TWI542660B - Organic light field components - Google Patents

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Description

有機電場發光元件 發明領域
本發明係關於有機電場發光元件。
發明背景
因為有機電場發光元件(以下亦稱「元件」、「有機EL元件」)能依低電壓驅動獲得高輝度的發光，因而正活躍地研究開發。有機電場發光元件係在一對電極間具有有機層，從陰極注入的電子與從陽極注入的電洞在有機層中會再結合，再將所生成激子的能量利用於發光者。
近年藉由使用磷光發光材料，正朝元件的高效率化演進。例如有就磷光發光材料係使用諸如銥錯合物、白金錯合物等，經提升發光效率與耐熱性的有機電場發光元件進行研究。
再者，使用將發光材料摻雜於主體材料中的發光層之摻雜型元件廣被採用。
專利文獻1有記載：含有：特定磷光性金屬錯合物a、以及結構異構物b(其係與該磷光性金屬錯合物a依相同化學式表示，但該配位基的配位方法呈立體性不同)之有機電場發光元件用材料；其中，使用相對於該磷光性金屬錯合物a之下，該結構異構物b係含有0.05質量%以上且5質量%以下的材料。
另一方面，專利文獻2所記載的有機電場發光元件，係 將特定磷光性金屬錯合物(面式體=fac體)、與其結構異構物(經向體=mer體)，依單體或混合體狀態使用為發光材料。
然而，使用該等習知材料構成的有機電場發光元件，針對加熱試驗後的輝度維持率、輝度半衰時間雖呈一定的性能，但就有機電場發光元件的初期耐久性卻未必能呈足夠的性能。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本專利特開2011-068848號公報
[專利文獻2]日本專利特開2008-137994號公報
發明概要
使用習知材料的有機電場發光元件，若加熱試驗後的輝度維持率與輝度半衰時間能呈一定的性能，便可充分承受使用。
另一方面，隨近年有機EL顯示器(以下亦稱「顯示裝置」)的迅速實用化，顯示器的烙印便成為問題。所謂「烙印」係指因顯示器其中一部分的像素劣化而導致輝度降低，較周邊像素變暗。因為若像素的輝度較周邊像素僅降低數百分比，便可能會引起使用者的注意，因而有機EL元件的驅動初期耐久性便成為重要的性能指標。
此處，有機EL依照發光原理可區分為磷光性與螢光性，因為磷光EL在原理上能獲得較螢光EL高出3倍的發光 效率，因而將來性可期待，但一般耐久性卻較差於螢光EL。
此處，本發明者等發現：在發光層中含有磷光性金屬錯合物A，且與該磷光性金屬錯合物A依相同化學式表示，但配位基的配位方法呈立體性不同的結構異構物組B係未含有或含既定量，又，前述發光層的主體材料係藉由將該分子結構中所含依後述式(II)所示N-苯基咔唑結構的氮原子數、與主體材料整體分子中所含總碳原子數之比N/C，設為既定範圍，便可提供經大幅提升初期耐久性的有機電場發光元件。
即，本發明目的係於提供：相較於使用習知材料的元件之下，獲大幅提升初期耐久性的有機電場發光元件。
本發明者經深入鑽研的結果發現，在基板上具備有：一對電極、以及在該電極間設有發光層的有機電場發光元件；其中，前述發光層係含有後述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A、與主體材料，且前述磷光性金屬錯合物A的結構異構物組B在發光層中所含有的比例，相對於發光層中所含的全體化合物之下，以HPLC含有率計係未滿0.5%；前述主體材料係在其分子結構中所含依後述式(II)所示N-苯基咔唑結構的氮原子數、與主體材料的整體分子中所含總碳原子數之比N/C，未滿1/22的化合物，具有此種特徵的有機電場發光元件相較於習知元件之下，能獲大幅提升初期耐久性。
即，本發明係利用下述手段而解決前述課題。
[1]一種有機電場發光元件，係在基板上具備有一對電極、以及在該電極間設有發光層的有機電場發光元件，其特徵在於：前述發光層含有下述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A與主體材料；並且，相對於發光層中所含整體化合物，前述磷光性金屬錯合物A的結構異構物組B在發光層中所含有的比例以HPLC含有率計係未滿0.5%；前述主體材料之分子結構中所含下述式(II)所示N-苯基咔唑結構的氮原子數與主體材料整體分子中所含總碳原子數之比N/C係未滿1/22。
(通式(I-A)中，L1與Ln表示具有X1與Y1的雙芽配位基。Ln係L1或L2。X1表示氮原子、氧原子或硫原子。Y1表示碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子。X1≠Y1。M表示3價金屬離子。通式(I-B)中，L1表示具有X1與Y1的雙芽配位基； L2表示具有X2與Y2的雙芽配位基。X1與X2表示氮原子、氧原子或硫原子。Y1與Y2表示碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子。X1≠Y1、X1≠X2、X1≠Y2、Y1≠X2。M表示3價的金屬離子。)
[2]如上述[1]所記載的有機電場發光元件，其中相對於發光層中所含整體化合物，前述結構異構物組B在發光層中含有的比例以HPLC含有率計係未滿0.1質量%。
[3]如上述[1]或[2]所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(I-A)或(I-B)的M係Ir。
[4]如上述[1]~[3]項中任一項所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A係下述通式(I-I)所示化合物。
(通式(I-I)中，RT3'、RT3、RT4、RT5及RT6係各自獨立表示氫原子或取代基。RT3、RT4、RT5及RT6中相鄰的任意二者可相互鍵結並與RT3、RT4、RT5及RT6所取代的苯環一起形成縮合環，該縮合環亦可進一步具有取代基。
環Q係含1個以上之氮的五員或六員芳香族雜環或縮合芳香族雜環。
(X-L3-Y)係表示輔助配位基。
m表示2或3的整數。n表示0或1的整數。m+n=3。)
[5]如上述[1]~[4]項中任一項所記載的有機電場發光元件，其中前述磷光性金屬錯合物的發光尖峰波長係在400~550nm範圍內。
[6]如上述[1]~[5]項中任一項所記載的有機電場發光元件，其中前述主體材料係下述通式(1)、(Tp-1)、(4-1)、(4-2)或(4-3)所示化合物。
(X101表示氧原子或硫原子。R101~R109係各自獨立表示氫原子或取代基。
n表示1以上的整數。
n為1時，La係芳基、雜芳基或由芳基與雜芳基組合而成的1價基。當R108鄰接R109時，R108與R109亦可相鍵結形成脂環結構。
n為2以上的整數時，La表示單鍵或n價的芳香族烴基。當R108鄰接R109時，R108與R109亦可相鍵結而形成脂環結構。)
(Z表示N或C(R13)；R12~R23表示：各自獨立的氫原子；烷基；亦可被烷基、苯基、茀基、萘基、聯伸三苯基、2-氮雜-聯伸三苯基、吡啶基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、嘧啶基或三基所取代的苯基、茀基、萘基、聯伸三苯基、2-氮雜-聯伸三苯基、吡啶基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、嘧啶基、三基或其等組合而成的基。但，R12~R23不會全部均為氫原子。)
(d、e、h、i係各自獨立表示0~3之整數；d與e、或h與i的組合中，至少有一者係1以上。f表示1~4的整數。R'8表示各自獨立的取代基；當d、e、f、h、i係2以上時，R'8可互異亦可相同。nCZ表示1以上的整數。又，R'8中之至少1者表示下述通式(5)所示之咔唑基。)
(通式(5)中，R'9係各自獨立表示取代基。g表示0~8的整數。)
[7]一種有機電場發光元件用膜，含有：上述[1]~[6]項中任一項所記載的前述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A；以及，前述通式(1)、(Tp-1)、(4-1)、(4-2)或(4-3)所示的主體材料。
[8]一種發光裝置，係使用[1]~[6]中之任一項所記載的有機電場發光元件。
