JP2005226066A - 高分子錯体化合物およびそれを用いた高分子発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】 三重項発光錯体の構造を高分子に含む錯体化合物であって、それを発光素子の発光層に用いたときその素子が特性に優れる化合物を提供する
【解決手段】 下記式(1)で示される繰り返し単位と3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造とを含み、固体状態で可視の発光を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が103〜108である高分子錯体化合物。

Figure 2005226066

〔式中、P環およびQ環はそれぞれ独立に芳香環を示すが、P環は存在してもしなくてもよい。2つの結合手は、P環が存在する場合は、それぞれP環及び/またはQ環上に存在し、P環が存在しない場合は、それぞれYを含む5員環上及び/またはQ環上に存在する。Yは−O−、−S−等を表す。〕

【選択図】 なし

Description

本発明は高分子錯体化合物および高分子発光素子(以下高分子LEDということがある。)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金属錯体(以下、三重項発光錯体ということがある)を発光層に用いた素子が知られている。
そして、三重項発光錯体の構造を高分子に含む錯体化合物につき検討がなされており、その例として、繰り返し単位として、フルオレン構造を有する高分子の主鎖に三重項発光錯体であるトリ(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体Ir(ppy)3の部分構造を有する化合物が知られている。(特許文献1)
特開2003−73480号
しかしながら、上記の錯体化合物を発光素子の発光層に用いたときに、その素子の発光効率、輝度半減時間等の特性未だ十分なものではなかった。
本発明の目的は、三重項発光錯体の構造を高分子に含む錯体化合物であって、
それを発光素子の発光層に用いたとき特性に優れた発光素子を与えることができる化合物を提供することにある。
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記式(1)で示される繰り返し単位と、3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造とを含む高分子錯体化合物が、発光素子の発光層に用いたときに、特性に優れた発光素子を与えることを見出し、本発明を完成した。
即ち本発明は、下記式(1)で示される繰り返し単位と3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造とを含み、固体状態で可視の発光を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が103〜108であることを特徴とする高分子錯体化合物を提供するものである。

Figure 2005226066

〔式中、P環およびQ環はそれぞれ独立に芳香環を示すが、P環は存在してもしなくてもよい。2つの結合手は、P環が存在する場合は、それぞれP環及び/またはQ環上に存在し、P環が存在しない場合は、それぞれYを含む5員環上及び/またはQ環上に存在する。また、芳香環上及び/またはYを含む5員環上にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基およびシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。Yは−O−、−S−、−Se−、−Si(R1)(R2)−、−P(R3)−または−PR4(=O)−を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表す。〕
本発明の高分子錯体化合物を発光素子の発光層に用いるとき特性に優れた発光素子を与える。
本発明において、上記式(1)で示される構造としては、下記式(1−1)、(1−2)または(1−3)で示される構造

Figure 2005226066
〔式中、A環、B環、およびC環はそれぞれ独立に芳香環を示す。 式(1−1)、式(1−2)および式(1−3)はそれぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基およびシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。Yは前記と同じ意味を表す。〕
下記式(1−4)または(1−5)で示される構造


Figure 2005226066

〔式中、D環、E環、F環およびG環はそれぞれ独立に芳香環を示す。これらの繰り返し単位は、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基およびシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。Yは上記と同じ意味を示す。〕;
が挙げられる。
上記式中、Yは−O−、−S−、−Se−、−Si(R1)(R2)−、−P(R3)−または−PR4(=O)−を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表す。
上記式(1)、(1−1)、(1−2)、(1−3)、(1−4)、(1−5)中、P環、Q環、A環、B環、C環、D環、E環、F環およびG環はそれぞれ独立に芳香環を示す。
該芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ピレン環、フェナントレン環等の芳香族炭化水素環;ピリジン環、ビピリジン環、フェナントロリン環、キノリン環、イソキノリン環、チオフェン環、フラン環、ピロール環などの複素芳香環が挙げられる。
式(1−1)の具体例のうち無置換のものとしては、次のような例が挙げられる。


