CN106103459B - 金属络合物及使用了该金属络合物的发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以式(1)表示的金属络合物。式(1)中,M表示铱原子或铂原子,n1表示1~3。n2表示0~2,A1‑G1‑A2表示阴离子性的二齿配体,m1及m2表示3或4,E1~E4表示氮原子或碳原子,R1及R2表示取代基等,但是,R1及R2的至少1个是以式(2‑1)表示的基团或以式(2‑2)表示的基团,环A表示芳香族杂环,环B表示芳香族烃环或芳香族杂环。式(2‑1)、(2‑2)中,R3、R3a、R4a、R5及R6表示取代基等。
Description
技术领域
本发明涉及金属络合物、含有该金属络合物的组合物及含有该金属络合物的发光元件。另外,本发明涉及该金属络合物的制造。
背景技术
作为发光元件的发光层中所用的发光材料,对显示出来自三重态激发态的发光的磷光发光性化合物进行过各种研究。作为磷光发光性化合物,对中心金属为属于第5周期或第6周期的过渡金属的金属络合物进行过大量的研究。例如,专利文献1中,提出过以下式表示的金属络合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2002/066552号
发明内容
发明所要解决的问题
但是,使用上述的金属络合物制造的发光元件存在有驱动电压高的问题。
因而,本发明的目的在于,提供对于驱动电压优异的发光元件的制造而言有用的金属络合物。另外,本发明的目的在于,提供含有该金属络合物的组合物及使用该金属络合物得到的发光元件。
用于解决问题的方法
第一,本发明提供以下述式(1)表示的金属络合物。
[式(1)中,
M表示铱原子或铂原子。
n1表示1、2或3。n2表示0、1或2。在M为铱原子的情况下,n1+n2=3,在M为铂原子的情况下,n1+n2=2。
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体,G1表示与A1及A2一起构成二齿配体的原子团。A1及A2各自独立地表示碳原子、氧原子或氮原子,这些原子也可以是构成环的原子。在A1-G1-A2存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同。
m1及m2各自独立地表示3或4。
E1、E2、E3及E4各自独立地表示氮原子或碳原子。存在有多个的E1及E2可以分别相同或不同,在E3及E4存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同。在E1为氮原子的情况下,无论存在还是不存在R1都可以。在E2为氮原子的情况下,无论存在还是不存在R2都可以。但是,E3及E4的至少一方为碳原子。
R1及R2各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基。存在有多个的R1及R2既可以相同也可以不同。相邻的R1之间可以键合而与各自所键合的E1一起形成环。相邻的R2之间可以键合而与各自所键合的E2一起形成环。也可以是与相邻于E3的E1键合的R1、和与相邻于E4的E2键合的R2键合,与R1所键合的E1及R2所键合的E2一起形成环。
存在有多个的R1及R2的至少1个是以下述式(2-1)表示的基团或以下述式(2-2)表示的基团。
环A表示由氮原子、E3及m1个的E1构成的五元环或六元环的芳香族杂环。但是,在环A为六元环的芳香族杂环的情况下,E3为碳原子。
环B表示由碳原子、E4及m2个的E2构成的五元环或六元环的芳香族烃环、或五元环或六元环的芳香族杂环。但是,在环B为六元环的芳香族杂环的情况下,E4为碳原子。]
[式(2-1)及(2-2)中,
R3表示烷基,该基团可以具有取代基。
R5表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的R5既可以相同也可以不同。
R3a表示氢原子、烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的R3a既可以相同也可以不同。
R4a表示不具有取代基的芳基、或作为取代基具有烷基或环烷基的芳基,该烷基及该环烷基也可以还具有取代基。存在有多个的R4a既可以相同也可以不同。
R6表示氢原子、烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的R6既可以相同也可以不同。]
第二,本发明提供含有上述金属络合物的组合物。
第三,本发明提供使用上述金属络合物得到的发光元件。
而且,在上述金属络合物的制造时,例如可以使用以下述式(3)表示的化合物。
[式(3)中,
R3及R5表示与前述相同的意味。
m3表示0~5的整数。
Ar3表示亚芳基或2价的杂环基,这些基团可以具有取代基。在Ar3存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同。
R4表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的R4既可以相同也可以不同,然而至少1个R4表示不具有取代基的芳基、作为取代基具有烷基或环烷基的芳基、或1价的杂环基,该烷基及该环烷基也可以还具有取代基。
W1表示以-B(ORW1)2表示的基团(RW1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或氨基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的RW1既可以相同也可以不同,也可以彼此键合,与各自所键合的氧原子一起形成环结构。)、烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,这些基团可以具有取代基。]
对于以式(3)表示的化合物,由于使用该化合物制造的本发明的金属络合物在的溶剂中的溶解性及成膜性优异,因此优选为以下述式(8-1)表示的化合物或以下述式(8-2)表示的化合物。
[式(8-1)及(8-2)中,
R3、R3a、R4a、R5、R6及W1表示与前述相同的意味。]
发明效果
根据本发明,可以提供对于制造驱动电压优异的发光元件而言有用的金属络合物。另外,根据本发明,可以提供含有该金属络合物的组合物及使用该金属络合物得到的发光元件。
具体实施方式
以下,对本发明的合适的实施方式进行详细说明。
<共通的术语的说明>
以下,本说明书中共通使用的术语只要没有特别记述,就是以下的意味。
Me表示甲基,Et表示乙基,Bu表示丁基,i-Pr表示异丙基,t-Bu表示叔丁基。
本说明书中,氢原子可以为氘原子,也可以为氕原子。
本说明书中,表示金属络合物的结构式中,表示与中心金属的键合的实线是指共价键或配位键。
所谓“高分子化合物”,是指具有分子量分布、且聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103~1×108的聚合物。高分子化合物中所含的构成单元合计为100摩尔%。
高分子化合物可以为嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物的任意一种,也可以是其他的形态。
对于高分子化合物的末端基团而言,若聚合活性基团直接残留,则在将高分子化合物用于发光元件的制作时,发光特性、亮度寿命有可能下降,因而优选为稳定的基团。作为该末端基团,优选与主链共轭键合的基团,可以举出经由碳-碳键与芳基或1价杂环基键合的基团。
所谓“低分子化合物”,是指不具有分子量分布、分子量为1×104以下的化合物。
所谓“构成单元”,是指在高分子化合物中存在有1个以上的单元。
“烷基”可以是直链及支链的任意一种。直链的烷基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为1~50,优选为3~30,更优选为4~20。支链的烷基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为3~50,优选为3~30,更优选为4~20。
“环烷基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为3~50,优选为3~30,更优选为4~20。
烷基及环烷基可以具有取代基,例如可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、2-乙基丁基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、3-丙基庚基、癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-己基-癸基、十二烷基、环己基、以及这些基团中的氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代了的基团,作为具有取代基的烷基及环烷基,例如可以举出三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二己基苯基)丙基、6-乙基氧基己基、环己基甲基、环己基乙基。
“芳基”是指从芳香族烃中去掉1个与构成环的碳原子直接键合的氢原子后剩下的原子团。芳基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为6~60,优选为6~20,更优选为6~10。
芳基可以具有取代基,例如可以举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基、3-芴基、4-芴基、2-苯基苯基、3-苯基苯基、4-苯基苯基、以及这些基团中的氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代了的基团。
“烷氧基”可以是直链及支链的任意一种。直链的烷氧基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为1~40,优选为4~10。支链的烷氧基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为3~40,优选为4~10。
“环烷氧基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为3~40,优选为4~10。
烷氧基及环烷氧基可以具有取代基,例如可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基。
“芳氧基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为6~60,优选为7~48。
芳氧基可以具有取代基,例如可以举出苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、1-蒽氧基、9-蒽氧基、1-芘氧基、以及这些基团中的氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、氟原子等取代了的基团。
所谓“p价的杂环基”(p表示1以上的整数。),是指从杂环式化合物中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的p个氢原子后剩下的原子团。在p价的杂环基中,优选从芳香族杂环式化合物中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的p个氢原子后剩下的原子团,即“p价的芳香族杂环基”。
“芳香族杂环式化合物”是指噁二唑、噻二唑、噻唑、噁唑、噻吩、吡咯、磷杂环戊二烯(ホスホール)、呋喃、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、哒嗪、喹啉、异喹啉、咔唑、二苯并磷杂环戊二烯等杂环本身显示出芳香性的化合物、以及吩噁嗪、吩噻嗪、二苯并硼杂环戊二烯、二苯并硅杂环戊二烯、苯并吡喃等杂环本身不显示芳香性然而在杂环上稠合有芳香环的化合物。
1价的杂环基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为2~60,优选为4~20。
1价的杂环基可以具有取代基,例如可以举出噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基、嘧啶基、三嗪基、以及这些基团中的氢原子由烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基等取代了的基团。
所谓“卤素原子”,表示氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。
“氨基”可以具有取代基,优选取代氨基。作为氨基所具有的取代基,优选烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基。
作为取代氨基,例如可以举出二烷基氨基、二环烷基氨基及二芳基氨基。
作为氨基,例如可以举出二甲基氨基、二乙基氨基、二苯基氨基、双(4-甲基苯基)氨基、双(4-叔丁基苯基)氨基、双(3,5-二叔丁基苯基)氨基。
“烯基”可以是直链及支链的任意一种。直链的烯基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为2~30,优选为3~20。支链的烯基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为3~30,优选为4~20。
“环烯基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为3~30,优选为4~20。
烯基及环烯基可以具有取代基,例如可以举出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、5-己烯基、7-辛烯基、以及这些基团具有取代基的基团。
“炔基”可以是直链及支链的任意一种。炔基的碳原子数不包括取代基的碳原子,通常为2~20,优选为3~20。支链的炔基的碳原子数不包括取代基的碳原子,通常为4~30,优选为4~20。
“环炔基”的碳原子数不包括取代基的碳原子,通常为4~30,优选为4~20。
炔基及环炔基可以具有取代基,例如可以举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、5-己炔基、以及这些基团具有取代基的基团。
“亚芳基”是指从芳香族烃中去掉2个与构成环的碳原子直接键合的氢原子后剩下的原子团。亚芳基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为6~60,优选为6~30,更优选为6~18。
亚芳基可以具有取代基,例如可以举出亚苯基、萘二基、蒽二基、菲二基、二氢菲二基、并四苯二基、芴二基、芘二基、苝二基、二基、以及这些基团具有取代基的基团,优选为以式(A-1)~式(A-20)表示的基团。亚芳基包括将这些基团键合多个而成的基团。
[式中,R及Ra各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基。存在有多个的R及Ra可以分别相同或不同,也可以Ra之间相互键合、与各自所键合的原子一起形成环。]
2价的杂环基的碳原子数不包括取代基的碳原子数,通常为2~60,优选为3~20,更优选为4~15。
2价的杂环基可以具有取代基,例如可以举出从吡啶、二氮杂苯、三嗪、氮杂萘、二氮杂萘、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并硅杂环戊二烯、吩噁嗪、吩噻嗪、吖啶、二氢吖啶、呋喃、噻吩、唑、二唑、三唑中去掉与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子中的2个氢原子而得的2价的基团,优选为以式(AA-1)~式(AA-34)表示的基团。2价的杂环基包括将这些基团键合多个而成的基团。
