JP4196639B2 - Organometallic complex and organic electroluminescent device using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な燐光色素として有用な有機金属錯体と、このような有機金属錯体を用いた、薄膜型有機電界発光（ＥＬ）デバイスや近赤外発光材料に用いられる有機電界発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、有機電界発光素子には蛍光性色素が数多く用いられてきたが、フラットパネル・ディスプレイ等の表示、蛍光灯や標識灯等の光源、さらには近赤外発光材料として応用するためには、素子の発光効率をさらに改善する必要があり、新たな発光材料の開発が求められている。
【０００３】
近年、素子の発光効率を上げる試みの一つとして、３重項励起状態からの発光、すなわち燐光を利用した燐光色素の利用が注目を集めている。燐光を用いた場合には従来の１重項励起状態からの発光（蛍光）に比べて、約４倍の取り出し効率が可能となり、高効率化が期待されるからである。
【０００４】
実際、下記の構造で表される有機イリジウム錯体（２）を４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）にドープさせることにより、発光波長５１０nmの緑色発光を示し、その外部量子効率は１３％と従来の１重項発光素子の量子効率限界値（５％）を大きく上回ることが報告されている(Appl. Phys. Lett., 75巻、４項、１９９９年)。
【０００５】
【化３】
さらに上記有機イリジウム錯体（２）に種々の置換基を導入してなる下記有機イリジウム錯体（３）を使用することにより、錯体間の燐光の自己消光を制御したり（Adv. Mater., 2001, 13, 1245）、発光波長のチューニングが可能であることも報告されている（Chem. Commun., 2001, 1494, Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 449）。
【０００７】
【化４】
また最近、Thompsonらは２核錯体を経由したイリジウム錯体の簡便な合成法により、種々の有機イリジウム錯体を開発し、青色から赤色までの有機電界発光素子を達成している。たとえば、下記に示す有機イリジウム錯体（４）、（５）を用いた場合には、緑色よりも長波長に発光を有し、かつ従来の一重項発光素子に比べて高効率の電界発光素子になることが明らかにされている(Inorg. Chem., 2001, 40,1074, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 4304., WO 01/41512号公報)。
【０００９】
【化５】
また、WO 01/345183号公報には、下記の有機イリジウム錯体（６）が発光波長６２３nm、外部発光効率１０．９％という高輝度の赤色発光材料であることが記載されている。
【００１１】
【化６】
さらに、最近ではイリジウム錯体を用いた青色燐光材料の開発もさかんに行われており、現状ではフッ素原子を置換基にもつイリジウム錯体が有力視されている(Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 2082, WO 02/15645号公報, 特開 2002-117978号公報, WO 02/02714号公報)。
【００１３】
【化７】
なお、配位子にアリールアミノ基を有するイリジウム錯体の例として、Thompsonらにより、下記の有機イリジウム錯体（１０）が報告されている（WO 01/41512号公報）。
【００１５】
【化８】
【特許文献１】
WO 02/15645号公報
【特許文献２】
特開 2002-117978号公報
【特許文献３】
WO 02/02714号公報
【特許文献４】
WO 01/41512号公報
【非特許文献１】
Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 2082
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機ＥＬ材料などへの実用化のためには、さらなる色純度の調整、低駆動電圧化、安定性、耐久性などの多くの問題が残されている。なかでも低駆動電圧化は、省エネルギー、素子の長寿命化にもつながるため、最優先すべき課題である。
【００１８】
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、特に長波長発光における色純度の向上、発光の高効率化、低駆動電圧化、および素子の長寿命化が可能な新規有機金属錯体と、この有機金属錯体を使用した長寿命で高発光効率の有機電界発光素子を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機金属錯体は、下記一般式（１）で表されることを特徴とする。
【００２０】
【化９】
ｌ、ｍはアリールアミノ基の数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐはＪの価数を表し、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
下記式
【化１０】
【化１１】
Ａｒa及びＡｒcは各々独立に、アルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していてもよい。ＡｒbおよびＡｒdは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。また、ＡｒaとＡｒb、および／またはＡｒcとＡｒdが結合して縮合環を形成していても良く、該縮合環は置換されていても良い。
Ｚaが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒaとＺa、および／またはＡｒbとＺaが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚbが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒcとＺb、および／またはＡｒdとＺbが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。
環ａは、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。
環ｂは、置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。
Ｚaが直接結合の場合、Ａｒaと環ａ、および／またはＡｒbと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚbが直接結合の場合、Ａｒcと環ｂ、および／またはＡｒdと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。）
【００２１】
本発明者らは、鋭意検討を重ね、上記一般式（１）で表されるアリールアミノ基を有するＣＮ２座配位子をもつ有機金属錯体が、優れた性能を有する３重項燐光材料であることを知見し、本発明を達成した。
【００２２】
前述の如く、従来において、配位子にアリールアミノ基を有する有機イリジウム錯体（１０）は既に知られているが、この有機イリジウム錯体（１０）では、アリールアミノ基が発光配位子と直接結合していないため、結合を介した電荷移動が起こらず、ホッピングによる電荷移動のみが起こるので、アリールアミノ基の存在が電荷移動度にそれほど大きな影響は与えないことが考えられる。
【００２３】
そこで、この問題点を克服するために、本発明者らはＣＮ発光配位子にアリールアミノ基を導入することを試みた結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２４】
特に、比較的長波長の発光を有する錯体の場合、電荷輸送性材料やホスト材料とのバンドギャップが大きくなるため、さらに電荷移動が起こりにくく、高電圧化や発光効率低下にも繋がることが予想される。
【００２５】
本発明は、比較的長波長の発光を有する燐光材料、例えば最大発光波長波長500nm以上の燐光材料に適用した場合、特に効果的である。
【００２６】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、該発光層がこのような本発明の有機金属錯体を含有することを特徴とするものであり、長寿命で発光効率が高い。
【００２７】
本発明の有機電界発光素子において、発光層は、正孔注入・輸送性または電子注入・輸送性を有するホスト化合物を含有し、このホスト化合物に対して本発明の有機金属錯体がドープされていることが好ましい。また、発光層と陰極との間には正孔阻止層を有することが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、本発明の有機金属錯体について説明する。
本発明の有機金属錯体は、前記一般式（１）で表されるものである。
【００２９】
一般式（１）において、ＪはＩｒ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄのいずれかの元素を示し、好ましくはＰｔまたはＩｒ、特に好ましくはＩｒである。
【００３０】
ｌ、ｍはそれぞれアリールアミノ基−ＮＡｒaＡｒb，−ＮＡｒcＡｒdの数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐは中心元素Ｊの価数であり、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
なお、ｐ−ｑが配位子の数を表すため、ｐ−ｑ≧０である。
【００３１】
一般式（１）において、
【化１１】
【００３３】
Ｘ、Ｙを含む２座配位子は
【化１４】
【化１５】
【００３４】
ＺaおよびＺbは、直接結合、もしくは２価または３価の連結基を表す。
具体的には、
直接結合、
置換基を有していても良い５または６員環の、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基、
もしくは以下の一般式で表される連結基
【化１６】
【００３５】
上記式（１１）および（１２）における２価の連結基Ａとして、例えば以下の基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【化１７】
【００３６】
ＺaおよびＺbの、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の例としては、以下の基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化１８】
【００３７】
ＺaおよびＺbとして、より好ましくは
【化１９】
【００３８】
なお、ＺaおよびＺbが環ａまたは環ｂにおける窒素原子と結合する場合、ＺaおよびＺbは（直接結合であるより）２価または３価の連結基が好ましい。
【００３９】
一般式（１）におけるＡｒaおよびＡｒcは、各々独立にアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していても良い。該アルキル基としては、炭素数１〜１０程度の直鎖または分岐のアルキル基が好ましい。また、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の場合は、５または６員環の、単環または２〜３縮合環が好ましい。これらのアルキル基、芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有しうる置換基については後述する。
【００４０】
一般式（１）において、ＡｒbおよびＡｒdは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表すが、好ましくは、５または６員環の、単環または２〜３縮合環である。
【００４１】
一般式（１）におけるＡｒa〜Ａｒdについて、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基である場合の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。また下記の例示では記載を省略したが、いずれも置換基を有していても良い。該置換基については後述する。
【００４２】
【化２０】
アリールアミノ基 −ＮＡｒaＡｒb、−ＮＡｒcＡｒdの例として、好ましくは下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化２１】
また、ＡｒaとＡｒb、および／またはＡｒcとＡｒdが互いに直接結合、もしくは置換基を介して結合し、縮合環を形成していても良く、この縮合環は置換されていても良い。このような縮合環の構造式を以下に示すが、これらに限定されるものではない。なお、下記の例示では記載を省略したが、いずれも置換基を有していても良い。該置換基については後述する。
【００４５】
【化２２】
【００４６】
さらに、Ｚaが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒaとＺa、および／またはＡｒbとＺaが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚbが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒcとＺb、および／またはＡｒdとＺbが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。その一例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
【００４７】
【化２３】
【００４８】
また、Ｚaが直接結合の場合、Ａｒaと環ａ、および／またはＡｒbと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚbが直接結合の場合、Ａｒcと環ｂ、および／またはＡｒdと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。その一例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
【００４９】
【化２４】
【００５０】
ところで、一般式（１）で表される有機金属錯体は、アリールアミノ基 −ＮＡｒaＡｒb、−ＮＡｒcＡｒdを有することにより、発光効率の向上など種々の優れた性質を示すと共に、該アリールアミノ基を有さない有機金属錯体と比べて、発光波長が長波長化する傾向がある。前述したように、本錯体を、長波長発光する有機電界発光素子に使用する場合、これが利点の一つとなる。
【００５１】
一方で、一般式（１）におけるアリールアミノ基 −ＮＡｒaＡｒb、−ＮＡｒcＡｒdと、環ａ、環ｂ、連結基Ｚa、Ｚbなどが結合し、カルバゾリル基を形成している化合物は、−ＮＡｒaＡｒb、−ＮＡｒcＡｒdを有さない化合物と比較して、それ程発光波長が長波長化することなく、発光効率が向上するという特徴を有する。これは、比較的短波長の発光を示す素子を得たい場合にも使用でき、適用範囲が広い点において好ましい。この様な効果は、当該化合物と同様にカルバゾリル基を有する化合物を、後述するホスト材料として併用することにより、更に顕著にあらわれる。
【００５２】
中でも、Ｚaが直接結合であり、ＡｒaまたはＡｒbが環ａと結合し、全体としてカルバゾリル基を形成する場合が、より好ましい。環ａを含んで形成されるカルバゾリル基の環ｂに対する位置や向きは、幾つか考えられるが、例えば下記構造が挙げられる。
【００５３】
【化２５】
このうち、上記式（１４）の構造を有する配位子の場合、カルバゾリル基の２−位に置換基（環ｂ）が導入されている。しかし実際には、カルバゾール環に対する置換反応時の反応性を考慮すると、２−位への置換基導入は難しいため、工業的な製造という面では、上記式（１３）として例示したように、３−位（または６−位）に環ｂを置換させることにより得られる構造が好ましい。
【００５５】
一般式（１）において、環ａは置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を示し、環ｂは置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。いずれも、好ましくは５員環または６員環の、単環または２縮合環である。
【００５６】
ところでヘテロ原子を含む５員環は、他の芳香族化合物や複素環の中でも反応性が高く、特に、ヘテロ原子のα−位は非常に反応活性が高い（たとえば求電子置換反応、プロトン化、ディールスアルダー反応などの反応性を示す。）。
【００５７】
有機電界発光素子の材料として、配位子中に、ヘテロ原子のα−位が無置換である５員環を含む錯体化合物を使用すると、素子の安定性が低下したり、発光効率の本発明の低下や低寿命化の原因となる虞がある。よって、前記一般式（１）で表される有機電界発光素子における、環ａおよび／または環ｂが５員環の芳香族複素環である（またはこれを含む）場合には、α−位へ置換基を導入することが好ましい。また、α−位の基と隣接する基が結合して、該５員環に縮合する環を形成していても良い。
【００５８】
以下に環ａおよび環ｂの具体例を示すが、これらに限定されるものではない。また、これらは置換基を有していても良く、該置換基については後述する。
【００５９】
【化２６】
これらのうち、環ａとしては、好ましくは以下のようなものが挙げられ、環ｂとしては、好ましくは以下のようなものが挙げられ、これらは後述の置換基を有していても良い。
【００６１】
【化２７】
【化２８】
ＡｒaないしＡｒd、環ａおよび環ｂが有しうる置換基として、具体的には下記の基が挙げられる。
【００６４】
ハロゲン原子（たとえばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）
置換基を有していても良いアルキル基（好ましくは炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基であり、たとえばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルケニル基（たとえば、炭素数１〜８のアルケニル基であり、たとえばビニル、アリル、1-ブテニル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルキニル基（たとえば、炭素数１〜８のアルキニル基であり、たとえばエチニル、プロパルギル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアラルキル基（たとえば、炭素数１〜８のアラルキル基であり、たとえばベンジル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアミノ基（好ましくは、置換基に炭素数１〜８のアルキル基を１つ以上有するものであり、たとえばメチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールアミノ基（たとえばフェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いヘテロアリールアミノ基（たとえばピリジルアミノ、チエニルアミノ、ジチエニルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルコキシ基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数１〜８のアルコキシ基であり、たとえばメトキシ、エトキシ、ブトキシ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールオキシ基（好ましくは芳香族炭化水素基や複素環基を有するものであり、たとえばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、ピリジルオキシ、チエニルオキシ基などが挙げられる。）置換基を有していても良いアラルキルオキシ基（たとえばベンジルオキシ、フェネチルオキシ基等が挙げられる。）
置換基を有していても良いアシル基（好ましくは、置換基を有していても良い炭素数１〜８のアシル基であり、たとえばホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルコキシカルボニル基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数２〜１３のアルコキシカルボニル基であり、たとえばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールオキシカルボニル基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数２〜１３のアリールオキシカルボニル基であり、たとえばアセトキシ基などが挙げられる。）
カルボキシル基
シアノ基
水酸基
メルカプト基
アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜８のアルキルチオ基であり、たとえば、メチルチオ基、エチルチオ基などが含まれる。）
アリールチオ基（好ましくは炭素数１〜８のアリールチオ基であり、たとえば、フェニルチオ基、１―ナフチルチオ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いスルホニル基（たとえばメシル、トシル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いシリル基（たとえばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いボリル基（たとえばジメシチルボリル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いホスフィノ基（たとえばジフェニルホスフィノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基（好ましくは、５または６員環の、単環または２縮合環である、芳香族炭化水素環または芳香族複素環であり、例えばフェニル基、ナフチル基、チエニル基、フリル基、ピリジル基などが挙げられる。）
【００６５】
上述の各置換基が「有していても良い置換基」としては、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜４のアルキル基でありたとえばメチル基、エチル基、２−プロピル基などが挙げられる。）
無置換あるいはアルキル基で置換された芳香族炭化水素基（たとえばフェニル基、トリル基、メシチル基などが挙げられる。）
【００６６】
上述のＡｒaないしＡｒd、環ａおよび環ｂが有しうる置換基として、より好ましくは置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いアリールアミノ基、置換基を有していても良いアルコキシ基、置換基を有していても良いアシル基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素基、および置換基を有していても良い芳香族複素環基が挙げられる。
【００６７】
また前述したように、ＡｒaとＺa、ＡｒbとＺa、ＡｒcとＺb、ＡｒdとＺb、Ａｒaと環ａ、Ａｒbと環ａ、Ａｒcと環ｂ、およびＡｒdと環ｂなどが結合して形成する環は、いずれも置換基を有していても良く、該置換基としては、環ａなどの置換基として上述したものと同様の基が挙げられる。
【００６８】
下記に、本発明の有機金属錯体の代表例を示すが、本発明の有機金属錯体は何らこれらに限定されるものではない（以下において、Ｅｔはエチル基である。）。
【００６９】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
以上の例はいずれも、１化合物中に、アリールアミノ基を有する置換基を１種類のみ有する錯体化合物であるが、本発明の錯体化合物は、１化合物中に複数種のアリールアミノ基含有配位子を有していても良い。
【００９９】
前記一般式（１）で表される有機金属錯体は、通常、分子量２０００以下、好ましくは１５００以下である。また該化合物における各配位子の分子量は８００以下程度である。
【０１００】
前記一般式（１）で表される有機金属錯体は、例えば以下の方法で製造することができる。
まず、同一の２座配位子のみを有する錯体の場合、該当２座配位子と、中心金属となるイリジウム等の化合物を、無溶媒もしくはプロトン性溶媒中で加熱することにより得ることが出来る。必要に応じ、触媒としてトリフロオロ酢酸銀等を用いても良い。
一分子中に複数種の配位子を有する混合配位子錯体の場合は、まず１種類の二座配位子と、中心金属となるイリジウム等の化合物とを、プロトン性溶媒もしくは非プロトン性溶媒中で反応させ、相当する２核錯体を合成する。これに、溶媒中、塩基の存在下で、他の２座配位子を反応させることにより、目的の錯体が製造できる。また、後で加える「他の２座配位子」の代わりに、該配位子を有するアルカリ金属錯体、もしくはアルカリ土類金属錯体を用いた場合には、塩基非存在下、プロトン性溶媒もしくは非プロトン性溶媒中で反応を行っても良い。
【０１０１】
前記一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体は、比較的長波長の発光を示す、有機電界発光素子用燐光色素を得るには、特に効果的である。具体的には、最大発光波長５００ｎｍ以上、特に最大発光波５５０ｎｍ以上であり、かつ発光効率が高く駆動電圧の低い素子を形成しうる燐光材料を、好適に得ることができる。なお、本発明における錯体化合物の「最大発光波長」とは、発光層に該化合物を含む有機電界発光素子における、該化合物の最大発光波長を意味する。
【０１０２】
このような最大発光波長を示す化合物を得るには、例えば、一般式（１）において、環ａ、環ｂ、またはＡｒa〜Ａｒdに対し、これらの環に対する共鳴効果もしくは電子供与性効果の大きい置換基を導入すること、あるいは環ａ、環ｂ、またはＡｒa〜Ａｒdを、２以上の環が縮合してなる縮合環とすること等、幾つかの方法がある。
【０１０３】
具体的には、例えば、
(1)環ａ、環ｂ、およびＡｒa〜Ａｒdのうち少なくとも１つに、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルケニル基またはアルキニル基などの、共鳴効果を奏する基を導入する。
(2)環ａ、環ｂ、およびＡｒa〜Ａｒdのうち少なくとも１つに、アルキル基、アルコキシル基、またはアミノ基などの電子供与性基を導入する。
(3)連結基Ｚaおよび／またはＺbとして、(1)で挙げた基から水素原子を１個または２個除去して得られる連結基、または(2)で挙げた基から水素原子を１個または２個除去して得られる連結基を導入する。或いは、両者を結合してなる連結基を使用する。
(4)環ａ、環ｂ、およびＡｒa〜Ａｒdのうち少なくとも１つを、２以上の環が縮合してなる縮合環とする。
などの手段が挙げられ、これらのうち１以上を採用することにより、所望の最大発光波長を示す有機金属錯体を得ることができる。
【０１０４】
また、環ａ、環ｂ、およびＡｒa〜Ａｒdに対する置換基の効果は、該置換基の種類、置換位置、および複数の置換基相互の影響などの相乗効果であり、これらを適宜調整することにより、所望のピーク波長に調整することができる。
【０１０５】
環ａ、環ｂ、およびＡｒa〜Ａｒdのうち少なくとも１つを、２以上の環が縮合してなる縮合環とすることにより、本願化合物の発光ピークを長波長化することができるが、中でも環ａまたは環ｂを縮合環とすることが効果的である。
【０１０６】
本発明の錯体化合物は、上記(1)〜(4)、置換基の結合位置、およびその相互作用などを勘案し、所望の発光極大波長を有するよう調製するができる。
【０１０７】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなり、該発光層が前記一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体を含有することを特徴とする。一般式（１）で表される有機金属錯体は、正孔注入・輸送性または電子注入・輸送性を有するホスト化合物にドープされて、発光層中に含有されることが好ましい。
【０１０８】
以下、本発明に好適なホスト化合物について説明する。
【０１０９】
このホスト化合物は、発光層に含まれる一般式（１）で表される有機金属錯体の励起三重項準位より高いエネルギー状態の励起三重項準位を有することが好ましい。また、安定な薄膜形状を与え、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、正孔および／または電子を効率良く輸送することができる化合物であることが必要である。
【０１１０】
さらに、電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなったり発光を消光したりする不純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求される。
【０１１１】
これらの条件を満たすホスト材料としては、例えば下記一般式（Ｉ）または（II）で表わされる化合物、もしくは下記一般式（III）で表わされる基を有する化合物が挙げられる。
【０１１２】
【化５８】
