説明

イリジウム錯体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子およびその用途

【課題】有機EL素子製造の際、溶媒に対する溶解性が高く、熱的安定性に優れた燐光青色発光性化合物を提供。
【解決手段】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、R1は炭素数2〜30の有機基、R2〜R4は水素原子またはアルキル基等であり、R5〜R8ハロゲン原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基等を表す。R5〜R8のうち少なくとも1つは該電子吸引性の置換基である。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は発光性金属錯体化合物、発光性金属錯体化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子およびその用途に関する。
【背景技術】
【0002】
燐光発光性化合物は、高い発光効率を有することから、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子(本明細書において、有機EL素子ともいう)における発光材料として、研究開発が活発に行われている。
【0003】
燐光発光性化合物を用いた有機EL素子は、様々な用途へ拡大されることが期待されるが、特にディスプレイ用途へ展開させるためには、高い発光効率とともに素子の安定した駆動を持続する材料の開発が必須である。
【0004】
フルカラーディスプレイに必要な3原色の中で、緑色発光および赤色発光を用いた有機EL素子では、実用的に充分な発光効率、耐久性および溶解性等の特性を有する燐光発光性化合物が見出されているが、青色発光を用いた有機EL素子ではそのような燐光発光性化合物は見出されていない。
【0005】
そこで、高い発光効率を有し、かつ高い耐久性を有する燐光青色発光性化合物の開発が望まれている。
特表2003−526876号公報(特許文献1)には、燐光発光性化合物として有機イリジウム錯体を用いることで、有機EL素子の発光効率を大きく向上させ得ることが開示されている。イリジウム錯体としてはトリス(2−(2−ピリジル)フェニル)イリジウムおよびその誘導体が例示されており、芳香族構造の配位子の置換基をアルキル基またはアリール基に変更することによって、イリジウム錯体の発光色が変わることが記載されている。
【0006】
特開2001−247859号公報(特許文献2)には、トリス(2−(2−ピリジル)フェニル)イリジウムの置換基として様々な基が例示されている。
特開2002−170684号公報(特許文献3)には、高効率発光素子およびそれを実現する新規金属錯体として、燐系配位子を有するイリジウム錯体が開示されている。
【0007】
特表2004−506305号公報(特許文献4)には、青色発光を示す金属錯体化合物が記載されており、該金属錯体化合物にイリジウムを含むことが例示されている。
一方、有機EL素子の発光層を形成する方法としては、低分子量有機化合物の真空蒸着法、および高分子量化合物溶液の塗布法が一般的であるが、塗布法は素子の製造コストが低いことや素子の大面積が容易であることなどの点で有利である。
【0008】
しかしながら、従来、燐光青色発光性化合物は溶解性に乏しく、塗布による成膜が困難であった。燐光青色発光性化合物の溶解性を高めるために、芳香族構造の配位子の置換基として長鎖アルキル基を導入することが知られている。例えば、Polyhedron25(非特許文献1)には、芳香族構造の配位子の置換基としてヘキシルオキシ基を導入したイリジウム錯体が報告されている(下記式(4)および(5)参照)。
【0009】
【化4】

【0010】
【化5】

【0011】
しかしながら、式(4)および(5)の化合物は、熱的安定性が乏しく、これらの化合物を用いた有機EL素子は耐久性が低いという問題点があった。
【特許文献1】特表2003−526876号公報
【特許文献2】特開2001−247859号公報
【特許文献3】特開2002−170684号公報
【特許文献4】特表2004−506305号公報
【非特許文献1】Inamur R.Laskar,Shih-Feng Hsu,Teng-Ming Chen、「Investigating photoluminescence and electroluminescence of iridium(III)-based blue-emitting phosphors」、Polyhedron、2006年、25、p.1167-1176
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、有機EL素子製造の際の塗布溶液用溶媒に対する溶解性が高く、かつ熱的安定性に優れた燐光青色発光性化合物を提供することを目的としている。
また、これらの燐光青色発光性化合物を用いた有機EL素子であって、発光効率が高く、しかも寿命の長い有機EL素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、燐光青色発光性化合物において、特定の構造を有するイリジウム錯体化合物は、有機EL素子製造の際の塗布溶液用溶媒に対する溶解性が高く、かつ熱的安定性に優れていることを見出した。また、有機EL素子製造の際、該イリジウム錯体化合物を溶解させた塗布溶液は均一に基板上に塗布することができ、成膜性が良好であること、さらに、該イリジウム錯体化合物を発光層に含む有機EL素子は、発光効率が高く、寿命が長いことを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のとおりに要約される。
【0014】
[1]
下記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物。
【0015】
【化6】

【0016】
(式(1)において、R1は炭素数2〜30の有機基であり、
2〜R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であり、
5〜R8はそれぞれ独立にハロゲン原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜10のアミノカルボニル基、チオシアネート基および炭素数1〜10のスルホニル基から選ばれる電子吸引性の置換基、炭素数1〜10の複素原子を有しても良い有機基(前記電子吸引性の置換基を除く)または水素原子であり、
5〜R8のうち少なくとも1つは該電子吸引性の置換基である。)
[2]
1が炭素数2〜30のアルキル基または置換基を有してもよい炭素数7〜30のアラルキル基である前記[1]に記載のイリジウム錯体化合物。
【0017】
[3]
前記電子吸引性の置換基がフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基またはシアノ基である前記[1]または[2]に記載のイリジウム錯体化合物。
【0018】
[4]
下記式(2)で表される前記[1]〜[3]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
【0019】
【化7】

【0020】
(式(2)において、R1は炭素数2〜30の有機基であり、
2〜R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)
[5]
下記式(3)で表される前記[1]〜[4]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
【0021】
【化8】

