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JP7655153B2 - Organic metal complex and its synthesis method, organic copper complex synthesis method, film, organic electronics device, and organic electroluminescence element - Google Patents
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JP7655153B2 - Organic metal complex and its synthesis method, organic copper complex synthesis method, film, organic electronics device, and organic electroluminescence element - Google Patents

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Description

本発明は、有機金属錯体とその合成方法、有機銅錯体の合成方法、フィルム、有機エレクトロニクスデバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より詳しくは、光学的又は電子工学的に優れた機能を有する有機金属錯体とその合成方法、有機銅錯体の合成方法、当該有機金属錯体を含有するフィルム及び有機エレクトロニクスデバイス、特に、駆動電圧が低下し外部取り出し効率が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することに関する。 The present invention relates to an organometallic complex and a method for synthesizing the same, a method for synthesizing an organocopper complex, a film, an organic electronics device, and an organic electroluminescence element. More specifically, the present invention relates to an organometallic complex having excellent optical or electronic functions and a method for synthesizing the same , a method for synthesizing an organocopper complex, a film and an organic electronics device containing the organometallic complex, and in particular to an organic electroluminescence element having a reduced driving voltage and improved external extraction efficiency.

ポルフィリン、マクロライド、クラウンエーテル等の概ね10個以上の原子からなる環状構造を持つ有機化合物は、大員環化合物と呼ばれ、一部は、環状構造の中心において金属原子又はイオンと配位し、錯体を形成することができる。 Organic compounds with a ring structure consisting of approximately 10 or more atoms, such as porphyrins, macrolides, and crown ethers, are called macrocyclic compounds, and some of them can coordinate with metal atoms or ions at the center of the ring structure to form complexes.

このような大員環化合物を配位子とする有機金属錯体は、光学的又は電子工学的に優れた機能を有するものが多く、さまざまな分野で利用されている。例えば、フタロシアニンは、立体障害の少ない平面構造をとるため、分子全体にπ電子共役系が広がっており、銅との錯体においては、色合いに優れ鮮明で、耐久性に優れることから、青色の有機顔料、記録媒体としてのCD-R、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機トランジスタ等に幅広く利用されている。 Many of the organometallic complexes that have such macrocyclic compounds as ligands have excellent optical or electronic functions, and are used in a variety of fields. For example, phthalocyanine has a planar structure with little steric hindrance, so the π-electron conjugated system spreads throughout the molecule, and in complexes with copper, the color is excellent and clear, and it is also highly durable, so it is widely used in blue organic pigments, CD-Rs as recording media, organic electroluminescence elements, organic transistors, etc.

このような大員環化合物は、特異な構造に由来してさまざまな機能を有しており、幅広い分野での利用が期待されている一方、簡便でかつ効率的な製造(合成)方法は限られている。このため、大員環化合物及び大員環化合物を配位子とする有機金属錯体の、簡便でかつ効率的な製造方法については、研究・開発が重ねられてきた。 These macrocyclic compounds have various functions due to their unique structures, and are expected to be used in a wide range of fields. However, there are only a limited number of simple and efficient methods for producing (synthesizing) them. For this reason, research and development has been conducted into simple and efficient methods for producing macrocyclic compounds and organometallic complexes that have macrocyclic compounds as ligands.

非特許文献1では、6つのピリジンが単結合により結合した環状化合物の合成方法について記載されている。しかし、当該合成方法では、結合した6つのピリジンの両末端を選択的に結合させる方法については記載されておらず、環状化合物の収率は極めて低かった。 Non-Patent Document 1 describes a method for synthesizing a cyclic compound in which six pyridines are bonded by single bonds. However, this synthesis method does not describe a method for selectively bonding both ends of the six bonded pyridines, and the yield of the cyclic compound was extremely low.

非特許文献2及び3についても、選択的に環状化合物を合成する方法については、記載されておらず、環状化合物の収率は極めて低かった。また、非特許文献2に記載の技術は、中心の金属原子又はイオンがナトリウムの場合についてのみ用いることができ、その他の金属種を用いる技術については更に検討する余地があった。 Non-Patent Documents 2 and 3 also do not describe a method for selectively synthesizing cyclic compounds, and the yield of cyclic compounds was extremely low. In addition, the technology described in Non-Patent Document 2 can only be used when the central metal atom or ion is sodium, and there is room for further study on technologies using other metal species.

Newkome,G.R.et al.J.Am.Chem.Soc.1983,105,5956.Newkome, G. R. et al. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 5956. Toner,J.L.Tetrahedron Lett.1983.24.2707.Toner, J. L. Tetrahedron Lett. 1983.24.2707. Bell,T.W.et al.J.Am.Chem.Soc.1986,108,8109Bell, T. W. et al. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 8109

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、光学的又は電子工学的に優れた機能を有する有機金属錯体とその合成方法、有機銅錯体の合成方法、当該有機金属錯体を含有するフィルム及び有機エレクトロニクスデバイス、特に、駆動電圧が低下し外部取り出し効率が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above problems and circumstances, and the problem to be solved by the present invention is to provide an organometallic complex having excellent optical or electronic engineering functions and a method for synthesizing the same , a method for synthesizing an organocopper complex, a film and an organic electronics device containing the organometallic complex, and in particular an organic electroluminescent element having a reduced driving voltage and improved external extraction efficiency.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、下記一般式(1)で表される構造を有することを特徴とする有機金属錯体において、光学的又は電気的に優れた機能を有することを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have investigated the causes of the above-mentioned problems and have found that an organometallic complex having a structure represented by the following general formula (1) has excellent optical or electrical functions, thereby completing the present invention.
That is, the above-mentioned problems of the present invention are solved by the following means.

1.下記構造式MO-7、MO-8、MO-9、MO-10、MO-11、MO-16、MO-17、MO-18、MO-20、MO-23及びMO-24で表される構造を有する
ことを特徴とする有機金属錯体。
1. An organometallic complex having a structure represented by the following structural formulae MO-7, MO-8, MO-9, MO-10, MO-11, MO-16, MO-17, MO-18, MO-20, MO-23 and MO-24 .

2.下記一般式(3)で表される構造を有する有機金属錯体を合成する有機金属錯体の合成方法であって、
金属原子又はイオン共存下で、カップリング反応により、配位子を環状化する工程を有し、
前記金属は、Ni又はPdである
ことを特徴とする有機金属錯体の合成方法。
(式中、R ~R は、各々独立に、水素原子又は置換基を表す。Mは、ナトリウム以外の金属原子又はイオンを表す。nは、4~8の自然数を表し、n個のR ~R は、それぞれ同じである。)
3.前記配位子を環状化する工程の後、前記配位子を環状化する工程で用いた前記金属とは異なる種の金属塩共存下で、反応により、環状化した前記配位子の中心の金属原子又はイオンを入れ替える工程、を有する、
ことを特徴とする第2項に記載の有機金属錯体の合成方法。
4.第3項に記載の有機金属錯体の合成方法を用いる
ことを特徴とする有機銅錯体の合成方法。
2. A method for synthesizing an organometallic complex having a structure represented by the following general formula (3) ,
The method includes a step of cyclizing the ligand by a coupling reaction in the presence of a metal atom or ion,
The metal is Ni or Pd.
1. A method for synthesizing an organometallic complex comprising the steps of:
(In the formula, R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. M represents a metal atom or ion other than sodium. n represents a natural number from 4 to 8, and the n R 1 to R 3 are each the same.)
3. After the step of cyclizing the ligand, a step of replacing the central metal atom or ion of the cyclized ligand by a reaction in the presence of a metal salt different from the metal used in the step of cyclizing the ligand,
3. The method for synthesizing the organometallic complex according to claim 2.
4. Using the method for synthesizing the organometallic complex described in Item 3.
1. A method for synthesizing an organocopper complex comprising the steps of:

5.第1項に記載の有機金属錯体を含有する
ことを特徴とするフィルム。
5. A film comprising the organometallic complex according to claim 1 .

6.第1項に記載の有機金属錯体を含有する有機機能層を有する
ことを特徴とする有機エレクトロニクスデバイス。
6. An organic electronics device having an organic functional layer containing the organometallic complex according to claim 1.

7.第1項に記載の有機金属錯体を含有する有機機能層を有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. An organic electroluminescence device comprising an organic functional layer containing the organometallic complex according to claim 1.

本発明の上記手段により、光学的又は電子工学的に優れた機能を有する有機金属錯体とその合成方法、有機銅錯体の合成方法、当該有機金属錯体を含有するフィルム及び有機エレクトロニクスデバイス、特に、駆動電圧が低下し外部取り出し効率が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。 The above-mentioned means of the present invention can provide an organometallic complex having excellent optical or electronic functions and a method for synthesizing the same, a method for synthesizing an organocopper complex, a film containing the organometallic complex, and an organic electronics device, in particular an organic electroluminescent element having a reduced driving voltage and improved external extraction efficiency.

本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。 Although the mechanism by which the effects of the present invention are expressed or acted upon has not been clarified, it is speculated as follows.

大員環化合物は、優れた機能を有するものが多く、幅広い分野での利用が期待されている一方、簡便でかつ効率的な製造(合成)方法は限られている。このため、大員環化合物の、簡便でかつ効率的な製造方法については、研究・開発が重ねられてきた。 Many macrocyclic compounds have excellent functions and are expected to be used in a wide range of fields, but there are only a limited number of simple and efficient methods for their production (synthesis). For this reason, research and development has been conducted into simple and efficient methods for the production of macrocyclic compounds.

一般的に、大員環化合物を合成する際の環状化反応は、環状化させたい反応点同士が出会う確率が低いため、反応物が鎖状に結合した化合物が生成しやすく、環状の化合物は生成しづらい。環状化合物の収率を向上させる方法としては、後述する高度希釈法が用いられるが、大量の溶媒を必要とするため、技術的・コスト的負荷が大きい。 In general, in the cyclization reaction for synthesizing macrocyclic compounds, the probability of the desired reaction points meeting each other is low, so it is easy to produce compounds in which the reactants are bonded in a chain shape, and it is difficult to produce cyclic compounds. The high dilution method described below is used to improve the yield of cyclic compounds, but it requires a large amount of solvent, which is technically and costly.

本発明者が検討を重ねたところ、後述する鋳型反応を用いることにより、技術的・コスト的負荷を抑えつつ、高い収率で環状化合物が合成できることがわかった。また、この鋳型反応を用いることにより、大員環化合物を配位子とする有機金属錯体が形成されるが、この有機金属錯体は、光学的又は電子工学的に優れた機能を有することがわかった。さらに、ここで形成される有機金属錯体の金属種は、鋳型反応に用いられる特定の金属種であるが、大員環化合物を合成した後、中心の金属種を入れ替えることによって、その他の金属種を用いた有機金属錯体を合成できることがわかった。 After extensive research, the inventors found that by using the template reaction described below, cyclic compounds can be synthesized in high yields while minimizing technical and cost burdens. In addition, by using this template reaction, an organometallic complex with a macrocyclic compound as a ligand is formed, and it was found that this organometallic complex has excellent optical and electronic functions. Furthermore, the metal species of the organometallic complex formed here is the specific metal species used in the template reaction, but it was found that by replacing the central metal species after synthesizing the macrocyclic compound, organometallic complexes using other metal species can be synthesized.

有機EL素子の構成の一例を示す模式図FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an organic EL element. 有機EL素子中での電荷の流れと発光のメカニズム示す模式図Schematic diagram showing the mechanism of charge flow and light emission in an organic EL element バルクヘテロジャンクション型の有機光電変換素子からなる太陽電池の一例を示す模式図A schematic diagram showing an example of a solar cell made of a bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element.

本発明の有機金属錯体は、上記一般式(1)で表される構造を有することを特徴とする。
この特徴は、下記実施形態に共通する又は対応する技術的特徴である。
The organometallic complex of the present invention is characterized by having a structure represented by the above general formula (1).
This feature is a technical feature common to or corresponding to the following embodiments.

本発明の実施形態としては、本発明の効果発現の観点から、前記有機金属錯体が、上記一般式(2)で表される構造を有することが好ましく、さらに、上記一般式(3)で表される構造を有することが好ましい。 In an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention, it is preferable that the organometallic complex has a structure represented by the above general formula (2), and more preferably has a structure represented by the above general formula (3).

本発明の有機金属錯体の合成方法は、金属原子又はイオン共存下で、カップリング反応により、配位子を環状化する工程を有することを特徴とする。 The method for synthesizing an organometallic complex of the present invention is characterized by having a step of cyclizing a ligand by a coupling reaction in the presence of a metal atom or ion.

また、本発明の有機金属錯体は、好適にフィルムに含有される。 The organometallic complex of the present invention is also preferably contained in a film.

さらに、本発明の有機金属錯体は、有機エレクトロニクスデバイスや有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機機能層に好適に含有される。 Furthermore, the organometallic complex of the present invention is suitably contained in an organic functional layer that constitutes an organic electronics device or an organic electroluminescence element.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 The present invention, its components, and the forms and modes for implementing the present invention are described in detail below. Note that in this application, "~" is used to mean that the numerical values before and after it are included as the lower and upper limits.

≪本発明の有機金属錯体の概要≫
本発明の有機金属錯体は、下記一般式(1)で表される構造を有することを特徴とする。
<<Summary of the organometallic complex of the present invention>>
The organometallic complex of the present invention is characterized by having a structure represented by the following general formula (1):

Figure 0007655153000005
Figure 0007655153000005

(式中、Mは、ナトリウム以外の金属原子又はイオンを表す。Arは、各々独立に、2価の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよく、縮環していてもよい。mは、0~6の自然数を表す。mが、2~6の自然数を表す場合、m個のArは、全て同じでも、全て異なっていてもよい。Arは、各々独立に、金属原子又はイオンMと結合している少なくとも1つの窒素原子を有する2価の芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよく、縮環していてもよい。nは、1~6の自然数を表す。nが2~6の自然数を表す場合、n個のArは、全て同じでも、全て異なっていてもよい。また、m及びnは、4≦m+n≦12を満たす。なお、m個のAr及びn個のArの結合順序は、特に制限されない。) (In the formula, M represents a metal atom or ion other than sodium. Each Ar 1 independently represents a divalent aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group, which may have a substituent or may be condensed. m represents a natural number of 0 to 6. When m represents a natural number of 2 to 6, m Ar 1s may all be the same or all different. Each Ar 2 independently represents a divalent aromatic heterocyclic group having at least one nitrogen atom bonded to a metal atom or ion M, which may have a substituent or may be condensed. n represents a natural number of 1 to 6. When n represents a natural number of 2 to 6, n Ar 2s may all be the same or all different. In addition, m and n satisfy 4≦m+n≦12. The bonding order of m Ar 1s and n Ar 2s is not particularly limited.)

本発明において、「錯体」とは、1つの原子又はイオンを中心として、その周りにいくつかの他の原子、イオン、分子又は原子団(これらを「配位子」という。)が、方向性をもって立体的に結合してつくる1つの原子集団のことをいう。なお、結合は、上記一般式(1)において、金属原子又はイオンMとArとをつなぐ点線で表される。 In the present invention, the term "complex" refers to an atomic group formed by directional three-dimensional bonding of several other atoms, ions, molecules, or atomic groups (these are called "ligands") around one atom or ion at the center. The bond is represented by the dotted line connecting the metal atom or ion M and Ar2 in the above general formula (1).

錯体の中でも、中心の原子又はイオンが金属原子又はイオンである場合を、「金属錯体」といい、さらに、配位子が有機化合物である場合を、「有機金属錯体」という。 When the central atom or ion of a complex is a metal atom or ion, it is called a "metal complex," and when the ligand is an organic compound, it is called an "organometallic complex."

本発明の有機金属錯体は、Ar及びAr、又はArのみにより構成される大員環化合物と金属原子又はイオンMが結合して形成される。詳しくは、上記一般式(1)の点線で示すとおり、Ar中の1つの窒素原子が金属原子又はイオンMと結合する。この結合の仕組みは断定できないが、配位結合により結合していると考えられる。なお、Ar中の原子と金属原子又はイオンMは、結合していても結合していなくてもよい。 The organometallic complex of the present invention is formed by binding a macrocyclic compound composed of Ar1 and Ar2 , or Ar2 alone, to a metal atom or ion M. Specifically, as shown by the dotted line in the above general formula (1), one nitrogen atom in Ar2 is bound to a metal atom or ion M. Although the mechanism of this binding cannot be determined, it is believed to be bound by a coordinate bond. Note that the atom in Ar1 and the metal atom or ion M may or may not be bound.

「配位結合」とは、結合を形成する2つの原子の一方からのみ結合電子が分子軌道に提供される化学結合のことをいう。本発明においては、Ar中の1つの窒素原子の非共有電子対が提供され、金属原子又はイオンMと配位結合すると考えられる。 The term "coordinate bond" refers to a chemical bond in which bonding electrons are provided to a molecular orbital from only one of the two atoms forming the bond. In the present invention, it is considered that the unshared electron pair of one nitrogen atom in Ar2 is provided to form a coordinate bond with a metal atom or ion M.

本発明の有機金属錯体において、配位子である大員環化合物は環状構造を有し、金属原子又はイオンMと配位結合するAr中の1つの窒素原子は、環状構造の内側に位置する。窒素原子が環状構造の内側に位置することにより、環状構造の中心において金属原子又はイオンが配位しやすくなる。 In the organometallic complex of the present invention, the macrocyclic compound as the ligand has a cyclic structure, and one nitrogen atom in Ar2 which forms a coordinate bond with a metal atom or ion M is located inside the cyclic structure. By having the nitrogen atom located inside the cyclic structure, it becomes easier for a metal atom or ion to be coordinated to the center of the cyclic structure.

本発明に係る大員環化合物は、上記一般式(1)の曲線で示すとおり、m個のAr及びn個のArが、それぞれ、一か所の単結合により相互に結合した構造であり、そのうち、Arが、金属原子又はイオンMとの配位結合に寄与する。また、Arにおいて、窒素原子は2つ以上含まれていてもよいが、そのうち1つのみが金属原子又はイオンMとの配位結合に寄与する。そのため、大員環化合物と金属原子又はイオンMとの配位結合数はnであり、nは1~6の自然数をとり得ることから、本発明の有機金属錯体における配位結合数は、1~6の範囲内である。配位結合数を変化させることにより、本発明の有機金属錯体の特性が変化する。 As shown by the curve of the above general formula (1), the macrocyclic compound according to the present invention has a structure in which m Ar 1 's and n Ar 2's are mutually bonded via one single bond, and among them, Ar 2 contributes to a coordinate bond with a metal atom or ion M. Ar 2 may contain two or more nitrogen atoms, but only one of them contributes to a coordinate bond with a metal atom or ion M. Therefore, the number of coordinate bonds between the macrocyclic compound and a metal atom or ion M is n, and n can be a natural number from 1 to 6, so that the number of coordinate bonds in the organometallic complex of the present invention is within the range of 1 to 6. By changing the number of coordinate bonds, the properties of the organometallic complex of the present invention can be changed.

一例として、金属原子又はイオンMがNiである場合を考える。金属原子又はイオンの配位数はそれぞれの金属に固有のものであり、Niについては、配位数4又は6をとり得る。配位数が4である場合には、4つの配位結合が全て平面上にあるため、大員環化合物と4つの配位結合を有することが、安定性の観点から好ましい。また、配位数が6である場合には、大員環化合物と4つの配位結合を有し、さらに、他の配位子と2つの配位結合を有していることが、安定性の観点から好ましい。 As an example, consider the case where the metal atom or ion M is Ni. The coordination number of the metal atom or ion is specific to each metal, and for Ni, the coordination number can be 4 or 6. When the coordination number is 4, all four coordination bonds are on a plane, so it is preferable from the standpoint of stability to have four coordination bonds with the macrocyclic compound. On the other hand, when the coordination number is 6, it is preferable from the standpoint of stability to have four coordination bonds with the macrocyclic compound and two coordination bonds with other ligands.

