WO2014097865A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置 - Google Patents

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

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WO2014097865A1
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ring
organic
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layer
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麻由香 蟇目
大津 信也
加藤 栄作
杉野 元昭
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コニカミノルタ株式会社
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    • H10K85/633Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescence element, a display device provided with the same, and a lighting device.
  • An organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) has a configuration in which a light-emitting layer containing a light-emitting compound is sandwiched between a cathode and an anode, and a positive electrode injected from the anode by applying an electric field.
  • This is a light emitting device that uses the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when excitons are generated by recombining electrons injected from holes and cathodes in the light emitting layer to generate excitons. is there.
  • An organic EL element is an all-solid-state element composed of an organic material film with a thickness of only a submicron between electrodes, and can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts. It is expected to be used for next-generation flat display and lighting.
  • Non-Patent Document 1 As for the development of organic EL elements for practical use, Princeton University has reported organic EL elements that use phosphorescence emission from excited triplets (see, for example, Non-Patent Document 1). Research on materials that exhibit phosphorescence has become active (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). In addition, organic EL elements that utilize phosphorescence emission can in principle achieve light emission efficiency that is approximately four times that of organic EL elements that utilize fluorescence emission. Research and development of device layer configurations and electrodes are performed all over the world. For example, many synthetic compounds have been studied focusing on heavy metal complexes such as iridium complexes (see, for example, Non-Patent Document 3).
  • the phosphorescence emission method is a method having a very high potential.
  • an organic EL device using phosphorescence emission is greatly different from an organic EL device using fluorescence emission, and controls the position of the emission center.
  • the method particularly how to recombine within the light emitting layer to stabilize the light emission, is an important technical issue in grasping the efficiency and lifetime of the device. Therefore, in recent years, a multi-layered element having a hole transport layer located on the anode side of the light emitting layer and an electron transport layer located on the cathode side of the light emitting layer in a form adjacent to the light emitting layer is well known. (For example, refer to Patent Document 2).
  • a mixed layer using a host compound and a phosphorescent compound as a dopant is often used for the light emitting layer.
  • the phosphorescent compound has a triplet excitation energy (T1) that increases as the emission color becomes shorter from red to blue, a phosphorescent material that exhibits an emission color of green to blue, particularly blue, and Therefore, there is a strong demand for the development of peripheral materials that can be adapted to this and the precise control of the luminescent center.
  • T1 triplet excitation energy
  • Patent Document 3 discloses an iridium complex which exhibits a green to blue emission color and has a specific partial structure in which a five-membered ring and a five-membered ring are connected as a ligand by a carbon-carbon bond.
  • these disclosed compounds have a problem that the luminous efficiency is not sufficient, and they are easily deteriorated when irradiated with ultraviolet light.
  • Patent Document 4 discloses an iridium complex in which a ligand having a partial structure in which at least one is a condensed 5-membered ring and a 5-membered ring and a 5-membered ring are linked, There was only disclosure of organic EL elements emitting red light.
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescence element having a green to blue emission color, high luminous efficiency, low driving voltage, long life, and excellent exciton stability, and a display device using the element And providing a lighting device.
  • the above object of the present invention can be achieved by the following configuration. 1.
  • an organic electroluminescence device in which an organic layer including at least a light emitting layer is sandwiched between an anode and a cathode, a green to blue light emitting color in which at least one of the organic layers has a structure represented by the following general formula (1)
  • the organic electroluminescent element characterized by containing the phosphorescence-emitting organometallic complex which has this.
  • ring C m1 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • a 1 represents C
  • a 4 represents CR 1 and N.
  • a 2 , A 3 , A 5 , B 1 , B 5 each independently represents C or N, and B 2 to B 4 each independently represents any one of CR1, N, NR2, O, and S.
  • Plural R1s are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, amino group, silyl group, phosphino group, phosphoryl group, An aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, or a non-aromatic heterocyclic group, which may further have a substituent.
  • Plural R2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and further have a substituent.
  • B 2 and B 3 R1 or R2 included in may be bonded to each other to form a ring.
  • M represents iridium or platinum
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2
  • m + n is 3 when M is iridium
  • m + n is 2 when M is platinum.
  • an organic electroluminescence device in which an organic layer including at least a light emitting layer is sandwiched between an anode and a cathode, at least one of the organic layers has a structure represented by the following general formula (2): green to blue light emitting color
  • the organic electroluminescent element characterized by containing the phosphorescence-emitting organometallic complex which has this.
  • ring C m2 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • a 1 , A 3 , A 4 , A 5 , B 1 , B 5 each independently represents C or N
  • a 2 , B 2 , B 3 , B 4 each independently represents CR 1, N, NR 2, O, Any one of S is represented.
  • Plural R1s are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, amino group, silyl group, phosphino group, phosphoryl group, An aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, or a non-aromatic heterocyclic group, which may further have a substituent.
  • Plural R2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and further have a substituent.
  • B 2 and B 3 R1 or R2 included in may be bonded to each other to form a ring.
  • M represents iridium or platinum
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2
  • m + n is 3 when M is iridium
  • m + n is 2 when M is platinum.
  • an organic electroluminescence device in which an organic layer including at least a light emitting layer is sandwiched between an anode and a cathode, at least one of the organic layers has a structure represented by the following general formula (3): green to blue light emitting color
  • the organic electroluminescent element characterized by containing the phosphorescence-emitting organometallic complex which has this.
  • ring C m3 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • a 3 is CR1, NR2, O, represents S,
  • a 4 represents CR1, N, NR2.
  • a 1 , A 5 , B 1 , B 2 , B 3 , B 5 each independently represents C or N, and
  • a 2 , B 4 each independently represents any one of CR1, N, NR2, O, S Represents.
  • Plural R1s are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, amino group, silyl group, phosphino group, phosphoryl group, An aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, or a non-aromatic heterocyclic group, which may further have a substituent.
  • Plural R2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and further have a substituent. May be.
  • R 1 or R 2 included in A 2 and A 3 and R 1 or R 2 included in A 3 and A 4 may be bonded to each other to form a ring.
  • M represents iridium or platinum
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2
  • m + n is 3 when M is iridium
  • m + n is 2 when M is platinum.
  • an organic electroluminescence device in which an organic layer including at least a light emitting layer is sandwiched between an anode and a cathode, at least one of the organic layers has a structure represented by the following general formula (4): green to blue light emitting color
  • the organic electroluminescent element characterized by containing the phosphorescence-emitting organometallic complex which has this.
  • ring C m4 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • B 1 and B 5 each represent N.
  • a 1 , A 5 , B 3 , B 4 each independently represent C or N, and
  • a 2 , A 3 , A 4 , B 2 are each independently any one of CR1, N, NR2, O, S Represents.
  • Plural R1s are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, amino group, silyl group, phosphino group, phosphoryl group, An aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, or a non-aromatic heterocyclic group, which may further have a substituent.
  • Plural R2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and further have a substituent. May be.
  • R 1 or R 2 included in A 2 and A 3 and R 1 or R 2 included in A 3 and A 4 may be bonded to each other to form a ring.
  • M represents iridium or platinum
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2
  • m + n is 3 when M is iridium
  • m + n is 2 when M is platinum.
  • a display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of 1 to 6 above.
  • An illumination device comprising the organic electroluminescence element according to any one of 1 to 6 above.
  • the organic electroluminescent element which has the luminescent color of green to blue, has high luminous efficiency, a low drive voltage, a long lifetime, and was excellent in exciton stability.
  • a display device and a lighting device including the organic electroluminescence element can be provided.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a passive matrix type full-color display device according to a display unit A in FIG. 2. It is the schematic of an illuminating device. It is a schematic diagram of an illuminating device.
  • (A)-(e) is a schematic block diagram of an organic electroluminescent full color display apparatus.
  • Organic EL element In the organic EL device of the present invention, an organic layer including at least a light emitting layer is sandwiched between an anode and a cathode. At least one of the organic layers contains a phosphorescent organometallic complex having a green to blue emission color having a structure represented by any of the following general formulas (1) to (4).
  • the present inventors have obtained a green to blue emission color by using the compounds represented by the general formulas (1) to (4), The present inventors have found that high light emission luminance, low driving voltage, and longer light emission life can be achieved at the same time, and have reached the present invention. Furthermore, it has been found that an organic EL element produced using the dopant of the present invention can be obtained in terms of exciton stability.
  • the iridium complex having a specific partial structure in which a five-membered ring and a five-membered ring are connected by a carbon-carbon bond as described in the prior patent document 3 has already been useful as a light-emitting dopant in an organic EL device.
  • a compound in which the ⁇ -position of a 5-membered ring is condensed is described as a means for improving the light emission efficiency and lifetime in the long wavelength region.
  • the light emission wavelength of these elements is a long wavelength, and its performance is insufficient to solve the above-mentioned problems.
  • the present inventors have found that the performance of the organic EL device is improved when the phosphorescent compound has a structure represented by the general formulas (1) to (4).
  • the structures represented by the general formulas (1) to (4) emit green to blue phosphorescence, and a specific five-membered ring is condensed to further improve the stability of the compound. It was found that the emission lifetime was improved. Furthermore, it has been found that the structural change between the ground state and the triplet excited state is suppressed by having a condensed structure.
  • the present inventors have found that the thermal deactivation component of the phosphorescent compound is suppressed, so that the luminous efficiency of the device is improved, and further, high luminous efficiency can be obtained even at a low driving voltage. Moreover, it discovered that the exciton stability was also improved by suppressing the structural change.
  • the organometallic complex compound (phosphorescent organometallic complex) contained as the organic EL element material in the organic EL element of the present invention will be described.
  • the organometallic complex compound used in the present invention has a green to blue emission color.
  • the organometallic complex compound having a green emission color means an organometallic complex compound having an emission wavelength of 560 nm or less, and the organometallic complex compound having a blue emission color has an emission wavelength of 480 nm or less. It has an organometallic complex compound.
  • the organometallic complex compound used in the present invention preferably has an emission wavelength of 480 nm or less.
  • an organic EL element having a green to blue emission color can be obtained.
  • the emission wavelength is set to the emission maximum wavelength (peak wavelength) of emission at the shortest wavelength side.
  • any solvent that can dissolve the compound may be used (substantially, the solvent effect of the phosphorescence wavelength is negligible in the above measurement method).
  • the phosphorescence spectrum usually has a low intensity, when it is enlarged, it may be difficult to distinguish between noise and peak.
  • the emission spectrum immediately after the excitation light irradiation (for convenience, this is referred to as a steady light spectrum) is expanded, and the emission spectrum 100 ms after the excitation light irradiation (for convenience, this is referred to as a phosphorescence spectrum) is superimposed on the phosphorous. It can be determined by reading the peak wavelength from the stationary light spectrum part derived from the light spectrum. Further, by performing a smoothing process on the phosphorescence spectrum, it is possible to separate the noise and the peak and read the peak wavelength. As the smoothing process, a smoothing method of Savitzky & Golay can be applied.
  • the organometallic complex compound used in the present invention is represented by the following general formulas (1) to (4). ⁇ Compound Represented by Formula (1) >>
  • the ring C m1 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • examples of the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by the ring C m1 include a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, and pyrene ring.
