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JP6543902B2 - 金属錯体およびそれを用いた発光素子 - Google Patents

金属錯体およびそれを用いた発光素子 Download PDF

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JP6543902B2 JP2014193401A JP2014193401A JP6543902B2 JP 6543902 B2 JP6543902 B2 JP 6543902B2 JP 2014193401 A JP2014193401 A JP 2014193401A JP 2014193401 A JP2014193401 A JP 2014193401A JP 6543902 B2 JP6543902 B2 JP 6543902B2
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Description

本発明は、金属錯体および該金属錯体を用いた発光素子に関する。
発光素子の発光層に用いる発光材料として、三重項励起状態からの発光を示す燐光発光性化合物が種々検討されている。このような燐光発光性化合物としては、中心金属が第5周期または第6周期に属する遷移金属である金属錯体が数多く検討されている。
発光素子の発光層に用いる金属錯体として、特許文献1では、3つのベンゼン環から構成されるデンドロンを有するフェニルイソキノリン構造を配位子として有する金属錯体1が提案されている。また、特許文献2では、トリアジン環と2つのベンゼン環とから構成されるデンドロンを有するフェニルピリジン構造を配位子として有する金属錯体2が提案されている。また、特許文献3では、トリアジン環と2つのベンゼン環とから構成されるデンドロンを有するフェニルピリジン構造、および、3つのベンゼン環から構成されるデンドロンを有するフェニルイソキノリン構造を配位子として有する金属錯体3が提案されている。
Figure 0006543902
特開2006−188673号公報 特開2008−179617号公報 特開2011−105701号公報
しかしながら、上記の特許文献1、2および3に記載された金属錯体の量子収率(以下、「PLQY」ともいう。)は必ずしも十分ではなかった。金属錯体の量子収率は、金属錯体の発光スペクトルの長波長化に伴い低下する傾向があるため、赤色燐光発光を示す金属錯体では、量子収率の向上が求められていた。
そこで、本発明は、赤色燐光発光を示す金属錯体であって、量子収率に優れる金属錯体を提供することを目的とする。本発明はまた、該金属錯体を含有する組成物および該金属錯体を用いて得られる発光素子を提供することを目的とする。本発明はさらに、該金属錯体の製造に有用な化合物を提供することを目的とする。
本発明は、第一に、下記式(1)で表される金属錯体を提供する。
Figure 0006543902
[式中、
Mは、イリジウム原子または白金原子を表す。
mは1、2または3を表し、nは0、1または2を表す。Mがイリジウム原子の場合、m+nは3であり、Mが白金原子の場合、m+nは2である。
、ZおよびZは、それぞれ独立に、−CR=または窒素原子を表す。Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基またはハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Rが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Z、ZおよびZが複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、Z、ZおよびZからなる群から選ばれる少なくとも1つは窒素原子である。
ArおよびArは、それぞれ独立に、2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基、または、2つ以上の環が縮合した複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArおよびArが複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
11、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基またはハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R11、R12、R13、R14、R15およびR16が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、および、R15とR16は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
−G−Aは、アニオン性の2座配位子を表す。AおよびAは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子または窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。Gは、単結合、または、AおよびAとともに2座配位子を構成する原子団を表す。A−G−Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
本発明は、第二に、上記の金属錯体と、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤および溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物を提供する。
本発明は、第三に、上記の金属錯体を用いて得られる発光素子を提供する。
本発明は、第四に、下記式(1M)で表される化合物を提供する。
Figure 0006543902
[式中、
、ZおよびZは、それぞれ独立に、−CR=または窒素原子を表す。Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基またはハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Rが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。但し、Z、ZおよびZからなる群から選ばれる少なくとも1つは窒素原子である。
ArおよびArは、それぞれ独立に、2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基、または、2つ以上の環が縮合した複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
11、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基またはハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、および、R15とR16は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
本発明によれば、赤色燐光発光を示す金属錯体であって、量子収率に優れる金属錯体を提供することができる。また、本発明によれば、該金属錯体を含有する組成物および該金属錯体を用いて得られる発光素子を提供することができる。さらに、本発明によれば、該金属錯体の製造に有用な化合物を提供することができる。本発明の金属錯体は、量子収率に優れるため、該金属錯体を用いて得られる発光素子は外部量子効率に優れたものとなる。
金属錯体M3〜M5および金属錯体CM1〜CM3の発光スペクトルの最大ピーク波長とPLQYとの関係を示す図である。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
<共通する用語の説明>
以下、本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i-Prはイソプロピル基、t-Buはtert-ブチル基を表す。
本明細書において、水素原子は重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
本明細書において、金属錯体を表す構造式中、中心金属との結合を表す実線は、共有結合または配位結合を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が、1×103〜1×108である重合体を意味する。高分子化合物に含まれる構成単位は、合計100モル%である。
高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合に発光特性や輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。この末端基としては、主鎖と共役結合している基が好ましく、炭素−炭素結合を介してアリール基または1価の複素環基と結合している基が挙げられる。
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が1×104以下の化合物を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
「アルキル基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。
アルキル基およびシクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、ドデシル基、シクロヘキシル基、および、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられ、置換基を有するアルキル基およびシクロアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基、6-エチルオキシヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基が挙げられる。
「アリール基」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1個を除いた残りの原子団を意味する。アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは6〜20であり、より好ましくは6〜10である。
アリール基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基、4-フェニルフェニル基、および、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「アルコキシ基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜40であり、好ましくは4〜10である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
アルコキシ基およびシクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは7〜48である。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェノキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、1-アントラセニルオキシ基、9-アントラセニルオキシ基、1-ピレニルオキシ基、および、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「p価の複素環基」(pは、1以上の整数を表す。)とは、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団を意味する。p価の複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団である「p価の芳香族複素環基」が好ましい。
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、および、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、2〜60であり、好ましくは4〜20である。
1価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、および、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基が挙げられる。
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を示す。
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基が好ましい。
置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基およびジアリールアミノ基が挙げられる。
アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(4-メチルフェニル)アミノ基、ビス(4-tert-ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基が挙げられる。
「アルケニル基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜30であり、好ましくは3〜20である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30であり、好ましくは4〜20である。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルケニル基およびシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、7−オクテニル基、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アルキニル基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常2〜20であり、好ましくは3〜20である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4〜30であり、好ましくは4〜20である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルキニル基およびシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、5−ヘキシニル基、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アリーレン基」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個を除いた残りの原子団を意味する。アリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、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。
アリーレン基は、置換基を有していてもよく、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、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられ、好ましくは、式(A-1)〜式(A-20)で表される基である。アリーレン基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