[9]一種顯示裝置，係使用[1]~[6]中之任一項所記載的有機電場發光元件。
[10]一種照明裝置，係使用[1]~[6]中之任一項所記載的有機電場發光元件。
根據本發明可提供相較於習知元件之下，獲大幅提升初期耐久性的有機電場發光元件。
2‧‧‧基板
3‧‧‧陽極
4‧‧‧電洞注入層
5‧‧‧電洞輸送層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電洞阻擋層
8‧‧‧電子輸送層
9‧‧‧陰極
10‧‧‧有機電場發光元件(有機EL元件)
11‧‧‧有機層
12‧‧‧保護層
14‧‧‧接着層
16‧‧‧密封容器
20‧‧‧發光裝置
30‧‧‧光散射構件
30A‧‧‧光入射面
30B‧‧‧光出射面
31‧‧‧透明基板
32‧‧‧微粒子
40‧‧‧照明裝置
圖1係本發明的有機電場發光元件之構造一例概略圖。
圖2係本發明的發光裝置一例概略圖。
圖3係本發明的照明裝置一例概略圖。
圖4係T90、與mer體的HPLC含有率間之關係描點圖。
圖5係T50、與mer體的HPLC含有率間之關係描點圖。
圖6係外部量子效率、與mer體的HPLC含有率間之關係描點圖。
用以實施發明之形態
本發明通式的說明中，氫原子係表示亦涵蓋同位素(重氫原子等)，且構成取代基的原子亦表示涵蓋其同位素。
本發明中，上述烷基等的取代基「碳數」係採取亦涵蓋諸如烷基等取代基亦可被其他取代基所取代的情況在內，亦包括該其他取代基的碳數。
本發明中，取代基組A定義如下。
(取代基組A)
可舉例如：烷基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~10，例如：甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、炔基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如：苯基、對甲基苯基、萘基、蒽基等)、胺基(較佳係碳數0~30、更佳係碳數0~20、特佳係碳數0~10，例如：二甲胺基、二乙胺基、二苄胺基、二苯基胺基、二甲苯胺基等)、烷氧基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~10，例如：甲氧基、乙氧基、丁氧基、2-乙基己氧基等)、芳氧基(較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如：苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基等)、雜環氧基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：吡啶氧基、吡氧基、嘧啶氧基、喹啉氧基等)、醯基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~12，例如：乙醯基、苯甲醯基、甲醯基、新戊醯基等)、烷氧羰基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~12，例如：甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(較佳係碳數7~30、更佳係碳數7~20、特佳係碳數7~12，例如苯氧羰基等)、醯氧基(較佳係碳數2~30、 更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、烷硫基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如苯硫基等)、雜環硫基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：吡啶硫基、2-苯并咪唑硫基、2-苯并唑硫基、2-苯并噻唑硫基等)、磺醯基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如甲磺基、對甲苯磺醯等)、亞磺醯基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如甲烷亞磺醯基、苯亞磺醯基等)、鹵原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、亞磺酸基、亞胺基、雜環基(亦涵蓋芳香族雜環基在內，較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~12，雜原子係例如：氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、矽原子、硒原子、碲原子，具體係可例如：吡啶基、吡基、嘧啶基、噠基、吡咯基、吡唑基、三唑基、咪唑基、唑基、噻唑基、異唑基、異噻唑基、喹啉基、呋喃基、噻吩基、硒吩基(selenophenyl)、碲苯基、哌啶基(piperidyl)、哌啶-1-基(piperidino)、啉基、吡咯啶基、吡咯啶-1-基(pyrrolidino)、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并恋唑基、咔唑基、吖庚因基(azepinyl)、噻咯基(silolyl)等)、矽烷基(較佳係碳數3~40、更佳係碳數3~30、特佳係碳數3~24，例如三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等)、矽烷氧基(較佳係碳數3~40、更佳係碳數3~30、特佳係碳數3~24，例如三甲基矽 烷氧基、三苯基矽烷氧基等)、磷酸基(例如二苯磷酸基、二甲基磷酸基等)。該等取代基亦可更進一步被取代，能成為更進一步取代的取代基係可例如從以上所說明的取代基組A中選擇之基。
本發明的有機電場發光元件係在基板上具備有：一對電極、以及在該電極間設有發光層的有機電場發光元件，其特徵在於：前述發光層係含有後述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A、與主體材料，且相對於發光層中所含整體化合物之下，前述磷光性金屬錯合物A的結構異構物組B在發光層中含有的比例，係依HPLC含有率計未滿0.5%；前述主體材料係分子結構中所含後述式(II)所示N-苯基咔唑結構的氮原子數、與主體材料整體分子中所總碳原子數的比N/C，未滿1/22之化合物。
所以，藉由將有機電場發光元件的發光層中之磷光性金屬錯合物A、結構異構物組B、及主體材料設為本案的既定物，對因結構異構物組B的分解等所造成消光物質生成能相乘性抑制，推測可獲得初期耐久性獲大幅提升的有機電場發光元件。
[通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物]
以下，針對通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物進行說明。
本發明中，所謂「結構異構物」係指雖依相同結構式表示，但具有構成錯合物的配位基之配位呈立體性不同關係者。
下述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物係面式體(以下稱「fac體」、或簡稱「fac」)，結構異構物可例如經向體(以下稱「mer體」、或簡稱「mer」)。
(通式(I-A)中，L1與Ln係表示具有X1與Y1的雙芽配位基。Ln係L1或L2。X1係表示氮原子、氧原子或硫原子。Y1係表示碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子。X1≠Y1。M係表示3價的金屬離子。)
(通式(I-B)中，L1係表示具有X1與Y1的雙芽配位基；L2係表示具有X2與Y2的雙芽配位基。X1與X2係表示氮原子、氧原子或硫原子。Y1與Y2係表示碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子。X1≠Y1、X1≠X2、X1≠Y2、Y1≠X2。M係表示3價的金屬離子。)
上述通式(I-A)或(I-B)中，M較佳係Ir、Pt或Re，更佳係Ir或Pt，特佳係Ir。
