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WO2005112519A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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WO2005112519A1
WO2005112519A1 PCT/JP2005/008353 JP2005008353W WO2005112519A1 WO 2005112519 A1 WO2005112519 A1 WO 2005112519A1 JP 2005008353 W JP2005008353 W JP 2005008353W WO 2005112519 A1 WO2005112519 A1 WO 2005112519A1
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WO
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group
carbon atoms
organic
substituent
nuclear
Prior art date
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PCT/JP2005/008353
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kiyoshi Ikeda
Mitsunori Ito
Takashi Arakane
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP2006513528A priority patent/JPWO2005112519A1/ja
Priority to EP05736820A priority patent/EP1750487A4/en
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    • H10K85/653—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only oxygen as heteroatom

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent (EL) device, and more particularly to an organic EL device having high luminous efficiency and heat resistance and a very long life.
  • EL organic electroluminescent
  • organic EL devices having an organic light emitting layer sandwiched between electrodes have been intensively researched and developed for the following reasons and the like.
  • a fluorescent molecule in a singlet excited state (sometimes referred to as an S1 state) undergoes a radiation transition to a ground state. It utilizes the phenomenon of fluorescence emission (luminescence phenomenon), which is the energy conversion that takes place in the environment.
  • a fluorescent molecule in a triplet excited state (sometimes referred to as a T1 state) is also supposed.
  • a strong fluorescent molecule is used. Will gradually transition from a triplet excited state to another state due to a non-radiative transition. As a result, thermal energy is emitted instead of generating fluorescent light.
  • the singlet and the triplet mean the energy multiplicity determined by the number of combinations of the total spin angular momentum and the total orbital angular momentum of the fluorescent molecule.
  • the singlet excited state is defined as the energy state when one electron transitions to a higher energy level from the ground state without unpaired electrons without changing the spin state of the electron.
  • a triplet excited state is defined as an energy state in which one electron transitions to a higher energy level with the electron spin state reversed.
  • light emission from the triplet excited state defined in this way is extremely low temperature, e.g. For example, it can be observed at the liquid nitrogen temperature of liquid nitrogen (minus 196 ° C). However, it was not a practical temperature condition, and the power was too small.
  • the total luminous efficiency of the conventional organic EL device is the recombination efficiency ( ⁇ rec) of the injected charge carriers (electrons and holes) and the probability that the generated excitons cause radiative transition (() rad). ), So that the total light emission efficiency ( ⁇ el) in the organic EL device is expressed by the following equation.
  • the coefficient 0.25 at ⁇ rad in the equation takes into account the generation probability of singlet excitons as 1Z4. Therefore, even if recombination and radiation attenuation of excitons occur with a probability coefficient of 1, the theoretical upper limit of the luminous efficiency of the organic EL device is 25%.
  • the triplet exciton cannot be substantially used, and only the singlet exciton causes a radiative transition. Therefore, the upper limit of the luminous efficiency is low. There was a problem. Therefore, even at room temperature, the energy is transferred from the generated triplet exciton to the phosphorescent dopant using the triplet exciton (triplet excited state) of the organic light emitting material (host material).
  • Non-Patent Document 1 Has been attempted to cause a fluorescence emission phenomenon (for example, see Non-Patent Document 1). More specifically, by forming an organic EL device including an organic light-emitting layer composed of 4,4-N, N-dicarbazolylbiphenyl and an Ir complex as a phosphorescent dopant, a fluorescent light emission is achieved. It has been reported to cause phenomena.
  • Patent Documents 1 to 3 a conjugated product using a naphthyl group or an anthranyl group as a coupler of a carbazolyl group is disclosed as a host conjugated product. Further, according to Patent Document 4, a specific compound group in which a triazine ring and a carbazolyl group are linked is disclosed as a hostile conjugate for blue. However, the performance of organic EL devices using these compounds is not sufficient as a practical surface.As a host material for red phosphorescence, condensed rings such as naphthyl groups and anthral groups are used in the molecule. The compounds encompassed by are not disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-072927
  • Patent Document 2 JP 2003-077674
  • Patent Document 3 JP 2003-031371
  • Patent Document 4 JP 2002-193952
  • Non-Patent Document 1 Jpn.J. Appl.Phys., 38 (1999) L1502
  • the present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an organic EL device having high luminous efficiency and heat resistance and a long life.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, obtained a red condensed condensed ring-containing compound which has not been recognized as being useful as a phosphorescent host material. By using it as a host material of a phosphorescent metal complex, it is possible to effectively emit red-based fluorescent light (including phosphorescent light) using the triplet exciton state and to reduce the practical lifetime.
  • the present inventors have found that an organic EL element having excellent luminous efficiency and heat resistance can be obtained, and the present invention has been completed.
  • the present invention relates to an organic EL device in which one or more organic thin film layers having at least a light-emitting layer are sandwiched between a cathode and an anode, wherein the light-emitting layer and the compound containing a condensed ring emit red light.
  • An object of the present invention is to provide an organic EL device containing a metal complex.
  • the organic EL device of the present invention can effectively emit red-based fluorescent light (including phosphorescent light) using the triplet exciton state, and has excellent luminous efficiency and heat resistance. It has a very long lifetime and is practical.
  • the organic EL device of the present invention is an organic EL device in which one or more organic thin film layers having at least a light-emitting layer are sandwiched between a cathode and an anode, wherein the light-emitting layer and the condensed ring-containing compound are red. And a luminescent metal complex.
  • the red color is yellow, lantern, red lantern, or red. It is preferable that the red light-emitting metal complex exhibits a light emission spectrum having a peak wavelength at 560 to 700 nm.
  • the condensed ring-containing compound is a host material, and the red light-emitting metal complex is a phosphorescent dopant.
  • the host material is the condensed ring-containing compound
  • the triplet exciton state of the condensed ring-containing compound even at room temperature (20 ° C.) can be obtained by combining with the phosphorescent dopant.
  • the fused ring-containing compound preferably has a glass transition temperature of 120 ° C. or higher, more preferably in the range of 120 ° C. to 190 ° C. 140 ° C. to 180 ° C. More preferably, it is in the range of ° C.
  • the glass transition temperature is 120 ° C or more, the combination with a phosphorescent dopant can maintain a long life span for crystallization and short-circuiting when energized under high temperature environment conditions.
  • the operating environment of the organic EL device is not restricted.
  • the glass transition temperature is 190 ° C. or lower, thermal decomposition occurs at the time of film formation by vapor deposition, so that handling is easy.
  • the glass transition temperature (Tg) is defined as a point of change in specific heat obtained when heating is performed using a scanning calorimeter (DSC, Differential Scanning Calorimetory) in a nitrogen circulating state, for example, under a heating condition of 10 ° C / min. You can ask.
  • DSC scanning calorimeter
  • the organic EL device of the present invention when the triplet energy of the condensed ring-containing compound in the light emitting layer is E1, and the triplet energy value of the phosphorescent dopant is E2, E1> E2. It is preferable to satisfy the relationship. That is, in such a triplet energy relationship, the combination of the condensed ring-containing compound and the phosphorescent dopant ensures that the triplet exciton state of the condensed ring-containing compound is used even at room temperature. can do. That is, a fluorescent light emission phenomenon can be generated by reliably transferring energy from the triplet state generated by the condensed ring-containing compound to the phosphorescent dopant.
  • condensed ring group contained in the condensed ring-containing compound of the present invention those having 6 to 50 nuclear carbon atoms are preferable, for example, naphthyl group, anthral group, phenanthryl group, pyrenyl Group, methyl group, benzothiophenol group, oxadiazolyl group, difluoroanthral group, indolyl group, benzoquinolyl group, fluorenyl group, bisfluorenyl group, pyrazolyl group, imidazolyl group, virazinyl group, pyrimidinyl group, indazolyl group, Purinyl group, phthalazinyl group, naphthyridinyl group, quinoxalinyl group, quinazolyl group, cinnolinyl group, pteridyl group, perimidyl group, phenantholyl group, pyrroloidimidazolyl group, pyrrolotriazolyl group
  • a compound having an aromatic heterocyclic group having at least one hetero atom is also preferably used.
  • aromatic heterocyclic group those having a 5- or 6-membered ring are preferable.
  • aromatic heterocyclic groups include pyrazole, imidazole, pyrazine, pyrimidine, indazole, purine, phthalazine, naphthyridine, quinoxaline, quinazoline, cinnoline, pteridine, perimidine, phenanthone, pyrroleimidazole, pyrrolo.
  • the bonding position of these aromatic heterocycles may be a condensed portion or a non-condensed portion.
  • the condensed ring group may have various substituents. These substituents include a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 50 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted carbon atom having 1 to 50 carbon atoms.
  • alkyl groups substituted or unsubstituted C1-C50 alkoxy groups, substituted or unsubstituted C7 ⁇ 50 aralkyl group, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted carbon atom having 1 to 50 carbon atoms And a carboxyl group, a halogen group, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, and the like, which may be bonded to each other to form a ring structure.
  • the fused ring-containing compound used in the present invention is preferably a compound represented by the following general formulas (1) and Z or (2).
  • Cz is a carbazolyl group or an indolyl group represented by any of the following general formulas (3) to (8);
  • L is a single bond, an aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a heterocyclic group having 2 to 50 nuclear carbon atoms, an aryl substituted heterocyclic group having 2 to 50 nuclear carbon atoms, and 2 to 50 nuclear carbon atoms.
  • n and n are each an integer of 0 to 10, preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 5.
  • FA is a substituted or unsubstituted fused ring group having 6 to 50 nuclear carbon atoms. However, there is no case where FA is an unsubstituted carbazolyl group. ]
  • examples of the aromatic hydrocarbon ring group for L include benzene, naphthalene, anthracene, naphthacene, pyrene, thalicene, biphenyl, triphenylene, fluorene and bisfluorene. Residues.
  • heterocyclic group represented by L examples include pyrazole, imidazole, pyrazine, pyrimidine, indazole, purine, phthalazine, naphthyridine, quinoxaline, quinazoline, cinnoline, pteridine, perimidine, phenanthroline, pyrroloimidazole, pyrrolotriazole, and pyrazoloimidazole.
  • Cz is represented by the following general formulas (3) to (8).
  • a and b are each an integer of 0 to 4.
  • R may have a substituent! /, Or may have an aryl group having 6 to 50 nuclear carbon atoms or a substituent.
  • aryl group of R examples include phenyl, 1 naphthyl, 2 naphthyl, 1 anthryl, 2 anthryl, 9 anthryl, 1-phenanthryl, 2 phenanthryl, and 3— Phenanthryl group, 4-phenanthryl group, 9-phenanthryl group, 1-naphthacyl group, 2 naphthacyl group, 9-naphthacyl group, 1-pyrroyl group, 2-pyrroyl group, 4-pyrroyl group , 2-biphenyl group, 3-biphenyl group, 4-biphenyl group , ⁇ terfelou 4 yl, ⁇ terfelou 3 ⁇ l, ⁇ terfel 2 rou 2 ⁇ l, m ⁇ ⁇ terfelou 4 ⁇ l, m-terfelou 3-yl group, m-terphenyl 2-yl group, o-tolyl group, m-tolyl group, ⁇ -tolyl group,
  • heterocyclic group represented by R examples include 1 pyrrolyl group, 2 pyrrolyl group, 3 pyrrolyl group, pyrazinyl group, 2 pyridyl group, 3 pyridinyl group, 4 pyridinyl group, 1 indolyl group, 2 indolyl group, 3-Indolyl, 4-Indolyl, 5-Indolyl, 6-Indolyl, 7-Indolyl, 1-Isoindolyl, 3-Isoindolyl, 4-Isoindolyl, 5-Isoindolyl , 6-isoindolyl, 7-isoindryl, 2 furyl, 3 furyl, 2 benzofurol, 3 benzofurol, 4 benzofural, 5-benzofurol, 6- Benzofural group, 7-benzofural group, 1 isobenzofuran group, 3 isobenzofuran group, 4 isobenzofuran group, 1
  • a group having 1 to 10 benzene rings bonded such as biphenyl and terphenyl, and a group having a condensed ring such as naphthyl, anthral, phenanthryl, pyrenyl, and cholesterol are particularly preferable. These are two to five benzene rings bonded together and have many meta bonds that cause the molecule to be twisted.
  • alkyl group for R examples include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, isobutyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl, and n-hexyl.
  • the alkoxy group for R is represented as OY, and examples of Y include the same as the above-mentioned alkyl group.
  • the aryloxy group of R is represented by OY ', and examples of Y' include the same as those of the aryl group.
  • the arylthio group of R is represented by SY ', and examples of Y' include the same as those of the aryl group.
