JP3988915B2

JP3988915B2 - Transition metal complex, light emitting device material comprising the same, and light emitting device

Info

Publication number: JP3988915B2
Application number: JP2001033684A
Authority: JP
Inventors: 達也五十嵐
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002235076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気エネルギーを光に変換して発光する発光素子に関し、特に表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信デバイス等に好適に使用できる発光素子に関する。更に本発明はその発光素子に用いる発光素子用材料、及び該発光素子用材料として使用できる新規遷移金属錯体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、種々の表示素子に関する研究開発が活発に行われており、中でも有機電界発光（EL）素子は低電圧で高輝度の発光が可能であるため注目されている。例えば、有機化合物の蒸着により形成した有機薄膜を有する発光素子が知られている（アプライドフィジックスレターズ, 51巻, 913頁, 1987年）。この発光素子は、電子輸送材料（トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体（Alq））と正孔輸送材料（アミン化合物）を積層した構造を有し、従来の単層型素子に比べて大幅に向上した発光特性を示す。
【０００３】
また、オルトメタル化イリジウム錯体（Ir(ppy)₃：Tris-Ortho-Metalated Complex of Iridium（III） with 2-Phenylpyridine）からの発光を利用することにより、発光特性を改善した緑色発光素子が報告されている（Applied Physics Letters, 75, 4 (1999)）。この素子は外部量子収率８％を達しており、従来素子の限界といわれていた外部量子収率５％を凌駕しているが、発光輝度、耐久性及び発光色の点で改良が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高輝度発光が可能で耐久性に優れた発光素子を得るために使用する発光素子用材料、それを用いた発光素子、並びに該発光素子用材料として使用でき、医療用途、蛍光増白剤、写真用材料、UV吸収材料、レーザー色素、カラーフィルター用染料、色変換フィルター、光学記録材料等にも適用できる新規遷移金属錯体を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、特定の構造を有する遷移金属錯体を発光素子用材料として使用した発光素子は高輝度発光が可能であり、且つ耐久性に優れていることを発見し、本発明に想到した。
【０００６】
本発明の発光素子用材料は、イソニトリル配位子、並びにイリジウム、ルテニウム及びロジウムからなる群から選ばれる遷移金属を含有する遷移金属錯体からなることを特徴とする。
【０００７】
上記遷移金属錯体は下記一般式(2)により表されるのが好ましい。
【化３】

一般式(2)中、Mはイリジウム、ルテニウム又はロジウムであり、R²¹は置換基を表し、L²¹は配位子を表し、X²¹は対イオンを表す。n21は０〜５の整数を表し、n22は１〜６の整数を表し、n23は０〜３の整数を表す。
【０００８】
本発明の発光素子は一対の電極間に、発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有し、この発光層又は複数の有機化合物層のうち少なくとも一層が上記発光素子用材料を含有することを特徴とする。発光素子用材料を含有する層は塗布プロセスで成膜するのが特に好ましい。
【０００９】
また、本発明の遷移金属錯体は下記一般式(1)で表されることを特徴とする。
【化４】

一般式(1)中、Mはイリジウム、ルテニウム又はロジウムであり、R¹¹、R¹²及びR¹³はそれぞれ置換基を表し、n11及びn12はそれぞれ０〜４の整数を表し、L¹¹は１価の配位子を表す。この遷移金属錯体は発光素子用材料として使用でき、医療用途、蛍光増白剤、写真用材料、UV吸収材料、レーザー色素、カラーフィルター用染料、色変換フィルター、光学記録材料等にも適用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
[1]発光素子用材料
本発明の発光素子用材料はイソニトリル配位子及び遷移金属を含有する遷移金属錯体からなる。遷移金属錯体は遷移金属原子を複数含んでいてもよく、即ち、いわゆる複核錯体であってよい。この場合、複数の遷移金属原子は同じでも異なっていてもよい。遷移金属の少なくとも１つはイリジウム、ルテニウム及びロジウムからなる群から選ばれるが、他の金属イオンを同時に含有していてもよい。遷移金属原子は好ましくはイリジウム又はルテニウムであり、より好ましくはイリジウムである。
【００１１】
本発明で用いる遷移金属錯体は、イソニトリル配位子以外に、他の配位子を有していてもよい。他の配位子は特に限定されず、例えばH.Yersin著「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」, Springer-Verlag社（1987年）、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」, 裳華房社（1982年）等に記載の配位子が使用できる。中でも、ハロゲン配位子（塩素配位子等）、含窒素ヘテロ環配位子（ビピリジル系配位子、フェナントロリン系配位子、フェニルピリジン系配位子等）、ジケトン配位子、ニトリル配位子、CO配位子、リン配位子（ホスフィン系配位子、亜リン酸エステル系配位子、ホスフィニン系配位子等）、及びカルボン酸配位子（酢酸配位子等）が好ましい。
【００１２】
遷移金属錯体は複数種の配位子を含んでいてもよいが、好ましくは１〜３種類、より好ましくは１又は２種類の配位子を含む。
【００１３】
遷移金属錯体は中性錯体であっても、対イオンを有するイオン性錯体であってもよい。対イオンは特に限定されず、好ましくはアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン、パークロレートイオン、PF₆イオン、アンモニウムイオン（テトラメチルアンモニウムイオン等）、ボレートイオン又はホスホニウムイオンであり、より好ましくはパークロレートイオン又はPF₆イオンである。遷移金属錯体は中性金属錯体であることが好ましい。
【００１４】
本発明で用いる遷移金属錯体は、好ましくは下記一般式(2)で表され、より好ましくは下記一般式(1)で表される。
【００１５】
【化５】