なお、金属原子又はイオンMの配位数は限定されず、後述の本発明の有機金属錯体の製造方法で示すMO-9のように、大員環化合物と5つの配位結合を有し、さらに2つの塩化物イオンと配位結合を有してもよい。 The coordination number of the metal atom or ion M is not limited, and it may have five coordination bonds with the macrocyclic compound and two coordination bonds with chloride ions, as in MO-9 shown in the method for producing an organometallic complex of the present invention described later.

本発明の有機金属錯体における配位結合数は、Ar及びArの種類、並びに、中心の金属原子又はイオンの種類によって選択され得る。 The number of coordinate bonds in the organometallic complex of the present invention can be selected depending on the types of Ar 1 and Ar 2 and the type of the central metal atom or ion.

m及びnは、4≦m+n≦12を満たす。m+nの値が3以下であると、環状構造を形成できない、又は、環状構造を形成できても環の中心の空孔に金属原子又はイオンが入り込めず、有機金属錯体を形成できない。また、m+nの値が13以上であると、空孔が大きくなりすぎてしまい、金属原子又はイオンMと窒素原子との距離が大きくなるため、配位結合しづらくなる。 m and n satisfy the relationship 4≦m+n≦12. If the value of m+n is 3 or less, a ring structure cannot be formed, or even if a ring structure can be formed, the metal atom or ion cannot enter the hole in the center of the ring, making it impossible to form an organometallic complex. Also, if the value of m+n is 13 or more, the hole becomes too large, and the distance between the metal atom or ion M and the nitrogen atom becomes large, making it difficult to form a coordinate bond.

m及びnは、4≦m+n≦8であることが好ましく、5≦m+n≦6であることがより好ましい。m+nの値が、上記範囲内であることにより、大員環化合物が立体障害の少ない平面構造となるため、分子全体にπ電子共役系が広がりやすくなる。また、空孔の大きさが小さすぎたり大きすぎたりしないため、金属原子又はイオンMと窒素原子が配位結合しやすい。 It is preferable that m and n are 4≦m+n≦8, and more preferably 5≦m+n≦6. When the value of m+n is within the above range, the macrocyclic compound has a planar structure with little steric hindrance, so that the π-electron conjugated system spreads easily throughout the molecule. In addition, the size of the vacancy is neither too small nor too large, so that the metal atom or ion M and the nitrogen atom can easily form a coordinate bond.

Arは、各々独立に、2価の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよく、縮環していてもよい。Arは、金属原子又はイオンMとは、結合していても結合していなくてもよい。また、mは、0~6の自然数を表す。mが、2~6の自然数を表す場合、m個のArは、全て同じでも、全て異なっていてもよい。 Each Ar 1 independently represents a divalent aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group, which may have a substituent and may be condensed. Ar 1 may or may not be bonded to a metal atom or ion M. Furthermore, m represents a natural number of 0 to 6. When m represents a natural number of 2 to 6, m Ar 1s may be the same or different.

「2価の芳香族炭化水素基(「アリーレン基」ともいう。)」とは、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた2価の基、及び当該2価の基からなる群から選ばれる複数個(例えば、2~5個)が結合した2価の基のことをいう。2価の芳香族炭化水素基の炭素原子数は、通常、6~60であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18である。 The term "divalent aromatic hydrocarbon group (also called "arylene group")" refers to a divalent group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to carbon atoms constituting a ring from an aromatic hydrocarbon, and a divalent group to which a plurality of such divalent groups (e.g., 2 to 5) are bonded. The number of carbon atoms in a divalent aromatic hydrocarbon group is usually 6 to 60, preferably 6 to 30, and more preferably 6 to 18.

2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニレン基、ナフタレン-ジイル基、アントラセン-ジイル基、フェナントレン-ジイル基、ジヒドロフェナントレン-ジイル基、ナフタセン-ジイル基、フルオレン-ジイル基、ピレン-ジイル基、ペリレン-ジイル基、クリセン-ジイル基等が挙げられる。 Examples of divalent aromatic hydrocarbon groups include phenylene, naphthalene-diyl, anthracene-diyl, phenanthrene-diyl, dihydrophenanthrene-diyl, naphthacene-diyl, fluorene-diyl, pyrene-diyl, perylene-diyl, and chrysene-diyl groups.

また、「2価の芳香族複素環基」とは、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち2個の水素原子を除いた2価の基、及び当該2価の基からなる群から選ばれる複数(例えば、2~4個)が結合した2価の基のことをいう。 The term "divalent aromatic heterocyclic group" refers to a divalent group obtained by removing two hydrogen atoms from the hydrogen atoms directly bonded to the carbon atoms or heteroatoms that constitute the ring of an aromatic heterocyclic compound, and a divalent group to which multiple (e.g., 2 to 4) such divalent groups are bonded.

2価の芳香族複素環基(「ヘテロアリーレン基」ともいう。)としては、例えば、ピリジレン基(ピリジン-ジイル基)、ピリダジン-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、チエニレン(チオフェン-ジイル基)、キノリレン基(キノリン-ジイル基)、イソキノリレン基(イソキノリン-ジイル基)、オキサゾール-ジイル基、チアゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、ベンゾチアゾール-ジイル基、ベンゾチアジアゾール-ジイル基、フタルイミド-ジイル基、チエノチアゾール-ジイル基、チアゾロチアゾール-ジイル基、チエノチオフェン-ジイル基、チエノオキサゾール-ジイル基、ジベンゾフラン-ジイル基、ジベンゾチオフェン-ジイル基、カルバゾール-ジイル基などが挙げられる。 Examples of divalent aromatic heterocyclic groups (also referred to as "heteroarylene groups") include pyridylene groups (pyridine-diyl groups), pyridazine-diyl groups, imidazole-diyl groups, thienylene (thiophene-diyl groups), quinolylene groups (quinoline-diyl groups), isoquinolylene groups (isoquinoline-diyl groups), oxazole-diyl groups, thiazole-diyl groups, oxadiazole-diyl groups, benzothiazole-diyl groups, benzothiadiazole-diyl groups, phthalimido-diyl groups, thienothiazole-diyl groups, thiazolothiazole-diyl groups, thienothiophene-diyl groups, thienoxazole-diyl groups, dibenzofuran-diyl groups, dibenzothiophene-diyl groups, and carbazole-diyl groups.

これらの芳香族基(芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基)は、任意の位置に置換基を有していても良い。
置換基としては、例えば、フェニル基、ピリジル基、ピロール基、チエニル基、フリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、ピラジル基、ピリダジル基、トリアジニル基などの芳香族基、及びそれらがさらに縮合した縮合芳香族基(例えば、ナフチル基、キノリル基、イミダゾリル基、インドロイミダゾリル基、イミダゾイミダゾリル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、アザジベンゾフリル基、ベンズイミダゾリル基、キナゾリル基、ベンゾピラジニル基、など)、アルキル、分岐アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニルなどの脂肪族基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、カルボニル基、アシル基、エステル基、ウレイド基、ウレタン基、などの置換基、フッ素原子、塩素原子などのハロゲン原子などが挙げられ、中でも、芳香族基(縮合体を含む)、脂肪族基、シアノ基、アルコキシ基、フッ素原子であることが好ましい。
These aromatic groups (aromatic hydrocarbon groups and aromatic heterocyclic groups) may have a substituent at any position.
Examples of the substituent include aromatic groups such as a phenyl group, a pyridyl group, a pyrrole group, a thienyl group, a furyl group, an imidazolyl group, a pyrimidyl group, a pyrazyl group, a pyridazyl group, and a triazinyl group, and condensed aromatic groups obtained by further condensing these groups (e.g., a naphthyl group, a quinolyl group, an imidazolyl group, an indoloimidazolyl group, an imidazoimidazolyl group, a dibenzothienyl group, a dibenzofuryl group, an azadibenzofuryl group, a benzimidazolyl group, a quinazolyl group, a benzopi group, and the like). Examples of substituents include a radinyl group, an alkyl group, a branched alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and the like; a cyano group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an amino group, a carbonyl group, an acyl group, an ester group, a ureido group, a urethane group, and the like; and a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom. Among these, an aromatic group (including a condensate), an aliphatic group, a cyano group, an alkoxy group, and a fluorine atom are preferable.

Arは、各々独立に、金属原子又はイオンMと結合している少なくとも1つの窒素原子を有する2価の芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよく、縮環していてもよい。nは、1~6の自然数を表す。nが2~6の自然数を表す場合、n個のArは、全て同じでも、全て異なっていてもよい。 Each Ar 2 independently represents a divalent aromatic heterocyclic group having at least one nitrogen atom bonded to a metal atom or ion M, and may have a substituent or may be a condensed ring. n represents a natural number of 1 to 6. When n represents a natural number of 2 to 6, the n Ar 2 may be the same or different.

したがって、Arは、上記2価の芳香族複素環基のうち、窒素原子を有するものであり、例えば、ピリジレン基(ピリジン-ジイル基)、ピリダジン-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、キノリレン基(キノリン-ジイル基)、イソキノリレン基(イソキノリン-ジイル基)、オキサゾール-ジイル基、チアゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、ベンゾチアゾール-ジイル基、ベンゾチアジアゾール-ジイル基、フタルイミド-ジイル基、チエノチアゾール-ジイル基、チアゾロチアゾール-ジイル基、チエノオキサゾール-ジイル基、カルバゾール-ジイル基などが挙げられる。 Accordingly, Ar 2 is a divalent aromatic heterocyclic group having a nitrogen atom, and examples thereof include a pyridylene group (pyridine-diyl group), a pyridazine-diyl group, an imidazole-diyl group, a quinolylene group (quinoline-diyl group), an isoquinolylene group (isoquinoline-diyl group), an oxazole-diyl group, a thiazole-diyl group, an oxadiazole-diyl group, a benzothiazole-diyl group, a benzothiadiazole-diyl group, a phthalimido-diyl group, a thienothiazole-diyl group, a thiazolothiazole-diyl group, a thienoxazole-diyl group, and a carbazole-diyl group.

金属原子又はイオンMとしては、ナトリウム以外であれば特に制限されず、例えば、Li、K、Mg、Ca、Sr、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pd、Ag、Rh、Pt、Au、La、Ce、Er、及びそのイオンなどが挙げられ、中でも、Pd、Pt、Ag、Ni、Au、Rh、Ir、Co、Cu、及びそのイオン等が挙げられる。 The metal atom or ion M is not particularly limited as long as it is not sodium, and examples thereof include Li, K, Mg, Ca, Sr, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pd, Ag, Rh, Pt, Au, La, Ce, Er, and ions thereof, among which Pd, Pt, Ag, Ni, Au, Rh, Ir, Co, Cu, and ions thereof.

金属原子又はイオンMは、特に制限されないが、大員環化合物の空孔の大きさによって、配位できる金属が選択される。また、形成される有機金属錯体の特性は、配位する金属によって、大きく変化する。 There are no particular limitations on the metal atom or ion M, but the metal that can be coordinated is selected depending on the size of the vacancy in the macrocyclic compound. In addition, the properties of the organometallic complex that is formed vary greatly depending on the metal that is coordinated.

以下に、本発明の有機金属錯体の例を示す。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記化学構造式において、Ar中の1つの窒素原子と金属原子又はイオンMとの結合を点線で表し、Ar中の原子と金属原子又はイオンとの結合を実線で表す。また、MO-20のRにおける*印は、Eu原子との結合箇所を表す。 Examples of the organometallic complex of the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to these. In the following chemical structural formula, a bond between one nitrogen atom in Ar2 and a metal atom or ion M is represented by a dotted line, and a bond between an atom in Ar1 and a metal atom or ion is represented by a solid line. The * mark in R of MO-20 indicates the bond site with the Eu atom.

Figure 0007655153000006
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Figure 0007655153000007
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Figure 0007655153000008
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≪本発明の有機金属錯体の製造方法≫
本発明の有機金属錯体の製造(合成)方法は、金属原子又はイオン共存下で、カップリング反応により、配位子を環状化する工程を有することを特徴とする。
<Method for producing organometallic complex of the present invention>
The method for producing (synthesizing) an organometallic complex of the present invention is characterized by having a step of cyclizing a ligand by a coupling reaction in the coexistence of a metal atom or ion.

また、本発明の有機金属錯体の製造方法は、1)金属原子又はイオン共存下で、カップリング反応により、配位子を環状化する工程、に加え、必要に応じて、2)中心の金属原子又はイオンを入れ替える工程を有する。 The method for producing an organometallic complex of the present invention further includes 1) a step of cyclizing a ligand by a coupling reaction in the presence of a metal atom or ion, and, if necessary, 2) a step of replacing the central metal atom or ion.

通常、大員環化合物を合成しようとすると、環状化させたい反応点同士が出会う確率が低いため、反応物が鎖状に結合した化合物が生成しやすく、環状化合物は生成しづらい。そのため、溶媒を通常よりも非常に大量に用いることで、環状化させたい反応点同士が出会う確率を相対的に上げ、環状化合物の収率を向上させる方法(高度希釈法)が用いられる。しかし、大量の溶媒を必要とするため、技術的・コスト的負荷が大きい。 Normally, when attempting to synthesize a macrocyclic compound, the probability of the desired reaction points meeting each other is low, so compounds in which the reactants are linked in a chain are likely to be produced, and it is difficult to produce a cyclic compound. For this reason, a method (high dilution method) is used in which a much larger amount of solvent than usual is used to relatively increase the probability of the desired reaction points meeting each other, thereby improving the yield of the cyclic compound. However, the need for a large amount of solvent imposes a large technical and cost burden.

本発明の有機金属錯体は、このような高度希釈法を用いずとも、鋳型反応下においてカップリング反応を生じさせることにより、環状化合物を高い収率で合成することができる。 The organometallic complex of the present invention can synthesize cyclic compounds in high yields by inducing a coupling reaction under template reaction without using such a high dilution method.

「鋳型反応」とは、有機化合物の合成方法において、金属原子又はイオンを共存させることにより、反応物が金属原子又はイオンと配位結合し、環状化に都合の良い位置状態で合成が進行する反応のことをいう。本発明においては、上記一般式(1)におけるAr中の1つの窒素原子の非共有電子対が提供され、金属原子又はイオンMと配位結合すると考えられる。 The term "template reaction" refers to a reaction in which, in a method for synthesizing an organic compound, a reactant forms a coordinate bond with a metal atom or ion by coexistence of the metal atom or ion, and synthesis proceeds in a positional state suitable for cyclization. In the present invention, it is considered that the unshared electron pair of one nitrogen atom in Ar2 in the above general formula (1) is provided and forms a coordinate bond with the metal atom or ion M.

しかし、鋳型反応は、Ni、Pd等の特定の金属原子又はイオン共存下でのみ生じるため、Ni、Pd等の金属原子又はイオン共存下で、カップリング反応により、配位子を環状化した後、中心の金属原子又はイオンを入れ替えることによって、その他の金属原子又はイオンを用いた有機金属錯体を合成することができる。 However, since the template reaction only occurs in the presence of certain metal atoms or ions such as Ni or Pd, it is possible to synthesize organometallic complexes using other metal atoms or ions by cyclizing the ligand through a coupling reaction in the presence of metal atoms or ions such as Ni or Pd, and then replacing the central metal atom or ion.

以下、本発明の有機金属錯体の製造方法の一例について説明する。 An example of a method for producing the organometallic complex of the present invention is described below.

Figure 0007655153000009
Figure 0007655153000009

(金属原子又はイオン共存下で、カップリング反応により、配位子を環状化する工程)
2,2’-ビピリジル(23.4g、150.0mmol)、1,5-シクロオクタジエン(18.4mL、150.0mmol)、ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル(0)(41.3g、150.0mmol)に、DMF(62.5mL)とトルエン(62.5mL)を加え、80℃で30分間撹拌した。化合物2(3.78g、15.0mmol)のトルエン溶液(250mL)を、1時間かけて混合物に滴下して加え、80℃でさらに16時間撹拌を続けた。反応混合物を室温まで冷まし、2Mの塩酸(300mL)を加え、空気下で一晩激しく撹拌した。CHCl(400mL×3)で抽出し、有機層を飽和食塩水(200mL)で洗浄し、NaSO上で乾燥させた後、真空で濃縮した。粗生成物をシリカゲルショートパス(溶離液:CHCl:MeOH=20:1)に通し、さらに、GPC(YMC T30000、T4000、T2000カラム、溶媒:CHCl)で精製することで、化合物MO-9を黄色の固体として収率57%で得た(1.77g、1.71mmol)。なお、質量分析(MALDI-TOF MS)により、生成物が化合物MO-9であることがわかった。
(Step of Cyclizing the Ligand by Coupling Reaction in the Presence of Metal Atoms or Ions)
To 2,2'-bipyridyl (23.4 g, 150.0 mmol), 1,5-cyclooctadiene (18.4 mL, 150.0 mmol), bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0) (41.3 g, 150.0 mmol), DMF (62.5 mL) and toluene (62.5 mL) were added and stirred at 80°C for 30 minutes. A solution of compound 2 (3.78 g, 15.0 mmol) in toluene (250 mL) was added dropwise to the mixture over 1 hour and stirring was continued at 80°C for another 16 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, 2M hydrochloric acid (300 mL) was added and stirred vigorously overnight under air. Extraction was performed with CH 2 Cl 2 (400 mL×3), and the organic layer was washed with saturated brine (200 mL), dried over Na 2 SO 4 , and then concentrated in vacuum. The crude product was passed through a silica gel short pass (eluent: CHCl 3 :MeOH=20:1) and further purified by GPC (YMC T30000, T4000, T2000 columns, solvent: CHCl 3 ) to obtain compound MO-9 as a yellow solid in a yield of 57% (1.77 g, 1.71 mmol). Mass spectrometry (MALDI-TOF MS) confirmed that the product was compound MO-9.

(中心の金属原子又はイオンを入れ替える工程)
実施例1と同様に、2,2’-ビピリジル、1,5-シクロオクタジエン、ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル(0)のDMF/トルエン溶液に10当量のCuCl(14.9g、150mmol)を加えた以外は全く同様にして、合成を行うことにより、銅錯体MO-11が生成した。なお、質量分析により、生成物が化合物MO-11であることがわかった。
(Step of replacing central metal atom or ion)
Copper complex MO-11 was produced by synthesis in exactly the same manner as in Example 1, except that 10 equivalents of CuCl (14.9 g, 150 mmol) was added to a DMF/toluene solution of 2,2'-bipyridyl, 1,5-cyclooctadiene, and bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0). Mass spectrometry revealed that the product was compound MO-11.

≪本発明のフィルム≫
本発明の有機金属錯体は、光学的又は電子工学的に優れた機能を有しており、フィルム化することにより様々な用途に応用でき、例えば、光るプラスチック、ディスプレイの発光色制御フィルム、感温シートなどが挙げられる。本発明の有機金属錯体は、環状の配位子を用いることで熱力学的安定性を利用できるため、錯体の安定性が高く、特に、ディスプレイ用カラーフィルターに有用である。
<Film of the present invention>
The organometallic complex of the present invention has excellent optical or electronic functions, and can be used in various applications by forming it into a film, such as luminous plastics, luminescent color control films for displays, temperature-sensitive sheets, etc. The organometallic complex of the present invention has high stability because it can utilize thermodynamic stability by using a cyclic ligand, and is particularly useful as a color filter for displays.

本発明のフィルムの厚さは、特に制限されないが、10~1500μmの範囲内であることが好ましく、20~1000μmの範囲内であることがより好ましい。 The thickness of the film of the present invention is not particularly limited, but is preferably within the range of 10 to 1500 μm, and more preferably within the range of 20 to 1000 μm.

本発明のフィルムは、剥離層を有する基板上に単層フィルムとして形成し、剥離してもよい。また、基板上に形成し、各種の機能層を有する積層フィルムとしてもよい。 The film of the present invention may be formed as a single layer film on a substrate having a release layer and then peeled off. It may also be formed on a substrate and used as a laminate film having various functional layers.

