JP6319096B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、表示装置および照明装置 - Google Patents

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

Info

Publication number
JP6319096B2
JP6319096B2 JP2014553058A JP2014553058A JP6319096B2 JP 6319096 B2 JP6319096 B2 JP 6319096B2 JP 2014553058 A JP2014553058 A JP 2014553058A JP 2014553058 A JP2014553058 A JP 2014553058A JP 6319096 B2 JP6319096 B2 JP 6319096B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
ring
organic
aromatic
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014553058A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2014097865A1 (ja
Inventor
麻由香 蟇目
麻由香 蟇目
大津 信也
信也 大津
加藤 栄作
栄作 加藤
杉野 元昭
元昭 杉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Publication of JPWO2014097865A1 publication Critical patent/JPWO2014097865A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6319096B2 publication Critical patent/JP6319096B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System
    • C07F15/0006Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System compounds of the platinum group
    • C07F15/0033Iridium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System
    • C07F15/0006Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic System compounds of the platinum group
    • C07F15/0086Platinum compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/346Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising platinum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C09K2211/1037Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/185Metal complexes of the platinum group, i.e. Os, Ir, Pt, Ru, Rh or Pd
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10Triplet emission
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/321Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/324Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising aluminium, e.g. Alq3
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置および照明装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、電界を印加することにより、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子を発光層内で再結合させることで励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・リン光)を利用した発光素子である。また、有機EL素子は、電極と電極の間を厚さわずかサブミクロン程度の有機材料の膜で構成する全固体素子であり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能であることから、次世代の平面ディスプレイや照明への利用が期待されている。
実用化に向けた有機EL素子の開発としては、プリンストン大学より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機EL素子の報告がされており(例えば、非特許文献1参照)、以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている(例えば、特許文献1、非特許文献2参照)。
さらに、リン光発光を利用する有機EL素子は、以前の蛍光発光を利用する有機EL素子に比べ原理的に約4倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。例えば、イリジウム錯体系等重金属錯体を中心に多くの化合物について合成検討がなされている(例えば、非特許文献3参照)。
このように、リン光発光方式は大変ポテンシャルの高い方式であるが、リン光発光を利用する有機ELデバイスにおいては、蛍光発光を利用する有機ELデバイスとは大きく異なり、発光中心の位置をコントロールする方法、とりわけ発光層の内部で再結合を行い、いかに発光を安定に行わせることができるかが、素子の効率・寿命を捉える上で重要な技術的な課題となっている。
そこで近年、発光層に隣接する形で、発光層の陽極側に位置する正孔輸送層と発光層の陰極側に位置する電子輸送層とを備えた多層積層型の素子が良く知られている(例えば、特許文献2参照)。また、発光層にはホスト化合物とドーパントとしてのリン光発光性化合物とを用いた混合層が多く用いられている。
一方、材料の観点からは高いキャリア輸送性や熱的、電気的に安定な材料が求められている。また、屋外での使用を想定した場合には、紫外光による材料の劣化も考慮する必要がある。特に、リン光発光性化合物は発光色が赤から青色へと短波になるにつれて、三重項励起エネルギー(T1)が高くなるために、緑から青色、特に青色の発光色を示すリン光発光材料および、それに適応可能な周辺材料の開発と、精密な発光中心の制御が強く求められている。
特許文献3には、緑から青色の発光色を示し、配位子として五員環と五員環を炭素−炭素結合で結んだ特定の部分構造を有するイリジウム錯体が開示されている。しかしながら、これらの開示されている化合物は発光効率が十分ではなく、また紫外光を照射した際に劣化しやすいという課題があった。
一方、特許文献4には、少なくとも一方が縮環した五員環である、五員環と五員環が連結した部分構造を有する配位子が配位したイリジウム錯体が開示されているが、赤色発光の有機EL素子の開示があるのみであった。
米国特許第6,097,147号明細書 特開2005−112765号公報 国際公開第2007/004380号 特開2003−252888号公報
M.A.Baldo et al.,nature、395巻、151〜154ページ(1998年) M.A.Baldo et al.,nature、403巻、17号、750〜753頁(2000年) S.Lamansky et al.,J.Am.Chem.Soc.,123巻、4304頁(2001年)
このように従来においては、有機EL素子材料に関して様々な化合物が開示されており、低駆動電圧で発光効率が高く長寿命である有機EL素子の開発が試みられている。しかしながら、これらの性能を従来よりも増してさらに向上させた有機EL素子の開発が望まれている。また、緑から青色の発光色を有し、励起子安定性に優れた有機EL素子の開発が望まれている。
本発明の課題は、緑色から青色の発光色を有し、発光効率が高く、低駆動電圧、長寿命であり、且つ励起子安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を用いた表示装置および照明装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。
1.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(1)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0006319096
〔式中、環Cm1は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、環C m1 は単環である。AはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B〜Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
2.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(2)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0006319096
〔式中、環Cm2は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、環C m2 は単環である。A、A、A、A、B 各々独立にCまたはNを表し、 はNを表し、、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムを表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、m+nが3である。〕
3.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(3)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0006319096
〔式中、環Cm3は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B 各々独立にCまたはNを表し、 はNを表し、、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただし、縮合環は形成しない。Mはイリジウムを表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、m+nが3である。〕
4.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(4)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0006319096
〔式中、環Cm4は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムを表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、m+nが3である。〕
5.前記発光層が前記リン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする前記1から前記4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6.前記1から前記5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子をウェットプロセスで作製することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
7.前記1から前記のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする表示装置。
8.前記1から前記のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
