキシ基、ピロリルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ベンゾイミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、ピラジニルオキシ基、トリアゾリルオキシ基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イルオキシ基、1,2,3−トリアゾール−1−イルオキシ基等)、オキサゾリルオキシ基、ベンゾオキサゾリルオキシ基、チアゾリルオキシ基、イソオキサゾリルオキシ基、イソチアゾリルオキシ基、フラザニルオキシ基、チエニルオキシ基、キノリルオキシ基、ベンゾフリルオキシ基、ジベンゾフリルオキシ基、ベンゾチエニルオキシ基、ジベンゾチエニルオキシ基、インドリルオキシ基、カルバゾリルオキシ基、カルボリニルオキシ基、等)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)、または非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)から選ばれる基を表す。
V01、V02、V03は好ましくは、単結合、>CH2基、>CHR’基、>CR’R’’基または>NR基である。
2座配位子L1、L2、L3として好ましい構造は以下に示す構造である。
Figure 2013243234
一般式(6)および一般式(7)中、環A、環B、環Cおよび環Dは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、X1およびX2は炭素原子または窒素原子を表す。
6員の芳香族炭化水素環としてはベンゼン環が挙げられ、5員の芳香族複素環としてはフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環などが挙げられ、6員の芳香族複素環としてはピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環などが挙げられる。
Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
6員の芳香族炭化水素環としてはベンゼン環が挙げられ、5員芳香族複素環としてはオキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環などが挙げられ、6員の芳香族複素環としてはピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環などが挙げられ、5員の非芳香族炭化水素環としてはシクロペンタン環、シクロペンテン環などが挙げられ、6員の非芳香族炭化水素環としてはシクロヘキサン環、シクロヘキセン環、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン環、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン、ビフェニレンなどが挙げられ、5員の非芳香族複素環としてはピロリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環などが挙げられ、6員の非芳香族複素環としてはピペリジン環、ピペラジン環、モルホリル環、チオモルホリン環、テトラヒドロフラン環、10H-フェノキサジン環、フェノキサチイン環、クロマン-2-オン環、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール環などが挙げられる。
R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基(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)、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)、シクロアルキルオキシ基(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)、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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、メシチルオキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、アズレニルオキシ基、アセナフテニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、フェナントリルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、等)、ヘテロアリールオキシ基(例えば、例えば、ピリジルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、フリルオキシ基、ピロリルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ベンゾイミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、ピラジニルオキシ基、トリアゾリルオキシ基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イルオキシ基、1,2,3−トリアゾール−1−イルオキシ基等)、オキサゾリルオキシ基、ベンゾオキサゾリルオキシ基、チアゾリルオキシ基、イソオキサゾリルオキシ基、イソチアゾリルオキシ基、フラザニルオキシ基、チエニルオキシ基、キノリルオキシ基、ベンゾフリルオキシ基、ジベンゾフリルオキシ基、ベンゾチエニルオキシ基、ジベンゾチエニルオキシ基、インドリルオキシ基、カルバゾリルオキシ基、カルボリニルオキシ基、等)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)もしくは非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)を表す。
Ra、Rb、RcおよびRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基(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)、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)、シクロアルキルオキシ基(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)、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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、メシチルオキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、アズレニルオキシ基、アセナフテニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、フェナントリルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、等)、ヘテロアリールオキシ基(例えば、例えば、ピリジルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、フリルオキシ基、ピロリルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ベンゾイミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、ピラジニルオキシ基、トリアゾリルオキシ基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イルオキシ基、1,2,3−トリアゾール−1−イルオキシ基等)、オキサゾリルオキシ基、ベンゾオキサゾリルオキシ基、チアゾリルオキシ基、イソオキサゾリルオキシ基、イソチアゾリルオキシ基、フラザニルオキシ基、チエニルオキシ基、キノリルオキシ基、ベンゾフリルオキシ基、ジベンゾフリルオキシ基、ベンゾチエニルオキシ基、ジベンゾチエニルオキシ基、インドリルオキシ基、カルバゾリルオキシ基、カルボリニルオキシ基、等)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)もしくは非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)を表す。
na、nbおよびndは1〜3の整数を表し、ncは1または2を表す。
複数のRa、Rb、RcおよびRdは互いに同じであっても異なっていても良い。
V10は連結基または単結合を表す。
V10が連結基である場合、当該連結基は、>CH2基、>CHR’基、>CR’R’’基、>SiR’R’’基、>BR基、>NR基、>PR基、-O-基、-S-基、>C=O基、から選ばれる。
ここで、Rは、置換されていてもよいアルキル基(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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)、または非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)から選ばれる基を表す。
また、R’およびR’’はそれぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基(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)、シクロアルキルオキシ基(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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、メシチルオキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、アズレニルオキシ基、アセナフテニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、フェナントリルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、等)、ヘテロアリールオキシ基(例えば、例えば、ピリジルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、フリルオキシ基、ピロリルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ベンゾイミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、ピラジニルオキシ基、トリアゾリルオキシ基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イルオキシ基、1,2,3−トリアゾール−1−イルオキシ基等)、オキサゾリルオキシ基、ベンゾオキサゾリルオキシ基、チアゾリルオキシ基、イソオキサゾリルオキシ基、イソチアゾリルオキシ基、フラザニルオキシ基、チエニルオキシ基、キノリルオキシ基、ベンゾフリルオキシ基、ジベンゾフリルオキシ基、ベンゾチエニルオキシ基、ジベンゾチエニルオキシ基、インドリルオキシ基、カルバゾリルオキシ基、カルボリニルオキシ基、等)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)、または非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)から選ばれる基を表す。
V10は好ましくは、単結合、>CH2基、>CHR’基、>CR’R’’基または>NR基である。
連結基V1、V2、V3は置換基として(A環、B環、C環またはD環のいずれかの置換基として、詳しくは置換基Ra、Rb、Rc、Rd、R1、R2のいずれかの置換基として)、配位子L1、L2、L3に結合している。
2座配位子L1、L2、L3として好ましいのは、一般式(6−1)または(7−1)で表される部分構造を有する配位子化合物である。
Figure 2013243234
