WO2021161974A1 - イリジウム錯体化合物、イリジウム錯体化合物含有組成物、有機電界発光素子とその製造方法、有機el表示装置、及び有機el照明装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an iridium complex compound, and in particular, contains an iridium complex compound useful as a material for a light emitting layer of an organic electroluminescent (hereinafter, may be referred to as “organic EL”) element, and an iridium complex compound containing the compound and a solvent.
- organic EL organic electroluminescent
- the present invention relates to a composition, an organic electroluminescent element containing the compound, a method for producing the same, and an organic EL display device and an organic EL lighting device having the organic electroluminescent element.
- organic EL elements such as organic EL lighting and organic EL displays (display devices)
- organic electroluminescent elements Since the applied voltage of the organic electroluminescent element is low, the power consumption is low and it is possible to emit three primary colors. Therefore, it has begun to be applied not only to large display monitors but also to small and medium-sized displays such as mobile phones and smartphones. ..
- the organic electroluminescent device is manufactured by stacking a plurality of layers such as a light emitting layer, a charge injection layer, and a charge transport layer.
- Currently, most organic electroluminescent elements are manufactured by vapor-depositing an organic material under vacuum, but the vacuum-deposited method complicates the vapor deposition process and is inferior in productivity.
- a wet film forming method coating method which is a coating method, has been actively studied as a process for efficiently manufacturing an organic electroluminescent element that can be used for a large-scale display or lighting. Since the wet film deposition method has an advantage that a stable layer can be easily formed as compared with the vacuum film deposition method, it is expected to be mass-produced for displays and lighting devices and applied to large-scale devices.
- the materials used In order to manufacture an organic electroluminescent device by the wet film formation method, all the materials used must be soluble in an organic solvent and can be used as ink. If the material used is inferior in solvent solubility, it requires an operation such as heating for a long time, so that the material may deteriorate before use. Further, if the uniform state cannot be maintained for a long time in the solution state, the material is precipitated from the solution, and the film formation by an inkjet device or the like becomes impossible. That is, the material used in the wet film forming method is required to have solubility in two meanings: that it dissolves quickly in an organic solvent and that it does not precipitate after being dissolved and maintains a uniform state.
- organic EL displays are required to have a long drive life, a wide color gamut, that is, a high color reproduction rate, and a high luminous efficiency.
- a considerably deep red color having an x-coordinate of 0.68 to 0.71 is required in the XYZ color system coordinates of the CIE (International Commission on Illumination).
- CIE International Commission on Illumination
- human luminosity factor also decreases significantly in the red region as the wavelength becomes longer, so that higher emission intensity is required in the deep red region.
- the bottom emission method which is said to have a relatively simple manufacturing process, is a method in which light of organic molecules is extracted from under the TFT (Thin Film Transistor) substrate side, but there is a drawback that the light utilization efficiency of organic molecules is low. ..
- the top emission method since the light is extracted from the sealing glass having no pixel circuit or the like, the emitted light can be efficiently extracted to the outside.
- the top emission method when the top emission method is used, light other than a specific wavelength is reflected and canceled out in the laminated structure, so that the light does not come out of the laminated structure.
- the half width of the emission spectrum of the light emitting material is large, the light other than the specific wavelength does not come out of the laminated structure, and as a result, the luminous efficiency is lowered. Therefore, narrowing the half width of the emission spectrum as much as possible is preferable for widening the color gamut and increasing the brightness of the display, and is a very important technical development goal.
- MLCT Metal to Ligand Charge Transfer
- Patent Document 1 discloses an iridium complex compound having a specific structure.
- Patent Documents 2 and 3 also disclose iridium complex compounds having a specific structure.
- Patent Document 1 discloses an iridium complex compound having a structure in which two aromatic rings are bonded to triazine, but there is room for improvement in the half width.
- Patent Document 2 discloses a red-emitting iridium complex compound having a relatively narrow half-value width, but it is considered that improvement is still required.
- An object of the present invention is to provide an iridium complex compound in which the half width is narrowed as much as possible, and at the same time, high solubility in a solvent and high luminous efficiency are not impaired.
- the iridium complex compound that has solved the above problems is, for example, as follows. [1] An iridium complex compound represented by the following formula (1).
- Ir represents an iridium atom.
- R 5 to R 14 , R 21 and R 22 independently represent a hydrogen atom, D, F, Cl, Br, I or a substituent.
- the groups adjacent to each other may be further bonded to form a ring.
- any one of R 12 and R 13 is a substituent represented by the following formula (2).
- R 31 represents a hydrogen atom, D, an alkyl group, an aralkyl group or a heteroaralkyl group
- R 32 represents a hydrogen atom, D, an alkyl group, an aralkyl group, a heteroaralkyl group, an aromatic group or a heteroaromatic group.
- R 31 and R 32 may be further substituted.
- R 5 to R 14 , R 21 and R 22 in the formula (1) are the following iridium complex compounds according to the above [1].
- heteroaromatic group having 1 to 60 carbon atoms aryloxy group having 5 to 40 carbon atoms, arylthio group having 5 to 40 carbon atoms, alkoxy group having 5 to 60 carbon atoms, 2 or more carbon atoms It is selected from a heteroalkoxy group having 60 or less carbon atoms, a diarylamino group having 10 to 40 carbon atoms, an aryl heteroarylamino group having 10 to 40 carbon atoms, or a diheteroarylamino group having 10 to 40 carbon atoms.
- at least one or more hydrogen atoms may be further substituted with R'(excluding hydrogen atoms).
- at least one or more hydrogen atoms may be further substituted with R'' (excluding hydrogen atoms). Two or more adjacent R's may combine with each other to form an aliphatic or aromatic or heteroaromatic monocyclic or fused ring.
- R'' is independently a hydrogen atom, D, F, -CN, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 5 to 20 carbon atoms, or a complex having 1 to 20 carbon atoms. Selected from aromatic groups. Two or more adjacent R''s may combine with each other to form an aliphatic or aromatic or heteroaromatic monocyclic or fused ring. ]
- R 31 in the formula (2) is as follows.
- R 31 is a hydrogen atom, D, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an aralkyl group having 5 to 60 carbon atoms, or 2 carbon atoms. It is selected from more than 60 heteroaralkyl groups.
- the alkyl group, the aralkyl group, and the heteroaralkyl group may have at least one or more hydrogen atoms further substituted with R'(excluding hydrogen atoms), and one -CH 2 in these groups.
- R 32 in the formula (2) is as follows.
- R 32 is a hydrogen atom, D, a linear or branched alkyl group having 1 or more and 30 or less carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 or more and 30 or less carbon atoms, an aromatic group having 5 or more and 60 or less carbon atoms, and 2 or more carbon atoms. It is selected from a heteroaralkyl group having 60 or less carbon atoms, an aromatic group having 5 to 60 carbon atoms, or a heteroaromatic group having 1 to 60 carbon atoms.
- the alkyl group, the aralkyl group, and the heteroaralkyl group may have at least one or more hydrogen atoms further substituted with R'(excluding hydrogen atoms), and one -CH 2 in these groups.
- one or more hydrogen atoms in these groups may be substituted with D, F, Cl, Br, I or -CN.
- at least one or more hydrogen atoms may be further substituted with R'(excluding hydrogen atoms).
- R' is synonymous with R'in the above [2]. ]
- R35 is an alkyl group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 or more and 40 or less carbon atoms, an alkoxy group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, and 3 or more and 20 carbon atoms.
- aryloxy groups alkylsilyl groups with 1 to 20 carbon atoms, arylsilyl groups with 6 to 20 carbon atoms, alkylcarbonyl groups with 2 to 20 carbon atoms, aryls with 7 to 20 carbon atoms It is a carbonyl group, an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms, an arylamino group having 6 to 20 carbon atoms, or a (hetero) aryl group having 3 to 30 carbon atoms. These groups may further have substituents. When there are a plurality of R 35s , they may be the same or different.
- c is an integer of 0 or more and 4 or less.
- Ring A is any of pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinazoline ring, quinoxaline ring, azatriphenylene ring, carboline ring, benzothiazole ring, and benzoxazole ring.
- Ring A may have a substituent, and the substituents are F, Cl, Br, an alkyl group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 or more and 40 or less carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms.
- alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms a (hetero) aryloxy group having 3 to 20 carbon atoms, an alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, an arylsilyl group having 6 to 20 carbon atoms, and 2 to 20 carbon atoms.
- adjacent substituents bonded to the ring A may be bonded to each other to further form a ring. When there are a plurality of rings A, they may be the same or different.
- L 2 represents an organic ligand, and n is an integer of 1 or more and 3 or less. ]
- W represents CH or N independently, and at least one W is N.
- Xa 1 , Ya 1 , and Za 1 may each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 or more and 30 or less carbon atoms, which may have a substituent, or a substituent. Represents a divalent aromatic heterocyclic group having 3 or more and 30 or less carbon atoms.
- Xa 2 , Ya 2 and Za 2 may independently have a hydrogen atom and a substituent, and may have an aromatic hydrocarbon group having 6 or more and 30 or less carbon atoms, or a carbon which may have a substituent. Represents an aromatic heterocyclic group of number 3 or more and 30 or less.
- g11, h11, and j11 each independently represent an integer of 0 or more and 6 or less. At least one of g11, h11, and j11 is an integer of 1 or more. If g11 is 2 or more, Xa 1 there are two or more may be the same or different and If h11 is 2 or more, Ya 1 there are two or more may be the same or different and If j11 is 2 or more, Za 1 there are two or more may be the same or different and R 23 represents a hydrogen atom or substituent, and the four R 23s may be the same or different. However, when g11, h11, or j11 is 0, the corresponding Xa 2 , Ya 2 , or Za 2 are not hydrogen atoms, respectively. )
- a method for manufacturing an organic electroluminescent device having an anode, a cathode, and at least one organic layer located between the anode and the cathode on a substrate Production of an organic electroluminescent device in which at least one of the organic layers is formed by a wet film forming method using the iridium complex compound-containing composition according to any one of [9] to [11]. Method.
- the substrate has an anode, a cathode, and at least one organic layer located between the anode and the cathode, and at least one of the organic layers has the above [1] to [8]. ], Which is an organic electroluminescent element, which is a light emitting layer containing the iridium complex compound according to any one of.
- R35 is an alkyl group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 or more and 40 or less carbon atoms, an alkoxy group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, and 3 or more and 20 carbon atoms.
- aryloxy groups alkylsilyl groups with 1 to 20 carbon atoms, arylsilyl groups with 6 to 20 carbon atoms, alkylcarbonyl groups with 2 to 20 carbon atoms, aryls with 7 to 20 carbon atoms It is a carbonyl group, an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms, an arylamino group having 6 to 20 carbon atoms, or a (hetero) aryl group having 3 to 30 carbon atoms. These groups may further have substituents. When there are a plurality of R 35s , they may be the same or different.
- c is an integer of 0 or more and 4 or less.
- Ring A is any of pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinazoline ring, quinoxaline ring, azatriphenylene ring, carboline ring, benzothiazole ring, and benzoxazole ring.
- Ring A may have a substituent, and the substituents are F, Cl, Br, an alkyl group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 or more and 40 or less carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms.
- alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms a (hetero) aryloxy group having 3 to 20 carbon atoms, an alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, an arylsilyl group having 6 to 20 carbon atoms, and 2 to 20 carbon atoms.
- adjacent substituents bonded to the ring A may be bonded to each other to further form a ring. When there are a plurality of rings A, they may be the same or different.
- L 2 represents an organic ligand, and n is an integer of 1 or more and 3 or less. ]
- W represents CH or N independently, and at least one W is N.
- Xa 1 , Ya 1 , and Za 1 may each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 or more and 30 or less carbon atoms, which may have a substituent, or a substituent. Represents a divalent aromatic heterocyclic group having 3 or more and 30 or less carbon atoms.
- Xa 2 , Ya 2 and Za 2 may independently have a hydrogen atom and a substituent, and may have an aromatic hydrocarbon group having 6 or more and 30 or less carbon atoms, or a carbon which may have a substituent. Represents an aromatic heterocyclic group of number 3 or more and 30 or less.
- g11, h11, and j11 each independently represent an integer of 0 or more and 6 or less. At least one of g11, h11, and j11 is an integer of 1 or more. If g11 is 2 or more, Xa 1 there are two or more may be the same or different and If h11 is 2 or more, Ya 1 there are two or more may be the same or different and If j11 is 2 or more, Za 1 there are two or more may be the same or different and R 23 represents a hydrogen atom or substituent, and the four R 23s may be the same or different. However, when g11, h11, or j11 is 0, the corresponding Xa 2 , Ya 2 , or Za 2 are not hydrogen atoms, respectively. )
- An organic EL display device including the organic electroluminescent device according to any one of [13] to [15].
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of the organic electroluminescent device of the present invention.
- the "aromatic ring” refers to an "aromatic hydrocarbon ring” and is distinguished from a “heteroaromatic ring” containing a hetero atom as a ring-constituting atom.
- the "aromatic group” refers to an "aromatic hydrocarbon group” or an “aromatic hydrocarbon ring group”
- the “complex aromatic group” refers to a “complex aromatic ring group”.
- D refers to deuterium.
- the (hetero) aralkyl group refers to an aralkyl group which may be substituted with a hetero atom
- the (hetero) aryloxy group refers to an aryloxy group which may be substituted with a hetero atom
- the (hetero) aryl group refers to an aryl group that may be substituted with a hetero atom.
- a methyl group and Me and the ethyl group and Et, a tertiary butyl group and Bu t, a phenyl group and Ph, trifluoromethyl sulfonyl group and Tf, acetyl and Ac Each group is pointed out.
- the iridium complex compound having a specific chemical structure exhibits an extremely narrow half-price range as a red light emitting material as compared with the conventional material, and at the same time, has high solubility.
- the iridium complex compound according to this embodiment is a compound represented by the formula (1).
- Ir represents an iridium atom.
- R 5 to R 14 , R 21 and R 22 independently represent a hydrogen atom, D, F, Cl, Br, I or a substituent.
- the groups adjacent to each other may be further bonded to form a ring.
- any one of R 12 and R 13 is a substituent represented by the following formula (2).
- R 31 represents a hydrogen atom, D, an alkyl group, an aralkyl group or a heteroaralkyl group
- R 32 represents a hydrogen atom, D, an alkyl group, an aralkyl group, a heteroaralkyl group, an aromatic group or a heteroaromatic group.
- R 31 and R 32 may be further substituted.
- the iridium complex compound according to the present embodiment exhibits an extremely narrow half-value width as a red light emitting material as compared with the conventional material, and at the same time exhibits high solubility and solution PL quantum yield. The reason for this is presumed as follows.
- Patent Document 1 discloses an iridium complex having a structure in which a triazine ring is bonded to a fluorene-pyridine ligand and two aromatic rings are further bonded to the triazine ring. It is considered that the binding of two aromatic rings to triazine tends to widen the half width due to the rotational movement between these rings and the expansion of LUMO to the aromatic ring site. On the other hand, it is considered that the iridium complex compound of the formula (1) could narrow the half width because it is limited to R 32 when the aromatic ring is bonded to triazine.
- LUMO is located on the triazine ring, but when the aromatic ring is bonded so that the ⁇ -electron system is conjugated, LUMO spreads on the aromatic ring, so that the rotational motion of the bond between the triazine ring and the aromatic ring is the shape of the spectrum. It will affect the half price range not a little. This effect is remarkable when the triazine ring is replaced with two aromatic rings.
- the solvent molecule is used in the external environment, that is, in the solution state, and the light emitting layer of the organic EL element. Since the effect of effectively shielding the interaction with the host molecule at a position close to the triazine ring is also produced, the half price range can be narrowed.
- the ligand structure of the complex in this embodiment is obtained by substituting a triazine ring as shown in the formula (2) with a specific site of the pyridine ring with respect to the main skeleton of fluorene-pyridine.
- LUMO is considered to be localized on the triazine ring, and the decrease in MLCT property due to the decrease in the involvement of the iridium atom is due to the linear structure of fluorene-pyridine and the overlap of HOMO and LUMO on the ligand.
- the quantum yield does not decrease because it is compensated for by being considerably large.
- the ligands are asymmetric, they have many vibration modes as compared with the highly symmetric homoreptic type, and the distribution of HOMO and LUMO also has a spread between different ligands.
- the sub-ligand interferes with the main ligand involved in light emission, resulting in a wider half-price range.
- the iridium complex compound represented by the formula (1) according to the present embodiment is a homoreptic complex (L 3 Ir) in which all three ligands are the same as trivalent iridium, so that the width is half-value. Can be narrowed. Also, different ligands affect each other, such as heteroreptic complexes with different ligands for iridium (L 1 2 L 2 Ir, L 1 L 2 2 Ir, or L 1 L 2 L 3 Ir). Since they do not conflict with each other, the quantum yield tends to improve in this respect as well.
- R 5 to R 14 , R 21 and R 22 > R 5 to R 14 in the formula (1) represent a hydrogen atom, D, F, Cl, Br, I or a substituent.
- R 5 to R 14 , R 21 and R 22 are independent and may be the same or different.
- R 5 to R 14 , R 21 and R 22 are substituents, the type thereof is not particularly limited, and the precise control of the target emission wavelength, compatibility with the solvent used, and the case of using an organic electroluminescent element are used.
- the optimum substituent can be selected in consideration of compatibility with the host compound and the like. In considering these optimizations, the preferred substituents are in the range described below.
- Branched alkoxy group cyclic alkoxy group having 3 to 30 carbon atoms, linear or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, cyclic alkoxyl group having 3 to 30 carbon atoms, aromatic group having 5 to 60 carbon atoms Groups, heteroaromatic groups with 1 to 60 carbon atoms, aryloxy groups with 5 to 40 carbon atoms, arylthio groups with 5 to 40 carbon atoms, alkoxy groups with 5 to 60 carbon atoms, 2 to 60 carbon atoms It is selected from the following heteroalkoxy groups, diarylamino groups having 10 or more and 40 or less carbon atoms, aryl heteroarylamino groups having 10 or more and 40 or less carbon atoms, or diheteroarylamino groups having 10 or more and 40 or less carbon atoms.
- At least one or more hydrogen atoms of the alkyl group, the alkoxy group, the alkylthio group, the alkenyl group and the alkynyl group may be further substituted with R'(excluding the hydrogen atom).
- R'(excluding the hydrogen atom) namely the alkyl group, the alkoxy group, the alkylthio group, the alkenyl group and the alkynyl group, and one -CH 2- group or two or more adjacent groups in R'(excluding the hydrogen atom).
- at least one or more hydrogen atoms may be further substituted with R'(but excluding hydrogen atoms). R'will be described later.
- linear or branched alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms or cyclic alkyl groups having 3 to 30 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, and n-butyl group. , N-Pentyl group, n-Hexyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, n-octyl group, norbornyl group, adamantyl group, etc. Can be mentioned.
- the number of carbon atoms is preferably 1 or more, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and 12 or less. The following is more preferable. However, in the case of a branched alkyl group, the number of carbon atoms is most preferably 7 or less because the shielding effect is larger than that of a linear alkyl group or a cyclic alkyl group. In the case of a cyclic alkyl group, the number of carbon atoms is 3 or more.
- Examples of a linear or branched alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms or a cyclic alkoxy group having 2 to 30 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propyloxy group, an n-butoxy group, and n.
- -Hexyloxy group, isopropyloxy group, cyclohexyloxy group, 2-ethoxyethoxy group, 2-ethoxyethoxyethoxy group and the like can be mentioned.
- the number of carbon atoms is preferably 1 or more, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and most preferably 12 or less. In the case of a cyclic alkoxy group, the number of carbon atoms is 2 or more.
- Examples of a linear or branched alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms or a cyclic alkylthio group having 2 to 30 carbon atoms include a methylthio group, an ethylthio group, an n-propylthio group, an n-butylthio group, and n-. Examples thereof include a hexylthio group, an isopropylthio group, a cyclohexylthio group, a 2-methylbutylthio group, an n-hexylthio group and the like.
- the number of carbon atoms is preferably 1 or more, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and most preferably 12 or less.
- the number of carbon atoms in the case of a cyclic alkylthio group is 2 or more.
- Examples of a linear or branched alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms or a cyclic alkenyl group having 3 to 30 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a heptenyl group and a cyclopentenyl group. Cyclohexenyl group, cyclooctenyl group and the like can be mentioned. From the viewpoint of durability, the number of carbon atoms is preferably 2 or more, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and most preferably 12 or less.
- the cyclic alkenyl group has 3 or more carbon atoms.
- Examples of a linear or branched alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms or a cyclic alkynyl group having 3 to 30 carbon atoms include an ethynyl group, a propionyl group, a butynyl group, a pentynyl group, a hexynyl group, and a heptynyl group. Examples include octynyl groups. From the viewpoint of durability, the number of carbon atoms is preferably 2 or more, preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and most preferably 12 or less.
- the cyclic alkynyl group has 3 or more carbon atoms.
- Aromatic groups having 5 or more and 60 or less carbon atoms and heteroaromatic groups having 1 or more and 60 carbon atoms may exist as a single ring or a fused ring, or another kind of aromatic group may be present in one ring. It may be a group formed by bonding or condensing a group group or a heteroaromatic group. Examples of these are phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, benzoanthrasenyl group, phenanthrenyl group, benzophenanthrenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, fluoranthenyl group, perylenel group, benzopyrenyl group, benzofur.
- Nanceroymidazolyl group pyridineimidazolyl group, oxazolyl group, benzoxazolyl group, naphthooxazolyl group, thiazolyl group, benzothiazolyl group, pyrimidyl group, benzopyrimidyl group, pyridazinyl group, quinoxalinyl group, diazaanthrasenyl group, diazapyrenyl Group, pyrazinyl group, phenoxazinyl group, phenothiazinyl group, naphthyldinyl group, azacarbazolyl group, benzocarbolinyl group, phenanthlorinyl group, triazolyl group, benzotriazolyl group, oxadiazolyl group, thiadiazolyl group, triazinyl group, 2, Examples thereof include 6-diphenyl-1,3,5-triazine-4-yl group, tetrazolyl group, pryny
- the carbon number of these groups is preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and preferably 50 or less, preferably 40 or less. Is more preferable, and 30 or less is most preferable.