[式中,R及Ra表示与前述相同的意味。]
所谓“交联基”,是指能够通过施以加热处理、紫外线照射处理、自由基反应等而产生新的键的基团,优选为以式(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)或(B-17)表示的基团。
[式中,这些基团可以具有取代基。]
所谓“取代基”,表示卤素原子、氰基、烷基、环烷基、芳基、1价的杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、氨基、取代氨基、烯基、环烯基、炔基或环炔基。取代基也可以是交联基。
所谓“树枝化基元”,是指具有以原子或环为分支点的规则的树枝状支链结构(树状高分子结构)的基团。而且,作为具有树枝化基元作为局部结构的化合物(有时称作树状高分子),例如可以举出国际公开第02/067343号、日本特开2003-231692号公报、国际公开第2003/079736号、国际公开第2006/097717号等文献中记载的结构。而且,以所述式(2-1)或(2-2)表示的基团也是树枝化基元。
作为树枝化基元,优选为以式(D-A)或(D-B)表示的基团。
[式中,
mDA1、mDA2及mDA3各自独立地表示0以上的整数。
GDA表示氮原子、芳香族烃基或杂环基,这些基团可以具有取代基。
ArDA1、ArDA2及ArDA3各自独立地表示亚芳基或2价的杂环基,这些基团可以具有取代基。在ArDA1、ArDA2及ArDA3存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。
TDA表示芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的TDA既可以相同也可以不同。]
[式中,
mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及mDA7各自独立地表示0以上的整数。
GDA表示氮原子、芳香族烃基或杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的GDA既可以相同也可以不同。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及ArDA7各自独立地表示亚芳基或2价的杂环基,这些基团可以具有取代基。在ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及ArDA7存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。
TDA表示芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的TDA既可以相同也可以不同。]
mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及mDA7通常为10以下的整数,优选为5以下的整数,更优选为0或1,特别优选为0。另外,mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及mDA7优选为相同的整数。
GDA优选为以式(GDA-11)~(GDA-15)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
[式中,
*表示与式(D-A)中的ArDA1、式(D-B)中的ArDA1、式(D-B)中的ArDA2、或式(D-B)中的ArDA3的键合。
**表示与式(D-A)中的ArDA2、式(D-B)中的ArDA2、式(D-B)中的ArDA4、或式(D-B)中的ArDA6的键合。
***表示与式(D-A)中的ArDA3、式(D-B)中的ArDA3、式(D-B)中的ArDA5、或式(D-B)中的ArDA7的键合。
RDA表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,这些基团也可以还具有取代基。在RDA存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同。]
RDA优选为氢原子、烷基、环烷基、烷氧基或环烷氧基,更优选为氢原子、烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及ArDA7优选为以式(ArDA-1)~(ArDA-3)表示的基团。
[式中,
RDA表示与前述相同的意味。
RDB表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。在RDB存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同。]
RDB优选为烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为芳基或1价的杂环基,进一步优选为芳基。
TDA优选为以式(TDA-1)~(TDA-3)表示的基团。
[式中,RDA及RDB表示与前述相同的意味。]
以式(D-A)表示的基团优选为以式(D-A1)~(D-A3)表示的基团。
[式中,
Rp1、Rp2及Rp3各自独立地表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或卤素原子。在Rp1及Rp2存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。
np1表示0~5的整数,np2表示0~3的整数,np3表示0或1。存在有多个的np1既可以相同也可以不同。]
以式(D-B)表示的基团优选为以式(D-B1)~(D-B3)表示的基团。
[式中,
Rp1、Rp2及Rp3各自独立地表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或卤素原子。在Rp1及Rp2存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。
np1表示0~5的整数,np2表示0~3的整数,np3表示0或1。在np1及np2存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。]
np1优选为0或1,更优选为1。np2优选为0或1,更优选为0。np3优选为0。
Rp1、Rp2及Rp3优选为烷基或环烷基。
<金属络合物>
下面,对本发明的金属络合物进行说明。本发明的金属络合物是以式(1)表示的金属络合物。
式(1)中,存在有多个的R1及R2的至少1个是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团。
式(2-1)及式(2-2)中,为了使本发明的金属络合物的合成变得容易,R3优选为甲基、乙基或丙基,更优选为甲基。
式(2-1)及式(2-2)中,为了使本发明的金属络合物的合成变得容易,R5优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为氢原子、烷基或环烷基,进一步优选为氢原子或烷基,特别优选为氢原子或甲基。
以式(2-1)表示的基团优选为以式(2-3)表示的基团。
[式(2-3)中,
R3及R6表示与前述相同的意味。
R7表示氢原子、烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的R7既可以相同也可以不同。]
式(2-2)中,为了使本发明的金属络合物的合成变得容易,R3a优选为氢原子或烷基,更优选为氢原子或甲基。
式(2-1)及式(2-2)中,为了使本发明的金属络合物在溶剂中的溶解性及成膜性优异,R4a优选为作为取代基具有烷基或环烷基的芳基,更优选为作为取代基具有烷基的芳基。芳基作为取代基所具有的烷基或环烷基也可以还具有取代基,作为取代基,优选烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或卤素原子,更优选烷基、环烷基或芳基。
式(2-2)及式(2-3)中,为了使本发明的金属络合物的合成变得容易,R6优选为氢原子或烷基,更优选为氢原子或甲基,进一步优选为氢原子。
式(2-3)中,为了使本发明的金属络合物在溶剂中的溶解性及成膜性优异,R7优选为氢原子或烷基,更优选为烷基。
以式(1)表示的金属络合物由以M表示的铱原子或铂原子、由脚注n1规定了其数目的配体、和由脚注n2规定了其数目的配体构成。
式(1)中,M优选为铱原子。该情况下,式(1)中,n1+n2=3。
式(1)中,n1优选为2或3,更优选为3。
式(1)中,作为以A1-G1-A2表示的阴离子性的二齿配体,例如可以举出以下式表示的配体。
[式中,*表示与铱原子或铂原子键合的部位。]
式(1)中,以A1-G1-A2表示的阴离子性的二齿配体也可以是以下式表示的配体。但是,以A1-G1-A2表示的阴离子性的二齿配体与由脚注n1定义了其数目的配体不同。
[式中,
*表示与铱原子或铂原子键合的部位。
RL1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基。存在有多个的RL1既可以相同也可以不同。
RL2表示烷基、环烷基、芳基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基。]
式(1)中,为了使本发明的发光元件的稳定性优异,m1优选为3或4。另外,式(1)中,为了使本发明的发光元件的稳定性优异,m2优选为4。
式(1)中,在环A为五元环的芳香族杂环的情况下,为了使本发明的发光元件的稳定性优异,优选存在有3个的E1中的至少一个为氮原子,E3为碳原子。另外,在环A为六元环的芳香族杂环的情况下,为了使本发明的发光元件的稳定性优异,优选存在有4个的E1的全部为碳原子,E3为碳原子。
式(1)中,为了使本发明的发光元件的驱动电压更加优异,环B优选为六元环的芳香族烃环。
式(1)中,为了使本发明的发光元件的稳定性更加优异,R1及R2优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为氢原子、烷基、环烷基或芳基。但是,存在有多个的R1及R2的至少1个是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团。
为了使本发明的发光元件的驱动电压更加优异,以式(1)表示的金属络合物优选为以下述式(1-a)表示的金属络合物。
[式(1-a)中,
M、n1、n2、G1、A1、A2、m1、E1、E3、R1及环A表示与前述相同的意味。
R8、R9、R10及R11各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基。在R8、R9、R10及R11存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。也可以是与相邻于E3的E1键合的R1与R11键合,与R1所键合的E1及R11所键合的碳原子一起形成环。还可以是R11与R10键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。还可以是R10与R9键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。还可以是R9与R8键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。但是,R1、R8、R9、R10及R11的至少1个是以所述式(2-1)或式(2-2)表示的基团。]
式(1-a)中,为了使本发明的发光元件的外部量子收率优异,R8、R9、R10及R11优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为氢原子或芳基。但是,R1、R8、R9、R10及R11的至少1个是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团,优选R1及R10的至少一方是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团。
作为以R8、R9、R10及R11表示的芳基,优选为作为取代基具有烷基或环烷基的芳基,更优选为作为取代基具有烷基的芳基。
作为以R8、R9、R10及R11表示的芳基及1价的杂环基,优选为树枝化基元。作为树枝化基元,优选为以式(2-1)表示的基团、以式(2-2)表示的基团、以式(D-A)表示的基团或以式(D-B)表示的基团。
式(1-a)中,环A优选为可以具有取代基的吡啶环、可以具有取代基的咪唑环、或可以具有取代基的三唑环。
为了使本发明的发光元件的稳定性优异,以式(1-a)表示的络合物优选为以下述式(1-b)表示的金属络合物或以下述式(1-c)表示的金属络合物。
[式(1-b)中,
M、n1、n2、G1、A1、A2、R8、R9、R10及R11表示与前述相同的意味。
R12、R13、R14及R15各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基。在R12、R13、R14及R15存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。也可以是R11与R12键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。还可以是R12与R13键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。还可以是R13与R14键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。还可以是R14与R15键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。但是,R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14及R15的至少1个是以所述式(2-1)或式(2-2)表示的基团。]
为了使本发明的发光元件的外部量子收率优异,R12、R13、R14及R15优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为氢原子或芳基。但是,R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14及R15的至少1个是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团,优选R10及R14的至少一方是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团。
作为以R12、R13、R14及R15表示的芳基,优选为作为取代基具有烷基或环烷基的芳基,更优选为作为取代基具有烷基的芳基。
作为以R12、R13、R14及R15表示的芳基及1价的杂环基,优选为树枝化基元。作为树枝化基元,优选为以式(2-1)表示的基团、以式(2-2)表示的基团、以式(D-A)表示的基团或以式(D-B)表示的基团。
[式(1-c)中,
M、n1、n2、G1、A1、A2、R8、R9、R10及R11表示与前述相同的意味。
E5及E6各自独立地表示氮原子或碳原子。在E5及E6存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。在E5为氮原子的情况下,R17不存在。在E6为氮原子的情况下,R18不存在。