一般式(6−1)および一般式(7−1)中、環A、環B、環Cおよび環Dは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、X1およびX2は炭素原子または窒素原子を表す。
Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
Ra、Rb、RcおよびRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
na、nbおよびndは1〜3の整数を表し、ncは1または2を表す。
複数のRa、Rb、RcおよびRdは互いに同じであっても異なっていても良い。
連結基V1、V2、V3は置換基として(A環、B環、C環またはD環のいずれかの置換基として、詳しくは置換基Ra、Rb、Rc、Rd、R1、R2のいずれかの置換基として)、配位子L1、L2、L3に結合している。
環A、環B、環C、環D、Cy、R1、R2、Ra、Rb、Rc、Rdに関する詳細な説明は一般式(6)、(7)の説明におけるものと同じである。
2座配位子L1、L2、L3としてより好ましいのは、一般式(6−2)または(7−2)で表される部分構造を有する配位子化合物である。
Figure 2013243234
一般式(6−2)および一般式(7−2)中、環Bおよび環Cは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、X1、X2、X3およびX4は炭素原子または窒素原子を表す。
Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
Ra、Rb、RcおよびRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
Reは、置換されていてもよいアルキル基(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)、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)、シクロアルキルオキシ基(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)、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)、アリールアルキル基(ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,2-ジフェニルエチル基など)、アリール基(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)、ヘテロアリール基(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)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、メシチルオキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、ナフチルオキシ基、アントリルオキシ基、アズレニルオキシ基、アセナフテニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、フェナントリルオキシ基、インデニルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニリルオキシ基、等)、ヘテロアリールオキシ基(例えば、例えば、ピリジルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、フリルオキシ基、ピロリルオキシ基、イミダゾリルオキシ基、ベンゾイミダゾリルオキシ基、ピラゾリルオキシ基、ピラジニルオキシ基、トリアゾリルオキシ基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イルオキシ基、1,2,3−トリアゾール−1−イルオキシ基等)、オキサゾリルオキシ基、ベンゾオキサゾリルオキシ基、チアゾリルオキシ基、イソオキサゾリルオキシ基、イソチアゾリルオキシ基、フラザニルオキシ基、チエニルオキシ基、キノリルオキシ基、ベンゾフリルオキシ基、ジベンゾフリルオキシ基、ベンゾチエニルオキシ基、ジベンゾチエニルオキシ基、インドリルオキシ基、カルバゾリルオキシ基、カルボリニルオキシ基、等)、非芳香族炭化水素環基(例えば1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン-5-イル基、9,9,10,10-テトラメチル-9,10-ジヒドロアントラセン-2-イル基、ビフェニレン-1-イル基等)、または非芳香族複素環基(例えばピロリジル基、イミダゾリジル基、オキサゾリジル基、モルホリル基、チオモルホリニル基、テトラヒドロフラン-2-イル基、10H-フェノキサジン-3-イル基、フェノキサチイン-3-イル基、クロマン-2-オン-6-イル基、2,3,4,9-テトラヒドロ-1H-カルバゾール-7-イル基等)を表す。
naは1〜2の整数を表し、nbおよびncは1〜3の整数を表す。
複数のRa、Rb、Rc、RdおよびReは互いに同じであっても異なっていても良い。
連結基V1、V2、V3は置換基として(A環、B環、C環またはD環のいずれかの置換基として、詳しくは置換基Ra、Rb、Rc、Rd、R1、R2のいずれかの置換基として)、配位子L1、L2、L3に結合している。
環B、環C、Cy、R1、R2、Ra、Rb、Rc、Rdに関する詳細な説明は一般式(6)、(7)の説明におけるものと同じである。
2座配位子L1、L2、L3として特に好ましいのは、一般式(6−3)または(7−3)で表される部分構造を有する配位子化合物である。
Figure 2013243234
一般式(6−3)および一般式(7−3)中、環Bおよび環Cは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
Ra、Rb、RcおよびRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
Reは、置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基、または非芳香族複素環基を表す。
naは1〜2の整数を表し、nbおよびncは1〜3の整数を表す。
複数のRa、Rb、Rc、RdおよびReは互いに同じであっても異なっていても良い。
連結基V1、V2、V3は置換基として(A環、B環、C環またはD環のいずれかの置換基として、詳しくは置換基Ra、Rb、Rc、Rd、R1、R2のいずれかの置換基として)、配位子L1、L2、L3に結合している。
環B、環C、Cy、R1、R2、R3、R4、Ra、Rb、Rc、Rd、Reに関する詳細な説明は一般式(6−2)、(7−2)の説明におけるものと同じである。
以下、本発明に係る前記一般式(1)で表されるイリジウムオルトメタル錯体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
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Figure 2013243234
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Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
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)、Organic Letter誌、vol8、No.3、415〜418頁(2006)、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
以下に、代表的な金属錯体の合成例を示す。
《錯体DP−25の合成》
(1)中間体A−1、B−1の合成
以下の反応スキームに沿って、公知の方法で合成した臭化物Aから、3工程の反応で中間体A−1を合成した。反応収率は3工程で65%だった。
また、同様の反応によって、公知の方法で合成した臭化物Bから、中間体B−1を合成した。反応収率は3工程で71%だった。
Figure 2013243234
(2)中間体C−1の合成
以下の反応スキームに沿って、2当量の中間体B−1と1等量のベンゼントリオール、1.2当量の炭酸カリウムからアセトン中、室温の反応12時間で中間体C−1を得た。
シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1〜2:1)による精製後の単離収率は72%だった。
Figure 2013243234
(3)配位子L−25の合成
以下の反応スキームに沿って、1当量の中間体C−1と1.1当量の中間体A−1、1.2当量の炭酸カリウムからアセトン中、室温の反応12時間で配位子L−25を得た。
シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1〜2:1)による精製後の単離収率は76%だった。
Figure 2013243234
(4)錯体DP−25の合成
窒素雰囲気下で配位子L−25 680mg(0.50ミリモル)及びトリスアセチルアセトナトイリジウム 250mg(0.51ミリモル)をエチレングリコール30mlに懸濁させた。窒素雰囲気下に環流温度で48時間反応させた。反応液を冷却し、メタノール30mlを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量540mg(収率71%)の粗生成物を得た。
この粗生成物をシ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=10:1〜4:1)によって精製し470mg(収率61%)の錯体DP−25を得た。
Figure 2013243234
精製した化合物が目的物であることをMASS、1H−NMRにより確認した。
日立製作所製F−4500を用いて測定した例示化合物DP−25の溶液におけるPL発光極大波長は、466nm(T=77K、2−メチルテトラヒドロフラン中)、475nm(室温、塩化メチレン中)であった。
《錯体DP−58の合成》
(1)中間体A−2の合成
以下の反応スキームに沿って、公知の方法で合成した臭化物Aから、2工程の反応で中間体A−2を合成した。反応収率は2工程で78%だった。
Figure 2013243234
(2)配位子L−58の合成
以下の反応スキームに沿って、1当量の中間体1,3-ジブロモ-2-(ブロモメチル)プロパンと3.2当量の中間体A−2、3.3当量の炭酸カリウムからアセトン中、室温の反応12時間で配位子L−58を得た。
シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1〜2:1)による精製後の単離収率は82%だった。
Figure 2013243234
(3)錯体DP−58の合成
窒素雰囲気下で配位子L−58 745mg(0.50ミリモル)及びトリスアセチルアセトナトイリジウム 250mg(0.51ミリモル)をエチレングリコール30mlに懸濁させた。窒素雰囲気下に環流温度で48時間反応させた。反応液を冷却し、メタノール30mlを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量620mg(収率74%)の粗生成物を得た。
この粗生成物をシ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=10:1〜4:1)によって精製し570mg(収率68%)の錯体DP−58を得た。
Figure 2013243234
精製した化合物が目的物であることをMASS、1H−NMRにより確認した。
日立製作所製F−4500を用いて測定した例示化合物DP−58の溶液におけるPL発光極大波長は、465nm(T=77K、2−メチルテトラヒドロフラン中)、474nm(室温、塩化メチレン中)であった。
《錯体DP−1の合成》
(1)中間体A−3の合成
以下の反応スキームに沿って、公知の方法で合成した臭化物Aから、4工程の反応で中間体A−3を合成した。反応収率は4工程で53%だった。
Figure 2013243234
(2)中間体A−4の合成
以下の反応スキームに沿って、中間体A−3と1.1等量のトリメチルシリルアセチレンのナトリウム塩、をTHF中、室温で12時間反応させた。次いで硝酸銀存在下に含水アセトン中で加水分解し、中間体A−4を得た。
シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1〜2:1)による精製後の単離収率は53%だった。
