TWI545174B - 有機電激發光元件用材料及有機電激發光元件 - Google Patents

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Description

有機電激發光元件用材料及有機電激發光元件
本申請案主張於2009年8月31號申請之日本專利申請案第JP2009-201145號的國外優先權，此專利申請案之內容以引用的方式併入本文中。
本發明是關於一種有機電激發光元件用材料及使用所述材料之有機電激發光元件。
因為可藉由低壓驅動獲得高亮度發光，正積極研究並開發有機電激發光元件(下文有時稱為「元件」或「有機EL元件(organic EL device)」)。有機電激發光元件在一對電極之間具有有機層，其中利用當自陰極注入之電子與自陽極注入之電洞在有機層中重組時產生的激子之能量進行發光。
近年來，使用磷光材料嘗試使元件實現高效率。舉例而言，正研究發光效率及耐久性藉由使用銥錯合物或鉑錯合物作為磷光材料而增強的有機電激發光元件。此外，廣泛採用使用主體材料中摻雜有發光材料之發光層的摻雜型元件。
專利文獻1：美國專利申請公開案第2007/0297033號揭露一種使用含具有縮合環結構之配位體的銥或鉑錯合物作為磷光材料以獲得能夠發射高色純度藍光之高耐久性元件的技術。
此外，專利文獻2：日本專利第4,039,023號揭露一種 藉由使用將磷光金屬錯合物與另一發光材料一起合併於發光層中之方法引起不能單獨高效率發光之發光材料以高效率發射高亮度光的方法。
專利文獻1中所述之使用磷光材料的元件具有高耐久性，但不能獲得足夠的發光效率。雖然發光效率可藉由在此磷光材料之錯合物的特定位置引入取代基來提高，但在此情況下，耐久性降低。因此，需要一種可作為引入取代基之替代方案的增強發光效率的技術。此外，在專利文獻2中，雖然磷光金屬錯合物與另一發光材料以0.3至3之莫耳比混合，藉此獲得高效率，但在此技術中，作為獲得高效率之條件，磷光金屬錯合物之最低三重態能量必須高於另一發光材料。為此，對如專利文獻1中所述之錯合物的藍色磷光材料應用專利文獻2之技術需要使用發光波長較短之磷光金屬錯合物。然而，具有足以比藍色磷光材料發光波長短的磷光金屬錯合物十分有限。此外，因為金屬錯合物佔發光層之比例增加，所以推測將專利文件2之技術應用於專利文獻1之發光材料難以控制電荷可傳輸性。實際上，根據本發明發明者關於藉由使用專利文獻2中所述之方法增強專利文獻1之錯合物之效率的研究，顯示耐久性大幅降低。
同時，有機電激發光元件近來將其應用擴展至例如顯示器、面板或照明，且考慮應用於可能暴露於70℃或70℃以上之高溫的車載面板(in-vehicle panel)或其類似物，估 計高溫驅動下元件特徵之變化會成為一個重要問題。
本發明之一目標在於提供一種有機電激發光元件，其發光效率高，且即使在高溫驅動下，發光效率降低亦較小。本發明之另一目標在於提供一種有機電激發光元件用材料，其用於發光效率極佳之有機電激發光元件。
由獲得上述目標之研究，本發明發明者發現，當元件使用含有特定金屬錯合物(例如特定參型金屬錯合物(tris-type metal complex))之材料製造，所述特定金屬錯合物已添加有少量含共同配位體之具有另一特定結構的金屬錯合物(具有兩種或兩種以上配位體的混合型金屬錯合物)時，可大幅提高元件之發光效率。此外，發現即使當元件在超過70℃之高溫條件下驅動時，發光效率亦可維持在高水平下。即，可利用以下技術獲得本發明。
(1)一種有機電激發光元件用材料，其包括由式(1a)表示之化合物及由式(1b)表示之化合物，其中所述由式(1a)表示之化合物的分子量小於所述由式(1b)表示之化合物的分子量，以及所述材料的所述由式(1a)表示之化合物與所述由式(1b)表示之化合物的含量比為0.1到5,000ppm：
其中A1、A2及X1至X4各自獨立地表示碳原子或氮原子；Z1表示包含碳原子且可包含雜原子之5員環；Z2及Z3各自獨立地表示芳族烴環或雜環；M表示原子量為40或40以上且屬於週期表之第8族至第10族中任一者的過渡金屬原子；n表示1或2；m表示2或3，其限制條件為當M為第8族或第9族金屬時，m為3，且當M為第10族金屬時，m為2；La表示中性單牙配位體，Lb表示單陰離子性單牙配位體，且La與Lb可彼此組合形成雙牙配位體；且在各式(1a)及式(1b)中，所述含Z1至Z3的配位體具 有總計18個π電子的結構。
(2)如(1)所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(1a)及式(1b)表示之化合物分別為由式(2a)及式(2b)表示之化合物：
其中E1a至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子，其限制條件為E1f及E1k各自表示碳原子；R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1b、E1c、E1g至 E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1a至R1i不存在；La、Lb及n具有與式(1a)中相同的含義；且在各式(2a)及式(2b)中，所述含E1a至E1q之配位體具有總計18個π電子的結構。
(3)如(2)所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(2a)及式(2b)表示之化合物分別為由式(3a)及式(3b)表示之化合物：
其中R1a至R1i具有與式(2a)中相同的含義，且La、Lb 及n具有與式(1a)中相同的含義。
(4)如(1)至(3)中任一項所述之有機電激發光元件用材料，其中La與Lb形成雙牙配位體I-1至I-12中之一者：
其中Rx、Ry及Rz各自獨立地表示氫原子或取代基，且M1對應於式(1a)中之M。
(5)如(3)所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a)表示之化合物為由式(3a-1)表示之化合物：
其中R1a至R1i具有與式(2a)中相同的含義，n具有與式(1a)中相同的含義，且R2a至R2c各自獨立地表示氫原子或取代基。
(6)如(5)所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a-1)表示之化合物為由式(3a-2)表示之化合物：
其中R1a至R1i具有與式(2a)相同的含義，且n具有與式(1a)中相同的含義。
(7)如(6)所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a-2)表示之化合物為由式(3a-3)表示之化合物：
其中R1a至R1i具有與式(2a)中相同的含義。
(8)如(1)所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(1a)及式(1b)表示之化合物分別為由式(4a)及式(4b)表示之化合物：
其中E1a至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子，其限制條件為E1f及E1k各自表示碳原子；R1a至R1h各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1b、E1c、E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1a至R1i不存在；La、Lb及n具有與式(1a)中相同的含義；且在各式(4a)及式(4b)中，所述含E1a至E1q之配位體具有總計18個π電子的結構。
(9)如(1)至(8)中任一項所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(1a)表示之化合物與所述由式(1b)表示之化合物之含量比為0.1至1,000ppm。
(10)如(1)至(9)中任一項所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(1a)表示之化合物的分子量與所述由式(1b)表示之化合物的分子量的比為0.75至0.99。
(11)一種有機電激發光元件，其包括：基板；一對電極；及至少一個含有發光層且安置於所述電極之間的有機層，其中所述有機層含有如(1)至(10)中任一項所述之有機電激 發光元件用材料。
(12)如(11)所述之有機電激發光元件，其中所述發光層包含所述有機電激發光元件用材料。
(13)一種光發射裝置，其包括如(11)或(12)所述之有機電激發光元件。
(14)一種顯示裝置，其包括如(11)或(12)所述之有機電激發光元件。
(15)一種照明裝置，其包括如(11)或(12)所述之有機電激發光元件。
本發明之優勢效應
根據本發明，可獲得具有高發光效率之有機電激發光元件
在本發明中，結構式之描述中所使用的氫原子包含其同位素(例如氘原子)，且所使用構成取代基之原子包含其同位素。
此外，所使用諸如烷基之取代基的「碳數」包含諸如烷基之取代基可經另一取代基取代之情況，且包含另一取代基之碳數。順便提及，在用於本發明之配位體之結構式中，*為金屬之配位點，且A1、A2、E1a及E1p各自與金屬之間的鍵可個別地為共價鍵或配位鍵。
本發明之有機電激發光元件用材料(下文有時稱為「本發明材料」)為一種有機電激發光元件用材料，其含有由式(1a)表示之化合物及由式(1b)表示之化合物，其中所述 由式(1a)表示之化合物的分子量小於所述由式(1b)表示之化合物的分子量，且所述由式(1a)表示之化合物的含量以所述由式(1b)表示之化合物計為0.1到5,000ppm：
在式(1a)及式(1b)中，A1、A2及X1至X4各自獨立地表示碳原子或氮原子；Z1表示由碳原子及/或雜原子構成之5員環；Z2及Z3各自獨立地表示芳族烴環或雜環；M表示 原子量為40或40以上且屬於週期表之第8族至第10族的過渡金屬原子；n表示1或2；m表示2或3，當M為第8族或第9族金屬時，m為3，且當M為第10族金屬時，m為2；La表示中性單牙配位體，Lb表示單陰離子性單牙配位體，La與Lb可彼此組合形成雙牙配位體；且在各式(1a)及式(1b)中，所述含Z1至Z3的配位體具有總計18個π電子的結構。
對於有機電激發光元件，藉由使用本發明材料，其中由式(1a)表示之化合物的分子量小於由式(1b)表示之化合物的分子量，且所述由式(1a)表示之化合物的含量以所述由式(1b)表示之化合物計為0.1到5,000ppm，所述元件之發光效率可增強，且高溫驅動下發光效率之降低可被抑制。
