有機エレクトロルミネッセンス化合物およびエレクトロルミネッセンス物質としてそれを使用したディスプレイデバイス
【課題】本発明の目的は、欠点を克服し、従来の有機主材料またはアルミニウム錯体と比較して発光特性および物理的性質が非常に優れているエレクトロルミネッセンス材料として混合型の配位子−金属錯体を提供することである。
【解決手段】本発明は、〔化学式１〕Ｌ１Ｌ２Ｍで表される有機エレクトロルミネッセンス化合物、およびそれをエレクトロルミネッセンス材料として含有するエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物は、ＯＬＥＤデバイスの主材料として使用した場合に駆動電圧を大きく低下させ、電力効率を大幅に向上するため有利である。
【解決手段】本発明は、〔化学式１〕Ｌ１Ｌ２Ｍで表される有機エレクトロルミネッセンス化合物、およびそれをエレクトロルミネッセンス材料として含有するエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物は、ＯＬＥＤデバイスの主材料として使用した場合に駆動電圧を大きく低下させ、電力効率を大幅に向上するため有利である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属錯体で構成され、優れた導電性、および高い効率を有するエレクトロルミネッセンス特性を示すエレクトロルミネッセンス化合物、ならびにそれを主材料として含むエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＬＥＤの発光効率を決定する最も重要な要因は、エレクトロルミネッセンス材料のエレクトロルミネッセンス特性である。現在まで、蛍光材料がエレクトロルミネッセンス材料として広く使用されてきたが、リン光材料の開発が、エレクトロルミネッセンス機構を考えると理論的に最大４倍に発光効率を向上するための最良の解決法の１つである。
【０００３】
現在まで、イリジウム（ＩＩＩ）錯体がリン光ドーパントとして広く知られており、たとえば（ａｃａｃ）Ｉｒ（ｂｔｐ）２、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、およびＦｉｒｐｉｃがそれぞれ赤色、緑色、および青色のドーパントとして知られている。特に、さらに向上したリン光材料の開発が期待されているので、数多くのリン光材料が日本および欧州および米国で研究されている。
【０００４】
【化１】
【０００５】
リン光発光材料のための主材料としては、ＣＢＰが現在までで最も広く知られており、正孔ブロック層、たとえばＢＣＰおよびＢＡｌｑなどの高効率ＯＬＥＤが知られている。パイオニア（Ｐｉｏｎｅｅｒ）（日本）は、ＢＡｌｑ誘導体を主として使用する高効率ＯＬＥＤを報告している。
【０００６】
【化２】
【０００７】
従来技術の材料は発光特性を考えれば好都合であるが、これらは低いガラス転移温度および非常に低い熱安定性を有するため、これらの材料は高温真空蒸着プロセス中に変化しやすい。さらに、これらはＯＬＥＤデバイスの寿命に関しては不十分であるため、より良好な材料安定性およびより優れたＥＬ性能を有する主材料の開発が必要である。
【０００８】
本発明によると、従来材料と比較して優れた材料安定性、優れた導電性、および高効率の発光特性を示す金属錯体材料を開発した。非結合電子対を有する側鎖置換基ヘテロ原子またはヘテロ原子含有芳香環は、金属に容易に配位する性質を有する。このような配位は、電気化学的な側面で非常に安定な性質を示し、そのことは広く知られている。本発明は、種々の配位子を開発し、上記性質を有する金属錯体を調製し、それらを主材料として利用した。
【０００９】
多数のこのような種類の従来の錯体は、１９９０年代半ばから研究されている。しかし、これらの材料は、単にエレクトロルミネッセンス材料として利用されており、主材料としての利用はほとんどなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、前述の不都合を克服し、従来の有機主材料またはアルミニウム錯体と比較して発光特性および物理的性質が非常に優れているエレクトロルミネッセンス材料として混合型の配位子−金属錯体を提供することである。本発明の別の目的は、このように調製したエレクトロルミネッセンス化合物を主材料として含有するエレクトロルミネッセンスデバイスとして提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、化学式１によって表されるものを含むエレクトロルミネッセンス化合物、およびそれを主材料として含有するエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
Ｌ１Ｌ２Ｍ 〔化学式１〕
【００１２】
上式中、Ｌ１およびＬ２は互いに異なり、以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される。
【００１３】
【化３】
【００１４】
上式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅであり；Ａ環は、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、ピリジン、またはキノリンであり、上記ピリジンまたはキノリンは、化学結合によってＲ１と縮合環を形成してもよく、該Ａ環は、例えばＣ１〜Ｃ５アルキル、あるいは置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；Ｂ環はピリジンまたはキノリンであり、該Ｂ環は、例えばＣ１〜Ｃ５アルキル、あるいは置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；並びに、Ｒ１は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ５アルキルを表す。
【００１５】
上記の化学式１中、配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択され得る。
【００１６】
【化４】
【００１７】
上式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅであり；Ｙは、Ｏ、Ｓ、またはＮ−Ｒ４であり、Ｚは、ＣＨまたはＮであり；Ｒ２およびＲ３は独立に、水素、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルを表し；並びにＲ４は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、あるいは置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルである。
【００１８】
化学式１中、Ｍは、好ましくはＢｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、およびＮｉから選択され、配位子Ｌ１およびＬ２は、好ましくは以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される。
【００１９】
【化５】
【００２０】
上式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅである。
【００２１】
本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物の配位子Ｌ１およびＬ２の例は以下の通りである。
【００２２】
【化６】
【００２３】
上式中、ＸはＯまたはＳである。
【００２４】
具体的には、本発明による化学式１のエレクトロルミネッセンス化合物は、化学式１−１から１−１８の１つによって表される化合物として例示することができる。
【００２５】
【化７】
【００２６】
【化８】
【００２７】
本発明のその他およびさらなる目的、特徴、および利点は、以下の説明から、より十分に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明による代表的化合物を参照しながら、本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物、それらの調製方法、およびそれらを使用したデバイスのエレクトロルミネッセンス特性に関して本発明をさらに説明するが、これらは単に説明のために提供しており、決して限定を意図したものではない。