[式中、RおよびRaは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表す。複数存在するRおよびRaは、各々、同一でも異なっていてもよく、Ra同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。]
2価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、2〜60であり、好ましくは、3〜20であり、より好ましくは、4〜15である。
2価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール、トリアゾールから、環を構成する炭素原子また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価の基が挙げられ、好ましくは、式(AA-1)〜式(AA-34)で表される基である。2価の複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
[式中、RおよびRaは、前記と同じ意味を表す。]
「架橋基」とは、加熱処理、紫外線照射処理、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成する事が可能な基であり、好ましくは、式(B-1)、(B-2)、(B-3)、(B-4)、(B-5)、(B-6)、(B-7)、(B-8)、(B-9)、(B-10)、(B-11)、(B-12)、(B-13)、(B-14)、(B-15)、(B-16)または(B-17)で表される基である。
Figure 0006543902
[式中、これらの基は置換基を有していてもよい。]
「置換基」とは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基またはシクロアルキニル基を表す。置換基は架橋基であってもよい。
「デンドロン」とは、原子または環を分岐点とする規則的な樹枝状分岐構造(デンドリマー構造)を有する基である。なお、デンドロンを部分構造として有する化合物(デンドリマーと呼ぶ場合がある。)としては、例えば、WO02/067343、特開2003−231692、WO2003/079736、WO2006/097717等の文献に記載の構造が挙げられる。前記式(D−A)で表される基および前記式(D−B)で表される基も、デンドロンである。
Figure 0006543902
[式中、
DA1、mDA2およびmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
DAは、窒素原子、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2およびArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2およびArDA3が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
DAは、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0006543902
[式中、
DA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6およびmDA7は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
DAは、窒素原子、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するGDAは、同一でも異なっていてもよい。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6およびArDA7は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6およびArDA7が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
DAは、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
DA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6およびmDA7は、通常10以下の整数であり、5以下の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましく、0であることが更に好ましい。また、mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6およびmDA7は、同一の整数であることが好ましい。
DAは、好ましくは式(GDA-11)〜(GDA-15)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006543902
[式中、
*は、式(D-A)におけるArDA1、式(D-B)におけるArDA1、式(D-B)におけるArDA2、または、式(D-B)におけるArDA3との結合を表す。
**は、式(D-A)におけるArDA2、式(D-B)におけるArDA2、式(D-B)におけるArDA4、または、式(D-B)におけるArDA6との結合を表す。
***は、式(D-A)におけるArDA3、式(D-B)におけるArDA3、式(D-B)におけるArDA5、または、式(D-B)におけるArDA7との結合を表す。
DAは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は更に置換基を有していてもよい。RDAが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
DAは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基またはシクロアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6およびArDA7は、好ましくは式(ArDA-1)〜(ArDA-3)で表される基である。
Figure 0006543902
[式中、
DAは前記と同じ意味を表す。
DBは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RDBが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
DBは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基または1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基である。
DAは、好ましくは式(TDA-1)〜(TDA-3)で表される基である。
Figure 0006543902
[式中、RDAおよびRDBは前記と同じ意味を表す。]
式(D-A)で表される基は、好ましくは式(D-A1)〜(D-A3)で表される基である。
Figure 0006543902
[式中、
p1、Rp2およびRp3は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基またはハロゲン原子を表す。Rp1およびRp2が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は0〜3の整数を表し、np3は0または1を表す。複数あるnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
式(D-B)で表される基は、好ましくは式(D-B1)〜(D-B3)で表される基である。
Figure 0006543902
[式中、
p1、Rp2およびRp3は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基またはハロゲン原子を表す。Rp1およびRp2が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
np1は0〜5の整数を表し、np2は0〜3の整数を表し、np3は0または1を表す。np1およびnp2が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
np1は、好ましくは0または1であり、より好ましくは1である。np2は、好ましくは0または1である。np3は好ましくは0である。
p1、Rp2およびRp3は、好ましくはアルキル基またはシクロアルキル基である。
<金属錯体>
次に、本発明の金属錯体について説明する。本発明の金属錯体は、式(1)で表される金属錯体である。
Figure 0006543902
式(1)中、Mは、本発明の金属錯体を用いた発光素子の輝度寿命が優れるため、イリジウム原子であることがより好ましい。
式(1)中、nは、本発明の金属錯体の量子収率がより優れることと、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、0であることが好ましい。
式(1)中、Mがイリジウム原子の場合、m+nは3であり、mは2または3であることが好ましく、3であることがより好ましい。
式(1)中、Mが白金原子の場合、m+nは2であり、mは2であることが好ましい。
式(1)中、Z、ZおよびZは、それぞれ独立に、−CR=または窒素原子を表す。Rは、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であることが好ましく、水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であることがより好ましく、水素原子またはアルキル基であることがさらに好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
式(1)中、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるため、Z、ZおよびZからなる群から選ばれる少なくとも2つが窒素原子であることが好ましく、Z、ZおよびZの全てが窒素原子であることが好ましい。
式(1)中、ArおよびArは、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるため、2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であることが好ましい。
式(1)中、ArおよびArは、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、同一の基であることが好ましい。
2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基とは、2つ以上の環が縮合した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1個を除いた残りの原子団を意味する。2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常8〜60であり、好ましくは8〜20であり、より好ましくは8〜14である。2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基およびアリール基が挙げられる。
2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基としては、例えば、式(2−1)〜(2−13)で表される基が挙げられ、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるため、式(2−1)〜(2−5)、(2−12)または(2−13)で表される基が好ましく、式(2−1)または(2−2)で表される基がより好ましく、式(2−1)で表される基が更に好ましい。
Figure 0006543902
[式中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表す。複数存在するRは、同一でも異なっていてもよく、隣接するR同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。複数存在するRは、同一でも異なっていてもよく、隣接するR同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。]
2つ以上の環が縮合した複素環基とは、2つ以上の環が縮合した複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子1個を除いた残りの原子団を意味する。2つ以上の環が縮合した複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常4〜60であり、好ましくは6〜20であり、より好ましくは8〜14である。2つ以上の環が縮合した複素環基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基およびアリール基が挙げられる。
2つ以上の環が縮合した複素環基としては、例えば、式(2−21)〜(2−35)で表される基が挙げられ、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるため、(2−21)〜(2−28)で表される基であることが好ましく、(2−25)〜(2−28)で表される基であることがより好ましい。
Figure 0006543902
[式中、Rは前記と同じ意味を表す。Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表す。]
式(2−1)〜(2−13)および式(2−21)〜(2−35)中、Rは、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であることが好ましく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であることがより好ましく、水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であることが更に好ましい。
式(2−1)〜(2−13)中、Rは、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であることが好ましく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であることがより好ましく、水素原子、アルキル基またはアリール基であることが更に好ましい。
式(2−21)〜(2−35)中、Rは、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であることが好ましく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であることがより好ましく、アルキル基またはアリール基であることが更に好ましい。
式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基または置換アミノ基であることが好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基または1価の複素環基であることがより好ましく、水素原子、アルキル基またはアリール基であることが更に好ましい。