R16、R17及R18各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基。在R16、R17及R18存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同。也可以是R11与R16键合,与R11所键合的碳原子及R16所键合的氮原子一起形成环。还可以是R16与R17键合,与R16所键合的氮原子及R17所键合的碳原子一起形成环。还可以是R17与R18键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。但是,R8、R9、R10、R11、R16、R17及R18的至少1个是以所述式(2-1)或式(2-2)表示的基团。]
为了使本发明的发光元件的外部量子收率优异,R16、R17及R18优选为氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为氢原子或芳基。但是,R8、R9、R10、R11、R16、R17及R18的至少1个是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团,优选R10是以式(2-1)或式(2-2)表示的基团。
作为以R16、R17及R18表示的芳基,优选为作为取代基具有烷基或环烷基的芳基,更优选为作为取代基具有烷基的芳基。
作为以R16、R17及R18表示的芳基及1价的杂环基,优选为树枝化基元。作为树枝化基元,优选为以式(2-1)表示的基团、以式(2-2)表示的基团、以式(D-A)表示的基团或以式(D-B)表示的基团。
作为以式(1)表示的金属络合物,例如可以举出以下述式(Ir-1)~(Ir-18)表示的金属络合物,为了使本发明的发光元件的外部量子收率优异,优选为以式(Ir-1)、(Ir-2)、(Ir-3)、(Ir-4)、(Ir-5)、(Ir-7)、(Ir-8)、(Ir-9)、(Ir-10)或(Ir-15)表示的金属络合物,更优选为以式(Ir-1)、(Ir-2)、(Ir-3)、(Ir-4)、(Ir-9)或(Ir-15)表示的金属络合物,进一步优选为以式(Ir-1)、式(Ir-2)、式(Ir-3)或(Ir-4)表示的金属络合物。
[式(Ir-1)~(Ir-18)中,
RL5表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基。在RL5存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同。
Z1是以所述式(2-1)或式(2-2)表示的基团。在Z1存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同。]
式(Ir-1)~(Ir-18)中,RL5优选为选自下述组II的以式(II-01)~式(II-22)表示的基团中的基团。
式(Ir-1)~(Ir-18)中,Z1优选为选自作为以式(2-1)或式(2-2)表示的基团的下述群III的以式(III-01)~式(III-15)表示的基团中的基团。
<群II>
<群III>
式(Ir-1)~(Ir-18)中,RL5优选为以式(II-01)、式(II-02)、式(II-03)或式(II-17)~式(II-22)表示的基团。
式(Ir-1)~式(Ir-18)中,Z1优选为以式(III-1)、式(III-3)、式(III-5)或(III-14)表示的基团。
作为以式(1)、式(2-1)或式(2-2)表示的金属络合物的具体例,可以举出以下述式(Ir-101)~(Ir-122)表示的金属络合物。
在本发明的发光元件中,可以单独使用1种的本发明的金属络合物,也可以使用2种以上。
在以式(1)表示的金属络合物中,可以考虑多种几何异构体,可以是任意一种几何异构体,然而为了使本发明的发光元件的亮度寿命优异,优选面式体(facial体)相对于金属络合物整体为80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为99摩尔%以上,特别优选为100摩尔%(即不含有其他的几何异构体)。
<金属络合物的制造方法>
[制造方法1]
作为本发明的金属络合物的以式(1)表示的金属络合物例如可以利用使成为配体的化合物与金属化合物反应的方法来制造。根据需要,也可以进行金属络合物的配体的官能团转化反应。
在以式(1)表示的金属络合物当中,M为铱原子、n1为3的金属络合物例如可以利用包括如下工序的方法来制造,即,
工序A1,通过使以式(5)表示的化合物、与铱化合物或其水合物反应,合成以式(6)表示的金属络合物;以及
工序B1,使以式(6)表示的金属络合物、与以式(5)表示的化合物或以A1-G1-A2表示的配体的前体反应。
[式中,m1、m2、E1、E2、E3、E4、R1、R2、环A及环B表示与前述相同的意味。]
工序A1中,作为铱化合物,例如可以举出氯化铱、三(乙酰丙酮根)合铱(III)、氯(环辛二烯)铱(I)二聚物、乙酸铱(III),作为铱化合物的水合物,例如可以举出氯化铱·三水合物。
工序A1及工序B1通常在溶剂中进行。作为溶剂,例如可以举出甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇等醇系溶剂;二乙醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷、环戊基甲基醚、二乙二醇二甲醚等醚系溶剂;二氯甲烷、氯仿等卤系溶剂;乙腈、苯甲腈等腈系溶剂;己烷、十氢萘、甲苯、二甲苯、三甲苯等烃系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺系溶剂;丙酮、二甲亚砜、水。
在工序A1及工序B1中,反应时间通常为30分钟~150小时,反应温度通常为存在于反应体系中的溶剂的熔点到沸点之间。
在工序A1中,以式(5)表示的化合物的量相对于铱化合物或其水合物1摩尔通常为2~20摩尔。
在工序B1中,以式(5)表示的化合物或以A1-G1-A2表示的配体的前体的量相对于以式(6)表示的金属络合物1摩尔通常为1~100摩尔。
在工序B1中,反应优选在三氟甲磺酸银等的银化合物的存在下进行。在使用银化合物的情况下,其量相对于以式(6)表示的金属络合物1摩尔通常为2~20摩尔。
以式(5)表示的化合物例如可以利用使以式(7)表示的化合物与以式(3)表示的化合物进行Suzuki反应、Kumada反应、Stille反应等偶联反应的工序来合成。
[式中,
m1、m2、E1、E2、E3、E4、环A、环B、m3、Ar3、R3、R4、R5及W1表示与前述相同的意味。
R1a及R2a各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基、卤素原子、以-B(ORW1)2表示的基团(RW1表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或氨基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的RW1既可以相同也可以不同,也可以彼此键合,与各自所键合的氧原子一起形成环结构。)、烷基磺酰氧基或芳基磺酰氧基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的R1a及R2a可以分别相同或不同。相邻的R1a之间可以键合而与各自所键合的E1一起形成环。相邻的R2a之间可以键合而与各自所键合的E2一起形成环。也可以是与相邻于E3的E1键合的R1a、和与相邻于E4的E2键合的R2键合、与R1a所键合的E1及R2a所键合的E2一起形成环。但是,存在有多个的R1a及R2a的至少1个是以-B(ORW1)2表示的基团、烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子。]
作为以-B(ORW1)2表示的基团,例如可以举出以下述式(W-1)~(W-10)表示的基团。
作为以W1表示的烷基磺酰氧基,例如可以举出甲磺酰氧基、乙磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基。
作为以W1表示的芳基磺酰氧基,例如可以举出对甲苯磺酰氧基。
作为W1,为了使以式(3)表示的化合物与以式(7)表示的金属络合物的偶联反应容易进行,优选以-B(ORW1)2表示的基团、三氟甲磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,它们当中,为了使以式(3)表示的化合物的合成容易,更优选氯原子、溴原子或以式(W-7)表示的基团。
以R1a及R2a表示的烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基及芳基磺酰氧基各自表示与以W1表示的烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基及芳基磺酰氧基相同的意味。
作为R1a及R2a,优选溴原子、碘原子或以式(W-7)表示的基团。
以式(7)表示的化合物与以式(3)表示的化合物的偶联反应通常在溶剂中进行。所用的溶剂、反应时间及反应温度与对工序A1及工序B1说明的内容相同。
在以式(7)表示的化合物与以式(3)表示的化合物的偶联反应中,以式(3)表示的化合物的量相对于以式(7)表示的化合物1摩尔通常为0.05~20摩尔。
作为以式(3)表示的化合物的实施方式之一的以式(3-1)表示的化合物例如可以利用下述的方法合成。
[式中,
R3、R4a及R5表示与前述相同的意味。
W2表示以-B(ORW1)2表示的基团、烷基磺酰氧基、环烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、氯原子、溴原子或碘原子,这些基团可以具有取代基。]
以式(3-1c)表示的化合物例如可以通过使以式(3-1a)表示的化合物、与以式(3-1b)表示的化合物进行偶联反应而制造。该偶联反应与对以式(5)表示的化合物说明的偶联反应相同。
以式(3-1)表示的化合物例如可以通过使以式(3-1c)表示的化合物、与以式(3-1d)表示的化合物进行石山-宮浦-Hartwig反应而合成。
作为以式(3)表示的化合物的实施方式之一的以式(3-2)表示的化合物例如可以利用下述的方法合成。
[式中,R3、R6、R3a、R4a及W2表示与前述相同的意味。]
以式(3-2c)表示的化合物例如可以通过使以式(3-2a)表示的化合物、与以式(3-2b)表示的化合物进行偶联反应来制造。该偶联反应与对以式(5)表示的化合物说明的偶联反应相同。
以式(3-2)表示的化合物例如可以通过使以式(3-2c)表示的化合物、与以式(3-2d)表示的化合物进行石山-宮浦-Hartwig反应来合成。
[制造方法2]
作为本发明的金属络合物的以式(1)表示的金属络合物例如也可以利用使金属络合物的前体与金属络合物的配体的前体反应的方法来制造。
以式(1)表示的金属络合物例如可以通过使以式(3)表示的化合物、与以式(4)表示的金属络合物进行偶联反应来制造。该偶联反应与对以式(5)表示的化合物说明的偶联反应相同。
[式(3)及(4)中,m3、Ar3、R3、R4、R5、W1、M、n1、n2、G1、A1、A2、m1、m2、E1、E2、E3、E4、环A、环B、R1a及R2a表示与前述相同的意味。]
以式(4)表示的金属络合物例如可以通过在上述的[制造方法1]的工序A1及工序B1中,取代以式(5)表示的化合物,而使用以式(7)表示的化合物进行相同的反应来合成。
[制造方法1及制造方法2中的以式(3)表示的化合物]
为了使所制造的本发明的金属络合物在溶剂中的溶解性及成膜性优异,以式(3)表示的化合物优选为以所述式(8-1)表示的化合物或以所述式(8-2)表示的化合物。另外,以式(8-1)表示的化合物优选为以式(8-3)表示的化合物。
[式(8-3)中,
R3、R6、R7及W1表示与前述相同的意味。]
[制造方法1及制造方法2中的偶联反应]
在偶联反应中,为了促进反应,也可以使用钯催化剂等催化剂。作为钯催化剂,例如可以举出乙酸钯、二氯双(三苯基膦)钯(II)、四(三苯基膦)钯(0)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)。
钯催化剂也可以与三苯基膦、三(邻甲苯基)膦、三(叔丁基)膦、三环己基膦、1,1’-双(二苯膦基)二茂铁等磷化合物并用。
在偶联反应中使用钯催化剂的情况下,其量例如通常为有效量,优选相对于各个偶联反应中所用的成为原料的以式(7)表示的化合物1摩尔或以式(4)表示的化合物1摩尔、或以式(3)表示的化合物1摩尔,以钯元素换算为0.00001~10摩尔。
在偶联反应中,根据需要,也可以并用碱。
<金属络合物的制造方法>中说明的各反应中所用的化合物、催化剂及溶剂分别可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
<组合物>
本发明的组合物含有选自空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料、发光材料(与本发明的金属络合物不同。)、抗氧化剂及溶剂中的至少1种材料、和本发明的金属络合物。
本发明的组合物中,本发明的金属络合物可以单独含有1种,也可以含有2种以上。
[主体材料]
通过使本发明的金属络合物与具有选自空穴注入性、空穴传输性、电子注入性及电子传输性中的至少1个功能的主体材料形成组合物,本发明的发光元件的驱动电压会更加优异。本发明的组合物中,主体材料可以单独含有1种,也可以含有2种以上。
在含有本发明的金属络合物和主体材料的组合物中,对于本发明的金属络合物的含量,在将本发明的金属络合物与主体材料的合计设为100重量份的情况下,通常为0.05~80重量份,优选为0.1~50重量份,更优选为0.5~40重量份。
为了使得使用本发明的组合物得到的发光元件的发光效率优异,主体材料所具有的最低激发三重态(T1)优选为与本发明的金属络合物所具有的最低激发三重态(T1)同等的能级或更高的能级。
作为主体材料,为了可以利用溶液涂布工艺来制作本发明的发光元件,优选为对于能够溶解本发明的金属络合物的溶剂显示出溶解性的主体材料。
主体材料被分类为低分子化合物和高分子化合物。
作为主体材料中所用的低分子化合物,例如可以举出具有咔唑结构的化合物、具有三芳基胺结构的化合物、具有菲咯啉结构的化合物、具有三芳基三嗪结构的化合物、具有唑结构的化合物、具有苯并噻吩结构的化合物、具有苯并呋喃结构的化合物、具有芴结构的化合物、具有螺芴结构的化合物。更具体而言,可以举出以下式表示的低分子化合物。
作为主体材料中所用的高分子化合物,例如可以举出作为后述的空穴传输材料的高分子化合物、作为后述的电子传输材料的高分子化合物。
[高分子主体]
对作为主体化合物优选的高分子化合物(以下也称作“高分子主体”。)进行说明。
作为高分子主体,优选为包含以式(Y)表示的构成单元的高分子化合物。
[式中,ArY1表示亚芳基、2价的杂环基、或至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团,这些基团可以具有取代基。]
作为以ArY1表示的亚芳基,更优选为以式(A-1)、式(A-2)、式(A-6)~式(A-10)、式(A-19)或式(A-20)表示的基团,进一步优选为以式(A-1)、式(A-2)、式(A-7)、式(A-9)或式(A-19)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
