WO2006051810A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2006051810A1
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metal complex
complex compound
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Masa-Aki Haga
Taro Tsubomura
Fumio Okuda
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene

Definitions

  • the present invention relates to a novel metal complex compound and an organic electoluminescence device using the same, and in particular, an organic electoluminescence capable of obtaining blue light emission with high emission efficiency and short wavelength light emission and high color purity.
  • the present invention relates to a device and a metal complex compound that realizes the device.
  • Non-patent Document 1 Non-patent Document 1
  • Non-patent document 2 Non-patent document 3
  • the emission wavelength obtained from Compound C is 600 nm red light emission and not blue light emission. If such a complex using a tridentate chelate ligand can realize a blue-range light emission complex, there is a possibility of developing a new technology.
  • Non-Patent B ⁇ l D.F. O'Brien and M.A.Baldo et al Improved energy transferin electro phosphorescent devices "Applied Physics letters Vol.74 No.3, pp442-444, January 18, 1999
  • Non-Patent Document 2 M.A.Baldo et al "Very high-efficiencygreen organic light-emitting dev ices based on electrophosphorescence" Applied Physics letters Vol. 75 No. l, pp4-6, July 5, 1999
  • Non-Patent Document 3 J-P. Collin et.al., J.Am.Chem.Soc, 121,5009 (1999)
  • An object of the present invention is to provide an organic EL device capable of obtaining blue light emission with high color purity and a metal complex compound realizing the same.
  • the present invention provides a metal complex compound having a partial structure represented by the following general formula (I) having a tridentate chelate ligand and a cyano group as a ligand.
  • L is a compound or atomic group containing any atom of Groups 13 to 17 of the Periodic Table
  • A is a nitrogen-containing heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms that may have a substituent, wherein the circle surrounding the symbol A represents a cyclic structure containing a nitrogen atom (N),
  • n is:! ⁇ 3
  • m is an integer of 0 ⁇ 2
  • R 1 to R 4 may each independently have a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, or a substituent, an alkynole group having carbon atoms:! To 12 or a substituent.
  • Carbon number:! ⁇ 12 alkyl amino group, optionally having 6-20 carbon atoms aryl group, optionally having 1-12 carbon atoms alkoxy group, having substituents C1-C12 halogenated alkoxy group which may have, C6-C20 aryloxy group which may have a substituent, C6-C20 aromatic hydrocarbon which may have a substituent Group, optionally substituted heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms, optionally having 1 to 12 carbon atoms, halogenated alkyl group, substituted Group having 2 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 12 or more substituents, an alkynyl group having 2 to 12 carbons, or an optionally substituted carbon number 3 to 20 cycloalkyl groups, R
  • the present invention provides an organic EL device having at least one organic thin film layer having at least one light emitting layer sandwiched between a pair of electrodes, and at least one layer of the organic thin film layer.
  • the present invention provides an organic EL device that contains the metal complex compound and emits light when a voltage is applied between both electrodes.
  • the present invention provides an organic EL device capable of obtaining blue light emission with high color purity by light emission at a short wavelength and a metal complex compound realizing the same.
  • FIG. 1 is a diagram showing the measurement results of the emission spectrum of the metal complex compound produced in Synthesis Example 1.
  • the metal complex compound of the present invention has a partial structure represented by the following general formula (I).
  • M is a metal atom in Groups 7 to 12 of the Periodic Table, for example, Re (rhenium), Ir (iridium), Pt (platinum), Rh (rhodium) , Os (Osmium), Ru (Noretenium), Co (Cobalt), Cu (Copper), Zn (Zinc) atoms, etc.
  • Re rhenium
  • Ir iridium
  • Pt platinum
  • Rh rhodium
  • Os Os
  • Ru Noretenium
  • Co Cobalt
  • Cu Copper
  • Zn (Zinc) atoms etc.
  • Group 9 metal atoms, Re and Pt are preferred. Ir, Re, and Pt are particularly preferable.
  • n is:! To 3
  • m is an integer of 0 to 2
  • L is a compound containing any atom of Group 13 to 17 of the Periodic Table or an atomic group containing any atom of Group 13 to 17 of the Periodic Table It is.
  • Periodic Tables 13 to 17 included in this L B (boron), A1 (aluminum), C (carbon), N (nitrogen), ⁇ (oxygen), Si (caine) , P (phosphorus), S (sulfur), Ge (germanium), As (arsenic), Se (selenium), F (fluorine), C1 (chlorine), Br (bromine), I (iodine) atoms, etc.
  • P, As, Sb, and N are preferable.
  • the compound or atomic group represented by L includes PR, AsR, SbR, NR, OR, CO, a halogen atom, a substituent, a heterocycle having 2 to 20 carbon atoms, and It is preferable that they are at least one selected from the combination of these to form a bidentate chelate ligand.
  • the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
  • heterocyclic ring having 2 to 20 carbon atoms examples include imidazole, benzimidazole, pyrrole, furan, thiophene, benzothiophene, oxadiazoline, dipheninoleanthracene, indoline, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, benzoquinone, villa Examples include rosin, imidazolidine and piperidine.
  • R is a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an optionally substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, C6-C20 arylamino group which may have a substituent, Carbon number which may have a substituent:! -12 Alkoxy group, C1-C12 which may have a substituent A halogeno alkoxy group, an optionally substituted aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and a substituent.
  • C3-C20 heterocyclic group optionally having 1 to 12 carbon atoms, a halogenoalkyl group having 12 to 12 carbon atoms having a substituent: 12 to 12 anorekenino groups, substituents C2-C12 alkynyl group which may have, or C3-C20 cycloalkyl which may have a substituent
  • the number of R may be plural, and the plural R may be the same or different.
  • halogen atom examples include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
  • alkyl group examples include methinole group, ethyl group, propyl group, isopropylinole group, n_butyl group, s_butyl group, isobutyl group, t_butyl group, n_pentyl group, n_hexyl group, n —Heptyl group, n —octyl group and the like can be mentioned.
  • aromatic hydrocarbon group include residues such as benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, biphenyl, terphenyl, and fluoranthene.
  • heterocyclic group examples include those having 2 to 20 carbon atoms. Residues of those listed in the ring are listed.
  • alkylamino group examples include those in which a hydrogen atom of an amino group is substituted with the alkyl group.
  • arylamino group examples include those in which a hydrogen atom of an amino group is replaced with the aromatic hydrocarbon group.
  • the alkoxy group is represented as OY ′, and Y ′ includes the same as those mentioned for the alkyl group.
  • halogenated alkoxy group examples include those in which a hydrogen atom of the alkoxy group is substituted with the halogen atom.
  • the aryloxy group is represented as OY ′′, and Y ′′ includes the same groups as those described for the aromatic hydrocarbon group.