式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15およびR16からなる群から選ばれる少なくとも1つは、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるので、アリール基、1価の複素環基または置換アミノ基であることが好ましく、アリール基または1価の複素環基であることがより好ましく、アリール基であることが更に好ましい。アリール基、1価の複素環基および置換アミノ基としては、式(D−A)または(D−B)で表される基であることが好ましい。
式(1)中、R11、R12、R13、R14、R15およびR16からなる群から選ばれる少なくとも1つが、式(D−A)または(D−B)で表される基である場合、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、式(D−A1)、(D−A2)、(D−A3)、(D−B1)、(D−B2)または(D−B3)で表される基であることが好ましく、式(D−A1)または式(D−B1)で表される基であることがより好ましく、式(D−A1)であることが更に好ましい。式(D−A1)で表される基としては、式(3−1)で表される基であることが好ましい。式(D−B1)で表される基としては、式(3−2)で表される基であることが好ましい。
Figure 0006543902
[式中、
31、R32およびR33は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基またはハロゲン原子を表す。R31が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、複数存在するR32は、同一でも異なっていてもよく、複数存在するR33は、同一でも異なっていてもよい。]
式(3−1)および(3−2)中、R31は、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるので、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基または置換アミノ基であることが好ましく、水素原子またはアルキル基であることがより好ましい。
式(3−1)および(3−2)中、R32は、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるので、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基または置換アミノ基であることが好ましく、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であることがより好ましい。
式(3−1)および(3−2)中、R33は、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であることが好ましく、水素原子またはアルキル基であることがより好ましい。
式(1)中、R14は、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるため、式(D−A)または式(D−B)で表される基であることが好ましく、式(D−A1)、(D−A2)、(D−A3)、(D−B1)、(D−B2)または(D−B3)で表される基であることがより好ましく、式(D−A1)または(D−B1)で表される基であることが更に好ましい。式(D−A1)で表される基としては、式(3−1)で表される基であることが好ましい。式(D−B1)で表される基としては、式(3−2)で表される基であることが好ましい。
式(1)中、R11、R12、R13、R15およびR16は、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、水素原子であることが好ましい。
式(1)中、A−G−Aで表されるアニオン性の2座配位子としては、例えば、下記で表される配位子が挙げられる。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
[式中、*は、イリジウム原子または白金原子と結合する部位を示す。]
式(1)中、A−G−Aで表されるアニオン性の2座配位子は、下記で表される配位子であってもよい。ただし、A−G−Aで表されるアニオン性の2座配位子は、添え字mでその数を定義されている配位子とは異なる。
Figure 0006543902
[式中、
*は、イリジウム原子または白金原子と結合する部位を表す。
L1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRL1は、同一でも異なっていてもよい。
L2は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
式(1)で表される金属錯体としては、例えば、式(Ir−1)〜(Ir−20)で表される金属錯体が挙げられる。これらの中でも、本発明の金属錯体の量子収率がより優れるため、式(Ir−1)〜(Ir−11)で表される金属錯体が好ましく、式(Ir−2)〜(Ir−6)または(Ir−8)で表される金属錯体がより好ましい。また、これらの中でも、本発明の金属錯体の合成が容易になるため、式(Ir−2)〜(Ir−6)で表される金属錯体が更に好ましく、式(Ir−2)、(Ir−4)または(Ir−6)で表される金属錯体が特に好ましい。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
[式(Ir−1)〜(Ir−20)中、
、Z、Z、R14、R15、R16およびRは、前記と同意味を表す。
L5は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基またはハロゲン原子を表す。RL5が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
式(Ir−1)〜(Ir−20)中、
L5は、下記群IIの式(II−1)〜式(II−14)で表される基および下記群IIIの式(III−1)〜式(III−17)で表される基から選ばれる基であることが好ましい。
<群II>
Figure 0006543902
Figure 0006543902
<群III>
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
式(1)で表される金属錯体の具体例としては、式(Ir−101)〜(Ir−112)で表される金属錯体が挙げられる。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
本発明の金属錯体を用いて得られる発光素子には、本発明の金属錯体を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
式(1)で表される金属錯体には、複数の幾何異性体が考えられ、いずれの幾何異性体であってもよいが、本発明の金属錯体の発光スペクトルの半値幅がより優れるため、facial体が金属錯体全体に対して80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、99モル%以上であることが更により好ましく、100モル%(すなわち、他の幾何異性体を含まないこと)が特に好ましい。
<化合物>
次に、本発明の化合物について説明する。本発明の化合物は、式(1M)で表される化合物である。本発明の化合物は、後述する本発明の金属錯体の製造において有用な化合物である。
Figure 0006543902
式(1M)中のZ、Z、Z、Ar、Ar、R11、R12、R13、R14、R15およびR16の例および好ましい範囲は、式(1)中のZ、Z、Z、Ar、Ar、R11、R12、R13、R14、R15およびR16の例および好ましい範囲と同じである。
式(1M)で表される化合物としては、例えば、式(1M−1)〜(1M−20)で表される化合物が挙げられる。これらの中でも、本発明の化合物の合成が容易になるため、式(1M−1)〜(1M−9)で表される化合物が好ましい。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
[式(1M−1)〜(1M−20)中、Z、Z、Z、R14、R15、R16、R、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。]
式(1M)で表される化合物の具体例としては、式(1M−101)〜(1M−112)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
<式(1)で表される金属錯体および式(1M)で表される化合物の製造方法>
[製造方法1]
本発明の金属錯体である式(1)で表される金属錯体は、例えば、配位子となる化合物と金属化合物とを反応させる方法により製造することができる。必要に応じて、金属錯体の配位子の官能基変換反応を行ってもよい。
式(1)で表される金属錯体の中で、Mがイリジウム原子であるものは、例えば、
式(1M)で表される化合物と、イリジウム化合物またはその水和物とを反応させることで、式(1M−1)で表される金属錯体を合成する工程A1、および、
式(1M−1)で表される金属錯体と、式(1M)で表される化合物またはA−G−Aで表される配位子の前駆体とを反応させる工程B1を含む方法により製造することができる。
Figure 0006543902
[式(1M)および(1M−1)中、Z、Z、Z、Ar、Ar、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、前記と同じ意味を表す。]
工程A1において、イリジウム化合物としては、例えば、塩化イリジウム、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)、クロロ(シクロオクタジエン)イリジウム(I)ダイマー、酢酸イリジウム(III)が挙げられ、イリジウム化合物の水和物としては、例えば、塩化イリジウム・三水和物が挙げられる。
工程A1および工程B1は、通常、溶媒中で行う。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等のアルコール系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、ジグライム等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;ヘキサン、デカリン、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;アセトン、ジメチルスルホキシド、水が挙げられる。
工程A1および工程B1において、反応時間は、通常、30分〜150時間であり、反応温度は、通常、反応系に存在する溶媒の融点から沸点の間である。
工程A1において、式(1M)で表される化合物の量は、イリジウム化合物またはその水和物1モルに対して、通常、2〜20モルである。
工程B1において、式(1M)で表される化合物またはA−G−Aで表される配位子の前駆体の量は、式(1M−1)で表される金属錯体1モルに対して、通常、1〜100モルである。
工程B1において、反応は、トリフルオロメタンスルホン酸銀等の銀化合物の存在下で行うことが好ましい。銀化合物を用いる場合、その量は、式(1M−1)で表される金属錯体1モルに対して、通常、2〜20モルである。
式(1M)で表される化合物は、例えば、式(1M−2)で表される化合物と、式(1M−3)で表される化合物とを、Suzuki反応、Kumada反応、Stille反応等のカップリング反応させる工程C1により合成することができる。
Figure 0006543902
[式(1M−2)および(1M−3)中、
、Z、Z、Ar、Ar、R11、R12、R13、R14、R15およびR16は、前記と同じ意味を表す。
およびWは、それぞれ独立に、−B(ORW1で表される基、アルキルスルホニルオキシ基、シクロアルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RW1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRW1は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する酸素原子とともに環を形成していてもよい。]
−B(ORW1で表される基としては、例えば、下記式(W−1)〜(W−10)で表される基が挙げられる。
Figure 0006543902
で表されるアルキルスルホニルオキシ基としては、例えば、メタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基が挙げられる。
で表されるアリールスルホニルオキシ基としては、例えば、p−トルエンスルホニルオキシ基が挙げられる。
としては、式(1M−2)で表される化合物と式(1M−3)で表される化合物とのカップリング反応が容易に進行するので、−B(ORW1で表される基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が好ましい。これらの中でも、式(1M−2)で表される化合物の合成が容易であるため、塩素原子、臭素原子または式(W−7)で表される基がより好ましい。
としては、−B(ORW1で表される基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が好ましく、これらの中でも、式(1M−3)で表される化合物の合成が容易であるため、塩素原子、臭素原子または式(W−7)で表される基がより好ましい。
式(1M−2)で表される化合物と式(1M−3)で表される化合物とのカップリング反応(工程C1)は、通常、溶媒中で行う。用いられる溶媒、反応時間および反応温度は、工程A1および工程B1について説明したものと同じである。
式(1M−2)で表される化合物と式(1M−3)で表される化合物とのカップリング反応において、式(1M−3)で表される化合物の量は、式(1M−2)で表される化合物1モルに対して、通常、0.05〜20モルである。
式(1M−2)で表される化合物の実施形態の1つである式(1M−2−1)で表される化合物は、例えば、式(1M−2−1a)で表される化合物と、式(1M−2−1b)で表される化合物とをカップリング反応させる工程D1により製造することができる。このカップリング反応は、式(1M)で表される化合物について説明したものと同じである。
Figure 0006543902
[式中、
は、前記と同じ意味を表す。
は、−B(ORW1で表される基、アルキルスルホニルオキシ基、シクロアルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RW1は、前記と同じ意味を表す。]
式(1M−3)で表される化合物の実施形態の1つである式(1M−3−1)で表される化合物は、例えば、式(1M−3−1a)で表される化合物と、式(1M−3−1b)で表される化合物とをカップリング反応させる工程E1により製造することができる。このカップリング反応は、式(1M)で表される化合物について説明したものと同じである。
Figure 0006543902
[式中、
11、R12、R13、R14、R15およびR16は、前記と同じ意味を表す。
およびWは、それぞれ独立に、−B(ORW1で表される基、アルキルスルホニルオキシ基、シクロアルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RW1は、前記と同じ意味を表す。]
[製造方法2]
本発明の金属錯体である式(1)で表される金属錯体は、例えば、金属錯体の前駆体と金属錯体の配位子の前駆体とを反応させる方法によっても製造することができる。