本発明によれば、緑色から青色の発光色を有し、発光効率が高く、低駆動電圧、長寿命であり、且つ励起子安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
併せて、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置および照明装置を提供することができる。
有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。 図1における表示部Aの模式図である。 画素の模式図である。 図2の表示部Aに係るパッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。 照明装置の概略図である。 照明装置の模式図である。 (a)〜(e)は有機ELフルカラー表示装置の概略構成図である。
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
《有機EL素子》
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持されたものである。そして、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有する。
まず、当該有機EL素子を発明するに至った経緯およびその特徴について説明した後、本発明の有機EL素子について詳述する。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、一般式(1)〜(4)で表される化合物を使用することにより、緑色から青色の発光色を有し、高い発光輝度と低駆動電圧、さらに発光寿命の長寿命化も同時に達成できることを見出し、本発明に至った。さらに、本発明のドーパントを用いて作製された有機EL素子は励起子安定性の点でも改善された有機EL素子が得られることが分かった。
先行特許文献3に記載されているように五員環と五員環を、炭素−炭素結合で結んだ特定の部分構造を有するイリジウム錯体が、有機EL素子における発光ドーパントとして有用であることはすでに知られている。しかしながら、その性能は上記課題を解決するには不十分であった。一方で、先行特許文献4には長波長領域の発光効率および寿命を向上させる手段として5員環のα位が縮環した化合物が記載されている。しかし、これらの素子の発光波長は長波長であり、その性能は上記課題を解決するには不十分であった。
本発明者らは検討を重ねたところ、リン光発光性化合物が一般式(1)〜(4)で表される構造を有することで、有機EL素子の性能が改善されることを見出した。すなわち一般式(1)〜(4)で表される構造は、緑色から青色のリン光発光であり、特定の五員環が縮環した構造を持つことにより、さらに化合物の安定性が向上し、発光寿命が向上することがわかった。さらに、縮環した構造を持つことで、基底状態と三重項励起状態との間での構造変化が抑制されることがわかった。これにより、リン光発光性化合物の熱的失活成分が抑制されることで、素子の発光効率が向上し、さらには低駆動電圧においても高い発光効率が得られることを見出した。また、構造変化が抑制されたことで、励起子安定性についても改良されることを見出した。
以下、本発明に用いられる化合物について説明する。
《一般式(1)〜(4)で表されるリン光発光性有機金属錯体》
本発明の有機EL素子に、有機EL素子材料として含有される有機金属錯体化合物(リン光発光性有機金属錯体)について説明する。
本発明に用いる有機金属錯体化合物は緑色から青色の発光色を有する。本発明において、緑色の発光色を有する有機金属錯体化合物とは、560nm以下の発光波長を有する有機金属錯体化合物をいい、青色の発光色を有する有機金属錯体化合物とは、480nm以下の発光波長を有する有機金属錯体化合物をいう。本発明に用いる有機金属錯体化合物としては、480nm以下の発光波長を有することが好ましい。
有機層の少なくとも1層が緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することで、緑色から青色の発光色を有する有機EL素子とすることができる。
発光波長は、溶液中の発光スペクトルにおいて、複数の発光ピークがある場合、最も短波側にある発光の発光極大波長(ピーク波長)とする。
発光波長は、例えば、特開2009−59767号公報に記載の方法で測定することができる。具体的には、測定する化合物(リン光発光性ドーパントでも、ホスト化合物でも同様に測定可能である。)を、よく脱酸素されたエタノール/メタノール=4/1(vol/vol)の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後液体窒素温度77°Kで励起光を照射し、励起光照射後100msでの発光スペクトルを測定する。リン光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、100ms後に残存する光はほぼリン光であると考えることができる。
なお、リン光寿命が100msより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうとリン光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。また、上記溶剤系で溶解できない化合物については、その化合物を溶解しうる任意の溶剤を使用してもよい(実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごくわずかなので問題ない)。
リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。このような場合には励起光照射直後の発光スペクトル(便宜上これを定常光スペクトルと言う)を拡大し、励起光照射後100ms後の発光スペクトル(便宜上これをリン光スペクトルと言う)と重ねあわせリン光スペクトルに由来する定常光スペクトル部分からピーク波長を読みとることで決定することができる。
また、リン光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離しピーク波長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、Savitzky&Golayの平滑化法等を適用することができる。
本発明に用いる有機金属錯体化合物は下記一般式(1)〜(4)で表される。
《一般式(1)で表される化合物》
Figure 0006319096
一般式(1)において、環Cm1は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
一般式(1)において、環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
一般式(1)において、環Cm1で表される5員または6員の芳香族複素環としては、例えば、シロール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンズイミダゾール環、ベンズチアゾール環、ベンズオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、チエノチオフェン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環(カルバゾール環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを表す)、ジベンゾシロール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾチオフェン環やジベンゾフラン環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わった環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、ジベンゾカルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジチエノベンゼン環等が挙げられる。
一般式(1)において環Cm1は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
一般式(1)において、AはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B〜Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。A、A、Aは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。B〜Bは好ましくはCR1またはNまたはNR2であり、さらにCR1またはNであることが好ましく、CR1であることがより好ましい。
複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等)、シアノ基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、(t)ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ベンジル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、プロパルギル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ジアリールアミノ基(例えば、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基等)、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、(t)ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、(t)ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基、2−ピリジルシリル基等)、ホスフィノ基(ジメチルホスフィノ基、ジエチルホスフィノ基、ジシクロヘキシルホスフィノ基、メチルフェニルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、ジナフチルホスフィノ基、ジ(2−ピリジル)ホスホスフィノ基)、ホスホリル基(ジメチルホスホリル基、ジエチルホスホリル基、ジシクロヘキシルホスホリル基、メチルフェニルホスホリル基、ジフェニルホスホリル基、ジナフチルホスホリル基、ジ(2−ピリジル)ホスホリル基)、アリール基(例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、ヘテロアリール基(ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、インドロインドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等)、アルコキシル基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシル基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、非芳香族炭化水素環基(例えば、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、シクロヘキシルアミノスルホニル基、テトラヒドロナフチル基、9,10−ジヒドロアントリル基、ビフェニリル基等)、非芳香族複素環基(例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−1,1−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]−オクタン環等)から選ばれる何れかの基を表す。ここで、上記水素原子以外の基を置換基と表す。なお、これらの置換基はさらに置換基を有していても良い。
一般式(1)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。
一般式(1)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、BとBがそれぞれR1またはR2を有する場合、BとBが有するR1同士、R2同士、あるいは、R1とR2とが互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(1)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(1)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(1)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(1)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