一般而言，當選擇有機電激發光元件之材料時，在許多情況下，使用純材料而不使用混合物，因為預測耐久性會降低。舉例而言，在JP-A-2005-347004(本文所用之術語「JP-A」意謂「未審查公開日本專利申請案」)中，指示原料或分解產物之含量以金屬錯合物計為0.5%或0.5%以下的材料展現高耐久性。本發明之由式(1a)表示之金屬錯合物亦為由式(1b)表示之金屬錯合物的原料，且其可使得熟習此項技術者認為混合由式(1a)表示之化合物與由式(1b)表示之化合物會導致元件效能降低。然而，在本發明中，甚至預定含量之藉由混合由式(1a)表示之化合物與由式(1b)表示之化合物所獲得的混合物亦出乎意料地無耐久性之降低且展現高效能。雖然此現象之詳細原理尚不明確，但如 下認為。
關於發光效率，提出如下假定。在由式(1b)表示之化合物中，配位體體積大且錯合物具有含有許多空隙之結構。因此，當化合物用於發光層中時，不能有效地在發光層與相鄰層之間的界面處注入電荷。在本發明材料中，少量混合有與由式(1b)表示之化合物相比分子量較小的由式(1a)表示之化合物，假定由式(1a)表示之化合物完全摻雜於發光層與相鄰層之間的界面中，以使得發光層與相鄰層能夠良好電子接觸且電荷能夠流暢地注入發光層與相鄰層之間的界面，且發光層中電子與電洞之再組合幾率增加，從而提高發光效率。此外，由式(1b)表示之金屬錯合物不是分佈在整個發光層中而是集中在界面附近，且其含量小至5,000ppm或5,000ppm以下，假定此含量允許獲得上述效應而不導致元件耐久性降低。
就維持高溫驅動下之發光效率而言，提出如下假定。當元件在接近材料玻璃轉移溫度之70℃或70℃以上的高溫下驅動時，當然會在元件之層的內部引起膜品質之變化(例如材料之軟化)，但假定在層界面處改變特別大。高溫驅動下發光效率降低之原因歸於發光材料本身之熱穩定性，且認為在層界面處軟化之材料使層界面模糊不清且使電荷注入不均勻，且導致效率降低。在本發明材料之情況下，估計混合至少三種材料，亦即兩種發光材料(由式(1a)表示之化合物及由式(1b)表示之化合物)及主體材料，以在層界面附近形成固體，且此固體抑制玻璃轉移。認為玻 璃轉移會大大影響材料本身之性質及固態中之排列。
自增強發光效率及維持高溫驅動下之發光效率的觀點來看，由式(1a)表示之化合物的含量以由式(1b)表示之化合物計較佳為0.1至3,000ppm，更佳為0.1至1,000ppm，又更佳為0.5至1,000ppm，進一步更佳為10至700ppm，甚至更佳為50至700ppm。
由式(1a)表示之化合物的分子量小於由式(1b)表示之化合物的分子量，且由式(1a)表示之化合物的分子量與由式(1b)表示之化合物的分子量的比小於1.0。自增強發光效率及維持高溫驅動下之發光效率的觀點來看，此比率較佳為0.55至小於1.00，更佳為0.75至0.99，且最佳為0.75至0.90。
各由式(1a)及式(1b)表示之化合物的玻璃轉移溫度較佳為80至400℃，更佳為100至400℃，又更佳為120至400℃。
下文描述式(1a)及式(1b)。
A1、A2及X1至X4各自獨立地表示碳原子或氮原子。
Z1表示由碳原子及/或雜原子構成之5員環。
由Z1表示之5員環包含芳族環及雜環。5員雜環之具體實例包含噁唑、噻唑、異噁唑、異噻唑、吡咯、咪唑、吡唑、三唑及四唑。其中，咪唑及吡唑較佳，且咪唑更佳。
順便提及，在本發明之情況下所用之雜原子指除碳原子及氫原子以外的原子，且其實例包含氧、氮、磷、硫、硒、砷、氯、溴、矽及氟。
Z2及Z3各自獨立地表示芳族烴環或雜環，且較佳為5員或6員芳族烴環或雜環，更佳為6員環，又更佳為6員芳族烴環。
由Z2及Z3表示之環的具體實例包含苯、噁唑、噻唑、異噁唑、異噻唑、噁二唑、噻二唑、呋喃、噻吩、吡咯、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪及三嗪。其中，吡啶及苯較佳，且苯更佳。
由Z1、Z2及Z3表示之環可具有取代基，且取代基選自以下取代基Z，且較佳為氫原子、烴取代基、氰基、氟基、OR2a、SR2a、NR2aR2b、BR2aR2b或SiR2aR2bR2c。R2a至R2c各自獨立地為烴取代基或經雜原子取代之烴取代基。
取代基Z之具體實例包含烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、胺基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、醯氧基、醯基胺基、烷氧基羰基胺基、芳氧基羰基胺基、磺醯基胺基、胺磺醯基、胺甲醯基、烷硫基、芳硫基、雜芳硫基、磺醯基、亞磺醯基、脲基、磷酸醯胺基、羥基、巰基、鹵素原子、氰基、磺酸基、羧基、硝基、異羥肟酸基、亞磺酸基、肼基、亞胺基、除雜芳基以外之雜環基、矽烷基、矽烷氧基及氘原子。這些取代基可進一步經其他取代基取代。
此處，烷基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至10之烷基，且其實例包含甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十八烷基、正十六烷基、環丙基、環丁基、 環戊基、環己基、環辛基、1-金剛烷基及三氟甲基。
烯基較佳為碳數為2至30、更佳2至20、又更佳2至10之烯基，且其實例包含乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、1-異丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基及3-戊烯基。
炔基較佳為碳數為2至30、更佳2至20、又更佳2至10之炔基，且其實例包含乙炔基、炔丙基、1-丙炔基及3-戊炔基。
芳基指芳族烴單自由基(monoradical)。在芳基經取代之情況下，取代基之較佳實例包含氟基、烴取代基、雜原子取代烴取代基及氰基。芳基較佳為碳數為6至30、更佳6至20、又更佳6至12之芳基，且其實例包含苯基、鄰甲基苯基、間甲基苯基、對甲基苯基、2,6-二甲苯基、對異丙苯基、均三甲苯基(mesityl)、萘基及蒽基。
雜芳基指芳族雜環單自由基。在雜芳基經取代之情況下，取代基之較佳實例包含氟基、烴取代基、雜原子取代烴取代基及氰基。雜環基之實例包含咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基、喹啉基、異喹啉基、吡咯基、吲哚基、呋喃基、噻吩基、苯並噁唑基、苯並咪唑基、苯並噻唑基、咔唑基及氮呯基(azepinyl)。
胺基較佳為碳數為0至30、更佳0至20、又更佳0至10之胺基，且其實例包含胺基、甲基胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二苯甲基胺基、二苯基胺基及二甲苯基胺基。
烷氧基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至10之烷氧基，且其實例包含甲氧基、乙氧基、丁氧基及 2-乙基己氧基。
芳氧基較佳為碳數為6至30、更佳6至20、又更佳6至12之芳氧基，且其實例包含苯氧基、1-萘氧基及2-萘氧基。
雜環氧基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之雜環氧基，且其實例包含吡啶氧基、吡嗪氧基、嘧啶氧基及喹啉氧基。
醯基較佳為碳數為2至30、更佳2至20、又更佳2至12之醯基，且其實例包含乙醯基、苯甲醯基、甲醯基及特戊醯基。
烷氧基羰基較佳為碳數為2至30、更佳2至20、又更佳2至12之烷氧基羰基，且其實例包含甲氧基羰基及乙氧基羰基。
芳氧基羰基較佳為碳數為7至30、更佳7至20、又更佳7至12之芳氧基羰基，且其實例包含苯氧基羰基。
醯氧基較佳為碳數為2至30、更佳2至20、又更佳2至10之醯氧基，且其實例包含乙醯氧基及苯甲醯氧基。
醯基胺基較佳為碳數為2至30、更佳2至20、又更佳2至10之醯基胺基，且其實例包含乙醯胺基及苯甲醯胺基。
烷氧基羰基胺基較佳為碳數為2至30、更佳2至20、又更佳2至12之烷氧基羰基胺基，且其實例包含甲氧基羰基胺基。
芳氧基羰基胺基較佳為碳數為7至30、更佳7至20、 又更佳7至12之芳氧基羰基胺基，且其實例包含苯氧基羰基胺基。
磺醯基胺基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之磺醯基胺基，且其實例包含甲烷磺醯基胺基及苯磺醯基胺基。
胺磺醯基較佳為碳數為0至30、更佳0至20、又更佳0至12之胺磺醯基，且其實例包含胺磺醯基、甲基胺磺醯基、二甲基胺磺醯基及苯基胺磺醯基。
胺甲醯基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之胺甲醯基，且其實例包含胺甲醯基、甲基胺甲醯基、二乙基胺甲醯基及苯基胺甲醯基。
烷硫基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之烷硫基，且其實例包含甲硫基及乙硫基。
芳硫基較佳為碳數為6至30、更佳6至20、又更佳6至12之芳硫基，且其實例包含苯硫基。
雜芳硫基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之雜芳硫基，且其實例包含吡啶硫基、2-苯並咪唑硫基、2-苯並噁唑硫基及2-苯並噻唑硫基。
磺醯基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之磺醯基，且其實例包含甲磺醯基、甲苯磺醯基及三氟甲烷磺醯基。
亞磺醯基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之亞磺醯基，且其實例包含甲烷亞磺醯基及苯亞磺醯基。
脲基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之脲基，且其實例包含脲基、甲基脲基及苯基脲基。
磷酸醯胺基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至12之磷酸醯胺基，且其實例包含二乙基磷酸醯胺基及苯基磷酸醯胺基。
鹵素原子之實例包含氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
除雜芳基以外之雜環基較佳為碳數為1至30、更佳1至12之雜環基。雜原子為例如氮原子、氧原子或硫原子。雜環基之具體實例包含哌啶基、N-嗎啉基及吡咯啶基。