Figure 2005226066
式(1−2)の具体例として、無置換のものとしては、次のような例が挙げられる。

Figure 2005226066
式(1−3)の具体例として無置換のものとしては、次のような例が挙げられる。

Figure 2005226066
式(1−4)の具体例として、無置換のものとしては、次のような例が挙げられる。

Figure 2005226066
Figure 2005226066

Figure 2005226066

Figure 2005226066

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Figure 2005226066
Figure 2005226066


Figure 2005226066
式(1−5)の具体例のなかで無置換のものとしては、次のような例が挙げられる。

Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
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Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
上記式(1)の中で、上記式(1−4)または(1−5)で示される構造が好ましく、上記式(1―4)で示される構造がより好ましい。
上記式(1−4)の具体的な例としては下記のものが挙げられる。

Figure 2005226066

Figure 2005226066

Figure 2005226066

Figure 2005226066

Figure 2005226066

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Figure 2005226066
Figure 2005226066
ここでRはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基およびシアノ基、で示される基等である。上記の具体例において、1つの構造式中に複数のRを有しているが、それらは同一の基であってもよいし、異なる基であってもよく、それぞれ独立に選択される。
式(1)の繰り返し単位における、アルキル基としては、直鎖、分岐または環状のいずれでもよい。炭素数は通常1〜20程度であり、好ましくは炭素数3〜20である。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ラウリル基、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などが挙げられ、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基が好ましい。
アルコキシ基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよい。炭素数は通常1〜20程度であり、好ましくは炭素数3〜20である。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、i−プロピルオキシ基、ブトキシ基、 i−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、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、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロヘキシルオキシ基、パーフルオロオクチルオキシ基、メトキシメチルオキシ基、2−メトキシエチルオキシ基などが挙げられ、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基が好ましい。
アルキルチオ基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよい。炭素数は通常1〜20程度であり、好ましくは炭素数3〜20である。具体的には、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、i−プロピルチオ基、ブチルチオ基、i−ブチルチオ基、t−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、3,7−ジメチルオクチルチオ基、ラウリルチオ基、トリフルオロメチルチオ基などが挙げられ、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、デシルチオ基、3,7−ジメチルオクチルチオ基が好ましい。
アリール基は、炭素数は通常6〜60程度であり、好ましくは7〜48である。具体的には、フェニル基、C1〜C12アルコキシフェニル基(C1〜C12は、炭素数1〜12であることを示す。以下も同様である。)、C1〜C12アルキルフェニル基、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、ペンタフルオロフェニル基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェニル基、C1〜C12アルキルフェニル基が好ましい。ここに、アリール基とは、芳香族炭化水素から、水素原子1個を除いた原子団である。ここに芳香族炭化水素としては、縮合環をもつもの、独立したベンゼン環または縮合環2個以上が直接またはビニレン等の基を介して結合したものが含まれる。
1〜C12アルコキシフェニル基として具体的には、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロピルオキシフェニル基、i−プロピルオキシフェニル基、ブトキシフェニル基、i−ブトキシフェニル基、t−ブトキシフェニル基、ペンチルオキシフェニル基、ヘキシルオキシフェニル基、シクロヘキシルオキシフェニル基、ヘプチルオキシフェニル基、オクチルオキシフェニル基、2−エチルヘキシルオキシフェニル基、ノニルオキシフェニル基、デシルオキシフェニル基、3,7−ジメチルオクチルオキシフェニル基、ラウリルオキシフェニル基などが例示される。