本発明のフィルムは、プラスチック材料に有機金属錯体を配合させて作製することができる。有機金属錯体の配合量は、プラスチック材料の総質量に対して、1~50質量%の範囲内であることが好ましい。プラスチック材料としては、特に制限されず、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。 The film of the present invention can be produced by blending an organometallic complex with a plastic material. The blending amount of the organometallic complex is preferably within the range of 1 to 50% by mass with respect to the total mass of the plastic material. The plastic material is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, urea resin, fluororesin, polyester resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyethersulfone resin, polyarylsulfone resin, polytetrafluoroethylene resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, polyimide resin, polyamideimide resin, etc.

フィルムの作製方法は、特に制限されず、従来公知の方法で作製できる。なお、後述の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法における、有機機能層の形成工程に記載の方法を用いてもよい。 The method for producing the film is not particularly limited, and the film can be produced by a conventionally known method. The method described in the organic functional layer formation step in the method for producing an organic electroluminescent element described below may also be used.

また、配位子である大員環化合物を重合させて、フィルムを作製することもできる。大員環化合物を重合させる方法については、公知の合成方法(非特許文献:高分子化学 合成編、中條善樹他著、丸善出版、2010年6月発行)に記載の方法を利用できる。例えば分子内にあらかじめビニル基やエポキシ基等の重合性置換基を導入し、その連鎖重合により重合体を得る方法や、分子内にハロゲン置換基(「ハロゲノ基」ともいう。)を導入し、その脱ハロゲン化により縮重合を行う方法がある。 A film can also be produced by polymerizing the macrocyclic compound, which is a ligand. A method for polymerizing a macrocyclic compound can be used that is described in a known synthesis method (Non-Patent Document: Polymer Chemistry, Synthesis, by Nakajo Yoshiki et al., Maruzen Publishing, published in June 2010). For example, there is a method in which a polymerizable substituent such as a vinyl group or an epoxy group is introduced into the molecule in advance, and a polymer is obtained by chain polymerization of the introduced substituent, or a method in which a halogen substituent (also called a "halogeno group") is introduced into the molecule, and condensation polymerization is carried out by dehalogenating the introduced substituent.

≪本発明の有機エレクトロニクスデバイス≫
本発明の有機エレクトロニクスデバイスは、本発明の有機金属錯体を含有する有機機能層を有することを特徴とする。本発明の有機金属錯体は、光学的又は電子工学的に優れた機能を有しており、有機機能層を構成する材料として使用することにより、有機エレクトロニクスデバイスの性能が向上し得る。
<Organic electronic device of the present invention>
The organic electronics device of the present invention is characterized by having an organic functional layer containing the organometallic complex of the present invention. The organometallic complex of the present invention has excellent optical or electronic functions, and its use as a material constituting the organic functional layer can improve the performance of the organic electronics device.

有機エレクトロニクスデバイスとしては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機太陽電池、有機トランジスタ等が挙げられる。以下、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機太陽電池について説明する。 Examples of organic electronic devices include organic electroluminescence elements, organic solar cells, and organic transistors. Below, we will explain organic electroluminescence elements and organic solar cells.

[有機エレクトロルミネッセンス素子]
本発明の有機エレクトロニクスデバイスは、本発明の有機金属錯体を含有する有機機能層を有することを特徴とする。本発明の有機金属錯体は、光学的又は電子工学的に優れた機能を有しており、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう。)の材料として好適に用いることができる。
[Organic electroluminescence element]
The organic electronics device of the present invention is characterized by having an organic functional layer containing the organometallic complex of the present invention. The organometallic complex of the present invention has excellent optical and electronic functions and can be suitably used as a material for an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an "organic EL element").

本発明の有機金属錯体を用いて製造される有機EL素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができる。中でも、(vii)の構成が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。
(i)陽極/発光層/陰極
(ii)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(v)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(vi)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(vii)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/(電子阻止層/)発光層/(正孔阻止層/)電子輸送層/電子注入層/陰極
Representative device configurations for an organic EL device produced using the organometallic complex of the present invention include the following configurations. Among them, the configuration (vii) is preferably used, but is not limited thereto.
(i) anode/light-emitting layer/cathode (ii) anode/light-emitting layer/electron transport layer/cathode (iii) anode/hole transport layer/light-emitting layer/cathode (iv) anode/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/cathode (v) anode/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode (vi) anode/hole injection layer/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/cathode (vii) anode/hole injection layer/hole transport layer/(electron blocking layer/)light-emitting layer/(hole blocking layer/)electron transport layer/electron injection layer/cathode

本発明の有機EL素子において、発光層は単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層(「正孔障壁層」ともいう。)や電子注入層(「陰極バッファー層」ともいう。)を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層(「電子障壁層」ともいう。)や正孔注入層(「陽極バッファー層」ともいう。)を設けてもよい。 In the organic EL element of the present invention, the light-emitting layer is composed of a single layer or multiple layers. When multiple light-emitting layers are used, a non-light-emitting intermediate layer may be provided between each of the light-emitting layers. If necessary, a hole-blocking layer (also called a "hole-blocking layer") or an electron-injecting layer (also called a "cathode buffer layer") may be provided between the light-emitting layer and the cathode, and an electron-blocking layer (also called an "electron-blocking layer") or a hole-injecting layer (also called an anode buffer layer) may be provided between the light-emitting layer and the anode.

本発明に係る電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。 The electron transport layer according to the present invention is a layer that has the function of transporting electrons, and in a broad sense, the electron transport layer also includes an electron injection layer and a hole blocking layer. It may also be composed of multiple layers.

本発明に係る正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機機能層」という。 The hole transport layer according to the present invention is a layer that has the function of transporting holes, and in a broad sense, the hole injection layer and the electron blocking layer are also included in the hole transport layer. It may also be composed of multiple layers. In the above representative element configuration, the layers excluding the anode and cathode are called "organic functional layers."

本発明の有機EL素子は、上記有機金属錯体を含有する有機機能層を有する。すなわち、上記有機金属錯体は、(i)~(vii)に挙げる構成において、陽極及び陰極以外のどの層に含有されていてもよい。 The organic EL element of the present invention has an organic functional layer that contains the above-mentioned organometallic complex. That is, in the configurations (i) to (vii), the above-mentioned organometallic complex may be contained in any layer other than the anode and the cathode.

図1は、有機EL素子の構成の一例であり、(vi)に挙げる構成に対応する模式図である。図1では、正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6及び電子輸送層7が有機機能層Fである。 Figure 1 is an example of the configuration of an organic EL element, and is a schematic diagram corresponding to the configuration listed in (vi). In Figure 1, the hole injection layer 4, the hole transport layer 5, the light-emitting layer 6, and the electron transport layer 7 are organic functional layers F.

図2は、有機EL素子中での電荷の流れと発光のメカニズム示す模式図である。有機EL素子1に電圧を印加すると、陰極9から電子注入層8に電子(e)が、陽極3から正孔注入層4に正孔(h)が注入される。 2 is a schematic diagram showing the mechanism of charge flow and light emission in an organic EL element. When a voltage is applied to the organic EL element 1, electrons (e ) are injected from the cathode 9 to the electron injection layer 8, and holes (h + ) are injected from the anode 3 to the hole injection layer 4.

続いて電子及び正孔は、電極とは反対側の隣接有機層である、電子輸送層7、正孔輸送層5にそれぞれ輸送される。 The electrons and holes are then transported to the adjacent organic layers on the opposite side of the electrode, the electron transport layer 7 and the hole transport layer 5, respectively.

最後に発光層6において出会った電子と正孔が再結合Rして励起子が生じ、これらが励起状態から基底状態に戻るときに放出する光(蛍光・リン光)Lを利用した発光素子が、有機EL素子である。図2では、正孔注入層4から電子注入層8までが有機機能層Fである。 Finally, the electrons and holes that meet in the light-emitting layer 6 recombine R to generate excitons, and the light (fluorescence/phosphorescence) L emitted when these return from the excited state to the ground state is used as a light-emitting element, which is an organic EL element. In Figure 2, the layers from the hole injection layer 4 to the electron injection layer 8 are the organic functional layer F.

また、本発明の有機EL素子は、少なくとも一層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。タンデム構造においても、陽極と陰極を除いた層全体を「有機機能層」という。 The organic EL element of the present invention may also be an element having a so-called tandem structure in which a plurality of light-emitting units, each of which has at least one light-emitting layer, are stacked. Even in the tandem structure, all layers except the anode and cathode are referred to as the "organic functional layer."

タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
陽極/第1発光ユニット/第2発光ユニット/第3発光ユニット/陰極
陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/中間層/第3発光ユニット/陰極
A typical element configuration of the tandem structure is, for example, as follows.
Anode/first light-emitting unit/second light-emitting unit/third light-emitting unit/cathode Anode/first light-emitting unit/intermediate layer/second light-emitting unit/intermediate layer/third light-emitting unit/cathode

ここで、上記第1発光ユニット、第2発光ユニット及び第3発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また、二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。さらに、第3発光ユニットはなくてもよく、一方で第3発光ユニットと電極の間にさらに発光ユニットや中間層を設けてもよい。 Here, the first light-emitting unit, the second light-emitting unit, and the third light-emitting unit may all be the same or different. Also, two of the light-emitting units may be the same and the remaining one may be different. Furthermore, the third light-emitting unit may not be present, while a further light-emitting unit or intermediate layer may be provided between the third light-emitting unit and the electrode.

複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料及び構成を用いることができる。 The multiple light-emitting units may be stacked directly or via an intermediate layer. The intermediate layer is generally called an intermediate electrode, intermediate conductive layer, charge generation layer, electron extraction layer, connection layer, or intermediate insulating layer. Any known material and configuration can be used as long as the layer has the function of supplying electrons to the adjacent layer on the anode side and holes to the adjacent layer on the cathode side.

中間層に用いられる材料としては、特に制限されず、例えば、ITO(インジウム・スズ酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiO、VO、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO、Al等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の二層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、また、C60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられる。 The material used for the intermediate layer is not particularly limited, and examples thereof include conductive inorganic compound layers such as ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO2 , TiN, ZrN, HfN, TiOx , VOx, CuI , InN, GaN, CuAlO2 , CuGaO2 , SrCu2O2 , LaB6 , RuO2 , and Al, bilayer films such as Au/ Bi2O3 , and multilayer films such as SnO2 /Ag/ SnO2 , ZnO / Ag/ZnO, Bi2O3 /Au/ Bi2O3 , TiO2 / TiN / TiO2 , and TiO2 /ZrN/ TiO2 , and C. Examples of such conductive organic compounds include fullerenes such as 60 and the like, conductive organic layers such as oligothiophenes, and conductive organic compound layers such as metal phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, and metal-free porphyrins.

発光ユニット内の好ましい構成としては、特に制限されず、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた(i)~(vii)の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられる。 Preferred configurations within the light-emitting unit are not particularly limited, and include, for example, configurations (i) to (vii) listed above as typical element configurations, excluding the anode and cathode.

タンデム型有機EL素子の具体例としては、特に制限されず、例えば、米国特許第6337492号明細書、米国特許第7420203号明細書、米国特許第7473923号明細書、米国特許第6872472号明細書、米国特許第6107734号明細書、米国特許第6337492号明細書、国際公開第2005/009087号、特開2006-228712号公報、特開2006-24791号公報、特開2006-49393号公報、特開2006-49394号公報、特開2006-49396号公報、特開2011-96679号公報、特開2005-340187号公報、特許第4711424号公報、特許第3496681号公報、特許第3884564号公報、特許第4213169号公報、特開2010-192719号公報、特開2009-076929号公報、特開2008-078414号公報、特開2007-059848号公報、特開2003-272860号公報、特開2003-045676号公報、国際公開第2005/094130号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられる。 Specific examples of tandem-type organic EL elements are not particularly limited, and include, for example, U.S. Pat. No. 6,337,492, U.S. Pat. No. 7,420,203, U.S. Pat. No. 7,473,923, U.S. Pat. No. 6,872,472, U.S. Pat. No. 6,107,734, U.S. Pat. No. 6,337,492, International Publication No. 2005/009087, JP 2006-228712 A, JP 2006-24791 A, JP 2006-49393 A, JP 2006-49394 A, and JP 2006-49396 A. , JP 2011-96679 A, JP 2005-340187 A, JP 4711424 A, JP 3496681 A, JP 3884564 A, JP 4213169 A, JP 2010-192719 A, JP 2009-076929 A, JP 2008-078414 A, JP 2007-059848 A, JP 2003-272860 A, JP 2003-045676 A, WO 2005/094130 A, and the like.

<1 有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素>
以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
<1. Components of an organic electroluminescence device>
Each layer constituting the organic EL element of the present invention will be described below.

(発光層)
「発光層」とは、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層のことをいう。発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。
(Light Emitting Layer)
The term "light-emitting layer" refers to a layer that provides a site where electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer recombine and emit light via excitons. The light-emitting portion may be within the light-emitting layer or at the interface between the light-emitting layer and an adjacent layer.

また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。本発明に係る発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成は特に制限されない。 There may be multiple layers having the same emission spectrum or maximum emission wavelength. In this case, it is preferable to have a non-emissive intermediate layer between each of the light-emitting layers. The structure of the light-emitting layer according to the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the requirements stipulated in the present invention.

発光層の厚さの総和は、特に制限されないが、形成する層の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm~5μmの範囲内であることが好ましく、2~500nmの範囲内であることがより好ましく、5~200nmの範囲内であることが更に好ましい。なお、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層の厚さも、発光層の厚さの総和に含まれる。 The total thickness of the light-emitting layers is not particularly limited, but from the viewpoints of homogeneity of the layer to be formed, prevention of application of unnecessary high voltage during light emission, and improvement of stability of the emitted color with respect to the driving current, it is preferably within the range of 2 nm to 5 μm, more preferably within the range of 2 to 500 nm, and even more preferably within the range of 5 to 200 nm. Note that, if a non-light-emitting intermediate layer is present between the light-emitting layers, the thickness of the intermediate layer is also included in the total thickness of the light-emitting layers.

発光層には、発光ドーパント(以下、「発光性ドーパント化合物」、「ドーパント化合物」、単に「ドーパント」ともいう。)と、ホスト化合物(以下、「マトリックス材料」、「発光ホスト化合物」、単に「ホスト」ともいう。)と、を含有することが好ましく、発光性材料より発光させることが好ましい。 The light-emitting layer preferably contains a light-emitting dopant (hereinafter also referred to as a "light-emitting dopant compound", "dopant compound", or simply "dopant") and a host compound (hereinafter also referred to as a "matrix material", "light-emitting host compound", or simply "host"), and it is preferable that light is emitted from the light-emitting material.

(1)発光ドーパント
発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント(以下、「蛍光ドーパント」又は「蛍光性化合物」ともいう。)と、リン光発光性ドーパント(以下、「リン光ドーパント」又は「リン光性化合物」ともいう。)が好ましく用いられる。本発明においては、特に、リン光発光性ドーパント、又は、蛍光発光性ドーパントの中でも、熱活性型遅延蛍光発光性化合物(Thermally Activated Delayed Fluorescence:TADF)を用いることが好ましい。
(1) Light-emitting dopant As the light-emitting dopant, a fluorescent dopant (hereinafter also referred to as a "fluorescent dopant" or a "fluorescent compound") and a phosphorescent dopant (hereinafter also referred to as a "phosphorescent dopant" or a "phosphorescent compound") are preferably used. In the present invention, it is particularly preferable to use a thermally activated delayed fluorescent compound (TADF) among the phosphorescent dopants and fluorescent dopants.

発光層における発光ドーパントの濃度は、使用する特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の厚さ方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。 The concentration of the light-emitting dopant in the light-emitting layer can be determined arbitrarily based on the particular dopant used and the requirements of the device, and may be uniform in concentration or have any concentration distribution across the thickness of the light-emitting layer.

また、発光ドーパントは、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。 In addition, multiple types of light-emitting dopants may be used in combination, or dopants with different structures may be combined, or a fluorescent dopant may be combined with a phosphorescent dopant. This allows any emission color to be obtained.

有機EL素子の発光色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタ(株)製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。 The color emitted by an organic EL element is determined by the color measured using a spectroradiometer CS-1000 (manufactured by Konica Minolta, Inc.) and applied to the CIE chromaticity coordinates in Figure 4.16 on page 108 of "New Color Science Handbook" (edited by the Color Science Association of Japan, University of Tokyo Press, 1985).

本発明においては、一層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。
白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に制限されないが、例えば青と橙や、青と緑と赤との組み合わせ等が挙げられる。
本発明における白色とは、特に制限されず、橙色寄りの白色であっても青色寄りの白色であってもよいが、2度視野角正面輝度を上記の方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がx=0.39±0.09、y=0.38±0.08の領域内にあることが好ましい。
In the present invention, it is also preferable that the light-emitting layer or layers contain a plurality of light-emitting dopants that emit light of different colors and emit white light.
The combination of light-emitting dopants that exhibit white color is not particularly limited, and examples thereof include combinations of blue and orange, and blue, green and red.
The white color in the present invention is not particularly limited, and may be a white color leaning toward orange or a white color leaning toward blue. However, when the 2-degree viewing angle front luminance is measured by the above-mentioned method, it is preferable that the chromaticity in the CIE1931 color system at 1000 cd/ m2 is within the range of x=0.39±0.09, y=0.38±0.08.

(1.1)リン光発光性ドーパント
本発明に係るリン光発光性ドーパント(以下、「リン光ドーパント」ともいう。)について説明する。
リン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
(1.1) Phosphorescent Dopant The phosphorescent dopant according to the present invention (hereinafter, also referred to as "phosphorescent dopant") will be described.
A phosphorescent dopant is a compound in which light emission from an excited triplet state is observed, and specifically, is defined as a compound that emits phosphorescence at room temperature (25° C.) and has a phosphorescence quantum yield of 0.01 or more at 25° C., with the phosphorescence quantum yield being preferably 0.1 or more.

上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。 The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopy II, 4th Edition, Experimental Chemistry Lectures 7, p. 398 (1992 edition, Maruzen). The phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, but the phosphorescent dopant according to the present invention may be any solvent that achieves the phosphorescence quantum yield (0.01 or more).

リン光ドーパントの発光は、原理としては二種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。 There are two principles for the emission of phosphorescent dopants. One is the energy transfer type, in which carrier recombination occurs on the host compound to which the carriers are transported, generating an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent dopant, resulting in emission from the phosphorescent dopant. The other is the carrier trap type, in which the phosphorescent dopant acts as a carrier trap, carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant, resulting in emission from the phosphorescent dopant. In either case, the condition is that the energy of the excited state of the phosphorescent dopant is lower than the energy of the excited state of the host compound.

