JP5281270B2 - イリジウム錯体化合物、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子およびその用途 - Google Patents
イリジウム錯体化合物、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子およびその用途 Download PDFInfo
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Description
特表2003−526876号公報(特許文献1)には、燐光発光性化合物として有機イリジウム錯体化合物を用いることで、有機EL素子の発光効率を大きく向上させ得ることが開示されている。イリジウム錯体化合物としてはトリス(2−(2−ピリジル)フェニル)イリジウムおよびその誘導体が例示されており、芳香族構造の配位子の置換基をアルキル基またはアリール基に変更することによって、イリジウム錯体化合物の発光色が変わることが記載されている。
一方、有機EL素子の発光層を形成する方法としては、低分子量有機化合物の真空蒸着法、および高分子量化合物溶液の塗布法が一般的であるが、塗布法は素子の製造コストが低いことや素子の大面積が容易であることなどの点で有利であり、今後、塗布法による素子作製技術が改良されることが望まれている。しかしながら、従来のイリジウム錯体化合物は、一般に溶解性が悪く、塗布によって膜を形成する際に凝集や会合による結晶の析出が起こる場合があった。また、凝集や会合が起きた膜を有機EL素子の発光層として用いると、発光が不均一になるだけでなく、素子寿命が短くなるという問題点が存在した。
し、成膜性に優れないことが原因であると考えられる。
[1]
式(1)で表されるイリジウム錯体化合物。
かつR1〜R4のうちの少なくとも1つは炭素数2以上の基であり、
R5〜R8は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜40のアラルキル基、炭素数1〜30のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキル基によって置換されていてもよいシリル基、または下記特定の電子吸引性の基であり、
かつR5〜R8のうちの少なくとも1つは該特定の電子吸引性の基である。(ただし、R1〜R8は互いに結合して環を形成しない)
特定の電子吸引性の基:ハロゲン原子、フッ素置換された炭素数1〜10のアルキル基、フッ素置換された炭素数1〜10のアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、下記式(I)で表される基、チオシアネート基および下記式(II)で表される基から選ばれる電子吸引性の基である。〕
[2]
前記式(1)において、R1〜R4のうちの1つが炭素数2以上の基であり、該炭素数2以上の基が分岐構造を有する炭化水素基である[1]に記載のイリジウム錯体化合物。
前記式(1)において、R1〜R4のうちの2つ以上が炭素数2以上の基である[1]に記載のイリジウム錯体化合物。
前記式(1)において、R1〜R4のうちの1つが炭素数2以上の基であり、該炭素数2以上の基が下記式(2)で表される基である[1]に記載のイリジウム錯体化合物。
、
R9〜R11のうち、前記炭素数1以上の炭化水素基以外は、水素原子である。〕
[5]
前記式(1)において、R3が式(2)で表される基である[4]に記載のイリジウム
錯体化合物。
前記炭素数2以上の基がターシャリーブチル基である[1]〜[5]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
下記式(3)で表されるイリジウム錯体化合物。
かつR5〜R8のうちの少なくとも1つは該特定の電子吸引性の基である。(ただし、R5〜R8は互いに結合して環を形成しない)
特定の電子吸引性の基:ハロゲン原子、フッ素置換された炭素数1〜10のアルキル基、フッ素置換された炭素数1〜10のアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、下記式(I)で表される基、チオシアネート基および下記式(II)で表される基から選ばれる電子吸引性の基である。〕
[8]
下記式(4)で表されるイリジウム錯体化合物。
かつR1〜R4のうちの少なくとも1つは炭素数2以上の基である。(ただし、R1〜R4は互いに結合して環を形成しない)〕
[9]
下記式(5)で表されるイリジウム錯体化合物。
フェイシャル(facial)体であることを特徴とする[1]〜[9]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物。
基板と、前記基板上に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に発光層を含む一層または複数層の有機層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層が[1]〜[10]のいずれかに記載のイリジウム錯体化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
[11]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
[11]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする面発光光源。