【0022】
(式(3)において、R1は炭素数2〜30の有機基である。)
[6]
フェイシャル(facial)体であることを特徴とする前記[1]〜[5]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
【0023】
[7]
基板と、前記基板上に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に発光層を含む一層または複数層の有機層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
上記発光層が前記[1]〜[6]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0024】
[8]
発光層が電荷輸送性の非共役高分子化合物を含有することを特徴とする前記[7]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0025】
[9]
前記[7]または[8]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
【0026】
[9]
前記[7]または[8]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする面発光光源。
【0027】
なお上記特許文献には、置換基の種類や数、置換位置を適切に選択することによって有機EL素子の寿命低下を改善できることは何ら示されていない。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、有機EL素子製造の際の塗布溶液用溶媒に対する溶解性が高く、かつ熱安定性の優れた青色発光性のイリジウム錯体化合物を提供でき、また、該イリジウム錯体化合物を用いた有機EL素子であって、発光効率が高く、しかも寿命の長い有機EL素子を提供できる。さらに、有機EL素子製造の際、該イリジウム錯体化合物を溶解させた塗布溶液は均一に基板上に塗布することができ、成膜性が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
以下、本発明について具体的に説明する。
<イリジウム錯体化合物>
本発明においては、下記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物が用いられる。
【0030】
【化9】

【0031】
(式(1)において、R1は炭素数2〜30の有機基であり、
2〜R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であり、
5〜R8はそれぞれ独立にハロゲン原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜10のアミノカルボニル基、チオシアネート基および炭素数1〜10のスルホニル基から選ばれる電子吸引性の置換基、炭素数1〜10の複素原子を有しても良い有機基(前記電子吸引性の置換基を除く)または水素原子であり、
5〜R8のうち少なくとも1つは該電子吸引性の置換基である。)
イリジウム錯体化合物の有機EL素子製造の際の塗布溶液用溶媒に対する溶解性を高くするため、上記式(1)において、R1は、炭素数2〜30の有機基、好ましくは炭素数2〜30のアルキル基または置換基を有してもよい炭素数7〜30のアラルキル基であり、さらに好ましくは分岐構造および/または環状構造を有する炭素数3〜30のアルキル基、分岐構造を有する炭素数8〜30のアラルキル基である。具体例としては、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、3−メチルブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、4−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、4−ヘプチル基、n−オクチル基、2−オクチル基、3−オクチル基、4−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、2−ノニル基、3−ノニル基、4−ノニル基、5−ノニル基、n−デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル基、2−メチルヘキサデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基、n−ドコシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘキシルメチル基、アダマンチル基、3,5−ジメチルアダマンチル基、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、2−(1−フェニル)プロピル基または3,3−ジフェニルプロピル基が挙げられる。好ましくはイソプロピル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、3−メチルブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、4−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、4−ヘプチル基、2−オクチル基、3−オクチル基、4−オクチル基、2−エチルヘキシル基、2−ノニル基、3−ノニル基、4−ノニル基、5−ノニル基、3,7−ジメチルオクチル基、2−メチルヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘキシルメチル基、アダマンチル基、3,5−ジメチルアダマンチル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、2−(1−フェニル)プロピル基または3,3−ジフェニルプロピル基であり、さらに好ましくは、2−ブチル基、2−ペンチル基、2−エチルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基またはアダマンチル基である。
【0032】
熱的安定性を高めるために、上記式(1)において、R2〜R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。
具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−ブチル基、tert−ブチル基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、3−メチルブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、4−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、3−ヘプチル基、4−ヘプチル基、n−オクチル基、2−オクチル基、3−オクチル基、4−オクチル基、n−エチルヘキシル基、n−ノニル基、2−ノニル基、3−ノニル基、4−ノニル基、5−ノニル基またはn−デシル基が挙げられる。さらに好ましくは水素原子、メチル基またはエチル基であり、特に好ましくは水素原子である。
【0033】
また、青色発光性の材料を得るために、上記式(1)において、R5〜R8のうち少なくとも1つは電子吸引性の置換基である。該電子吸引性の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜10のアミノカルボニル基、チオシアネート基および炭素数1〜10のスルホニル基から選ばれる電子吸引性の置換基が好ましい。該電子吸引性の置換基は、さらに好ましくは、フッ素原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基またはシアノ基である。
【0034】
具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、シアノ基、アルデヒド基、アセチル基、ベンゾイル基、メトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、チオシアネート基、メチルスルホニル基、フェニルスルホニル基が挙げられる。さらに好ましくはフッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基またはシアノ基であり、特に好ましくはフッ素原子である。
【0035】
上記式(1)において、R5〜R8のうち前記電子吸引性の置換基以外は、炭素数1〜10の複素原子を有しても良い有機基(前記電子吸引性の置換基を除く)または水素原子である。
【0036】
本発明のイリジウム錯体化合物としては、有機EL素子製造の際の塗布溶液用溶媒に対する溶解性が高く、熱的安定性が優れている点で、下記式(2)で表される化合物が好ましい。
【0037】
【化10】

【0038】
(式(2)において、R1は炭素数2〜30の有機基であり、
2〜R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)
さらに好ましくは、下記式(3)で表される化合物である。
【0039】
【化11】

【0040】
(式(3)において、R1は炭素数2〜30の有機基である。)
また、本発明のイリジウム錯体化合物がフェイシャル(facial)体であると、該化合物の発光性が向上する点で好ましい。
【0041】
本発明のイリジウム錯体化合物は、従来の燐光青色発光性化合物、例えば下記式に示す化合物と比較してイリジウム原子との結合が弱いピコリン酸配位子を有さないため、熱的安定性に優れていることを特徴とする。
【0042】
【化12】