（（Ｉ）式中、カルバゾリル基およびフェニレン基は任意の置換基を有していても良い。Ｚ１は直接結合または２価の連結基を示す。）
【０１１４】
【化５９】
（（II）式中、Ｍは周期律表１族、２族、３族、１２族、または１３族から選ばれる金属を表し、ｎは該金属の価数を表わす。Ｌは任意の置換基を表し、ｊは置換基Ｌの数を表し０または１である。Ｘ２は炭素原子または窒素原子を表わす。環Ａは含窒素複素環を示し、置換基を有していても良い。環Ｂは芳香族炭化水素環または芳香族複素環を示し、置換基を有していても良い。）
【０１１６】
【化６０】
（（III）式中、Ｒ５１〜Ｒ５４は各々独立に、水素原子または任意の置換基を表し、Ｒ５１とＲ５２、Ｒ５３とＲ５４はそれぞれ結合して環を形成していても良い。Ｘ３は酸素原子または硫黄原子を示す。）
【０１１８】
前記一般式（Ｉ）で表わされるＮ−フェニルカルバゾール骨格を有する化合物として、好ましくは下記一般式（Ｉ−１）で表わされる化合物が挙げられる。
【０１１９】
【化６１】
（（Ｉ−１）式中、Ｒ1 〜Ｒ16は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ1 とＲ2 、Ｒ3 とＲ4 、Ｒ5 とＲ6 、Ｒ7 とＲ8 、Ｒ9 とＲ10、Ｒ11とＲ12、Ｒ13とＲ14，Ｒ15とＲ16はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｚ1は直接結合または２価の連結基を示す。）
【０１２１】
（Ｉ−１）式中のＲ1 〜Ｒ16として、具体的には水素原子；塩素原子、フッ素原子などのハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。
【０１２２】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
なお、上述の各置換基に含まれるアルキル鎖部分は、いずれも直鎖であっても分岐していても良い。以下の置換基の例示においても同様である。
【０１２３】
また、Ｒ1 とＲ2 、Ｒ3 とＲ4 、Ｒ5 とＲ6 、Ｒ7 とＲ8 、Ｒ9 とＲ10、Ｒ11とＲ12、Ｒ13 とＲ14 、Ｒ15 とＲ16 はそれぞれ隣接する置換基同士で結合し、ベンゼン環、シクロヘキサン環等の５〜７員環を形成していても良い。
【０１２４】
Ｒ1ないしＲ16として特に好ましいのは、水素原子、アルキル基、またはシアノ基である。
【０１２５】
一般式（Ｉ）または（Ｉ−１）におけるＺ1として、好ましくは直接結合、酸素原子、硫黄原子、以下に示す連結基、
【０１２６】
【化６２】
【０１２７】
【化６３】
（上記構造中のベンゼン環部分は、いずれも任意の置換基を有していて良く、またＡr1〜Ａr6は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基、または以下の一般式（Ｉ−２）で表される基が挙げられる。
【０１２９】
【化６４】
【０１３０】
一般式（Ｉ）または（Ｉ−１）におけるＺ１の好ましい連結基のうち、芳香族炭化水素環基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントラニル基、ナフタセン基等の、５〜６員環の単環または２〜４縮合環が挙げられ、芳香族複素環基としては、２価のチオフェン環残基、フラン環残基、ピリジン環残基、ピリミジン環残基またはキノリン環残基等の、５〜６員環の単環または２〜３縮合環が挙げられる。
【０１３１】
これらの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基、フッ素原子等のハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基等の置換基を有しても良い。
【０１３２】
また、Ａｒ１〜Ａｒ６としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、ナフタセニル基等の、５〜６員環の単環または２〜４縮合環である芳香族炭化水素環基、またはチエニル基、フリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、キノリル基等の、５〜６員環の単環または２〜３縮合環である芳香族複素環基が挙げられる。これらの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、メチル基、エチル基等のアルキル基、フッ素原子等のハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基等の置換基を有しても良い。
【０１３３】
前記式（Ｉ−２）で表わされる構造は、好ましくは下記式（Ｉ−３）で表わされる。
【０１３４】
【化６５】
（（Ｉ−３）式中、Ｒ17〜Ｒ24は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、置換基を有していても良いアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ17とＲ18、Ｒ19とＲ20，Ｒ21とＲ22，Ｒ23とＲ24はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１３６】
上記（Ｉ−３）式において、Ｒ17〜Ｒ24として、具体的には、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。
【０１３７】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
【０１３８】
なおＲ17とＲ18、Ｒ19とＲ20，Ｒ21とＲ22，Ｒ23とＲ24はそれぞれ隣接する置換基同士で結合し、ベンゼン環やシクロヘキサン環などの５〜７員環を形成していても良い。
【０１３９】
前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１４０】
【化６６】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
本発明の有機電界発光素子は、発光層におけるホスト材料として前記一般式（II）で表わされる有機金属錯体化合物を使用しても良い。前記一般式（II）で表わされるホスト材料としては、特に下記一般式（II−１）で表わされる有機金属錯体や、下記一般式（II−２）で表わされる混合配位子錯体、または下記一般式（II−３）で表わされる二核金属錯体が好ましい。
【０１４６】
【化７１】
（（II−１）式中、Ｍ１は１ないし３価の金属を表し、ｎ、Ｘ２、環Ａおよび環Ｂは一般式（II）におけると同義である。）
【０１４８】
【化７２】
（（II−２）式中、Ｍ２は３価の金属を表し、Ｘ２、環Ａおよび環Ｂは一般式（II）におけると同義である。Ｌ１は下記一般式（II−２ａ）、（II−２ｂ）または（II−２ｃ）を表わす。）
【０１５０】
【化７３】
（（II−２ａ）、（II−２ｂ）、（II−２ｃ）式中、Ａｒ１１〜Ａｒ１５は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｚ２はシリコンまたはゲルマニウムを表わす。）
【０１５２】
【化７４】
（（II−３）式中、Ｍ３およびＭ３’は３価の金属を表し、Ｘ２、環Ａ及び環Ｂは一般式（II）におけると同義であり、Ｘ２’はＸ２と、環Ａ’は環Ａと、また環Ｂ’は環Ｂとそれぞれ同義である。）
【０１５４】
なお、一般式（II）および（II−１）〜（II−３）で表わされる化合物１分子中に含まれる、複数の下記構造部分
【０１５５】
【化７５】
【０１５６】
【化７６】
同様に、一般式（II−３）で表わされる化合物におけるＭ３およびＭ３’も、同じであっても異なっていても良く、合成が容易である点からは、同じであることが好ましい。
【０１５８】
前記一般式（II）および（II−１）〜（II−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’は、それぞれ下記のものから選ばれるものが好ましい。
［環Ａおよび環Ａ’］置換基を有していても良い５員環または６員環の含窒素芳香族複素環であり、該環に５または６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１または２個縮合して縮合環を形成しても良い。
［環Ｂおよび環Ｂ’］置換基を有していても良い６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環であり、該環に５または６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１または２個縮合して縮合環を形成しても良い。
【０１５９】
前記一般式（II）および（II−１）〜（II−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’として、より好ましくは各々単環であり、中でもそれぞれ下記から選ばれる環が好ましい。
［環Ａおよび環Ａ’］それぞれ置換基を有していても良い、ジアゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環
［環Ｂおよび環Ｂ’］それぞれ置換基を有していても良い、ベンゼン環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環
【０１６０】
さらに前記一般式（II）および（II−１）〜（II−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’は、それぞれ下記構造式から選ばれることが最も好ましい。
【０１６１】
【化７７】
（式中、Ｒ３１〜Ｒ３７は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３１とＲ３３、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１６３】
【化７８】
（式中、Ｒ３８〜Ｒ４１は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０、Ｒ４０とＲ４１はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１６５】
なお上記［環Ｂおよび環Ｂ’］の構造における２本の結合手は、前記式（II）および（II−１）〜（II−３）における環Ｂおよび環Ｂ’構造の定義を満たす限り、酸素原子、または環Ａおよび環Ａ’における原子Ｘ２、Ｘ２’のうち、いずれがいずれに結合していても良い。
【０１６６】
Ｒ３１〜Ｒ４１として、具体的には水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基；ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
【０１６７】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
【０１６８】
なお、Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３１とＲ３３、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０、Ｒ４０とＲ４１がそれぞれ隣接する基同士で結合して形成する環としては、ベンゼン環、またはシクロヘキサン環等が挙げられる。
【０１６９】
Ｒ３１〜Ｒ４１として好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロアルキル基または置換基を有していても良い芳香族炭化水素基であるか、または隣接する基同士で結合して環を形成する。
【０１７０】
一般式（II）および（II−１）〜（II−３）で表わされる化合物の金属Ｍ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ３’）は、周期律表１族、２族、３族、１２族、１３族から選ばれる金属であれば特に限定されないが、好ましくは亜鉛、アルミニウム、ガリウム、ベリリウム、およびマグネシウムが挙げられる。
【０１７１】
前記一般式（II）および（II−１）〜（II−３）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１７２】
【化７９】
【化８０】
【化８１】
【化８２】
【化８３】
【化８４】
また、本発明の有機電界発光素子は、発光層におけるホスト材料として、前記一般式（III）で表される基を有する化合物を使用しても良い。
【０１７９】
前記一般式（III）において、Ｒ51とＲ52、Ｒ53とＲ54がそれぞれ結合して形成する環としては、ベンゼン環やシクロヘキサン環が挙げられる。
【０１８０】
前記一般式（III）において、Ｒ51〜Ｒ54は、具体的には、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基が挙げられる。
【０１８１】
前記一般式（III）で表わされる基の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１８２】
【化８５】
前記一般式（III）で表される基を有する化合物は、低分子であっても高分子であっても良い。高分子の場合は、主鎖に含有されていても良いし、また、側鎖として含有されていても良い。
【０１８４】
この化合物は分子量４００〜１２００程度の低分子化合物である場合が好ましく、一般式（III）で表される基を有する化合物は、化合物全体としての環の合計数が６〜２０であるのが好ましく、より好ましくは７〜１８である。また、一般式（III）で表される基を有する化合物は、分子内に一般式（III）で表される単位を２〜３個有している化合物が好ましい。
【０１８５】
中でも、一般式（III）で表される基は、前記（Ｓ−１）あるいは（Ｓ−２）であるのが特に好ましい。
【０１８６】
一般式（III）で表される基を有する化合物は、下記一般式（III−１）または（III−２）で表される化合物であることが好ましい。
【０１８７】
【化８６】
（式中、Ｒ55〜Ｒ62は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ55とＲ56、Ｒ57とＲ58、Ｒ59とＲ60、Ｒ61とＲ62はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｘ4およびＸ5は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示し、Ｑ1は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる２価の連結基を示す。）
【０１８９】
【化８７】
（式中、Ｒ63〜Ｒ74は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ63とＲ64、Ｒ65とＲ66、Ｒ67とＲ68、Ｒ69とＲ70、Ｒ71とＲ72、Ｒ73とＲ74はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｘ6〜Ｘ8は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示し、Ｑ2は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる３価の連結基を示す。）
【０１９１】
前記一般式（III−１）において、Ｒ55〜Ｒ62は各々独立に、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。Ｒ55とＲ56、Ｒ57とＲ58、Ｒ59とＲ60、Ｒ61とＲ62はそれぞれ結合して、ベンゼン環、シクロヘキサン環等を形成しても良い。Ｘ4〜Ｘ5は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示す。Ｑ1は置換基を有していても良い芳香族芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる２価の連結基を示し、この置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基などが挙げられる。
連結基Ｑ1の好ましい例を以下に示す。
【０１９２】
【化８８】
これらの中でも、連結基Ｑ1は、（Ａ−２）、（Ａ−６）、（Ａ−８）、（Ａ−１０）あるいは（Ａ−１２）が好ましい。そして、これら連結基Ｑ1を有し、環構造として（Ｓ−１）または（Ｓ−２）を有する化合物であるものが最も好ましい。
【０１９４】
前記一般式（III−１）で表わされる化合物の好ましい具体例を表１，２に示すが、これらに限定するものではない。
【０１９５】
【表１】
【表２】
前記一般式（III−２）において、Ｒ63〜Ｒ74は各々独立に、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。Ｒ63とＲ64、Ｒ65とＲ66、Ｒ67とＲ68、Ｒ69とＲ70、Ｒ71とＲ72、Ｒ73とＲ74はそれぞれ互いに結合して、ベンゼン環、シクロヘキサン環等を形成していても良い。Ｘ6〜Ｘ8は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示す。Ｑ2は置換基を有していても良い芳香族芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる３価の連結基を示し、この置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基などが挙げられる。
連結基Ｑ2の好ましい例を以下に示す。
【０１９８】
【化８９】
これらの中でも連結基Ｑ2は、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）あるいは（Ｂー７）が好ましい。最も好ましくは、これら連結基を有し、環構造として（Ｓ−１）または（Ｓ−２）を有する場合である。
【０２００】
前記一般式（III−２）で表わされる化合物の好ましい具体例を表３，４に示すが、これらに限定するものではない。
【０２０１】
【表３】
【表４】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物、前記一般式（II）で表される化合物、および前記一般式（III）で表される基を有する化合物は、各々発光層中に１種のみが含まれていても良く、各２種以上が含まれていても良い。また、異なる一般式で表される化合物を併用しても良い。
【０２０４】
また、ホスト化合物としては、前記一般式（Ｉ）〜（III）のほかに、下記化合物等を使用しても良い。
【０２０５】
【化９０】
【化９１】
（上記式（IV）中、配位子である８−ヒドロキシキノリン構造は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、あるいはメチル基、エチル基、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル基で置換されていても良い。なお１化合物中の３個の配位子は、同じ構造であっても異なっていても良い。）
【０２０８】
ホスト化合物は、前述したように、同じ一般式で表わすことができる化合物を複数種併用しても良いし、また同じ一般式では表わせない化合物を２種以上併用しても良い。
【０２０９】
本発明の有機電界発光素子において、発光層のホスト化合物として特に好ましいのは前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物、または前記一般式（IV）で表わされる化合物である。
【０２１０】
次に、本発明の有機電界発光素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機電界発光素子の構造は何ら図示のものに限定されるものではない。
【０２１１】
図１〜３は本発明の有機電界発光素子の実施の形態を模式的に示す断面図であり、１は基板、２は陽極、３は陽極バッファ層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は正孔阻止層、７は電子輸送層、８は陰極を各々表わす。以下、図１に示す素子を中心に説明する。
【０２１２】
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【０２１３】
基板１上には陽極２が設けられる。陽極２は正孔輸送層４への正孔注入の役割を果たすものである。この陽極２は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび／またはスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（3-メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。陽極２の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などを用いる場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもできる（Appl．Phys．Lett．，60巻，2711頁，1992年）。また、陽極２は異なる材料からなる層を、積層して形成された積層構造であっても良い。
【０２１４】
陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常、60％以上、好ましくは80％以上とすることが望ましく、この場合、陽極２の厚みの上限は通常1000nm好ましくは500nm程度であり、下限は通常5nm好ましくは10nm程度である。不透明でよい場合は陽極２の厚みは基板１と同程度でも良い。また、さらには上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
【０２１５】
図１の素子において、陽極２の上には正孔輸送層４が設けられる。正孔輸送層４の材料に要求される条件としては、陽極２からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率良く輸送することができる材料であることが挙げられる。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求される。また、発光層５に接するために発光層５からの発光を消光したり、発光層５との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させないことが求められる。上記の一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子にはさらに耐熱性が要求されるため、ガラス転移温度Ｔｇとして75℃以上の値を有する材料が望ましく、特に85℃以上の値を有する材料が好ましい。
【０２１６】
このような正孔輸送材料としては、例えば、4,4'-ビス［N-（1-ナフチル）-N-フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン（特開平５−234681号公報）、4,4',4"-トリス(1-ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物（J. Lumin., 72-74巻、985頁、1997年）、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物（Chem. Commun., 2175頁、1996年）、2,2',7,7'-テトラキス-(ジフェニルアミノ)-9,9'-スピロビフルオレン等のスピロ化合物（Synth. Metals, 91巻、209頁、1997年）等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いても良いし、必要に応じて、各々、混合して用いても良い。
【０２１７】
上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン（特開平７− 53953号公報）、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン（Polym. Adv. Tech., 7巻、33頁、1996年）等の高分子材料が挙げられる。
【０２１８】
正孔輸送層４は塗布法または真空蒸着法などで形成することができる。
正孔輸送層４を塗布法で形成する場合は、正孔輸送材料の１種または２種以上に、必要により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を添加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、正孔輸送層４中の含有量で５０重量％以下が好ましい。
【０２１９】
正孔輸送層４を真空蒸着法で形成する場合には、正孔輸送材料を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで10-4Pa程度にまで排気した後、ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合って置かれた、陽極２が形成された基板１上に正孔輸送層４を形成させる。
【０２２０】
正孔輸送層４の膜厚の上限は通常300nm好ましくは100nmであり、下限は通常5nm好ましくは10nmである。このように薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。
【０２２１】
正孔輸送層４の上には発光層５が設けられる。発光層５は、少なくとも一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体を含有し、通常は、更に前述した各種ホスト化合物を含有する。この発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極２から注入されて正孔輸送層４を移動する正孔と、陰極８から注入されて電子輸送層７を移動する電子との再結合により励起されて、強い発光を示す。その発光スペクトルにおける最大発光波長は、本発明の有機金属錯体に由来するものである。発光層への本発明の有機金属錯体の使用は、前述のように、比較的長波長、特に波長５００ｎｍ以上に発光ピークを有する素子を得る場合に好ましく、波長５５０ｎｍ以上に発光ピークを有する素子を得る場合に最も好ましい。
【０２２２】
なお、本発明の有機電界発光素子の発光層中には、本発明の有機金属錯体の１種が単独で含まれていても良く、２種以上が含まれていても良い。また、本発明の性能を損なわない範囲で、本発明の有機金属錯体および前述のホスト化合物に加えて、これら以外の成分を含有していても良い。
【０２２３】
例えば発光層に、（１）前述のホスト化合物、および（２）本発明の有機金属錯体に加えて、（３）室温で燐光発光を示し、その最大発光波長が（２）の本発明の有機金属錯体の最大発光波長より短波長である化合物を含有していても良い。この場合には、上記（３）の化合物を併用することにより、この（３）の化合物が増感剤の役割を果たし、（２）の本発明の有機金属錯体の発光が強められるという効果が奏される。
【０２２４】
上記（３）の化合物は、一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体の中から選択することもでき、また本明細書内で引用した各種文献・特許中に記載の公知の燐光性化合物の中から選んでも良い。この化合物としては、上記（３）の条件を満たす限り、その構造に制限はない。
【０２２５】
燐光発光を示す、一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体の含有量は、発光層全体に対し０．１〜３０重量％の範囲が好ましい。発光層中の本発明の有機金属錯体の含有量が０．１重量％未満では、素子の発光効率向上に十分に寄与することができない可能性があり、３０重量％を超えると濃度消光が生じ、発光効率の低下が起こる虞がある。
【０２２６】
一般式（１）で表される本発明の化合物は、発光層内に均一に存在していても良く、膜厚方向に濃度分布をもって、不均一に存在していても良い。
【０２２７】
発光層５の膜厚の上限は通常200 nm好ましくは100 nmであり、下限は通常10 nm好ましくは20 nmである。
【０２２８】
発光層５も正孔輸送層４と同様の方法で形成することができる。
【０２２９】
図１の有機電界発光素子においては、発光層５の上に電子輸送層７が設けられる。
【０２３０】
電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極８から注入された電子を効率良く発光層５の方向に輸送することができる化合物より形成される。
【０２３１】
従って、電子輸送層７に用いられる電子輸送材料としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率良く輸送することができる材料であることが必要である。
【０２３２】
このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭59−194393号公報）、10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3-または5-ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第 5,645,948号）、キノキサリン化合物（特開平６−207169号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−331459号公報）、2-t-ブチル-9,10-N,N'-ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。