本発明においては、リン光ドーパントとして、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMが、Ir又はPtである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (the organometallic complex having the structure represented by the above general formula (1)) can be used as the phosphorescent dopant. Among them, an organometallic complex in which the central metal atom or ion M is Ir or Pt is preferable.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の発光層に使用される公知のリン光ドーパントを用いることができる。また、上記金属錯体と公知のリン光ドーパントを併用してもよい。公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。 In addition to the above metal complexes, known phosphorescent dopants used in the light-emitting layer of an organic EL element can be used. The above metal complexes may also be used in combination with known phosphorescent dopants. Specific examples of known phosphorescent dopants include compounds described in the following documents:

Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国際公開第2009/100991号、国際公開第2008/101842号、国際公開第2003/040257号、米国特許公開第2006/835469号明細書、米国特許公開第2006/0202194号明細書、米国特許公開第2007/0087321号明細書、米国特許公開第2005/0244673号明細書、Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国際公開第2009/050290号、国際公開第2002/015645号、国際公開第2009/000673号、米国特許公開第2002/0034656号明細書、米国特許第7332232号明細書、米国特許公開第2009/0108737号明細書、米国特許公開第2009/0039776号明細書、米国特許第6921915号明細書、米国特許第6687266号明細書、米国特許公開第2007/0190359号明細書、米国特許公開第2006/0008670号明細書、米国特許公開第2009/0165846号明細書、米国特許公開第2008/0015355号明細書、米国特許第7250226号明細書、米国特許第7396598号明細書、米国特許公開第2006/0263635号明細書、米国特許公開第2003/0138657号明細書、米国特許公開第2003/0152802号明細書、米国特許第7090928号明細書、Angew.Chem.Int.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国際公開第2002/002714号、国際公開第2006/009024号、国際公開第2006/056418号、国際公開第2005/019373号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2007/004380号、国際公開第2006/082742号、米国特許公開第2006/0251923号明細書、米国特許公開第2005/0260441号明細書、米国特許第7393599号明細書、米国特許第7534505号明細書、米国特許第7445855号明細書、米国特許公開第2007/0190359号明細書、米国特許公開第2008/0297033号明細書、米国特許第7338722号明細書、米国特許公開第2002/0134984号明細書、米国特許第7279704号明細書、米国特許公開第2006/098120号明細書、米国特許公開第2006/103874号明細書、国際公開第2005/076380号、国際公開第2010/032663号、国際公開第2008/140115号、国際公開第2007/052431号、国際公開第2011/134013号、国際公開第2011/157339号、国際公開第2010/086089号、国際公開第2009/113646号、国際公開第2012/020327号、国際公開第2011/051404号、国際公開第2011/004639号、国際公開第2011/073149号、米国特許公開第2012/228583号明細書、米国特許公開第2012/212126号明細書、特開2012-069737号公報、特開2012-195554号公報、特開2009-114086号公報、特開2003-81988号公報、特開2002-302671号公報、特開2002-363552号公報等である。 Nature 395, 151 (1998), Appl. Phys. Lett. 78, 1622 (2001), Adv. Mater. 19,739 (2007), Chem. Mater. 17, 3532 (2005), Adv. Mater. 17,1059 (2005), WO 2009/100991, WO 2008/101842, WO 2003/040257, U.S. Patent Publication No. 2006/835469, U.S. Patent Publication No. 2006/0202194, U.S. Patent Publication No. 2007/0087321, U.S. Patent Publication No. 2005/0244673, Inorg. Chem. 40,1704 (2001), Chem. Mater. 16,2480 (2004), Adv. Mater. 16,2003 (2004), Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7800, Appl. Phys. Lett. 86, 153505 (2005), Chem. Lett. 34, 592 (2005), Chem. Commun. 2906 (2005), Inorg. Chem. 42,1248 (2003), International Publication No. 2009/050290, International Publication No. 2002/015645, International Publication No. 2009/000673, U.S. Patent Publication No. 2002/0034656, U.S. Patent No. 7,332,232, U.S. Patent Publication No. 2009/0108737, U.S. Patent Publication No. 2009/0039776, U.S. Patent No. 6,921,915, U.S. Patent No. 6,687,266, U.S. Patent Publication No. 2007/01903 No. 59, U.S. Patent Publication No. 2006/0008670, U.S. Patent Publication No. 2009/0165846, U.S. Patent Publication No. 2008/0015355, U.S. Patent No. 7,250,226, U.S. Patent No. 7,396,598, U.S. Patent Publication No. 2006/0263635, U.S. Patent Publication No. 2003/0138657, U.S. Patent Publication No. 2003/0152802, U.S. Patent No. 7,090,928, Angew. Chem. Int. Ed. 47,1 (2008), Chem. Mater. 18,5119 (2006), Inorg. Chem. 46, 4308 (2007), Organometallics 23, 3745 (2004), Appl. Phys. Lett. 74, 1361 (1999), International Publication No. 2002/002714, International Publication No. 2006/009024, International Publication No. 2006/056418, International Publication No. 2005/019373, International Publication No. 2005/123873, International Publication No. 2007/004380, International Publication No. 2006/082742, U.S. Patent Publication No. 2006/0251923, U.S. Patent Publication No. 2005/0260441, U.S. US Patent No. 7,393,599, US Patent No. 7,534,505, US Patent No. 7,445,855, US Patent Publication No. 2007/0190359, US Patent Publication No. 2008/0297,033, US Patent No. 7,338,722, US Patent Publication No. 2002/0134,984, US Patent No. 7,279,704, US Patent Publication No. 2006/098120, US Patent Publication No. 2006 WO 2005/076380, WO 2010/032663, WO 2008/140115, WO 2007/052431, WO 2011/134013, WO 2011/157339, WO 2010/086089, WO 2009/113646, WO 2012/020327, WO 2011/05140 4, International Publication No. 2011/004639, International Publication No. 2011/073149, U.S. Patent Publication No. 2012/228583, U.S. Patent Publication No. 2012/212126, JP 2012-069737 A, JP 2012-195554 A, JP 2009-114086 A, JP 2003-81988 A, JP 2002-302671 A, JP 2002-363552 A, etc.

(1.2)蛍光発光性ドーパント
本発明に係る蛍光発光性ドーパント(以下、「蛍光ドーパント」ともいう)について説明する。
蛍光ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
(1.2) Fluorescent Dopant The fluorescent dopant (hereinafter, also referred to as "fluorescent dopant") according to the present invention will be described.
The fluorescent dopant is a compound capable of emitting light from an excited singlet state, and is not particularly limited as long as light emission from the excited singlet state can be observed.

本発明においては、蛍光ドーパントとして、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMが、Cu又はEuである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (the organometallic complex having the structure represented by the above general formula (1)) can be used as the fluorescent dopant. Among them, an organometallic complex in which the central metal atom or ion M is Cu or Eu is preferable.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の発光層に使用される公知の蛍光ドーパントを用いることができる。また、上記金属錯体と公知の蛍光ドーパントを併用してもよい。公知の蛍光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。 In addition to the above metal complexes, known fluorescent dopants used in the light-emitting layer of an organic EL element can be used. The above metal complexes may also be used in combination with known fluorescent dopants. Specific examples of known fluorescent dopants include compounds described in the following documents:

本発明に係る蛍光ドーパントとしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は、希土類錯体系化合物等が挙げられる。 Fluorescent dopants according to the present invention include, for example, anthracene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, fluoranthene derivatives, perylene derivatives, fluorene derivatives, arylacetylene derivatives, styrylarylene derivatives, styrylamine derivatives, arylamine derivatives, boron complexes, coumarin derivatives, pyran derivatives, cyanine derivatives, croconium derivatives, squarium derivatives, oxobenzanthracene derivatives, fluorescein derivatives, rhodamine derivatives, pyrylium derivatives, perylene derivatives, polythiophene derivatives, and rare earth complex compounds.

また、熱活性型遅延蛍光発光性化合物を用いてもよい。具体例としては、例えば、国際公開第2011/156793号、特開2011-213643号公報、特開2010-93181号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 A thermally activated delayed fluorescent compound may also be used. Specific examples include compounds described in International Publication No. 2011/156793, JP-A No. 2011-213643, JP-A No. 2010-93181, etc., but the present invention is not limited to these.

(2)ホスト化合物
本発明に係るホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機EL素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物であることが好ましく、リン光量子収率が0.01未満の化合物であることがより好ましい。
(2) Host Compound The host compound according to the present invention is a compound that mainly injects and transports charges in the light-emitting layer, and does not substantially emit light by itself in the organic EL device. The host compound is preferably a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25° C.) of less than 0.1, and more preferably a compound having a phosphorescence quantum yield of less than 0.01.

ホスト化合物の含有量は、発光層に含有される化合物の全質量に対して、20質量%以上であることが好ましい。なお、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。 The content of the host compound is preferably 20% by mass or more based on the total mass of the compounds contained in the light-emitting layer. The excited state energy of the host compound is preferably higher than the excited state energy of the light-emitting dopant contained in the same layer.

本発明においては、ホスト化合物として、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMがIrである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (the organometallic complex having the structure represented by the above general formula (1)) can be used as the host compound. Among them, an organometallic complex in which the central metal atom or ion M is Ir is preferable.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の発光層に使用される公知のホスト化合物を用いることができる。また、上記金属錯体と公知のホスト化合物を併用してもよい。 In addition to the above metal complexes, known host compounds used in the light-emitting layer of organic EL elements can be used. The above metal complexes can also be used in combination with known host compounds.

ホスト化合物は、低分子化合物でも、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用してもよい。ホスト化合物を複数種併用することで、電荷の移動を調整することができ、有機EL素子を高効率化することができる。 The host compound may be a low molecular weight compound, a polymeric compound having a repeating unit, or a compound having a reactive group such as a vinyl group or an epoxy group. The host compound may be used alone or in combination with multiple types. By using multiple types of host compounds in combination, the charge transfer can be adjusted, and the efficiency of the organic EL element can be increased.

また、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機EL素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、ホスト化合物は、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。好ましくはTgが90℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。ここで、ガラス転移点(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Calorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS-K-7121に準拠した方法により求められる値である。 In addition, from the viewpoint of having hole transporting ability or electron transporting ability, preventing the emission wavelength from becoming longer, and further enabling the organic EL element to operate stably against heat generation during high temperature operation or element operation, it is preferable that the host compound has a high glass transition temperature (Tg). The Tg is preferably 90°C or higher, and more preferably 120°C or higher. Here, the glass transition point (Tg) is a value determined by a method conforming to JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Calorimetry).

公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
特開2001-257076号公報、特開2002-308855号公報、特開2001-313179号公報、特開2002-319491号公報、特開2001-357977号公報、特開2002-334786号公報、特開2002-8860号公報、特開2002-334787号公報、特開2002-15871号公報、特開2002-334788号公報、特開2002-43056号公報、特開2002-334789号公報、特開2002-75645号公報、特開2002-338579号公報、特開2002-105445号公報、特開2002-343568号公報、特開2002-141173号公報、特開2002-352957号公報、特開2002-203683号公報、特開2002-363227号公報、特開2002-231453号公報、特開2003-3165号公報、特開2002-234888号公報、特開2003-27048号公報、特開2002-255934号公報、特開2002-260861号公報、特開2002-280183号公報、特開2002-299060号公報、特開2002-302516号公報、特開2002-305083号公報、特開2002-305084号公報、特開2002-308837号公報、米国特許公開第2003/0175553号明細書、米国特許公開第2006/0280965号明細書、米国特許公開第2005/0112407号明細書、米国特許公開第2009/0017330号明細書、米国特許公開第2009/0030202号明細書、米国特許公開第2005/0238919号明細書、国際公開第2001/039234号、国際公開第2009/021126号、国際公開第2008/056746号、国際公開第2004/093207号、国際公開第2005/089025号、国際公開第2007/063796号、国際公開第2007/063754号、国際公開第2004/107822号、国際公開第2005/030900号、国際公開第2006/114966号、国際公開第2009/086028号、国際公開第2009/003898号、国際公開第2012/023947号、特開2008-074939号公報、特開2007-254297号公報、EP第2034538号明細書等である。
Specific examples of known host compounds include compounds described in the following documents, but the present invention is not limited to these.
JP 2001-257076 A, JP 2002-308855 A, JP 2001-313179 A, JP 2002-319491 A, JP 2001-357977 A, JP 2002-334786 A, JP 2002-8860 A, JP 2002-334787 A, JP 2002-15871 A, JP 2002-334788 A, JP 2002-43056 A, JP 2002-334789 A, JP 2002-75645 A, JP 2002-338579 A, JP 2002-1 JP-A-05445, JP-A-2002-343568, JP-A-2002-141173, JP-A-2002-352957, JP-A-2002-203683, JP-A-2002-363227, JP-A-2002-231453, JP-A-2003-3165, JP-A-2002-234888, JP-A-2003-27048, JP-A-2002-255934, JP-A-2002-260861, JP-A-2002-280183, JP-A-2002-299060, JP-A-2002-302516 JP 2002-305083 A, JP 2002-305084 A, JP 2002-308837 A, U.S. Patent Publication No. 2003/0175553 A, U.S. Patent Publication No. 2006/0280965 A, U.S. Patent Publication No. 2005/0112407 A, U.S. Patent Publication No. 2009/0017330 A, U.S. Patent Publication No. 2009/0030202 A, U.S. Patent Publication No. 2005/0238919 A, International Publication No. 2001/039234 A, International Publication No. 2009/021126 A, International Publication No. 2008 /056746, WO 2004/093207, WO 2005/089025, WO 2007/063796, WO 2007/063754, WO 2004/107822, WO 2005/030900, WO 2006/114966, WO 2009/086028, WO 2009/003898, WO 2012/023947, JP 2008-074939 A, JP 2007-254297 A, EP 2034538 specification and the like.

上記に該当する例として、本発明に用いられるホスト化合物は、以下に示す一般式(a)又は(b)の部分構造を有することが好ましく、両方の部分構造を有していてもよい。 As an example of the above, the host compound used in the present invention preferably has a partial structure of the general formula (a) or (b) shown below, and may have both partial structures.

(複素芳香環構造)

Figure 0007655153000010
(Heteroaromatic ring structure)
Figure 0007655153000010

式中、Cは炭素原子を表し、R~R12は水素原子又は置換基を表す。CR~CR又はCRの少なくとも1つ、若しくは、CR~CR12の少なくとも1つが、窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれかで置換されており、各原子の原子価を満足するように水素原子又は置換基で置換されている。隣り合うCR基同士は環を形成してもよい。このような構造を満足する例として、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、ピリジン、キノリン、クマリン、ベンゾフラン、インドール、アクリジン、フェノキサジン、カルバゾール、カルボリン、ジベンゾフラン構造等が挙げられる。 In the formula, C represents a carbon atom, and R 1 to R 12 represent a hydrogen atom or a substituent. At least one of CR 1 to CR 4 or CR 5 R 6 , or at least one of CR 7 to CR 12, is substituted with a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom, and is substituted with a hydrogen atom or a substituent so as to satisfy the valence of each atom. Adjacent CR groups may form a ring. Examples of structures that satisfy this structure include pyrrole, furan, thiophene, imidazole, pyrazole, oxazole, isoxazole, thiazole, pyridine, quinoline, coumarin, benzofuran, indole, acridine, phenoxazine, carbazole, carboline, and dibenzofuran structures.

(トリアリールアミン構造)

Figure 0007655153000011
(Triarylamine structure)
Figure 0007655153000011

Ar~Arは、各々独立に、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表し、置換基を有してもよい。 Ar 1 to Ar 3 each independently represent an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, which may have a substituent.

(電子輸送層)
「電子輸送層」とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有している層のことをいう。
電子輸送層の厚さの総和は、特に制限されないが、2nm~5μmの範囲内であることが好ましく、2~500nmの範囲内であることがより好ましく、5~200nmの範囲内であることがさらに好ましい。
(Electron Transport Layer)
The term "electron transport layer" refers to a layer made of a material having a function of transporting electrons and having a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
The total thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably within the range of 2 nm to 5 μm, more preferably within the range of 2 to 500 nm, and even more preferably within the range of 5 to 200 nm.

電子輸送層に用いられる材料(以下、「電子輸送材料」ともいう。)としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよい。 The material used in the electron transport layer (hereinafter also referred to as "electron transport material") may have either the ability to inject or transport electrons or the ability to block holes.

本発明においては、電子輸送材料として、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMが、Ir又はZnである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (the organometallic complex having the structure represented by the above general formula (1)) can be used as the electron transport material. Among them, an organometallic complex in which the central metal atom or ion M is Ir or Zn is preferable.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の電子輸送層に使用される公知の材料を用いることができる。また、上記金属錯体と公知の材料を併用してもよい。 In addition to the above metal complexes, known materials used in the electron transport layer of organic EL elements can be used. The above metal complexes can also be used in combination with known materials.

公知の電子輸送材料としては、例えば、含窒素芳香族複素環誘導体(カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体(カルバゾール環を構成する炭素原子の1つ以上が窒素原子に置換されたもの)、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等)、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素誘導体(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等)等が挙げられる。 Examples of known electron transport materials include nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivatives (carbazole derivatives, azacarbazole derivatives (one or more of the carbon atoms constituting the carbazole ring are replaced with nitrogen atoms), pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyridazine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, azatriphenylene derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, etc.), dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, silole derivatives, aromatic hydrocarbon derivatives (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene, etc.), etc.

また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7-ジクロロ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7-ジブロモ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、ビス(8-キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。 In addition, metal complexes having a quinolinol skeleton or a dibenzoquinolinol skeleton in the ligand, such as tris(8-quinolinol)aluminum ( Alq ), tris(5,7-dichloro-8-quinolinol)aluminum, tris(5,7-dibromo-8-quinolinol)aluminum, tris(2-methyl-8-quinolinol)aluminum, tris(5-methyl-8-quinolinol)aluminum, bis(8-quinolinol)zinc (Znq), and metal complexes in which the central metal of these metal complexes is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the electron transport material.

その他、メタルフリーやメタルフタロシアニン、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができ、正孔注入層及び正孔輸送層と同様にn型-Si、n型-SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又は、これらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
In addition, metal-free and metal phthalocyanines, and those in which the terminals are substituted with an alkyl group, a sulfonic acid group, etc. can also be preferably used as the electron transport material. Distyrylpyrazine derivatives exemplified as materials for the light-emitting layer can also be used as the electron transport material, and inorganic semiconductors such as n-type Si and n-type SiC can also be used as the electron transport material, as in the hole injection layer and hole transport layer.
Furthermore, it is also possible to use polymer materials in which these materials are introduced into the polymer chain or in which these materials form the polymer main chain.

本発明に係る電子輸送層は、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、n性の高い(電子リッチ)電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平4-297076号公報、特開10-270172号公報、特開2000-196140号公報、特開2001-102175号公報、J.Appl.Phys.95,5773(2004)等の文献に記載されたものが挙げられる。 The electron transport layer according to the present invention may be doped with a dopant as a guest material to form an electron transport layer with high n-type (electron-rich) properties. Examples of the dopant include n-type dopants such as metal complexes and metal compounds such as metal halides. Specific examples of electron transport layers having such a configuration include those described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-297076, 10-270172, 2000-196140, and 2001-102175, and J. Appl. Phys. 95, 5773 (2004).

公知の電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
米国特許第6528187号明細書、米国特許第7230107号明細書、米国特許公開第2005/0025993号明細書、米国特許公開第2004/0036077号明細書、米国特許公開第2009/0115316号明細書、米国特許公開第2009/0101870号明細書、米国特許公開第2009/0179554号明細書、国際公開第2003/060956号、国際公開第2008/132085号、Appl.Phys.Lett.75,4(1999)、Appl.Phys.Lett.79,449(2001)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.79,156(2001)、米国特許第7964293号明細書、米国特許公開第2009/030202号明細書、国際公開第2004/080975号、国際公開第2004/063159号、国際公開第2005/085387号、国際公開第2006/067931号、国際公開第2007/086552号、国際公開第2008/114690号、国際公開第2009/069442号、国際公開第2009/066779号、国際公開第2009/054253号、国際公開第2011/086935号、国際公開第2010/150593号、国際公開第2010/047707号、EP2311826号、特開2010-251675号公報、特開2009-209133号公報、特開2009-124114号公報、特開2008-277810号公報、特開2006-156445号公報、特開2005-340122号公報、特開2003-45662号公報、特開2003-31367号公報、特開2003-282270号公報、国際公開第2012/115034号、等である。
Specific examples of known electron transport materials include compounds described in the following documents, but the present invention is not limited thereto.
U.S. Patent No. 6,528,187, U.S. Patent No. 7,230,107, U.S. Patent Publication No. 2005/0025993, U.S. Patent Publication No. 2004/0036077, U.S. Patent Publication No. 2009/011 5316, US Patent Publication No. 2009/0101870, US Patent Publication No. 2009/0179554, International Publication No. 2003/060956, International Publication No. 2008/132085, Appl. Phys. Lett. 75, 4 (1999), Appl. Phys. Lett. 79, 449 (2001), Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002), Appl. Phys. Lett. 81,162 (2002), Appl. Phys. Lett. 79,156 (2001), U.S. Pat. No. 7,964,293, U.S. Patent Publication No. 2009/030202, International Publication No. WO 2004/080975, International Publication No. WO 2004/063159, International Publication No. WO 2005/085387, International Publication No. WO 2006/067931, International Publication No. WO 2007/086552, International Publication No. WO 2008/114690, International Publication No. WO 2009/069442, International Publication No. WO 2009/066779, International Publication No. WO 2009/054253, International Publication No. WO 2011/08 6935, WO 2010/150593, WO 2010/047707, EP2311826, JP 2010-251675 A, JP 2009-209133 A, JP 2009-124114 A, JP 2008-277810 A, JP 2006-156445 A, JP 2005-340122 A, JP 2003-45662 A, JP 2003-31367 A, JP 2003-282270 A, WO 2012/115034 A, and the like.

