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技術 オルトメタル化イリジウム錯体からなる発光素子材料、発光素子および新規イリジウム錯体

出願人 富士フイルム株式会社
発明者 五十嵐達也木村桂三新居一巳
出願日 2000年9月29日 (18年3ヶ月経過) 出願番号 2000-299495
公開日 2001年9月14日 (17年3ヶ月経過) 公開番号 2001-247859
状態 特許登録済
技術分野 電場発光光源(EL) 1,2-ジアジン系化合物 1,2―ジアゾール系化合物 その他のIN系複素環式化合物 1,4-ジアジン系化合物 ピリジン系化合物 N,O含有複素環式化合物 複数複素環系化合物 その他のN系縮合複素環2 発光性組成物 第5-8族元素を含む化合物及びその製造 エレクトロルミネッセンス光源
主要キーワード そのための材料 こげ茶色 ABS樹脂 熱CVD法 黄緑色発光 ハロゲン化イリジウム 直流定電圧 スペクトルアナライザー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年9月14日)のものです。
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図面 (1)

課題

発光特性の優れた発光素子およびそのための材料を提供する。

解決手段

式1〜2、又は一般式3の部分構造を有するオルトメタル化イリジウム錯体又はその互変異性からなる発光素子材料。具体例にはそれぞれ1−3、1−1、1−4の化合物がある。

(R1とR2は置換基、q1とq2は0〜4の整数を表し、q1+q2は1以上である。)

概要

背景

今日、種々の表示素子に関する研究開発活発であり、中でも有機電界発光(EL)素子は、低電圧高輝度発光を得ることができるため、有望な表示素子として注目されている。例えば、有機化合物蒸着により有機薄膜を形成する発光素子が知られている(アプライフィジックスレターズ,51巻,913頁,1987年)。この文献に記載された発光素子はトリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体(Alq)を電子輸送材料として用い、正孔輸送材料アミン化合物)と積層させることにより、従来の単層型素子に比べて発光特性を大幅に向上させている。

近年、有機EL素子カラーディスプレイへと適用することが活発に検討されているが、高性能カラーディスプレイを開発する為には 青・緑・赤、それぞれの発光素子の特性を向上する必要が有る。

発光素子特性向上の手段として、オルソメタル化イリジウム錯体(Ir(ppy)3:Tris−Ortho−Metalated Complex of Iridium(III) with 2−Phenylpyridine)からの発光を利用した緑色発光素子報告されている(Applied Physics Letters 75,4(1999).)。本素子は外部量子収率8%を達しており、従来素子の限界といわれていた外部量子収率5%を凌駕しているが、緑色発光に限定されているため、ディスプレイとしての適用範囲が狭く、高効率で他色に発光する発光素子材料の開発が求められていた。

一方、有機発光素子において高輝度発光を実現しているものは有機物質真空蒸着によって積層している素子であるが、製造工程の簡略化、加工性大面積化等の観点から塗布方式による素子作製が望ましい。しかしながら、従来の塗布方式で作製した素子では特に発光効率の点で蒸着方式で作製した素子に劣っており、新規発光素子材料の開発が望まれていた。また、近年、フィルター用染料色変換フィルター写真感光材料染料、増感色素パルプ色用染料、レーザー色素医療診断用蛍光薬剤有機発光素子用材料等に蛍光を有する物質が種々用いられ、その需要が高まっており、新たな発光材料が望まれていた。

概要

発光特性の優れた発光素子およびそのための材料を提供する。

式1〜2、又は一般式3の部分構造を有するオルトメタル化イリジウム錯体又はその互変異性からなる発光素子材料。具体例にはそれぞれ1−3、1−1、1−4の化合物がある。

(R1とR2は置換基、q1とq2は0〜4の整数を表し、q1+q2は1以上である。)

目的

効果

実績

技術文献被引用数
24件
牽制数
46件

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請求項1

一般式(1)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光素子材料

請求項

ID=000004HE=025 WI=041 LX=0395 LY=0500

請求項2

一般式(2)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光素子材料。

請求項

ID=000005HE=025 WI=045 LX=0375 LY=0900

請求項3

一般式(3)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光素子材料。

請求項

ID=000006HE=040 WI=043 LX=0385 LY=1300式中、R1,R2はそれぞれ置換基を表す。q1,q2は0〜4の整数を表し、かつ、q1+q2 は1以上である。

請求項4

一般式(4)で表わされる部分構造を有する化合物またはその互変異性体。

請求項

ID=000007HE=035 WI=061 LX=0295 LY=1950式中、Z11およびZ12はそれぞれ炭素原子および/または窒素原子とともに5員環または6員環を形成するのに必要な非金属原子団を表わし、この環は置換基を有していても良く、また更に別の環と縮合環を形成してもよい。Ln1は2価の基を表わす。Y1は窒素原子または炭素原子を表わし、b1は単結合または二重結合を表わす。

請求項5

請求項4に記載の化合物からなる発光材料

請求項6

一般式(5)で表わされる部分構造を有する化合物からなる発光材料。

請求項

ID=000008HE=010 WI=031 LX=1345 LY=0400

請求項7

一般式(6)で表わされる部分構造を有する化合物からなる発光材料。

請求項

ID=000009HE=010 WI=031 LX=1345 LY=0650

請求項8

一般式(7)で表わされる部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

請求項

ID=000010HE=035 WI=043 LX=1285 LY=0900式中、Z21およびZ22はそれぞれ炭素原子および/または窒素原子とともに5員環または6員環を形成するのに必要な非金属原子団を表わし、この環は置換基を有していてもよく、また更に別の環と縮合環を形成してもよい。Y2は窒素原子または炭素原子を表わし、b2は単結合または二重結合を表わす。