一般式(1)は、より好ましくは下記一般式(5)で表される。
Figure 0006319096
一般式(5)においてAはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B〜Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。A、A、Aは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。B〜Bは好ましくはCR1またはNまたはNR2であり、さらにCR1またはNであることが好ましく、CR1であることがより好ましい。
一般式(5)において、C〜Cは各々独立にCR1またはNを表す。C〜CはCR1であることが好ましい。
一般式(5)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
一般式(5)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(5)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
一般式(5)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、BとBがそれぞれR1またはR2を有する場合、BとBが有するR1同士、R2同士、あるいは、R1とR2とが互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(5)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(5)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(5)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(5)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《一般式(2)で表される化合物》
Figure 0006319096
一般式(2)において、環Cm2は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
一般式(2)において、環Cm2で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環としては、一般式(1)の環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環と同義である。
一般式(2)において環Cm2は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
一般式(2)において、A、A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
一般式(2)において、A、A、A、A、Bは好ましくはCであり、Bは好ましくはNである。Bは好ましくはCR1、N、NR2であり、より好ましくはNまたはNR2である。Aは、NR2、O、Sのいずれかであることが好ましい。B、BはCR1またはNであることが好ましい。
一般式(2)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
一般式(2)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(2)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
一般式(2)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(2)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(2)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(2)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(2)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
一般式(2)は、より好ましくは下記一般式(6)で表される。
Figure 0006319096
一般式(6)において、A、A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
一般式(6)において、A、A、A、A、Bは好ましくはCであり、Bは好ましくはNである。Bは好ましくはCR1、N、NR2であり、より好ましくはNまたはNR2である。Aは、NR2、O、Sのいずれかであることが好ましい。B、BはCR1またはNであることが好ましい。
一般式(6)において、C〜Cは各々独立にCR1またはNを表す。C〜CはCR1であることが好ましい。
一般式(6)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
一般式(6)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(6)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
一般式(6)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(6)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(6)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(6)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(6)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《一般式(3)で表される化合物》
Figure 0006319096
一般式(3)において、環Cm3は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
一般式(3)において、環Cm3で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環としては、一般式(1)の環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環と同義である。
一般式(3)において環Cm3は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
一般式(3)において、AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
一般式(3)において、A、A、B、Bは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。
は好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは好ましくはCR1またはNである。
一般式(3)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(3)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(3)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(3)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(3)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、AとAが有するR1またはR2と、AとAが有するR1またはR2と、のいずれか一方、あるいは両方の組において、R1またはR2が互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(3)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(3)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(3)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
一般式(3)は、より好ましくは下記一般式(7)で表される。
Figure 0006319096
一般式(7)において、AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
一般式(7)において、A、A、B、Bは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。
は好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは好ましくはCR1またはNである。
一般式(7)において、C〜C12は各々独立にCR1またはNを表す。C〜C12はCR1であることが好ましい。
一般式(7)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(3)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(7)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(7)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(7)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、AとAが有するR1またはR2と、AとAが有するR1またはR2と、のいずれか一方、あるいは両方の組において、R1またはR2が互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(7)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(7)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(7)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《一般式(4)で表される化合物》
Figure 0006319096
一般式(4)において、環Cm4は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
一般式(4)において、環Cm4で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環としては、一般式(1)の環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環と同義である。
一般式(4)において環Cm4は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
一般式(4)において、BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
一般式(4)において、A、A、B、Bは好ましくはCである。Aは好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは、好ましくはCR1またはNである。
一般式(4)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(4)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(4)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(4)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(4)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(4)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(4)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(4)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