【0043】
<イリジウム錯体化合物の製造方法>
本発明のイリジウム錯体化合物の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で製造することができる。
【0044】
【化13】

【0045】
上記スキームを参照しながら、本発明のイリジウム錯体化合物の製造方法について説明する。
まず、塩化イリジウム(III)三水和物とフェニルピリジン誘導体(1−1)とを2−エトキシエタノールと水との混合溶媒(2−エトキシエタノール:水=3:1(体積比))中で加熱還流して反応させることによりイリジウムの2核錯体(1−2)を得る。
【0046】
なお、式(1−1)、(1−2)におけるR1〜Rは、それぞれ式(1)中のR1〜R8と同義である。
次に、この2核錯体とフェニルピリジン誘導体(1−1)とをトリフルオロメタンスルホン酸銀(I)などの銀塩の存在下、溶媒中で加熱還流して反応させることにより本発明のイリジウム錯体化合物(1)を得ることができる。
【0047】
この第二の反応工程において、トルエンを溶媒として用いると、フェイシャル(facial)体およびメリヂオナル(meridional)体のイリジウム錯体化合物が、混合物として得られる場合があり、より高い沸点を有するメシチレンなどを溶媒として用いると、フェイシャル(facial)体のイリジウム錯体化合物が高収率且つ高選択的に得られる。
<有機EL素子>
本発明に係る有機EL素子は、基板と、前記基板上に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に発光層を含む一層または複数層の有機層とを備えた有機EL素子であって、上記発光層が本発明のイリジウム錯体化合物を含有することを特徴とする有機EL素子である。
【0048】
さらに、上記発光層が電荷輸送性の非共役高分子化合物を含有することを特徴とする有機EL素子であることが好ましい。
本発明に係る有機EL素子の構成の一例を図1に示すが、本発明に係る有機EL素子の構成は、これに限定されない。図1では、透明基板1上に設けた陽極2および陰極4の間に、発光層3を設けている。上記有機EL素子では、例えば、陽極2と発光層3の間にホール注入層を設けてもよく、また、発光層3と陰極4の間に電子注入層を設けてもよい。
【0049】
上記において、本発明のイリジウム化合物および電荷輸送性の非共役高分子化合物を含む有機層は、ホール輸送性および電子輸送性を併せ持つ発光層として利用できる。このため、他の有機材料からなる層を設けなくても、高い発光効率を有する有機EL素子を作成できる利点がある。
【0050】
上記有機層は、特に限定されないが、例えば、以下のように製造することができる。まず、本発明のイリジウム錯体化合物および電荷輸送性の非共役高分子化合物を溶解させてなる溶液を調製する。上記溶液の調製に用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、アニソール等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒などが用いられる。次いで、このように調製した溶液を、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法または印刷法などを用いて基板上に成膜する。
【0051】
本発明のイリジウム錯体化合物は、塗布溶液用溶媒に対する溶解性が高いので、該化合物を溶かした塗布溶液を塗布する際、該化合物を均一に基板上に成膜できる点で非常に優れている。
【0052】
上記溶液の濃度としては、用いる化合物および成膜条件などに依存するが、例えば、スピンコート法やディップコート法の場合には、0.1〜10wt%であることが好ましい。このように、本発明のイリジウム錯体化合物は溶媒に対する溶解性が高いため、簡便に成膜され、製造工程の簡略化が実現できるとともに、素子の大面積化が図れる。
【0053】
なお、本発明のイリジウム錯体化合物は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて有機EL素子の発光層に用いてもよい。
本発明のイリジウム錯体化合物を発光層に用いた有機EL素子は、寿命が長く、高い発光効率が得られる。
【0054】
<その他の材料>
上記の各層は、バインダとして高分子材料を混合して、形成されていてもよい。上記高分子材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイドなどが挙げられる。
【0055】
また、上記の各層に用いられる材料は、機能の異なる材料、例えば、発光材料、ホール輸送材料、電子輸送材料などを混合して、各層を形成していてもよい。本発明のイリジウム錯体化合物を含む有機層においても、電荷輸送性を補う目的で、さらに他のホール輸送材料および/または電子輸送材料が含まれていてもよい。このような輸送材料としては、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。
【0056】
上記ホール輸送層を形成するホール輸送材料、または発光層中に混合させるホール輸送材料としては、例えば、TPD(N,N’−ジメチル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’ジアミン);α−NPD(4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル);m−MTDATA(4、4’,4’’−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)等の低分子トリフェニルアミン誘導体;ポリビニルカルバゾール;上記トリフェニルアミン誘導体に重合性置換基を導入して重合した高分子化合物;ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアルキルフルオレン等の蛍光発光性高分子化合物などが挙げられる。上記高分子化合物としては、例えば、特開平8−157575号公報に開示されているトリフェニルアミン骨格の高分子化合物などが挙げられる。上記ホール輸送材料は、1種単独でも、2種以上を混合して用いてもよく、異なるホール輸送材料を積層して用いてもよい。ホール輸送層の厚さは、ホール輸送層の導電率などに依存するため、一概に限定できないが、好ましくは1nm〜5μm、より好ましくは5nm〜1μm、特に好ましくは10nm〜500nmであることが望ましい。
【0057】
上記電子輸送層を形成する電子輸送材料、または発光層中に混合させる電子輸送材料としては、例えば、Alq3(アルミニウムトリスキノリノレート)等のキノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアリールボラン誘導体等の低分子化合物;上記の低分子化合物に重合性置換基を導入して重合した高分子化合物などが挙げられる。上記高分子化合物としては、例えば、特開平10−1665号公報に開示されているポリPBDなどが挙げられる。上記電子輸送材料は、1種単独でも、2種以上を混合して用いてもよく、異なる電子輸送材料を積層して用いてもよい。電子輸送層の厚さは、電子輸送層の導電率などに依存するため、一概に限定できないが、好ましくは1nm〜5μm、より好ましくは5nm〜1μm、特に好ましくは10nm〜500nmであることが望ましい。