Figure 2013243234
(3)配位子L−1の合成
以下の反応スキームに沿って、中間体A-4と触媒量(20mol%)のシクロペンタジエニルコバルト(0)錯体とを脱水THF中、室温で反応12時間行い、配位子L−1を得た。
シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1〜2:1)による精製後の単離収率は36%だった。
Figure 2013243234
(4)錯体DP−1の合成
窒素雰囲気下で配位子L−1 730mg(0.50ミリモル)及びトリスアセチルアセトナトイリジウム 250mg(0.51ミリモル)をエチレングリコール30mlに懸濁させた。窒素雰囲気下に環流温度で48時間反応させた。反応液を冷却し、メタノール30mlを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量560mg(収率68%)の粗生成物を得た。
この粗生成物をシ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=10:1〜4:1)によって精製し480mg(収率58%)の錯体DP−1を得た。
Figure 2013243234
精製した化合物が目的物であることをMASS、1H−NMRにより確認した。
日立製作所製F−4500を用いて測定した例示化合物DP−1の溶液におけるPL発光極大波長は、465nm(T=77K、2−メチルテトラヒドロフラン中)、473nm(室温、塩化メチレン中)であった。
なお、本発明のその他の化合物も上記の合成例と同様に、適切な原料、反応を用いることで収率良く合成することができる。
《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。本発明において、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。
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/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
(v)陽極/陽極バッファー層/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
本発明の有機EL素子においては、青色発光層の発光極大波長は430nm〜480nmにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が510nm〜550nm、赤色発光層は発光極大波長が600nm〜640nmの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置であることが好ましい。また、これらの少なくとも3層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよい。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。本発明の有機EL素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜5μmの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは2nm〜200nmの範囲に調整され、特に好ましくは、10nm〜20nmの範囲である。
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により成膜して形成することができる。
本発明の有機EL素子の発光層には、発光ホスト化合物と、発光ドーパント(リン光ドーパント(リン光発光性ドーパントともいう)や蛍光ドーパント等)の少なくとも1種類とを含有することが好ましい。
(1)ホスト化合物(発光ホスト等ともいう)
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。
ここで、本発明においてホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が20%以上であり、且つ室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で併用してもよく、または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素子をさらに高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、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)でもよく、このような化合物を1種または複数種用いても良い。
以下に、本発明に好ましく用いられるホスト化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
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併用してもよい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。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等。
(2)発光ドーパント
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント(蛍光性化合物ともいう)、リン光ドーパント(リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう)を用いることができるが、より発光効率の高い有機EL素子を得る観点からは、本発明の有機EL素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント(単に、発光材料ということもある)としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
(2.1)リン光ドーパント
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
本発明に係るリン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
リン光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
リン光ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
本発明に係るリン光ドーパントは、好ましくは元素の周期表で8〜10族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
本発明に係るリン光ドーパントとして用いられる化合物としては、上記の本発明に係る一般式(1)〜(4)のいずれかで表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物が好ましい。
また、以下に示すような従来公知の発光ドーパントを併用してもよい。
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(2.2)蛍光ドーパント(蛍光性化合物ともいう)
蛍光ドーパント(蛍光性化合物)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、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
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、阻止層、電子輸送層等について説明する。
《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、上記の如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。
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。
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、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体層等が挙げられる。また、特表2003−519432や特開2006−135145等に記載されているようなアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔注入材料として用いることができる。
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。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〜5μmの範囲が好ましい。
《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。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頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
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正孔阻止材料からなり、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。
また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたカルバゾール誘導体、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体(カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭素原子のいずれかひとつが窒素原子で置き換わったものを示す)を含有することが好ましい。
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の50質量%以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが0.3eV以上大きいことが好ましい。
イオン化ポテンシャルは化合物のHOMO(最高被占分子軌道)レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。
(1)米国Gaussian社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるGaussian98(Gaussian98、Revision A.11.4,M.J.Frisch,et al,Gaussian,Inc.,Pittsburgh PA,2002.)を用い、キーワードとしてB3LYP/6−31G*を用いて構造最適化を行うことにより算出した値(eV単位換算値)の小数点第2位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
(2)イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Model AC−1」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
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。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは3nm〜100nmであり、更に好ましくは5nm〜30nmである。
《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正孔輸送材料からなり、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。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、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。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。また、特表2003−519432や特開2006−135145等に記載されているようなアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