請求項9

一般式(8)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

請求項

ID=000011HE=035 WI=045 LX=1275 LY=1700式中、X201、X202、X203およびX204は、窒素原子またはC−Rを表し、−C=N−とともに含窒素テロアリール6員環を形成し、X201、X202、X203およびX204の少なくとも1つは窒素原子を表す。Rは水素原子または置換基を表す。Z201はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表す。

請求項10

一般式(9)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

請求項

ID=000012HE=035 WI=045 LX=0375 LY=0300式中、Z201、Z301はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表す。

請求項11

一般式(10)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

請求項

ID=000013HE=030 WI=049 LX=0355 LY=0900式中、Z201、Z401はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表す。

請求項12

一対の電極間発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄層を形成した発光素子において、少なくとも一層に請求項1、2、3、5ないし11に記載の発光材料を含有する有機発光素子

請求項13

一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄層を形成した発光素子において、請求項1、2、3、5ないし11に記載の発光材料単独からなる層を少なくとも一層有することを特徴とする有機発光素子。

請求項14

一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄層を形成した発光素子において、少なくとも一層にオルトメタル化イリジウム錯体を有し、かつ、オルトメタル化イリジウム錯体を含む層を塗布プロセス成膜することを特徴とする発光素子。

技術分野

0001

本発明は、電気エネルギーを光に変換して発光できる発光素子用材料および発光素子に関し、表示素子ディスプレイバックライト電子写真照明光源記録光源、露光光源読み取り光源、標識、看板インテリア等の分野に好適に使用できる発光素子に関する。また、各種分野での応用が期待される新規発光材料に関する。

背景技術

0002

今日、種々の表示素子に関する研究開発活発であり、中でも有機電界発光(EL)素子は、低電圧高輝度の発光を得ることができるため、有望な表示素子として注目されている。例えば、有機化合物蒸着により有機薄膜を形成する発光素子が知られている(アプライフィジックスレターズ,51巻,913頁,1987年)。この文献に記載された発光素子はトリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体(Alq)を電子輸送材料として用い、正孔輸送材料アミン化合物)と積層させることにより、従来の単層型素子に比べて発光特性を大幅に向上させている。

0003

近年、有機EL素子カラーディスプレイへと適用することが活発に検討されているが、高性能カラーディスプレイを開発する為には 青・緑・赤、それぞれの発光素子の特性を向上する必要が有る。

0004

発光素子特性向上の手段として、オルソメタル化イリジウム錯体(Ir(ppy)3:Tris−Ortho−Metalated Complex of Iridium(III) with 2−Phenylpyridine)からの発光を利用した緑色発光素子報告されている(Applied Physics Letters 75,4(1999).)。本素子は外部量子収率8%を達しており、従来素子の限界といわれていた外部量子収率5%を凌駕しているが、緑色発光に限定されているため、ディスプレイとしての適用範囲が狭く、高効率で他色に発光する発光素子材料の開発が求められていた。

0005

一方、有機発光素子において高輝度発光を実現しているものは有機物質真空蒸着によって積層している素子であるが、製造工程の簡略化、加工性大面積化等の観点から塗布方式による素子作製が望ましい。しかしながら、従来の塗布方式で作製した素子では特に発光効率の点で蒸着方式で作製した素子に劣っており、新規発光素子材料の開発が望まれていた。また、近年、フィルター用染料色変換フィルター写真感光材料染料、増感色素パルプ色用染料、レーザー色素医療診断用蛍光薬剤有機発光素子用材料等に蛍光を有する物質が種々用いられ、その需要が高まっており、新たな発光材料が望まれていた。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、発光特性が良好な発光素子およびそれを可能にする発光素子用材料の提供および、各種分野で利用可能な新規発光材料の提供にある。

課題を解決するための手段

0007

この課題は下記手段によって達成された。
1.一般式(1)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光素子材料。

0008

0009

2.一般式(2)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光素子材料。

0010

0011

3.一般式(3)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光素子材料。

0012

0013

式中、R1,R2はそれぞれ置換基を表す。q1,q2は0〜4の整数を表し、かつ、q1+q2 は1以上である。

0014

4.一般式(4)で表わされる部分構造を有する化合物またはその互変異性体。

0015

0016

式中、Z11およびZ12はそれぞれ炭素原子および/または窒素原子とともに5員環または6員環を形成するのに必要な非金属原子団を表わし、この環は置換基を有していても良く、また更に別の環と縮合環を形成してもよい。Ln1は2価の基を表わす。Y1は窒素原子または炭素原子を表わし、b1は単結合または二重結合を表わす。

0017

5.上記4に記載の化合物からなる発光材料。

0018

6.一般式(5)で表わされる部分構造を有する化合物からなる発光材料。

0019

0020

7.一般式(6)で表わされる部分構造を有する化合物からなる発光材料。

0021

0022

8.一般式(7)で表わされる部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

0023

0024

式中、Z21およびZ22はそれぞれ炭素原子および/または窒素原子とともに5員環または6員環を形成するのに必要な非金属原子団を表わし、この環は置換基を有していてもよく、また更に別の環と縮合環を形成してもよい。Y2は窒素原子または炭素原子を表わし、b2は単結合または二重結合を表わす。

0025

9.一般式(8)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

0026

0027

式中、X201、X202、X203およびX204は、窒素原子またはC−Rを表し、−C=N−とともに含窒素テロアリール6員環を形成し、X201、X202、X203およびX204の少なくとも1つは窒素原子を表す。Rは水素原子または置換基を表す。Z201はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表す。
10.一般式(9)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

0028

0029

式中、Z201、Z301はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表す。
11.一般式(10)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体からなる発光材料。