  • Examples of the aralkyl group represented by R include a benzyl group, a 1-phenyl-group, a 2-phenyl-ethyl group, a 1-phenyl-isopropyl group, a 2-phenyl-isopropyl group, and a phenylbutylinole.
  • a naphthinolemethinole group 1-a naphthinolethynole group, 2-a naphthyl letyl group, 1 naphthylisopropyl group, 2-a naphthylisopropyl group, 13 naphthylmethyl group, 1- ⁇ naphthylethyl group, 2- ⁇ -naphthylethyl group, 1 ⁇ -naphthylisopropyl group, 2- ⁇ -naphthylisopropyl group, 1 pyrrolylmethyl group, 2- (1pyrrolyl) ethyl group, ⁇ -methylbenzyl group, m-methylbenzyl group, o-methylinobenzinole group, p Black benzene group, m-black benzene group, o black benzene group, p bromobenzyl group, m-bromobenzyl group, o bromobenzyl group,
  • each of the above groups includes a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryl group.
  • a halogen atom a hydroxyl group, an amino group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryl group.
  • V is a single bond, —CR R ′ —, —SiR R ′ —, —O—,
  • R and R ′ each independently represent a hydrogen atom or a substituent
  • It may have an aryl group having 6 to 50 carbon atoms and a substituent! ⁇ It may have a heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms or an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms even if it has a substituent. is there. ).
  • E represents a cyclic structure represented by a circle surrounding the symbol E, and may have a substituent, and may have a carbon atom of 3 to 20 and a carbon atom of 3 to 20. It may be replaced by a nitrogen atom.
  • ⁇ It may have a cycloalkane residue or a substituent.
  • ⁇ It may have an aromatic hydrocarbon group having 4 to 50 nuclear carbon atoms or a substituent. There are 50 heterocyclic groups.
  • aromatic hydrocarbon group and the heterocyclic group represented by E include, among the examples of L in the general formulas (1) and (2), those which are divalent residues having the same carbon number.
  • cycloalkane residue having 3 to 20 carbon atoms and a carbon atom which may be replaced by a nitrogen atom include cyclopropane, cyclobutane, cyclopropane, cyclohexane, cycloheptane, pyrrolidine, piperidine, And divalent residues such as piperazine.
  • Examples of the general formula (3) include structures represented by the following general formulas (9) to (12) (the same applies to the general formula (4)).
  • Examples of the general formula (5) include structures represented by the following general formulas (13) to (16).
  • the condensed ring-containing conjugate represented by the above (1) or (2) used in the present invention particularly preferably has the following structure.
  • this red-based luminescent metal complex contains at least one metal selected from the group consisting of Ir, Ru, Pd, Pt, Os, and Re, which is preferably a phosphorescent dopant. It is preferably a metal complex. The reason for this is that if the luminescent metal complex is any of these metal complexes, the triplet excitonic force of the condensed ring-containing compound used in the organic EL device of the present invention can also effectively transfer energy. .
  • a metal complex having a structure represented by the following formula is preferable.
  • M, M ' at least one metal selected from the group consisting of Ir, Ru, Pd, Pt, Os, and Re, even if the molecule has two or more same or different metals in the molecule and is a dinuclear.
  • Y, Y ' ligand. The same or different ligands may be coordinated according to the valence of the metal.
  • the luminescent metal complex used in the present invention is not particularly limited as long as it is a red-based luminescent metal complex, and the ligand force of the metal complex is phenylpyridine skeleton, phenylquinoline, phenylisoquinoline skeleton, biviridyl.
  • a skeleton, a phosphorus skeleton of a phenantophore, and a benzothiophene pyridine skeleton power It is preferable to have at least one skeleton selected. The reason for this is that by having these skeletons in the molecule, the triplet exciton force of the compound having a condensed ring in the molecule can effectively transfer energy.
  • Examples of the luminescent metal complex include tris (2-phenylisoquinoline) iridium (Ir (piq)), tris (2-phenylisopyridine) iridium, and bis (2-phenylylidine) iridium.
  • the compounding amount of the luminescent metal complex in the light emitting layer is 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the condensed ring-containing compound (host material). More preferably, it is more preferably 0.5 to 40 parts by weight, and still more preferably 1 to 30 parts by weight.
  • the reason for this is that when the amount of the luminescent metal complex is 0.1 part by weight or more, an addition effect is exhibited, and energy can be effectively transferred from the triplet exciton of the fused ring-containing compound.
  • the amount is 50 parts by weight or less, it is easy to uniformly mix the luminescent metal complex, and the luminous brightness does not vary.
  • a typical device configuration of the organic EL device of the present invention includes:
  • the fused ring-containing compound and the luminescent metal complex to be contained in the luminescent layer of the organic EL device according to the present invention are as described above.
  • the light-emitting layer may contain other known light-emitting materials (such as PVK, PPV, CBP, Alq, BAlq, and known complexes) as long as the object of the present invention is not impaired.
  • other known light-emitting materials such as PVK, PPV, CBP, Alq, BAlq, and known complexes
  • a known method such as an evaporation method, a spin coating method, and an LB method can be applied.
  • the organic EL device of the present invention may be provided with a hole injection layer having a thickness of 5 nm to 5 ⁇ m.
  • a hole injecting layer By providing such a hole injecting layer, hole injection into the light emitting layer becomes favorable, high luminance can be obtained, or low voltage driving is possible.
  • aromatic dimethylidin compounds and condensed aromatic ring compounds and specific examples thereof include 4,4'bis [N- (1 naphthyl) -N phenylamino] biphenyl (abbreviated as NPD). ) And organic compounds such as 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) N-phenylamino] triphenylamine (abbreviated as MTDATA). It is further preferable to laminate two or more hole injection layers as necessary. At this time, the anode Z hole injection layer 1 (hole injection material 1) Z hole injection layer 2 (hole injection material 2) The ionization energy ( ⁇ ) of becomes ⁇ (hole injecting material 1) ⁇ (hole injecting material 2). is there
  • the organic EL device of the present invention may be provided with an electron injection layer having a thickness of 5 nm to 5 ⁇ m. By providing such an electron injection layer, electron injection into the light emitting layer is improved, high emission luminance can be obtained, or low voltage driving can be performed.
  • the electron injection layer has an electron mobility force of 1 ⁇ 10 ′′ 6 cm 2 ⁇ ⁇ sec or more measured when a voltage in the range of 1 ⁇ 10 4 to 1 ⁇ 10 6 V / cm is applied. Therefore, it is preferable to use a compound having an ionization energy of more than 5.5 eV.
  • a material for such an electron injection layer include a metal complex of 8-hydroxyquinoline (A1 chelate: Alq) or a derivative thereof, oxaziazole Derivatives and the like.
  • the voltage can be significantly reduced and the life can be prolonged.
  • the organic EL device of the present invention has a thickness of 5 ⁇ ! Between the light emitting layer and the cathode.
  • a hole barrier layer of up to 5 ⁇ m may be provided. By providing such a hole blocking layer, the property of confining holes in the organic light emitting layer is improved, high emission luminance is obtained, or low voltage driving becomes possible.
  • Materials for such a hole barrier layer include 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline and 2,9-getyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrene. The ability to raise phosphorus and the like It is preferable to further contain an alkali metal, for example, Li or Cs.
  • the content is preferably 0.01 to 30% by weight, when the total amount of the hole barrier layer is 100% by weight, and 0.05 to 20% by weight. More preferably, the content is 0.1 to 15% by weight. The reason for this is that if the content of the alkali metal is 0.01% by weight or more, the effect of addition is exhibited, and if the content is 30% by weight or less, the dispersibility of the alkali metal is uniform and the emission luminance varies. Because there is nothing.
  • a known method such as an evaporation method, a spin coating method, and an LB method can be applied.
  • the organic EL device of the present invention is preferably formed by adding a reducing dopant to the interface region between the cathode and the organic thin film layer.
  • a reducing dopant include alkali metals, alkali metal complexes, alkali metal compounds, alkaline earth metals, alkaline earth metal complexes, alkaline earth metal compounds, rare earth metals, rare earth metal complexes, rare earth metal compounds, and halides thereof. And at least one selected from oxides and the like.
  • the alkali metals include Li (work function: 2.93 eV), Na (work function: 2.36 eV), K (work function: 2.28 eV), Rb (work function: 2.16 eV), Cs (work function) : 95 eV), and those having a work function of 3. OeV or less are particularly preferable. Of these, Li, K, Rb and Cs are preferred.o
  • alkaline earth metal examples include Ca (work function: 2.9 eV), Sr (work function: 2.0 to 2.5 eV), Ba (work function: 2.52 eV), and the like. OeV or less is particularly preferred.
  • rare earth metal examples include Sc, Y, Ce, Tb, and Yb, and those having a work function of 3. OeV or less are particularly preferable.
  • preferred metals are those which can improve the emission luminance and extend the life of the organic EL device by adding a relatively small amount of kneaded metal to the electron injection region where the reducing ability is high.
  • alkali oxides such as Li 0, Cs 0, K ⁇ , LiF,
  • alkali halides such as NaF, CsF, and KF.
  • Potassium chloride or alkali fluoride is preferred.
  • alkaline earth metal compound examples include BaO, SrO, CaO, and BaXSri-X ⁇ (0 ⁇ ⁇ 1) or a mixture of these, BaCaO (0 ⁇ x ⁇ 1). , SrO, CaO x 1-x
  • the rare earth metal compounds include YbF, ScF, ScO, YO, CeO, and GdF.
  • TbF and the like and YbF, ScF and TbF are preferable.
  • the alkali metal complex, alkaline earth metal complex, and rare earth metal complex are not particularly limited as long as they contain at least one of an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion, and a rare earth metal ion, respectively.
  • the ligands include quinolinol, benzoquinolinol, ataridinol, phenanthridinol, and hydroxyphenyloxy.
  • Sazol hydroxyphenylthiazole, hydroxydiaryloxadiazole, hydroxydiarylthiadiazole, hydroxyphenylviridine, hydroxyphenylbenzoimidazole, hydroxybenzotriazole, hydroxyfluborane, bipyridyl, phenanth Preferred are, but not limited to, phosphorus, phthalocyanine, porphyrin, cyclopentadiene, 13 diketones, azomethines, and derivatives thereof.
  • a form of addition of the reducing dopant it is preferable to form a layer or an island in the interface region.
  • a forming method a method in which a reducing dopant is deposited by a resistance heating deposition method, and at the same time, a luminescent material forming an interface region and an organic substance which is an electron injection material are simultaneously deposited, and the reducing dopant is dispersed in the organic substance is preferable.
  • the dispersion concentration is such that the molar ratio of organic substance: reducing dopant is 100: 1 to 1: 100, preferably 5: 1 to 1: 5.
  • the reducing dopant is formed in a layered form, after forming the light emitting material or the electron injecting material, which is an organic layer at the interface, in a layered form, the reducing dopant is deposited alone by a resistance heating evaporation method, and preferably, the thickness of the layer is reduced to 0. Formed at l ⁇ 15nm.
  • the reducing dopant When the reducing dopant is formed in an island shape, the light emitting material or the electron injecting material, which is the organic layer at the interface, is formed in the shape of an island, and then the reducing dopant is vapor-deposited by a resistance heating evaporation method alone. It is formed with a thickness of 0.05 to lnm.
  • the anode corresponds to a lower electrode or a counter electrode depending on the configuration of the organic EL display device, but the anode has a large work function (for example, 4. OeV or more). It is preferable to use metals, alloys, electrically conductive compounds or mixtures thereof. Specifically, indium stannate (ITO), indium zinc oxide (IZO), copper iodide (Cul), tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), gold, platinum, and Electrode material
  • anode having a uniform thickness can be formed by using a method that allows the above.
  • the anode must be a transparent electrode. It is necessary. In that case, use a conductive transparent material such as ITO, IZO, Cul, SnO, ZnO, etc.
  • the transmittance of EL light emission is set to a value of 70% or more.
  • the thickness of the anode is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to: L, OOOnm, and more preferably in the range of 10 to 200 nm. The reason is that by setting the thickness of the anode to a value within such a range, a uniform thickness distribution and a transmittance of EL light emission of 70% or more can be obtained, while the sheet resistance of the anode is reduced to 1,000. This is because the value can be set to a value of ⁇ or less, more preferably a value of 100 ⁇ or less.
  • An anode (lower electrode), an organic light-emitting medium, and a cathode (counter electrode) are sequentially provided, and the lower electrode and the counter electrode are configured in an XY matrix, so that an arbitrary pixel on the light emitting surface can be formed. It is also preferable to emit light. That is, by configuring the anode and the like in this manner, various information can be easily displayed on the organic EL element.