【実施例】
【００２９】
〔調製実施例１〕化学式１−１の化合物
５０ｍＬのメタノール中に、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．０ｇ、５．８４ｍｍｏｌ）を溶解させ、それに１０ｍＬの１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を加えた。この溶液を混合したものに、１０ｍＬのメタノール水溶液（メタノール７ｍＬ：水３ｍＬ）中の硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）の溶液を滴下し、得られた混合物を周囲温度で２時間撹拌した。撹拌終了後、５０ｍＬのメタノール中に溶解させた２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．５４ｇ、７．３０ｍｍｏｌ）をゆっくりと加えた。その反応溶液を次に周囲温度で２時間撹拌した。溶液の温度を５０℃まで上昇させ、その溶液を１０時間撹拌した。
【００３０】
撹拌終了後、生成した沈殿物を濾過し、水（５０ｍＬ）およびアセトン（５０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させて表題化合物の化合物（１−１）（０．８０ｇ、２．０４ｍｍｏｌ、収率：３４％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：３９１（測定値）、３９１．４３（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７３．５５％、Ｈ ４．５９％、Ｎ ７．０５％、Ｏ １２．４１％
【００３１】
〔調製実施例２〕化学式１−２の化合物
５０ｍＬのメタノール中に、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．０ｇ、５．８４ｍｍｏｌ）を溶解させ、それに１０ｍＬの１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を加えた。この溶液を混合したものに、メタノール（１０ｍＬ）中に溶解させた酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を滴下し、得られた混合物を周囲温度で２時間撹拌した。撹拌終了後、５０ｍＬのメタノール中に溶解させた２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．５０ｇ、７．１０ｍｍｏｌ）をゆっくりと加えた。その反応混合物を次に周囲温度で１０時間撹拌した。
【００３２】
撹拌終了後、生成した沈殿物を濾過し、水（５０ｍＬ）およびアセトン（５０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させて表題化合物の化合物（１−２）（０．７２ｇ、１．６１ｍｍｏｌ、収率：２７％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ： ４４７（測定値）、４４７．７９（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６４．２２％、Ｈ ４．０１％、Ｎ ６．０５％、Ｏ １０．９５％
【００３３】
〔調製実施例３〕化学式１−３の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して、表題化合物の化合物（１−３）（０．３５ｇ、０．８４ｍｍｏｌ、収率：１４％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４１５（測定値）、４１５．４６（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７５．０２％、Ｈ ４．２７％、Ｎ ６．６４％、Ｏ １１．６５％
【００３４】
〔調製実施例４〕化学式１−４の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して、表題化合物の化合物（１−４）（０．５２ｇ、１．１０ｍｍｏｌ、収率：１９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ： ４７１（測定値）、４７１．８１（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６６．０８％、Ｈ ３．７９％、Ｎ ５．８４％、Ｏ １０．３０％
【００３５】
〔調製実施例５〕化学式１−５の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．７２ｇ、７．５７ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−５）（０．９６ｇ、２．１５ｍｍｏｌ、収率：３７％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４４７（測定値）、４４７．５２（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６９．６８％、Ｈ ４．０１％、Ｎ ６．１６％、Ｏ １０．８５％ Ｓ ７．０５％
【００３６】
〔調製実施例６〕化学式１−６の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．７２ｇ、７．５７ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−６）（１．３６ｇ、２．７０ｍｍｏｌ、収率：４６％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５０３（測定値）、５０３．８８（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６１．８８％、Ｈ ３．５４％、Ｎ ５．４６％、Ｏ ９．７３％、Ｓ ６．２６％
【００３７】
〔調製実施例７〕化学式１−７の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−７）（０．５９ｇ、１．４５ｍｍｏｌ、収率：２５％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４０７（測定値）、４０７．５０（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７０．６４％、Ｈ ４．３５％、Ｎ ６．７６％、Ｏ ７．９６％、Ｓ ７．７５％
【００３８】
〔調製実施例８〕化学式１−８の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−８）（０．８３ｇ、１．７９ｍｍｏｌ、収率：３１％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４６３（測定値）、４６３．８６（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６２．０４％、Ｈ ３．８２％、Ｎ ５．９８％、Ｏ ７．０２％、Ｓ ６．８３％
【００３９】
〔調製実施例９〕化学式１−９の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾールの代わりの１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−９）（０．９８ｇ、２．２７ｍｍｏｌ、収率：３９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４３１（測定値）、４３１．５２（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７２．２２％、Ｈ ４．１０％、Ｎ ６．４０％、Ｏ ７．６２％、Ｓ ７．３３％
【００４０】