〔イリジウム錯体化合物〕
本発明のイリジウム錯体化合物は下記式(1)で表される。
かつR1〜R4のうちの少なくとも1つは炭素数2以上の基であり、
R5〜R8は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜40のアラルキル基、炭素数1〜30のアルキル基によって置換されていてもよいアミノ基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数1〜30のアルキル基によって置換されていてもよいシリル基、または下記特定の電子吸引性の基であり、
かつR5〜R8のうちの少なくとも1つは該特定の電子吸引性の基である。(ただし、R1〜R8は互いに結合して環を形成しない)
特定の電子吸引性の基:ハロゲン原子、フッ素置換された炭素数1〜10のアルキル基、フッ素置換された炭素数1〜10のアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、下記式(I)で表される基、チオシアネート基および下記式(II)で表される基から選ばれる電子吸引性の基である。〕
上記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物は、燐光発光性を有し、溶解性にも優れるため、塗布法を用いて、該化合物を発光層に含有する有機EL素子を好適に製造することができる。
上記式(1)で表されるイリジウム錯体化合物は、R1〜R4のうちの少なくとも1つは炭素数2以上の基であるが、前記炭素数2以上の基が分岐構造を有する炭化水素基であることが好ましい。
前記炭素数2以上の基が分岐構造を有する炭化水素基であるイリジウム錯体化合物や前記炭素数2以上の基が2つ以上であるイリジウム錯体化合物は、溶解性に優れる傾向にある。
、
R9〜R11のうち、前記炭素数1以上の炭化水素基以外は、水素原子である。〕
前記のように炭素数2以上の基が式(2)で表される基である場合にはイリジウム錯体化合物の発光波長ピークがより短波長側にシフトし青色発光材料としての価値が高まる傾向がある。
ましい。
前記のようにR9〜R11がそれぞれ独立にアルキル基である場合には、式(2)で表さ
れる基は充分に嵩高くなり、本発明のイリジウム錯体化合物の、反応活性なイリジウム錯体化合物の励起状態を、発光層に含まれる他の分子から立体的に隔離し、有機EL素子の長寿命化に特に有利である。
R4が炭素数2以上の基である場合には発光波長ピークが無置換である錯体と比較して長
波長側にシフトする傾向があり、青色発光材料としての価値が若干劣る。また、R1が炭
素数2以上の基である場合には、立体構造的な要因から溶解性を向上させる効果が若干劣る。
ル基、1−エチルプロピル基、1−ブチルペンチル基、1−フェニルエチル基、ターシャリーブチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1,1−ジエチルブチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1−ジメチルペンチル基、1,1−ジエチルペンチル基、1,1−ジプロピルペンチル基、1,1−ジブチルペンチル基、1,1−ジメチルヘキシル基、1,1−ジエチルヘキシル基、1,1−ジプロピルヘキシル基、1,1−ジブチルヘキシル基、1,1−ジペンチルヘキシル基等が挙げられ、ターシャリーブチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルペンチル基、1,1−ジメチルヘキシル基が好ましく、ターシャリーブチル基が最も好ましい。
基である場合には発光波長ピークが無置換である錯体と比較して長波長側にシフトする傾向があり、青色発光材料としての価値が若干劣る。また、R1が炭素数2以上の基である
場合には、立体構造的な要因から溶解性を向上させる効果が若干劣る。
かつR5〜R8のうちの少なくとも1つは該特定の電子吸引性の基である。(ただし、R
5〜R8は互いに結合して環を形成しない)
特定の電子吸引性の基:ハロゲン原子、フッ素置換された炭素数1〜10のアルキル基、フッ素置換された炭素数1〜10のアルコキシ基、シアノ基、アルデヒド基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、下記式(I)で表される基、チオシアネート基および下記式(II)で表される基から選ばれる電子吸引性の基である。〕
上記式(3)で表されるイリジウム錯体化合物は、ターシャリーブチル基を有しているため溶解性に優れ、またターシャリーブチル基は嵩高い基であるため、本発明のイリジウム錯体化合物の、反応活性なイリジウム錯体化合物の励起状態を、発光層に含まれる他の分子から立体的に隔離し、有機EL素子の長寿命化に有利である。
が挙げられ、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)、フッ素置換された炭素数1〜10のアルキル基、フッ素置換された炭素数1〜10のアルコキシ基、シアノ基であることが好ましい。なかでもフッ素原子であることが発光波長や発光量子収率などの発光特性の観点から好ましい。
かつR1〜R4のうちの少なくとも1つは炭素数2以上の基である。(ただし、R1〜R4は互いに結合して環を形成しない)〕
上記式(4)で表されるイリジウム錯体化合物は、溶解性に優れるだけでなく青色発光性を有している。