  • halogenated alkyl group examples include those in which a hydrogen atom of the alkyl group is substituted with the halogen atom.
  • alkenyl group examples include a bur group, a allyl group, a 2 butyr group, and a 3 pentenyl group.
  • alkynyl group examples include an ether group, a methyl ether group, and the like.
  • cycloalkyl group examples include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and the like.
  • substituents of these groups include halogen atoms, hydroxyl groups, substituted or unsubstituted amino groups, nitro groups, cyan groups, substituted or unsubstituted alkyl groups, fluorine-substituted alkyl groups, substituted or unsubstituted groups.
  • Alkenyl group, substituted or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted alkoxyl group, substituted or unsubstituted heterocyclic group, substituted or unsubstituted arylalkyl group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted Or an unsubstituted alkoxycarbonyl group, a carboxy nole group, etc. are mentioned.
  • X and Y are independently 0 (oxygen), S (sulfur), N (nitrogen), P (phosphorus) ), As (arsenic) or Sb (antimony) atoms.
  • T and E are each independently N, P, As, or Sb atoms.
  • R 5 to R 28 are each independently a hydrogen atom, a cyan group, a halogen atom, or a carbon number that may have a substituent:! Alkyl group, may have a substituent, carbon number:!
  • To 12 anolequinolamino group may have a substituent, 6 to 20 carbon atom arylamino group, substituent C1-C12 alkoxy group which may have, C1-C12 halogenated alkoxy group which may have a substituent, C6-C20 which may have a substituent
  • C1-C12 halogenated alkyl group C2-C12 alkenyl group which may have a substituent
  • Examples of the cyclic structure that may be bonded to each other among R 5 to R 28 to form a cyclic structure include, for example, cycloalkane (for example, cyclopropane, cyclobutane, cyclopropane, cyclopropane). Hexane, cycloheptane, etc.), aromatic hydrocarbon rings (eg benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, biphenyl, terphenyl, fluoranthene, etc.) and heterocycles (eg imidazole, benzimidazole, pyrrole, furan).
  • cycloalkane for example, cyclopropane, cyclobutane, cyclopropane, cyclopropane.
  • aromatic hydrocarbon rings eg benzene, naphthalene, anthracene,
  • Ph is a phenyl group.
  • A represents a cyclic structure containing a nitrogen atom (N) indicated by a circle surrounding symbol A, and may have a substituent.
  • N nitrogen atom
  • 20 nitrogen-containing heterocyclic groups include imidazole, benzimidazole, pyrrole, indoline, carbazole, pyridine, quinoline, isoquinoline, pyrarodine, imidazolidine, piperidine and the like, with pyridine being preferred.
  • R 1 to R 4 are each independently the same as the above to R 28, and specific examples and substituents of these groups are the same as those described for R above. It is.
  • examples of the cyclic structure in which R 1 , R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a cyclic structure are the same as those described for R 5 to R 28 above.
  • the tridentate chelate ligand is preferably a compound represented by the following general formula (7) or (8).
  • R 29 to R 35 and R 36 to R 46 are each independently the same as the above R 1 to R 4, and specific examples and substitutions of these groups The group is the same as described for R above.
  • Examples of the cyclic structure that may be bonded to each other among R 29 to R 35 and R 36 to R 46 to form a cyclic structure are those described in R 5 to R 28 above. Is the same as
  • the tridentate chelate ligand is preferably any of the following compounds.
  • the metal complex compound of the present invention is preferably one represented by the following general formula (I 1) or (I 2).
  • metal complex compound of the present invention is illustrated below, but are not limited to these exemplary compounds.
  • the organic EL device of the present invention is an organic EL device in which an organic thin film layer comprising at least one light emitting layer or a plurality of layers is sandwiched between a pair of electrodes comprising an anode and a cathode. At least one layer contains the metal complex compound of the present invention, and emits light when a voltage is applied between both electrodes.
  • the light emitting layer contains 1 to 30% by weight of the metal complex compound of the present invention, which is preferable if the light emitting layer contains the metal complex compound of the present invention.
  • the light emitting layer is usually thinned by vacuum deposition or coating, but since the manufacturing process can be simplified by coating, the layer containing the metal complex compound of the present invention is formed by coating. This is preferable.
  • the element structure of the organic EL element in the present invention is a structure in which one or two or more organic layers are laminated between electrodes. Examples thereof include (i) an anode, a light emitting layer, a cathode, and ( ⁇ ) Anode, hole injection 'transport layer, light emitting layer, electron injection ⁇ transport layer, cathode, (iii) anode, hole injection ⁇ transport layer, light emitting layer, cathode, (iv) anode, light emitting layer, electron injection ⁇ transport layer And a structure such as a cathode.
  • the compound in the present invention can be doped into other hole transport materials, light emitting materials, and electron transport materials which may be used in any of the above organic layers.
  • the method for forming each layer of the organic EL element is not particularly limited.
  • the light emitting composition of the present invention is dissolved, or the compound forming the composition is dissolved.
  • a light emitting medium or a light emitting layer can be formed by the method. It can be formed by a known method such as a solution dating method, a spin coating method, a casting method, a bar coating method, a roll coating method, or an ink jet method.
  • each organic layer of the organic EL device of the present invention is not particularly limited, but in general, if the film thickness is too thin, defects such as pinholes occur, and conversely, if it is too thick, a high applied voltage is required, resulting in poor efficiency. Therefore, the range of several nm to 1 ⁇ m is usually preferable.
  • solvents used in preparing a luminescent solution for forming a luminescent layer include dichloromethane, dichloroethane, chlorophenol, carbon tetrachloride, tetrachloroethane, trichloroethane, black benzene, dichlorobenzene, black chlorotoluene, and the like.
  • Halogenated hydrocarbon solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, and anisole, methanol and ethanol, propanol, butanol, pentanole, hexanol, cyclohexanol, methyl cepsolvol, and ethylcylsolve , Alcohol solvents such as ethylene glycol, hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, hexane, octane, decane, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, etc. And the like.
  • ether solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, and anisole, methanol and ethanol, propanol, butanol, pentanole, hexanol, cyclo
  • halogenated hydrocarbon solvents and hydrocarbon solvents are preferable. These solvents may be used alone or in combination. Note that usable solvents are not limited to these. Further, the dopant may be dissolved in advance in the luminescent solution containing the above compound.
  • the electron injecting / transporting material used in the present invention is not particularly limited, and any compound that is usually used as an electron injecting / transporting material may be used.
  • any compound that is usually used as an electron injecting / transporting material may be used.
  • Examples thereof include oxadiazole derivatives such as phenylene, triazole derivatives, and quinolinol-based metal complexes.