中でも、本発明の電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体であることがより好ましい。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用してもよい。
Among these, the electron transport material of the present invention is more preferably a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, a pyrazine derivative, a triazine derivative, a dibenzofuran derivative, a dibenzothiophene derivative, a carbazole derivative, an azacarbazole derivative, or a benzimidazole derivative.
The electron transporting materials may be used alone or in combination of two or more kinds.

(正孔阻止層)
「正孔阻止層」とは、広い意味では電子輸送層の機能を有する層のことをいう。好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、上記電子輸送層の構成を、必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
(Hole Blocking Layer)
The term "hole blocking layer" refers to a layer having the function of an electron transport layer in a broad sense. It is preferably made of a material that has the function of transporting electrons but has a small ability to transport holes, and can improve the probability of recombination of electrons and holes by transporting electrons while blocking holes.
The above-mentioned configuration of the electron transport layer can be used as a hole blocking layer, if necessary. The hole blocking layer is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.

正孔阻止層の厚さは、3~100nmの範囲内であることが好ましく、5~30nmの範囲内であることがより好ましい。 The thickness of the hole blocking layer is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.

正孔阻止層に用いられる材料としては、上記の電子輸送層やホスト化合物に用いられる材料であることが好ましい。 The materials used in the hole blocking layer are preferably the materials used in the electron transport layer and host compound described above.

(電子注入層)
「電子注入層(「陰極バッファー層」ともいう。)」とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことをいい、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。
(Electron Injection Layer)
The term "electron injection layer (also referred to as "cathode buffer layer")" refers to a layer provided between the cathode and the light-emitting layer in order to reduce driving voltage and improve luminance, and is described in detail in "Electrode Materials" (pp. 123-166, Chapter 2, Volume 2) of "Organic EL Elements and Their Industrialization Frontiers" (published by NTS Corporation on Nov. 30, 1998).

電子注入層は、必要に応じて、上記のように陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に形成される。電子注入層は薄膜であることが好ましく、素材にもよるが、厚さは0.1~5nmの範囲内であることが好ましい。また、構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。 The electron injection layer is formed between the cathode and the light-emitting layer, or between the cathode and the electron transport layer, as described above, as necessary. The electron injection layer is preferably a thin film, and although it depends on the material, the thickness is preferably within the range of 0.1 to 5 nm. It may also be a non-uniform film in which the constituent materials are intermittently present.

本発明においては、電子注入層に用いられる材料として、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMが、Ir又はZnである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (the organometallic complex having the structure represented by the above general formula (1)) can be used as the material used in the electron injection layer. Among them, an organometallic complex in which the central metal atom or ion M is Ir or Zn is preferable.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の電子注入層に使用される公知の材料を用いることができる。また、上記金属錯体と公知の材料を併用してもよい。 In addition to the above metal complexes, known materials used in the electron injection layer of organic EL elements can be used. The above metal complexes can also be used in combination with known materials.

また、電子注入層は、特開平6-325871号公報、特開平9-17574号公報、特開平10-74586号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム8-ヒドロキシキノレート(Liq)等に代表される金属錯体等が挙げられる。上記の電子輸送材料を用いることも可能である。これらの材料は単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。 The electron injection layer is also described in detail in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, etc., and specific examples of materials preferably used in the electron injection layer include metals such as strontium and aluminum, alkali metal compounds such as lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc., alkaline earth metal compounds such as magnesium fluoride and calcium fluoride, metal oxides such as aluminum oxide, and metal complexes such as lithium 8-hydroxyquinolate (Liq). The above-mentioned electron transport materials can also be used. These materials may be used alone or in combination.

(正孔輸送層)
「正孔輸送層」とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する層のことをいう。
正孔輸送層の厚さの総和は、特に制限されないが、5nm~5μmの範囲内であることが好ましく、2~500nmの範囲内であることがより好ましく、5~200nmの範囲内であることが更に好ましい。
(Hole transport layer)
The term "hole transport layer" refers to a layer made of a material having a function of transporting holes and having a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.
The total thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 nm to 5 μm, more preferably in the range of 2 to 500 nm, and even more preferably in the range of 5 to 200 nm.

正孔輸送層に用いられる材料(以下、正孔輸送材料という)としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよい。 The material used in the hole transport layer (hereinafter referred to as the hole transport material) may have either hole injection or transport properties, or electron barrier properties.

本発明においては、正孔輸送材料として、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMが、Ir又はCuである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (the organometallic complex having the structure represented by the above general formula (1)) can be used as the hole transport material. Among them, an organometallic complex in which the central metal atom or ion M is Ir or Cu is preferable.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の正孔輸送層に使用される公知の材料を用いることができる。また、上記金属錯体と公知の材料を併用してもよい。 In addition to the above metal complexes, known materials used in the hole transport layer of organic EL elements can be used. The above metal complexes can also be used in combination with known materials.

公知の正孔輸送材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー(例えばPEDOT:PSS、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等)等が挙げられる。 Examples of known hole transport materials include porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, polyarylalkane derivatives, triarylamine derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, and polyvinylcarbazole, polymeric materials or oligomers with aromatic amines introduced into the main chain or side chain, polysilanes, conductive polymers or oligomers (e.g. PEDOT:PSS, aniline-based copolymers, polyaniline, polythiophene, etc.), etc.

トリアリールアミン誘導体としては、α-NPDに代表されるベンジジン型や、MTDATAに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。また、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に用いられる。 Examples of triarylamine derivatives include benzidine types such as α-NPD, starburst types such as MTDATA, and compounds having fluorene or anthracene in the triarylamine linking core portion. Hexaazatriphenylene derivatives such as those described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used.

不純物をドープしたp性の高い正孔輸送材料を用いることもでき、例えば、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、特開2001-102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載のものが挙げられる。 It is also possible to use a highly p-type hole transport material doped with impurities, such as those described in JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Appl. Phys., 95, 5773 (2004), etc.

また、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料やp型-Si、p型-SiC等の無機化合物を用いることもできる。さらに、Ir(ppy)に代表されるような中心金属にIrやPtを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。 Also usable are so-called p-type hole transport materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC, as described in JP-A-11-251067 and the document by J. Huang et al. (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139). Furthermore, ortho-metalated organometallic complexes having Ir or Pt as the central metal, as typified by Ir(ppy) 3 , are also preferably used.

中でも、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。なお、正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用してもよい。 Among them, triarylamine derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, azatriphenylene derivatives, organometallic complexes, polymeric materials or oligomers in which aromatic amines are introduced into the main chain or side chain, etc. are preferably used. Specific examples include the compounds described in the documents listed above as well as the following documents, but the present invention is not limited to these. The hole transport material may be used alone or in combination of multiple types.

Appl.Phys.Lett.69,2160(1996)、J.Lumin.72-74,985(1997)、Appl.Phys.Lett.78,673(2001)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.51,913(1987)、Synth.Met.87,171(1997)、Synth.Met.91,209 (1997)、Synth.Met.111,421(2000)、SID Symposium Digest,37,923(2006)、J.Mater.Chem.3,319(1993)、Adv.Mater.6,677(1994)、Chem.Mater.15,3148(2003)、米国特許公開第2003/0162053号、米国特許公開第2002/0158242号、米国特許公開第2006/0240279号、米国特許公開第2008/0220265号、米国特許第5061569号、国際公開第2007/002683号、国際公開第2009/018009号、EP650955、米国特許公開第2008/0124572号、米国特許公開第2007/0278938号、米国特許公開第2008/0106190号、米国特許公開第2008/0018221号、国際公開第2012/115034号、特表2003-519432号公報、特開2006-135145号公報、米国特許出願番号13/585981号等である。 Appl. Phys. Lett. 69, 2160 (1996), J. Lumin. 72-74, 985 (1997), Appl. Phys. Lett. 78, 673 (2001), Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007), Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007), Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987), Synth. Met. 87, 171 (1997), Synth. Met. 91, 209 (1997), Synth. Met. 111,421 (2000), SID Symposium Digest,37,923 (2006), J. Mater. Chem. 3,319 (1993), Adv. Mater. 6,677 (1994), Chem. Mater. 15,3148 (2003), U.S. Patent Publication No. 2003/0162053, U.S. Patent Publication No. 2002/0158242, U.S. Patent Publication No. 2006/0240279, U.S. Patent Publication No. 2008/0220265, U.S. Patent No. 5,061,569, WO 2007/002683, WO 2009/018009, EP 650955, U.S. These include Japanese Patent Publication No. 2008/0124572, U.S. Patent Publication No. 2007/0278938, U.S. Patent Publication No. 2008/0106190, U.S. Patent Publication No. 2008/0018221, International Publication No. 2012/115034, JP 2003-519432 A, JP 2006-135145 A, and U.S. Patent Application No. 13/585981.

(電子阻止層)
「電子阻止層」とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層のことをいい、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、必要に応じて、上記正孔輸送層の構成を、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
(Electron Blocking Layer)
The term "electron blocking layer" refers, in a broad sense, to a layer having the function of a hole transport layer, and is preferably made of a material that has the function of transporting holes but has little ability to transport electrons, and can improve the probability of recombination of electrons and holes by blocking electrons while transporting holes.
If necessary, the above-mentioned hole transport layer may be used as an electron blocking layer according to the present invention. The electron blocking layer is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.

電子阻止層の厚さは、3~100nmの範囲内であることが好ましく、5~30nmの範囲内であることがより好ましい。 The thickness of the electron blocking layer is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.

本発明においては、電子阻止層に用いられる材料として、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMが、Ir、Fe又はCuである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (organometallic complex having a structure represented by the above general formula (1)) can be used as the material used in the electron blocking layer. Among them, organometallic complexes in which the central metal atom or ion M is Ir, Fe, or Cu are preferred.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の電子阻止層に使用される公知の材料を用いることができる。また、上記金属錯体と公知の材料を併用してもよい。電子阻止層に用いられる材料としては、上記正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、上記ホスト化合物として用いられる材料も電子阻止層に好ましく用いられる。 In addition to the above metal complexes, known materials used in the electron blocking layer of organic EL elements can be used. The above metal complexes may also be used in combination with known materials. As materials used in the electron blocking layer, materials used in the hole transport layer are preferably used, and materials used as the host compounds are also preferably used in the electron blocking layer.

(正孔注入層)
「正孔注入層(「陽極バッファー層」ともいう。)」とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことをいい、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。
正孔注入層は、必要に応じて、上記のように陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に形成される。
(Hole Injection Layer)
The "hole injection layer (also referred to as "anode buffer layer")" refers to a layer provided between the anode and the light-emitting layer in order to reduce the driving voltage and improve the luminance of emitted light, and is described in detail in "Electrode Materials" (pp. 123-166, Chapter 2, Volume 2) of "Organic EL Elements and Their Industrialization Frontiers" (published by NTS Corporation on Nov. 30, 1998).
The hole injection layer is, if necessary, formed between the anode and the light emitting layer or between the anode and the hole transport layer as described above.

本発明においては、正孔注入層に用いられる材料として、上記有機金属錯体(上記一般式(1)で表される構造を有する有機金属錯体)を用いることができる。中でも、中心の金属原子又はイオンMが、Ir、Fe又はCuである有機金属錯体であることが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned organometallic complex (organometallic complex having a structure represented by the above general formula (1)) can be used as the material used in the hole injection layer. Among them, organometallic complexes in which the central metal atom or ion M is Ir, Fe, or Cu are preferred.

本発明の有機金属錯体を、正孔注入層の材料として用いることにより、有機EL素子の駆動電圧を低下させ、外部取り出し効率を向上させることができる。 By using the organometallic complex of the present invention as a material for the hole injection layer, the driving voltage of the organic EL element can be reduced and the external extraction efficiency can be improved.

上記金属錯体の他に、有機EL素子の正孔注入層に使用される公知の材料を用いることができる。また、上記金属錯体と公知の材料を併用してもよい。 In addition to the above metal complexes, known materials used in the hole injection layer of organic EL elements can be used. The above metal complexes can also be used in combination with known materials.

正孔注入層は、特開平9-45479号公報、特開平9-260062号公報、特開平8-288069号公報等にもその詳細が記載されており、公知の正孔注入層に用いられる材料としては、例えば上記の正孔輸送材料等が挙げられる。 The hole injection layer is described in detail in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc., and examples of materials used in known hole injection layers include the hole transport materials described above.

中でも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。これらの材料は単独で用いてもよく、また、複数種を併用してもよい。 Among these, preferred are phthalocyanine derivatives such as copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives such as those described in JP-T-2003-519432A and JP-A-2006-135145A, metal oxides such as vanadium oxide, amorphous carbon, conductive polymers such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene, orthometalated complexes such as tris(2-phenylpyridine)iridium complexes, and triarylamine derivatives. These materials may be used alone or in combination.

下記実施例内の比較例において、正孔注入層に用いられる材料として、銅フタロシアニン及びポリチオフェン導電性高分子を使用しているが、本発明の有機金属錯体を、他の層の材料として使用する場合には、銅フタロシアニン及びポリチオフェン導電性高分子は、正孔注入層の好適な材料として用いられる。 In the comparative examples in the following examples, copper phthalocyanine and polythiophene conductive polymer are used as materials for the hole injection layer, but when the organometallic complex of the present invention is used as a material for another layer, copper phthalocyanine and polythiophene conductive polymer are used as suitable materials for the hole injection layer.

本発明に係る有機機能層は、その他の化合物を含有してもよい。
その他の化合物としては、例えば、臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Pd、Ca、Na等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
The organic functional layer according to the present invention may contain other compounds.
Examples of other compounds include halogen elements such as bromine, iodine, and chlorine, halogenated compounds, alkali metals such as Pd, Ca, and Na, alkaline earth metals, and transition metal compounds, complexes, and salts.

その他の化合物の含有量は、任意に決定できるが、含有される層の全質量に対して1000ppm以下であることが好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、50ppm以下であることが更に好ましい。ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。 The content of the other compounds can be determined as desired, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and even more preferably 50 ppm or less, based on the total mass of the layer in which they are contained. However, the content may be outside this range depending on the purpose, such as improving the transportability of electrons or holes or facilitating the energy transfer of excitons.

(陽極)
陽極は、発光層に正孔を供給するために機能する電極であり、光透過性を有することが好ましい。陽極の厚さは、材料にもよるが、10nm~1μmの範囲内であることが好ましく、10~200nmの範囲内であることがより好ましい。
(anode)
The anode is an electrode that functions to supply holes to the light-emitting layer, and is preferably optically transparent. The thickness of the anode, although depending on the material, is preferably within a range of 10 nm to 1 μm, and more preferably within a range of 10 to 200 nm.

陽極に用いられる材料としては、酸化物半導体や、薄膜の金属又は合金で構成されていることが好ましく、例えば、Ag、Au等の金属又は金属を主成分とする合金、CuI、又はインジウム・スズの複合酸化物(ITO)、SnO及びZnO等の酸化物半導体が挙げられる。 The material used for the anode is preferably composed of an oxide semiconductor or a thin film of a metal or alloy, and examples thereof include metals such as Ag and Au or alloys mainly composed of metals, CuI, or indium-tin composite oxide (ITO), SnO2 , ZnO, and other oxide semiconductors.

光透過性を有する陽極の場合、銀を主成分として構成することが好ましく、銀の純度としては、99%以上であることが好ましい。また、銀の安定性を確保するためにパラジウム(Pd)、銅(Cu)及び金(Au)等が添加されていてもよい。 In the case of an anode having optical transparency, it is preferable that the main component is silver, and the purity of the silver is preferably 99% or more. In addition, palladium (Pd), copper (Cu), gold (Au), etc. may be added to ensure the stability of silver.

光透過性を有する陽極が、銀を主成分として構成されている層である場合は、具体的には、銀単独で形成しても、又は銀(Ag)を含有する合金から構成されていてもよい。そのような合金としては、例えば、銀・マグネシウム(Ag・Mg)、銀・銅(Ag・Cu)、銀・パラジウム(Ag・Pd)、銀・パラジウム・銅(Ag・Pd・Cu)、銀・インジウム(Ag・In)などが挙げられる。 When the light-transmitting anode is a layer mainly composed of silver, it may be formed of silver alone or may be composed of an alloy containing silver (Ag). Examples of such alloys include silver-magnesium (Ag.Mg), silver-copper (Ag.Cu), silver-palladium (Ag.Pd), silver-palladium-copper (Ag.Pd.Cu), and silver-indium (Ag.In).

本発明に係る陽極が、銀を主成分として構成されている層である場合、陽極の厚さが、2~20nmの範囲内であることが好ましく、4~12nmの範囲内であることがより好ましい。厚さが20nm以下であることにより、光透過性を有する陽極の吸収成分及び反射成分が低く抑えられ、高い光透過率が維持される。 When the anode according to the present invention is a layer composed mainly of silver, the thickness of the anode is preferably within the range of 2 to 20 nm, and more preferably within the range of 4 to 12 nm. By making the thickness 20 nm or less, the absorption and reflection components of the light-transmitting anode are kept low, and a high light transmittance is maintained.

本発明において、「銀を主成分として構成されている層」とは、光透過性を有する陽極中の銀の含有量が60質量%以上であることをいう。また、銀の含有量が80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、98質量%以上であることが特に好ましい。
なお、「光透過性」とは、波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいう。
In the present invention, the term "layer mainly composed of silver" means that the silver content in the light-transmitting anode is 60% by mass or more. The silver content is more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 98% by mass or more.
The term "light transmissive" means that the light transmittance at a wavelength of 550 nm is 50% or more.

銀を主成分として構成されている層は、必要に応じて複数の層に分けて積層された構成であっても良い。 The layer composed mainly of silver may be divided into multiple layers and laminated as necessary.

また、陽極が、銀を主成分として構成されている層であり、光透過性を有する場合、膜の厚さを均一する観点から、その下部に、下地層を設けることが好ましい。下地層としては、特に制限されないが、窒素原子又は硫黄原子を有する有機化合物を含有する層であることが好ましい。 When the anode is a layer mainly composed of silver and has optical transparency, it is preferable to provide an underlayer underneath it from the viewpoint of making the thickness of the film uniform. There are no particular limitations on the underlayer, but it is preferable that the underlayer be a layer containing an organic compound having nitrogen or sulfur atoms.

下地層に用いられる窒素原子含有化合物は、分子内に窒素原子を含んでいる化合物であれば、特に制限されないが、窒素原子をヘテロ原子とした複素環を有する化合物であることが好ましい。窒素原子をヘテロ原子とした複素環としては、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、アゾリジン、アゾール、アジナン、ピリジン、アゼパン、アゼピン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾリン、ピラジン、モルホリン、チアジン、インドール、イソインドール、ベンゾイミダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、カルバゾール、ベンゾ-C-シンノリン、ポルフィリン、クロリン及びコリン等が挙げられる。 The nitrogen-atom-containing compound used in the underlayer is not particularly limited as long as it is a compound containing a nitrogen atom in the molecule, but is preferably a compound having a heterocycle with a nitrogen atom as the heteroatom. Examples of heterocycles with a nitrogen atom as the heteroatom include aziridine, azirine, azetidine, azeto, azolidine, azole, azinane, pyridine, azepane, azepine, imidazole, pyrazole, oxazole, thiazole, imidazoline, pyrazine, morpholine, thiazine, indole, isoindole, benzimidazole, purine, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, cinnoline, pteridine, acridine, carbazole, benzo-C-cinnoline, porphyrin, chlorine, and choline.