〔調製実施例１０〕化学式１−１０の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例４と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１０）（１．２２ｇ、２．５０ｍｍｏｌ、収率：４３％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４８７（測定値）、４８７．８８（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６３．９３％、Ｈ ３．６５％、Ｎ ５．６４％、Ｏ ６．７０％、Ｓ ６．４４％
【００４１】
〔調製実施例１１〕化学式１−１１の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１１）（０．５６ｇ、１．１１ｍｍｏｌ、収率：１９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５０６（測定値）、５０６．５７（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７５．６７％、Ｈ ４．５０％、Ｎ ８．２０％、Ｏ ９．６８％
【００４２】
〔調製実施例１２〕化学式１−１２の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１２）（０．７２ｇ、１．２８ｍｍｏｌ、収率：２２％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５６２（測定値）、５６２．９３（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６８．１６％、Ｈ ４．０５％、Ｎ ７．３６％、Ｏ ８．６８％
【００４３】
〔調製実施例１３〕化学式１−１３の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１３）（０．８４ｇ、１．８０ｍｍｏｌ、収率：３１％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４６６（測定値）、４６６．５５（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７７．０８％、Ｈ ４．８７％、Ｎ ８．９０％、Ｏ ６．９８％
【００４４】
〔調製実施例１４〕化学式１−１４の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１４）（０．８８ｇ、１．６８ｍｍｏｌ、収率：２９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５２２（測定値）、５２２．９１（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６８．８１ ％、Ｈ ４．３３％、Ｎ ７．９２％、Ｏ ６．３２％
【００４５】
〔調製実施例１５〕化学式１−１５の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．５０ｇ、７．６８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１５）（０．２６ｇ、０．５３ｍｍｏｌ、収率：９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４９０（測定値）、４９０．５７（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７８．２０％、Ｈ ４．６８％、Ｎ ８．４２％、Ｏ ６．７０％
【００４６】
〔調製実施例１６〕化学式１−１６の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．５０ｇ、７．６８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１６）（０．４２ｇ、０．７７ｍｍｏｌ、収率：１３％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５４６（測定値）、５４６．９３（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７０．１３％、Ｈ ４．１６％、Ｎ ７．５８％、Ｏ ５．９８％
【００４７】
〔調製実施例１７〕化学式１−１７の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１７）（０．６４ｇ、１．２２ｍｍｏｌ、収率：２１％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５２２（測定値）、５２２．６４（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７３．４２％、Ｈ ４．３４％、Ｎ ７．９７％、Ｏ ６．２５％、Ｓ ６．０４％
【００４８】
〔調製実施例１８〕化学式１−１８の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１８）（０．９４ｇ、１．６２ｍｍｏｌ、収率：２８％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５７８（測定値）、５７８．９９（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６６．２２％、Ｈ ３．９４％、Ｎ ７．１６％、Ｏ ５．７０％、Ｓ ５．４９％
【００４９】
〔実施例１−１８〕
発明による化合物を使用することによるＯＬＥＤデバイスの製造
本発明による主材料を使用した構造を有するＯＬＥＤデバイスを製造した。
【００５０】
最初に、ＯＬＥＤ用ガラスから得た透明電極ＩＴＯ薄膜（１５Ω／□）を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール、および蒸留水を使用した超音波洗浄にかけ、逐次、使用するまでイソプロナノール（ｉｓｏｐｒｏｎａｎｏｌ）中に保管した。
【００５１】
次に、ＩＴＯ基体を真空蒸着装置の基体フォルダに取り付け、以下の構造式で表される４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）を、真空蒸着装置のセル中に入れ、次に、チャンバー中を最高１０−６ｔｏｒｒの真空まで通気した。電流をセルに印加して２−ＴＮＡＴＡを蒸発させて、ＩＴＯ基体上に厚さ４０ｎｍの正孔注入層を蒸着した。
【００５２】
【化９】
【００５３】
次に、真空蒸着装置の別のセルにＮ，Ｎ’−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）を投入し、電流をセルに印加してＮＰＢを蒸発させて、上記正孔注入層上に厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を蒸着した。
【００５４】
【化１０】
【００５５】
正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、それらの上にエレクトロルミネッセンス層を以下の方法で蒸着した。真空蒸着装置の一方のセルに、１０−６ｔｏｒｒ未満の真空中で昇華させることによって精製した化合物１−１〜１−１８から選択される化合物を主材料として投入し、他方のセルには（ＮＰｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）を投入した。これら２つの材料を、４〜１０ｍｏｌ％のドーピングが得られるように異なる速度で蒸発させて、正孔輸送層上に厚さ３０ｎｍを有する発光層を蒸着した。
【００５６】
【化１１】
【００５７】
次に、以下の構造式で表されるトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）を、電子輸送層として厚さ２０ｎｍで蒸着し、以下の構造式で表されるリチウムキノレート（Ｌｉｑ）を、電子注入層として厚さ１〜２ｎｍで蒸着した。その後、別の蒸着装置を使用してＡｌカソードを厚さ１５０ｎｍで蒸着してＯＬＥＤを製造した。
【００５８】
【化１２】
【００５９】
〔比較例１〕