- Examples of the aryloxy group having 5 or more and 40 or less carbon atoms include a phenoxy group, a methylphenoxy group, a naphthoxy group, a methoxyphenoxy group and the like. From the viewpoint of the balance between solubility and durability, the number of carbon atoms of these aryloxy groups is preferably 5 or more, preferably 30 or less, more preferably 25 or less, and most preferably 20 or less.
- Examples of the arylthio group having 5 or more and 40 or less carbon atoms include a phenylthio group, a methylphenylthio group, a naphthylthio group, a methoxyphenylthio group and the like. From the viewpoint of the balance between solubility and durability, the number of carbon atoms of these arylthio groups is preferably 5 or more, preferably 30 or less, more preferably 25 or less, and most preferably 20 or less.
- Examples of aralkyl groups having 5 or more and 60 or less carbon atoms include 1,1-dimethyl-1-phenylmethyl group, 1,1-di (n-butyl) -1-phenylmethyl group, and 1,1-di (n).
- the carbon number of these aralkyl groups is preferably 5 or more, and more preferably 40 or less.
- heteroaralkyl groups having 2 to 60 carbon atoms examples include 1,1-dimethyl-1- (2-pyridyl) methyl group and 1,1-di (n-hexyl) -1- (2-pyridyl) methyl.
- Examples of the diarylamino group having 10 or more and 40 or less carbon atoms include a diphenylamino group, a phenyl (naphthyl) amino group, a di (biphenyl) amino group, a di (p-terphenyl) amino group and the like. From the viewpoint of the balance between solubility and durability, the number of carbon atoms of these diarylamino groups is preferably 10 or more, preferably 36 or less, more preferably 30 or less, and 25 or less. Most preferably.
- aryl heteroarylamino groups having 10 to 40 carbon atoms include phenyl (2-pyridyl) amino groups and phenyl (2,6-diphenyl-1,3,5-triazine-4-yl) amino groups. Can be mentioned. From the viewpoint of the balance between solubility and durability, the number of carbon atoms of these aryl heteroarylamino groups is preferably 10 or more, preferably 36 or less, more preferably 30 or less, and 25. Most preferably:
- diheteroarylamino group having 10 or more and 40 or less carbon atoms examples include a di (2-pyridyl) amino group and a di (2,6-diphenyl-1,3,5-triazine-4-yl) amino group. .. From the viewpoint of the balance between solubility and durability, the number of carbon atoms of these diheteroarylamino groups is preferably 10 or more, preferably 36 or less, more preferably 30 or less, and 25. Most preferably:
- each of them independently has a hydrogen atom, F, -CN, and a linear or branched carbon number of 1 to 30 carbon atoms.
- An aralkyl group having 60 or less, an aromatic group having 5 or more and 60 or less carbon atoms, or a heteroaromatic group having 1 to 60 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom, F, -CN, alkyl group, aralkyl group, aromatic group or complex Aromatic groups are particularly preferable, and hydrogen atoms, F, -CN, alkyl groups, aromatic groups, and heteroaromatic groups are most preferable.
- R 21 and R 22 for the same reason as R 5 to R 14 , hydrogen atom, F, -CN, linear or branched alkyl group having 1 or more and 30 or less carbon atoms, and 3 or more carbon atoms, respectively.
- Aromatic groups having a number of 5 or more and 60 or less and heteroaromatic groups having 1 to 60 carbon atoms are preferable, and F, -CN, alkyl groups, aralkyl groups, aromatic groups or heteroaromatic groups are particularly preferable.
- it is a linear or branched alkyl group having 1 or more and 30 or less carbon atoms, and it is most preferable that at least one of R 21 and R 22 is a linear or branched alkyl group having 1 or more and 30 or less carbon atoms.
- R 21 and R 22 is a linear or branched alkyl group having 1 or more and 30 or less carbon atoms.
- This is imparted with appropriate solubility when used as a light emitting layer of an organic EL element, and further, by appropriately shielding the fluorene portion in which HOMO is distributed, it interacts with adjacent host molecules in the layer. This is because the process of extinguishing the light can be suppressed.
- At least one of R 6 to R 9 is the substituent, or the groups of R 6 to R 9 adjacent to each other are bonded to each other to form a ring.
- the probability that fluorene captures holes can be increased by the fact that R 6 to R 9 are the substituents, or by further bonding adjacent groups of R 6 to R 9 to form a ring. can.
- the aromatic ring is bonded to triazine, the iridium complex compound of the formula (1) is limited to R 32 , so that the half width can be narrowed, while the conjugation range is narrowed, the electron resistance of triazine is reduced, and the lifetime is shortened. May decrease.
- the proportion of triazine electrons consumed for recombination with holes increases, and it is thought that the decrease in life can be suppressed or improved.
- any one of R 6 to R 9 is a linear or branched alkyl group having 1 or more and 30 or less carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 or more and 30 or less carbon atoms, and 5 or more and 60 carbon atoms. It is preferably a substituent selected from the following aromatic groups and aralkyl groups having 5 or more and 60 or less carbon atoms. Specific examples of these include the same as those described in the above-mentioned explanations of R 5 to R 14. These substituents may further have the above-mentioned R'as a substituent.
- a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms are a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group and an isopropyl group.
- an aromatic group having 5 or more and 60 or less carbon atoms are a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a quaterphenyl group, a naphthyl group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, a dibenzofuranyl group and a dibenzothiophenyl group. It is a carbazole group, more preferably a phenyl group, a biphenyl group or a naphthyl group.
- aralkyl group having 5 or more and 60 or less carbon atoms are 1,1-dimethyl-1-phenylmethyl group, 1,1-di (n-butyl) -1-phenylmethyl group, and 1,1-di (1,1-di (n-butyl) -1-phenylmethyl group.
- the aromatic group having 5 or more and 60 or less carbon atoms preferably further has an aralkyl group having 5 or more and 60 or less carbon atoms as the substituent R', and specifically, for example, 1,1-dimethyl-1-phenylmethylphenyl.
- R' 1,1-dimethyl-1-phenylmethylphenyl.
- 1,1-di (n-butyl) -1-phenylmethylphenyl group 1,1-di (n-hexyl) -1-phenylmethylphenyl group, 3-phenyl-1-propylphenyl group, 4- It is a phenyl-1-n-butylphenyl group, a 5-phenyl-1-n-propylphenyl group, and a 6-phenyl-1-n-hexylphenyl group.
- R 8 of R 6 to R 9 is a substituent, and most preferably R 6 , R 7 and R 9 are hydrogen and R 8 Only are substituents.
- R 6 and R 7 form a ring 7H- benzo [c] fluorene or 2,3,4,7 - tetrahydro -1H- benzo [c] fluorene
- R 7 and R 8 form a ring 11H- benzo [b] fluorene or 7,8,9,11- tetrahydro -6H- benzo [b] fluorene
- R 8 and R 9 forms a ring of 11H-benzo [a] fluorene or 2,3,4,11-tetrahydro-1H-benzo [a] fluorene.
- 7H-benzo [c] fluorene is particularly preferable.
- R'in the present specification is hydrogen atom, D, F, Cl, Br, I, -N (R ") 2 , -CN, -NO 2 , -Si (R") 3 , -B (OR).
- the group is selected from an aryl heteroarylamino group having 10 or more and 40 or less carbon atoms or a diheteroarylamino group having 10 or more and 40 or less carbon atoms. If there are multiple R's, they may be the same or different.
- At least one or more hydrogen atoms of the alkyl group, the alkoxy group, the alkylthio group, the alkenyl group and the alkynyl group may be further substituted with R'' (excluding the hydrogen atom).
- R'' excluding the hydrogen atom.
- one or more hydrogen atoms in these groups may be substituted with D, F, Cl, Br, I or -CN.
- the aromatic group, the heteroaromatic group, the aryloxy group, the arylthio group, the aralkyl group, the heteroaralkyl group, the diarylamino group, the arylheteroarylamino group and the diheteroarylamino group may be further substituted with R'' (excluding hydrogen atoms). R'' will be described later. Further, two or more adjacent R's may be bonded to each other to form an aliphatic or aromatic or heteroaromatic monocyclic or condensed ring. Any example described above groups are as described in section R 5 ⁇ R 14.
- R'' is a hydrogen atom, D, F, -CN, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 5 to 20 carbon atoms, or a heteroaromatic group having 1 to 20 carbon atoms. Is selected from. Two or more adjacent R''s may combine with each other to form an aliphatic or aromatic or heteroaromatic monocyclic or fused ring. If there are multiple R''s, they may be the same or different.
- Equation (2) Any one of R 12 and R 13 of the formula (1) is a substituent represented by the formula (2).
- the place where the formula (2) is provided may be either R 12 or R 13 , but is preferably R 13 from the viewpoint of durability and the ability to narrow the half width.
- R 31 is a hydrogen atom, D, or a substituent, and the substituents are a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 to 30 carbon atoms, and 5 or more carbon atoms. It is selected from an aralkyl group having 60 or less or a heteroaralkyl group having 2 or more and 60 or less carbon atoms. In the alkyl group, the aralkyl group, and the heteroaralkyl group, at least one or more hydrogen atoms may be further substituted with R'(excluding the hydrogen atom).
- R 5 ⁇ R 14, R ' is the same above. More preferably, it is an alkyl group from the viewpoint of solubility and durability, and particularly preferably, a linear or branched alkyl group having 7 or less carbon atoms, for example, a t-butyl group.
- R 32 is a hydrogen atom, D, or a substituent, and the substituent is a linear or branched alkyl group having 1 or more and 30 or less carbon atoms, a cyclic alkyl group having 3 or more and 30 or less carbon atoms, and 5 or more carbon atoms. It is selected from an aralkyl group having 60 or less, a heteroaralkyl group having 2 or more and 60 or less carbon atoms, an aromatic group having 5 or more and 60 or less carbon atoms, or a complex aromatic group having 1 or more and 60 or less carbon atoms.
- At least one or more hydrogen atoms may be further substituted with R'(excluding the hydrogen atom).
- R' substituent for hydrogen atoms.
- one or more hydrogen atoms in these groups may be substituted with D, F, Cl, Br, I or -CN.
- R' is the same above. More preferably, it is an aromatic group or an alkyl group which may have a substituent from the viewpoint of solubility and durability. Particularly preferably, a linear or branched alkyl group having 7 or less carbon atoms, an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms having a linear or branched alkyl group having 7 or less carbon atoms, or an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms is particularly preferable. It is an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms and having an aralkyl group having 7 or more and 30 or less carbon atoms.
- linear or branched alkyl group having 7 or less carbon atoms include a t-butyl group.
- the aromatic group having 6 to 30 carbon atoms is preferably an aromatic hydrocarbon group, and specific examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group and a biphenyl group, and the aromatic hydrocarbon group further has a substituent. It is preferably a fused ring or a fused ring.
- the aromatic hydrocarbon having a substituent has an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms having a linear or branched alkyl group having 7 or less carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms.
- aromatic group having 6 to 30 carbon atoms is preferable, and a naphthyl group is preferable as the fused ring.
- aromatic group having 6 to 30 carbon atoms having a linear or branched alkyl group having 7 or less carbon atoms include a 4-t-butylphenyl group.
- aromatic group having 6 to 30 carbon atoms having an aralkyl group having 7 or more and 30 or less carbon atoms include 1,1-dimethyl-1-phenylmethylphenyl group and 1,1-di (n-butyl).
- both R 31 and R 32 are alkyl groups.
- the alkyl group is a branched alkyl group, the approach of electrons to triazine may be hindered. Therefore, from the viewpoint of durability, it is preferable that R 32 is an aromatic group, and the direct number of carbon atoms is 7 or less. It is particularly preferable that it is an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms having a chain or a branched alkyl group, or an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms having an aralkyl group having 7 or more and 30 or less carbon atoms.
- the iridium complex compound according to the present embodiment can have a longer emission wavelength.
- the maximum emission wavelength measured by the procedure shown below is preferably 600 nm or more, more preferably 610 nm or more, and further preferably 615 nm or more.
- the maximum emission wavelength is preferably 650 nm or less, more preferably 640 nm or less, and even more preferably 635 nm or less. Within these ranges, it tends to be possible to develop a preferable color of a red light emitting material suitable as an organic electroluminescent element.
- a spectrophotometer (organic EL quantum yield measurement manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was prepared by dissolving the iridium complex compound in a solvent such as toluene or 2-methyl tetrahydrofuran at room temperature at a concentration of 1 ⁇ 10 -4 mol / L or less.
- the phosphorescence spectrum is measured with the apparatus C9920-02).
- the wavelength indicating the maximum value of the obtained phosphorescence spectral intensity is regarded as the maximum emission wavelength in the present embodiment.
- the ligand of the iridium complex compound according to the present embodiment can be synthesized by a combination of known methods or the like.
- the fluorene ring can be easily introduced by using, for example, a compound having bromine, two -B (OH) groups, an acetyl group or a carboxy group at the 2-position of the fluorene ring as a raw material.
- these raw materials can be further synthesized by the Suzuki-Miyaura coupling reaction with halogenated pyridines.
- the halogenated pyridine used is, for example, 5-bromo-2-iodopyridine
- the resulting intermediate will be fluorene-pyridine in which bromine is substituted on the pyridine, which is further led to a boronic acid ester to produce the following.
- the final ligand can be synthesized by the Suzuki-Miyaura coupling reaction with a disubstituted chlorotriazine compound.
- the iridium complex compound according to this embodiment can be synthesized by a combination of known methods and the like. This will be described in detail below.
- a method via a chlorine-bridged iridium binuclear complex as shown in the following formula [A] using a phenylpyridine ligand as an example (MG Colombo).
- MG Colombo a phenylpyridine ligand as an example
- TC Brunold, T. Riedener, HU GudelInorg. Chem., 1994, 33, 545-550 further chlorination with acetylacetonate from a dinuclear complex as shown in the following formula [B].
- a chlorine-crosslinked iridium binuclear complex is synthesized by a reaction of 2 equivalents of a ligand and 1 equivalent of iridium chloride n hydrate.
- a solvent a mixed solvent of 2-ethoxyethanol and water is usually used, but a solvent-free solvent or another solvent may be used.
- the reaction can be promoted by using an excessive amount of the ligand or by using an additive such as a base.
- Other crosslinkable anionic ligands such as bromine can be used instead of chlorine.
- the reaction temperature is not particularly limited, but usually 0 ° C. or higher is preferable, and 50 ° C. or higher is more preferable.
- the reaction temperature is preferably 250 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower. Within these ranges, only the desired reaction proceeds without accompanying by-products or decomposition reactions, and high selectivity tends to be obtained.
- a halogen ion scavenger such as silver trifluoromethanesulfonate is added and brought into contact with the newly added ligand to obtain the desired complex.
- the solvent ethoxyethanol or diglyme is usually used, but no solvent or other solvent can be used depending on the type of ligand, and a plurality of solvents can be mixed and used. It is not always necessary because the reaction may proceed without the addition of a halogen ion scavenger, but the scavenger is used to increase the reaction yield and selectively synthesize facial isomers having a higher quantum yield. Is advantageous.
- the reaction temperature is not particularly limited, but is usually carried out in the range of 0 ° C. to 250 ° C.
- the first-stage dikaryon complex can be synthesized in the same manner as in the above formula [A].
- the second step is a basic compound capable of extracting 1 equivalent or more of a 1,3-dicarbonyl compound such as acetylacetone and active hydrogen of the 1,3-dicarbonyl compound such as sodium carbonate in the dinuclear complex. Is converted into a mononuclear complex coordinated with a 1,3-diketonato ligand by reacting 1 equivalent or more of the above.
- a solvent such as ethoxyethanol or dichloromethane that can dissolve the dinuclear complex of the raw material is used, but if the ligand is liquid, it can be carried out without a solvent.
- the reaction temperature is not particularly limited, but is usually carried out in the range of 0 ° C. to 200 ° C.
- the ligand is usually reacted with 1 equivalent or more with the diketonato complex.
- the type and amount of the solvent are not particularly limited, and may be solvent-free as long as the ligand is liquid at the reaction temperature.
- the reaction temperature is also not particularly limited, but since the reactivity is slightly poor, the reaction is often carried out at a relatively high temperature of 100 ° C. to 300 ° C. Therefore, a solvent having a high boiling point such as glycerin is preferably used.
- purification is performed to remove unreacted raw materials, reaction by-products and solvents.
- Purification operations in ordinary synthetic organic chemistry can be applied, but purification is mainly performed by normal phase silica gel column chromatography as described in the above non-patent documents.
- a single or mixed solution of hexane, heptane, dichloromethane, chloroform, ethyl acetate, toluene, methyl ethyl ketone, and methanol can be used as the developing solution.
- Purification may be performed multiple times under different conditions. Requires other chromatography techniques, such as reverse phase silica gel chromatography, size exclusion chromatography, paper chromatography, and purification operations such as liquid separation washing, reprecipitation, recrystallization, powder suspension washing, vacuum drying, etc. It can be applied accordingly.
- the iridium complex compound according to the present embodiment can be suitably used as a material used for an organic electroluminescent device, that is, a red light emitting material for an organic electroluminescent device, and can be used as a light emitting material for an organic electroluminescent device or another light emitting device. Can also be preferably used.
- the iridium complex compound according to the present embodiment is preferably used together with a solvent because it has excellent solvent solubility.
- a solvent because it has excellent solvent solubility.
- the composition according to the present embodiment containing the iridium complex compound according to the present embodiment and the solvent hereinafter, may be referred to as “iridium complex compound-containing composition”.
- the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment contains the above-mentioned iridium complex compound and solvent.
- the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment is usually used for forming a layer or a film by a wet film forming method, and is particularly preferably used for forming an organic layer of an organic electroluminescent device.
- the organic layer is particularly preferably a light emitting layer. That is, the iridium complex compound-containing composition is preferably a composition for an organic electroluminescent device, and more preferably used as a composition for forming a light emitting layer.
- the content of the iridium complex compound according to the present embodiment in the iridium complex compound-containing composition is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, and usually 99.9% by mass or less. It is preferably 99% by mass or less.
- the iridium complex compound according to the present embodiment may contain only one type or a combination of two or more types in the iridium complex compound-containing composition.
- the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment when used, for example, in an organic electroluminescent element, it contains, in addition to the above-mentioned iridium complex compound and solvent, an organic electroluminescent element, particularly a charge transporting compound used in a light emitting layer. can do.
- an organic electroluminescent element particularly a charge transporting compound used in a light emitting layer.
- the light emitting layer of the organic electroluminescent element is formed by using the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment, the iridium complex compound according to the present embodiment is used as a light emitting material, and other charge transporting compounds are charged. It is preferably included as a transport host material.
- the solvent contained in the iridium complex compound-containing composition of the present embodiment is a volatile liquid component used for forming a layer containing the iridium complex compound by wet film formation, and an organic solvent is preferable.
- the solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent in which the charge transporting compound described later dissolves well because the iridium complex compound according to the present embodiment, which is a solute, has high solvent solubility.
- Preferred solvents include, for example, alkanes such as n-decane, cyclohexane, ethylcyclohexane, decalin, bicyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene, phenylcyclohexane, tetralin; chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene and the like.
- alkanes such as n-decane, cyclohexane, ethylcyclohexane, decalin, bicyclohexane
- aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene, phenylcyclohexane, tetralin
- chlorobenzene dichlorobenzene, trichlorobenzene and the like.
- Halogenized aromatic hydrocarbons such as 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole, phenetol, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, etc.
- Aromatic ethers such as 2,4-dimethylanisole and diphenyl ether; aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, n-butyl benzoate, cyclohexanone, cycloocta Aromatic ketones such as non- and fencon; Aromatic alcohols such as cyclohexanol and cyclooctanol; Aromatic ketones such as methyl ethyl ketone and dibutyl ketone; Aromatic alcohols such as butanol and hexanol; Ethylene glycol dimethyl ether and ethylene Examples thereof include aliphatic ethers such as glycol diethyl ether and propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA).
- PMEA propylene glycol-1-monomethyl ether acetate
- alkanes and aromatic hydrocarbons are preferable, and phenylcyclohexane in particular has a preferable viscosity and boiling point in the wet film forming process.
- One of these solvents may be used alone, or two or more of these solvents may be used in any combination and ratio.
- the boiling point of the solvent used is usually 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, and usually 270 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. or lower. By setting the lower limit of this range, it is possible to suppress a decrease in film formation stability due to solvent evaporation from the iridium complex compound-containing composition during wet film formation.
- the content of the solvent in the iridium complex compound-containing composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, and preferably 99.99% by mass or less, more preferably. Is 99.9% by mass or less, particularly preferably 99% by mass or less.
- the thickness of the light emitting layer is about 3 to 200 nm, but when the solvent content is at least this lower limit, it is possible to prevent the composition from becoming too viscous and reducing the film forming workability. On the other hand, if it is not more than this upper limit, it tends to be easy to form a film from the viewpoint of the thickness of the film obtained by removing the solvent after the film is formed.
- those conventionally used as materials for an organic electroluminescent device can be used.
- those conventionally used as materials for an organic electroluminescent device can be used.
- the content of the other charge-transporting compound in the iridium complex compound-containing composition is usually 1000 parts by mass or less with respect to 1 part by mass of the iridium complex compound according to the present embodiment in the iridium complex compound-containing composition. It is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and usually 0.01 parts by mass or more, preferably 0.1 parts by mass or more, still more preferably 1 part by mass or more.
- the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment may contain other compounds in addition to the above compounds, if necessary.
- another solvent may be contained.
- amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. One of these may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.
- the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment can further contain a compound represented by the following formula (3).
- the compound represented by the formula (3) functions as an assist dopant in the light emitting layer of the organic electroluminescent device.
- the compound represented by the formula (3) has a shorter maximum emission wavelength than the iridium complex compound represented by the formula (1), which is the above-mentioned light emitting dopant. Therefore, when the assist dopant represented by the formula (3) is in an excited state, energy transfer to the light emitting dopant represented by the formula (1) having a smaller excitation energy occurs, and the assist dopant is represented by the formula (1).
- the light emitting dopant is in an excited state, and light emission from the light emitting dopant represented by the formula (1) is observed.
