JP6286872B2 - イリジウム錯体化合物、有機電界発光素子、表示装置および照明装置 - Google Patents
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環A上の水素原子は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、および炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。これらの置換基は、さらに、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、および炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。
R1〜R8は、それぞれ同一または異なり、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基、のいずれかを表す。ただし、R2 及び/又はR 3 は炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基である。
R9およびR12は、それぞれ同一または異なり、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基、のいずれかを表す。
R10 は、フッ素原子を表す。
R 11は、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基を表す。
R 1〜R 9 及びR 11 〜R 12 はさらに、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、および炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。
ただし、式(1)において左側に示されるm個の配位子と、右側に示される(3−m)個の配位子とは異なるものである。]
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物及び溶媒を含む組成物。
本発明のイリジウム錯体化合物は、下記式(1)で表されることを特徴とする。
下記式(1)において、Irはイリジウム原子を表し、mは1または2の整数である。
ただし、式(1)において左側に示されるm個の配位子と、右側に示される(3−m)個の配位子とは異なるものである。
環Aは、炭素原子C1および窒素原子N1を含む、6員環または5員環の芳香族複素環を表す。6員環または5員環の芳香族複素環としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環等が挙げられ、中でもピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環が好ましく、ピリジン環がさらに好ましい。
炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基としては、より具体的には、1−フェニルエチル基、クミル基、3−フェニル−1−プロピル基、6−フェニル−1−ヘキシル基、7−フェニル−1−ヘプチル基、6−ピリジル−1−ヘキシル基などが挙げられる。中でも、3−フェニル−1−プロピル基、6−フェニル−1−ヘキシル基、7−フェニル−1−ヘプチル基が好ましい。
(R1〜R8)
R1〜R8は、それぞれ同一または異なり、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基のいずれかを表す。これらの基の具体例については、上記で述べたものと同様である。
R9およびR12は、それぞれ同一または異なり、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基、のいずれかを表す。これらの基の具体例については、上記で述べたものと同様である。
これらの基はさらに、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、および炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。これらの基の具体例については、上記で述べたものと同様である。
R10およびR11は、それぞれ同一または異なり、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基、のいずれかを表す。これらの基の具体例については、上記で述べたものと同様である。
これらの基はさらに、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、および炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。これらの基の具体例については、上記で述べたものと同様である。
耐久性の観点から、R10は、水素原子またはフッ素原子であることが好ましい。R11は、水素原子、置換基を有していてもよい(ヘテロ)アリール基、または少なくとも1つのフッ素原子を有するアリール基であることが好ましく、置換基としてフッ素原子、アルキル基、またはアラルキル基を少なくとも1つ有するフェニル基であることがさらに好ましい。
本発明のイリジウム錯体化合物は、下記式(2)で表される部分構造を有することが好ましい。
p、rは水素原子を置換する置換基の数を表し、合成の簡便性の観点から、それぞれ0または1が好ましく、0がさらに好ましい。qは、m−フェニレン基の数を表し、耐久性の観点から、2〜6が好ましく、2〜5がさらに好ましい。
Ar1は炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基を表す。炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基の具体例は、前項までに述べたものと同様である。