【０２３３】
また、上述のような電子輸送材料に、アルカリ金属をドープする（特開平１０−２７０１７１号公報、特願２０００−２８５６５６号、特願２０００−２８５６５７号などに記載）ことにより、電子輸送性が向上するため好ましい。
【０２３４】
電子輸送層７の膜厚の上限は通常200nm好ましくは100nmであり、下限は通常5nm好ましくは10nmである。
【０２３５】
電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により発光層５上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
【０２３６】
陰極８は、電子輸送層７を介して発光層５に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率良く電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。
【０２３７】
陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。
【０２３８】
低仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す上で好ましい。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。
【０２３９】
素子の発光効率をさらに向上させることを目的として、図２および図３に示す如く、電子輸送層７と発光層５との間に正孔阻止層６を設けても良い。
【０２４０】
正孔阻止層６は発光層５の上に、発光層５の陰極側の界面に接するように積層され、正孔輸送層４から移動してくる正孔が陰極８に到達するのを阻止する役割と、陰極８から注入された電子を効率良く発光層５の方向に輸送することができる化合物より形成される。正孔阻止層６を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いことが必要とされる。正孔阻止層６は正孔と電子を発光層５内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。
【０２４１】
このような条件を満たす正孔阻止材料として、好ましくは、下記一般式（VI）で表わされる混合配位子錯体が挙げられる。
【０２４２】
【化９２】
（（VI）式中、Ｒ１０１〜Ｒ１０６は、水素原子または任意の置換基を表わす。Ｑ３はアルミニウム、ガリウム、インジウムから選ばれる金属原子を表わす。Ｙ１は以下に示す一般式（VI−１）、（VI−２）、（VI−３）のいずれかで表わされる。
【０２４４】
【化９３】
【０２４５】
前記一般式（VI）において、Ｒ101〜Ｒ106は各々独立に水素原子または任意の置換基を表すが、好ましくは水素原子；塩素、臭素等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
【０２４６】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有しうる置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。
【０２４７】
Ｒ101〜Ｒ106としてより好ましくは水素原子、アルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基が挙げられる。またＲ104としては、シアノ基が特に好ましい。
【０２４８】
上記一般式（VI）中、Ａr21〜Ａr25として、具体的には、置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基またはチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。中でも５員環、６員環、５員環および／または６員環が２個または３個縮合したもの、あるいはこれらが直接結合で２個または３個結合したものが好ましい。芳香族炭化水素環基と芳香族複素環基では、芳香族炭化水素環基が好ましい。
【０２４９】
なおＡｒ21〜Ａｒ25が有しうる置換基としては、例えばＲ101〜Ｒ106が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基の場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２５０】
前記一般式（VI）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０２５１】
【化９４】
【化９５】
正孔阻止材料としては、前記一般式（VI）の混合配位子錯体の他に、以下の構造式で示される１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物も用いることができる。
【０２５４】
【化９６】
上記構造式で表わされる１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【０２５６】
【化９７】
なお、上記構造式中には記載していないが、これらの化合物におけるベンゼン環およびナフタレン環は、更に置換基を有していても良い。該置換基としては、例えばＲ101〜Ｒ106が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基である場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２５８】
正孔阻止材料として、さらに、以下の構造式で示されるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物も用いることができる。
【０２５９】
【化９８】
上記構造式で表わされるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【０２６１】
【化９９】
これらの化合物についても、前記１，２，４−トリアゾール環残基を有する化合物の場合と同様、構造式中に明記したもの以外にも置換基を有していても良く、この場合の置換基としては、例えばＲ101〜Ｒ106が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基である場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２６３】
なお、上述した各々の正孔阻止材料の化合物は正孔阻止層６中に、単独で用いても良いし、必要に応じて、２種以上を混合して用いても良い。
【０２６４】
正孔阻止層６の膜厚の上限は通常100nm好ましくは50nmであり、下限は通常、 0.3nm好ましくは 0.5nmである。正孔阻止層６も正孔輸送層４や電子輸送層７と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
【０２６５】
また、正孔注入の効率をさらに向上させ、かつ、有機層全体の陽極２への付着力を改善させる目的で、図３に示す如く、正孔輸送層４と陽極２との間に陽極バッファ層３を挿入することも行われている。陽極バッファ層３を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下げると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制される効果が得られる。陽極バッファ層３に用いられる材料に要求される条件としては、陽極２とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温度Ｔｇが高く、融点としては 300℃以上、ガラス転移温度Ｔｇとしては100℃以上が要求される。さらに、イオン化ポテンシャルが低く陽極２からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。
【０２６６】
この目的のために、陽極バッファ層３の材料としては、これまでに銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物（特開昭63−295695号公報）、ポリアニリン（Appl. Phys. Lett., 64巻、1245頁, 1994年）、ポリチオフェン（Optical Materials, 9巻、125頁、1998年）等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜（Synth. Met., 91巻、73頁、1997年）や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（J.Phys. D, 29巻、2750頁、1996年）が報告されている。
【０２６７】
また、正孔注入・輸送性の低分子有機化合物と電子受容性化合物を含有する層（特開平１１−２５１０６７号公報、特開２０００−１５９２２１号公報等に記載）や、芳香族アミノ基等を有する非共役系高分子化合物に、必要に応じて電子受容性化合物をドープしてなる層（特開平１１−２８３７５０号公報、特開２０００−３６３９０号公報、特開２０００−１５０１６８号公報、特開２００１−２２３０８４号公報など）なども、好ましい。
【０２６８】
陽極バッファ層３も、正孔輸送層４と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。以上の様にして形成される陽極バッファ層３の膜厚の上限は通常100nm好ましくは50nmであり、下限は通常3nm好ましくは5nmである。
【０２６９】
さらに、陰極８の発光層５側界面に接するようにLiF 、MgF2、Li2O等の極薄絶縁膜（膜厚0.1〜5nm）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Appl. Phys. Lett., 70巻，152頁，1997年；特開平10−74586号公報；IEEETrans. Electron. Devices，44巻，1245頁，1997年）。
【０２７０】
なお、図１とは逆の構造、すなわち、基板１上に陰極８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２および図３に示した前記各層構成とは逆の構造に積層することも可能である。更に、図１，図２および図３に示した各層以外にも、陽極２または陰極８と発光層５との間に任意の層を有していても良い。
【０２７１】
本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。
【０２７２】
【実施例】
次に、合成例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【０２７３】
合成例１
【化１００】
２−アミノチオフェノール 4.1 gと４−ジフェニルアミノベンズアルデヒド 8.3 gの混合物に酢酸 100 mLを加え、40℃で8.5時間反応させた。室温まで冷却した後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、トルエン溶媒を用いて抽出を行った。有機層を炭酸カリウムで乾燥した後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、7.7 gの黄白色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。M/e : 378
【０２７５】
実施例１
【化１０１】
合成例１で得られた化合物643 mgと三塩化イリジウム３水和物 282 mgに２−エトキシエタノール 10 mL水3 mLを加え、窒素下、120℃で4時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム84 mg、２−エトキシエタノール20 mL、アセチルアセトン0.15 mLを加え、窒素下でさらに8時間反応させた。得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、320 mgの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。M/e: 1046
【０２７７】
実施例２
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を 150nm堆積したもの（ジオマテック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2mm幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。
【０２７８】
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が1.4×10-6Torr（約1.9×10-4Pa）以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用いて排気した。
【０２７９】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の銅フタロシアニンをモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.15nm／秒、真空度1.0×10-6Torr（約1.3×10-4Pa）で、10nmの膜厚で陽極２の上に成膜した。
【０２８０】
【化１０２】
次に、上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、以下に示す、4,4'-ビス［N-（1-ナフチル）-N-フェニルアミノ］ビフェニルをるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、220〜235℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度0.9×10-6Torr（約1.2×10-4Pa）、蒸着速度は0.22nm/秒で膜厚60nmの正孔輸送層４を得た。
【０２８２】
【化１０３】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すN-フェニルカルバゾール誘導体（Ｈ−１）を、副成分（ドーパント）として、実施例１で得られた有機イリジウム錯体（Ｔ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０２８４】
【化１０４】
化合物（Ｈ−１）のるつぼ温度は 250〜260℃に、蒸着速度は 0.18nm／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｔ−１）は315〜325℃の温度範囲に制御し、膜厚30nmでイリジウム錯体（Ｔ−１）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は0.8×10-6Torr（約1.1×10-4Pa）であった。
【０２８６】
さらに、正孔阻止層６として例示化合物（ＨＢ−１２）をるつぼ温度を 256℃として、蒸着速度0.20nm/秒で10nmの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は0.8×10-6Torr（約1.1×10-4Pa）であった。
【０２８７】
【化１０５】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として以下の構造式に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体、Al(C9H6NO)3を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は 290〜 300℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は0.8×10-6Torr（約1.1×10-4Pa）、蒸着速度は0.22nm/秒で膜厚は35nmとした。
【０２８９】
【化１０６】
上記の正孔輸送層４、発光層５、正孔阻止層６及び電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０２９１】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が2.3×10-6Torr（約3.1×10-4Pa）以下になるまで排気した。
【０２９２】
陰極８として、先ず、フッ化リチウム（LiF）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.01nm／秒、真空度3.6×10-6Torr（約4.8×10-4Pa）で、0.5nmの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.37nm/秒、真空度7.7×10-6Torr（約1.0×10-3Pa）で膜厚80nmのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０２９３】
以上の様にして、2mm×2mm のサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表５に示す。表５において、発光開始電圧は 輝度1cd/m2での値、最大発光輝度は電流密度0.25A/cm2での値、発光効率・輝度／電流・電圧は 輝度100cd/m2での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は 577nmであり、有機イリジウム錯体（Ｔ−１）からのものと同定された。色度はCIE(x,y)=(0.56,0.44)であった。
この素子を電流密度0.25A/cm2でDC駆動し、素子の安定性を評価したところ、５０秒後の輝度比（５０秒後の輝度／初期輝度）は０．９５と良好であった。
【０２９４】
比較例１
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｔ−１）の代わりに下記に示す有機イリジウム錯体（Ｔ−２）を用いた他は実施例２と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表５に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は 563nmであり、有機イリジウム錯体（Ｔ−２）からのものと同定された。色度はCIE(x,y)=(0.46,0.49)であった。
【０２９５】
実施例２と同様に、この素子を電流密度0.25A/cm2でDC駆動し、素子の安定性を評価したところ、５０秒後の輝度比（５０秒後の輝度／初期輝度）は０．８８と実施例２より不安定であった。
【０２９６】
【化１０７】
【表５】
合成例２
【化１０８】
２−アミノチオフェノール 1.2 gと９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−カルボアルデヒド 2.5 gの混合物に酢酸 30 mLを加え、40℃で6.0時間反応させた。室温まで冷却した後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、ジクロロメタン溶媒を用いて抽出を行った。有機層を炭酸カリウムで乾燥した後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、2.3 gの黄白色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により、目的物であることが確認できた。M/e : 376
【０３００】
実施例３
【化１０９】
合成例２で得られた化合物430 mgと三塩化イリジウム３水和物 170 mgに、２−エトキシエタノール 10 mLと水3 mLを加え、窒素雰囲気下、120℃で4時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム210 mg、２−エトキシエタノール20 mL、およびアセチルアセトン0.2 mLを加え、窒素雰囲気下でさらに12時間反応させた。
【０３０２】
得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、118 mgの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。M/e: 1042
【０３０３】
実施例４
【化１１０】
合成例２で得られた化合物366 mgと三塩化イリジウム３水和物 117 mgに、２−エトキシエタノール 10 mLと水3 mLを加え、窒素雰囲気下、120℃で12時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム127 mg、２−エトキシエタノール20 mL、およびアセチルアセトン0.2 mLを加え、窒素雰囲気下でさらに12時間反応させた。
【０３０５】
得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、59 mgの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。M/e: 1042
【０３０６】
実施例５
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
【０３０７】
ガラス基板１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を 150nm堆積したもの（スパッター成膜品；シート抵抗15Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2mm幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０３０８】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−１）を電子受容性化合物（Ａ−１）と共に以下の条件でスピンコートした。
【０３０９】
【化１１１】
【化１１２】
［スピンコート条件］
溶媒 シクロヘキサノン
塗布液濃度 １３[ｍｇ／ｍｌ]
ＰＢ−１：Ａ−１ １０：１
スピナ回転数 １５００[ｒｐｍ]
スピナ回転時間 ３０[秒]
乾燥条件 １００℃，１時間
上記のスピンコートにより膜厚４５ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０３１２】
次に、陽極バッファ層３を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。この真空蒸着装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が2×10-6Torr（約2.7×10-4Pa）以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用いて排気した。
【０３１３】
上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、以下に示す、アリールアミン化合物（Ｈ−２）をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、187〜201℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度1.2×10-6Torr（約1.6×10-4Pa）、蒸着速度は0.21nm/秒で膜厚60nmの正孔輸送層４を得た。
【０３１４】
【化１１３】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すカルバゾール誘導体（Ｅ−１）を、副成分（ドーパント）として、実施例３で得られた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０３１６】
【化１１４】
化合物（Ｅ−１）のるつぼ温度は 269〜275℃に、蒸着速度は 0.19nm／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｄ−１）のるつぼ温度は358〜360℃の温度範囲に制御し、膜厚30nmでイリジウム錯体（Ｄ−１）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は1.2×10-6Torr（約1.6×10-4Pa）であった。
【０３１８】
さらに、正孔阻止層６として混合配位子錯体（ＨＢ−１）をるつぼ温度を 263℃として、蒸着速度0.20nm/秒で10nmの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は0.9×10-6Torr（約1.2×10-4Pa）であった。
【０３１９】
【化１１５】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として以下の構造式に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体（ＥＴ−１）を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は 285〜 300℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は0.8×10-6Torr（約1.1×10-4Pa）、蒸着速度は0.21nm/秒で膜厚は35nmとした。
【０３２１】
【化１１６】
上記の正孔輸送層４、発光層５、正孔阻止層６及び電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０３２３】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が3.8×10-4Pa以下になるまで排気した。
【０３２４】
陰極８として、先ず、フッ化リチウム（LiF）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.01nm／秒、真空度8.4×10-4Paで、0.5nmの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.42nm/秒、真空度1.0×10-3Paで膜厚80nmのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０３２５】
以上の様にして、2mm×2mm のサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表６に示す。表６において、発光開始電圧は 輝度1cd/m2での値、最大発光輝度は電流密度0.25A/cm2での値、発光効率・輝度／電流・電圧は 輝度100cd/m2での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は 560nmであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はCIE(x,y)=(0.50,0.50)であった。
【０３２６】
実施例６
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｄ−１）の代わりに下記に示すイリジウム錯体（Ｄ−２）を用いた他は実施例５と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表６に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は558nmであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−２）からのものと同定された。色度はCIE（x,y）=（0.49,0.49）と色純度は実施例５と同等であり、発光効率も良好であった。
【０３２７】
【化１１７】
比較例１
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｄ−１）の代わりに下記に示す有機イリジウム錯体（Ｄ−３）を用いた他は実施例５と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表６に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は 563nmであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−３）からのものと同定された。色度はCIE(x,y)=(0.46,0.49)と色純度は実施例５と同等であるが、実施例５と比較して発光効率が低い。
【０３２９】
【化１１８】
【表６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、特に長波長発光における色純度の向上、発光の高効率化、および素子の長寿命化が可能な新規有機金属錯体と、この有機金属錯体を使用した長寿命で高発光効率の有機電界発光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の一例を示した模式的断面図である。
【図２】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の別の例を示した模式的断面図である。