式(1)で表される金属錯体の中で、Mがイリジウム原子であるものは、例えば、
式(1M−2)で表される化合物と、式(1M−4)で表される金属錯体とをカップリング反応させることにより製造することができる。このカップリング反応は、式(1M)で表される化合物について説明したものと同じである。
Figure 0006543902
[式(1M−4)および(1M−2)中、
m、n、Z、Z、Z、Ar、Ar、R11、R12、R13、R14、R15、R16およびWは、前記と同じ意味を表す。
は、−B(ORW1で表される基、アルキルスルホニルオキシ基、シクロアルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RW1は、前記と同じ意味を表す。]
式(1M−4)で表される化合物の実施形態の一つである式(1M−4a)で表される化合物は、式(1M−4a−1)で表される化合物とイリジウム化合物またはその水和物とを反応させることで、式(1M−4a−2)で表される金属錯体を合成する工程A2、および、
式(1M−4a−2)で表される金属錯体と、式(1M−4a−1)で表される化合物とを反応させる工程B2を含む方法により製造することができる。
Figure 0006543902
この工程A2および工程B2の反応は、それぞれ前記工程A1および工程B2で説明した反応と同じである。
[製造方法1および製造方法2におけるカップリング反応]
カップリング反応において、反応を促進するために、パラジウム触媒等の触媒を用いてもよい。パラジウム触媒としては、例えば、酢酸パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)が挙げられる。
パラジウム触媒は、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(tert−ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン等のリン化合物と併用してもよい。
カップリング反応においてパラジウム触媒を用いる場合、その量は、例えば、式(1M−2)、式(1M−3)または式(1M−4)で表される化合物1モルに対して、通常、有効量であり、好ましくはパラジウム元素換算で、0.00001〜10モルである。
カップリング反応において、必要に応じて、塩基を併用してもよい。
<金属錯体の製造方法>で説明した各反応において用いられる化合物、触媒および溶媒は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
<組成物>
本発明の組成物は、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料(本発明の金属錯体とは異なる。)、酸化防止剤および溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料と、本発明の金属錯体とを含有する。
本発明の組成物において、本発明の金属錯体は、1種単独で含有されていても、2種以上含有されていてもよい。
[ホスト材料]
本発明の金属錯体は、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性および電子輸送性から選ばれる少なくとも1つの機能を有するホスト材料との組成物とすることにより、本発明の金属錯体を用いて得られる発光素子の外部量子効率がより優れたものとなる。本発明の組成物において、ホスト材料は、1種単独で含有されていても、2種以上含有されていてもよい。
本発明の金属錯体と、ホスト材料とを含有する組成物において、本発明の金属錯体の含有量は、本発明の金属錯体とホスト材料との合計を100重量部とした場合、通常、0.01〜80重量部であり、好ましくは0.05〜40重量部であり、より好ましくは0.1〜20重量部であり、更に好ましくは1〜20重量部である。
ホスト材料の有する最低励起三重項状態(T)は、本発明の組成物を用いて得られる発光素子の外部量子効率がより優れるため、本発明の金属錯体の有する最低励起三重項状態(T)と同等のエネルギー準位、または、より高いエネルギー準位であることが好ましい。
ホスト材料としては、本発明の組成物を用いて得られる発光素子を溶液塗布プロセスにて作製する観点から、本発明の金属錯体を溶解することが可能な溶媒に対して溶解性を示すものであることが好ましい。
ホスト材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。
ホスト材料に用いられる低分子化合物としては、例えば、カルバゾール構造を有する化合物、トリアリールアミン構造を有する化合物、フェナントロリン構造を有する化合物、トリアリールトリアジン構造を有する化合物、アゾール構造を有する化合物、ベンゾチオフェン構造を有する化合物、ベンゾフラン構造を有する化合物、フルオレン構造を有する化合物、スピロフルオレン構造を有する化合物が挙げられる。ホスト材料に用いられる低分子化合物の具体例としては、下記で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006543902
ホスト材料に用いられる高分子化合物としては、例えば、後述の正孔輸送材料である高分子化合物、後述の電子輸送材料である高分子化合物が挙げられる。
[高分子ホスト]
ホスト化合物として好ましい高分子化合物(以下、「高分子ホスト」ともいう。)に関して説明する。
高分子ホストとしては、式(Y)で表される構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。
Figure 0006543902
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
ArY1で表されるアリーレン基としては、より好ましくは式(A-1)、式(A-2)、式(A-6)〜式(A-10)、式(A-19)または式(A-20)で表される基であり、更に好ましくは式(A-1)、式(A-2)、式(A-7)、式(A-9)または式(A-19)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される2価の複素環基としては、より好ましくは式(AA-1)〜式(AA-4)、式(AA-10)〜式(AA-15)、式(AA-18)〜式(AA-21)、式(AA-33)または式(AA-34)で表される基であり、更に好ましくは式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-12)、式(AA-14)または式(AA-33)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、前述のArY1で表されるアリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同様である。
「少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基」としては、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。
Figure 0006543902
[式中、RXXは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
XXは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有してもよい置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y-1)〜(Y-10)で表される構成単位が挙げられ、高分子ホストと本発明の金属錯体との組成物を用いた発光素子の輝度寿命の観点からは、好ましくは式(Y-1)、(Y-2)または(Y-3)で表される構成単位であり、電子輸送性の観点からは、好ましくは式(Y-4)〜(Y-7)で表される構成単位であり、正孔輸送性の観点からは、好ましくは式(Y-8)〜(Y-10)で表される構成単位である。
Figure 0006543902
[式中、RY1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1は、同一でも異なっていてもよく、隣接するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
Y1は、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006543902
[式中、RY1は前記と同じ意味を表す。XY1は、−C(RY2)2−、−C(RY2)=C(RY2)−またはC(RY2)2−C(RY2)2−で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、RY2同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
Y2は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1において、−C(RY2)2−で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、双方がアリール基、双方が1価の複素環基、または、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基若しくは1価の複素環基であり、より好ましくは一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。2個存在するRY2は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、−C(RY2)2−で表される基としては、好ましくは式(Y-A1)〜(Y-A5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-A4)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006543902
Y1において、−C(RY2)=C(RY2)−で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、または、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1において、−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基中の4個のRY2は、好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基またはシクロアルキル基である。複数あるRY2は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基は、好ましくは式(Y-B1)〜(Y-B5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-B3)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006543902
[式中、RY2は前記と同じ意味を表す。]
Figure 0006543902
Figure 0006543902
[式中、RY1は前記と同じ意味を表す。RY3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
Y3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006543902
[式中、RY1は前記を同じ意味を表す。RY4は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
Y4は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y-101)〜(Y-121)で表されるアリーレン基からなる構成単位、式(Y-201)〜(Y-206)で表される2価の複素環基からなる構成単位、式(Y-301)〜(Y-304)で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基からなる構成単位が挙げられる。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1がアリーレン基である構成単位は、高分子ホストと本発明の金属錯体との組成物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.5〜100モル%であり、より好ましくは60〜95モル%である。
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1が2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基である構成単位は、高分子ホストと本発明の金属錯体との組成物を用いた発光素子の電荷輸送性が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.5〜30モル%であり、より好ましくは3〜20モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、高分子ホスト中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
高分子ホストは、正孔輸送性が優れるので、更に、下記式(X)で表される構成単位を含むことが好ましい。
Figure 0006543902
[式中、aX1およびaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。ArX1およびArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArX2およびArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArX2およびArX4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。RX1、RX2およびRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RX2およびRX3が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
X1は、高分子ホストと本発明の金属錯体との組成物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは2以下であり、より好ましくは1である。
X2は、高分子ホストと本発明の金属錯体との組成物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは2以下であり、より好ましくは0である。
X1、RX2およびRX3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1およびArX3で表されるアリーレン基としては、より好ましくは式(A-1)または式(A-9)で表される基であり、更に好ましくは式(A-1)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1およびArX3で表される2価の複素環基としては、より好ましくは式(AA-1)、式(AA-2)または式(AA-7)〜式(AA-26)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1およびArX3は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX2およびArX4で表されるアリーレン基としては、より好ましくは式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)〜式(A-11)または式(A-19)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX2およびArX4で表される2価の複素環基のより好ましい範囲は、ArX1およびArX3で表される2価の複素環基のより好ましい範囲と同じである。