また、下地層に用いられる窒素原子含有化合物は、芳香族性に関与しない非共有電子対を持つ窒素原子を有する芳香族複素環化合物であることが好ましい。 In addition, the nitrogen atom-containing compound used in the underlayer is preferably an aromatic heterocyclic compound having a nitrogen atom with an unshared electron pair that is not involved in aromaticity.

これらの窒素原子含有化合物の具体例としては、特開2015-046364号公報の段落(0097)~同(0221)に記載の例示化合物No.1~No.134が挙げられる。 Specific examples of these nitrogen atom-containing compounds include exemplified compounds No. 1 to No. 134 described in paragraphs (0097) to (0221) of JP 2015-046364 A.

陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又は、パターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。 The anode may be formed by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and then forming a pattern of the desired shape using a photolithography method, or, if high pattern precision is not required (approximately 100 μm or more), a pattern may be formed using a mask of the desired shape when vapor depositing or sputtering the electrode materials.

また、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/sq.以下が好ましい。 When using a coatable material such as an organic conductive compound, wet film formation methods such as printing and coating can also be used. When emitting light from this anode, it is desirable to make the transmittance greater than 10%, and the sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω/sq. or less.

(陰極)
陰極は、発光層に電子を供給するために機能する電極であり、光反射性又は光透過性を有する電極であることが好ましい。
(cathode)
The cathode is an electrode that functions to supply electrons to the light-emitting layer, and is preferably an electrode that is light-reflective or light-transmissive.

陰極に用いられる材料としては、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物又はこれらの混合物として、例えば、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO及びSnO等の酸化物半導体などが挙げられるが、中でも、薄膜の金属又は合金であることが好ましい。 Materials used for the cathode include metals, alloys, organic or inorganic conductive compounds, or mixtures thereof, such as gold, aluminum, silver, magnesium, lithium, magnesium/copper mixtures, magnesium/silver mixtures, magnesium/aluminum mixtures, magnesium/indium mixtures, indium, lithium/aluminum mixtures, rare earth metals, ITO, ZnO, oxide semiconductors such as TiO2 and SnO2 , and among these, thin films of metals or alloys are preferred.

光透過性を有する陰極が、銀を主成分として構成されている層である場合は、上記陽極の説明で記載したのと同様の材料を挙げることができ、具体的には、銀単独で形成しても、又は銀(Ag)を含有する合金から構成されていてもよい。そのような合金としては、例えば、銀・マグネシウム(Ag・Mg)、銀・銅(Ag・Cu)、銀・パラジウム(Ag・Pd)、銀・パラジウム・銅(Ag・Pd・Cu)、銀・インジウム(Ag・In)などが挙げられる。 When the light-transmitting cathode is a layer mainly composed of silver, the same materials as those described in the above description of the anode can be used. Specifically, the cathode can be made of silver alone or an alloy containing silver (Ag). Examples of such alloys include silver-magnesium (Ag.Mg), silver-copper (Ag.Cu), silver-palladium (Ag.Pd), silver-palladium-copper (Ag.Pd.Cu), and silver-indium (Ag.In).

陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成して作製できる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/sq.以下が好ましく、厚さは、10nm~5μmの範囲内であることが好ましく、50~200nmの範囲内であることがより好ましい。 The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by methods such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance of the cathode is preferably several hundred Ω/sq. or less, and the thickness is preferably within the range of 10 nm to 5 μm, and more preferably within the range of 50 to 200 nm.

発光した光を透過させ、発光輝度を向上させる観点から、陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であることが好ましい。1~20nmの範囲内の厚さの上記金属を作製し、その上に、上記陽極の説明に記載の導電性透明材料を作製することにより、透明又は半透明の陰極を作製できる。また、これを応用することにより、陽極及び陰極の両方が透過性を有する有機EL素子を作製できる。 From the viewpoint of transmitting the emitted light and improving the luminance of the emitted light, it is preferable that either the anode or the cathode is transparent or semi-transparent. By preparing the above metal with a thickness in the range of 1 to 20 nm and preparing the conductive transparent material described in the description of the anode on top of it, a transparent or semi-transparent cathode can be produced. Furthermore, by applying this, an organic EL element in which both the anode and cathode are transparent can be produced.

(基板)
本発明の有機EL素子に用いられる基板としては、特に制限されず、透明であっても不透明であってもよい。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。透明な基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムが挙げられる。また、有機EL素子にフレキシブル性を付与できる観点から、フレキシブル性を有する樹脂フィルムであることがより好ましい。
(substrate)
The substrate used in the organic EL element of the present invention is not particularly limited, and may be transparent or opaque. When light is extracted from the substrate side, the substrate is preferably transparent. Examples of transparent substrates include glass, quartz, and transparent resin films. In addition, from the viewpoint of imparting flexibility to the organic EL element, a resin film having flexibility is more preferable.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(略称:PET)、ポリエチレンナフタレート(略称:PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(略称:TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(略称:CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類及びそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート(略称:PC)、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(略称:PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル及びポリアリレート類、シクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。 Examples of resin films include polyesters such as polyethylene terephthalate (abbreviated as PET) and polyethylene naphthalate (abbreviated as PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose esters such as cellulose diacetate, cellulose triacetate (abbreviated as TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (abbreviated as CAP), cellulose acetate phthalate, and cellulose nitrate, and derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate (abbreviated as PC), norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyether sulfone (abbreviated as PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, polyetherimide, polyether ketone imide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylics and polyarylates, and cycloolefin resins.

シクロオレフィン系樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、JSR社製のアートン(登録商標)、三井化学社製のアペル(登録商標)等が挙げられる。 Commercially available cycloolefin resins can be used, such as Arton (registered trademark) manufactured by JSR Corporation and Apel (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.

これらの樹脂フィルムのうち、コストや入手の容易性の点では、ポリエチレンテレフタレート(略称:PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(略称:PEN)、ポリカーボネート(略称:PC)等のフィルムが、フレキシブル性を有する樹脂フィルムとして好適に用いられる。 Among these resin films, polyethylene terephthalate (abbreviated as PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (abbreviated as PEN), polycarbonate (abbreviated as PC), etc. are preferably used as flexible resin films in terms of cost and availability.

また、上記の樹脂フィルムは、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。 The above resin film may be either an unstretched film or a stretched film.

樹脂フィルムは、従来公知の一般的な製膜方法により製造できる。例えば、材料となる樹脂を押出機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の樹脂フィルムを製造できる。また、未延伸の樹脂フィルムを一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸等の公知の方法により、樹脂フィルムの搬送方向(縦軸方向、MD方向)、又は樹脂フィルムの搬送方向と直角の方向(横軸方向、TD方向)に延伸することにより、延伸樹脂フィルムを製造できる。この場合の延伸倍率は、樹脂フィルムの原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ2~10倍の範囲内であることが好ましい。 The resin film can be produced by a conventional film-making method. For example, a substantially amorphous and unoriented unstretched resin film can be produced by melting the resin material in an extruder, extruding it through a circular die or a T-die, and quenching it. In addition, a stretched resin film can be produced by stretching an unstretched resin film in the conveying direction of the resin film (longitudinal axis direction, MD direction) or in a direction perpendicular to the conveying direction of the resin film (horizontal axis direction, TD direction) using a known method such as uniaxial stretching, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, or tubular-type simultaneous biaxial stretching. In this case, the stretching ratio can be appropriately selected according to the resin that is the raw material of the resin film, but it is preferable that it is within the range of 2 to 10 times in each of the longitudinal and transverse directions.

樹脂フィルムの厚さは、3~200μmの範囲内であることが好ましく、10~100μmの範囲内であることがより好ましく、20~80μmの範囲内であることが更に好ましく、20~50μmの範囲内であることが特に好ましい。厚さを薄くすることにより光遮蔽部を大きくすることなく、効果的に光遮蔽できる。 The thickness of the resin film is preferably within the range of 3 to 200 μm, more preferably within the range of 10 to 100 μm, even more preferably within the range of 20 to 80 μm, and particularly preferably within the range of 20 to 50 μm. By reducing the thickness, light can be effectively shielded without increasing the size of the light shielding portion.

また、透明な基板として用いられるガラスとしては、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス等が挙げられる。 Examples of glass that can be used as a transparent substrate include soda-lime glass, barium-strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, and barium borosilicate glass.

不透明な基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。 Examples of opaque substrates include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, and ceramic substrates.

本発明の有機EL素子の室温における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、5%以上であることがより好ましい。外部取り出し量子効率は、下記式で表される。
外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。
The external extraction quantum efficiency of the organic EL element of the present invention at room temperature is preferably 1% or more, and more preferably 5% or more. The external extraction quantum efficiency is represented by the following formula.
External extraction quantum efficiency (%)=number of photons emitted outside the organic EL element/number of electrons flowing into the organic EL element×100.

また、カラーフィルター等の色相改良フィルターや、蛍光体を用いて有機EL素子からの発光色を多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。 It is also possible to use a hue improving filter such as a color filter, or a color conversion filter that uses phosphors to convert the emitted color from the organic EL element into multiple colors.

(ガスバリアー層)
本発明の有機EL素子においては、上記説明した基板上に、必要に応じて、ガスバリアー層を設ける構成であってもよい。特に、基板が樹脂フィルムである場合は、ガスバリアー層を設けることが好ましい。
(Gas Barrier Layer)
In the organic EL device of the present invention, a gas barrier layer may be provided on the substrate described above, if necessary. In particular, when the substrate is a resin film, it is preferable to provide a gas barrier layer.

ガスバリアー層を形成した樹脂フィルムは、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、10-3mL/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度が、10-5g/(m・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 The resin film on which the gas barrier layer is formed is preferably a barrier film having a water vapor permeability (25±0.5°C, relative humidity (90±2)% RH) of 0.01 g/( m2 ·24 h) or less, measured by a method in accordance with JIS K 7129-1992, and more preferably a high-barrier film having an oxygen permeability of 10-3 mL/( m2 ·24 h·atm) or less and a water vapor permeability of 10-5 g/( m2 ·24 h) or less, measured by a method in accordance with JIS K 7126-1987.

ガスバリアー層を形成する材料としては、水分や酸素などの有機EL素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機物が用いられる。さらに、脆弱性の改良の観点から、これら無機層と有機材料からなる有機層の積層構造とすることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限されないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 The material for forming the gas barrier layer may be any material that has the function of suppressing the intrusion of moisture, oxygen, and other substances that cause deterioration of the organic EL element, and examples of such materials that can be used include inorganic substances such as silicon oxide, silicon dioxide, and silicon nitride. From the viewpoint of improving brittleness, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic layers made of an organic material. There are no particular restrictions on the order in which the inorganic layers and organic layers are laminated, but it is preferable to laminate the two layers alternately multiple times.

ガスバリアー層の形成方法については、特に制限されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等の薄膜形成方法を用いることができるが、特開2004-68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法が特に好ましい。また、ポリシラザン含有液を湿式塗布方式により塗布して塗膜を形成した後に乾燥し、形成された塗膜に波長200nm以下の真空紫外光(VUV光)を照射することにより、形成した塗布膜に改質処理を施して、ガスバリアー層を形成する方法も好適に用いられる。 There are no particular limitations on the method for forming the gas barrier layer, and thin film formation methods such as vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric plasma polymerization, plasma CVD, laser CVD, thermal CVD, and coating can be used, but atmospheric plasma polymerization as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferred. In addition, a method is also preferably used in which a polysilazane-containing liquid is applied by a wet coating method to form a coating film, which is then dried, and the coating film is irradiated with vacuum ultraviolet light (VUV light) having a wavelength of 200 nm or less to modify the coating film formed, thereby forming a gas barrier layer.

ガスバリアー層の厚さは、1~500nmの範囲内であることが好ましく、10~300nmの範囲内であることがより好ましい。ガスバリアー層の厚さが1nm以上であれば、所望のガスバリアー性能を発揮でき、500nm以下であれば、緻密な酸窒化ケイ素膜でのクラックの発生等の膜質劣化を防止できる。 The thickness of the gas barrier layer is preferably within the range of 1 to 500 nm, and more preferably within the range of 10 to 300 nm. If the thickness of the gas barrier layer is 1 nm or more, the desired gas barrier performance can be exhibited, and if the thickness is 500 nm or less, deterioration of the film quality, such as the occurrence of cracks in the dense silicon oxynitride film, can be prevented.

(封止)
上記有機機能層及び電極に用いられる材料は、耐湿性が低く酸化しやすい、すなわち、環境中の水や酸素等によって分解や酸化が生じるため、有機機能層及び電極に水分が入り込まないよう、封止することが好ましい。封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、基板とを接着剤で接着する方法が挙げられる。封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
(Sealing)
The materials used for the organic functional layer and the electrodes have low moisture resistance and are easily oxidized, that is, decomposition and oxidation occur due to water, oxygen, etc. in the environment, so it is preferable to seal the organic functional layer and the electrodes to prevent moisture from entering them. As a sealing means, for example, a method of bonding a sealing member to the electrodes and the substrate with an adhesive can be mentioned. The sealing member may be a concave plate or a flat plate as long as it is arranged so as to cover the display area of the organic EL element. In addition, the transparency and electrical insulation are not particularly limited.

具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等が挙げられる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。 Specific examples include glass plates, polymer plates/films, and metal plates/films. Examples of glass plates include soda-lime glass, barium-strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of polymer plates include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of metal plates include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.

本発明においては、有機EL素子の薄膜化の観点から、ポリマーフィルム又は金属フィルムであることが好ましい。また、ポリマーフィルムは、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10-3mL/m/24h以下、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%)が、1×10-3g/(m/24h)以下のものであることが好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of thinning the organic EL element, a polymer film or a metal film is preferred. The polymer film preferably has an oxygen permeability of 1×10 −3 mL/m 2 /24 h or less as measured by a method conforming to JIS K 7126-1987, and a water vapor permeability of 1×10 −3 g/(m 2 /24 h) or less as measured by a method conforming to JIS K 7129-1992 (25±0.5° C., relative humidity (90±2)%).

封止部材を凹状に加工する方法としては、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が用いられる。 Methods used to process the sealing member into a concave shape include sandblasting and chemical etching.

接着剤としては、例えば、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマー等の反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2-シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型接着剤、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)接着剤、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等のホットメルト型接着剤、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤等が挙げられる。 Examples of adhesives include photocurable and heat-curable adhesives with reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, moisture-curable adhesives such as 2-cyanoacrylic esters, heat- and chemical-curable (two-part mixture) adhesives such as epoxy-based adhesives, hot-melt adhesives such as polyamide, polyester, and polyolefin, and cationic curable UV-curable epoxy resin adhesives.

なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるため、室温から80℃までの範囲内において接着硬化できるものが好ましい。また、上記接着剤中に乾燥剤を分散させてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。 Since organic EL elements may deteriorate due to heat treatment, it is preferable to use an adhesive that can be cured at temperatures ranging from room temperature to 80°C. A desiccant may also be dispersed in the adhesive. The adhesive may be applied to the sealing portion using a commercially available dispenser, or may be printed, such as by screen printing.

また、有機層を挟み基板と対向する側の電極の外側に、当該電極と有機機能層を被覆し、基板と接する形で無機物又は有機物の層を形成し、封止膜を形成することも好ましい。この場合、封止膜を形成する材料としては、水分や酸素等の素子の劣化をもたらすものの侵入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。 It is also preferable to form a sealing film by covering the electrode and the organic functional layer on the outside of the electrode facing the substrate with the organic layer and forming an inorganic or organic layer in contact with the substrate. In this case, the material for forming the sealing film may be any material that has the function of preventing the intrusion of moisture, oxygen, and other substances that cause deterioration of the element, and examples of materials that can be used include silicon oxide, silicon dioxide, and silicon nitride.

さらに、封止膜の脆弱性を改良する観点から、これら無機物の層と有機物の層の積層構造とすることが好ましい。封止膜の形成方法については、特に制限されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。 Furthermore, from the viewpoint of improving the fragility of the sealing film, it is preferable to form a laminate structure of these inorganic layers and organic layers. There are no particular limitations on the method for forming the sealing film, and for example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization, plasma CVD, laser CVD, thermal CVD, coating, etc. can be used.

封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコーンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空としてもよく、内部に吸湿性化合物を封入してもよい。 In the gas and liquid phase, it is preferable to inject an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorohydrocarbon or silicone oil into the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element. It is also possible to create a vacuum, or to seal a hygroscopic compound inside.

吸湿性化合物としては、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。 Examples of hygroscopic compounds include metal oxides (e.g., sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, etc.), sulfates (e.g., sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate, etc.), metal halides (e.g., calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide, etc.), and perchlorates (e.g., barium perchlorate, magnesium perchlorate, etc.), and anhydrous salts are preferably used for sulfates, metal halides, and perchlorates.

(保護膜、保護板)
有機機能層を挟み基板と対向する側の上記封止部材又は封止膜の外側に、素子の機械的強度を高める観点から、保護膜又は保護板を設けてもよい。特に、封止膜を用いる場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜又は保護板を設けることが好ましい。保護膜及び保護板に用いられる材料としては、上記封止部材及び封止膜と同様、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化の観点からポリマーフィルムを用いることが好ましい。
(Protective film, protective plate)
A protective film or protective plate may be provided on the outer side of the sealing member or sealing film on the side facing the substrate with the organic functional layer sandwiched therebetween in order to enhance the mechanical strength of the element. In particular, when a sealing film is used, it is preferable to provide such a protective film or protective plate, since its mechanical strength is not necessarily high. As materials used for the protective film and protective plate, glass plates, polymer plates/films, metal plates/films, etc. can be used as in the sealing member and sealing film, but it is preferable to use polymer films from the viewpoint of light weight and thinness.

(光取り出し向上技術)
本発明の有機EL素子は、一般的に、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6~2.1の範囲内)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せない。これは、臨界角以上の角度θで界面(基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし、有機EL素子の外部に取り出すことができないことや、電極又は発光層と基板との間で光が全反射を起こし、光が電極又は発光層を導波し、結果として、光が有機EL素子の側面方向に逃げるためである。
(Light extraction improvement technology)
The organic EL element of the present invention generally emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (within the range of a refractive index of 1.6 to 2.1), and only about 15% to 20% of the light generated in the light-emitting layer can be extracted. This is because light that is incident on an interface (interface between a substrate and air) at an angle θ equal to or greater than the critical angle is totally reflected and cannot be extracted to the outside of the organic EL element, and because light is totally reflected between an electrode or a light-emitting layer and a substrate, and the light is guided through the electrode or the light-emitting layer, resulting in the light escaping in the direction of the side of the organic EL element.

光取り出し効率を向上させる手法としては、例えば、基板表面に凹凸を形成し、基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、米国特許第4774435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、特開昭63-314795号公報)、有機EL素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、特開平1-220394号公報)、基板と発光層の間に中間の屈折率である平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、特開昭62-172691号公報)、基板と発光層との間に基板よりも低屈折率である平坦層を導入する方法(例えば、特開2001-202827号公報)、基板、電極及び発光層のいずれかの層間又は層中に回折格子を形成する方法(特開平11-283751号公報)などが挙げられる。 Methods for improving light extraction efficiency include, for example, forming irregularities on the substrate surface to prevent total reflection at the substrate-air interface (e.g., U.S. Pat. No. 4,774,435 specification), improving efficiency by giving the substrate light-collecting properties (e.g., JP-A-63-314795), forming a reflective surface on the side of the organic EL element (e.g., JP-A-1-220394), introducing a flat layer with an intermediate refractive index between the substrate and the light-emitting layer to form an anti-reflection film (e.g., JP-A-62-172691), introducing a flat layer with a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light-emitting layer (e.g., JP-A-2001-202827), and forming a diffraction grating between or within the substrate, electrode, and light-emitting layer (JP-A-11-283751).