上述通式(I-A)或(I-B)中，具有在X1與M的連結線延長上必定存在Y1構造者係屬於面式體。而，具有在X1與M的連結線延長上存在有X1、或在Y1與M的連結線延長上存在Y1之構造者係屬於經向體。一般面式體的對稱性較高於經向體。
若舉例進行具體說明，上述通式(I-A)中，當Ln=L1時，下述A1便為面式體，而B1則為經向體。另一方面，當Ln=L2時，下述A1'便為面式體，而B1'~B3'則為經向體。
屬於磷光性金屬錯合物A的通式(I-A)所示化合物係成為下述A1或A1'，其結構異構物組B係成為B1或B1'~B3'。
(1)通式(I-A)、Ln=L1時
(2)通式(I-A)、Ln=L2時
再者，上述通式(I-B)中，下述A1"係面式體、B1"~B2"係經向體。
屬於磷光性金屬錯合物A的通式(I-B)所示化合物係成為下述A1"，其結構異構物組B係成為B1"~B2"。
面式體與經向體係使用例如J.Am.Chem.Soc.第125卷、第24號、第7377-7387頁(2003年)所記載方法，便可選擇性各自合成。又，即便依混合物形式獲得，仍可利用管柱色層分析儀予以分別離析，其結構亦可利用1H-NMR或13C-NMR進行確認。
(發光材料)
本發明中，相對於發光層中所含整體化合物之下，上述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A的結構異構物組B在發光層中含有的比例，依HPLC含有率計係未滿0.5%。
所謂「HPLC含有率」係將含有複數化合物的混合物溶解於溶劑中，利用HPLC(高速液相色層分析儀)檢測出在既定測定溫度及檢測波長下的各化合物尖峰面積(以下亦稱「HPLC測定」)，求取相對於上述混合物中所含整體化合物的尖峰面積和之下，欲求取HPLC含有率的化合物尖峰面積比率(%)而獲得之值。
本發明中，相對於發光層中所含整體化合物之下，結構異構物組B的HPLC含有率，係依照以下方法求取。
首先，將發光層所使用的各材料，依照與形成元件之發光層時的相同蒸鍍條件，對面積5cm2的基板積層呈膜厚100nm狀態。接著，所獲得膜依照以下條件(溶劑：THF與水的1：1混合溶劑、測定溫度：40℃、檢測波長：254nm)施行HPLC測定，求取相對於上述膜中所含整體化合物的尖峰面積和之下，相當於結構異構物組B的化合物尖峰面積比率(%)，並視為相對於發光層中所含整體化合物之下，結構 異構物組B的HPLC含有率(以下亦稱「結構異構物組B的HPLC含有率」或「mer體的HPLC含有率」)。
另外，上述結構異構物組B的HPLC含有率，即便溶劑係取代THF與水的1：1混合溶劑，改為使用與該混合溶劑相等極性的溶劑、或將測定溫度在40±10℃、或將檢測波長在200~400nm範圍內改變，均仍可獲得相等結果。
發光層中的結構異構物組B之HPLC含有率，較佳係未滿0.5%、更佳係未滿0.3%、特佳係未滿0.1%。
再者，若考慮施行為去除結構異構物組B的操作而衍生之生產性降低，則發光層的結構異構物組B之HPLC含有率亦可非為0%。若結構異構物組B的HPLC含有率未滿0.5%，則即便該含有率達0.01%以上、0.03%以上、或0.05%以上，均仍可充分發揮本案發明的效果。
結構異構物組B的HPLC含有率，係可利用由再結晶及管柱色層分析儀進行的磷光性金屬錯合物精製次數，進行調節。
此處，相當於本案磷光性金屬錯合物A的fac體，相較於相當於本案結構異構物組B的mer體之下，一般係對熱與光呈較安定。例如一般已知mer體會因熱或光而導致配位基脫離，引發轉變為fac體的異構化反應。
結構異構物組B的HPLC含有率較佳如上述的理由，可認為如下述。當有機EL的磷光性金屬錯合物係使用六芽金屬錯合物時，一般就從高發光效率觀點係使用fac體，但在其中所混入的微量mer體在驅動初期會分解，經由某些反應 而生成消光物質，推測會導致元件驅動初期的輝度急遽降低。
fac體中混入微量mer體之事，在LC-MS(液相層析儀/質譜儀)測定中，利用出現分子量相同但保持時間不同的尖峰亦可進行確認。
通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物，較佳係使用以下通式(I-I)所示銥錯合物：
(通式(I-I)中，RT3'、RT3、RT4、RT5及RT6係表示各自獨立的氫原子或取代基。
RT3、RT4、RT5及RT6亦可相鄰的任意2者相互鍵結，並與由RT3、RT4、RT5及RT6所取代的苯環一起形成縮合環，該縮合環亦可進一步具有取代基。
RT3'與RT6亦可利用選自-C(RT)2-C(RT)2-、-CRT=CRT-、-C(RT)2-、-O-、-NRT-、-O-C(RT)2-、-NRT-C(RT)2-及-N=CRT-中之連接基相連結而形成環；RT係表示各自獨立的氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、或雜芳基，亦可更進一步具有取代基。
環Q係含1個以上氮的五員或六員芳香族雜環或縮合芳 香族雜環。
(X-L3-Y)係表示輔助配位基。m係表示2或3的整數。n係表示0或1的整數。m+n=3。)
RT3'、RT3、RT4、RT5及RT6所表示的取代基，係可例如各自獨立的前述取代基組A，較佳係係表示烷基、環烷基、烯基、炔基、-CN、全氟烷基、三氟乙烯基、-CO2RT、-C(O)RT、-N(RT)2、-NO2、-ORT、氟原子、芳基或雜芳基(RT係表示各自獨立的氫原子、烷基、烯基、炔基、芳基、或雜芳基)，亦可更進一步具有後述取代基T1。
烷基亦可具有取代基，可為飽和亦可為不飽和，亦可取代的基係可例如後述取代基T1。RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6所表示的烷基，較佳係總碳原子數1~8的烷基、更佳係總碳原子數1~6的烷基，例如：甲基、乙基、異丙基、環己基、第三丁基等。
環烷基亦可具有取代基，可為飽和亦可為不飽和，亦可取代的基係可後述取代基T1。RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6所表示的環烷基，較佳係元環數4~7的環烷基、更佳係總碳原子數5~6的環烷基，例如環戊基、環己基等。
RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6所表示的烯基，較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、1-異丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-戊烯基等。
RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6所表示的炔基，較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：乙炔基、 炔丙基、1-丙炔基、3-戊炔基等。
RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6所表示的芳基，較佳係碳數6至30的取代或無取代芳基，例如：苯基、甲苯基、萘基等。
RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6所表示的雜芳基，較佳係碳數5~8的雜芳基、更佳係五或六元的取代或無取代雜芳基，可例如：吡啶基、吡基、噠基、嘧啶基、三基、喹啉基、異喹啉基、喹唑啉基、噲啉基(cinnolinyl)、酞基、喹啉基、吡咯基、吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、吡唑基、咪唑基、苯并咪唑基、三唑基、唑基、苯并唑基、噻唑基、苯并噻唑基、異噻唑基、苯并異噻唑基、噻二唑基、異唑基、苯并異唑基、吡咯烷基、哌啶基、哌基、咪唑烷基、噻唑啉基(thiazolinyl)、環丁碸基、咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡啶吲哚基(pyridoindolyl)等。較佳例係吡啶基、嘧啶基、咪唑基、噻吩基，更佳係吡啶基、嘧啶基。
RT3'、RT3、RT4、RT5及RT6較佳係氫原子、烷基、氰基、三氟甲基、全氟烷基、二烷胺基、氟原子、芳基、雜芳基，更佳係氫原子、烷基、氰基、三氟甲基、氟原子、芳基，特佳係氫原子、烷基、芳基。