ArX2およびArX4で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、ArX1およびArX3で表されるアリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同様である。
ArX2およびArX4で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基としては、式(Y)のArY1で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基と同様のものが挙げられる。
ArX2およびArX4は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX1〜ArX4およびRX1〜RX3で表される基が有してもよい置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
式(X)で表される構成単位としては、好ましくは式(X-1)〜(X-7)で表される構成単位であり、より好ましくは式(X-1)〜(X-6)で表される構成単位であり、更に好ましくは式(X-3)〜(X-6)で表される構成単位である。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
[式中、RX4およびRX5は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、1価の複素環基またはシアノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRX4は、同一でも異なっていてもよい。複数存在するRX5は、同一でも異なっていてもよく、隣接するRX5同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
式(X)で表される構成単位は、正孔輸送性が優れるので、高分子ホストに含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.1〜50モル%であり、より好ましくは1〜40モル%であり、更に好ましくは2〜30モル%である。
式(X)で表される構成単位としては、例えば、式(X1-1)〜(X1-11)で表される構成単位が挙げられ、好ましくは式(X1-3)〜(X1-10)で表される構成単位である。
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
Figure 0006543902
高分子ホストにおいて、式(X)で表される構成単位は、1種のみ含まれていても、2種以上含まれていてもよい。
高分子ホストとしては、例えば、下記表1の高分子化合物P−1〜P−7が挙げられる。
Figure 0006543902

[表中、p、q、r、sおよびtは、各構成単位のモル比率を示す。p+q+r+s+t=100であり、かつ、100≧p+q+r+s≧70である。その他の構成単位とは、式(Y)で表される構成単位、式(X)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。]
高分子ホストは、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、上記観点から、複数種の原料モノマーを共重合してなる共重合体であることが好ましい。
<高分子ホストの製造方法>
高分子ホストは、ケミカル レビュー(Chem.Rev.),第109巻,897−1091頁(2009年)等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができ、Suzuki反応、Yamamoto反応、Buchwald反応、Stille反応、Negishi反応およびKumada反応等の遷移金属触媒を用いるカップリング反応により重合させる方法が例示される。
前記重合方法において、単量体を仕込む方法としては、単量体全量を反応系に一括して仕込む方法、単量体の一部を仕込んで反応させた後、残りの単量体を一括、連続または分割して仕込む方法、単量体を連続または分割して仕込む方法等が挙げられる。
遷移金属触媒としては、特に限定されないが、パラジウム触媒、ニッケル触媒が挙げられる。
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独または組み合わせて行う。高分子ホストの純度が低い場合、例えば、再結晶、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
本発明の金属錯体および溶媒を含有する組成物(以下、「インク」ということがある。)は、インクジェットプリント法、ノズルプリント法等の印刷法を用いた発光素子の作製に好適である。
インクの粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、インクジェットプリント法等の溶液が吐出装置を経由する印刷法に適用する場合には、吐出時の目づまりと飛行曲がりを防止するために、好ましくは25℃において1〜20mPa・sである。
インクに含まれる溶媒は、該インク中の固形分を溶解または均一に分散できる溶媒が好ましい。溶媒としては、例えば、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール、4-メチルアニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、n-ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒;エチレングリコール、グリセリン、1,2-ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒;イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
インクにおいて、溶媒の配合量は、本発明の金属錯体100重量部に対して、通常、1000〜100000重量部であり、好ましくは2000〜20000重量部である。
[正孔輸送材料]
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類され、高分子化合物が好ましく、架橋基を有する高分子化合物がより好ましい。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾールおよびその誘導体;側鎖または主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレンおよびその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、電子受容性部位が結合された化合物でもよい。電子受容性部位としては、例えば、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、トリニトロフルオレノン等が挙げられ、好ましくはフラーレンである。
本発明の組成物において、正孔輸送材料の配合量は、本発明の金属錯体100重量部に対して、通常、1〜400重量部であり、好ましくは5〜150重量部である。
正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[電子輸送材料]
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレンおよびジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、および、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
本発明の組成物において、電子輸送材料の配合量は、本発明の金属錯体100重量部に対して、通常、1〜400重量部であり、好ましくは5〜150重量部である。
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[正孔注入材料および電子注入材料]
正孔注入材料および電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料および電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリンおよびポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;式(X)で表される基を主鎖または側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
本発明の組成物において、正孔注入材料および電子注入材料の配合量は、各々、本発明の金属錯体100重量部に対して、通常、1〜400重量部であり、好ましくは5〜150重量部である。
正孔注入材料および電子注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[イオンドープ]
正孔注入材料または電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは、1×10-5S/cm〜1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
ドープするイオンの種類は、正孔注入材料であればアニオン、電子注入材料であればカチオンである。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。
ドープするイオンは、一種のみでも二種以上でもよい。
[発光材料]
発光材料(本発明の金属錯体とは異なる。)は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレンおよびその誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体、並びに、イリジウム、白金またはユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、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、式(X)で表される基、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基、フェノチアジンジイル基、アントラセンジイル基、ピレンジイル基等を含む高分子化合物が挙げられる。
発光材料は、低分子化合物および高分子化合物を含んでいてもよく、好ましくは、三重項発光錯体および高分子化合物を含む。
三重項発光錯体としては、例えば、以下に示す金属錯体が挙げられる。
Figure 0006543902
本発明の組成物において、発光材料の含有量は、本発明の金属錯体100重量部に対して、通常、0.1〜400重量部である。
[酸化防止剤]
酸化防止剤は、本発明の金属錯体と同じ溶媒に可溶であり、発光および電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
本発明の組成物において、酸化防止剤の配合量は、本発明の金属錯体100重量部に対して、通常、0.001〜10重量部である。
酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
<膜>
膜は、本発明の金属錯体を含有する。
膜には、本発明の金属錯体を架橋により溶媒に対して不溶化させた、不溶化膜も含まれる。不溶化膜は、本発明の金属錯体を加熱、光照射等の外部刺激により架橋させて得られる膜である。不溶化膜は、溶媒に実質的に不溶であるため、発光素子の積層化に好適に使用することができる。
膜を架橋させるための加熱の温度は、通常、25〜300℃であり、外部量子効率が良好になるので、好ましくは50〜250℃であり、より好ましくは150〜200℃である。
膜を架橋させるための光照射に用いられる光の種類は、例えば、紫外光、近紫外光、可視光である。
膜は、発光素子における発光層として好適である。
膜は、インクを用いて、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリ−コート法、ノズルコート法により作製することができる。
膜の厚さは、通常、1nm〜10μmである。
<発光素子>
本発明の発光素子は、本発明の金属錯体を用いて得られる発光素子であり、本発明の金属錯体が分子内または分子間で架橋されたものであってもよく、本発明の金属錯体が分子内および分子間で架橋されたものであってもよい。
本発明の発光素子の構成としては、例えば、陽極および陰極からなる電極と、該電極間に設けられた本発明の金属錯体を用いて得られる層とを有する。
[層構成]
本発明の金属錯体を用いて得られる層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層の1種以上の層であり、好ましくは、発光層である。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を含む。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を、上述した溶媒に溶解させ、インクを調製して用い、上述した膜の作製と同じ方法を用いて形成することができる。
発光素子は、陽極と陰極の間に発光層を有する。本発明の発光素子は、正孔注入性および正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層および正孔輸送層の少なくとも1層を有することが好ましく、電子注入性および電子輸送性の観点からは、陰極と発光層の間に、電子注入層および電子輸送層の少なくとも1層を有することが好ましい。
正孔輸送層、電子輸送層、発光層、正孔注入層および電子注入層の材料としては、本発明の金属錯体の他、各々、上述した正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、正孔注入材料および電子注入材料が挙げられる。
正孔輸送層の材料、電子輸送層の材料および発光層の材料は、発光素子の作製において、各々、正孔輸送層、電子輸送層および発光層に隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、該溶媒に該材料が溶解することを回避するために、該材料が架橋基を有することが好ましい。架橋基を有する材料を用いて各層を形成した後、該架橋基を架橋させることにより、該層を不溶化させることができる。
本発明の発光素子において、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の各層の形成方法としては、低分子化合物を用いる場合、例えば、粉末からの真空蒸着法、溶液または溶融状態からの成膜による方法が挙げられ、高分子化合物を用いる場合、例えば、溶液または溶融状態からの成膜による方法が挙げられる。
積層する層の順番、数および厚さは、外部量子効率および素子寿命を勘案して調整すればよい。
[基板/電極]