  • the electron injection 'transport layer is made of an insulator or a semiconductor, current leakage can be effectively prevented and the electron injection property can be improved.
  • insulators include alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, and alkali metal halides. And at least one metal compound selected from the group consisting of alkaline earth metal halides. If the electron injecting / transporting layer is composed of these alkali metal chalcogenides or the like, it is preferable in that the electron injecting property can be further improved.
  • preferable alkali metal chalcogenides include, for example, Li 0, Na S and Na Se
  • preferable alkaline earth metal chalcogenides include, for example, C aO, BaO, SrO, BeO, BaS. And CaSe.
  • preferred alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KC1, and NaCl.
  • preferred alkaline earth metal halides include, for example, CaF, BaF
  • Fluorides such as SrF, MgF and BeF, and halides other than fluorides.
  • the electron injection 'transport layer at least one of Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Li, Na, Cd, Mg, Si, Ta, Sb, and Zn is used.
  • the inorganic compound constituting the electron injection / transport layer is preferably a microcrystalline or amorphous insulating thin film. If the electron transport layer is composed of these insulating thin films, a more uniform thin film is formed, and pixel defects such as dark spots can be reduced. Examples of such inorganic compounds include the alkali metal chalcogenides, alkali earth metal chalcogenides, alkali metal halides and alkaline earth metal halides described above.
  • the electron injection / transport layer may contain a reducing dopant having a work function of 2.9 eV or less.
  • the reducing dopant is defined as a substance capable of reducing the electron transporting compound.
  • various materials can be used as long as they have a certain reducibility, for example, alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, alkali metal oxides, alkali metal halides, alkaline earth metals. At least selected from the group consisting of oxides, alkaline earth metal halides, rare earth metal oxides or rare earth metal halides, alkali metal organic complexes, alkaline earth metal organic complexes, rare earth metal organic complex forces One substance can be preferably used.
  • preferable reducing dopants include Na (work function: 2.36 eV), K (work function: 2.28 eV), Rb (work function: 2.16 eV) and Cs (work Function: 1. 95 eV) Force At least one alkali metal selected from the group consisting of Ca (work function: 2.9 eV), Sr (work function: 2.0 to 2.5 eV) and Ba (work function: 2 52eV) at least one alkaline earth metal selected from the group of forces, with a work function of 2.9 eV is particularly preferred.
  • a more preferable reducing dopant is at least one alkali metal selected from the group force consisting of K, Rb and Cs, more preferably Rb and Cs, and most preferably Cs. .
  • alkali metals can improve the emission brightness and extend the lifetime of organic EL devices by adding a relatively small amount to the electron injection region, which has a particularly high reducing ability.
  • a combination of two or more alkali metals is also preferable.
  • a combination containing Cs for example, Cs and Na, Cs and K, Cs and Rb.
  • a combination of Cs, Na and K is preferred.
  • the anode of the organic EL element plays a role of injecting holes into the hole injection and transport layer and / or the light emitting layer, and it is effective to have a work function of 4.5 eV or more.
  • Specific examples of the anode material used in the present invention include indium tin oxide alloy (ITO), tin oxide (NE SA), gold, silver, platinum, copper and the like.
  • the cathode is preferably a material having a low work function for the purpose of injecting electrons into the electron injection / transport layer and / or the light emitting layer.
  • a hole injection (transport) layer may be used on the anode.
  • the hole injecting / transporting layer include various organic compounds generally used in organic EL devices described in, for example, JP-A-63-295695 and JP-A-2-191694. Products and polymers can be used. Examples thereof include aromatic tertiary amines, hydrazone derivatives, force rubazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, polybutcarbazole, polyethylene dioxythiophene 'polysulfonic acid (PEDOT-PSS), and the like.
  • the cathode material of the organic EL element is not particularly limited.
  • aluminum, magnesium, magnesium indium alloy, magnesium-anoremium alloy, aluminum lithium alloy, aluminum scandium lithium alloy, or magnesium silver alloy can be used.
  • the metal complex compound 2 was synthesized by the following route.
  • the flask was placed in a 100 ml eggplant-shaped flask, and irradiated with microwaves intermittently in 4 minutes for 3 minutes using a 650 W microwave irradiation device (ZMW-007 type, manufactured by Shikoku Seikan Co., Ltd.). After allowing to cool to room temperature, 100 ml of pure water was added and stirred for 30 minutes. Thereafter, the supernatant was removed by centrifugation, and the precipitate was collected by filtration. After washing with black mouth form and jetyl ether, it was dried to obtain 0.05 g of Compound 2 as a yellow powder (yield 58%). The obtained compound was subjected to FD-MS (field desorption mass spectrum) measurement and confirmed to be the target compound. The results of FD-MS are shown below.
  • Example 1 (Production of organic EL device)
  • a glass substrate with a 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ l. 1 mm thick IT ⁇ transparent electrode (Zomatic Co., Ltd.) was ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol for 5 minutes, followed by UV ozone cleaning for 30 minutes.
  • PED ⁇ T polyethylenedioxythiophene
  • Complex compound 2 was mixed with 7% by weight of the following host material H, and nitrogen solution was published for 15 minutes.
  • a film was formed by spin coating. This layer functions as a light emitting layer. The film thickness at this time was 50 nm.
  • the following B Alq film having a thickness of 25 nm was formed on this film.
  • This BAlq film functions as a hole barrier layer.
  • the following Alq film having a thickness of 5 nm was formed on this film.
  • This Alq film functions as an electron injection layer.
  • lithium fluoride was evaporated to a thickness of 0.1 nm and then aluminum was evaporated to a thickness of 150 nm.
  • This Al / LiF functions as a cathode. In this way, an organic EL device was produced. When the obtained device was sealed, an energization test was conducted.
  • Example 1 an organic EL device was prepared in the same manner except that the metal complex compound D1 described in the publicly known document Inog.Chem., 6513 (2004) was used instead of the metal complex compound 2. After sealing the resulting device was subjected to a current test, the voltage 8. 8V, current density 0.1 at 68 mA / cm 2, CIE chromaticity emission luminance 101cd / m 2 (0. 51, 0. 48) orange light emission was obtained, and the light emission efficiency was 6.5 cd / A.
  • Example 1 in place of the metal complex compound 2, except that the Ir (ttpy) Cl was used.
  • the color is more blue. It becomes an organic EL device with high luminous efficiency.
  • the organic EL device using the metal complex compound of the present invention can emit blue light with high color purity by light emission with a short wavelength with high luminous efficiency. Therefore, it can be applied to fields such as various display elements, displays, knock lights, illumination light sources, signs, signboards, interiors, etc., and is particularly suitable as a display element for color displays.