【0058】
また、発光層の陰極側に隣接して、ホールが発光層を通過することを抑え、発光層内でホールと電子とを効率よく再結合させる目的で、ホール・ブロック層が設けられていてもよい。上記ホール・ブロック層を形成するために、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などの公知の材料が用いられる。
【0059】
陽極と発光層との間に、ホール注入において注入障壁を緩和するために、ホール注入層が設けられていてもよい。上記ホール注入層を形成するためには、銅フタロシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)の混合体、フルオロカーボンなどの公知の材料が用いられる。
【0060】
陰極と電子輸送層との間、または陰極と陰極に隣接して積層される有機層との間に、電子注入効率を向上するために、厚さ0.1〜10nmの絶縁層が設けられていてもよい。上記絶縁層を形成するために、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、アルミナなどの公知の材料が用いられる。
【0061】
上記陽極材料としては、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)、酸化錫、酸化亜鉛、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子など、公知の透明導電材料が用いられる。この透明導電材料によって形成された電極の表面抵抗は、1〜50Ω/□(オーム/スクエアー)であることが好ましい。陽極の厚さは50〜300nmであることが好ましい。
【0062】
上記陰極材料としては、例えば、Li、Na、K、Cs等のアルカリ金属;Mg、Ca、Ba等のアルカリ土類金属;Al;MgAg合金;AlLi、AlCa等のAlとアルカリ金属またはアルカリ土類金属との合金など、公知の陰極材料が用いられる。陰極の厚さは、好ましくは10nm〜1μm、より好ましくは50〜500nmであることが望ましい。アルカリ金属、アルカリ土類金属などの活性の高い金属を陰極として使用する場合には、陰極の厚さは、好ましくは0.1〜100nm、より好ましくは0.5〜50nmであることが望ましい。また、この場合には、上記陰極金属を保護する目的で、この陰極上に、大気に対して安定な金属層が積層される。上記金属層を形成する金属として、例えば、Al、Ag、Au、Pt、Cu、Ni、Crなどが挙げられる。上記金属層の厚さは、好ましくは10nm〜1μm、より好ましくは50〜500nmであることが望ましい。
【0063】
本発明に係る有機EL素子の基板としては、上記発光材料の発光波長に対して透明な絶縁性基板が使用され、ガラスのほか、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリカーボネート等の透明プラスチックなどが用いられる。
【0064】
上記のホール輸送層、発光層および電子輸送層の成膜方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などが用いられる。低分子化合物の場合は、抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好適に用いられ、高分子材料の場合は、インクジェット法、スピンコート法、または印刷法が好適に用いられる。
【0065】
また、上記陽極材料の成膜方法としては、例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、化学反応法、コーティング法などが用いられ、上記陰極材料の成膜方法としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが用いられる。
【0066】
<電荷輸送性の非共役高分子化合物>
上記電荷輸送性の非共役高分子化合物は、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物からなる群より選択される少なくとも1種の重合性化合物を含む単量体を共重合して得られる重合体であることが好ましい。なお、本明細書において、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物を併せて、電荷輸送性の重合性化合物ともいう。
【0067】
すなわち、上記電荷輸送性の非共役高分子化合物は、1種または2種以上のホール輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位、または1種または2種以上の電子輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位を含む重合体であることが好ましい。このような重合体を用いると、発光層内における電荷の移動度が高く、また均質な薄膜を塗布によって形成することができるため、高い発光効率が得られる。
【0068】
また、上記電荷輸送性の非共役高分子化合物は、1種または2種以上のホール輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位と、1種または2種以上の電子輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位とを含む重合体からなることがより好ましい。このような重合体を用いると、該重合体はホール輸送性および電子輸送性の機能を備えているため、上記燐光発光性化合物付近において、ホールと電子とがさらに効率よく再結合するため、より高い発光効率が得られる。
【0069】
上記ホール輸送性の重合性化合物および上記電子輸送性の重合性化合物は、重合性官能基を有する置換基を有することのほか、特に制限されず、公知の電荷輸送性の化合物が用いられる。
【0070】
上記重合性官能基は、ラジカル重合性、カチオン重合性、アニオン重合性、付加重合性、および縮合重合性の官能基のいずれであってもよい。これらのうちで、ラジカル重合性の官能基は、重合体の製造が容易であるため好ましい。
【0071】
上記重合性官能基としては、例えば、アリル基、アルケニル基、アクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン(メタ)アクリレート基、ビニルアミド基およびこれらの誘導体などを挙げることができる。これらのうちで、アルケニル基が好ましい。
【0072】
より具体的には、上記重合性官能基がアルケニル基である場合、上記重合性官能基を有する置換基は下記一般式(A1)〜(A12)で表される置換基であることがより好ましい。これらのうちで、下記式(A1)、(A5)、(A8)、(A12)で表される置換基は、電荷輸送性の化合物に重合性官能基を容易に導入できるためさらに好ましい。
【0073】
【化14】