ビス（２−メチル−８−キノリナト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）を真空蒸着装置中の別のセルに発光主材料として投入し、（ＮＰｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）を発光材料としてさらに別のセルに投入し、これら２つの材料を、４〜１０ｍｏｌ％のドーピングが得られるように異なる速度で蒸発させて、上記正孔輸送層上に厚さ３０ｎｍを有する発光層を蒸着したことを除けば、実施例１に記載の手順と同じ手順によりＯＬＥＤを作製した。
【００６０】
【化１３】
【００６１】
〔実施例１９〕
ＯＬＥＤ特性の確認
実施例１〜１８の中の１つから調製した本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物および比較例１で調製した従来のエレクトロルミネッセンス化合物を含有する各ＯＬＥＤデバイスの発光効率および電力効率を１，０００ｃｄ／ｍ２において測定し、それらの結果を表１に示している。
【００６２】
本発明によって開発された錯体の発光特性を示す表から、本発明によって開発された錯体が従来材料と比較して性能に関して優れた特性を示すことが分かる。
【００６３】
【表１】
【００６４】
この表から分かるように、本発明によるエレクトロルミネッセンス材料を主として使用する場合、概してＥＬ性能が大きく改善されている。
【００６５】
（ＮＰｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）化合物（橙赤色光を発する）をエレクトロルミネッセンス材料として使用し、かつＢＡｌｑを主材料として使用した比較例１のＥＬスペクトルである図１は、最大ＥＬピークを約６２４ｎｍで示している。比較例１の輝度−印加電圧特性を示す図２から、比較例１のデバイスの駆動電圧が約５Ｖであり、１，０００ｃｄ／ｍ２（表１の基準）における駆動電圧が７．４９Ｖであったことが確認される。比較例１の発光効率−輝度特性を示す図３および表１から、比較例１のデバイスは、輝度約１，０００ｃｄ／ｍ２および色座標（０．６７７，０．３２１）で、約６．１６ｃｄ／Ａの発光効率を示したことが確認される。
【００６６】
実施例１４により作製したＯＬＥＤデバイスの輝度−印加電圧特性を示す図４から分かるように、本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物を使用した実施例１４のデバイスは、約３Ｖの駆動電圧、約４．８６Ｖにおいて約１，０００ｃｄ／ｍ２の輝度を示し、この結果から、比較例１のデバイスと比較して駆動電圧が少なくとも２．６Ｖが低下したことが分かる。
【００６７】
さらに、実施例１４によるデバイスの発光効率−輝度特性を示す図５から分かるように、これは１，０００ｃｄ／ｍ２の輝度において約６．６７ｃｄ／Ａの発光効率を示し、同じ輝度における比較例１のデバイスと比較して発光効率が約０．５ｃｄ／Ａだけ高いことを示している。
【００６８】
実際のパネルにおいて重要であると考えられる電力効率に関して、「電圧」の項が以下の式１の分母に含まれるため、より低い駆動電圧を有するデバイスが電力消費に関してはさらに好都合となる：
電力効率（ｌｍ／Ｗ）＝（π×輝度）／（電流密度×電圧） （１）
【００６９】
前記の表１から分かるように、本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物を主材料として使用したデバイスは、駆動電圧が低下することで、０．５〜２．０ｌｍ／Ｗだけ電力効率が増加し、それによって電力消費が改善される。
【００７０】
本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物をＯＬＥＤデバイス中に主材料として使用すると、駆動電圧が顕著に低下し、電力効率が顕著に増加する。したがって、本発明の化合物は、次世代ＯＬＥＤ材料に好適であり、ＯＬＥＤを採用した大型ディスプレイの開発に大きく貢献することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】比較例１により作製したＯＬＥＤデバイスのＥＬスペクトルである。
【図２】比較例１により作製したＯＬＥＤデバイスの輝度−印加電圧特性である。
【図３】比較例１により作製したＯＬＥＤデバイスの発光効率−輝度特性である。
【図４】実施例１により作製したＯＬＥＤデバイスの輝度−印加電圧特性である。
【図５】実施例１により作製したＯＬＥＤデバイスの発光効率−輝度特性である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属錯体で構成され、優れた導電性、および高い効率を有するエレクトロルミネッセンス特性を示すエレクトロルミネッセンス化合物、ならびにそれを主材料として含むエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＬＥＤの発光効率を決定する最も重要な要因は、エレクトロルミネッセンス材料のエレクトロルミネッセンス特性である。現在まで、蛍光材料がエレクトロルミネッセンス材料として広く使用されてきたが、リン光材料の開発が、エレクトロルミネッセンス機構を考えると理論的に最大４倍に発光効率を向上するための最良の解決法の１つである。
【０００３】
現在まで、イリジウム（ＩＩＩ）錯体がリン光ドーパントとして広く知られており、たとえば（ａｃａｃ）Ｉｒ（ｂｔｐ）２、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、およびＦｉｒｐｉｃがそれぞれ赤色、緑色、および青色のドーパントとして知られている。特に、さらに向上したリン光材料の開発が期待されているので、数多くのリン光材料が日本および欧州および米国で研究されている。
【０００４】
【化１】
【０００５】
リン光発光材料のための主材料としては、ＣＢＰが現在までで最も広く知られており、正孔ブロック層、たとえばＢＣＰおよびＢＡｌｑなどの高効率ＯＬＥＤが知られている。パイオニア（Ｐｉｏｎｅｅｒ）（日本）は、ＢＡｌｑ誘導体を主として使用する高効率ＯＬＥＤを報告している。
【０００６】
【化２】
【０００７】
従来技術の材料は発光特性を考えれば好都合であるが、これらは低いガラス転移温度および非常に低い熱安定性を有するため、これらの材料は高温真空蒸着プロセス中に変化しやすい。さらに、これらはＯＬＥＤデバイスの寿命に関しては不十分であるため、より良好な材料安定性およびより優れたＥＬ性能を有する主材料の開発が必要である。
【０００８】
本発明によると、従来材料と比較して優れた材料安定性、優れた導電性、および高効率の発光特性を示す金属錯体材料を開発した。非結合電子対を有する側鎖置換基ヘテロ原子またはヘテロ原子含有芳香環は、金属に容易に配位する性質を有する。このような配位は、電気化学的な側面で非常に安定な性質を示し、そのことは広く知られている。本発明は、種々の配位子を開発し、上記性質を有する金属錯体を調製し、それらを主材料として利用した。
【０００９】
多数のこのような種類の従来の錯体は、１９９０年代半ばから研究されている。しかし、これらの材料は、単にエレクトロルミネッセンス材料として利用されており、主材料としての利用はほとんどなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、前述の不都合を克服し、従来の有機主材料またはアルミニウム錯体と比較して発光特性および物理的性質が非常に優れているエレクトロルミネッセンス材料として混合型の配位子−金属錯体を提供することである。本発明の別の目的は、このように調製したエレクトロルミネッセンス化合物を主材料として含有するエレクトロルミネッセンスデバイスとして提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、化学式１によって表されるものを含むエレクトロルミネッセンス化合物、およびそれを主材料として含有するエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
Ｌ１Ｌ２Ｍ 〔化学式１〕
【００１２】
上式中、Ｌ１およびＬ２は互いに異なり、以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される。
【００１３】
【化３】
【００１４】