- the compound represented by the formula (3) may contain only one kind or a plurality of kinds. Further, the compound serving as an assist dopant may contain a compound serving as an assist dopant other than the compound represented by the formula (3), but in that case, the formula ( The total content of the compounds represented by 3) is preferably 50% by mass or more, more preferably 100% by mass. That is, it is more preferable that the assist dopant is only the compound represented by the formula (3).
- the composition ratio of the iridium complex compound represented by the formula (1) is equal to or greater than the composition ratio of the compound represented by the formula (3) in terms of parts by mass.
- R35 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a (hetero) having 3 to 20 carbon atoms.
- Ring A is any of pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinazoline ring, quinoxaline ring, azatriphenylene ring, carboline ring, benzothiazole ring, and benzoxazole ring. Is it?
- Ring A may have a substituent.
- substituents include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and 3 to 20 carbon atoms.
- (Hetero) aryloxy group alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, arylsilyl group having 6 to 20 carbon atoms, alkylcarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, 7 carbon atoms It is an arylcarbonyl group having up to 20 carbon atoms, an alkylamino group having 2 to 20 carbon atoms, an arylamino group having 6 to 20 carbon atoms, or a (hetero) aryl group having 3 to 20 carbon atoms.
- adjacent substituents bonded to the ring A may be bonded to each other to further form a ring. When there are a plurality of rings A, they may be the same or different.
- L 2 represents an organic ligand, and n is an integer of 1 to 3.
- R 35 may further have is preferably a substituent selected from the substituent group Z1 described later.
- R 35 represents, in terms of durability, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, having 7 to 40 carbon atoms (hetero) aralkyl group, an arylamino group having 6 to 20 carbon atoms or having 3 to 30 carbon atoms, (hetero ) Aryl groups are more preferred, and alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, (hetero) aralkyl groups having 7 to 40 carbon atoms, or (hetero) aryl groups having 3 to 20 carbon atoms are even more preferable.
- R 35 is a phenyl group which may have a substituent from the viewpoint of durability and solubility, and is preferably bonded to the m-position of ring A and the p-position of iridium. That is, it is preferable to contain a compound represented by the following formula (3-1).
- the substituent that may be possessed is preferably a substituent selected from the substituent group Z1 described later.
- R 36 has an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a (hetero) aryloxy group having 3 to 20 carbon atoms, and 1 carbon atom.
- alkylsilyl groups 6 to 20 carbons arylsilyl groups, 2 to 20 carbons alkylcarbonyl groups, 7 to 20 carbons arylcarbonyl groups, 1 to 20 carbons alkylamino groups, 6 carbons It is an arylamino group of up to 20 or a (hetero) aryl group having 3 to 30 carbon atoms. These groups may further have substituents. If there are multiple R 36s , they may be the same or different. f is an integer from 0 to 5. ]
- the substituent that R 36 may further have is preferably a substituent selected from the substituent group Z1 described later.
- f is preferably 0 from the viewpoint of easy production, preferably 1 or 2 from the viewpoint of durability and enhanced solubility, and further preferably 1.
- the ring A is preferably a pyridine ring, a pyrimidine ring, or an imidazole ring, and more preferably a pyridine ring.
- the hydrogen atom on the ring A has an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a (hetero) aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, or a (hetero) aralkyl group having 3 to 20 carbon atoms (from the viewpoint of durability and enhanced solubility. It is preferably substituted with a hetero) aryl group. Further, the hydrogen atom on the ring A is preferably not substituted from the viewpoint of easy production.
- the hydrogen atom on the ring A is a phenyl group or a naphthyl group which may have a substituent from the viewpoint of improving the luminous efficiency because excitons are easily generated when it is used as an organic electroluminescent element. It is preferably substituted.
- the ring A is a quinoline ring, an isoquinoline ring, a quinazoline ring, a quinoxaline ring, an azatriphenylene ring, or a carboline ring because excitons are easily generated on the assist dopant and the luminous efficiency is enhanced.
- a quinoline ring, an isoquinoline ring, and a quinazoline ring are preferable in terms of durability.
- L 2 is an organic ligand and is not particularly limited, but is preferably a monovalent bidentate ligand, and a more preferable example is the same as that shown as a preferable example of L 1.
- the organic ligands L 2 may have different structures from each other. Further, when n is 3, L 2 does not exist.
- Substituent group Z1 Substituents include alkyl groups, aralkyl groups, heteroaralkyl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, heteroaryloxy groups, alkylsilyl groups, arylsilyl groups, alkylcarbonyl groups, arylcarbonyl groups, alkylamino groups and arylamino groups. , Aryl group, or heteroaryl group can be used.
- an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms Preferably, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, a heteroaralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, etc.
- Heteroaryloxy group with 3 to 20 carbon atoms alkylsilyl group with 1 to 20 carbon atoms, arylsilyl group with 6 to 20 carbon atoms, alkylcarbonyl group with 2 to 20 carbon atoms, arylcarbonyl group with 7 to 20 carbon atoms , An alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms, an arylamino group having 6 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, more specifically described later. It is a substituent described in [Specific example of substituent].
- an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms More preferably, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. Is.
- the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms may be a linear, branched or cyclic alkyl group. More specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, isopropyl group, isobutyl group, isopentyl group, t-butyl group. , Cyclohexyl group and the like.
- a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, an n-hexyl group and an n-octyl group is preferable.
- the (hetero) aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms is a group in which a part of hydrogen atoms constituting a linear alkyl group, a branched alkyl group, or a cyclic alkyl group is substituted with an aryl group or a heteroaryl group.
- 2-phenyl-1-ethyl group, cumyl group, 5-phenyl-1-pentyl group, 6-phenyl-1-hexyl group, 7-phenyl-1-heptyl group, tetrahydronaphthyl group and the like can be used.
- a 5-phenyl-1-pentyl group, a 6-phenyl-1-hexyl group, and a 7-phenyl-1-heptyl group are preferable.
- alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, an isopropyloxy group, a hexyloxy group, a cyclohexyloxy group, an octadecyloxy group and the like. Of these, a hexyloxy group is preferable.
- the (hetero) aryloxy group having 3 to 20 carbon atoms include a phenoxy group and a 4-methylphenyloxy group. Of these, a phenoxy group is preferable.
- alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a dimethylphenyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a t-butyldiphenylsilyl group and the like. .. Of these, a triisopropyl group, a t-butyldimethylsilyl group and a t-butyldiphenylsilyl group are preferable.
- arylsilyl group having 6 to 20 carbon atoms include a diphenylpyridylsilyl group and a triphenylsilyl group. Of these, a triphenylsilyl group is preferable.
- alkylcarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms include an acetyl group, a propionyl group, a pivaloyl group, a caproyl group, a decanoyl group, a cyclohexylcarbonyl group and the like. Of these, an acetyl group and a pivaloyl group are preferable.
- arylcarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms include a benzoyl group, a naphthoyl group, an antryl group and the like. Of these, a benzoyl group is preferable.
- alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms include a methylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, an ethylmethylamino group, a dihexylamino group, a dioctylamino group, a dicyclohexylamino group and the like. Of these, a dimethylamino group and a dicyclohexylamino group are preferable.
- arylamino group having 6 to 20 carbon atoms include a phenylamino group, a diphenylamino group, a di (4-tolyl) amino group, a di (2,6-dimethylphenyl) amino group and the like. Of these, a diphenylamino group and a di (4-tolyl) amino group are preferable.
- the (hetero) aryl group having 3 to 30 carbon atoms is a linked aromatic hydrocarbon in which an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, and a plurality of aromatic hydrocarbons having one free atomic value are linked. It means a group, a linked aromatic heterocyclic group in which a plurality of aromatic heterocyclic groups are linked, or a group in which at least one or more aromatic hydrocarbons and aromatic heterocycles are arbitrarily linked.
- Benzene ring examples include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a perylene ring, a tetracene ring, a pyrene ring, a benzpyrene ring, a chrysene ring, a triphenylene ring, a fluorantene ring, and a furan ring, which have one free valence.
- a benzene ring, a naphthalene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a carbazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, and a triazine ring having one free atomic value are preferable from the viewpoint of durability.
- an aryl group having 6 to 18 carbon atoms such as a benzene ring, a naphthalene ring or a phenanthrene ring, which has one free valence and may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or 1
- a pyridine ring having 1 free valence and optionally substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 free valence and 1 to 8 carbon atoms. It is more preferably an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, such as a benzene ring, a naphthalene ring or a phenanthrene ring which may be substituted with.
- the combination of these substituents includes, for example, a combination of an aryl group and an alkyl group, a combination of an aryl group and an aralkyl group, or an aryl group and an alkyl group.
- Combinations with aralkyl groups can be used, but are not limited thereto.
- the combination of the aryl group and the aralkyl group for example, a combination of a benzene, a biphenyl group, a terphenyl group, a 5-phenyl-1-pentyl group, and a 6-phenyl-1-hexyl group can be used.
- the method for measuring the maximum emission wavelength of the iridium complex compound in this embodiment is shown below.
- the maximum emission wavelength of the iridium complex compound can be determined from the photoluminescence spectrum of a solution in which the material is dissolved in an organic solvent, or the photoluminescence spectrum of a thin film of the material alone.
- spectrophotometry is performed on a solution in which a compound is dissolved in an organic solvent such as toluene at a concentration of 1 ⁇ 10 -4 mol / L or less, preferably 1 ⁇ 10 -5 mol / L at room temperature.
- the photoluminescence spectrum is measured with a photometer (organic EL quantum yield measuring device C9920-02 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.).
- the wavelength indicating the maximum value of the obtained spectral intensity is defined as the maximum emission wavelength.
- the material is vacuum-deposited or solution-coated to prepare a thin film, the photoluminescence is measured with the above spectrophotometer, and the wavelength indicating the maximum value of the obtained emission spectral intensity is set to the maximum emission. Let the wavelength be. It is necessary to obtain and compare the maximum emission wavelengths of the compound used for the emission dopant and the compound used for the assist dopant by the same method.
- the compound represented by the formula (3) as an assist dopant contained in the composition for an organic electroluminescent device according to the present embodiment is maximum as compared with the iridium complex compound represented by the formula (1) as a light emitting dopant.
- the emission wavelength is short wave.
- the maximum emission wavelength of the compound serving as the emission dopant is preferably 580 nm or more, more preferably 590 nm or more, further preferably 600 nm or more, preferably 700 nm or less, and more preferably 680 nm or less. When the maximum emission wavelength is in this range, it tends to be possible to express a preferable color of a red light emitting material suitable as an organic electroluminescent element.
- the maximum emission wavelength of the compound serving as an assist dopant and the maximum emission wavelength of the compound serving as a light emitting dopant are separated by 10 nm or more and 50 nm or less because efficient energy transfer can be performed.
- the difference is more preferably 40 nm or less.
- the iridium complex compound represented by the formula (1) is preferably contained in the same amount as or in a larger amount than the compound represented by the formula (3). That is, it is preferable that the composition ratio of the iridium complex compound represented by the formula (1) in terms of parts by mass is equal to or higher than the composition ratio of the compound represented by the formula (3).
- the iridium complex compound represented by the formula (1) is more preferably contained 1 to 3 times as much as the compound represented by the formula (3) in terms of parts by mass. From the viewpoint of luminous efficiency and long life of the device, the content is particularly preferably 1 to 2 times. From the viewpoint of obtaining more vivid light emission, it is more preferable to contain more than twice.
- the drive voltage of the element it is more preferable to contain less than twice.
- the energy from the assist dopant is more efficiently transferred to the light emitting dopant, so that high luminous efficiency can be obtained and the life of the device is expected to be extended.
- the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment preferably further contains a compound represented by the following formula (20).
- W represents CH or N independently, and at least one W is N.
- Xa 1 , Ya 1 , and Za 1 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, which may have a substituent, or a carbon which may have a substituent.
- Each of Xa 2 , Ya 2 and Za 2 independently has a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a carbon number which may have a substituent.
- Represents 3 to 30 aromatic heterocyclic groups g11, h11, and j11 each independently represent an integer of 0 to 6.
- At least one of g11, h11, and j11 is an integer of 1 or more. If g11 is 2 or more, Xa 1 there are two or more may be the same or different and If h11 is 2 or more, Ya 1 there are two or more may be the same or different and If j11 is 2 or more, Za 1 there are two or more may be the same or different and R 23 represents a hydrogen atom or substituent, and the four R 23s may be the same or different. However, when g11, h11, or j11 is 0, the corresponding Xa 2 , Ya 2 , or Za 2 are not hydrogen atoms, respectively. )
- the compound represented by the above formula (20) is preferably a charge transport compound, that is, a charge transport host material.
- ⁇ W> W in the above formula (20) represents CH or N, and at least one of them is N, but from the viewpoint of electron transportability and electron durability, at least two are preferably N, and all are N. More preferably.
- benzene ring examples include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, a perylene ring, a tetracene ring, a pyrene ring, a benzpyrene ring, a chrysene ring, a triphenylene ring, a fluoranthene ring, an indenofluorene ring and the like.
- a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, or a fluorene ring is preferable, a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, or a fluorene ring is preferable, and a benzene ring, a naphthalene ring, or a fluorene ring is more preferable.
- the thiophene ring, pyrrole ring, imidazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, quinazoline ring, carbazole ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, indolocarbazole ring, phenanthroline ring, or indenocarbazole ring are preferable.
- a pyridine ring it is more preferably a pyridine ring, a pyrimidine ring, a triazine ring, a quinoline ring, a quinazoline ring, a carbazole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring, and more preferably a carbazole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring.
- the particularly preferable aromatic hydrocarbon ring is a benzene ring, a naphthalene ring, or a phenanthrene ring, and a particularly preferable aromatic ring.
- the heterocycle is a carbazole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring.
- g11, h11, j11> g11, h11, and j11 each independently represent an integer of 0 to 6, and at least one of g11, h11, and j11 is an integer of 1 or more. From the viewpoint of charge transportability and durability, it is preferable that g11 is 2 or more, or at least one of h11 and j11 is 3 or more. If g11 is 2 or more, Xa 1 existing in plural numbers may be the same or different. If h11 is 2 or more, Ya 1 existing in plural numbers may be the same or different. Also, in the case of j11 is 2 or more, Za 1 existing in plural numbers may be the same or different.
- Xa 2 when g11 is 0, the corresponding Xa 2 is not a hydrogen atom, which means that when g11 is 0, that is, when Xa 1 does not exist, Xa 2 may have a substituent and has 6 or more and 30 or less carbon atoms. It means that it is an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
- Ya 2 when h11 is 0, that is, in the absence of Ya 1 , Ya 2 may have an aromatic hydrocarbon group having 6 or more and 30 or less carbon atoms, or a substituent. It means that it is an aromatic heterocyclic group having 3 or more carbon atoms and 30 or less carbon atoms.
- Za 2 may have an aromatic hydrocarbon group having 6 or more and 30 or less carbon atoms, or a carbon having a substituent. It means that it is an aromatic heterocyclic group having a number of 3 or more and 30 or less.
- the compound represented by the formula (20), including the ring having three central Ws has a total of 8 to 18 rings, which is suitable for charge transportability, durability and organic solvent. It is preferable from the viewpoint of solubility of.
- R 23 is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent or an aromatic having 3 to 30 carbon atoms which may have a substituent. It is a group heterocyclic group. From the viewpoint of improving durability and charge transportability, it is more preferable that the aromatic hydrocarbon group may have a substituent. If R 23 when a substituent there are a plurality may be different from each other.
- the substituent that 23 may have can be selected from the following substituent group Z2.
- Substituent group Z2 includes an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heteroaryloxy group, an alkoxycarbonyl group, a dialkylamino group, a diarylamino group, an arylalkylamino group, an acyl group, a halogen atom, a haloalkyl group, and an alkylthio group. It is a group consisting of an arylthio group, a silyl group, a siloxy group, a cyano group, an aromatic hydrocarbon group, and an aromatic heterocyclic group. These substituents may contain any of linear, branched and cyclic structures.
- the substituent group Z2 has the following structure.
- the number of carbon atoms is usually 1 or more, preferably 4 or more, and usually 24 or less, preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less.
- an aryloxy group or a hetero group having a phenoxy group, a naphthoxy group, a pyridyloxy group, etc. which usually has 4 or more carbon atoms, preferably 5 or more carbon atoms, and usually 36 or less, preferably 24 or less carbon atoms.
- Aryloxy group For example, an alkoxycarbonyl group such as a methoxycarbonyl group or an ethoxycarbonyl group, which usually has 2 or more carbon atoms and usually has 24 or less carbon atoms, preferably 12 or less carbon atoms;
- a dialkylamino group such as a dimethylamino group or a diethylamino group, which usually has 2 or more carbon atoms and usually has 24 or less carbon atoms, preferably 12 or less carbon atoms;
- an alkyl group, an alkoxy group, a diarylamino group, an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group is preferable.
- the substituent is preferably an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, more preferably an aromatic hydrocarbon group, and further preferably having no substituent.
- an alkyl group or an alkoxy group is preferable as the substituent.
- each substituent of the above-mentioned substituent group Z2 may further have a substituent.
- substituent group Z2 examples include the same substituents as the above-mentioned substituents (substituent group Z2).
- Each substituent that the substituent group Z2 may have is preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms, an alkoxy group having 8 or less carbon atoms, or a phenyl group, and more preferably an alkyl group having 6 or less carbon atoms.
- each of the substituents of the substituent group Z2 does not have a further substituent from the viewpoint of charge transportability.
- the compound represented by the formula (20) is a low molecular weight material, and the molecular weight is preferably 3,000 or less, more preferably 2,500 or less, particularly preferably 2,000 or less, and most preferably 1. , 500 or less.
- the lower limit of the molecular weight is usually 300 or more, preferably 350 or more, and more preferably 400 or more.
- the compound represented by the formula (20) is not particularly limited, and examples thereof include the following compounds.
- the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment may contain only one kind of the compound represented by the above formula (20), or may contain two or more kinds.
- the organic electroluminescent device according to the present embodiment contains the iridium complex compound according to the present embodiment.
- the organic electroluminescent device according to the present embodiment preferably has at least an anode, a cathode, and at least one organic layer located between the anode and the cathode on a substrate, and is among the organic layers. At least one layer contains the iridium complex compound according to this embodiment.
- the organic layer includes a light emitting layer.
- the organic electroluminescent device according to the present embodiment contains the iridium complex compound according to the present embodiment in the light emitting layer.
- the light emitting layer of the organic electroluminescent device according to the present embodiment preferably contains the assist dopant in addition to the iridium complex compound according to the present embodiment.
- the reason why it is preferable to include the assist dopant is as described above.
- the light emitting layer of the organic electroluminescent device according to the present embodiment preferably further contains the compound represented by the above formula (20) in addition to the iridium complex compound according to the present embodiment.
- the reason why it is preferable to further contain the compound represented by the formula (20) is as described above.
- the light emitting layer of the organic electroluminescent device according to the present embodiment preferably contains the compound represented by the formula (20) and the assist dopant in addition to the iridium complex compound according to the present embodiment.
- the organic layer containing the iridium complex compound according to the present embodiment is more preferably a layer formed by using the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment, and is a layer formed by a wet film forming method. Is even more preferable.
- the layer formed by the wet film forming method is preferably the light emitting layer.
- the wet film forming method is a film forming method, that is, as a coating method, for example, a spin coating method, a dip coating method, a die coating method, a bar coating method, a blade coating method, a roll coating method, a spray coating method, and the like.
- We adopt methods such as capillary coating method, inkjet method, nozzle printing method, screen printing method, gravure printing method, flexographic printing method, etc., and dry the film formed by these methods to form a film. Refers to the method of doing.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structural example suitable for the organic electroluminescent element 10 according to the present embodiment.
- reference numeral 1 is a substrate
- reference numeral 2 is an anode
- reference numeral 3 is a hole injection layer
- reference numeral 3 is a hole injection layer
- reference numeral 4 is a hole transport layer
- reference numeral 5 is a light emitting layer
- reference numeral 6 is a hole blocking layer
- reference numeral 7 is an electron transport layer
- reference numeral 8 is an electron injection layer
- reference numeral 9 is a cathode.
- known materials can be applied, and there is no particular limitation, but typical materials and manufacturing methods for each layer are described below as an example.
- the relevant contents can be appropriately applied and applied within the scope of common sense of those skilled in the art.
- the substrate 1 serves as a support for an organic electroluminescent element, and usually a quartz or glass plate, a metal plate, a metal foil, a plastic film, a sheet, or the like is used. Of these, a glass plate or a transparent synthetic resin plate such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate, or polysulfone is preferable.
- the substrate 1 is preferably made of a material having a high gas barrier property because the organic electroluminescent element is unlikely to be deteriorated by the outside air. Therefore, particularly when a material having a low gas barrier property such as a synthetic resin substrate is used, it is preferable to provide a dense silicon oxide film or the like on at least one surface of the substrate 1 to improve the gas barrier property.
- the anode 2 has a function of injecting holes into the layer on the light emitting layer side.
- the anode 2 is usually a metal such as aluminum, gold, silver, nickel, palladium, platinum; a metal oxide such as at least one oxide of indium and tin; a metal halide such as copper iodide; carbon black or poly ( 3-Methylthiophene), polypyrrole, polyaniline and other conductive polymers.
- the anode 2 is usually formed by a dry method such as a sputtering method or a vacuum vapor deposition method. Further, when the anode 2 is formed by using metal fine particles such as silver, fine particles such as copper iodide, carbon black, conductive metal oxide fine particles, conductive polymer fine powder, etc., an appropriate binder resin solution is used. It can also be formed by dispersing it in a mixture and applying it on a substrate. Further, in the case of a conductive polymer, a thin film can be formed directly on the substrate by electrolytic polymerization, or an anode 2 can be formed by applying the conductive polymer on the substrate (Appl. Phys. Lett., Volume 60, p. 2711, 1992).
- the anode 2 usually has a single-layer structure, but may have a laminated structure as appropriate. When the anode 2 has a laminated structure, different conductive materials may be laminated on the first-layer anode.
- the thickness of the anode 2 may be determined according to the required transparency, material, and the like. When particularly high transparency is required, a thickness having a visible light transmittance of 60% or more is preferable, and a thickness having a visible light transmittance of 80% or more is more preferable.
- the thickness of the anode 2 is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 1000 nm or less, preferably 500 nm or less.