作为以ArY1表示的2价的杂环基,更优选为以式(AA-1)~式(AA-4)、式(AA-10)~式(AA-15)、式(AA-18)~式(AA-21)、式(A-53)或式(A-54)表示的基团,进一步优选为以式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-12)、式(AA-14)或式(AA-33)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
以ArY1表示的至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团中的亚芳基及2价的杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围分别与前述的以ArY1表示的亚芳基及2价的杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围相同。
作为“至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团”,例如可以举出以下式表示的基团,这些基团可以具有取代基。
[式中,RXX表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。]
RXX优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团可以具有取代基。
作为以ArY1表示的基团也可以具有的取代基优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团也可以还具有取代基。
作为以式(Y)表示的构成单元,例如可以举出以式(Y-1)~(Y-10)表示的构成单元,从使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命的观点考虑,优选为以式(Y-1)、(Y-2)或(Y-3)表示的构成单元,从电子传输性的观点考虑,优选为以式(Y-4)~(Y-7)表示的构成单元,从空穴传输性的观点考虑,优选为以式(Y-8)~(Y-10)表示的构成单元。
[式中,RY1表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的RY1既可以相同也可以不同,也可以是相邻的RY1之间彼此键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。]
RY1优选为氢原子、烷基、环烷基或芳基,这些基团可以具有取代基。
以式(Y-1)表示的构成单元优选为以式(Y-1')表示的构成单元。
[式中,RY11表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的RY11既可以相同也可以不同。]
RY11优选为烷基、环烷基或芳基,更优选为烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基。
[式中,RY1表示与前述相同的意味。XY1表示以-C(RY2)2-、-C(RY2)=C(RY2)-或C(RY2)2-C(RY2)2-表示的基团。RY2表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的RY2既可以相同也可以不同,也可以是RY2之间彼此键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。]
RY2优选为烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团可以具有取代基。
在XY1中,以-C(RY2)2-表示的基团中的2个RY2的组合优选双方为烷基或环烷基、双方为芳基、双方为1价的杂环基、或一方为烷基或环烷基而另一方为芳基或1价的杂环基,更优选一方为烷基或环烷基而另一方为芳基,这些基团可以具有取代基。也可以是存在有2个的RY2彼此键合,与各自所键合的原子一起形成环,在RY2形成环的情况下,作为以-C(RY2)2-表示的基团优选为以式(Y-A1)~(Y-A5)表示的基团,更优选为以式(Y-A4)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
在XY1中,以-C(RY2)=C(RY2)-表示的基团中的2个RY2的组合优选双方为烷基或环烷基、或一方为烷基或环烷基而另一方为芳基,这些基团可以具有取代基。
在XY1中,以-C(RY2)2-C(RY2)2-表示的基团中的4个RY2优选为可以具有取代基烷基或环烷基。也可以是存在有多个的RY2彼此键合,与各自所键合的原子一起形成环,在RY2形成环的情况下,以-C(RY2)2-C(RY2)2-表示的基团优选为以式(Y-B1)~(Y-B5)表示的基团,更优选为以式(Y-B3)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
[式中,RY2表示与前述相同的意味。]
以式(Y-2)表示的构成单元优选为以式(Y-2')表示的构成单元。
[式中,RY1及XY1表示与前述相同的意味。]
[式中,RY1及XY1表示与前述相同的意味。]
以式(Y-3)表示的构成单元优选为以式(Y-3')表示的构成单元。
[式中,RY11及XY1表示与前述相同的意味。]
[式中,RY1表示与前述相同的意味。RY3表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。]
RY3优选为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,更优选为芳基,这些基团可以具有取代基。
以式(Y-4)表示的构成单元优选为以式(Y-4')表示的构成单元,以式(Y-6)表示的构成单元优选为以式(Y-6')表示的构成单元。
[式中,RY1及RY3表示与前述相同的意味。]
[式中,RY1表示与前述相同的意味。RY4表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。]
RY4优选为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或1价的杂环基,更优选为芳基,这些基团可以具有取代基。
作为以式(Y)表示的构成单元,例如可以举出包含以式(Y-101)~(Y-121)表示的亚芳基的构成单元、包含以式(Y-201)~(Y-206)表示的2价的杂环基的构成单元、包含以式(Y-301)~(Y-304)表示的至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团的构成单元。
为了使得使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命优异,以式(Y)表示的构成单元中ArY1为亚芳基的构成单元相对于高分子化合物中所含的构成单元的合计量优选为0.5~95摩尔%,更优选为30~95摩尔%。
为了使得使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的电荷传输性优异,以式(Y)表示的构成单元中ArY1为2价的杂环基、或至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团的构成单元相对于高分子化合物中所含的构成单元的合计量优选为0.5~50摩尔%,更优选为3~20摩尔%。
以式(Y)表示的构成单元在高分子主体中可以仅含有1种,也可以含有2种以上。
由于空穴传输性优异,因此高分子主体优选还含有以下述式(X)表示的构成单元。
[式中,aX1及aX2各自独立地表示0以上的整数。ArX1及ArX3各自独立地表示亚芳基或2价的杂环基,这些基团可以具有取代基。ArX2及ArX4各自独立地表示亚芳基、2价的杂环基、或至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团,这些基团可以具有取代基。RX1、RX2及RX3各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基。]
由于使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命优异,因此aX1优选为2以下,更优选为1。
由于使用了高分子主体与本发明的金属络合物的组合物的发光元件的亮度寿命优异,因此aX2优选为2以下,更优选为0。
RX1、RX2及RX3优选为烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,更优选为芳基,这些基团可以具有取代基。
作为以ArX1及ArX3表示的亚芳基,更优选为以式(A-1)或式(A-9)表示的基团,进一步优选为以式(A-1)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
作为以ArX1及ArX3表示的2价的杂环基,更优选为以式(AA-1)、式(AA-2)或式(AA-7)~式(AA-26)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
ArX1及ArX3优选为可以具有取代基的亚芳基。
作为以ArX2及ArX4表示的亚芳基,更优选为以式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)~式(A-11)或式(A-19)表示的基团,这些基团可以具有取代基。
以ArX2及ArX4表示的2价的杂环基的更优选的范围与以ArX1及ArX3表示的2价的杂环基的更优选的范围相同。
以ArX2及ArX4表示的至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团中的亚芳基及2价的杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围分别与以ArX1及ArX3表示的亚芳基及2价的杂环基的更优选的范围、进一步优选的范围相同。
作为以ArX2及ArX4表示的至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团,可以举出与式(Y)的以ArY1表示的至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团相同的基团。
ArX2及ArX4优选为可以具有取代基的亚芳基。
作为以ArX1~ArX4及RX1~RX3表示的基团可以具有的取代基,优选为烷基、环烷基或芳基,这些基团也可以还具有取代基。
作为以式(X)表示的构成单元优选为以式(X-1)~(X-7)表示的构成单元,更优选为以式(X-1)~(X-6)表示的构成单元,进一步优选为以式(X-3)~(X-6)表示的构成单元。
[式中,RX4及RX5各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、卤素原子、1价的杂环基或氰基,这些基团可以具有取代基。存在有多个的RX4既可以相同也可以不同。存在有多个的RX5既可以相同也可以不同,也可以是相邻的RX5之间彼此键合,与各自所键合的碳原子一起形成环。]
由于空穴传输性优异,因此以式(X)表示的构成单元相对于高分子主体中所含的构成单元的合计量,优选为0.1~30摩尔%,更优选为1~25摩尔%,进一步优选为3~20摩尔%。
作为以式(X)表示的构成单元,例如可以举出以式(X1-1)~(X1-11)表示的构成单元,优选为以式(X1-3)~(X1-10)表示的构成单元。
在高分子主体中,以式(X)表示的构成单元可以仅含有1种,也可以含有2种以上。
作为高分子主体,例如可以举出下述表1的高分子化合物P-1~P-6。此处,所谓“其他”的构成单元,是指以式(Y)表示的构成单元、以式(X)表示的构成单元以外的构成单元。
[表1]
[表中,p、q、r、s及t表示各构成单元的摩尔比率。p+q+r+s+t=100,并且100≥p+q+r+s≥70。所谓其他的构成单元,是指以式(Y)表示的构成单元、以式(X)表示的构成单元以外的构成单元。]
为了使得使用含有本发明的金属络合物与高分子主体的组合物得到的发光元件的驱动电压更加优异,高分子主体优选为高分子化合物P-1或高分子化合物P-3。作为高分子化合物P-1,优选为下述表2的高分子化合物P-1A或高分子化合物P-1B。作为高分子化合物P-3,优选为下述表2的高分子化合物P-3A。此处,在本发明的金属络合物显示出蓝色发光的情况下,优选将该金属络合物与高分子化合物P-1A或P-1B组合。另外,在本发明的金属络合物显示出绿色发光的情况下,优选将该金属络合物与高分子化合物P-1A组合。另外,在本发明的金属络合物显示出红色发光的情况下,优选将该金属络合物与高分子化合物P-3A组合。
[表2]
[表中、p、q、r、s及t表示与前述相同的意味。]
高分子主体可以是嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物的任意一种,也可以是其他的形态,然而优选为将多种原料单体共聚而成的共聚物。
<高分子主体的制造方法>
高分子主体可以使用Chemical Review(Chem.Rev.)第109卷897-1091页(2009年)等中记载的公知的聚合方法制造,具体而言,可以举出利用Suzuki反应、Yamamoto反应、Buchwald反应、Stille反应、Negishi反应及Kumada反应等使用过渡金属催化剂的偶联反应使之聚合的方法。
在所述聚合方法中,作为加入单体的方法,例如可以举出将全部单体一次性加入反应体系的方法、加入单体的一部分并使之反应后将剩下的单体一次性、连续或分批加入的方法、将单体连续或分批加入的方法。
作为过渡金属催化剂,没有特别限定,然而例如可以举出钯催化剂、镍催化剂。
对于聚合反应的后处理,单独或组合地实行公知的方法,例如利用分液除去水溶性杂质的方法;向甲醇等低级醇中加入聚合反应后的反应液,过滤所析出的沉淀后,使之干燥的方法等。在高分子主体的纯度低的情况下,例如可以利用重结晶、再沉淀、借助索氏萃取器的连续萃取、柱色谱等通常的方法进行提纯。
在本说明书实施例中,作为本发明的高分子化合物的制造方法的一例,给出利用了使用钯催化剂的Suzuki偶联反应的聚合方法。
含有本发明的金属络合物及溶剂的组合物(以下有时称作“墨液”。)适于使用了喷墨印刷法、喷嘴印刷法等印刷法的发光元件的制作。
墨液的粘度只要根据印刷法的种类调整即可,然而在应用于喷墨印刷法等溶液经由喷出装置的印刷法的情况下,为了防止喷出时的堵塞和飞行弯曲,优选在25℃为1~20mPa·s。
墨液中所含的溶剂优选可以溶解或均匀地分散该墨液中的固体成分的溶剂。作为溶剂,例如可以举出1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯等氯系溶剂;四氢呋喃、二氧杂环己烷、苯甲醚、4-甲基苯甲醚等醚系溶剂;甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙基苯、正己基苯、环己基苯等芳香族烃系溶剂;环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十二烷、联环己烷等脂肪族烃系溶剂;丙酮、甲乙酮、环己酮、苯乙酮等酮系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯、苯甲酸甲酯、乙酸苯酯等酯系溶剂;乙二醇、甘油、1,2-己二醇等多元醇系溶剂;异丙醇、环己醇等醇系溶剂;二甲亚砜等亚砜系溶剂;N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂。溶剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