【図３】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の別の例を示した模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 陽極バッファ層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 正孔阻止層
７ 電子輸送層
８ 陰極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organometallic complex useful as a novel phosphorescent dye, and an organic electroluminescent element used for a thin-film organic electroluminescent (EL) device or a near-infrared light emitting material using such an organometallic complex. is there.
[0002]
[Prior art]
Until now, a lot of fluorescent dyes have been used in organic electroluminescent devices, but for applications such as flat panel displays, light sources such as fluorescent lamps and marker lamps, and near-infrared light emitting materials. Therefore, it is necessary to further improve the light emission efficiency of the device, and development of a new light emitting material is demanded.
[0003]
In recent years, attention has been drawn to the use of phosphorescent dyes that utilize phosphorescence by emitting light from a triplet excited state as one of attempts to increase the light emission efficiency of the device. This is because when phosphorescence is used, the extraction efficiency can be increased by about 4 times compared to the conventional light emission (fluorescence) from the singlet excited state, and high efficiency is expected.
[0004]
In fact, by doping 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (CBP) with an organic iridium complex (2) represented by the following structure, it exhibits green emission with an emission wavelength of 510 nm, and its external quantum efficiency Has been reported to be 13%, much higher than the quantum efficiency limit (5%) of conventional singlet light-emitting devices (Appl. Phys. Lett., Vol. 75, No. 4, 1999).
[0005]
[Chemical 3]
Furthermore, by using the following organic iridium complex (3) obtained by introducing various substituents into the organic iridium complex (2), self-quenching of phosphorescence between the complexes can be controlled (Adv. Mater., 2001, 13, 1245), it has also been reported that the emission wavelength can be tuned (Chem. Commun., 2001, 1494, Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 449).
[0007]
[Formula 4]
Recently, Thompson et al. Have developed various organic iridium complexes by a simple method for synthesizing iridium complexes via binuclear complexes, and have achieved organic electroluminescence devices from blue to red. For example, when the organic iridium complexes (4) and (5) shown below are used, the electroluminescent element emits light at a wavelength longer than that of green and is more efficient than a conventional singlet light emitting element. (Inorg. Chem., 2001, 40, 1074, J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 4304., WO 01/41512).
[0009]
[Chemical formula 5]
WO 01/345183 discloses that the following organic iridium complex (6) is a high-luminance red light-emitting material having an emission wavelength of 623 nm and an external light emission efficiency of 10.9%.
[0011]
[Chemical 6]
Recently, blue phosphorescent materials using iridium complexes have been developed, and at present, iridium complexes having a fluorine atom as a substituent are considered promising (Appl. Phys. Lett., 2001, 79 2082, WO 02/15645, JP 2002-117978, WO 02/02714).
[0013]
[Chemical 7]
As an example of an iridium complex having an arylamino group as a ligand, Thompson et al. Reported the following organic iridium complex (10) (WO 01/41512).
[0015]
[Chemical 8]
[Patent Document 1]
WO 02/15645
[Patent Document 2]
JP 2002-117978 A
[Patent Document 3]
WO 02/02714
[Patent Document 4]
WO 01/41512 Publication
[Non-Patent Document 1]
Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 2082
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, many problems such as further adjustment of color purity, lower drive voltage, stability, and durability remain for practical application to organic EL materials. In particular, lowering the driving voltage is a priority issue because it leads to energy saving and longer device life.
[0018]
The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and in particular, a novel organic material capable of improving color purity in long-wavelength light emission, increasing light emission efficiency, lowering driving voltage, and extending the life of the element. It is an object of the present invention to provide a metal complex and an organic electroluminescent device having a long lifetime and high luminous efficiency using the organometallic complex.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The organometallic complex of the present invention is represented by the following general formula (1).
[0020]
[Chemical 9]
l and m represent the number of arylamino groups, each independently 1 or 2.
l ′ and m ′ are each independently 0, 1 or 2, and l ′ + m ′ ≧ 1.
p represents the valence of J and is 1, 2 or 3.
q represents the number of ligands and is 1, 2 or 3.
underNotation
[Chemical Formula 10]
Embedded image
AraAnd ArcEach independently represents an alkyl group, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, any of which may have a substituent. ArbAnd ArdEach independently represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. AraAnd ArbAnd / or ArcAnd ArdMay combine to form a condensed ring, and the condensed ring may be substituted.
ZaWhen represents a divalent or trivalent linking group, AraAnd ZaAnd / or ArbAnd ZaMay be bonded to each other to form a ring which may have a substituent.bWhen represents a divalent or trivalent linking group, ArcAnd ZbAnd / or ArdAnd ZbMay be bonded to each other to form a ring which may have a substituent.
Ring a represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
Ring b represents an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
ZaWhen is a direct bond, AraAnd ring a and / or ArbAnd ring a may combine to form a ring which may have a substituent, and ZbWhen is a direct bond, ArcAnd ring b and / or ArdAnd ring b may be bonded to form a ring which may have a substituent. )
[0021]
The present inventors have made extensive studies, and the organometallic complex having a CN bidentate ligand having an arylamino group represented by the general formula (1) is a triplet phosphorescent material having excellent performance. As a result, the present invention has been achieved.
[0022]
As described above, conventionally, an organic iridium complex (10) having an arylamino group as a ligand is already known. In this organic iridium complex (10), an arylamino group is directly bonded to a light-emitting ligand. Therefore, charge transfer via the bond does not occur, and only charge transfer due to hopping occurs. Therefore, it is considered that the presence of the arylamino group does not significantly affect the charge mobility.
[0023]
In order to overcome this problem, the present inventors have attempted to introduce an arylamino group into the CN light-emitting ligand. As a result, the present inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention. .
[0024]
In particular, in the case of a complex having a relatively long wavelength light emission, the band gap between the charge transporting material and the host material is increased, and therefore, charge transfer is less likely to occur, leading to higher voltage and lowering light emission efficiency. Is done.
[0025]
The present invention is particularly effective when applied to a phosphorescent material having a relatively long wavelength emission, for example, a phosphorescent material having a maximum emission wavelength of 500 nm or longer.
[0026]
The organic electroluminescent device of the present invention is an organic electroluminescent device in which an anode, a luminescent layer, and a cathode are sequentially laminated on a substrate, wherein the luminescent layer contains the organometallic complex of the present invention. It has a long lifetime and high luminous efficiency.
[0027]
In the organic electroluminescence device of the present invention, the light emitting layer contains a host compound having hole injection / transport properties or electron injection / transport properties, and the host compound is doped with the organometallic complex of the present invention. It is preferable. In addition, a hole blocking layer is preferably provided between the light emitting layer and the cathode.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
First, the organometallic complex of the present invention will be described.
The organometallic complex of the present invention is represented by the general formula (1).
[0029]
In the general formula (1), J represents any element of Ir, Os, Pt, Au, and Pd, preferably Pt or Ir, particularly preferably Ir.
[0030]
l and m are each an arylamino group -NAraArb, -NArcArdEach independently represents 1 or 2.
l ′ and m ′ are each independently 0, 1 or 2, and l ′ + m ′ ≧ 1.
p is the valence of the central element J and is 1, 2 or 3.
q represents the number of ligands and is 1, 2 or 3.
In addition, since p-q represents the number of ligands, p-q ≧ 0.
[0031]
In general formula (1),
Embedded image
[0033]
Bidentate coordination including X and YThe child is
Embedded image
Embedded image
[0034]
ZaAnd ZbRepresents a direct bond or a divalent or trivalent linking group.
In particular,
Direct bond,
An optionally substituted 5- or 6-membered aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group,
Or a linking group represented by the following general formula:
Embedded image
[0035]
Examples of the divalent linking group A in the above formulas (11) and (12) include, but are not limited to, the following groups.
Embedded image
[0036]
ZaAnd ZbExamples of the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group include, but are not limited to, the following groups.
Embedded image
[0037]
ZaAnd ZbAnd more preferably
Embedded image
[0038]
ZaAnd ZbIs bonded to the nitrogen atom in ring a or ring b, ZaAnd ZbIs preferably a divalent or trivalent linking group (rather than a direct bond).
[0039]
Ar in the general formula (1)aAnd ArcEach independently represents an alkyl group, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, any of which may have a substituent. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having about 1 to 10 carbon atoms. In the case of an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, a 5- or 6-membered monocyclic ring or a 2-3 condensed ring is preferable. Substituents that these alkyl group, aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group may have will be described later.
[0040]
In the general formula (1), ArbAnd ArdEach independently represents an optionally substituted aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group, preferably a 5- or 6-membered monocyclic ring or a 2-3 condensed ring. .
[0041]
Ar in the general formula (1)a~ ArdSpecific examples in the case of an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group are shown below, but are not limited thereto. Moreover, although description was abbreviate | omitted in the following illustration, all may have a substituent. The substituent will be described later.
[0042]
Embedded image
Arylamino group -NAraArb, -NArcArdPreferred examples of these include, but are not limited to, the following groups.
Embedded image
AraAnd ArbAnd / or ArcAnd ArdMay be bonded to each other directly or via a substituent to form a condensed ring, and this condensed ring may be substituted. The structural formula of such a condensed ring is shown below, but is not limited thereto. In addition, although description was abbreviate | omitted in the following illustration, all may have a substituent. The substituent will be described later.
[0045]
Embedded image
[0046]
In addition, ZaWhen represents a divalent or trivalent linking group, AraAnd ZaAnd / or ArbAnd ZaMay be bonded to each other to form a ring which may have a substituent.bWhen represents a divalent or trivalent linking group, ArcAnd ZbAnd / or ArdAnd ZbMay be bonded to each other to form a ring which may have a substituent. One example is shown below, but is not limited thereto.
[0047]
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[0048]
ZaWhen is a direct bond, AraAnd ring a and / or ArbAnd ring a may combine to form a ring which may have a substituent, and ZbWhen is a direct bond, ArcAnd ring b and / or ArdAnd ring b may be bonded to form a ring which may have a substituent. One example is shown below, but is not limited thereto.
[0049]
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[0050]
By the way, the organometallic complex represented by the general formula (1) is an arylamino group —NAr.aArb, -NArcArdIn addition to exhibiting various excellent properties such as improved luminous efficiency, the emission wavelength tends to be longer than that of the organometallic complex having no arylamino group. As described above, when this complex is used in an organic electroluminescence device that emits light at a long wavelength, this is one of the advantages.