一般式(4)は、より好ましくは下記一般式(8)で表される。
Figure 0006319096
一般式(8)において、BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
一般式(8)において、A、A、B、Bは好ましくはCである。Aは好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは、好ましくはCR1またはNである。
一般式(8)において、C13〜C16は各々独立にCR1またはNを表す。C13〜C16はCR1であることが好ましい。
一般式(8)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(8)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(8)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(8)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
一般式(8)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
一般式(8)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
一般式(8)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)〜(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)〜(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
一般式(8)において、mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《具体例》
以下に、一般式(1)〜(4)で表されるリン光発光性有機金属錯体の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
《合成例》
以下に、一般式(1)〜(4)で表される化合物の合成例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
≪例示化合物2−47の合成≫
例示化合物2−47は以下のスキームに従って合成できる。
Figure 0006319096
(中間体2の合成)
窒素気流下、フラスコに6.03g(27.7mmol)の中間体1をいれ、THF140mLに溶解させた。この溶液を−78℃に冷却し、そこへn−ブチルリチウムのヘキサン溶液20mL(1.6M、33.2mmol)を滴下した。30分間撹拌した後、さらに塩化亜鉛のエーテル溶液33mL(1.0M、33.2mmol)を滴下し、室温まで昇温した。2時間室温で撹拌した後、反応溶液にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム1.0g(0.83mmol)と3−ブロモーN−フェニルインドール6.20g(22.7mmol)を加え、8時間加熱環流を行った。反応液を室温まで放冷した後、水と炭酸カリウム、エチレンジアミン四酢酸を加え、酢酸エチルで抽出し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、中間体2を3.1g(収率30%)得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。
(中間体3の合成)
窒素気流下、フラスコに、1.0g(2.65mmol)の中間体2、塩化イリジウム420mg(1.19mmol)、エトキシエタノール12ml、水2mlを入れ、100℃で4時間加熱撹拌した。析出した結晶をろ取し、ろ取した結晶をメタノール洗浄して、中間体3を0.85g得た。
(例示化合物2−47の合成)
窒素気流下、フラスコに0.60g(0.304mmol)の中間体3、0.23g(0.62mmol)の中間体2、トリフルオロ酢酸銀168mg(0.76mmol)、酢酸フェニル30mLを入れ、150℃で9時間加熱撹拌した。反応液を室温まで放冷した後、減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、例示化合物2−47を154mg(収率38%)得た。例示化合物2−47の構造はマススペクトル及び1H−NMRで確認した。なお、後述する有機EL素子の作製にはこの化合物をさらに昇華精製したものを用いた。
《有機EL素子の構成層》
本発明の有機EL素子の構成層について説明する。本発明の有機EL素子において、陽極と陰極との間に挟持される各種有機層の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)陽極/発光層ユニット/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(v)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
なお、阻止層としては正孔阻止層の他に、電子阻止層を用いることもできる。
さらに、発光層ユニットは複数の発光層の間に非発光性の中間層を有していてもよく、該中間層が電荷発生層であるようなマルチフォトンユニット構成であってもよい。この場合、電荷発生層としては、ITO(インジウム・錫酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiOx、VOx、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の2層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、またC60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられる。
本発明の有機EL素子における発光層としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置あるいは照明装置であることが好ましい。すなわち、有機EL素子は白色に発光することが好ましい。
本発明の有機EL素子を構成する各層について以下説明する。
《発光層》
発光層は、電極または電子輸送層および正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加することを防止し、且つ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、好ましくは2nm〜5μmの範囲に調整され、さらに好ましくは2nm〜200nmの範囲に調整され、特に好ましくは5nm〜100nmの範囲に調整される。
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を用いて、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア・ブロジェット(LangmuirBlodgett法))等を挙げることができる。)等により成膜して形成することができる。なお、本発明に用いるリン光発光性有機金属錯体を発光層の材料として用いる場合、ウェットプロセスにて成膜することが好ましい。
本発明の有機EL素子の発光層には、発光ドーパントと、発光ホストとを含有し、少なくとも1つの発光ドーパントは前述の一般式(1)〜(4)で表されるリン光発光性有機金属錯体であることが好ましい。すなわち、発光層が一般式(1)〜(4)で表されリン光発光性有機金属錯体を含有することが好ましい。
(発光ドーパント(リン光発光性ドーパント、リン光ドーパント、発光性ドーパント、リン光発光性ドーパント基、発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう))
発光ドーパントについて説明する。発光ドーパントとしては、リン光ドーパント、蛍光ドーパントを用いることができる。
(リン光ドーパント(リン光発光ドーパント、リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物、リン光ドーパント化合物ともいう))
リン光ドーパントについて説明する。
リン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
リン光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられ、1つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう1つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
また発光層には、以下の特許公報に記載されている化合物等を併用してもよい。
例えば、国際公開第00/70655号、特開2002−280178号公報、特開2001−181616号公報、特開2002−280179号公報、特開2001−181617号公報、特開2002−280180号公報、特開2001−247859号公報、特開2002−299060号公報、特開2001−313178号公報、特開2002−302671号公報、特開2001−345183号公報、特開2002−324679号公報、国際公開第02/15645号、特開2002−332291号公報、特開2002−50484号公報、特開2002−332292号公報、特開2002−83684号公報、特表2002−540572号公報、特開2002−117978号公報、特開2002−338588号公報、特開2002−170684号公報、特開2002−352960号公報、国際公開第01/93642号、特開2002−50483号公報、特開2002−100476号公報、特開2002−173674号公報、特開2002−359082号公報、特開2002−175884号公報、特開2002−363552号公報、特開2002−184582号公報、特開2003−7469号公報、特表2002−525808号公報、特開2003−7471号公報、特表2002−525833号公報、特開2003−31366号公報、特開2002−226495号公報、特開2002−234894号公報、特開2002−235076号公報、特開2002−241751号公報、特開2001−319779号公報、特開2001−319780号公報、特開2002−62824号公報、特開2002−100474号公報、特開2002−203679号公報、特開2002−343572号公報、特開2002−203678号公報等である。
(蛍光ドーパント(蛍光性化合物ともいう))
蛍光ドーパントとしては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。
また発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
なお、本発明において、好ましく用いることの出来る公知のリン光ドーパント化合物の具体例としては、例えば、特開2012−195554号公報に記載のD−1〜D−47の化合物や、以下のD−48、D−49の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 0006319096
(発光ホスト(発光ホスト化合物ともいう))
本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。
従来公知の化合物としては、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも1つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等。
なお、本発明の有機EL素子の発光層の公知の発光ホストとして用いられる具体例としては、例えば、特開2012−164731号公報に記載のOC−1〜OC−32の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
さらに、本発明の有機EL素子の発光層の発光ホストとして特に好ましいものは、例えば、特開2012−164731号公報に記載の一般式(B)の化合物である1〜56の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