  • examples of the 5-membered or 6-membered aromatic heterocycle represented by the ring C m1 include a silole ring, a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, Pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzthiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, Thienothiophene ring, carbazole ring, azacarbazole ring (representing any one or more of the carbon atoms constituting the carbazole ring replaced by a
  • the ring C m1 is preferably a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 6-membered aromatic heterocycle, more preferably a benzene ring or a pyridine ring, more preferably a benzene ring. is there.
  • a 1 represents C
  • a 4 represents CR 1 and N
  • a 2 , A 3 , A 5 , B 1 , B 5 each independently represents C or N
  • B 2 to B 4 each independently represents any one of CR1, N, NR2, O, and S.
  • a 2 , A 3 and A 5 are preferably C
  • B 1 and B 5 are preferably N.
  • B 2 to B 4 are preferably CR1 or N or NR2, more preferably CR1 or N, and more preferably CR1.
  • Plural R1s are each independently a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a fluorine atom, etc.), a cyano group, an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, ( t) Butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, benzyl group, etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (eg, propargyl) Group), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, oc
  • Halogen atoms eg Chlorine atom, bromine atom, iodine atom, fluorine atom, etc.
  • alkoxyl group for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.
  • cycloalkoxyl group for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.
  • aryloxy group for example, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.
  • non-aromatic hydrocarbon ring group for example, cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.)
  • a cycloalkoxy group eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.
  • a cycloalkylthio group eg,
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group or a heteroaryl group.
  • Plural R2s each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and further have a substituent. May be.
  • R 1 or R 2 of B 2 and B 3 may be bonded to each other to form a ring.
  • R 1 and R 2 of B 2 and B 3 may be bonded to each other to form a ring.
  • B 2 and B 3 R1 or R2 included in the it is preferable not bonded to each other to form a ring.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • General formula (1) is more preferably represented by the following general formula (5).
  • a 1 represents C
  • a 4 represents CR 1 and N
  • a 2 , A 3 , A 5 , B 1 , B 5 each independently represents C or N
  • B 2 to B 4 each independently represents any one of CR1, N, NR2, O, and S.
  • a 2 , A 3 and A 5 are preferably C
  • B 1 and B 5 are preferably N.
  • B 2 to B 4 are preferably CR1 or N or NR2, more preferably CR1 or N, and more preferably CR1.
  • C 1 to C 4 each independently represent CR1 or N.
  • C 1 to C 4 are preferably CR1.
  • R1 is respectively independently synonymous with R1 of general formula (1), and may have a substituent.
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R2 is respectively independently synonymous with R2 of General formula (1), and may have a substituent.
  • R 1 or R 2 of B 2 and B 3 may be bonded to each other to form a ring. That is, when B 2 and B 3 each have R 1 or R 2 , R 1 and R 2 of B 2 and B 3 , or R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring. However, B 2 and B 3 R1 or R2 included in the it is preferable not bonded to each other to form a ring.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • the ring C m2 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by the ring Cm2 or the 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring is a ring Cm1 of the general formula (1). It is synonymous with the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by these, or a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring.
  • the ring C m2 is preferably a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 6-membered aromatic heterocycle, more preferably a benzene ring or a pyridine ring, and more preferably a benzene ring. is there.
  • a 1 , A 3 , A 4 , A 5 , B 1 , B 5 each independently represent C or N, and A 2 , B 2 , B 3 , B 4 each independently represents CR 1 , N, NR2, O, and S are represented.
  • a 1 , A 3 , A 4 , A 5 , B 1 are preferably C, and B 5 is preferably N.
  • B 2 is preferably CR1, N or NR2, more preferably N or NR2.
  • a 2 is preferably any one of NR 2 , O, and S.
  • B 3 and B 4 are preferably CR1 or N.
  • R1 is respectively independently synonymous with R1 of General formula (1), and may have a substituent.
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R2 is each synonymous with R2 of General formula (1), and may have a substituent further.
  • R 1 or R 2 of B 2 and B 3 may be bonded to each other to form a ring.
  • B 2 and B 3 R1 or R2 included in the it is preferable not bonded to each other to form a ring.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • the general formula (2) is more preferably represented by the following general formula (6).
  • a 1 , A 3 , A 4 , A 5 , B 1 , B 5 each independently represent C or N
  • a 2 , B 2 , B 3 , B 4 each independently represents CR 1 , N, NR2, O, and S are represented.
  • a 1 , A 3 , A 4 , A 5 , B 1 are preferably C
  • B 5 is preferably N
  • B 2 is preferably CR1, N or NR2, more preferably N or NR2.
  • a 2 is preferably any one of NR 2 , O, and S.
  • B 3 and B 4 are preferably CR1 or N.
  • C 5 to C 8 each independently represent CR1 or N.
  • C 5 to C 8 is preferably CR1.
  • R1 is each independently synonymous with R1 of General formula (1), and may have a substituent.
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group, or a heteroaryl group.
  • R2 is each synonymous with R2 of General formula (1), and may have a substituent further.
  • R 1 or R 2 of B 2 and B 3 may be bonded to each other to form a ring.
  • B 2 and B 3 R1 or R2 included in the it is preferable not bonded to each other to form a ring.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • the ring C m3 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by the ring C m3 or the 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring includes the ring C m1 of the general formula (1). It is synonymous with the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by these, or a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring.
  • ring C m3 is preferably a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 6-membered aromatic heterocycle, more preferably a benzene ring or a pyridine ring, and more preferably a benzene ring. is there.
  • a 3 is CR1, NR2, O, represents S
  • a 4 represents CR1, N, NR2.
  • a 1 , A 5 , B 1 , B 2 , B 3 , B 5 each independently represents C or N
  • a 2 , B 4 each independently represents any one of CR1, N, NR2, O, S Represents.
  • a 1 , A 5 , B 2 and B 3 are preferably C
  • B 1 and B 5 are preferably N.
  • a 2 is preferably NR 2 , O or S
  • a 3 or A 4 is preferably CR 1.
  • B 4 is preferably CR1 or N.
  • R1 is respectively synonymous with R1 of General formula (1) independently, Furthermore, you may have a substituent.
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R2 is respectively synonymous with R2 of General formula (1), and may have a substituent further.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • R 1 or R 2 included in A 2 and A 3 and R 1 or R 2 included in A 3 and A 4 may be bonded to each other to form a ring. That is, in one or both of R1 or R2 possessed by A 2 and A 3 and R1 or R2 possessed by A 3 and A 4 , R1 or R2 are bonded to each other to form a ring. May be. However R1 or R2 included in the A 2 and A 3, and, better not R1 or R2 A 3 and A 4 have, taken together to form a ring.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • General formula (3) is more preferably represented by the following general formula (7).
  • a 3 is CR1, NR2, O, represents S
  • a 4 represents CR1, N, NR2.
  • a 1 , A 5 , B 1 , B 2 , B 3 , B 5 each independently represents C or N
  • a 2 , B 4 each independently represents any one of CR1, N, NR2, O, S Represents.
  • a 1 , A 5 , B 2 , and B 3 are preferably C
  • B 1 and B 5 are preferably N.
  • a 2 is preferably NR 2 , O or S
  • a 3 or A 4 is preferably CR 1.
  • B 4 is preferably CR1 or N.
  • C 9 to C 12 each independently represent CR1 or N.
  • C 9 to C 12 are preferably CR1.
  • R1 is respectively independently synonymous with R1 of General formula (1), and may have a substituent.
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R2 is respectively synonymous with R2 of General formula (1), and may have a substituent further.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • R 1 or R 2 included in A 2 and A 3 and R 1 or R 2 included in A 3 and A 4 may be bonded to each other to form a ring. That is, in one or both of R1 or R2 possessed by A 2 and A 3 and R1 or R2 possessed by A 3 and A 4 , R1 or R2 are bonded to each other to form a ring. May be. However R1 or R2 included in the A 2 and A 3, and, better not R1 or R2 A 3 and A 4 have, taken together to form a ring.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • ring C m4 represents a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by the ring C m4 or the 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring includes the ring C m1 of the general formula (1). It is synonymous with the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by these, or a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic ring.
  • the ring C m4 is preferably a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 6-membered aromatic heterocycle, more preferably a benzene ring or a pyridine ring, more preferably a benzene ring. is there.
  • B 1 and B 5 each represent N.
  • a 1 , A 5 , B 3 , B 4 each independently represent C or N, and
  • a 2 , A 3 , A 4 , B 2 are each independently any one of CR1, N, NR2, O, S Represents.
  • a 1 , A 5 , B 3 , and B 4 are preferably C.
  • a 2 is preferably NR 2 , O or S, and
  • a 3 or A 4 is preferably CR 1.
  • B 2 is preferably a CR1 or N.
  • R1 is respectively independently synonymous with R1 of General formula (1), and may have a substituent.
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R2 is respectively synonymous with R2 of General formula (1), and may have a substituent further.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • R 1 or R 2 included in A 2 and A 3 and R 1 or R 2 included in A 3 and A 4 may be bonded to each other to form a ring.
  • R1 or R2 included in the A 2 and A 3, and, better not R1 or R2 A 3 and A 4 have, taken together to form a ring.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • the general formula (4) is more preferably represented by the following general formula (8).
  • B 1 and B 5 each represent N.
  • a 1 , A 5 , B 3 , B 4 each independently represent C or N, and
  • a 2 , A 3 , A 4 , B 2 are each independently any one of CR1, N, NR2, O, S Represents.
  • a 1 , A 5 , B 3 , and B 4 are preferably C.
  • a 2 is preferably NR 2 , O or S, and
  • a 3 or A 4 is preferably CR 1.
  • B 2 is preferably a CR1 or N.
  • C 13 to C 16 each independently represent CR1 or N.
  • C 13 to C 16 are preferably CR1.
  • R1 is respectively synonymous with R1 of General formula (1), and may have a substituent further.
  • R1 is preferably a hydrogen atom, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R2 is respectively synonymous with R2 of General formula (1), and may have a substituent further.
  • R2 is preferably an aryl group or a heteroaryl group.
  • R 1 or R 2 included in A 2 and A 3 and R 1 or R 2 included in A 3 and A 4 may be bonded to each other to form a ring.
  • R1 or R2 included in the A 2 and A 3, and, better not R1 or R2 A 3 and A 4 have, taken together to form a ring.
  • M represents iridium or platinum. M is preferably iridium.
  • L represents a bidentate ligand having an aromatic ring. Specific examples of the bidentate ligand having an aromatic ring represented by L include partial structures coordinated with M and bidentate among the compounds represented by the general formulas (1) to (4) (that is, , Structures in parentheses of the general formulas (1) to (4)), phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, picolinic acid and the like.
  • phenylpyridine Preferred are phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, and phenyltetrazole.
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 0 to 2.
  • M iridium
  • m + n 3
  • m is preferably 2 or 3
  • more preferably m 3
  • M platinum
  • m + n is 2, and m is preferably 2.
  • an electron blocking layer can also be used as the blocking layer.
  • the light emitting layer unit may have a non-light emitting intermediate layer between a plurality of light emitting layers, and may have a multi-photon unit configuration in which the intermediate layer is a charge generation layer.