  • the cathode also corresponds to the lower electrode or the counter electrode depending on the configuration of the organic EL device, but has a small work function (for example, less than 4. OeV), a metal, an alloy, It is preferred to use electrically conductive compounds or mixtures or inclusions thereof. Specifically, sodium, sodium-potassium alloy, cesium, magnesium, lithium, magnesium-silver alloy, aluminum, aluminum oxide, aluminum-lithium alloy, indium, rare earth metal, these metals and the material of the organic thin film layer It is preferable to use a single electrode material such as a mixture of these and a mixture of these metals and an electron injection layer material, or to use a combination of two or more of these electrode materials.
  • the thickness of the cathode is not particularly limited as in the case of the anode, but specifically, it is preferably in the range of 10 to: L, OOOnm. It is more preferable to set the value within. Further, in the case of taking out EL emission from the cathode, it is necessary to make the cathode a transparent electrode. In this case, it is preferable that the transmittance of the EL emission be 70% or more. Note that, similarly to the anode, the cathode is preferably formed by a method capable of forming a film in a dry state, such as a vacuum evaporation method or a sputtering method.
  • the support substrate in the organic EL device of the present invention preferably has excellent mechanical strength and low moisture and oxygen permeability.
  • a glass plate, a metal plate, a ceramic plate, or a glass plate is preferred.
  • a plastic plate polycarbonate resin, acrylic resin, chloride chloride resin, polyethylene Terephthalate resin, polyimide resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, silicon resin, fluorine resin and the like.
  • the supporting substrate made of these materials is further subjected to a moisture-proof treatment or a hydrophobic treatment by applying an inorganic film or applying a fluorine resin. It is preferable that there is.
  • the water content and the gas permeation coefficient of the support substrate in order to prevent water from entering the organic thin film layer.
  • it is preferable respectively that the 0.0001 wt% or less and the gas permeability coefficient The water content of the supporting substrate and 1 X 10- 13 cc'cmZcm 2 'sec.cmHg hereinafter.
  • the glass substrate with the ITO transparent electrode having a thickness of 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 0.7 mm was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in isopropyl alcohol, and then to UV ozone cleaning for 30 minutes.
  • the washed glass substrate with a transparent electrode is mounted on a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus.
  • a 10 nm-thick copper phthalocyanine film (on the side where the transparent electrode is formed is covered so as to cover the transparent electrode.
  • CuPc film This CuPc film functions as a hole injection layer.
  • hi-NPD film A 4,4′-bis [N— (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl film (hereinafter abbreviated as “hi-NPD film”) having a thickness of 30 nm was formed on the CuPc film.
  • This a-NPD film functions as a hole transport layer.
  • the above compound (H-1) is used as a host material, and at the same time, as the phosphorescent Ir metal complex dopant, the above tris (2-phenylisoquinoline) iridium (hereinafter, referred to as red) is emitted.
  • red 2-phenylisoquinoline
  • red 2-phenylisoquinoline iridium
  • a 30-nm-thick light-emitting layer was formed by vapor deposition after addition.
  • the concentration of Ir (piq) in the light emitting layer is It was 15% by weight.
  • a lOnm (1,1′-bisphenyl) -4-olato) bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (hereinafter abbreviated as “BAlq film”) was formed on the light emitting layer.
  • BAlq film functions as a hole barrier layer.
  • Alq film a 40 nm-thick aluminum complex of 8-hydroxyquinoline
  • LiF which is an alkali metal
  • AlZLi F acts as a cathode.
  • the obtained device was subjected to a current test, the voltage 5. 7V, at a current density of 1. lm A / cm 2, red light emission luminance 101. OCD / m 2 was obtained, the chromaticity The coordinates were (0.668, 0.327), and the luminous efficiency was 9.2 cdZA. Further, the device was driven at a constant current at an initial luminance lOOOcdZ m 2, the time to half to emission luminance 500 cd / m 2 in dark at 25400 hours.
  • An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1, except that the following compound (H-2) or compound (H-3) was used instead of the compound (H-1) as a host material for the light emitting layer. Produced. Table 1 shows the results of a current-carrying test and a lifetime evaluation of the obtained organic EL device in the same manner as in Example 1.
  • An organic EL device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the obtained compound (H-4) was used instead of the compound (H-1) as a host material for the light emitting layer.
  • Table 1 shows the results of a current-carrying test and a lifetime evaluation of the obtained organic EL device in the same manner as in Example 1.
  • a 300 ml three-necked flask was charged with 19.9 g (100 mmol) of 4-bromoacetophenone and 20.6 g (100 mmol) of 9-phenanthrinaldehyde, followed by purging with argon. Then, 200 ml of ethanol and 10 ml of a 1N sodium methoxide Z methanol solution were added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. Thereafter, the temperature was raised in an oil bath at 70 ° C., and the reaction was carried out for 4 hours while refluxing ethanol.
  • An organic EL device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the obtained compound (H-5) was used instead of the compound (H-1) as a host material for the light emitting layer.
  • Table 1 shows the results of a current-carrying test and a lifetime evaluation of the obtained organic EL device in the same manner as in Example 1.
  • a 300 ml three-necked flask was charged with 1,1-acetonaphthone 17.Og (100 mmol) and 1-naphthaldehyde 15.6 g (100 mmol), and the atmosphere was replaced with argon.
  • 200 ml of ethanol and 10 ml of a 1N methanol solution of sodium methoxide Z were added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. Thereafter, the temperature was raised in an oil bath at 70 ° C., and the reaction was carried out for 4 hours while refluxing ethanol.
  • An organic EL device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the obtained compound (H-6) was used instead of the compound (H-1) as a host material for the light emitting layer.
  • Table 1 shows the results of a current-carrying test and a lifetime evaluation of the obtained organic EL device in the same manner as in Example 1.
  • Example 1 instead of Ir (piq) as the metal complex dopant,
  • An organic EL device was manufactured in the same manner except that Ir (pq) ( aCaC ) was used.
  • Example 1 Production of Organic EL Element