上式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅであり；Ａ環は、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、ピリジン、またはキノリンであり、上記ピリジンまたはキノリンは、化学結合によってＲ１と縮合環を形成してもよく、該Ａ環は、例えばＣ１〜Ｃ５アルキル、あるいは置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；Ｂ環はピリジンまたはキノリンであり、該Ｂ環は、例えばＣ１〜Ｃ５アルキル、あるいは置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；並びに、Ｒ１は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ５アルキルを表す。
【００１５】
上記の化学式１中、配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択され得る。
【００１６】
【化４】
【００１７】
上式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅであり；Ｙは、Ｏ、Ｓ、またはＮ−Ｒ４であり、Ｚは、ＣＨまたはＮであり；Ｒ２およびＲ３は独立に、水素、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルを表し；並びにＲ４は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、あるいは置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルである。
【００１８】
化学式１中、Ｍは、好ましくはＢｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、およびＮｉから選択され、配位子Ｌ１およびＬ２は、好ましくは以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される。
【００１９】
【化５】
【００２０】
上式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅである。
【００２１】
本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物の配位子Ｌ１およびＬ２の例は以下の通りである。
【００２２】
【化６】
【００２３】
上式中、ＸはＯまたはＳである。
【００２４】
具体的には、本発明による化学式１のエレクトロルミネッセンス化合物は、化学式１−１から１−１８の１つによって表される化合物として例示することができる。
【００２５】
【化７】
【００２６】
【化８】
【００２７】
本発明のその他およびさらなる目的、特徴、および利点は、以下の説明から、より十分に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明による代表的化合物を参照しながら、本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物、それらの調製方法、およびそれらを使用したデバイスのエレクトロルミネッセンス特性に関して本発明をさらに説明するが、これらは単に説明のために提供しており、決して限定を意図したものではない。
【実施例】
【００２９】
〔調製実施例１〕化学式１−１の化合物
５０ｍＬのメタノール中に、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．０ｇ、５．８４ｍｍｏｌ）を溶解させ、それに１０ｍＬの１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を加えた。この溶液を混合したものに、１０ｍＬのメタノール水溶液（メタノール７ｍＬ：水３ｍＬ）中の硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）の溶液を滴下し、得られた混合物を周囲温度で２時間撹拌した。撹拌終了後、５０ｍＬのメタノール中に溶解させた２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．５４ｇ、７．３０ｍｍｏｌ）をゆっくりと加えた。その反応溶液を次に周囲温度で２時間撹拌した。溶液の温度を５０℃まで上昇させ、その溶液を１０時間撹拌した。
【００３０】
撹拌終了後、生成した沈殿物を濾過し、水（５０ｍＬ）およびアセトン（５０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させて表題化合物の化合物（１−１）（０．８０ｇ、２．０４ｍｍｏｌ、収率：３４％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：３９１（測定値）、３９１．４３（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７３．５５％、Ｈ ４．５９％、Ｎ ７．０５％、Ｏ １２．４１％
【００３１】
〔調製実施例２〕化学式１−２の化合物
５０ｍＬのメタノール中に、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．０ｇ、５．８４ｍｍｏｌ）を溶解させ、それに１０ｍＬの１Ｍ水酸化ナトリウム水溶液を加えた。この溶液を混合したものに、メタノール（１０ｍＬ）中に溶解させた酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を滴下し、得られた混合物を周囲温度で２時間撹拌した。撹拌終了後、５０ｍＬのメタノール中に溶解させた２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．５０ｇ、７．１０ｍｍｏｌ）をゆっくりと加えた。その反応混合物を次に周囲温度で１０時間撹拌した。
【００３２】
撹拌終了後、生成した沈殿物を濾過し、水（５０ｍＬ）およびアセトン（５０ｍＬ）で洗浄し、乾燥させて表題化合物の化合物（１−２）（０．７２ｇ、１．６１ｍｍｏｌ、収率：２７％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ： ４４７（測定値）、４４７．７９（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６４．２２％、Ｈ ４．０１％、Ｎ ６．０５％、Ｏ １０．９５％
【００３３】
〔調製実施例３〕化学式１−３の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して、表題化合物の化合物（１−３）（０．３５ｇ、０．８４ｍｍｏｌ、収率：１４％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４１５（測定値）、４１５．４６（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７５．０２％、Ｈ ４．２７％、Ｎ ６．６４％、Ｏ １１．６５％
【００３４】
〔調製実施例４〕化学式１−４の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して、表題化合物の化合物（１−４）（０．５２ｇ、１．１０ｍｍｏｌ、収率：１９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ： ４７１（測定値）、４７１．８１（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６６．０８％、Ｈ ３．７９％、Ｎ ５．８４％、Ｏ １０．３０％
【００３５】
〔調製実施例５〕化学式１−５の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．７２ｇ、７．５７ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−５）（０．９６ｇ、２．１５ｍｍｏｌ、収率：３７％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４４７（測定値）、４４７．５２（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６９．６８％、Ｈ ４．０１％、Ｎ ６．１６％、Ｏ １０．８５％ Ｓ ７．０５％
【００３６】