0030

0031

式中、Z201、Z401はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表す。
12.一対の電極間発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄層を形成した発光素子において、少なくとも一層に上記1、2、3、5ないし11に記載の発光材料を含有する有機発光素子。
13.一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄層を形成した発光素子において、1、2、3、5ないし11に記載の発光材料単独からなる層を少なくとも一層有することを特徴とする有機発光素子。
14.一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄層を形成した発光素子において、少なくとも一層にオルトメタル化イリジウム錯体を有し、かつ、オルトメタル化イリジウム錯体を含む層を塗布プロセス成膜することを特徴とする発光素子。

発明を実施するための最良の形態

0032

以下、本発明について詳細に説明する。本発明の化合物はオルトメタル化イリジウム錯体(orthometalated Ir Complexes)からなる発光素子材料である。オルトメタル化金属錯体とは、例えば「有機金属化学基礎と応用−」p150,232 裳華房社 山本明夫著 1982年発行、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 p71-p77,p135-p146 Springer-Verlag社 H.Yersin著1987年発行等に記載されている化合物群の総称である。

0033

オルトメタル化イリジウム錯体のイリジウムの価数は特に限定しないが、3価が好ましい。オルトメタル化イリジウム錯体の配位子は、オルトメタル化錯体を形成し得る物であれば特に問わないが、例えば、アリール基置換含窒素ヘテロ環誘導体(アリール基の置換位置は含窒素ヘテロ環窒素原子の隣接炭素上であり、アリール基としては例えばフェニル基ナフチル基アントリル基フェナントリル基ピレニル基などが挙げられ、さらに炭素環、ヘテロ環と縮環を形成しても良い。含窒素ヘテロ環としては、例えば、ピリジンピリミジンピラジンピリダジンキノリンイソキノリンキノキサリンフタラジンキナゾリンナフトリジンシンノリンペリジンフェナントロリンピロールイミダゾールピラゾールオキサゾールオキサジアゾールトリアゾールチアジアゾールベンズイミダゾールベンズオキサゾールベンズチアゾールフェナントリジンなどが挙げられる)、ヘテロアリール基置換含窒素ヘテロ環誘導体(ヘテロアリール基の置換位置は含窒素ヘテロ環窒素原子の隣接炭素上であり、ヘテロアリール基としては例えば前記の含窒素ヘテロ環誘導体を含有する基、チエニル基フリル基などが挙げられる)、7,8−ベンゾキノリン誘導体ホスフィノアリール誘導体、ホスフィノヘテロアリール誘導体、ホスフィノキシアリール誘導体、ホスフィノキシヘテロアリール誘導体、アミノメチルアリール誘導体、アミノメチルヘテロアリール誘導体等が挙げられる。アリール基置換含窒素芳香族ヘテロ環誘導体、ヘテロアリール基置換含窒素芳香族ヘテロ環誘導体、7,8−ベンゾキノリン誘導体が好ましく、フェニルピリジン誘導体、チエニルピリジン誘導体、7,8−ベンゾキノリン誘導体、ベンジルピリジン誘導体、フェニルピラゾール誘導体フェニルイソキノリン誘導体、窒素原子を2つ以上有するアゾールフェニル置換誘導体がさらに好ましく、チエニルピリジン誘導体、7,8−ベンゾキノリン誘導体、ベンジルピリジン誘導体、フェニルピラゾール誘導体、フェニルイソキノリン誘導体、窒素原子を2つ以上有するアゾールのフェニル置換誘導体が特に好ましい。

0034

本発明の化合物は、オルトメタル化錯体を形成するに必要な配位子以外に、他の配位子を有していても良い。他の配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」Springer-Verlag社 H.Yersin著 1987年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」 裳華房社 山本明夫著 1982年発行 等に記載の配位子が挙げられ、好ましくは、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、含窒素ヘテロ環配位子(例えばビピリジル、フェナントロリンなど)、ジケトン配位子であり、より好ましくは塩素配位子、ビピリジル配位子である。

0035

本発明の化合物の配位子の種類は1種類でも良いし、複数の種類があっても良い。錯体中の配位子の数は好ましくは1〜3種類であり、特に好ましくは1、2種類であり、さらに好ましくは1種類である。

0036

本発明の化合物の炭素数は、好ましくは5〜100、より好ましくは10〜80、さらに好ましくは14〜50である。

0037

本発明の一般式(1)ないし(10)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体のうち、一般式(1)、(2)、(4)ないし(10)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体がより好ましい。

0038

一般式(1)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体は、化合物中にイリジウム原子を一つ有しても良いし、また、2つ以上有するいわゆる複核錯体であっても良い。他の金属原子を同時に含有していても良い。一般式(2)ないし(10)で表される部分構造を有する化合物またはその互変異性体も同様である。

0039

一般式(3)において、R1,R2は置換基を表す。q1,q2は0〜4の整数を表し、かつ、q1+q2 は1以上である。q1,q2が2以上の場合、複数個のR1,R2はそれぞれ同一または互いに異なっても良い。R1,R2としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメチルエチル、iso−プロピル、tert−ブチルn−オクチルn−デシル、n−ヘキサデシルシクロプロピルシクロペンチルシクロヘキシルトリフルオロメチル基ペンタフルオロエチル基などが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばビニルアリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニルナフチルアントラニルなどが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜10であり、例えばアミノ、メチルアミノジメチルアミノジエチルアミノジベンジルアミノジフェニルアミノジトリルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシエトキシブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロアリールオキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシピリミジルオキシキノリルオキシなどが挙げられる。)、アシル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばアセチルベンゾイルホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルエトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜12であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイルフェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばカルバモイルメチルカルバモイルジエチルカルバモイルフェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオエチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロアリールチオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメシルトシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルフィニルベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基メルカプト基ハロゲン原子(例えばフッ素原子塩素原子臭素原子ヨウ素原子)、シアノ基スルホ基カルボキシル基ニトロ基ヒドロキサム酸基スルフィノ基ヒドラジノ基イミノ基ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリルピリジルキノリルフリル、チエニル、ピペリジルモルホリノ、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。)、シリル基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリルトリフェニルシリルなどが挙げられる。)などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また、R1基どうし、R2基どうし、もしくは、R1基,R2基が結合して縮環構造を形成しても良い。