  • Ir (piq) (acac) instead of Ir (piq) (acac) as a metal complex dopant in the light emitting layer,
  • Table 1 shows the results of a current-carrying test and a lifetime evaluation of the obtained organic EL device in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the organic EL device of Comparative Example 1 had a short life and was impractical.
  • An organic EL device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the following CBP was used instead of the compound (H-1) as the host material in the light emitting layer.
  • Table 1 shows the results of a current-carrying test and a lifetime evaluation of the obtained organic EL device in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the organic EL device of Comparative Example 2 had a short life and was impractical.
  • the organic EL devices of Examples 1 to 7 each had the green light emitting layer of Comparative Example 1 because the light emitting layer was formed from the condensed ring-containing compound and the red light emitting metal complex.
  • An extremely excellent effect of 100 times or more the life of the organic EL device using the luminescent complex was obtained.
  • the lifetime is 2-3 times longer than the case where the known compound CBP, which is widely used as a phosphorescent material in Comparative Example 2, is used as a host material in combination with a red luminescent metal complex to form a luminescent layer. And it has a remarkable effect!
  • the organic EL device of the present invention is practical because it has high luminous efficiency and heat resistance and has an extremely long life.

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Abstract

　発光効率及び耐熱性が高く、極めて寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。 　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が縮合環含有化合物と赤色系の発光性金属錯体とを含有する。前記縮合環含有化合物がホスト材料であり、前記赤色系の発光性金属錯体がりん光性ドーパントであると好ましい。                                                               

Description

有機エレクト口ルミネッセンス素子
技術分野
[0001] 本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス (EL)素子に関し、特に、発光効率及び耐 熱性が高ぐ極めて寿命が長い有機 EL素子に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、電極間に有機発光層を挟持した有機 EL素子が、以下に示す理由等から鋭 意研究開発されている。
(1)完全固体素子であるため、取り扱いや製造が容易である。
(2)自己発光が可能であるため、発光部材を必要としない。
(3)視認性に優れて 、るため、ディスプレイに好適である。
(4)フルカラー化が容易である。
このような有機 EL素子の発光機構としては、一般的には、有機発光媒体において 、一重項励起状態 (S1状態と称する場合がある。 )にある蛍光分子が、基底状態に放 射遷移する際に生じるエネルギー変換である蛍光発光現象 (ルミネッセンス現象)を 利用するものである。また、有機発光媒体において、三重項励起状態 (T1状態と称 する場合がある。 )にある蛍光分子も想定されるが、基底状態への放射遷移が、禁制 遷移となるため、力かる蛍光分子は非放射性遷移により、三重項励起状態から、徐 々に他の状態に遷移することになる。その結果、蛍光発光を生じる代わりに、熱エネ ルギ一が放出されることになる。
ここで、一重項及び三重項とは、蛍光分子の全スピン角運動量と全軌道角運動量 との組み合わせ数によって決まるエネルギーの多重性を意味する。すなわち、一重 項励起状態とは、不対電子がない基底状態から、電子のスピン状態を変えないまま、 1個の電子をより高いエネルギー準位へと遷移させた場合のエネルギー状態と定義 される。また、三重項励起状態とは、電子のスピン状態を逆向きにした状態で、 1個の 電子をより高いエネルギー準位へと遷移させた場合のエネルギー状態と定義される。 もちろん、このように定義される三重項励起状態からの発光を、極めて低い温度、例 えば、液体窒素の液ィ匕温度 (マイナス 196°C)とすれば観察することができるが、実用 的な温度条件ではなぐしかも、わずかな発光量に過ぎな力つた。
ところで、従来の有機 EL素子における発光の全効率は、注入された電荷キャリア（ 電子及び正孔)の再結合効率（ φ rec)、及び生成した励起子が放射遷移を起こす確 率（ () rad)に関係しており、したがって、有機 EL素子における発光の全効率（ φ el) は、下記式で表されることになる。
el = rec X 0. 25 rad
[0003] ここで、式中の φ radにおける係数 0. 25は、一重項励起子の生成確率を 1Z4と考 慮したものである。したがって、再結合及び励起子の放射減衰が、確率係数 1で起こ るとしても、有機 EL素子の発光効率の理論的上限は 25%となる。このように、従来の 有機 EL素子においては、三重項励起子を実質的に利用することができず、一重項 励起子のみが放射遷移を生じさせて 、たため、発光効率の上限値が低 、と 、う問題 があった。そこで、室温条件であっても、有機発光材料 (ホスト材料)の三重項励起子 (三重項励起状態)を利用して、生成した三重項励起子からりん光性ドーパントにェ ネルギーを移動させることにより、蛍光発光現象を生じさせることが試みられている（ 例えば、非特許文献 1参照)。より具体的には、 4, 4-N, N—ジカルバゾリルビフエ ニルと、りん光性ドーパントとしての Ir錯体とから構成した有機発光層を含む有機 EL 素子を構成することにより、蛍光発光現象を生じることが報告されている。
このような状況下、最近では、三重項励起子を利用したりん光素子の研究が進んで いる。例えば、特許文献 1〜3によれば、カルバゾリル基の連結器としてナフチル基 やアントラニル基を用いたィ匕合物がホストイ匕合物として開示されている。また、特許文 献 4によれば、トリァジン環とカルバゾリル基が連結した特定の化合物群が青色用ホ ストィ匕合物として開示されている。しかしながら、これらの化合物を用いた有機 EL素 子の性能は実用的な面として十分なものではなぐ赤色系のりん光用ホスト材料とし てナフチル基やアントラ-ル基のような縮合環を分子内に包含する化合物は開示さ れていない。
[0004] 特許文献 1：特開 2001— 072927号公報
特許文献 2 :特開 2003— 077674号公報 特許文献 3：特開 2003— 031371号公報
特許文献 4:特開 2002— 193952号公報
非特許文献 1 :Jpn. J. Appl. Phys. , 38 (1999) L1502
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、発光効率及び耐熱性が 高ぐ寿命が長い有機 EL素子を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、りん光用ホスト 材料としては有用と認識されていなカゝつた縮合環含有ィ匕合物を、赤色系りん光性の 金属錯体のホスト材料として用いることにより、三重項励起子状態を利用して効果的 に赤色系の蛍光発光（りん光発光を含む)させることができるとともに、実用的な寿命 時間を有し、しかも発光効率及び耐熱性に優れた有機 EL素子が得られることを見出 し、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層か らなる有機薄膜層が挟持されている有機 EL素子において、該発光層が縮合環含有 化合物と赤色系の発光性金属錯体とを含有する有機 EL素子を提供するものである 発明の効果
[0007] 本発明の有機 EL素子は、三重項励起子状態を利用して効果的に赤色系の蛍光 発光（りん光発光を含む)させることができ、発光効率及び耐熱性に優れて ヽながら、 極めて長い寿命時間を有し、実用的である。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 本発明の有機 EL素子は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数 層からなる有機薄膜層が挟持されている有機 EL素子において、該発光層が縮合環 含有化合物と赤色系の発光性金属錯体とを含有する。
本発明において、前記赤色系が、黄色、燈色、赤燈色、又は赤色であると好ましぐ 前記赤色系の発光性金属錯体が、 560〜700nmにピーク波長を有する発光スぺク トルを示すと好ましい。
本発明においては、前記縮合環含有化合物がホスト材料であり、前記赤色系の発 光性金属錯体がりん光性ドーパントであると好ましい。この理由は、ホスト材料が前記 縮合環含有化合物であれば、前記りん光性ドーパントと組み合わせることにより、室 温条件 (20°C)であっても、前記縮合環含有化合物の三重項励起子状態を効果的 に利用することができる。すなわち、前記縮合環含有化合物で生成した三重項状態 力 りん光性ドーパントに対してエネルギーを効果的に移動させることにより、蛍光発 光現象を生じさせることができるためである。
[0009] また、前記縮合環含有化合物は、ガラス転移温度が 120°C以上であることが好まし く、 120°C〜190°Cの範囲であることがより好ましぐ 140°C〜180°Cの範囲であるこ とがさらに好ましい。ガラス転移温度が 120°C以上であれば、りん光性ドーパントと組 み合わせた場合に、結晶化しにくぐ寿命が長く保たれ、高温環境条件で通電した場 合に、ショートが発生しにくぐ有機 EL素子の使用環境が制限されることがない。また 、ガラス転移温度が 190°C以下であると、蒸着により成膜する際に熱分解が起こり〖こ くぐ取り扱いが容易である。なお、ガラス転移温度 (Tg)は、走査型熱量計 (DSC、 DifferentialScanningCalorimetory)を用い、窒素循環状態で、例えば、 10°C/ 分の昇温条件で加熱した場合に得られる比熱の変化点として求めることができる。
[0010] また、本発明の有機 EL素子において、発光層の前記縮合環含有化合物の三重項 エネルギーを E1とし、りん光性ドーパントの三重項エネルギーの値を E2としたときに 、 E1 >E2の関係を満足することが好ましい。すなわち、このような三重項エネルギー 関係において、前記縮合環含有化合物と、りん光性ドーパントとを組み合わせること により、室温条件であっても、前記縮合環含有化合物の三重項励起子状態を確実に 利用することができる。すなわち、前記縮合環含有化合物で生成した三重項状態か らりん光性ドーパントに対してエネルギーを確実に移動させることにより、蛍光発光現 象を生じさせることができる。
[0011] 本発明の前記縮合環含有化合物に含有される縮合環基としては、核炭素数 6〜5 0のものが好ましぐ例えば、ナフチル基、アントラ-ル基、フエナンスリル基、ピレニル 基、コ口-ル基、ベンゾチオフヱ-ル基、ォキサジァゾリル基、ジフヱ-ルアントラ-ル 基、インドリル基、ベンゾキノリル基、フルォレニル基、ビスフルォレニル基、ピラゾリル 基、イミダゾリル基、ビラジニル基、ピリミジニル基、インダゾリル基、プリニル基、フタラ ジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリ-ル基、シンノリニル基、プ テリジ-ル基、ペリミジ -ル基、フエナント口リル基、ピロロイミダゾリル基、ピロロトリアゾ リル基、ピラゾロイミダゾリル基、ピラゾロトリアゾリル基、ピラゾ口ピリミジニル基、ピラゾ 口トリアジ-ル基、イミダゾイミダゾリル基、イミダゾピリダジニル基、イミダゾピリジ-ル 基、イミダゾビラジニル基、トリァゾロピリジニル基、ベンゾイミダゾリル基、ナフトイミダ ゾリル基、ベンゾォキサゾリル基、ナフトォキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ナフト チアゾリル基、ベンゾトリァゾリル基、テトラザインデニル基、トリアジニル基等が挙げら れ、ナフチル基、フエナンスリル基、フルォレニル基が好ましぐナフチル基がさらに 好ましい。
また、前記縮合環含有化合物として、ヘテロ原子を 1個以上有する芳香族複素環 基を有する化合物も好ましく用いられる。
この芳香族複素環基としては、 5員環や 6員環を有するものが好ましい。これらの芳 香族複素環基の例としては、ピラゾール、イミダゾール、ピラジン、ピリミジン、インダゾ ール、プリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジ ン、ペリミジン、フエナント口リン、ピロロイミダゾール、ピロロトリアゾール、ピラゾロイミダ ゾール、ピラゾロトリアゾール、ピラゾ口ピリミジン、ピラゾロトリアジン、イミダゾイミダゾ ール、イミダゾピリダジン、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、トリァゾロピリジン、ベン ゾイミダゾール、ナフトイミダゾール、ベンゾォキサゾール、ナフトォキサゾール、ベン ゾチアゾール、ナフトチアゾール、ベンゾトリァゾール、テトラザインデン、トリアジン、 力ルバゾールの残基等が挙げられ、ピリミジンの残基が好ましい。なお、これらの芳香 族複素環の結合位置は縮合部でも非縮合部でもよ ヽ。