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3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3級アミン化合物を用いることが好ましい。
芳香族第3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。
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。また、銅フタロシアニンやトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるシクロメタル化錯体やオルトメタル化錯体等も正孔輸送材料として使用することができる。
また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、所謂p型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
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、インクジェット法を含む印刷法、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〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなp性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
以下、本発明の有機EL素子の正孔注入層及び正孔輸送層の形成に好ましく用いられる化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 2013243234
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《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。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
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、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、単独または組み合わせて用いることができ、例えば、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、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。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。
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、インクジェット法を含む印刷法、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〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなn性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
以下、本発明の白色有機EL素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の化合物(電子輸送材料)の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
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《陽極》
有機EL素子における陽極としては、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。
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。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。
《陰極》
一方、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〜5μm、好ましくは50nm〜200nmの範囲で選ばれる。尚、発光した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。
また、陰極に上記金属を1nm〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
《支持基板》
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う)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、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、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。
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)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
樹脂フィルムの表面には、無機物、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)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、10-3ml/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度が、10-5g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
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5%以上である。
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。
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、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
更には、ポリマーフィルムは、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10-3ml/(m2・24h・atm)以下、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、1×10-3g/(m2・24h)以下のものであることが好ましい。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。
封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。
封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
《光取り出し》
有機EL素子は空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7〜2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)等がある。
本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。また、更に1.35以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が1次の回折や2次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度が好ましい。
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
《集光シート》
本発明の有機EL素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10μm〜100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることができる。
《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/陰極からなる有機EL素子の作製法を説明する。
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、この上に有機EL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薄膜を形成させる。
これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、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、本発明においてはスピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。
本発明に係る有機EL材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
これらの層を形成後、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。
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、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、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。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
《用途》
本発明の有機EL素子は、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。発光光源として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、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が、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
本発明の有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
また、本発明の有機EL素子が白色素子の場合には、白色とは、2度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、1000cd/m2でのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.1の領域内にあることを言う。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。また、実施例において用いられる化合物の構造を下記に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
《青色発光有機EL素子1−1の作製》
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NA45)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。
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、モリブデン製抵抗加熱ボートに正孔注入材料1を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートに正孔輸送材料1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物(OC−1)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物(比較化合物1)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料1を200mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料2を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、正孔注入材料1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/秒で、透明支持基板に蒸着し膜厚20nmの正孔注入層を設けた。