[0051]
On the other hand, the arylamino group -NAr in the general formula (1)aArb, -NArcArdAnd ring a, ring b, linking group Za, ZbAre bonded with each other to form a carbazolyl group, -NAraArb, -NArcArdCompared with a compound that does not have a light emission, the light emission wavelength is not so long and the light emission efficiency is improved. This can also be used when it is desired to obtain an element that emits light of a relatively short wavelength, and is preferable in terms of wide application range. Such an effect becomes more prominent when a compound having a carbazolyl group is used as a host material to be described later in the same manner as the compound.
[0052]
Above all, ZaIs a direct bond, AraOr ArbIs more preferably bonded to ring a to form a carbazolyl group as a whole. Although there are several possible positions and orientations of the carbazolyl group formed including ring a with respect to ring b, for example, the following structures may be mentioned.
[0053]
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Among these, in the case of a ligand having the structure of the above formula (14), a substituent (ring b) is introduced at the 2-position of the carbazolyl group. However, in reality, considering the reactivity at the time of the substitution reaction on the carbazole ring, it is difficult to introduce a substituent at the 2-position. Therefore, in terms of industrial production, as exemplified by the above formula (13), 3 A structure obtained by substituting ring b in the -position (or 6-position) is preferred.
[0055]
In the general formula (1), ring a represents an aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group which may have a substituent, and ring b represents an aromatic heterocyclic ring which may have a substituent. Represents a group. Any of these is preferably a 5-membered or 6-membered, monocyclic or bicondensed ring.
[0056]
By the way, a 5-membered ring containing a heteroatom is highly reactive among other aromatic compounds and heterocycles, and in particular, the α-position of the heteroatom is very reactive (for example, electrophilic substitution, protonation, Reactivity such as Diels-Alder reaction.)
[0057]
When a complex compound containing a 5-membered ring in which the hetero atom α-position is unsubstituted is used in the ligand as the material of the organic electroluminescence device, the stability of the device is reduced, or the present invention has a luminous efficiency. There is a risk of lowering the life and shortening the service life. Therefore, in the organic electroluminescence device represented by the general formula (1), when the ring a and / or the ring b is a 5-membered aromatic heterocyclic ring (or includes this), the α-position is reached. It is preferable to introduce a substituent. Further, the α-position group and the adjacent group may be bonded to form a ring condensed with the 5-membered ring.
[0058]
Specific examples of ring a and ring b are shown below, but are not limited thereto. These may have a substituent, and the substituent will be described later.
[0059]
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Of these, the ring a preferably includes the following, and the ring b preferably includes the following, which may have a substituent described below.
[0061]
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AraOr ArdSpecific examples of the substituent that the ring a and the ring b may have include the following groups.
[0064]
Halogen atom (eg fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom)
An alkyl group which may have a substituent (preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, 2-propyl, n-butyl, isobutyl, tert -Butyl group, etc.)
An alkenyl group which may have a substituent (for example, an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as vinyl, allyl, 1-butenyl group and the like).
An alkynyl group which may have a substituent (for example, an alkynyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as ethynyl and propargyl groups).
Aralkyl groups which may have a substituent (for example, aralkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, such as benzyl group).
An amino group which may have a substituent (preferably a substituent having one or more alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, such as methylamino, dimethylamino, diethylamino, dibenzylamino group, etc. Can be mentioned.)
Arylamino group which may have a substituent (for example, phenylamino, diphenylamino, ditolylamino group, etc.).
Heteroarylamino group which may have a substituent (for example, pyridylamino, thienylamino, dithienylamino group, etc.).
An alkoxy group which may have a substituent (preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, such as methoxy, ethoxy and butoxy groups).
An aryloxy group which may have a substituent (preferably an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, for example, phenyloxy, 1-naphthyloxy, 2-naphthyloxy, pyridyloxy, thienyloxy group An aralkyloxy group which may have a substituent (for example, benzyloxy, phenethyloxy group, etc.)
An acyl group which may have a substituent (preferably an acyl group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, such as a formyl group, an acetyl group and a benzoyl group).
An alkoxycarbonyl group which may have a substituent (preferably an alkoxycarbonyl group having 2 to 13 carbon atoms which may have a substituent, and examples thereof include a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group).
An aryloxycarbonyl group which may have a substituent (preferably an aryloxycarbonyl group having 2 to 13 carbon atoms which may have a substituent, such as an acetoxy group).
Carboxyl group
Cyano group
Hydroxyl group
Mercapto group
An alkylthio group (preferably an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, including, for example, a methylthio group, an ethylthio group, etc.)
Arylthio group (preferably an arylthio group having 1 to 8 carbon atoms, for example, phenylthio group, 1-naphthylthio group, etc.)
Sulfonyl group which may have a substituent (for example, mesyl, tosyl group, etc.)
A silyl group which may have a substituent (for example, a trimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, etc.).
An optionally substituted boryl group (for example, a dimesitylboryl group).
A phosphino group which may have a substituent (for example, a diphenylphosphino group).
An aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group which may have a substituent (preferably an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle which is a 5- or 6-membered ring, a single ring or a double condensed ring. A ring, for example, a phenyl group, a naphthyl group, a thienyl group, a furyl group, a pyridyl group, etc.)
[0065]
As each of the above-mentioned substituents “substituents that may be possessed”,
An alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, and a 2-propyl group).
An aromatic hydrocarbon group that is unsubstituted or substituted with an alkyl group (for example, a phenyl group, a tolyl group, a mesityl group, etc.).
[0066]
Ar mentioned aboveaOr ArdAs the substituent that ring a and ring b may have, an alkyl group which may have a substituent, an amino group which may have a substituent, or a substituent may be more preferable. An arylamino group, an alkoxy group which may have a substituent, an acyl group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and a substituent; An aromatic heterocyclic group which may be used.
[0067]
As described above, AraAnd Za, ArbAnd Za, ArcAnd Zb, ArdAnd Zb, AraAnd ring a, ArbAnd ring a, ArcAnd ring b, and ArdAny ring formed by combining ring and ring b and the like may have a substituent, and examples of the substituent include the same groups as those described above as the substituent for ring a and the like.
[0068]
Although the typical example of the organometallic complex of this invention is shown below, the organometallic complex of this invention is not limited to these at all (in the following, Et is an ethyl group).
[0069]
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Each of the above examples is a complex compound having only one type of substituent having an arylamino group in one compound, but the complex compound of the present invention has a plurality of arylamino group-containing coordinations in one compound. You may have a child.
[0099]
The organometallic complex represented by the general formula (1) usually has a molecular weight of 2000 or less, preferably 1500 or less. The molecular weight of each ligand in the compound is about 800 or less.
[0100]
The organometallic complex represented by the general formula (1) can be produced, for example, by the following method.
First, in the case of a complex having only the same bidentate ligand, it can be obtained by heating the bidentate ligand and a compound such as iridium as a central metal in a solvent-free or protic solvent. . If necessary, silver trifluoroacetate or the like may be used as a catalyst.
In the case of a mixed ligand complex having a plurality of kinds of ligands in one molecule, first, one kind of bidentate ligand and a compound such as iridium as a central metal are mixed with a protic solvent or aprotic. The reaction is carried out in a solvent to synthesize the corresponding binuclear complex. The desired complex can be produced by reacting this with another bidentate ligand in the presence of a base in a solvent. In addition, when an alkali metal complex or alkaline earth metal complex having the ligand is used instead of “other bidentate ligand” added later, in the absence of a base, a protic solvent or The reaction may be carried out in an aprotic solvent.
[0101]
The organometallic complex of the present invention represented by the general formula (1) is particularly effective for obtaining a phosphorescent dye for an organic electroluminescence device that emits light having a relatively long wavelength. Specifically, a phosphorescent material capable of forming an element having a maximum emission wavelength of 500 nm or more, particularly a maximum emission wave of 550 nm or more, and having high emission efficiency and low driving voltage can be suitably obtained. The “maximum emission wavelength” of the complex compound in the present invention means the maximum emission wavelength of the compound in an organic electroluminescence device containing the compound in the emission layer.
[0102]
In order to obtain a compound exhibiting such maximum emission wavelength, for example, in general formula (1), ring a, ring b, or Ara~ ArdIn contrast, introduction of a substituent having a large resonance effect or electron donating effect on these rings, or ring a, ring b, or Ara~ ArdThere are several methods such as making a condensed ring formed by condensing two or more rings.
[0103]
Specifically, for example,
(1)Ring a, ring b, and Ara~ ArdAt least one of them is introduced with a group exhibiting a resonance effect such as an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an alkenyl group or an alkynyl group.
(2)Ring a, ring b, and Ara~ ArdAt least one of them is introduced with an electron donating group such as an alkyl group, an alkoxyl group, or an amino group.
(3)Linking group ZaAnd / or ZbAs(1)Or a linking group obtained by removing one or two hydrogen atoms from the group listed above, or(2)A linking group obtained by removing one or two hydrogen atoms from the group mentioned in the above is introduced. Alternatively, a linking group formed by bonding both is used.
(Four)Ring a, ring b, and Ara~ ArdAt least one of them is a condensed ring formed by condensing two or more rings.
By adopting one or more of these means, an organometallic complex exhibiting a desired maximum emission wavelength can be obtained.
[0104]
Ring a, ring b, and Ara~ ArdThe effect of the substituent on is a synergistic effect such as the type of the substituent, the substitution position, and the mutual influence of the plurality of substituents, and can be adjusted to a desired peak wavelength by appropriately adjusting these.
[0105]
Ring a, ring b, and Ara~ ArdBy making at least one of them a condensed ring formed by condensing two or more rings, the emission peak of the compound of the present application can be lengthened. Among them, ring a or ring b is a condensed ring. Is effective.
[0106]
The complex compound of the present invention is(1)~(Four)In consideration of the bonding position of the substituent and the interaction thereof, it can be prepared to have a desired maximum emission wavelength.
[0107]
The organic electroluminescent element of the present invention comprises an anode, a light emitting layer, and a cathode sequentially laminated on a substrate, and the light emitting layer contains the organometallic complex of the present invention represented by the general formula (1). It is characterized by. The organometallic complex represented by the general formula (1) is preferably doped with a host compound having hole injection / transport properties or electron injection / transport properties and contained in the light emitting layer.
[0108]
Hereinafter, the host compound suitable for the present invention will be described.
[0109]
This host compound preferably has an excited triplet level in an energy state higher than the excited triplet level of the organometallic complex represented by the general formula (1) contained in the light emitting layer. Moreover, it is necessary to be a compound which gives a stable thin film shape, has a high glass transition temperature (Tg), and can efficiently transport holes and / or electrons.
[0110]
Furthermore, the compound is required to be a compound that is electrochemically and chemically stable, and does not easily generate impurities during production or use, which become traps or quench light emission.
[0111]
Examples of the host material satisfying these conditions include a compound represented by the following general formula (I) or (II) or a compound having a group represented by the following general formula (III).
[0112]
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(In the formula (I), the carbazolyl group and the phenylene group may have an arbitrary substituent.1Represents a direct bond or a divalent linking group. )
[0114]
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(In the formula (II), M represents a metal selected from Group 1, 2, 3, 12, or 13 of the periodic table, n represents the valence of the metal, and L represents an optional substituent. J represents the number of substituents L and is 0 or 1. X2Represents a carbon atom or a nitrogen atom. Ring A represents a nitrogen-containing heterocyclic ring and may have a substituent. Ring B represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle, and may have a substituent. )
[0116]
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((III) where R51~ R54Each independently represents a hydrogen atom or an optional substituent;51And R52, R53And R54May be bonded to each other to form a ring. X3Represents an oxygen atom or a sulfur atom. )
[0118]
The compound having an N-phenylcarbazole skeleton represented by the general formula (I) is preferably a compound represented by the following general formula (I-1).
[0119]
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((I-1) where R1 ~ R16Are each independently a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, cyano group, amino group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, alkoxy group, alkylamino group, aralkylamino group, haloalkyl group, Represents a hydroxyl group, an aryloxy group, an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, R1 And R2 , RThree And RFour, RFive And R6 , R7 And R8 , R9 And RTen, R11And R12, R13And R14, R15And R16May be bonded to each other to form a ring. Z1Represents a direct bond or a divalent linking group. )
[0121]
(I-1) R in the formula1 ~ R16Specifically, a hydrogen atom; a halogen atom such as a chlorine atom or a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an aralkyl group such as a benzyl group; Alkenyl group; cyano group; amino group; acyl group; alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; carboxyl group; alkoxy having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group and ethoxy group Groups; alkylamino groups such as diethylamino group and diisopropylamino group; aralkylamino groups such as dibenzylamino group and diphenethylamino group; haloalkyl groups such as trifluoromethyl group; hydroxyl groups; aryloxy groups such as phenoxy group and benzyloxy group Group; an aromatic hydrocarbon ring group such as phenyl group or naphthyl group which may have a substituent; It may have a substituent group thienyl group, an aromatic heterocyclic group such as pyridyl group.
[0122]
Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon ring group and aromatic heterocyclic group may have include: a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; a carbon such as a vinyl group; An alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms; an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group and an ethoxy group; a phenoxy group and a benzyloxy group Aryloxy groups; alkylamino groups such as dimethylamino groups and diethylamino groups; acyl groups such as acetyl groups; haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups; cyano groups and the like.
In addition, all the alkyl chain parts contained in each of the above-described substituents may be linear or branched. The same applies to the following examples of substituents.
[0123]
R1 And R2 , RThreeAnd RFour , RFive And R6 , R7 And R8 , R9 And RTen, R11And R12, R13 And R14 , R15 And R16 May be bonded to each other with adjacent substituents to form a 5- to 7-membered ring such as a benzene ring or a cyclohexane ring.
[0124]
R1Or R16Particularly preferred is a hydrogen atom, an alkyl group, or a cyano group.
[0125]
Z in the general formula (I) or (I-1)1Preferably a direct bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a linking group shown below,
[0126]
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[0127]
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(Any benzene ring moiety in the above structure may have an arbitrary substituent, and Ar1~ Ar6Includes an aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a group represented by the following general formula (I-2).
[0129]
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[0130]
Z in the general formula (I) or (I-1)1Among these preferred linking groups, examples of the aromatic hydrocarbon ring group include 5- to 6-membered monocyclic or 2-4 condensed rings such as a phenylene group, a naphthylene group, an anthranyl group, and a naphthacene group. Heterocyclic groups include divalent thiophene ring residues, furan ring residues, pyridine ring residues, pyrimidine ring residues, quinoline ring residues, etc., 5-6 membered monocycles or 2-3 condensed rings Is mentioned.
[0131]
These aromatic hydrocarbon ring groups and aromatic heterocyclic groups include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl groups and ethyl groups, halogen atoms such as fluorine atoms, α-haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups, etc. It may have a substituent.
[0132]
Ar1~ Ar6As a phenyl group, a naphthyl group, an anthranyl group, a naphthacenyl group, or the like, an aromatic hydrocarbon ring group that is a monocyclic or 2-4 condensed ring of 5-6 members, or a thienyl group, a furyl group, a pyridyl group, Examples include an aromatic heterocyclic group which is a 5- to 6-membered monocyclic ring or a 2-3 condensed ring, such as a pyrimidinyl group and a quinolyl group. These aromatic hydrocarbon ring groups and aromatic heterocyclic groups have substituents such as alkyl groups such as methyl groups and ethyl groups, halogen atoms such as fluorine atoms, and α-haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups. May be.
[0133]
The structure represented by the formula (I-2) is preferably represented by the following formula (I-3).
[0134]
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((I-3) where R17~ Rtwenty fourEach independently represents a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, cyano group, optionally substituted amino group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, alkoxy group, alkylamino A group, an aralkylamino group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, an aryloxy group, an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, R17And R18, R19And R20, Rtwenty oneAnd Rtwenty two, Rtwenty threeAnd Rtwenty fourMay be bonded to each other to form a ring. )
[0136]
In the above formula (I-3), R17~ Rtwenty fourSpecifically, a hydrogen atom; a halogen atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an aralkyl group such as a benzyl group; an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a vinyl group; Group; amino group; acyl group; alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; carboxyl group; alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group and ethoxy group; diethylamino group and diisopropyl Alkylamino groups such as amino groups; aralkylamino groups such as dibenzylamino groups and diphenethylamino groups; haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups; hydroxyl groups; aryloxy groups such as phenoxy groups and benzyloxy groups; An aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group or a naphthyl group, which may have a substituent; Thienyl group, an aromatic heterocyclic group such as pyridyl group.
[0137]
Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon ring group and the aromatic heterocyclic group may have include: a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; a carbon such as a vinyl group; An alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms; an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group and an ethoxy group; a phenoxy group and a benzyloxy group Aryloxy groups; dialkylamino groups such as dimethylamino groups and diethylamino groups; acyl groups such as acetyl groups; haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups; cyano groups and the like.