取代基T1係表示各自獨立的氟原子、-R'、-OR'、-N(R')2、-SR'、-C(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)N(R')2、-CN、-NO2、-SO2、-SOR'、-SO2R'、或-SO3R'；R'係表示各自獨立的氫原子、烷基、全氟烷基、烯基、炔基、雜烷基、芳基或雜 芳基。取代基T1較佳係烷基、烷氧基、氟原子、氰基、二烷胺基。
RT3、RT4、RT5及RT6亦可相鄰任意2者相互鍵結，並與RT3、RT4、RT5及RT6所取代的苯環一起形成縮合環，該縮合環較佳係萘環、喹啉環、異喹啉環、咔唑環、二苯并呋喃環或二苯并噻吩環，更佳係咔唑環、二苯并呋喃環或二苯并噻吩環，特佳係二苯并呋喃環。該縮合環亦可更進一步具有取代基，較佳係亦可具有取代基T1。
環Q所表示的芳香族雜環，係可例如：吡啶環、吡環、嘧啶環、吡唑環、咪唑環、三唑環、唑環、二唑環、噻唑環、噻二唑環等。較佳係吡啶環、吡環，更佳係吡啶環。
環Q所表示的縮合芳香族雜環，係可例如：喹啉環、異喹啉環、喹啉環等。較佳係喹啉環、異喹啉環，更佳係喹啉環。
m較佳係2。即，n較佳係1。
通式(I-I)所示金屬錯合物係由含有通式(I-I)的下述通式(I-I-A)所示配位基或其互變異構物、與(X-L3-Y)所示配位基或其互變異構物的組合所構成，或者該金屬錯合物的配位基全部均僅由下述通式(I-I-A)所示配位基或其互變異構物構成。
[化16]
(通式(I-I-A)中，RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6及Q係與通式(I-I)中的RT3'、RT3、RT4、RT5、RT6及Q同義。＊係表示對銥的配位位置。)
甚且，習知公知的金屬錯合物形成中使用，所有配位基係熟習此技術者周知的配位基(亦稱「配位化合物」)，視需要亦可依(X-L3-Y)所示配位基形式含有。
習知公知金屬錯合物所使用的配位基係有如各種公知配位基，例如：「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」Springer-Verlag公司 H.Yersin著 1987年出版、「有機金屬化學-基礎與應用-」裳華房社 山本明夫著 1982年出版等所記載的配位基[例如：鹵配位基(較佳係氯配位基)、含氮雜芳基配位基(例如聯二吡啶、菲咯啉等)、二酮配位基(例如乙醯丙酮等)]。
以下具體舉(X-L3-Y)所示配位基之例，惟本發明並不僅侷限於該等。
[化17]
上述(X-L3-Y)所示配位基例中，＊係表示通式(I-I)對銥的配位位置。Rx、Ry及Rz係表示各自獨立的氫原子或取代基。該取代基係可例如選自前述取代基組A中之取代基。Rx、Rz較佳係各自獨立的烷基、全氟烷基、氟原子、芳基中之任一者，更佳係碳數1~4的烷基、碳數1~4的全氟烷基、氟原子、亦可被取代的苯基，特佳係甲基、乙基、三氟甲基、氟原子、苯基。Ry較佳係氫原子、烷基、全氟烷基、氟原子、芳基中之任一者，更佳係氫原子、碳數1~4的烷基、亦可被取代的苯基，特佳係氫原子、甲基中之任一者。
該等配位基係可認為並非在元件中輸送電荷、或利用激發而集中電子的部位，因而Rx、Ry、Rz只要屬於化學性 安定的取代基便可，均不會對本發明效果造成影響。
具有該等配位基的錯合物係可藉由使用相對應的配位基先質並依照與公知合成例相同進行合成。例如可依照與國際公開2009-073245號第46頁所記載方法，同樣的使用市售二氟乙醯丙酮並依照以下所示方法進行合成。
再者，(X-L3-Y)所示配位基亦可使用通式(I-15)所示的單陰離子性配位基。
通式(I-15)的RT7~RT10係與通式(I-I)的RT3~RT6同義，較佳範圍亦同。RT7'~RT10'係與RT3'同義，較佳範圍亦同RT3'。＊係表示對銥的配位位置。
(X-L3-Y)所示配位基係為使錯合物合成較為容易，較佳係(I-1)、(I-4)、(I-5)、(I-15)，更佳係(I-15)。
前述通式(I-I)所示化合物較佳係下述通式(I-II)所示化合物：
(通式(I-II)中，RT3'~RT6'及RT3~RT6係表示各自獨立的氫原子、烷基、烯基、炔基、-CN、全氟烷基、三氟乙烯基、-CO2RT、-C(O)RT、-N(RT)2、-NO2、-ORT、氟原子、芳基或雜芳基，亦可更進一步具有後述取代基T2。
RT3、RT4、RT5及RT6亦可相鄰的任意2者相互鍵結，並與RT3、RT4、RT5及RT6所取代的苯環一起形成縮合環，該縮合環亦可更進一步具有後述取代基T2。該縮合環及亦可具有的取代基範圍，係與亦可和通式(I-I)的RT3、RT4、RT5及RT6所取代苯環一起形成的縮合環、及其亦可具有的取代基範圍相同，較佳範圍亦同。
RT3'與RT6亦可利用選自-C(RT)2-C(RT)2-、-CRT=CRT-、-C(RT)2-、-O-、-NRT-、-O-C(RT)2-、-NRT-C(RT)2-、及-N=CRT-中之連接基進行連結而形成環。
RT係表示各自獨立的氫原子、烷基、烯基、炔基、雜烷基、芳基、或雜芳基，亦可更進一步具有取代基T2。
取代基T2係表示各自獨立的氟原子、-R'、-OR'、-N(R')2、-SR'、-C(O)R'、-C(O)OR'、-C(O)N(R')2、-CN、-NO2、-SO2、-SOR'、-SO2R'、或-SO3R'；R'係表示各自獨立的氫原子、烷基、全氟烷基、烯基、炔基、雜烷基、芳基或雜芳基。
(X-L3-Y)係表示配位基。mT係表示2或3，nT係表示0或1。mT+nT係3。)
通式(I-II)的RT3'、RT3~RT6、(X-L3-Y)、mT及nT之較佳範圍係與通式(I-I)的RT3'、RT3~RT6、(X-L3-Y)、m及n之較佳範圍相同。
RT4'較佳係氫原子、烷基、芳基、氟原子，更佳係氫原子。
RT5'與RT6'較佳係表示氫原子、或者相互鍵結形成縮合四~七元環式基，該縮合四~七元環式基較佳係環烷基、環雜烷基、芳基、或雜芳基，更佳係芳基。
RT4'~RT6'的取代基T2較佳係烷基、烷氧基、氟原子、氰基、烷胺基、二芳胺基，更佳係烷基。
前述通式(I-II)所示化合物的較佳形態之一係下述通式(I-III)所示情況。
通式(I-III)的RT3'~RT6'、RT3~RT6係與通式(I-II)的RT3'~RT6'、RT3~RT6同義，較佳範圍亦同。
mT3係表示2。
RT7~RT10係與RT3~RT6同義，較佳範圍亦同。RT7'~RT10'係與RT3'~RT6'同義，較佳範圍亦同。
前述通式(I-II)所示化合物的較佳另一形態，係下述通式(I-IV)所示化合物：
通式(I-IV)的RT3'~RT7'、RT3~RT6、(X-L3-Y)、mT及nT係與通式(I-II)的RT3'~RT6'、RT3~RT6、(X-L3-Y)、mT及nT同義，較佳範圍亦同。較佳係RT3'~RT7'及RT3~RT6中之0~2個為烷基或苯基，而其餘全部為氫原子的情況，更佳係RT3'~RT6'及RT3~RT6中之1或2個為烷基，而其餘全部為氫原子的情況。
前述通式(I-II)所示化合物的較佳另一形態，係下述通式(I-V)所示化合物：[化23]
通式(I-V)的RT3'~RT7'、RT3~RT6、(X-L3-Y)、mT及nT係與通式(I-II)的RT3'~RT6'、RT3~RT6、(X-L3-Y)、mT及nT同義，較佳者亦同。
通式(I-I)所示化合物的較佳另一形態，係下述通式(I-VI)所示情況：
通式(I-VI)中，R1a~R1i的定義與較佳範圍均係與通式(I-I)的RT3~RT6相同。又，較佳係R1a~R1i中之0~2個為烷基或芳基，而其餘全部為氫原子的情況。(X-L3-Y)、m及n的定義與較佳範圍係與通式(I-I)的(X-L3-Y)、m及n相同。
通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物，係可依照例如日本專利特開2011-068848號說明書、美國專利申請公開第2007/0190359號說明書、美國專利申請公開第 2008/0297033號說明書等所記載方法進行合成。
通式(I-I)所示化合物的較佳具體例係如下所列舉，惟並不僅限於下述。
(主體材料)
所謂「主體材料」係指發光層中主要負責電荷之注入/輸送的化合物，且自體係實質不會發光的化合物。此處所謂「實質不會發光」係指來自該實質不會發光的化合物之發光量，較佳為元件全體的總發光量之5%以下、更佳係3%以下、特佳係1%以下。