《注入層:正孔注入層(陽極バッファー層)、電子注入層(陰極バッファー層)》
注入層とは、必要に応じて、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123頁〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。
陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、特表2003−519432号公報や特開2006−135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体バッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体層等が挙げられる。
陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウム、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウム、フッ化セシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。
《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、および「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げた、カルバゾール誘導体、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン環を構成する炭素原子のいずれかひとつが窒素原子で置き換わったものを示す)を含有することが好ましい。
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層(最短波層)が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましい。そしてこのような場合、該最短波層とこの最短波層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。
本発明に用いることができる正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは3nm〜100nmであり、さらに好ましくは5nm〜30nmである。
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
また、特表2003−519432号公報や特開2006−135145号公報等に記載されているようなアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物およびスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。
芳香族第3級アミン化合物およびスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベン;N−フェニルカルバゾール、さらには米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、所謂p型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の一種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなp性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
なお、本発明の有機EL素子の正孔注入層および正孔輸送層の形成に好ましく用いられる化合物の具体例としては、例えば、特開2012−169325号公報に記載のHT−1〜HT−29の化合物や、以下のHT−30〜HT−45の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 0006319096
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。
電子輸送層は陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、電子輸送層の構成材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択し併用することも可能である。
電子輸送層に用いられる従来公知の材料(以下、電子輸送材料という)の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の多環芳香族炭化水素、複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、または、該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等が挙げられる。
さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も電子輸送材料として用いることができる。
これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、およびこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も電子輸送材料として用いることができる。
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも電子輸送材料として用いることができる。また、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア・ブロジェット(Langmuir Blodgett法)等を挙げることができる。))等により、薄膜化することにより形成することが好ましい。
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5000nm程度、好ましくは5nm〜200nmである。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
また、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントをドープして用いてもよい。
本発明の有機EL素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の化合物(電子輸送材料)としては、例えば、特開2012−164731号公報に記載のET−1−ET−43の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50nm〜200nmの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を1nm〜20nmの膜厚で作製した後に、後述する陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
《陽極》
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。
また、IDIXO(In−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
《支持基板》
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
《有機EL素子の作製方法》
有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層(陽極バッファー層)/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層(陰極バッファー層)/陰極からなる素子の作製方法について説明する。
まず、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10nm〜200nmの膜厚になるように形成させ、陽極を作製する。
次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
薄膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等により成膜して形成することができる。しかしながら、本発明においてはウェットプロセスで有機EL素子を作製することが好ましい。ウェットプロセスで作製することで、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の効果を奏することができる。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。
本発明に用いることができる有機EL材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。
また、順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
本発明の有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
《光取り出し》
有機EL素子は空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7〜2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)等がある。
本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
《集光シート》
本発明の有機EL素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10μm〜100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
なお、前記した「有機EL素子を構成する各層」についての本発明の特徴的部分以外や、「支持基板」、「封止」、「保護膜、保護板」、「光取り出し」、「集光シート」等についてのその他の詳細については、例えば、特開2012−164731号公報、特開2012−156299号公報等の公知文献に記載のものと同様である。
《用途》
本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
本発明の有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング(株)製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
また、本発明の有機EL素子が白色素子の場合には、白色とは、2度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.1の領域内にあることを言う。
《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機EL素子を具備したものである。本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
表示装置に具備される有機EL素子の構成は、必要に応じて上記の有機EL素子の構成例の中から選択される。
また、有機EL素子の製造方法は、上記の本発明の有機EL素子の製造の一態様に示したとおりである。
このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2V〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。図1は有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
ディスプレイ1は複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B等からなる。制御部Bは表示部Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。
図2は表示部Aの模式図である。
表示部Aは基板上に、複数の走査線5およびデータ線6を含む配線部と複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。
図2においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。
配線部の走査線5および複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示していない)。