【００１６】
【化６】

【００１７】
以下一般式(2)について説明する。一般式(2)中、Mはイリジウム、ルテニウム又はロジウムであり、R²¹は後述のR¹¹と同義であり、好ましい範囲も同じである。L²¹は配位子を表し、該配位子の例としては、上記イソニトリル配位子以外の「他の配位子」の例として示したもの等が挙げられる。L²¹は好ましくはハロゲン配位子（塩素配位子等）、含窒素ヘテロ環配位子（ビピリジル系配位子、フェナントロリン系配位子、フェニルピリジン系配位子等）、ジケトン配位子、ニトリル配位子、CO配位子、リン配位子（ホスフィン系配位子、亜リン酸エステル系配位子、ホスフィニン系配位子等）、又はカルボン酸配位子（酢酸配位子等）である。X²¹は対イオンを表す。対イオンX²¹は特に限定されないが、好ましくはアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン、パークロレートイオン、PF₆イオン、アンモニウムイオン（テトラメチルアンモニウムイオン等）、ボレートイオン又はホスホニウムイオンであり、より好ましくはパークロレートイオン又はPF₆イオンである。
【００１８】
n21は０〜５の整数を表し、１〜３の整数であるのが好ましい。n21が２以上のとき、複数のL²¹は同じであっても異なっていてもよい。n22は１〜６の整数を表し、１〜４の整数であるのが好ましい。n22が２以上のとき、複数のイソニトリル配位子は同じであっても異なっていてもよい。n23は０〜３の整数を表し、０又は１であるのが好ましい。n23が２又は３のとき、複数のX²¹は同じであっても異なっていてもよい。n21、n22及びn23は、本発明の発光素子用材料として用いる遷移金属錯体が中性錯体となるような組み合わせであるのが好ましい。
【００１９】
以下一般式(1)について説明する。一般式(1)中、Mはイリジウム、ルテニウム又はロジウムであり、R¹¹、R¹²及びR¹³はそれぞれ置換基を表す。該置換基の例としては、アルキル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜10であり、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ヘキサデシル基、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）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばビニル基、アリル基、2-ブテニル基、3-ペンテニル基等）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばプロパルギル基、3-ペンチニル基等）、アリール基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニル基、p-メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜30、より好ましくは炭素数０〜20、特に好ましくは炭素数０〜10であり、例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基等）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜10であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、2-エチルヘキシロキシ基等）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニルオキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基等）、ヘテロアリールオキシ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばピリジルオキシ基、ピラジルオキシ基、ピリミジルオキシ基、キノリルオキシ基等）、アシル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばアセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜12であり、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜30、より好ましくは炭素数７〜20、特に好ましくは炭素数７〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニル基等）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノ基等）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜30、より好ましくは炭素数７〜20、特に好ましくは炭素数７〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノ基等）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基等）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜30、より好ましくは炭素数０〜20、特に好ましくは炭素数０〜12であり、例えばスルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基等）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメチルチオ基、エチルチオ基等）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニルチオ基等）、ヘテロアリールチオ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばピリジルチオ基、2-ベンズイミゾリルチオ基、2-ベンズオキサゾリルチオ基、2-ベンズチアゾリルチオ基等）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメシル基、トシル基等）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基等）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基等）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基等）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜12であり、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含み、脂肪族ヘテロ環基であってもヘテロアリール基であってもよく、例えばイミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、カルバゾリル基、アゼピニル基等）、シリル基（好ましくは炭素数３〜40、より好ましくは炭素数３〜30、特に好ましくは炭素数３〜24であり、例えばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等）、ホスフィノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜12であり、例えばジメチルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基等）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよく、また置換基同士が結合して環構造を形成してもよい。
【００２０】
R¹¹は好ましくはアルキル基又はアリール基である。R¹¹はL¹¹と結合してキレート配位子を形成してもよい。R¹²及びR¹³はそれぞれ好ましくはアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、フッ素原子又は置換アミノ基であり、より好ましくはアルキル基又はフッ素原子である。
【００２１】
L¹¹は１価の配位子を表し、好ましくはハロゲン配位子、スルホン酸配位子、カルボン酸配位子、アルコキシ配位子又はニトリル配位子である。またn11及びn12はそれぞれ０〜４の整数を表す。
【００２２】
本発明で用いる遷移金属錯体は低分子量であるのが好ましいが、繰り返し単位を有するいわゆるオリゴマーやポリマーであってもよい。オリゴマー又はポリマーである場合、その例としては上記一般式(1)で表される残基がポリマー主鎖に結合した高分子量化合物（例えば、一般式(1)中のフェニルピリジン配位子、R¹¹又はL¹¹がポリマー主鎖に結合した高分子量化合物）、一般式(1)で表される骨格を主鎖に持つ高分子量化合物（例えば、一般式(1)中のフェニルピリジン配位子、R¹¹又はL¹¹がポリマー主鎖に含まれる高分子量化合物）等が挙げられ、質量平均分子量（ポリスチレン換算）は好ましくは1000〜5000000、より好ましくは2000〜1000000、特に好ましくは3000〜100000である。ここでポリマーはホモポリマーであっても、他のモノマーとの共重合体であってもよく、共重合体である場合はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。
【００２３】
遷移金属錯体からなる本発明の発光素子用材料は正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料等として機能するものであってよく、複数の機能を併せ持っていてもよい。本発明の発光素子用材料は発光材料又は電荷輸送材料として使用するのが好ましい。以下、本発明で用いる遷移金属錯体の具体例を示すが、それらは本発明を限定するものではない。
【００２４】
【化７】