[0138]
R17And R18, R19And R20, Rtwenty oneAnd Rtwenty two, Rtwenty threeAnd Rtwenty fourMay be bonded to each other with adjacent substituents to form a 5- to 7-membered ring such as a benzene ring or a cyclohexane ring.
[0139]
Although the preferable specific example of a compound represented by the said general formula (I) is shown below, it is not limited to these.
[0140]
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The organic electroluminescent element of the present invention may use an organometallic complex compound represented by the general formula (II) as a host material in the light emitting layer. As the host material represented by the general formula (II), in particular, an organometallic complex represented by the following general formula (II-1), a mixed ligand complex represented by the following general formula (II-2), or the following A binuclear metal complex represented by the general formula (II-3) is preferred.
[0146]
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((II-1) where M is1Represents a monovalent to trivalent metal, and n, X2, Ring A and ring B are as defined in general formula (II). )
[0148]
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((II-2) where M2Represents a trivalent metal, X2, Ring A and ring B are as defined in general formula (II). L1Represents the following general formula (II-2a), (II-2b) or (II-2c). )
[0150]
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((II-2a), (II-2b), (II-2c) wherein Ar11~ Ar15Represents an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent;2Represents silicon or germanium. )
[0152]
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((II-3) where M3And M3 'Represents a trivalent metal, X2, Ring A and ring B are as defined in general formula (II), and X2 'Is X2And ring A 'is synonymous with ring A, and ring B' is synonymous with ring B. )
[0154]
In addition, a plurality of the following structural parts contained in one molecule of the compound represented by the general formulas (II) and (II-1) to (II-3)
[0155]
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[0156]
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Similarly, M in the compound represented by the general formula (II-3)3And M3 'May be the same or different, and are preferably the same from the viewpoint of easy synthesis.
[0158]
The ring A, ring A ′, ring B and ring B ′ of the compounds represented by the general formulas (II) and (II-1) to (II-3) are preferably selected from the following.
[Ring A and Ring A ′] A 5-membered or 6-membered nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring which may have a substituent, and a 5- or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic One or two group heterocycles may be condensed to form a condensed ring.
[Ring B and Ring B ′] A 6-membered aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring which may have a substituent, and the 5- or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic One or two group heterocycles may be condensed to form a condensed ring.
[0159]
The ring A, ring A ′, ring B, and ring B ′ of the compounds represented by the general formulas (II) and (II-1) to (II-3) are more preferably each monocyclic, A ring selected from the following is preferred.
[Ring A and Ring A '] Diazole ring, thiazole ring, oxazole ring, thiadiazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, pyridine ring, diazine ring, triazine ring each optionally having a substituent
[Ring B and Ring B ′] benzene ring, pyridine ring, diazine ring, triazine ring each optionally having a substituent
[0160]
Furthermore, the ring A, ring A ′, ring B, and ring B ′ of the compounds represented by the general formulas (II) and (II-1) to (II-3) are most preferably selected from the following structural formulas, respectively. preferable.
[0161]
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(Wherein R31~ R37Are each independently a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, cyano group, amino group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, alkoxy group, alkylamino group, aralkylamino group, haloalkyl group, Represents a hydroxyl group, an aryloxy group, an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, R31And R32, R31And R33, R34And R35, R35And R36, R36And R37May be bonded to each other to form a ring. )
[0163]
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(Wherein R38~ R41Are each independently a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, cyano group, amino group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, alkoxy group, alkylamino group, aralkylamino group, haloalkyl group, A hydroxyl group, an aryloxy group, an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent;38And R39, R39And R40, R40And R41May be bonded to each other to form a ring. )
[0165]
The two bonds in the structure of [Ring B and Ring B ′] are as long as they satisfy the definitions of Ring B and Ring B ′ structures in Formulas (II) and (II-1) to (II-3). Oxygen atom or atom X in ring A and ring A ′2, X2 'Of these, any of them may be bonded.
[0166]
R31~ R41Specifically, a hydrogen atom; a halogen atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an aralkyl group such as a benzyl group; an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a vinyl group; a cyano group Amino group; acyl group; carboxyl group; alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group and ethoxy group; alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; phenoxy group and benzyloxy Aryloxy group such as a group; dialkylamino group such as diethylamino group and diisopropylamino group; dibenzylamino group; diaralkylamino group such as diphenethylamino group; α-haloalkyl group such as trifluoromethyl group; hydroxyl group; An aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group or a naphthyl group which may have a substituent; Which may thienyl group, an aromatic heterocyclic group such as pyridyl group.
[0167]
Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon ring group and aromatic heterocyclic group may have include: a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; a carbon such as a vinyl group; An alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms; an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group and an ethoxy group; a phenoxy group and a benzyloxy group An aryloxy group; a dialkylamino group such as a dimethylamino group or a diethylamino group; an acyl group such as an acetyl group; a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group; a cyano group.
[0168]
R31And R32, R31And R33, R34And R35, R35And R36, R36And R37, R38And R39, R39And R40, R40And R41Examples of the ring formed by bonding between adjacent groups include a benzene ring or a cyclohexane ring.
[0169]
R31~ R41Preferably, it is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a haloalkyl group or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or adjacent groups are bonded together to form a ring. .
[0170]
Metals M (M) of the compounds represented by the general formulas (II) and (II-1) to (II-3)1, M2, M3And M3 ') Is not particularly limited as long as it is a metal selected from Group 1, Group 2, Group 12, Group 12, and Group 13 of the Periodic Table, but preferably zinc, aluminum, gallium, beryllium, and magnesium are used.
[0171]
Although the preferable specific example of the compound represented by the said general formula (II) and (II-1)-(II-3) is shown below, it is not limited to these.
[0172]
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Moreover, the organic electroluminescent element of this invention may use the compound which has group represented by the said general formula (III) as a host material in a light emitting layer.
[0179]
In the general formula (III), R51And R52, R53And R54Examples of the ring formed by bonding each include a benzene ring and a cyclohexane ring.
[0180]
In the general formula (III), R51~ R54Specifically, a hydrogen atom; a halogen atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an aralkyl group such as a benzyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; a cyano group; an amino group; Group: alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group and ethoxy group; alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; aryloxy group such as phenoxy group and benzyloxy group; Group, dialkylamino group such as diisopropylamino group; diaralkylamino group such as dibenzylamino group and diphenethylamino group; α-haloalkyl group such as trifluoromethyl group; hydroxyl group; phenyl optionally having substituent (s) Group, aromatic hydrocarbon ring group such as naphthyl group; thienyl group, pyridyl group and the like which may have a substituent Represents an aromatic heterocyclic group, and examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group. Alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms such as groups; alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy groups and ethoxy groups; aryloxy groups such as phenoxy groups and benzyloxy groups; dialkyls such as dimethylamino groups and diethylamino groups Examples include an acyl group such as an amino group and an acetyl group, a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group, and a cyano group.
[0181]
Although the preferable specific example of group represented by the said general formula (III) is shown below, it is not limited to these.
[0182]
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The compound having a group represented by the general formula (III) may be a low molecule or a polymer. In the case of a polymer, it may be contained in the main chain or may be contained as a side chain.
[0184]
This compound is preferably a low molecular weight compound having a molecular weight of about 400 to 1200, and the compound having a group represented by the general formula (III) preferably has a total number of rings of 6 to 20 as the whole compound. More preferably, it is 7-18. The compound having a group represented by the general formula (III) is preferably a compound having 2 to 3 units represented by the general formula (III) in the molecule.
[0185]
Among them, the group represented by the general formula (III) is particularly preferably the above (S-1) or (S-2).
[0186]
The compound having a group represented by the general formula (III) is preferably a compound represented by the following general formula (III-1) or (III-2).
[0187]
[Chemical Formula 86]
(Wherein R55~ R62Are each independently a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, allyl group, cyano group, amino group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, alkoxy group, alkylamino group, α-haloalkyl group Represents an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a hydroxyl group or a substituent, and R55And R56, R57And R58, R59And R60, R61And R62May be bonded to each other to form a ring. XFourAnd XFiveEach independently represents an oxygen atom or a sulfur atom, and Q1Represents a divalent linking group comprising an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. )
[0189]
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(Wherein R63~ R74Are each independently a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, allyl group, cyano group, amino group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, alkoxy group, alkylamino group, α-haloalkyl group Represents an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a hydroxyl group or a substituent, and R63And R64, R65And R66, R67And R68, R69And R70, R71And R72, R73And R74May be bonded to each other to form a ring. X6~ X8Each independently represents an oxygen atom or a sulfur atom, and Q2Represents a trivalent linking group comprising an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. )
[0191]
In the general formula (III-1), R55~ R62Each independently represents a hydrogen atom; a halogen atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an aralkyl group such as a benzyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; a cyano group; an amino group; An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group and an ethoxy group; an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; an aryloxy group such as a phenoxy group and a benzyloxy group; a diethylamino group; Dialkylamino groups such as diisopropylamino groups; diaralkylamino groups such as dibenzylamino groups and diphenethylamino groups; α-haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups; hydroxyl groups; phenyl groups optionally having substituents; Aromatic hydrocarbon ring groups such as naphthyl groups; such as thienyl groups and pyridyl groups which may have a substituent Represents an aromatic heterocyclic group, and examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group. Alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a group; alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group and ethoxy group; aryloxy group such as phenoxy group and benzyloxy group; dialkyl such as dimethylamino group and diethylamino group An acyl group such as an amino group and an acetyl group, a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group, and a cyano group are shown. R55And R56, R57And R58, R59And R60, R61And R62May be bonded to each other to form a benzene ring, a cyclohexane ring, or the like. XFour~ XFiveEach independently represents an oxygen atom or a sulfur atom. Q1Represents a divalent linking group comprising an aromatic aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, such as a halogen atom such as a fluorine atom; a methyl group, An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as an ethyl group; an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a vinyl group; an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; a methoxy group and an ethoxy group Alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms such as: aryloxy groups such as phenoxy groups and benzyloxy groups; dialkylamino groups such as dimethylamino groups and diethylamino groups; acyl groups such as acetyl groups; and haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups And a cyano group.
Linking group Q1Preferred examples of are shown below.
[0192]
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Among these, linking group Q1Is preferably (A-2), (A-6), (A-8), (A-10) or (A-12). And these linking groups Q1Most preferably, the compound is a compound having (S-1) or (S-2) as a ring structure.
[0194]
Preferred specific examples of the compound represented by the general formula (III-1) are shown in Tables 1 and 2, but are not limited thereto.
[0195]
[Table 1]
[Table 2]
In the general formula (III-2), R63~ R74Each independently represents a hydrogen atom; a halogen atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an aralkyl group such as a benzyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; a cyano group; an amino group; An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group and an ethoxy group; an alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; an aryloxy group such as a phenoxy group and a benzyloxy group; a diethylamino group; Dialkylamino groups such as diisopropylamino groups; diaralkylamino groups such as dibenzylamino groups and diphenethylamino groups; α-haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups; hydroxyl groups; phenyl groups optionally having substituents; Aromatic hydrocarbon ring groups such as naphthyl groups; such as thienyl groups and pyridyl groups which may have a substituent Represents an aromatic heterocyclic group, and examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group. Alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a group; alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group and ethoxy group; aryloxy group such as phenoxy group and benzyloxy group; dialkyl such as dimethylamino group and diethylamino group An acyl group such as an amino group and an acetyl group, a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group, and a cyano group are shown. R63And R64, R65And R66, R67And R68, R69And R70, R71And R72, R73And R74May be bonded to each other to form a benzene ring, a cyclohexane ring, or the like. X6~ X8Each independently represents an oxygen atom or a sulfur atom. Q2Represents a trivalent linking group comprising an aromatic aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, such as a halogen atom such as a fluorine atom; a methyl group, An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as an ethyl group; an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a vinyl group; an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; a methoxy group and an ethoxy group Alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms such as: aryloxy groups such as phenoxy groups and benzyloxy groups; dialkylamino groups such as dimethylamino groups and diethylamino groups; acyl groups such as acetyl groups; and haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups And a cyano group.
Linking group Q2Preferred examples of are shown below.
[0198]
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Among these, linking group Q2Is preferably (B-1), (B-2) or (B-7). Most preferably, it has these linking groups and has (S-1) or (S-2) as the ring structure.
[0200]
Although the preferable specific example of a compound represented by the said general formula (III-2) is shown to Table 3, 4, it does not limit to these.
[0201]
[Table 3]
[Table 4]
The compound represented by the general formula (I), the compound represented by the general formula (II), and the compound having a group represented by the general formula (III) are each only one type in the light emitting layer. It may be included, and two or more of each may be included. Moreover, you may use together the compound represented by a different general formula.
[0204]
In addition to the general formulas (I) to (III), the following compounds may be used as the host compound.
[0205]
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(In the above formula (IV), the 8-hydroxyquinoline structure as a ligand is a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, or a carbon such as a methyl group, an ethyl group or a t-butyl group. (It may be substituted with a linear or branched alkyl group of 1 to 5. The three ligands in one compound may have the same structure or different.)
[0208]
As described above, the host compound may be used in combination of a plurality of compounds that can be represented by the same general formula, or may be used in combination of two or more compounds that cannot be represented by the same general formula.
[0209]
In the organic electroluminescence device of the present invention, the compound represented by the general formula (I) or the compound represented by the general formula (IV) is particularly preferable as the host compound of the light emitting layer.
[0210]
Next, the structure of the organic electroluminescent element of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the structure of the organic electroluminescent element of the present invention is not limited to the illustrated one.
[0211]
1 to 3 are cross-sectional views schematically showing an embodiment of the organic electroluminescence device of the present invention, wherein 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is an anode buffer layer, 4 is a hole transport layer, and 5 is light emission. 6 represents a hole blocking layer, 7 represents an electron transport layer, and 8 represents a cathode. In the following, description will be made centering on the element shown in FIG.
[0212]
The substrate 1 serves as a support for the organic electroluminescent element, and a quartz or glass plate, a metal plate or a metal foil, a plastic film, a sheet, or the like is used. In particular, a glass plate or a transparent synthetic resin plate such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate, or polysulfone is preferable. When using a synthetic resin substrate, it is necessary to pay attention to gas barrier properties. If the gas barrier property of the substrate is too small, the organic electroluminescent element may be deteriorated by the outside air that has passed through the substrate, which is not preferable. For this reason, a method of providing a gas barrier property by providing a dense silicon oxide film or the like on at least one surface of the synthetic resin substrate is also a preferable method.
[0213]
An anode 2 is provided on the substrate 1. The anode 2 plays a role of hole injection into the hole transport layer 4. This anode 2 is usually made of metal such as aluminum, gold, silver, nickel, palladium, platinum, metal oxide such as oxide of indium and / or tin, metal halide such as copper iodide, carbon black, or It is composed of a conductive polymer such as poly (3-methylthiophene), polypyrrole, or polyaniline. In general, the anode 2 is often formed by sputtering, vacuum deposition, or the like. Further, when using metal fine particles such as silver, fine particles such as copper iodide, carbon black, conductive metal oxide fine particles, conductive polymer fine powder, etc., they are dispersed in an appropriate binder resin solution, and the substrate 1 is used. The anode 2 can also be formed by applying it on top. Further, in the case of a conductive polymer, a thin film can be directly formed on the substrate 1 by electrolytic polymerization, or the anode 2 can be formed by applying a conductive polymer on the substrate 1 (Appl. Phys. Lett. 60, 2711, 1992). The anode 2 may have a laminated structure formed by laminating layers made of different materials.
[0214]
The thickness of the anode 2 varies depending on the required transparency. When transparency is required, the visible light transmittance is usually 60% or more, preferably 80% or more. In this case, the upper limit of the thickness of the anode 2 is usually about 1000 nm, preferably about 500 nm. The lower limit is usually about 5 nm, preferably about 10 nm. If it may be opaque, the anode 2 may have the same thickness as the substrate 1. Furthermore, it is also possible to laminate different conductive materials on the anode 2 described above.