画素3は走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
次に、画素の発光プロセスを説明する。図3は画素の模式図である。画素は有機EL素子10、スイッチングトランジスター11、駆動トランジスター12、コンデンサー13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色、青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
図3において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスター11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスター11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスター11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー13と駆動トランジスター12のゲートに伝達される。
画像データ信号の伝達により、コンデンサー13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスター12の駆動がオンする。駆動トランジスター12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。
制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスター11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスター11の駆動がオフしてもコンデンサー13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスター12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスター12が駆動して有機EL素子10が発光する。
即ち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスター11と駆動トランジスター12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
ここで、有機EL素子10の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
図4は図2の表示部Aに係るパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図4において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は、本発明の有機EL素子を具備したものである。本発明の有機EL素子に共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
また、本発明の有機EL素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
また、本発明の有機EL材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有したものでもよい。
また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機EL素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が発光白色である。発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機EL素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成することができる。
図5は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機EL素子101はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った。)。
図6は、照明装置の断面図を示し、図6において、105は陰極、106は有機EL層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
また、以下に説明する実施例で用いられる化合物の構造を以下に示す。なお、その他の化合物については、本件明細書中に記載のものである。
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
Figure 0006319096
《有機EL素子1−1の作製》
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにHT−30を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにHT−2を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC−11を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにcDP−1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにET−8を200mg入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにET−7を200mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、HT−30の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、透明支持基板に蒸着し10nmの正孔注入層を設けた。
さらにHT−2の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔注入層上に蒸着し30nmの正孔輸送層を設けた。
さらにOC−11とcDP−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.010nm/秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し40nmの発光層を設けた。
さらにET−8の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記発光層上に蒸着し10nmの正孔阻止層を設けた。
さらにET−7の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔阻止層上に蒸着し30nmの電子輸送層を設けた。
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム0.5nmを蒸着し、さらにアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子1−1を作製した。
《有機EL素子1−2〜1−16の作製》
有機EL素子1−1の作製において、ドーパント化合物とホスト化合物を表1に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機EL素子1−2〜1−16を作製した。
《有機EL素子1−1〜1−16の評価》
得られた有機EL素子1−1〜1−16を評価するに際しては、作製後の各有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して硬化させて封止し、図5および図6に示すような照明装置を作製して評価した。
このようにして作製した各サンプルについて下記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(1)外部取り出し量子効率(単に、効率ともいう)
有機EL素子を室温(約23〜25℃)、2.5mA/cmの定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度(L)[cd/m]を測定することにより、外部取り出し量子効率(η)を算出した。
ここで、発光輝度の測定はCS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いて行い、外部取り出し量子効率は有機EL素子1−1を100とする相対値で表した。
なお、値が大きいほうが比較に対して効率に優れていることを示す。
(2)半減寿命
下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。各有機EL素子を初期輝度1000cd/mを与える電流で定電流駆動して、初期輝度の1/2(500cd/m)になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。なお、半減寿命は有機EL素子1−1を100とする相対値で表した。
なお、値が大きいほうが比較に対して半減寿命に優れていることを示す。
(3)駆動電圧
有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、2.5mA/cmの定電流条件下で駆動したときの電圧を各々測定し、測定結果を下記に示すように、有機EL素子1−1を100として各々相対値で示した。
電圧=(各素子の駆動電圧/有機EL素子1−1の駆動電圧)×100
なお、値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
(4)輝度残存率
UV−LED(5W/cm)光源とサンプルの距離を10mmとし、サンプルに対し光を20分照射したときの輝度残存率を測定した。
有機EL素子1−1を100とする相対値で表した。
輝度残存率=20分後輝度/初期輝度
なお、値が大きいほうが比較に対して励起子耐久性(励起子安定性)に優れていることを示す。
(5)発光波長
有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、2.5mA/cmの定電流条件下で発光させたときの発光波長(nm)を各々測定した。測定にはCS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。
Figure 0006319096
表1から明らかな通り、本発明のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光波長が青または緑であり、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
《有機EL素子2−1の作製》
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、H.C. スタルク社製、CLEVIO P VPAI 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用い、3000rpm、30秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚20nmの第1正孔輸送層を設けた。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに正孔輸送材料としてHT−2を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてOC−30を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料としてET−8を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてcDP−3を100mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、HT−2の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚20nmの第2正孔輸送層を設けた。
さらに、ホスト化合物としてOC−30とドーパント化合物としてcDP−3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.006nm/秒で前記第2正孔輸送層上に共蒸着して膜厚40nmの発光層を設けた。
さらにET−8の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記発光層上に蒸着して膜厚30nmの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続き、フッ化リチウムを蒸着して膜厚0.5nmの陰極バッファー層を形成し、さらにアルミニウムを蒸着して膜厚110nmの陰極を形成し、有機EL素子2−1を作製した。