Xは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数4〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、または前記式(2−1)で表される置換基のいずれかを表す。炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数4〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基の具体例は、前項までに述べたものと同様である。耐久性の観点から、Xは炭素数4〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、または前記式(2−1)で表される置換基のいずれかであることが好ましく、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、または前記式(2−1)で表される置換基であることがより好ましい。
Yは、水素原子の置換基を表し、複数存在する場合はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基のいずれかを表す。これらの基の具体例については、前項までに述べたものと同様である。Zは、水素原子の置換基を表し、複数存在する場合はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基のいずれかを表す。これらの基の具体例については、前項までに述べたものと同様である。
本発明のイリジウム錯体化合物の分子量は、錯体の安定性の高さから、通常500以上、好ましくは600以上、通常3000以下、好ましくは2000以下であるが、本発明のイリジウム錯体化合物は、これを側鎖として高分子化合物に導入することによっても好適に用いることができる。
以下に、本発明のイリジウム錯体化合物の好ましい具体例を示すが、本発明のイリジウム錯体化合物はこれらに限定されるものではない。
本発明のイリジウム錯体化合物は、特定の分子構造とフッ素原子を含有することで所望の色に燐光発光し、さらに該化合物を含有する有機EL素子は耐久性が高いという特徴を有する。該化合物がそのような効果を奏する理由は以下の様に考えられる。
以上より、本発明のイリジウム錯体化合物は、特定の化学構造を有することで所望の発光波長を示す燐光発光材料を提供し、該化合物を含む有機EL素子は発光効率の高く耐久性が高い。
本発明のイリジウム錯体化合物は、既知の方法の組み合わせなどにより合成することができる配位子を用いて、この配位子とIr化合物により合成することができる。
本発明のイリジウム錯体化合物は、有機電界発光素子に用いられる材料、すなわち有機電界発光素子材料として好適に使用可能であり、有機電界発光素子やその他の発光素子等の発光材料としても好適に使用可能である。
本発明のイリジウム錯体化合物は、溶解性に優れることから、溶媒とともに使用されることが好ましい。以下、本発明のイリジウム錯体化合物と溶媒とを含有する本発明の組成物(以下、「イリジウム錯体化合物含有組成物」と称することもある。)について説明する。
つまり、本発明のイリジウム錯体化合物含有組成物は、有機電界発光素子用組成物であることが好ましく、更に有機電界発光素子の発光層形成用組成物として用いられることが特に好ましい。
本発明の有機電界発光素子は、陽極、陰極、及びこれらの間に少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層のうち少なくとも1層が、本発明のイリジウム錯体化合物を含むことを特徴とする。このイリジウム錯体化合物を含む有機層は、例えば、真空蒸着法や湿式成膜法といった公知の方法により形成することができるが、前記の本発明の組成物を用いて湿式成膜法により形成された層であることが好ましく、また、この層は発光層であることがさらに好ましい。
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。
基板1上には陽極2が設けられる。陽極2は発光層側の層(正孔注入層3、正孔輸送層4又は発光層5など)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、インジウム及び/又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、或いは、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。
正孔注入層3は、陽極2から発光層5へ正孔を輸送する層であり、通常、陽極2上に形成される。
本発明に係る正孔注入層3の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔注入層3を湿式成膜法により形成することが好ましい。
正孔注入層3の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下の範囲である。
湿式成膜により正孔注入層3を形成する場合、通常は、正孔注入層3を構成する材料を適切な溶媒(正孔注入層用溶媒)と混合して成膜用の組成物(正孔注入層形成用組成物)を調製し、この正孔注入層形成用組成物を適切な手法により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極)上に塗布して成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
正孔注入層形成用組成物は通常、正孔注入層の構成材料として正孔輸送性化合物及び溶媒を含有する。正孔輸送性化合物は、通常、有機電界発光素子の正孔注入層に使用される、正孔輸送性を有する化合物であれば、重合体などの高分子化合物であっても、単量体などの低分子化合物であってもよいが、高分子化合物であることが好ましい。
正孔注入層3の材料として用いられる正孔輸送性化合物は、このような化合物のうち何れか1種を単独で含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。2種以上の正孔輸送性化合物を含有する場合、その組み合わせは任意であるが、芳香族三級アミン高分子化合物1種又は2種以上と、その他の正孔輸送性化合物1種又は2種以上とを併用することが好ましい。