[0215]
In the element of FIG. 1, a hole transport layer 4 is provided on the anode 2. Conditions required for the material of the hole transport layer 4 include a material having high hole injection efficiency from the anode 2 and capable of efficiently transporting the injected holes. For this purpose, the ionization potential is small, the transparency to visible light is high, the hole mobility is high, the stability is high, and impurities that become traps are less likely to be generated during manufacturing and use. Required. Further, in order to contact the light emitting layer 5, it is required not to quench the light emitted from the light emitting layer 5 or to form an exciplex with the light emitting layer 5 to reduce the efficiency. In addition to the above general requirements, considering the application for in-vehicle display, since the element is required to have further heat resistance, a material having a glass transition temperature Tg of 75 ° C. or higher is desirable, particularly 85 ° C. or higher. A material having a value of
[0216]
Examples of such a hole transporting material include two or more tertiary amines represented by 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl, and two or more Aromatic diamines having a starburst structure such as aromatic diamines having condensed aromatic rings substituted with nitrogen atoms (Japanese Patent Laid-Open No. 5-234681), 4,4 ', 4 "-tris (1-naphthylphenylamino) triphenylamine Group amine compounds (J. Lumin., 72-74, 985, 1997), aromatic amine compounds consisting of tetramers of triphenylamine (Chem. Commun., 2175, 1996), 2,2 Spiro compounds such as', 7,7'-tetrakis- (diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene (Synth. Metals, 91, 209, 1997) and the like. They may be used alone or in combination as necessary.
[0217]
In addition to the above-mentioned compounds, polyarylene ether sulfone (Polym. Adv. Tech.) Containing polyvinylcarbazole, polyvinyltriphenylamine (JP-A-7-53953), and tetraphenylbenzidine as materials for the hole transport layer 4. , Vol. 7, p. 33, 1996).
[0218]
The hole transport layer 4 can be formed by a coating method or a vacuum deposition method.
When the hole transport layer 4 is formed by a coating method, an additive such as a binder resin or a coating property improver that does not trap holes is added to one or more of the hole transport materials as necessary. The solution is dissolved to prepare a coating solution, coated on the anode 2 by a method such as spin coating, and dried to form the hole transport layer 4. Examples of the binder resin include polycarbonate, polyarylate, and polyester. When the amount of the binder resin added is large, the hole mobility is lowered. Therefore, it is desirable that the amount is small, and the content in the hole transport layer 4 is usually preferably 50% by weight or less.
[0219]
When the hole transport layer 4 is formed by a vacuum deposition method, the hole transport material is put in a crucible installed in a vacuum vessel, and the inside of the vacuum vessel is filled with an appropriate vacuum pump.-FourAfter evacuating to about Pa, the crucible is heated to evaporate the hole transport material, and the hole transport layer 4 is formed on the substrate 1 on which the anode 2 is formed, facing the crucible.
[0220]
The upper limit of the thickness of the hole transport layer 4 is usually 300 nm, preferably 100 nm, and the lower limit is usually 5 nm, preferably 10 nm. In order to uniformly form such a thin film, a vacuum deposition method is often used in general.
[0221]
A light emitting layer 5 is provided on the hole transport layer 4. The light emitting layer 5 contains at least the organometallic complex of the present invention represented by the general formula (1), and usually further contains the various host compounds described above. This light-emitting layer 5 is formed by reusing holes injected from the anode 2 to move through the hole transport layer 4 and electrons injected from the cathode 8 and moved through the electron transport layer 7 between the electrodes to which an electric field is applied. Excited by the bond, it emits strong light. The maximum emission wavelength in the emission spectrum is derived from the organometallic complex of the present invention. As described above, the use of the organometallic complex of the present invention for the light emitting layer is preferable when obtaining an element having a relatively long wavelength, particularly an emission peak at a wavelength of 500 nm or more, and an element having an emission peak at a wavelength of 550 nm or more. Most preferred when obtaining.
[0222]
In addition, in the light emitting layer of the organic electroluminescent element of this invention, 1 type of the organometallic complex of this invention may be contained independently, and 2 or more types may be contained. Moreover, in addition to the organometallic complex of the present invention and the above-mentioned host compound, components other than these may be contained as long as the performance of the present invention is not impaired.
[0223]
For example, in the light emitting layer, in addition to (1) the above-mentioned host compound and (2) the organometallic complex of the present invention, (3) phosphorescence emission at room temperature, the maximum emission wavelength of the organic of the present invention of (2) A compound having a wavelength shorter than the maximum emission wavelength of the metal complex may be contained. In this case, when the compound (3) is used in combination, the compound (3) serves as a sensitizer, and the light emission of the organometallic complex of the present invention (2) is enhanced. Played.
[0224]
The compound of the above (3) can also be selected from the organometallic complexes of the present invention represented by the general formula (1), and is well-known in various documents and patents cited in this specification. You may choose from phosphorescent compounds. The structure of this compound is not limited as long as the above condition (3) is satisfied.
[0225]
The content of the organometallic complex of the present invention represented by the general formula (1) that exhibits phosphorescence emission is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight with respect to the entire light emitting layer. If the content of the organometallic complex of the present invention in the light emitting layer is less than 0.1% by weight, it may not be able to sufficiently contribute to the improvement of the light emission efficiency of the device, and if it exceeds 30% by weight, concentration quenching occurs. There is a possibility that the light emission efficiency is lowered.
[0226]
The compound of the present invention represented by the general formula (1) may exist uniformly in the light emitting layer, or may exist non-uniformly with a concentration distribution in the film thickness direction.
[0227]
The upper limit of the thickness of the light emitting layer 5 is usually 200 nm, preferably 100 nm, and the lower limit is usually 10 nm, preferably 20 nm.
[0228]
The light emitting layer 5 can also be formed by the same method as the hole transport layer 4.
[0229]
In the organic electroluminescent element of FIG. 1, an electron transport layer 7 is provided on the light emitting layer 5.
[0230]
The electron transport layer 7 is formed of a compound capable of efficiently transporting electrons injected from the cathode 8 between the electrodes to which an electric field is applied in the direction of the light emitting layer 5.
[0231]
Therefore, the electron transport material used for the electron transport layer 7 is a material that has high electron injection efficiency from the cathode 8 and has high electron mobility and can efficiently transport injected electrons. is required.
[0232]
Materials satisfying such conditions include metal complexes such as aluminum complexes of 8-hydroxyquinoline (JP 59-194393 A), metal complexes of 10-hydroxybenzo [h] quinoline, oxadiazole derivatives, Styryl biphenyl derivative, silole derivative, 3- or 5-hydroxyflavone metal complex, benzoxazole metal complex, benzothiazole metal complex, trisbenzimidazolylbenzene (US Pat. No. 5,645,948), quinoxaline compound (JP-A-6-207169) Phenanthroline derivatives (JP-A-5-331459), 2-t-butyl-9,10-N, N'-dicyanoanthraquinonediimine, n-type hydrogenated amorphous silicon carbide, n-type zinc sulfide, n-type Examples include zinc selenide.
[0233]
Further, the electron transport material is doped with an alkali metal (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-270171, Japanese Patent Application No. 2000-285656, Japanese Patent Application No. 2000-285657, etc.), thereby improving the electron transport property. Therefore, it is preferable.
[0234]
The upper limit of the thickness of the electron transport layer 7 is usually 200 nm, preferably 100 nm, and the lower limit is usually 5 nm, preferably 10 nm.
[0235]
The electron transport layer 7 is formed by laminating on the light emitting layer 5 by a coating method or a vacuum deposition method in the same manner as the hole transport layer 4. Usually, a vacuum deposition method is used.
[0236]
The cathode 8 serves to inject electrons into the light emitting layer 5 through the electron transport layer 7. The material used as the cathode 8 can be the material used for the anode 2, but a metal having a low work function is preferable for efficient electron injection, and tin, magnesium, indium, calcium, A suitable metal such as aluminum or silver or an alloy thereof is used. Specific examples include low work function alloy electrodes such as magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, and aluminum-lithium alloy.
[0237]
The film thickness of the cathode 8 is usually the same as that of the anode 2.
[0238]
For the purpose of protecting the cathode made of a low work function metal, it is preferable to further stack a metal layer having a high work function and stable to the atmosphere on this to increase the stability of the device. For this purpose, metals such as aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold, platinum are used.
[0239]
For the purpose of further improving the light emitting efficiency of the device, a hole blocking layer 6 may be provided between the electron transport layer 7 and the light emitting layer 5 as shown in FIGS.
[0240]
The hole blocking layer 6 is laminated on the light emitting layer 5 so as to be in contact with the interface on the cathode side of the light emitting layer 5, and prevents holes moving from the hole transport layer 4 from reaching the cathode 8. It is formed from a compound capable of efficiently transporting electrons injected from the cathode 8 in the direction of the light emitting layer 5. The physical properties required for the material constituting the hole blocking layer 6 are required to have high electron mobility and low hole mobility. The hole blocking layer 6 has a function of confining holes and electrons in the light emitting layer 5 and improving luminous efficiency.
[0241]
As a hole blocking material satisfying such conditions, a mixed ligand complex represented by the following general formula (VI) is preferably exemplified.
[0242]
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((VI) where R101~ R106Represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent. Q3Represents a metal atom selected from aluminum, gallium and indium. Y1Is represented by any one of the following general formulas (VI-1), (VI-2), and (VI-3).
[0244]
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[0245]
In the general formula (VI), R101~ R106Each independently represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent, preferably a hydrogen atom; a halogen atom such as chlorine or bromine; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group; an aralkyl group such as a benzyl group; Cyano group; amino group; acyl group; alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy group and ethoxy group; carbon number such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; 2-6 alkoxycarbonyl groups; carboxyl groups; aryloxy groups such as phenoxy groups and benzyloxy groups; alkylamino groups such as diethylamino groups and diisopropylamino groups; aralkylamino groups such as dibenzylamino groups and diphenethylamino groups; A haloalkyl group such as a trifluoromethyl group; a hydroxyl group; an optionally substituted phenyl group; Aromatic hydrocarbon ring groups such as Le group; thienyl group which may have a substituent group, an aromatic heterocyclic group such as pyridyl group.
[0246]
Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon ring group and aromatic heterocyclic group may have include a halogen atom such as a fluorine atom; an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group; and a carbon such as a vinyl group. An alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms; an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group; an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group and an ethoxy group; a phenoxy group and a benzyloxy group Aryloxy groups; alkylamino groups such as dimethylamino groups and diethylamino groups; acyl groups such as acetyl groups; haloalkyl groups such as trifluoromethyl groups; cyano groups and the like.
[0247]
R101~ R106More preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom or a cyano group. Also R104Is particularly preferably a cyano group.
[0248]
In the general formula (VI), Artwenty one~ Artwenty fiveSpecific examples include an aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, a biphenyl group and a naphthyl group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group such as a thienyl group and a pyridyl group. Of these, a 5-membered ring, a 6-membered ring, a 5-membered ring and / or a condensed 6-membered ring, or a structure in which two or three of these are directly bonded are preferable. Of the aromatic hydrocarbon ring group and the aromatic heterocyclic group, an aromatic hydrocarbon ring group is preferable.
[0249]
Artwenty one~ Artwenty fiveExamples of the substituent that may be present include R101~ R106Examples of the substituent that may be present when is an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group include the same groups as those described above.
[0250]
Although the preferable specific example of a compound represented by the said general formula (VI) is shown below, it is not limited to these.
[0251]
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As the hole blocking material, in addition to the mixed ligand complex of the general formula (VI), a compound having at least one 1,2,4-triazole ring residue represented by the following structural formula may be used. it can.
[0254]
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Specific examples of the compound having at least one 1,2,4-triazole ring residue represented by the above structural formula are shown below, but are not limited thereto.
[0256]
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Although not described in the above structural formula, the benzene ring and naphthalene ring in these compounds may further have a substituent. Examples of the substituent include R101~ R106Examples of the substituent that may be possessed when is an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group include the same groups as those described above.
[0258]
As the hole blocking material, a compound having at least one phenanthroline ring represented by the following structural formula can also be used.
[0259]
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Specific examples of the compound having at least one phenanthroline ring represented by the above structural formula are shown below, but are not limited thereto.
[0261]
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These compounds may also have a substituent other than those specified in the structural formula, as in the case of the compound having a 1,2,4-triazole ring residue. For example, R101~ R106Examples of the substituent that may be possessed when is an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group include the same groups as those described above.
[0263]
In addition, the compound of each hole blocking material mentioned above may be used independently in the hole blocking layer 6, and may mix and use 2 or more types as needed.
[0264]
The upper limit of the film thickness of the hole blocking layer 6 is usually 100 nm, preferably 50 nm, and the lower limit is usually 0.3 nm, preferably 0.5 nm. The hole blocking layer 6 can also be formed by the same method as the hole transport layer 4 and the electron transport layer 7, but usually a vacuum deposition method is used.
[0265]
For the purpose of further improving the efficiency of hole injection and improving the adhesion of the entire organic layer to the anode 2, an anode buffer is provided between the hole transport layer 4 and the anode 2 as shown in FIG. Inserting layer 3 has also been done. By inserting the anode buffer layer 3, it is possible to obtain an effect that the drive voltage of the initial element is lowered and the voltage increase when the element is continuously driven with a constant current is suppressed. Conditions required for the material used for the anode buffer layer 3 include that the contact with the anode 2 is good and a uniform thin film can be formed, and that it is thermally stable, that is, the melting point and the glass transition temperature Tg are high. The glass transition temperature Tg is required to be 100 ° C. or higher. Furthermore, the ionization potential is low, hole injection from the anode 2 is easy, and the hole mobility is high.
[0266]
For this purpose, as the material of the anode buffer layer 3, phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine (JP-A 63-295695), polyaniline (Appl. Phys. Lett., 64, 1245) 1994), organic compounds such as polythiophene (Optical Materials, 9, 125, 1998), sputtered carbon films (Synth. Met., 91, 73, 1997), vanadium oxide, ruthenium Metal oxides such as oxides and molybdenum oxides (J. Phys. D, 29, 2750, 1996) have been reported.
[0267]
In addition, a layer containing a hole injection / transporting low molecular organic compound and an electron accepting compound (described in JP-A-11-251067, JP-A-2000-159221, etc.), an aromatic amino group, etc. A layer formed by doping a non-conjugated polymer compound having an electron-accepting compound as necessary (JP-A Nos. 11-283750, 2000-36390, 2000-150168, JP-A 2001-223084, etc.) are also preferable.
[0268]
The anode buffer layer 3 can also be formed as a thin film in the same manner as the hole transport layer 4, but in the case of an inorganic material, a sputtering method, an electron beam evaporation method, or a plasma CVD method is further used. The upper limit of the thickness of the anode buffer layer 3 formed as described above is usually 100 nm, preferably 50 nm, and the lower limit is usually 3 nm, preferably 5 nm.
[0269]
Further, LiF, MgF are in contact with the light emitting layer 5 side interface of the cathode 8.2, Li2Inserting an ultra-thin insulating film (thickness of 0.1 to 5 nm) such as O is also an effective method for improving the efficiency of the device (Appl. Phys. Lett., 70, 152, 1997; 10-74586; IEEETrans. Electron. Devices, 44, 1245, 1997).
[0270]
The structure opposite to that shown in FIG. 1, that is, the cathode 8, the hole blocking layer 6, the light emitting layer 5, the hole transport layer 4, and the anode 2 can be laminated on the substrate 1 in this order. Thus, it is also possible to provide the organic electroluminescence device of the present invention between two substrates, at least one of which is highly transparent. Similarly, it is also possible to laminate in a structure opposite to that of each of the layers shown in FIGS. In addition to the layers shown in FIGS. 1, 2, and 3, any layer may be provided between the anode 2 or the cathode 8 and the light emitting layer 5.
[0271]
The present invention can be applied to any of an organic electroluminescent element having a single element, an element having a structure arranged in an array, and a structure having an anode and a cathode arranged in an XY matrix.
[0272]
【Example】
Next, although a synthesis example, an Example, and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to description of a following example, unless the summary is exceeded. .
[0273]
Synthesis example 1
Embedded image
To a mixture of 4.1 g of 2-aminothiophenol and 8.3 g of 4-diphenylaminobenzaldehyde, 100 mL of acetic acid was added and reacted at 40 ° C. for 8.5 hours. After cooling to room temperature, the mixture was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution and extracted with a toluene solvent. After drying the organic layer with potassium carbonate, the solvent was removed and purification by column chromatography was performed to obtain 7.7 g of yellowish white crystals. From the result of mass spectrometry of the obtained compound, it was confirmed that it was the target product. M / e: 378
[0275]
Example 1
Embedded image
To 643 mg of the compound obtained in Synthesis Example 1 and 282 mg of iridium trichloride trihydrate, 3 mL of 2-ethoxyethanol 10 mL water was added and reacted at 120 ° C. for 4 hours under nitrogen. After cooling to room temperature, the resulting precipitate was filtered and washed with methanol. The obtained precipitate was dried, and then added with 84 mg of sodium carbonate, 20 mL of 2-ethoxyethanol and 0.15 mL of acetylacetone, and further reacted under nitrogen for 8 hours. The resulting precipitate was filtered, washed with methanol, and purified by column chromatography to obtain 320 mg of red crystals. From the result of mass spectrometry of the obtained compound, it was confirmed that it was the target product. M / e: 1046
[0277]
Example 2
An organic electroluminescent element having the structure shown in FIG. 3 was produced by the following method.