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明または半透明であることが好ましい。
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイトおよびグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。
陽極および陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
[用途]
発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極もしくは陰極、または、両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字、文字等を表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。ドットマトリックス表示装置とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子化合物を塗り分ける方法、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス表示装置は、パッシブ駆動も可能であるし、TFT等と組み合わせてアクティブ駆動も可能である。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末等のディスプレイに用いることができる。面状の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、または、面状の照明用光源として好適に用いることができる。フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源および表示装置としても使用できる。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
LC−MSの測定は、下記の方法で行った。
測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルムまたはテトラヒドロフランに溶解させ、LC−MS(アジレント テクノロジー製、商品名:1100LCMSD)に約1μL注入した。LC−MSの移動相には、アセトニトリルおよびテトラヒドロフランの比率を変化させながら用い、0.2mL/分の流量で流した。カラムは、L−column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:2.1mm、長さ:100mm、粒径3μm)を用いた。
MALDI−TOF/MSの測定は、下記の方法で行った。
測定試料約0.1mgを、200μLのテトラヒドロフランに溶解させて、試料溶液を調製した。1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン約4mgを、400μLのテトラヒドロフランに溶解させて、マトリックス溶液を調製した。試料溶液10μLとマトリックス溶液50μLとを混合し、これをMALDIプレートに塗布して、MALDI−TOFMSの測定を行った。測定は、MALDI−TOFMS装置:REFLEX III(Bruker社製)を用いて、測定モード:リフレクターモード、加速電圧:27.5kV、レーザー:N(337nm)で行った。
NMRの測定は、下記の方法で行った。
5〜10mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム(CDCl)、重テトラヒドロフラン(THF−d)または重塩化メチレン(CDCl)に溶解させ、NMR装置(バリアン(Varian,Inc.)製、商品名 MERCURY 300)を用いて測定した。
化合物の純度の指標として、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)面積百分率の値を用いた。この値は、特に記載がない限り、高速液体クロマトグラフィー(HPLC、島津製作所製、商品名:LC−20A)での254nmにおける値とする。この際、測定する化合物は、0.01〜0.2重量%の濃度になるようにテトラヒドロフランまたはクロロホルムに溶解させ、HPLCに、濃度に応じて1〜10μL注入した。HPLCの移動相には、アセトニトリルおよびテトラヒドロフランを用い、1mL/分の流速で、アセトニトリル/テトラヒドロフラン=100/0〜0/100(容積比)のグラジエント分析で流した。カラムは、Kaseisorb LC ODS 2000(東京化成工業製)または同等の性能を有するODSカラムを用いた。検出器には、フォトダイオードアレイ検出器(島津製作所製、商品名:SPD−M20A)を用いた。
TLC−MSの測定は、下記の方法で行った。
測定試料を、トルエン、テトラヒドロフランまたはクロロホルムに任意の濃度で溶解させ、DART用TLCプレート(テクノアプリケーションズ社製 YSK5−100)上に塗布し、TLC−MS(日本電子(JEOL Ltd.)社製、商品名 JMS−T100TD(The AccuTOF TLC))を用いて測定した。測定時のヘリウムガス温度は、200〜400℃の範囲で調整した。
PLQYおよび発光スペクトルの測定は、下記の方法で行った。
金属錯体を、0.0008重量%の濃度となるように、キシレンに溶解させた。得られたキシレン溶液を1cm角の石英セルに入れた後、窒素ガスでバブリングすることにより酸素を脱気することにより測定試料を作製した。得られた測定試料に対して、絶対PL量子収率測定装置(自動制御電動モノクロ光源タイプ)(C9920−02G 浜松ホトニクス株式会社製)を用いて、PLQYおよび発光スペクトルを測定した。なお、励起波長は400nmとした。
<実施例1> 金属錯体M1の合成
Figure 0006543902
(Stage1:化合物M1bの合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、1−ブロモナフタレン(化合物M1a、132.5g)およびテトラヒドロフラン(脱水品、3.1L)を加え、攪拌しながら−73℃まで冷却した。その後、そこへ、n−ブチルリチウムのへキサン溶液(1.6mol/L、400mL)を、反応容器内の反応液を−73℃で攪拌しながら滴下した。得られた反応液を「反応液A」と呼ぶ。
別の反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、塩化シアヌル(59.0g)およびテトラヒドロフラン(脱水品、1.0L)を加え、攪拌しながら−75℃まで冷却した。その後、そこへ、上記の反応液Aを、反応容器内の反応液を−75℃で攪拌しながら滴下し、滴下終了後に室温まで昇温させ、室温で一晩攪拌した。その後、そこへ、希薄な塩化アンモニウム水溶液(500mL)を加えた後、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をクロロホルム(1.5L)に溶解させた後、水(1L)、5重量%食塩水(1L)で順次洗浄した。その後、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥し、溶媒量が約半分となるまで濃縮した。その後、そこへ、n−ヘキサン(400mL)を加え、シリカゲルを用いてろ過した後、得られたろ液を減圧留去した。得られた残渣を、酢酸エチルおよびアセトニトリルの混合溶媒を用いて晶析し、次いで、アセトニトリルおよびn−ヘキサンの混合溶媒を用いて晶析することにより精製した。その後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、化合物M1b(74.3g、収率63%)を白色固体として得た。化合物M1bのHPLC面積百分率値は98.0%であった。
TLC/MS(DART positive):m/z=368[M+H]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=9.15−9.11(mult,2H),8.55(dd,2H),8.14(d,2H),8.00(dd,2H),7.70−7.57(mult,6H).
(Stage2:金属錯体M1の合成)
遮光した反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物M1b(61.4g)、特開2008−179617号公報記載の方法に従って合成した金属錯体M0(43.1g)、炭酸セシウム(81.5g)、ビス(ジ−tert−ブチル(4−ジメチルアミノフェニル)ホスフィン)ジクロロパラジウム(II)(0.9g)、1,4−ジオキサン(783mL)およびイオン交換水(5mL)を加え、65℃で36時間撹拌した。得られた反応液をろ過した後、得られたろ液を減圧留去した。得られた残渣をトルエンおよびクロロホルムの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、トルエンおよびアセトニトリルの混合溶媒を用いて晶析し、次いで、クロロホルムおよびアセトニトリルの混合溶媒を用いて晶析することにより精製した。その後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、金属錯体M1(19g、収率27%)を赤色固体として得た。金属錯体M1のHPLC面積百分率値は99.0%であった。
LC/MS(APCI positive):m/z=1649.5[M+H]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=9.01(d,3H),8.79(d,6H),8.61(dd,3H),8.10(dd,6H),8.00(d,3H),7.85(d,3H),7.77(t,12H),7.49−7.36(mult,18H),7.03-6.90(mult,9H).
<実施例2> 金属錯体M2の合成
Figure 0006543902
遮光した反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、金属錯体M1(15.7g)、クロロホルム(460mL)およびN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(44mL)を加えた。その後、氷浴を用いて0℃に冷却しながら攪拌した。その後、そこへ、N−ブロモスクシンイミド(NBS)(6.76g)を加えた。その後、氷浴を用いて冷却しながら3時間攪拌した後、室温で3時間攪拌した。その後、そこへ、クロロホルム(2L)およびジクロロメタン(3L)を加え、5重量%チオ硫酸ナトリウム水溶液(720mL)、イオン交換水(720mL)で順次洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をジクロロメタン(2.5L)に溶解させた後、セライトおよびシリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣を、ジクロロメタンおよびメタノールの混合溶媒を用いて晶析することにより精製した後、乾燥させることにより、金属錯体M2(17g、収率86%)を白色固体として得た。金属錯体M2のHPLC面積百分率値は98.2%であった。
MALDI−TOF/MS(positive):m/z=1882[M]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=8.92(d,3H),8.76(d,6H),8.61(dd,3H),8.10(dd,6H),7.94−7.90(mult,6H),7.78(t,12H),7.50−7.36(mult,18H),7.04(dd,3H),6.88(d,3H).
<実施例3> 金属錯体M3の合成
Figure 0006543902
遮光した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、金属錯体M2(342mg)、特開2011−195829号公報記載の方法に従って合成した化合物M3a(277mg)、テトラヒドロフラン(20mL)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(26mg)および20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(1.5mL)を加え、加熱還流下で17時間撹拌した。その後、そこへ、トルエンを加え、得られた有機層をイオン交換水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣を、トルエンおよびヘキサンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、トルエンおよびメタノールの混合溶媒を用いて晶析することにより精製した。その後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、金属錯体M3(370mg、収率77%)を赤色固体として得た。金属錯体M3のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
LC/MS(APCI positive):m/z=2670[M+H]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=9.13(d,3H),8.81(d,6H),8.70(dd,3H),8.24(d,3H),8.19(d,3H),8.12(dd,6H),7.90(dd,6H),7.79−7.74(mult,15H),7.70−7.66(mult,12H),7.53−7.35(mult,33H),7.28(d,3H),1.36(s,54H).
<実施例4> 金属錯体M4の合成
Figure 0006543902
遮光した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、金属錯体M2(1.27g)、化合物M4a(1.04g)、テトラヒドロフラン(70mL)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(94mg)および20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(5.5mL)を加え、加熱還流下で19時間撹拌した。その後、そこへ、トルエンを加え、得られた有機層をイオン交換水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をトルエンおよびヘキサンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、トルエンおよびメタノールの混合溶媒を用いて晶析することにより精製した。その後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、金属錯体M4(1.16g、収率64%)を赤色固体として得た。金属錯体M4のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。なお、化合物M4aは、後述の化合物L4eと同様の方法で合成した。
LC/MS(APCI positive):m/z=2712[M+H]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=9.02(d,3H),8.76(d,6H),8.59(dd,3H),8.13(d,3H),8.09−8.05(mult,9H),7.77−7.72(mult,12H),7.56(s,6H),7.48−7.28(mult,45H),7.18(d,3H),2.15(s,9H),1.36(s,54H).