【００２５】
【化８】

【００２６】
【化９】

【００２７】
本発明で用いる遷移金属錯体は種々の手法で合成することができる。例えば、配位子又はその解離体と遷移金属化合物とを、室温以下又は加熱しながら混合して得ることができる。加熱する場合、通常の加熱以外にマイクロウェーブで加熱する手法も有効である。必要に応じて、溶媒（ハロゲン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、水等）や、塩基（無機塩基であっても有機塩基であってもよく、例えばナトリウムメトキサイド、t-ブトキシカリウム、トリエチルアミン、炭酸カリウム等）を用いてもよい。
【００２８】
[2]発光素子
本発明の発光素子は、一対の電極（陽極及び陰極）間に、発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有する。この発光層又は複数の有機化合物層のうち少なくとも一層は、前述した本発明の発光素子用材料を含有する。本発明の発光素子のシステム、駆動方法、利用形態等は特に問わないが、本発明の発光素子用材料を発光材料又は電荷輸送材料として利用したものであるのが好ましい。代表的な発光素子として、有機EL（エレクトロルミネッセンス）素子を挙げることができる。
【００２９】
本発明の発光素子用材料を含有する層の形成方法は特に限定されず、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法、転写法等の方法が使用可能である。中でも、素子の特性及び製造面から抵抗加熱蒸着法及びコーティング法が好ましい。発光素子用材料を含有する層は塗布プロセスで成膜するのが特に好ましい。
【００３０】
本発明の発光素子は、発光層に加えて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層等を含んでいてよく、これらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。前述の通り、本発明の発光素子用材料はこれらの層のいずれに含まれていてもよく、好ましくは発光層又は電荷輸送層に含まれる。以下、各層について詳述する。
【００３１】
(A)陽極
陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層等に正孔を供給するものである。陽極を形成する材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が４eV以上の材料を用いる。具体例としては、金属（金、銀、クロム、ニッケル等）、導電性金属酸化物（酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ITO）等）、これら金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、無機導電性物質（ヨウ化銅、硫化銅等）、有機導電性材料（ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等）及びこれらとITOとの積層物等が挙げられる。陽極は導電性金属酸化物からなるのが好ましく、生産性、高導電性、透明性等の観点からITOが特に好ましい。
【００３２】
陽極の形成法は用いる材料に応じて適宜選択すればよく、例えばITOの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法等）、酸化インジウムスズ分散物の塗布等の方法を用いることができる。陽極に洗浄等の処理を施すことにより、発光素子の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めたりすることも可能である。例えばITOからなる陽極の場合、UV-オゾン処理、プラズマ処理等が効果的である。陽極のシート抵抗は数百Ω／□以下とするのが好ましい。陽極の膜厚は材料に応じて適宜選択可能であるが、通常10nm〜５μmとするのが好ましく、50nm〜１μmとするのがより好ましく、100〜500nmとするのが特に好ましい。
【００３３】
陽極は通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂等からなる基板上に形成する。ガラス基板の場合、ガラスからの溶出イオンを低減するためには無アルカリガラスを用いるのが好ましい。ソーダライムガラス基板を用いる場合は、予めその表面にシリカ等のバリアコートを形成するのが好ましい。基板の厚さは機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラス基板の場合は通常0.2mm以上、好ましくは0.7mm以上とする。
【００３４】
(B)陰極
陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層等に電子を供給するものである。陰極の材料としては、金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、発光層等の隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選択すればよい。具体例としては、アルカリ金属（Li、Na、K等）及びそのフッ化物や酸化物、アルカリ土類金属（Mg、Ca等）及びそのフッ化物や酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム及びカリウムを含む合金及び混合金属、リチウム及びアルミニウムを含む合金及び混合金属、マグネシウム及び銀を含む合金及び混合金属、希土類金属（インジウム、イッテリビウム等）、それらの混合物等が挙げられる。陰極は仕事関数が４eV以下の材料からなるのが好ましく、アルミニウム、リチウムとアルミニウムを含む合金又は混合金属、或いはマグネシウムと銀を含む合金又は混合金属からなるのがより好ましい。
【００３５】
陰極は、上記のような材料からなる単層構造であっても、上記材料からなる層を含む積層構造であってもよい。例えば、アルミニウム／フッ化リチウム、アルミニウム／酸化リチウム等の積層構造が好ましい。陰極は電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法等により形成することができる。蒸着法の場合、材料を単独で蒸着することも、二種以上の材料を同時に蒸着することもできる。合金電極を形成する場合は、複数の金属を同時蒸着して形成することが可能であり、また予め調整した合金を蒸着してもよい。陰極のシート抵抗は数百Ω／□以下とするのが好ましい。陰極の膜厚は材料に応じて適宜選択可能であるが、通常10nm〜５μmとするのが好ましく、50nm〜１μmとするのがより好ましく、100nm〜１μmとするのが特に好ましい。
【００３６】
(C)正孔注入層及び正孔輸送層
正孔注入層及び正孔輸送層に用いる材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、及び陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマーやポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、これらの誘導体、カーボン膜、本発明の発光素子用材料等が挙げられる。
【００３７】
正孔注入層及び正孔輸送層は１種又は２種以上の上記材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法、LB法、上記材料を溶媒中に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法等が用いられる。コーティング法の場合、上記材料を樹脂成分と共に溶解又は分散させて塗布液を調製してもよく、該樹脂成分としては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が使用できる。正孔注入層及び正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００３８】
(D)発光層
発光素子に電界を印加すると、発光層において陽極、正孔注入層又は正孔輸送層から注入された正孔と、陰極、電子注入層又は電子輸送層から注入された電子とが再結合し、光を発する。発光層をなす材料は、電界印加時に陽極等から正孔を受け取る機能、陰極等から電子を受け取る機能、電荷を移動させる機能、及び正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものであれば特に限定されない。発光層の材料は一重項励起子及び三重項励起子のいずれから発光するものであってもよく、例えばベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、金属錯体（8-キノリノール誘導体の金属錯体、希土類錯体等）、高分子発光材料（ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等）、有機シラン、これらの誘導体、本発明の発光素子用材料等が使用できる。
【００３９】
発光層の形成方法は特に限定されず、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、LB法、転写法等が使用可能である。中でも抵抗加熱蒸着法及びコーティング法が好ましい。発光層の膜厚は特に限定されず、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００４０】
(E)電子注入層及び電子輸送層
電子注入層及び電子輸送層をなす材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、並びに陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。具体例としては、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、ナフタレンやペリレン等の芳香環を有するテトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、金属錯体（8-キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体等）、有機シラン、これらの誘導体、本発明の発光素子用材料等が挙げられる。
【００４１】
電子注入層及び電子輸送層は１種又は２種以上の上記材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。電子注入層及び電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法、LB法、上記材料を溶媒中に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法等が用いられる。コーティング法の場合、上記材料を樹脂成分と共に溶解又は分散させて塗布液を調製してもよい。該樹脂成分としては、前述した正孔注入層及び正孔輸送層の場合と同様のものが使用できる。電子注入層及び電子輸送層の膜厚は特に限定されず、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００４２】
(F)保護層
保護層は水分、酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有する。保護層の材料としては、金属（In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等）、金属酸化物（MgO、SiO、SiO₂、Al₂O₃、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe₂O₃、Y₂O₃、TiO₂等）、金属フッ化物（MgF₂、LiF、AlF₃、CaF₂等）、窒化物（SiN、SiN_xO_y等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率0.1％以下の防湿性物質等が使用できる。
【００４３】
保護層の形成方法は特に限定されず、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法等が適用できる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００４５】
比較例１
40mgのポリ(N-ビニルカルバゾール)、12mgのPBD（2-(4-ビフェニル)-5-(4-t-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール）、及び１mgの下記化合物Aを2.5mlのジクロロエタンに溶解し、得られた溶液を洗浄した基板上にスピンコート（1500rpm、20sec）して有機層を形成した。得られた有機層の膜厚は98nmであった。次に得られた有機層上に発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でマグネシウム及び銀（マグネシウム：銀＝10：１（モル比））を50nm共蒸着し、更に銀を50nm蒸着して、比較例１の発光素子を作成した。得られた発光素子に、東陽テクニカ製「ソースメジャーユニット2400型」を用いて直流定電圧を印加して発光させ、その発光輝度をトプコン社製「輝度計BM-8」を用いて測定した。その結果、緑色発光が得られ、最高輝度は3300cd/m²であり、最低駆動電圧（発光が得られる駆動電圧の最低値）は11Vであった。また発光素子を大気下に１日放置し再度測定したところ、最高輝度は410cd/m²であった。
【００４６】
【化１０】