芳香族三級アミン化合物の種類は特に制限されないが、表面平滑化効果による均一な発光の点から、重量平均分子量が1000以上、1000000以下の高分子化合物(繰り返し単位が連なる重合型化合物)がさらに好ましい。芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記式(IV)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物が挙げられる。
R111及びR112が任意の置換基である場合、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、シロキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基などが挙げられる。
さらに、正孔輸送性化合物としては、後述の「正孔輸送層」の項に記載の不溶化基を有する化合物を用いてもよい。
正孔注入層形成用組成物は正孔注入層の構成材料として、電子受容性化合物を含有していることが好ましい。
電子受容性化合物とは、酸化力を有し、上述の正孔輸送性化合物から一電子受容する能力を有する化合物が好ましく、具体的には、電子親和力が4eV以上である化合物が好ましく、5eV以上である化合物がさらに好ましい。
正孔注入層或いは正孔注入層形成用組成物中の電子受容性化合物の正孔輸送性化合物に対する含有量は、通常0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上である。但し、通常100モル%以下、好ましくは40モル%以下である。
湿式成膜法に用いる正孔注入層形成用組成物の溶媒のうち少なくとも1種は、上述の正孔注入層の構成材料を溶解しうる化合物であることが好ましい。また、この溶媒の沸点は通常110℃以上、好ましくは140℃以上、中でも200℃以上、通常400℃以下、中でも300℃以下であることが好ましい。溶媒の沸点が低すぎると、乾燥速度が速すぎ、膜質が悪化する可能性がある。また、溶媒の沸点が高すぎると乾燥工程の温度を高くする必要があり、他の層や基板に悪影響を与える可能性がある。
アミド系溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、等が挙げられる。
これらの溶媒は1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
正孔注入層形成用組成物を調製後、この組成物を湿式成膜により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極2)上に塗布成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
成膜工程における相対湿度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.01ppm以上、通常80%以下である。
真空蒸着により正孔注入層3を形成する場合には、正孔注入層3の構成材料(前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等)の1種又は2種以上を真空容器内に設置されたるつぼに入れ(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ)、真空容器内を適当な真空ポンプで10−4Pa程度まで排気した後、るつぼを加熱して(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して)、蒸発量を制御して溶媒を蒸発させ(2種以上の材料を用いる場合は各々独立に蒸発量を制御して蒸発させ)、るつぼと向き合って置かれた基板の陽極2上に正孔注入層3を形成する。なお、2種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層3を形成することもできる。
蒸着速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1Å/秒以上、通常5.0Å/秒以下である。
正孔輸送層4は、正孔注入層がある場合には正孔注入層3の上に、正孔注入層3が無い場合には陽極2の上に形成することができる。また、本発明の有機電界発光素子は、正孔輸送層を省いた構成であってもよい。
正孔輸送層4の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔輸送層4を湿式成膜法により形成することが好ましい。
ポリアリールアミン誘導体としては、下記式(V)で表される繰り返し単位を含む重合体であることが好ましい。特に、下記式(V)で表される繰り返し単位からなる重合体であることが好ましく、この場合、繰り返し単位それぞれにおいて、Ara又はArbが異なっているものであってもよい。
ポリアリーレン誘導体としては、下記式(VI)及び下記式(VII)からなる繰り返し単位のうち少なくとも一方を有する重合体が好ましい。
上記式(VI)〜(VIII)の具体例及びポリアリーレン誘導体の具体例等は、日本国特開2008−98619号公報に記載のものなどが挙げられる。
不溶化基とは、熱及び/又は活性エネルギー線の照射により反応する基であり、反応後は反応前に比べて有機溶媒や水への溶解性を低下させる効果を有する基である。本発明においては、不溶化基は、脱離基又は架橋性基であることが好ましい。
このような濃度で不溶化性化合物を含む正孔輸送層形成用組成物を下層(通常は正孔注入層3)上に成膜後、加熱及び/又は光などの活性エネルギー照射により、不溶化性化合物を不溶化させる。
正孔輸送層4の上には通常、発光層5が設けられる。発光層5は、電界を与えられた電極間において、陽極2から正孔注入層3を通じて注入された正孔と、陰極9から電子輸送層7を通じて注入された電子との再結合により励起された、主たる発光源となる層である。発光層5は発光材料(ドーパント)と1種又は2種以上のホスト材料を含むことが好ましい。発光層5は、真空蒸着法で形成してもよいが、本発明のイリジウム錯体化合物含有組成物を用い、湿式成膜法によって作製された層であることが特に好ましい。
なお、発光層5は、本発明の性能を損なわない範囲で、発光材料(ドーパント)とホスト材料以外の他の材料、成分を含んでいてもよい。
なお、本発明の素子が、陽極及び陰極の両極間に、発光層5のみを有する場合の発光層5の膜厚は、通常30nm以上、好ましくは50nm以上、通常500nm以下、好ましくは300nm以下である。