《有機EL素子2−2〜2−18の作製》
有機EL素子2−1の作製において、発光層におけるホスト化合物およびドーパント化合物を表2に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機EL素子2−2〜2−18を各々作製した。
《有機EL素子2−1〜2−18の評価》
得られた有機EL素子を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子1−1〜1−16と同様に封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例1と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率および発光波長について評価を行った。評価結果を表2に示す。なお、表2における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率の測定結果は、有機EL素子2−1の測定値を100とする相対値で表した。
Figure 0006319096
表2から明らかな通り、本発明または参考例のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
《有機EL素子3−1の作製》
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(AvanStrate株式会社製、NA−45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。
この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer株式会社製、Baytron P Al4083)を純水で70%に希釈した溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの第1正孔輸送層を設けた。
この第1正孔輸送層上に、正孔輸送材料Poly(N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ビス(フェニル))ベンジジン(American Dye Source株式会社製、ADS−254)のクロロベンゼン溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。150℃で1時間加熱乾燥し、膜厚40nmの第2正孔輸送層を設けた。
この第2正孔輸送層上に、ホスト化合物としてのOC−29およびドーパント化合物としてのcDP−5の酢酸ブチル溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成し、120℃で1時間加熱乾燥し、膜厚30nmの発光層を設けた。
この発光層上に、電子輸送材料としてのET−11の1−ブタノール溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成し、膜厚20nmの電子輸送層を設けた。
この基板を、真空蒸着装置に取付け、真空槽を4×10−4Paまで減圧した。次いで、フッ化リチウムを蒸着して膜厚1.0nmの電子注入層を形成し、アルミニウムを蒸着して膜厚110nmの陰極を形成し、有機EL素子3−1を作製した。
《有機EL素子3−2〜3−14の作製》
有機EL素子3−1の作製において、発光層におけるホスト化合物およびドーパント化合物を表3に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機EL素子3−2〜3−14を各々作製した。
《有機EL素子3−1〜3−14の評価》
得られた有機EL素子を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子1−1〜1−16と同様に封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例1と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率および発光波長について評価を行った。評価結果を表3に示す。なお、表3における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率の測定結果は、有機EL素子3−1の測定値を100とする相対値で表した。
Figure 0006319096
表3から明らかな通り、本発明または参考例のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光波長が青または緑であり、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
《有機EL素子4−1〜4−11の作製》
有機EL素子3−1の作製において、発光層におけるホスト化合物およびドーパント化合物を表4に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機EL素子4−1〜4−11を各々作製した。
《有機EL素子4−1〜4−11の評価》
得られた有機EL素子を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子1−1〜1−16と同様に封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例1と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率および発光波長について評価を行った。評価結果を表4に示す。なお、表4における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率の測定結果は、有機EL素子4−1の測定値を100とする相対値で表した。
Figure 0006319096
表4から明らかな通り、本発明のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光波長が青または緑であり、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにHT−30を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにHT−36を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC−30を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに例示化合物2−1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC−3を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにcGD−1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにcRD−1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにET−11を200mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、HT−30の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、透明支持基板に蒸着し10nmの正孔注入層を設けた。
さらにHT−36の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔注入層上に蒸着し20nmの正孔輸送層を設けた。
さらにOC−30と例示化合物2−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.012nm/秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し60nmの第1発光層を設けた。
さらにOC−3とcGD−1とcRD−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.012nm/秒、0.002nm/秒で、前記第1発光層上に共蒸着し60nmの第2発光層を設けた。
さらにET−11の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記第2発光層上に蒸着し25nmの電子輸送層を設けた。
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化カリウム0.5nmを蒸着し、さらにアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子はそれぞれ電極に電圧を印加することにより白色の発光を示し、照明装置として使用できることが分かった。なお、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが分かった。
《有機ELフルカラー表示装置の作製》
図7は、有機ELフルカラー表示装置の概略構成図を示す。
ガラス基板201上に、陽極としてITO透明電極202を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)に100μmのピッチでパターニングを行った後(図7(a)参照)、このガラス基板201上であってITO透明電極202の間に非感光性ポリイミドの隔壁203(幅20μm、厚さ2.0μm)をフォトリソグラフィーで形成した(図7(b)参照)。
ITO透明電極202上であって隔壁203同士の間に下記組成の正孔注入層組成物を、インクジェットヘッド(エプソン社製;MJ800C)を用いて吐出注入し、紫外光を200秒間照射し、60℃、10分間の乾燥処理により、膜厚40nmの正孔注入層204を設けた(図7(c)参照)。
この正孔注入層204上に、各々下記組成の青色発光層組成物、緑色発光層組成物、赤色発光層組成物を同様にインクジェットヘッドを使用して吐出注入し、60℃、10分間乾燥処理し、各色の発光層205B,205G,205Rを設けた(図7(d)参照)。
次に、各発光層205B,205G,205Rを覆うように電子輸送材料を蒸着して膜厚20nmの電子輸送層(図示略)を設け、さらにフッ化リチウムを蒸着して膜厚0.6nmの陰極バッファー層(図示略)を設け、Alを蒸着して膜厚130nmの陰極206を設けて有機EL素子を作製した(図7(e)参照)。
作製した有機EL素子はそれぞれ電極に電圧を印加することにより青色、緑色、赤色の発光を示し、フルカラー表示装置として利用できることがわかった。
(正孔注入層組成物)
HT−44 20質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(青色発光層組成物)
OC−29 0.7質量部
例示化合物2−2 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(緑色発光層組成物)
OC−3 0.7質量部
D−1 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(赤色発光層組成物)
OC−3 0.7質量部
D−10 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスター
12 駆動トランジスター
13 コンデンサー
101 有機EL素子
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
201 ガラス基板
202 ITO透明電極
203 隔壁
204 正孔注入層
205B、205G、205R 発光層
206 陰極
A 表示部
B 制御部

Claims (8)

  1. 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    該有機層の少なくとも1層が下記一般式(1)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0006319096
    〔式中、環Cm1は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、環C m1 は単環である。AはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B〜Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