【0074】
上記ホール輸送性の重合性化合物としては、具体的には、下記一般式(E1)〜(E6)で表される化合物が好ましく、非共役高分子化合物中での電荷移動度の観点から、下記式(E1)〜(E3)で表される化合物がより好ましい。
【0075】
【化15】

【0076】
上記電子輸送性の重合性化合物としては、具体的には、下記一般式(E7)〜(E15)で表される化合物が好ましく、非共役高分子化合物中での電荷移動度の観点から、下記式(E7)および(E12)〜(E14)で表される化合物がより好ましい。
【0077】
【化16】

【0078】
なお、上記式(E1)〜(E15)において、上記式(A1)で表される置換基を、上記一般式(A2)〜(A12)で表される置換基に代えた化合物も好適に用いられるが、重合性化合物に官能基を容易に導入できるため、上記式(A1)、(A5)で表される置換基を有する化合物が特に好ましい。
【0079】
これらのうちで、上記ホール輸送性の重合性化合物として、上記式(E1)〜(E3)のいずれかで表される化合物と、上記電子輸送性の重合性化合物として、上記(E7)、(E12)〜(E14)のいずれかで表される化合物とを共重合させた化合物がより好ましい。これらの非共役高分子化合物を用いると、燐光発光性化合物上で、ホールと電子とがより効率よく再結合し、より高い発光効率が得られる。また、燐光発光性化合物とともに、均一な分布の有機層を形成でき、耐久性に優れた有機EL素子が得られる。
【0080】
本発明に係る有機EL素子に用いる、上記イリジウム錯体化合物と上記非共役高分子化合物とを含む有機層(発光層)においては、上記イリジウム錯体化合物が、上記非共役高分子化合物で形成されるマトリックス中に分散した状態で含まれている。このため、通常は利用が困難な発光、すなわち燐光発光性化合物の三重項励起状態を経由する発光が得られる。したがって、上記有機層を用いることにより、高い発光効率が得られる。
【0081】
なお、上記電荷輸送性の非共役高分子化合物は、本発明の目的に反しない範囲で、さらに、他の重合性化合物から導かれる構造単位を含んでいてもよい。このような重合性化合物としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレンおよびその誘導体などの電荷輸送性を有しない化合物が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
【0082】
また、上記電荷輸送性の非共役高分子化合物の重量平均分子量は、1,000〜2,000,000であることが好ましく、5,000〜1,000,000であることがより好ましい。本明細書における分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法を用いて測定されるポリスチレン換算分子量をいう。上記分子量がこの範囲にあると、重合体が有機溶媒に可溶であり、均一な薄膜を得られるため好ましい。
【0083】
上記電荷輸送性の非共役高分子化合物は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、および交互共重合体のいずれでもよい。
上記電荷輸送性の非共役高分子化合物の重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、および付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。
<用途>
本発明に係る有機EL素子は、公知の方法で、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として画像表示装置に好適に用いられる。また、上記有機EL素子は、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。
【0084】
本発明に係る有機EL素子は、具体的には、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダー等の表示装置、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。
【実施例】
【0085】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<測定装置等>
1)H−NMR
装置:日本電子(JEOL)製 JNM EX270
270Mz 溶媒:重クロロホルム
[合成例1]
(イリジウム錯体化合物(4a)の合成)
【0086】
【化17】