本発明においては、基板と発光層の間に基板よりも低屈折率である平坦層を導入する方法、又は、基板、電極及び発光層のいずれかの層間又は層中に回折格子を形成する方法を用いることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light-emitting layer, or a method of forming a diffraction grating between or within any of the layers of the substrate, the electrode, and the light-emitting layer.

基板と電極との間に、低屈折率である平坦層(以下、「低屈折率層」ともいう。)を光の波長よりも長い厚さで形成することにより、低屈折率層の屈折率が低いほど、外部への光の取り出し効率が高くなる。本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度又は耐久性に優れた有機EL素子を得ることができる。 By forming a flat layer with a low refractive index (hereinafter also referred to as a "low refractive index layer") between the substrate and the electrode with a thickness longer than the wavelength of light, the lower the refractive index of the low refractive index layer, the higher the efficiency of extracting light to the outside. By combining these means, the present invention can obtain an organic EL element with even higher brightness or excellent durability.

低屈折率層の形成に用いられる材料としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。一般的に、基板の屈折率は1.5~1.7の範囲内であるため、低屈折率層の屈折率は、1.5以下であることが好ましく、1.35以下であることがより好ましい。 Materials used to form the low refractive index layer include, for example, aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and fluorine-based polymers. Generally, the refractive index of the substrate is within the range of 1.5 to 1.7, so the refractive index of the low refractive index layer is preferably 1.5 or less, and more preferably 1.35 or less.

また、エバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込み、低屈折率層の効果が薄れるのを抑制する観点から、低屈折率層の厚さが、低屈折率層中の波長の2倍以上であることが好ましい。 In addition, in order to prevent the electromagnetic waves leaking out due to evanescent effects from penetrating into the substrate and weakening the effect of the low refractive index layer, it is preferable that the thickness of the low refractive index layer is at least twice the wavelength in the low refractive index layer.

回折格子を形成する方法では、回折格子が1次の回折や、2次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、基板、電極及び発光層のいずれかの層間又は層中に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。 The method of forming a diffraction grating utilizes the property of a diffraction grating to change the direction of light to a specific direction different from refraction through so-called Bragg diffraction, such as first-order diffraction and second-order diffraction, and aims to diffract the light generated from the light-emitting layer that cannot escape due to total reflection between layers by introducing a diffraction grating between or within the substrate, electrode, or light-emitting layer, and extract the light to the outside.

発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するため、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど向上しない。しかし、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光取り出し効率が向上する。 Since the light emitted from the light-emitting layer is generated randomly in all directions, a typical one-dimensional diffraction grating that has a periodic refractive index distribution only in one direction diffracts only light traveling in a specific direction, and the light extraction efficiency does not improve significantly. However, by making the refractive index distribution two-dimensional, light traveling in all directions is diffracted, improving the light extraction efficiency.

回折格子を形成する位置としては、基板、電極及び発光層のいずれかの層間、又は層中であればよいが、光が発生する場所である発光層の近傍であることが好ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2~3倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。 The diffraction grating may be formed between or within any of the substrate, electrode, and light-emitting layer, but is preferably formed near the light-emitting layer where light is generated. In this case, the period of the diffraction grating is preferably within the range of about 1/2 to 3 times the wavelength of the light in the medium. The diffraction grating is preferably arranged two-dimensionally, such as in a square lattice, triangular lattice, or honeycomb lattice pattern.

(集光シート)
本発明の有機EL素子は、基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工する、又は、集光シートを用いることにより、特定方向、例えば有機EL素子の発光面に対して正面方向に集光することができ、特定方向上の輝度を高めることができる。
(Light collecting sheet)
The organic EL element of the present invention can be processed to have, for example, a microlens array structure on the light extraction side of the substrate, or can be provided with a light-collecting sheet, thereby enabling light to be collected in a specific direction, for example, in the front direction relative to the light-emitting surface of the organic EL element, and thus enabling the brightness in the specific direction to be increased.

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は10~100μmの範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、集光機能を有し、かつ、厚さを十分薄くすることができる。 An example of a microlens array is a two-dimensional array of square pyramids with a side length of 30 μm and a apex angle of 90 degrees on the light extraction side of the substrate. It is preferable that each side is within the range of 10 to 100 μm. By being within the above range, it is possible to provide a light-collecting function and make the thickness sufficiently thin.

集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることができ、具体的には、住友スリーエム社製の輝度上昇フィルム(BEF)などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であっても良い。 The light-collecting sheet may be, for example, one that is in practical use in LED backlights for liquid crystal display devices, specifically, brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M. The shape of the prism sheet may be, for example, a base material with triangle-shaped stripes with an apex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or a shape with rounded apex angles, a shape with randomly varying pitch, or other shapes.

また、有機EL素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製の拡散フィルム(ライトアップ)などを用いることができる。 In addition, a light diffusion plate or film may be used in combination with the light collecting sheet to control the light radiation angle from the organic EL element. For example, a diffusion film (Light Up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.

<2 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法>
本発明の有機EL素子の製造方法を以下に説明する。
<2. Manufacturing method of organic electroluminescence element>
The method for producing the organic EL element of the present invention will be described below.

(陽極の形成工程)
陽極は、Ag、Au等の金属又は金属を主成分とする合金、CuI、又はインジウム・スズの複合酸化物(ITO)、SnO及びZnO等の酸化物半導体、IDIXO(In-ZnO)等の非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いて、蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよい。パターン精度を余り必要としない場合(100μm以上程度)は、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。また、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いてもよい。
(Anode Formation Process)
The anode may be formed by forming a thin film by a method such as deposition or sputtering using a material capable of producing an amorphous transparent conductive film, such as a metal such as Ag or Au or an alloy mainly composed of a metal, CuI, or an indium - tin composite oxide (ITO), an oxide semiconductor such as SnO 2 and ZnO, or IDIXO (In 2 O 3 -ZnO), and forming a pattern of a desired shape by a photolithography method. When pattern precision is not required very much (about 100 μm or more), a pattern may be formed through a mask of a desired shape during deposition or sputtering of the electrode material. In addition, when a coatable material such as an organic conductive compound is used, a wet film formation method such as a printing method or a coating method may be used.

(有機機能層の形成工程)
本発明に係る有機機能層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)の形成方法について説明する。
有機機能層の形成方法は、特に制限されず、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等による形成方法を用いることができる。
(Formation process of organic functional layer)
A method for forming the organic functional layers (hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer, etc.) according to the present invention will be described.
The method for forming the organic functional layer is not particularly limited, and any conventionally known forming method such as a vacuum deposition method or a wet method (also called a wet process) can be used.

湿式法としては、例えば、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法のほか、スピンコート法、キャスト法、インクジェット印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ドクターコート法、LB法(ラングミュア-ブロジェット法)等が挙げられるが、塗布液を容易に精度良く塗布でき高生産性である観点から、インクジェットヘッドを用いたインクジェット印刷法であることがより好ましい。インクジェット印刷法の詳細については後述する。また、層毎に異なる製膜方法を用いてもよい。 Examples of wet methods include printing methods such as gravure printing, flexographic printing, and screen printing, as well as spin coating, casting, inkjet printing, die coating, blade coating, bar coating, roll coating, dip coating, spray coating, curtain coating, doctor coating, and LB (Langmuir-Blodgett) methods. From the viewpoint of high productivity, inkjet printing using an inkjet head is more preferable because it allows the coating liquid to be applied easily and accurately. Details of inkjet printing will be described later. Also, a different film formation method may be used for each layer.

湿式法に用いる塗布液としては、有機機能層を形成する材料が液媒体に均一に溶解される溶液でも、材料が固形分として液媒体に分散される分散液でも良い。分散方法としては、超音波分散、高剪断力分散、メディア分散等が挙げられる。 The coating liquid used in the wet method may be a solution in which the material forming the organic functional layer is uniformly dissolved in the liquid medium, or a dispersion in which the material is dispersed as a solid in the liquid medium. Examples of dispersion methods include ultrasonic dispersion, high shear dispersion, and media dispersion.

液媒体としては、特に制限されず、例えば、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、ジクロロヘキサノン等のハロゲン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、n-プロピルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族系溶媒、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族系溶媒、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ-ブチロラクトン、炭酸ジエチル等のエステル系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、メタノール、エタノール、1-ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒、ジメチルスルホキシド、水又はこれらの混合液媒体等が挙げられる。 The liquid medium is not particularly limited, and examples thereof include halogen-based solvents such as chloroform, carbon tetrachloride, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, dichlorobenzene, and dichlorohexanone; ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, n-propyl methyl ketone, and cyclohexanone; aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, and cyclohexylbenzene; aliphatic solvents such as cyclohexane, decalin, and dodecane; ester-based solvents such as ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, and diethyl carbonate; ether-based solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; amide-based solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, 1-butanol, and ethylene glycol; nitrile-based solvents such as acetonitrile and propionitrile; dimethyl sulfoxide, water, and mixtures thereof.

これらの液媒体の沸点は、迅速に液媒体を乾燥させる観点から、乾燥処理の温度未満であることが好ましく、具体的には、60~200℃の範囲内であることが好ましく、80~180℃の範囲内であることがより好ましい。 The boiling point of these liquid media is preferably lower than the temperature of the drying process in order to quickly dry the liquid media, and more specifically, is preferably within the range of 60 to 200°C, and more preferably within the range of 80 to 180°C.

塗布液は、塗布範囲を制御する目的や、塗布後の表面張力勾配に伴う液流動(例えば、コーヒーリングと呼ばれる現象を引き起こす液流動)を抑制する目的に応じて、界面活性剤を含有してもよい。 The coating solution may contain a surfactant to control the coating area or to suppress liquid flow associated with the surface tension gradient after coating (e.g., liquid flow that causes a phenomenon called coffee ring).

界面活性剤としては、溶媒に含まれる水分の影響、レベリング性、基板への濡れ性等の観点から、例えば、アニオン性又はノニオン性の界面活性剤等が挙げられる。具体的には、含フッ素系活性剤や、国際公開第08/146681号、特開平2-41308号公報等に挙げられた界面活性剤を用いることができる。 Examples of surfactants that can be used include anionic or nonionic surfactants, taking into consideration the effect of moisture contained in the solvent, leveling properties, wettability to the substrate, etc. Specifically, fluorine-containing surfactants and surfactants listed in WO 08/146681, JP 2-41308 A, etc. can be used.

塗布膜の粘度及び厚さは、有機機能層として必要とされる機能と有機材料の溶解度又は分散性に応じて適宜選択することができる。具体的には、塗布膜の粘度は、0.3~100mPa・sの範囲内であることが好ましく、厚さは、1~90μmの範囲内であることが好ましい。 The viscosity and thickness of the coating film can be appropriately selected depending on the function required for the organic functional layer and the solubility or dispersibility of the organic material. Specifically, the viscosity of the coating film is preferably within the range of 0.3 to 100 mPa·s, and the thickness is preferably within the range of 1 to 90 μm.

湿式法により塗布膜を形成した後、上記の液媒体を除去する乾燥工程を有することが好ましい。乾燥工程の温度は、特に制限されないが、有機機能層、電極、基板等が損傷しない程度の温度であることが好ましい。塗布液の組成等によって異なるが、例えば、乾燥工程の温度は、80~300℃の範囲内であることが好ましく、時間は、10秒~10分の範囲内であることが好ましい。上記範囲内であることにより、迅速に乾燥できる。 After forming the coating film by the wet method, it is preferable to have a drying process in which the liquid medium is removed. The temperature in the drying process is not particularly limited, but is preferably a temperature that does not damage the organic functional layer, electrodes, substrate, etc. Although it varies depending on the composition of the coating liquid, for example, the temperature in the drying process is preferably within the range of 80 to 300°C, and the time is preferably within the range of 10 seconds to 10 minutes. By being within the above range, rapid drying can be achieved.

有機機能層の形成方法として蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等によって異なるが、例えば、ボート加熱温度は50~450℃の範囲内、真空度は、1×10-6~1×10-2Paの範囲内、蒸着速度は0.01~50nm/秒の範囲内、基板温度は-50~300℃の範囲内であることが好ましい。また、有機機能層全体の厚さは、0.1nm~5μmの範囲内であることが好ましく、5~200nmの範囲内であることがより好ましい。 When a vapor deposition method is adopted as a method for forming the organic functional layer, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, etc., but for example, it is preferable that the boat heating temperature is within the range of 50 to 450° C., the degree of vacuum is within the range of 1×10 −6 to 1×10 −2 Pa, the vapor deposition rate is within the range of 0.01 to 50 nm/sec, and the substrate temperature is within the range of −50 to 300° C. In addition, the total thickness of the organic functional layer is preferably within the range of 0.1 nm to 5 μm, and more preferably within the range of 5 to 200 nm.

有機機能層の形成は、1回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜方法を施してもよい。その際は、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。 It is preferable to form the organic functional layer from the hole injection layer to the cathode in a single vacuum pull, but it is also possible to remove the layer midway and apply a different film formation method. In this case, it is preferable to perform the work in a dry inert gas atmosphere.

(陰極の形成工程)
このようにして有機機能層を形成した後、この上部に上記の電極物質からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは10~200nmの範囲内となるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成し、陰極を形成する。同時に、陰極端部に、外部電源と接続する部分を形成する。陰極の形成後、基材、陽極、有機機能層及び陰極を、上記の封止部材で封止する。
(Cathode Formation Process)
After the organic functional layer is formed in this manner, a thin film made of the above-mentioned electrode material is formed on the organic functional layer by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 10 to 200 nm, to form a cathode. At the same time, a portion for connecting to an external power source is formed at the end of the cathode. After the cathode is formed, the substrate, anode, organic functional layer, and cathode are sealed with the above-mentioned sealing member.

<3 有機EL素子の用途>
本発明の有機EL素子は、ドット発光してパターニングや文字を再現したり、多色発光してカラーの有機ELデバイスを提供したりすることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられる。これに限定されないが、ピクセルの高精細化を実現することができることから、前述のディスプレイのサブピクセルを構成するR(赤)・G(緑)・B(青)の個々が独立したLEDであるマイクロLED等の電子デバイスに好適である。
<3. Uses of organic EL elements>
The organic EL element of the present invention can emit dot light to reproduce patterns or characters, or emit multiple colors to provide a color organic EL device. Examples of light emitting sources include household lighting, car lighting, backlights for clocks and liquid crystal displays, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copiers, light sources for optical communication processors, and light sources for optical sensors. Although not limited thereto, the organic EL element can realize high-definition pixels, and is therefore suitable for electronic devices such as micro LEDs in which the R (red), G (green), and B (blue) constituting the subpixels of the above-mentioned display are each an independent LED.

[有機太陽電池]
図3は、バルクヘテロジャンクション型の有機光電変換素子からなるシングル構成(バルクヘテロジャンクション層が一層の構成)の太陽電池の一例を示す模式図である。図3において、バルクヘテロジャンクション型の有機光電変換素子10は、基板11の一方面上に、透明電極(陽極)12、正孔輸送層17、バルクヘテロジャンクション層の光電変換部14、電子輸送層18及び対極(陰極)13が順次積層されている。
[Organic solar cell]
3 is a schematic diagram showing an example of a solar cell having a single structure (one layer of bulk heterojunction layer) made of a bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element. In Fig. 3, a bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element 10 has a transparent electrode (anode) 12, a hole transport layer 17, a bulk heterojunction layer photoelectric conversion part 14, an electron transport layer 18, and a counter electrode (cathode) 13 laminated in this order on one side of a substrate 11.

基板11は、順次積層された透明電極12、光電変換部14及び対極13を保持する部材である。基板11側から光電変換される光が入射するので、基板11は、この光電変換される光を透過させることが可能な、すなわち、この光電変換すべき光の波長に対して透明な部材であることが好ましい。基板11としては、例えば、ガラスや樹脂フィルムなどが用いられる。 The substrate 11 is a member that holds the transparent electrode 12, the photoelectric conversion section 14, and the counter electrode 13, which are stacked in this order. Since light to be photoelectrically converted is incident from the substrate 11 side, the substrate 11 is preferably a member that can transmit the light to be photoelectrically converted, that is, a member that is transparent to the wavelength of the light to be photoelectrically converted. For example, glass or a resin film is used as the substrate 11.

光電変換部14は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であって、p型半導体材料とn型半導体材料とを一様に混合したバルクヘテロジャンクション層を有して構成される。p型半導体材料は、相対的に電子供与体(ドナー)として機能し、n型半導体材料は、相対的に電子受容体(アクセプター)として機能する。ここで、電子供与体及び電子受容体は、“光を吸収した際に、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)を形成する電子供与体及び電子受容体”であり、電極のように単に電子を供与又は受容するものではなく、光反応によって、電子を供与又は受容するものである。 The photoelectric conversion section 14 is a layer that converts light energy into electrical energy, and is configured to have a bulk heterojunction layer in which p-type semiconductor material and n-type semiconductor material are uniformly mixed. The p-type semiconductor material functions relatively as an electron donor (donor), and the n-type semiconductor material functions relatively as an electron acceptor (acceptor). Here, the electron donor and electron acceptor are "electron donors and electron acceptors that, when light is absorbed, electrons move from the electron donor to the electron acceptor, forming a hole-electron pair (charge-separated state)" and do not simply donate or accept electrons like an electrode, but donate or accept electrons through a photoreaction.

図3において、基板11を介して透明電極12から入射された光は、光電変換部14のバルクヘテロジャンクション層における電子受容体又は電子供与体で吸収され、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)が形成される。発生した電荷は、内部電界、例えば、透明電極12と対極13の仕事関数が異なる場合では透明電極12と対極13との電位差によって、電子は電子受容体間を通り、また、正孔は電子供与体間を通り、それぞれ異なる電極へ運ばれ光電流が検出される。例えば、透明電極12の仕事関数が対極13の仕事関数よりも大きい場合では、電子は透明電極12へ、正孔は対極13へ輸送される。なお、仕事関数の大小が逆転すれば、電子と正孔はこれとは逆方向に輸送される。また、透明電極12と対極13との間に電位をかけることにより、電子と正孔の輸送方向を制御することもできる。 In FIG. 3, light incident from the transparent electrode 12 through the substrate 11 is absorbed by the electron acceptor or electron donor in the bulk heterojunction layer of the photoelectric conversion section 14, and electrons move from the electron donor to the electron acceptor, forming pairs of holes and electrons (charge separation state). The generated charges are transported to different electrodes, with the electrons passing between the electron acceptors and the holes passing between the electron donors due to the internal electric field, for example, the potential difference between the transparent electrode 12 and the counter electrode 13 when the work functions of the transparent electrode 12 and the counter electrode 13 are different, and a photocurrent is detected. For example, when the work function of the transparent electrode 12 is larger than that of the counter electrode 13, the electrons are transported to the transparent electrode 12 and the holes are transported to the counter electrode 13. If the magnitudes of the work functions are reversed, the electrons and holes are transported in the opposite direction. In addition, the transport direction of the electrons and holes can be controlled by applying a potential between the transparent electrode 12 and the counter electrode 13.

本発明の有機金属錯体は、分子内で分極し電荷分離に有利であること等から、キャリア伝導を行いやすい化合物である。そのため、太陽電池、とりわけ有機太陽電池では、ヘテロジャンクション型のn型材料としての適用が有効である。 The organometallic complex of the present invention is a compound that is easy to conduct carriers because it is polarized within the molecule and has advantages in charge separation. Therefore, it is effective to apply it as a heterojunction type n-type material in solar cells, especially organic solar cells.