主體材料係在屬於分子結構中所含依下述式(II)所示 N-苯基咔唑結構的氮原子數、與主體材料的整體分子中所含總碳原子數之比N/C(以下亦稱「主體N/C比」)未滿1/22的化合物之前提下，其餘並無特別的限定，可使用本發明通式(1)、(Tp-1)、(4-1)、(4-2)或(4-3)所示化合物。
此處，求取上述主體N/C比時所考慮的氮原子，係侷限於上述式(II)所示N-苯基咔唑結構中苯基所取代的氮原子。
所以，例如即便主體的分子結構中含有N-烷基咔唑結構、三結構、氰基，該N-烷基咔唑結構、三結構、氰基中所的氮原子數在求取主體N/C比時均未考慮在內。
藉由將上述式(II)所示N-苯基咔唑結構的氮原子數、與主體材料整體分子中所含總碳原子數的比N/C設為上述範圍，便會發揮本案發明效果的理由雖尚未明確，但可認為下述理由。
主體材料中所含的上述氮原子、與該氮原子上所鍵結的芳香族原子之間的鍵結較容易被切斷，導致較容易因鍵結被切斷而生成諸如自由基、自由基陰離子等反應活性種。而，所生成的反應活性種會與主體材料或磷光性金屬錯合物進行反應並產生消光物質或電荷捕捉，推定成為導致有機電場發光元件的初期耐久性降低之要因。
因該主體材料中的鍵結切斷而引發的元件初期耐久性 降低，可認為與因上述mer體的分解而引發的元件初期耐久性降低形成競爭關係。即，推定若主體N/C比達1/22以上，則主體材料中的鍵結切斷便成為元件初期耐久性降低的支配性要因，而若mer體的HPLC含有率達0.5%以上，則mer體的分解便成為元件初期耐久性降低的支配性要因。
[通式(1)或(Tp-1)所示主體材料]
以下，針對通式(1)所示化合物進行說明。
通式(1)所示主體材料係可使用主體N/C比未滿1/22的化合物。
本發明中，上述主體N/C比係未滿1/22、更佳係未滿1/23、特佳係未滿1/47、最佳係0。
通式(1)中，X101係表示氧原子或硫原子。R101~R109係表示各自獨立的氫原子或取代基。
n係表示1以上的整數。
n為1時，La係芳基、雜芳基、或由芳基與雜芳基組合而成的1價基。當R108鄰接R109時，R108與R109亦可相鍵結形成脂環結構。
n為2以上的整數時，La係表示單鍵、或n價的芳香族烴 基。當R108鄰接R109時，R108與R109亦可相鍵結形成脂環結構。
由R108與R109相鍵結形成的脂環結構亦可具有取代基，但並非與芳香環形成的縮環。取代基係可例如前述取代基組A。
R101~R107所表示的取代基係可例如各自獨立的前述取代基組A，該取代基亦可更進一步具有取代基，更進一步具有的取代基係可例如從前述取代基組A中選擇的基。
R101~R109較佳係氫原子、烷基、氰基或芳基。
n為1時的La較佳係由芳基與雜芳基組合構成的1價基、更佳係由苯基與吡啶基或嘧啶基組合構成的1價基、特佳係由苯基與嘧啶基組合構成的1價基。
X1 01較佳係硫原子。
R101~R109所表示的烷基係直鏈、分支鏈、或環狀的烷基，較佳係碳數1~18的烷基、更佳係碳數1~12的烷基、特佳係碳數1~6的烷基。R101~R107所表示的烷基特佳係甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、異丁基、正戊基、新戊基、第三戊基、第二異戊基、環戊基、正己基、及環己基中之任一者，最佳係甲基、異丙基、正丁基、及第三丁基中之任一者。
R101~R109所表示的芳基較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如：苯基、對甲基苯基、茬基、聯苯基、萘基、或蒽基等。
R101~R109較佳係氫原子、甲基、第三丁基、氰基、或苯基，更佳係氫原子。
當R101~R109係更進一步具有取代基時，取代基係可例如前述取代基組A，較佳係氰基或取代或無取代的芳基(苯基、或聯苯基)、更佳係氰基或苯基、特佳係苯基。
R108較佳係氫原子。
R108的取代基係可例如前述取代基組A，該取代基亦可更進一步具有取代基。
R108的取代基較佳係氰基及芳基。芳基較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，可例如：苯基、對甲基苯基、茬基、聯苯基、萘基、或蒽基等，較佳係苯基。
R109較佳係氫原子。
R109的取代基係可例如前述取代基組A，該取代基亦可更進一步具有取代基。
R109的取代基較佳係氰基與芳基。芳基較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，可例如：苯基、對甲基苯基、茬基、聯苯基、萘基、或蒽基等，較佳係苯基。
R108或R109亦可更進一步具有取代基時，取代基係可例如從前述取代基組A中選擇的基，較佳係氰基或取代或無取代的芳基(苯基、或聯苯基)，更佳係氰基或苯基，特佳係苯基。
n係表示1以上的整數，較佳係1~3、更佳係1或2、特佳係2。當n係表示2以上的整數時，通式(1)中複數存在的X101、R101~R109亦可各自不同。
La的n價芳香族烴基係可例如：亦可具有取代基的苯環、或者具有由複數苯環利用單鍵相連結而形成的結構、且具有n個鍵結基座的連接基。例如通式(A)所示連接基。另外，＊係表示鍵結基座，通式(A)中存在有n個。
R411係表示各自獨立的取代基。n411係表示各自獨立的0~4整數。m係表示1以上的整數，較佳係表示1~6的整數。
La的n價芳香族烴基係可例如從下述連接基組中選擇的基。
其中，較佳係L2、L3、L7、L9、L11、L13、L14中之任一者，更佳係L2、L7、L9、L11、L13、L14，特佳係L2、L7，最佳係L2。
La亦可更進一步具有取代基。La更進一步具有取代基時，取代基係可例如前述取代基組A，該取代基較佳係雜環基、更佳係吡啶基、嘧啶基、三基。
再者，La較佳係單鍵。
通式(1)所示主體材料化合物，係在對應的硼酸或硼酸酯或硼酸酯鹽等、與相對應的鹵化合物或三氟鹽化合物之間，利用使用金屬觸媒(例如Pd、Ni等)與配位基(三苯膦、或Buchwald配位基等)的偶合反應(例如鈴木-宮浦偶合反應)便可合成。例如依照國際公開第07/069569號說明書、國際公開第09/085344號說明書、及日本專利特開2004-311404號說明書等所記載的方法便可合成。
通式(1)所示化合物的具體例係可例如下所示，惟本發明並不僅侷限於該等。
以下，針對通式(Tp-1)所示化合物進行說明。
通式(Tp-1)所示主體材料係可使用主體N/C比未滿1/22的化合物。
本發明中，上述主體N/C比係未滿1/22、較佳係未滿1/23、更佳係未滿1/47、特佳係0。
(通式(Tp-1)中，Z係表示N或C(R13)；R12~R23係表示各自獨立的氫原子；烷基；亦可被烷基、苯基、茀基、萘基、聯伸三苯基、2-氮雜-聯伸三苯基、吡啶基、吡咯基、 呋喃基、噻吩基、吲哚基、嘧啶基或三基所取代的苯基、茀基、萘基、聯伸三苯基、2-氮雜-聯伸三苯基、吡啶基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、嘧啶基或三基、或該等組合而成的基。但，R12~R23不會全部均為氫原子。)
Z較佳係C(R13)。
R12~R23較佳係寡聚苯基，更佳係聯苯基、三聯苯基、聯四苯基(quaterphenyl)、聯五苯基(quinquephenyl)，特佳係三聯苯基、聯四苯基。
通式(Tp-1)所示主體材料化合物係例如可依照日本專利特表2010-535806號說明書等所記載的方法進行合成。
以下，例示本發明通式(Tp-1)所示化合物的具體例，惟本發明併不僅侷限於該等。
[通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所示主體材料]
以下，針對通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所示主體材料進行說明。
通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所示主體材料係可使用主體N/C比未滿1/22的化合物。
本發明中，上述主體N/C比係未滿1/22、較佳係未滿1/23、更佳係未滿1/47、特佳係0。
以下，針對通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所示化合物進行說明。