〔調製実施例６〕化学式１−６の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．７２ｇ、７．５７ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−６）（１．３６ｇ、２．７０ｍｍｏｌ、収率：４６％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５０３（測定値）、５０３．８８（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６１．８８％、Ｈ ３．５４％、Ｎ ５．４６％、Ｏ ９．７３％、Ｓ ６．２６％
【００３７】
〔調製実施例７〕化学式１−７の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−７）（０．５９ｇ、１．４５ｍｍｏｌ、収率：２５％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４０７（測定値）、４０７．５０（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７０．６４％、Ｈ ４．３５％、Ｎ ６．７６％、Ｏ ７．９６％、Ｓ ７．７５％
【００３８】
〔調製実施例８〕化学式１−８の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−８）（０．８３ｇ、１．７９ｍｍｏｌ、収率：３１％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４６３（測定値）、４６３．８６（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６２．０４％、Ｈ ３．８２％、Ｎ ５．９８％、Ｏ ７．０２％、Ｓ ６．８３％
【００３９】
〔調製実施例９〕化学式１−９の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾールの代わりの１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−９）（０．９８ｇ、２．２７ｍｍｏｌ、収率：３９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４３１（測定値）、４３１．５２（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７２．２２％、Ｈ ４．１０％、Ｎ ６．４０％、Ｏ ７．６２％、Ｓ ７．３３％
【００４０】
〔調製実施例１０〕化学式１−１０の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．４８ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例４と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１０）（１．２２ｇ、２．５０ｍｍｏｌ、収率：４３％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４８７（測定値）、４８７．８８（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６３．９３％、Ｈ ３．６５％、Ｎ ５．６４％、Ｏ ６．７０％、Ｓ ６．４４％
【００４１】
〔調製実施例１１〕化学式１−１１の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１１）（０．５６ｇ、１．１１ｍｍｏｌ、収率：１９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５０６（測定値）、５０６．５７（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７５．６７％、Ｈ ４．５０％、Ｎ ８．２０％、Ｏ ９．６８％
【００４２】
〔調製実施例１２〕化学式１−１２の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾオキサゾール（１．２３ｇ、５．８２ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１２）（０．７２ｇ、１．２８ｍｍｏｌ、収率：２２％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５６２（測定値）、５６２．９３（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６８．１６％、Ｈ ４．０５％、Ｎ ７．３６％、Ｏ ８．６８％
【００４３】
〔調製実施例１３〕化学式１−１３の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１３）（０．８４ｇ、１．８０ｍｍｏｌ、収率：３１％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４６６（測定値）、４６６．５５（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７７．０８％、Ｈ ４．８７％、Ｎ ８．９０％、Ｏ ６．９８％
【００４４】
〔調製実施例１４〕化学式１−１４の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、２−ピリジン−２−イル−フェノール（１．３０ｇ、７．５９ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１４）（０．８８ｇ、１．６８ｍｍｏｌ、収率：２９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５２２（測定値）、５２２．９１（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６８．８１ ％、Ｈ ４．３３％、Ｎ ７．９２％、Ｏ ６．３２％
【００４５】
〔調製実施例１５〕化学式１−１５の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．５０ｇ、７．６８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１５）（０．２６ｇ、０．５３ｍｍｏｌ、収率：９％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：４９０（測定値）、４９０．５７（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７８．２０％、Ｈ ４．６８％、Ｎ ８．４２％、Ｏ ６．７０％
【００４６】
〔調製実施例１６〕化学式１−１６の化合物
２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−フェノール（１．６７ｇ、５．８３ｍｍｏｌ）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン（１．５０ｇ、７．６８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１６）（０．４２ｇ、０．７７ｍｍｏｌ、収率：１３％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５４６（測定値）、５４６．９３（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７０．１３％、Ｈ ４．１６％、Ｎ ７．５８％、Ｏ ５．９８％
【００４７】
〔調製実施例１７〕化学式１−１７の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および硫酸ベリリウム四水和物（１．０５ｇ、５．９３ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例１と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１７）（０．６４ｇ、１．２２ｍｍｏｌ、収率：２１％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５２２（測定値）、５２２．６４（計算値）