- the thickness of the anode 2 may be an arbitrary thickness depending on the required strength and the like. In this case, the anode 2 may have the same thickness as the substrate 1.
- impurities on the anode are removed and the ionization potential thereof is adjusted by performing treatments such as ultraviolet + ozone, oxygen plasma, and argon plasma before the film formation. It is preferable to improve the hole injection property.
- the layer having a function of transporting holes from the anode 2 side to the light emitting layer 5 side is usually called a hole injection transport layer or a hole transport layer.
- the layer closer to the anode 2 side may be referred to as the hole injection layer 3.
- the hole injection layer 3 is preferably used because it enhances the function of transporting holes from the anode 2 to the light emitting layer 5.
- the hole injection layer 3 is usually formed on the anode 2.
- the film thickness of the hole injection layer 3 is usually 1 nm or more, preferably 5 nm or more, and usually 1000 nm or less, preferably 500 nm or less.
- the hole injection layer 3 may be formed by either a vacuum vapor deposition method or a wet film deposition method. In terms of excellent film forming property, it is preferably formed by a wet film forming method.
- the hole injection layer 3 preferably contains a hole transporting compound, and more preferably contains a hole transporting compound and an electron accepting compound. Further, the hole injection layer 3 preferably contains a cationic radical compound, and particularly preferably contains a cationic radical compound and a hole transporting compound.
- the composition for forming a hole injection layer usually contains a hole transporting compound that becomes the hole injection layer 3. Further, in the case of the wet film forming method, a solvent is usually further contained. It is preferable that the composition for forming a hole injection layer has high hole transportability and can efficiently transport the injected holes. Therefore, it is preferable that the hole mobility is high and impurities that serve as traps are unlikely to be generated during production or use. Further, it is preferable that the stability is excellent, the ionization potential is small, and the transparency to visible light is high.
- the hole injection layer 3 when the hole injection layer 3 is in contact with the light emitting layer 5, those that do not quench the light emitted from the light emitting layer 5 or those that form an exciplex with the light emitting layer 5 and do not reduce the luminous efficiency are preferable.
- hole transporting compound a compound having an ionization potential of 4.5 eV to 6.0 eV is preferable from the viewpoint of a charge injection barrier from the anode 2 to the hole injection layer 3.
- hole-transporting compounds include aromatic amine compounds, phthalocyanine compounds, porphyrin compounds, oligothiophene compounds, polythiophene compounds, benzylphenyl compounds, compounds in which a tertiary amine is linked with a fluorene group, and hydrazone. Examples thereof include system compounds, silazane compounds, and quinacridone compounds.
- aromatic amine compounds are preferable, and aromatic tertiary amine compounds are particularly preferable, from the viewpoint of amorphousness and visible light transmission.
- the aromatic tertiary amine compound is a compound having an aromatic tertiary amine structure, and also includes a compound having a group derived from the aromatic tertiary amine.
- the type of the aromatic tertiary amine compound is not particularly limited, but is a polymer compound having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 1,000,000 or less, that is, a polymerized compound in which repeating units are continuous, from the viewpoint that uniform light emission can be easily obtained due to the surface smoothing effect. Is preferably used.
- Preferred examples of the aromatic tertiary amine polymer compound include a polymer compound having a repeating unit represented by the following formula (I).
- Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic group which may have a substituent or a complex aromatic group which may have a substituent.
- 3 to Ar 5 each independently represent an aromatic group which may have a substituent or a complex aromatic group which may have a substituent.
- Q is in the following linking group group. Represents a linking group selected from. Further, of Ar 1 to Ar 5 , two groups bonded to the same N atom may be bonded to each other to form a ring.) The linking groups are shown below.
- Ar 6 - Ar 16 are each independently, .R a represents an heteroaromatic group optionally having an optionally substituted aromatic group or a substituted group; R b independently represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent.
- the aromatic groups and heteroaromatic groups of Ar 1 to Ar 16 include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a thiophene ring, and a pyridine ring in terms of solubility, heat resistance, and hole injection transportability of the polymer compound. Derived groups are preferable, and groups derived from benzene rings and naphthalene rings are more preferable.
- Specific examples of the aromatic tertiary amine polymer compound having a repeating unit represented by the formula (I) include those described in International Publication No. 2005/089024.
- the hole injecting layer 3 can improve the conductivity of the hole injecting layer 3 by oxidizing the hole transporting compound, it is preferable that the hole injecting layer 3 contains an electron accepting compound.
- the electron-accepting compound a compound having an oxidizing power and having an ability to accept one electron from the above-mentioned hole-transporting compound is preferable, and specifically, a compound having an electron affinity of 4 eV or more is preferable, and an electron affinity is preferable. A compound having a value of 5 eV or more is more preferable.
- Such an electron-accepting compound includes, for example, a triarylboron compound, a metal halide, a Lewis acid, an organic acid, an onium salt, a salt of an arylamine and a metal halide, and a salt of an arylamine and a Lewis acid.
- a triarylboron compound such as 4-isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate (International Publication No. 2005/089024); chloride.
- High valence inorganic compounds such as iron (III) (Japanese Patent Laid-Open No. 11-251067), ammonium peroxodisulfate; cyano compounds such as tetracyanoethylene; tris (pentafluorophenyl) borane (Japanese Patent Laid-Open No. 20033-) Aromatic boron compounds such as 31365); fullerene derivatives, iodine and the like can be mentioned.
- cation radical compound an ionic compound composed of a cation radical, which is a chemical species obtained by removing one electron from a hole transporting compound, and a counter anion is preferable.
- the cation radical is derived from a hole-transporting polymer compound, the cation radical has a structure in which one electron is removed from the repeating unit of the polymer compound.
- the cation radical is preferably a chemical species obtained by removing one electron from the above-mentioned compound as a hole transporting compound.
- a chemical species obtained by removing one electron from a preferable compound as a hole transporting compound is preferable from the viewpoints of amorphousness, visible light transmittance, heat resistance, solubility and the like.
- the cationic radical compound can be produced by mixing the hole transporting compound and the electron accepting compound described above. That is, by mixing the above-mentioned hole transporting compound and the electron accepting compound, electron transfer occurs from the hole transporting compound to the electron accepting compound, and the cation radical and the counter anion of the hole transporting compound become A cationic ion compound consisting of is produced.
- Cationic radical compounds derived from polymer compounds such as PEDOT / PSS (Adv. Mater., 2000, Vol. 12, p. 481) and emeraldine hydrochloride (J. Phys. Chem., 1990, Vol. 94, p. 7716) It is also produced by oxidative polymerization, that is, dehydrogenation polymerization.
- the oxidative polymerization referred to here is to chemically or electrochemically oxidize a monomer in an acidic solution using peroxodisulfate or the like.
- the material to be the hole injection layer 3 is usually mixed with a soluble solvent, that is, a solvent for the hole injection layer to form a hole injection layer for film formation.
- a soluble solvent that is, a solvent for the hole injection layer to form a hole injection layer for film formation.
- This composition for forming a hole injection layer is formed by forming a film on a layer corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3, usually an anode 2, by a wet film forming method and drying it.
- the film formed can be dried in the same manner as the drying method in forming the light emitting layer 5 by the wet film forming method.
- the concentration of the hole transporting compound in the composition for forming a hole injection layer is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but in terms of film thickness uniformity, a lower concentration is preferable, while positive. A higher value is preferable in that defects are less likely to occur in the hole injection layer 3. Specifically, it is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, and 70% by mass or less. It is preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less.
- the solvent examples include ether solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents, amide solvents and the like.
- ether-based solvent examples include aliphatic ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA), 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, and anisole. , Fenetol, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, 2,4-dimethylanisole and other aromatic ethers.
- ester-based solvent examples include aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, and n-butyl benzoate.
- aromatic hydrocarbon solvent examples include toluene, xylene, cyclohexylbenzene, 3-isopropylbiphenyl, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, methylnaphthalene and the like.
- the amide-based solvent examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like. In addition to these, dimethyl sulfoxide and the like can also be used.
- the formation of the hole injection layer 3 by the wet film formation method is usually performed after preparing the composition for forming the hole injection layer, which is applied to a layer corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3, usually above the anode 2. It is carried out by applying a film to the film and drying it. In the hole injection layer 3, the coating film is usually dried by heating, vacuum drying, or the like after the film formation.
- the hole injection layer 3 is formed by the vacuum vapor deposition method
- the constituent materials of the hole injection layer 3 that is, the hole transporting compound, the electron accepting compound, and the like described above are used.
- the crucible is heated to evaporate while controlling the amount of material evaporated in the crucible.
- the hole injection layer 3 is formed on the anode 2 on the substrate placed facing the surface.
- the constituent materials of the hole injection layer 3 are usually put into separate crucibles, and heating is also performed for each crucible. Further, evaporation is also usually carried out independently while controlling the amount of evaporation. On the other hand, even when two or more kinds of materials are used, a mixture thereof can be put into one crucible and heated and evaporated to form the hole injection layer 3.
- the degree of vacuum at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 ⁇ 10 -6 Torr (0.13 ⁇ 10 -4 Pa) or more, and is usually 9.0 ⁇ . It is 10-6 Torr (12.0 ⁇ 10 -4 Pa) or less.
- the deposition rate is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 ⁇ / sec or more, and usually 5.0 ⁇ / sec or less.
- the film formation temperature at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is preferably 10 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or lower.
- the hole transport layer 4 is a layer that has a function of transporting holes from the anode 2 side to the light emitting layer 5.
- the hole transport layer 4 is not an essential layer in the organic electroluminescent device of the present invention, but it is preferable to provide this layer from the viewpoint of enhancing the function of transporting holes from the anode 2 to the light emitting layer 5.
- the hole transport layer 4 is usually formed between the anode 2 and the light emitting layer 5. Further, when the hole injection layer 3 described above is present, it is formed between the hole injection layer 3 and the light emitting layer 5.
- the film thickness of the hole transport layer 4 is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
- the hole transport layer 4 may be formed by either a vacuum vapor deposition method or a wet film deposition method. In terms of excellent film forming property, it is preferably formed by a wet film forming method.
- the hole transport layer 4 usually contains a hole transport compound that becomes the hole transport layer 4. Examples of the hole-transporting compound contained in the hole-transporting layer 4 include two or more tertiary compounds represented by 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl.
- Aromatic diamine containing amine and having two or more fused aromatic rings replaced with nitrogen atoms Japanese Patent Laid-Open No. 5-234681
- Aromatic amine compounds having a starburst structure such as phenylamine (J. Lumin., Vol. 72-74, pp. 985, 1997), aromatic amine compounds consisting of triphenylamine tetramers (Chem. Commun., 2175 (p.
- the hole transport layer 4 is formed by the wet film forming method, usually, in the same manner as when the hole injection layer 3 is formed by the wet film forming method, instead of the hole injection layer forming composition. It is formed using a composition for forming a hole transport layer.
- the hole transport layer forming composition usually further contains a solvent.
- the solvent used in the hole transport layer forming composition the same solvent as the solvent used in the hole injection layer forming composition described above can be used.
- the concentration of the hole-transporting compound in the composition for forming the hole-transporting layer can be in the same range as the concentration of the hole-transporting compound in the composition for forming the hole-injecting layer.
- the hole transport layer 4 can be formed by the wet film formation method in the same manner as the hole injection layer 3 film formation method described above.
- the light emitting layer 5 is a layer having a function of emitting light by being excited by recombination of holes injected from the anode 2 and electrons injected from the cathode 9 when an electric field is applied between the pair of electrodes. ..
- the light emitting layer 5 is a layer formed between the anode 2 and the cathode 9, and the light emitting layer 5 is between the hole injection layer 3 and the cathode 9 when the hole injection layer 3 is above the anode 2. If there is a hole transport layer 4 on the anode 2, it is formed between the hole transport layer 4 and the cathode 9.
- the film thickness of the light emitting layer 5 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. .. Therefore, the film thickness of the light emitting layer 5 is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, and usually 200 nm or less, further preferably 100 nm or less.
- the light emitting layer 5 contains at least a material having a light emitting property (light emitting material) and preferably a material having a charge transporting property (charge transporting material).
- any light emitting layer may contain the iridium complex compound according to the present embodiment, and other light emitting materials may be used as appropriate.
- light emitting materials other than the iridium complex compound according to the present embodiment will be described in detail.
- the light emitting material is not particularly limited as long as it emits light at a desired light emitting wavelength and the effect of the present invention is not impaired, and a known light emitting material can be applied.
- the light emitting material may be either a fluorescent light emitting material or a phosphorescent light emitting material, but a material having good luminous efficiency is preferable, and a phosphorescent light emitting material is preferable from the viewpoint of internal quantum efficiency.
- Examples of the fluorescent light emitting material include the following materials.
- Examples of the fluorescent light emitting material (blue fluorescent light emitting material) that gives blue light emission include naphthalene, perylene, pyrene, anthracene, coumarin, chrysene, p-bis (2-phenylethenyl) benzene, and derivatives thereof.
- the fluorescent light-emitting material giving green luminescence (green fluorescent material) for example, quinacridone derivatives, coumarin derivatives, aluminum complexes such as Al (C 9 H 6 NO) 3 and the like.
- Examples of the fluorescent light emitting material that gives yellow light emission include rubrene, a perimidone derivative, and the like.
- Examples of the fluorescent light emitting material (red fluorescent light emitting material) that gives red light emission include DCM (4- (dimethyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostylyl) -4H-pyran) compounds, benzopyran derivatives, and rhodamine derivatives. , Benzothioxanthene derivatives, azabenzothioxanthene and the like.
- the phosphorescent material for example, the 7th to 11th of the long periodic table (hereinafter, unless otherwise specified, the term "periodic table” refers to the long periodic table).
- the term "periodic table” refers to the long periodic table.
- Examples thereof include an organic metal complex containing a metal selected from the group.
- Preferred metals selected from Groups 7 to 11 of the periodic table include ruthenium, rhodium, palladium, silver, renium, osmium, iridium, platinum, gold and the like.
- a ligand in which a (hetero) aryl group such as a (hetero) arylpyridine ligand or a (hetero) arylpyrazole ligand is linked to a pyridine, pyrazole, phenanthroline or the like is preferable.
- a phenylpyridine ligand and a phenylpyrazole ligand are preferable.
- the (hetero) aryl represents an aryl group or a heteroaryl group.
- Specific preferred phosphorescent materials include, for example, tris (2-phenylpyridine) iridium, tris (2-phenylpyridine) ruthenium, tris (2-phenylpyridine) palladium, bis (2-phenylpyridine) platinum, and tris.
- Examples thereof include phenylpyridine complexes such as (2-phenylpyridine) osmium and tris (2-phenylpyridine) renium, and porphyrin complexes such as octaethyl platinum porphyrin, octaphenyl platinum porphyrin, octaethyl palladium porphyrin, and octaphenyl palladium porphyrin.
- Polymer-based luminescent materials include poly (9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) and poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (4,4'-).
- the charge transporting material is a material having a positive charge, that is, a hole transporting property, or a negative charge, that is, an electron transporting property, and is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and known materials can be applied.
- a compound or the like conventionally used for the light emitting layer 5 of the organic electroluminescent device can be used, and a compound used as a host material for the light emitting layer 5 is particularly preferable.
- the charge transporting material include aromatic amine compounds, phthalocyanine compounds, porphyrin compounds, oligothiophene compounds, polythiophene compounds, benzylphenyl compounds, and compounds in which a tertiary amine is linked with a fluorene group.
- Hydrazone-based compounds, silazane-based compounds, silanamine-based compounds, phosphamine-based compounds, quinacridone-based compounds, and other compounds exemplified as the hole-transporting compounds of the hole injection layer 3 can be mentioned.
- electron-transporting compounds such as anthracene-based compounds, pyrene-based compounds, carbazole-based compounds, pyridine-based compounds, phenanthroline-based compounds, oxadiazole-based compounds, and silol-based compounds can be mentioned.
- Aromatic amine compounds having a starburst structure such as substituted aromatic diamines (Japanese Patent Laid-Open No. 5-234681), 4,4', 4''-tris (1-naphthylphenylamino) triphenylamine, etc. J. Lumin., Vol. 72-74, pp. 985, 1997), Aromatic amine compounds consisting of triphenylamine tetramers (Chem. Commun., P.
- BPhen diphenylsilol
- BPhen vasophenanthroline
- BCP bathocuproine
- the light emitting layer 5 may be formed by either a vacuum vapor deposition method or a wet film forming method, but the wet film forming method is preferable because it is excellent in film forming property.
- the wet film forming method is preferable because it is excellent in film forming property.
- the light emitting layer 5 is formed by the wet film forming method, usually, in the same manner as when the hole injection layer 3 is formed by the wet film forming method, light emission is performed instead of the composition for forming the hole injection layer.
- the material to be layer 5 is formed using a soluble solvent, that is, a light emitting layer forming composition prepared by mixing with a light emitting layer solvent. In the present embodiment, it is preferable to use the above-mentioned iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment as the light emitting layer forming composition.
- the solvent examples include ether-based solvents, ester-based solvents, aromatic hydrocarbon-based solvents, and amide-based solvents mentioned for the formation of the hole injection layer 3, as well as alcan-based solvents, halogenated aromatic hydrocarbon-based solvents, and fats.
- examples thereof include a group alcohol solvent, an alicyclic alcohol solvent, an aliphatic ketone solvent and an alicyclic ketone solvent.
- the solvent used is as exemplified as the solvent of the iridium complex compound-containing composition according to the present embodiment, and specific examples of the solvent are given below, but the solvent is limited to these as long as the effect of the present invention is not impaired. is not it.
- aliphatic ether solvents such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA); 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole, phenetol, 2 -Aromatic ether solvents such as methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, 2,4-dimethylanisole, diphenyl ether; phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, benzoic acid Aromatic ester solvents such as ethyl, propyl benzoate, n-butyl benzoate; toluene, xylene, mesitylene, cyclohexylbenzene, tetralin, 3-isopropylbiphenyl, 1,2,3,4
- the solvent evaporates at an appropriate rate from the liquid film immediately after the film formation. Therefore, as described above, the boiling point of the solvent used is usually 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, and usually 270 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably boiling point. It is 230 ° C. or lower.
- the amount of the solvent used is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. It is preferable that the amount is large in terms of ease of execution, and on the other hand, the amount is preferably low in terms of easy film formation with a thick film.
- the content of the solvent is preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, and preferably 99.99% by mass or less in the iridium complex compound-containing composition. , More preferably 99.9% by mass or less, and particularly preferably 99% by mass or less.
- heating or depressurization can be used as a method for removing the solvent after the wet film formation.
- the heating means used in the heating method a clean oven and a hot plate are preferable because heat is evenly applied to the entire film.
- the heating temperature in the heating step is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but a high temperature is preferable in terms of shortening the drying time, and a low temperature is preferable in terms of less damage to the material.
- the upper limit of the heating temperature is usually 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower.
- the lower limit of the heating temperature is usually 30 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C.
- the heating time in the heating step is appropriately determined by the boiling point and vapor pressure of the solvent in the composition for forming the light emitting layer, the heat resistance of the material, and the heating conditions.
- Formation of light emitting layer 5 by vacuum vapor deposition method When the light emitting layer 5 is formed by the vacuum vapor deposition method, usually one or more of the constituent materials of the light emitting layer 5, that is, the above-mentioned light emitting material, charge transporting compound, and the like are installed in the vacuum vessel. After putting it in the crucible and exhausting the inside of the vacuum vessel to about 10 -4 Pa with a vacuum pump, the crucible is heated to evaporate while controlling the amount of evaporation of the material in the crucible, and the holes placed facing the crucible. A light emitting layer 5 is formed on the injection layer 3 or the hole transport layer 4.
- the constituent materials of the light emitting layer 5 are usually put into separate crucibles, and heating is also performed for each crucible. Further, evaporation is also usually carried out independently while controlling the amount of evaporation. On the other hand, even when two or more kinds of materials are used, a mixture thereof can be put into one crucible and heated and evaporated to form the light emitting layer 5.
- the degree of vacuum at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 ⁇ 10 -6 Torr (0.13 ⁇ 10 -4 Pa) or more, and is usually 9.0 ⁇ . It is 10-6 Torr (12.0 ⁇ 10 -4 Pa) or less.
- the deposition rate is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 ⁇ / sec or more, and usually 5.0 ⁇ / sec or less.
- the film formation temperature at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is preferably 10 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or lower.
- a hole blocking layer 6 may be provided between the light emitting layer 5 and the electron injection layer 8 described later.
- the hole blocking layer 6 is a layer laminated on the light emitting layer 5 so as to be in contact with the interface of the light emitting layer 5 on the cathode 9 side.
- the hole blocking layer 6 has a role of blocking holes moving from the anode 2 from reaching the cathode 9 and a role of efficiently transporting electrons injected from the cathode 9 toward the light emitting layer 5.
- the physical properties required for the material constituting the hole blocking layer 6 are high electron mobility and low hole mobility, an energy gap, that is, a large difference between HOMO and LUMO, and an excited triplet level (T1). ) Is high.
- Examples of the material of the hole blocking layer 6 satisfying such conditions include bis (2-methyl-8-quinolinolato) (phenolato) aluminum and bis (2-methyl-8-quinolinolato) (triphenylsilanorat) aluminum.
- Mixed ligand complexes such as bis (2-methyl-8-quinolato) aluminum- ⁇ -oxo-bis- (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum dinuclear metal complexes and other metal complexes, distyrylbiphenyl derivatives, etc.
- the method for forming the hole blocking layer 6 is not limited, and the hole blocking layer 6 can be formed in the same manner as the method for forming the light emitting layer 5 described above.
- the film thickness of the hole blocking layer 6 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.3 nm or more, preferably 0.5 nm or more, and usually 100 nm or less, preferably 50 nm or less. be.
- the electron transport layer 7 is provided between the light emitting layer 5 or the hole element layer 6 and the electron injection layer 8 for the purpose of further improving the current efficiency of the device.
- the electron transport layer 7 is formed of a compound capable of efficiently transporting electrons injected from the cathode 9 in the direction of the light emitting layer 5 between the electrodes to which an electric field is applied.
- the electron-transporting compound used in the electron-transporting layer 7 the electron-injecting efficiency from the cathode 9 or the electron-injecting layer 8 is high, and the injected electrons can be efficiently transported with high electron mobility.