矽烷基較佳為碳數為3至40、更佳3至30、又更佳3至24之矽烷基，且其實例包含三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、三異丙基矽烷基、二甲基-第三丁基矽烷基、二甲基苯基矽烷基、二苯基-第三丁基矽烷基、三苯基矽烷基、三-1-萘基矽烷基及三-2-萘基矽烷基。
矽烷氧基較佳為碳數為3至40、更佳3至30、又更佳3至24之矽烷氧基，且其實例包含三甲基矽烷氧基及三苯基矽烷氧基。
烴取代基指僅由碳原子及氫原子構成之單價或二價鏈式、分支或環狀取代基。單價烴取代基之實例包含碳數為1至20之烷基(經一或多個自以下選出之基團取代之碳數為1至20的烷基：碳數為1至20之烷基、碳數為3至8之環烷基及芳基)、碳數為3至8之環烷基(經一或多個自以下選出之基團取代之碳數為3至8的環烷基：碳數為 1至20之烷基、碳數為3至8之環烷基及芳基)及碳數為6至18之芳基(經一或多個自以下選出之基團取代之芳基：碳數為1至20之烷基、碳數為3至8之環烷基及芳基)。
二價烴基之實例包含-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-及1,2-伸苯基。
在式(1a)及式(1b)中，M表示原子量為40或40以上且屬於週期表之第8族至第10族的過渡金屬原子。金屬較佳為Ru、Os、Rh、Ir、Pd及Pt中任一者，更佳為Os、Ir或Pt，又更佳為Ir或Pt，且自高發光效率、高錯合物穩定性及發光層內部電洞/電子傳輸的載子平衡控制之觀點來看，最佳為Ir。
在式(1a)中，n表示1或2。在式(1b)中，m表示2或3。m較佳為3，且n較佳為m-1。
在式(1a)及式(1b)中，La表示中性單牙配位體，Lb表示單陰離子性單牙配位體，且La與Lb可彼此組合形成雙牙配位體。La與Lb較佳彼此組合形成雙牙配位體。
關於由La及/或Lb表示之配位體，已知各種配位體，且其實例包含以下文獻中所述之配位體：H.Yersin,Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds,Springer-Verlag(1987)，及Akio Yamamoto,Yuki Kinzoku Kagaku-Kiso to Oyo-(Organic Metal Chemistry-Basic and Application-),Shokabo(1982)(例如，鹵素配位體(較佳氯配位體)、氰基配位體、異氰基配位體、膦配位體、含氮雜芳基配位體(例如聯吡啶基、啡啉)及 二酮配位體(例如乙醯丙酮))。二酮及吡啶甲酸衍生物較佳，1,3-二酮酸配位體更佳，且乙醯丙酮酸(acac)配位體又更佳。
組合La與Lb所形成之雙牙配位體的具體實例闡述如下，但本發明並不限於此。
在式(I-1)至式(I-12)中，Rx、Ry及Rz各自獨立地表示氫原子或取代基。M1對應於式(1a)中之M。
由Rx、Ry及Rz表示之取代基包含以上關於取代基Z所述之取代基，且較佳為氫原子、烴取代基、OR2a、SR2a或NR2aR2b，更佳為氫原子或烴取代基。R2a至R2b各自獨立地為烴取代基或經雜原子取代之烴取代基。R2a至R2b可彼此組合形成飽和或不飽和芳族或非芳族環。Rx、Ry及Rz各自較佳為碳數為3或3以下之烷基或為氫原子。
至於組合La與Lb形成之雙牙配位體，在式(I-1)至式 (I-12)中，較佳為由式(I-1)、(I-4)及(I-12)表示之配位體，且更佳為由式(I-1)表示之配位體。
在式(1a)及式(1b)中，可適當地使用以下專利文獻中所述之用於錯合物的配位體：即，US 2008/0297033之段落[0081]中所述的具體實例es1至es61；WO2008/140114之段落[0120]至[0253]中所述的具體實例(1)至(60)、A-1至A-204、C-1至C-248、D-1至D-49及P-201至P-339；JP-A-2008-311607之段落[0116]至[0130]中所述的具體實例B-1至B-146；JP-A-2008-311608之段落[0115]至[0125]中所述的具體實例DM-1-1至DM-5-47及P-A至P-C；及JP-A-2009-102533之段落[0147]至[0286]中所述的具體實例1-1-1至16-1-32及201至312。
在式(1a)及式(1b)中，含有由Z1至Z3表示之環的配位體(在式中為M左側之結構)較佳為由以下(A1)至(A4)中任一者表示之單陰離子性雙牙配位體：
在式(A1)至式(A4)中，E1a至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子，其限制條件為E1f及E1k各自表示碳原子。R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1b、E1c、E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1a至R1i不存在。各由式(A1)至式(A4)表示之結構具有總計18個π電子的結構。
下文描述式(A1)至式(A4)。
E1a至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子，且較佳為碳原子或氮原子。E1f及E1k各自表示碳原子。
較佳，E1a及E1p中一個表示碳原子，且另一個表示氮原子。
由E1a至E1e形成之5員環表示5員芳族烴環或雜環，但較佳表示5員雜環。5員雜環之具體實例包含噁唑、噻唑、異噁唑、異噻唑、吡咯、咪唑、吡唑、三唑及四唑。其中，咪唑及吡唑較佳，且咪唑更佳。
E1a至E1e中至少一個較佳表示雜原子；更佳，至少一個表示氮原子；且又更佳，E1a至E1e中兩個成員表示氮原子。在E1a至E1e中兩個成員表示氮原子之情況下，較佳E1a、E1d及E1e中兩個成員表示氮原子；更佳E1a及E1d或E1a及E1e表示氮原子；且又更佳E1a及E1d表示氮原子。
由E1f至E1k形成之環為5員或6員芳族烴環或雜環，較佳為5員雜環或6員環，又更佳為6員芳族烴環。由E1f至E1k形成之環的具體實例包含苯、噁唑、噻唑、異噁唑、異噻唑、噁二唑、噻二唑、呋喃、噻吩、吡咯、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪及三嗪。在5員環之情況下，噻吩、咪唑及吡咯較佳，且噻吩及咪唑更佳。在6員環之情況下，吡啶及苯較佳，且苯更佳。
由E1l至E1q形成之環為5員或6員芳族烴環或雜環，較佳為6員環，又更佳為6員芳族烴環。由E1l至E1q形成之環的具體實例包含苯、噁唑、噻唑、異噁唑、異噻唑、噁二唑、噻二唑、呋喃、噻吩、吡咯、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪及三嗪。其中，吡啶及苯較佳，且苯更佳。
R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基。所述取代基自取代基Z選出，且較佳為氫原子、烴取代基、氰基、氟基、OR2a、SR2a、NR2aR2b、BR2aR2b或SiR2aR2bR2c。R2a至R2c各自獨立地為烴取代基或經雜原子取代之烴取代基。R1a至R1i及R2a至R2c中兩個成員可彼此組合形成飽和或不飽和芳族或非芳族環。當鍵結於氮原子時，R1a至 R1i不存在。
R1a至R1i中至少一個較佳為相對於母結構成70°或70°以上二面角之芳基，更佳為由下式ss-1表示之取代基，又更佳為2,6-二取代芳基，且最佳是R1b為2,6-二取代芳基。
在式ss-1中，Ra、Rb及Rc各自獨立地表示氫原子、烷基或芳基，且p表示0至3之整數。
由Ra、Rb及Rc表示之烷基較佳為碳數為1至30、更佳1至20、又更佳1至10之烷基，且其實例包含甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十八烷基、正十六烷基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基、1-金剛烷基及三氟甲基，其中甲基及異丙基較佳。
由Ra、Rb及Rc表示之芳基較佳為碳數為6至30、更佳6至20、又更佳6至12之芳基，且其實例包含苯基、鄰甲基苯基、間甲基苯基、對甲基苯基、2,6-二甲苯基、對異丙苯基、均三甲苯基、萘基及蒽基。其中，苯基、2,6-二甲苯基及均三甲苯基較佳，且苯基更佳。
Ra及Rb中至少一個較佳自烷基及芳基選出；更佳是 Ra及Rb中至少一個自烷基選出；又更佳是Ra與Rb均為烷基；且最佳是Ra與Rb均為甲基或異丙基。
2,6-二取代芳基較佳為2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二異丙基苯基、2,4,6-三異丙基苯基、2,6-二甲基-4-苯基苯基、2,6-二甲基-4-(2,6-二甲基吡啶-4-基)苯基、2,6-二苯基苯基、2,6-二苯基-4-異丙基苯基、2,4,6-三苯基苯基、2,6-二異丙基-4-(4-異丙基苯基)苯基、2,6-二異丙基-4-(3,5-二甲基苯基)苯基、2,6-二異丙基-4-(吡啶-4-基)苯基或2,6-二-(3,5-二甲基苯基)苯基。
p較佳為0或1。
在式(A1)至式(A4)中，R1a至R1i中至少一個較佳為烷基，且更佳是R1e為烷基。烷基較佳為由4個或4個以上碳原子構成且在遠離苯甲基位置之位點處分支的烷基，更佳為甲基或新戊基，又更佳為新戊基。
R1a及R1b中至少一個較佳為推電子取代基；更佳是R1a為推電子取代基；又更佳是R1a為烷基；且R1a最佳為甲基。
由式(A1)至式(A4)表示之單陰離子性雙牙配位體較佳為由式(A1)或式(A3)表示之單陰離子性雙牙配位體：
在式(A1)及式(A3)中，E1a至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子，其限制條件為E1f及E1k各自表示碳原子。R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1b、E1c、E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1a至R1i不存在。各由式(A1)及式(A3)表示之結構具有總計18個π電子的結構。
由式(A1)或式(A3)表示之雙牙配位體較佳為由式(A1-1)或式(A3-1)表示之單陰離子性雙牙配位體：