本発明の有機金属錯体は、例えば、有機EL素子のように、n型層とp型層を積層してなるヘテロジャンクション型太陽電池や、光電変換部14にn型化合物とp型化合物とを共存させ、その海島構造によりp/n界面の面積を増大させるバルクへテロジャンクション型太陽電池にも使用できる。 The organometallic complex of the present invention can also be used in heterojunction solar cells, such as organic EL elements, in which an n-type layer and a p-type layer are stacked, or in bulk heterojunction solar cells in which an n-type compound and a p-type compound coexist in the photoelectric conversion section 14, creating a sea-island structure that increases the area of the p/n interface.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。 The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these. In the examples, the terms "parts" and "%" are used, but unless otherwise specified, they represent "parts by mass" or "% by mass."

≪実施例1≫
[鋳型反応による金属錯体MO-9の合成方法]
Example 1
[Method for synthesizing metal complex MO-9 by template reaction]

Figure 0007655153000012
Figure 0007655153000012

2,2’-ビピリジル(23.4g、150.0mmol)、1,5-シクロオクタジエン(18.4mL、150.0mmol)、ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル(0)(41.3g、150.0mmol)に、DMF(62.5mL)とトルエン(62.5mL)を加え、80℃で30分間撹拌した。化合物2(3.78g、15.0mmol)のトルエン溶液(250mL)を、1時間かけて混合物に滴下して加え、80℃でさらに16時間撹拌を続けた。反応混合物を室温まで冷まし、2Mの塩酸(300mL)を加え、空気下で一晩激しく撹拌した。CHCl(400mL×3)で抽出し、有機層を飽和食塩水(200mL)で洗浄し、NaSO上で乾燥させた後、真空で濃縮した。粗生成物をシリカゲルショートパス(溶離液:CHCl:MeOH=20:1)に通し、さらに、GPC(YMC T30000、T4000、T2000カラム、溶媒:CHCl)で精製することで、化合物MO-9を黄色の固体として収率57%で得た(1.77g、1.71mmol)。得られたMO-9は高スピン錯体の状態をとり、その磁気的性質の利用も可能である。 To 2,2'-bipyridyl (23.4 g, 150.0 mmol), 1,5-cyclooctadiene (18.4 mL, 150.0 mmol), bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0) (41.3 g, 150.0 mmol), DMF (62.5 mL) and toluene (62.5 mL) were added and stirred at 80°C for 30 minutes. A solution of compound 2 (3.78 g, 15.0 mmol) in toluene (250 mL) was added dropwise to the mixture over 1 hour and stirring was continued at 80°C for another 16 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, 2M hydrochloric acid (300 mL) was added and stirred vigorously overnight under air. Extraction was performed with CH 2 Cl 2 (400 mL×3), and the organic layer was washed with saturated brine (200 mL), dried over Na 2 SO 4 , and then concentrated in vacuum. The crude product was passed through a silica gel short pass (eluent: CHCl 3 :MeOH=20:1) and further purified by GPC (YMC T30000, T4000, T2000 columns, solvent: CHCl 3 ) to obtain compound MO-9 as a yellow solid in a yield of 57% (1.77 g, 1.71 mmol). The obtained MO-9 is in the state of a high-spin complex, and its magnetic properties can also be utilized.

≪実施例2≫
[金属錯体MO-11の合成方法:中心金属の交換]
実施例1と同様に、2,2’-ビピリジル、1,5-シクロオクタジエン、ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル(0)のDMF/トルエン溶液に10当量のCuCl(14.9g、150mmol)を加えた以外は全く同様にして、合成を行ったところ、質量分析の結果から銅錯体MO-11が生成していることが明らかとなった。実施例2で用いた銅塩を種々の金属塩に置換え、共存させて反応を行うことで、鋳型反応によるC-Cカップリング/環化反応の後金属種交換が生じ、他の金属に変換可能であることがわかった。
Example 2
[Method of synthesizing metal complex MO-11: exchange of central metal]
Synthesis was carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that 10 equivalents of CuCl (14.9 g, 150 mmol) was added to a DMF/toluene solution of 2,2'-bipyridyl, 1,5-cyclooctadiene, and bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0). Mass spectrometry revealed that copper complex MO-11 was produced. It was found that by replacing the copper salt used in Example 2 with various metal salts and carrying out a reaction in the presence of these salts, metal species exchange occurred after the C-C coupling/cyclization reaction by template reaction, making it possible to convert to other metals.

≪実施例3≫
[MO-9を含有する薄膜(光るプラスチックフィルム)の作製]
1.0mLのクロロホルムに、PMMA(ポリメタクリル酸メチル、Mw:15,000、アルドリッチ社製)10mg、MO-9を0.1mg加え、PMMAに対するMO-9の含有量が1質量%となる溶液を調製した。3cm角の石英基板上に、この溶液を塗布し、スピンコート法により、MO-9を含有する薄膜を形成した。得られた薄膜に、254nmのUVライトを照射したところ、MO-9のクロロホルム中での発光(353nm)に由来する青白い発光が観察できた。
Example 3
[Preparation of thin film (glowing plastic film) containing MO-9]
10 mg of PMMA (polymethyl methacrylate, Mw: 15,000, manufactured by Aldrich) and 0.1 mg of MO-9 were added to 1.0 mL of chloroform to prepare a solution in which the content of MO-9 relative to PMMA was 1 mass %. This solution was applied to a 3 cm square quartz substrate, and a thin film containing MO-9 was formed by spin coating. When the obtained thin film was irradiated with 254 nm UV light, pale light emission resulting from the emission of MO-9 in chloroform (353 nm) was observed.

≪実施例4≫
[有機エレクトロニクスデバイス]
(比較用の有機EL素子4-1の作製)
第1電極(陽極)としてITO(Indium Tin Oxide)を100nm製膜したガラス板を、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥及びUVオゾン洗浄を行い、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。次いで、銅フタロシアニンを10nm蒸着して正孔注入層を設け、α-NPD(4,4’-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル)を前記正孔注入層上に蒸着し、厚さ40nmの正孔輸送層を設けた。
Example 4
[Organic Electronics Devices]
(Preparation of Comparative Organic EL Element 4-1)
A glass plate on which a 100 nm ITO (indium tin oxide) film was formed as a first electrode (anode) was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas and cleaned with UV ozone, and fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus. Next, copper phthalocyanine was evaporated to a thickness of 10 nm to provide a hole injection layer, and α-NPD (4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl) was evaporated on the hole injection layer to provide a hole transport layer having a thickness of 40 nm.

ホスト材料として、CBP(4,4’-ビス〔9H-カルバゾール-9-イル〕ビフェニル)と、発光性材料として、Ir(ppy)(トリス〔2-フェニルピリジナト〕イリジウム(III))とを、それぞれ94%、6%の体積%になるように共蒸着し、厚さ30nmの発光層を設けた。 A host material, CBP (4,4'-bis[9H-carbazol-9-yl]biphenyl), and a light-emitting material, Ir(ppy) 3 (tris[2-phenylpyridinato]iridium(III)), were co-evaporated to have volume percentages of 94% and 6%, respectively, to provide a light-emitting layer having a thickness of 30 nm.

その後、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)を蒸着し、厚さ330nmの電子輸送層を設けた。さらに、アルミニウムを蒸着し、厚さ100nmの第2電極(陰極)を設けた。 After that, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) was evaporated to form an electron transport layer with a thickness of 330 nm. Furthermore, aluminum was evaporated to form a second electrode (cathode) with a thickness of 100 nm.

次に、有機EL素子全体の封止部材として下記ガスバリアーフィルムを作製した。 Next, the following gas barrier film was produced as a sealing member for the entire organic EL element.

ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人フィルムソリューション株式会社製)の全面に、特開2004-68143号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、SiOからなる無機物のガスバリアー層を厚さ500nmとなるように形成し、酸素透過度0.001mL/(m・24h)以下、水蒸気透過度0.001g/(m・24h)以下のガスバリアー性を有する可撓性のガスバリアーフィルムを作製した。 An inorganic gas barrier layer made of SiOx was formed to a thickness of 500 nm on the entire surface of a polyethylene naphthalate film (manufactured by Teijin Film Solutions Limited) using an atmospheric pressure plasma discharge treatment device having the configuration described in JP 2004-68143 A, to produce a flexible gas barrier film having gas barrier properties of an oxygen permeability of 0.001 mL/( m2 ·24 h) or less and a water vapor permeability of 0.001 g/( m2 ·24 h) or less.

ガスバリアーフィルムの片面に、封止樹脂層として熱硬化型の液状接着剤(エポキシ系樹脂)を厚さ25μmで形成した。そして、この封止樹脂層を設けたガスバリアーフィルムを、上記で作製した有機EL素子に重ね合わせた。このとき、陽極及び陰極の取出し部の端部が外に出るように、ガスバリアーフィルムの封止樹脂層形成面を、有機EL素子の封止面側に連続的に重ね合わせた。 A thermosetting liquid adhesive (epoxy resin) was formed to a thickness of 25 μm as a sealing resin layer on one side of the gas barrier film. Then, the gas barrier film with this sealing resin layer was superimposed on the organic EL element prepared above. At this time, the sealing resin layer-forming surface of the gas barrier film was continuously superimposed on the sealing surface side of the organic EL element so that the ends of the extraction parts of the anode and cathode were exposed.

次に、ガスバリアーフィルムを貼り合せた試料を減圧装置内に配置し、90℃で0.1MPaの減圧条件下で押圧をかけて5分間保持した。続いて、試料を大気圧環境に戻し、さらに90℃で30分間加熱して接着剤を硬化させた。 Next, the sample with the gas barrier film attached was placed in a vacuum device and pressed at 90°C and 0.1 MPa for 5 minutes. The sample was then returned to an atmospheric pressure environment and heated at 90°C for a further 30 minutes to harden the adhesive.

(本発明の有機EL素子4-2の作製)
上記で作製した有機EL素子4-1の正孔注入材料として用いた銅フタロシアニンを、実施例1で合成したMO-9に変更した以外は全く同様にして、有機EL素子4-2を作製した。
作製した有機EL素子について、温度23℃において、発光開始時の電圧を測定した。駆動電圧は、電流密度2.5mA/cmとなったときの電圧値とし、有機EL素子4-1を100とした場合の相対評価を行ったところ、有機EL素子4-2では95となり、駆動電圧の低下が確認され、本発明材料の優位性が明らかである。
(Preparation of Organic EL Element 4-2 of the Invention)
Organic EL element 4-2 was produced in the same manner as in Organic EL element 4-1 produced above, except that the copper phthalocyanine used as the hole injection material was changed to MO-9 synthesized in Example 1.
The voltage at the start of light emission of the produced organic EL elements was measured at a temperature of 23° C. The driving voltage was the voltage value at which the current density reached 2.5 mA/ cm2 , and when a relative evaluation was performed with Organic EL Element 4-1 set at 100, Organic EL Element 4-2 was 95, confirming a decrease in driving voltage and clearly demonstrating the superiority of the material of the present invention.

≪実施例5≫
[有機エレクトロニクスデバイス]
(比較用の有機EL素子5-1の作製)
第1電極(陽極)としてITO(Indium Tin Oxide)を100nm製膜したガラス基板を、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥及びUVオゾン洗浄を行った。ついで、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)(Heraeus社製、CLEVIOS P VP AI 4083)を純水で70%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により成膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの正孔注入層を設けた。次いで、α-NPD(4,4’-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル)を前記正孔注入層上に蒸着し、厚さ40nmの正孔輸送層を設けた。
Example 5
[Organic Electronics Devices]
(Preparation of Comparative Organic EL Element 5-1)
A glass substrate on which a 100 nm ITO (Indium Tin Oxide) film was formed as a first electrode (anode) was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and cleaned with UV ozone. Next, a solution of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-polystyrene sulfonate (PEDOT/PSS) (Heraeus, CLEVIOS P VP AI 4083) diluted to 70% with pure water was spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds, and then dried at 200° C. for 1 hour to provide a hole injection layer with a film thickness of 30 nm. Next, α-NPD (4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl) was evaporated onto the hole injection layer to provide a hole transport layer with a thickness of 40 nm.

半導体性材料であるホスト材料として、CBP(4,4’-ビス〔9H-カルバゾール-9-イル〕ビフェニル)と発光性材料としてIr(ppy)(トリス〔2-フェニルピリジナト〕イリジウム(III))とを、それぞれ94%、6%の体積%になるように共蒸着し、厚さ30nmの発光層を設けた。 CBP (4,4'-bis[9H-carbazol-9-yl]biphenyl) as a semiconducting host material and Ir(ppy) 3 (tris[2-phenylpyridinato]iridium(III)) as a light-emitting material were co-evaporated to a volume percentage of 94% and 6%, respectively, to provide a light-emitting layer having a thickness of 30 nm.

その後、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)を蒸着し、厚さ330nmの電子輸送層を設けた。
さらに、第2電極(陰極)としてアルミニウムを厚さ100nmでさらに蒸着して電極を設けた。
Thereafter, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) was evaporated to provide an electron transport layer having a thickness of 330 nm.
Furthermore, aluminum was further evaporated to a thickness of 100 nm to provide a second electrode (cathode).

次に、有機EL素子全体の封止部材として下記ガスバリアーフィルムを作製した。
ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人フィルムソリューション株式会社製)の全面に、特開2004-68143号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、SiOからなる無機物のガスバリアー層を厚さ500nmとなるように形成した。これにより、酸素透過度0.001mL/(m・24h)以下、水蒸気透過度0.001g/(m・24h)以下のガスバリアー性を有する可撓性のガスバリアーフィルムを作製した。
Next, the following gas barrier film was prepared as a sealing member for the entire organic EL element.
An inorganic gas barrier layer made of SiOx was formed to a thickness of 500 nm on the entire surface of a polyethylene naphthalate film (manufactured by Teijin Film Solutions Co., Ltd.) using an atmospheric pressure plasma discharge treatment device with the configuration described in JP- A -2004-68143. This produced a flexible gas barrier film with gas barrier properties of oxygen permeability of 0.001 mL/( m2 ·24 h) or less and water vapor permeability of 0.001 g/( m2 ·24 h) or less.

ガスバリアーフィルムの片面に、封止樹脂層として熱硬化型の液状接着剤(エポキシ系樹脂)を厚さ25μmで形成した。そして、この封止樹脂層を設けたガスバリアーフィルムを、上記で作製した有機EL素子に重ね合わせた。このとき、陽極及び陰極の取出し部の端部が外に出るように、ガスバリアーフィルムの封止樹脂層形成面を、有機EL素子の封止面側に連続的に重ね合わせた。 A thermosetting liquid adhesive (epoxy resin) was formed to a thickness of 25 μm as a sealing resin layer on one side of the gas barrier film. Then, the gas barrier film with this sealing resin layer was superimposed on the organic EL element prepared above. At this time, the sealing resin layer-forming surface of the gas barrier film was continuously superimposed on the sealing surface side of the organic EL element so that the ends of the extraction parts of the anode and cathode were exposed.

次に、ガスバリアーフィルムを貼り合せた試料を減圧装置内に配置し、90℃で0.1MPaの減圧条件下で押圧をかけて5分間保持した。続いて、試料を大気圧環境に戻し、さらに90℃で30分間加熱して接着剤を硬化させた。 Next, the sample with the gas barrier film attached was placed in a vacuum device and pressed at 90°C and 0.1 MPa for 5 minutes. The sample was then returned to an atmospheric pressure environment and heated at 90°C for a further 30 minutes to harden the adhesive.

(本発明の有機EL素子5-2の作製)
上記で作製した有機EL素子5-1で用いたPEDOT/PSSの代わりにMO-11を用いて真空蒸着法によって厚さ30nmの正孔注入層を設けた以外は全く同様にして、有機EL素子5-2を作製した。
作製した有機EL素子について、温度23℃において、発光開始時の電圧を測定した。駆動電圧は、電流密度2.5mA/cmとなったときの電圧値とし、有機EL素子5-1を100とした場合の相対評価を行ったところ、有機EL素子5-2では96となり、駆動電圧の低下が確認され、本発明材料の優位性が明らかである。
(Preparation of Organic EL Element 5-2 of the Invention)
Organic EL element 5-2 was produced in the same manner as above, except that a hole injection layer having a thickness of 30 nm was provided by vacuum deposition using MO-11 instead of PEDOT/PSS used in the organic EL element 5-1 produced above.
The voltage at the start of light emission of the produced organic EL elements was measured at a temperature of 23° C. The driving voltage was defined as the voltage value at which the current density reached 2.5 mA/ cm2. When a relative evaluation was performed with Organic EL Element 5-1 set at 100, Organic EL Element 5-2 was 96, confirming a decrease in driving voltage and clearly demonstrating the superiority of the material of the present invention.

1 有機EL素子
2 基板
3 陽極
4 正孔注入層
5 正孔輸送層
6 発光層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
F 有機機能層
R 再結合
L 光
10 バルクヘテロジャンクション型の有機光電変換素子
11 基板
12 透明電極(陽極)
13 対極(陰極)
14 光電変換部(バルクヘテロジャンクション層)
17 正孔輸送層
18 電子輸送層
REFERENCE SIGNS LIST 1 organic EL element 2 substrate 3 anode 4 hole injection layer 5 hole transport layer 6 light emitting layer 7 electron transport layer 8 electron injection layer 9 cathode F organic functional layer R recombination L light 10 bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element 11 substrate 12 transparent electrode (anode)
13 Counter electrode (cathode)
14 Photoelectric conversion section (bulk heterojunction layer)
17 hole transport layer 18 electron transport layer

Claims (7)

下記構造式MO-7、MO-8、MO-9、MO-10、MO-11、MO-16、MO-17、MO-18、MO-20、MO-23及びMO-24で表される構造を有する
ことを特徴とする有機金属錯体。
An organometallic complex having a structure represented by the following structural formulae: MO-7, MO-8, MO-9, MO-10, MO-11, MO-16, MO-17, MO-18, MO-20, MO-23, and MO-24 .
下記一般式(3)で表される構造を有する有機金属錯体を合成する有機金属錯体の合成方法であって、
金属原子又はイオン共存下で、カップリング反応により、配位子を環状化する工程を有し、
前記金属は、Ni又はPdである
ことを特徴とする有機金属錯体の合成方法。
(式中、R ~R は、各々独立に、水素原子又は置換基を表す。Mは、ナトリウム以外の金属原子又はイオンを表す。nは、4~8の自然数を表し、n個のR ~R は、それぞれ同じである。)
A method for synthesizing an organometallic complex having a structure represented by the following general formula (3) , comprising the steps of:
The method includes a step of cyclizing the ligand by a coupling reaction in the presence of a metal atom or ion,
The metal is Ni or Pd.
1. A method for synthesizing an organometallic complex comprising the steps of:
(In the formula, R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. M represents a metal atom or ion other than sodium. n represents a natural number from 4 to 8, and the n R 1 to R 3 are each the same.)
前記配位子を環状化する工程の後、前記配位子を環状化する工程で用いた前記金属とは異なる種の金属塩共存下で、反応により、環状化した前記配位子の中心の金属原子又はイオンを入れ替える工程、を有する、After the step of cyclizing the ligand, a step of replacing a central metal atom or ion of the cyclized ligand by a reaction in the presence of a metal salt different from the metal used in the step of cyclizing the ligand,
ことを特徴とする請求項2に記載の有機金属錯体の合成方法。The method for synthesizing an organometallic complex according to claim 2 .
請求項3に記載の有機金属錯体の合成方法を用いるThe method for synthesizing an organometallic complex according to claim 3 is used.
ことを特徴とする有機銅錯体の合成方法。1. A method for synthesizing an organocopper complex comprising the steps of:
請求項1に記載の有機金属錯体を含有する
ことを特徴とするフィルム。
A film comprising the organometallic complex according to claim 1 .
請求項1に記載の有機金属錯体を含有する有機機能層を有する
ことを特徴とする有機エレクトロニクスデバイス。
An organic electronic device comprising an organic functional layer containing the organometallic complex according to claim 1 .
請求項1に記載の有機金属錯体を含有する有機機能層を有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence device comprising an organic functional layer containing the organometallic complex according to claim 1 .
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