(通式(4-1)、(4-2)及(4-3)中，d、e、h、i係表示各自獨立的3之整數；d與e、或h與i的組合中至少其中一者係1以上。f係表示1~4的整數。R'8係表示各自獨立的取代基；當d、e、f、h、i係2以上之時，R'8係可為互異亦可為相同。nCZ係表示1以上的整數。
又，R'8至少1者係表示下述通式(5)所示咔唑基。)
nCZ較佳係1~5、更佳係1~3、特佳係1或2。
(通式(5)中，R'9係表示各自獨立的取代基。g係 表示0~8的整數。)
R'8係表示各自獨立的取代基；具體係例如：鹵原子、烷氧基、氰基、硝基、烷基、芳基、雜環基、或通式(5)所示取代基。該等取代基亦可更進一步具有取代基，更進一步具有的取代基係可例如從前述取代基組A中所選擇的基。
當R'8非表示通式(5)之時，較佳係碳數10以下的烷基、取代或無取代的芳基或雜環基，更佳係碳數6以下的烷基、取代或無取代的聯伸三苯基、茀基、環戊二烯基、吡啶基、吡基、嘧啶基、三基、喹啉基、異喹啉基、唑唑啉基、萘啶基、喹啉基、呋喃基、噻吩基、矽雜環戊二烯基或二苯并噻吩基；特佳係取代或無取代的聯伸三苯基。
R'9係表示各自獨立的取代基；具體係例如：鹵原子、烷氧基、氰基、硝基、烷基、芳基、雜環基。該等取代基亦可更進一步具有取代基，更進一步具有的取代基係可例如從前述取代基組A中所選擇的基。
R'9較佳係碳數10以下的烷基、碳數10以下的取代或無取代芳基，更佳係碳數6以下的烷基。
通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所示主體材料化合物係可組合各種公知合成法進行合成。最一般的方法就相關咔唑化合物，可例如在進行芳基肼與環己烷衍生物的縮合體之氮雜-科普重排反應(aza-Cope rearrangement reaction)後，再利用脫氫芳香族化進行合成[L.F.Tieze,Th.Eicher著、高野、小笠原譯、精密有機合成、第339頁(南江堂刊)]。又， 相關所獲得咔唑化合物與鹵化芳基化合物之使用鈀觸媒的偶合反應，可例如Tetrahedron letters第39卷第617頁(1998年)、同第39卷第2367頁(1998年)、及同第40卷第6393頁(1999年)等所記載的方法。相關反應溫度、反應時間並無特別的限定，可使用前述文獻所記載的條件。
以下，例示本發明通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所示化合物的具體例，惟本發明併不僅侷限於該等。
針對本發明的有機電場發光元件進行詳細說明。
本發明的元件係有機電場發光元件，其特徵在於：在基板上具備有：一對電極、以及在該電極間設有發光層的有機電場發光元件；其中，前述發光層係含有上述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A與主體材料，當發光層含有磷光性金屬錯合物A與結構異構物組B時，相對於發光層中所含整體化合物之下，結構異構物組B的HPLC含有率係未滿0.5%；前述主體材料係其分子結構中所含上述式(II)所示N-苯基咔唑結構的氮原子數、與主體材料整體分子中所含總碳原子數的比N/C未滿1/22之化合物。
就發光元件的性質而言，屬於一對電極的陽極與陰極中至少其中一電極，較佳係透明或半透明。
有機層除發光層以外，尚可例如：電洞注入層、電洞輸送層、阻擋層(電洞阻擋層、激子阻擋層等)、電子輸送層等。該等有機層分別可複數層設計，當複數層設計時亦可依同一材料形成，亦可每層均由不同材料形成。
圖1所示係本發明有機電場發光元件的構造一例。圖1的有機電場發光元件10係在基板2上，於一對電極(陽極3與 陰極9)之間設有含發光層6的有機層。有機層係從陽極側3依序積層著電洞注入層4、電洞輸送層5、發光層6、電洞阻擋層7及電子輸送層8。
<有機層之構造>
前述有機層的層構造並無特別的限制，可配合有機電場發光元件的用途、目的再適當選擇，較佳係形成於前述透明電極上或前述半透明電極上。此情況，有機層係形成於前述透明電極或前述半透明電極上的全面或一面上。
相關有機層的形狀、大小、及厚度等並無特別的限制，可配合目的再行適當選擇。
具體的層構造係可例如下述，惟本發明並不僅侷限於該等構造。
‧陽極/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極；‧陽極/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/陰極；‧陽極/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/電子注入層/陰極；‧陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/陰極；‧陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極；‧陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/電子注入層/陰極；相關有機電場發光元件的元件構造、基板、陰極及陽極，在例如日本專利特開2008-270736號公報中已有詳述， 該公報所記載的事項均可適用於本發明。
<基板>
本發明所使用的基板，較佳係不會使從有機層所發出的光出現散射或衰減之基板。有機材料的情況，諸如耐熱性、尺寸安定性、耐溶劑性、電絕緣性、及加工性均優異，故屬較佳。
<陽極>
陽極通常係只要具備有能將電洞供應給有機層的電極功能便可，相關其形狀、構造、大小等並無特別的限制，可配合發光元件的用途、目的，從公知電極材料中適當選擇。如前述，陽極通常係設計為透明陽極。
<陰極>
陰極通常係只要具備有能將電子注入於有機層中的電極功能便可，相關其形狀、構造、大小等並無特別的限制，可配合發光元件的用途、目的，從公知電極材料中適當選擇。
<有機層>
針對本發明的有機層進行說明。
(有機層之形成)
本發明的有機電場發光元件，各有機層係可利用諸如：蒸鍍法、濺鍍法等乾式製膜法、或諸如：轉印法、印刷法、旋塗法、棒塗法等濕式製膜法(溶液塗佈法)等等任一方法適當地形成。
(發光層)
發光層係具有施加電場時，會從陽極、電洞注入層或電洞輸送層收取電洞，並從陰極、電子注入層或電子輸送層收取電子，提供電洞與電子進行再結合場所，俾使發光之功能的層。，本發明有機電場發光元件的發光層係含有諸如磷光性金屬錯合物等至少一種的磷光發光材料。
(電荷輸送層)
所謂「電荷輸送層」係指當對有機電場發光元件施加電壓時會引發電荷移動的層。
具體係可例如：電洞注入層、電洞輸送層、電子阻擋層、發光層、電洞阻擋層、電子輸送層或電子注入層。較佳係電洞注入層、電洞輸送層、電子阻擋層或發光層。在利用塗佈法所形成的電荷輸送層係電洞注入層、電洞輸送層、電子阻擋層或發光層之前提下，便可低成本且高效率地製造有機電場發光元件。又，電荷輸送層更佳係電洞注入層、電洞輸送層或電子阻擋層。
(電洞注入層、電洞輸送層)
電洞注入層、電洞輸送層係屬於具有從陽極或陽極側收取電洞，並輸送給陰極側之功能的層。
相關電洞注入層、電洞輸送層，日本專利特開2008-270736號公報的段落編號[0165]~[0167]所記載事項，亦可適用於本發明。
電洞注入層中較佳係含有電子受體性摻質。藉由在電洞注入層中含有電子受體性摻質，便具有提升電洞注入性、降低驅動電壓、提升效率等效果。所謂「電子受體 性摻質」係在能從所摻雜材料中拉出電子，而生成自由基陽離子之材料的前提下，可使用有機材料、無機材料中任一者，可例如：四氰基醌二甲烷(TCNQ)、四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、氧化鉬等。
相對於形成電洞注入層的總化合物質量，電洞注入層中的電子受體性摻質較佳係含有0.01~50質量%、更佳係含有0.1~40質量%、特佳係含有0.2~30質量%。
(電子注入層、電子輸送層)
電子注入層、電子輸送層係屬於從陰極或陰極側收取電子，並輸送給陽極側之功能的層。該等層所使用的電子注入材料、電子輸送材料，係可為低分子化合物、亦可為高分子化合物。