イリジウム錯体の構造異性体としては、コットン・ウィルキンソン・ガウス共著“基礎無機化学”156頁等に記載されているものが存在するが、特に、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウムに代表されるトリス体においては、フェイシャル(facial)体とメリヂオナル(meridional)体が存在する。フェイシャル体とメリヂオナル体は、例えばJ.Am.Chem.Soc.125巻,24号,7377−7387頁(2003年)に記載されているような方法を用いてそれぞれを選択的に合成することが可能である。また、混合物で得られたとしてもカラムクロマトグラフィーによりそれぞれを単離することができ、その構造を1H−NMRや13C−NMRにより確認することができる。
本発明のイリジウム錯体化合物は、溶解性に優れるため、有機EL素子を塗布法によって製造する際に特に好ましく用いることができる。本発明のイリジウム錯体化合物を用い塗布法によって得られた膜には凝集や会合によるイリジウム錯体化合物の析出がないため、得られる有機EL素子は均一な発光が得られ、発光効率や耐久性にも優れる。
上述した本発明のイリジウム錯体化合物の製造方法は特に限定されないが、例えば以下の方法で製造することができる。
まず、塩化イリジウム(III)三水和物と、フェニルピリジン誘導体(1−1)とを2−エトキシエタノールと水との混合溶媒(2−エトキシエタノール:水=3:1(体積比))中で加熱還流して反応させることにより、イリジウム錯体の2核錯体(1−2)を得る。
〜R8と同義である。
次に、この2核錯体(1−2)とフェニルピリジン誘導体(1−1)とをトリフルオロメタンスルホン酸銀(I)等の銀塩の存在下、トルエン等の溶媒中で加熱還流して反応させることにより本発明のイリジウム錯体化合物(1)を得ることができる。このとき、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等の無機塩基化合物、あるいはトリブチルアミンやルチジン等の有機塩基を加えると、目的物である本発明のイリジウム錯体化合物(1)が高収率で得られる傾向がある。なお、トルエンを溶媒として用いた場合には、イリジウム錯体化合物はフェイシャル体とメリヂオナル体とが混合物として得られる傾向がある。また、より高い沸点を有するメシチレン等を溶媒として用い、加熱還流を行った場合には、フェイシャル体のイリジウム錯体化合物が高収率かつ高選択的に得られる傾向がある。
本発明のイリジウム錯体化合物を用いた有機EL素子の構成は、基板と、上記基板上に形成された一対の電極と、上記一対の電極間に、発光層を含む一層または複数層の有機層
とを備えた有機EL素子であって、該発光層に、本発明のイリジウム錯体化合物を含有している。
上記電荷輸送性の非共役高分子化合物は、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物からなる群より選択される少なくとも1種の重合性化合物を含む単量体を共重合して得られる重合体であることが好ましい。なお、本明細書において、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物を併せて、電荷輸送性の重合性化合物ともいう。
上記重合性官能基は、ラジカル重合性、カチオン重合性、アニオン重合性、付加重合性、および縮合重合性の官能基のいずれであってもよい。これらのうちで、ラジカル重合性の官能基は、重合体の製造が容易であるため好ましい。
ウム錯体化合物とともに、均一な分布の有機層を形成でき、耐久性に優れた有機EL素子が得られる。
上記電荷輸送性の非共役高分子化合物の重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、および付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。
このように、上記有機層は簡便に成膜されるため、製造工程の簡略化が実現できるととも
に、素子の大面積化が図れる。
上記の各層は、バインダとして高分子材料を混合して、形成されていてもよい。上記高分子材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイドなどが挙げられる。
子注入効率を向上するために、厚さ0.1〜10nmの絶縁層が設けられていてもよい。上記絶縁層を形成するために、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、アルミナなどの公知の材料が用いられる。
本発明に係る有機EL素子は、公知の方法で、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として画像表示装置に好適に用いられる。また、上記有機EL素子は、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。
<測定装置等>
1)1H−NMR
装置:日本電子(JEOL)製 JNM EX270
270MHz 溶媒:重クロロホルム
2)元素分析装置
RECO社製 CHNS−932型
[実施例1]
(イリジウム錯体化合物(A)の合成)