<実施例5> 化合物L5の合成
Figure 0006543902
(Stage1:化合物L5cの合成)
反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、化合物L5a(15g)、化合物L5b(24g)、テトラヒドロフラン(430mL)、イオン交換水(21mL)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(3.6g)および炭酸セシウム(250g)を加え、60℃で64時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(400mL)を加え、セライトを用いてろ過した。得られたろ液を5重量%食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた油状物を、トルエンおよびヘキサンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、減圧乾燥することにより、化合物L5c(20g、収率82%)を黄色油状物として得た。
TLC/MS(DART positive):m/z=290[M+H]
(Stage2:化合物L5eの合成)
反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、化合物L5c(9.4g)、化合物L5d(12g)、[1,1'−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(2.7g)、酢酸カリウム(19g)および1,2−ジメトキシエタン(100mL)を加え、80℃で3時間攪拌した。その後、そこへ、トルエン(150mL)を加え、セライトを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣にヘキサン(180mL)を加えて溶解させ、これをろ過し、得られたろ液を濃縮した。その後、そこへ、トルエン(70mL)およびアセトニトリル(70mL)を加え、シリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。その後、そこへ、ヘキサン(60mL)および活性炭(7.5g)を加え、50℃で1時間攪拌した。その後、セライトを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮することにより、化合物L5e(12g)を無色油状物として得た。
TLC/MS(DART positive):m/z=338[M+H]
(Stage3:化合物L5の合成)
反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、化合物L5e(8.8g)、化合物M1b(11g)、1,4−ジオキサン(450mL)、イオン交換水(24mL)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.6g)および炭酸セシウム(70g)を加え、90℃で3時間撹拌した。その後、そこへ、トルエンを加え、セライトを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。その後、そこへ、トルエンを加え、得られた有機層を5重量%食塩水で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥した後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた油状物を、トルエンおよびヘキサンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、溶媒を減圧留去した。その後、そこへ、トルエン(100mL)および活性炭(3.6g)を加え、60℃で1時間攪拌した。その後、そこへ、トルエン(250mL)を加え、攪拌した後、セライトを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣を、トルエンおよびメタノールの混合溶媒を用いて晶析することにより精製した後、減圧乾燥することにより、化合物L5(9.9g、収率69%)を白色粉末として得た。化合物L5のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
TLC/MS(DART positive):m/z=543[M+H]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=10.01(dd,1H),9.25−9.21(mult,2H),9.05(dd,1H),8.61(dd,2H),8.25(t,1H),8.14(d,2H),8.04−7.99(mult,4H),7.96(dt,1H),7.74−7.45(mult,7H),1.43(s,9H).
<実施例6> 金属錯体M5の合成
Figure 0006543902
(Stage1:金属錯体M5aの合成)
遮光した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、化合物L5(736mg)および2−エトキシエタノール(13mL)を加え、90℃まで昇温した。その後、そこへ、イオン交換水(5.4mL)に溶解させた塩化イリジウム(III)水和物(273mg)を加え、105℃で21時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、メタノール(50mL)に加え、室温で1時間攪拌した。その後、ろ過し、得られた残渣を減圧乾燥することにより、金属錯体M5aを含む赤色固体(850mg)を得た。
LC/MS(ESI positive):m/z=2660[M+K]
(Stage2a)
遮光した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、金属錯体M5aを含む赤色固体(834mg)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(I)(207mg)およびアセトニトリル(15mL)を加え、90℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、セライトおよびアルミナを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。その後、そこへ、ヘキサンを加え、攪拌した。得られた沈殿をろ取することにより、赤橙色固体(800mg)を得た。
(Stage2b:金属錯体M5の合成)
遮光した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、上記のStage2aで得られた赤橙色固体(769mg)、化合物L5(1.2g)、2,6−ルチジン(660mg)およびジエチレングリコールジメチルエーテル(17mL)を加え、150℃で21時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、メタノール(50mL)に加え、室温で1時間攪拌した。その後、これをろ過し、得られた残渣にトルエン(50mL)を加え、攪拌し、ろ過した。得られた沈殿をクロロホルム(300mL)に溶解させ、シリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。その後、そこへ、メタノールを加え、攪拌し、ろ過した。得られた沈殿を、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、金属錯体M5(450mg)を赤色固体として得た。金属錯体M5のHPLC面積百分率値は99.0%であった。
LC/MS(ESI positive):m/z=1856[M+K]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=9.04(d,3H),8.79(d,6H),8.62(dd,3H),8.06(dd,6H),8.02(d,3H),7.85(d,3H),7.79−7.72(mult,12H),7.48−7.35(mult,18H),7.05(dd,3H),6.86(d,3H),1.36(s,27H).
<実施例7> 化合物L4の合成
Figure 0006543902
(Stage1:化合物L4cの合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4a(50g)、化合物L4b(75g)、トルエン(500mL)、イオン交換水(500mL)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.2g)および炭酸ナトリウム(85g)を加え、90℃で5時間撹拌した。室温へ冷却後、得られた反応液を、セライトを用いてろ過し、得られたろ液をイオン交換水で洗浄した。得られた有機層に活性炭(5g)を加え、室温で1時間攪拌した後、セライトを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物をトルエンおよびメタノールの混合溶媒を用いて晶析することにより精製した後、減圧乾燥することにより、化合物L4c(65g、収率91%)を白色固体として得た。化合物L4cのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
TLC/MS(DART positive):m/z=357[M+H]
(Stage2:化合物L4eの合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4c(61g)、化合物L4d(550mg)、シクロペンチルメチルエーテル(490mL)、(1,5−シクロオクタジエン)(メトキシ)イリジウム(I)二量体(680mg)および化合物L5d(54g)を加え、105℃で4時間撹拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、メタノール(920mL)に加え、攪拌し、ろ過した。得られた固体をトルエン(750mL)に溶解させた後、活性白土(7.5g)を加え、60℃で30分間攪拌した。その後、シリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物をトルエンおよびメタノールの混合溶媒を用いた晶析により精製した後、減圧乾燥することにより、化合物L4e(70g、収率85%)を白色固体として得た。化合物L4eのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
LC/MS(ESI positive):m/z=521[M+K]
(Stage3:化合物L4gの合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4e(69g)、化合物L4f(41g)、トルエン(690mL)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.7g)および20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(420g)を加え、85℃で2時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(280mL)を加え、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を減圧濃縮した。得られた残渣をトルエンおよびメタノールの混合溶媒を用いた晶析により精製した後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、化合物L4g(66g、収率90%)を白色固体として得た。化合物L4gのHPLC面積百分率値は96.0%であった。
LC/MS(ESI positive):m/z=549[M+K]
(Stage4:化合物L4hの合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4g(66g)、化合物L5d(39g)、[1,1'−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(2.1g)、酢酸カリウム(38g)および1,2−ジメトキシエタン(DME)(650mL)を加え、85℃で2時間攪拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、トルエン(330mL)を加え、セライトを用いてろ過し、得られたろ液をイオン交換水で洗浄した。得られた有機層を減圧濃縮した後、トルエン(550mL)および活性炭(9.8g)を加え、室温で1時間攪拌した。その後、セライトを用いてろ過し、得られたろ液をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を減圧濃縮した。得られた残渣を、トルエンおよびアセトニトリルの混合溶媒を用いて晶析することによりで精製した後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、化合物L4h(57g、収率80%)を白色固体として得た。化合物L4hのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
LC/MS(ESI positive):m/z=597[M+K]
(Stage5:化合物L4jの合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4h(57g)、化合物L4i(24g)、トルエン(570mL)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.2g)および20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(300g)を加え、64℃で4時間撹拌した。得られた反応液を5℃まで冷却し、5℃で1時間攪拌した後、ろ過した。得られたろ液をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を減圧濃縮した。得られた残渣をトルエンおよびメタノールの混合溶媒を用いた再結晶晶析により精製した後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、化合物L4j(45g、収率74%)を白色固体として得た。化合物L4jのHPLC面積百分率値は97.6%であった。
LC/MS(ESI positive):m/z=588[M+H]
(Stage6:化合物L4kの合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4j(44g)、化合物L5d(23g)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(1.2g)、酢酸カリウム(22g)および1,2−ジメトキシエタン(DME)(440mL)を加え、85℃で3時間攪拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、トルエン(330mL)を加え、セライトを用いてろ過し、得られたろ液をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を減圧濃縮した。その後、そこへ、トルエン(750mL)および活性炭(6.6g)を加え、室温で1時間攪拌した後、セライトを用いてろ過した。得られたろ液を、イオン交換水で洗浄し、得られた有機層を減圧濃縮した。得られた残渣を、トルエンおよびアセトニトリルの混合溶媒を用いた晶析により精製した後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、化合物L4k(41g、収率86%)を白色固体として得た。化合物L4kのHPLC面積百分率値は98.7%であった。
LC/MS(ESI positive):m/z=636[M+H]
(Stage7:化合物L4の合成)
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4k(15g)、化合物M1b(10g)、トルエン(300mL)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(270mg)および20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(70g)を加え、70℃で1時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、セライトを用いてろ過し、得られたろ液にトルエン(60mL)を加えた。得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を減圧濃縮した。その後、そこへ、トルエン(320mL)および活性炭(2.3)を加え、室温で30分攪拌した後、シリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧留去した。得られた残渣を、酢酸エチルおよびアセトニトリルの混合溶媒を用いて晶析し、次いで、n−ヘプタンを用いて洗浄することにより精製した後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、化合物L4(17g、収率83%)を白色固体として得た。化合物L4のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
LC/MS(APCI positive):m/z=841[M+H]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=10.29(d,1H),9.25(d,2H),9.05(dd,1H),8.62(d,2H),8.41(s,1H),8.11(d,3H),8.02−7.97(mult,3H),7.77(d,1H),7.71−7.55(mult,9H),7.48(d,4H),7.39(d,4H),2.21(s,3H),1.40(s,18H).