1〜C12アルキルフェニル基として具体的にはメチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基、プロピルフェニル基、メシチル基、メチルエチルフェニル基、i−プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、i−ブチルフェニル基、t−ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、イソアミルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ドデシルフェニル基などが例示される。
アリールオキシ基としては、炭素数は通常6〜60程度であり、好ましくは7〜48である。具体的には、フェノキシ基、C1〜C12アルコキシフェノキシ基、C1〜C12アルキルフェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、ペンタフルオロフェニルオキシ基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェノキシ基、C1〜C12アルキルフェノキシ基が好ましい。
1〜C12アルコキシフェニルとして具体的には、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、i−プロピルオキシ、ブトキシ、i−ブトキシ、t−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、3,7−ジメチルオクチルオキシ、ラウリルオキシなどが例示される。
1〜C12アルキルフェノキシ基として具体的にはメチルフェノキシ基、エチルフェノキシ基、ジメチルフェノキシ基、プロピルフェノキシ基、1,3,5−トリメチルフェノキシ基、メチルエチルフェノキシ基、i−プロピルフェノキシ基、ブチルフェノキシ基、i−ブチルフェノキシ基、t−ブチルフェノキシ基、ペンチルフェノキシ基、イソアミルフェノキシ基、ヘキシルフェノキシ基、ヘプチルフェノキシ基、オクチルフェノキシ基、ノニルフェノキシ基、デシルフェノキシ基、ドデシルフェノキシ基などが例示される。
アリールチオ基としては、炭素数は通常6〜60程度であり、好ましくは炭素数7〜48である。具体的には、フェニルチオ基、C1〜C12アルコキシフェニルチオ基、C1〜C12アルキルフェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェニルチオ基、C1〜C12アルキルフェニルチオ基が好ましい。
アリールアルキル基は、炭素数は通常7〜60程度であり、好ましくは7〜48である。具体的には、フェニル−C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキル基、1−ナフチル−C1〜C12アルキル基、2−ナフチル−C1〜C12アルキル基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキル基が好ましい。
アリールアルコキシ基は、炭素数は通常7〜60程度であり、好ましくは炭素数7〜48である。具体的には、フェニルメトキシ基、フェニルエトキシ基、フェニルブトキシ基、フェニルペンチロキシ基、フェニルヘキシロキシ基、フェニルヘプチロキシ基、フェニルオクチロキシ基などのフェニル−C1〜C12アルコキシ基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルコキシ基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルコキシ基、1−ナフチル−C1〜C12アルコキシ基、2−ナフチル−C1〜C12アルコキシ基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルコキシ基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルコキシ基が好ましい。
アリールアルキルチオ基は、炭素数は通常7〜60程度であり、好ましくは炭素数7〜48である。具体的には、フェニル−C1〜C12アルキルチオ基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキルチオ基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキルチオ基、1−ナフチル−C1〜C12アルキルチオ基、2−ナフチル−C1〜C12アルキルチオ基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキルチオ基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキルチオ基が好ましい。
アリールアルケニル基は、炭素数は通常7〜60程度であり、好ましくは炭素数7〜48である。具体的には、フェニル−C2〜C12アルケニル基、C1〜C12アルコキシフェニル−C2〜C12アルケニル基、C1〜C12アルキルフェニル−C2〜C12アルケニル基、1−ナフチル−C2〜C12アルケニル基、2−ナフチル−C2〜C12アルケニル基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェニル−C2〜C12アルケニル基、C2〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルケニル基が好ましい。
アリールアルキニル基は、炭素数は通常7〜60程度であり、好ましくは炭素数7〜48である。具体的には、フェニル−C2〜C12アルキニル基、C1〜C12アルコキシフェニル−C2〜C12アルキニル基、C1〜C12アルキルフェニル−C2〜C12アルキニル基、1−ナフチル−C2〜C12アルキニル基、2−ナフチル−C2〜C12アルキニル基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェニル−C2〜C12アルキニル基、C1〜C12アルキルフェニル−C2〜C12アルキニル基が好ましい。