電子輸送材料係可使用公知化合物。具體而言，較佳係含有例如：吡啶衍生物、喹啉衍生物、嘧啶衍生物、吡衍生物、酞衍生物、菲咯啉衍生物、三衍生物、三唑衍生物、唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、茀酮衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二苯基醌衍生物、硫二氧化吡喃衍生物、碳二醯亞胺衍生物、亞茀基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡衍生物、萘、苝等芳香環四羧酸酐；諸如酞菁衍生物、8-喹啉酚衍生物的金屬錯合物或金屬酞菁；以諸如苯并唑或苯并恋唑為配位基的金屬錯合物等所代表之各種金屬錯合物；以諸如矽諾魯(silole)所代表之有機矽烷衍生物等之層。
電子注入層、電子輸送層的厚度，就從降低驅動 電壓的觀點，分別較佳係500nm以下。
電子輸送層的厚度較佳係1nm~500nm、更佳係5nm~200nm、特佳係10nm~100nm。又，電子注入層的厚度較佳係0.1nm~200nm、更佳係0.2nm~100nm、特佳係0.5nm~50nm。
電子注入層、電子輸送層係可為由上述材料中之1種或2種以上構成的單層構造，亦可為由同一組成或異種組成的複數層構成之多層構造。
在電子注入層中較佳係含有電子授與性摻質。藉由使電子注入層含有電子授與性摻質，便具有提升電子注入性、降低驅動電壓、提升效率等效果。所謂「電子電子授與性摻質」係在能從對摻雜材料提供電子，而生成自由基陰離子之材料的前提下，可使用有機材料、無機材料中任一者，可例如：四硫富瓦烯(TTF，tetrathiafulvalene)、四硫稠四苯(TTT，tetrathianaphthacene)、雙-[1,3-二乙基-2-甲基-1,2-二氫苯并咪唑基]等二氫咪唑化合物、以及鋰、銫等等。
相對於形成電子注入層的總化合物質量，電子注入層中的電子授與性摻質較佳係含有0.01質量%~50質量%、更佳係含有0.1質量%~40質量%、特佳係含有0.5質量%~30質量%。
(電洞阻擋層)
電洞阻擋層係具有防止從陽極側輸送給發光層的電洞，穿透過陰極側之功能的層。本發明中，在發光層鄰接 陰極側的有機層係可設計為電洞阻擋層。
構成電洞阻擋層的有機化合物例，係可例如：雙(2-甲基-8-羥基喹啉)4-苯基酚鹽鋁(III)[Aluminum(III)bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate(簡稱「Balq」)]等鋁錯合物、三唑衍生物、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉[2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(簡稱「BCP」)]等菲咯啉衍生物、本發明的化合物等。本發明中，電洞阻擋層併不僅侷限於實際阻擋電洞的機能，亦可為具有使發光層的激子不會擴散於電子輸送層、或阻擋能量移動消光的功能。本發明的化合物亦頗用為電洞阻擋層。
電洞阻擋層的厚度較佳係1nm~500nm、更佳係5nm~200nm、特佳係10nm~100nm。
電洞阻擋層係可為由上述材料中之1種或2種以上構成的單層構造，亦可為由同一組成或異種組成的複數層構成之多層構造。
(電子阻擋層)
電子阻擋層係具有防止從陰極側輸送給發光層的電子，穿透過陽極側之功能的層。本發明中，在發光層鄰接陽極側的有機層係可設計為電子阻擋層。
構成電子阻擋層的有機化合物例，係可適用例如前述就電洞輸送材料所舉例者。
電子阻擋層的厚度較佳係1nm~500nm、更佳係5nm~200nm、特佳係10nm~100nm。
電子阻擋層係可為由上述材料中之1種或2種以上構成 的單層構造，亦可為由同一組成或異種組成的複數層構成之多層構造。
(保護層)
本發明中，有機EL元件全體亦可利用保護層進行保護。
相關保護層，在日本專利特開2008-270736號公報的段落編號[0169]~[0170]中所記載事項均可適用於本發明。
(密封容器)
本發明的元件亦可使用密封容器將元件全體予以密封。
相關密封容器，在日本專利特開2008-270736號公報的段落編號[0171]中所記載事項均可適用於本發明。
(驅動)
本發明的有機電場發光元件，係藉由對陽極與陰極之間施加直流(視需要亦可含有交流成分)電壓(通常為2伏特~15伏特)、或直流電流，便可獲得發光。
相關本發明有機電場發光元件的驅動方法，可適用日本專利特開平2-148687號、同6-301355號、同5-29080號、同7-134558號、同8-234685號、同8-241047號等各公報、以及日本專利第2784615號、美國專利5828429號、同6023308號等各說明書中所記載的驅動方法。
本發明有機電場發光元件的外部量子效率，較佳係達7%以上、更佳係達10%以上、特佳係達12%以上。外部量子效率的數值係可使用在20℃下驅動元件時，外部量子效率的最大值，或者在20℃下驅動元件時於 300~400cd/m2附近的外部量子效率值。
本發明有機電場發光元件的初期耐久性，係可利用輝度衰退10%的時間(T90)進行評價。就從防止顯示器的烙印、提供高品質有機EL顯示器的觀點，T90係越長越佳。
(本發明元件之用途)
本發明元件係頗適用於諸如：顯示元件、顯示器、背光源、電子照片、照明光源、記錄光源、曝光光源、讀取光源、標誌、看板、室內裝飾、或光通信等。特別較佳係使用於諸如顯示器等要求元件初期耐久性的裝置。
(發光裝置)
其次，參照圖2，針對本發明的發光裝置進行說明。
本發明的發光裝置係使用前述有機電場發光元件而構成。
圖2所示係本發明發光裝置一例的概略剖視圖。圖2的發光裝置20係由基板(支撐基板)2、有機電場發光元件10、密封容器16等構成。
有機電場發光元件10係在基板2上，依序積層著陽極(第一電極)3、有機層11、陰極(第二電極)9而構成。又，在陰極9上積層著保護層12，更在保護層12上隔著接著層14設置密封容器16。另外，省略各電極3、9其中一部分、隔壁、絕緣層等。
此處，接著層14係可使用諸如環氧樹脂等光硬化型接著劑或熱硬化型接著劑，亦可使用例如熱硬化性接著片。
本發明發光裝置的用途並無特別的限制，例如照 明裝置之外，尚可形成諸如電視機、個人電腦、行動電話、電子紙張等的顯示裝置。
(照明裝置)
其次，參照圖3，針對本發明的照明裝置進行說明。
圖3所示係本發明照明裝置一例的概略剖視圖。本發明的照明裝置40係如圖3所示，具備有：前述有機EL元件10、及光散射構件30。更具體而言，照明裝置40係構成有機EL元件10的基板2與光散射構件30相接觸狀態。
光散射構件30係在能使光散射之前提下，其餘並無特別的限制，在圖3中係構成於透明基板31中分散著微粒子32的構件。透明基板31係可例如玻璃基板。微粒子32係可例如透明樹脂微粒子。玻璃基板與透明樹脂微粒子均可使用公知物。此種照明裝置40係來自有機電場發光元件10的發光，射入於散射構件30的光入射面30A，便使入射光利用光散射構件30而散射，並使散射光從光出射面30B依照明光形式射出。
實施例
以下，利用實施例針對本發明進行更詳細說明，惟本發明併不僅侷限於該等。
1.磷光性金屬錯合物之合成
本發明所使用的磷光性金屬錯合物係可依照該技術領域的一般周知方法進行合成。例如藉由參考US2004/0241495A1等所記載的方法便可進行合成。
2.結構異構物組B(mer體)的HPLC含有率之特定與調節
本發明中，相對於發光層中所含整體化合物之下，結構異構物組B的HPLC含有率係依照以下方法求取。
首先，將發光層所使用的各材料，依照形成元件之發光層時的相同蒸鍍條件，對面積5cm2的基板積層呈膜厚100nm狀態。接著，所獲得膜依照以下條件(溶劑：THF與水的1：1混合溶劑、測定溫度：40℃、檢測波長：254nm)測定HPLC(Tosoh TSKgel ODS-100Z)，求取相對於上述膜中所含整體化合物的尖峰面積和計之下，相當於結構異構物組B的化合物之尖峰面積比率(%)，並視為結構異構物組B(mer體)的HPLC含有率。
發光層中的結構異構物組B之HPLC含有率，係藉由將上述合成所獲得磷光性金屬錯合物，利用二氯甲烷施行再結晶的次數進行調節。
3.主體材料化合物之合成
實施例所記載的主體化合物係屬公知、或可利用公知方法的組合進行合成。
例如主體化合物H3係可依照下述方法進行合成。
主體化合物H3係因為分子結構中未含有式(II)所示N-苯基咔唑結構，因而主體N/C比係0。