また、前記縮合環基は、各種の置換基を有していてもよい。これらの置換基として は、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50のァリール基、置換もしくは無置換の核原 子数 3〜50の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアルキル基、 置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数 7 〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールォキシ基、 置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もしくは無置換の炭 素数 1〜50のカルボ-ル基、カルボキシル基、ハロゲン基、シァノ基、ニトロ基、ヒドロ キシル基等が挙げられ、それらが互いに結合して環構造を形成して 、てもよ 、。
[0013] 本発明で用いる前記縮合環含有化合物は、下記一般式（1)及び Z又は（2)で表さ れる化合物であると好まし 、。
(Cz-L) FA · · · (1)
m
(Cz)— L FA · · · (2)
[式中、 Czは、下記一般式（3)〜（8)のいずれかで表される力ルバゾリル基類又はィ ンドリル基類であり、
Lは、単結合、核炭素数 6〜50の芳香族炭化水素環基、核炭素数 2〜50の複素環 基、核炭素数 2〜50のァリール置換複素環基、核炭素数 2〜50のジァリール置換複 素環基、又は核炭素数 2〜50のトリアリール置換複素環基であり、これら各基は置換 基を有して 、てもよく、 Lが複数の場合は同一でも異なって 、てもよ 、。
m及び nは、それぞれ 0〜 10の整数であり、 1〜10であると好ましぐ 1〜5であると さらに好ましい。
FAは、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の縮合環基である。ただし、 FAが無 置換のカルバゾリル基である場合はない。 ]
[0014] 一般式（1)及び（2)において、 FAの縮合環基の例としては、前述したものと同様で ある。
一般式（1)及び（2)において、 Lの芳香族炭化水素環基としては、ベンゼン、ナフタ レン、アントラセン、ナフタセン、ピレン、タリセン、ビフエ-ル、トリフエ二レン、フルォレ ン、ビスフルオレン等の残基が挙げられる。
Lの複素環基としては、ピラゾール、イミダゾール、ピラジン、ピリミジン、インダゾー ル、プリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン 、ペリミジン、フエナント口リン、ピロロイミダゾール、ピロロトリアゾール、ピラゾロイミダゾ ール、ピラゾロトリアゾール、ピラゾ口ピリミジン、ピラゾロトリアジン、イミダゾイミダゾー ル、イミダゾピリダジン、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、トリァゾロピリジン、ベンゾィ ミダゾール、ナフトイミダゾール、ベンゾォキサゾール、ナフトォキサゾール、ベンゾチ ァゾール、ナフトチアゾール、ベンゾトリァゾール、テトラザインデン、トリアジン、カル バゾール等の残基が挙げられる。
Lのァリール置換複素環基、ジァリール置換複素環基、トリアリール置換複素環基と しては、前記複素環基が、前記芳香族炭化水素環基で置換されたもの等が挙げられ る。
[0015] 一般式（1)及び（2)において、 Czは、下記一般式（3)〜（8)で表される。
[化 1]
Figure imgf000008_0001
[0016] 一般式（3)〜（8)にお!/、て、 a及び bは、それぞれ 0〜4の整数である。
一般式（3)〜（8)にお 、て、 Rは、置換基を有して!/、てもよ 、核炭素数 6〜50のァリ ール基、置換基を有してもよい核原子数 5〜50の複素環基、置換基を有してもよい 炭素数 1〜50のアルキル基、置換基を有してもょ 、炭素数 1〜50のアルコキシ基、 置換基を有してもょ 、核炭素数 7〜50のァラルキル基、置換基を有してもよ!ヽ核炭 素数 5〜50のァリールォキシ基、置換基を有してもよ!、核炭素数 5〜50のァリール チォ基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シァノ基、ニトロ基又はヒドロキシル基であり 、 Rが複数の場合、互いに結合して環構造を形成していてもよい。
[0017] 前記 Rのァリール基の例としては、フエ-ル基、 1 ナフチル基、 2 ナフチル基、 1 アントリル基、 2 アントリル基、 9 アントリル基、 1—フエナントリル基、 2 フエナ ントリル基、 3—フエナントリル基、 4—フエナントリル基、 9—フエナントリル基、 1ーナ フタセ-ル基、 2 ナフタセ-ル基、 9 ナフタセ-ル基、 1ーピレ-ル基、 2 ピレ- ル基、 4ーピレ-ル基、 2 ビフヱ-ルイル基、 3 ビフヱ-ルイル基、 4ービフヱ-ル ィル基、 ρ ターフェ-ルー 4—ィル基、 ρ ターフェ-ルー 3—ィル基、 ρ ターフェ 二ルー 2—ィル基、 m—ターフェ-ルー 4—ィル基、 m—ターフェ-ルー 3—ィル基、 m—ターフェ-ルー 2—ィル基、 o トリル基、 m—トリル基、 ρ トリル基、 p— t—ブチ ルフエ-ル基、 p— (2 フエ-ルプロピル）フエ-ル基、 3—メチルー 2 ナフチル基、 4ーメチルー 1 ナフチル基、 4ーメチルー 1 アントリル基、 4，ーメチルビフエ-ルイ ル基、 4" t ブチル p ターフェ-ル 4 ィル基等が挙げられる。
前記 Rの複素環基の例としては、 1 ピロリル基、 2 ピロリル基、 3 ピロリル基、ピ ラジニル基、 2 ピリジ-ル基、 3 ピリジニル基、 4 ピリジニル基、 1 インドリル基 、 2—インドリル基、 3—インドリル基、 4—インドリル基、 5—インドリル基、 6—インドリ ル基、 7—インドリル基、 1—イソインドリル基、 2—イソインドリル基、 3—イソインドリル 基、 4—イソインドリル基、 5—イソインドリル基、 6—イソインドリル基、 7—イソインドリ ル基、 2 フリル基、 3 フリル基、 2 べンゾフラ-ル基、 3 べンゾフラ-ル基、 4 ベンゾフラ-ル基、 5—べンゾフラ-ル基、 6—べンゾフラ-ル基、 7—べンゾフラ-ル 基、 1 イソべンゾフラ-ル基、 3 イソべンゾフラ-ル基、 4 イソべンゾフラ-ル基、 5—イソべンゾフラ-ル基、 6—イソべンゾフラ-ル基、 7—イソべンゾフラ-ル基、キノ リル基、 3—キノリル基、 4 キノリル基、 5—キノリル基、 6—キノリル基、 7—キノリル基 、 8 キノリル基、 1 イソキノリル基、 3 イソキノリル基、 4 イソキノリル基、 5 イソ キノリル基、 6 イソキノリル基、 7 イソキノリル基、 8 イソキノリル基、 2 キノキサリ -ル基、 5 キノキサリ-ル基、 6 キノキサリ-ル基、 1一力ルバゾリル基、 2 カル バゾリル基、 3—力ルバゾリル基、 4一力ルバゾリル基、 9一力ルバゾリル基、 1 フエ ナンスリジ-ル基、 2 フエナンスリジ-ル基、 3 フエナンスリジ-ル基、 4 フエナン スリジ-ル基、 6—フエナンスリジ-ル基、 7—フエナンスリジ-ル基、 8—フエナンスリ ジ-ル基、 9—フ ナンスリジ-ル基、 10—フ ナンスリジ-ル基、 1—アタリジ-ル基 、 2—アタリジ-ル基、 3—アタリジ-ル基、 4—アタリジ-ル基、 9—アタリジ-ル基、 1 , 7 フエナンスロリン— 2—ィル基、 1, 7 フエナンスロリン— 3—ィル基、 1, 7 フエ ナンスロリン— 4—ィル基、 1, 7 フエナンスロリン— 5—ィル基、 1, 7 フエナンスロ リン— 6—ィル基、 1, 7 フエナンスロリン— 8—ィル基、 1, 7 フエナンスロリン— 9 —ィル基、 1, 7 フエナンスロリン— 10—ィル基、 1, 8 フエナンスロリン— 2—ィル 基、 1, 8 フエナンスロリンー3—ィル基、 1, 8 フエナンスロリンー4ーィル基、 1, 8 —フエナンスロリン一 5—ィル基、 1, 8 フエナンスロリン一 6—ィル基、 1, 8 フエナ ンスロリン一 7—ィル基、 1, 8 フエナンスロリン一 9—ィル基、 1, 8 フエナンスロリン — 10—ィル基、 1, 9 フエナンスロリン— 2—ィル基、 1, 9 フエナンスロリン— 3— ィル基、 1, 9 フエナンスロリン— 4—ィル基、 1, 9 フエナンスロリン— 5—ィル基、 1, 9 フエナンスロリン一 6—ィル基、 1, 9 フエナンスロリン一 7—ィル基、 1, 9 フ ェナンスロリン— 8—ィル基、 1, 9 フエナンスロリン— 10—ィル基、 1, 10 フエナン スロリン— 2—ィル基、 1, 10 フエナンスロリン— 3—ィル基、 1, 10 フエナンスロリ ン— 4—ィル基、 1, 10 フエナンスロリン— 5—ィル基、 2, 9 フエナンスロリン— 1 ーィル基、 2, 9 フエナンスロリンー3—ィル基、 2, 9 フエナンスロリンー4 ィル基 、 2, 9 フエナンスロリン— 5—ィル基、 2, 9 フエナンスロリン— 6—ィル基、 2, 9— フエナンスロリン一 7—ィル基、 2, 9 フエナンスロリン一 8—ィル基、 2, 9 フエナン スロリン— 10—ィル基、 2, 8 フエナンスロリン— 1—ィル基、 2, 8 フエナンスロリン —3—ィル基、 2, 8 フエナンスロリン— 4—ィル基、 2, 8 フエナンスロリン— 5—ィ ル基、 2, 8—フエナンスロリンー6—ィル基、 2, 8—フエナンスロリンー7—ィル基、 2, 8 フエナンスロリン— 9—ィル基、 2, 8 フエナンスロリン— 10—ィル基、 2, 7 フエ ナンスロリン— 1—ィル基、 2, 7 フエナンスロリン— 3—ィル基、 2, 7 フエナンスロ リン 4ーィル基、 2, 7 フエナンスロリン一 5—ィル基、 2, 7 フエナンスロリン一 6 ーィル基、 2, 7 フエナンスロリンー8—ィル基、 2, 7 フエナンスロリンー9 ィル基 、 2, 7 フエナンスロリン 10—ィル基、 1 フエナジ-ル基、 2 フエナジ-ル基、 1 フエノチアジ-ル基、 2 フエノチアジ-ル基、 3 フエノチアジ-ル基、 4ーフエノ チアジ-ル基、 10—フエノチアジ-ル基、 1 フエノキサジ-ル基、 2—フエノキサジ ニル基、 3 フエノキサジ-ル基、 4 フエノキサジ-ル基、 10 フエノキサジ-ル基 、 2—ォキサゾリル基、 4ーォキサゾリル基、 5—ォキサゾリル基、 2 ォキサジァゾリル 基、 5 ォキサジァゾリル基、 3 フラザ-ル基、 2 チェ-ル基、 3 チェ-ル基、 2 メチルピロ一ルー 1ーィル基、 2 メチルピロ一ルー 3—ィル基、 2 メチルピロ一 ルー 4ーィル基、 2 メチルピロ一ルー 5—ィル基、 3 メチルピロ一ルー 1ーィル基、 3 メチルピロ一ルー 2—ィル基、 3 メチルピロ一ルー 4ーィル基、 3 メチルピロ一 ルー 5—ィル基、 2— t—ブチルピロ一ルー 4ーィル基、 3—（2 フエ-ルプロピル）ピ ロール 1ーィル基、 2—メチルー 1 インドリル基、 4ーメチルー 1 インドリル基、 2 ーメチルー 3 インドリル基、 4ーメチルー 3 インドリル基、 2 t ブチル 1 インドリ ル基、 4 t ブチル 1 インドリル基、 2 t ブチル 3 インドリル基、 4 t ブチル 3—インドリル基等が挙げられる。
さらには、ビフエ-ル、ターフェ-ルなどベンゼン環が 1〜10個結合した基、ナフチ ル、アントラ-ル、フエナンスリル、ピレニル、コ口-ルなどの縮合環を持つものが挙げ られる力 特に好ましいのはベンゼン環が 2〜5個結合したものであり、分子にねじれ を生じさせるようなメタ結合を多く有するものである。
前記 Rのアルキル基の例としては、メチル基、ェチル基、プロピル基、イソプロピル 基、 n ブチル基、 s ブチル基、イソブチル基、 t ブチル基、 n ペンチル基、 n— へキシル基、 n—へプチル基、 n—ォクチル基、ヒドロキシメチル基、 1ーヒドロキシェ チル基、 2—ヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシイソブチル基、 1, 2—ジヒドロキシェ チル基、 1, 3 ジヒドロキシイソプロピル基、 2, 3 ジヒドロキシー t ブチル基、 1, 2 , 3 トリヒドロキシプロピノレ基、クロロメチノレ基、 1 クロロェチノレ基、 2 クロロェチノレ 基、 2 クロ口イソブチル基、 1, 2 ジクロロェチル基、 1, 3 ジクロロイソプロピル基 、 2, 3 ジクロロー t—ブチル基、 1, 2, 3 トリクロ口プロピル基、ブロモメチル基、 1 ブロモェチル基、 2—ブロモェチル基、 2—ブロモイソブチル基、 1, 2—ジブロモェ チル基、 1, 3 ジブロモイソプロピル基、 2, 3 ジブ口モー t ブチル基、 1, 2, 3— トリブロモプロピル基、ョードメチル基、 1ーョードエチル基、 2—ョードエチル基、 2— ョードイソブチル基、 1, 2 ジョードエチル基、 1, 3 ジョードイソプロピル基、 2, 3 ジョードー t—ブチル基、 1, 2, 3 トリョードプロピル基、アミノメチル基、 1ーァミノ ェチル基、 2—アミノエチル基、 2—ァミノイソブチル基、 1, 2—ジアミノエチル基、 1, 3 ジァミノイソプロピル基、 2, 3 ジァミノ一 t ブチル基、 1, 2, 3 トリァミノプロピ ル基、シァノメチル基、 1ーシァノエチル基、 2—シァノエチル基、 2—シァノイソブチ ル基、 1, 2 ジシァノエチル基、 1, 3 ジシァノイソプロピル基、 2, 3 ジシァノー t —ブチル基、 1, 2, 3 トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、 1— -トロェチル基、 2 -トロェチル基、 2 -トロイソブチル基、 1, 2 ジニトロェチル基、 1, 3 ジニトロ イソプロピル基、 2, 3 ジニトロ— t—ブチル基、 1 , 2, 3 トリニトロプロピル基、シク 口プロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、 4ーメチルシク 口へキシル基、 1—ァダマンチル基、 2—ァダマンチル基、 1 ノルボル-ル基、 2—ノ ルボルニル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシ ル基、 4ーメチルシクロへキシル基等が挙げられる。
[0020] 前記 Rのアルコキシ基は OYと表され、 Yの例としては、前記アルキル基と同様の ものが挙げられる。
前記 Rのァリールォキシ基は OY'と表され、 Y'の例としては、前記ァリール基と 同様のものが挙げられる。
前記 Rのァリールチオ基は SY'と表され、 Y'の例としては、前記ァリール基と同 様のものが挙げられる。
[0021] 前記 Rのァラルキル基の例としては、ベンジル基、 1 フエ-ルェチル基、 2—フエ -ルェチル基、 1—フエ-ルイソプロピル基、 2—フエ-ルイソプロピル基、フエ-ルー tーブチノレ基、 a ナフチノレメチノレ基、 1 - a ナフチノレエチノレ基、 2 - a ナフチ ルェチル基、 1 ナフチルイソプロピル基、 2— a ナフチルイソプロピル基、 13 ナフチルメチル基、 1— β ナフチルェチル基、 2 - β ナフチルェチル基、 1 β ナフチルイソプロピル基、 2— β ナフチルイソプロピル基、 1 ピロリルメチル 基、 2—（1 ピロリル）ェチル基、 ρ—メチルベンジル基、 m—メチルベンジル基、 o— メチノレべンジノレ基、 p クロ口べンジノレ基、 m—クロ口べンジノレ基、 o クロ口べンジノレ 基、 p ブロモベンジル基、 m—ブロモベンジル基、 o ブロモベンジル基、 ρ ョード ベンジル基、 m—ョードベンジル基、 o ョードベンジル基、 p ヒドロキシベンジル基 、 m—ヒドロキシベンジル基、 o ヒドロキシベンジル基、 p ァミノべンジル基、 m—ァ ミノべンジル基、 o ァミノべンジル基、 p -トロベンジル基、 m—-トロベンジル基、 o -トロべンジル基、 p シァノベンジル基、 m—シァノベンジル基、 o シァノベン ジル基、 1—ヒドロキシ一 2—フエ-ルイソプロピル基、 1—クロ口一 2—フエ-ルイソプ 口ピル基等が挙げられる。