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形成される。特に、発光層5の発光材料として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合、正孔阻止層6を設けることは効果的である。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。即ち、正孔阻止層6は、発光層5から移動してくる正孔が電子輸送層7に到達するのを阻止することで、発光層5内で電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層5内に閉じこめる役割と、電子輸送層7から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送する役割がある。
このような条件を満たす正孔阻止層材料としては、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(トリフェニルシラノラト)アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス(2−メチル−8−キノラト)アルミニウム−μ−オキソ−ビス−(2−メチル−8−キノリラト)アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物(日本国特開平11−242996号公報)、3−(4−ビフェニルイル)−4−フェニル−5(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール等のトリアゾール誘導体(日本国特開平7−41759号公報)、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体(日本国特開平10−79297号公報)が挙げられる。さらに、国際公開第2005/022962号に記載の2,4,6位が置換されたピリジン環を少なくとも1個有する化合物も正孔阻止材料として好ましい。
正孔阻止層6も正孔注入層3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。
電子輸送層7は素子の発光効率をさらに向上させることを目的として、正孔注入層6と後述の電子注入層8との間に設けられる。電子輸送層7は、電界を与えられた電極間において陰極9から注入された電子を効率よく発光層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。電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、陰極9又は電子注入層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よ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。
電子輸送層7は、正孔注入層3と同様にして湿式成膜法、或いは真空蒸着法により形成されるが、通常は、真空蒸着法が用いられる。
電子注入層8は陰極9から注入された電子を効率よく発光層5へ注入する役割を果たす。電子注入を効率よく行うには、電子注入層8を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましく、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属が用いられる。
電子注入層8の膜厚は0.1〜5nmが好ましい。
さらに、バソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物や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に代表される有機電子輸送材料に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウム等のアルカリ金属をドープする(日本国特開平10−270171号公報、日本国特開2002−100478号公報、日本国特開2002−100482号公報などに記載)ことにより、電子注入・輸送性が向上し優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。この場合の膜厚は通常5nm以上、好ましくは10nm以上で、通常200nm以下、好ましくは100nm以下である。
このとき、電子注入層8の膜厚方向において均一に共蒸着されるが、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。
陰極9は、発光層5側の層(電子注入層8又は発光層5など)に電子を注入する役割を果たす。
陰極9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も可能であるが、効率よく電子注入を行うには、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、銀等の適当な金属又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。
以上、図1に示す層構成の素子を中心に説明してきたが、本発明の有機電界発光素子における陽極2及び陰極9と発光層5との間には、その性能を損なわない限り、上記説明にある層の他にも、任意の層を有していてもよく、また発光層5以外の任意の層を省略してもよい。
このため、電子阻止層も湿式成膜適合性を有することが好ましく、このような電子阻止層に用いられる材料としては、F8−TFBに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体(国際公開第2004/084260号)等が挙げられる。
さらには、図1に示す層構成を複数段重ねた構造(発光ユニットを複数積層させた構造)とすることも可能である。その際には段間(発光ユニット間)の界面層(陽極がITO、陰極がAlの場合はその2層)の代わりに、例えばV2O5等を電荷発生層として用いると段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。