更に、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、正孔輸送材料1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/秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚20nmの正孔輸送層を設けた。
更に、ホスト化合物(OC−1)とドーパント化合物(比較化合物1)の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.012nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚40nmの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
更に、電子輸送材料1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/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。
その上に、更に、電子輸送材料2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/秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して更に膜厚20nmの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続きフッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子1−1を作製した。
《有機EL素子1−2〜1−68の作製》
有機EL素子1−1の作製において、各種材料を表1〜表3に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子1−2〜1−68を作製した。
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子1−1〜1−68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1および図2に示すような照明装置を形成して評価した。
図1は照明装置の概略図を示している。
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102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2は照明装置の断面図を示している。
照明装置の内部には、陽極としての透明電極107、有機EL層106および陰極105がこの順に積層されている。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。
(1)外部取り出し量子効率
各有機EL素子を室温(約23〜25℃)、初期輝度2000cd/m2、4000cd/m2を与える電流で定電流駆動して、点灯開始直後の駆動電流[mA]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。
外部取り出し量子収率はいずれも有機EL素子1−1を基準(100)とした相対値で示した。
(2)駆動電圧
各有機EL素子を室温(約23〜25℃)、初期輝度2000cd/m2、4000cd/m2を与える電流で定電流駆動して、点灯開始直後の駆動電流[mA]を測定することにより、駆動電圧を測定した。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。
駆動電圧はいずれも有機EL素子1−1を基準(100)とした相対値で示した。
駆動電圧=(各素子の駆動電圧/有機EL素子1−1の駆動電圧)×100
値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
(3)電圧上昇率
10mA/cmの一定電流で駆動したときに、初期電圧と200時間後の電圧を測定した。初期電圧に対する200時間後の電圧の上昇を百分率で表示し電圧上昇率とした。
電圧上昇率(%)=[(各有機EL素子の駆動200時間後の駆動電圧/V)−(各有機EL素子の初期駆動電圧/V)]/(各有機EL素子の初期駆動電圧/V)×100
(4)発光半減寿命
下記に示す測定法に従って、発光半減寿命の評価を行った。
各有機EL素子を室温(約23〜25℃)、初期輝度2000cd/m2を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の1/2(1000cd/m2)になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。
発光半減寿命は有機EL素子1−1を基準(100)と設定する相対値で表した。
(5)高温駆動時発光寿命
下記に示す測定法に従って、高温駆動時発光半減寿命の評価を行った。
各有機EL素子を70℃の恒温槽内で、初期輝度2000cd/m2を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の1/2(1000cd/m2)になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。
高温駆動時発光半減寿命は室温駆動の有機EL素子1−1の発光寿命を基準(100)と設定する相対値で表した。
(6)初期劣化
下記に示す測定法に従って、初期劣化の評価を行った。
前記発光半減寿命の測定時に、各有機EL素子の発光輝度が初期輝度の90%(1800cd/m)に到達する時間を測定し、これを初期劣化の尺度とした。
初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
初期劣化=(有機EL素子1-1の輝度90%到達時間/hr)/(各有機EL素子の輝度90%到達時間/hr)×100
すなわち、初期劣化の値は、小さいほど初期の劣化が小さいことを示す。
(7)ダークスポット
各有機EL素子を室温下、初期輝度2000cd/m2を与える電流で定電流駆動して連続点灯を行った際の発光面を目視で評価した。
無作為に抽出した10人による目視評価で連続点灯時間10時間経過後の各素子において
× ダークスポットを確認した人数が5人以上の場合
△ ダークスポットを確認した人数が14人の場合
○ ダークスポットを確認した人数が0人の場合
とした。
以上の評価結果を表1〜表3に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
表1〜表3から、比較の有機EL素子1−1〜1−4に比べて、本発明の有機EL素子1−5〜1−68は、外部取り出し量子効率が高く、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って室温でも高温度でも長寿命であることがわかる。
さらに、本発明の有機EL素子1−5〜1−68は、ダークスポットの生成や駆動電圧の上昇も抑えられていることもわかる。
かかる結果から、少なくとも発光効率の向上や駆動電圧の低減、発光寿命の向上を図るうえでは、発光ドーパントとして一定の錯体を使用することが有用であることがわかる。
《青色発光有機EL素子2−1の作製》
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NA45)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。
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%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの第1正孔輸送層を設けた。
この基板を窒素雰囲気下に移し、前記第1正孔輸送層上に、50mgの正孔輸送材料2を10mlのトルエンに溶解した溶液を1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜した。更に180秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、60℃で1時間真空乾燥し第2正孔輸送層とした。
この第2正孔輸送層上に、100mgのホスト化合物(ホスト材料1)と15mgのドーパント化合物(比較化合物1)とを10mlの酢酸ブチルに溶解した溶液を用いて600rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に60℃で1時間真空乾燥し、膜厚約70nmの発光層とした。
次に、この発光層上に、50mgの電子輸送材料3を10mlのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)に溶解した溶液を用いて1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に60℃で1時間真空乾燥し、膜厚約30nmの電子輸送層とした。
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、陰極バッファー層としてフッ化カリウム0.4nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子2−1を作製した。
《有機EL素子2−2〜2−68の作製》
有機EL素子2−1の作製において、各種材料を表4〜表6に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子2−2〜2−68を作製した。
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子2−1〜2−68について、実施例1と同様の手法および基準で、素子の性能を評価した。
なお、本実施例では、(1)外部取り出し量子効率、(2)駆動電圧、(4)発光半減寿命、(5)高温駆動時発光寿命および(6)初期劣化の各評価では、有機EL素子2−1を基準とした。
評価結果を表4〜表6に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
表4〜表6から、比較の有機EL素子2−1〜2−4に比べて、本発明の有機EL素子2−5〜2−68は、外部取り出し量子効率が高く、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って室温でも高温度でも長寿命であることがわかる。
さらに、本発明の有機EL素子2−5〜2−68は、ダークスポットの生成や駆動電圧の上昇も抑えられていることもわかる。
かかる結果から、発光層を塗布で形成する場合も、発光効率の向上や駆動電圧の低減、発光寿命の向上を図るうえでは、発光ドーパントとして一定の錯体を使用することが有用であることがわかる。
《白色発光有機EL素子の3-1作製》
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NA45)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。
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、モリブデン製抵抗加熱ボートに正孔注入材料1を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートに正孔輸送材料1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物(OC−1)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物1(比較化合物1)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物2(Ir−9)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料1を200mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料2を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、正孔注入材料1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/秒で、透明支持基板に蒸着し膜厚20nmの正孔注入層を設けた。