さらに、前記各基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ 基、シァノ基、アルキル基、ァルケ-ル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ァリール 基、複素環基、ァラルキル基、ァリールォキシ基、アルコシキカルボニル基、カルボキ シル基等が挙げられる。
[0022] 一般式（3)〜（8)において、 Vは、単結合、—CR R '—、—SiR R '—、—O—、
0 0 0 0
— CO—又は— NR (R 及び R 'は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有しても
0 0 0
ょ ヽ核炭素数 6〜50のァリール基、置換基を有してもよ!ヽ核原子数 5〜50複素環基 又は置換基を有してもょ 、炭素数 1〜50のアルキル基である。 )である。
前記 R 及び R 'のァリール基、複素環基、アルキル基の例としては、前記 Rで説明
0 0
したものと同様のものが挙げられる。
[0023] 一般式（3)〜（8)において、 Eは、記号 Eを囲む円が示す環状構造を示しており、 置換基を有してもょ 、核炭素数 3〜20で炭素原子が窒素原子で置き換わってもよ ヽ シクロアルカン残基、置換基を有してもよ ヽ核炭素数 4〜50の芳香族炭化水素基又 は置換基を有してもょ ヽ核原子数 4〜50の複素環基である。
Eの芳香族炭化水素基及び複素環基の具体例としては、前記一般式 ( 1)及び (2) の Lで挙げた例のうち炭素数が適合する 2価の残基であるものが挙げられる。また、 核炭素数 3〜20で炭素原子が窒素原子で置き換わってもよいシクロアルカン残基の 例としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロプロパン、シクロへキサン、シクロへ プタン、ピロリジン、ピぺリジン、ピべラジン等の 2価の残基が挙げられる。
[0024] 前記一般式（3)としては、例えば下記一般式（9)〜（12)で表される構造が挙げら れる（一般式 (4)についても同様の構造が挙げられる。；)。
[化 2]
Figure imgf000013_0001
(a、 b、 Rは前記と同じ、及び R 〜R は Rと同じである。）
1 8
[0025] さらに、一般式（9)〜（12)の具体例として以下のような構造が挙げられる。なお、 M eはメチル基を示す。 [化 3]
Figure imgf000014_0001
前記一般式 (5)としては、例えば下記一般式（13)〜（16)で表される構造が挙げら れる。
[化 4]
Figure imgf000014_0002
(1 5) (16) (1 7) (18)
(&、1)、1^及ひ 〜R は、前記と同じである。）
1 8
さらに、一般式（13)〜（16)の具体例として以下のような構造が挙げられる。
[化 5]
Figure imgf000014_0003
前記一般式 (6)の具体例として以下のような構造が挙げられる（一般式 (7)につ ' ても同様の構造が挙げられる。）(
[化 6]
Figure imgf000015_0001
[0029] 前記一般式 (8)の具体例として以下のような構造が挙げられる。
[化 7]
Figure imgf000015_0002
[0030] 本発明で用いる前記（1)及び (2)で表される縮合環含有ィ匕合物は、特に、以下の ような構造を有するものが好まし 、。
Cz-L-Na, Cz-L- (Na) , Cz— : L Na— : L Cz, Cz— : L Na— : L， 一 Na, Cz
2
-L-Het-Na, Cz—： L Het—（Na) , Cz—： L Na— Het, Na-L-Het, Het
2
-L-Na-L-Het
(Cz, Lは前記と同じ。 L'は前記 Lと同じで種類が異なるものである。 Naはナフチル 基、 Hetは複素環基）
[0031] 本発明で用いる一般式（ 1)及び (2)で表される縮合環含有化合物の具体例を以下 に示す力 これらの例示化合物に限定されるものではない。
Figure imgf000016_0001
[ ]
CSC800/S00Zdf/X3d 91 6TSZll/S00Z OAV „ 1ft
Figure imgf000017_0001
[0033] [化 10]
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0002
[π¾] 0]
CSC800/S00Zdf/X3d 81 6TSZll/S00Z OAV
Figure imgf000020_0001
[0036] 次に、本発明の有機 EL素子で用いる赤色系の発光性金属錯体について説明する この赤色系の発光性金属錯体は、前述したように、りん光性ドーパントであると好ま しぐ Ir、 Ru、 Pd、 Pt、 Os、及び Reからなる群から選択される少なくとも一つの金属を 含む金属錯体であることが好ましい。この理由は、前記発光性金属錯体が、これらの 金属錯体であれば、本発明の有機 EL素子で用いる縮合環含有化合物の三重項励 起子力も効果的にエネルギーを移動させることができるためである。
本発明で用いる発光性金属錯体として、下記の式で表される構造を有する金属錯 体が好ましい。
MYp, MYpY'q, (MM')Yp, (MM')YpY'q, Yp(MM')Yq
M, M' :Ir、 Ru、 Pd、 Pt、 Os及び Reからなる群から選択される少なくとも一つの金属 であり、分子内に同種又は異種の金属を 2つ以上保有し複核になっていてもよい。 Y, Y'：配位子。金属の価数に合わせて、同種又は異種の配位子が配位していても よい。
p, q:金属の価数を上限とした整数である。
本発明で用いる発光性金属錯体としては、赤色系の発光性金属錯体であれば特 に限定されず、金属錯体の配位子力 フエ-ルビリジン骨格、フエ-ルキノリン、フエ -ルイソキノリン骨格、ビビリジル骨格およびフエナント口リン骨格、ベンゾチォフェン ピリジン骨格力 なる群力 選択される少なくとも一つの骨格を有することが好ましい 。この理由は、これらの骨格を分子内に有することにより、縮合環を分子内に保有す る化合物の三重項励起子力 効果的にエネルギーを移動させることができるためで ある。
この発光性金属錯体の例としては、トリス（2—フエ-ルイソキノリン)イリジウム（ Ir(piq) )、トリス（2—フエ-ルビリジン)イリジウム、ビス（2—フエ-ルビリジン)イリジゥ
3
ムァセチルァセトナート（Ir(pq) (acac) )、ビス（2—フエ-ルイソキノリン)イリジウムァセ
2
チルァセトナート、ビス（2—ベンゾチォフェンピリジン)イリジウムァセチルァセトナート (Ir(btpy) (acac))、トリス（2—フエ-ルビリジン)ルテニウム、トリス（2—フエ-ルビリジン
2
)パラジウム、ビス（2—フエ-ルビリジン）白金、トリス（2—フエ-ルビリジン）オスミウム 、トリス（2—フエ-ルビリジン）レニウム、オタタエチル白金ポルフィリン、ォクタフエ- ル白金ポルフィリン、オタタエチルパラジウムポルフィリン、オタタフヱ-ルバラジウム ポルフィリン等が挙げられ、 Ir(piq)、 Ir(pq) (acac)、 Ir(btpy) (acac)が好ましい。
3 2 2
[0037] [化 13]
Figure imgf000022_0001
Ir (piq) 3 Ir (pq) 2 (acac) Ir (btpy) 2 (acac)
[0038] 本発明にお ヽて、発光層中の前記発光性金属錯体の配合量は、前記縮合環含有 化合物（ホスト材料） 100重量部に対して、 0. 1〜50重量部の配合量とすることが好 ましぐ 0. 5〜40重量部とすることがより好ましぐ 1〜30重量部とすることがさらに好 ましい。この理由は、前記発光性金属錯体の配合量が 0. 1重量部以上であれば添 加効果が発現し、前記縮合環含有化合物の三重項励起子から効果的にエネルギー を移動させることができるためであり、配合量が 50重量部以下であれば、発光性金 属錯体を均一に配合することが容易であり、発光輝度がばらつくことがないためであ る。
[0039] 本発明の有機 EL素子の代表的な素子構成としては、
(1)陽極 Z発光層 Z陰極
(2)陽極 Z正孔注入層 Z発光層 Z陰極
(3)陽極 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極
(4)陽極 Z正孔注入層 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極
(5)陽極 Z有機半導体層 Z発光層 Z陰極
(6)陽極 Z有機半導体層 Z電子障壁層 Z発光層 Z陰極
(7)陽極 Z有機半導体層 Z発光層 Z付着改善層 Z陰極
(8)陽極 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子注入層 Z陰極
(9)陽極 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(10)陽極 Z無機半導体層 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(11)陽極 Z有機半導体層 Z絶縁層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極
(12)陽極 z絶縁層 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z絶縁層 Z陰極 (13)陽極 z絶縁層 z正孔注入層 z正孔輸送層 z発光層 z電子注入層 z陰極 などの構造を挙げることができる力 これらに限定されるものではない。
[0040] 本発明における有機 EL素子の発光層に含有させる縮合環含有化合物及び発光 性金属錯体は、前述したとおりである。
また、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により発光層に他の公知の発光 材料（PVK、 PPV、 CBP、 Alq、 BAlq、公知の錯体など）を含有させてもよい。
本発明において発光層を形成する方法としては、例えば、蒸着法、スピンコート法、 LB法等の公知の方法を適用することができる。
[0041] 本発明の有機 EL素子は、厚さ 5nm〜5 μ mの正孔注入層を設けてもよい。このよう な正孔注入層を設けることにより、発光層への正孔注入が良好となり、高い発光輝度 が得られ、又は低電圧駆動が可能となる。また、この正孔注入層には、 1 X 104〜1 X 106 V/cmの範囲の電圧を印加した場合に測定される正孔移動度力 1 X 10"6c πι2Ζν·秒以上であって、イオン化エネルギーが 5. 5eV以下である化合物を使用す ることが好ましい。このような正孔注入層の材料としては、例えば、ポルフィリン化合物 、芳香族第三級ァミン化合物、スチリルァミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物 、縮合芳香族環化合物が挙げられ、さらに具体例には、 4, 4' ビス [N—（1 ナフ チル）—N フエ-ルァミノ]ビフエ-ル（NPDと略記する。）や、 4, 4', 4"—トリス [N - (3—メチルフエ-ル） N フエ-ルァミノ]トリフエ-ルァミン（MTDATAと略記 する。）等の有機化合物が挙げられる。また、必要により正孔注入層を 2層以上積層 することもさらに好ましい。このとき、陽極 Z正孔注入層 1 (正孔注入材料 1)Z正孔注 入層 2 (正孔注入材料 2) Ζ· · · ·Ζ発光層の順で積層するとき、正孔注入材料のィォ ン化エネルギー（Ιρ)は Ιρ (正孔注入材料 1) < Ιρ (正孔注入材料 2) · · ·になって!/、る ことが駆動電圧を低減させる上で好ま ヽ形態である
また、正孔注入層の構成材料として、 ρ型— Siや ρ型— SiC等の無機化合物を使用 することも好ましい。さらに、前記正孔注入層と陽極層との間、又は前記正孔注入層 と発光層との間に、導電率が 1 X 10— 1Q S/cm以上の有機半導体層を設けることも好 ましい。このような有機半導体層を設けることにより、さらに発光層への正孔注入が良 好となる。 [0042] 本発明の有機 EL素子は、厚さ 5nm〜5 μ mの電子注入層を設けてもよい。このよう な電子注入層を設けることにより、発光層への電子注入が良好となり、高い発光輝度 が得られ、又は低電圧駆動が可能となる。また、この電子注入層には、 1 X 104〜1 X 106 V/cmの範囲の電圧を印加した場合に測定される電子移動度力 1 X 10"6c m2 Ζν·秒以上であって、イオン化エネルギーが 5. 5eVを超える化合物を使用する ことが好ましい。このような電子注入層の材料としては、例えば、 8—ヒドロキシキノリン の金属錯体 (A1キレート: Alq)、又はその誘導体、ォキサジァゾール誘導体等が挙 げられる。
また、電子注入層にアルカリ金属を含有させることにより、著しい低電圧化とともに、 長寿命化を図ることができる。
[0043] 本発明の有機 EL素子は、発光層と陰極との間に、厚さ 5ηπ！〜 5 μ mの正孔障壁層 を設けてもよい。このような正孔障壁層を設けることにより、有機発光層への正孔の閉 じ込め性が向上し、高い発光輝度が得られ、又は低電圧駆動が可能となる。このよう な正孔障壁層の材料としては、 2, 9—ジメチルー 4, 7—ジフエ-ルー 1, 10—フエナ ントロリンや、 2, 9—ジェチルー 4, 7—ジフエ-ルー 1, 10—フエナント口リン等が挙 げられる力 アルカリ金属、例えば、 Liや Csをさらに含有することが好ましい。このよう に、正孔障壁層の材料にアルカリ金属を組み合わせることにより、有機 EL素子の駆 動に際し、著しい低電圧化とともに、長寿命化を図ることもできる。なお、アルカリ金属 を含有させる場合、その含有量を正孔障壁層の全体量を 100重量％としたときに、 0 . 01〜30重量％とすることが好ましぐ 0. 05〜20重量％とすることがより好ましぐ 0 . 1〜15重量％とすることがさらに好ましい。この理由は、アルカリ金属の含有量が 0 . 01重量％以上であれは添加効果が発現し、含有量が 30重量％以下であれば、ァ ルカリ金属の分散性が均一であり発光輝度がばらつくことがないためである。
本発明において、前記正孔注入層、電子注入層、正孔阻止層を形成する方法とし ては、例えば、蒸着法、スピンコート法、 LB法等の公知の方法を適用することができ る。
[0044] 本発明の有機 EL素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に、還元性ドーパントが 添加されてなると好ましい。 還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、 アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、 希土類金属錯体、希土類金属化合物、及びこれらのハロゲン化物、酸化物等から選 ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
前記アルカリ金属としては、 Li (仕事関数： 2. 93eV)、Na (仕事関数： 2. 36eV)、 K (仕事関数： 2. 28eV)、Rb (仕事関数： 2. 16eV)、 Cs (仕事関数： 1. 95eV)等が 挙げられ、仕事関数が 3. OeV以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくは Li 、 K、 Rb、 Csである o