【００４７】
実施例１
以下のように遷移金属錯体(1-2)を合成した。
【化１１】

3.5gの2-(4-フルオロフェニル)-ピリジン及び５gのK₃IrCl₆に、50mlの2-メトキシエタノール及び30mlの水を加え、還流下撹拌した。６時間撹拌した後、室温に冷却し、析出した黄色固体をろ別して3.4gの化合物aを得た。続いて0.2gの化合物aに20mlのクロロホルムを加え、更に0.06mlのt-C₄H₉NCを加えた。この溶液を還流下で４時間撹拌し、室温に冷却した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）で精製した後、クロロホルム／ヘキサン系で再結晶し、0.1gの遷移金属錯体(1-2)を得た。FAB-MSスペクトル（posi 655, 620, 572, 535）により錯体(1-2)の生成を確認した。
【００４８】
化合物Aに替えて上記のように得た遷移金属錯体(1-2)を用いたこと以外は上記比較例１と同様に、実施例１の発光素子を作成した。得られた発光素子の発光輝度を上記比較例１と同様に測定した結果、青緑色発光が得られ、最高輝度は3500cd/m²であり、最低駆動電圧は10Vであった。また発光素子を大気下に１日放置し再度測定したところ、最高輝度は3000cd/m²であった。
【００４９】
実施例２
化合物Aに替えて遷移金属錯体(1-23)を用い、上記比較例１と同様に発光素子を作成したところ、高輝度、高耐久性の赤色発光素子を得ることができた。
【００５０】
実施例３
１mgの化合物Aに替えて遷移金属錯体(1-1)及び(1-25)の混合物を用い、上記比較例１と同様に発光素子を作成したところ、高輝度、高耐久性の青緑色発光素子を得ることができた。
【００５１】
実施例４
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、TPD（N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(m-トリル)-ベンジジン）を40nm蒸着し、この上に下記化合物Bと遷移金属錯体(1-2)を９対１の比率（質量比）で20nm共蒸着し、更にこの上に下記アゾール化合物Cを40nm蒸着して有機薄膜を形成した。次に得られた有機薄膜上に発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でマグネシウム及び銀（マグネシウム：銀＝10：１（質量比））を50nm共蒸着し、更に銀を50nm蒸着して、実施例４の発光素子を作成した。得られた発光素子の発光輝度を上記比較例１と同様に測定した結果、青緑色発光が得られ、最高輝度は2400cd/m²であった。
【００５２】
【化１２】

【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の発光素子用材料を用いた発光素子は高輝度発光が可能であり、耐久性に優れており、発光素子用材料を適宜選択することにより種々の発光色が可能である。そのため本発明の発光素子は表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信デバイス等に好適に使用できる。また、本発明の発光素子用材料をなす遷移金属錯体は、医療用途、蛍光増白剤、写真用材料、UV吸収材料、レーザー色素、カラーフィルター用染料、色変換フィルター、光学記録材料等に適用可能である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting element that emits light by converting electric energy into light, and in particular, a display element, a display, a backlight, an electrophotography, an illumination light source, a recording light source, an exposure light source, a reading light source, a sign, a signboard, an interior, and an optical communication device. The present invention relates to a light-emitting element that can be suitably used for the above. Furthermore, the present invention relates to a light emitting device material used for the light emitting device and a novel transition metal complex that can be used as the light emitting device material.
[0002]
[Prior art]
Research and development related to various display devices are actively conducted today, and organic electroluminescence (EL) devices are attracting attention because they can emit light with high luminance at a low voltage. For example, a light emitting device having an organic thin film formed by vapor deposition of an organic compound is known (Applied Physics Letters, 51, 913, 1987). This light-emitting device has a structure in which an electron transport material (tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex (Alq)) and a hole transport material (amine compound) are laminated, which is significantly larger than conventional single-layer devices. Shows improved emission characteristics.
[0003]
Ortho metalated iridium complexes (Ir (ppy)_Three: Green light-emitting devices with improved light-emitting properties by utilizing light emission from Tris-Ortho-Metalated Complex of Iridium (III) with 2-Phenylpyridine (Applied Physics Letters, 75, 4 (1999) ). This device has achieved an external quantum yield of 8%, which exceeds the external quantum yield of 5%, which was said to be the limit of conventional devices, but improvements are required in terms of emission luminance, durability, and emission color. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a light-emitting element material that can be used for obtaining a light-emitting element that can emit light with high brightness and has excellent durability, a light-emitting element using the same, and a light-emitting element material that can be used as a medical application It is to provide a novel transition metal complex that can be applied to fluorescent brighteners, photographic materials, UV absorbing materials, laser dyes, color filter dyes, color conversion filters, optical recording materials and the like.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research in view of the above object, the present inventor has found that a light-emitting element using a transition metal complex having a specific structure as a material for a light-emitting element can emit light with high brightness and has excellent durability. Discovered and came up with the present invention.
[0006]
The light emitting device material of the present invention is characterized by comprising a transition metal complex containing an isonitrile ligand and a transition metal selected from the group consisting of iridium, ruthenium and rhodium.
[0007]
The transition metal complex is preferably represented by the following general formula (2).
[Chemical 3]

In the general formula (2), M is iridium, ruthenium or rhodium, R^{twenty one}Represents a substituent, L^{twenty one}Represents a ligand and X^{twenty one}Represents a counter ion. n21 represents an integer of 0 to 5, n22 represents an integer of 1 to 6, and n23 represents an integer of 0 to 3.
[0008]
The light-emitting element of the present invention has a light-emitting layer or a plurality of organic compound layers including a light-emitting layer between a pair of electrodes, and at least one of the light-emitting layer or the plurality of organic compound layers contains the light-emitting element material. It is characterized by that. The layer containing the light emitting element material is particularly preferably formed by a coating process.
[0009]
The transition metal complex of the present invention is represented by the following general formula (1).
[Formula 4]