- the electron-transporting compound satisfying such conditions include a metal complex such as an aluminum complex of 8-hydroxyquinolin (Japanese Patent Laid-Open No. 59-194393), 10-hydroxybenzo [h]. ] Kinolin metal complex, oxadiazole derivative, distyrylbiphenyl derivative, silol derivative, 3-hydroxyflavon metal complex, 5-hydroxyflavon metal complex, benzoxazole metal complex, benzothiazole metal complex, trisbenzimidazolylbenzene (US patent) No. 5645948), quinoxalin compounds (Japanese Patent Laid-Open No. 6-207169), phenanthroline derivatives (Japanese Patent Laid-Open No.
- 2-t-butyl-9,10-N, N'- Examples thereof include dicyanoanthraquinone diimine, n-type hydride amorphous silicon carbide, n-type zinc sulfide, and n-type zinc selenium.
- the film thickness of the electron transport layer 7 is usually 1 nm or more, preferably 5 nm or more, and usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
- the electron transport layer 7 is formed by laminating on the light emitting layer 5 or the hole blocking layer 6 by a wet film forming method or a vacuum vapor deposition method in the same manner as the light emitting layer 5. Usually, the vacuum deposition method is used.
- the electron injection layer 8 plays a role of efficiently injecting the electrons injected from the cathode 9 into the electron transport layer 7 or the light emitting layer 5.
- the material forming the electron injection layer 8 is preferably a metal having a low work function.
- alkali metals such as sodium and cesium, alkaline earth metals such as barium and calcium, and the like are used.
- the film thickness of the electron injection layer 8 is preferably 0.1 to 5 nm. Further, inserting an ultra-thin insulating film such as LiF, MgF 2 , Li 2 O, Cs 2 CO 3 as the electron injection layer 8 at the interface between the cathode 9 and the electron transport layer 7 also improves the efficiency of the element. It is an effective method (Appl. Phys. Lett., Vol. 70, p. 152, 1997; JP-A-10-74586; IEEE Trans. Electron. Devices, Vol. 44, p. 1245, 1997; SID 04 Digest, 154. page).
- the ultra-thin insulating film is an insulating film having a film thickness of about 0.1 to 5 nm.
- an organic electron transport material typified by a nitrogen-containing heterocyclic compound such as basophenanthroline or a metal complex such as an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is doped with an alkali metal such as sodium, potassium, cesium, lithium, or rubidium ().
- an alkali metal such as sodium, potassium, cesium, lithium, or rubidium ().
- the film thickness is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
- the electron injection layer 8 is formed by laminating on the light emitting layer 5 or the hole blocking layer 6 or the electron transport layer 7 on the light emitting layer 5 by a wet film forming method or a vacuum vapor deposition method in the same manner as the light emitting layer 5. The details in the case of the wet film forming method are the same as in the case of the light emitting layer 5 described above.
- the cathode 9 plays a role of injecting electrons into a layer on the light emitting layer 5, that is, an electron injection layer 8 or a light emitting layer 5.
- the material used for the anode 2 can be used, but in order to efficiently inject electrons, it is preferable to use a metal having a low work function, for example, tin and magnesium.
- a metal having a low work function for example, tin and magnesium.
- Indium, calcium, aluminum, metals such as silver or alloys thereof are used.
- Specific examples include alloy electrodes having a low work function such as magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, and aluminum-lithium alloy.
- a metal layer having a high work function and stable with respect to the atmosphere on the cathode 9 to protect the cathode 9 made of a metal having a low work function.
- the metal to be laminated include metals such as aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold, and platinum.
- the film thickness of the cathode is usually the same as that of the anode 2.
- the electron blocking layer prevents electrons moving from the light emitting layer 5 from reaching the hole transporting layer 4, thereby increasing the recombination probability with holes in the light emitting layer 5 and generating excitons. It has a role of confining the holes in the light emitting layer 5 and a role of efficiently transporting the holes injected from the hole transport layer 4 in the direction of the light emitting layer 5.
- the characteristics required for the electron blocking layer include high hole transportability, a large energy gap, that is, a large difference between HOMO and LUMO, and a high excited triplet level (T1). Further, when the light emitting layer 5 is formed by the wet film forming method, it is preferable to form the electron blocking layer by the wet film forming method because the device can be easily manufactured. Therefore, it is preferable that the electron blocking layer also has wet film formation compatibility, and the material used for such an electron blocking layer is a copolymer of dioctylfluorene and triphenylamine represented by F8-TFB (international). Publication No. 2004/084260) and the like.
- the anode 2 can be laminated in this order, and the organic electroluminescent device of the present invention can be provided between two substrates having at least one of which is highly transparent. Further, it is also possible to have a structure in which a plurality of layers shown in FIG. 1 are stacked, that is, a structure in which a plurality of light emitting units are stacked.
- the interstage is used.
- the barrier is reduced, which is more preferable from the viewpoint of luminous efficiency and drive voltage.
- the present invention can be applied to any of a single element, an element having an array-arranged structure, and a structure in which an anode and a cathode are arranged in an XY matrix.
- the organic EL display device and the organic EL lighting device according to the present embodiment include the organic electroluminescent element according to the present embodiment as described above.
- the type and structure of the organic EL display device and the organic EL lighting device according to the present embodiment are not particularly limited, and can be assembled according to a conventional method using the organic electroluminescent element according to the present embodiment.
- the organic EL display according to the present embodiment by the method described in "Organic EL Display” (Ohmsha, published on August 20, 2004, by Shizushi Tokito, Chihaya Adachi, Hideyuki Murata).
- the device and the organic EL lighting device can be formed.
- 2-Bromofluorene (20.4 g) and dehydrated tetrahydrofuran (500 mL) are placed in a 1 L eggplant flask, and tert-butoxypotassium (21.1 g) is added while cooling in an ice-water bath, followed by 1-iodo-n-octane. (50.9 g) was added dropwise over 15 minutes. The ice water bath was removed and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, water (300 mL) and dichloromethane (300 mL) were added, and the mixture was washed separately.
- 2-Acetylaminofluorene (228.1 g) and ethylene glycol (2.0 L) were placed in a 10 L four-mouth reactor, nitrogen bubbling was performed for 30 minutes, potassium hydroxide (216.9 g) was added, and the internal temperature was 55 ° C. The temperature was raised while stirring. Then, hydrazine monohydrate (164.5 g) was added dropwise. The temperature was raised to an internal temperature of 109 ° C. over 1 hour and 40 minutes, subsequently raised to an internal temperature of 129 ° C. over 40 minutes, and then stirred at an internal temperature of 129 to 146 ° C. for 6 hours.
- cyanul chloride (136.9 g) is dissolved in tetrahydrofuran (THF, 600 mL), cooled to an internal temperature of -23 ° C, and then a 1 M-phenylmagnesium bromide / THF solution (779 mL) is added to the internal temperature-. The mixture was added dropwise over 50 minutes so that the temperature was within 23 to 0 ° C., and then the mixture was stirred overnight while gradually returning to room temperature.
- THF tetrahydrofuran
- 2,4-Dichloro-6-phenyl-1,3,5-triazine (117.9 g) and THF (1.2 L) were added to and dissolved in a 5 L four-mouth reactor, and then copper (I) iodide was dissolved. (3.0 g) was added. After cooling to an internal temperature of ⁇ 35 ° C., a 2M-tert-butylmagnesium bromide / THF solution (261 mL) was added dropwise at an internal temperature of ⁇ 35 to -4 ° C. over 15 minutes to bring the internal temperature to 16 ° C. over 1 hour. .. After cooling to an internal temperature of ⁇ 35 ° C.
- a 2M-tert-butylmagnesium bromide / THF solution (78 mL) was added dropwise at an internal temperature of ⁇ 35 to -14 ° C. over 15 minutes, and the internal temperature was adjusted to 15 ° C. over 30 minutes. bottom.
- a 2M-tert-butylmagnesium bromide-THF solution (52 mL) was added dropwise at an internal temperature of -35 to -26 ° C over 10 minutes, and the internal temperature was 15 to 20 ° C. Stir for hours.
- Cyanuric chloride (68.0 g) and THF (680 mL) were added to a 3 L four-mouth reactor to dissolve them, copper (I) iodide (2.1 g) was added, and the mixture was cooled to an internal temperature of -25 ° C. Then, a 2M-tert-butylmagnesium bromide-THF solution (277 mL) was added dropwise at an internal temperature of -25 ° C to -9 ° C over 30 minutes, the temperature was raised to 16 ° C over 1 hour, and the temperature was raised to 16 ° C for another 3 hours. Stirred.
- the previously prepared lithiotized solution was transferred at an internal temperature of ⁇ 85 to ⁇ 75 ° C. over 30 minutes. Then, the temperature was raised to 0 ° C. over 2 hours with stirring. After adding water (600 mL), the mixture was extracted with hexane (600 mL x 2 times), the combined oil phase was washed with water (500 mL) and saturated brine (500 mL), and the residue obtained by concentration under reduced pressure was silica gel.
- the full width at half maximum expressed in cm -1 is obtained by reading the shorter wavelength with a height of more than 0.5 and the longer wavelength with a height of less than 0.5 from the spectrum data standardized to the converted height of 1, and nm. Was converted to cm -1, and the difference was taken as the half width of cm -1.
- Equipment Hamamatsu Photonics Organic EL Quantum Yield Measuring Equipment C9920-02 Light Source: Monochrome Light Source L9799-01 Detector: Multi-Channel Detector PMA-11 Excitation Light: 380 nm
- the PL quantum yield was measured as the luminous efficiency.
- the PL quantum yield is an index showing how efficiently light emission can be obtained with respect to the light (energy) absorbed by the material, and was measured using the following equipment in the same manner as described above.
- Half-value width and maximum wavelength And the PL quantum yield was measured.
- the compound D-1 has a narrower half-value width than the comparative compound DC1.
- the full width at half maximum expressed in cm -1 is obtained by reading the shorter wavelength with a height of more than 0.5 and the longer wavelength with a height of less than 0.5 from the spectrum data standardized to the converted height of 1, and nm. Was converted to cm -1, and the difference was taken as the half width of cm -1.
- Equipment Hamamatsu Photonics Organic EL Quantum Yield Measuring Equipment C9920-02 Light Source: Monochrome Light Source L9799-01 Detector: Multi-Channel Detector PMA-11 Excitation Light: 380 nm
- the PL quantum yield was measured as the luminous efficiency.
- the PL quantum yield is an index showing how efficiently light emission can be obtained with respect to the light (energy) absorbed by the material, and was measured using the following equipment in the same manner as described above.
- the values of PL quantum yield are considered to be almost the same except for compound D-4. Since compound D-4 has a longer wavelength than the others, it is considered that the compound D-4 showed a slightly lower quantum yield value due to the so-called energy gap law.
- the value of the half width is equal to or narrower than that of the comparative compound DC1 in all of the compounds D-1, D-3 to D-5, D-8 and D-9, and the comparative compound DC2. It turns out that it is significantly narrower than the value of.
- Example 1 An organic electroluminescent device was manufactured by the following method. A 2 mm wide stripe of indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited on a glass substrate to a thickness of 50 nm (a sputtered film product manufactured by Geomatec) using ordinary photolithography technology and hydrochloric acid etching. The anode was formed by patterning. The substrate on which the ITO pattern is formed is washed in the order of ultrasonic cleaning with an aqueous surfactant solution, water washing with ultrapure water, ultrasonic cleaning with ultrapure water, and water washing with ultrapure water, and then dried with compressed air. Finally, UV ozone cleaning was performed.
- ITO indium tin oxide
- composition for forming a hole injection layer 3.0% by weight of a hole-transporting polymer compound having a repeating structure of the following formula (P-1) and 0.6% by weight of an oxidizing agent (HI-1) were used. , A composition dissolved in ethyl benzoate was prepared.
- This solution was spin-coated on the substrate in the air and dried on a hot plate at 240 ° C. for 30 minutes in the air to form a uniform thin film having a film thickness of 39 nm to form a hole injection layer.
- 100 parts by mass of the charge-transporting polymer compound having the following structural formula (HT-1) was dissolved in cyclohexylbenzene to prepare a 3.0% by weight solution.
- This solution was spin-coated in a nitrogen glove box on a substrate coated with the hole injection layer and dried on a hot plate in the nitrogen glove box at 230 ° C. for 30 minutes to form a uniform thin film having a film thickness of 42 nm. It was formed and used as a hole transport layer.
- the following structural formula (H-1) is 50 parts by mass
- the following structural formula (H-2) is 50 parts by mass
- the following structural formula (DA1) is 15 parts by mass
- the formula (D-2) was weighed in 15 parts by mass and dissolved in cyclohexylbenzene to prepare a 5.0% by mass solution.
- This solution was spin-coated in a nitrogen glove box on a substrate coated with the hole transport layer and dried on a hot plate in the nitrogen glove box at 120 ° C. for 20 minutes to form a uniform thin film having a film thickness of 60 nm. It was formed and used as a light emitting layer.
- the substrate on which the film was formed up to the light emitting layer was installed in a vacuum vapor deposition apparatus, and the inside of the apparatus was exhausted until it became 2 ⁇ 10 -4 Pa or less.
- the following structural formula (ET-1) and 8-hydroxyquinolinolatrium were co-deposited on the light emitting layer at a film thickness ratio of 2: 3 by a vacuum deposition method to block holes with a film thickness of 30 nm. A layer was formed.
- a 2 mm wide striped shadow mask as a mask for cathode vapor deposition is brought into close contact with the substrate so as to be orthogonal to the ITO stripe of the anode, and aluminum is heated by a molybdenum boat to form an aluminum layer having a thickness of 80 nm. Formed to form a cathode.
- an organic electroluminescent device having a light emitting area portion having a size of 2 mm ⁇ 2 mm was obtained.
- the obtained organic electroluminescent device was energized to emit light, and the peak wavelength and full width at half maximum of the emission spectrum were measured.
- the external quantum efficiency (EQE (%)) when this element was made to emit light at a brightness of 1000 cd / m 2 was determined.
- the device is continuously energized at a current density of 60 mA / cm 2 and the time (LT95 (hr)) at which the brightness of the device drops to 95% of the initial brightness is measured, and Comparative Example 1 Table 4 shows the lifetimes of the LT95s of Examples 1 to 5 as relative lifetimes when the LT95 of the above is set to 1.
- Example 2 An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the light emitting layer was changed to the following structural formula (D-3) instead of the above structural formula (D-2).
- Example 3 An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the light emitting layer was changed to the following structural formula (D-4) instead of the above structural formula (D-2).
- Example 4 An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the light emitting layer was changed to the following structural formula (D-5) instead of the above structural formula (D-2).
- Example 5 An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the light emitting layer was changed to the following structural formula (D-6) instead of the above structural formula (D-2).
- Example 6 An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the light emitting layer was changed to the following structural formula (D-7) instead of the above structural formula (D-2).
- the maximum emission wavelength was determined from the solution spectrum of each light emitting material.
- a solution prepared by dissolving a compound in toluene at room temperature at a concentration of 1 ⁇ 10-5 mol / L was subjected to nitrogen bubbling for 20 minutes or more, and then a spectrophotometer (organic EL quantum yield measuring device manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.).
- the photoluminescence spectrum was measured with C9920-02).
- the wavelength indicating the maximum value of the obtained spectral intensity was defined as the maximum emission wavelength and is shown in Table 3.
- the organic electroluminescent device according to the present embodiment had the same luminous efficiency as the conventional one, and the half-value width was narrow and good. Further, the device using the light emitting material including the organic electroluminescent device according to the present embodiment has a long drive life and is good.
- the peak wavelength and half-value width of the emission spectrum when this element was made to emit light were 617 nm and 61 nm, respectively, and the half-value width was wide and defective.
- the half width can be narrowed by the iridium complex compound represented by the formula (1). Further, the structural formulas (D-2), (D-3), (D-5), (D-6) in which fluorene has a substituent, and the structural formula (D-4) in which fluorene is condensed. Therefore, it was confirmed that the half-value range was narrowed and the life was further improved.