  • the charge generation layer includes ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiOx, VOx, CuI, InN, GaN, CuAlO 2 , CuGaO.
  • conductive inorganic compound layers such as SrCu 2 O 2 , LaB 6 , and RuO 2
  • two-layer films such as Au / Bi 2 O 3 , SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Ag / ZnO, Bi 2 Multilayer films such as O 3 / Au / Bi 2 O 3 , TiO 2 / TiN / TiO 2 , TiO 2 / ZrN / TiO 2 , fullerenes such as C60
  • conductive organic layers such as oligothiophene, metal phthalocyanines, Examples thereof include conductive organic compound layers such as metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, and metal-free porphyrins.
  • the light emitting layer in the organic EL element of the present invention is preferably a white light emitting layer, and a display device or lighting device using these is preferable. That is, the organic EL element preferably emits white light.
  • a display device or lighting device using these is preferable. That is, the organic EL element preferably emits white light.
  • the light emitting layer is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode or the electron transport layer and the hole transport layer, and the light emitting portion is the same as the light emitting layer even in the layer of the light emitting layer. It may be an interface with an adjacent layer.
  • the total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the uniformity of the film, preventing application of unnecessary high voltage during light emission, and improving the stability of the emission color with respect to the drive current. It is preferably adjusted to a range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably adjusted to a range of 2 nm to 200 nm, and particularly preferably adjusted to a range of 5 nm to 100 nm.
  • a light-emitting dopant or a host compound which will be described later, is used, for example, a vacuum deposition method, a wet method (also referred to as a wet process, for example, a spin coating method, a casting method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating). And the like, the inkjet method, the printing method, the spray coating method, the curtain coating method, the LB method (Langmuir-Blodgett method, etc.).
  • the phosphorescent organometallic complex used for this invention it is preferable to form into a film by a wet process.
  • the light-emitting layer of the organic EL device of the present invention contains a light-emitting dopant and a light-emitting host, and at least one light-emitting dopant is a phosphorescent organic metal represented by the above general formulas (1) to (4).
  • a complex is preferred. That is, it is preferable that the light emitting layer is represented by the general formulas (1) to (4) and contains a phosphorescent organometallic complex.
  • Luminescent dopant phosphorescent dopant, phosphorescent dopant, luminescent dopant, phosphorescent dopant group, luminescent dopant compound, dopant compound, also simply referred to as dopant
  • the luminescent dopant will be described.
  • a phosphorescent dopant or a fluorescent dopant can be used as the light emitting dopant.
  • the phosphorescent dopant is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, specifically, a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and a phosphorescence quantum yield of 0.01 at 25 ° C. Although it is defined as the above compound, a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
  • the phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence dopant according to the present invention achieves the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. That's fine.
  • the phosphorescent dopant There are two types of light emission of the phosphorescent dopant in principle. One is the recombination of carriers on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the luminescent host compound, and this energy is used as the phosphorescent dopant. It is an energy transfer type in which light emission from a phosphorescent dopant is obtained by moving to. The other is a carrier trap type in which a phosphorescent dopant serves as a carrier trap, carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant, and light emission from the phosphorescent dopant compound is obtained. In any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the host compound.
  • Fluorescent dopants include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes, stilbene dyes , Polythiophene dyes, rare earth complex phosphors, and the like, and compounds having a high fluorescence quantum yield such as laser dyes.
  • the light emitting dopant may be used in combination of a plurality of types of compounds, or may be a combination of phosphorescent dopants having different structures or a combination of a phosphorescent dopant and a fluorescent dopant.
  • Light-emitting host also called light-emitting host compound
  • the compound conventionally used with an organic EL element can be used.
  • Conventionally known compounds typically include those having a basic skeleton such as carbazole derivatives, triarylamine derivatives, aromatic derivatives, nitrogen-containing heterocyclic compounds, thiophene derivatives, furan derivatives, oligoarylene compounds, or carboline derivatives.
  • diazacarbazole derivatives herein, diazacarbazole derivatives are those in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom).
  • the light emitting layer used in the organic EL device of the present invention as a known light emitting host include, for example, the compounds OC-1 to OC-32 described in JP2012-164731A. It is not limited to these. Further, particularly preferred as the light emitting host of the light emitting layer of the organic EL device of the present invention is, for example, compounds 1 to 56 which are compounds of the general formula (B) described in JP2012-164731A. However, it is not limited to these.
  • Injection layer hole injection layer (anode buffer layer), electron injection layer (cathode buffer layer)
  • the injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer for reducing the driving voltage and improving the light emission luminance as required.
  • the organic EL element and its industrialization front line June 30, 1998 Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of Volume 2 of “TS Co., Ltd.”) is described in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).
  • anode buffer layer hole injection layer
  • anode buffer layer hole injection layer
  • copper phthalocyanine is used.
  • Examples thereof include a buffer layer, a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene, and an orthometalated complex layer represented by tris (2-phenylpyridine) iridium complex.
  • a buffer layer a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene
  • an orthometalated complex layer represented by tris (2-phenylpyridine) iridium complex.
  • cathode buffer layer (electron injection layer) The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium, aluminum, etc.
  • Metal buffer layer typified by, alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride and potassium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride and cesium fluoride, typified by aluminum oxide Examples thereof include an oxide buffer layer.
  • the buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 ⁇ m, although it depends on the material.
  • the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film as described above. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL elements and the forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998)” on page 237.
  • the hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking.
  • the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.
  • the hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.
  • the hole blocking layer includes a carbazole derivative, a carboline derivative, a diazacarbazole derivative (the diazacarbazole derivative is a nitrogen atom in which any one of carbon atoms constituting the carboline ring is mentioned as the host compound described above. It is preferable to contain (represented by). Further, in the present invention, when a plurality of light emitting layers having different emission colors are provided, the light emitting layer having the shortest wavelength of the light emission maximum wavelength (shortest wave layer) is closest to the anode among all the light emitting layers. preferable. In such a case, it is preferable to additionally provide a hole blocking layer between the shortest wave layer and the light emitting layer next to the anode next to the shortest wave layer.
  • the film thickness of the hole blocking layer and electron transporting layer that can be used in the present invention is preferably 3 nm to 100 nm, and more preferably 5 nm to 30 nm.
  • the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer.
  • the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
  • triazole derivatives for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives,
  • stilbene derivatives silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
  • azatriphenylene derivatives such as those described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used as hole transport materials.
  • the above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
  • aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl; N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminoph
  • No. 5,061,569 Having a condensed aromatic ring of, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-308 4,4 ′, 4 ′′ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 88 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.
  • NPD 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl
  • JP-A-4-308 4,4 ′, 4 ′′ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 88 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
  • JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. A so-called p-type hole transport material as described in a book (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139) can also be used.
  • these materials are preferably used because a light-emitting element with higher efficiency can be obtained.
  • the hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. it can.
  • the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 nm to 200 nm.
  • the hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
  • a hole transport layer having a high p property doped with impurities can be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
  • Specific examples of compounds preferably used for forming the hole injection layer and the hole transport layer of the organic EL device of the present invention include, for example, HT-1 to HT-29 described in JP2012-169325A. And the following compounds of HT-30 to HT-45, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer.
  • the electron transport layer can be provided with a single layer or a plurality of layers.
  • the electron transport layer only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • any conventionally known compound may be selected and used in combination. Is possible.
  • electron transport materials examples include polycyclic aromatic hydrocarbons such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene, Ring tetracarboxylic anhydride, carbodiimide, fluorenylidenemethane derivative, anthraquinodimethane and anthrone derivative, oxadiazole derivative, carboline derivative, or at least carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative Derivatives having a ring structure, one of which is substituted with a nitrogen atom, hexaazatriphenylene derivatives and the like.
  • polycyclic aromatic hydrocarbons such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene, Ring tetracarboxylic anhydride, carbod
  • a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, or a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as an electron transport material. It is also possible to use a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain.
  • metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material.
  • metal-free or metal phthalocyanine or those having the terminal substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can also be used as the electron transport material.
  • An inorganic semiconductor such as n-type-Si and n-type-SiC can also be used as an electron transport material.
  • the electron transport layer is made of an electron transport material such as a vacuum deposition method, a wet method (also referred to as a wet process, such as a spin coating method, a casting method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, an ink jet method, a printing method, or a spraying method.
  • the film is preferably formed by thinning by a coating method, a curtain coating method, an LB method (such as Langmuir Brodgett method)).
  • the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5000 nm, preferably 5 nm to 200 nm.
  • This electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
  • an n-type dopant such as a metal compound such as a metal complex or a metal halide may be doped.
  • a conventionally known compound (electron transport material) that is preferably used for forming the electron transport layer of the organic EL device of the present invention for example, a compound of ET-1-ET-43 described in JP 2012-164731 A is used. For example, but not limited to.
  • cathode a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof as an electrode material is used.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 nm to 200 nm.
  • the light emission luminance is improved, which is convenient.
  • a transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the above metal on the cathode in a thickness of 1 nm to 20 nm and then producing a conductive transparent material mentioned in the explanation of the anode described later.
  • an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
  • an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used.
  • electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used.
  • these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 ⁇ m or more)
  • a pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.
  • wet film-forming methods such as a printing system and a coating system, can also be used.
  • the transmittance be greater than 10%
  • the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 10 nm to 200 nm.
  • a support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) that can be used in the organic EL device of the present invention, there is no particular limitation on the type of glass, plastic, etc., and it is transparent. May be opaque. When extracting light from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
  • a desired electrode material for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 10 nm to 200 nm, and an anode is manufactured.
  • a thin film containing an organic compound such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, which is a device material, is formed thereon.
  • the thin film can be formed by a vacuum deposition method, a wet method (also referred to as a wet process), or the like.
  • an organic EL element by a wet process.
  • a wet process it is possible to obtain an effect such that a homogeneous film can be easily obtained and pinholes are hardly generated.
  • Wet methods include spin coating, casting, die coating, blade coating, roll coating, ink jet, printing, spray coating, curtain coating, and LB, but precise thin films can be formed.
  • a method having high suitability for a roll-to-roll method such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method, or a spray coating method is preferable. Different film formation methods may be applied for each layer.
  • liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material examples include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, Aromatic hydrocarbons such as xylene, mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.
  • a dispersion method it can disperse
  • a thin film made of a cathode material is formed thereon so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 50 to 200 nm, and a desired organic EL device can be obtained by providing a cathode.
  • the cathode, electron injection layer, electron transport layer, hole blocking layer, light emitting layer, hole transport layer, hole injection layer, and anode can be formed in this order in the reverse order.
  • the organic EL device of the present invention is preferably produced from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but it may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is preferable to perform the work in a dry inert gas atmosphere.
  • a sealing means used for this invention the method of adhere
  • a sealing member it should just be arrange
  • sandblasting, chemical etching, or the like is used.
  • the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film. .
  • a protective film or a protective plate may be provided on the outer side of the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween or on the sealing film.
  • the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
  • the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, and the like used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.
  • the organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (refractive index is about 1.7 to 2.1) and can extract only about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle ⁇ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the element side surface.