In general formula (1), M is iridium, ruthenium or rhodium, R¹¹, R¹²And R¹³Each represents a substituent, n11 and n12 each represent an integer of 0 to 4;¹¹Represents a monovalent ligand. This transition metal complex can be used as a material for a light emitting device, and can also be applied to medical use, fluorescent whitening agent, photographic material, UV absorbing material, laser dye, dye for color filter, color conversion filter, optical recording material and the like.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[1] Material for light emitting device
The light emitting device material of the present invention comprises a transition metal complex containing an isonitrile ligand and a transition metal. The transition metal complex may contain a plurality of transition metal atoms, that is, a so-called binuclear complex. In this case, the plurality of transition metal atoms may be the same or different. At least one of the transition metals is selected from the group consisting of iridium, ruthenium and rhodium, but may contain other metal ions simultaneously. The transition metal atom is preferably iridium or ruthenium, more preferably iridium.
[0011]
The transition metal complex used in the present invention may have other ligands in addition to the isonitrile ligand. Other ligands are not particularly limited, for example, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds” by H. Yersin, Springer-Verlag (1987), “Organic Metal Chemistry: Fundamentals and Applications”, Yuka The ligands described in Bososha (1982) etc. can be used. Among them, halogen ligands (chlorine ligands, etc.), nitrogen-containing heterocyclic ligands (bipyridyl ligands, phenanthroline ligands, phenylpyridine ligands, etc.), diketone ligands, nitrile ligands Ligands, CO ligands, phosphorus ligands (phosphine ligands, phosphite ligands, phosphinin ligands, etc.), and carboxylic acid ligands (acetic acid ligands, etc.) preferable.
[0012]
The transition metal complex may contain a plurality of types of ligands, but preferably contains 1 to 3 types, more preferably 1 or 2 types of ligands.
[0013]
The transition metal complex may be a neutral complex or an ionic complex having a counter ion. The counter ion is not particularly limited, and preferably an alkali metal ion, alkaline earth metal ion, halogen ion, perchlorate ion, PF₆Ion, ammonium ion (tetramethylammonium ion, etc.), borate ion or phosphonium ion, more preferably perchlorate ion or PF₆Ion. The transition metal complex is preferably a neutral metal complex.
[0014]
The transition metal complex used in the present invention is preferably represented by the following general formula (2), more preferably represented by the following general formula (1).
[0015]
[Chemical formula 5]

[0016]
[Chemical 6]

[0017]
Hereinafter, the general formula (2) will be described. In the general formula (2), M is iridium, ruthenium or rhodium, R^{twenty one}Is R described later¹¹The preferred range is also the same. L^{twenty one}Represents a ligand, and examples of the ligand include those shown as examples of “other ligands” other than the isonitrile ligand. L^{twenty one}Is preferably a halogen ligand (chlorine ligand, etc.), a nitrogen-containing heterocyclic ligand (bipyridyl-type ligand, phenanthroline-type ligand, phenylpyridine-type ligand, etc.), diketone ligand, nitrile Ligand, CO ligand, phosphorus ligand (phosphine ligand, phosphite ligand, phosphinin ligand, etc.), or carboxylic acid ligand (acetic acid ligand, etc.) It is. X^{twenty one}Represents a counter ion. Counter ion X^{twenty one}Is not particularly limited, but preferably alkali metal ions, alkaline earth metal ions, halogen ions, perchlorate ions, PF₆Ion, ammonium ion (tetramethylammonium ion, etc.), borate ion or phosphonium ion, more preferably perchlorate ion or PF₆Ion.
[0018]
n21 represents an integer of 0 to 5, and is preferably an integer of 1 to 3. When n21 is 2 or more, multiple L^{twenty one}May be the same or different. n22 represents an integer of 1 to 6, and preferably an integer of 1 to 4. When n22 is 2 or more, the plurality of isonitrile ligands may be the same or different. n23 represents an integer of 0 to 3, and is preferably 0 or 1. When n23 is 2 or 3, multiple X^{twenty one}May be the same or different. n21, n22 and n23 are preferably a combination such that the transition metal complex used as the light emitting device material of the present invention becomes a neutral complex.
[0019]
The general formula (1) will be described below. In general formula (1), M is iridium, ruthenium or rhodium, R¹¹, R¹²And R¹³Each represents a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, t -Butyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-hexadecyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (preferably having 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms) Particularly preferably, it has 2 to 10 carbon atoms, such as vinyl group, allyl group, 2-butenyl group, 3-pentenyl group, etc., alkynyl group (preferably 2-30 carbon atoms, more preferably 2-20 carbon atoms). Particularly preferably, it has 2 to 10 carbon atoms, for example, propargyl group, 3-pentynyl group, etc., aryl group (preferably 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 6 carbon atoms). 12 and examples A phenyl group, a p-methylphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, etc.), an amino group (preferably having 0 to 30 carbon atoms, more preferably 0 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 0 carbon atoms). For example, an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibenzylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, etc., an alkoxy group (preferably having a carbon number of 1-30, more preferably a carbon number) 1 to 20, particularly preferably 1 to 10 carbon atoms, such as methoxy group, ethoxy group, butoxy group, 2-ethylhexyloxy group, etc., aryloxy group (preferably 6 to 30 carbon atoms, more preferably carbon 6-20, particularly preferably 6-12 carbon atoms, such as phenyloxy group, 1-naphthyloxy group, 2-naphthyloxy group, etc.), heteroary An oxy group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridyloxy group, pyrazyloxy group, pyrimidyloxy group, quinolyloxy group, etc.), acyl group ( Preferably it has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as acetyl group, benzoyl group, formyl group, pivaloyl group, etc.), alkoxycarbonyl group (preferably carbon 2-30, more preferably 2-20 carbon atoms, particularly preferably 2-12 carbon atoms, for example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, etc., aryloxycarbonyl group (preferably 7-30 carbon atoms, more Preferably it has 7 to 20 carbon atoms, particularly preferably 7 to 12 carbon atoms, such as phenyloxycarbonyl group, etc.), acyloxy group (preferably Alternatively, it has 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 10 carbon atoms. For example, an acetoxy group, a benzoyloxy group, etc., an acylamino group (preferably 2 to 30 carbon atoms, more Preferably it has 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 2 to 10 carbon atoms, such as acetylamino group, benzoylamino group, etc., alkoxycarbonylamino group (preferably 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 2 carbon atoms). 20, particularly preferably 2 to 12 carbon atoms, such as a methoxycarbonylamino group, etc., an aryloxycarbonylamino group (preferably 7 to 30 carbon atoms, more preferably 7 to 20 carbon atoms, particularly preferably 7 carbon atoms). -12, for example, phenyloxycarbonylamino group, etc., sulfonylamino group (preferably 1-30 carbon atoms, more preferably 1-20 carbon atoms, particularly preferred) Or having 1 to 12 carbon atoms, for example, methanesulfonylamino group, benzenesulfonylamino group, etc.), sulfamoyl group (preferably having 0 to 30 carbon atoms, more preferably 0 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 0 to 0 carbon atoms). For example, sulfamoyl group, methylsulfamoyl group, dimethylsulfamoyl group, phenylsulfamoyl group, etc.), carbamoyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably Has 1 to 12 carbon atoms, for example, carbamoyl group, methylcarbamoyl group, diethylcarbamoyl group, phenylcarbamoyl group, etc.), alkylthio group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably C1-C12, for example, a methylthio group, an ethylthio group, etc.), an arylthio group (preferably C6-C30) More preferably, it has 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as phenylthio group, etc., heteroarylthio group (preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably Has 1 to 12 carbon atoms, for example, pyridylthio group, 2-benzimidazolylthio group, 2-benzoxazolylthio group, 2-benzthiazolylthio group, etc., sulfonyl group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, More preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, for example, mesyl group, tosyl group, etc., sulfinyl group (preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, especially Preferably it has 1 to 12 carbon atoms, for example, methanesulfinyl group, benzenesulfinyl group, etc.), ureido group (preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 carbon atom). For example, ureido group, methylureido group, phenylureido group, etc.), phosphoric acid amide group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms). , For example, diethylphosphoric acid amide group, phenylphosphoric acid amide group), hydroxy group, mercapto group, halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), cyano group, sulfo group, carboxyl group, nitro Group, hydroxamic acid group, sulfino group, hydrazino group, imino group, heterocyclic group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, etc. as hetero atoms And may be an aliphatic heterocyclic group or a heteroaryl group, such as imidazolyl group, pyridyl group, quinolyl group, furyl group, Nyl group, piperidyl group, morpholino group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, benzthiazolyl group, carbazolyl group, azepinyl group, etc.), silyl group (preferably having 3 to 40 carbon atoms, more preferably 3 to 30 carbon atoms, Particularly preferably, it has 3 to 24 carbon atoms, for example, trimethylsilyl group, triphenylsilyl group, etc., phosphino group (preferably 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, for example, dimethylphosphino group, And diphenylphosphino group). These substituents may be further substituted, or the substituents may be bonded to form a ring structure.
[0020]
R¹¹Is preferably an alkyl group or an aryl group. R¹¹Is L¹¹To form a chelate ligand. R¹²And R¹³Are preferably an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkoxy group, a fluorine atom or a substituted amino group, and more preferably an alkyl group or a fluorine atom.
[0021]
L¹¹Represents a monovalent ligand, preferably a halogen ligand, a sulfonic acid ligand, a carboxylic acid ligand, an alkoxy ligand or a nitrile ligand. N11 and n12 each represents an integer of 0 to 4.
[0022]
The transition metal complex used in the present invention preferably has a low molecular weight, but may be a so-called oligomer or polymer having a repeating unit. In the case of an oligomer or polymer, examples thereof include a high molecular weight compound in which the residue represented by the general formula (1) is bonded to the polymer main chain (for example, a phenylpyridine ligand in the general formula (1), R¹¹Or L¹¹Is a high molecular weight compound having a main chain with a skeleton represented by the general formula (1) (for example, a phenylpyridine ligand in the general formula (1), R¹¹Or L¹¹Is a high molecular weight compound contained in the polymer main chain), and the mass average molecular weight (polystyrene conversion) is preferably 1000 to 5000000, more preferably 2000 to 100000, and particularly preferably 3000 to 100,000. Here, the polymer may be a homopolymer or a copolymer with another monomer, and if it is a copolymer, it may be a random copolymer or a block copolymer. .
[0023]
The light emitting device material of the present invention comprising a transition metal complex may function as a hole injection material, a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material, an electron injection material, etc., and has a plurality of functions. Also good. The light emitting device material of the present invention is preferably used as a light emitting material or a charge transport material. Hereinafter, although the specific example of the transition metal complex used by this invention is shown, they do not limit this invention.
[0024]
[Chemical 7]