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Abstract
Description
有機電界発光素子は発光層や電荷注入層、電荷輸送層など複数の層を積層することにより製造される。現在、有機電界発光素子の多くは、有機材料を真空下で蒸着することにより製造されているが、真空蒸着法では、蒸着プロセスが煩雑となり、生産性に劣る。また、真空蒸着法で製造された有機電界発光素子では照明やディスプレイのパネルの大型化が極めて難しい。そのため、近年、大型のディスプレイや照明に用いることのできる有機電界発光素子を効率よく製造するプロセスとして、塗布法である湿式成膜法塗布法が盛んに研究されている。湿式成膜法は、真空蒸着法に比べて安定した層を容易に形成できる利点があるため、ディスプレイや照明装置の量産化や大型デバイスへの適用が期待されている。
例えば、特許文献1には、トリアジンに2つの芳香環が結合した構造を有するイリジウム錯体化合物の開示があるが、半値幅に改善の余地がある。
また、特許文献2に開示された配位子が非対称である、いわゆるヘテロレプチック型イリジウム錯体にも半値幅は広がってしまう課題がある。
特許文献3には比較的半値幅が狭い赤色発光のイリジウム錯体化合物の開示があるが、まだ改善を要すると考えられる。
[1]下記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物。
[R5~R14、R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子、D、F、Cl、Br、I、-N(R’)2、-CN、-NO2、-OH、-COOR’、-C(=O)R’、-C(=O)NR’、-P(=O)(R’)2、-S(=O)R’、-S(=O)2R’、-OS(=O)2R’、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルコキシ基、炭素数2以上30以下の環状アルコキシ基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の環状アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルケニル基、炭素数3以上30以下の環状アルケニル基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキニル基、炭素数3以上30以下の環状アルキニル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、炭素数1以上60以下の複素芳香族基、炭素数5以上40以下のアリールオキシ基、炭素数5以上40以下のアリールチオ基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数10以上40以下のジアリールアミノ基、炭素数10以上40以下のアリールヘテロアリールアミノ基、又は、炭素数10以上40以下のジヘテロアリールアミノ基から選ばれる。
R’はそれぞれ独立に、水素原子、D、F、Cl、Br、I、-N(R’’)2、-CN、-NO2、-Si(R’’)3、-B(OR’’)2、-C(=O)R’’、-P(=O)(R’’)2、-S(=O)2R’’、-OSO2R’’、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルコキシ基、炭素数2以上30以下の環状アルコキシ基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の環状アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルケニル基、炭素数3以上30以下の環状アルケニル基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキニル基、炭素数3以上30以下の環状アルキニル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、炭素数1以上60以下の複素芳香族基、炭素数5以上40以下のアリールオキシ基、炭素数5以上40以下のアリールチオ基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数10以上40以下のジアリールアミノ基、炭素数10以上40以下のアリールヘテロアリールアミノ基又は炭素数10以上40以下のジヘテロアリールアミノ基から選ばれる。
2つ以上の隣接するR’’が互いに結合して、脂肪族又は芳香族もしくはヘテロ芳香族の、単環もしくは縮合環を形成してもよい。]
[R31は、水素原子、D、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、又は炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基から選ばれる。
該アルキル基、該アラルキル基、該ヘテロアラルキル基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよく、これらの基における1つの-CH2-基あるいは2以上の隣接していない-CH2-基が、-C(-R’)=C(-R’)-、-C≡C-、-Si(-R’)2、-C(=O)-、-NR’-、-O-、-S-、-CONR’-もしくは2価の芳香族基に置き換えられていてもよい。また、これらの基における一つ以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、I又は-CNで置換されていてもよい。
R’は前記[2]におけるR’と同義である。]
[R32は、水素原子、D、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、又は炭素数1以上60以下の複素芳香族基から選ばれる。
該アルキル基、該アラルキル基、該ヘテロアラルキル基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよく、これらの基における1つの-CH2-基あるいは2以上の隣接していない-CH2-基が、-C(-R’)=C(-R’)-、-C≡C-、-Si(-R’)2、-C(=O)-、-NR’-、-O-、-S-、-CONR’-もしくは2価の芳香族基に置き換えられていてもよい。また、これらの基における一つ以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、I又は-CNで置換されていてもよい。
該芳香族基および該複素芳香族基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよい。
R’は前記[2]におけるR’と同義である。]
[9]前記[1]~[8]のいずれか1に記載のイリジウム錯体化合物と、有機溶剤とを含む、イリジウム錯体化合物含有組成物。
cは0以上4以下の整数である。
環Aは、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、アザトリフェニレン環、カルボリン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環のいずれかである。
環Aは、置換基を有していてもよく、前記置換基は、F、Cl、Br、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数7以上40以下の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1以上20以下のアルキルシリル基、炭素数6以上20以下のアリールシリル基、炭素数2以上20以下のアルキルカルボニル基、炭素数7以上20以下のアリールカルボニル基、炭素数2以上20以下のアルキルアミノ基、炭素数6以上20以下のアリールアミノ基、または炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリール基である。また、環Aに結合する隣り合う置換基同士が結合してさらに環を形成してもよい。環Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
L2は有機配位子を表し、nは1以上3以下の整数である。]
Wは、それぞれ独立に、CH又はNを表し、少なくとも一つのWはNであり、
Xa1、Ya1、及びZa1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の二価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の二価の芳香族複素環基を表し、
Xa2、Ya2及びZa2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の芳香族複素環基を表し、
g11、h11、及びj11はそれぞれ独立に0以上6以下の整数を表し、
g11、h11、及びj11の少なくとも一つは1以上の整数であり、
g11が2以上の場合、複数存在するXa1は同一であっても異なっていてもよく、
h11が2以上の場合、複数存在するYa1は同一であっても異なっていてもよく、
j11が2以上の場合、複数存在するZa1は同一であっても異なっていてもよく、
R23は水素原子又は置換基を表し、4個のR23は同一であっても異なっていてもよく、
但し、g11、h11、又はj11が0の場合、それぞれ対応するXa2、Ya2、又はZa2は水素原子ではない。)
前記有機層のうち少なくとも1層が、前記[9]~[11]のいずれか1に記載のイリジウム錯体化合物含有組成物を用いて湿式成膜法にて形成される、有機電界発光素子の製造方法。
cは0以上4以下の整数である。
環Aは、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、アザトリフェニレン環、カルボリン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環のいずれかである。
環Aは、置換基を有していてもよく、前記置換基は、F、Cl、Br、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数7以上40以下の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1以上20以下のアルキルシリル基、炭素数6以上20以下のアリールシリル基、炭素数2以上20以下のアルキルカルボニル基、炭素数7以上20以下のアリールカルボニル基、炭素数2以上20以下のアルキルアミノ基、炭素数6以上20以下のアリールアミノ基、または炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリール基である。また、環Aに結合する隣り合う置換基同士が結合してさらに環を形成してもよい。環Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
L2は有機配位子を表し、nは1以上3以下の整数である。]
Wは、それぞれ独立に、CH又はNを表し、少なくとも一つのWはNであり、
Xa1、Ya1、及びZa1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の二価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の二価の芳香族複素環基を表し、
Xa2、Ya2及びZa2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の芳香族複素環基を表し、
g11、h11、及びj11はそれぞれ独立に0以上6以下の整数を表し、
g11、h11、及びj11の少なくとも一つは1以上の整数であり、
g11が2以上の場合、複数存在するXa1は同一であっても異なっていてもよく、
h11が2以上の場合、複数存在するYa1は同一であっても異なっていてもよく、
j11が2以上の場合、複数存在するZa1は同一であっても異なっていてもよく、
R23は水素原子又は置換基を表し、4個のR23は同一であっても異なっていてもよく、
但し、g11、h11、又はj11が0の場合、それぞれ対応するXa2、Ya2、又はZa2は水素原子ではない。)
なお、本明細書において、「芳香環」とは「芳香族炭化水素環」をさし、環構成原子としてヘテロ原子を含む「複素芳香環」とは区別される。同様に、「芳香族基」とは「芳香族炭化水素基」又は「芳香族炭化水素環基」をさし、「複素芳香族基」とは「複素芳香族環基」をさす。
また、「D」とは重水素をさす。置換基のうち、(ヘテロ)アラルキル基とは、ヘテロ原子で置換されていてもよいアラルキル基をさし、(ヘテロ)アリールオキシ基とはヘテロ原子で置換されていてもよいアリールオキシ基をさし、(ヘテロ)アリール基とはヘテロ原子で置換されていてもよいアリール基をさす。
構造式中、Meとはメチル基、を、Etとはエチル基を、Butとはターシャリーブチル基を、Phとはフェニル基を、Tfとはトリフルオロメチルスルホニル基を、Acとはアセチル基を、それぞれさす。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物は、式(1)で表される化合物である。
特許文献2に開示されたような、配位子が非対称である、いわゆるヘテロレプチック型イリジウム錯体は、その合成が容易ではない。また、配位子が非対称であるために対称性の高いホモレプチック型と比較して多くの振動モードを有し、さらにはHOMOやLUMOの分布も異なる配位子間に広がりを有してしまう、あるいは、発光に関与する主配位子に副配位子が干渉するため、結果として半値幅は広がってしまう。
式(1)中のR5~R14は水素原子、D、F、Cl、Br、I又は置換基を表す。R5~R14、R21およびR22はそれぞれ独立であり、同じでも異なっていてもよい。
R5~R14、R21およびR22が置換基である場合、その種類に特に限定はなく、目的とする発光波長の精密な制御や用いる溶剤との相性、有機電界発光素子にする場合のホスト化合物との相性などを考慮して最適な置換基を選択することができる。それら最適化の検討に際して、好ましい置換基は以下に記述される範囲である。
R’については後述する。
これらの例としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ベンゾアントラセニル基、フェナントレニル基、ベンゾフェナントレニル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、ペリレニル基、ベンゾピレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ナフタセニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジヒドロフェナントレニル基、ジヒドロピレニル基、テトラヒドロピレニル基、インデノフルオレニル基、フリル基、ベンゾフリル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフラニル基、チオフェン基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ピロリル基、インドリル基、イソインドリル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、インドロカルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、ピリジル基、シンノリル基、イソシンノリル基、アクリジル基、フェナンスリジル基、フェノチアジニル基、フェノキサジル基、ピラゾリル基、インダゾリル基、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ナフトイミダゾリル基、フェナンスロイミダゾリル基、ピリジンイミダゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ナフトオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ピリミジル基、ベンゾピリミジル基、ピリダジニル基、キノキサリニル基、ジアザアントラセニル基、ジアザピレニル基、ピラジニル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、ナフチリジニル基、アザカルバゾリル基、ベンゾカルボリニル基、フェナンスロリニル基、トリアゾリル基、ベンゾトリアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアジニル基、2,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-4-イル基、テトラゾリル基、プリニル基、ベンゾチアジアゾリル基などが挙げられる。
式(1)のイリジウム錯体化合物は、トリアジンに芳香環が結合する場合、R32に限られるため、半値幅を狭くできる一方、共役の範囲が狭くなり、トリアジンの電子耐性が減少して寿命が低下する場合がある。フルオレンが正孔を補足する確率が高まることで、トリアジンの電子が正孔との再結合に消費される割合が上がるため、寿命低下を抑制・向上させることができると考えられる。
炭素数5以上60以下の芳香族基として特に好ましいのは、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、クアテルフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾル基であり、さらに好ましいのはフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基である。
炭素数5以上60以下のアラルキル基として特に好ましいのは、1,1-ジメチル-1-フェニルメチル基、1,1-ジ(n-ブチル)-1-フェニルメチル基、1,1-ジ(n-ヘキシル)-1-フェニルメチル基、3-フェニル-1-プロピル基、4-フェニル-1-n-ブチル基、5-フェニル-1-n-プロピル基、6-フェニル-1-n-ヘキシル基、である。
寿命向上及び発光効率向上の観点から、特に好ましくは、R6~R9のうちR8が置換基であることであり、最も好ましくはR6、R7及びR9が水素であり、R8のみが置換基であることである。
本明細書におけるR’は、水素原子、D、F、Cl、Br、I、-N(R’’)2、-CN、-NO2、-Si(R’’)3、-B(OR’’)2、-C(=O)R’’、-P(=O)(R’’)2、-S(=O)2R’’、-OSO2R’’、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルコキシ基、炭素数2以上30以下の環状アルコキシ基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の環状アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルケニル基、炭素数3以上30以下の環状アルケニル基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキニル基、炭素数3以上30以下の環状アルキニル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、炭素数1以上60以下の複素芳香族基、炭素数5以上40以下のアリールオキシ基、炭素数5以上40以下のアリールチオ基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数10以上40以下のジアリールアミノ基、炭素数10以上40以下のアリールヘテロアリールアミノ基又は炭素数10以上40以下のジヘテロアリールアミノ基から選ばれる。R’が複数存在する場合は、それらは同一でも異なっていてもよい。
また、2つ以上の隣接するR’が互いに結合して、脂肪族又は芳香族もしくはヘテロ芳香族の、単環もしくは縮合環を形成してもよい。
上述の基の例はいずれも、R5~R14の項の記載と同様である。
R’’は、水素原子、D、F、-CN、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基、炭素数5以上20以下の芳香族基又は炭素数1以上20以下の複素芳香族基から選ばれる。
2つ以上の隣接するR’’が互いに結合して、脂肪族又は芳香族もしくはヘテロ芳香族の、単環もしくは縮合環を形成してもよい。R’’が複数存在する場合は、それらは同一でも異なっていてもよい。
式(1)のR12及びR13のいずれか一つは式(2)で表される置換基である。式(2)が設けられている箇所は、R12またはR13のいずれでもよいが、耐久性及び半値幅をより狭くできるという観点から好ましくは、R13である。
R31は、水素原子、D、又は置換基であり、置換基としては、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、又は炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基から選ばれる。
該アルキル基、該アラルキル基、該ヘテロアラルキル基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよい。これらの基、すなわち該アルキル基、該アラルキル基および該ヘテロアラルキル基、並びにR’(ただし水素原子を除く。)における1つの-CH2-基あるいは2以上の隣接していない-CH2-基が、-C(-R’)=C(-R’)-、-C≡C-、-Si(-R’)2、-C(=O)-、-NR’-、-O-、-S-、-CONR’-もしくは2価の芳香族基に置き換えられていてもよい。また、これらの基における一つ以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、I又は-CNで置換されていてもよい。
これら置換基の好ましい構造は前記R5~R14と同様であり、R’も前記同様である。さらに好ましくは溶解性と耐久性の観点から、置換基を有してもよい芳香族基またはアルキル基である。特に好ましくは、炭素数7以下の直鎖または分岐アルキル基、炭素数6~30の芳香族基、炭素数7以下の直鎖または分岐アルキル基を有する炭素数6~30の芳香族基、又は炭素数7以上30以下のアラルキル基を有する炭素数6~30の芳香族基である。
炭素数6~30の芳香族基としては、芳香族炭化水素基が好ましく、具体的には例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基が挙げられ、該芳香族炭化水素基はさらに置換基を有しているか、または縮合環であることが好ましい。置換基を有している芳香族炭化水素としては、炭素数7以下の直鎖又は分岐アルキル基を有する炭素数6~30の芳香族基、又は、炭素数7以上30以下のアラルキル基を有する炭素数6~30の芳香族基が好ましく、縮合環としてはナフチル基が好ましい。
炭素数7以下の直鎖または分岐アルキル基を有する炭素数6~30の芳香族基としては、具体的には例えば4-t-ブチルフェニル基が挙げられる。
炭素数7以上30以下のアラルキル基を有する炭素数6~30の芳香族基としては、具体的には例えば1,1-ジメチル-1-フェニルメチルフェニル基、1,1-ジ(n-ブチル)-1-フェニルメチルフェニル基、1,1-ジ(n-ヘキシル)-1-フェニルメチルフェニル基、3-フェニル-1-プロピルフェニル基、4-フェニル-1-n-ブチルフェニル基、5-フェニル-1-n-プロピルフェニル基、6-フェニル-1-n-ヘキシルフェニル基が挙げられる。
以下に、後掲の実施例に示した以外の本実施形態に係るイリジウム錯体化合物の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物は、発光波長をより長波長にすることができる。発光波長の長さを示す指標としては、以下に示す手順で測定した最大発光波長が600nm以上であることが好ましく、610nm以上であることがより好ましく、615nm以上であることがさらに好ましい。また、最大発光波長は650nm以下が好ましく、640nm以下がより好ましく、635nm以下であることがさらに好ましい。これらの範囲であることで、有機電界発光素子として好適な赤色発光材料の好ましい色を発現できる傾向にある。
常温下で、トルエンや2-メチルテトラヒドロフランなどの溶媒に、当該イリジウム錯体化合物を濃度1×10-4mol/L以下で溶解した溶液について、分光光度計(浜松ホトニクス社製 有機EL量子収率測定装置C9920-02)で燐光スペクトルを測定する。得られた燐光スペクトル強度の最大値を示す波長を、本実施形態における最大発光波長とみなす。
<配位子の合成方法>
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物の配位子は、既知の方法の組み合わせなどにより合成され得る。フルオレン環は、例えば、フルオレン環の2-位に臭素、-B(OH)2基、アセチル基あるいはカルボキシ基を有する化合物を原料として用いることにより容易に導入できる。フルオレン-ピリジン配位子の合成は、これらの原料をさらに、ハロゲン化ピリジン類との鈴木・宮浦カップリング反応により合成することができる。用いるハロゲン化ピリジンを、例えば5-ブロモ-2-ヨードピリジンとすれば、得られる中間物はピリジン上に臭素が置換するフルオレン-ピリジンとなり、これをさらにボロン酸エステルへと導くことにより、次の二置換クロロトリアジン化合物との鈴木・宮浦カップリング反応により最終的な配位子を合成することができる。
また、トリアジン環に非対称な置換基を導入する場合には、グリニャール反応と鈴木・宮浦カップリング反応を用いて置換基を段階的に導入する方法が好ましい。これは、例えば、中国特許出願公開第101544613号明細書に記載の方法が挙げられる。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物は、既知の方法の組み合わせなどにより合成され得る。以下に詳しく説明する。
イリジウム錯体化合物の合成方法については、判りやすさのためにフェニルピリジン配位子を例として用いた下記式[A]に示すような塩素架橋イリジウム二核錯体を経由する方法(M.G.Colombo,T.C.Brunold,T.Riedener,H.U.GudelInorg.Chem.,1994,33,545-550)、下記式[B]に示すような二核錯体からさらに塩素架橋をアセチルアセトナートと交換させ単核錯体へ変換したのち目的物を得る方法(S.Lamansky,P.Djurovich,D.Murphy,F.Abdel-Razzaq,R.Kwong,I.Tsyba,M.Borz,B.Mui,R.Bau,M.Thompson,Inorg.Chem.,2001,40,1704-1711)等が例示できるが、これらに限定されるものではない。
第一段階として、配位子2当量と塩化イリジウムn水和物1当量の反応により塩素架橋イリジウム二核錯体を合成する。溶媒は通常2-エトキシエタノールと水の混合溶媒が用いられるが、無溶媒あるいは他の溶媒を用いてもよい。配位子を過剰量用いたり、塩基等の添加剤を用いて反応を促進することもできる。塩素に代えて臭素など他の架橋性陰イオン配位子を使用することもできる。
第一段階の二核錯体は上記式[A]と同様に合成できる。第二段階は、該二核錯体にアセチルアセトンのような1,3-ジカルボニル化合物を1当量以上、及び、炭酸ナトリウムのような該1,3-ジカルボニル化合物の活性水素を引き抜き得る塩基性化合物を1当量以上反応させることにより、1,3-ジケトナト配位子が配位する単核錯体へと変換する。通常原料の二核錯体を溶解しうるエトキシエタノールやジクロロメタンなどの溶媒が使用されるが、配位子が液状である場合無溶媒で実施することも可能である。反応温度に特に制限はないが、通常は0℃~200℃の範囲内で行われる。
最終反応後は未反応原料や反応副生物及び溶媒を除くために精製を行う。通常の有機合成化学における精製操作を適用することができるが、上記の非特許文献に記載されたように主として順相のシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製が行われる。展開液にはヘキサン、ヘプタン、ジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン、メタノールの単一又は混合液を使用できる。精製は条件を変え複数回行ってもよい。その他のクロマトグラフィー技術、例えば、逆相シリカゲルクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、ペーパークロマトグラフィーや、分液洗浄、再沈殿、再結晶、粉体の懸濁洗浄、減圧乾燥などの精製操作を必要に応じて施すことができる。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物は、有機電界発光素子に用いられる材料、すなわち有機電界発光素子の赤色発光材料として好適に使用可能であり、有機電界発光素子やその他の発光素子等の発光材料としても好適に使用可能である。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物は、溶剤溶解性に優れることから、溶剤とともに使用されることが好ましい。以下、本実施形態に係るイリジウム錯体化合物と溶剤とを含有する本実施形態に係る組成物(以下、「イリジウム錯体化合物含有組成物」と称す場合がある。)について説明する。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物含有組成物を用いて、有機電界発光素子の発光層を形成する場合には、本実施形態に係るイリジウム錯体化合物を発光材料とし、他の電荷輸送性化合物を電荷輸送ホスト材料として含むことが好ましい。
本実施形態のイリジウム錯体化合物含有組成物に含有される溶剤は、湿式成膜によりイリジウム錯体化合物を含む層を形成するために用いる、揮発性を有する液体成分であり、有機溶剤が好ましい。
該溶剤は、溶質である本実施形態に係るイリジウム錯体化合物が高い溶剤溶解性を有するために、むしろ後述の電荷輸送性化合物が良好に溶解する有機溶剤であれば特に限定されない。好ましい溶剤としては、例えば、n-デカン、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、ビシクロヘキサン等のアルカン類;トルエン、キシレン、メシチレン、フェニルシクロヘキサン、テトラリン等の芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類;1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール、ジフェニルエーテル等の芳香族エーテル類;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル類、シクロヘキサノン、シクロオクタノン、フェンコン等の脂環族ケトン類;シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環族アルコール類;メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン類;ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル類;等が挙げられる。
これらの溶剤は1種類を単独で用いてもよく、また2種類以上を任意の組み合わせ、および比率で用いてもよい。
用いる溶剤の沸点は通常80℃以上、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上、また、通常270℃以下、好ましくは250℃以下、より好ましくは沸点230℃以下である。この範囲の下限とすることで、湿式成膜時において、イリジウム錯体化合物含有組成物からの溶剤蒸発による成膜安定性の低下を抑制することができる。
また、イリジウム錯体化合物含有組成物中の他の電荷輸送性化合物の含有量は、イリジウム錯体化合物含有組成物中の本実施形態に係るイリジウム錯体化合物1質量部に対して、通常1000質量部以下、好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下であり、また、通常0.01質量部以上、好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは1質量部以上である。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物含有組成物は、下記式(3)で表される化合物をさらに含むことが出来る。
式(3)で表される化合物は、有機電界発光素子の発光層中でアシストドーパントとして機能する。式(3)で表される化合物は、前述の発光ドーパントとなる式(1)で表されるイリジウム錯体化合物よりも最大発光波長が短波長である。このため、式(3)で表されるアシストドーパントが励起状態になると、より励起エネルギーの小さい式(1)で表される発光ドーパントへのエネルギー移動が起こって、式(1)で表される発光ドーパントが励起状態となり、式(1)で表される発光ドーパントからの発光が観測される。
式(3)で表される化合物は1種のみが含まれていても、複数種が含まれていてもよい。また、アシストドーパントとなる化合物は式(3)で表される化合物以外のアシストドーパントとなる化合物を含んでいてもよいが、その場合には、アシストドーパントとなる化合物の合計に対して、式(3)で表される化合物の合計の含有量は50質量%以上とすることが好ましく、100質量%がより好ましい。すなわち、アシストドーパントとしては式(3)で表される化合物のみであることがより好ましい。
cは0~4の整数である。
環Aは、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、アザトリフェニレン環、カルボリン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環のいずれかである。