在墨液中,溶剂的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1000~100000重量份,优选为2000~20000重量份。
[空穴传输材料]
空穴传输材料被分类为低分子化合物和高分子化合物,优选高分子化合物,更优选具有交联基的高分子化合物。
作为高分子化合物,例如可以举出聚乙烯基咔唑及其衍生物;在侧链或主链具有芳香族胺结构的聚亚芳基及其衍生物。高分子化合物也可以是键合有电子接受性部位的化合物。作为电子接受性部位,例如可以举出富勒烯、四氟四氰基醌二甲烷、四氰基乙烯、三硝基芴酮,优选为富勒烯。
本发明的组合物中,空穴传输材料的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1~400重量份,优选为5~150重量份。
空穴传输材料可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
[电子传输材料]
电子传输材料被分类为低分子化合物和高分子化合物。电子传输材料也可以具有交联基。
作为低分子化合物,例如可以举出以8-羟基喹啉作为配体的金属络合物、噁二唑、蒽醌二甲烷、苯醌、萘醌、蒽醌、四氰基蒽醌二甲烷、芴酮、二苯基二氰基亚乙基及联苯醌、以及它们的衍生物。
作为高分子化合物,例如可以举出聚苯、聚芴、以及它们的衍生物。高分子化合物也可以经过金属掺杂。
本发明的组合物中,电子传输材料的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1~400重量份,优选为5~150重量份。
电子传输材料可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
[空穴注入材料及电子注入材料]
空穴注入材料及电子注入材料分别被分类为低分子化合物和高分子化合物。空穴注入材料及电子注入材料也可以具有交联基。
作为低分子化合物,例如可以举出铜酞菁等金属酞菁;碳;钼、钨等的金属氧化物;氟化锂、氟化钠、氟化铯、氟化钾等金属氟化物。
作为高分子化合物,例如可以举出聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙炔、聚噻吩乙炔、聚喹啉及聚喹喔啉、以及它们的衍生物;在主链或侧链含有以式(X)表示的基团的聚合物等导电性高分子。
本发明的组合物中,空穴注入材料及电子注入材料的配合量分别相对于本发明的金属络合物100重量份通常为1~400重量份,优选为5~150重量份。
空穴注入材料及电子注入材料分别可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
[离子掺杂]
在空穴注入材料或电子注入材料含有导电性高分子的情况下,导电性高分子的电导率优选为1×10-5S/cm~1×103S/cm。为了将导电性高分子的电导率设为该范围,可以向导电性高分子中掺杂适量的离子。
对于所掺杂的离子的种类,如果是空穴注入材料,则为阴离子,如果是电子注入材料,则为阳离子。作为阴离子,例如可以举出聚苯乙烯磺酸离子、烷基苯磺酸离子、樟脑磺酸离子。作为阳离子,例如可以举出锂离子、钠离子、钾离子、四丁基铵离子。
所掺杂的离子既可以是一种,也可以是两种以上。
[发光材料]
发光材料(与本发明的金属络合物不同。)被分类为低分子化合物和高分子化合物。发光材料也可以具有交联基。
作为低分子化合物,例如可以举出萘及其衍生物、蒽及其衍生物、苝及其衍生物、以及以铱、铂或铕作为中心金属的三重态发光络合物。
作为高分子化合物,例如可以举出含有亚苯基、萘二基、蒽二基、芴二基、菲二基、二氢菲二基、以式(X)表示的基团、咔唑二基、吩噁嗪二基、吩噻嗪二基、芘二基等的高分子化合物。
发光材料也可以含有低分子化合物及高分子化合物,优选含有三重态发光络合物及高分子化合物。
作为三重态发光络合物,例如可以举出以下所示的金属络合物。
本发明的组合物中,发光材料的含量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为0.1~400重量份。
[抗氧化剂]
抗氧化剂只要是可与本发明的金属络合物溶于相同的溶剂中、且不会阻碍发光及电荷传输的化合物即可,例如可以举出酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂。
本发明的组合物中,抗氧化剂的配合量相对于本发明的金属络合物100重量份通常为0.001~10重量份。
抗氧化剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
<膜>
膜含有本发明的金属络合物。
在膜中,也包括通过交联使本发明的金属络合物不溶于溶剂中的不溶化膜。不溶化膜是通过加热、光照射等外部刺激使本发明的金属络合物交联而得的膜。不溶化膜由于实质上不溶于溶剂,因此可以合适地用于发光元件的层叠化。
用于使膜交联的加热的温度通常为25~300℃,由于外部量子收率变得良好,因此优选为50~250℃,更优选为150~200℃。
用于使膜交联的光照射中所用的光的种类例如为紫外光、近紫外光、可见光。
膜适于作为发光元件中的发光层。
可以使用墨液,例如利用旋涂法、流延法、微型凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、绕线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔性版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法、毛细管涂布法、喷嘴涂布法来制作膜。
膜的厚度通常为1nm~10μm。
<发光元件>
本发明的发光元件是使用本发明的金属络合物得到的发光元件,可以是本发明的金属络合物在分子内或分子间被交联,也可以是本发明的金属络合物在分子内及分子间被交联。
作为本发明的发光元件的构成,例如具有包含阳极及阴极的电极、和使用设于该电极间的本发明的金属络合物得到的层。
[层构成]
使用本发明的金属络合物得到的层通常为发光层、空穴传输层、空穴注入层、电子传输层、电子注入层的1种以上的层,优选为发光层。这些层分别含有发光材料、空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料。可以分别使发光材料、空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料溶解于上述的溶剂中,制备墨液后使用,使用与上述的膜的制作相同的方法来形成这些层。
发光元件在阳极与阴极之间具有发光层。从空穴注入性及空穴传输性的观点考虑,本发明的发光元件优选在阳极与发光层之间具有空穴注入层及空穴传输层的至少1层,从电子注入性及电子传输性的观点考虑,优选在阴极与发光层之间,具有电子注入层及电子传输层的至少1层。
作为空穴传输层、电子传输层、发光层、空穴注入层及电子注入层的材料,除了本发明的金属络合物以外,分别还可以举出上述的空穴传输材料、电子传输材料、发光材料、空穴注入材料及电子注入材料。
在空穴传输层的材料、电子传输层的材料及发光层的材料在发光元件的制作中分别溶解于与空穴传输层、电子传输层及发光层相邻的层的形成时所使用的溶剂中的情况下,为了避免该材料溶解于该溶剂中,优选该材料具有交联基。使用具有交联基的材料形成各层后,使该交联基交联,由此可以使该层不溶化。
在本发明的发光元件中,作为发光层、空穴传输层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层等各层的形成方法,在使用低分子化合物的情况下,例如可以举出利用粉末的真空蒸镀法、基于利用溶液或熔融状态的成膜的方法,在使用高分子化合物的情况下,例如可以举出基于利用溶液或熔融状态的成膜的方法。
所层叠的层的顺序、数量及厚度只要考虑外部量子收率及元件寿命地调整即可。
[基板/电极]
发光元件中的基板只要是能够形成电极且在形成有机层时不发生化学性变化的基板即可,例如为包含玻璃、塑料、硅等材料的基板。在不透明的基板的情况下,优选距基板最远的电极为透明或半透明。
作为阳极的材料,例如可以举出导电性的金属氧化物、半透明的金属,优选为氧化铟、氧化锌、氧化锡;铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物等导电性化合物;银与钯与铜的复合物(APC);NESA、金、铂、银、铜。
作为阴极的材料,例如可以举出锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、铝、锌、铟等金属;它们当中的2种以上的合金;它们当中的1种以上与银、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡之中的1种以上的合金;以及石墨和石墨层间化合物。作为合金,例如可以举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金。
阳极及阴极分别也可以设为2层以上的层叠结构。
[用途]
为了使用发光元件得到面状的发光,只要以使面状的阳极与阴极重叠的方式配置即可。为了得到图案状的发光,有:在面状的发光元件的表面设置设有图案状的窗的掩模的方法;将欲作为非发光部的层形成得极厚而实质上设为非发光的方法;将阳极或阴极、或者这两种电极形成图案状的方法。用这些方法的任意一种形成图案,将某些电极配置成可独立进行ON/OFF,由此可得到能够显示数字、文字等的分段型显示装置。为了形成点阵显示装置,只要以将阳极和阴极一并形成条状并正交的方式进行配置即可。利用分别涂布多种的发光色不同的高分子化合物的方法、使用滤色片或荧光转化滤光器的方法,能够进行局部彩色显示、多彩色显示。点阵显示装置能够进行无源驱动,也能够与TFT等组合而进行有源驱动。这些显示装置能够用于计算机、电视、便携终端等的显示器。面状的发光元件能够合适地用作液晶显示装置的背光灯用的面状光源或面状的照明用光源。如果使用柔性的基板,则也能够用作曲面状的光源和显示装置。
实施例
以下,利用实施例对本发明进行更详细的说明,然而本发明并不限定于这些实施例。
本实施例中,高分子化合物的聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)及聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)是利用尺寸排阻色谱仪(SEC)(岛津制作所制、商品名:LC-10Avp)求出。而且,SEC的测定条件如下所示。
[测定条件]
将所测定的高分子化合物以约0.05重量%的浓度溶解于四氢呋喃中,向SEC中注入10μL。作为SEC的移动相使用四氢呋喃,以2.0mL/分钟的流量流动。作为色谱柱,使用了PLgel MIXED-B(Polymer Laboratories制)。作为检测器使用了UV-VIS检测器(岛津制作所制、商品名:SPD-10Avp)。
LC-MS的测定利用下述的方法进行。
将测定试样以达到约2mg/mL的浓度的方式溶解于氯仿或四氢呋喃中,向LC-MS(Agilent Technology制、商品名:1100LCMSD)中注入约1μL。作为LC-MS的移动相,在改变乙腈及四氢呋喃的比率的同时使用,以0.2mL/分钟的流量流动。色谱柱使用了L-column 2ODS(3μm)(化学物质评价研究机构制、内径:2.1mm、长度:100mm、粒径3μm)。
NMR的测定利用下述的方法进行。
将5~10mg的测定试样溶解于约0.5mL的氘代氯仿(CDCl3)、氘代四氢呋喃(THF-d8)或氘代二氯甲烷(CD2Cl2)中,使用NMR装置(Agilent制、商品名INOVA 300)进行了测定。
作为化合物的纯度的指标,使用了高效液相色谱(HPLC)面积百分率的值。该值只要没有特别记载,就是高效液相色谱(HPLC、岛津制作所制、商品名:LC-20A)中的254nm的值。此时,将所测定的化合物以达到0.01~0.2重量%的浓度的方式溶解于四氢呋喃或氯仿中,向HPLC中根据浓度注入1~10μL。作为HPLC的移动相,使用了乙腈及四氢呋喃,以1mL/分钟的流速,以乙腈/四氢呋喃=100/0~0/100(容积比)的梯度洗脱流动。色谱柱使用了Kaseisorb LC ODS 2000(东京化成工业制)或具有同等的性能的ODS柱。作为检测器,使用了发光二极管阵列检测器(岛津制作所制、商品名:SPD-M20A)。
TLC-MS的测定利用下述的方法进行。
将测定试样溶解于甲苯、四氢呋喃或氯仿中,涂布于DART用TLC板(TechnoApplication公司制YSK5-100)上,使用TLC-MS(日本电子(JEOL Ltd.)公司制、商品名JMS-T100TD(The AccuTOF TLC))进行了测定。在200~400℃的范围中调整了测定时的氦气温度。
<实施例1>化合物S1及金属络合物M1的合成
化合物S1的合成
<阶段1>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S1a(30.0g)、化合物S1b(44.9g)、双〔三(2-甲氧基苯基)膦〕二氯化钯(215mg)、20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(266.3g)及甲苯(480mL),在加热回流下搅拌4.5小时。将所得的反应混合物分液,得到有机层。对所得的有机层用离子交换水清洗2次,用5重量%食盐水清洗2次,用无水硫酸钠干燥后,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,利用重结晶(甲苯/乙腈)进行提纯,再在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到化合物S1c(33.3g)。收率为78%。化合物S1c的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.5%以上。
TLC/MS(DART positive):m/z=357[M+H]+
<阶段2>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S1c(5.01g)、化合物S1d(4.00g)、(1,5-环辛二烯)(甲氧基)铱(I)(二聚物)(0.140g)、4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶(0.115g)及环己烷(70mL),在加热回流下搅拌4.5小时。向所得的反应混合物中加入硅胶,搅拌30分钟后,使之通过铺有硅胶的过滤器,由此去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,加入乙腈,在室温下搅拌,由此析出固体,过滤收集该固体,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到作为目的物的化合物S1(5.06g)。收率为74%。所得的化合物S1的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.3%。通过反复进行该操作,而得到必需量的化合物S1。
TLC/MS(DART positive):m/z=482[M]+
LC/MS(ESI positive):m/z=521[M+K]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=7.57(s,2H),7.45(d,4H),7.29(d,4H),2.16(s,3H),1.37(s,18H),1.30(s,12H).