[0025]
[Chemical 8]

[0026]
[Chemical 9]

[0027]
The transition metal complex used in the present invention can be synthesized by various methods. For example, a ligand or a dissociated product thereof and a transition metal compound can be obtained by mixing at room temperature or lower or while heating. In the case of heating, in addition to normal heating, a method of heating with microwaves is also effective. If necessary, a solvent (halogen solvent, alcohol solvent, ether solvent, water, etc.) or a base (may be an inorganic base or an organic base, such as sodium methoxide, t-butoxy potassium, Triethylamine, potassium carbonate, etc.) may be used.
[0028]
[2] Light emitting device
The light-emitting element of the present invention has a light-emitting layer or a plurality of organic compound layers including a light-emitting layer between a pair of electrodes (anode and cathode). At least one layer of the light emitting layer or the plurality of organic compound layers contains the above-described light emitting element material of the present invention. There are no particular restrictions on the light emitting device system, driving method, usage pattern, etc. of the present invention, but the light emitting device material of the present invention is preferably used as a light emitting material or a charge transport material. As a typical light emitting element, an organic EL (electroluminescence) element can be given.
[0029]
The method for forming the layer containing the light emitting device material of the present invention is not particularly limited, and methods such as resistance heating vapor deposition, electron beam, sputtering, molecular lamination, coating, ink jet, printing, transfer, etc. Can be used. Of these, the resistance heating vapor deposition method and the coating method are preferable in terms of device characteristics and production. The layer containing the light emitting element material is particularly preferably formed by a coating process.
[0030]
The light emitting device of the present invention may include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a protective layer and the like in addition to the light emitting layer, and each of these layers has other functions. It may be a thing. As described above, the light emitting device material of the present invention may be contained in any of these layers, and is preferably contained in the light emitting layer or the charge transport layer. Hereinafter, each layer will be described in detail.
[0031]
(A) Anode
The anode supplies holes to a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and the like. As a material for forming the anode, a metal, an alloy, a metal oxide, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like can be used, and a material having a work function of 4 eV or more is preferably used. Specific examples include metals (gold, silver, chromium, nickel, etc.), conductive metal oxides (tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), etc.), these metals and conductive metal oxides. A mixture or laminate of the above, an inorganic conductive material (copper iodide, copper sulfide, etc.), an organic conductive material (polyaniline, polythiophene, polypyrrole, etc.) and a laminate of these with ITO. The anode is preferably made of a conductive metal oxide, and ITO is particularly preferable from the viewpoints of productivity, high conductivity, transparency, and the like.
[0032]
The method for forming the anode may be appropriately selected according to the material used. For example, in the case of ITO, an electron beam method, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, a chemical reaction method (sol-gel method, etc.), an indium tin oxide dispersion A method such as coating can be used. By performing a treatment such as cleaning on the anode, the driving voltage of the light emitting element can be lowered or the light emission efficiency can be increased. For example, in the case of an anode made of ITO, UV-ozone treatment, plasma treatment, etc. are effective. The sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. The thickness of the anode can be appropriately selected depending on the material, but is usually preferably 10 nm to 5 μm, more preferably 50 nm to 1 μm, and particularly preferably 100 to 500 nm.
[0033]
The anode is usually formed on a substrate made of soda lime glass, non-alkali glass, transparent resin or the like. In the case of a glass substrate, it is preferable to use an alkali-free glass in order to reduce ions eluted from the glass. When a soda lime glass substrate is used, it is preferable to previously form a barrier coat such as silica on the surface thereof. The thickness of the substrate is not particularly limited as long as it is sufficient to maintain the mechanical strength, but in the case of a glass substrate, it is usually 0.2 mm or more, preferably 0.7 mm or more.
[0034]
(B) Cathode
The cathode supplies electrons to an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, and the like. As the material of the cathode, metals, alloys, metal halides, metal oxides, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be used. Adhesion with adjacent layers such as a light emitting layer, ionization potential, and stability It may be selected in consideration of the above. Specific examples include alkali metals (Li, Na, K, etc.) and their fluorides and oxides, alkaline earth metals (Mg, Ca, etc.) and their fluorides and oxides, gold, silver, lead, aluminum, sodium And alloys and mixed metals containing potassium, alloys and mixed metals containing lithium and aluminum, alloys and mixed metals containing magnesium and silver, rare earth metals (indium, ytterbium, etc.), mixtures thereof and the like. The cathode is preferably made of a material having a work function of 4 eV or less, and more preferably made of aluminum, an alloy or mixed metal containing lithium and aluminum, or an alloy or mixed metal containing magnesium and silver.
[0035]
The cathode may have a single layer structure made of the above materials or a laminated structure including layers made of the above materials. For example, a laminated structure of aluminum / lithium fluoride, aluminum / lithium oxide or the like is preferable. The cathode can be formed by an electron beam method, a sputtering method, a resistance heating vapor deposition method, a coating method, or the like. In the case of the vapor deposition method, the material can be vapor-deposited alone, or two or more materials can be vapor-deposited simultaneously. When the alloy electrode is formed, a plurality of metals can be formed by simultaneous vapor deposition, or a previously prepared alloy may be vapor deposited. The sheet resistance of the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less. The thickness of the cathode can be appropriately selected depending on the material, but is usually preferably 10 nm to 5 μm, more preferably 50 nm to 1 μm, and particularly preferably 100 nm to 1 μm.
[0036]
(C) Hole injection layer and hole transport layer
The material used for the hole injection layer and the hole transport layer has one of the function of injecting holes from the anode, the function of transporting holes, and the function of blocking electrons injected from the cathode. If it is. Specific examples thereof include carbazole, triazole, oxazole, oxadiazole, imidazole, polyarylalkane, pyrazoline, pyrazolone, phenylenediamine, arylamine, amino-substituted chalcone, styrylanthracene, fluorenone, hydrazone, stilbene, silazane, aromatic first Tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole), aniline copolymers, conductive polymer oligomers such as thiophene oligomers and polythiophenes, organic Examples thereof include silane, derivatives thereof, carbon films, and light emitting device materials of the present invention.
[0037]