<化合物(2A’)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた50ml二口フラスコにPolyhedron 25,1167(2006)に記載の方法で合成した2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−ターシャリーブチルピリジン371mg、塩化イリジウム(III)三水和物212mg、2−エトキシエタノール9ml、純水3mlを加え、得られた溶液に5分間窒素をバブリングした後、窒素下において14時間攪拌しながら還流し、これらを反応させた。反応後、室温まで冷却し、純水30mlを加えて生成物を沈殿させた。沈殿物をろ取し、メタノール/水=7/3の混合溶媒50mlで洗浄した後、減圧下で乾燥して化合物(2A’)を黄色の粉末として得た。収量は367mg、収率は85%であった。同定は行なわずそのまま次の工程に用いた。
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた50ml二口フラスコに化合物(2A’)288mgと2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−ターシャリーブチルピリジン
124mgを加え窒素置換した。これらに脱水トルエン3ml、トリフルオロメタンスルホン酸銀(I)129mgを加えた後、5時間攪拌しながら還流し、これらを反応させた
。反応後、室温まで冷却し、クロロホルムを加え、塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサンからクロロホルム/ヘキサン=2/1にグラジエント)で精製しイリジウム錯体以外の不純物を除いた後、さらにもう一度シリカゲルクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/9から2/8にグラジエント)で精製したところ、フラクション1(mer体)とフラクション2(fac体)に分離できた。それぞれのフラクションをメタノールとジクロロメタンの混合溶媒から再結晶して、mer体を黄色の結晶として、fac体を黄色の微結晶として得た。mer体の収量は127m
g、収率は34%であった。fac体の収量は125mg、収率は34%であった。同定は1H−NMRとCHN元素分析により行なった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.34 (m, 1H, ArH), 8.22 (m, 2H, ArH), 7.89 (d, 1H, J = 6.2 Hz, ArH), 7.79 (d, 1H, J = 5.9 Hz, ArH), 7.30 (d, 1H, J = 6.5 Hz, ArH), 6.96 (dd, 1H, J = 5.7, 2.2 Hz, ArH), 6.83 (m, 2H, ArH), 6.46-6.35 (m, 4H, ArH), 5.95 (dd, 1H, J = 7.4, 2.3 Hz, ArH), 5.74 (dd, 1H, J = 9.3, 2.3 Hz, ArH), 1.34 (s, 9H, -C(CH3)3), 1.33 (s, 18H, -C(CH3)3).
元素分析 分析値: C 58.02, H 4.64, N 4.50. 計算値: C 58.05, H 4.55, N 4.51.
fac体:
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.30 (m, 3H, ArH), 7.32 (d, 3H, J = 5.9 Hz, ArH), 6.94 (dd, 3H, J = 6.1, 2.0 Hz, ArH), 6.39 (m, 3H, ArH), 6.28 (dd, 3H, J = 9.3, 2.3 Hz, ArH), 1.34 (s, 27H, -C(CH3)3).
元素分析 分析値: C 58.07, H 4.61, N 4.56. 計算値: C 58.05, H 4.55, N 4.51.
[実施例2]
(イリジウム錯体化合物(B)の合成)
<4−n−アミルピリジン-N-オキシドの合成>
冷却管を備えた500mlナスフラスコに4−n−アミルピリジン(5.0g、33.5mmol)、酢酸(50ml)、30%過酸化水素水(10ml)を加え、80℃で2時間攪拌した。さらに30%過酸化水素水(5ml)を加えた後、80℃で13時間攪拌して反応させた。反応後、溶媒を減圧下で留去して濃縮し、残渣にクロロホルムを加え、1N水酸化ナトリウム水溶液と塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣をアルミナカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/1〜クロロホルム〜メタノール/クロロホルム=1/9でグラジエント)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して4−n−アミルピリジン-N-オキシドを無色の液体として得た。収量は5.53g、収率は100%であった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.13 (d, 2H, J = 7.0 Hz, ArH), 7.08 (d, 2H, J = 6.8
Hz, ArH), 2.60 (t, 2H, J = 7.7 Hz, -CH2-), 1.62 (m, 2H, -CH2-), 1.32 (m, 4H, -CH2-), 0.90 (t, 3H, J = 6.9 Hz, -CH3).