0040

R1,R2はアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、結合して縮環構造を形成する基が好ましく、アルキル基、結合して芳香族縮環構造を形成する基がより好ましい。q1,q2は0,1,2が好ましく、より好ましくはq1+q2=1 or 2である。

0041

一般式(4)において、Z11およびZ12は5員環または6員環を形成するのに必要な非金属原子団を表し、この環は置換基を有していても良く、またさらに別の環と縮合環を形成していてもよい。置換基としては例えばハロゲン原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ、ニトロ、−OR101、−SR102、−CO2R103、−OCOR104、−NR105R106、−CONR107R108、−SO2R109、−SO2NR110R111、−NR112CONR113R114、−NR115CO2R116、−COR117、−NR118COR119または−NR120SO2R121が挙げられる。ここでR101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、R109、R110、R111、R112、R113、R114、R115、R116、R117、R118、R119、R120およびR121はそれぞれ独立に、水素原子、脂肪族基またはアリール基である。

0042

置換基としては上記のうちハロゲン原子、脂肪族基、アリール基、−OR101、−SR102、−NR105R106、 −SO2R109、−NR112CONR113R114、−NR115CO2R116、−NR118COR119または−NR120SO2R121であることが好ましく、ハロゲン原子、脂肪族基、アリール基、−OR101、−SR102、−NR105R106またはで−SO2R109あることがより好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、フェノキシ基ジアルキルアミノ基であることがより好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜10のアルキル基、炭素原子数6〜10のアリール基、炭素原子数1〜10のアルコキシ基であることがさらに好ましく、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基であることが最も好ましい。

0043

ここで、脂肪族基はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基を意味する。

0044

Z11およびZ12が形成する5員環、6員環としては芳香族環または複素芳香族環が好ましく、例えばフラン環チオフェン環イミダゾール環チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、ピラゾール環、1,2,3−トリアゾール環、1,2,4−トリアゾール環、セレナゾール環、オキサジアゾール環チアジアゾール環ベンゼン環ピリジン環ピリミジン環ピラジン環およびピリダジン環がある。Z11してはこれらのうち、チオフェン環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、ピラゾール環、ベンゼン環およびピリジン環が好ましく、チアゾール環、ピロール環、ベンゼン環およびピリジン環が更に好ましく、ベンゼン環が最も好ましい。Z12としてはイミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、ピラゾール環、1,2,3−トリアゾール環、1,2,4−トリアゾール環、ピリジン環およびピリミジン環が好ましく、イミダゾール環、チアゾール環、ピロール環、ピラゾール環、ピリジン環およびピリミジン環がさらに好ましく、ピラゾール環およびピリジン環が更に好ましい。好ましいZ11、Z12の炭素原子数は各々3〜40であり、さらに好ましくは3〜30であり、特に好ましくは3〜20である。

0045

Ln1は2価の基を表わす。2価の基としては例えば−C(R131)(R132)−、−N(R133)−、−O−、−P(R134)−または−S−が挙げられる。ここでR131およびR132はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ、−OR141、−SR142、−CO2R143、−OCOR144、−NR145R146、−CONR147R148、−SO2R149、−SO2NR150R151、−NR152CONR153R154、−NR155CO2R156、−COR157、−NR158COR159または−NR160SO2R161を表わし、R141、R142、R143、R144、R145、R146、R147、R148、R149、R150、R151、R152、R153、R154、R155、R156、R157、R158、R159、R160およびR161はそれぞれ独立に、水素原子、脂肪族基またはアリール基である。R133は脂肪族基、アリール基またはヘテロ環基を表わし、またR134は脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基および−OR171を表わし、 R171は水素原子、脂肪族基またはアリール基である。

0046

Ln1として好ましくは−C(R131)(R132)−、−O−または−S−であり、さらに好ましくは−C(R131)(R132)−でR131およびR132が水素原子、脂肪族基またはアリール基の場合であり、さらに好ましくは−C(R131)(R132)−でR131およびR132が水素原子あるいは炭素数1〜4のアルキル基の場合である。好ましいLn1の炭素原子数は0〜20であり、さらに好ましくは0〜15であり、特に好ましくは0〜10である。

0047

Y1は窒素原子または炭素原子を表わす。Y1が窒素原子のときb1は単結合を表わし、炭素原子のときb1は二重結合を表わす。

0048

一般式(7)においてZ21およびZ22は5員環または6員環を形成するのに必要な非金属原子団を表わし、この環は置換基を有していても良く、また更に別の環と縮合環を形成してもよい。置換基の例としてはハロゲン原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ、ニトロ、−OR201、−SR202、−CO2R203、−OCOR204、−NR205R206、−CONR207R208、−SO2R209、−SO2NR210R211、−NR212CONR213R214、−NR215CO2R216、−COR217、−NR218COR219または−NR220SO2R221が挙げられる。ここでR201、R202、R203、R204、R205、R206、R207、R208、R209、R210、R211、R212、R213、R214、R215、R216、R217、R218、R219、R220およびR221はそれぞれ独立に、水素原子、脂肪族基またはアリール基である。