  • a method for improving the light extraction efficiency for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the transparent substrate and the air interface (US Pat. No. 4,774,435), A method for improving efficiency by giving light condensing property to a substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 63-314795), a method of forming a reflective surface on a side surface of an element (Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), light emission from a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the bodies (Japanese Patent Laid-Open No.
  • these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention.
  • a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
  • by combining these means it is possible to obtain an element having higher luminance or durability.
  • the organic EL device of the present invention is processed on the light extraction side of the substrate so as to provide, for example, a microlens array structure, or combined with a so-called condensing sheet, for example, with respect to a specific direction, for example, the device light emitting surface.
  • a specific direction for example, the device light emitting surface.
  • the luminance in a specific direction can be increased.
  • quadrangular pyramids having a side of 30 ⁇ m and an apex angle of 90 degrees are two-dimensionally arranged on the light extraction side of the substrate.
  • One side is preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate
  • the other details of the “sheet” and the like are the same as those described in known documents such as Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2012-164731 and 2012-156299.
  • the organic EL element of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources.
  • lighting devices home lighting, interior lighting
  • clock and liquid crystal backlights billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light
  • the light source of a sensor etc. are mentioned, It is not limited to this, It can use effectively for the use as a backlight of a liquid crystal display device, and an illumination light source especially.
  • patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like as needed during film formation.
  • patterning only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned.
  • a conventionally known method is used. Can do.
  • the light emission color of the organic EL device of the present invention and the compound according to the present invention is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured with a total of CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd.) is applied to the CIE chromaticity coordinates.
  • the display device of the present invention comprises the organic EL element of the present invention.
  • the display device of the present invention may be single color or multicolor, the multicolor display device will be described here.
  • a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, or the like.
  • the method is not limited.
  • the vapor deposition method, the ink jet method, the spin coating method, and the printing method are preferable.
  • the configuration of the organic EL element provided in the display device is selected from the above-described configuration examples of the organic EL element as necessary.
  • the manufacturing method of an organic EL element is as having shown to the one aspect
  • the multicolor display device can be used as a display device, a display, and various light emission sources. In display devices and displays, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.
  • Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in an automobile.
  • it may be used as a display device for reproducing still images and moving images
  • the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • Light sources include home lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. The present invention is not limited to these examples.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.
  • the display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.
  • the control unit B is electrically connected to the display unit A, and sends a scanning signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside, and the pixels for each scanning line respond to the image data signal by the scanning signal.
  • the image information is sequentially emitted to scan the image and display the image information on the display unit A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
  • the display unit A includes a wiring unit including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 2 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
  • the scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions (details are shown in the figure). Not) When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data. Full-color display is possible by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region on the same substrate.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
  • the pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like.
  • a full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels, and juxtaposing them on the same substrate.
  • an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 through the data line 6.
  • a scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5
  • the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is supplied to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Is transmitted to the gate.
  • the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive transistor 12 is turned on.
  • the drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7 and a source connected to the electrode of the organic EL element 10.
  • the power supply line 7 connects the organic EL element 10 to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.
  • the driving of the switching transistor 11 is turned off.
  • the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. Until then, the light emission of the organic EL element 10 continues.
  • the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
  • the organic EL element 10 emits light by the switching transistor 11 and the drive transistor 12 that are active elements for the organic EL elements 10 of the plurality of pixels, and the organic EL elements 10 of the plurality of pixels 3 emit light. It is carried out.
  • Such a light emitting method is called an active matrix method.
  • the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or by turning on / off a predetermined light emission amount by a binary image data signal. Good.
  • the potential of the capacitor 13 may be held continuously until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.
  • a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light according to the data signal only when the scanning signal is scanned.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a passive matrix display device according to the display unit A of FIG.
  • a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.
  • the scanning signal of the scanning line 5 is applied by sequential scanning, the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.
  • the pixel 3 has no active element, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the lighting device of the present invention comprises the organic EL element of the present invention.
  • the organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure.
  • the purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure is as follows.
  • the light source of a machine, the light source of an optical communication processing machine, the light source of a photosensor, etc. are mentioned, However It is not limited to these. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
  • the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a display for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a device (display).
  • the driving method when used as a display device for moving image reproduction may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • a full-color display device can be manufactured by using two or more organic EL elements of the present invention having different emission colors.
  • the organic EL material of the present invention can be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device.
  • a plurality of light emitting colors are simultaneously emitted by a plurality of light emitting materials to obtain white light emission by color mixing.
  • the combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of red, green and blue, or two using the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange.
  • the thing containing the light emission maximum wavelength may be used.
  • a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors is a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, and light from the light emitting material as excitation light. Any of those combined with a dye material that emits light may be used, but in the white organic EL device according to the present invention, only a combination of a plurality of light-emitting dopants may be mixed.
  • an electrode film can be formed by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like, and productivity is also improved. According to this method, unlike a white organic EL device in which light emitting elements of a plurality of colors are arranged in parallel in an array, the elements themselves are luminescent white.
  • luminescent material used for a light emitting layer For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, the metal complex which concerns on this invention so that it may suit the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic, Any one of known luminescent materials may be selected and combined to whiten.
  • CF color filter
  • FIG. 1 One Embodiment of Lighting Device of the Present Invention.
  • the non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, a glass substrate having a thickness of 300 ⁇ m is used as a sealing substrate, and an epoxy-based photocurable adhesive (LUX TRACK manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealing material.
  • LC0629B an epoxy-based photocurable adhesive
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of a lighting device, and the organic EL element 101 of the present invention is covered with a glass cover 102 (in addition, the sealing operation with the glass cover is to bring the organic EL element 101 into contact with the atmosphere. And a glove box under a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more).
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the lighting device.
  • 105 denotes a cathode
  • 106 denotes an organic EL layer
  • 107 denotes a glass substrate with a transparent electrode.
  • the glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.
  • the supporting substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
  • This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while 200 mg of HT-30 is put into a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of HT-2 is put into another molybdenum resistance heating boat, and another molybdenum resistance is put.
  • 200 mg of -7 was placed and attached to a vacuum deposition apparatus.
  • the vacuum chamber was then depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, heated by energizing the heating boat containing HT-30, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / second.
  • An injection layer was provided.
  • the heating boat containing HT-2 was energized and heated, and deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 30 nm hole transport layer.
  • the heating boat containing OC-11 and cDP-1 was heated by energization, and co-evaporated on the hole transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / second and 0.010 nm / second, respectively, to emit light of 40 nm.
  • a layer was provided.
  • the heating boat containing ET-8 was energized and heated, and was deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 10 nm hole blocking layer. Further, the heating boat containing ET-7 was energized and heated, and deposited on the hole blocking layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 30 nm electron transport layer. Subsequently, lithium fluoride 0.5 nm was deposited as a cathode buffer layer, and aluminum 110 nm was further deposited to form a cathode, whereby an organic EL device 1-1 was produced.
  • Organic EL elements 1-2 to 1-16 were prepared in the same manner as in the production of the organic EL element 1-1 except that the dopant compound and the host compound were changed to the compounds shown in Table 1.
  • Luminance residual ratio luminance after 20 minutes / initial luminance Note that a larger value indicates superior exciton durability (exciton stability) for comparison.
  • Light emission wavelength The light emission wavelength (nm) when the organic EL device was allowed to emit light at room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) and a constant current of 2.5 mA / cm 2 was measured.
  • CS-1000 manufactured by Konica Minolta Sensing was used for the measurement.
  • the organic EL device using the dopant compound of the present invention has a light emission wavelength of blue or green, excellent light emission efficiency and light emission lifetime, and low voltage compared to the comparative organic EL device. It was clear that the residual luminance ratio was also excellent.
  • ⁇ Preparation of organic EL element 2-1 A transparent substrate provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NH45 manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) formed by depositing 100 nm of ITO (indium tin oxide) as an anode on a glass substrate of 100 mm ⁇ 100 mm ⁇ 1.1 mm.
  • the supporting substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
  • PEDOT / PSS polystyrene sulfonate
  • a thin film was formed by spin coating at 3000 rpm for 30 seconds, followed by drying at 200 ° C. for 1 hour to provide a first hole transport layer having a thickness of 20 nm.
  • This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while 200 mg of HT-2 as a hole transport material is placed in a molybdenum resistance heating boat, and OC- 200 mg of 30 was put, 200 mg of ET-8 as an electron transport material was put in another resistance heating boat made of molybdenum, and 100 mg of cDP-3 was put as a dopant compound in another resistance heating boat made of molybdenum, and attached to a vacuum deposition apparatus.
  • the vacuum chamber was then depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, heated by energizing the heating boat containing HT-2, and deposited on the transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec.
  • the second hole transport layer was provided. Further, the second hole transport layer was heated by energizing and heating the heating boat containing OC-30 as a host compound and cDP-3 as a dopant compound, respectively, at a deposition rate of 0.1 nm / second and 0.006 nm / second, respectively.
  • a 40 nm-thick luminescent layer was provided by co-evaporation.
  • the heating boat containing ET-8 was energized and heated, and deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide an electron transport layer having a thickness of 30 nm.
  • the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
  • lithium fluoride was vapor-deposited to form a cathode buffer layer having a thickness of 0.5 nm, and aluminum was further vapor-deposited to form a cathode having a thickness of 110 nm.
  • an organic EL element 2-1 was produced.
  • the organic EL device using the dopant compound of the present invention is superior in luminous efficiency and luminous lifetime and has a low voltage as compared with the comparative organic EL device, and the luminance residual ratio. was also found to be excellent.
  • spin coating was performed using a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer Co., Ltd., Baytron P Al4083) to 70% with pure water. After forming a thin film by the method, it was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a first hole transport layer having a thickness of 30 nm.
  • PEDOT / PSS polystyrene sulfonate
  • a hole transport material Poly N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl)) benzidine (manufactured by American Dye Source Co., Ltd., ADS- A thin film was formed by spin coating using the chlorobenzene solution of No. 254). It heat-dried at 150 degreeC for 1 hour, and provided the 2nd hole transport layer with a film thickness of 40 nm.
  • a thin film was formed by spin coating using OC-29 as a host compound and butyl acetate solution of cDP-5 as a dopant compound, and dried by heating at 120 ° C. for 1 hour.
  • a light emitting layer having a thickness of 30 nm was provided.
  • a 1-butanol solution of ET-11 as an electron transporting material was used, and a thin film was formed by spin coating to provide an electron transporting layer having a thickness of 20 nm.
  • This substrate was attached to a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa.
  • lithium fluoride was vapor-deposited to form an electron injection layer having a thickness of 1.0 nm
  • aluminum was vapor-deposited to form a cathode having a thickness of 110 nm.
  • an organic EL element 3-1 was produced.
  • the organic EL device using the dopant compound of the present invention has a light emission wavelength of blue or green, excellent light emission efficiency and light emission lifetime, and low voltage compared to the comparative organic EL device. It was clear that the residual luminance ratio was also excellent.
  • the organic EL device using the dopant compound of the present invention has a light emission wavelength of blue or green, excellent light emission efficiency and light emission lifetime, and low voltage compared to the comparative organic EL device. It was clear that the residual luminance ratio was also excellent.
  • the supporting substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
  • This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of HT-30 is put into a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of HT-36 is put into another molybdenum resistance heating boat, and another molybdenum resistance is added.