前記アルカリ土類金属としては、 Ca (仕事関数： 2. 9eV)、 Sr (仕事関数： 2. 0〜2 . 5eV)、 Ba (仕事関数： 2. 52eV)等が挙げられ、仕事関数が 3. OeV以下のものが 特に好ましい。
前記希土類金属としては、 Sc、 Y、 Ce、 Tb、 Yb等が挙げられ、仕事関数が 3. OeV 以下のものが特に好まし 、。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高ぐ電子注入域への比較的 少量の添カ卩により、有機 EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である 前記アルカリ金属化合物としては、 Li 0、Cs 0、K Ο等のアルカリ酸化物、 LiF、
2 2 2
NaF、 CsF、 KF等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、 LiF、 Li 0、 NaFのアル
2
カリ酸ィ匕物又はアルカリフッ化物が好まし 、。
前記アルカリ土類金属化合物としては、 BaO、 SrO、 CaO及びこれらを混合した Ba X Sri- X Ο (0< χ< 1)や、 Ba Ca O (0<x< 1)等が挙げられ、 BaO、 SrO、 CaO x 1-x
が好ましい。
前記希土類金属化合物としては、 YbF 、 ScF 、 ScO 、 Y O 、 Ce O 、 GdF
3 3 3 2 3 2 3 3
、TbF 等が挙げられ、 YbF 、ScF 、TbF が好ましい。
3 3 3 3
前記アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞ れ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオン の少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノ一 ル、ベンゾキノリノール、アタリジノール、フエナントリジノール、ヒドロキシフエ二ルォキ サゾール、ヒドロキシフエ二ルチアゾール、ヒドロキシジァリールォキサジァゾール、ヒ ドロキシジァリールチアジアゾール、ヒドロキシフエ二ルビリジン、ヒドロキシフエニルべ ンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリァゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フ ェナント口リン、フタロシア-ン、ポルフィリン、シクロペンタジェン、 13ージケトン類、ァ ゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない
[0046] 還元性ドーパントの添加形態としては、前記界面領域に層状又は島状に形成する と好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により還元性ドーパントを蒸着しなが ら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、 有機物中に還元ドーパントを分散する方法が好ま 、。分散濃度としてはモル比で 有機物：還元性ドーパント = 100 : 1〜1： 100、好ましくは 5 : 1〜1： 5である。
還元性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子 注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸 着し、好ましくは層の厚み 0. l〜15nmで形成する。
還元性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子 注入材料を島状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸 着し、好ましくは島の厚み 0. 05〜lnmで形成する。
[0047] 本発明の有機 EL素子において、陽極は、有機 EL表示装置の構成に応じて下部 電極又は対向電極に該当するが、該陽極は、仕事関数の大きい（例えば、 4. OeV以 上)金属、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。 具体的に、インジウムスズ酸ィ匕物 (ITO)、インジウム亜鉛酸化物 (IZO)、ヨウ化銅 (C ul)、酸化スズ (SnO )、酸化亜鉛 (ZnO)、金、白金、ノ《ラジウム等の電極材料を単
2
独で使用するか、あるいはこれらの電極材料を 2種以上組み合わせて使用することが 好ましい。これらの電極材料を使用することにより、真空蒸着法、スパッタリング法、ィ オンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、 CVD (ChemicalVaporDeposition)法 、 MOCVD法（MetalOxideChemicalVaporDeposition)、プラズマ CVD法等の 乾燥状態での成膜が可能な方法を用いて、均一な厚さを有する陽極を形成すること ができる。なお、陽極力も EL発光を取り出す場合には、該陽極を透明電極とする必 要がある。その場合、 ITO、 IZO、 Cul、 SnO , ZnO等の導電性透明材料を使用し
2
て、 EL発光の透過率を 70%以上の値とすることが好ましい。また、陽極の膜厚も特 に制限されるものではないが、 10〜： L, OOOnmの範囲内の値とするのが好ましぐ 10 〜200nmの範囲内の値とするのがより好ましい。この理由は、陽極の膜厚をこのよう な範囲内の値とすることにより、均一な膜厚分布や、 70%以上の EL発光の透過率が 得られる一方、陽極のシート抵抗を 1, 000 ΩΖ口以下の値、より好ましくは、 100 Ω 以下の値とすることができるためである。なお、陽極 (下部電極)と、有機発光媒 体と、陰極 (対向電極)とを順次に設け、当該下部電極及び対向電極を XYマトリック ス状に構成することにより、発光面における任意の画素を発光させることも好ましい。 すなわち、陽極等をこのように構成することにより、有機 EL素子において、種々の情 報を容易に表示することができる。
[0048] 本発明の有機 EL素子において、陰極についても、有機 EL素子の構成に応じて下 部電極又は対向電極に該当するが、仕事関数の小さい (例えば、 4. OeV未満)金属 、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物あるいは含有物を使用することが好 ましい。具体的には、ナトリウム、ナトリウム一カリウム合金、セシウム、マグネシウム、リ チウム、マグネシウム 銀合金、アルミニウム、酸化アルミニウム、アルミニウムーリチ ゥム合金、インジウム、希土類金属、これらの金属と有機薄膜層の材料との混合物、 及びこれらの金属と電子注入層材料との混合物等カゝらなる電極材料を単独で使用 するか、あるいはこれらの電極材料を 2種以上組み合わせて使用することが好まし ヽ 。また、陰極の膜厚についても、陽極と同様に、特に制限されるものではないが、具 体的に 10〜： L, OOOnmの範囲内の値とするのが好ましぐ 10〜200nmの範囲内の 値とするのがより好ましい。さらに、陰極力も EL発光を取り出す場合には、該陰極を 透明電極とする必要があり、その場合、 EL発光の透過率を 70%以上の値とすること が好ましい。なお、陰極についても、陽極と同様に、真空蒸着法や、スパッタリング法 等の乾燥状態での成膜が可能な方法を用いて形成することが好まし 、。
[0049] 本発明の有機 EL素子における支持基板は、機械的強度に優れ、水分や酸素の透 過性が少ないものが好ましぐ具体的には、ガラス板、金属板、セラミックス板、あるい はプラスチック板 (ポリカーボネート榭脂、アクリル榭脂、塩化ビュル榭脂、ポリエチレ ンテレフタレート榭脂、ポリイミド榭脂、ポリエステル榭脂、エポキシ榭脂、フエノーノレ 榭脂、シリコン榭脂、フッ素榭脂等)等を挙げることができる。また、これらの材料から なる支持基板は、有機 EL素子内への水分の侵入を避けるために、さらに無機膜を 形成したり、フッ素榭脂を塗布して、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ま しい。また、特に有機薄膜層への水分の侵入を避けるために、支持基板における含 水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。具体的に、支持基板の含水率を 0. 0001重量％以下及びガス透過係数を 1 X 10— 13cc'cmZcm2' sec.cmHg以下と することがそれぞれ好ま 、。
実施例
[0050] 次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
なお、各実施例において得られた有機 EL素子の性能は、以下のようにして評価した
(1)初期性能:所定の電圧を印可し、その時の電流密度を測定すると同時に、輝度 計で発光輝度値と CIE1931色度座標にての色度座標を測定し評価した。
(2)寿命:初期輝度 lOOOcdZm2で定電流駆動し、輝度の半減期、及び色度の変 化で評価した。
[0051] 実施例 1
(1)化合物 (H— 1)の合成
化合物 (H— 1)を以下のようにして合成した。
[化 14]
Figure imgf000028_0001
(中間体 a) (H - 1 )
[0052] 300ml三つ口フラスコに、 4ーブロモアセトフエノン 19. 9g (100mmol)と 1 ナフト アルデヒド 15. 6g (100mmol)とを入れ、アルゴン置換を行った。次いで、エタノール 200mlと 1規定のナトリウムメトキシド Zメタノール溶液 10mlを添カ卩し、室温で 5時間 撹拌した。その後、 70°Cのオイルバスにて昇温しエタノールを還流させながらさらに 4 時間反応した。次いで、ベンズアミジン'塩酸塩 9. 40g (60mmol)、水酸化ナトリウム 8. 00g (200mmol)を添加して、 70°Cのオイルバスにて昇温し 5時間反応した。反 応終了後、析出物をろ別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶媒:塩化メチ レン)で精製し、（中間体 a) 15. 7gを得た (収率 35. 9%)。
100ml三つ口フラスコに、（中間体 a) 3. 06g (7mmol)、 4ー（N—力ルバゾリル）フ ェ-ルボロン酸 2. 41g (8. 4mmol)、テトラキス（トリフエ-ルホスフィン）パラジウム（0 ) 0. 291g (0. 25mmol, 3 %Pd)を人れ容器内をァノレゴン置換した。さらに、 1 , 2— ジメトキシェタン 26ml、及び 2M—炭酸ナトリウム水溶液 12. 5ml (3eq)をカ卩え、 90 °Cのオイルバスで 9時間加熱還流した。一晩後、イオン交換水、塩化メチレンを加え 、有機層を抽出、イオン交換水、飽和食塩水で洗浄した。次いで、無水硫酸マグネシ ゥムで乾燥、溶媒を留去した。残查の灰色固体 3. 57gをシリカゲルカラムクロマトダラ フィー (展開溶媒:へキサン Z塩化メチレン)にて精製し、溶媒を留去しィ匕合物 (H—1 ) 2. 94gを得た。得られた化合物（H— 1)につ!/、て FD— MS (フィールドディソープ シヨンマススペクトル）を測定した結果を以下に示す。
FD— MSxalcd for C H N =600, found m/z=600 (M+ , 100)
43 29 3
(2)有機 EL素子の作成
25mm X 75mm X 0. 7mm厚の ITO透明電極付きガラス基板をイソプロピルアル コール中で超音波洗浄を 5分間行なった後、 UVオゾン洗浄を 30分間行なった。洗 浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透 明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚 10nmの銅 フタロシアニン膜 (以下「CuPc膜」と略記する。）を成膜した。この CuPc膜は、正孔注 入層として機能する。 CuPc膜上に膜厚 30nmの 4, 4 '—ビス [N— ( 1—ナフチル） - N—フエニルァミノ]ビフエ-ル膜 (以下「ひ— NPD膜」と略記する。）を成膜した。この a—NPD膜は正孔輸送層として機能する。さらに、 oc— NPD膜上に、上記化合物（ H— 1)をホスト材料とし、同時にりん光発光性の Ir金属錯体ドーパントとして、赤色発 光の上記トリス（2—フエ-ルイソキノリン)イリジウム（以下「（Ir ( ））」と略記する。）を
3
添加して蒸着し膜厚 30nmの発光層を成膜した。発光層中における Ir(piq)の濃度は 15重量％とした。発光層上に膜厚 lOnmの（1, 1 '—ビスフエニル）—4—ォラート)ビ ス（2—メチル—8—キノリノラート)アルミニウム（以下、「BAlq膜」と略記する。）を成 膜した。この BAlq膜は正孔障壁層として機能する。さらにこの膜上に膜厚 40nmの 8 —ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体 (以下、「Alq膜」と略記する。）を成膜した。こ の Alq膜は電子注入層として機能する。この後ハロゲンィ匕アルカリ金属である LiFを 0 . 2nmの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを 150nmの厚さに蒸着した。この AlZLi Fは陰極として働く。このようにして有機 EL素子を作製した。
[0054] [化 15]
Figure imgf000030_0001
[0055] 得られた素子について、通電試験を行なったところ、電圧 5. 7V、電流密度 1. lm A/cm2にて、発光輝度 101. Ocd/m2の赤色発光が得られ、色度座標は (0. 668 , 0. 327)、発光効率は 9. 2cdZAであった。また、この素子を初期輝度 lOOOcdZ m2にて定電流駆動させ、発光輝度 500cd/m2まで半減する時間は 25400時間で めつに。
[0056] 実施例 2〜3
実施例 1において、発光層のホスト材料として、化合物 (H— 1)の代わりに、下記化 合物 (H— 2)、化合物 (H— 3)を用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。 得られた有機 EL素子について、実施例 1と同様にして通電試験及び寿命を評価し た結果を表 1に示す。
[化 16]
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
(中間体 b ) (H- 4 ) 300ml三つ口フラスコに、 1，一ァセトナフトン 17. Og (lOOmmol)と 1—ナフトアル デヒド 15. 6g (100mmol)を入れ、アルゴン置換を行った。次いで、エタノール 200 mlと 1規定のナトリウムメトキシド Zメタノール溶液 10mlを添カ卩し、室温で 5時間撹拌 した。その後、 70°Cのオイルバスにて昇温しエタノールを還流させながらさらに 4時間 反応した。次いで、 4 ブロモベンズアミジン'塩酸塩 14. lg (60mmol)、水酸化ナト リウム 8. 00g (200mmol)を添加して、 70°Cのオイルバスにて昇温し 5時間反応した 。反応終了後、析出物をろ別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶媒:塩ィ匕 メチレン)で精製し、（中間体 b) 20. 5gを得た (収率 42. 0%)。