【0087】
上記スキームを参照しながら説明する。
<2−クロロ−4−ヒドロキシピリジンの合成>
ナスフラスコに40%硫酸(50g)と4−アミノ−2−クロロピリジン(3.0g、23.3mmol)を加え溶解させた。0℃で攪拌しながら亜硝酸ナトリウム(1.93g、28.0mmol)を加え、室温で24時間攪拌した。反応後、水酸化ナトリウム水溶液と炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応液を中和し、酢酸エチルで有機層を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して2−クロロ−4−ヒドロキシピリジン(薄茶色の固体)を得た。収量は2.78g、収率は92%であった。
【0088】
1H-NMR (270 MHz, DMSO-d6) ppm: 11.20 (s, 1H, -OH), 8.09 (d, 1H, J = 5.4 Hz, ArH), 6.81 (s, 1H, ArH), 6.77 (d, 1H, J = 2.2 Hz, ArH).
<化合物(1a)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに上記で合成した2−クロロ−4−ヒドロキシピリジン(2.6g、20mmol)、炭酸カリウム(5.5g、40mmol)を加え、窒素置換した。さらに、脱水DMF(80ml)、1−ブロモブタン(4.1g、30mmol)を加え、100℃で3時間攪拌した。反応後、トルエンを加え、純水で2回洗浄し、酢酸エチルで有機層を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して化合物(1a)(無色の液体)を得た。収量は3.6g、収率は97%であった。
【0089】
<化合物(2a)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた三口フラスコに化合物(1a)(3.6g、19.4mmol)、2,4-ジフルオロフェニルボロン酸(3.7g、23.3mmol)、炭酸カリウム(5.5g、40mmol)、1,2-ジメトキシエンタン(50ml)、純水(20ml)を加え、5分間窒素バブリングした。さらに、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)ジクロロメタンコンプレックス(326mg、0.4mmol)を加え、3時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、純水を加え、酢酸エチルで有機層を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣を中圧シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して化合物(2a)(無色の液体)を得た。収量は4.57g、収率は90%であった。
【0090】
<化合物(3a)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに化合物(2a)(2.0g、7.6mmol)、イリジウム(III)クロライド三水和物(1.07g、3.04mmol)、2−エトキシエタノール(36ml)、純水(12ml)を加え、窒素バブリングした後、22時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、純水を加えて生成物を沈殿させた。沈殿物をろ取し、メタノールで洗浄した後、減圧下で乾燥して化合物(3a)(黄色の粉末)を得た。収量は1.88g、収率は82%であった。
【0091】
<化合物(4a)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに化合物(3a)(400mg、0.27mmol)、炭酸カリウム(187mg、1.35mmol)、化合物(2a)(280mg、1.06mmol)を加え窒素置換した。さらに、メシチレン(6ml)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(I)(171mg、0.67mmol)を加え、4時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、クロロホルムを加え、セライトを用いてろ過し、不溶物を除いた。ろ液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/1)で精製し、さらにメタノール/ジクロロメタンから再結晶し、真空乾燥して化合物(4a)(黄色の微結晶)を得た。収量は400mg、収率は76%であった。1H−NMRにより分析したところ、メリヂオナル(meridional)体に相当するピークは見られず、得られた化合物は、その全部がフェイシャル(facial)体であることが分かった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 7.78 (m, 3H, ArH), 7.28 (d, 3H, J = 6.2 Hz, ArH), 6.49 (dd, 3H, J = 6.5, 2.4 Hz, ArH), 6.36 (m, 3H, ArH), 6.26 (dd, 3H, J = 9.2, 2.7 Hz, ArH), 3.93 (d, 6H, J = 5.7 Hz, CH2O), 1.74 (m, 1H, CH), 1.51-1.31 (m, 24H, CH2), 0.96-0.87 (m, 18H, CH3).
[合成例2]
(イリジウム錯体化合物(4b)の合成)
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに実施例1で合成した2−クロロ−4−ヒドロキシピリジン((1.30g、10mmol)、炭酸カリウム(2.76g、20mmol)を加え、窒素置換した。さらに、脱水DMF(20ml)、2−ブロモブタン(2.06g、15mmol)を加え、80℃で14時間攪拌した。反応後、クロロホルムを加え、純水で2回洗浄し、酢酸エチルで有機層を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣を中圧シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/1〜クロロホルムでグラジエント)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して化合物(1b)(無色の液体)を得た。収量は1.85g、収率は100%であった。
【0092】
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.16 (d, 1H, J = 5.9 Hz, ArH), 6.80 (d, 1H, J = 2.4 Hz, ArH), 6.71 (dd, 1H, J = 5.8, 2.0 Hz, ArH), 4.38 (m, 1H, CH), 1.71 (m, 2H, CH2), 1.33 (d, 3H, J = 6.5 Hz, CH3), 0.97 (t, 3H, J = 7.4 Hz, CH3).
<化合物(2b)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた三口フラスコに化合物(1b)(1.85g、10mmol)、2,4-ジフルオロフェニルボロン酸(1.90g、12mmol)、炭酸ナトリウム(2.12g、20mmol)、1,2-ジメトキシエンタン(30ml)、純水(10ml)を加え、5分間窒素バブリングした。[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)ジクロロメタンコンプレックス(163mg、0.2mmol)を加え、3時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、純水を加え、酢酸エチルで有機層を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣を中圧シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/1〜クロロホルム〜酢酸エチル/クロロホルム=2.5/97.5でグラジエント)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して化合物(2b)(無色の液体)を得た。収量は2.10g、収率は80%であった。
【0093】
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.48 (d, 1H, J = 5.7 Hz, ArH), 7.97 (m, 1H, ArH), 7.24 (m, 1H, ArH), 6.99 (m, 1H, ArH), 6.90 (m, 1H, ArH), 6.75 (dd, 1H, J = 5.8, 2.6 Hz, ArH), 4.45 (m, 1H, CH), 1.74 (m, 1H, CH2), 1.35 (d, 3H, J = 5.9 Hz, CH3), 0.99 (t, 3H, J = 7.2 Hz, CH3).
<化合物(3b)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに化合物(2b)(885mg、3.4mmol)、イリジウム(III)クロライド三水和物(494mg、1.4mmol)、2−エトキシエタノール(21ml)、純水(7ml)を加え、窒素バブリングした後、69時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、純水を加えて生成物を沈殿させた。沈殿物をろ取し、メタノールで洗浄した後、減圧下で乾燥して化合物(3b)(黄色の粉末)を得た。収量は733mg、収率は70%であった。
【0094】