Description

明 細 書
金属錯体化合物及びそれを用いた有機エレクト口ルミネッセンス素子 技術分野
[0001] 本発明は、新規な金属錯体化合物及びそれを用いた有機エレクト口ルミネッセンス 素子に関し、特に、発光効率が高ぐ短波長の発光で、色純度の高い青色発光が得 られる有機エレクト口ルミネッセンス素子及びそれを実現する金属錯体化合物に関す るものである。
背景技術
[0002] 近年、有機 EL素子を液晶に代わるカラーディスプレイ用表示装置として用いること が活発に検討されている。しかし、大画面化を実現するにはまだその発光素子性能 は不足している。この有機 EL素子の性能向上手段として、りん光発光材料としてォ ルソメタル化イリジウム錯体（fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)を発光材料に用いた 緑色発光素子が提案されている（非特許文献 1 ;非特許文献 2)。
りん光発光を利用した有機 EL素子、現状では緑色発光に限られるために、カラー ディスプレイとしての適用範囲は狭いため、他の色についても発光特性が改善された 素子の開発が望まれていた。特に青色発光素子については、外部量子収率 5%を 超えるものは報告されておらず、青色発光素子の改善ができればフルカラー化及び 白色化が可能となり、りん光 EL素子の実用化に向けて大きく前進する。
[0003] 現状、りん光発光錯体として、 Irを含む化合物の開発が活発に行われており、緑色 発光素子用としては下記化合物 Aが知られている。一方、青色発光素子としては、下 記化合物 Bが知られているが、素子の寿命、効率の点で実用的でない。そこで、その 他の青色発光素子用の錯体を開発する必要性があるが、現状では、化合物 B以外 には見出されていない。
Figure imgf000004_0001
以上の化合物 A及び Bは、 2座キレート配位子を用いた錯体である力 類似の 3座 キレート配位子を用いた錯体は殆ど知られておらず、以下に示す化合物 Cが知られ ている程度である（非特許文献 3参照）。
[化 2]
Figure imgf000004_0002
し力、しながら、化合物 Cより得られる発光波長は 600nmの赤色領域発光であり、青 色領域発光ではない。このような 3座キレート配位子を用いた錯体で青色領域発光 の錯体が実現できれば、新たな技術展開の可能性がある。
非特許乂 B^l： D.F. O'Brien and M.A.Baldo et al Improved energy transferin electro phosphorescent devices" Applied Physics letters Vol.74 No.3, pp442-444, January 18， 1999
非特許文献 2 : M.A.Baldo et al "Very high-efficiencygreen organic light-emitting dev ices based on electrophosphorescence" Applied Physics letters Vol. 75 No. l, pp4-6 ， July 5, 1999
非特許文献 3 : J-P. Collin et.al. , J.Am.Chem.Soc , 121,5009(1999)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、発光効率が高ぐ短波長 の発光で、色純度の高い青色発光が得られる有機 EL素子及びそれを実現する金属 錯体化合物を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは下記一般式 (I)で表される 3座キレート配位子及びシァノ基を配位子 として有する部分構造を持つ金属錯体化合物を用いると、短波長の発光で、色純度 の高い青色発光が得られるという青色化の新たな構造因子を明らかにし、本発明を 完成するに至った。
すなわち、本発明は、 3座キレート配位子及びシァノ基を配位子として有する下記 一般式 (I)で表される部分構造を有する金属錯体化合物を提供するものである。
[0007] [化 3]
Figure imgf000005_0001
[0008] (式中、 Mは、周期律表第 7〜： 12族のいずれかの金属原子であり、
Lは、周期律表第 13〜： 17族のいずれかの原子を含有する化合物又は原子団であ り、
Aは、記号 Aを囲む円が窒素原子 (N)を含む環状構造を示しており、置換基を有し てもよい炭素数 2〜20の含窒素複素環基であり、
nは:!〜 3、 mは 0〜2の整数であり、
R1〜R4は、それぞれ独立に、水素原子、シァノ基、ハロゲン原子、置換基を有して もよレ、炭素数:!〜 12のアルキノレ基、置換基を有してもょレ、炭素数:!〜 12のアルキル アミノ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールアミノ基、置換基を有しても よい炭素数 1〜 12のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲン 化アルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールォキシ基、置換基を 有してもよい炭素数 6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい炭素数 3〜2 0の複素環基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲンィ匕アルキル基、置換 基を有してもょレ、炭素数 2〜： 12のアルケニル基、置換基を有してもょレ、炭素数 2〜 1 2のアルキニル基、又は置換基を有してもよい炭素数 3〜20のシクロアルキル基であ り、 R1と R2、 R3と R4は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。 )
また、本発明は、一対の電極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からな る有機薄膜層が挟持されてレ、る有機 EL素子にぉレ、て、該有機薄膜層の少なくとも 1 層が、前記金属錯体化合物を含有し、両極間に電圧を印加することにより発光する 有機 EL素子を提供するものである。
発明の効果
[0009] 本発明は、短波長の発光で、色純度の高い青色発光が得られる有機 EL素子及び それを実現する金属錯体化合物を提供する。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、合成実施例 1で製造した金属錯体化合物の発光スペクトルの測定結果 を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明の金属錯体化合物は、下記一般式 (I)で表される部分構造を有するもので ある。
[化 4]
Figure imgf000006_0001
一般式 (I)において、 Mは、周期律表第 7〜： 12族のいずれかの金属原子であり、例 えば、 Re (レニウム）、 Ir (イリジウム）、 Pt (白金）、 Rh (ロジウム）、 Os (オスミウム）、 Ru (ノレテニゥム）、 Co (コバルト）、 Cu (銅）、 Zn (亜鉛)原子等が挙げられ、これらの中で も第 9族の金属原子、 Re、 Ptが好ましぐ Ir、 Re、 Ptが特に好ましい。
一般式 (I)において、 nは:!〜 3、 mは 0〜2の整数であり、金属錯体化合物を中性に 保っため、前記 Mの金属原子の価数によって決まる値である。 一般式 (I)において、 Lは、周期律表第 13〜： 17族のいずれかの原子を含有する化 合物又は周期律表第 13〜： 17族のいずれかの原子を含有する原子団である。
この Lに含まれる周期律表第 13〜： 17族の原子としては、 B (ホウ素）、 A1 (アルミニゥ ム）、 C (炭素)、 N (窒素)、〇 (酸素)、 Si (ケィ素)、 P (リン）、 S (硫黄)、 Ge (ゲルマ二 ゥム）、 As (ヒ素)、 Se (セレン）、 F (フッ素）、 C1 (塩素)、 Br (臭素)、 I (ヨウ素)原子等 が挙げられ、 P、 As、 Sb、 Nが好ましい。
[0013] 前記 Lの示す化合物又は原子団としては、 PR、 AsR、 SbR、 NR、〇R、 CO、ハロ ゲン原子、置換基を有してもょレ、炭素数 2〜20の複素環及びこれらを組み合わせて 2座キレート配位子となったものから選ばれる少なくとも一種類であると好ましい。 前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子等が挙げられる。
前記炭素数 2〜20の複素環としては、例えば、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、 ピロール、フラン、チ才フェン、ベンゾチォフェン、ォキサジァゾリン、ジフエニノレアント ラセン、インドリン、カルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、ベンゾキノン、ビラ ロジン、イミダゾリジン、ピぺリジン等が挙げられる。