100ml三つ口フラスコに、（中間体 b) 3. 41g (7mmol)、4— (N—カルバゾリル）フ ェ-ルボロン酸 2. 41g (8. 4mmol)、テトラキス（トリフエ-ルホスフィン）パラジウム（0 ) 0. 291g (0. 25mmol, 3%Pd)を入れ容器内をアルゴン置換した。さらに 1, 2 ジ メトキシェタン 26ml、及び 2M—炭酸ナトリウム水溶液 12. 5ml (3eq)をカ卩え、 90°C のオイルバスで 9時間加熱還流した。一晩後、イオン交換水、塩化メチレンを加え、 有機層を抽出、イオン交換水、飽和食塩水で洗浄した。次いで、無水硫酸マグネシ ゥムで乾燥、溶媒を留去した。残查の灰色固体 3. 48gをシリカゲルカラムクロマトダラ フィー (展開溶媒:へキサン Z塩化メチレン)にて精製し、溶媒を留去し化合物 (H— 4 ) 2. 83gを得た。得られたィ匕合物 (H— 4)について FD— MSを測定した結果を以下 に示す。
FD-MS:calcd for C H N =650, found m/z=650 (M+ ,100)
48 31 3
実施例 1において、発光層のホスト材料として、化合物 (H— 1)の代わりに、得られ た化合物 (H— 4)を用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
得られた有機 EL素子について、実施例 1と同様にして通電試験及び寿命を評価し た結果を表 1に示す。
[0059] 実施例 5 (化合物 (H— 5)の合成及び有機 EL素子の作製）
化合物 (H - 5)を以下のようにして合成した。
[化 18]
Figure imgf000032_0001
(中間体 (H - 5 )
[0060] 300ml三つ口フラスコに、 4—ブロモアセトフエノン 19. 9g (100mmol)と 9—フエナ ンスリンアルデヒド 20. 6g (100mmol)とを入れ、アルゴン置換を行った。次いで、ェ タノール 200mlと 1規定のナトリウムメトキシド Zメタノール溶液 10mlを添カ卩し、室温 で 5時間撹拌した。その後、 70°Cのオイルバスにて昇温しエタノールを還流させなが らさらに 4時間反応した。次いで、ベンズアミジン ·塩酸塩 9. 40g (60mmol)、水酸ィ匕 ナトリウム 8. 00g (200mmol)を添加して、 70°Cのオイルバスにて昇温し 5時間反応 した。反応終了後、析出物をろ別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶媒： 塩化メチレン)で精製し、（中間体 c) 19. Ogを得た (収率 39. 0%)。
100ml三つ口フラスコに、（中間体 c) 3. 41g (7mmol)、4—(N—力ルバゾリル）フ ェ-ルボロン酸 2. 41g (8. 4mmol)、テトラキス（トリフエ-ルホスフィン）パラジウム（0 ) 0. 291g (0. 25mmol, 3%Pd)を入れ容器内をアルゴン置換した。さらに 1, 2—ジ メトキシェタン 26ml、及び 2M—炭酸ナトリウム水溶液 12. 5ml (3eq)をカ卩え、 90°C のオイルバスで 9時間加熱還流した。一晩後、イオン交換水、塩化メチレンを加え、 有機層を抽出、イオン交換水、飽和食塩水で洗浄した。次いで、無水硫酸マグネシ ゥムで乾燥、溶媒を留去した。残查の灰色固体 3. 40gをシリカゲルカラムクロマトダラ フィー (展開溶媒:へキサン Z塩化メチレン)にて精製し、溶媒を留去しィ匕合物 (H— 5 ) 2. 77gを得た。得られたィ匕合物 (H— 5)について FD— MSを測定した結果を以下 に示す。
FD-MS:calcd for C H N =650, found m/z=650 (M+ ,100)
48 31 3
実施例 1において、発光層のホスト材料として、化合物 (H— 1)の代わりに、得られ た化合物 (H— 5)を用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
得られた有機 EL素子について、実施例 1と同様にして通電試験及び寿命を評価し た結果を表 1に示す。
[0061] 実施例 6 (化合物 (H— 6)の合成及び有機 EL素子の作製）
化合物 (H— 6)を以下のようにして合成した。
[化 19]
Figure imgf000033_0001
(中間体 d ) (中間体 e ) (I I - 6 )
[0062] 300ml三つ口フラスコに、 1，一ァセトナフトン 17. Og (lOOmmol)と 1—ナフトアル デヒド 15. 6g (100mmol)を入れ、アルゴン置換を行った。次いで、エタノール 200 mlと 1規定のナトリウムメトキシド Zメタノール溶液 10mlを添カ卩し、室温で 5時間撹拌 した。その後、 70°Cのオイルバスにて昇温しエタノールを還流させながらさらに 4時間 反応した。次いで、 4 ョードベンズアミジン'塩酸塩 17. 0g (60mmol)、水酸化ナト リウム 8. 00g (200mmol)を添加して、 70°Cのオイルバスにて昇温し 5時間反応した 。反応終了後、析出物をろ別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (展開溶媒:塩ィ匕 メチレン)で精製し、（中間体 d) 19. 9gを得た (収率 37. 3%)。
100ml三つ口フラスコに、（中間体 d) 5. 61g (10. 5mmol)、 3 ブロモフエ-ルポ ロン酸 2. Olg (lOmmol)、テトラキス（トリフエ-ルホスフィン）パラジウム（0) 0. 347g (0. 3mmol, 3 %Pd)を入れ容器内をアルゴン置換した。さらに 1, 2—ジメトキシエタ ン 20ml、及び 2M—炭酸ナトリウム水溶液 15. Oml (3eq)を加え、 90°Cのオイルバス で 9時間加熱還流した。一晩後、イオン交換水、塩化メチレンを加え、有機層を抽出 、イオン交換水、飽和食塩水で洗浄した。次いで、無水硫酸マグネシウムで乾燥、溶 媒を留去した。残查の灰色固体 3. 48gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶 媒:へキサン Z塩化メチレン）にて精製し、溶媒を留去し（中間体 e) 4. 36g (7. 73m mol、収率 77. 3%)を得た。
100ml三つ口フラスコに、（中間体 e) 3. 94g (7mmol)、 4— (N—カルバゾリル）フ ェ-ルボロン酸 2. 41g (8. 4mmol)、テトラキス (トリフエ-ルホスフィン)パラジウム（0) 0. 291g (0. 25mmol, 3%Pd)を入れ容器内をアルゴン置換した。さらに 1, 2—ジ メトキシェタン 26ml、及び 2M—炭酸ナトリウム水溶液 12. 5ml (3eq)をカ卩え、 90°C のオイルバスで 9時間加熱還流した。一晩後、イオン交換水、塩化メチレンを加え、 有機層を抽出、イオン交換水、飽和食塩水で洗浄した。次いで、無水硫酸マグネシ ゥムで乾燥、溶媒を留去した。残查の灰色固体 3. 84gをシリカゲルカラムクロマトダラ フィー (展開溶媒:へキサン Z塩化メチレン)にて精製し、溶媒を留去し化合物 (H— 6 ) 2. 88gを得た。得られたィ匕合物 (H— 6)について FD— MSを測定した結果を以下 に示す。
FD— MSxalcd for C H N =726, found m/z=726 (M+ ,100)
54 35 3
実施例 1において、発光層のホスト材料として、化合物 (H— 1)の代わりに、得られ た化合物 (H— 6)を用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
得られた有機 EL素子について、実施例 1と同様にして通電試験及び寿命を評価し た結果を表 1に示す。
[0063] 実施例 7 (有機 EL素子の作製）
実施例 1において、金属錯体ドーパントとして Ir(piq)の代わりに、橙色発光の上記
3
Ir(pq) (aCaC)を用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
2
得られた有機 EL素子について、実施例 1と同様にして通電試験及び寿命を評価し た結果を以下に示す。
[0064] 比較例 1 (有機 EL素子の作製） 実施例 1において、発光層中の金属錯体ドーパントとして Ir(piq) (acac)の代わりに、
2
緑色発光の下記 Ir(ppy)を用い、その発光層中の濃度を 5重量％とした以外は同様
3
にして有機 EL素子を作製した。
得られた有機 EL素子について、実施例 1と同様にして通電試験及び寿命を評価し た結果を表 1に示す。表 1に示すように、比較例 1の有機 EL素子は、寿命が短く非実 用的であった。
[化 20]
Figure imgf000035_0001
lr(ppy)3
[0065] 比較例 2 (有機 EL素子の作製）
実施例 1において、発光層中のホスト材料として化合物 (H— 1)の代わりに、下記 C BPを用いた以外は同様にして有機 EL素子を作製した。
得られた有機 EL素子について、実施例 1と同様にして通電試験及び寿命を評価し た結果を表 1に示す。表 1に示すように、比較例 2の有機 EL素子は、寿命が短く非実 用的であった。
[化 21]
Figure imgf000035_0002
[0066] [表 1] 表 1
Figure imgf000036_0001
[0067] 表 1に示すように、実施例 1〜7の有機 EL素子は、縮合環含有化合物と赤色系の 発光性金属錯体から発光層が形成されたことにより、比較例 1の緑色系の発光性錯 体を用いた有機 EL素子に対し、寿命が 100倍以上という極めて優れた効果を得た。 また、比較例 2でりん光材料として広く使用されている公知の化合物 CBPをホスト材 料として赤色系の発光性金属錯体と組み合わせて発光層を形成した場合に対し、寿 命が 2〜3倍と 、う顕著な効果も得て!、る。
産業上の利用可能性
[0068] 以上詳細に説明したように、本発明の有機 EL素子は、発光効率及び耐熱性が高く 、寿命が極めて長いため、実用的である。
このため、フルカラーディスプレイ、情報表示機器、車載表示機器、照明器具として 極めて実用的かつ有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 陰極と陽極間に少なくとも発光層を有する一層又は複数層からなる有機薄膜層が 挟持されている有機エレクト口ルミネッセンス素子において、該発光層が縮合環含有 化合物と赤色系の発光性金属錯体とを含有する有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[2] 前記縮合環含有化合物がホスト材料であり、前記赤色系の発光性金属錯体がりん 光性ドーパントである請求項 1に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[3] 前記赤色系が、黄色、燈色、赤燈色、又は赤色である請求項 1又は 2に記載の有機 エレクトロノレミネッセンス素子。
[4] 前記赤色系の発光性金属錯体が、 560〜700nmにピーク波長を有する発光スぺ タトルを示す請求項 1〜3のいずれかに記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[5] 前記縮合環含有化合物が、下記一般式（1)及び Z又は（2)で表される化合物であ る請求項 1〜4のいずれかに記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
(Cz-L) FA · · · (1)
m
(Cz)— L FA · · · (2)
[式中、 Czは、下記一般式（3)〜（8)のいずれかで表される力ルバゾリル基類又はィ ンドリル基類であり、
[化 1]
Figure imgf000037_0001
(式中、 a及び bは、それぞれ 0〜4の整数である。
Rは、置換基を有していてもよい核炭素数 6〜50のァリール基、置換基を有してもよ い核原子数 5〜50の複素環基、置換基を有してもよい炭素数 1〜50のアルキル基、 置換基を有してもょ 、炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換基を有してもよ!、核炭素 数 7〜50のァラルキル基、置換基を有してもょ 、核炭素数 5〜50のァリールォキシ 基、置換基を有してもよい核炭素数 5〜50のァリールチオ基、カルボキシル基、ハロ ゲン原子、シァノ基、ニトロ基又はヒドロキシル基であり、 Rが複数の場合、互いに結 合して環構造を形成して 、てもよ 、。
Vは、単結合、— CR R '―、 -SiR R '―、— O—、— CO—又は— NR (R 及
0 0 0 0 0 0 び R 'は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよい核炭素数 6〜50のァリ
0
ール基、置換基を有してもよ!ヽ核原子数 5〜50複素環基又は置換基を有してもょ ヽ 炭素数 1〜50のアルキル基である。）である。
Eは、記号 Eを囲む円が示す環状構造を示しており、置換基を有してもよい核炭素 数 3〜20で炭素原子が窒素原子で置き換わってもよ 、シクロアルカン残基、置換基 を有してもょ 、核炭素数 4〜50の芳香族炭化水素基又は置換基を有してもょ ヽ核原 子数 4〜50の複素環基である。 )
Lは、単結合、核炭素数 6〜50の芳香族炭化水素環基、核炭素数 2〜50の複素環 基、核炭素数 2〜50のァリール置換複素環基、核炭素数 2〜50のジァリール置換複 素環基、又は核炭素数 2〜50のトリアリール置換複素環基であり、これら各基は置換 基を有して 、てもよく、 Lが複数の場合は同一でも異なって 、てもよ 、。
m及び nは、それぞれ 0〜 10の整数である。
FAは、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の縮合環基である。ただし、 FAが無 置換のカルバゾリル基である場合はない。 ]
前記縮合環含有化合物における縮合環基が、ナフチル基、アントラニル基、フエナ ンスリル基、ピレ-ル基、コ口-ル基、ベンゾチオフヱ-ル基、ォキサジァゾリル基、ジ フエ-ルアントラ-ル基、インドリル基、ベンゾキノリル基、フルォレ -ル基、ビスフルォ レニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ビラジニル基、ピリミジニル基、インダゾリル 基、プリ-ル基、フタラジニル基、ナフチリジ-ル基、キノキサリニル基、キナゾリニル 基、シンノリ-ル基、プテリジ-ル基、ペリミジ -ル基、フエナント口リル基、ピロロイミダ ゾリル基、ピロロトリアゾリル基、ピラゾロイミダゾリル基、ピラゾロトリアゾリル基、ピラゾ 口ピリミジニル基、ピラゾロトリアジニル基、イミダゾイミダゾリル基、イミダゾピリダジ-ル 基、イミダゾピリジ-ル基、イミダゾビラジニル基、トリァゾロピリジ-ル基、ベンゾイミダ ゾリル基、ナフトイミダゾリル基、ベンゾォキサゾリル基、ナフトォキサゾリル基、ベンゾ チアゾリル基、ナフトチアゾリル基、ベンゾトリァゾリル基、テトラザインデュル基及びト リアジニル基の中力 選ばれる少なくとも一種である請求項 1〜5のいずれかに記載 の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
陰極と有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントが添加されている請求項 1〜6 のいずれかに記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
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