在式(A1-1)及式(A3-1)中，E1a、E1d及E1e至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子。R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1c至R1i不存在。各由式(A1-1)及式(A3-1)表示之結構具有總計18個π電子的結構。
在式(A1-1)及式(A3-1)中，E1a、E1d、E1e至E1q及R1a至R1i之較佳實施例與式(A1)及式(A3)中E1a、E1d、E1e至E1q及R1a至R1i之較佳實施例相同。
在本發明中，由式(A1-1)表示之單陰離子性雙牙配位體更佳。
由式(A1-1)或式(A3-1)表示之雙牙配位體較佳為由下式(A1-2)或式(A3-2)表示之單陰離子性雙牙配位體：
在式(A1-2)及式(A3-2)中，E1l至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子。R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1c至R1i不存在。各由式(A1-2)及式(A3-2)表示之結構具有總計18個π電子的結構。
在式(A1-2)及式(A3-2)中，E1l至E1q及R1a至R1i之較佳實施例與式(A1-1)及式(A3-1)中E1l至E1q及R1a至R1i之較佳實施例相同。
由式(A1-1)或式(A3-1)表示之單陰離子性雙牙配位體更佳為由式(A1-3)或式(A3-3)表示之單陰離子性雙牙配位體：
在式(A1-3)及式(A3-3)中，E1l至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子。R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1a至R1i不存在。各由式(A1-3)及式(A3-3)表示之結構具有總計18個π電子的結構。
在式(A1-3)及式(A3-3)中，E1l至E1q及R1a至R1i之較佳實施例與式(A1-1)及式(A3-1)中E1l至E1q及R1a至R1i之較佳實施例相同。
由式(A1-3)或式(A3-3)表示之單陰離子性雙牙配位體更佳為由式(A1-4)或式(A3-4)表示之單陰離子性雙牙配位 體：
在式(A1-4)及式(A3-4)中，E1f至E1k各自獨立地表示碳原子或雜原子。R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1g至E1j任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1c至R1f不存在。各由式(A1-4)及式(A3-4)表示之結構具有總計18個π電子的結構。
由式(A1-4)或式(A3-4)表示之單陰離子性雙牙配位體較佳為由下式(A9)表示之雙牙配位體：
在式(A9)中，R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基。
在式(A9)中，R1a至R1i之定義與式(A1-4)及式(A3-4)中R1a至R1i之定義相同，且較佳範圍亦相同。
由式(A9)表示之雙牙配位體較佳為由式(A10)表示之雙牙配位體：
下文闡述式(A1)之具體較佳結構。其中，(X-1)及(X-33)較佳，且(X-1)最佳。
在(X-1)至(X-68)之具體實例中，各R1a至R1i具有與式(A1)中相同的含義，且較佳為氫原子或烷基，最佳為氫原子。
由式(A1)至式(A4)表示之單陰離子性雙牙配位體可利用各種方法合成，諸如US2007/0190359及US2008/0297033中所述之方法。
自使用本發明材料之元件之發光效率及在高溫驅動下維持發光效率的觀點來看，由式(1a)及式(1b)表示之化合物較佳分別為由式(2a)及式(2b)表示之化合物。
在式(2a)及式(2b)中，E1a至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子，其限制條件為當E1a及E1p中一個表示碳原子時，另一個表示氮原子，且E1f及E1k各自表示碳原子。R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1b、E1c、E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1a至R1i不存在。La、Lb及n具有與式(1a)中相同的含義。在各式(2a)及式(2b)中，所述含E1a至E1q之配位體具有總計18個π電子的結構。
在式(2a)及式(2b)中，E1a至E1q及R1a至R1i之定義與式(A1)中E1a至E1q及R1a至R1i之定義相同，且較佳範圍亦相同。
由式(2a)及式(2b)表示之化合物較佳分別為由式(3a)及式(3b)表示之化合物。
在式(3a)及式(3b)中，R1a至R1i之定義與式(A9)中R1a至R1i之定義相同，且較佳範圍亦相同。
由式(3a)表示之化合物較佳為由式(3a-1)表示之化合物。
在式(3a-1)中，R1a至R1i具有與式(2a)中相同之含義，n具有與式(1a)中相同的含義，且R2a至R2c各自獨立地表示氫原子或取代基，且較佳為氫原子、烴取代基、OR2a、SR2a或NR2aR2b，更佳為氫原子或碳數為6或6以下之烴 取代基。R2a至R2c中兩個成員可彼此組合形成飽和或不飽和芳族或非芳族環。
在式(3a-1)中，R1a至R1i之定義與式(A9)中R1a至R1i之定義相同，且較佳範圍亦相同。
由式(3a-1)表示之化合物較佳為由式(3a-2)表示之化合物。
在式(3a-2)中，R1a至R1i具有與式(2a)中相同之含義，且n具有與式(1a)中相同的含義。
在式(3a-2)中，R1a至R1i之定義與式(A9)中R1a至R1i之定義相同，且較佳範圍亦相同。
由式(3a-2)表示之化合物較佳為由式(3a-3)表示之化合物。在本發明材料使用由式(3a-3)表示之化合物的情況下，材料之產生很容易，而且就此而論，由式(3a-3)表示之化合物較佳。
在式(3a-3)中，R1a至R1i具有與式(2a)中相同之含義。
在式(3a-3)中，R1a至R1i之定義與式(A9)中R1a至R1i之定義相同，且較佳範圍亦相同。
自提高使用本發明材料之元件之發射色調(emission hue)的觀點來看，由式(1a)及式(1b)表示之化合物亦較佳分別為由式(4a)及式(4b)表示之化合物。
在式(4a)及式(4b)中，E1a至E1q各自獨立地表示碳原子或雜原子，其限制條件為E1f及E1k各自表示碳原子。R1a至R1h各自獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件為當E1b、E1c、E1g至E1j及E1m至E1o任一者表示氮原子時，鍵結於其上之R1a至R1i不存在。La、Lb及n具有與式(1a)中相同的含義。在各式(4a)及式(4b)中，各由E1a至E1q表示之結構具有總計18個π電子的結構。
在式(4a)及式(4b)中，E1a至E1q及R1a至R1i之定義與式(A2)中E1a至E1q及R1a至R1i之定義相同，且較佳範圍亦相同。
由式(1a)、(2a)、(3a)、(3a-1)至(3a-3)、(4a)及(4b)表示之化合物可利用各種方法合成，諸如JP-A-2008-311607、WO02/15645及WO2008/140114中所述之方法。此外，由式(1b)、(2b)、(3b)及(4b)表示之化合物可利用各種方法合成，諸如US2007/0190359及US2008-0297033中所述之方法。
舉例而言，在不高於室溫或在加熱(除正常加熱外， 微波加熱亦有效)下，在存在或不存在鹼(各種無機或有機鹼，例如甲醇鈉、第三丁氧基鉀、三乙胺或碳酸鉀)且在有或無溶劑(例如基於鹵素之溶劑、基於醇之溶劑、基於醚之溶劑、基於酯之溶劑、基於酮之溶劑、基於腈之溶劑、基於醯胺之溶劑、基於碸之溶劑、基於亞碸之溶劑或水)的情況下，使配位體或其解離產物與金屬化合物反應，從而可獲得化合物。
在有機電激發光元件中，本發明材料可含於有機層之任何層中，但較佳作為磷光材料併入發光層中。
雖然下文闡述由式(1a)、(2a)、(3a)、(3a-1)至(3a-3)及(4a)表示之化合物的具體實例及含有此類化合物之有機電激發光元件用材料，但本發明不限於此。
在以下具體實例中，金屬與配位體之間的各鍵獨立地為共價鍵或配位鍵。在具體實例為由式(1a)、(2a)、(3a)、(3a-1)至(3a-3)及(4a)表示之化合物的情況下，n為1或2。
本發明之有機電激發光元件用材料的具體實例顯示於下表中。表中之「材料1」指由式(1b)、(2b)、(3b)、(3b-1)至(3b-3)或(4b)表示之化合物，且「材料2」指由式(1a)、(2a)、(3a)、(3a-1)至(3a-3)或(4a)表示之化合物。此外，表中之「化合物編號」對應於以上闡述之具體實例的編號。
在各表中，材料2之「La、Lb」中的L1至L17各自指與Ir配位之具有以下結構之配位體。
本發明不限於表中所示之錯合物的組合及含量，且包含例如混合有0.1至5,000ppm之任意比率的藉由用由L1至L17表示之任意第二配位體置換由化合物第1至189號 表示之任意錯合物的參形式(tris form)(n=3)中的一些配位體而獲得的錯合物的材料。
〔有機電激發光元件〕
本發明的有機電激發光元件為包括基板(在基板上有一對電極)及含有發光層且安置於所述電極之間的至少一個有機層的有機電激發光元件，其中有機層中的至少一層含有由式(1a)表示之化合物及由式(1b)表示之化合物。
發光層較佳含有本發明材料作為磷光材料。
圖1顯示本發明的有機電激發光元件之組態的一個實例。在圖1所示之本發明的有機電激發光元件10中，發光層6在支撐基板2上夾在一對電極(陽極3及陰極9)之間。更特定言之，電洞注入層4、電洞傳輸層5、發光層6、電洞阻擋層7及電子傳輸層8按此順序堆疊在陽極3與陰極9之間。
自發光元件性質之觀點來看，陽極及陰極中至少一個電極較佳為透明的或半透明的。
<有機層之組態>
有機層之層組態不受特別限制，且可根據有機電激發光元件之用途及目的適當地加以選擇，但較佳形成於透明電極或背板(back plate)上。在此情況下，有機層形成於透明電極或背板之前表面或某一表面上。
有機層之形狀、大小、厚度及其類似因素不受特別限制，且可根據目的適當地選擇。
雖然層組態之具體實例包含以下組態，但本發明不限 於此。
●陽極/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/陰極