4.元件製作‧評價
元件製作時所使用的材料全部均施行昇華精製，並利用高速液相色層分析儀(Tosoh TSKgel ODS-100Z)確認到純度(254nm的吸收強度面積比)達99.1%以上
(實施例1-1)
將厚度70mm、2.5cm四方且具有ITO膜的玻璃基板[GEOMATEC公司製、表面電阻10Ω/□(亦稱「Ω/sq.」)]，放入洗淨容器中，於2-丙醇中施行超音波洗淨後，施行30分鐘的UV-臭氧處理。在該透明陽極(ITO膜)上利用真空蒸鍍法(1×10-5Pa)依序蒸鍍以下的有機層。
第1層：HT1：膜厚10nm
第2層：HT2：膜厚30nm
第3層：表1所記載的磷光性金屬錯合物A(亦可含有結構異構物組B)及主體材料(質量比85：15)：膜厚40nm
第4層：ET1：膜厚40nm
在其上面依序蒸鍍氟化鋰1nm及金屬鋁70nm而形成陰極。
將該積層體在不致接觸到大氣的情況下，放入經氮氣取代過的套手工作箱內，使用玻璃製密封罐及紫外線硬化 型接著劑(XNR5516HV、長瀨汽巴(股)製)施行密封，便獲得實施例1-1的元件。
(實施例1-2~13-5、比較例1-1~13-2)
在實施例1-1的元件調製中，除將第3層的磷光性金屬錯合物A、主體材料、及結構異構物組B(mer體)之HPLC含有率，變更為表1~13所示內容之外，其餘均與實施例1-1的元件同樣，獲得實施例1-2~13-5、比較例1-1~13-2的元件。
該等元件依照以下方法，就外部量子效率、耐久性(輝度衰退10%所需要的時間：T90、及輝度衰退50%所需要的時間：T50)的觀點施行評價，結果如表1~13所示。
(a)外部量子效率
使用東陽科技製Source Measure Unit 2400，對各元件施加直流電壓而使發光，使用TOPCON公司製輝度計BM-8測定其輝度。發光頻譜與發光波長係使用Hamamatsu Photonics製頻譜分析儀PMA-11進行測定。該等係利用輝度換算法計算出原本輝度在1000cd/m2附近的外部量子效率。
(b)耐久性
對元件在室溫下施加直流電壓，使輝度成為5000cd/m2並使持續發光，將直到輝度衰退10%或衰退50%時所需要的時間，視為耐久性的指標。
另外，T90及T50係分別將各組的比較例-1之值設為10之時的相對值。
表1~13所記載內容、以及T90、T50、或外部量子效率與mer體之HPLC含有率間的關係，如圖4~6所示。
由圖4中得知，使用滿足本案既定主體N/C比之主體材料構成的有機電場發光元件，當mer體的HPLC含有率未滿既定量時，T90會較既定量以上的情況急遽上升。
另一方面，由圖5與6中得知，即便使用滿足本案既定主體N/C比之主體材料構成的有機電場發光元件，T50及外部量子效率亦均並未如何地依存於mer體的HPLC含有率。
即，儘管驅動初期的耐久性係屬於將有機電場發光元件應用於顯示器時所要求的極其重要特性，但從諸如T50及外部量子效率之類的習知評價方法終究無法發現呈現此種特性的元件。
而，本發明者就元件的評價方法係著眼於T90，經深入鑽研的結果，發現由本發明構造形成的有機電場發光元件呈現良好的驅動初期耐久性。
以下，例示實施例及比較例所使用的化合物構造：
產業上之可利用性
根據本發明可提供相較於使用習知材料的元件之下，獲大幅提升初期耐久性的有機電場發光元件。
針對本發明參照詳細內容以及特定實施態樣進行說明，惟在不脫逸本發明精神與範圍之前提下，均可進行各種變更與追加修正，此係熟習此技術者可輕易思及。本申請案係以2011年8月31日所提出申請的日本專利申請案(特願2011-190119)為基礎，參照其內容並爰引融入於本案中。

Claims (10)

  1. 一種有機電場發光元件，係在基板上具備有一對電極、以及在該電極間設有發光層的有機電場發光元件，其特徵在於：前述發光層含有下述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A與主體材料；並且，相對於發光層中所含整體化合物，前述磷光性金屬錯合物A的結構異構物組B在發光層中所含有的比例以HPLC含有率計係0.01%以上且未滿0.5%；前述主體材料之分子結構中所含下述式(II)所示N-苯基咔唑結構的氮原子數與主體材料整體分子中所含總碳原子數之比N/C係未滿1/22； (通式(I-A)中，L1與Ln表示具有X1與Y1的雙芽配位基；Ln係L1或L2；X1表示氮原子、氧原子或硫原子；Y1表示碳原子、氮原子、氧原子、硫 原子或磷原子；X1≠Y1；M表示3價的金屬離子；通式(I-B)中，L1表示具有X1與Y1的雙芽配位基；L2表示具有X2與Y2的雙芽配位基；X1與X2係表示氮原子、氧原子或硫原子；Y1與Y2表示碳原子、氮原子、氧原子、硫原子或磷原子；X1≠Y1、X1≠X2、X1≠Y2、Y1≠X2；M表示3價的金屬離子)；
  2. 如申請專利範圍第1項之有機電場發光元件，其中相對於發光層中所含整體化合物，前述結構異構物組B在發光層中含有的比例以HPLC含有率計係0.01%以上且未滿0.1%。
  3. 如申請專利範圍第1項之有機電場發光元件，其中前述通式(I-A)或(I-B)的M係Ir。
  4. 如申請專利範圍第1項之有機電場發光元件，其中前述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A係下述通式(I-I)所示化合物： (通式(I-I)中，RT3'、RT3、RT4、RT5及RT6係各自獨立表示氫原子或取代基；RT3、RT4、RT5及 RT6中相鄰的任二者亦可相互鍵結並與RT3、RT4、RT5及RT6所取代的苯環一起形成縮合環，該縮合環亦可進一步具有取代基；環Q係含1個以上之氮的五員或六員芳香族雜環或縮合芳香族雜環；(X-L3-Y)係表示輔助配位基；m表示2或3的整數；n表示0或1的整數；m+n=3)。
  5. 如申請專利範圍第1項之有機電場發光元件，其中前述磷光性金屬錯合物的發光尖峰波長係在400~550nm範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之有機電場發光元件，其中前述主體材料係下述通式(1)、(Tp-1)、(4-1)、(4-2)或(4-3)所示化合物： (X101表示氧原子或硫原子；R101~R109各自獨立表示氫原子或取代基；n係表示1以上的整數；n為1時，La係芳基、雜芳基、或由芳基與雜芳基組合而成的1價基；當R108鄰接R109時，R108 與R109亦可鍵結而形成脂環結構；n為2以上的整數時，La表示單鍵或n價的芳香族烴基；當R108鄰接R109時，R108與R109亦可相鍵結形成脂環結構；) (Z表示N或C(R13)；R12~R23各自獨立表示：氫原子；烷基；亦可被烷基、苯基、茀基、萘基、聯伸三苯基、2-氮雜-聯伸三苯基、吡啶基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、嘧啶基或三基所取代的苯基、茀基、萘基、聯伸三苯基、2-氮雜-聯伸三苯基、吡啶基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、嘧啶基、三基或是其等組合而成的基；但，R12~R23不會全部均為氫原子)； [化8] (d、e、h、i係各自獨立表示0~3之整數；d與e、或h與i的組合中，至少有一者係1以上；f表示1~4的整數；R'8表示各自獨立的取代基；當d、e、f、h、i係2以上時，R'8可互異亦可相同；nCZ表示1以上的整數；又，R'8中之至少1者表示下述通式(5)所示之咔唑基)； (通式(5)中，R'9係各自獨立表示取代基；g表示0~8的整數)。
  7. 一種有機電場發光元件用膜，含有：如申請專利範圍第1至6項中任一項之前述通式(I-A)或(I-B)所示磷光性金屬錯合物A；以及，前述通式(1)、(Tp-1)、(4-1)、(4-2)或(4-3)所示的主體材料。
  8. 一種發光裝置，係使用如申請專利範圍第1至6項中任一項之有機電場發光元件。
  9. 一種顯示裝置，係使用如申請專利範圍第1至6項中任一項之有機電場發光元件。
  10. 一種照明裝置，係使用如申請專利範圍第1至6項中任一項之有機電場發光元件。
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