更に、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、正孔輸送材料1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/秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚20nmの正孔輸送層を設けた。
更に、ホスト化合物(OC−1)とドーパント化合物1(比較化合物1)とドーパント化合物2(Ir−9)の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.020nm/秒、0.0010nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚40nmの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
更に、電子輸送材料1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/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。
その上に、更に、電子輸送材料2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/秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して更に膜厚20nmの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続きフッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子3−1を作製した。
《有機EL素3−2〜3−68の作製》
有機EL素子3−1の作製において、各種材料を表7〜表9に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子3−2〜3−68を作製した。
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子3−1〜3−68について、実施例1と同様の手法および基準で、素子の性能を評価した。
なお、本実施例では、(1)外部取り出し量子効率、(2)駆動電圧、(4)発光半減寿命、(5)高温駆動時発光寿命および(6)初期劣化の各評価では、有機EL素子3−1を基準とした。
評価結果を表7〜表9に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
表7〜表9から、比較の有機EL素子3−1〜3−4に比べて、本発明の有機EL素子3−5〜3−68は、外部取り出し量子効率が高く、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って室温でも高温度でも長寿命であることがわかる。
さらに、本発明の有機EL素子3−5〜3−68は、ダークスポットの生成や駆動電圧の上昇も抑えられていることもわかる。
かかる結果から、2種のドーパント化合物で単層の発光層を形成し白色発光させる場合も、発光効率の向上や駆動電圧の低減、発光寿命の向上を図るうえでは、発光ドーパントとして一定の錯体を使用することが有用であることがわかる。
《白色発光素子4−1の作製》
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NA45)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。
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、モリブデン製抵抗加熱ボートに正孔注入材料1を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートに正孔輸送材料1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物(OC−1)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物1(比較化合物1)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物2(Ir−9)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物3(Ir−2)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料1を200mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料2を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、正孔注入材料1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/秒で、透明支持基板に蒸着し膜厚20nmの正孔注入層を設けた。
更に、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、正孔輸送材料1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/秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚20nmの正孔輸送層を設けた。
更に、ホスト化合物(OC−1)とドーパント化合物1(比較化合物1)の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.020nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚20nmの青色発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
更に、ホスト化合物(OC−1)とドーパント化合物2(Ir−9)とドーパント化合物3(Ir−2)の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.010nm/秒、0.0010nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚20nmの黄色発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
更に、電子輸送材料1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/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。
その上に、更に、電子輸送材料2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/秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して更に膜厚20nmの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続きフッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子4−1を作製した。
《有機EL素4−2〜4−68の作製》
有機EL素子4−1の作製において、各種材料を表10〜表12に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子4−2〜4−68を作製した。
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子4−1〜4−68について、実施例1と同様の手法および基準で、素子の性能を評価した。
なお、本実施例では、(1)外部取り出し量子効率、(2)駆動電圧、(4)発光半減寿命、(5)高温駆動時発光寿命および(6)初期劣化の各評価では、有機EL素子3−1を基準とした。
評価結果を表10〜表12に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
表10〜表12から、比較の有機EL素子4−1〜4−4に比べて、本発明の有機EL素子4−5〜4−68は、外部取り出し量子効率が高く、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って室温でも高温度でも長寿命であることがわかる。
さらに、本発明の有機EL素子4−5〜4−68は、ダークスポットの生成や駆動電圧の上昇も抑えられていることもわかる。
かかる結果から、同一のホスト化合物と3種のドーパント化合物とで2層の発光層を形成し白色発光させる場合も、発光効率の向上や駆動電圧の低減、発光寿命の向上を図るうえでは、発光ドーパントとして一定の錯体を使用することが有用であることがわかる。
《白色発光素子5−1の作製》
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NA45)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。
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、モリブデン製抵抗加熱ボートに正孔注入材料1を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートに正孔輸送材料1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物1(OC−1)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物2(OC−6)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物1(比較化合物1)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物2(Ir−9)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物3(Ir−2)を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料1を200mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料2を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、正孔注入材料1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/秒で、透明支持基板に蒸着し膜厚20nmの正孔注入層を設けた。
更に、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、正孔輸送材料1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/秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚20nmの正孔輸送層を設けた。
更に、ホスト化合物(OC−1)とドーパント化合物1(比較化合物1)の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.020nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚20nmの青色発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
更に、ホスト化合物(OC−6)とドーパント化合物2(Ir−9)とドーパント化合物3(Ir−2)の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.010nm/秒、0.0010nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚20nmの黄色発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