●陽極/電洞傳輸層/發光層/阻擋層/電子傳輸層/陰極
●陽極/電洞傳輸層/發光層/阻擋層/電子傳輸層/電子注入層/陰極
●陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/阻擋層/電子傳輸層/陰極
●陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/阻擋層/電子傳輸層/電子注入層/陰極
有機電激發光元件之元件組態、基板、陰極及陽極詳細描述於例如JP-A-2008-270736中，且此參考文獻中所述之事項可適用於本發明。
<基板>
用於本發明之基板較佳為不使有機層所發射之光散射或衰減的基板。在有機材料之情況下，耐熱性、尺寸穩定性、耐溶劑性、電絕緣及可加工性極佳之基板較佳。
<陽極>
陽極通常只需具有作為供給電洞至有機層之電極的功能。陽極之形狀、結構、大小及其類似因素不受特別限制，且陽極材料可根據發光元件之用途或目的自已知電極材料中適當加以選擇。如上所述，陽極通常設置為透明陽極。
<陰極>
陰極通常只需具有作為將電子注入有機層中之電極 的功能。陰極之形狀、結構、大小及其類似因素不受特別限制，且陰極材料可根據發光元件之用途或目的自已知電極材料中適當加以選擇。
至於基板、陽極及陰極，JP-A-2008-270736段落[0070]至[0089]中所述之事項可適用於本發明。
<有機層>
下文描述有機層。
-有機層之形成-
在本發明之有機電激發光元件中，各有機層可利用諸如乾式沈積法(例如氣相沈積、濺鍍)、轉移法及印刷法之任何方法適合地形成。
(發光層) <發光材料>
用於本發明之發光材料較佳為本發明之上述材料。
在發光層中，發光材料之含量較佳為以一般形成發光層之所有化合物之質量計0.1至50質量%，且自耐久性及外部量子效率之觀點來看，更佳為1至50質量%，又更佳為2至40質量%。
在使用本發明材料作為磷光材料之情況下，自發光效率之觀點來看，所述材料在發光層中之含量較佳為1至30質量%，更佳為5至20質量%，又更佳7至15質量%。
雖然發光層之厚度不受特別限制，但厚度通常較佳為2至500奈米，且自外部量子效率之觀點來看，更佳為3至200奈米，又更佳為5至100奈米。
在本發明元件中，發光層可僅由發光材料構成或可具有主體材料與發光材料之混合層組態。發光材料可為螢光材料或磷光材料，且至於摻雜劑，可使用一種摻雜劑或兩種或兩種以上摻雜劑。主體材料較佳為電荷傳輸材料。至於主體材料，可使用一種主體材料或兩種或兩種以上主體材料，且此情況之實例包含混合電子傳輸主體材料與電洞傳輸主體材料之組態。此外，發光層可含有無電子傳輸性質且不能發射光之材料。
此外，發光層可為單層或由兩個或兩個以上層構成之多層，且各層可發射不同顏色之光。
<主體材料>
可含有下文描述之化合物作為用於本發明之主體材料。其實例包含吡咯、吲哚、咔唑(例如CBP(4,4'-二(9-肼甲醯基)聯苯))、氮雜吲哚、氮雜咔唑、三唑、噁唑、噁二唑、吡唑、咪唑、噻吩、聚芳基烷、吡唑啉、二氫吡唑酮(pyrazolone)、苯二胺、芳基胺、經胺基取代之查爾酮(chalcone)、苯乙烯基蒽、茀酮、腙、芪、矽氮烷、芳族三級胺化合物、苯乙烯胺化合物、基於卟啉之化合物、基於聚矽烷之化合物、聚(N-乙烯基咔唑)、基於苯胺之共聚物、導電性聚合物寡聚物(諸如噻吩寡聚物及聚噻吩)、有機矽烷、碳膜、吡啶、嘧啶、三嗪、咪唑、吡唑、三唑、噁唑、噁二唑、蒽醌二甲烷、蒽酮、二苯醌、硫代哌喃二氧化物、碳化二亞胺、亞茀基甲烷、二苯乙烯基吡嗪、經氟取代之芳族化合物、雜環四甲酸酐(諸如萘苝)、各種金 屬錯合物(典型的為酞菁或8-喹啉醇衍生物之金屬錯合物及以金屬酞菁、苯並噁唑或苯並噻唑作為配位體之金屬錯合物)及其衍生物(可具有取代基或形成縮合環)。
自色純度、發光效率及驅動耐久性之觀點來看，用於本發明之發光層中之主體材料的最低三重態激發能(T1能)較佳高於磷光材料之T1能。
在本發明中，雖然主體化合物之含量不受特別限制，但自發光效率及驅動電壓之觀點來看，含量以發光層之總質量計較佳為15至95質量%。
發光層較佳含有由式(1a)、(2a)、(3a)、(3a-1)至(3a-3)或(4a)表示之化合物，且另外含有主體材料。主體材料可為電洞傳輸主體材料或電子傳輸主體材料，且可使用電洞傳輸主體材料。
在本發明中，發光層較佳含有由式(1a)、(2a)、(3a)、(3a-1)至(3a-3)或(4a)表示之化合物，且另外含有至少一或多種由式(4-1)或式(4-2)表示之化合物。
由式(4-1)或式(4-2)表示之化合物在發光層中之含量較佳為30至100質量%，更佳為40至100質量%，又更佳為50至100質量%。此外，在多個有機層使用由式(4-1)或式(4-2)表示之化合物的情況下，化合物在各層中之含量較佳在上述範圍內。
至於由式(4-1)或式(4-2)表示之化合物，任一有機層中可僅含有一種化合物，或可按任意比率組合含有多種由式(4-1)或式(4-2)表示之化合物。
主體材料較佳為由下式(4-1)或式(4-2)表示之化合物：
在式(4-1)及式(4-2)中，d及e各自表示0至3之整數，且至少一者為1或1以上之整數。f表示1至4之整數，R'8表示取代基，且當d、e及f各自為2或2以上之整數時，各R'8可與所有其他R'8相同或不同。此外，至少一個R'8表示由下式(5)表示之咔唑基團：
在式(5)中，R'9各自獨立地表示取代基，且g表示0至8之整數。
各R'8獨立地表示取代基，且特別為鹵素原子、烷氧基、氰基、硝基、烷基、芳基、雜環基或由式(5)表示之取代基，且在R'8不為由式(5)表示之取代基的情況下，較佳 為碳數為10或10以下之烷基或碳數為10或10以下之經取代或未經取代的芳基，更佳為碳數為6或6以下之烷基。
各R'9獨立地表示取代基，且特別為鹵素原子、烷氧基、氰基、硝基、烷基、芳基或雜環基，較佳為碳數為10或10以下之烷基或碳數為10或10以下之經取代或未經取代的芳基，更佳為碳數為6或6以下之烷基。
g表示0至8之整數，且自不過度遮蔽負責電荷傳輸之咔唑結構的觀點來看，較佳為0至4之整數。此外，自容易合成之觀點來看，當咔唑具有取代基時，咔唑較佳具有產生關於氮原子之對稱性的取代基。
在式(4-1)中，自保持電荷傳輸能力之觀點來看，d與e之和較佳為2或2以上。此外，R'8較佳在相對於另一苯環為間位處經取代，因為當鄰位取代時，相鄰取代基之間的空間阻障較大且容易發生鍵裂解，從而降低耐久性。此外，在對位取代中，分子形狀接近剛性桿形狀，容易結晶，且元件在高溫條件下容易劣化。特定言之，較佳為由以下結構表示之化合物。
在式(4-2)中，自保持電荷傳輸能力之觀點來看，f較佳為2或2以上。當f為2或3時，出於相同原因，R'8較佳在彼此之間位處經取代。特定言之，較佳為由以下結構表示之化合物。
在式(4-1)及式(4-2)具有氫原子之情況下，氫包含其同位素(例如氘原子)。在此情況下，化合物中之所有氫原子可經氫同位素置換，或化合物可為部分含有氫同位素之混合物。式(5)中之R'9較佳經氘置換，且尤其以下結構較佳。
此外，構成取代基之原子包含其同位素。
由式(4-1)及式(4-2)表示之化合物可藉由組合各種已知合成方法來合成。就咔唑化合物而言，最常見的合成為在芳肼與環己烷衍生物之縮合物的氮雜-柯普重排反應(aza-Cope rearrangement reaction)之後利用脫氫芳化作用 (dehydrogenative aromatization)合成(L.F.Tieze,Th.Eicher(Takano,Ogasawara譯),Seimitsu Yuki Gosei(Detailed Organic Syntheses)，第339頁，Nankodo)。此外，就所獲得之咔唑化合物與鹵化芳基化合物之間使用鈀催化劑進行的偶合反應而言，已知例如Tetrahedron Letters，第39卷，第617頁(1998)，同上，第39卷，第2367頁(1998)及同上，第40卷，第6393頁(1999)中所述之方法。反應溫度及反應時間不受特別限制，且可應用以上公開案中所述之條件。此外，至於諸如mCP之一些化合物，可適合地使用市售產品。
雖然用於本發明之由式(4-1)及式(4-2)表示之化合物較佳由真空沈積法形成為薄膜，但亦可適合地使用濕法，諸如浸液塗膜法。自沈積適用性或溶解性之觀點來看，化合物之分子量較佳為2,000或2,000以下，更佳為1,200或1,200以下，又更佳為800或800以下。此外，自沈積適用性之觀點來看，若分子量太小，則蒸氣壓變小，從而不能使氣相變成固相，且幾乎不能形成有機層。因此，分子量較佳為250或250以上，更佳為300或300以上。
由式(4-1)及式(4-2)表示之化合物較佳為如下所示之結構或結構中一或多個氫原子經氘原子置換之化合物。
在上述化合物中，R'8至R'9之定義與式(5)、(4-1)及(4-2)中R'8至R'9之定義相同，且較佳範圍亦相同。
雖然下文說明用於本發明之由式(4-1)及式(4-2)表示之化合物的具體實例，但本發明不限於此。
(螢光材料)
可用於本發明之螢光材料之實例包含苯並噁唑衍生物、苯並咪唑衍生物、苯並噻唑衍生物、苯乙烯基苯衍生物、聚苯衍生物、二苯基丁二烯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、香豆素衍生物、縮合芳族化合物、紫環酮(perinone)衍生物、噁二唑衍生物、噁嗪衍生物、醛肼衍生物、吡咯啶(pyrrolidine)衍生物、環戊二烯衍生物、雙苯乙烯基蒽衍生物、喹吖啶酮衍生物、吡咯並吡啶衍生物、噻二唑並吡啶衍生物、環戊二烯衍生物、苯乙 烯胺衍生物、二酮基吡咯並吡咯衍生物、芳族二次甲基化合物(aromatic dimethylidine compound)、各種錯合物(典型的為8-喹啉醇衍生物之錯合物及吡咯亞甲基衍生物之錯合物)、聚合物化合物(諸如聚噻吩、聚苯及聚伸苯伸乙烯(polyphenylenevinylene))及諸如有機矽烷衍生物之化合物。