0049

Z21およびZ22の好ましい置換基として挙げられるものは、Z11およびZ12の場合と全く同じである。

0050

Z21が形成する5員環、6員環としてはフラン環、チオフェン環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、ピラゾール環、1,2,3−トリアゾール環、1,2,4−トリアゾール環、セレナゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、ベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環およびピリダジン環がある。これらのうち、チオフェン環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、ピラゾール環、ベンゼン環およびピリジン環が好ましく、チアゾール環、ピロール環、ベンゼン環およびピリジン環が更に好ましく、ベンゼン環が最も好ましい。Z22としてはピラゾール環、1,2,3−トリアゾール環、1,2,4−トリアゾール環およびピリダジン環があり、ピラゾール環が最も好ましい。好ましいZ11、Z12の炭素原子数は各々3〜40であり、さらに好ましくは3〜30であり、特に好ましくは3〜20である。

0051

Y2は窒素原子または炭素原子を表わす。Y2が窒素原子のときb2は単結合を表わし、炭素原子のときb2は二重結合を表わす。

0052

一般式(8)において、式中、X201、X202、X203およびX204は、窒素原子またはC−Rを表し、−C=N−とともに含窒素へテロアリール6員環を形成し、X201、X202、X203およびX204の少なくとも1つは窒素原子を表す。X201、X202、X203、X204が−C=N−とともに形成する含窒素へテロアリール6員環は縮環を形成しても良い。Rは水素原子または置換基を表し、置換基としてはR1、R2において説明したものと同義である。好ましくはピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、プリンプテリジン等を表し、さらに好ましくはピラジン、ピリミジン、ピリダジン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリンを表す。Z201はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表す。Z201が形成するアリール環は、好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基などが挙げられ、さらに炭素環、ヘテロ環と縮環を形成しても良い。Z201が表すヘテロアリール環は好ましくは炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子からなるヘテロアリール環を表し、さらに好ましくは5ないし6員のヘテロアリール環を表し、さらに縮環を形成しても良く、好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、フタラジン、キナゾリン、ナフトリジン、シンノリン、ペリミジン、フェナントロリン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、チアジアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、フェナントリジン、チエニル基、フリル基などが挙げられる。Z201が形成する環はアリール環が好ましい。

0053

一般式(9)において、Z201は一般式(8)と同義であり、Z301はピリジン環に縮環するアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表し、形成するアリール環、ヘテロアリール環は一般式(8)のZ201が形成するアリール環、ヘテロアリール環と同様である。Z301が形成する環はアリール環が好ましい。

0054

一般式(10)において、Z201は一般式(8)と同義であり、Z401はピリジン環に縮環するアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表し、形成するアリール環、ヘテロアリール環は一般式(8)のZ201が形成するアリール環、ヘテロアリール環と同様である。Z401が形成する環はアリール環が好ましい。

0055

本発明の化合物のさらに好ましい形態は、一般式(11)ないし一般式(20)で表される化合物である。一般式(11)ないし(12)で表される化合物および一般式(14)ないし一般式(20)で表される化合物が特に好ましい。

0056

0057

0058

0059

一般式(11)について説明する。R11、R12は置換基を表し、置換基としては前記R1で説明した置換基が挙げられる。

0060

R11,R12はアルキル基、アリール基が好ましく、アルキル基がより好ましい。

0061

q11は0〜2の整数を表し、0,1が好ましく、0がより好ましい。q12は0〜4の整数を表し、0,1が好ましく、0がより好ましい。q11,q12が2以上の場合、複数個のR11,R12はそれぞれ同一または互いに異なっても良く、また、連結して縮環を形成しても良い。

0062

L1は配位子を表す。配位子としては前記オルトメタル化イリジウム錯体を形成するに必要な配位子、及び、その他の配位子で説明した配位子が挙げられる。L1はオルトメタル化イリジウム錯体を形成するに必要な配位子、含窒素ヘテロ環配位子、ジケトン配位子、ハロゲン配位子が好ましく、より好ましくはオルトメタル化イリジウム錯体を形成するに必要な配位子、ビピリジル配位子である。

0063

n1は0〜5を表し、0が好ましい。m1は1,2,3を表し、好ましく3である。n1,m1 の数の組み合わせは、一般式(4)で表される金属錯体中性錯体となる数の組み合わせが好ましい。

0064

一般式(12)について説明する。R21,n2,m2,L2はそれぞれ前記R11,n1,m1,L1とそれぞれ同義である。q21は0〜8を表し、0が好ましい。q21が2以上の場合は、複数個のR21は同一または互いに異なっても良く、また、連結して縮環を形成しても良い。

0065

一般式(13)について説明する。R31,R32,q31,q32,n3,m3,L3はそれぞれ前記R1,R2,q1,q2,n1,m1,L1とそれぞれ同義である。

0066

一般式(14)について説明する。R301、R302は置換基を表わし、置換基とはZ11およびZ12にて説明したものと同義である。q301、q302は0〜4の整数を表わし、q301、q302が2〜4の場合、R301、R302は同一でも異なっていても良い。好ましいq301、q302は0または1〜2であり、更に好ましくは0〜1である。m101、L101、n101はそれぞれ前記m1、L1、n1と同義である。

0067

一般式(15)について説明する。L102は前記L1と同義であり、n102は0〜5の整数を表わし、1〜5が好ましい。m102は1〜6の整数を表わし、1および2が好ましい。n102とm102の数の組み合わせは一般式(15)で表わされる金属錯体が中性錯体となる数の組み合わせが好ましい。