The hole injection layer and the hole transport layer may have a single layer structure made of one or more of the above materials, or may have a multilayer structure made of a plurality of layers having the same composition or different compositions. As a method for forming the hole injection layer and the hole transport layer, a vacuum deposition method, an LB method, a method in which the above materials are dissolved or dispersed in a solvent (a spin coating method, a casting method, a dip coating method, etc.), An ink jet method, a printing method, a transfer method, or the like is used. In the case of the coating method, a coating solution may be prepared by dissolving or dispersing the above materials together with a resin component. Examples of the resin component include polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyester, polysulfone. , Polyphenylene oxide, polybutadiene, poly (N-vinylcarbazole), hydrocarbon resin, ketone resin, phenoxy resin, polyamide, ethyl cellulose, polyvinyl acetate, ABS resin, polyurethane, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, epoxy resin Silicon resin or the like can be used. The thicknesses of the hole injection layer and the hole transport layer are not particularly limited, but are usually preferably 1 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 1 μm, and particularly preferably 10 to 500 nm.
[0038]
(D) Light emitting layer
When an electric field is applied to the light emitting element, holes injected from the anode, hole injection layer or hole transport layer in the light emitting layer recombine with electrons injected from the cathode, electron injection layer or electron transport layer, Emits light. The material forming the light-emitting layer has the function of receiving holes from the anode, etc. when an electric field is applied, the function of receiving electrons from the cathode, etc., the function of moving charges, and the function of emitting light by providing a field for recombination of holes and electrons. There is no particular limitation as long as it can form a layer having s. The material of the light emitting layer may emit light from either singlet excitons or triplet excitons, such as benzoxazole, benzimidazole, benzothiazole, styrylbenzene, polyphenyl, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, Phthalimide, coumarin, perylene, perinone, oxadiazole, aldazine, pyralidine, cyclopentadiene, bisstyrylanthracene, quinacridone, pyrrolopyridine, thiadiazolopyridine, cyclopentadiene, styrylamine, aromatic dimethylidin compounds, metal complexes (8-quinolinol) Derivative metal complexes, rare earth complexes, etc.), polymer light-emitting materials (polythiophene, polyphenylene, polyphenylene vinylene, etc.), organic silanes, derivatives thereof, and light-emitting device materials of the present invention are used. It can be.
[0039]
The formation method of the light emitting layer is not particularly limited. Resistance heating vapor deposition method, electron beam method, sputtering method, molecular lamination method, coating method (spin coating method, casting method, dip coating method, etc.), inkjet method, printing method, LB Method, transfer method and the like can be used. Of these, the resistance heating vapor deposition method and the coating method are preferable. The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, and is usually preferably 1 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 1 μm, and particularly preferably 10 to 500 nm.
[0040]
(E) Electron injection layer and electron transport layer
As long as the material forming the electron injection layer and the electron transport layer has any one of the function of injecting electrons from the cathode, the function of transporting electrons, and the function of blocking holes injected from the anode Good. Specific examples include aromatic rings such as triazole, oxazole, oxadiazole, imidazole, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiopyrandioxide, carbodiimide, fluorenylidenemethane, distyrylpyrazine, naphthalene and perylene. Tetracarboxylic anhydrides, phthalocyanines, metal complexes (metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, metal complexes having benzoxazole or benzothiazole as a ligand), organic silanes, derivatives thereof, Examples include materials for light emitting elements.
[0041]
The electron injection layer and the electron transport layer may have a single layer structure made of one or more of the above materials, or may have a multilayer structure made of a plurality of layers having the same composition or different compositions. The electron injection layer and electron transport layer can be formed by vacuum deposition, LB, coating by dissolving or dispersing the above materials in a solvent (spin coating, casting, dip coating, etc.), inkjet method The printing method, the transfer method, etc. are used. In the case of the coating method, the above material may be dissolved or dispersed together with the resin component to prepare a coating solution. As this resin component, the thing similar to the case of the positive hole injection layer and positive hole transport layer which were mentioned above can be used. The film thickness of the electron injection layer and the electron transport layer is not particularly limited, and is usually preferably 1 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 1 μm, and particularly preferably 10 to 500 nm.
[0042]
(F) Protective layer
The protective layer has a function of preventing substances that promote device deterioration such as moisture and oxygen from entering the device. Materials for the protective layer include metals (In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti, Ni, etc.), metal oxides (MgO, SiO, SiO)₂, Al₂O_Three, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe₂O_Three, Y₂O_Three, TiO₂Etc.), metal fluoride (MgF₂, LiF, AlF_Three, CaF₂Etc.), nitride (SiN, SiN_xO_yEtc.), polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene, a copolymer of chlorotrifluoroethylene and dichlorodifluoroethylene, tetrafluoroethylene and at least A copolymer obtained by copolymerizing a monomer mixture containing one kind of comonomer, a fluorinated copolymer having a cyclic structure in the copolymer main chain, a water-absorbing substance having a water absorption of 1% or more, and a water absorption of 0.1% or less Can be used.
[0043]
The method for forming the protective layer is not particularly limited, and vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, MBE (molecular beam epitaxy), cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization (high frequency excitation ion plating) Method), plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, coating method, printing method, transfer method, etc. can be applied.
[0044]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to them.
[0045]
Comparative Example 1
40 mg poly (N-vinylcarbazole), 12 mg PBD (2- (4-biphenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole), and 1 mg of the following compound A Was dissolved in 2.5 ml of dichloroethane, and the obtained solution was spin coated (1500 rpm, 20 sec) on the washed substrate to form an organic layer. The film thickness of the obtained organic layer was 98 nm. Next, a mask patterned so as to have a light emitting area of 4 mm × 5 mm is placed on the obtained organic layer, and magnesium and silver (magnesium: silver = 10: 1 (molar ratio)) are co-deposited by 50 nm in the vapor deposition apparatus. Further, 50 nm of silver was vapor-deposited to produce a light emitting device of Comparative Example 1. The obtained light emitting element was made to emit light by applying a DC constant voltage using “source measure unit 2400 type” manufactured by Toyo Technica, and the luminance was measured using “luminance meter BM-8” manufactured by Topcon Corporation. As a result, green light emission is obtained, and the maximum brightness is 3300cd / m²The minimum drive voltage (the minimum drive voltage at which light emission can be obtained) was 11V. When the light emitting device was left in the atmosphere for one day and measured again, the maximum luminance was 410 cd / m.²Met.
[0046]
[Chemical Formula 10]