ＥＡ：Ｃ ７３．４２％、Ｈ ４．３４％、Ｎ ７．９７％、Ｏ ６．２５％、Ｓ ６．０４％
【００４８】
〔調製実施例１８〕化学式１−１８の化合物
２−ヒドロキシ−フェニルベンゾチアゾール（１．３２ｇ、５．８０ｍｍｏｌ）、２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−フェノール（２．１７ｇ、７．５８ｍｍｏｌ）、および酢酸亜鉛（０．９５ｇ、５．１８ｍｍｏｌ）を使用することによって調製実施例２と同じ手順を実施して表題化合物の化合物（１−１８）（０．９４ｇ、１．６２ｍｍｏｌ、収率：２８％）を得た。
ＭＳ／ＦＡＢ：５７８（測定値）、５７８．９９（計算値）
ＥＡ：Ｃ ６６．２２％、Ｈ ３．９４％、Ｎ ７．１６％、Ｏ ５．７０％、Ｓ ５．４９％
【００４９】
〔実施例１−１８〕
発明による化合物を使用することによるＯＬＥＤデバイスの製造
本発明による主材料を使用した構造を有するＯＬＥＤデバイスを製造した。
【００５０】
最初に、ＯＬＥＤ用ガラスから得た透明電極ＩＴＯ薄膜（１５Ω／□）を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール、および蒸留水を使用した超音波洗浄にかけ、逐次、使用するまでイソプロナノール（ｉｓｏｐｒｏｎａｎｏｌ）中に保管した。
【００５１】
次に、ＩＴＯ基体を真空蒸着装置の基体フォルダに取り付け、以下の構造式で表される４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）を、真空蒸着装置のセル中に入れ、次に、チャンバー中を最高１０−６ｔｏｒｒの真空まで通気した。電流をセルに印加して２−ＴＮＡＴＡを蒸発させて、ＩＴＯ基体上に厚さ４０ｎｍの正孔注入層を蒸着した。
【００５２】
【化９】
【００５３】
次に、真空蒸着装置の別のセルにＮ，Ｎ’−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）を投入し、電流をセルに印加してＮＰＢを蒸発させて、上記正孔注入層上に厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を蒸着した。
【００５４】
【化１０】
【００５５】
正孔注入層および正孔輸送層を形成した後、それらの上にエレクトロルミネッセンス層を以下の方法で蒸着した。真空蒸着装置の一方のセルに、１０−６ｔｏｒｒ未満の真空中で昇華させることによって精製した化合物１−１〜１−１８から選択される化合物を主材料として投入し、他方のセルには（ＮＰｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）を投入した。これら２つの材料を、４〜１０ｍｏｌ％のドーピングが得られるように異なる速度で蒸発させて、正孔輸送層上に厚さ３０ｎｍを有する発光層を蒸着した。
【００５６】
【化１１】
【００５７】
次に、以下の構造式で表されるトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）を、電子輸送層として厚さ２０ｎｍで蒸着し、以下の構造式で表されるリチウムキノレート（Ｌｉｑ）を、電子注入層として厚さ１〜２ｎｍで蒸着した。その後、別の蒸着装置を使用してＡｌカソードを厚さ１５０ｎｍで蒸着してＯＬＥＤを製造した。
【００５８】
【化１２】
【００５９】
〔比較例１〕
ビス（２−メチル−８−キノリナト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）を真空蒸着装置中の別のセルに発光主材料として投入し、（ＮＰｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）を発光材料としてさらに別のセルに投入し、これら２つの材料を、４〜１０ｍｏｌ％のドーピングが得られるように異なる速度で蒸発させて、上記正孔輸送層上に厚さ３０ｎｍを有する発光層を蒸着したことを除けば、実施例１に記載の手順と同じ手順によりＯＬＥＤを作製した。
【００６０】
【化１３】
【００６１】
〔実施例１９〕
ＯＬＥＤ特性の確認
実施例１〜１８の中の１つから調製した本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物および比較例１で調製した従来のエレクトロルミネッセンス化合物を含有する各ＯＬＥＤデバイスの発光効率および電力効率を１，０００ｃｄ／ｍ２において測定し、それらの結果を表１に示している。
【００６２】
本発明によって開発された錯体の発光特性を示す表から、本発明によって開発された錯体が従来材料と比較して性能に関して優れた特性を示すことが分かる。
【００６３】
【表１】
【００６４】
この表から分かるように、本発明によるエレクトロルミネッセンス材料を主として使用する場合、概してＥＬ性能が大きく改善されている。
【００６５】
（ＮＰｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）化合物（橙赤色光を発する）をエレクトロルミネッセンス材料として使用し、かつＢＡｌｑを主材料として使用した比較例１のＥＬスペクトルである図１は、最大ＥＬピークを約６２４ｎｍで示している。比較例１の輝度−印加電圧特性を示す図２から、比較例１のデバイスの駆動電圧が約５Ｖであり、１，０００ｃｄ／ｍ２（表１の基準）における駆動電圧が７．４９Ｖであったことが確認される。比較例１の発光効率−輝度特性を示す図３および表１から、比較例１のデバイスは、輝度約１，０００ｃｄ／ｍ２および色座標（０．６７７，０．３２１）で、約６．１６ｃｄ／Ａの発光効率を示したことが確認される。
【００６６】
実施例１４により作製したＯＬＥＤデバイスの輝度−印加電圧特性を示す図４から分かるように、本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物を使用した実施例１４のデバイスは、約３Ｖの駆動電圧、約４．８６Ｖにおいて約１，０００ｃｄ／ｍ２の輝度を示し、この結果から、比較例１のデバイスと比較して駆動電圧が少なくとも２．６Ｖが低下したことが分かる。
【００６７】
さらに、実施例１４によるデバイスの発光効率−輝度特性を示す図５から分かるように、これは１，０００ｃｄ／ｍ２の輝度において約６．６７ｃｄ／Ａの発光効率を示し、同じ輝度における比較例１のデバイスと比較して発光効率が約０．５ｃｄ／Ａだけ高いことを示している。
【００６８】
実際のパネルにおいて重要であると考えられる電力効率に関して、「電圧」の項が以下の式１の分母に含まれるため、より低い駆動電圧を有するデバイスが電力消費に関してはさらに好都合となる：
電力効率（ｌｍ／Ｗ）＝（π×輝度）／（電流密度×電圧） （１）
【００６９】
前記の表１から分かるように、本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物を主材料として使用したデバイスは、駆動電圧が低下することで、０．５〜２．０ｌｍ／Ｗだけ電力効率が増加し、それによって電力消費が改善される。
【００７０】
本発明によるエレクトロルミネッセンス化合物をＯＬＥＤデバイス中に主材料として使用すると、駆動電圧が顕著に低下し、電力効率が顕著に増加する。したがって、本発明の化合物は、次世代ＯＬＥＤ材料に好適であり、ＯＬＥＤを採用した大型ディスプレイの開発に大きく貢献することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】比較例１により作製したＯＬＥＤデバイスのＥＬスペクトルである。
【図２】比較例１により作製したＯＬＥＤデバイスの輝度−印加電圧特性である。
【図３】比較例１により作製したＯＬＥＤデバイスの発光効率−輝度特性である。
【図４】実施例１により作製したＯＬＥＤデバイスの輝度−印加電圧特性である。
【図５】実施例１により作製したＯＬＥＤデバイスの発光効率−輝度特性である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学式１によって表されるエレクトロルミネッセンス化合物。
〔化学式１〕
Ｌ１Ｌ２Ｍ
（式中、Ｌ１およびＬ２は互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される：
【化１】