<実施例8> 金属錯体M4の合成(その2)
Figure 0006543902
(Stage1:金属錯体M4aの合成)
遮光した反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物L4(16g)および2−エトキシエタノール(210mL)を加え、95℃まで昇温した。その後、そこへ、イオン交換水(27mL)に溶解させた塩化イリジウム(III)水和物(3.1g)を加え、120℃で4時間攪拌した。得られた反応液から、水と2−エトキシエタノールの混合物(150mL)を留去した後、2−エトキシエタノール(150mL)を加え、125℃で16時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、メタノール(70mL)を加え、室温で1時間攪拌した。その後、ろ過し、得られた残渣を減圧乾燥した。得られた残渣を、トルエンおよびn−ヘキサンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、減圧乾燥することにより、金属錯体M4a(11g)を赤色固体として得た。金属錯体M4aのHPLC面積百分率値は98.1%であった。
LC/MS(ESI positive):m/z=1946[M+2K]2+
(Stage2:金属錯体M4の合成)
遮光した反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、金属錯体M4a(10g)、化合物L4(4.5g)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(I)(1.8g)、2,6−ルチジン(740mg)およびジエチレングリコールジメチルエーテル(115mL)を加え、150℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、メタノール(450mL)を加え、室温で1時間攪拌した。その後、ろ過し、得られた固体をトルエン(230mL)に溶解させた後、シリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣を、トルエンおよびn−ヘキサンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、次いで、トルエンおよびアセトニトリルを用いた晶析により精製した後、50℃にて一晩減圧乾燥することにより、金属錯体M4(7.2g、収率91%)を赤色固体として得た。金属錯体M4のHPLC面積百分率値は98.3%であった。
LC/MS(APCI positive):m/z=2712[M+H]
H−NMR(CDCl,300MHz):δ(ppm)=9.02(d,3H),8.76(d,6H),8.59(dd,3H),8.13(d,3H),8.09−8.05(mult,9H),7.77−7.72(mult,12H),7.56(s,6H),7.48−7.28(mult,45H),7.18(d,3H),2.15(s,9H),1.36(s,54H).
<比較例2> 金属錯体CM1の合成
金属錯体CM1は、特開2010−43243号公報に記載の方法に従って合成した。
Figure 0006543902
<比較例2> 金属錯体CM2の合成
金属錯体CM2は、特開2011−105701号公報に記載の方法に従って合成した。
Figure 0006543902
<比較例3> 金属錯体CM3の合成
金属錯体CM3は、特開2006−188673号公報に記載の方法に従って合成した。
Figure 0006543902
<測定例1> 金属錯体M3のPLQYおよび発光スペクトルの測定
金属錯体M3のキシレン溶液(0.0008重量%)を用いて、PLQYおよび発光スペクトルの測定を行った。615nmに発光スペクトルの最大ピークを有する発光が観測され、PLQYは71%であった。
<測定例2> 金属錯体M4のPLQYおよび発光スペクトルの測定
実施例4で合成した金属錯体M4のキシレン溶液(0.0008重量%)を用いて、PLQYおよび発光スペクトルの測定を行った。622nmに発光スペクトルの最大ピークを有する発光が観測され、PLQYは67%であった。
<測定例3> 金属錯体M5のPLQYおよび発光スペクトルの測定
金属錯体M5のキシレン溶液(0.0008重量%)を用いて、PLQYおよび発光スペクトルの測定を行った。626nmに発光スペクトルの最大ピークを有する発光が観測され、PLQYは59%であった。
<測定例C1> 金属錯体CM1のPLQYおよび発光スペクトルの測定
金属錯体CM1のキシレン溶液(0.0008重量%)を用いて、PLQYおよび発光スペクトルの測定を行った。598nmに発光スペクトルの最大ピークを有する発光が観測され、PLQYは66%であった。
<測定例C2> 金属錯体CM2のPLQYおよび発光スペクトルの測定
金属錯体CM2のキシレン溶液(0.0008重量%)を用いて、PLQYおよび発光スペクトルの測定を行った。613nmに発光スペクトルの最大ピークを有する発光が観測され、PLQYは59%であった。
<測定例C3> 金属錯体CM3のPLQYおよび発光スペクトルの測定
金属錯体CM1のキシレン溶液(0.0008重量%)を用いて、PLQYおよび発光スペクトルの測定を行った。625nmに発光スペクトルの最大ピークを有する発光が観測され、PLQYは57%であった。
金属錯体M3〜M5および金属錯体CM1〜CM3の発光スペクトルの最大ピーク波長とPLQYとの関係を示す図1に示されるとおり、本発明の金属錯体は、赤色燐光発光を示す金属錯体であって、量子収率に優れる金属錯体であることがわかる。

Claims (10)

  1. 下記式(1)で表される金属錯体(但し、下記のIr(L39)、Ir(L48)、Ir(L57)、Ir(L76)、Ir(L78)、Ir(L79)、Ir(L104)、Ir(L108)、Ir(L131) 、Ir(L176) 、Ir(L209) 、Ir(L216) 及びIr(L222)を除く。)。
    Figure 0006543902
    [式中、
    ArおよびArは、それぞれ独立に、2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基、または、2つ以上の環が縮合した複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArおよびArが複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
    11およびR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基または置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表す。R11、R12、R13、R14、R15およびR16が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、および、R15とR16は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
    Figure 0006543902
    Figure 0006543902
    Figure 0006543902
    Figure 0006543902
  2. 前記ArおよびArが、下記式(2−1)または(2−2)で表される芳香族炭化水素基である、請求項1に記載の金属錯体。
    Figure 0006543902
    [式中、
    は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表す。複数存在するRは、同一でも異なっていてもよく、隣接するR同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。]
  3. 前記R11、R12、R13、R14、R15およびR16からなる群から選ばれる少なくとも1つが、下記式(D−A)または(D−B)で表される基である、請求項1または2に記載の金属錯体。
    Figure 0006543902
    [式中、
    DA1、mDA2およびmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
    DAは、芳香族炭化水素基を表し、この基は置換基を有していてもよい。
    ArDA1、ArDA2およびArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基を表し、この基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2およびArDA3が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
    DAは、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
    Figure 0006543902
    [式中、
    DA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6およびmDA7は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
    DAは、芳香族炭化水素基を表し、この基は置換基を有していてもよい。複数存在するGDAは、同一でも異なっていてもよい。
    ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6およびArDA7は、それぞれ独立に、アリーレン基を表し、この基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6およびArDA7が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
    DAは、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
  4. 前記R11、R12、R13、R14、R15およびR16からなる群から選ばれる少なくとも1つが、下記式(3−1)または(3−2)で表される基である、請求項3に記載の金属錯体。
    Figure 0006543902
    [式中、
    31、R32およびR33は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基または置換アミノ基を表す。R31が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、複数存在するR32は、同一でも異なっていてもよく、複数存在するR33は、同一でも異なっていてもよい。]
  5. 前記R14が、前記式(D−A)または(D−B)で表される基である、請求項3または4に記載の金属錯体。
  6. 前記R14が、前記式(3−1)または(3−2)で表される基である、請求項5に記載の金属錯体。
  7. 前記R11、R12、R13、R15およびR16が、水素原子である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の金属錯体。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の金属錯体と、
    正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤および溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物。
  9. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の金属錯体を発光層に用いて得られる発光素子。
  10. 下記式(1M)で表される化合物(但し、下記のL39、L48、L57、L76、L78、L79、L104、L108、L131、L176、L209、L216及びL222を除く。)。
    Figure 0006543902
    [式中、
    ArおよびArは、それぞれ独立に、2つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基、または、2つ以上の環が縮合した複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
    11およびR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基または置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表す。R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、および、R15とR16は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。]
    Figure 0006543902
    Figure 0006543902
    Figure 0006543902
    Figure 0006543902
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