  • 200 mg of OC-30 is put in a heating boat
  • 200 mg of Exemplified Compound 2-1 is put in another molybdenum resistance heating boat
  • 200 mg of OC-3 is put in another molybdenum resistance heating boat, and it is put into another resistance heating boat made of molybdenum.
  • 200 mg of cGD-1 was put
  • 200 mg of cRD-1 was put in another resistance heating boat made of molybdenum
  • 200 mg of ET-11 was put in another resistance heating boat made of molybdenum, and attached to a vacuum deposition apparatus.
  • the vacuum chamber was then depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, heated by energizing the heating boat containing HT-30, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / second.
  • An injection layer was provided.
  • the heating boat containing HT-36 was energized and heated, and deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 20 nm hole transport layer.
  • the heating boat containing OC-30 and exemplary compound 2-1 was energized and heated, and co-deposited on the hole transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / second and 0.012 nm / second, respectively, to 60 nm.
  • the first light emitting layer was provided.
  • the heating boat containing OC-3, cGD-1 and cRD-1 is energized and heated, and the first deposition rate is 0.1 nm / second, 0.012 nm / second and 0.002 nm / second, respectively.
  • a second light-emitting layer having a thickness of 60 nm was provided by co-evaporation on the light-emitting layer.
  • the heating boat containing ET-11 was energized and heated, and was deposited on the second light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 25 nm electron transport layer.
  • each of the produced organic EL elements exhibited white light emission by applying a voltage to the electrodes, and could be used as a lighting device. In addition, it turned out that white light emission is obtained similarly even if it replaces with the other compound of illustration.
  • FIG. 7 shows a schematic configuration diagram of an organic EL full-color display device.
  • a hole injection layer composition having the following composition is ejected and injected on the ITO transparent electrode 202 between the partition walls 203 using an inkjet head (manufactured by Epson Corporation; MJ800C), irradiated with ultraviolet light for 200 seconds, 60 A 40-nm-thick hole injection layer 204 was provided by a drying process at 10 ° C. for 10 minutes (see FIG. 7C).
  • a blue light-emitting layer composition, a green light-emitting layer composition, and a red light-emitting layer composition having the following compositions are similarly ejected and injected onto the hole injection layer 204 using an inkjet head, and dried at 60 ° C. for 10 minutes.
  • light emitting layers 205B, 205G, and 205R for each color were provided (see FIG. 7D).
  • an electron transport material is deposited so as to cover each of the light emitting layers 205B, 205G, and 205R to provide an electron transport layer (not shown) having a thickness of 20 nm, and further lithium fluoride is deposited to have a thickness of 0.6 nm.
  • a cathode buffer layer (not shown) was provided, Al was deposited, and a cathode 206 having a thickness of 130 nm was provided to produce an organic EL device (see FIG. 7E). It was found that the produced organic EL elements each emitted blue, green, and red light when a voltage was applied to the electrodes, and could be used as a full-color display device.

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Abstract

 陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(1)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置
 本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、それが具備された表示装置および照明装置に関する。
 有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、電界を印加することにより、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子を発光層内で再結合させることで励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・リン光)を利用した発光素子である。また、有機EL素子は、電極と電極の間を厚さわずかサブミクロン程度の有機材料の膜で構成する全固体素子であり、数V~数十V程度の電圧で発光が可能であることから、次世代の平面ディスプレイや照明への利用が期待されている。
 実用化に向けた有機EL素子の開発としては、プリンストン大学より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機EL素子の報告がされており(例えば、非特許文献1参照)、以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている(例えば、特許文献1、非特許文献2参照)。
 さらに、リン光発光を利用する有機EL素子は、以前の蛍光発光を利用する有機EL素子に比べ原理的に約4倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。例えば、イリジウム錯体系等重金属錯体を中心に多くの化合物について合成検討がなされている(例えば、非特許文献3参照)。
 このように、リン光発光方式は大変ポテンシャルの高い方式であるが、リン光発光を利用する有機ELデバイスにおいては、蛍光発光を利用する有機ELデバイスとは大きく異なり、発光中心の位置をコントロールする方法、とりわけ発光層の内部で再結合を行い、いかに発光を安定に行わせることができるかが、素子の効率・寿命を捉える上で重要な技術的な課題となっている。
 そこで近年、発光層に隣接する形で、発光層の陽極側に位置する正孔輸送層と発光層の陰極側に位置する電子輸送層とを備えた多層積層型の素子が良く知られている(例えば、特許文献2参照)。また、発光層にはホスト化合物とドーパントとしてのリン光発光性化合物とを用いた混合層が多く用いられている。
 一方、材料の観点からは高いキャリア輸送性や熱的、電気的に安定な材料が求められている。また、屋外での使用を想定した場合には、紫外光による材料の劣化も考慮する必要がある。特に、リン光発光性化合物は発光色が赤から青色へと短波になるにつれて、三重項励起エネルギー(T1)が高くなるために、緑から青色、特に青色の発光色を示すリン光発光材料および、それに適応可能な周辺材料の開発と、精密な発光中心の制御が強く求められている。
 特許文献3には、緑から青色の発光色を示し、配位子として五員環と五員環を炭素-炭素結合で結んだ特定の部分構造を有するイリジウム錯体が開示されている。しかしながら、これらの開示されている化合物は発光効率が十分ではなく、また紫外光を照射した際に劣化しやすいという課題があった。
 一方、特許文献4には、少なくとも一方が縮環した五員環である、五員環と五員環が連結した部分構造を有する配位子が配位したイリジウム錯体が開示されているが、赤色発光の有機EL素子の開示があるのみであった。
米国特許第6,097,147号明細書 特開2005-112765号公報 国際公開第2007/004380号 特開2003-252888号公報
M.A.Baldo et al.,nature、395巻、151~154ページ(1998年) M.A.Baldo et al.,nature、403巻、17号、750~753頁(2000年) S.Lamansky et al.,J.Am.Chem.Soc.,123巻、4304頁(2001年)
 このように従来においては、有機EL素子材料に関して様々な化合物が開示されており、低駆動電圧で発光効率が高く長寿命である有機EL素子の開発が試みられている。しかしながら、これらの性能を従来よりも増してさらに向上させた有機EL素子の開発が望まれている。また、緑から青色の発光色を有し、励起子安定性に優れた有機EL素子の開発が望まれている。
 本発明の課題は、緑色から青色の発光色を有し、発光効率が高く、低駆動電圧、長寿命であり、且つ励起子安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を用いた表示装置および照明装置を提供することにある。
 本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。
1.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(1)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
〔式中、環Cm1は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。AはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B~Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
2.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(2)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
〔式中、環Cm2は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。A、A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
3.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(3)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
〔式中、環Cm3は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
4.陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(4)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
〔式中、環Cm4は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
5.前記発光層が前記リン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする前記1から前記4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6.ウェットプロセスで作製されることを特徴とする前記1から前記5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7.前記1から前記6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする表示装置。
8.前記1から前記6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
 本発明によれば、緑色から青色の発光色を有し、発光効率が高く、低駆動電圧、長寿命であり、且つ励起子安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
 併せて、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置および照明装置を提供することができる。
有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。 図1における表示部Aの模式図である。 画素の模式図である。 図2の表示部Aに係るパッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。 照明装置の概略図である。 照明装置の模式図である。 (a)~(e)は有機ELフルカラー表示装置の概略構成図である。
 以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
《有機EL素子》
 本発明の有機EL素子は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持されたものである。そして、該有機層の少なくとも1層が下記一般式(1)~(4)のいずれかで表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有する。
 まず、当該有機EL素子を発明するに至った経緯およびその特徴について説明した後、本発明の有機EL素子について詳述する。
 本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、一般式(1)~(4)で表される化合物を使用することにより、緑色から青色の発光色を有し、高い発光輝度と低駆動電圧、さらに発光寿命の長寿命化も同時に達成できることを見出し、本発明に至った。さらに、本発明のドーパントを用いて作製された有機EL素子は励起子安定性の点でも改善された有機EL素子が得られることが分かった。
 先行特許文献3に記載されているように五員環と五員環を、炭素-炭素結合で結んだ特定の部分構造を有するイリジウム錯体が、有機EL素子における発光ドーパントとして有用であることはすでに知られている。しかしながら、その性能は上記課題を解決するには不十分であった。一方で、先行特許文献4には長波長領域の発光効率および寿命を向上させる手段として5員環のα位が縮環した化合物が記載されている。しかし、これらの素子の発光波長は長波長であり、その性能は上記課題を解決するには不十分であった。
 本発明者らは検討を重ねたところ、リン光発光性化合物が一般式(1)~(4)で表される構造を有することで、有機EL素子の性能が改善されることを見出した。すなわち一般式(1)~(4)で表される構造は、緑色から青色のリン光発光であり、特定の五員環が縮環した構造を持つことにより、さらに化合物の安定性が向上し、発光寿命が向上することがわかった。さらに、縮環した構造を持つことで、基底状態と三重項励起状態との間での構造変化が抑制されることがわかった。これにより、リン光発光性化合物の熱的失活成分が抑制されることで、素子の発光効率が向上し、さらには低駆動電圧においても高い発光効率が得られることを見出した。また、構造変化が抑制されたことで、励起子安定性についても改良されることを見出した。
 以下、本発明に用いられる化合物について説明する。
《一般式(1)~(4)で表されるリン光発光性有機金属錯体》
 本発明の有機EL素子に、有機EL素子材料として含有される有機金属錯体化合物(リン光発光性有機金属錯体)について説明する。
 本発明に用いる有機金属錯体化合物は緑色から青色の発光色を有する。本発明において、緑色の発光色を有する有機金属錯体化合物とは、560nm以下の発光波長を有する有機金属錯体化合物をいい、青色の発光色を有する有機金属錯体化合物とは、480nm以下の発光波長を有する有機金属錯体化合物をいう。本発明に用いる有機金属錯体化合物としては、480nm以下の発光波長を有することが好ましい。
 有機層の少なくとも1層が緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することで、緑色から青色の発光色を有する有機EL素子とすることができる。
 発光波長は、溶液中の発光スペクトルにおいて、複数の発光ピークがある場合、最も短波側にある発光の発光極大波長(ピーク波長)とする。
 発光波長は、例えば、特開2009-59767号公報に記載の方法で測定することができる。具体的には、測定する化合物(リン光発光性ドーパントでも、ホスト化合物でも同様に測定可能である。)を、よく脱酸素されたエタノール/メタノール=4/1(vol/vol)の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後液体窒素温度77°Kで励起光を照射し、励起光照射後100msでの発光スペクトルを測定する。リン光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、100ms後に残存する光はほぼリン光であると考えることができる。
 なお、リン光寿命が100msより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうとリン光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。また、上記溶剤系で溶解できない化合物については、その化合物を溶解しうる任意の溶剤を使用してもよい(実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごくわずかなので問題ない)。
 リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。このような場合には励起光照射直後の発光スペクトル(便宜上これを定常光スペクトルと言う)を拡大し、励起光照射後100ms後の発光スペクトル(便宜上これをリン光スペクトルと言う)と重ねあわせリン光スペクトルに由来する定常光スペクトル部分からピーク波長を読みとることで決定することができる。
 また、リン光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離しピーク波長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、Savitzky&Golayの平滑化法等を適用することができる。
 本発明に用いる有機金属錯体化合物は下記一般式(1)~(4)で表される。
《一般式(1)で表される化合物》
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 一般式(1)において、環Cm1は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
 一般式(1)において、環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o-テルフェニル環、m-テルフェニル環、p-テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
 一般式(1)において、環Cm1で表される5員または6員の芳香族複素環としては、例えば、シロール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンズイミダゾール環、ベンズチアゾール環、ベンズオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、チエノチオフェン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環(カルバゾール環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを表す)、ジベンゾシロール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾチオフェン環やジベンゾフラン環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わった環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、ジベンゾカルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジチエノベンゼン環等が挙げられる。
 一般式(1)において環Cm1は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
 一般式(1)において、AはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B~Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。A、A、Aは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。B~Bは好ましくはCR1またはNまたはNR2であり、さらにCR1またはNであることが好ましく、CR1であることがより好ましい。
 複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等)、シアノ基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、(t)ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ベンジル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、プロパルギル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ジアリールアミノ基(例えば、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基等)、ナフチルアミノ基、2-ピリジルアミノ基等)、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、(t)ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、(t)ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基、2-ピリジルシリル基等)、ホスフィノ基(ジメチルホスフィノ基、ジエチルホスフィノ基、ジシクロヘキシルホスフィノ基、メチルフェニルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、ジナフチルホスフィノ基、ジ(2-ピリジル)ホスホスフィノ基)、ホスホリル基(ジメチルホスホリル基、ジエチルホスホリル基、ジシクロヘキシルホスホリル基、メチルフェニルホスホリル基、ジフェニルホスホリル基、ジナフチルホスホリル基、ジ(2-ピリジル)ホスホリル基)、アリール基(例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、ヘテロアリール基(ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4-トリアゾール-1-イル基、1,2,3-トリアゾール-1-イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、インドロインドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等)、アルコキシル基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシル基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、非芳香族炭化水素環基(例えば、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、シクロヘキシルアミノスルホニル基、テトラヒドロナフチル基、9,10-ジヒドロアントリル基、ビフェニリル基等)、非芳香族複素環基(例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε-カプロラクトン環、ε-カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3-ジオキサン環、1,4-ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン-1,1-ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]-オクタン環等)から選ばれる何れかの基を表す。ここで、上記水素原子以外の基を置換基と表す。なお、これらの置換基はさらに置換基を有していても良い。