0068

一般式(16)について説明する。L103、n103、m103はそれぞれL1、n102、m102と同義である。

0069

一般式(17)について説明する。R303は置換基を表わし、置換基とはZ21にて説明したものと同義である。Z23、q303、L104、n104、m104はそれぞれ前記Z22、q301、L1、n101、m101と同義である。

0070

一般式(18)について説明する。一般式(18)において、X201、X202、X203およびX204が−C=N−とともに形成する環は、一般式(8)で説明したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。Z201はアリール環またはヘテロアリール環を形成する原子団を表し、一般式(8)で説明したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。n201,m201,L201はそれぞれ前記n1,m1,L1とそれぞれ同義である。

0071

一般式(19)において、Z201、Z301は一般式(9)で説明したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。n202,m202,L202はそれぞれ前記n1,m1,L1とそれぞれ同義である。

0072

一般式(20)において、Z201、Z401は一般式(10)で説明したものと同様であり、好ましい範囲も同様である。n203,m203,L203はそれぞれ前記n1,m1,L1とそれぞれ同義である。

0073

本発明の化合物は一般式(1)等の繰り返し単位をひとつ有する、いわゆる低分子化合物であっても良く、また、一般式(1)等の繰り返し単位を複数個有するいわゆる、オリゴマー化合物ポリマー化合物重量平均分子量ポリスチレン換算)は好ましくは1000〜5000000、より好ましくは2000〜1000000、さらに好ましくは3000〜100000である。)であっても良い。本発明の化合物は低分子化合物が好ましい。

0074

次に本発明に用いる化合物例を示すが、本発明はこれに限定されない。

0075

0076

0077

0078

0079

0080

0081

0082

0083

0084

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0086

0087

本発明の化合物は、Inorg.Chem.1991年,30号,1685頁.,同1988,27号,3464頁.,同1994年,33号,545頁., Inorg.Chem.Acta 1991年,181号,245頁., J.Organomet.Chem. 1987年,335号,293頁., J.Am.Chem.Soc.1985年,107号,1431頁等、種々の公知の手法で合成することができる。

0088

本発明化合物の合成例の一部を以下に示す。以下に示すとおり、6ハロゲン化イリジウム(III)化合物、6ハロゲン化イリジウム(IV)化合物を出発原料にして合成することもできる。

0089

0090

(合成例1)
例示化合物(1−25)の合成
3ツ口フラスコにK3IrCl6を5.22g、2−ベンジルピリジンを16.9g、グリセロール50mlを入れ、アルゴン雰囲気下にて内温を200℃に加熱しながら1時間攪拌した。この後内温が40℃になるまで冷却し、メタノール150mlを添加した。そのまま1時間攪拌した後、吸引濾過して得られた結晶シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的の例示化合物(1−25)を4.34g得た(収率77%)。

0091

(合成例2)
・例示化合物(1−24)の合成
3ツ口フラスコに例示化合物(1−25)を5.64g、クロロホルム560ml、アセチルアセトン10.0gを入れて、室温にて攪拌しながらここへナトリウムメチラートの28%メタノール溶液20.1mlを20分かけて滴下した。滴下終了後室温にて5時間攪拌した後、飽和食塩水40ml、水400mlを添加し、抽出した。得られたクロロホルム層を飽和食塩水300mlと水30mlの混合溶液で4回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ロータリーエバポレーター濃縮した。こうして得られた残留物シリカゲルカラムクロマトフラフィーで精製して目的の例示化合物(1−24)を5.59g得た(収率89%)。

0092

(合成例3)
・例示化合物(1−26)の合成
3ツ口フラスコに例示化合物(1−24)を6.28g、2−フェニルピリジンを15.5g、グリセロールを63ml入れ、アルゴン雰囲気下にて内温を170℃に加熱しながら15分間攪拌した。この後内温が40℃になるまで冷却し、クロロホルム500ml、飽和食塩水40ml、水400mlを添加して抽出した。得られたクロロホルム層を飽和食塩水40mlと水400mlの混合液で4回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。このものをロータリーエバポレーターで濃縮して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的の例示化合物(1−26)を5.60g得た(収率82%)。

0093

(合成例4)
・例示化合物(1−29)の合成
3ツ口フラスコに例示化合物(1−25)5.64g、クロロホルム560mlを入れ、水浴下にて攪拌しながらここへ一酸化炭素を10分間吹き込んだ。この後攪拌を1時間続けた後、飽和食塩水40ml、水400mlを添加し、抽出した。得られたクロロホルム層を飽和食塩水300mlと水30mlの混合溶液で4回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。こうして得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトフラフィーで精製して目的の例示化合物(1−29)を4.38g得た(収率74%)。

0094

(合成例5)
例示化合物(1−65)および(1−66)の合成

0095

0096

K3IrCl61.35gを水25mlに溶解したものに3−クロロ−6−フェニルピリダジン1.01gとグリセリン100ml添加し、180℃にて4時間加熱攪拌した。反応終了後放冷し、水を添加し、析出したこげ茶色固体を濾取、乾燥した。次に得られた固体をクロロホルム1Lに溶解したものに、アセチルアセトン2.5gと28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液4.8gを添加し、加熱還流下、2時間反応した。反応終了後、水500mlに注ぎ、クロロホルムで抽出した。抽出液無水硫酸マグネシウムで乾燥後濃縮し、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィにて展開した。はじめに溶出した橙色フラクションを濃縮し、クロロホルム−エタノールにて再結晶、乾燥し、目的の例示化合物1−65を66mg得た。本化合物の溶液蛍光スペクトルを測定したところ、蛍光のλmax=578nm(CHCl3)であった。更に次に溶出した赤橙色フラクションを濃縮し、クロロホルム−エタノールにて再結晶、乾燥し、目的の例示化合物1−66を294mg得た。本化合物の溶液蛍光スペクトルを測定したところ、蛍光のλmax=625nm(CHCl3)であった。