置換アミノ基としては、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基および1価の複素環基から選ばれる1または2個の基で置換されたアミノ基があげられ、アルキルアミノ基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、モノアルキルアミノ基でもジアルキルアミノ基でもよく、該アルキル基、アリール基、アリールアルキル基または1価の複素環基は置換基を有していてもよい。炭素数は該置換基の炭素数を含めないで通常1〜60程度であり、好ましくは炭素数2〜48である。
具体的には、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、i−プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、i−ブチルアミノ基、t−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、3,7−ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ジトリフルオロメチルアミノ基などが挙げられ、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、オクチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、デシルアミノ基、3,7−ジメチルオクチルアミノ基が好ましい。また、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、C1〜C12アルコキシフェニルアミノ基、ジ(C1〜C12アルコキシフェニル)アミノ基、ジ(C1〜C12アルキルフェニル)アミノ基、1−ナフチルアミノ基、2−ナフチルアミノ基、ペンタフルオロフェニルアミノ基、ピリジルアミノ基、ピリダジニルアミノ基、ピリミジルアミノ基、ピラジルアミノ基、トリアジルアミノ基フェニル−C1〜C12アルキルアミノ基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキルアミノ基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキルアミノ基、ジ(C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキル)アミノ基、ジ(C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキル)アミノ基、1−ナフチル−C1〜C12アルキルアミノ基、2−ナフチル−C1〜C12アルキルアミノ基などが例示される。
置換シリル基としては、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基および1価の複素環基から選ばれる1、2または3個の基で置換されたシリル基があげられ、炭素数は通常1〜60程度であり、好ましくは炭素数3〜48である。アルキルシリル基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、該アルキル基、アリール基、アリールアルキル基または1価の複素環基は置換基を有していてもよい。
具体的には、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリ−i−プロピルシリル基、ジメチル−i−プロピリシリル基、ジエチル−i−プロピルシリル基、t−ブチルシリルジメチルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、ヘプチルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、2−エチルヘキシル−ジメチルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、3,7−ジメチルオクチル−ジメチルシリル基、ラウリルジメチルシリル基等が挙げられ、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、2−エチルヘキシル−ジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、3,7−ジメチルオクチルジメチルシリル基が好ましい。また、フェニル−C1〜C12アルキルシリル基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキルシリル基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキルシリル基、1−ナフチル−C1〜C12アルキルシリル基、2−ナフチル−C1〜C12アルキルシリル基、フェニル−C1〜C12アルキルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリ−p−キシリルシリル基、トリベンジルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、ジメチルフェニルシリル基などが例示される。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が例示される。
アシル基は、炭素数は通常2〜20程度であり、好ましくは炭素数2〜18である。具体的には、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、トリフルオロアセチル基、ペンタフルオロベンゾイル基などが例示される。
アシルオキシ基は、炭素数は通常2〜20程度であり、好ましくは炭素数2〜18である。具体的には、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセチルオキシ基、ペンタフルオロベンゾイルオキシ基などが例示される。
イミン残基としては、イミン化合物(分子内に、−N=C-を持つ有機化合物のことをいう。その例として、アルジミン、ケチミン及びこれらのN上の水素原子が、アルキル基等で置換された化合物があげられる)から水素原子1個を除いた残基があげられ、通常炭素数2〜20程度であり、好ましくは炭素数2〜18である。具体的には、以下の構造式で示される基などが例示される。