 一般式(1)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。
 一般式(1)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、BとBがそれぞれR1またはR2を有する場合、BとBが有するR1同士、R2同士、あるいは、R1とR2とが互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(1)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(1)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(1)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(1)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
 一般式(1)は、より好ましくは下記一般式(5)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 一般式(5)においてAはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B~Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。A、A、Aは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。B~Bは好ましくはCR1またはNまたはNR2であり、さらにCR1またはNであることが好ましく、CR1であることがより好ましい。
一般式(5)において、C~Cは各々独立にCR1またはNを表す。C~CはCR1であることが好ましい。
 一般式(5)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
 一般式(5)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(5)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
 一般式(5)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、BとBがそれぞれR1またはR2を有する場合、BとBが有するR1同士、R2同士、あるいは、R1とR2とが互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(5)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(5)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(5)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(5)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《一般式(2)で表される化合物》
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 一般式(2)において、環Cm2は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
 一般式(2)において、環Cm2で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環としては、一般式(1)の環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環と同義である。
 一般式(2)において環Cm2は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
 一般式(2)において、A、A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
 一般式(2)において、A、A、A、A、Bは好ましくはCであり、Bは好ましくはNである。Bは好ましくはCR1、N、NR2であり、より好ましくはNまたはNR2である。Aは、NR2、O、Sのいずれかであることが好ましい。B、BはCR1またはNであることが好ましい。
 一般式(2)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
 一般式(2)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(2)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
 一般式(2)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(2)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(2)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(2)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(2)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
 一般式(2)は、より好ましくは下記一般式(6)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(6)において、A、A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
 一般式(6)において、A、A、A、A、Bは好ましくはCであり、Bは好ましくはNである。Bは好ましくはCR1、N、NR2であり、より好ましくはNまたはNR2である。Aは、NR2、O、Sのいずれかであることが好ましい。B、BはCR1またはNであることが好ましい。
 一般式(6)において、C~Cは各々独立にCR1またはNを表す。C~CはCR1であることが好ましい。
 一般式(6)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
 一般式(6)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(6)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。
 一般式(6)において、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただし、BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(6)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(6)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(6)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(6)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《一般式(3)で表される化合物》
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 一般式(3)において、環Cm3は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
 一般式(3)において、環Cm3で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環としては、一般式(1)の環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環と同義である。
 一般式(3)において環Cm3は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
 一般式(3)において、AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
 一般式(3)において、A、A、B、Bは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。
 Aは好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは好ましくはCR1またはNである。
 一般式(3)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(3)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(3)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(3)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(3)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、AとAが有するR1またはR2と、AとAが有するR1またはR2と、のいずれか一方、あるいは両方の組において、R1またはR2が互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(3)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(3)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(3)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
 一般式(3)は、より好ましくは下記一般式(7)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 一般式(7)において、AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
 一般式(7)において、A、A、B、Bは好ましくはCであり、B、Bは好ましくはNである。
 Aは好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは好ましくはCR1またはNである。
 一般式(7)において、C~C12は各々独立にCR1またはNを表す。C~C12はCR1であることが好ましい。
 一般式(7)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(3)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(7)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(7)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(7)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。すなわち、AとAが有するR1またはR2と、AとAが有するR1またはR2と、のいずれか一方、あるいは両方の組において、R1またはR2が互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(7)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(7)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(7)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《一般式(4)で表される化合物》
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 一般式(4)において、環Cm4は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。
 一般式(4)において、環Cm4で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環としては、一般式(1)の環Cm1で表される5員または6員の芳香族炭化水素環、または、5員または6員の芳香族複素環と同義である。
 一般式(4)において環Cm4は、好ましくは6員の芳香族炭化水素環または6員の芳香族複素環であり、さらにベンゼン環またはピリジン環であることが好ましく、より好ましくはベンゼン環である。
 一般式(4)において、BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
 一般式(4)において、A、A、B、Bは好ましくはCである。Aは好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは、好ましくはCR1またはNである。
 一般式(4)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(4)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(4)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(4)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(4)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(4)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(4)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(4)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
 一般式(4)は、より好ましくは下記一般式(8)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 一般式(8)において、BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。
 一般式(8)において、A、A、B、Bは好ましくはCである。Aは好ましくはNR2、O、Sであり、A、Aは好ましくはCR1である。Bは、好ましくはCR1またはNである。
一般式(8)において、C13~C16は各々独立にCR1またはNを表す。C13~C16はCR1であることが好ましい。
 一般式(8)において、複数のR1は各々独立に一般式(1)のR1と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(8)において、R1は水素原子、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(8)において、複数のR2は各々独立に一般式(1)のR2と同義であり、さらに置換基を有していても良い。一般式(8)において、R2はアリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
 一般式(8)において、AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。ただしAとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成しない方が好ましい。
 一般式(8)において、Mはイリジウムまたは白金を表す。Mはイリジウムであることが好ましい。
 一般式(8)において、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。Lで表される芳香族環を有する2座の配位子の具体例としては、一般式(1)~(4)で表される化合物のうちMと2座で配位した部分構造(すなわち、一般式(1)~(4)のカッコの中の構造)、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピコリン酸等が挙げられる。好ましくは、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾールである。
 一般式(8)において、mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表す。Mがイリジウムの場合は、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、より好ましくはmが3であることである。Mが白金の場合は、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
《具体例》
 以下に、一般式(1)~(4)で表されるリン光発光性有機金属錯体の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
《合成例》
 以下に、一般式(1)~(4)で表される化合物の合成例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
≪例示化合物2-47の合成≫
 例示化合物2-47は以下のスキームに従って合成できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(中間体2の合成)
 窒素気流下、フラスコに6.03g(27.7mmol)の中間体1をいれ、THF140mLに溶解させた。この溶液を-78℃に冷却し、そこへn-ブチルリチウムのヘキサン溶液20mL(1.6M、33.2mmol)を滴下した。30分間撹拌した後、さらに塩化亜鉛のエーテル溶液33mL(1.0M、33.2mmol)を滴下し、室温まで昇温した。2時間室温で撹拌した後、反応溶液にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム1.0g(0.83mmol)と3-ブロモーN-フェニルインドール6.20g(22.7mmol)を加え、8時間加熱環流を行った。反応液を室温まで放冷した後、水と炭酸カリウム、エチレンジアミン四酢酸を加え、酢酸エチルで抽出し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、中間体2を3.1g(収率30%)得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。
(中間体3の合成)
 窒素気流下、フラスコに、1.0g(2.65mmol)の中間体2、塩化イリジウム420mg(1.19mmol)、エトキシエタノール12ml、水2mlを入れ、100℃で4時間加熱撹拌した。析出した結晶をろ取し、ろ取した結晶をメタノール洗浄して、中間体3を0.85g得た。
(例示化合物2-47の合成)
 窒素気流下、フラスコに0.60g(0.304mmol)の中間体3、0.23g(0.62mmol)の中間体2、トリフルオロ酢酸銀168mg(0.76mmol)、酢酸フェニル30mLを入れ、150℃で9時間加熱撹拌した。反応液を室温まで放冷した後、減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、例示化合物2-47を154mg(収率38%)得た。例示化合物2-47の構造はマススペクトル及び1H-NMRで確認した。なお、後述する有機EL素子の作製にはこの化合物をさらに昇華精製したものを用いた。
《有機EL素子の構成層》
 本発明の有機EL素子の構成層について説明する。本発明の有機EL素子において、陽極と陰極との間に挟持される各種有機層の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)陽極/発光層ユニット/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(v)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
 なお、阻止層としては正孔阻止層の他に、電子阻止層を用いることもできる。
 さらに、発光層ユニットは複数の発光層の間に非発光性の中間層を有していてもよく、該中間層が電荷発生層であるようなマルチフォトンユニット構成であってもよい。この場合、電荷発生層としては、ITO(インジウム・錫酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiOx、VOx、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の2層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、またC60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられる。
 本発明の有機EL素子における発光層としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置あるいは照明装置であることが好ましい。すなわち、有機EL素子は白色に発光することが好ましい。
 本発明の有機EL素子を構成する各層について以下説明する。
《発光層》
 発光層は、電極または電子輸送層および正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
 発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加することを防止し、且つ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、好ましくは2nm~5μmの範囲に調整され、さらに好ましくは2nm~200nmの範囲に調整され、特に好ましくは5nm~100nmの範囲に調整される。
 発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を用いて、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア・ブロジェット(LangmuirBlodgett法))等を挙げることができる。)等により成膜して形成することができる。なお、本発明に用いるリン光発光性有機金属錯体を発光層の材料として用いる場合、ウェットプロセスにて成膜することが好ましい。
 本発明の有機EL素子の発光層には、発光ドーパントと、発光ホストとを含有し、少なくとも1つの発光ドーパントは前述の一般式(1)~(4)で表されるリン光発光性有機金属錯体であることが好ましい。すなわち、発光層が一般式(1)~(4)で表されリン光発光性有機金属錯体を含有することが好ましい。
(発光ドーパント(リン光発光性ドーパント、リン光ドーパント、発光性ドーパント、リン光発光性ドーパント基、発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう))
 発光ドーパントについて説明する。発光ドーパントとしては、リン光ドーパント、蛍光ドーパントを用いることができる。
(リン光ドーパント(リン光発光ドーパント、リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物、リン光ドーパント化合物ともいう))
 リン光ドーパントについて説明する。
 リン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
 上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
 リン光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられ、1つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう1つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
 また発光層には、以下の特許公報に記載されている化合物等を併用してもよい。
 例えば、国際公開第00/70655号、特開2002-280178号公報、特開2001-181616号公報、特開2002-280179号公報、特開2001-181617号公報、特開2002-280180号公報、特開2001-247859号公報、特開2002-299060号公報、特開2001-313178号公報、特開2002-302671号公報、特開2001-345183号公報、特開2002-324679号公報、国際公開第02/15645号、特開2002-332291号公報、特開2002-50484号公報、特開2002-332292号公報、特開2002-83684号公報、特表2002-540572号公報、特開2002-117978号公報、特開2002-338588号公報、特開2002-170684号公報、特開2002-352960号公報、国際公開第01/93642号、特開2002-50483号公報、特開2002-100476号公報、特開2002-173674号公報、特開2002-359082号公報、特開2002-175884号公報、特開2002-363552号公報、特開2002-184582号公報、特開2003-7469号公報、特表2002-525808号公報、特開2003-7471号公報、特表2002-525833号公報、特開2003-31366号公報、特開2002-226495号公報、特開2002-234894号公報、特開2002-235076号公報、特開2002-241751号公報、特開2001-319779号公報、特開2001-319780号公報、特開2002-62824号公報、特開2002-100474号公報、特開2002-203679号公報、特開2002-343572号公報、特開2002-203678号公報等である。