0097

次に、本発明の化合物を含有する発光素子に関して説明する。本発明の発光素子は、本発明の化合物を利用する素子であればシステム駆動方法利用形態など特に問わないが、本発明の化合物からの発光を利用するもの、または本化合物を電荷輸送材料として利用する物が好ましい。代表的な発光素子として有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子を挙げることができる。

0098

本発明の化合物を含有する発光素子の有機層形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着電子ビームスパッタリング分子積層法コーティング法インクジェット法印刷法などの方法が用いられ、特性面、製造面で抵抗加熱蒸着、コーティング法が好ましく、また、蒸着時の熱分解回避の点から、コーティング法がより好ましい。

0099

本発明の発光素子は陽極陰極の一対の電極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄膜を形成した素子であり、発光層のほか正孔注入層正孔輸送層電子注入層電子輸送層、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。

0100

陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金金属酸化物電気伝導性化合物、またはこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が4eV以上の材料である。具体例としては酸化スズ酸化亜鉛酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロムニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物ヨウ化銅硫化銅などの無機導電性物質ポリアニリンポリチオフェンポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとITOとの積層物などが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性高導電性、透明性等の点からITOが好ましい。陽極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常10nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは50nm〜1μmであり、更に好ましくは100nm〜500nmである。

0101

陽極は通常、ソーダライムガラス無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラスを用いる場合には、通常0.2mm以上、好ましくは0.7mm以上のものを用いる。陽極の作製には材料によって種々の方法が用いられるが、例えばITOの場合、電子ビーム法、スパッタリング法抵抗加熱蒸着法化学反応法(ゾルーゲル法など)、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばITOの場合、UV−オゾン処理プラズマ処理などが効果的である。

0102

陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの負極と隣接する層との密着性イオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。陰極の材料としては金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属(例えばLi、Na、K等)及びそのフッ化物アルカリ土類金属(例えばMg、Ca等)及びそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウムナトリウム−カリウム合金またはそれらの混合金属リチウムアルミニウム合金またはそれらの混合金属、マグネシウム銀合金またはそれらの混合金属、インジウムイッテリビウム等の希土類金属等が挙げられ、好ましくは仕事関数が4eV以下の材料であり、より好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミニウム合金またはそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金またはそれらの混合金属等である。陰極は、上記化合物及び混合物の単層構造だけでなく、上記化合物及び混合物を含む積層構造を取ることもできる。陰極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常10nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは50nm〜1μmであり、更に好ましくは100nm〜1μmである。陰極の作製には電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω/□以下が好ましい。

0103

発光層の材料は、電界印加時に陽極または正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に陰極または電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものであれば何でもよく、一重項励起子または三重項励起子のいずれから発光するものであっても良い。例えばベンゾオキサゾール誘導体ベンゾイミダゾール誘導体ベンゾチアゾール誘導体スチリルベンゼン誘導体ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体クマリン誘導体ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体シクロペンタジエン誘導体ビススチリルアントラセン誘導体キナクリドン誘導体ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、8−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレンポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体、本発明の化合物等が挙げられる。発光層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。発光層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法(スピンコート法キャスト法ディップコート法など)、インクジェット法、LB法、印刷法などの方法が用いられ、好ましくは抵抗加熱蒸着、コーティング法である。

0104

正孔注入層、正孔輸送層の材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール誘導体トリアゾール誘導体オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体ポリアリルアカン誘導体、ピラゾリン誘導体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、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物ポリシラン系化合物ポリN−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン誘導体、カーボン膜、本発明の化合物等が挙げられる。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。正孔注入層、正孔輸送層は上述した材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。正孔注入層、正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やLB法、前記正孔注入輸送剤溶媒に溶解または分散させてコーティングする方法(スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など)、インクジェット法、印刷法が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解または分散することができ、樹脂成分としては例えば、ポリ塩化ビニルポリカーボネートポリスチレンポリメチルメタクリレートポリブチルメタクリレートポリエステルポリスルホンポリフェニレンオキシドポリブタジエン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂ケトン樹脂フェノキシ樹脂ポリアミドエチルセルロース酢酸ビニルABS樹脂ポリウレタンメラミン樹脂不飽和ポリエステル樹脂アルキド樹脂エポキシ樹脂シリコン樹脂などが挙げられる。

0105

電子注入層、電子輸送層の材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体チオピランジオキシド誘導体カルボジイミド誘導体フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体ナフタレンペリレン等の複素テトラカルボン酸無水物フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニンベンゾオキサゾールベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体等が挙げられる。電子注入層、電子輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。電子注入層、電子輸送層は上述した材料の1種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やLB法、前記電子注入輸送剤を溶媒に溶解または分散させてコーティングする方法(スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など)、インクジェット法、印刷法などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解または分散することができ、樹脂成分としては例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。

0106

保護層の材料としては水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。その具体例としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO2、Al2O3、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe2O3、Y2O3、TiO2等の金属酸化物、MgF2、LiF、AlF3、CaF2等の金属フッ化物、ポリエチレンポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミドポリウレアポリテトラフルオロエチレンポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレンクロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖環状構造を有する含フッ素共重合体吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法プラズマ重合法高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法レーザーCVD法熱CVD法ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法を適用できる。