更に、電子輸送材料1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/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。
その上に、更に、電子輸送材料2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/秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して更に膜厚20nmの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続きフッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子5−1を作製した。
《有機EL素5−2〜5−68の作製》
有機EL素子5−1の作製において、各種材料を表13〜表15に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子5−2〜5−68を作製した。
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子5−1〜5−68について、実施例1と同様の手法および基準で、素子の性能を評価した。
なお、本実施例では、(1)外部取り出し量子効率、(2)駆動電圧、(4)発光半減寿命、(5)高温駆動時発光寿命および(6)初期劣化の各評価では、有機EL素子5−1を基準とした。
評価結果を表13〜表15に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
表13〜表15から、比較の有機EL素子5−1〜5−4に比べて、本発明の有機EL素子5−5〜5−68は、外部取り出し量子効率が高く、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って室温でも高温度でも長寿命であることがわかる。
さらに、本発明の有機EL素子5−5〜5−68は、ダークスポットの生成や駆動電圧の上昇も抑えられていることもわかる。
かかる結果から、互いに異なる2種のホスト化合物と3種のドーパント化合物とで2層の発光層を形成し白色発光させる場合も、発光効率の向上や駆動電圧の低減、発光寿命の向上を図るうえでは、発光ドーパントとして一定の錯体を使用することが有用であることがわかる。
《白色発光有機EL素子6−1の作製》
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製膜した基板(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。
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%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの第1正孔輸送層を設けた。
この基板を窒素雰囲気下に移し、第1正孔輸送層上に、50mgの正孔輸送材料3を10mlのトルエンに溶解した溶液を1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜した。180秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、60℃で1時間真空乾燥し第2正孔輸送層とした。
この第2正孔輸送層上に、100mgのホスト化合物(OC−1)、10mgのドーパント化合物1(比較化合物1)と1mgのドーパント化合物1(Ir−2)と0.5mgのドーパント化合物3(Ir−9)とを10mlのトルエンに溶解した溶液を用い、1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜し、発光層を形成した。更に60℃で1時間真空乾燥し、膜厚約70nmの発光層とした。
次に、この発光層上に、50mgの電子輸送材料3を10mlのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)に溶解した溶液を用いて1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に60℃で1時間真空乾燥し、膜厚約30nmの電子輸送層とした。
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、陰極バッファー層としてフッ化カリウム0.4nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子6−1を作製した。
なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
《有機EL素子6−2〜6−68の作製》
有機EL素子6−1の作製において、各種材料を表16〜表18に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子6−2〜6−68を作製した。
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子6−1〜6−68について、実施例1と同様の手法および基準で、素子の性能を評価した。
なお、本実施例では、(1)外部取り出し量子効率、(2)駆動電圧、(4)発光半減寿命、(5)高温駆動時発光寿命および(6)初期劣化の各評価では、有機EL素子5−1を基準とした。
評価結果を表16〜表18に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
表16〜表18から、比較の有機EL素子6−1〜6−4に比べて、本発明の有機EL素子6−5〜6−68は、外部取り出し量子効率が高く、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って室温でも高温度でも長寿命であることがわかる。
さらに、本発明の有機EL素子6−5〜6−68は、ダークスポットの生成や駆動電圧の上昇も抑えられていることもわかる。
かかる結果から、3種のドーパント化合物を用いて発光層を塗布で形成し白色発光させる場合も、発光効率の向上や駆動電圧の低減、発光寿命の向上を図るうえでは、発光ドーパントとして一定の錯体を使用することが有用であることがわかる。
《白色発光有機EL素子7−1の作製》
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製膜した基板(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。
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%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの第1正孔輸送層を設けた。
この基板を窒素雰囲気下に移し、第1正孔輸送層上に、50mgの正孔輸送材料3を10mlのトルエンに溶解した溶液を1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜した。180秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、60℃で1時間真空乾燥し第2正孔輸送層とした。
この第2正孔輸送層上に、100mgのホスト化合物(ホスト材料1)、10mgのドーパント化合物1(比較化合物1)と1mgのドーパント化合物2(Ir−2)と0.5mgのドーパント化合物3(Ir−14)とを10mlの酢酸ブチルに溶解した溶液を用い、1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により製膜し、発光層を形成した。15秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行わせ、更に60℃で1時間真空乾燥し、膜厚約70nmの発光層とした。
次に、この発光層上に、50mgの電子輸送材料4を10mlのメタノールに溶解した溶液を用いて1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。60秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、更に60℃で1時間真空乾燥し、膜厚約30nmの電子輸送層とした。
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、陰極バッファー層としてフッ化カリウム0.4nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子7−1を作製した。
なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
《有機EL素子7−2〜7−68の作製》
有機EL素子7−1の作製において、各種材料を表19〜表21に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子7−2〜7−68を作製した。
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子7−1〜7−68について、実施例1と同様の手法および基準で、素子の性能を評価した。
なお、本実施例では、(1)外部取り出し量子効率、(2)駆動電圧、(4)発光半減寿命、(5)高温駆動時発光寿命および(6)初期劣化の各評価では、有機EL素子5−1を基準とした。
評価結果を表19〜表21に示す。
Figure 2013243234
Figure 2013243234
Figure 2013243234
表19〜表21から、比較の有機EL素子7−1〜7−4に比べて、本発明の有機EL素子7−5〜7−68は、外部取り出し量子効率が高く、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って室温でも高温度でも長寿命であることがわかる。
さらに、本発明の有機EL素子7−5〜7−68は、ダークスポットの生成や駆動電圧の上昇も抑えられていることもわかる。
かかる結果から、3種のドーパント化合物を用いて発光層を塗布で形成し白色発光させる場合も、発光効率の向上や駆動電圧の低減、発光寿命の向上を図るうえでは、発光ドーパントとして一定の錯体を使用することが有用であることがわかる。
101 有機EL素子
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極
108 窒素ガス
109 捕水剤

Claims (18)

  1. 陽極、陰極および少なくとも発光層を有する1層または複数層からなる有機層を備え、前記有機層が陽極と陰極との間に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記有機層の少なくとも1層が一般式(1)で表される6座配位型イリジウムオルトメタル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。
    Figure 2013243234
    〔一般式(1)中、L1、L2、L3は各々2座配位子構造を有し、各々の持つ配位原子によってイリジウムに2か所で結合している。Xは3価の連結基を、V1、V2、V3は各々2価の連結基を表し、少なくとも1つのシクロヘキサン−1,2−ジイル基またはシクロペンタン−1,2−ジイル基をV1、V2、V3の少なくとも1つの連結基の部分構造として有する。シクロヘキサン環およびシクロペンタン環を構成するメチレンで置き換え可能なものは1つ以上が−O−または−S−で置き換えられていても良い。L1は連結基V1によって、L2は連結基V2によって、L3は連結基V3によって連結基Xと共有結合で連結し、一般式(2)で表わされる6座配位子(Lig)を形成している。〕
    Figure 2013243234
    〔一般式(2)中、L1、L2、L3は各々、一般式(3)に示した部分構造を有する。L1、L2、L3は互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。X、V1、V2、V3は一般式(1)で示したものと同じものを表す。〕
    Figure 2013243234