(蛍光ドーパント(蛍光性化合物ともいう))
 蛍光ドーパントとしては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。
 また発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
 なお、本発明において、好ましく用いることの出来る公知のリン光ドーパント化合物の具体例としては、例えば、特開2012-195554号公報に記載のD-1~D-47の化合物や、以下のD-48、D-49の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(発光ホスト(発光ホスト化合物ともいう))
 本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。
 従来公知の化合物としては、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも1つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。
 公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
 特開2001-257076号公報、同2002-308855号公報、同2001-313179号公報、同2002-319491号公報、同2001-357977号公報、同2002-334786号公報、同2002-8860号公報、同2002-334787号公報、同2002-15871号公報、同2002-334788号公報、同2002-43056号公報、同2002-334789号公報、同2002-75645号公報、同2002-338579号公報、同2002-105445号公報、同2002-343568号公報、同2002-141173号公報、同2002-352957号公報、同2002-203683号公報、同2002-363227号公報、同2002-231453号公報、同2003-3165号公報、同2002-234888号公報、同2003-27048号公報、同2002-255934号公報、同2002-260861号公報、同2002-280183号公報、同2002-299060号公報、同2002-302516号公報、同2002-305083号公報、同2002-305084号公報、同2002-308837号公報等。
 なお、本発明の有機EL素子の発光層の公知の発光ホストとして用いられる具体例としては、例えば、特開2012-164731号公報に記載のOC-1~OC-32の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
 さらに、本発明の有機EL素子の発光層の発光ホストとして特に好ましいものは、例えば、特開2012-164731号公報に記載の一般式(B)の化合物である1~56の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
《注入層:正孔注入層(陽極バッファー層)、電子注入層(陰極バッファー層)》
 注入層とは、必要に応じて、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123頁~166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。
 陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9-45479号公報、同9-260062号公報、同8-288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体バッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体層等が挙げられる。
 陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6-325871号公報、同9-17574号公報、同10-74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウム、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウム、フッ化セシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm~5μmの範囲が好ましい。
《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
 阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11-204258号公報、同11-204359号公報、および「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
 正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
 また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
 本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
 正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げた、カルバゾール誘導体、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン環を構成する炭素原子のいずれかひとつが窒素原子で置き換わったものを示す)を含有することが好ましい。
 また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層(最短波層)が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましい。そしてこのような場合、該最短波層とこの最短波層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。
 本発明に用いることができる正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは3nm~100nmであり、さらに好ましくは5nm~30nmである。
《正孔輸送層》
 正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
 正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
 また、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
 正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物およびスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。
 芳香族第3級アミン化合物およびスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノフェニル;N,N′-ジフェニル-N,N′-ビス(3-メチルフェニル)-〔1,1′-ビフェニル〕-4,4′-ジアミン(TPD);2,2-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)プロパン;1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′-テトラ-p-トリル-4,4′-ジアミノビフェニル;1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン;ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′-ジフェニル-N,N′-ジ(4-メトキシフェニル)-4,4′-ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノジフェニルエーテル;4,4′-ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N-トリ(p-トリル)アミン;4-(ジ-p-トリルアミノ)-4′-〔4-(ジ-p-トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4-N,N-ジフェニルアミノ-(2-ジフェニルビニル)ベンゼン;3-メトキシ-4′-N,N-ジフェニルアミノスチルベン;N-フェニルカルバゾール、さらには米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4-308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″-トリス〔N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
 さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
 また、p型-Si、p型-SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
 また、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、所謂p型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
 正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
 正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5nm~200nmである。この正孔輸送層は上記材料の一種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
 また、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
 本発明においては、このようなp性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
 なお、本発明の有機EL素子の正孔注入層および正孔輸送層の形成に好ましく用いられる化合物の具体例としては、例えば、特開2012-169325号公報に記載のHT-1~HT-29の化合物や、以下のHT-30~HT-45の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
《電子輸送層》
 電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。
 電子輸送層は陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、電子輸送層の構成材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択し併用することも可能である。
 電子輸送層に用いられる従来公知の材料(以下、電子輸送材料という)の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の多環芳香族炭化水素、複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、または、該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等が挙げられる。
 さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も電子輸送材料として用いることができる。
 これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
 また、8-キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7-ジクロロ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7-ジブロモ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、ビス(8-キノリノール)亜鉛(Znq)等、およびこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も電子輸送材料として用いることができる。
 その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも電子輸送材料として用いることができる。また、n型-Si、n型-SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
 電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア・ブロジェット(Langmuir Blodgett法)等を挙げることができる。))等により、薄膜化することにより形成することが好ましい。
 電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm~5000nm程度、好ましくは5nm~200nmである。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
 また、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントをドープして用いてもよい。
 本発明の有機EL素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の化合物(電子輸送材料)としては、例えば、特開2012-164731号公報に記載のET-1-ET-43の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
《陰極》
 一方、陰極としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
 陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm~5μm、好ましくは50nm~200nmの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
 また、陰極に上記金属を1nm~20nmの膜厚で作製した後に、後述する陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
《陽極》
 有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。
 また、IDIXO(In-ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
 あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm~1000nm、好ましくは10nm~200nmの範囲で選ばれる。
《支持基板》
 本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
《有機EL素子の作製方法》
 有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層(陽極バッファー層)/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層(陰極バッファー層)/陰極からなる素子の作製方法について説明する。
 まず、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10nm~200nmの膜厚になるように形成させ、陽極を作製する。
 次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
 薄膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等により成膜して形成することができる。しかしながら、本発明においてはウェットプロセスで有機EL素子を作製することが好ましい。ウェットプロセスで作製することで、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の効果を奏することができる。
 湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。
 本発明に用いることができる有機EL材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。
 また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
 これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは50~200nmの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。
 また、順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
 本発明の有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
《封止》
 本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
 封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。
 封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
 また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。
《保護膜、保護板》
 有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
《光取り出し》
 有機EL素子は空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7~2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
 この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63-314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1-220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62-172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001-202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11-283751号公報)等がある。
 本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
 本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
《集光シート》
 本発明の有機EL素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
 マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10μm~100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
 なお、前記した「有機EL素子を構成する各層」についての本発明の特徴的部分以外や、「支持基板」、「封止」、「保護膜、保護板」、「光取り出し」、「集光シート」等についてのその他の詳細については、例えば、特開2012-164731号公報、特開2012-156299号公報等の公知文献に記載のものと同様である。
《用途》
 本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
 本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
本発明の有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタセンシング(株)製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
 また、本発明の有機EL素子が白色素子の場合には、白色とは、2度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.1の領域内にあることを言う。
《表示装置》
 本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機EL素子を具備したものである。本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
 多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
 発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
 表示装置に具備される有機EL素子の構成は、必要に応じて上記の有機EL素子の構成例の中から選択される。
 また、有機EL素子の製造方法は、上記の本発明の有機EL素子の製造の一態様に示したとおりである。
 このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を-の極性として電圧2V~40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が-の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
 多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
 表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
 発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。図1は有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
 ディスプレイ1は複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B等からなる。制御部Bは表示部Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。
 図2は表示部Aの模式図である。
 表示部Aは基板上に、複数の走査線5およびデータ線6を含む配線部と複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。
 図2においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。
 配線部の走査線5および複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示していない)。
 画素3は走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
 次に、画素の発光プロセスを説明する。図3は画素の模式図である。画素は有機EL素子10、スイッチングトランジスター11、駆動トランジスター12、コンデンサー13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色、青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
 図3において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスター11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスター11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスター11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー13と駆動トランジスター12のゲートに伝達される。
 画像データ信号の伝達により、コンデンサー13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスター12の駆動がオンする。駆動トランジスター12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。
 制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスター11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスター11の駆動がオフしてもコンデンサー13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスター12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスター12が駆動して有機EL素子10が発光する。
 即ち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスター11と駆動トランジスター12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
 ここで、有機EL素子10の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
 本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
 図4は図2の表示部Aに係るパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図4において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
《照明装置》
 本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は、本発明の有機EL素子を具備したものである。本発明の有機EL素子に共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
 また、本発明の有機EL素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
 また、本発明の有機EL材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有したものでもよい。