式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、ＳまたはＳｅであり；Ａ環は、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、ピリジンまたはキノリンであり、および前記ピリジンまたはキノリンは、化学結合によってＲ１と縮合環を形成してもよく、前記Ａ環は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；Ｂ環はピリジンまたはキノリンであり、該Ｂ環は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；並びに、Ｒ１は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ５アルキルを表す。）
【請求項２】
配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される、請求項１記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化２】
（式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、ＳまたはＳｅであり；Ｙは、Ｏ、ＳまたはＮ−Ｒ４であり、Ｚは、ＣＨまたはＮであり；Ｒ２およびＲ３は独立に、水素、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルを表し；Ｒ４は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルである。）
【請求項３】
Ｍが、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、およびＮｉから選択される、請求項１記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【請求項４】
配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される、請求項１記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化３】
（式中、Ｘは、Ｏ、ＳまたはＳｅである。）
【請求項５】
配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される、請求項４記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化４】
（式中、ＸはＯまたはＳである。）
【請求項６】
化学式１−１〜１−１８の１つによって表される化合物から選択される、請求項５記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化５】
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス化合物を含むエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項８】
前記エレクトロルミネッセンス化合物が発光層中の主材料として使用される、請求項７記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１】
化学式１によって表されるエレクトロルミネッセンス化合物。
〔化学式１〕
Ｌ１Ｌ２Ｍ
（式中、Ｌ１およびＬ２は互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される：
【化１】
式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、ＳまたはＳｅであり；Ａ環は、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、ピリジンまたはキノリンであり、および前記ピリジンまたはキノリンは、化学結合によってＲ１と縮合環を形成してもよく、前記Ａ環は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；Ｂ環はピリジンまたはキノリンであり、該Ｂ環は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルなどの追加の置換基を有していてもよく；並びに、Ｒ１は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ５アルキルを表す。）
【請求項２】
配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される、請求項１記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化２】
（式中、Ｍは二価金属であり；Ｘは、Ｏ、ＳまたはＳｅであり；Ｙは、Ｏ、ＳまたはＮ−Ｒ４であり、Ｚは、ＣＨまたはＮであり；Ｒ２およびＲ３は独立に、水素、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルを表し；Ｒ４は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、または置換基を有するまたは有さないフェニルまたはナフチルである。）
【請求項３】
Ｍが、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、およびＮｉから選択される、請求項１記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【請求項４】
配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される、請求項１記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化３】
（式中、Ｘは、Ｏ、ＳまたはＳｅである。）
【請求項５】
配位子Ｌ１およびＬ２が互いに異なり、および以下の構造式の中の１つによって表されるものから選択される、請求項４記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化４】
（式中、ＸはＯまたはＳである。）
【請求項６】
化学式１−１〜１−１８の１つによって表される化合物から選択される、請求項５記載のエレクトロルミネッセンス化合物。
【化５】
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス化合物を含むエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項８】
前記エレクトロルミネッセンス化合物が発光層中の主材料として使用される、請求項７記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００９−５２４６５０（Ｐ２００９−５２４６５０Ａ）
【公表日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５２２３３（Ｐ２００８−５５２２３３）
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／０００４２３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０８６６８２
【国際公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（５０８２２３４３５）グラセル・ディスプレイ・インコーポレーテッド (53)
【出願人】（５０８２２４６７２）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／０００４２３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０８６６８２
【国際公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（５０８２２３４３５）グラセル・ディスプレイ・インコーポレーテッド (53)
【出願人】（５０８２２４６７２）
【Ｆターム（参考）】
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