    〔一般式(3)中、CyD1、CyD2、CyD3は互いに同じであっても異なっていても良く、窒素原子またはカルベン炭素原子によってイリジウムに配位結合している芳香族ヘテロ環を表し、CyC1、CyC2、CyC3は互いに同じであっても異なっていても良く、炭素原子が共有結合によってイリジウムに結合している芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。
    CyD1とCyC1はV01によって共有結合で連結して2座配位子構造となり、CyD2とCyC2はV02によって共有結合で連結して2座配位子構造となり、CyD3とCyC3はV03によって共有結合で連結して2座配位子構造となる。
    V01、V02、V03は互いに同じであっても異なっていても良く、単結合または連結基を表す。〕
  2. 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記一般式(1)または前記一般式(2)中、連結基V1、V2、V3の少なくとも1つの部分構造として、一般式(4)で表わされるtrans−シクロヘキサン−1,2−ジイル基またはtrans−シクロペンタン−1,2−ジイル基を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。
    Figure 2013243234
    〔一般式(4)中、*は結合手を表す。〕
  3. 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記一般式(1)または前記一般式(2)中、連結基V1、V2、V3の少なくとも1つの部分構造として、一般式(5)で表わされるcis−シクロヘキサン−1,2−ジイル基またはcis−シクロペンタン−1,2−ジイル基を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。
    Figure 2013243234
    〔一般式(5)中、*は結合手を表す。〕
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記一般式(1)または前記一般式(2)中、連結基V1、V2、V3のいずれもが、シクロヘキサン−1,2−ジイル基またはシクロペンタン−1,2−ジイル基を部分構造として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。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記一般式(1)または前記一般式(2)中、配位子L1、L2、L3が一般式(6)または一般式(7)で表わされ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。
    Figure 2013243234
    〔一般式(6)および一般式(7)中、環A、環B、環Cおよび環Dは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、X1およびX2は炭素原子または窒素原子を表す。
    Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
    R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
    Ra、Rb、RcおよびRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
    na、nb、ncおよびndは1〜3の整数を表す。
    複数のRa、Rb、RcおよびRdは互いに同じであっても異なっていても良い。
    Raと環A、Rbと環B、Rcと環C、Rdと環Dが各々結合して縮合環を形成しても良い。
    V10は連結基または単結合を表す。
    連結基V1、V2、V3は置換基として、配位子L1、L2、L3に結合している。〕
  6. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記一般式(1)または前記一般式(2)中、配位子L1、L2、L3が一般式(6−1)または一般式(7−1)で表わされ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。
    Figure 2013243234
    〔一般式(6−1)および一般式(7−1)中、環A、環B、環Cおよび環Dは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、X1およびX2は炭素原子または窒素原子を表す。
    Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
    R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
    Ra、Rb、RcおよびRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
    na、nb、ncおよびndは1〜3の整数を表す。
    複数のRa、Rb、RcおよびRdは互いに同じであっても異なっていても良い。
    Raと環A、Rbと環B、Rcと環C、Rdと環Dが各々結合して縮合環を形成しても良い。
    連結基V1、V2、V3は置換基として、配位子L1、L2、L3に結合している。〕
  7. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記一般式(1)または前記一般式(2)中、配位子L1、L2、L3が一般式(6−2)または一般式(7−2)で表わされ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。
    Figure 2013243234
    〔一般式(6−2)および一般式(7−2)中、環Bおよび環Cは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、X1、X2、X3およびX4は炭素原子または窒素原子を表す。
    Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
    R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
    Ra、Rb、RcおよびRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
    Reは、置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表す。
    naは1〜2の整数を表し、nbおよびncは1〜3の整数を表す。
    複数のRa、Rb、RcおよびRdは互いに同じであっても異なっていても良い。
    Raとそれに接続される環、Rbと環B、Rcと環C、RdとReが各々結合して縮合環を形成しても良い。
    連結基V1、V2、V3は置換基として、配位子L1、L2、L3に結合している。〕
  8. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記一般式(1)または前記一般式(2)中、配位子L1、L2、L3が一般式(6−3)または一般式(7−3)で表わされ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。
    Figure 2013243234
    〔一般式(6−3)および一般式(7−3)中、環Bおよび環Cは5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
    Cyは5員または6員の芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環を表し、n0は0または1を表す。
    R1およびR2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基もしくは非芳香族複素環基を表す。
    Ra、Rb、Rc及びRdはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子もしくはシアノ基を表すか、または置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、非芳香族炭化水素環基、もしくは非芳香族複素環基を表す。
    Reは、置換されていてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表す。
    naは1〜2の整数を表し、nbおよびncは1〜3の整数を表す。
    複数のRa、Rb、RcおよびRdは互いに同じであっても異なっていても良い。
    Raとそれに接続される環、Rbと環B、Rcと環C、RdとReが各々結合して縮合環を形成しても良い。
    連結基V1、V2、V3は置換基として、配位子L1、L2、L3に結合している。〕
  9. 請求項5〜8のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    R1およびR2の少なくとも一方がアルキル基であ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。
  10. 請求項5〜9のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    R1およびR2の少なくとも一方が炭素原子数2以上のアルキル基であ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。
  11. 請求項5〜10のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    R1およびR2の両者が共にアルキル基であ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。
  12. 請求項5〜11のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    R1およびR2の両者が共に炭素原子数2以上のアルキル基であ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. 請求項5〜12のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    環Bがベンゼン環であ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。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記発光層には、フルオレン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体またはこれらの縮環化合物誘導体を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも1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含有されてい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。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記有機層には、前記一般式(1)で表される化合物が少なくとも1種含有され、
    前記有機層がウェットプロセスを用いて形成されてい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。
  16. 請求項1〜15のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    白色発光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。
  17. 請求項1〜16のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
  18. 請求項1〜16のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
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