0107

以下に本発明の具体的実施例を述べるが、本発明の実施の態様はこれらに限定されない。

0108

比較例1
ポリ(N−ビニルカルバゾール)40mg、PBD(2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)12mg、化合物A 1mgをジクロロエタン2.5mlに溶解し、洗浄した基板上にスピンコートした(1500rpm,20sec)。有機層の膜厚は98nmであった。有機薄膜上にパターニングしたマスク発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でマグネシウム:銀=10:1を50nm共蒸着した後、銀50nmを蒸着した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流定電圧EL素子印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計BM−8、発光波長浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーPMA−11を用いて測定した。その結果、発光のλmax=500nmの緑色発光が得られた。100cd/m2付近での外部量子収率を算出したところ 0.1%であった。窒素下1時間放置したところ、発光面に多数のダークスポット目視された。

0109

0110

実施例1
比較例1の化合物Aの替わりに(1−1)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=510nm の緑色の発光が得られ、100cd/m2付近での外部量子収率は2.9%であった。窒素下1時間放置したところ、発光面に少量のダークスポットが目視された。
実施例2
比較例1の化合物Aの替わりに(1−2)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=510nm の緑色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。

0111

実施例3
比較例1の化合物Aの替わりに(1−3)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=590nm の橙色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。
実施例4
比較例1の化合物Aの替わりに(1−4)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=510nm の緑色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。

0112

実施例5
比較例1の化合物Aの替わりに(1−20)を用い、比較例1と同様に素子作成した。発光のλmax=547nmの緑色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。
実施例6
比較例1の化合物Aの替わりに(1−24)を用い、比較例1と同様に素子作成した。発光のλmax=530nmの緑色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。

0113

実施例7
比較例1の化合物Aの替わりに(1−25)を用い、比較例1と同様に素子作成した。発光のλmax=564nmの発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。
実施例8
比較例1の化合物Aの替わりに(1−36)を用い、比較例1と同様に素子作成した。発光のλmax=520nmの緑色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。

0114

実施例9
比較例1の化合物Aの替わりに(1−41)を用い、比較例1と同様に素子作成した。発光のλmax=513nmの緑色の発光が得られ、100cd/m2付近での外部量子効率は5.1%であった。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。
実施例10
比較例1の化合物Aの替わりに(1−42)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=535nm の緑色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。

0115

実施例11
比較例1の化合物Aの替わりに(1−44)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=532nm の橙色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。
実施例12
比較例1の化合物Aの替わりに(1−46)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=568nm の黄色発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。

0116

実施例13
比較例1の化合物Aの替わりに(1−65)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=578nm の黄橙色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。
実施例14
比較例1の化合物Aの替わりに(1−66)を用い、比較例1と同様に素子作製した。発光のλmax=625nm の赤橙色の発光が得られた。窒素下1時間放置したがダークスポットは目視できなかった。

0117

実施例15
洗浄したITO基板蒸着装置に入れ、α−NPD(N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(α−ナフチル)−ベンジジン)を40nm蒸着し、この上に化合物B,本発明化合物(1−46) を (10:1)の比率で 24nm 共蒸着し、この上に、化合物Cを24nm蒸着した。有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でマグネシウム:銀=10:1を250nm共蒸着した後、銀250nmを蒸着した。直流定電圧をEL素子に印加し発光させた結果、発光のλmax=567nmの黄色発光が得られ、外部量子効率13.6%(185cd/m2時)であった。

0118

0119

実施例16
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、α−NPD(N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(α−ナフチル)−ベンジジン)を40nm蒸着し、この上に本発明化合物(1−42) を 20nm 共蒸着し、この上に、化合物Cを40nm蒸着した。有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でマグネシウム:銀=10:1を250nm共蒸着した後、銀250nmを蒸着した。直流定電圧をEL素子に印加し発光させた結果、発光のλmax=535nmの黄緑色発光が得られ、外部量子効率3.1%(120cd/m2時)であった。

0120

実施例17
ポリ(N−ビニルカルバゾール)40mg、PBD(2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)12mg、本発明化合物(1−49) 1mgをジクロロエタン2.5mlに溶解し、洗浄した基板上にスピンコートした(1500rpm,20sec)。有機層の膜厚は98nmであった。それを蒸着装置に入れ、有機膜上に、化合物Cを40nm蒸着した。有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを5nm蒸着した後、アルミニウムを500nmを蒸着した。直流定電圧をEL素子に印加し発光させた結果、発光のλmax=580nmの橙色発光が得られ、外部量子効率4.2%(1000cd/m2時)であった。

0121

実施例18
Baytron P(PEDOT−PSS溶液(ポリエチレンジオキシチオフェンポリスチレンスルホン酸ドープ体)/バイエル社製)を洗浄した基板上にスピンコートし(1000rpm,30sec)、150℃にて1.5時間、真空乾燥した。有機層の膜厚は70nmであった。その上にポリ(N−ビニルカルバゾール)40mg、PBD(2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)12mg、本発明化合物(1−42) 1mgをジクロロエタン2.5mlに溶解し、洗浄した基板上にスピンコートした(1500rpm,20sec)。総有機層の膜厚は170nmであった。有機薄膜上にパターニングしたマスク(発光面積が4mm×5mmとなるマスク)を設置し、蒸着装置内でマグネシウム:銀=10:1を250nm共蒸着した後、銀250nmを蒸着した。直流定電圧をEL素子に印加し発光させた結果、発光のλmax=540nmの黄緑色発光が得られ、外部量子効率6.2%(2000cd/m2時)であった。同様に、本発明の化合物含有EL素子を作製・評価したところ、種々の発光色を有する高効率EL素子を作製でき、耐久性に優れることが確認できた。また、本発明化合物を用いた蒸着型ドープ素子高効率発光でき、発光材料を単層膜にした素子においても、高効率発光可能である。

発明の効果

0122

本発明の化合物は有機EL用材料として使用可能であり、また、種々の発光色を有する高効率、高耐久EL素子を作製できる。

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