[0047]
Example 1
A transition metal complex (1-2) was synthesized as follows.
Embedded image

3.5 g 2- (4-fluorophenyl) -pyridine and 5 g K_ThreeIrCl₆To the mixture, 50 ml of 2-methoxyethanol and 30 ml of water were added and stirred under reflux. After stirring for 6 hours, the mixture was cooled to room temperature, and the precipitated yellow solid was filtered off to obtain 3.4 g of compound a. Subsequently, 20 ml of chloroform was added to 0.2 g of compound a, and 0.06 ml of t-C was further added._FourH₉NC was added. The solution was stirred at reflux for 4 hours and cooled to room temperature. This was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform) and then recrystallized from a chloroform / hexane system to obtain 0.1 g of a transition metal complex (1-2). Formation of complex (1-2) was confirmed by FAB-MS spectrum (posi 655, 620, 572, 535).
[0048]
A light emitting device of Example 1 was prepared in the same manner as Comparative Example 1 except that the transition metal complex (1-2) obtained as described above was used in place of Compound A. As a result of measuring the light emission luminance of the obtained light emitting element in the same manner as in Comparative Example 1, blue-green light emission was obtained, and the maximum luminance was 3500 cd / m.²The minimum drive voltage was 10V. When the light emitting element was left in the atmosphere for one day and measured again, the maximum luminance was 3000 cd / m.²Met.
[0049]
Example 2
A transition metal complex (1-23) was used in place of compound A, and a light-emitting device was produced in the same manner as in Comparative Example 1. As a result, a red light-emitting device with high luminance and high durability could be obtained.
[0050]
Example 3
A light-emitting device was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 using a mixture of transition metal complexes (1-1) and (1-25) in place of 1 mg of compound A. Blue light emission with high luminance and durability was obtained. An element was obtained.
[0051]
Example 4
The cleaned ITO substrate is put into a vapor deposition system, and TPD (N, N'-diphenyl-N, N'-di (m-tolyl) -benzidine) is vapor-deposited to 40 nm, and the following compound B and transition metal complex (1 -2) was co-evaporated at a ratio of 9 to 1 (mass ratio) at 20 nm, and further, the following azole compound C was evaporated at 40 nm to form an organic thin film. Next, a mask patterned to have a light emission area of 4 mm x 5 mm is placed on the obtained organic thin film, and magnesium and silver (magnesium: silver = 10: 1 (mass ratio)) are co-deposited with 50 nm in the vapor deposition system. Further, 50 nm of silver was vapor-deposited to produce the light emitting device of Example 4. As a result of measuring the light emission luminance of the obtained light emitting element in the same manner as in Comparative Example 1, blue-green light emission was obtained, and the maximum luminance was 2400 cd / m.²Met.
[0052]
Embedded image

[0053]
【The invention's effect】
As described above in detail, the light-emitting element using the light-emitting element material of the present invention can emit light with high luminance and has excellent durability. Various light emission colors can be obtained by appropriately selecting the light-emitting element material. Is possible. Therefore, the light-emitting element of the present invention can be suitably used for display elements, displays, backlights, electrophotography, illumination light sources, recording light sources, exposure light sources, reading light sources, signs, signboards, interiors, optical communication devices, and the like. In addition, the transition metal complex forming the light emitting device material of the present invention is applied to medical use, fluorescent brightener, photographic material, UV absorbing material, laser dye, dye for color filter, color conversion filter, optical recording material, etc. Is possible.

Claims

A material for a light-emitting element, comprising a transition metal complex containing an isonitrile ligand and a transition metal selected from the group consisting of iridium, ruthenium and rhodium.

The light emitting device material according to claim 1, wherein the transition metal complex is represented by the following general formula (2).

In the general formula (2), M represents iridium, ruthenium or rhodium, R ²¹ represents a substituent, L ²¹ represents a ligand, and X ²¹ represents a counter ion. n21 represents an integer of 0 to 5, n22 represents an integer of 1 to 6, and n23 represents an integer of 0 to 3.

3. The light emitting device according to claim 1, wherein at least one of the light emitting layer or the plurality of organic compound layers is a light emitting device having a light emitting layer or a plurality of organic compound layers including a light emitting layer between a pair of electrodes. A light-emitting element containing a material for use.

4. The light emitting element according to claim 3, wherein the layer containing the light emitting element material is a layer formed by a coating process.

A transition metal complex represented by the following general formula (1):

In the general formula (1), M is iridium, ruthenium or rhodium, R ¹¹ , R ¹² and R ¹³ each represent a substituent, n11 and n12 each represent an integer of 0 to 4, and L ¹¹ is monovalent. Represents a ligand.