<4−n−アミル−2−クロロピリジンの合成>
冷却管を備えた200mlナスフラスコに4−n−アミルピリジン-N-オキシド(5.53g、33.5mmol)を加え窒素置換した。クロロホルム(20ml)とオキシ塩化リン(31.2ml、335mmol)をゆっくりと注意深く加えた後、18時間攪拌しながら還流して反応させた。反応後、溶媒と未反応のオキシ塩化リンを減圧下で留去して濃縮した後、残渣を氷水に注いだ。水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、クロロホルムで抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/1〜クロロホルムでグラジエント)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して4−n−アミル−2−クロロピリジンを無色のオイルとして得た。収量は2.22g、収率は36%であった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.26 (d, 1H, J = 4.9 Hz, ArH), 7.15 (s, 1H, ArH), 7.03 (d, 1H, J = 5.4 Hz, ArH), 2.59 (t, 2H, J = 7.6 Hz, -CH2-), 1.63 (m, 2H, -CH2-), 1.32 (m, 4H, -CH2-), 0.90 (t, 3H, J = 7.0 Hz, -CH3).
<2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−n−アミルピリジンの合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた100ml三口フラスコに4−n−アミル−2−クロロピリジン(2.22g、12.1mmol)、2,4−ジフルオロフェニルボロン酸(2.29g、14.5mmol)、炭酸ナトリウム(2.57g、24.2mmol)、1,2−ジメトキシエタン(36ml)、純水(12ml)を加え、窒素バブリングした。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(280mg、0.24mmol)を加え、2時間攪拌しながら還流して反応させた。反応後、室温まで冷却し、酢酸エチルを加えた後、塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/1〜クロロホルムでグラジエント)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−n−アミルピリジンを無色のオイルとして得た。収量は2.21g、収率は70%であった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.57 (d, 1H, J = 4.9 Hz, ArH), 7.96 (m, 1H, ArH), 7.55 (s, 1H, ArH), 7.08 (d, 1H, J = 5.1 Hz, ArH), 7.02-6.86 (m, 2H, ArH), 2.66 (t, 2H, J = 7.8 Hz, -CH2-), 1.67 (m, 2H, -CH2-), 1.34 (m, 4H, -CH2-), 0.91 (t, 3H,
J = 6.8 Hz, -CH3).
<化合物(2B’)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた50ml二口フラスコに2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−n−アミルピリジン(627mg、2.4mmol)、塩化イリジウム三水和物(353mg、1.0mmol)、2−エトキシエタノール(15ml)、純水(5ml)を加え、窒素バブリングした後、17時間攪拌しながら還流して反応させた。反応後、室温まで冷却し、純水を加えて生成物を沈殿させた。沈殿物をろ取し、メタノールで洗浄した後、減圧下で乾燥して化合物(2B’)を黄色の粉末として得た。収量は696mg。収率は93%であった。
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた50ml二口フラスコに化合物(2B’)(
299mg、0.2mmol)、炭酸カリウム(138mg、1.0mmol)、2−(
2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−n−アミルピリジン(131mg、0.5mm
ol)を加え窒素置換した。メシチレン(4ml)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(
I)(123mg、0.48mmol)を加えた後、3時間攪拌しながら還流して反応させた。反応後、室温まで冷却し、クロロホルムを加え、セライトを用いてろ過し、不溶物を除いた。ろ液の溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=1/3〜1/1でグラジエント)で精製し、さらにメタノール/ジクロロメタンから2回再結晶し、真空乾燥してイリジウム錯体化合物(B)を黄色の微結晶として得た。収量は368mg、収率は95%であった。1H−NMRにより分析
したところ、メリヂオナル(meridional)体に相当するピークは見られず、得られた化合物は、その全部がフェイシャル(facial)体であることが分かった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.09 (s, 3H, ArH), 7.29 (d, 3H, J = 5.7 Hz, ArH), 6.74 (d, 3H, J = 4.1 Hz, ArH), 6.37 (m, 3H, ArH), 6.26 (dd, 3H, J = 9.2, 2.7 Hz, ArH), 2.65 (t, 6H, J = 7.8 Hz, -CH2-), 1.65 (m, 6H, -CH2-), 1.35 (m, 12H, -CH2-), 0.90 (t, 9H, J = 6.8 Hz, -CH3).
元素分析 分析値: C 58.97, H 5.01, N 4.40. 計算値: C 59.24, H 4.97, N 4.32.