Figure 2005226066
アミド基は、炭素数は通常2〜20程度であり、好ましくは炭素数2〜18である。具体的には、ホルムアミド基、アセトアミド基、プロピオアミド基、ブチロアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、ペンタフルオロベンズアミド基、ジホルムアミド基、ジアセトアミド基、ジプロピオアミド基、ジブチロアミド基、ジベンズアミド基、ジトリフルオロアセトアミド基、ジペンタフルオロベンズアミド基、などが例示される。
酸イミド基としては、酸イミドからその窒素原子に結合した水素原子を除いて得られる残基があげられ、通常炭素数2〜60程度であり、好ましくは炭素数2〜48である。具体的には以下に示す基が例示される。

Figure 2005226066
1価の複素環基とは、複素環化合物から水素原子1個を除いた残りの原子団をいい、炭素数は通常4〜60程度であり、好ましくは4〜20である。なお、複素環基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。ここに複素環化合物とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、燐、硼素などのヘテロ原子を環内に含むものをいう。具体的には、チエニル基、C1〜C12アルキルチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、C1〜C12アルキルピリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基などが例示され、チエニル基、C1〜C12アルキルチエニル基、ピリジル基、C1〜C12アルキルピリジル基が好ましい。
置換カルボキシル基としては、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基または1価の複素環基で置換されたカルボキシル基が挙げられ、通常炭素数2〜60程度であり、好ましくは炭素数2〜48である。メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、i−ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシロキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシロキシカルボニル基、ノニルオキシカルボニル基、デシロキシカルボニル基、3,7−ジメチルオクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、トリフルオロメトキシカルボニル基、ペンタフルオロエトキシカルボニル基、パーフルオロブトキシカルボニル基、パーフルオロヘキシルオキシカルボニル基、パーフルオロオクチルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、ナフトキシカルボニル基、ピリジルオキシカルボニル基、などが挙げられる。なお該アルキル基、アリール基、アリールアルキル基または1価の複素環基は置換基を有していてもよい。置換カルボキシル基の炭素数には該置換基の炭素数は含まれない。
上記置換基の例のうち、アルキル鎖を含む置換基においては、それらは直鎖、分岐または環状のいずれかまたはそれらの組み合わせであってもよく、直鎖でない場合、例えば、イソアミル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、シクロヘキシル基、4−C1〜C12アルキルシクロヘキシル基などが例示される。また、2つのアルキル鎖の先端が連結されて環を形成していても良い。さらに、アルキル鎖の一部のメチル基やメチレン基がヘテロ原子を含む基や一つ以上のフッ素で置換されたメチル基やメチレン基で置き換えられていてもよく、それらのヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子などが例示される。
さらに、置換基のうち、アリール基や複素環基をその一部に含む場合は、それらがさらに1つ以上の置換基を有していてもよい。
さらに、置換基Rの例のうち、それぞれ独立に、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基がさらに好ましい。
さらに、上記式(1−4)で示される構造の内、下記式(1−6)、(1−7)、(1−8)、(1−9)または(1−10)で示される構造がより好ましく、(1−6)で表される構造がさらに好ましい。
Figure 2005226066
〔式中、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、または置換カルボキシル基を示す。aおよびbはそれぞれ独立に0〜3の整数を示す。c、d、eおよびfはそれぞれ独立に0〜5の整数を示す。g、h、iおよびjはそれぞれ独立に0〜7の整数を示す。R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13およびR14がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Yは前記と同じ意味を表す。〕
また、溶媒に対する溶解性の観点から、a+b、c+d、e+f、g+h、i+jは1以上が好ましい。
また、上記具体例の中で、YはO原子またはS原子である構造が好ましい。
次に、3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造について説明する。
3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造は、3重項励起状態からの発光を示す金属錯体から誘導される構造であり、通常は、該錯体の配位子から、水素原子を1個または2個除いた残基の形で分子内に存在する。
3重項励起状態からの発光を示す金属錯体としては、例えば、燐光発光や、この燐光発光に加えて蛍光発光が観測される錯体も含まれ、例えば、従来から低分子系のEL発光性材料として利用されてきたものがあげられる。これらは、例えば、Nature, (1998), 395, 151、Appl. Phys. Lett. (1999), 75(1), 4、Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (2001), 4105(Organic Light-Emitting Materials and DevicesIV), 119、J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304、Appl. Phys. Lett., (1997), 71(18), 2596、Syn. Met., (1998), 94(1), 103、Syn. Met., (1999), 99(2), 1361、Adv. Mater., (1999), 11(10), 852等に開示されている。
3重項発光錯体の中心金属としては、通常、原子番号50以上の原子で、該錯体にスピン−軌道相互作用があり、1重項状態と3重項状態間の項間交差を起こしうる金属であり、例えば、金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウム、タングステン、ユーロピウム、テルビウム、ツリウム、ディスプロシウム、サマリウム、プラセオジウム、ガドリニウム、イットリビウム原子が好ましく、より好ましくは金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウム、タングステン原子であり、さらに好ましくは金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウム原子であり、もっとも好ましくは金、白金、イリジウム、レニウム原子である。
3重項発光錯体の配位子としては、例えば、8−キノリノールおよびその誘導体、ベンゾキノリノールおよびその誘導体、2−フェニル−ピリジンおよびその誘導体、2−フェニル−ベンゾチアゾールおよびその誘導体、2−フェニル−ベンゾオキサゾールおよびその誘導体、ポルフィリンおよびその誘導体などが挙げられる。
3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造としては、以下の3重項発光錯体化合物のR’を1個または2個除いた残基が、挙げられる。
Figure 2005226066