前記 Rは、水素原子、シァノ基、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12 のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のアルキルアミノ基、置換基を有 してもよい炭素数 6〜20のァリールアミノ基、置換基を有してもよい炭素数：!〜 12の アルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲンィ匕アルコキシ基、置換 基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールォキシ基、置換基を有してもよい炭素数 6 〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい炭素数 3〜20の複素環基、置換 基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲンィ匕アルキル基、置換基を有してもよい炭素 数 2〜： 12のァノレケニノレ基、置換基を有してもよい炭素数 2〜： 12のアルキニル基、又 は置換基を有してもよい炭素数 3〜20のシクロアルキル基であり、 Rの個数は複数で あってもよく、その複数の Rは同一でも異なっていてもよい。
[0014] 前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子等が挙げられる。
前記アルキル基としては、例えば、メチノレ基、ェチル基、プロピル基、イソプロピノレ 基、 n_ブチル基、 s_ブチル基、イソブチル基、 t_ブチル基、 n_ペンチル基、 n_ へキシル基、 n—ヘプチル基、 n—ォクチル基等が挙げられる。 前記芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フエ ナントレン、ピレン、ビフエニル、ターフェニル、フルオランテン等の残基が挙げられる 前記複素環基としては、前記炭素数 2〜20の複素環で挙げたものの残基等が挙げ られる。
前記アルキルアミノ基としては、ァミノ基の水素原子が前記アルキル基で置換され たものが挙げられる。
前記ァリールアミノ基としては、ァミノ基の水素原子が前記芳香族炭化水素基で置 換されたものが挙げられる。
前記アルコキシ基は OY'と表され、 Y'としては、前記アルキル基で挙げたものと 同様のものが挙げられる。
前記ハロゲン化アルコキシ基としては、前記アルコキシ基の水素原子が前記ハロゲ ン原子で置換されたものが挙げられる。
前記ァリールォキシ基は OY"と表され、 Y"としては、前記芳香族炭化水素基で 挙げたものと同様のものが挙げられる。
前記ハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子が前記ハロゲン 原子で置換されたものが挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビュル基、ァリル基、 2 ブテュル基、 3 ペン テニル基等が挙げられる。
前記アルキニル基としては、例えば、ェチェル基、メチルェチェル基等が挙げられ る。
前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロ ペンチル基、シクロへキシル基等が挙げられる。
また、これら各基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシノレ基、置換もしくは無 置換のアミノ基、ニトロ基、シァノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、フッ素置換ァ ルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキ ル基、置換もしくは無置換のアルコキシル基、置換もしくは無置換の複素環基、置換 もしくは無置換のァリールアルキル基、置換もしくは無置換のァリールォキシ基、置換 もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシノレ基等が挙げられる。
[0015] また、前記 Lの示す化合物又は原子団としては、下記一般式（1)〜（6)のいずれか で表される化合物も好ましレヽ。
[化 5]
Figure imgf000009_0001
[0016] 前記一般式（1)〜（3)、（5)及び（6)において、 X及び Yは、それぞれ独立に、 0 ( 酸素）、 S (硫黄）、 N (窒素）、 P (リン）、 As (ヒ素）又は Sb (アンチモン)原子である。 前記一般式（2)〜（4)において、 T及び Eは、それぞれ独立に、 N、 P、 As又は Sb 原子である。
前記一般式（5)において、 Z1は、 （CH )— (qは:!〜 3の整数）、 CH = CH 又
2
は CH = C = CH である。
前記一般式（6)において、 Z2は、 =CR27— CR28 =である。
[0017] 前記一般式（1)〜（6)において、 R5〜R28は、それぞれ独立に、水素原子、シァノ 基、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数：!〜 12のアルキル基、置換基を有し てもよレ、炭素数:!〜 12のァノレキノレアミノ基、置換基を有してもょレ、炭素数 6〜20のァ リールアミノ基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のアルコキシ基、置換基を有して もよい炭素数 1〜： 12のハロゲン化アルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20 のァリールォキシ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20の芳香族炭化水素基、置 換基を有してもよい炭素数 3〜20の複素環基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12 のハロゲン化アルキル基、置換基を有してもよい炭素数 2〜： 12のアルケニル基、置 換基を有してもよい炭素数 2〜： 12のアルキニル基、又は置換基を有してもよい炭素 数 3〜 20のシクロアルキル基であり、
これら各基の具体例としては前記 Rで説明したものと同じである。
また、 R5〜R28のうち隣接するもの同士で互いに結合して環状構造を形成していて もよぐ環状構造としては、例えば、シクロアルカン（例えば、シクロプロパン、シクロブ タン、シクロプロパン、シクロへキサン、シクロヘプタン等）、芳香族炭化水素環（例え ば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フエナントレン、ピレン、ビフエニル、ターフェ ニル、フルオランテン等）及び複素環（例えば、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピ ロール、フラン、チォフェン、ベンゾチォフェン、ォキサジァゾリン、ジフエ二ノレアントラ セン、インドリン、カルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、ベンゾキノン、ピラロ ジン、イミダゾリジン、ピぺリジン等）が挙げられる。
[0018] 前記 Lの具体例としては、例えば、以下のような例が挙げられる。
[化 6]
Figure imgf000010_0001
Phはフエニル基である。
[0019] 一般式 (I)におレ、て、 Aは、記号 Aを囲む円が示す窒素原子 (N)を含む環状構造 を示しており、置換基を有してもよい炭素数 2〜20の含窒素複素環基であり、例えば 、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピロール、インドリン、カルバゾール、ピリジン、キ ノリン、イソキノリン、ピラロジン、イミダゾリジン、ピぺリジン等が挙げられ、ピリジンが好 ましい。
また、置換基としては、前記と同様の例が挙げられる。
[0020] 一般式 (I)において、 R1〜R4は、それぞれ独立に、前記 〜R28と同じであり、これ ら各基の具体例及び置換基としては前記 Rで説明したものと同じである。 また、 R1と 、 R3と R4は互いに結合して環状構造を形成していてもよぐ環状構造 の例としては前記 R5〜R28で説明したものと同じである。
一般式 (I)におレ、て、前記 3座キレート配位子が下記一般式（7)又は（8)で表され る化合物であると好ましい。
[化 7]
Figure imgf000011_0001
[0022] 一般式（7)及び（8)において、 R29〜R35及び R36〜R46は、それぞれ独立に、前記 R1 〜R4と同じであり、これら各基の具体例及び置換基としては前記 Rで説明したものと 同じである。
また、 R29〜R35及び R36〜R46のうち隣接するもの同士で互いに結合して環状構造を 形成していてもよぐ環状構造の例としては前記 R5〜R28で説明したものと同じである
[0023] また、前記 3座キレート配位子としては下記化合物のいずれかであると好ましい。
[化 8]
Figure imgf000011_0002
本発明の金属錯体化合物は、下記一般式 (I 1)又は（I 2)で表されるものであ ると好ましい。
[化 9]
Figure imgf000012_0001
(1 -2) 一般式 (1—1)及び (1 2)において、 R29〜R35及び R3°〜R46は、それぞれ前記と同 じである。
本発明の金属錯体化合物の具体例を以下に例示するが、これら例示化合物に限 定されるものではない。
0026
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0002
[0027] 本発明の有機 EL素子は、陽極と陰極からなる一対の電極間に少なくとも発光層を 有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機 EL素子において 、該有機薄膜層の少なくとも 1層が、本発明の金属錯体化合物を含有し、両極間に 電圧を印加することにより発光するものである。
本発明の有機 EL素子は、前記発光層が、本発明の金属錯体化合物を含有すると 好ましぐ本発明の金属錯体化合物を発光層全重量に対して 1〜30重量％含有す ると好ましい。
また、通常、前記発光層は真空蒸着又は塗布により薄膜化するが、塗布の方が製 造プロセスが簡略化できることから、本発明の金属錯体化合物を含有する層が、塗 布により成膜されてなると好ましい。
[0028] 本発明における有機 EL素子の素子構造は、電極間に有機層を 1層又は 2層以上 積層した構造であり、その例としては、（i)陽極、発光層、陰極、（Π)陽極、正孔注入' 輸送層、発光層、電子注入 ·輸送層、陰極、 (iii)陽極、正孔注入 ·輸送層、発光層、 陰極、（iv)陽極、発光層、電子注入 ·輸送層、陰極等の構造が挙げられる。
本発明における化合物は上記のどの有機層に用いられてもよぐ他の正孔輸送材 料、発光材料、電子 輸送材料にドープさせることも可能である。有機 EL素子の各層 の形成方法は特に限定されないが、蒸着法のほか，本発明の発光組成物を溶解し、 または組成物を形成する化合物をそれぞれ溶解した後、この溶液を用い各種の湿式 方法により発光媒体または発光層を形成できる。溶液のデイツビング法、スピンコーテ イング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法、インクジェット 法などによる公知の方法で形成することができる。本発明の有機 EL素子の各有機層 の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じ やすぐ逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数 n mから 1 μ mの範囲が好ましい。
[0029] 発光層を形成する発光溶液調製時に用いる溶媒例としては、ジクロロメタン、ジクロ ロェタン、クロロホノレム、四塩化炭素、テトラクロロェタン、トリクロロェタン、クロ口ベン ゼン、ジクロロベンゼン、クロ口トルエンなどのハロゲン系炭化水素系溶媒や、ジブチ ルエーテル、テトラヒドロフラン、ジォキサン、ァニソールなどのエーテル系溶媒、メタ ノーノレやエタノーノレ、プロパノーノレ、ブタノーノレ、ペンタノ一ノレ、へキサノーノレ、シクロ へキサノール、メチルセ口ソルブ、ェチルセ口ソルブ、エチレングリコールなどのァノレ コール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、ェチルベンゼン、へキサン、オクタン、 デカンなどの炭化水素系溶媒、酢酸ェチル、酢酸プチル、酢酸ァミルなどのエステ ル系溶媒等が挙げられる。なかでも、ハロゲン系炭化水素系溶媒や炭化水素系溶媒 が好ましい。また、これらの溶媒は単独で使用しても複数混合して用いてもよい。なお 、使用可能な溶媒はこれらに限定されるものではない。また、上記化合物を含む発光 溶液にはドーパントをあらかじめ溶解させておいてもよい。
[0030] 本発明に用いられる電子注入'輸送材料は特に限定されず、通常電子注入'輸送 材料として使用されている化合物であれば何を使用してもよい。例えば、 2 （4ービ フエ二リル） 5—（4 t ブチルフエニル） 1, 3, 4 ォキサジァゾール、ビス { 2— (4_t_ブチルフエ二ル）一 1， 3， 4_ォキサジァゾ一ル} _ 111—フエ二レン等のォキ サジァゾール誘導体、トリァゾール誘導体、キノリノール系の金属錯体が挙げられる。 また電子注入 ·輸送層を構成する無機化合物として、絶縁体または半導体を使用す ることが好ましい。
[0031] 電子注入'輸送層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に 防止して、電子注入性を向上させることができる。このような絶縁体としては、アルカリ 金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物 およびアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの 金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入'輸送層がこれらのアルカリ金属カル コゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で 好ましい。
具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、 Li 0、 Na S及 び Na Seが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、 C a〇、 Ba〇、 Sr〇、 BeO、 BaS及び CaSeが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属の ハロゲン化物としては、例えば、 LiF、 NaF、 KF、 LiCl、 KC1及び NaCl等が挙げら れる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、 CaF 、 BaF
、 SrF 、 MgF及び BeF等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げら れる。
[0032] また、電子注入'輸送層を構成する半導体としては、 Ba、 Ca、 Sr、 Yb、 Al、 Ga、 In 、 Li、 Na、 Cd、 Mg、 Si、 Ta、 Sb及び Znの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒 化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また 、電子注入'輸送層を構成する無機化合物が、微結晶または非晶質の絶縁性薄膜 であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より 均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることがで きる。なお、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、ァ ルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲンィヒ物およびアルカリ土類金 属のハロゲン化物等が挙げられる。
[0033] さらに、電子注入'輸送層は、仕事関数が 2. 9eV以下の還元性ドーパントを含有し ていてもよい。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元ができる物質 と定義される。したがって、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用い られ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化 物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属の ハロゲンィヒ物、希土類金属の酸化物又は希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属 の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体力 なる群から 選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。 [0034] また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、 Na (仕事関数： 2. 36eV) 、K (仕事関数： 2. 28eV)、Rb (仕事関数： 2. 16eV)及び Cs (仕事関数： 1. 95eV) 力 なる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属や、 Ca (仕事関数： 2. 9eV) 、 Sr (仕事関数： 2. 0〜2. 5eV)及び Ba (仕事関数： 2. 52eV)力もなる群から選択さ れる少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられ、仕事関数が 2. 9eVのものが特 に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、 K、 Rb及び Csからなる群 力 選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、 Rb及び Csで あり、最も好ましのは、 Csである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高ぐ電 子注入域への比較的少量の添加により、有機 EL素子における発光輝度の向上や長 寿命化が図られる。
また、仕事関数が 2. 9eV以下の還元性ドーパントとして、これら 2種以上のアルカリ 金属の組合わせも好ましぐ特に、 Csを含んだ組み合わせ、例えば、 Csと Na、 Csと K、 Csと Rb、 Csと Naと Kとの組み合わせであることが好ましい。 Csを組み合わせて含 むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、 有機 EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
[0035] 有機 EL素子の陽極は、正孔を正孔注入'輸送層及び/又は発光層に注入する役 割を担うものであり、 4. 5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。本発明に 用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金 (ITO)、酸化錫 (NE SA)、金、銀、白金、銅等が適用できる。また、陰極としては、電子注入'輸送層及び /又は発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料が好ましい。
また、有機 EL素子においては、陽極の上に正孔注入 (輸送)層を用いても良い。正 孔注入 ·輸送層の例としては、例えば、特開昭 63— 295695号公報、特開平 2— 19 1694号公報等に記載されている、通常有機 EL素子に用いられている各種有機化 合物およびポリマーを用いることができる。例えば、芳香族第三級ァミン、ヒドラゾン誘 導体、力ルバゾール誘導体、トリァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、あるいはポリ ビュルカルバゾール、ポリエチレンジォキシチォフェン'ポリスルフォン酸（PEDOT- PSS)等が挙げられる。
[0036] 有機 EL素子の陰極材料は特に限定されなレ、が、具体的にはインジウム、アルミ二 ゥム、マグネシウム、マグネシウム インジウム合金、マグネシウムーァノレミニゥム合金 、アルミニウム リチウム合金、アルミニウム スカンジウム リチウム合金、マグネシ ゥムー銀合金等が使用できる。
実施例
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例に限定さ れるものではない。
合成実施例 1 (金属錯体化合物の合成）
以下の経路により上記金属錯体化合物 2を合成した。
[化 12]
Figure imgf000018_0001
Ir(ttpy)Cl (O. lg, 0.16mmol)、エチレングリコール (15ml)、 KCN(0.064g, 0.96mmol)を
3
100mlなす型フラスコに入れ、 650Wmicrowave照射装置（四国計測社製 ZMW-007型 )にて、マイクロ波を断続的に 3分間 4回に分けて照射して加熱攪拌した。室温まで 放冷後、純水を 100ml加え 30分間攪拌した。その後、遠心分離により上澄み液を除 去した後、ろ過により沈殿を集めた。クロ口ホルム、ジェチルエーテルで洗浄した後に 乾燥し、化合物 2を黄色粉末として 0.05g得た (収率 58%)。得られた化合物について FD-MS (フィールドディソープシヨンマススペクトル）測定を行い、 目的化合物であ ることを確認した。 FD— MSの結果を以下に示す。
FD-MS ： calcd for IrC H N =593， found, m/z=593 (100)
25 17 6
得られた化合物 2の発光スペクトルを室温にて測定したところ、 ^ max = 493nm (励 起波長 475nm)であった。その結果を図 1に示す。
これに対し、原料に用いた Ir(ttpy)Cl の発光スペクトルは、 max = 610nmである。
3
この結果より、金属錯体化合物に 3座配位子に加え、さらにシァノ基を導入することで 、大幅な発光波長の短波長化の効果があることが分かる。
[0039] 実施例 1 (有機 EL素子の作製）
25mm X 75mm X l . 1mm厚の IT〇透明電極付きガラス基板（ジォマティック社製 )をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を 5分間行なった後、 UVオゾン洗浄を 3 0分間行なった。その基板の上に、スピンコート法で正孔注入層に用いる PED〇T ( ポリエチレンジォキシチォフェン）を lOOnmの膜厚で成膜し、次いで窒素雰囲気下 で合成実施例 1で合成した金属錯体化合物 2を下記ホスト材料 Hに対して 7重量％ 混合し、窒素ガスを 15分間パブリングさせたクロ口ホルム溶媒を用いて濃度 0. 5重量 o/oのクロ口ホルム溶液として PEDOTの上にスピンコート法で成膜した。この層は発光 層として機能する。この時の膜厚は 50nmであった。この膜上に膜厚 25nmの下記 B Alqの膜を成膜した。この BAlq膜は、正孔障壁層として機能する。次いでこの膜上に 膜厚 5nmの下記 Alqを成膜した。この Alq膜は電子注入層として機能する。この後、 フッ化リチウムを 0. lnmの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを 150nmの厚さに蒸着 した。この Al/LiFは陰極として機能する。このようにして有機 EL素子を作製した。 得られた素子を封止後、通電試験を行なったところ、電圧 7. 6V、電流密度 0. 74 mA/cm2にて、発光輝度 100cd/m2で CIE色度（0. 17, 0. 28)の青緑色発光が 得られ、発光効率は 13. 5cd/Aであった。
[0040] [化 13]
Figure imgf000019_0001
ホスト材料 H B A l q A l q 比較例 1
実施例 1において、金属錯体化合物 2の代わりに、公知文献 Inog.Chem., 6513(200 4)記載の下記金属錯体化合物 D1を用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製し 得られた素子を封止後、通電試験を行なったところ、電圧 8. 8V、電流密度 0. 68 mA/cm2にて、発光輝度 101cd/m2で CIE色度（0. 51 , 0. 48)の橙色発光が得 られ、発光効率は 6. 5cd/Aであった。
[化 14]
Figure imgf000020_0001
金属錯体化合物 D 1
[0042] 比較例 2
実施例 1において、金属錯体化合物 2の代わりに、上記 Ir(ttpy)Cl を用いた以外は
3
同様にして有機 EL素子を作製した。
得られた素子を封止後、通電試験を行なったところ、電圧 22. 4V、電流密度 8. 48 mA/cm2にて、発光輝度 98cdZm2で CIE色度（0. 66, 0. 39)の赤色発光が得ら れ、発光効率は 1. 2cd/Aであった。
このように同じ中心金属でかつ 3座キレート配位子を用いたものであっても、本発明 のように配位子構造を最適化した金属錯体化合物を用いた場合、より青色化させ、 かつ高い発光効率の有機 EL素子となる。
産業上の利用可能性
[0043] 以上詳細に説明したように、本発明の金属錯体化合物を用いた有機 EL素子は、 発光効率が高ぐ短波長の発光で、色純度の高い青色発光が得られる。このため、 各種表示素子、ディスプレイ、ノ ックライト、照明光源、標識、看板、インテリア等の分 野に適用でき、特にカラーディスプレイの表示素子として適している。

Claims

請求の範囲
3座キレート配位子及びシァノ基を配位子として有する下記一般式 (I)で表される部 分構造を有する金属錯体化合物。
[化 1]
Figure imgf000021_0001
(式中、 Mは、周期律表第 7〜： 12族のいずれかの金属原子であり、
Lは、周期律表第 13〜： 17族のいずれかの原子を含有する化合物又は原子団であ り、
Aは、記号 Aを囲む円が窒素原子（N)を含む環状構造を示しており、置換基を有し てもよい炭素数 2〜20の含窒素複素環基であり、
nは:!〜 3、 mは 0〜2の整数であり、
R1〜R4は、それぞれ独立に、水素原子、シァノ基、ハロゲン原子、置換基を有して もよレ、炭素数:!〜 12のァノレキノレ基、置換基を有してもょレ、炭素数:!〜 12のアルキル アミノ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールアミノ基、置換基を有しても よい炭素数 1〜 12のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲン 化アルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールォキシ基、置換基を 有してもよい炭素数 6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい炭素数 3〜2 0の複素環基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲンィヒアルキル基、置換 基を有してもょレ、炭素数 2〜： 12のアルケニル基、置換基を有してもょレ、炭素数 2〜 1 2のアルキニル基、又は置換基を有してもよい炭素数 3〜20のシクロアルキル基であ り、 R1と R2、 R3と R4は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。 )
前記一般式（I)において、 L力 PR、 AsR、 SbR、 NR、 OR
(前記 Rは、水素原子、シァノ基、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12 のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のアルキルアミノ基、置換基を有 してもよい炭素数 6〜20のァリールアミノ基、置換基を有してもよい炭素数：!〜 12の アルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲンィ匕アルコキシ基、置換 基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールォキシ基、置換基を有してもよい炭素数 6 〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい炭素数 3〜20の複素環基、置換 基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲンィ匕アルキル基、置換基を有してもよい炭素 数 2〜： 12のァノレケニノレ基、置換基を有してもよい炭素数 2〜： 12のアルキニル基、又 は置換基を有してもよい炭素数 3〜20のシクロアルキル基であり、 Rの個数は複数で あってもよく、その複数の Rは同一でも異なっていてもよレ、。）、
CO、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数 2〜20の複素環及びこれらを組み 合わせて 2座キレート配位子となったものから選ばれる少なくとも一種類である請求 項 1に記載の金属錯体化合物。
前記一般式 (I)におレ、て、 Lが、下記一般式（1)〜（6)のレ、ずれかで表される化合 物である請求項 1に記載の金属錯体化合物。
[化 2]
Figure imgf000022_0001
(式中、 X及び Yは、それぞれ独立に、 O (酸素）、 S (硫黄）、 N (窒素）、 P (リン）、 As ( ヒ素）又は Sb (アンチモン)原子であり、
T及び Eは、それぞれ独立に、 N、 P、 As又は Sb原子であり、
Z1は、—（CH )— (qは:!〜 3の整数）、— CH = CH—又は— CH = C = CH—であ り、 Z2は、 =CR27— CR28 =であり、
R5〜R28は、それぞれ独立に、水素原子、シァノ基、ハロゲン原子、置換基を有して もよレ、炭素数:!〜 12のアルキノレ基、置換基を有してもょレ、炭素数:!〜 12のアルキル アミノ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールアミノ基、置換基を有しても よい炭素数 1〜12のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 1〜12のハロゲン 化アルコキシ基、置換基を有してもよい炭素数 6〜20のァリールォキシ基、置換基を 有してもよい炭素数 6〜20の芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい炭素数 3〜2 0の複素環基、置換基を有してもよい炭素数 1〜： 12のハロゲンィ匕アルキル基、置換 基を有してもよい炭素数 2〜： 12のアルケニル基、置換基を有してもよい炭素数 2〜1 2のアルキニル基、又は置換基を有してもょレ、炭素数 3〜20のシクロアルキル基であ り、 R5〜R28のうち隣接するもの同士で互レ、に結合して環状構造を形成してレ、てもよ い。）
[4] 前記一般式 (I)におレ、て、 Mが周期律表第 9族のレ、ずれかの金属原子である請求 項 1に記載の金属錯体化合物。
[5] 前記一般式（I)において、 Mが Re (レニウム）、 Ir (イリジウム）、 Pt (白金）、 Rh (ロジ ゥム）、 Os (オスミウム）又は Ru (ルテニウム)原子である請求項 1に記載の金属錯体 化合物。
[6] 前記一般式 (I)において、 Mが Ir (イリジウム）又は Pt (白金)原子である請求項 1に 記載の金属錯体化合物。
[7] 前記一般式 (I)におレ、て、 M力 ¾e (レニウム)原子である請求項 1に記載の金属錯 体化合物。
[8] 前記 3座キレート配位子が下記一般式（7)で表される化合物である請求項 1に記載 の金属錯体化合物。
[化 3]
Figure imgf000024_0001
(式中、 R29〜R35は、それぞれ独立に、前記 R1〜R4と同じであり、 R29〜R35のうち隣接 するもの同士で互いに結合して環状構造を形成していてもよい。 )
前記 3座キレート配位子が下記一般式（8)で表される化合物である請求項 1に記載 の金属錯体化合物。
[化 4]
Figure imgf000024_0002
(式中、 R36〜R46は、それぞれ独立に、前記 R1〜R4と同じであり、 R36〜R4。のうち隣接 するもの同士で互いに結合して環状構造を形成していてもよい。 )
下記一般式 (I 1)で表される請求項 1に記載の金属錯体化合物。
[化 5]
Figure imgf000024_0003
( i - i )
(式中、 9〜 R35は、それぞれ独立に、前記 R1〜R4と同じであり、 R 〜R35のうち隣接 するもの同士で互いに結合して環状構造を形成していてもよい。 )
下記一般式 (I 2)で表される請求項 1に記載の金属錯体化合物。
[化 6]
Figure imgf000025_0001
(式中、 R36〜R46は、それぞれ独立に、前記 R1〜R4と同じであり、 R36〜R46のうち隣接 するもの同士で互いに結合して環状構造を形成していてもよい。 )
[12] 一対の電極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層力 なる有機薄膜層が 挟持されている有機エレクト口ルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくと も 1層力 請求項 1〜： 11のいずれかに記載の金属錯体化合物を含有し、両極間に電 圧を印加することにより発光する有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[13] 前記発光層が、請求項：!〜 11のいずれかに記載の金属錯体化合物を含有する請 求項 12に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[14] 青色系発光する請求項 12又は 13に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[15] 前記金属錯体化合物を含有する層が、塗布により成膜されてなる請求項 12〜： 14 のいずれかに記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
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