[実施例3]
(イリジウム錯体化合物(C)の合成)
4−n−アミルピリジンに変えて4−(5−ノニル)ピリジン(4.62g、22.5mmol)を用いた以外は実施例2と同様の合成スキームにしたがってイリジウム錯体化合物(C)を合成した。1H−NMRにより分析したところ、メリヂオナル(meridional
)体に相当するピークは見られず、得られた化合物は、その全部がフェイシャル(facial)体であることが分かった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.06 (s, 3H, ArH), 7.21 (d, 3H, J = 5.9 Hz, ArH), 6.68 (dd, 3H, J = 7.3, 1.6 Hz, ArH), 6.39 (m, 3H, ArH), 6.33 (dd, 3H, J = 9.0, 2.3 Hz, ArH), 2.53 (m, 3H, -CH-), 1.72-1.51 (m, 12H, -CH2-), 1.30-1.07 (m, 24H, -CH2-), 0.84 (td, 18H, J = 7.0, 2.2 Hz, -CH3).
元素分析 分析値: C 63.24, H 6.35, N 3.59. 計算値: C 63.13, H 6.36, N 3.68.
[実施例4]
(イリジウム錯体化合物(D)の合成)
<1−[2−(2,4−ジフルオロフェニル)−2−オキソエチル]ピリジニウムブロマイドの合成>
滴下ロートと三方コックを備えた200ml二口フラスコに窒素雰囲気下において、2’,4’−ジフルオロフェニルアセトフェノン(10.0g、64mmol)と脱水クロロホルム(50ml)を加え、攪拌しながら臭素(10.24g、64mmol)の脱水クロロホルム(10ml)溶液を30分かけて滴下した。滴下後、そのまま室温で1時間攪拌して反応させた。反応後、純水と1mol/lチオ硫酸ナトリウム水溶液(100ml)を加え、クロロホルムで抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去し、粗2−ブロモ−1−(2,4−ジフルオロフェニル)エタノンを得た。これに窒素雰囲気下においてピリジン(60ml)を加え、室温で3時間攪拌して反応させた。反応後、ジエチルエーテル(100ml)を加え、沈殿をろ取し、ジエチルエーテルで洗浄した。これを真空乾燥して1−[2−(2,4−ジフルオロフェニル)−2−オキソエチル]ピリジニウムブロマイドを薄茶色の固体として得た。収量は17.8g、収率は89%であった。
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた200ml二口フラスコに1−[2−(2,4−ジフルオロフェニル)−2−オキソエチル]ピリジニウムブロマイド(4.08g、13.0mmol)と酢酸アンモニウム(10.02g、130mmol)を加え窒素置換した。脱水メタノール(10ml)と2−エチル−2−ヘキセナール(1.64g、13.0mmol)を加え、37時間攪拌しながら還流して反応させた。反応後、水を加え、クロロホルムで抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を留去した。残渣を中圧シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム)で精製した後、溶媒を留去し、減圧下で乾燥して2−(2,4−ジフルオロフェニル)−5−エチル−4−プロピルピリジンを無色の液体として得た。収量は1.40g、収率は41%であった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.46 (s, 1H, ArH), 7.94 (m, 1H, ArH), 7.50 (d, 1H, J = 2.4 Hz, ArH), 6.98 (m, 1H, ArH), 6.90 (m, 1H, ArH), 2.70 (q, 2H, J = 7.6 Hz,
ArCH2), 2.65 (t, 2H, J = 7.7 Hz, ArCH2), 1.68 (m, 2H, -CH2-), 1.27 (t, 3H, J = 7.6 Hz, -CH3), 1.02 (t, 3H, J = 7.4 Hz, -CH3).