可用於本發明之磷光材料之實例包含以下專利文獻中所述之磷光化合物：諸如US6303238B1、US6097147、WO00/57676、WO00/70655、WO01/08230、WO01/39234A2、WO01/41512A1、WO02/02714A2、WO02/15645A1、WO02/44189A1、WO05/19373A2、JP--A-2001-247859、JP-A-2002-302671、JP-A-2002-117978、JP-A-2003-133074、JP-A-2002-235076、JP-A-2003-123982、JP-A-2002-170684、EP1211257、JP-A-2002-226495、JP-A-2002-234894、JP-A-2001-247859、JP-A-2001-298470、JP-A-2002-173674、JP-A-2002-203678、JP-A-2002-203679、JP-A-2004-357791、JP-A-2006-256999、JP-A-2007-19462、JP-A-2007-84635及JP-A-2007-96259。特別是，至於發光摻雜劑，較佳為Ir錯合物、Pt錯合物、Cu錯合物、Re錯合物、W錯合物、Rh錯合物、Ru錯合物、Pd錯合物、Os錯合物、Eu錯合物、Tb錯合物、Gd錯合物、Dy錯合物及Ce錯合物；更佳為Ir錯合物、Pt錯合物及Re錯合物； 又更佳為各含有金屬-碳鍵、金屬-氮鍵、金屬-氧鍵及金屬-硫鍵中之至少一種配位模式的Ir錯合物、Pt錯合物及Re錯合物；且自發光效率、驅動耐久性、色度及其類似因素之觀點來看，進一步更佳為各含有三牙或三牙以上多牙配位體之Ir錯合物、Pt錯合物及Re錯合物。
發光層中磷光材料之含量以發光層之總質量計較佳為0.1至50質量%，更佳為0.2至50質量%、又更佳為0.3至40質量%，且最佳為1至30質量%。
可用於本發明之磷光材料(本發明之上述材料及/或組合使用之磷光材料)的含量以發光層之總質量計較佳為0.1至50質量%，更佳為1至40質量%，且最佳為5至30質量%。特定言之，在5至30質量%之範圍內，有機電激發光元件之發光色度對所添加磷光材料之濃度的依賴性較小。如上所述，本發明有機電激發光元件最佳含有至少一種本發明材料，其含量以發光層之總質量計為1至30質量%。
在有機電激發光元件中，任一層有機層較佳另外含有烴化合物，且更佳是發光層含有烴化合物。
烴化合物較佳為由下式(VI)表示之化合物。
藉由適當地使用由式(VI)表示之化合物以及發光材料，可適度控制材料分子之間的交互作用，以使相鄰分子之間的能隙及相互作用均勻，從而可較大程度地降低驅動電壓。
此外，用於有機電激發光元件的由式(VI)表示之化合 物的化學穩定性極佳，且在元件驅動期間，不太會引起材料劣化(諸如分解)，如此可阻止有機電激發光元件因材料分解所致之效率降低或壽命縮短。
下文描述由式(VI)表示之化合物。
在式(VI)中，R4、R6、R8、R10及X4至X15各自獨立地表示氫原子、烷基或芳基。
式(VI)中，由R4、R6、R8、R10及X4至X15表示之烷基可經金剛烷結構或芳基結構取代，且較佳為碳數為1至70、更佳1至50、又更佳1至30、進一步更佳1至10、甚至進一步更佳1至6的烷基，且最佳為碳數為2至6之直鏈烷基。
式(VI)中由R4、R6、R8、R10及X4至X15表示之烷基之實例包含n-C50H101基團、n-C30H61基團、3-(3,5,7-三苯基金剛烷-1-基)丙基(碳數：31)、三苯甲基(碳數：19)、3-(金剛烷-1-基)丙基(碳數：13)、9-十氫萘基(碳數：10)、苯甲基(碳數：7)、環己基(碳數：6)、正己基(碳數：6)、正戊基(碳數：5)、正丁基(碳數：4)、正丙基(碳數：3)、環丙基(碳數：3)、乙基(碳數：2)及甲基(碳數：1)。
在式(VI)中，由R4、R6、R8、R10及X4至X15表示之芳基可經金剛烷結構或芳基結構取代，且較佳為碳數為6至30、更佳6至20、又更佳6至15、進一步更佳6至10且最佳為6的芳基。
式(VI)中由R4、R6、R8、R10及X4至X15表示之芳基之實例包含1-芘基(碳數：16)、9-蒽基(碳數：14)、1-萘基(碳數：10)、2-萘基(碳數：10)、對第三丁基苯基(碳數：10)、2-間二甲苯基(碳數：8)、5-間二甲苯基(碳數：8)、鄰甲苯基(碳數：7)、間甲苯基(碳數：7)、對甲苯基(碳數：7)及苯基(碳數：6)。
在式(VI)中，雖然R4、R6、R8及R10可為氫原子、烷基或芳基，但自高玻璃轉移溫度較佳之觀點來看，較佳至少一個成員為芳基；更佳至少兩個成員為芳基；且又更佳三個或四個成員為芳基。
在式(VI)中，雖然X4至X15各自可為氫原子、烷基或芳基，但較佳為氫原子或芳基，更佳為氫原子。
使用真空沈積法或浸液塗膜法製造有機電激發光元件，且因此，自真空沈積適用性或溶解性之觀點來看，用於本發明的由式(VI)表示之化合物的分子量較佳為2,000或2,000以下，更佳為1,200或1,200以下，又更佳為1,000或1,000以下。此外，自沈積適用性之觀點來看，若分子量太小，則蒸氣壓變小，從而不能使氣相變成固相，且幾乎不能形成有機層。因此，分子量較佳為250或250以上，更佳為350或350以上，又更佳為400或400以上。
由式(VI)表示之化合物較佳在室溫(25℃)下為固體，更佳在室溫(25℃)至40℃範圍內為固體，又更佳在室溫(25℃)至60℃範圍內為固體。
在使用由式(VI)表示之在室溫(25℃)下不會形成固體的化合物的情況下，可藉由組合其他材料而在常溫下形成固相。
由式(VI)表示之化合物之使用不受限制，且其可含於有機層之任何層中。用於本發明的由式(VI)表示之化合物所引入之層較佳為任一稍後將描述之層：發光層、電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、激子阻擋層及電荷阻擋層或其多個層。化合物更佳含於任一以下層中：發光層、電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層及電子注入層或其多個層，又更佳含於任一以下層中：發光層、電洞注入層及電洞傳輸層或其多個層中，且最佳含於發光層中。
在有機層中使用由式(VI)表示之化合物的情況下，需要限制由式(VI)表示之化合物的使用量以致其不會抑制電荷可傳輸性，且由式(VI)表示之化合物的含量較佳為0.1至70質量%，更佳為0.1至30質量%，又更佳為0.1至25質量%。
此外，在多個有機層中使用由式(VI)表示之化合物的情況下，化合物在各層中之含量較佳在上述範圍內。
在任何有機層中，可含有僅一種由式(VI)表示之化合物，或可按任意比例組合含有多種由式(VI)表示之化合物。
雖然下文說明由式(VI)表示之化合物的具體實例，但本發明不限於此。
由式(VI)表示之化合物亦可藉由使金剛烷或鹵代金剛烷與鹵化烷基或鹵化烷基鎂(格林納試劑(Grignard's reagent))適當化合來合成。舉例而言，可使用銦來使鹵化金剛烷與鹵化烷基偶合(文獻1)；可使鹵化烷基轉化成烷基銅試劑且與芳族化合物之格林納試劑偶合(文獻2)；或可使用適當的芳基硼酸及鈀催化劑使鹵化烷基偶合(文獻3)。
文獻1：Tetrahedron Lett., 39, 9557-9558 (1998)
文獻2：Tetrahedron Lett., 39, 2095-2096 (1998)
文獻3：J. Am. Chem. Soc., 124, 13662-13663 (2002)
具有芳基之金剛烷結構可藉由使金剛烷或鹵化金剛烷與相應芳烴或鹵化芳基適當化合來合成。
順便提及，在上述製備方法中，當規定的取代基在某一合成方法之條件下發生變化或其不適合進行所述方法時，可例如利用保護官能基或脫除官能基之保護基的技術容易地製備所述化合物(參見例如T.W.Greene,Protective Groups in Organic Synthesis,John Wiley & Sons Inc.(1981))。此外，需要時，可任意改變諸如引入取代基之反應過程的順序。
雖然發光層之厚度不受特別限制，但通常，厚度較佳為1至500奈米，更佳為5至200奈米，又更佳為10至100奈米。
-電洞注入層，電洞傳輸層-
電洞注入層及電洞傳輸層為功能在於自陽極或陽極側接受電洞且傳輸電洞至陰極側之層。
在本發明中，較佳含有含電子接受摻雜劑之電洞注入 層或電洞傳輸層作為有機層。
-電子注入層，電子傳輸層-
電子注入層及電子傳輸層為功能在於自陰極或陰極側接受電子且傳輸電子至陽極側之層。
就電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層及電子傳輸層而言，JP-A-2008-270736段落[0165]至[0167]中所述之事項可適用於本發明。
-電洞阻擋層-
電洞阻擋層為功能在於不允許自陽極側傳輸至發光層之電洞穿透至陰極側的層。在本發明中，電洞阻擋層可設置為陰極側上鄰接於發光層之有機化合物層。
構成電洞阻擋層之有機化合物的實例包含鋁錯合物，諸如雙(2-甲基-8-喹啉根基)4-苯基酚鋁(III)(簡稱為「BAlq」)；三唑衍生物；及啡啉衍生物，諸如2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱為「BCP」)。
電洞阻擋層之厚度較佳為1至500奈米，更佳為5至200奈米，又更佳為10至100奈米。
電洞阻擋層可具有由一種上述材料或兩種或兩種以上所述材料構成的單層結構，或可具有由多個具有相同組成或不同組成之層構成的多層結構。
-電子阻擋層-
電子阻擋層為功能在於不允許自陰極側傳輸至發光層之電子穿透至陽極側的層。在本發明中，電子阻擋層可設置為陽極側上鄰接於發光層之有機化合物層。
構成電子阻擋層之有機化合物的實例包含上文所述作為電洞傳輸材料之化合物。
電子阻擋層之厚度較佳為1至500奈米，更佳為5至200奈米，又更佳為10至100奈米。
電子阻擋層可具有由一種上述材料或兩種或兩種以上所述材料構成的單層結構，或可具有由多個具有相同組成或不同組成之層構成的多層結構。
<保護層>
在本發明中，整個有機EL元件可被保護層保護。
至於保護層，JP-A-2008-270736段落[0169]及[0170]中所述之事項可適用於本發明。
<密封容器>
本發明元件可藉由使用密封容器整體密封。
至於密封容器，JP-A-2008-270736段落[0171]中所述之事項可適用於本發明。
(驅動)
可藉由在陽極與陰極之間施加直流(需要時，可含有交流分量)電壓(一般為2至15伏特)或直流電流使本發明之有機電激發光元件發光。
至於本發明有機電激發光元件之驅動方法，例如JP-A-2-148687、JP-A-6-301355、JP-A-5-29080、JP-A-7-134558、JP-A-8-234685、JP-A-8-241047、日本專利2784615及美國專利5,828,429及6,023,308中所述之驅動方法可適用於本發明。
本發明有機電激發光元件之光收集效率(light collection efficiency)可利用各種已知之元件來增強。舉例而言，可藉由加工基板表面形狀(例如形成精細不平圖案)、藉由控制基板、ITO層或有機層之折射率或藉由控制基板、ITO層或有機層之厚度來增強光收集效率及外部量子效率。