  2. 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    該有機層の少なくとも1層が下記一般式(2)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0006319096
    〔式中、環Cm2は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、環C m2 は単環である。A、A、A、A、B 各々独立にCまたはNを表し、 はNを表し、、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムを表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、m+nが3である。〕
  3. 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    該有機層の少なくとも1層が下記一般式(3)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0006319096
    〔式中、環Cm3は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B 各々独立にCまたはNを表し、 はNを表し、、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただし、縮合環は形成しない。Mはイリジウムを表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、m+nが3である。〕
  4. 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    該有機層の少なくとも1層が下記一般式(4)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 0006319096
    〔式中、環Cm4は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムを表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1〜3の整数を表し、nは0〜2の整数を表し、m+nが3である。〕
  5. 前記発光層が前記リン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子をウェットプロセスで作製することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
  7. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする表示装置。
  8. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
JP2014553058A 2012-12-18 2013-11-29 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、表示装置および照明装置 Expired - Fee Related JP6319096B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012276221 2012-12-18
JP2012276221 2012-12-18
PCT/JP2013/082293 WO2014097865A1 (ja) 2012-12-18 2013-11-29 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2014097865A1 JPWO2014097865A1 (ja) 2017-01-12
JP6319096B2 true JP6319096B2 (ja) 2018-05-09

Family

ID=50978203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014553058A Expired - Fee Related JP6319096B2 (ja) 2012-12-18 2013-11-29 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、表示装置および照明装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6319096B2 (ja)
WO (1) WO2014097865A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11201299B2 (en) * 2017-05-04 2021-12-14 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10476010B2 (en) 2015-11-30 2019-11-12 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
KR20180091026A (ko) * 2015-12-07 2018-08-14 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 발광 소자
US10707427B2 (en) 2016-02-09 2020-07-07 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US10686140B2 (en) 2016-06-20 2020-06-16 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US10727423B2 (en) 2016-06-20 2020-07-28 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US10975113B2 (en) 2017-04-21 2021-04-13 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US11279722B2 (en) 2018-03-12 2022-03-22 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US11142538B2 (en) * 2018-03-12 2021-10-12 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US11165028B2 (en) * 2018-03-12 2021-11-02 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5017954B2 (ja) * 2005-08-01 2012-09-05 三菱化学株式会社 遷移金属錯体の製造方法
WO2007058104A1 (ja) * 2005-11-17 2007-05-24 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 金属錯体化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5186736B2 (ja) * 2006-07-04 2013-04-24 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP2009057304A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Mitsubishi Chemicals Corp 金属錯体及び有機電界発光素子
JP5194652B2 (ja) * 2007-09-03 2013-05-08 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP2009267176A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
JP2014141415A (ja) * 2011-05-19 2014-08-07 Sharp Corp 遷移金属錯体、及びこれを用いた有機発光素子、色変換発光素子、光変換発光素子、有機レーザーダイオード発光素子、色素レーザー、表示装置、照明装置並びに電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11201299B2 (en) * 2017-05-04 2021-12-14 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014097865A1 (ja) 2017-01-12
WO2014097865A1 (ja) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6119754B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP5978843B2 (ja) イリジウム錯体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP5880274B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP6319322B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP6319096B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、表示装置および照明装置
JP6319097B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置
JP5742581B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置
JP6295959B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置
WO2013168688A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP5884626B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP6011542B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP6065557B2 (ja) イリジウム錯体、有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6119375B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP6187214B2 (ja) 金属錯体、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
KR102426959B1 (ko) 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네센스 소자, 표시 장치 및 조명 장치
JP5418083B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP6020473B2 (ja) イリジウム錯体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP6172154B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置
JP5786763B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
JP5817640B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP6036313B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、それを具備した表示装置及び照明装置
JP2017031184A (ja) イリジウム錯体、有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6319096

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees