WO2012046769A1 - 金カルベン錯体及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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WO2012046769A1
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gold
carbon atoms
carbene complex
nitrogen
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藤村 整
陽師 藤田
貴志 本間
福永 謙二
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宇部興産株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F1/00Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic System
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
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    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
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    • H10K85/371Metal complexes comprising a group IB metal element, e.g. comprising copper, gold or silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/188Metal complexes of other metals not provided for in one of the previous groups
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10Triplet emission
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers

Definitions

  • the present invention relates to a gold carbene complex useful as a light emitting material for an electroluminescent device (organic electroluminescence device).
  • organic electroluminescence elements have attracted attention as light-emitting elements in display devices for high-performance flat color displays.
  • a fluorescent material that utilizes light emission from an excited singlet of a light emitting molecule is mainly used.
  • phosphorescent light emitting materials using light emission from excited triplets are being actively developed.
  • Non-Patent Document 1 in the phosphorescent organic electroluminescence element, the emission peak maximum by electroluminescence can be realized in a deep blue region of 440 nm or less, which is important for completing a full color display, and It is known that it is very difficult to create an element whose emission color is a CIE (International Commission on Illumination) color system and whose y coordinate is less than 0.18.
  • CIE International Commission on Illumination
  • An object of the present invention is to have an emission peak maximum due to electroluminescence in a deep blue region of 440 nm or less, which is important for completing a full-color display, and the emission color is y coordinate in the CIE (International Commission on Illumination) color system.
  • L represents a nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand
  • X represents an alkylene group, an oxygen atom, a substituted silyl group or a substituted germyl group
  • R 11 to R 19 are the same or different, respectively. It may be a hydrogen atom or a substituent.
  • phosphorescent organic electroluminescence having an electroluminescence emission peak maximum in a deep blue region of 440 nm or less and an emission color of CIE (International Commission on Illumination) color system having a y coordinate of less than 0.18.
  • CIE International Commission on Illumination
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an organic electroluminescence element manufactured in Example 6.
  • the gold carbene complex of the present invention is represented by the above general formula (1).
  • L, X and R 11 to R 19 in the general formula (1) will be described.
  • L represents a nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand.
  • the nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand refers to a carbene (a divalent chemical species having only six electrons around the carbon, a divalent chemical species) and a cyclic two-coordinate compound having a nitrogen atom adjacent to the carbene.
  • R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a polycycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
  • R 3 , R 4 , R 5, and R 6 may be the same or different and each is a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxyl group, aryloxyl group , A nitro group, a cyano group or a disubstituted amino group, and adjacent groups may be bonded to form a ring.
  • R 1 to R 6 are a group having a hydrogen atom (excluding a hydrogen atom)
  • any hydrogen atom in the group is a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group , An aralkyl group, an alkoxyl group or an aryloxyl group may be substituted.
  • the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, particularly 1 to 12 carbon atoms.
  • alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl and isomers thereof. Is mentioned.
  • the cycloalkyl group is particularly preferably a cycloalkyl group having 3 to 7 carbon atoms.
  • Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group.
  • the alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, particularly 2 to 12 carbon atoms.
  • alkenyl groups include vinyl, propenyl, butenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl and isomers thereof. .
  • the polycycloalkyl group is particularly preferably one having 7 to 10 carbon atoms.
  • Examples of such polycycloalkyl groups are bicyclo- [2.1.1] -hexyl, bicyclo- [2.2.1] -heptyl, bicyclo- [2.2.2] -octyl.
  • the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, particularly 6 to 16 carbon atoms.
  • aryl groups include phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl, dimethylnaphthyl, anthryl, phenanthryl, fluorenyl, pyrenyl and isomers thereof (eg, o-xylyl, m -Xylyl group and p-xylyl group).
  • the aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms.
  • aralkyl groups include benzyl, naphthylmethyl, indenylmethyl and biphenylmethyl groups.
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the alkoxyl group is particularly preferably an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • alkoxyl groups include methoxyl, ethoxyl, propoxyl, butoxyl, pentanoxyl, hexanoxyl, heptanoxyl, octanoxyl, nonanoxyl, decanoxyl and isomers thereof.
  • the aryloxyl group is particularly preferably an aryloxyl group having 6 to 14 carbon atoms.
  • aryloxyl groups include phenoxyl group, triloxyl group, xylyloxyl group, naphthoxyl group and isomers thereof.
  • the disubstituted amino group is preferably a disubstituted amino group having 2 to 16 carbon atoms.
  • the substituent include an alkyl group and an aryl group. In the di-substituted amino group, the total number of these carbon atoms is 2 to 16. Specific examples of such di-substituted amino groups include dimethylamino group, diethylamino group, dipropylamino group, phenylmethylamino group, phenylethylamino group, diphenylamino group, ditolylamino group, dixylylamino group, and isomers thereof.
  • the body is mentioned.
  • R 3 to R 6 adjacent groups as described above (any two of R 3 to R 6 ) may be bonded to form a ring.
  • the ring thus formed include a cyclohexyl ring and a benzene ring.
  • R 1 to R 6 are a group having a hydrogen atom (excluding a hydrogen atom) (adjacent groups of R 3 to R 6 are bonded to form a ring, and the ring is hydrogen Any hydrogen atom in the group is substituted with a halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxyl group or aryloxyl group. These are the same as described above.
  • R 1 and R 2 are preferably tert-butyl, 2,6-diisopropylphenyl, 2,4,6-trimethylphenyl or adamantyl, and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is preferably a hydrogen atom or a halogen atom, particularly a hydrogen atom.
  • nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand (L) in the gold carbene complex of the present invention described above include the ligands represented by the formulas (4) to (13).
  • X represents an alkylene group, an oxygen atom, a substituted silyl group or a substituted germyl group.
  • the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms such as a methylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, or a propylene group. Particularly preferred are a methylene group and a dimethylmethylene group.
  • the substituted silyl group is preferably a substituted silyl group having a total carbon number of 2 to 12 in the substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.
  • Specific examples of the substituted silyl group include dimethylsilyl group, diethylsilyl group, dipropylsilyl group, phenylmethylsilyl group, diphenylsilyl group and isomers thereof (for example, di-n-propylsilyl group and diisopropylsilyl group). There is). Particularly preferred are a dimethylsilyl group and a diphenylsilyl group.
  • the substituted germyl group is preferably a substituted germyl group having 2 to 12 total carbon atoms in the substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.
  • Specific examples of the substituted germyl group include dimethylgermyl group, diethylgermyl group, dipropylgermyl group, phenylmethylgermyl group, diphenylgermyl group and isomers thereof. Particularly preferred is a dimethylgermyl group.
  • R 11 to R 19 may be the same or different and each is a hydrogen atom or a substituent.
  • substituent include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a polycycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group. Examples thereof are the same as those described for R 1 to R 6 .
  • R 11 to R 19 are particularly preferably a hydrogen atom.
  • X, L and R 11 to R 19 are as defined above, and P represents a monodentate phosphine ligand.
  • P represents a monodentate phosphine ligand.
  • Examples of the monodentate phosphine ligand (P) include bis (pentafluorophenyl) phenylphosphine, (4-bromophenyl) diphenylphosphine, diallylphenylphosphine, dicyclohexylphenylphosphine, diethylphenylphosphine, and 4- (dimethylamino).
  • Phenyldiphenylphosphine dimethylphenylphosphine, diphenyl (2-methoxyphenyl) phosphine, diphenyl (pentafluorophenyl) phosphine, diphenylpropylphosphine, diphenyl-2-pyridylphosphine, diphenyl (p-tolyl) phosphine, diphenylvinylphosphine, ethyldiphenyl Phosphine, isopropyldiphenylphosphine, methyldiphenylphosphine, tribenzylphosphine, tributylphosphine Fin, tri-t-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, tricyclopentylphosphine, triethylphosphine, tri-2-furylphosphine, triisobutylphosphine, triisopropylphosphin
  • the nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand (L) As the nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand (L), a commercially available product may be used as it is, or a product synthesized by a known method may be used (for example, J. Am. Chem. Soc). 114, 5530 (1992) and WO 98/27064).
  • the nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand (L) is a nitrogen-containing heterocyclic hydrohalide such as 1,3-bis (2,6-diisopropylphenyl) imidazolium chloride (IPrH + Cl ⁇ ). It can also be obtained by reaction with a base. The reaction conditions for the reaction are known.
  • the amount of the nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand (L) used is preferably 1 to 10 moles, more preferably 1 mole relative to 1 mole of the gold phosphine complex (A). 1 to 4 moles.
  • the solvent used in the synthesis of the gold carbene complex of the present invention is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction of the gold phosphine complex (A) and the nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand (L).
  • solvents examples include ethers such as tetrahydrofuran, furan, dioxane, tetrahydropyran, diethyl ether, diisopropyl ether and dibutyl ether; aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and octane; benzene, toluene and Aromatic hydrocarbons such as xylene; halogenated aliphatic hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane and dichloropropane; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene are used. In addition, you may use these solvents individually or in mixture of 2 or more types.
  • the amount of the solvent used is appropriately adjusted depending on the uniformity and stirrability of the reaction solution, but is preferably 1 to 30 L, more preferably 5 to 20 L with respect to 1 mol of the gold phosphine complex (A).
  • the synthesis of the gold carbene complex of the present invention is performed, for example, by a method of mixing a gold phosphine complex (A), a nitrogen-containing heterocyclic carbene ligand (L) and a solvent and reacting them with stirring.
  • the reaction temperature at that time is preferably 0 to 120 ° C., more preferably 20 to 100 ° C., and the reaction pressure is not particularly limited, but is usually normal pressure.
  • the gold carbene complex of the present invention is isolated and purified by a known purification method such as neutralization, extraction, filtration, concentration, distillation, recrystallization, sublimation, or chromatography.
  • the gold phosphine complex (A) which is a raw material for producing the gold carbene complex of the present invention, is, for example, the following reaction process formula (2)
  • X, P and R 11 to R 19 are as defined above, and Y represents a halogen atom, preferably a chlorine atom or a bromine atom), and a gold halogenophosphine complex (B) And substituted ethyne (C) are reacted under predetermined conditions (for example, see Non-Patent Document 2).
  • the said gold halogenophosphine complex (B) is compoundable by a well-known method (for example, refer nonpatent literature 3).
  • substituted ethyne (C) As the substituted ethyne (C), a commercially available product may be used as it is, or it can be synthesized from a substituted aromatic bromide by a known method (for example, Journal of Organic Chemistry, 1985, 50, 1763).
  • the gold carbene complex of the present invention has the following reaction process formula (3):
  • X, L and R 11 to R 19 are as defined above, and Z represents a halogen atom, preferably a fluorine atom.
  • Z represents a halogen atom, preferably a fluorine atom.
  • aromatic compound (E) a commercially available product may be used as it is, or it may be synthesized from benzene.
  • the halogeno gold carbene complex (D) is obtained by carrying out a reaction according to the above reaction process formulas (2) and (1) (in the reaction process formulas (2) and (1), the substituted ethyne (C) and The gold phosphine complex (A) can be obtained by reacting a compound in which R 15 to R 19 and X are not bonded to a group of benzene rings).
  • reaction conditions solvent, reaction temperature, etc.
  • reaction conditions of the reaction of the halogenogold carbene complex (D) and the aromatic compound (E) are the same as the reaction conditions of the reaction represented by the above reaction step formula (1).
  • the aromatic substitution reaction represented by the reaction process formula (3) is a reaction well known to those skilled in the art and has a good yield. Furthermore, the halogeno gold carbene complex (D) and the aromatic compound (E), particularly the aromatic compound (E), are commercially available products or can be produced by easily converting the structure therefrom. It is possible to design and produce the gold carbene complex of the present invention.
  • the gold carbene complex of the present invention using the reaction represented by the reaction process formula (3) because the total yield including the purification operation after the synthesis reaction is high.
  • examples of the gold carbene complex of the present invention obtained by the production method described above include the following formulas (14) to (18):
  • the gold carbene complex of the present invention having the structure of the general formula (1) has an emission peak maximum due to electroluminescence in a deep blue region of 440 nm or less, and the emission color is a CIE (International Commission on Illumination) color system. And is useful as a light-emitting material for phosphorescent organic electroluminescence elements having a y coordinate of less than 0.18.
  • CIE International Commission on Illumination
  • the organic electroluminescent element of the present invention is an organic electroluminescent element having a light emitting layer between a pair of opposed electrodes, wherein the light emitting layer contains at least one kind of the gold carbene complex of the present invention.
  • the content of the gold carbene complex in the light emitting layer is usually 0.005 to 1 g, preferably 0.01 to 0.25 g, relative to 1 g of the light emitting layer.
  • organic electroluminescence element other light emitting materials (host material and guest material), a hole transport material and an electron transport material can be used in combination.
  • the gold carbene complex of the present invention is useful as a guest material because of its strong light emission characteristics.
  • an organic electroluminescent element has a transport layer normally, the positive hole transport layer, the light emitting layer, and the electron carrying layer may each be formed by the layer structure of two or more layers.
  • a layer called a hole injection layer may be provided between the electrode and the hole transport layer.
  • a layer called an electron injection layer may be provided between the electrode and the electron transport layer in order to efficiently inject electrons from the electrode.
  • a hole blocking layer may be provided between the light emitting layer and the electron transporting layer in order to suppress hole leakage from the light emitting layer.
  • an effective hole transport material in terms of hole transport ability and hole injection performance into the light emitting layer is an aromatic tertiary amine.
  • Derivatives, phthalocyanine derivatives and triphenylene derivatives are examples of organic electroluminescence devices.
  • aromatic tertiary amine derivative examples include triphenylamine, tolylamine, tolyldiphenylamine, N, N′-diphenyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4 , 4′-diamine (hereinafter referred to as TPD), N, N, N ′, N ′-(4-methylphenyl) -1,1′-phenyl-4,4′-diamine, N, N, N ′ , N ′-(4-Methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N′-dinaphthyl-1,1′-biphenyl-4,4 ′ -Diamine, N, N '-(methylphenyl) -N, N'-(4-n-butylphenyl) -phenanthrene-9,10-d
  • phthalocyanine (Pc) derivative examples include H 2 Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl 2 SiPc, (HO) AlPc, (HO) Examples include, but are not limited to, GaPc, VOPc, TiOPc, MoOPc, GaPc—O—GaPc, and the like.
  • triphenylene derivative examples include, but are not limited to, compounds represented by the following formula.
  • 1 to 12 Ws may be the same or different and each represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or a heterocyclic group.
  • the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group are the same as those described in the description of R 1 to R 6 in the general formulas (2) and (3).
  • heterocyclic group examples include a pyridyl group and a pyrazolyl group.
  • any hydrogen atom on the carbon atom of W is a halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxyl group, aryloxyl group, disubstituted amino group, alkylcarbonyl group, aryl It may be substituted with a carbonyl group or an organosilyl group.
  • halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, alkoxyl group, aryloxyl group and disubstituted amino group are also represented by R 1 to R 6 in the general formulas (2) and (3). The same as those mentioned in the description.
  • examples of the alkylcarbonyl group include an acetyl group and an ethylcarbonyl group.
  • arylcarbonyl group examples include a benzoyl group and a naphthylcarbonyl group.
  • organosilyl group examples include a trimethylsilyl group and a triethylsilyl group.
  • an effective known electron transport material is a metal complex compound or a nitrogen-containing five-membered ring derivative.
  • the metal complex compound examples include 8-hydroxyquinolinate lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, Tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum (hereinafter referred to as Alq 3 ), tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinato) gallium, bis (10- Hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinato) chlorogallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (o-cresolate) Gallium, bis (2-methyl-8-quinolinato) (1-naphtholate) Examples thereof include, but are not limited to, aluminum and bis (2-methyl-8-quinolinato) (2-naphtholate) gallium.
  • the nitrogen-containing five-membered ring derivative is preferably an oxazole derivative, a thiazole derivative, an oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative, or a triazole derivative.
  • POPOP 1,4-bis (5-phenyloxazol-2-yl) benzene.
  • POPOP 1,4-bis (5-phenyloxazol-2-yl) benzene.
  • 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxadiazole
  • 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole 1,4- Bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4′-tert-butylphenyl) ) -5- (4 "-biphenyl) ) -1,3,4-thiadia
  • an inorganic compound layer may be provided between the electron transport layer and the electrode in order to improve charge injection properties.
  • Examples of the inorganic compound layer include layers made of alkali metal or alkaline earth metal fluorides or oxides such as LiF, Li 2 O, RaO, SrO, BaF 2 , and SrF 2 .
  • a material having a work function in the range of 4 eV to 6 eV is usually suitable, and carbon atom, aluminum, vanadium, iron, cobalt, nickel, tungsten.
  • Silver, gold, platinum, palladium and alloys thereof, ITO (a material obtained by adding 5 to 10% by weight of tin oxide to indium oxide), and organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole can be used.
  • a material having a work function in the range of 2.5 eV to 4.5 eV is suitable.
  • Magnesium, calcium, tin, lead, titanium, yttrium, lithium, ruthenium, manganese, aluminum Etc. and their alloys can be used.
  • examples of the alloy include magnesium / silver, magnesium / indium, and lithium / aluminum.
  • the ratio of the alloy is controlled by the temperature of the vapor deposition source, the atmosphere, the degree of vacuum, etc., but is not particularly limited.
  • the anode and cathode may be formed with a layer structure of two or more layers if necessary.
  • the organic electroluminescence device of the present invention it is desirable that at least one surface thereof is transparent to light in the light emission wavelength region of the device.
  • the electrode is also preferably transparent.
  • the transparent electrode is set so that predetermined translucency is ensured by a method such as vapor deposition or sputtering using the conductive material, and the transparent electrode is formed on a predetermined substrate by performing the above method. It is obtained by forming a layer.
  • the electrode of the light emitting surface in the organic electroluminescence element of the present invention desirably has a light transmittance of 10% or more (maximum 100%).
  • the substrate is not particularly limited as long as it has mechanical and thermal strength and transparency, and examples thereof include a glass substrate and a transparent resin film.
  • the transparent resin film examples include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, nylon, and polyether ether.
  • Ketone polysulfone, polyethersulfone, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene , Polyvinylidene fluoride, polyester, polycarbonate, polyurethane, polyimide, polyetherimide, polyimide and polypropylene And the like.
  • the organic electroluminescent device of the present invention can be provided with a protective layer on the surface of the device to improve stability to temperature, humidity, atmosphere, etc., or can protect the entire device with silicon oil, resin, etc. You can also.
  • each layer constituting the organic electroluminescence element is formed by either a dry film formation method such as vacuum deposition, sputtering, plasma, or ion plating, or a wet film formation method such as spin coating, dipping, or flow coating. can do.
  • the film thickness of each layer formed by such a method is not particularly limited, but the normal film thickness is in the range of 0.1 nm to 10 ⁇ m, and more preferably in the range of 0.5 nm to 0.2 ⁇ m. .
  • a gold carbene represented by the general formula (1) of the present invention is formed on a layer that comes into contact with the light emitting layer in an organic electroluminescence device such as a hole transport layer or an electron transport layer.
  • a light emitting layer can be formed by applying a coating solution in which the complex is dissolved or dispersed in a solvent such as ethanol, chloroform, tetrahydrofuran, or dioxane to form a thin film and drying.
  • the formation method of the other layers by the wet film formation method is based on this, and other layers can be formed by a known method.
  • vacuum deposition is preferable from the viewpoint of easy production of an organic thin film, and a vacuum deposition apparatus is used, the degree of vacuum is 2 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa or less, the substrate temperature is set to room temperature, and the film is placed in a deposition cell.
  • a thin film (light-emitting layer) can be prepared by heating the gold carbene complex of the present invention, evaporating the material, and attaching the material to a transport layer or the like.
  • a thermocouple or a non-contact infrared thermometer brought into contact with the vapor deposition cell is preferably used.
  • a vapor deposition film thickness meter is preferably used to control the vapor deposition amount.
  • a quartz crystal unit installed opposite to the vapor deposition source is used, and the weight of the vapor deposition film adhering to the surface of the quartz crystal unit is measured from a change in the oscillation frequency of the crystal unit.
  • a type that obtains the film thickness from the weight in real time is preferably used.
  • the organic electroluminescence device of the present invention includes the gold carbene complex of the present invention
  • the organic electroluminescence device of the present invention has an emission peak maximum due to electroluminescence in a deep blue region of 440 nm or less, and the emission color is CIE (international illumination). Committee)
  • the y coordinate is less than 0.18, and the luminance and current efficiency are excellent.
  • the gold carbene complex of the present invention in a particularly preferred embodiment has a structure represented by the general formula (1), whereby the compound easily evaporates during vapor deposition, and is excellent in thermal stability as a compound. -The compound is hardly decomposed in the process of adhesion. Thereby, it is possible to form a light emitting layer having an excellent function with a high reproducibility.
  • the gold carbene complex of the present invention is useful as a guest material, and is usually co-deposited with another host material in forming a light emitting layer. Co-evaporation can be performed by using an evaporation source for each material and independently controlling the temperature.
  • the ratio of the usage amount of the guest material and the host material is usually 0.5 to 100% by weight, preferably 1 to 25% by weight in terms of the weight ratio of the guest material in the total amount of the light emitting material of 100% by weight.
  • the organic electroluminescence device of the present invention is used in, for example, flat light emitters such as wall-mounted televisions and flat panel displays of mobile phones, copiers, printers, backlights of liquid crystal displays, light sources such as instruments, display boards, and indicator lights. Available.
  • reaction mixture was cooled to room temperature, toluene was added to the reaction mixture, and the mixture was washed with water to adjust the pH to 7.
  • the obtained reaction mixture was dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure using an evaporator.
  • reaction mixture was cooled to room temperature, toluene was added to the reaction mixture, and the mixture was washed with water to adjust the pH to 7.
  • the obtained reaction mixture was dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure using an evaporator.
  • reaction mixture was cooled to room temperature, toluene was added to the reaction mixture, and the mixture was washed with water to adjust the pH to 7.
  • the obtained reaction mixture was dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure using an evaporator.
  • reaction mixture was cooled to room temperature, toluene was added to the reaction mixture, and the mixture was washed with water to adjust the pH to 7.
  • the obtained reaction mixture was dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure using an evaporator.
  • reaction mixture was cooled to room temperature, toluene was added to the reaction mixture, and the mixture was washed with water to adjust the pH to 7.
  • the obtained reaction mixture was dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure using an evaporator.
  • Example 6 Production of Blue Phosphorescent Organic Electroluminescent Element
  • the blue phosphorescent organic electroluminescent element shown in FIG. 1 was produced as follows.
  • a glass substrate (1 and 2 in FIG. 1) with an indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) film manufactured by ECH is used as a transparent electrode substrate, and a vacuum deposition apparatus is used to form 7 on the coating surface of the substrate.
  • the hole transport layer 3 made of 2- (4′-trimethylsilylphenyl) triphenylene was formed so as to have a film thickness of 40 nm at a vacuum degree of ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • Me-p-BTPGB 2-methyl-1,4-bis (triphenylgermyl) benzene
  • an electron transport layer 5 made of 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5-t-butylphenyl-1,2,4-triazole (sublimation purified product, hereinafter abbreviated as TAZ) is formed with a film thickness of 30 nm.
  • LiF lithium fluoride
  • Al aluminum
  • a blue phosphorescent organic electroluminescence element was produced by sequentially vacuum-depositing each on the electron injection layer 7.
  • the vacuum deposition was performed by charging the raw material for forming the hole transport layer 3 in a crucible placed facing the glass substrate 1 and heating the raw material together with the crucible when forming the hole transport layer 3. . Subsequent formation of the light emitting layer 4 to the electrode 6 (including the electron injection layer 7) was performed in the same manner.
  • the device was energized by sequentially increasing the voltage between the electrodes.
  • the lowest voltage showing a value of 0.1 cd / m 2 or more with a color luminance meter at the time of voltage application was taken as the light emission start voltage, and the maximum value of device light emission measured at the time of voltage application was observed as the maximum luminance.
  • the efficiency of the current relating to the light emission of this element was determined by the following equation.
  • the device thus measured had an emission start voltage of 6.2 V, a maximum luminance of 32.0 cd / m 2 , and a maximum current efficiency of 2.52 cd / A.
  • phosphorescent organic electroluminescence having an electroluminescence emission peak maximum in a deep blue region of 440 nm or less and an emission color of CIE (International Commission on Illumination) color system having a y coordinate of less than 0.18.
  • CIE International Commission on Illumination

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Abstract

 本発明は、フルカラーディスプレイを完成させるために重要である440nm以下の深青色領域においてエレクトロルミネッセンスによる発光ピーク極大を有し、かつ発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満となる、リン光性有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料等として有用な金カルベン錯体を提供することを目的とする。 本発明の金カルベン錯体は、下記一般式(1)で表わされる。

Description

金カルベン錯体及び有機エレクトロルミネッセンス素子
 本発明は、電界発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)用発光材料等として有用な金カルベン錯体に関する。
 有機エレクトロルミネッセンス素子は、近年、高性能平面カラーディスプレイ用表示装置における発光素子として注目されている。当該素子における発光材料としては、発光分子の励起1重項からの発光を利用する蛍光材料が主に用いられている。現在では、さらなる高効率を達成するために、励起3重項からの発光を利用するリン光発光材料の開発が盛んに行われている。
 しかしながら、非特許文献1にも示されるように、リン光性有機エレクトロルミネッセンス素子において、フルカラーディスプレイを完成させるために重要である440nm以下の深青色領域にエレクトロルミネッセンスによる発光ピーク極大を実現でき、かつ発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満となるような素子を作成することは非常に困難であることが知られている。
 また、これまで、本願発明の金カルベン錯体及び当該錯体を発光材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子については知られていなかった(例えば、非特許文献2、非特許文献3及び特許文献1)。
WO2006/080515
(社)高分子学会2006年度有機ELシンポジウム講演要旨集7ページ Journal of Chemical Society,Dalton Trans.,1986,411. 実験化学講座,第4版,丸善社,455頁,18巻(1991年)
 本発明の課題は、フルカラーディスプレイを完成させるために重要である440nm以下の深青色領域においてエレクトロルミネッセンスによる発光ピーク極大を有し、かつ発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満となる、リン光性有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料等として有用な金カルベン錯体を提供することである。
 本発明の課題は、下記一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、Lは、含窒素へテロ環カルベン配位子を示し、Xはアルキレン基、酸素原子、置換シリル基又は置換ゲルミル基を示し、R11~R19は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子又は置換基を示す。)
で示される金カルベン錯体によって解決される。
 本発明により、440nm以下の深青色領域にエレクトロルミネッセンス発光ピーク極大を有し、かつ発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満となる、リン光性有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料等として有用な金カルベン錯体が提供される。
図1は、実施例6で作製された有機エレクトロルミネッセンス素子の構成図である。
 [金カルベン錯体]
 本発明の金カルベン錯体は、前記の一般式(1)で示されるが、以下、その一般式(1)におけるL、X及びR11~R19について説明する。
 (Lについて)
 前記一般式(1)においてLは、含窒素へテロ環カルベン配位子を示す。含窒素ヘテロ環カルベン配位子とは、カルベン(炭素周りに6電子しか価電子を持たない、二価の化学種)及びその隣接位に窒素原子を有する環状の二配位の化合物をいう。
 その例としては、下記一般式(2)又は(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
で示される配位子が挙げられる。
 前記一般式(2)及び(3)中、R及びRは、それぞれ同一又は異なっていてもよく、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ポリシクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、
 R3、R4、R5及びR6は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、アリールオキシル基、ニトロ基、シアノ基又はジ置換アミノ基を示し、隣接している基同士が結合して環を形成していてもよい。
 なお、R1~R6が水素原子を有する基(水素原子を除く)である場合には、その基中の任意の水素原子は、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基又はアリールオキシル基で置換されていてもよい。
 前記アルキル基としては、炭素原子数1~20、特に炭素原子数1~12のアルキル基が好ましい。そのようなアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基及びそれらの異性体が挙げられる。
 前記シクロアルキル基としては、特に炭素原子数3~7のシクロアルキル基が好ましい。前記シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びシクロヘプチル基が挙げられる。
 前記アルケニル基としては、炭素原子数2~20、特に炭素原子数2~12のアルケニル基が好ましい。そのようなアルケニル基の例としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基及びそれらの異性体が挙げられる。
 前記ポリシクロアルキル基としては、特に炭素原子数7~10のものが好ましい。そのようなポリシクロアルキル基の例としては、ビシクロ-[2.1.1]-ヘキシル基、ビシクロ-[2.2.1]-ヘプチル基、ビシクロ-[2.2.2]-オクチル基、ビシクロ-[3.3.0]-オクチル基、ビシクロ-[4.3.0]-ノニル基、ビシクロ-[4.4.0]-デシル基及びアダマンチル基が挙げられる。
 前記アリール基としては、炭素原子数6~20、特に炭素原子数6~16のアリール基が好ましい。そのようなアリール基の例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ジメチルナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基及びそれらの異性体(例えばo-キシリル基、m-キシリル基及びp-キシリル基である)が挙げられる。
 前記アラルキル基としては、炭素数7~20のアラルキル基が好ましい。そのようなアラルキル基の例としては、ベンジル基、ナフチルメチル基、インデニルメチル基及びビフェニルメチル基が挙げられる。
 前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
 前記アルコキシル基としては、特に炭素原子数1~10のアルコキシル基が好ましい。そのようなアルコキシル基の例としては、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基、ペンタノキシル基、ヘキサノキシル基、ヘプタノキシル基、オクタノキシル基、ノナノキシル基、デカノキシル基及びそれらの異性体が挙げられる。
 前記アリールオキシル基としては、特に炭素原子数6~14のアリールオキシル基が好ましい。そのようなアリールオキシル基の例としては、フェノキシル基、トリロキシル基、キシリロキシル基、ナフトキシル基及びそれらの異性体が挙げられる。
 前記ジ置換アミノ基としては、炭素原子数2~16のジ置換アミノ基が好ましい。置換基の例としては、アルキル基及びアリール基が挙げられ、前記ジ置換アミノ基において、これらの炭素原子数の合計が2~16である。そのようなジ置換アミノ基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、フェニルメチルアミノ基、フェニルエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジキシリルアミノ基及びそれらの異性体が挙げられる。
 またR~Rについて、上記の通り隣接している基同士(R~Rの任意の二つ)は結合して環を形成してもよい。そのようにして形成される環の例としては、シクロヘキシル環及びベンゼン環などが挙げられる。
 前述の通り、R~R6が水素原子を有する基(水素原子を除く)である場合(R~Rのうちの隣接する基同士が結合して環を形成し、その環が水素原子を有する場合を含む)には、その基中の任意の水素原子は、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基又はアリールオキシル基で置換されていてもよく、これらは上記したものと同様である。
 以上説明した中でも、R及びRとしては、tert-ブチル基、2,6-ジイソプロピルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基又はアダマンチル基が好ましく、R3、R4、R5及びR6としては、水素原子又はハロゲン原子、特に水素原子が好ましい。
 R及びRがこれらの基であると、含窒素ヘテロ環カルベン配位子(L)の分解温度が高くなり、本発明の金カルベン錯体の安定性が上昇する。
 以上説明した、本発明の金カルベン錯体における含窒素へテロ環カルベン配位子(L)の具体例としては、式(4)~(13)で示される配位子が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 (Xについて)
 本発明の金カルベン錯体を示す上記一般式(1)において、Xはアルキレン基、酸素原子、置換シリル基又は置換ゲルミル基を示す。
 前記アルキレン基は、好ましくは炭素数1~10のアルキレン基であり、より好ましくはメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基等の炭素原子数1~3のアルキレン基である。特に好ましくは、メチレン基及びジメチルメチレン基である。
 前記置換シリル基としては、置換基中の総炭素数が2~12の置換シリル基が好ましく、前記置換基の例としては、炭素数1~6のアルキル基及びフェニル基が挙げられる。前記置換シリル基の具体例としては、ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、ジプロピルシリル基、フェニルメチルシリル基、ジフェニルシリル基及びそれらの異性体(たとえばジ-n-プロピルシリル基及びジイソプロピルシリル基である)が挙げられる。特に好ましくは、ジメチルシリル基及びジフェニルシリル基である。
 前記置換ゲルミル基としては、置換基中の総炭素数2~12の置換ゲルミル基が好ましく、前記置換基の例としては、炭素数1~6のアルキル基及びフェニル基が挙げられる。前記置換ゲルミル基の具体例としては、ジメチルゲルミル基、ジエチルゲルミル基、ジプロピルゲルミル基、フェニルメチルゲルミル基、ジフェニルゲルミル基及びそれらの異性体が挙げられる。特に好ましくは、ジメチルゲルミル基である。
 (R11~R19について)
 本発明の金カルベン錯体を示す上記一般式(1)において、R11~R19はそれぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子又は置換基である。前記置換基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ポリシクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基が挙げられる。これらの例としては、R1~R6において説明したものと同様のものが挙げられる。R11~R19として特に好ましくは水素原子である。
 <金カルベン錯体の製造方法>
 本発明の一般式(1)で示される金カルベン錯体は、例えば、下記反応工程式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、X、L及びR11~R19は、上記と同義であり、Pは、単座ホスフィン配位子を示す。)
で示されるように、金ホスフィン錯体(A)と含窒素へテロ環カルベン配位子(L)とを反応させることによって得られる。
 前記単座ホスフィン配位子(P)としては、例えば、ビス(ペンタフルオロフェニル)フェニルホスフィン、(4-ブロモフェニル)ジフェニルホスフィン、ジアリルフェニルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、4-(ジメチルアミノ)フェニルジフェニルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジフェニル(2-メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニル(ペンタフルオロフェニル)ホスフィン、ジフェニルプロピルホスフィン、ジフェニル-2-ピリジルホスフィン、ジフェニル(p-トリル)ホスフィン、ジフェニルビニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、イソプロピルジフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリシクロペンチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリ-2-フリルホスフィン、トリイソブチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(4-クロロフェニル)ホスフィン、トリス(3-クロロフェニル)ホスフィン、トリス(2,6-ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-フルオロフェニル)ホスフィン、トリス(3-フルオロフェニルホスフィン)、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(3-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-トリフルオロメチルフェニル)ホスフィン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメチルフェニル)ホスフィン、トリ-m-トリルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィン、ベンジルジフェニルホスフィン、ビス(2-メトキシフェニル)フェニルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、2-(ジ-t-ブチルホスフィノ)ビフェニル、2-(ジシクロヘキシルホスフィノ)ビフェニル、ネオメンチルジフェニルホスフィン、p-トリルジフェニルホスフィン、トリアリルホスフィン、2,4,4-トリメチルペンチルホスフィン、トリ(1-ナフチル)ホスフィン、トリス(ヒドロキシメチル)ホスフィン及びトリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィンが挙げられる。これらは市販のものをそのまま使用することが出来る。
 前記含窒素へテロ環カルベン配位子(L)は、市販品をそのまま用いてもよいし、例えば、公知の方法によって合成したものを使用してもよい(例えば、J.Am.Chem.Soc.,114,5530(1992)及び国際公開第98/27064号公報参照)。また、前記含窒素へテロ環カルベン配位子(L)は、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロライド(IPrHCl)のような含窒素へテロ環ヒドロハライドと、塩基との反応によっても得ることができる。当該反応の反応条件は公知である。
 本発明の金カルベン錯体の合成において、前記含窒素へテロ環カルベン配位子(L)の使用量は、金ホスフィン錯体(A)1モルに対して、好ましくは1~10モル、更に好ましくは1~4モルである。
 本発明の金カルベン錯体の合成において使用する溶媒としては、金ホスフィン錯体(A)及び含窒素ヘテロ環カルベン配位子(L)の反応を阻害しないものならば特に限定されない。
 そのような溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、フラン、ジオキサン、テトラヒドロピラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル及びジブチルエーテル等のエーテル類;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン及びオクタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類;ジクロロメタン、ジクロロエタン及びジクロロプロパン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類が使用される。なお、これらの溶媒は、単独又は二種以上を混合して使用してもよい。
 前記溶媒の使用量は、反応液の均一性や攪拌性により適宜調節されるが、金ホスフィン錯体(A)1モルに対して、好ましくは1~30L、更に好ましくは5~20Lである。
 本発明の金カルベン錯体の合成は、例えば、金ホスフィン錯体(A)、含窒素へテロ環カルベン配位子(L)及び溶媒を混合して、攪拌しながら反応させる等の方法によって行われる。その際の反応温度は、好ましくは0~120℃、更に好ましくは20~100℃であり、反応圧力は特に制限されないが、通常常圧である。
 本発明の金カルベン錯体は、前記反応の終了後、中和、抽出、濾過、濃縮、蒸留、再結晶、昇華又はクロマトグラフィー等の公知の精製方法によって単離・精製される。
 また、本発明の金カルベン錯体の製造原料である前記金ホスフィン錯体(A)は、例えば、下記反応工程式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、X、P及びR11~R19は、前記と同義であり、Yはハロゲン原子、好ましくは塩素原子又は臭素原子を示す。)で示されるように、金ハロゲノホスフィン錯体(B)と置換エチン(C)とを所定の条件で反応させることによって得られる(例えば、非特許文献2参照)。
 なお、前記金ハロゲノホスフィン錯体(B)は、公知の方法によって合成可能である(例えば、非特許文献3参照)。
 前記置換エチン(C)は、市販品をそのまま用いてもよいし、置換芳香族臭化物から公知の方法(例えばJournal of Organic Chemistry,1985,50巻,1763.)などにより合成可能である。
 また本発明の金カルベン錯体は、下記反応工程式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、X、L及びR11~R19は、上記と同義であり、Zはハロゲン原子、好ましくはフッ素原子を示す。)
で示されるように、ハロゲノ金カルベン錯体(D)と、芳香族化合物(E)とを反応させることによって、得ることができる。当該反応を促進させるために、反応系に塩基を存在させることが望ましい。
 前記芳香族化合物(E)は、市販品をそのまま用いてもよく、ベンゼンから合成することもできる。
 一方前記ハロゲノ金カルベン錯体(D)は、上記反応工程式(2)及び(1)に準じた反応を実施することにより(反応工程式(2)及び(1)において、置換エチン(C)及び金ホスフィン錯体(A)が、R15~R19及びXが結合したベンゼン環のまとまりが存在しない化合物を反応させることになる)、得ることができる。
 また、ハロゲノ金カルベン錯体(D)と芳香族化合物(E)との反応における反応条件(溶媒及び反応温度等)は、上記反応工程式(1)で示される反応の反応条件と同様である。
 この反応工程式(3)で示される芳香族置換反応は、当業者に周知の反応であり、収率がよい。さらに、ハロゲノ金カルベン錯体(D)及び芳香族化合物(E)、特に芳香族化合物(E)は、市販品であるかまたはそれから容易に構造を変換して製造することができるので、様々な構造の本発明の金カルベン錯体を設計、製造することが可能である。
 なお、前記反応工程式(3)で示される反応を利用して本発明の金カルベン錯体を製造すると、合成反応の後の精製操作までを含めたトータルの収率が高いので、好ましい。
 <金カルベン錯体>
 たとえば以上説明した製造方法によって得られる本発明の金カルベン錯体の例としては、式(14)~(18)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
で示される化合物等が挙げられる。これらの一般式(1)の構造を有する本発明の金カルベン錯体は、440nm以下の深青色領域においてエレクトロルミネッセンスによる発光ピーク極大を有し、かつ発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満となる、リン光性有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料等として有用である。
 [有機エレクトロルミネッセンス素子]
 次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子について、その実施形態を示す。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の対向する電極間に発光層を有するものであって、前記発光層が少なくとも一種の本発明の金カルベン錯体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子である。
 当該金カルベン錯体の発光層における含有量は、発光層1gに対して、通常0.005~1g、好ましくは0.01~0.25gである。
 この有機エレクトロルミネッセンス素子では、他の発光材料(ホスト材料及びゲスト材料)、正孔輸送材料や電子輸送材料を組み合わせて使用することもできる。本発明の金カルベン錯体は、その強い発光特性からゲスト材料として有用である。更に、通常有機エレクトロルミネッセンス素子は輸送層を有するが、正孔輸送層、発光層、電子輸送層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されていてもよい。
 さらに、電極から正孔を効率よく注入するために、正孔注入層と呼ばれる層を電極と正孔輸送層の間に設けてもよい。同様に、電極から電子を効率よく注入するために電子注入層と呼ばれる層を電極と電子輸送層の間に設けてもよい。また発光層と電子輸送層との間には、発光層からの正孔漏出の抑制のためにホールブロック層を設けてもよい。これらの各層は、層形成材料のエネルギー準位、耐熱性、発光層もしくは電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。当該選択の方法は公知である。
 本発明の金カルベン錯体と共に発光層に使用できるゲスト材料又はホスト材料としては、各種カルバゾール誘導体、縮合多環芳香族(アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、ルブレン及びそれらの誘導体等)、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体、芳香族ケイ素化合物及び芳香族ゲルマニウム化合物(例えば2-メチル-1,4-ビス(トリフェニルゲルミル)ベンゼン)等が挙げられる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において使用できる公知の正孔輸送材料の中で、正孔輸送能、発光層への正孔注入性能の点から効果的な正孔輸送材料は、芳香族三級アミン誘導体、フタロシアニン誘導体及びトリフェニレン誘導体である。
 前記芳香族三級アミン誘導体として具体的には、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-(3-メチルフェニル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン(以下、TPDと記載)、N,N,N’,N’-(4-メチルフェニル)-1,1’-フェニル-4,4’-ジアミン、N,N,N’,N’-(4-メチルフェニル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジナフチル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン、N,N’-(メチルフェニル)-N,N’-(4-n-ブチルフェニル)-フェナントレン-9,10-ジアミン、1,1-ビス[4-(ジ-4-トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン等、並びにこれらの芳香族三級アミン骨格を有するオリゴマー及びポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 前記フタロシアニン(Pc)誘導体として具体的には、H2Pc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、Cl2 SiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc-O-GaPc等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 前記トリフェニレン誘導体として具体的には、下式に示される化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式中、Wは1~12個存在し、それぞれ同一又は異なっていてもよく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はヘテロ環基を示す。前記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、上記一般式(2)及び(3)におけるR~Rの説明において挙げたものと同様である。
 前記ヘテロ環基の例としては、ピリジル基及びピラゾリル基が挙げられる。
 なお、Wの炭素原子上の任意の水素原子は、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、アリールオキシル基、ジ置換アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基またはオルガノシリル基で置換されていてもよい。
 前記ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、アリールオキシル基及びジ置換アミノ基も、上記一般式(2)及び(3)におけるR~Rの説明において挙げたものと同様である。
 なお、前記アルキルカルボニル基の例としては、アセチル基及びエチルカルボニル基が挙げられる。
 前記アリールカルボニル基の例としては、ベンゾイル基及びナフチルカルボニル基が挙げられる。
 前記オルガノシリル基の例としては、トリメチルシリル基及びトリエチルシリル基が挙げられる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、効果的な公知の電子輸送材料は、金属錯体化合物もしくは含窒素五員環誘導体である。
 前記金属錯体化合物として具体的には、8-ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(以下、Alqと記載。)、トリス(2-メチル-8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2-メチル-8-キノリナート)クロロガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(o-クレゾラート)ガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(1-ナフトラート)アルミニウム及びビス(2-メチル-8-キノリナート)(2-ナフトラート)ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 また、前記含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体及びトリアゾール誘導体が好ましい。
 これらの具体例としては、2,5-ビス(1-フェニル)-1,3,4-オキサゾール、ジメチルPOPOP(ここでPOPOPは1,4-ビス(5-フェニルオキサゾール-2-イル)ベンゼンを表す。)、2,5-ビス(1-フェニル)-1,3,4-チアゾール、2,5-ビス(1-フェニル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-(4’-tert-ブチルフェニル)-5-(4”-ビフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール、2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-オキサジアゾール、1,4-ビス[2-(5-フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4-ビス[2-(5-フェニルオキサジアゾリル)-4-tert-ブチルベンゼン]、2-(4’-tert-ブチルフェニル)-5-(4”-ビフェニル)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-チアジアゾール、1,4-ビス[2-(5-フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2-(4’-tert-ブチルフェニル)-5-(4”-ビフェニル)-1,3,4-トリアゾール、3-(4-ビフェニルイル)-4-フェニル-5-ターシャリブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール、2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-トリアゾール及び1,4-ビス[2-(5-フェニルトリアゾリル)]ベンゼンが挙げられる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、電荷注入性向上のために電子輸送層と電極との間に無機化合物層(電子注入層)を設けることもできる。
 この無機化合物層としては、LiF、LiO、RaO、SrO、BaF、SrF等の、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物もしくは酸化物等からなる層を挙げることができる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極に使用される導電性材料としては、通常4eV~6eVの範囲の仕事関数を持つものが適しており、炭素原子、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム及びそれらの合金、ITO(酸化インジウムに酸化スズを5~10重量%添加した物質)、更にポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂を用いることができる。
 陰極に使用される導電性材料としては、2.5eV~4.5eVの範囲の仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム等及びそれらの合金を用いることができる。ここで前記合金としては、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が挙げられる。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御されるが、特に限定されない。
 前記陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、その少なくとも一方の表面は素子の発光波長領域の光に対して透明であることが望ましい。また、電極も透明であることが望ましい。
 透明電極は、前記の導電性材料を使用して、蒸着あるいはスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保されるように設定して、前記の方法を実施して所定の基板上に透明電極層を形成することで、得られる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子における発光面の電極は、光透過率を10%以上(最大100%)にすることが望ましい。
 前記基板は、機械的及び熱的強度並びに透明性を有するものであれば特に限定されるものではないが、その例としては、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムが挙げられる。
 前記透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド及びポリプロピレン等が挙げられる。 
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けることができ、或いは、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することもできる。
 また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法、あるいはスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれかにより実施することができる。そのような方法によって形成される各層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常の膜厚は0.1nm~10μmの範囲であり、更には0.5nm~0.2μmの範囲が好ましい。
 前記湿式成膜法の場合、正孔(ホール)輸送層や電子輸送層など、有機エレクトロルミネッセンス素子において発光層と接することになる層上に、本発明の一般式(1)で表わされる金カルベン錯体を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させた塗布液を塗布して薄膜を形成し、乾燥することによって、発光層を形成することができる。その他の層の湿式成膜法による形成方法もこれに準じており、公知の方法によりその他の層を形成可能である。
 前記乾式成膜法としては、有機薄膜の作製容易性の点から真空蒸着が好ましく、真空蒸着装置を用い、真空度2×10-3Pa以下、基板温度を室温にして、蒸着セルに入れた本発明の金カルベン錯体を加熱し、該材料を蒸発させ、輸送層などに付着させることにより薄膜(発光層)を調製することができる。このとき、蒸着源の温度をコントロールするために、蒸着セルに接触させた熱電対や非接触の赤外線温度計等が好適に用いられる。また蒸着量をコントロールするために蒸着膜厚計が好適に用いられる。
 前記蒸着膜厚計としては、蒸着源に対向して設置された水晶振動子を用い、前記水晶振動子表面に付着した蒸着膜の重量を該振動子の発振周波数の変化から計測し、この計測重量から膜厚をリアルタイムに求める形式のものが好適に用いられる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、その発光層が本発明の金カルベン錯体を含んでいるため、440nm以下の深青色領域においてエレクトロルミネッセンスによる発光ピーク極大を有し、かつ発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満となり、しかも輝度及び電流効率に優れている。
 また、特に好ましい態様における本発明の金カルベン錯体は、一般式(1)で表わされる構造によって、蒸着の際に化合物が容易に蒸発し、また化合物としての熱安定性にも優れており、蒸発・付着のプロセスにおいて化合物が分解することもほとんどない。これにより、高い再現率をもって、優れた機能を有する発光層を形成することが可能である。
 本発明の金カルベン錯体は、ゲスト材料として有用であり、発光層の形成にあたっては、通常他のホスト材料との共蒸着が行われる。共蒸着は、それぞれの材料について蒸着源を用い、且つ温度をそれぞれ独立に制御することによって行うことができる。ゲスト材料とホスト材料との使用量の割合は、発光材料全量100重量%中のゲスト材料の重量割合で示すと、通常0.5~100重量%、好ましくは1~25重量%である。
 なお、前記ホスト材料としては、上記で説明したものを含めて、公知の種々の材料が使用可能である。
 ここで、本発明の有機エレクトロルミネッセンスを構成するいずれの層の形成材料としても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のためポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート及びセルロース等の絶縁性樹脂並びにそれらの共重合体、ポリ-N-ビニルカルバゾール及びポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン及びポリピロール等の導電性樹脂などの樹脂、あるいは酸化防止剤、紫外線吸収剤又は可塑剤等の添加剤を併せて使用することができる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば壁掛けテレビや携帯電話のフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト、並びに計器類等の光源、表示板及び標識灯等に利用できる。
 以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
 [実施例1]Au(IPr)(4BnPE)[(4-ベンジルフェニルエチニル)[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン]金]の合成
 アルゴン雰囲気下、250mlシュレンク管に1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロライド(IPrHCl;3.04g,7.15mmol)、tert-ブトキシカリウム(85質量%品、1.04g,9.3mmol)及びテトラヒドロフラン(100ml)を加え、室温で15分攪拌した後、テトラヒドロフランを減圧留去した。
 反応混合物にトルエン(100ml)を加え、70℃で5分間攪拌した後、反応混合物を濾過し、濾液を、4-ベンジルフェニルエチニル(トリフェニルホスフィン)金(3.58g,5.5mmol)及びトルエン100mlを加えた別の250mlシュレンク管に滴下した。滴下後、反応混合物を70℃で2.5時間加熱した。
 反応混合物を室温まで冷却した後、その反応混合物にトルエンを加え、水洗してpHを7とした。得られた反応混合液を硫酸ナトリウムで乾燥後、エバポレーターで溶媒を減圧留去した。反応粗生成物をシリカゲルをもちいたカラムクロマトグラフィー(Hexane/AcOEt=3/1)によって精製し、得られた固体をHexane/AcOEt=4/1の混合液で再結晶することにより、白色固体である目的化合物を3.74g得た(収率88%)。
 以下に、前記目的化合物のH-NMRスペクトル、質量分析結果、発光分析結果及び元素分析結果を示す。
H-NMR(400MHz,CDCl)δ:7.48(t,2H), 7.19-7.29(m,9H),7.06-7.15(m,4H),6.90-6.92(d,2H),3.86(s,2H),2.55-2.65(sept,4H),1.37(d,12H),1.21(d,12H)
[MS]EI(m/z):776(M-1),CI(m/z):777(MH
発光分析(CHCl,77K,Ex240nm)λmax(nm):422
*Exは励起波長、λmaxは発光波長を示す。以下同様。
元素分析 観測値 C:64.68,H:5.86,N:3.60
     理論値 C:64.94,H:6.10,N:3.61
発光寿命:μ秒オーダー。
 [実施例2]Au(IPr)(4PHOPE)[(4-フェノキシフェニルエチニル)[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン]金]の合成
 アルゴン雰囲気下、25mlシュレンク管に1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロライド(IPrHCl;193mg,0.455mmol)、tert-ブトキシカリウム(85質量%品、66.4mg,0.592mmol)及びテトラヒドロフラン(10ml)を加え、室温で15分攪拌した後、テトラヒドロフランを減圧留去した。
 反応混合物にトルエン(10ml)を加え、70℃で5分間攪拌した後、反応混合物を濾過し、濾液を、4-フェノキシフェニルエチニル(トリフェニルホスフィン)金(228mg,0.350mmol)及びトルエン10mlを加えた別の50mlシュレンク管に滴下した。滴下後、反応混合物を70℃で2.5時間加熱した。
 反応混合物を室温まで冷却した後、その反応混合物にトルエンを加え、水洗してpHを7とした。得られた反応混合液を硫酸ナトリウムで乾燥後、エバポレーターで溶媒を減圧留去した。反応粗生成物をシリカゲルをもちいたカラムクロマトグラフィー(Hexane/AcOEt=3/1)によって精製し、得られた固体をHexane/AcOEt=4/1の混合液で再結晶することにより、白色固体である目的化合物を0.208g得た(収率76%)。
 以下に、前記目的化合物のH-NMRスペクトル、質量分析結果及び発光分析結果を示す。
H-NMR(400MHz,CDCl)δ:7.49(t,2H), 7.22-7.47(m,8H),7.11(d,2H),7.00-7.04(m,1H),6.89-6.92(m,2H),6.73-6.77(m,2H),2.56-2.66(sept,4H),1.37(d,12H),1.20(d,12H)
[MS]FAB(m/z):778(M)、779(MH
発光分析(CHCl,77K,Ex240nm)λmax(nm):423
発光寿命:μ秒オーダー。
 [実施例3]Au(IPr)(4DMPSiPE)[(4-ジメチルフェニルシリルフェニルエチニル)[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン]金]の合成
 アルゴン雰囲気下、25mlシュレンク管に1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロライド(IPrHCl;193mg,0.455mmol)、tert-ブトキシカリウム(85質量%品、66.4mg,0.592mmol)及びテトラヒドロフラン(10ml)を加え、室温で15分攪拌した後、テトラヒドロフランを減圧留去した。
 反応混合物にトルエン(10ml)を加え、70℃で5分間攪拌した後、反応混合物を濾過し、濾液を、4-ジメチルフェニルシリルフェニルエチニル(トリフェニルホスフィン)金(243mg,0.350mmol)及びトルエン10mlを加えた別の50mlシュレンク管に滴下した。滴下後、反応混合物を70℃で2.5時間加熱した。
 反応混合物を室温まで冷却した後、その反応混合物にトルエンを加え、水洗してpHを7とした。得られた反応混合液を硫酸ナトリウムで乾燥後、エバポレーターで溶媒を減圧留去した。反応粗生成物をシリカゲルをもちいたカラムクロマトグラフィー(Hexane/AcOEt=3/1)によって精製し、得られた固体をHexane/AcOEt=4/1の混合液で再結晶することにより、白色針状固体である目的化合物を0.212g得た(収率74%)。
 以下に、前記目的化合物のH-NMRスペクトル、質量分析結果及び発光分析結果を示す。
H-NMR(400MHz,CDCl)δ:7.46-7.50(m,2H),7.40-7.43(m,2H),7.23-7.33(m,11H),7.11(d,2H),2.55-2.66(sept,4H),1.37(d,12H),1.21(d,12H),0.45(s,6H)
[MS]FAB(m/z):820(M),821(MH
発光分析(CHCl,77K,Ex240nm)λmax(nm):424
発光寿命:μ秒オーダー。
 [実施例4]Au(IPr)(4DMPGePE)[(4-ジメチルフェニルゲルミルフェニルエチニル)[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン]金]の合成
 アルゴン雰囲気下、25mlシュレンク管に1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロライド(IPrHCl;193mg,0.455mmol)、tert-ブトキシカリウム(85質量%品、66.4mg,0.592mmol)及びテトラヒドロフラン(10ml)を加え、室温で15分攪拌した後、テトラヒドロフランを減圧留去した。
 反応混合物にトルエン(10ml)を加え、70℃で5分間攪拌した後、反応混合物を濾過し、濾液を、4-ジメチルフェニルゲルミルフェニルエチニル(トリフェニルホスフィン)金(259mg,0.350mmol)及びトルエン10mlを加えた別の50mlシュレンク管に滴下した。滴下後、反応混合物を70℃で2.5時間加熱した。
 反応混合物を室温まで冷却した後、その反応混合物にトルエンを加え、水洗してpHを7とした。得られた反応混合液を硫酸ナトリウムで乾燥後、エバポレーターで溶媒を減圧留去した。反応粗生成物をシリカゲルをもちいたカラムクロマトグラフィー(Hexane/AcOEt=3/1)によって精製し、得られた固体をHexane/AcOEt=4/1の混合液で再結晶することにより、白色針状固体である目的化合物を0.214g得た(収率71%)。
 以下に、前記目的化合物のH-NMRスペクトル、質量分析結果及び発光分析結果を示す。
H-NMR(400MHz,CDCl)δ:7.46-7.50(m,2H),7.35-7.39(m,2H),7.19-7.29(m,11H),7.11(d,2H),2.57-2.66(sept,4H),1.37(d,12H),1.21(d,12H),0.55(s,6H)
[MS]FAB(m/z):866(M),867(MH
発光分析(CHCl,77K,Ex240nm)λmax(nm):420
発光寿命:μ秒オーダー。
 [実施例5]Au(IPr)(4TPSiPE)[(4-トリフェニルシリルフェニルエチニル)[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン]金]の合成
 アルゴン雰囲気下、25mlシュレンク管に1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロライド(IPrHCl;193mg,0.455mmol)、tert-ブトキシカリウム(85質量%品、66.4mg,0.592mmol)及びテトラヒドロフラン(10ml)を加え、室温で15分攪拌した後、テトラヒドロフランを減圧留去した。
 反応混合物にトルエン(10ml)を加え、70℃で5分間攪拌した後、反応混合物を濾過し、濾液を、4-トリフェニルシリルフェニルエチニル(トリフェニルホスフィン)金(287mg,0.350mmol)及びトルエン10mlを加えた別の50mlシュレンク管に滴下した。滴下後、反応混合物を70℃で2.5時間加熱した。
 反応混合物を室温まで冷却した後、その反応混合物にトルエンを加え、水洗してpHを7とした。得られた反応混合液を硫酸ナトリウムで乾燥後、エバポレーターで溶媒を減圧留去した。反応粗生成物をシリカゲルをもちいたカラムクロマトグラフィー(Hexane/AcOEt=3/1)によって精製し、得られた固体をHexane/AcOEt=4/1の混合液で再結晶することにより、淡黄色固体である目的化合物を0.241g得た(収率73%)。
 以下に、前記目的化合物のH-NMRスペクトル、質量分析結果及び発光分析結果を示す。
H-NMR(400MHz,CDCl)δ:7.46-7.50(m,8H),7.25-7.39(m,17H),7.11(d,2H),2.57-2.66(sept,4H),1.37(d,12H),1.21(d,12H)
[MS]FAB(m/z):944(M),945(MH
発光分析(CHCl,77K,Ex240nm)λmax(nm):425
発光寿命:μ秒オーダー。
 [実施例6]青色リン光有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
 図1に示す青色リン光有機エレクトロルミネッセンス素子を、以下の通り作製した。
 イーエッチシー製インジウム錫酸化物(以下ITOと略す)被膜付きガラス基板(図1における1及び2)を透明電極基板として用い、真空蒸着装置を使用して、同基板の前記被膜面上に7×10-4Pa以下の真空度で、2-(4’-トリメチルシリルフェニル)トリフェニレンからなる正孔輸送層3を膜厚40nmになるように形成した。
 次に、ホスト材料2-メチル-1,4-ビス(トリフェニルゲルミル)ベンゼン(以後Me-p-BTPGBと略す)中にゲスト材料として実施例1で作成したリン光錯体Au(IPr)(4BnPE)を5.0重量%(ホスト材料及びゲスト材料の合計を100重量%とした場合の割合である)含む発光層4を、前記と同様の真空蒸着により膜厚40nmで前記正孔輸送層3上に形成した。
 さらに、3-(4-ビフェニルイル)-4-フェニル-5-t-ブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール(昇華精製品・以下TAZと略す)からなる電子輸送層5を膜厚30nmで発光層4上に、フッ化リチウム(以下LiFと略す)からなる電子注入層7を膜厚0.5nmで電子輸送層5上に、電極6としてアルミニウム(以下Alと略す)を膜厚80nmで電子注入層7上に、それぞれ順次真空蒸着させて、青色リン光有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
 なお、真空蒸着は、正孔輸送層3の形成のときには、前記ガラス基板1に対向して置かれた坩堝に正孔輸送層3の形成原料を仕込み、坩堝ごと原料を加熱することによって行った。以降の発光層4~電極6(電子注入層7を含む)の形成も、同様にして行った。
 以上のようにして得られた青色リン光有機エレクトロルミネッセンス素子のITO電極2を正極、Al電極6を負極として、電極間電圧を順次上げることで前記素子に通電した。電圧印加時に色彩輝度計で0.1cd/m以上の値を示す最も低い電圧を発光開始電圧とし、電圧印加時に測定される素子発光の最大値を最大輝度として観測した。また、この素子の発光に係る電流の効率を以下の式で求めた。
電流効率=(単位面積当りの発光輝度)/(単位面積当りの電流密度)
 さらに、発光の色度座標としては、素子発光の輝度が10cd/mにおける値を採用した。
 このようにして測定した前記素子の発光開始電圧は6.2V、最大輝度は32.0cd/m、最大電流効率は2.52cd/Aであった。素子発光のCIE表色系における色度座標の値は、x=0.165,y=0.169であり、深みのある青色のリン光が観測された。
 [比較例1]青色リン光有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
 発光層のゲスト材料としてリン光錯体Au(IPr)(4FPE)([(4-フルオロフェニルエチニル)[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン]金]、以後Au(IPr)(4FPE)と略す)を用いた以外は、実施例6と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子を作成した。実施例6と同様にして評価した結果を、実施例6の結果とともにまとめて表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 本発明により、440nm以下の深青色領域にエレクトロルミネッセンス発光ピーク極大を有し、かつ発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満となる、リン光性有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料等として有用な金カルベン錯体を提供することが出来る。
1  ガラス基板
2  ITO透明電極
3  正孔輸送層
4  発光層
5  電子輸送層
6  アルミニウム電極
7  電子注入層

Claims (15)

  1.  下記一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、Lは、含窒素へテロ環カルベン配位子を示し;
     Xは、アルキレン基、酸素原子、置換シリル基又は置換ゲルミル基を示し;
     R11~R19は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子又は置換基を示す)
    で示される金カルベン錯体。
  2.  Lが、下記一般式(2)又は(3)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、R及びRは、同一又は異なっていてもよく、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ポリシクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、
     R3~R6は、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、アリールオキシル基、ニトロ基、シアノ基又はジ置換アミノ基を示し、隣接している基同士が結合して環を形成していてもよい;
     ただし、R1~R6が水素原子を有する基(水素原子を除く)である場合には、その基中の任意の水素原子は、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基又はアリールオキシル基で置換されていてもよい)
    で示される請求項1記載の金カルベン錯体。
  3.  R及びRが、同一又は異なっていてもよく、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~7のシクロアルキル基、炭素原子数2~20のアルケニル基、炭素数7~10のポリシクロアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基又は炭素数7~20のアラルキル基であり、
     R~Rが、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~7のシクロアルキル基、炭素原子数2~20のアルケニル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素原子数1~10のアルコキシル基、炭素原子数6~14のアリールオキシル基、ニトロ基、シアノ基又は炭素原子数2~16のジ置換アミノ基である請求項2記載の金カルベン錯体。
  4.  前記ポリシクロアルキル基が、ビシクロ-[2.1.1]-ヘキシル基、ビシクロ-[2.2.1]-ヘプチル基、ビシクロ-[2.2.2]-オクチル基、ビシクロ-[3.3.0]-オクチル基、ビシクロ-[4.3.0]-ノニル基、ビシクロ-[4.4.0]-デシル基又はアダマンチル基である請求項3記載の金カルベン錯体。
  5.  R11~R19が、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、ポリシクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である請求項1~4のいずれか記載の金カルベン錯体。
  6.  R及びRが、同一又は異なっていてもよく、tert-ブチル基、2,6-ジイソプロピルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基又はアダマンチル基であり、
     R~Rが、それぞれ同一又は異なっていてもよく、水素原子又は塩素原子である請求項2~5のいずれか記載の金カルベン錯体。
  7.  R及びRが、同一又は異なっていてもよく、tert-ブチル基、2,6-ジイソプロピルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基又はアダマンチル基であり、
     R~Rが、水素原子である請求項2~6のいずれか記載の金カルベン錯体。
  8.  Xが炭素原子数1~3のアルキレン基、酸素原子、置換シリル基又は置換ゲルミル基であって、
     前記置換シリル基及び置換ゲルミル基において、置換基中の総炭素数が2~12である、請求項1~7のいずれか記載の金カルベン錯体。
  9.  下記式(14)~(18)から選ばれる金カルベン錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  10.  金ホスフィン錯体(A)と含窒素へテロ環カルベン配位子(L)とを反応させる請求項1記載の金カルベン錯体の製造方法。
  11.  前記含窒素へテロ環カルベン配位子(L)が、含窒素へテロ環ヒドロハライドと塩基との反応によって得られたものである請求項10記載の製造方法。
  12.  前記金ホスフィン錯体(A)と含窒素へテロ環カルベン配位子(L)との反応において、金ホスフィン錯体(A)1モルに対して、含窒素へテロ環カルベン配位子(L)を1~4モル使用する請求項10または11記載の製造方法。
  13.  前記金ホスフィン錯体(A)と含窒素へテロ環カルベン配位子(L)との反応が、金ホスフィン錯体(A)と含窒素へテロ環カルベン配位子(B)とを、溶媒の存在下、0~120℃の温度で攪拌混合することにより行われる請求項10~12のいずれか記載の製造方法。
  14.  一対の対向する電極間に発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
     前記発光層が少なくとも一種の請求項1~9のいずれか記載の金カルベン錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  15.  440nm以下の深青色領域にエレクトロルミネッセンス発光ピーク極大を有し、発光色がCIE(国際照明委員会)表色系でy座標が0.18未満であることを特徴とする請求項14記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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