<化合物(4b)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに化合物(3b)(301mg、0.2mmol)、炭酸カリウム(138mg、1.0mmol)、化合物(2b)(132mg、0.5mmol)を加え窒素置換した。さらに、メシチレン(4ml)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(I)(123mg、0.48mmol)を加えた後、4時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、クロロホルムを加え、セライトを用いてろ過し、不溶物を除いた。ろ液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/3〜クロロホルムでグラジエント)で精製し、さらにメタノール/ジクロロメタンから再結晶し、真空乾燥して化合物(4b)(黄色の微結晶)を得た。収量は332mg、収率は85%であった。1H−NMRにより分析したところ、メリヂオナル(meridional)体に相当するピークは見られず、得られた化合物は、その全部がフェイシャル(facial)体であることが分かった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 7.76(m, 3H, ArH), 7.27(d, 3H, J = 6.8Hz, ArH), 6.46(dd, 3H, J = 6.3 2.3Hz, ArH), 6.36 (m, 3H, ArH), 6.26 (m, 3H, ArH), 4.41 (m, 3H, CH), 1.72 (m, 3H, CH2), 1.34 (d, 9H, J = 5.7 Hz, CH3), 0.98 (t, 9H, J = 7.0 Hz, CH3).
[合成例3]
<化合物(1c)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに実施例1で合成した2−クロロ−4−ヒドロキシピリジン(2.34g、18.1mmol)、炭酸カリウム(5.00g、36.2mmol)を加え、窒素置換した。さらに、脱水DMF(72ml)、2−エチルヘキシルブロミド(5.24g、27.15mmol)を加え、80℃で5時間攪拌した。反応後、トルエンを加え、純水で2回洗浄し、酢酸エチルで有機層を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣を中圧シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム〜酢酸エチル/クロロホルム=2/8でグラジエント)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して化合物(1c)(無色の液体)を得た。収量は2.12g、収率は48%であった。
【0095】
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.17 (d, 1H, J = 5.9 Hz, ArH), 6.83 (d, 1H, J = 2.2 Hz, ArH), 6.74 (dd, 1H, J = 5.9, 2.4 Hz, ArH), 3.89 (d, 2H, J = 5.7 Hz, CH2O), 1.74 (m, 1H, CH), 1.54-1.31 (m, 8H, CH2), 0.96-0.88 (m, 6H, CH3).
<化合物(2c)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた三口フラスコに化合物(1c)(2.12g、8.77mmol)、2,4-ジフルオロフェニルボロン酸(1.66g、10.52mmol)、炭酸ナトリウム(1.86g、17.54mmol)、1,2-ジメトキシエンタン(27ml)、純水(9ml)を加え、5分間窒素バブリングした。[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)ジクロロメタンコンプレックス(163mg、0.2mmol)を加え、2時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、純水を加え、酢酸エチルで有機層を抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣を中圧シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:酢酸エチル/ヘキサン=5/95〜30/70でグラジエント)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して化合物(2c)(無色の液体)を得た。収量は2.17g、収率は78%であった。
【0096】
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.50 (d, 1H, J = 5.9 Hz, ArH), 7.97 (m, 1H, ArH), 7.25 (d, 1H, ArH), 6.98 (m, 1H, ArH), 6.90 (m, 1H, ArH), 6.79 (dd, 1H, J = 5.7, 2.4 Hz, ArH), 3.94 (d, 2H, J = 5.9 Hz, CH2O), 1.77 (m, 1H, CH), 1.55-1.32 (m, 8H, CH2), 0.97-0.88 (m, 6H, CH3).
<化合物(3c)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに化合物(2c)(767mg、2.4mmol)、イリジウム(III)クロライド三水和物(353mg、1.0mmol)、2−エトキシエタノール(15ml)、純水(5ml)を加え、窒素バブリングした後、23時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、純水を加えて生成物を沈殿させた。沈殿物をろ取し、メタノールで洗浄した後、減圧下で乾燥して化合物(3c)(黄色の粉末)を得た。収量は736mg、収率は85%であった。
【0097】
<化合物(4c)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックとを備えた二口フラスコに化合物(3c)(346mg、0.2mmol)、炭酸カリウム(138mg、1.0mmol)、化合物(2c)(160mg、0.5mmol)を加え窒素置換した。さらに、メシチレン(4ml)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(I)(123mg、0.48mmol)を加えた後、3時間攪拌しながら還流した。反応後、室温まで冷却し、クロロホルムを加え、セライトを用いてろ過し、不溶物を除いた。ろ液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=5/95〜20/80でグラジエント)で精製し、さらにメタノール/ジクロロメタンから再結晶し、真空乾燥して化合物(4c)(黄色の微結晶)を得た。収量は394mg、収率は86%であった。1H−NMRにより分析したところ、メリヂオナル(meridional)体に相当するピークは見られず、得られた化合物は、その全部がフェイシャル(facial)体であることが分かった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 7.78 (m, 3H, ArH), 7.28 (d, 3H, J = 6.2 Hz, ArH), 6.49 (dd, 3H, J = 6.5, 2.4 Hz, ArH), 6.36 (m, 3H, ArH), 6.26 (dd, 3H, J = 9.2, 2.7 Hz, ArH), 3.93 (d, 6H, J = 5.7 Hz, CH2O), 1.74 (m, 1H, CH), 1.51-1.31 (m, 24H, CH2), 0.96-0.87 (m, 18H, CH3).
<溶解性試験>
[実施例1]
化合物(4a)を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときに化合物(4a)がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認した。試験結果を表1に示す。
【0098】
[実施例2]
化合物(4b)を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときに化合物(4b)がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認した。試験結果を表1に示す。
【0099】
[実施例3]
化合物(4c)を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときに化合物(4c)がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認した。試験結果を表1に示す。
【0100】
[比較例1]
Ir(FMeOppy)(フェイシャル(facial)体、下図参照)を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときにIr(FMeOppy)がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認した。試験結果を表1に示す。
【0101】
[比較例2]
Ir(F2HexOppy)2(pic)(下図参照)を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときにIr(F2HexOppy)2(pic)がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認した。試験結果を表1に示す。
【0102】
[比較例3]
Ir(ppy)(facial体、下図参照)を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときにIr(ppy)がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認した。試験結果を表1に示す。
【0103】
【化18】