金属络合物M1的合成
<阶段1>
将反应容器内设为氮气气氛后,加入fac-Ir(ppy)3(40.0g)、二氯甲烷(8L)及N-溴代琥珀酰亚胺(47.1g),搅拌68小时。其后,过滤收集所析出的固体,用二氯甲烷清洗,在45℃进行一夜减压干燥,由此作为黄色固体得到化合物M1a(26.4g)。收率为48%。所得的化合物的HPLC面积百分率值(检测波长UV280nm)显示为97%。
<阶段2>
将遮光了的反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物M1a(2.00g)、利用与前述相同的方法合成的化合物S1(6.49g)、四氢呋喃(91mL)、四(三苯基膦)钯(0)(0.30g)及20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(8.25g),在加热回流下搅拌36小时。将所得的反应混合物分液,得到有机层。将所得的有机层用离子交换水清洗2次,用5重量%食盐水清洗2次,用无水硫酸钠干燥后,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,利用硅胶柱色谱(己烷/氯仿)进行提纯,得到含有目的物的馏分。将所得的馏分减压浓缩,再利用重结晶(甲苯/乙腈)进行提纯后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为黄色固体得到作为目的物的金属络合物M1(1.05g)。收率为35%。所得的金属络合物M1的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.5%以上。
LC/MS(APCI positive):m/z=1719[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.02(d,3H),7.96(s,3H),7.66(t,3H),7.59(d,3H),7.49-7.45(m,18H),7.38-7.35(m,12H),7.14(d,3H),6.97-6.92(m,6H),2.14(s,9H),1.37(s,54H).
<实施例2>化合物S2及金属络合物M2的合成
化合物S2的合成
<阶段1>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S2a(250g)、4-二甲基氨基吡啶(178g)及二氯甲烷(3.1L),用冰水浴冷却。其后,用1小时向其中滴加三氟甲磺酸酐(376g),搅拌1.5小时后,升温到室温。其后,加入己烷(3.1L),搅拌10分钟后,使之通过硅胶短柱,利用减压浓缩蒸馏除去溶剂,由此作为白色固体得到化合物S2b(441g)。
<阶段2>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S2b(410g)、化合物S1d(338g)、乙酸钯(4.08g)、三环己基膦(10.2g)、乙酸钾(238g)及二氧杂环己烷(2.6L),在加热回流下搅拌15小时。使所得的反应混合物通过铺有沸石的过滤器后,将所得的滤液浓缩,由此得到固体。将所得的固体溶解于己烷/二氯甲烷=1/1(体积比)的混合溶剂中后,使之通过铺有硅胶的过滤器,将所得的滤液减压浓缩,由此得到固体。向所得的固体中加入甲醇,充分地搅拌后,过滤收集所析出的固体,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到化合物S2c(274g)。化合物S2c的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为98%以上。另外,将滤液减压浓缩后,加入甲醇,充分地搅拌后过滤收集所析出的固体,在50℃进行一夜减压干燥,由此回收到化合物S2c(45g)(合计收率75%)。
<阶段3>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S1a(90g)、化合物S2c(239g)、20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(795g)、乙酸钯(0.34g)、三(邻甲氧基苯基)膦(1.07g)及甲苯(1.7L),在95℃搅拌5.5小时。将所得的反应混合物分液,得到有机层。将所得的有机层用离子交换水及5重量%食盐水依次清洗,使之通过铺有硅胶的过滤器,由此去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,利用硅胶柱色谱(己烷/二氯甲烷)提纯,得到含有目的物的馏分。将所得的馏分减压浓缩,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到化合物S2d(167g)。收率为98%。化合物S2d的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.4%。
<阶段4>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S2d(175g)、化合物S1d(104g)、(1,5-环辛二烯)(甲氧基)铱(I)(二聚物)(3.72g)、4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶(3.01g)及环己烷(2.0L),在加热回流下搅拌4小时。向所得的反应混合物中加入硅胶,搅拌30分钟。其后,使之通过铺有硅胶的过滤器,由此去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,加入己烷,在室温下搅拌后,过滤收集所析出的固体,用乙腈清洗,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到作为目的物的化合物S2(137g)。收率为61%。化合物S2的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.3%。通过反复进行该操作,得到化合物S2的必需量。
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=7.58(s,2H),7.43(d,4H),7.26(d,4H),2.11(s,3H),1.80(s,4H),1.41(s,12H),1.32(s,12H),0.76(s,18H).
金属络合物M2的合成
将遮光了的反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物M1a(4.46g)、化合物S2(13.5g)、四氢呋喃(405mL)、四(三苯基膦)钯(0)(0.12g)及20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(25.8g),在加热回流下搅拌36小时。向所得的反应混合物中加入甲苯及离子交换水而分液,得到水层及有机层。将所得的水层用甲苯萃取2次,加入到先前得到的有机层中,用离子交换水及5重量%食盐水依次清洗,用无水硫酸钠干燥。其后,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩,而得到固体,将该固体溶解于甲苯中,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除固体成分,通过进行重结晶(甲苯/甲醇)而提纯后,利用硅胶柱色谱(己烷/氯仿)进行提纯,得到含有目的物的馏分。将所得的馏分减压浓缩,通过进行重结晶(甲苯/甲醇)而提纯后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为黄色固体得到作为目的物的金属络合物M2(5.35g)。收率为52%。所得的金属络合物M2的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.4%。
LC/MS(APCI positive):m/z=2055[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=8.04(d,3H),7.96(s,3H),7.66(t,3H),7.60(d,3H),7.49-7.43(m,18H),7.33(d,12H),7.14(d,3H),6.97-6.91(m,6H),2.09(s,9H),1.79(s,12H),1.42(s,36H),0.75(s,54H).
<实施例3>化合物S3、化合物S4、及金属络合物M3的合成
化合物S3及化合物S4的合成
<阶段1>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S3a(12.4g)、苄基三甲基三溴化铵(84.2g)、二氯化锌(30.4g)及乙酸(500ml),在50℃搅拌2小时。冷却到室温后,加入5重量%亚硫酸氢钠水溶液并在室温搅拌30分钟,其结果是,观察到固体的析出。利用过滤得到固体。再向所得的滤液中加入己烷并搅拌后进行分液,得到有机层。将先前所得的固体加入有机层中并使之溶解后,用离子交换水清洗2次,用无水硫酸钠干燥,使之通过铺有活性氧化铝的过滤器,由此去除了固体成分。利用减压浓缩从所得的滤液中蒸馏除去溶剂,作为白色固体得到化合物S3b(28.22g)。收率为97%。所得的化合物S3b的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为96.0%。
<阶段2>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S3b(3.76g)、化合物S3c(5.22g)、四(三苯基膦)钯(0)(1.56g)、碳酸钾(10.8g)、水(12mL)及二氧杂环己烷(55mL),在加热回流下搅拌6小时。通过将所得的反应混合物减压浓缩而除去溶剂后,加入甲苯,用离子交换水清洗2次,用无水硫酸钠干燥,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除了固体成分。通过将所得的滤液减压浓缩而得到固体,使该固体溶解于己烷中,加入活性碳而在室温搅拌30分钟后,使之通过铺有硅胶的过滤器,由此去除了固体成分,将所得的滤液减压浓缩后,利用硅胶柱色谱(己烷/乙酸乙酯)提纯,减压浓缩后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为无色油状物得到化合物S3d(3.83g)。收率为74%。所得的化合物S3d的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为96.9%。
<阶段3>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S3d(1.99g)、苄基三甲基三溴化铵(2.02g)、二氯化锌(0.78g)及乙酸(12ml),在50℃搅拌2小时。冷却到室温后,加入5重量%亚硫酸氢钠水溶液及己烷并进行分液,得到水层及有机层。将所得的水层用甲苯萃取2次,加入到先前所得的有机层中,用离子交换水清洗2次,用无水硫酸钠干燥,使之通过铺有沸石的过滤器,由此去除了固体成分。利用减压浓缩从所得的滤液中蒸馏除去溶剂后,将所得的固体利用硅胶柱色谱(己烷/乙酸乙酯)提纯,减压浓缩后,在50℃进行一夜减压干燥,由此得到化合物S3(2.14g)。收率为84%。所得的化合物S3的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为91.1%(化合物S3d为1.2%)。通过反复进行该操作,得到化合物S3的必需量。
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=7.22(d,4H),7.03(d,4H),2.66(t,4H),2.17(s,6H),1.70-1.61(m,7H),1.39(q,4H),0.95(t,6H).
<阶段4>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入利用与上述相同的方法合成的化合物S3(13.0g)、化合物S1d(7.09g)、1,1’-双(二苯膦基)二茂铁-二氯化钯(II)-二氯甲烷络合物(1.41g)、乙酸钾(16.4g)及二甲氧基乙烷(340mL),在加热回流下搅拌4.5小时。使所得的反应混合物通过铺有沸石的过滤器,由此得到滤液。将所得的滤液用离子交换水清洗2次,进行减压浓缩,由此得到油状物。将所得的油状物利用硅胶柱色谱(己烷/乙酸乙酯)提纯,减压浓缩后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为黄白色固体得到作为目的物的化合物S4(4.3g)。收率为30%。所得的化合物S4的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为98.4%。
金属络合物M3的合成
将遮光了的反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物M1a(0.891g)、化合物S4(2.30g)、四氢呋喃(81mL)、四(三苯基膦)钯(0)(0.139g)及20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(5.15g),在加热回流下搅拌36小时。向所得的反应混合物中加入甲苯及离子交换水并进行分液,得到水层及有机层。将所得的水层用甲苯萃取2次,加入到先前所得的有机层中,用离子交换水及5重量%食盐水依次清洗,用无水硫酸钠干燥。其后,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除了固体成分。通过将所得的滤液减压浓缩而得到固体,使该固体溶解于甲苯中,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除了固体成分,减压浓缩后,利用重结晶(甲苯/甲醇)、硅胶柱色谱(己烷/氯仿)、重结晶(甲苯/甲醇)依次提纯后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为淡黄色固体得到作为目的物的金属络合物M3(0.542g)。收率为30%。所得的金属络合物M3的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.3%。
LC/MS(APCI positive):m/z=1803[M+H]+
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.84(d,3H),7.61-7.54(m,9H),7.26(s,3H),7.23-7.17(m,12H),7.14-7.05(m,12H),6.78(m,6H),2.64(d,12H),1.82(s,9H),1.72-1.54(m,30H),1.43-1.34(m,12H),0.98-0.91(m,18H).
<实施例4>金属络合物M4的合成
将遮光了的反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物M4a(1.033g)、化合物S3(1.460g)、甲苯(6mL)、乙酸钯(4.5mg)、三(邻甲氧基苯基)膦(1.4mg)及20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(3.31g),在加热回流下搅拌36小时。向所得的反应混合物中加入甲苯及离子交换水并进行分液,得到水层及有机层。将所得的水层用甲苯萃取2次,加入到先前所得的有机层中,用离子交换水及5重量%食盐水依次清洗,用无水硫酸钠干燥。其后,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除了固体成分。通过将所得的滤液减压浓缩而得到固体,使该固体溶解于甲苯中,使之通过铺有硅胶及沸石的过滤器,由此去除固体成分,减压浓缩后,利用重结晶(甲苯/甲醇)、硅胶柱色谱(己烷/氯仿)、重结晶(甲苯/甲醇)依次提纯后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为淡黄色固体得到作为目的物的金属络合物M4(0.332g)。收率为18%。所得的金属络合物M4的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.5%以上。
LC/MS(APCI positive):m/z=1803[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=7.98(d,3H),7.70-7.67(d,3H),7.54-7.51(m,6H),7.31-7.24(m,12H),7.01(t,6H),6.93-6.86(m,9H),6.80(d,3H),6.67(d,3H),2.79-2.67(m,12H),1.76-1.65(m,12H),1.53-1.39(m,30H),1.35(s,9H),1.04-0.97(m,18H).