かかる置換基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20の(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキル基の炭素数が1~20であるアルキルシリル基、アリール基の炭素数が6~20であるアリールシリル基、炭素数2~20のアルキルカルボニル基、炭素数7~20のアリールカルボニル基、炭素数2~20のアルキルアミノ基、炭素数6~20のアリールアミノ基、または炭素数3~20の(ヘテロ)アリール基である。また、環Aに結合する隣り合う置換基同士が結合してさらに環を形成してもよい。環Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
L2は有機配位子を表し、nは1~3の整数である。
R35は、耐久性の点から、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数6~20のアリールアミノ基、または炭素数3~30の(ヘテロ)アリール基であることがより好ましく、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~40の(ヘテロ)アラルキル基または炭素数3~20の(ヘテロ)アリール基であることがさらに好ましい。
R35は、耐久性の点及び溶解性の点から、置換基を有してもよいフェニル基であって、環Aのm-位、イリジウムのp-位に結合することが好ましい。すなわち、下記式(3-1)で表される化合物を含むことが好ましい。有していてもよい置換基は、後述の置換基群Z1から選択される置換基であることが好ましい。
R36は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~40の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~20の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1~20のアルキルシリル基、炭素数6~20のアリールシリル基、炭素数2~20のアルキルカルボニル基、炭素数7~20のアリールカルボニル基、炭素数1~20のアルキルアミノ基、炭素数6~20のアリールアミノ基、または炭素数3~30の(ヘテロ)アリール基である。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。R36が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
fは0~5の整数である。]
fは、製造が容易な点からは0であることが好ましく、耐久性の点及び溶解性が高められる点からは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。
環Aは、耐久性の点から、ピリジン環、ピリミジン環、またはイミダゾール環であることが好ましく、ピリジン環であることがさらに好ましい。
置換基としては、アルキル基、アラルキル基、ヘテロアラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アリール基、又は、ヘテロアリール基を用いることができる。
好ましくは、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~40のアラルキル基、炭素数7~40のヘテロアラルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、炭素数3~20のヘテロアリールオキシ基、炭素数1~20のアルキルシリル基、炭素数6~20のアリールシリル基、炭素数2~20のアルキルカルボニル基、炭素数7~20のアリールカルボニル基、炭素数1~20のアルキルアミノ基、炭素数6~20のアリールアミノ基、炭素数6~30のアリール基、又は、炭素数3~30のヘテロアリール基であり、より具体的には後述の[置換基の具体例]に記載の置換基である。
さらに好ましくは、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~40のアラルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、又は炭素数6~30のアリール基である。
上述の各化合物構造における置換基、及び、前記置換基群Z1における置換基の具体例は以下の通りである。
前記炭素数1~20のアルキル基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基のいずれでもよい。より具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、n-ブチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基等の直鎖の炭素数1~8のアルキル基が好ましい。
具体例としては、1個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環、フラン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環等の基が挙げられる。複数の芳香族炭化水素が連なった連結芳香族炭化水素基としては、ビフェニル基、テルフェニル基等が挙げられる。
本実施形態におけるイリジウム錯体化合物の最大発光波長の測定方法を以下に示す。
イリジウム錯体化合物の最大発光波長は、材料を有機溶剤に溶解させた溶液のフォトルミネッセンススペクトル、または材料単独の薄膜のフォトルミネッセンススペクトルから求めることができる。
溶液のフォトルミネッセンスの場合は、常温下で、トルエン等の有機溶剤に、化合物を濃度1×10-4mol/L以下、好ましくは濃度1×10-5mol/Lで溶解した溶液について、分光光度計(浜松ホトニクス社製 有機EL量子収率測定装置C9920-02)でフォトルミネッセンススペクトルを測定する。得られたスペクトル強度の最大値を示す波長を、最大発光波長とする。
薄膜のフォトルミネッセンスの場合は、材料を真空蒸着または溶液塗布して薄膜を作製し、上記分光光度計にてフォトルミネッセンスを測定し、得られた発光スペクトル強度の最大値を示す波長を、最大発光波長とする。
発光ドーパントに用いる化合物およびアシストドーパントに用いる化合物の最大発光波長は、同一の手法で求めて比較することが必要である。
発光ドーパントとなる化合物の最大発光波長は、580nm以上が好ましく、590nm以上がより好ましく、600nm以上がさらに好ましく、また、700nm以下が好ましく、680nm以下がより好ましい。最大発光波長がこの範囲であることで、有機電界発光素子として好適な赤色発光材料の好ましい色を発現できる傾向にある。
アシストドーパントとなる化合物の最大発光波長と、発光ドーパントとなる化合物の最大発光波長とは、10nm以上離れていること、また、50nm以下離れていることが効率的なエネルギーの受け渡しができるため好ましく、かかる差は40nm以下がより好ましい。
素子の発光効率及び長寿命化の点からは、特に好ましくは1~2倍含有することである。より鮮やかな発光が得られる点からは2倍以上含有することがよりさらに好ましい。素子の駆動電圧を低減できる点からは2倍未満含有することがよりさらに好ましい。これにより、アシストドーパントからのエネルギーがさらに効率的に発光ドーパントへ移行されるため高い発光効率が得られ、素子の長寿命化が期待される。
本実施形態に係るイリジウム錯体化合物含有組成物は、下記式(20)で表される化合物をさらに含有することが好ましい。
Wは、各々独立に、CH又はNを表し、少なくとも一つのWはNであり、
Xa1、Ya1、及びZa1は、各々独立に、置換基を有していてもよい炭素数6~30の二価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3~30の二価の芳香族複素環基を表し、
Xa2、Ya2及びZa2は、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6~30の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3~30の芳香族複素環基を表し、
g11、h11、及びj11は各々独立に0~6の整数を表し、
g11、h11、及びj11の少なくとも一つは1以上の整数であり、
g11が2以上の場合、複数存在するXa1は同一であっても異なっていてもよく、
h11が2以上の場合、複数存在するYa1は同一であっても異なっていてもよく、
j11が2以上の場合、複数存在するZa1は同一であっても異なっていてもよく、
R23は水素原子又は置換基を表し、4個のR23は同一であっても異なっていてもよく、
但し、g11、h11、又はj11が0の場合、それぞれ対応するXa2、Ya2、又はZa2は水素原子ではない。)
前記式(20)におけるWは、CH又はNを表し、そのうちの少なくとも一つはNであるが、電子輸送性及び電子耐久性の観点から、少なくとも2つがNであることが好ましく、全てNであることがより好ましい。
前記式(20)における、Xa1、Ya1、Za1が置換基を有していてもよい炭素数6~30の二価の芳香族炭化水素基である場合、及び、Xa2、Ya2、Za2が置換基を有していてもよい炭素数6~30の芳香族炭化水素基である場合の、炭素数6~30の芳香族炭化水素基の芳香族炭化水素環としては、6員環の単環、又は2~5縮合環が好ましい。具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環、インデノフルオレン環等が挙げられる。中でも好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、又はフルオレン環であり、より好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環又はフルオレン環であり、さらに好ましくはベンゼン環、ナフタレン環又はフルオレン環である。
g11、h11、及びj11は各々独立に0~6の整数を表し、g11、h11、j11の少なくとも一つは1以上の整数である。電荷輸送性及び耐久性の観点から、g11が2以上又は、h11及びj11の内、少なくとも一方が3以上であることが好ましい。
g11が2以上の場合、複数存在するXa1は同一であっても異なっていてもよい。h11が2以上の場合、複数存在するYa1は同一であっても異なっていてもよい。また、j11が2以上の場合、複数存在するZa1は同一であっても異なっていてもよい。
置換基である場合のR23としては、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数6~30の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数3~30の芳香族複素環基である。耐久性向上及び電荷輸送性の観点からは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であることがさらに好ましい。置換基である場合のR23が複数存在する場合は、互いに異なっていてもよい。
置換基群Z2は、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アリールアルキルアミノ基、アシル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シロキシ基、シアノ基、芳香族炭化水素基、及び芳香族複素環基よりなる群である。これらの置換基は直鎖、分岐及び環状のいずれの構造を含んでいてもよい。
例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、ドデシル基等の、炭素数が通常1以上であり、好ましくは4以上であり、また、通常24以下であり、好ましくは12以下であり、より好ましくは8以下であり、さらに好ましくは6以下である、直鎖、分岐、又は環状のアルキル基;
例えば、メトキシ基、エトキシ基等の、炭素数が通常1以上であり、また、通常24以下であり、好ましくは12以下であるアルコキシ基;
例えば、フェノキシ基、ナフトキシ基、ピリジルオキシ基等の、炭素数が通常4以上であり、好ましくは5以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下である、アリールオキシ基若しくはヘテロアリールオキシ基;
例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の、炭素数が通常2以上であり、また、通常24以下であり、好ましくは12以下であるアルコキシカルボニル基;
例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の、炭素数が通常2以上であり、また、通常24以下であり、好ましくは12以下であるジアルキルアミノ基;
例えば、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基等の、炭素数が通常10以上であり、好ましくは12以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下のジアリールアミノ基;
例えば、フェニルメチルアミノ基等の、炭素数が通常7以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下であるアリールアルキルアミノ基;
例えば、アセチル基、ベンゾイル基等の、炭素数が通常2以上であり、また、通常24以下であり、好ましくは12以下であるアシル基;
例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;
例えば、トリフルオロメチル基等の、炭素数が通常1以上であり、また、通常12以下であり、好ましくは6以下であるハロアルキル基;
例えば、メチルチオ基、エチルチオ基等の、炭素数が通常1以上であり、また、通常24以下であり、好ましくは12以下であるアルキルチオ基;
例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、ピリジルチオ基等の、炭素数が通常4以上であり、好ましくは5以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下であるアリールチオ基;
例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等の、炭素数が通常2以上であり、好ましくは3以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下であるシリル基;
例えば、トリメチルシロキシ基、トリフェニルシロキシ基等の、炭素数が通常2以上であり、好ましくは3以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下であるシロキシ基;
シアノ基;
例えば、フェニル基、ナフチル基等の、炭素数が通常6以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下である芳香族炭化水素基;
例えば、チエニル基、ピリジル基等の、炭素数が通常3以上であり、好ましくは4以上であり、また、通常36以下であり、好ましくは24以下である芳香族複素環基。
前記式(20)で表される化合物は低分子材料であり、分子量は3,000以下が好ましく、更に好ましくは2,500以下であり、特に好ましくは2,000以下であり、最も好ましくは1,500以下である。また、分子量の下限は通常300以上、好ましくは350以上、より好ましくは400以上である。
式(20)で表される化合物は特に限定されないが、例えば以下のような化合物が挙げられる。
本実施形態に係る有機電界発光素子は、本実施形態に係るイリジウム錯体化合物を含むものである。
本実施形態に係る有機電界発光素子は、好ましくは、基板上に少なくとも陽極、陰極及び前記陽極と前記陰極の間に位置する少なくとも1層の有機層を有するものであって、前記有機層のうち少なくとも1層が本実施形態に係るイリジウム錯体化合物を含む。前記有機層は発光層を含む。本実施形態に係る有機電界発光素子は、前記発光層に本実施形態に係るイリジウム錯体化合物を含むものである。
本実施形態に係る有機電界発光素子の発光層は、本実施形態に係るイリジウム錯体化合物に加え、前記式(20)で表される化合物をさらに含有することが好ましい。前記式(20)で表される化合物をさらに含有することが好ましい理由は前記の通りである。
本実施形態に係る有機電界発光素子の発光層は、本実施形態に係るイリジウム錯体化合物に加え、前記式(20)で表される化合物及び前記アシストドーパントを含むことが好ましい。
本実施形態において湿式成膜法とは、成膜方法、即ち、塗布方法として、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、ノズルプリンティング法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等、湿式で成膜される方法を採用し、これらの方法で成膜された膜を乾燥して膜形成を行う方法をいう。
これらの構造に適用する材料は、公知の材料を適用することができ、特に制限はないが、各層に関しての代表的な材料や製法を一例として以下に記載する。また、公報や論文等を引用している場合、該当内容を当業者の常識の範囲で適宜、適用、応用することができるものとする。
基板1は、有機電界発光素子の支持体となるものであり、通常、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。これらのうち、ガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。基板1は、外気による有機電界発光素子の劣化が起こり難いことからガスバリア性の高い材質とすることが好ましい。このため、特に合成樹脂製の基板等のようにガスバリア性の低い材質を用いる場合は、基板1の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を上げることが好ましい。
陽極2は、発光層側の層に正孔を注入する機能を担う。陽極2は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属;インジウム及びスズの少なくとも一方の酸化物等の金属酸化物;ヨウ化銅等のハロゲン化金属;カーボンブラック或いはポリ(3-メチルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。
陽極2の厚みは、必要とされる透明性と材質等に応じて、決めればよい。特に高い透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率が60%以上となる厚みが好ましく、80%以上となる厚みが更に好ましい。陽極2の厚みは、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下である。一方、透明性が不要な場合は、陽極2の厚みは必要な強度等に応じて任意の厚みとすればよく、この場合、陽極2は基板1と同一の厚みでもよい。
陽極2の表面に成膜を行う場合は、成膜前に、紫外線+オゾン、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ等の処理を施すことにより、陽極上の不純物を除去すると共に、そのイオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させておくことが好ましい。
陽極2側から発光層5側に正孔を輸送する機能を担う層は、通常、正孔注入輸送層又は正孔輸送層と呼ばれる。そして、陽極2側から発光層5側に正孔を輸送する機能を担う層が2層以上ある場合に、より陽極2側に近い方の層を正孔注入層3と呼ぶことがある。正孔注入層3は、陽極2から発光層5側に正孔を輸送する機能を強化する点で、用いることが好ましい。正孔注入層3を用いる場合、通常、正孔注入層3は、陽極2上に形成される。
正孔注入層3の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよい。成膜性が優れる点では、湿式成膜法により形成することが好ましい。
正孔注入層3は、正孔輸送性化合物を含むことが好ましく、正孔輸送性化合物と電子受容性化合物とを含むことがより好ましい。更には、正孔注入層3中にカチオンラジカル化合物を含むことが好ましく、カチオンラジカル化合物と正孔輸送性化合物とを含むことが特に好ましい。
正孔注入層形成用組成物は、通常、正孔注入層3となる正孔輸送性化合物を含有する。また、湿式成膜法の場合は、通常、更に溶剤も含有する。正孔注入層形成用組成物は、正孔輸送性が高く、注入された正孔を効率よく輸送できることが好ましい。このため、正孔移動度が大きく、トラップとなる不純物が製造時や使用時等に発生し難いことが好ましい。また、安定性に優れ、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光に対する透明性が高いことが好ましい。特に、正孔注入層3が発光層5と接する場合は、発光層5からの発光を消光しないものや発光層5とエキサイプレックスを形成して、発光効率を低下させないものが好ましい。
芳香族三級アミン化合物の種類は、特に制限されないが、表面平滑化効果により均一な発光を得やすい点から、重量平均分子量が1000以上1000000以下の高分子化合物、すなわち繰り返し単位が連なる重合型化合物を用いることが好ましい。芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例としては、下記式(I)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物等が挙げられる。
下記に連結基を示す。
式(I)で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、国際公開第2005/089024号に記載のもの等が挙げられる。
正孔注入層3には、正孔輸送性化合物の酸化により、正孔注入層3の導電率を向上させることができるため、電子受容性化合物を含有していることが好ましい。
電子受容性化合物としては、酸化力を有し、上述の正孔輸送性化合物から一電子受容する能力を有する化合物が好ましく、具体的には、電子親和力が4eV以上である化合物が好ましく、電子親和力が5eV以上である化合物が更に好ましい。
カチオンラジカル化合物としては、正孔輸送性化合物から一電子取り除いた化学種であるカチオンラジカルと、対アニオンとからなるイオン化合物が好ましい。但し、カチオンラジカルが正孔輸送性の高分子化合物由来である場合、カチオンラジカルは高分子化合物の繰り返し単位から一電子取り除いた構造となる。
ここで、カチオンラジカル化合物は、前述の正孔輸送性化合物と電子受容性化合物を混合することにより生成させることができる。即ち、前述の正孔輸送性化合物と電子受容性化合物とを混合することにより、正孔輸送性化合物から電子受容性化合物へと電子移動が起こり、正孔輸送性化合物のカチオンラジカルと対アニオンとからなるカチオンイオン化合物が生成する。
ここでいう酸化重合は、モノマーを酸性溶液中で、ペルオキソ二硫酸塩等を用いて化学的に、又は、電気化学的に酸化するものである。この酸化重合(脱水素重合)の場合、モノマーが酸化されることにより高分子化されるとともに、酸性溶液由来のアニオンを対アニオンとする、高分子の繰り返し単位から一電子取り除かれたカチオンラジカルが生成する。
湿式成膜法により正孔注入層3を形成する場合、通常、正孔注入層3となる材料を可溶な溶剤、すなわち正孔注入層用溶剤と混合して成膜用の正孔注入層形成用組成物を調製する。この正孔注入層形成用組成物を正孔注入層3の下層に該当する層、通常は、陽極2の上に湿式成膜法により成膜し、乾燥させることにより形成させる。成膜した膜の乾燥は、湿式成膜法による発光層5の形成における乾燥方法と同様に行うことができる。
エーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル及び1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール等の芳香族エーテル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、3-イソプロピルビフェニル、1,2,3,4-テトラメチルベンゼン、1,4-ジイソプロピルベンゼン、メチルナフタレン等が挙げられる。
これらの他、ジメチルスルホキシド等も用いることができる。
正孔注入層3の湿式成膜法による形成は、通常、正孔注入層形成用組成物を調製後に、これを、正孔注入層3の下層に該当する層、通常は、陽極2の上に塗布成膜し、乾燥することにより行われる。正孔注入層3は、通常、成膜後に、加熱や減圧乾燥等により塗布膜を乾燥させる。
真空蒸着法により正孔注入層3を形成する場合には、通常、正孔注入層3の構成材料、すなわち、前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等のうち1種類又は2種類以上を真空容器内に設置された坩堝に入れ、真空容器内を真空ポンプで10-4Pa程度まで排気した後、坩堝を加熱して、坩堝内の材料の蒸発量を制御しながら蒸発させ、坩堝に向き合って置かれた基板上の陽極2上に正孔注入層3を形成させる。なお、2種類以上の材料を用いる場合は、正孔注入層3の構成材料を、通常各々を別々の坩堝に入れ、加熱も各々の坩堝に対して行う。さらに蒸発も通常各々独立に蒸発量を制御しながら蒸発させる。一方で、2種類以上の材料を用いる場合も、それらの混合物をひとつの坩堝に入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層3を形成することもできる。
正孔輸送層4は、陽極2側から発光層5側に正孔を輸送する機能を担う層である。正孔輸送層4は、本発明の有機電界発光素子では、必須の層では無いが、陽極2から発光層5に正孔を輸送する機能を強化する点では、この層を設けることが好ましい。正孔輸送層4を設ける場合、通常、正孔輸送層4は、陽極2と発光層5の間に形成される。また、上述の正孔注入層3がある場合は、正孔注入層3と発光層5の間に形成される。
正孔輸送層4の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよい。成膜性が優れる点では、湿式成膜法により形成することが好ましい。
正孔輸送層4は、通常、正孔輸送層4となる正孔輸送性化合物を含有する。正孔輸送層4に含まれる正孔輸送性化合物としては、特に、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニルで代表される、2個以上の3級アミンを含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン(日本国特開平5-234681号公報)、4,4’,4’’-トリス(1-ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物(J.Lumin.,72-74巻、985頁、1997年)、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物(Chem.Commun.,2175頁、1996年)、2,2’,7,7’-テトラキス-(ジフェニルアミノ)-9,9’-スピロビフルオレン等のスピロ化合物(Synth.Metals,91巻、209頁、1997年)、4,4’-N,N’-ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体などが挙げられる。また、例えばポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン(日本国特開平7-53953号公報)、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン(Polym.Adv.Tech.,7巻、33頁、1996年)等も好ましく使用できる。
湿式成膜法で正孔輸送層4を形成する場合は、通常、上述の正孔注入層3を湿式成膜法で形成する場合と同様にして、正孔注入層形成用組成物の代わりに正孔輸送層形成用組成物を用いて形成させる。
湿式成膜法で正孔輸送層4を形成する場合は、通常、正孔輸送層形成用組成物は、更に溶剤を含有する。正孔輸送層形成用組成物に用いる溶剤は、上述の正孔注入層形成用組成物で用いる溶剤と同様の溶剤を使用することができる。
正孔輸送層形成用組成物中における正孔輸送性化合物の濃度は、正孔注入層形成用組成物中における正孔輸送性化合物の濃度と同様の範囲とすることができる。
正孔輸送層4の湿式成膜法による形成は、前述の正孔注入層3の成膜法と同様に行うことができる。
真空蒸着法で正孔輸送層4を形成する場合についても、通常、上述の正孔注入層3を真空蒸着法で形成する場合と同様にして、正孔注入層3の構成材料の代わりに正孔輸送層4の構成材料を用いて形成させることができる。蒸着時の真空度、蒸着速度及び温度などの成膜条件などは、前記正孔注入層3の真空蒸着時と同様の条件で成膜することができる。
発光層5は、一対の電極間に電界が与えられた時に、陽極2から注入される正孔と陰極9から注入される電子が再結合することにより励起され、発光する機能を担う層である。発光層5は、陽極2と陰極9の間に形成される層であり、発光層5は、陽極2の上に正孔注入層3がある場合は、正孔注入層3と陰極9の間に形成され、陽極2の上に正孔輸送層4がある場合は、正孔輸送層4と陰極9との間に形成される。
発光材料は、所望の発光波長で発光し、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく、公知の発光材料を適用可能である。発光材料は、蛍光発光材料でも、燐光発光材料でもよいが、発光効率が良好である材料が好ましく、内部量子効率の観点から燐光発光材料が好ましい。
青色発光を与える蛍光発光材料(青色蛍光発光材料)としては、例えば、ナフタレン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、クリセン、p-ビス(2-フェニルエテニル)ベンゼン及びそれらの誘導体等が挙げられる。
緑色発光を与える蛍光発光材料(緑色蛍光発光材料)としては、例えば、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、Al(C9H6NO)3などのアルミニウム錯体等が挙げられる。
赤色発光を与える蛍光発光材料(赤色蛍光発光材料)としては、例えば、DCM(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
電荷輸送性材料は、正電荷すなわち正孔輸送性、又は負電荷すなわち電子輸送性を有する材料であり、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、公知の材料を適用可能である。
電荷輸送性材料は、従来、有機電界発光素子の発光層5に用いられている化合物等を用いることができ、特に、発光層5のホスト材料として使用されている化合物が好ましい。
発光層5の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよいが、成膜性に優れることから、湿式成膜法が好ましい。
湿式成膜法により発光層5を形成する場合は、通常、上述の正孔注入層3を湿式成膜法で形成する場合と同様にして、正孔注入層形成用組成物の代わりに、発光層5となる材料を可溶な溶剤、すなわち発光層用溶剤と混合して調製した発光層形成用組成物を用いて形成させる。本実施形態においては、この発光層形成用組成物として、前述の本実施形態に係るイリジウム錯体化合物含有組成物を用いることが好ましい。
溶剤の使用量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、発光層形成用組成物、即ちイリジウム錯体化合物含有組成物中の合計含有量は、低粘性なために成膜作業が行いやすい点で多い方が好ましく、また、一方、厚膜で成膜しやすい点では低い方が好ましい。前述の通り、溶剤の含有量は、イリジウム錯体化合物含有組成物において好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上、特に好ましくは50質量%以上、また、好ましくは99.99質量%以下、より好ましくは99.9質量%以下、特に好ましくは99質量%以下である。
加熱工程における加熱温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、乾燥時間を短くする点では温度が高いほうが好ましく、材料へのダメージが少ない点では低い方が好ましい。加温温度の上限は通常250℃以下であり、好ましくは200℃以下、さらに好ましくは150℃以下である。加温温度の下限は通常30℃以上であり、好ましくは50℃以上であり、さらに好ましくは80℃以上である。上記上限温度とすることで、通常用いられる電荷輸送材料又は燐光発光材料の耐熱性の範囲内となり、分解や結晶化が抑制される点から好ましい。上記下限温度とすることで、溶剤の除去に長時間を要し過ぎない点から好ましい。加熱工程における加熱時間は、発光層形成用組成物中の溶剤の沸点や蒸気圧、材料の耐熱性、および加熱条件によって適切に決定される。
真空蒸着法により発光層5を形成する場合には、通常、発光層5の構成材料、すなわち前述の発光材料、電荷輸送性化合物等のうち1種類又は2種類以上を真空容器内に設置された坩堝に入れ、真空容器内を真空ポンプで10-4Pa程度まで排気した後、坩堝を加熱して、坩堝内の材料の蒸発量を制御しながら蒸発させ、坩堝に向き合って置かれた正孔注入層3又は正孔輸送層4の上に発光層5を形成させる。なお、2種類以上の材料を用いる場合は、発光層5の構成材料を、通常各々を別々の坩堝に入れ、加熱も各々の坩堝に対して行う。さらに蒸発も通常各々独立に蒸発量を制御しながら蒸発させる。一方で、2種類以上の材料を用いる場合も、それらの混合物をひとつの坩堝に入れ、加熱、蒸発させてて発光層5を形成することもできる。
発光層5と後述の電子注入層8との間に、正孔阻止層6を設けてもよい。正孔阻止層6は、発光層5の上に、発光層5の陰極9側の界面に接するように積層される層である。