本發明發光元件可位於自陽極側收集光之所謂的頂發射系統中。
本發明之有機EL元件可具有共振器結構。舉例而言，由多個折射率不同之層壓膜構成的多層鏡面、透明或半透明電極、發光層及金屬電極疊置於透明基板上。藉由使用多層鏡面與金屬電極作為反射器，發光層中所產生之光在多層鏡面與金屬電極之間反覆反射並共振。
在另一較佳實施例中，各透明或半透明電極及金屬電極在透明基板上充當反射器，且發光層中所產生之光在兩者之間反覆反射並共振。
為形成共振結構，將兩個反射器之有效折射率及由反射器之間各層的折射率以及厚度決定之光程長度調至對於獲得所要共振波長而言為最佳之值。第一實施例情況下之計算式描述於JP-A-9-180883中，而第二實施例情況下之計算式描述於JP-A-2004-127795中。
本發明有機電激發光元件之外部量子效率較佳為2.5%或2.5%以上，更佳為3.0%或3.0%以上，又更佳為3.5%或3.5%以上。至於外部量子效率之數值，可使用元件在 20℃下驅動時之外部量子效率最大值或元件在20℃下驅動時約1,000坎德拉/平方公尺(cd/m2)之外部量子效率值。
本發明有機電激發光元件之內部量子效率較佳為30%或30%以上，更佳為50%或50%以上，又更佳為70%或70%以上。元件之內部量子效率藉由將外部量子效率除以光收集效率來計算。雖然在正常有機EL元件中，光收集效率為約20%，但可藉由設計基板形狀、電極形狀、有機層厚度、無機層厚度、有機層折射率、無機層折射率或其類似因素將光收集效率增至20%或20%以上。
本發明有機電激發光元件之最大發射波長(發射光譜之最大強度波長)較佳為350至700奈米，更佳為350至600奈米，又更佳為400至520奈米，進一步更佳為400至470奈米。
(本發明發光元件之用途)
本發明的發光元件可適合用於光發射裝置、像素、顯示元件、顯示器、背光、電子攝影、照明光源、記錄光源、曝光光源、讀取光源、標誌、廣告牌、室內佈景(interiors)、光通信及其類似物。本發明的發光元件尤其較佳用於在具有高發光亮度之區域中驅動之元件，諸如光發射裝置、照明裝置及顯示裝置。
下文參考圖2描述本發明之光發射裝置。
本發明之光發射裝置使用上述有機電激發光元件。
圖2為示意性顯示本發明光發射裝置之一個實例的剖面圖。
圖2之光發射裝置20由透明基板(支撐基板)2、有機電激發光元件10、密封容器16及其類似物構成。
有機電激發光元件10藉由在基板2上依次堆疊陽極(第一電極)3、有機層11及陰極(第二電極)9而組態。在陰極9上堆疊保護層12，且在保護層12上經由黏合層14提供密封容器16。順便提及，省略了電極3及9之一部分、隔離壁、絕緣層及其類似物。
此處，至於黏合層14，可使用光可固化或熱固性黏合劑，諸如環氧樹脂，且亦可使用例如熱固性黏合片。
本發明光發射裝置之應用不受特別限制，且例如不僅可用作照明裝置，而且可用作電視機、個人電腦、行動電話、電子報或其類似物之顯示裝置。
(照明裝置)
下文參考圖3描述本發明實施例之照明裝置。
圖3為示意性顯示根據本發明實施例之照明裝置之一個實例的剖面圖。
如圖3所示，本發明實施例之照明裝置40包括上述有機EL元件10及光散射構件30。更特定言之，照明裝置40經組態以使有機EL元件10之基板2與光散射構件30接觸。
雖然光散射構件30不受特別限制，只要其可散射光即可，但在圖3中，使用藉由將微粒32分散於透明基板31中所獲得之構件。透明基板31之適合實例包含玻璃基板，且微粒32之適合實例包含透明樹脂微粒。至於玻璃基 板及透明樹脂微粒，兩者均可使用已知之產品。在此照明裝置40中，當自有機電激發光元件10發射之光入射於光散射構件30之光入射表面30A上時，入射光由光散射構件30散射，且散射光自光出射表面30B輸出作為照明光。
實例
雖然下文參考實例更詳細地描述本發明，但本發明不限於這些實例。
下文顯示實例及比較實例中所用之化合物的結構。
下文顯示發光層中所用之材料的分子量。
化合物b-1至b-7及b-10至b-12使用US2008/0297033第55頁第129段及以下段中所述之合成法製造。
化合物b-8、b-9、a-81及a-91使用JP-A-2009-102533第189頁第288至302段中所述之合成方法製造。
化合物a-11、a-21至a-71及a-101至a-121根據JP-A-2008-311607第39頁段落[0132]中所述之合成錯合物B的方法製造。
化合物b-12至b-16亦以相同方式合成。詳言之，化合物a-14利用WO02/15645第33頁中所述之方法合成，化合物a-12至a-13藉由在WO2008/140114第169頁所述之方法中將乙醯丙酮換成相應二酮來合成，且化合物參照-a-10根據Polyhedron第23卷第419頁中所述之錯合物的合成法合成。
在各由化合物b-1至b-6指示之化合物合成之後，在減壓下對其進行昇華純化，且在乾燥氛圍中收集沈澱於高溫側之樣品，並使用由Horiba Mfg.有限公司製造之氧氣/氮氣分析儀EMGA-920由卡費雪法(Karl Fischer's method)加以分析。在證實沒有在樣品中偵測到不是源自水分子之氧原子之後，混合各分別合成的由化合物a-11至a-61指示之化合物，以獲得表中所示之含量比。
使用由此所產生之混合物製造發光層。
將2.5平方公分100微米厚之塗有氧化銦錫(ITO)膜之玻璃基板(由GEOMATEC公司製造，表面電阻率：10歐姆/平方)置放於潔淨的器皿中，且在2-丙醇中進行超音波清洗，隨後紫外線-臭氧處理30分鐘。在此透明陽極(ITO膜)上，藉由使用真空沈積法依次沈積以下有機 化合物層。
第一層：CuPc(銅酞菁)，厚度：120奈米
第二層：NPD(N,N'-二-α-萘基-N,N'-二苯基)-聯苯胺，厚度：7奈米
第三層：CBP(4,4'-二(9-咔唑基)聯苯基)，厚度：3奈米
第四層(發光層)： 摻雜劑(9質量%)、主體材料(91質量%)，厚度：30奈米
第五層：電子傳輸材料(BAlq)，厚度：30奈米
在此層上，按順序沈積1奈米之氟化鋰及100奈米之金屬鋁，從而形成陰極。
將所獲得之層狀結構置放於已經氬氣沖洗之手套箱中而不暴露於大氣中，隨後使用由不鏽鋼製成之密封罐以及紫外線可固化黏合劑(XNR5516HV，由Nagase Ciba K.K.製造)封裝，從而獲得本發明之元件1。
以與本發明元件1相同之方式製造元件2至49作為本發明實例及比較元件1至25，其中例外為如下表10至12中所示改變發光層之材料。
在表10至12中，發光層之摻雜劑的含量比指示發光層材料2之含量與發光層材料1之含量的比。此外，發光層之摻雜劑的分子量比指示發光層材料2之分子量與發光層材料1之分子量的比。
使這些元件發射光，從而獲得源自各發光材料之發 光。
(有機電激發光元件之效能評估)
量測各獲得之元件的外部量子效率及高溫驅動下外部量子效率之變化率，由此評估元件之效能。如下執行各種量測。
(a)外部量子效率
藉由使用由Toyo公司製造之源量測單元2400(Source Measure Unit 2400)施加直流電壓以使各元件發射光，且藉助於由Topcon公司製造之亮度計BM-8量測其亮度。且使用由Hamamatsu Photonics K.K製造之光譜分析儀PMA-11量測發射光譜以及發射波長。基於所獲得之值，根據亮度轉換法計算亮度為約1,000坎德拉/平方公尺之外部量子效率。
(b)高溫驅動下外部量子效率之變化率；變化率(Φ)：
在利用上文(a)之方法量測外部量子效率(加熱之前的效率)之後，將各元件保持在75℃下4小時，隨後以與上文(a)相同之方式重新量測外部量子效率(加熱之後的效率)。加熱之後的效率與加熱之前的效率的比率即定為變化率(Φ)。
各元件之評估結果顯示於表10至12中。
由表10至12中之結果可知，作為本發明實例之使用由式(1a)表示之化合物之分子量小於由式(1b)表示之化合物之分子量且由式(1a)表示之化合物之含量以由式(1b)表示之化合物計為0.1至5,000ppm的材料的元件1至49展現極佳外部量子效率，即使在高溫驅動下外部量子效率亦少許降低，且展現極佳耐久性。當由式(1a)表示之化合物之含量超過5,000ppm時，儘管即使在高溫驅動下外部量子效率亦維持，但外部量子效率降低，且當含量小於0.1ppm時，所獲得之此兩種效應均不足。
由本發明之元件2與元件3之間的比較可知，當主體為由式(4-1)或式(4-2)表示之化合物時，外部量子效率變高。
由比較元件2至4可知，當由式(1a)表示之化合物之分子量大於由式(1b)表示之化合物之分子量時，即使含有由式(1b)表示之化合物，亦未見外部量子效率之提高，且在高溫驅動下，外部量子效率降低。此外，由比較元件7至9可知，即使混合型金屬錯合物合併有不是由式(1b)表示之金屬錯合物時，亦未見外部量子效率之提高，且在高溫驅動下，外部量子效率降低。即，應瞭解，當同時含有由式(1a)表示之化合物及由式(1b)表示之化合物時，本發明 之效應可明顯顯現。
此外，由比較元件5及6可知，甚至當同時存在不含常見配位體之另一錯合物時，藍色區中增強效率之效應較小，且高溫驅動下之劣化不能被阻止。
使用本發明材料之有機電激發光元件即使在高溫環境(諸如車載使用)中使用時，亦可維持高水準之發光效率，且展現極佳耐久性，因此宜用於光發射裝置、顯示裝置及照明裝置中。
接著，評估為表10中所示之元件之一些元件的元件耐久性。施加直流電壓以使各元件獲得1,000坎德拉/平方公尺之亮度，且量測直至亮度降至500坎德拉/平方公尺耗費之時間。使用半亮度時間作為評估驅動耐久性之指標，為便於說明，以假定本發明元件1之半亮度時間為100所得之相對值表示元件耐久性。各元件之評估結果顯示於表13中。
在表13中，效率增強比(enhancement ratio of efficiency)指元件B之效率與元件A之效率的比，且耐久性比指元件B之耐久性與元件A之耐久性的比。與元件A1至A3相比，元件B1至B3之效率可增強，此外可維持幾乎相等的耐久性。另一方面，可知，當使用專利文獻1中指示作為增強效率之方法的化合物b-3(元件A4及B4)時，未能使得此兩種性質令人滿意。此外，在金屬錯合物之結構完全不同與發射短波長光同時存在之情況下，如專利文獻2中所述之方法，顯露耐久性降低。為獲得最高效率同時維持最高耐久性，較佳使用a-5與b-5混合之材料。
工業適用性
根據本發明，可獲得發光效率高且發光效率降低較小的有機電激發光元件。
2‧‧‧支撐基板
3‧‧‧陽極
4‧‧‧電洞注入層