<实施例5>化合物S5及金属络合物M5的合成
化合物S5的合成
<阶段1>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S1a(46.0g)、利用与前述相同的方法合成的化合物S2(230g)、20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(407g)、乙酸钯(0.17g)、三(邻甲氧基苯基)膦(0.55g)及甲苯(880mL),在95℃搅拌5.5小时。将所得的反应混合物分液,得到有机层。将所得的有机层用离子交换水清洗1次,用5重量%食盐水清洗1次,用无水硫酸钠干燥,利用过滤去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,利用硅胶柱色谱(己烷/氯仿)进行提纯,减压浓缩后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到化合物S5a(181g)。收率为94%。所得的化合物S5a的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为97.9%。
<阶段2>
将反应容器内设为氩气气氛后,加入化合物S5a(171g)、化合物S1d(46.5g)、(1,5-环辛二烯)(甲氧基)铱(I)(二聚物)(3.31g)、4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶(2.68g)及环己烷(900mL),在加热回流下搅拌16小时。向所得的反应混合物中加入硅胶(192g),搅拌30分钟后,使之通过铺有硅胶的过滤器,由此去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,利用重结晶(己烷)提纯,将所得的固体用甲醇清洗后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到作为目的物的化合物S5(95g)。收率为49%。所得的化合物S5的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为98.7%。
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=7.65(s,2H),7.44(d,8H),7.32(d,8H),7.22(s,4H),2.35(s,3H),2.14(s,6H),1.79(s,8H),1.41(s,24H),1.29(s,12H),0.74(s,36H).
金属络合物M5的合成
金属络合物M5a使用了依照日本特开2011-105701号公报中记载的方法合成、且HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)为99.5%以上的金属络合物。
<阶段1>
将遮光了的反应容器内设为氩气气氛后,加入金属络合物M5a(4.56g)、化合物S5(8.35g)、四氢呋喃(240mL)、四(三苯基膦)钯(0)(0.332g)及20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(17.7g),在加热回流下搅拌16小时。将所得的反应混合物减压浓缩后,加入甲苯及离子交换水并进行分液,得到水层及有机层。向所得的水层中加入甲苯而进行萃取,加入到先前所得的有机层中,用5重量%食盐水清洗2次,用无水硫酸钠干燥后,进行减压浓缩,由此得到固体。使所得的固体溶解于甲苯中,使之通过铺有硅胶的过滤器,由此得到滤液。利用减压浓缩蒸馏除去所得的滤液的溶剂后,将所得的固体利用硅胶柱色谱(己烷/甲苯)、重结晶(甲苯/异丙醇)依次提纯,然后在50℃进行一夜减压干燥,由此作为红色固体得到金属络合物M5(7.89g)。收率为86%。所得的金属络合物M5的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为98.5%。
LC/MS(APCI positive):m/z=3778[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2,300MHz):δ(ppm)=9.32(s,1H),9.20-9.16(m,2H),9.12(d,1H),8.96(d,1H),8.62(s,1H),8.41-8.25(m,10H),8.15(d,2H),7.95-7.90(m,2H),7.77(s,2H),7.70-7.59(m,12H),7.52(d,2H),7.46-7.18(m,56H),2.33(s,6H),2.15(s,12H),1.76(s,16H),1.45-1.24(m,102H),0.72(s,72H).
<实施例6>金属络合物M6的合成
<阶段1>
将反应容器内设为氮气气氛后,加入三水合氯化铱(20g)及依照日本特开2013-147551号公报中记载的方法合成的化合物M6a(39.7g)、乙氧基乙醇(800mL)及离子交换水(270mL),然后在加热回流下搅拌22小时。其后,加入离子交换水(800mL),搅拌1小时。其后,过滤收集所析出的沉淀,用离子交换水、己烷依次清洗后,在50℃进行减压干燥,由此作为黄色粉末得到作为目标的化合物M6b(40.6g)。金属络合物M6b的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为98.2%。
<阶段2>
将反应容器内设为氮气气氛后,加入金属络合物M6b(40.6g)、利用与上述相同的方法合成的化合物M6a(95.3g)、二乙二醇二甲醚(570ml)及三氟乙酸银(29.2g),然后在170℃搅拌22小时。将所得的反应混合物冷却到室温后,进行了过滤。向所得的滤液中加入离子交换水并搅拌,利用过滤作为固体取出所析出的沉淀。将所得的固体用离子交换水、甲醇依次清洗,进行减压干燥,由此得到黄色固体。将所得的黄色固体利用硅胶柱色谱(二氯甲烷)、重结晶(二氯甲烷/甲醇)、重结晶(二氯甲烷/乙酸乙酯)、重结晶(乙酸乙酯/甲醇)依次提纯后,在50℃进行一夜减压干燥,由此得到作为目的物的金属络合物M6c(48.0g)。所得的晶体的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.4%。
LC/MS(APCI positive):m/z=1028[M+H]+
<阶段3>
将遮光了的反应容器内设为氩气气氛后,加入金属络合物M6c(3.50g)、化合物S2(6.47g)、四氢呋喃(275mL)、四(三苯基膦)钯(0)(118mg)及20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(17.5g),在加热回流下搅拌10小时。向所得的反应混合物中加入甲苯及离子交换水,进行分液,得到有机层。将所得的有机层用离子交换水及5重量%食盐水依次清洗,用无水硫酸钠干燥,使之通过铺有沸石的过滤器,由此去除了固体成分。将所得的滤液减压浓缩后,利用硅胶柱色谱(己烷/乙酸乙酯)、重结晶(甲苯/乙腈)依次提纯,然后,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为黄色固体得到作为目的物的金属络合物M6(5.74g)。收率为77%。所得的金属络合物M6的HPLC面积百分率值(检测波长UV254nm)显示为99.5%以上。
LC/MS(APCI positive):m/z=2193[M+H]+
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.72(s,3H),7.44-7.39(m,18H),7.30(d,12H),7.17(d,3H),7.09(d,3H),4.20(s,9H),2.09(s,9H),1.77(s,12H),1.47-1.31(m,42H),0.79-0.63(mm,69H).
<合成例1:金属络合物MC1及MC2、以及单体CM1~CM11的合成>
金属络合物MC1是依照国际公开第2002/066552号记载的合成法合成。
金属络合物MC2是依照日本特开2013-147551号公报记载的合成法合成。
单体CM1是依照日本特开2011-174062号公报记载的合成法合成。
单体CM2是利用下述的方法合成。
单体CM3使用了市售的材料。
单体CM4是依照日本特开2008-106241号公报记载的合成法合成。
单体CM5及单体CM7是依照日本特开2010-189630号公报记载的合成法合成。
单体CM6及单体CM8是依照国际公开第2012/086671号记载的合成法合成。
单体CM9是依照日本特开2004-143419号公报记载的合成法合成。
单体CM10及单体CM11是依照国际公开第2013/191088号记载的合成法合成。
<合成例2:单体CM2的合成>
(阶段1:化合物CM2b的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物CM2a(117.6g)、N,N-二甲基氨基吡啶(107.2g)及二氯甲烷(1170mL)并进行了搅拌。将所得的溶液利用冰水浴进行冷却后,用1小时滴加三氟甲磺酸酐(198.0g)。其后,撤掉冰水浴,搅拌1.5小时。其后,将所得的溶液利用冰水浴再次冷却后,加入饱和氯化铵水溶液,利用分液得到有机层(有机层1)和水层。向所得的水层中加入己烷并进行萃取,将由此得到的有机层与有机层1合并后,用离子交换水、饱和食盐水依次清洗。将所得的有机层利用硅胶短柱提纯后,进行减压浓缩,由此得到含有化合物CM2b的褐色液体(200g)。
(阶段2:化合物CM2c的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入含有化合物CM2b的褐色液体(100g)、[1,1'-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)二氯甲烷加成物(PdCl2(dppf)·CH2Cl2、1.2g)及四氢呋喃(1000mL)。其后,一边搅拌一边升温到55℃。在55℃向其中滴加2mol/L浓度的正丁基氯化镁的四氢呋喃溶液(41.3g)后,在55℃搅拌3.5小时。其后,冷却到室温,加入饱和氯化铵水溶液。将所得的有机层用离子交换水、饱和食盐水依次清洗。其后,用无水硫酸镁干燥,过滤,将所得的滤液减压浓缩,由此得到油状物。将所得的油状物利用减压蒸馏提纯,由此作为无色液体得到化合物CM2c(20g)。收率为30%。所得的化合物CM2c的GC面积百分率值显示为98%。通过反复进行该操作,而得到化合物CM2c的必需量。
(阶段3:化合物CM2e的合成)
将反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物CM2c(97.3g)、化合物3d(50.0g)、甲苯(1.5L)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(2.64g)、三叔丁基膦四氟硼酸盐(1.67g)及叔丁醇钠(55.4g),在加热回流下搅拌20小时。其后,冷却到室温,加入离子交换水。将所得的有机层用离子交换水、饱和食盐水依次清洗,将所得的有机层用无水硫酸镁干燥,过滤,将所得的滤液减压浓缩,由此得到固体。使所得的固体溶解于甲苯中后,利用硅胶短柱(甲苯)、硅胶柱色谱(甲苯/己烷)、重结晶(甲苯/乙腈)依次提纯,在50℃进行一夜减压干燥,由此作为白色固体得到化合物CM2e(85.6g)。收率为77%。化合物CM2e的HPLC面积百分率值显示为99.5%以上。
(阶段4:化合物CM2的合成)
将遮光了的反应容器内设为氮气气氛后,加入化合物CM2e(45g)及二氯甲烷(750mL)。将所得的溶液利用冰水浴冷却到5℃以下后,在5℃以下的温度分为多次地加入N-溴代琥珀酰亚胺(28.3g)。其后,撤掉冰水浴,搅拌一夜。将所得的反应液用二氯甲烷稀释后,用10重量%浓度的碳酸钠水溶液、饱和食盐水、离子交换水依次清洗,使之通过硅胶短柱(二氯甲烷)后,进行减压浓缩,由此得到固体。将所得的固体利用重结晶(甲苯/异丙醇)进行多次提纯,由此作为白色固体得到化合物CM2(19.9g)。收率为35%。化合物CM2的HPLC面积百分率值显示为99.5%以上。
1H-NMR(THF-d8,300MHz):δ(ppm)=7.23(d,4H),6.95(s,4H),6.88(s,4H),6.75(d,4H),2.56(t,4H),1.99(s,12H),1.66-1.55(m,4H),1.44-1.32(m,4H),0.94(t,6H).