この正孔阻止層6は、陽極2から移動してくる正孔を陰極9に到達するのを阻止する役割と、陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とを有する。正孔阻止層6を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ、すなわちHOMOとLUMOとの差が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いことが挙げられる。
正孔阻止層6の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.3nm以上、好ましくは0.5nm以上であり、また、通常100nm以下、好ましくは50nm以下である。
電子輸送層7は素子の電流効率をさらに向上させることを目的として、発光層5又は正孔素子層6と電子注入層8との間に設けられる。
電子輸送層7は、電界を与えられた電極間において陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送することができる化合物より形成される。電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、陰極9又は電子注入層8からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物であることが必要である。
電子輸送層7は、発光層5と同様にして湿式成膜法、或いは真空蒸着法により発光層5又は正孔阻止層6上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
電子注入層8は、陰極9から注入された電子を効率よく、電子輸送層7又は発光層5へ注入する役割を果たす。
電子注入を効率よく行うには、電子注入層8を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましい。例としては、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属等が用いられる。
また、陰極9と電子輸送層7との界面に電子注入層8として、LiF、MgF2、Li2O、Cs2CO3等の極薄絶縁膜を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である(Appl.Phys.Lett.,70巻,152頁,1997年;特開平10-74586号公報;IEEETrans.Electron.Devices,44巻,1245頁,1997年;SID 04 Digest,154頁)。極薄絶縁膜とは、膜厚0.1~5nm程度の絶縁膜である。
電子注入層8は、発光層5と同様にして湿式成膜法或いは真空蒸着法により、発光層5或いはその上の正孔阻止層6又は電子輸送層7上に積層することにより形成される。
湿式成膜法の場合の詳細は、前述の発光層5の場合と同様である。
陰極9は、発光層5側の層、すなわち電子注入層8又は発光層5などに電子を注入する役割を果たす。陰極9の材料としては、前記の陽極2に使用される材料を用いることが可能であるが、効率よく電子注入を行なう上では、仕事関数の低い金属を用いることが好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の金属又はそれらの合金などが用いられる。具体例としては、例えば、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、アルミニウム-リチウム合金等の低仕事関数の合金電極などが挙げられる。
陰極の膜厚は通常、陽極2と同様である。
以上、図1に示す層構成の素子を中心に説明してきたが、本実施形態に係る有機電界発光素子における陽極2及び陰極9と発光層5との間には、その性能を損なわない限り、上記説明にある層の他にも、任意の層を有していてもよく、また発光層5以外の任意の層を省略してもよい。
このため、電子阻止層も湿式成膜適合性を有することが好ましく、このような電子阻止層に用いられる材料としては、F8-TFBに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体(国際公開第2004/084260号)等が挙げられる。
さらには、図1に示す層構成を複数段重ねた構造、すなわち発光ユニットを複数積層させた構造とすることも可能である。その際には発光ユニット間となる段間の界面層、例えば、陽極がITO、陰極がAlの場合はその2層の代わりに、例えばV2O5等を電荷発生層として用いると段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。
本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がX-Yマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。
本実施形態に係る有機EL表示装置及び有機EL照明装置は、上述のような本実施形態に係る有機電界発光素子を含むものである。本実施形態に係る有機EL表示装置及び有機EL照明装置の形式や構造については特に制限はなく、本実施形態に係る有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社、平成16年8月20日発刊、時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で、本実施形態に係る有機EL表示装置および有機EL照明装置を形成することができる。
なお、以下の合成例において、反応はすべて窒素気流下で実施した。反応で用いる溶媒や溶液は、窒素バブリングなどの適切な方法で脱気したものを使用した。
<合成例1:化合物D-1の合成>
特許文献1記載の方法に従い、下式に示す比較化合物D-C1を合成した。
特許文献3記載の方法と、化合物D-2の合成例記載の方法に従い、下式に示す比較化合物D-C2を合成した。
化合物1を、常温下で、2-メチルテトラヒドロフラン(アルドリッチ社製、脱水、安定剤非添加)に溶解し、1×10-5mol/Lの溶液を調製した。この溶液をテフロン(登録商標)コック付きの石英セルに入れ、窒素バブリングを20分以上行った後、室温で燐光スペクトルを測定した。得られた燐光スペクトル強度の最大値を示す波長を、最大発光波長とした。また、最大発光波長の半分のスペクトル強度の幅を半値幅とした。cm-1で表した半値幅は換算高さ1に規格化されたスペクトルのデータから、高さ0.5を超える短い方の波長および高さ0.5を下回る長いほうの波長を読みとり、nmをcm-1に換算してその差をcm-1の半値幅とした。
装置:浜松ホトニクス社製 有機EL量子収率測定装置C9920-02 光源:モノクロ光源L9799-01 検出器:マルチチャンネル検出器PMA-11 励起光:380nm
発光効率として、PL量子収率を測定した。PL量子収率は、材料に吸収された光(エネルギー)に対してどの程度の効率で発光が得られるかを示す指標であり、上記と同様、以下の機器を用いて測定した。
装置:浜松ホトニクス社製 有機EL量子収率測定装置C9920-02 光源:モノクロ光源L9799-01 検出器:マルチチャンネル検出器PMA-11 励起光:380nm 比較化合物1に関しても、同様に半値幅と極大波長およびPL量子収率を測定した。
化合物D-1を、常温下で、トルエン(富士フイルム和光純薬社製、分光分析用)に溶解し、1×10-5mol/Lの溶液を調製した。この溶液をテフロン(登録商標)コック付きの石英セルに入れ、窒素バブリングを20分以上行った後、室温で燐光スペクトルを測定した。得られた燐光スペクトル強度の最大値を示す波長を、最大発光波長とした。また、最大発光波長の半分のスペクトル強度の幅を半値幅とした。cm-1で表した半値幅は換算高さ1に規格化されたスペクトルのデータから、高さ0.5を超える短い方の波長および高さ0.5を下回る長いほうの波長を読みとり、nmをcm-1に換算してその差をcm-1の半値幅とした。
装置:浜松ホトニクス社製 有機EL量子収率測定装置C9920-02 光源:モノクロ光源L9799-01 検出器:マルチチャンネル検出器PMA-11 励起光:380nm
発光効率として、PL量子収率を測定した。PL量子収率は、材料に吸収された光(エネルギー)に対してどの程度の効率で発光が得られるかを示す指標であり、上記と同様、以下の機器を用いて測定した。
装置:浜松ホトニクス社製 有機EL量子収率測定装置C9920-02 光源:モノクロ光源L9799-01 検出器:マルチチャンネル検出器PMA-11 励起光:380nm
有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を50nmの厚さに堆積したもの(ジオマテック社製、スパッタ成膜品)を通常のフォトリソグラフィー技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。このようにITOをパターン形成した基板を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、圧縮空気で乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
正孔注入層形成用組成物として、下記式(P-1)の繰り返し構造を有する正孔輸送性高分子化合物3.0重量%と、酸化剤(HI-1)0.6重量%とを、安息香酸エチルに溶解させた組成物を調製した。
次に、下記の構造式(HT-1)を有する電荷輸送性高分子化合物100質量部を、シクロヘキシルベンゼンに溶解させ、3.0重量%の溶液を調製した。
この溶液を、上記正孔注入層を塗布成膜した基板上に窒素グローブボックス中でスピンコートし、窒素グローブボックス中のホットプレートで230℃、30分間乾燥させ、膜厚42nmの均一な薄膜を形成し、正孔輸送層とした。
発光層までを成膜した基板を真空蒸着装置に設置し、装置内を2×10-4Pa以下になるまで排気した。
次に、下記の構造式(ET-1)および8-ヒドロキシキノリノラトリチウムを2:3の膜厚比で、発光層上に真空蒸着法にて共蒸着し、膜厚30nmの正孔阻止層を形成した。
得られた有機電界発光素子に通電して発光させ、発光スペクトルのピーク波長及び半値幅を測定した。
また、この素子を1000cd/m2の輝度で発光させたときの外部量子効率(EQE(%))を求めた。
さらに、素子の駆動寿命評価として、この素子に60mA/cm2の電流密度で連続通電し、素子の輝度が初期輝度の95%まで低下する時間(LT95(hr))を測定し、比較例1のLT95を1としたときの実施例1~実施例5のLT95の寿命を相対寿命として表4に記した。
発光層の組成を、上記構造式(D-2)の代わりに下記の構造式(D-3)とした他は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
発光層の組成を、上記構造式(D-2)の代わりに下記の構造式(D-4)とした他は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
発光層の組成を、上記構造式(D-2)の代わりに下記の構造式(D-5)とした他は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
発光層の組成を、上記構造式(D-2)の代わりに下記の構造式(D-6)とした他は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
発光層の組成を、上記構造式(D-2)の代わりに下記の構造式(D-7)とした他は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
発光層の組成を、上記構造式(D-2)の代わりに下記の構造式(D-C1)とした他は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
各発光材料の溶液スペクトルから、最大発光波長を求めた。
常温下でトルエンに、化合物を濃度1×10-5mol/Lで溶解した溶液を調製し、窒素バブリングを20分以上行った後、分光光度計(浜松ホトニクス社製 有機EL量子収率測定装置C9920-02)でフォトルミネッセンススペクトルを測定した。得られたスペクトル強度の最大値を示す波長を、最大発光波長とし、表3に示した。
表4の結果から、本実施形態に係る有機電界発光素子では、発光効率が従来と同等であり、半値幅が狭く良好であった。
また、本実施形態に係る有機電界発光素子を含む発光材料を用いた素子は駆動寿命が長く良好であった。
発光層の組成を、上記構造式(D-2)の代わりに下記の構造式(D-C2)とした他は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
Claims (17)
- 下記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物。
[式(1)において、Irはイリジウム原子を表す。R5~R14、R21およびR22は、それぞれ独立に水素原子、D、F、Cl、Br、I又は置換基を表す。互いに隣り合う基同士はさらに結合して環を形成してもよい。ただし、R12及びR13のいずれか一つは下記式(2)で表される置換基である。
[式(2)において、破線は式(1)との結合手を表す。R31は水素原子、D、アルキル基、アラルキル基又はヘテロアラルキル基を表し、R32は水素原子、D、アルキル基、アラルキル基、ヘテロアラルキル基、芳香族基又は複素芳香族基を表す。R31およびR32はさらに置換されていてもよい。]] - 前記式(1)におけるR5~R14、R21およびR22は下記である、請求項1に記載のイリジウム錯体化合物。
[R5~R14、R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子、D、F、Cl、Br、I、-N(R’)2、-CN、-NO2、-OH、-COOR’、-C(=O)R’、-C(=O)NR’、-P(=O)(R’)2、-S(=O)R’、-S(=O)2R’、-OS(=O)2R’、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルコキシ基、炭素数2以上30以下の環状アルコキシ基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の環状アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルケニル基、炭素数3以上30以下の環状アルケニル基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキニル基、炭素数3以上30以下の環状アルキニル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、炭素数1以上60以下の複素芳香族基、炭素数5以上40以下のアリールオキシ基、炭素数5以上40以下のアリールチオ基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数10以上40以下のジアリールアミノ基、炭素数10以上40以下のアリールヘテロアリールアミノ基、又は、炭素数10以上40以下のジヘテロアリールアミノ基から選ばれる。
該アルキル基、該アルコキシ基、該アルキルチオ基、該アルケニル基および該アルキニル基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよく、これらの基における1つの-CH2-基あるいは2以上の隣接していない-CH2-基が、-C(-R’)=C(-R’)-、-C≡C-、-Si(-R’)2、-C(=O)-、-NR’-、-O-、-S-、-CONR’-もしくは2価の芳香族基に置き換えられていてもよい。また、これらの基における一つ以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、I又は-CNで置換されていてもよい。
該芳香族基、該複素芳香族基、該アリールオキシ基、該アリールチオ基、該アラルキル基、該ヘテロアラルキル基、該ジアリールアミノ基、該アリールヘテロアリールアミノ基および該ジヘテロアリールアミノ基は、それぞれ独立に、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよい。
R’はそれぞれ独立に、水素原子、D、F、Cl、Br、I、-N(R’’)2、-CN、-NO2、-Si(R’’)3、-B(OR’’)2、-C(=O)R’’、-P(=O)(R’’)2、-S(=O)2R’’、-OSO2R’’、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルコキシ基、炭素数2以上30以下の環状アルコキシ基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の環状アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルケニル基、炭素数3以上30以下の環状アルケニル基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキニル基、炭素数3以上30以下の環状アルキニル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、炭素数1以上60以下の複素芳香族基、炭素数5以上40以下のアリールオキシ基、炭素数5以上40以下のアリールチオ基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数10以上40以下のジアリールアミノ基、炭素数10以上40以下のアリールヘテロアリールアミノ基又は炭素数10以上40以下のジヘテロアリールアミノ基から選ばれる。
該アルキル基、該アルコキシ基、該アルキルチオ基、該アルケニル基および該アルキニル基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよく、これらの基における1つの-CH2-基あるいは2以上の隣接していない-CH2-基が、-C(-R’’)=C(-R’’)-、-C≡C、-Si(-R’’)2-、-C(=O)-、-NR’’-、-O-、-S-、-CONR’’-もしくは2価の芳香族基に置き換えられていてもよい。また、これらの基における一つ以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、I又は-CNで置換されていてもよい。
該芳香族基、該複素芳香族基、該アリールオキシ基、該アリールチオ基、該アラルキル基、該ヘテロアラルキル基、該ジアリールアミノ基、該アリールヘテロアリールアミノ基および該ジヘテロアリールアミノ基は、それぞれ独立に、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよい。2つ以上の隣接するR’が互いに結合して、脂肪族又は芳香族もしくはヘテロ芳香族の、単環もしくは縮合環を形成してもよい。
R’’はそれぞれ独立に、水素原子、D、F、-CN、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基、炭素数5以上20以下の芳香族基又は炭素数1以上20以下の複素芳香族基から選ばれる。
2つ以上の隣接するR’’が互いに結合して、脂肪族又は芳香族もしくはヘテロ芳香族の、単環もしくは縮合環を形成してもよい。] - 前記式(2)におけるR31は下記である、請求項1または請求項2に記載のイリジウム錯体化合物。
[R31は、水素原子、D、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、又は炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基から選ばれる。
該アルキル基、該アラルキル基、該ヘテロアラルキル基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよく、これらの基における1つの-CH2-基あるいは2以上の隣接していない-CH2-基が、-C(-R’)=C(-R’)-、-C≡C-、-Si(-R’)2、-C(=O)-、-NR’-、-O-、-S-、-CONR’-もしくは2価の芳香族基に置き換えられていてもよい。また、これらの基における一つ以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、I又は-CNで置換されていてもよい。
R’はそれぞれ独立に、水素原子、D、F、Cl、Br、I、-N(R’’)2、-CN、-NO2、-Si(R’’)3、-B(OR’’)2、-C(=O)R’’、-P(=O)(R’’)2、-S(=O)2R’’、-OSO2R’’、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルコキシ基、炭素数2以上30以下の環状アルコキシ基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の環状アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルケニル基、炭素数3以上30以下の環状アルケニル基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキニル基、炭素数3以上30以下の環状アルキニル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、炭素数1以上60以下の複素芳香族基、炭素数5以上40以下のアリールオキシ基、炭素数5以上40以下のアリールチオ基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数10以上40以下のジアリールアミノ基、炭素数10以上40以下のアリールヘテロアリールアミノ基又は炭素数10以上40以下のジヘテロアリールアミノ基から選ばれる。] - 前記式(2)におけるR32は下記である、請求項1~3のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物。
[R32は、水素原子、D、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、又は炭素数1以上60以下の複素芳香族基から選ばれる。
該アルキル基、該アラルキル基、該ヘテロアラルキル基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよく、これらの基における1つの-CH2-基あるいは2以上の隣接していない-CH2-基が、-C(-R’)=C(-R’)-、-C≡C-、-Si(-R’)2、-C(=O)-、-NR’-、-O-、-S-、-CONR’-もしくは2価の芳香族基に置き換えられていてもよい。また、これらの基における一つ以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、I又は-CNで置換されていてもよい。
該芳香族基および該複素芳香族基は、少なくとも1つ以上の水素原子がさらにR’(ただし水素原子を除く。)で置換されていてもよい。
R’はそれぞれ独立に、水素原子、D、F、Cl、Br、I、-N(R’’)2、-CN、-NO2、-Si(R’’)3、-B(OR’’)2、-C(=O)R’’、-P(=O)(R’’)2、-S(=O)2R’’、-OSO2R’’、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルコキシ基、炭素数2以上30以下の環状アルコキシ基、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の環状アルキルチオ基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルケニル基、炭素数3以上30以下の環状アルケニル基、炭素数2以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキニル基、炭素数3以上30以下の環状アルキニル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、炭素数1以上60以下の複素芳香族基、炭素数5以上40以下のアリールオキシ基、炭素数5以上40以下のアリールチオ基、炭素数5以上60以下のアラルキル基、炭素数2以上60以下のヘテロアラルキル基、炭素数10以上40以下のジアリールアミノ基、炭素数10以上40以下のアリールヘテロアリールアミノ基又は炭素数10以上40以下のジヘテロアリールアミノ基から選ばれる。] - 前記式(1)におけるR21及びR22の少なくともいずれか1つが、炭素数1以上30以下の直鎖または分岐アルキル基である請求項1~4のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物。
- 前記式(1)におけるR13が前記式(2)で表される置換基である、請求項1~5のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物。
- 前記式(1)におけるR6~R9のいずれか少なくとも一つが置換基として、炭素数1以上30以下の、直鎖もしくは分岐アルキル基、炭素数3以上30以下の環状アルキル基、炭素数5以上60以下の芳香族基、又は炭素数5以上60以下のアラルキル基を有している、請求項1~6のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物。
- 前記式(1)におけるR6~R9のうち互いに隣り合う基同士が結合して環を形成している、請求項1~6のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物と、有機溶剤とを含む、イリジウム錯体化合物含有組成物。
- 前記イリジウム錯体化合物よりも最大発光波長が短波長である下記式(3)で表される化合物をさらに含む、請求項9に記載のイリジウム錯体化合物含有組成物。
[上記式(3)中、R35は、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数7以上40以下の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1以上20以下のアルキルシリル基、炭素数6以上20以下のアリールシリル基、炭素数2以上20以下のアルキルカルボニル基、炭素数7以上20以下のアリールカルボニル基、炭素数1以上20以下のアルキルアミノ基、炭素数6以上20以下のアリールアミノ基、または炭素数3以上30以下の(ヘテロ)アリール基である。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。R35が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
cは0以上4以下の整数である。
環Aは、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、アザトリフェニレン環、カルボリン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環のいずれかである。
環Aは、置換基を有していてもよく、前記置換基は、F、Cl、Br、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数7以上40以下の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1以上20以下のアルキルシリル基、炭素数6以上20以下のアリールシリル基、炭素数2以上20以下のアルキルカルボニル基、炭素数7以上20以下のアリールカルボニル基、炭素数2以上20以下のアルキルアミノ基、炭素数6以上20以下のアリールアミノ基、または炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリール基である。また、環Aに結合する隣り合う置換基同士が結合してさらに環を形成してもよい。環Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
L2は有機配位子を表し、nは1以上3以下の整数である。] - 下記式(20)で表される化合物をさらに含む、請求項9又は10に記載のイリジウム錯体化合物含有組成物。
[上記式(20)中、
Wは、それぞれ独立に、CH又はNを表し、少なくとも一つのWはNであり、
Xa1、Ya1、及びZa1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の二価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の二価の芳香族複素環基を表し、
Xa2、Ya2及びZa2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の芳香族複素環基を表し、
g11、h11、及びj11はそれぞれ独立に0以上6以下の整数を表し、
g11、h11、及びj11の少なくとも一つは1以上の整数であり、
g11が2以上の場合、複数存在するXa1は同一であっても異なっていてもよく、
h11が2以上の場合、複数存在するYa1は同一であっても異なっていてもよく、
j11が2以上の場合、複数存在するZa1は同一であっても異なっていてもよく、
R23は水素原子又は置換基を表し、4個のR23は同一であっても異なっていてもよく、
但し、g11、h11、又はj11が0の場合、それぞれ対応するXa2、Ya2、又はZa2は水素原子ではない。) - 基板上に陽極、陰極、及び、前記陽極と前記陰極の間に位置する少なくとも1層の有機層、を有する有機電界発光素子の製造方法であって、
前記有機層のうち少なくとも1層が、請求項9~11のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物含有組成物を用いて湿式成膜法にて形成される、有機電界発光素子の製造方法。 - 基板上に陽極、陰極、及び、前記陽極と前記陰極の間に位置する少なくとも1層の有機層、を有し、前記有機層のうち少なくとも1層が、請求項1~8のいずれか1項に記載のイリジウム錯体化合物を含む発光層である、有機電界発光素子。
- 前記イリジウム錯体化合物よりも最大発光波長が短波長である下記式(3)で表される化合物をさらに含む、請求項13に記載の有機電界発光素子。
[上記式(3)中、R35は、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数7以上40以下の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1以上20以下のアルキルシリル基、炭素数6以上20以下のアリールシリル基、炭素数2以上20以下のアルキルカルボニル基、炭素数7以上20以下のアリールカルボニル基、炭素数1以上20以下のアルキルアミノ基、炭素数6以上20以下のアリールアミノ基、または炭素数3以上30以下の(ヘテロ)アリール基である。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。R35が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
cは0以上4以下の整数である。
環Aは、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、アザトリフェニレン環、カルボリン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環のいずれかである。
環Aは、置換基を有していてもよく、前記置換基は、F、Cl、Br、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数7以上40以下の(ヘテロ)アラルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数1以上20以下のアルキルシリル基、炭素数6以上20以下のアリールシリル基、炭素数2以上20以下のアルキルカルボニル基、炭素数7以上20以下のアリールカルボニル基、炭素数2以上20以下のアルキルアミノ基、炭素数6以上20以下のアリールアミノ基、または炭素数3以上20以下の(ヘテロ)アリール基である。また、環Aに結合する隣り合う置換基同士が結合してさらに環を形成してもよい。環Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
L2は有機配位子を表し、nは1以上3以下の整数である。] - 前記発光層が下記式(20)で表される化合物をさらに含む、請求項13又は14に記載の有機電界発光素子。
[上記式(20)中、
Wは、それぞれ独立に、CH又はNを表し、少なくとも一つのWはNであり、
Xa1、Ya1、及びZa1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の二価の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の二価の芳香族複素環基を表し、
Xa2、Ya2及びZa2は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基、又は置換基を有していてもよい炭素数3以上30以下の芳香族複素環基を表し、
g11、h11、及びj11はそれぞれ独立に0以上6以下の整数を表し、
g11、h11、及びj11の少なくとも一つは1以上の整数であり、
g11が2以上の場合、複数存在するXa1は同一であっても異なっていてもよく、
h11が2以上の場合、複数存在するYa1は同一であっても異なっていてもよく、
j11が2以上の場合、複数存在するZa1は同一であっても異なっていてもよく、
R23は水素原子又は置換基を表し、4個のR23は同一であっても異なっていてもよく、
但し、g11、h11、又はj11が0の場合、それぞれ対応するXa2、Ya2、又はZa2は水素原子ではない。) - 請求項13~15のいずれか1項に記載の有機電界発光素子を含む、有機EL表示装置。
- 請求項13~15のいずれか1項に記載の有機電界発光素子を含む、有機EL照明装置。
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