An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited on a glass substrate 1 with a thickness of 150 nm (manufactured by Geomatic Corp .; electron beam film-formed product; sheet resistance 15 Ω) is 2 mm wide using ordinary photolithography and hydrochloric acid etching. The anode 2 was formed by patterning into stripes.
[0278]
The patterned ITO substrate is cleaned in the order of ultrasonic cleaning with acetone, water with pure water, and ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, then dried with nitrogen blow, and finally with ultraviolet ozone cleaning. installed. After rough evacuation of the above device with an oil rotary pump, the degree of vacuum in the device is 1.4 × 10-6Torr (approximately 1.9 × 10-FourPa) until evacuated using an oil diffusion pump equipped with a liquid nitrogen trap.
[0279]
As a material for the anode buffer layer 3, copper phthalocyanine having the following structural formula was deposited using a molybdenum boat, a deposition rate of 0.15 nm / second, and a degree of vacuum of 1.0 × 10.-6Torr (about 1.3 × 10-FourPa), a film having a thickness of 10 nm was formed on the anode 2.
[0280]
Embedded image
Next, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl, which is shown below, placed in a ceramic crucible placed in the above apparatus, was heated with a tantalum wire heater around the crucible. Evaporation was performed by heating. At this time, the temperature of the crucible was controlled in the range of 220 to 235 ° C. Degree of vacuum 0.9 × 10 during deposition-6Torr (about 1.2 × 10-FourPa), a hole transport layer 4 having a deposition rate of 0.22 nm / second and a film thickness of 60 nm was obtained.
[0282]
Embedded image
Subsequently, the organic iridium complex (T-1) obtained in Example 1 was used with the following N-phenylcarbazole derivative (H-1) as the main component (host material) of the light-emitting layer 5 and the subcomponent (dopant). Were placed in separate ceramic crucibles, and film formation was performed by a binary simultaneous vapor deposition method.
[0284]
Embedded image
The crucible temperature of the compound (H-1) is controlled to 250 to 260 ° C., the deposition rate is controlled to 0.18 nm / second, the iridium complex (T-1) is controlled to a temperature range of 315 to 325 ° C., and the film thickness is 30 nm. The light emitting layer 5 containing 5 wt% of the iridium complex (T-1) was laminated on the hole transport layer 4. Vacuum degree during deposition is 0.8 × 10-6Torr (about 1.1 × 10-FourPa).
[0286]
Further, the exemplary compound (HB-12) was laminated as a hole blocking layer 6 with a crucible temperature of 256 ° C. and a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.20 nm / second. Vacuum degree during deposition is 0.8 × 10-6Torr (about 1.1 × 10-FourPa).
[0287]
Embedded image
On the hole blocking layer 6, an aluminum 8-hydroxyquinoline complex represented by the following structural formula as an electron transport layer 7, Al (C9H6NO)ThreeWas deposited in the same manner. At this time, the crucible temperature of the aluminum 8-hydroxyquinoline complex is controlled in the range of 290 to 300 ° C., and the degree of vacuum during the deposition is 0.8 × 10.-6Torr (about 1.1 × 10-FourPa), the deposition rate was 0.22 nm / sec, and the film thickness was 35 nm.
[0289]
Embedded image
The substrate temperature during vacuum deposition of the hole transport layer 4, the light emitting layer 5, the hole blocking layer 6 and the electron transport layer 7 was kept at room temperature.
[0291]
Here, the element that has been deposited up to the electron transport layer 7 is once taken out from the vacuum deposition apparatus into the atmosphere, and a 2 mm wide striped shadow mask is used as a cathode deposition mask. Adhere to the element so as to be orthogonal to each other and install it in another vacuum vapor deposition device, and the degree of vacuum in the device is 2.3 x 10 like the organic layer.-6Torr (about 3.1 × 10-FourPa) exhausted until below.
[0292]
As cathode 8, first, lithium fluoride (LiF) was vapor deposited at a rate of 0.01 nm / second using a molybdenum boat, and the degree of vacuum was 3.6 × 10.-6Torr (about 4.8 × 10-FourPa), a film having a thickness of 0.5 nm was formed on the electron transport layer 7. Next, aluminum was similarly heated by a molybdenum boat, the deposition rate was 0.37 nm / second, and the degree of vacuum was 7.7 × 10.-6Torr (about 1.0 × 10-3The cathode 8 was completed by forming an aluminum layer with a thickness of 80 nm by Pa). The substrate temperature at the time of vapor deposition of the above two-layer cathode 8 was kept at room temperature.
[0293]
As described above, an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm × 2 mm was obtained. The light emission characteristics of this device are shown in Table 5. In Table 5, the light emission start voltage is a luminance of 1 cd / m.2Value, maximum emission brightness is current density 0.25A / cm2Values, luminous efficiency, luminance / current, and voltage are luminance 100cd / m2The values at are shown respectively. The maximum wavelength of the emission spectrum of the device was 577 nm, which was identified as that from the organic iridium complex (T-1). The chromaticity was CIE (x, y) = (0.56,0.44).
This device has a current density of 0.25 A / cm.2The stability of the device was evaluated by a DC drive at a luminance ratio of 50 seconds later (luminance after 50 seconds / initial luminance) was 0.95 and good.
[0294]
Comparative Example 1
A device was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the organic iridium complex (T-2) shown below was used instead of the organic iridium complex (T-1) as a subcomponent of the light emitting layer. The light emission characteristics of this device are shown in Table 5. The maximum wavelength of the emission spectrum of the device was 563 nm, which was identified as that from the organic iridium complex (T-2). The chromaticity was CIE (x, y) = (0.46,0.49).
[0295]
As in Example 2, this device was processed at a current density of 0.25 A / cm.2When the device was DC-driven and the stability of the device was evaluated, the luminance ratio after 50 seconds (luminance after 50 seconds / initial luminance) was 0.88, which was more unstable than in Example 2.
[0296]
Embedded image
[Table 5]
Synthesis example 2
Embedded image
30 mL of acetic acid was added to a mixture of 1.2 g of 2-aminothiophenol and 2.5 g of 9-phenyl-9H-carbazole-3-carbaldehyde, and reacted at 40 ° C. for 6.0 hours. After cooling to room temperature, the mixture was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution and extracted with a dichloromethane solvent. After drying the organic layer with potassium carbonate, the solvent was removed and purification by column chromatography was performed to obtain 2.3 g of yellowish white crystals. From the result of mass spectrometry of the obtained compound, it was confirmed that it was the target product. M / e: 376
[0300]
Example 3
Embedded image
To 430 mg of the compound obtained in Synthesis Example 2 and 170 mg of iridium trichloride trihydrate, 10 mL of 2-ethoxyethanol and 3 mL of water were added and reacted at 120 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the resulting precipitate was filtered and washed with methanol. The obtained precipitate was dried, 210 mg of sodium carbonate, 20 mL of 2-ethoxyethanol and 0.2 mL of acetylacetone were added, and the mixture was further reacted under a nitrogen atmosphere for 12 hours.
[0302]
The resulting precipitate was filtered, washed with methanol, and purified by column chromatography to obtain 118 mg of red crystals. From the result of mass spectrometry of the obtained compound, it was confirmed that it was the target product. M / e: 1042
[0303]
Example 4
Embedded image
To 366 mg of the compound obtained in Synthesis Example 2 and 117 mg of iridium trichloride trihydrate, 10 mL of 2-ethoxyethanol and 3 mL of water were added and reacted at 120 ° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the resulting precipitate was filtered and washed with methanol. After drying the obtained precipitate, 127 mg of sodium carbonate, 20 mL of 2-ethoxyethanol, and 0.2 mL of acetylacetone were added, and the mixture was further reacted for 12 hours under a nitrogen atmosphere.
[0305]
The obtained precipitate was filtered, washed with methanol, and purified by column chromatography to obtain 59 mg of red crystals. From the result of mass spectrometry of the obtained compound, it was confirmed that it was the target product. M / e: 1042
[0306]
Example 5
An organic electroluminescent element having the structure shown in FIG. 3 was produced by the following method.
[0307]
An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited on glass substrate 1 with a thickness of 150 nm (sputtered film; sheet resistance 15 Ω) is patterned into a 2 mm wide stripe using normal photolithography and hydrochloric acid etching. Thus, an anode 2 was formed. The patterned ITO substrate was cleaned in the order of ultrasonic cleaning with acetone, water with pure water, and ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with nitrogen blow, and finally subjected to ultraviolet ozone cleaning.
[0308]
As a material for the anode buffer layer 3, a non-conjugated polymer compound (PB-1) having an aromatic amino group represented by the following structural formula was spin-coated with the electron-accepting compound (A-1) under the following conditions.
[0309]
Embedded image
Embedded image
[Spin coating conditions]
Solvent cyclohexanone
Coating solution concentration 13 [mg / ml]
PB-1: A-1 10: 1
Spinner speed 1500 [rpm]
Spinner rotation time 30 [seconds]
Drying conditions 100 ° C, 1 hour
A uniform thin film having a film thickness of 45 nm was formed by the above spin coating.
[0312]
Next, the substrate on which the anode buffer layer 3 was formed was placed in a vacuum evaporation apparatus. After rough evacuation of this vacuum vapor deposition device with an oil rotary pump, the degree of vacuum in the device is 2 × 10-6Torr (about 2.7 x 10-FourPa) until evacuated using an oil diffusion pump equipped with a liquid nitrogen trap.
[0313]
Vapor deposition was performed by heating the arylamine compound (H-2) shown below, placed in a ceramic crucible disposed in the above apparatus, with a tantalum wire heater around the crucible. At this time, the temperature of the crucible was controlled in the range of 187 to 201 ° C. Degree of vacuum during deposition 1.2 × 10-6Torr (approximately 1.6 × 10-FourPa), a hole transport layer 4 having a film thickness of 60 nm and a deposition rate of 0.21 nm / second was obtained.
[0314]
Embedded image
Subsequently, the carbazole derivative (E-1) shown below as the main component (host material) of the light-emitting layer 5 and the organic iridium complex (D-1) obtained in Example 3 as separate components (dopants) were separately used. It installed in the ceramic crucible and formed into a film by the binary simultaneous vapor deposition method.
[0316]
Embedded image
The crucible temperature of the compound (E-1) is controlled to 269 to 275 ° C., the deposition rate is controlled to 0.19 nm / second, and the crucible temperature of the iridium complex (D-1) is controlled to a temperature range of 358 to 360 ° C. A light emitting layer 5 having a thickness of 30 nm and containing 5% by weight of an iridium complex (D-1) was laminated on the hole transport layer 4. Vacuum degree during deposition is 1.2 × 10-6Torr (approximately 1.6 × 10-FourPa).
[0318]
Further, a mixed ligand complex (HB-1) was laminated as a hole blocking layer 6 with a crucible temperature of 263 ° C. and a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.20 nm / second. Vacuum degree during deposition is 0.9 × 10-6Torr (about 1.2 × 10-FourPa).
[0319]
Embedded image
An aluminum 8-hydroxyquinoline complex (ET-1) represented by the following structural formula was deposited on the hole blocking layer 6 in the same manner as the electron transport layer 7. At this time, the crucible temperature of the aluminum 8-hydroxyquinoline complex is controlled in the range of 285 to 300 ° C., and the degree of vacuum during the deposition is 0.8 × 10.-6Torr (about 1.1 × 10-FourPa), the deposition rate was 0.21 nm / sec, and the film thickness was 35 nm.
[0321]
Embedded image
The substrate temperature during vacuum deposition of the hole transport layer 4, the light emitting layer 5, the hole blocking layer 6 and the electron transport layer 7 was kept at room temperature.
[0323]
Here, the element that has been deposited up to the electron transport layer 7 is once taken out from the vacuum deposition apparatus into the atmosphere, and a 2 mm wide striped shadow mask is used as a cathode deposition mask. Installed in a separate vacuum deposition device in close contact with the element so as to be orthogonal, and the degree of vacuum in the device was 3.8 × 10 like the organic layer-FourIt exhausted until it became Pa or less.
[0324]
As the cathode 8, first, lithium fluoride (LiF) was vapor deposited at a rate of 0.01 nm / second using a molybdenum boat, and the degree of vacuum was 8.4 × 10.-FourA film was formed on the electron transport layer 7 at a thickness of 0.5 nm using Pa. Next, aluminum was similarly heated by a molybdenum boat, the deposition rate was 0.42 nm / second, and the degree of vacuum was 1.0 × 10.-3An aluminum layer having a thickness of 80 nm was formed of Pa to complete the cathode 8. The substrate temperature at the time of vapor deposition of the above two-layer cathode 8 was kept at room temperature.
[0325]
As described above, an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm × 2 mm was obtained. The light emission characteristics of this device are shown in Table 6. In Table 6, the light emission start voltage is luminance 1cd / m2Value, maximum emission brightness is current density 0.25A / cm2Values, luminous efficiency, luminance / current, and voltage are luminance 100cd / m2The values at are shown respectively. The maximum wavelength of the emission spectrum of the device was 560 nm, which was identified as that from the organic iridium complex (D-1). The chromaticity was CIE (x, y) = (0.50,0.50).
[0326]
Example 6
A device was fabricated in the same manner as in Example 5 except that the iridium complex (D-2) shown below was used instead of the organic iridium complex (D-1) as a subcomponent of the light emitting layer. The light emission characteristics of this device are shown in Table 6. The maximum wavelength of the emission spectrum of the device was 558 nm, which was identified as that from the organic iridium complex (D-2). The chromaticity was CIE (x, y) = (0.49, 0.49), the color purity was the same as in Example 5, and the luminous efficiency was also good.
[0327]
Embedded image
Comparative Example 1
A device was produced in the same manner as in Example 5 except that the organic iridium complex (D-3) shown below was used instead of the organic iridium complex (D-1) as a subcomponent of the light emitting layer. The light emission characteristics of this device are shown in Table 6. The maximum wavelength of the emission spectrum of the device was 563 nm, which was identified as that from the organic iridium complex (D-3). The chromaticity is CIE (x, y) = (0.46, 0.49) and the color purity is equivalent to that of Example 5, but the luminous efficiency is lower than that of Example 5.
[0329]
Embedded image
[Table 6]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a novel organometallic complex capable of improving color purity, improving the efficiency of light emission, and extending the lifetime of the device, particularly in long wavelength light emission, and using this organometallic complex An organic electroluminescent device having a long lifetime and high luminous efficiency is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of an organic electroluminescent element of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the embodiment of the organic electroluminescent element of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the embodiment of the organic electroluminescent element of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Anode
3 Anode buffer layer
4 hole transport layer
5 Light emitting layer
6 Hole blocking layer
7 Electron transport layer
8 Cathode
Claims (5)
ｌ、ｍはアリールアミノ基の数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐはＪの価数を表し、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
下記式
Ａｒa及びＡｒcは各々独立に、アルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していてもよい。ＡｒbおよびＡｒdは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。また、ＡｒaとＡｒb、および／またはＡｒcとＡｒdが結合して縮合環を形成していても良く、該縮合環は置換されていても良い。
Ｚaが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒaとＺa、および／またはＡｒbとＺaが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚbが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒcとＺb、および／またはＡｒdとＺbが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。
環ａは、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。
環ｂは、置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。
Ｚaが直接結合の場合、Ａｒaと環ａ、および／またはＡｒbと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚbが直接結合の場合、Ａｒcと環ｂ、および／またはＡｒdと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。）An organometallic complex represented by the following general formula (1).
l and m represent the number of arylamino groups, each independently 1 or 2.
l ′ and m ′ are each independently 0, 1 or 2, and l ′ + m ′ ≧ 1.
p represents the valence of J and is 1, 2 or 3.
q represents the number of ligands and is 1, 2 or 3.
Under following formula
Ar a and Ar c each independently represents an alkyl group, an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, and any of these may have a substituent. Ar b and Ar d each independently represent an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. Ar a and Ar b and / or Ar c and Ar d may be combined to form a condensed ring, and the condensed ring may be substituted.
When Z a represents a divalent or trivalent linking group, Ar a and Z a , and / or Ar b and Z a are bonded to each other to form an optionally substituted ring. When Z b represents a divalent or trivalent linking group, Ar c and Z b and / or Ar d and Z b are bonded to each other to form an optionally substituted ring. You may do it.
Ring a represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
Ring b represents an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
When Z a is a direct bond, Ar a and ring a and / or Ar b and ring a may be bonded to form a ring that may have a substituent, and Z b is directly bonded In this case, Ar c and ring b and / or Ar d and ring b may combine to form a ring which may have a substituent. )
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