<合成例2:高分子化合物P1的合成>
高分子化合物P1是使用下述表3中所示的单体合成。
(工序1)将反应容器内设为非活性气体气氛后,加入单体CM1(4.34mmol)、单体CM2(2.60mmol)、单体CM3(1.08mmol)、单体CM4(0.65mmol)、乙酸钯(1.0mg)、三(2-甲氧基苯基)膦(6.1mg)及甲苯(118mL),加热到105℃。
(工序2)向反应液中,滴加20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(15.3g),使之回流11小时。
(工序3)反应后,向其中加入苯基硼酸(53mg)、乙酸钯(1.0mg)、三(2-甲氧基苯基)膦(6.1mg)及20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(15.3g),使之回流一夜。
(工序4)其后,向其中加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液,在80℃搅拌2小时。冷却后,将反应液用水清洗2次,用3重量%乙酸水溶液清洗2次,用水清洗2次,将所得的溶液滴加到甲醇中,结果产生沉淀。使沉淀物溶解于甲苯中,依次通过氧化铝柱、硅胶柱而进行了提纯。将所得的溶液滴加到甲醇中,搅拌后,过滤收集所得的沉淀物,使之干燥,由此得到3.71g的高分子化合物P1。高分子化合物P1的Mn为6.6×104,Mw为2.3×105。
高分子化合物P1是以根据投入原料求出的理论值计,由各个单体衍生的构成单元被以下述表3所示的摩尔比构成的共聚物。
[表3]
<合成例3:高分子化合物P2的合成>
高分子化合物P2是使用下述表4所示的单体,依照日本特开2012-36388号公报记载的合成法合成。高分子化合物P2的Mn为9.2×104,Mw为2.3×105。高分子化合物P2是以根据投入原料求出的理论值计,由各个单体衍生的构成单元被以下述表4所示的摩尔比构成的共聚物。
[表4]
<合成例4:高分子化合物P3的合成>
高分子化合物P3是使用下述表5所示的单体,依照日本特开2012-216815号公报记载的合成法合成。高分子化合物P3的Mn为1.1×105,Mw为3.1×105。高分子化合物P3是以根据投入原料求出的理论值计,由各个单体衍生的构成单元被以下述表5所示的摩尔比构成的共聚物。
[表5]
<合成例5>高分子化合物P4的合成
高分子化合物P4是使用下述表6所示的单体合成。
(工序1)将反应容器内设为非活性气体气氛后,加入单体CM5(1.9934g、4.94mmol)、单体CM10(1.7739g、2.60mmol)、单体CM11(1.6200g、2.40mmol)、二氯双(三邻甲氧基苯基膦)钯(8.9mg)及甲苯(105mL),加热到105℃。
(工序2)向反应液中滴加20重量%四乙基氢氧化铵水溶液(17.6g),使之回流4小时。
(工序3)反应后,向其中加入苯基硼酸(123mg)及二氯双(三邻甲氧基苯基膦)钯(4.4mg),使之回流19小时。
(工序4)其后,向其中加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液,在80℃搅拌2小时。冷却后,将反应液用水清洗2次,用3重量%乙酸水溶液清洗2次,用水清洗2次,将所得的溶液滴加到甲醇中,结果产生沉淀。使沉淀物溶解于甲苯中,依次通过氧化铝柱、硅胶柱而进行了提纯。将所得的溶液滴加到甲醇中,搅拌后,过滤收集所得的沉淀物,使之干燥,由此得到3.21g的高分子化合物P4。高分子化合物P4的Mn为8.8×104,Mw为2.3×105。
高分子化合物P4是以根据投入原料求出的理论值计,由各个单体衍生的构成单元被以下述表6所示的摩尔比构成的共聚物。
[表6]
<比较例CD1:发光元件CD1的制作及评价>
在利用溅射法以45nm的厚度附加了ITO膜的玻璃基板上,作为空穴注入材料使用作为聚噻吩·磺酸系的空穴注入剂的AQ-1200(Plectronics公司制)利用旋涂法以35nm的厚度成膜,将其在大气气氛中、在热板上以170℃加热15分钟。
然后,使用空穴传输性高分子化合物P1的二甲苯溶液利用旋涂法以20nm的厚度形成空穴传输层,将其在氮气气氛中在热板上以180℃加热60分钟。
然后,使用溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),利用旋涂法以80nm的厚度形成发光层,将其在氮气气氛中在热板上以150℃加热10分钟。
然后,作为电子注入层蒸镀约7nm的氟化钠,然后作为阴极蒸镀约120nm的铝。而且,在真空度达到1×10-4Pa以下后开始金属的蒸镀。
然后,使用玻璃基板,在氮气气氛下形成密封层,由此制作出发光元件CD1。
对发光元件CD1施加电压,其结果是得到在520nm具有极大峰的绿色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为8.0V,外部量子收率为11.2%。
<实施例D1:发光元件D1的制作及评价>
除了在比较例CD1中,取代溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),而使用了溶解有高分子化合物P2及金属络合物M1的二甲苯溶液(1.8重量%、高分子化合物P2/金属络合物M1=60重量%/40重量%)以外,与比较例CD1相同地制作出发光元件D1。
对发光元件D1施加电压,其结果是得到在520nm具有极大峰的绿色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为7.4V,外部量子收率为10.6%。
<实施例D2:发光元件D2的制作及评价>
除了在比较例CD1中,取代溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),而使用了溶解有高分子化合物P2及金属络合物M2的二甲苯溶液(1.8重量%、高分子化合物P2/金属络合物M2=60重量%/40重量%)以外,与比较例CD1相同地制作出发光元件D2。
对发光元件D2施加电压,其结果是得到在520nm具有极大峰的绿色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为7.1V,外部量子收率为11.6%。
<实施例D3:发光元件D3的制作及评价>
除了在比较例CD1中,取代溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),而使用了溶解有高分子化合物P2及金属络合物M3的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物M3=60重量%/40重量%)以外,与比较例CD1相同地制作出发光元件D3。
对发光元件D3施加电压,其结果是得到在515nm具有极大峰的绿色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为6.9V,外部量子收率为11.4%。
<实施例D4:发光元件D4的制作及评价>
除了在比较例CD1中,取代溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),而使用了溶解有高分子化合物P2及金属络合物M4的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物M4=60重量%/40重量%)以外,与比较例CD1相同地制作出发光元件D4。
对发光元件D4施加电压,其结果是得到在520nm具有极大峰的绿色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为6.5V,外部量子收率为4.9%。
<实施例D5:发光元件D5的制作及评价>
除了在比较例CD1中,取代溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),而使用了溶解有高分子化合物P3及金属络合物M5的二甲苯溶液(1.6重量%、高分子化合物P3/金属络合物M5=60重量%/40重量%)以外,与比较例CD1相同地制作出发光元件D5。
对发光元件D5施加电压,其结果是得到在620nm具有极大峰的红色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为8.7V,外部量子收率为7.8%。
<比较例CD2:发光元件CD2的制作及评价>
除了在比较例CD1中,取代溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),而使用了溶解有高分子化合物P4及金属络合物MC2的二甲苯溶液(1.8重量%、高分子化合物P4/金属络合物MC2=60重量%/40重量%)以外,与比较例CD1相同地制作出发光元件CD2。
对发光元件CD2施加电压,其结果是得到在475nm具有极大峰的蓝色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为6.1V,外部量子收率为6.0%。
<实施例D6:发光元件D6的制作及评价>
除了在比较例CD1中,取代溶解有高分子化合物P2及金属络合物MC1的二甲苯溶液(2.2重量%、高分子化合物P2/金属络合物MC1=60重量%/40重量%),而使用了溶解有高分子化合物P4及金属络合物M6的二甲苯溶液(1.6重量%、高分子化合物P4/金属络合物M6=60重量%/40重量%)以外,与比较例CD1相同地制作出发光元件D6。
对发光元件D6施加电压,其结果是得到在475nm具有极大峰的蓝色EL发光。电流密度为10mA/cm2时的驱动电压为5.1V,外部量子收率为3.7%。
[表7]
产业上的可利用性
本发明的金属络合物对于驱动电压优异的发光元件的制造等而言有用。
Claims (10)
1.一种金属络合物,其以下述式(1-a)表示:
式(1-a)中,
M表示铱原子;
n1表示1、2或3;n2表示0、1或2;n1+n2=3;
A1-G1-A2表示阴离子性的二齿配体,G1表示与A1及A2一起构成二齿配体的原子团;A1及A2各自独立地表示碳原子、氧原子或氮原子,这些原子也可以是构成环的原子;在A1-G1-A2存在有多个的情况下,它们既可以相同也可以不同;
m1表示3或4;
E1及E3各自独立地表示氮原子或碳原子;存在有多个的E1可以相同或不同,在E3存在有多个的情况下,它们可以相同或不同;在E1为氮原子的情况下,R1可以存在或不存在;
R1表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基;存在有多个的R1可以相同或不同;
R8、R9、R10及R11各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基;在R8、R9、R10及R11存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同;
存在有多个的R1、R8、R9、R10及R11中的至少1个是以下述式(2-1)表示的基团或以下述式(2-2)表示的基团;
环A表示由氮原子、E3及m1个的E1构成的吡啶环、咪唑环或三唑环;
式(2-1)及(2-2)中,
R3表示甲基;
R5表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或1价的杂环基,这些基团可以具有取代基;存在有多个的R5既可以相同也可以不同;
R3a表示氢原子、烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基;存在有多个的R3a既可以相同也可以不同;
R4a表示不具有取代基的苯基、或者具有烷基或环烷基作为取代基的苯基,该烷基及该环烷基可以还具有取代基;存在有多个的R4a既可以相同也可以不同;
R6表示氢原子、烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基;存在有多个的R6既可以相同也可以不同。
2.根据权利要求1所述的金属络合物,其中,
以所述式(2-1)表示的基团是以下述式(2-3)表示的基团:
式(2-3)中,
R3及R6表示与权利要求1相同的意味;
R7表示氢原子、烷基或环烷基,这些基团可以具有取代基;存在有多个的R7既可以相同也可以不同。
3.根据权利要求1或2所述的金属络合物,其中,
以所述式(1-a)表示的金属络合物是以下述式(1-b)表示的金属络合物:
式(1-b)中,
M、n1、n2、G1、A1、A2、R8、R9、R10及R11表示与权利要求1相同的意味;
R12、R13、R14及R15各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基;在R12、R13、R14及R15存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同;但是,R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14及R15中的至少1个是以所述式(2-1)表示的基团或以所述式(2-2)表示的基团。
4.根据权利要求1或2所述的金属络合物,其中,
以所述式(1-a)表示的金属络合物是以下述式(1-c)表示的金属络合物:
式(1-c)中,
M、n1、n2、G1、A1、A2、R8、R9、R10及R11表示与权利要求1相同的意味;
E5及E6各自独立地表示氮原子或碳原子,但E5及E6不同时为氮原子;在E5及E6存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同;在E5为氮原子的情况下,R17不存在;在E6为氮原子的情况下,R18不存在;
R16、R17及R18各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、1价的杂环基或卤素原子,这些基团可以具有取代基;在R16、R17及R18存在有多个的情况下,它们可以分别相同或不同;但是,R8、R9、R10、R11、R16、R17及R18中的至少1个是以所述式(2-1)表示的基团或以所述式(2-2)表示的基团。
5.根据权利要求3所述的金属络合物,其中,
在所述式(1-b)中,R10及R14中的至少1个是以所述式(2-1)表示的基团或以所述式(2-2)表示的基团。
6.根据权利要求4所述的金属络合物,其中,
在所述式(1-c)中,R10是以所述式(2-1)表示的基团或以所述式(2-2)表示的基团。
7.根据权利要求1或2所述的金属络合物,其中,
n1为3,n2为0。
8.一种组合物,其含有:
权利要求1~7中任一项所述的金属络合物、和
包含以下述式(Y)表示的构成单元的高分子化合物:
式(Y)中,ArY1表示亚芳基、2价的杂环基、或至少1种亚芳基与至少1种2价的杂环基直接键合而成的2价的基团,这些基团可以具有取代基。
9.一种组合物,其含有:
权利要求1~7中任一项所述的金属络合物、和
选自空穴传输材料、空穴注入材料、电子传输材料、电子注入材料、发光材料、抗氧化剂及溶剂中的至少1种材料。
10.一种发光元件,使用权利要求1~7中任一项所述的金属络合物得到。
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