本発明の表示装置及び照明装置は、上述のような本発明の有機電界発光素子を用いたものである。本発明の表示装置及び照明装置の形式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社、平成16年8月20日発行、時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で、本発明の表示装置および照明装置を形成することができる。
以下の方法で、図1に示す有機電界発光素子を作製した。
ガラス基板1の上に、インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を70nmの厚さに堆積したもの(ジオマテック社製、スパッタ成膜品)を、通常のフォトリソグラフィー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、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、圧縮空気で乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。このITOは、透明電極2として機能する。
溶媒:安息香酸エチル
PB−1濃度:0.875重量%
PB−2濃度:2.625重量%
A−1濃度:0.525重量%
<成膜条件>
スピンコート雰囲気:大気下,23℃
乾燥条件:230℃,60分
溶媒:フェニルシクロヘキサン
PB−3濃度:1.0重量%
<成膜条件>
スピンコート雰囲気:窒素雰囲気下
乾燥条件:230℃,1時間
溶媒:フェニルシクロヘキサン
H−1濃度:1.0重量%
H−2濃度:3.0重量%
D−1濃度:0.4重量%
<成膜条件>
乾燥条件:120℃,20分(乾燥窒素下)
引き続き、下記に示す構造を有する有機化合物(Alq3)を真空蒸着法にて正孔阻止層6の上に積層させ、膜厚20nmの電子輸送層7を形成した。
実施例1において、イリジウム錯体化合物(D−1)を表1に示したイリジウム錯体化合物に置き換えたほかは、実施例1と同様に有機電界発光素子を作成した。これらの素子は電圧を印加することにより黄緑色又は緑色に発光し、表1に示す特性を示した。なお、イリジウム錯体化合物(D−2)は合成例2で合成したものであり、イリジウム錯体化合物(D−3)は下記式で示されるものであって、特開2010−202644号公報記載の方法で合成した。
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 正孔阻止層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
Claims (9)
- 下記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物。
環A上の水素原子は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、および炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。これらの置換基は、さらに、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、および炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。
R1〜R8は、それぞれ同一または異なり、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基、のいずれかを表す。ただし、R2 及び/又はR 3 は炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基である。
R9およびR12は、それぞれ同一または異なり、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基、のいずれかを表す。
R10 は、フッ素原子を表す。
R 11は、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基を表す。
R 1〜R 9 及びR 11 〜R 12 はさらに、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜20であるアルキルシリル基、(ヘテロ)アリール基の炭素数が3〜20である(ヘテロ)アリールシリル基、炭素数2〜20のアルキルカルボニル基、炭素数4〜20の(ヘテロ)アリールカルボニル基、および炭素数3〜20の(ヘテロ)アリール基よりなる群から選ばれる1種以上の置換基で置換されていてもよい。
ただし、式(1)において左側に示されるm個の配位子と、右側に示される(3−m)個の配位子とは異なるものである。] - R6が置換基を有していてもよいフェニル基である、請求項1に記載のイリジウム錯体化合物。
- 下記式(2)で表される部分構造を少なくとも1つ含む、請求項1または2に記載のイリジウム錯体化合物。
- R 6 が、置換基として炭素数7〜40の(ヘテロ)アラルキル基を有するフェニル基であり、
R 11 が、無置換のフェニル基であり、
環Aが、無置換のピリジン環である、請求項1に記載のイリジウム錯体化合物。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のイリジウム錯体化合物及び溶媒を含む組成物。
- 陽極、陰極、及びこれらの間に少なくとも1層の有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層のうち少なくとも1層が、請求項1〜4のいずれか一項に記載のイリジウム錯体化合物を含む有機電界発光素子。
- イリジウム錯体化合物を含む有機層が、請求項5に記載の組成物を用いて形成された層である、請求項6に記載の有機電界発光素子。
- 請求項6または7に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
- 請求項6または7に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
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