<化合物(2D’)の合成>
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた50ml二口フラスコに2−(2,4−ジフルオロフェニル)−5−エチル−4−プロピルピリジン(627mg、2.4mmol)、塩化イリジウム三水和物(353mg、1.0mmol)、2−エトキシエタノール(15ml)、純水(5ml)を加え、窒素バブリングした後、38時間攪拌しながら還流して反応させた。反応後、室温まで冷却し、純水を加えて生成物を沈殿させた。沈殿物をろ取し、メタノールで洗浄した後、減圧下で乾燥して化合物(2D’)を黄色の粉末として得た。収量は695mg、収率は93%であった。
ジムロート氏冷却管と三方コックを備えた50ml二口フラスコに化合物(2D’)(2
99mg、0.2mmol)、炭酸カリウム(138mg、1.0mmol)、2−(2
,4−ジフルオロフェニル)−5−エチル−4−プロピルピリジン(131mg、0.2
5mmol)を加え窒素置換した。脱水トメシチレン(4ml)、トリフルオロメタンス
ルホン酸銀(I)(123mg、0.48mmol)を加えた後、3時間攪拌しながら還流して反応させた。反応後、室温まで冷却し、クロロホルムを加えセライトを用いてろ過した。ろ液を減圧下で濃縮し、中圧シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム/ヘキサン=5/95〜クロロホルムでグラジエント)で精製した後、メタノール/ジクロロメタンの混合から再結晶して、イリジウム錯体化合物(D)を黄色の微結晶として得た。収量は359mg、収率は93%であった。1H−NMRにより分析したと
ころ、メリヂオナル(meridional)体に相当するピークは見られず、得られた化合物は、その全部がフェイシャル(facial)体であることが分かった。
1H-NMR (270 MHz, CDCl3) ppm: 8.03 (d, 3H, J = 2.4 Hz, ArH), 7.07 (s, 3H, ArH), 6.40 (dd, 3H, J = 8.9, 2.4 Hz, ArH), 6.35 (d, 3H, J = 9.5 Hz, ArH), 2.63 (t, 6H, J = 7.6 Hz, ArCH2), 2.55-2.32 (m, 6H, ArCH2), 1.65 (m, 6H, -CH2-), 1.01 (t, 9H, J = 7.2 Hz, -CH3), 0.92 (t, 9H, J = 7.4 Hz, -CH3).
元素分析 分析値: C 59.47, H 4.86, N 4.34. 計算値: C 59.24, H 4.97, N 4.32.
[実施例5]
(溶解性試験)
実施例1で合成したイリジウム錯体化合物(A)のfacial体およびmeridional体、実施例2〜4で合成したイリジウム錯体化合物(B)〜(D)のfacial体について溶解性試験を行なった結果を表1に示す。試験はイリジウム錯体化合物を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときにイリジウム錯体化合物がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認することによって行なった。
Ir(ppy)3(下記式(Y))とIr(Fppy)3(下記式(X))について溶解性試験を行なった結果を表1に示す。試験はイリジウム錯体化合物を所定の濃度になるようにクロロホルムあるいはトルエンと混合し、室温で1時間攪拌したときにイリジウム錯体化合物がすべて溶解したか溶け残ったかを目視により確認することによって行なった。
体化合物(A)〜(D)はいずれも有機溶剤への溶解性が高いことがわかる。
(有機EL素子の作製)
25mm角のガラス基板の一方の面に、陽極としての幅4mmの2本のITO電極がストライプ状に形成されたITO(酸化インジウム錫)付き基板(ニッポ電機、Nippo Electric Co., LTD.)を用いて有機EL素子を作製した。はじめに、上記ITO付き基板のITO(陽極)上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)・ポリスチレンスルホン酸(バイエル社製、商品名「バイトロンP」)を、スピンコート法により、回転数3500rpm、塗布時間40秒の条件で塗布した後、真空乾燥器で減圧下、60℃で2時間乾燥を行い、陽極バッファ層を形成した。得られた陽極バッファ層の膜厚は約50nmであった。
(株)アドバンテスト製 プログラマブル直流電圧/電流源 TR6143を用いて上記有機EL素子に電圧を印加して発光させ、その発光輝度を(株)トプコン製 輝度計 BM−8を用いて測定した。その結果得られた、発光色、発光の均一性、100cd/m2
点灯時の外部量子効率、および初期輝度100cd/m2で定電流駆動させたときの輝度
半減時間を表2に示す(外部量子効率および輝度半減時間の値は1枚の基板に形成された有機EL素子4個の平均値である。)。また、表2の輝度半減時間の測定結果は、後述する素子7の測定値を100とした時の相対値で表した。
化合物(A)のfacial体を表2に記載の発光材料に変更した以外は素子1と同様の方法で、素子2〜6を作製した。これらの素子についても素子1と同様にEL発光特性の評価を行った。結果を表2に示す。
化合物(A)のfacial体を表2に記載の発光材料に変更した以外は素子1と同様の方法で、素子7〜8を作製した。これらの素子についても素子1と同様にEL発光特性の評価を行った。結果を表2に示す。
2:陽極
3:発光層
4:陰極
Claims (6)
- フェイシャル(facial)体であることを特徴とする請求項1または2に記載のイリジウム錯体化合物。
- 基板と、前記基板上に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に発光層を含む一層または複数層の有機層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層が請求項1〜3のいずれか一項に記載のイリジウム錯体化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする画像表示装置。
- 請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする面発光光源。
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