5‧‧‧電洞傳輸層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電洞阻擋層
8‧‧‧電子傳輸層
9‧‧‧陰極
10‧‧‧有機電激發光元件
11‧‧‧有機層
12‧‧‧保護層
14‧‧‧黏合層
16‧‧‧密封容器
20‧‧‧光發射裝置
30‧‧‧光散射構件
30A‧‧‧光入射表面
30B‧‧‧光出射表面
32‧‧‧微粒
40‧‧‧照明裝置
圖1為顯示根據本發明之有機電激發光元件組態之一個實例的示意圖。
圖2為顯示根據本發明之光發射裝置之一個實例的示意圖。
圖3為顯示根據本發明之照明裝置組態之一個實例的示意圖。
2‧‧‧支撐基板
3‧‧‧陽極
4‧‧‧電洞注入層
5‧‧‧電洞傳輸層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電洞阻擋層
8‧‧‧電子傳輸層
9‧‧‧陰極
10‧‧‧有機電激發光元件

Claims (12)

  1. 一種有機電激發光元件用材料，包括由式(3a)表示之化合物及由式(3b)表示之化合物，其中所述由式(3a)表示之化合物的分子量小於所述由式(3b)表示之化合物的分子量，以及所述材料的所述由式(3a)表示之化合物與所述由式(3b)表示之化合物的含量比為0.1到5,000ppm： 其中R1a至R1i各自獨立地表示氫原子或取代基；n表示1或2；及La表示中性單牙配位體，Lb表示單 陰離子性單牙配位體，且La與Lb可彼此組合形成雙牙配位體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件用材料，其中La與Lb形成雙牙配位體I-1至I-5、I-7、I-8、及I-10至I-12中之一者： 其中Rx、Ry及Rz各自獨立地表示氫原子或取代基，且M1對應於式(3a)中之Ir。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a)表示之化合物為由式(3a-1)表示之化合物： 其中R1a至R1i及n具有與式(3a)中相同的含義，且R2a至R2c各自獨立地表示氫原子或取代基。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a-1)表示之化合物為由式(3a-2)表示之化合物： 其中R1a至R1i及n具有與式(3a)中相同的含義。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a-2)表示之化合物為由式(3a-3)表示之化合物： 其中R1a至R1i具有與式(3a)中相同的含義。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a)表示之化合物與所述由式(3b)表 示之化合物之含量比為0.1至1,000ppm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件用材料，其中所述由式(3a)表示之化合物的分子量與所述由式(3b)表示之化合物的分子量的比為0.75至0.99。
  8. 一種有機電激發光元件，包括：基板；一對電極；以及至少一個含有發光層且安置於所述電極之間的有機層，其中所述有機層含有如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光元件用材料。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之有機電激發光元件，其中所述發光層包含所述有機電激發光元件用材料。
  10. 一種光發射裝置，包括如申請專利範圍第8項所述之有機電激發光元件。
  11. 一種顯示裝置，包括如申請專利範圍第8項所述之有機電激發光元件。
  12. 一種照明裝置，包括如申請專利範圍第8項所述之有機電激發光元件。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5067114B2 (ja) * 2007-10-24 2012-11-07 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
JP4579343B1 (ja) * 2010-04-23 2010-11-10 富士フイルム株式会社 有機電界発光素子用材料及び有機電界発光素子
KR101926892B1 (ko) * 2011-04-04 2018-12-07 메르크 파텐트 게엠베하 금속 착물
KR20140080606A (ko) 2012-12-12 2014-07-01 삼성전자주식회사 유기 금속 착물, 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 및 표시 장치
US9905785B2 (en) 2014-04-14 2018-02-27 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
US10008679B2 (en) 2014-04-14 2018-06-26 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
CN108912105A (zh) * 2018-08-03 2018-11-30 瑞声科技（南京）有限公司 一种对称取代的双咔唑化合物及其应用

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6893743B2 (en) 2000-10-04 2005-05-17 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent device
JP4039023B2 (ja) 2000-10-04 2008-01-30 三菱化学株式会社 有機電界発光素子
JP2002305083A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子
KR100501702B1 (ko) * 2003-03-13 2005-07-18 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 디스플레이 장치
KR102103062B1 (ko) * 2006-02-10 2020-04-22 유니버셜 디스플레이 코포레이션 시클로금속화 이미다조[1,2-ｆ]페난트리딘 및 디이미다조[1,2-ａ:1',2'-ｃ]퀴나졸린 리간드, 및 이의 등전자성 및 벤즈고리화된 유사체의 금속 착체
JP2007284549A (ja) 2006-04-17 2007-11-01 Konica Minolta Holdings Inc 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
US20070247061A1 (en) 2006-04-20 2007-10-25 Vadim Adamovich Multiple dopant emissive layer OLEDs
JP4933832B2 (ja) * 2006-05-11 2012-05-16 日本放送協会 発光素子
US7339722B2 (en) 2006-06-23 2008-03-04 Northrop Grumman Corporation Hybrid nonlinear optical conversion and optical parametric oscillation
JP5238227B2 (ja) * 2006-12-27 2013-07-17 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体および有機金属錯体を用いた発光素子、発光装置、並びに電子機器
US20100141125A1 (en) 2007-05-16 2010-06-10 Konica Minolta Holdings, Inc. Organic electroluminescent element, display device and lighting device
WO2008140114A1 (ja) * 2007-05-16 2008-11-20 Konica Minolta Holdings, Inc. 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
JP5256484B2 (ja) 2007-05-16 2013-08-07 コニカミノルタ株式会社 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材料、表示装置及び照明装置
WO2008140069A1 (ja) * 2007-05-16 2008-11-20 Konica Minolta Holdings, Inc. 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材料、表示装置及び照明装置
JP5412809B2 (ja) 2008-11-21 2014-02-12 コニカミノルタ株式会社 イミダゾール化合物の製造方法
US8901539B2 (en) 2008-12-10 2014-12-02 Udc Ireland Limited Organic electroluminescence device and luminescence apparatus

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Publication number Publication date
KR20120031311A (ko) 2012-04-02
WO2011025068A1 (en) 2011-03-03
JP4523990B1 (ja) 2010-08-11
JP2011052087A (ja) 2011-03-17
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US8679649B2 (en) 2014-03-25
US20120169218A1 (en) 2012-07-05
KR101218008B1 (ko) 2013-01-02

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