【0104】
【表1】

【0105】
表1より、従来知られている青色発光性イリジウム錯体化合物であるIr(FMeOppy)や緑色発光性イリジウム錯体であるIr(ppy)と比較して、本発明に係る青色発光性イリジウム錯体化合物である化合物(4a)、(4b)および(4c)はいずれも有機溶剤への溶解性が高いことがわかった。また、従来知られている青色発光性イリジウム錯体化合物であるIr(F2HexOppy)2(pic)も有機溶剤への溶解性が高いことがわかった。
【0106】
[実施例4]
<有機EL素子の作製>
25mm角のガラス基板の一方の面に、陽極としての幅4mmの2本のITO電極がストライプ状に形成されたITO(酸化インジウム錫)付き基板(ニッポ電機、Nippo Electric Co., LTD.)を用いて有機EL素子を作製した。
【0107】
はじめに、上記ITO付き基板のITO(陽極)上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)・ポリスチレンスルホン酸(バイエル社製、商品名「バイトロンP」)を、スピンコート法により、回転数3500rpm、塗布時間40秒の条件で塗布した後、真空乾燥器で減圧下、60℃で2時間乾燥を行い、陽極バッファ層を形成した。得られた陽極バッファ層の膜厚は約50nmであった。
【0108】
次に、発光層を形成するための塗布溶液を調製した。すなわち、合成例1で合成した化合物(4a)15mg、ポリ(N−ビニルカルバゾール)135mgをクロロホルム(和光純薬工業製、特級)9850mgに溶解し、得られた溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過して塗布溶液とした。次に、陽極バッファ層上に、調製した塗布溶液をスピンコート法により、回転数3000rpm、塗布時間30秒の条件で塗布し、室温(25℃)にて30分間乾燥することにより、発光層を形成した。得られた発光層の膜厚は約100nmであった。次に発光層を形成した基板を蒸着装置内に載置し、バリウムを蒸着速度0.01nm/sで5nmの厚さに蒸着し、続いて陰極としてアルミニウムを蒸着速度1nm/sで150nmの厚さに蒸着し、有機EL素子1を作製した。尚、バリウムとアルミニウムの層は、陽極の延在方向に対して直交する2本の幅3mmのストライプ状に形成し、1枚のガラス基板当たり、縦4mm×横3mmの有機発光素子を4個作製した。
【0109】
<EL発光特性評価>
(株)アドバンテスト製 プログラマブル直流電圧/電流源 TR6143を用いて上記有機EL素子に電圧を印加して発光させ、その発光輝度を(株)トプコン製 輝度計 BM−8を用いて測定した。その結果得られた、発光色、発光の均一性、100cd/m点灯時の外部量子効率、および初期輝度100cd/mで定電流駆動させたときの輝度半減時間を表2に示す(外部量子効率および輝度半減時間の値は1枚の基板に形成された素子4個の平均値である。)。また、表2の輝度半減時間の測定結果は、後述する有機EL素子4の測定値を100とした時の相対値で表した。
【0110】
[実施例5]
化合物(4a)を化合物(4b)に変更した以外は実施例4と同様にして有機EL素子2を作製し評価した。評価結果を表2に示す。
【0111】
[実施例6]
化合物(4a)を化合物(4c)に変更した以外は実施例4と同様にして有機EL素子3を作製し評価した。評価結果を表2に示す。
【0112】
[比較例4]
化合物(4a)をIr(FMeOppy)に変更した以外は実施例4と同様にして有機EL素子4を作製し評価した。評価結果を表2に示す。
【0113】
[比較例5]
化合物(4a)を(Ir(FHexOppy)(pic))に変更した以外は実施例4と同様にして有機EL素子5を作製し評価した。評価結果を表2に示す。
【0114】
[参考例1]
化合物(4a)をIr(ppy)に変更した以外は実施例4と同様にして有機EL素子6を作製し評価した。評価結果を表2に示す。
【0115】
【表2】

【0116】
表2より、従来知られている青色発光性イリジウム錯体化合物(Ir(FMeOppy))を発光層に使用した有機EL素子(比較例4)では、発光材料であるイリジウム錯体化合物の会合・凝集により均一な発光が得られなかったのに対し、本発明のイリジウム錯体化合物を発光層に使用した有機EL素子(実施例4〜6)では均一な発光層が得られることがわかった。
【0117】
また、従来知られている青色発光性イリジウム錯体化合物(Ir(FHexOppy)(pic))を発光層に使用した有機EL素子(比較例5)では、化合物自体が分解しやすいために輝度半減時間が短いのに対し、本発明のイリジウム錯体化合物を発光層に使用した有機EL素子(実施例4〜6)では外部量子効率および輝度半減時間の特性も向上し、従来知られている緑色発光性イリジウム錯体を使用した有機EL素子(参考例1)と同等以上であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【0118】
【図1】図1は、本発明に係る有機EL素子の例の断面図である。
【符号の説明】
【0119】
1: ガラス基板
2: 陽極
3: 発光層
4: 陰極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物。
【化1】

(式(1)において、R1は炭素数2〜30の有機基であり、
2〜R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基であり、
5〜R8はそれぞれ独立にハロゲン原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜10のアミノカルボニル基、チオシアネート基および炭素数1〜10のスルホニル基から選ばれる電子吸引性の置換基、炭素数1〜10の複素原子を有しても良い有機基(前記電子吸引性の置換基を除く)または水素原子であり、
5〜R8のうち少なくとも1つは該電子吸引性の置換基である。)
【請求項2】
1が炭素数2〜30のアルキル基または置換基を有してもよい炭素数7〜30のアラルキル基である請求項1に記載のイリジウム錯体化合物。
【請求項3】
前記電子吸引性の置換基がフッ素原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基またはシアノ基である請求項1または2に記載のイリジウム錯体化合物。
【請求項4】
下記式(2)で表される請求項1〜3のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
【化2】

(式(2)において、R1は炭素数2〜30の有機基であり、
2〜R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。)
【請求項5】
下記式(3)で表される請求項1〜4のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
【化3】

(式(3)において、R1は炭素数2〜30の有機基である。)
【請求項6】
フェイシャル(facial)体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
【請求項7】
基板と、前記基板上に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に発光層を含む一層または複数層の有機層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
上記発光層が請求項1〜6のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項8】
発光層が電荷輸送性の非共役高分子を含有することを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項9】
請求項7または8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項10】
請求項7または8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする面発光光源。

【図1】
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【公開番号】特開2009−23938(P2009−23938A)
【公開日】平成21年2月5日(2009.2.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−188259(P2007−188259)
【出願日】平成19年7月19日(2007.7.19)
【出願人】(000002004)昭和電工株式会社 (3,251)
【Fターム(参考)】