 また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機EL素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
 発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が発光白色である。発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
《本発明の照明装置の一態様》
 本発明の有機EL素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
 本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成することができる。
 図5は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機EL素子101はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った。)。
 図6は、照明装置の断面図を示し、図6において、105は陰極、106は有機EL層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
 以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
 また、以下に説明する実施例で用いられる化合物の構造を以下に示す。なお、その他の化合物については、本件明細書中に記載のものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
《有機EL素子1-1の作製》
 100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
 この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにHT-30を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにHT-2を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC-11を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにcDP-1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにET-8を200mg入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにET-7を200mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
 次いで真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、HT-30の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、透明支持基板に蒸着し10nmの正孔注入層を設けた。
 さらにHT-2の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔注入層上に蒸着し30nmの正孔輸送層を設けた。
 さらにOC-11とcDP-1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.010nm/秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し40nmの発光層を設けた。
 さらにET-8の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記発光層上に蒸着し10nmの正孔阻止層を設けた。
 さらにET-7の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔阻止層上に蒸着し30nmの電子輸送層を設けた。
 引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム0.5nmを蒸着し、さらにアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子1-1を作製した。
《有機EL素子1-2~1-16の作製》
 有機EL素子1-1の作製において、ドーパント化合物とホスト化合物を表1に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機EL素子1-2~1-16を作製した。
《有機EL素子1-1~1-16の評価》
 得られた有機EL素子1-1~1-16を評価するに際しては、作製後の各有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して硬化させて封止し、図5および図6に示すような照明装置を作製して評価した。
 このようにして作製した各サンプルについて下記の評価を行った。評価結果を表1に示す。
(1)外部取り出し量子効率(単に、効率ともいう)
 有機EL素子を室温(約23~25℃)、2.5mA/cmの定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度(L)[cd/m]を測定することにより、外部取り出し量子効率(η)を算出した。
 ここで、発光輝度の測定はCS-1000(コニカミノルタセンシング製)を用いて行い、外部取り出し量子効率は有機EL素子1-1を100とする相対値で表した。
 なお、値が大きいほうが比較に対して効率に優れていることを示す。
(2)半減寿命
 下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。各有機EL素子を初期輝度1000cd/mを与える電流で定電流駆動して、初期輝度の1/2(500cd/m)になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。なお、半減寿命は有機EL素子1-1を100とする相対値で表した。
 なお、値が大きいほうが比較に対して半減寿命に優れていることを示す。
(3)駆動電圧
 有機EL素子を室温(約23℃~25℃)、2.5mA/cmの定電流条件下で駆動したときの電圧を各々測定し、測定結果を下記に示すように、有機EL素子1-1を100として各々相対値で示した。
 電圧=(各素子の駆動電圧/有機EL素子1-1の駆動電圧)×100
 なお、値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
(4)輝度残存率
 UV-LED(5W/cm)光源とサンプルの距離を10mmとし、サンプルに対し光を20分照射したときの輝度残存率を測定した。
 有機EL素子1-1を100とする相対値で表した。
 輝度残存率=20分後輝度/初期輝度
 なお、値が大きいほうが比較に対して励起子耐久性(励起子安定性)に優れていることを示す。
(5)発光波長
 有機EL素子を室温(約23℃~25℃)、2.5mA/cmの定電流条件下で発光させたときの発光波長(nm)を各々測定した。測定にはCS-1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
 表1から明らかな通り、本発明のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光波長が青または緑であり、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
《有機EL素子2-1の作製》
 100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
 この透明支持基板上に、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、H.C. スタルク社製、CLEVIO P VPAI 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用い、3000rpm、30秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚20nmの第1正孔輸送層を設けた。
 この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに正孔輸送材料としてHT-2を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてOC-30を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料としてET-8を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてcDP-3を100mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
 次いで真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、HT-2の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚20nmの第2正孔輸送層を設けた。
 さらに、ホスト化合物としてOC-30とドーパント化合物としてcDP-3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.006nm/秒で前記第2正孔輸送層上に共蒸着して膜厚40nmの発光層を設けた。
 さらにET-8の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記発光層上に蒸着して膜厚30nmの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
 引き続き、フッ化リチウムを蒸着して膜厚0.5nmの陰極バッファー層を形成し、さらにアルミニウムを蒸着して膜厚110nmの陰極を形成し、有機EL素子2-1を作製した。
《有機EL素子2-2~2-18の作製》
 有機EL素子2-1の作製において、発光層におけるホスト化合物およびドーパント化合物を表2に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機EL素子2-2~2-18を各々作製した。
《有機EL素子2-1~2-18の評価》
 得られた有機EL素子を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子1-1~1-16と同様に封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
 このようにして作製した各サンプルに対し、実施例1と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率および発光波長について評価を行った。評価結果を表2に示す。なお、表2における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率の測定結果は、有機EL素子2-1の測定値を100とする相対値で表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 表2から明らかな通り、本発明のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
《有機EL素子3-1の作製》
 100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(AvanStrate株式会社製、NA-45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。
 この透明支持基板上に、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer株式会社製、Baytron P Al4083)を純水で70%に希釈した溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの第1正孔輸送層を設けた。
 この第1正孔輸送層上に、正孔輸送材料Poly(N,N′-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N′-ビス(フェニル))ベンジジン(American Dye Source株式会社製、ADS-254)のクロロベンゼン溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。150℃で1時間加熱乾燥し、膜厚40nmの第2正孔輸送層を設けた。
 この第2正孔輸送層上に、ホスト化合物としてのOC-29およびドーパント化合物としてのcDP-5の酢酸ブチル溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成し、120℃で1時間加熱乾燥し、膜厚30nmの発光層を設けた。
 この発光層上に、電子輸送材料としてのET-11の1-ブタノール溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成し、膜厚20nmの電子輸送層を設けた。
 この基板を、真空蒸着装置に取付け、真空槽を4×10-4Paまで減圧した。次いで、フッ化リチウムを蒸着して膜厚1.0nmの電子注入層を形成し、アルミニウムを蒸着して膜厚110nmの陰極を形成し、有機EL素子3-1を作製した。
《有機EL素子3-2~3-14の作製》
 有機EL素子3-1の作製において、発光層におけるホスト化合物およびドーパント化合物を表3に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機EL素子3-2~3-14を各々作製した。
《有機EL素子3-1~3-14の評価》
 得られた有機EL素子を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子1-1~1-16と同様に封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
 このようにして作製した各サンプルに対し、実施例1と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率および発光波長について評価を行った。評価結果を表3に示す。なお、表3における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率の測定結果は、有機EL素子3-1の測定値を100とする相対値で表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
 表3から明らかな通り、本発明のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光波長が青または緑であり、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
《有機EL素子4-1~4-11の作製》
 有機EL素子3-1の作製において、発光層におけるホスト化合物およびドーパント化合物を表4に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機EL素子4-1~4-11を各々作製した。
《有機EL素子4-1~4-11の評価》
 得られた有機EL素子を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子1-1~1-16と同様に封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成して評価した。
 このようにして作製した各サンプルに対し、実施例1と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率および発光波長について評価を行った。評価結果を表4に示す。なお、表4における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、輝度残存率の測定結果は、有機EL素子4-1の測定値を100とする相対値で表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
 表4から明らかな通り、本発明のドーパント化合物を使用した有機EL素子は、比較の有機EL素子に比べ、発光波長が青または緑であり、発光効率および発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また輝度残存率も優れていることがわかった。
 100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
 この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにHT-30を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにHT-36を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC-30を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに例示化合物2-1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC-3を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにcGD-1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにcRD-1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにET-11を200mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
 次いで真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、HT-30の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、透明支持基板に蒸着し10nmの正孔注入層を設けた。
 さらにHT-36の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔注入層上に蒸着し20nmの正孔輸送層を設けた。
 さらにOC-30と例示化合物2-1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.012nm/秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し60nmの第1発光層を設けた。
 さらにOC-3とcGD-1とcRD-1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.012nm/秒、0.002nm/秒で、前記第1発光層上に共蒸着し60nmの第2発光層を設けた。
 さらにET-11の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記第2発光層上に蒸着し25nmの電子輸送層を設けた。
 引き続き、陰極バッファー層としてフッ化カリウム0.5nmを蒸着し、さらにアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を作製した。作製した有機EL素子はそれぞれ電極に電圧を印加することにより白色の発光を示し、照明装置として使用できることが分かった。なお、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが分かった。
《有機ELフルカラー表示装置の作製》
 図7は、有機ELフルカラー表示装置の概略構成図を示す。
 ガラス基板201上に、陽極としてITO透明電極202を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)に100μmのピッチでパターニングを行った後(図7(a)参照)、このガラス基板201上であってITO透明電極202の間に非感光性ポリイミドの隔壁203(幅20μm、厚さ2.0μm)をフォトリソグラフィーで形成した(図7(b)参照)。
 ITO透明電極202上であって隔壁203同士の間に下記組成の正孔注入層組成物を、インクジェットヘッド(エプソン社製;MJ800C)を用いて吐出注入し、紫外光を200秒間照射し、60℃、10分間の乾燥処理により、膜厚40nmの正孔注入層204を設けた(図7(c)参照)。
 この正孔注入層204上に、各々下記組成の青色発光層組成物、緑色発光層組成物、赤色発光層組成物を同様にインクジェットヘッドを使用して吐出注入し、60℃、10分間乾燥処理し、各色の発光層205B,205G,205Rを設けた(図7(d)参照)。
 次に、各発光層205B,205G,205Rを覆うように電子輸送材料を蒸着して膜厚20nmの電子輸送層(図示略)を設け、さらにフッ化リチウムを蒸着して膜厚0.6nmの陰極バッファー層(図示略)を設け、Alを蒸着して膜厚130nmの陰極206を設けて有機EL素子を作製した(図7(e)参照)。
 作製した有機EL素子はそれぞれ電極に電圧を印加することにより青色、緑色、赤色の発光を示し、フルカラー表示装置として利用できることがわかった。
(正孔注入層組成物)
HT-44 20質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(青色発光層組成物)
OC-29 0.7質量部
例示化合物2-2 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(緑色発光層組成物)
OC-3 0.7質量部
D-1 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
(赤色発光層組成物)
OC-3 0.7質量部
D-10 0.04質量部
シクロヘキシルベンゼン 50質量部
イソプロピルビフェニル 50質量部
1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスター
12 駆動トランジスター
13 コンデンサー
101 有機EL素子
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
201 ガラス基板
202 ITO透明電極
203 隔壁
204 正孔注入層
205B、205G、205R 発光層
206 陰極
A 表示部
B 制御部

Claims (8)

  1.  陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
     該有機層の少なくとも1層が下記一般式(1)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔式中、環Cm1は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。AはCを表し、AはCR1、Nを表す。A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、B~Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
  2.  陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
     該有機層の少なくとも1層が下記一般式(2)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔式中、環Cm2は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。A、A、A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、B、B、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。BとBが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
  3.  陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
     該有機層の少なくとも1層が下記一般式(3)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    〔式中、環Cm3は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。AはCR1、NR2、O、Sを表し、AはCR1、N、NR2を表す。A、A、B、B、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
  4.  陽極と陰極の間に少なくとも発光層を含む有機層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
     該有機層の少なくとも1層が下記一般式(4)で表される構造を有する緑色から青色の発光色を有するリン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    〔式中、環Cm4は5員または6員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。BおよびBは各々Nを表す。A、A、B、Bは各々独立にCまたはNを表し、A、A、A、Bは各々独立にCR1、N、NR2、O、Sのいずれか1つを表す。複数のR1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、ホスホリル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。複数のR2は各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、さらに置換基を有していても良い。AとAが有するR1またはR2、および、AとAが有するR1またはR2は互いに結合して環を形成していても良い。Mはイリジウムまたは白金を表し、Lは芳香族環を有する2座配位子を表す。mは1~3の整数を表し、nは0~2の整数を表し、Mがイリジウムの場合は、m+nが3であり、Mが白金の場合は、m+nが2である。〕
  5.  前記発光層が前記リン光発光性有機金属錯体を含有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6.  ウェットプロセスで作製されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  7.  請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする表示装置。
  8.  請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
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