Figure 2005226066

Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066

Figure 2005226066

Figure 2005226066
Figure 2005226066
ここで、R'は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基を示す。溶媒への溶解性を高めるためには、アルキル基、アルコキシ基が好ましく、また置換基を含めた繰り返し単位の形状の対称性が少ないことが好ましい。
R'の具体例としては、上記Rで示したものと同じものが例示される。
本発明において、三重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造が、高分子鎖中の繰り返し単位として含まれる場合、その繰り返し単位は、例えば、下式(14)、(15)または(16)で示される。


Figure 2005226066

〔式中、Kは、Mと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子、ハロゲン原子または水素原子を表す。Mは、原子番号50以上で、スピン−軌道相互作用により本化合物において1重項状態と3重項状態間の項間交差を起こしうる金属原子を表し、Hは、Mと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子であり、h1は1〜3の整数を示し、k1は0〜3の整数を示し、h1+k1は1〜5の整数である。L1は、Mと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子から2個の水素原子を取り除いた残基を表す。〕

Figure 2005226066
(式中、M、H、Kは、前記と同じ意味を表す。L2およびL3は、それぞれ独立に、Mと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子から1個の水素原子を取り除いた残基を表す。h2は1〜3の整数、k2は0〜3の整数を示し、h2+k2は1〜3の整数である。)

Figure 2005226066
(式中、M、H、Kは、前記と同じ意味を表す。Ar19は、3価の芳香族基または3価の複素環基を表す。L4は、Mと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子から1個の水素原子を取り除いた残基である。h3は1〜3の整数、k3は0〜3の整数を示し、h3+k3は1〜4の整数である。)
本発明において、3価の芳香族基とは、芳香族化合物から水素原子3個を除いた残りの原子団をいい、炭素数は通常4〜60、好ましくは4〜20である。なお、3価の芳香族化合物の炭素数には置換基の炭素数は含まれない。具体的には、Ar1に記載のアリーレン基として例示の基から水素原子1個を除いた基が例示される。
本発明において3価の複素環基とは、複素環化合物から水素原子3個を除いた残りの原子団をいい、炭素数は通常4〜60、好ましくは4〜20である。なお、3価の複素環の炭素数には置換基の炭素数は含まれない。具体的には、Ar1に記載の2価の複素環基として例示の基から水素原子1個を除いた基が例示される。
上記式(14)〜(16)で示される繰返し単位の量の合計は、本発明の高分子化合物の有する全繰返し単位のモル数の合計に対して、通常、0.01〜50モル%であり、好ましくは0.1〜10モル%である。
また、本発明の三重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造が、高分子鎖の末端に含まれる場合、その末端構造は、例えば、下式(17)で示される。


Figure 2005226066
〔式中、M、H、Kは、前記と同じ意味を表す。L5は、Mと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子から1個の水素原子を取り除いた残基であり、h4は、1〜3の整数、k4は、0〜3の整数を表し、h4+k4は1〜4の整数である。〕
上記式(14)〜(17)において、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上のMと結合する原子を含む配位子としては、アルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケン配位子、アルキン配位子、アミン配位子、イミン配位子、アミド基、酸イミド基、イソニトリル配位子、シアノ基、ホスフィン配位子、ホスフィンオキシド配位子、亜リン酸エステル配位子、スルホン配位子、スルホキシド配位子、スルホネート基、スルフィド配位子、複素環配位子、カルボキシル基、カルボニル配位子およびエーテル配位子が挙げられ、これらを組み合わせた多座の配位子であってもよい。
アルケン配位子としては特に限定されるものではないが、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンまたはデセン等が挙げられる。
アルキン配位子としては特に限定されるものではないが、例えば、アセチレン、フェニルアセチレンまたはジフェニルアセチレン等が挙げられる。
イソニトリル配位子としては特に限定されるものではないが、例えば、t−ブチルイソニトリルまたはフェニルイソニトリル等が挙げられる。
ホスフィン配位子としては、Mとリン原子で配位結合するものであって、トリフェニルホスフィン、トリ−o−トリルホスフィン、トリ−t−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンが例示される。
ホスフィンオキシド配位子としては特に限定されるものではないが、例えば、トリブチルホスフィンオキシドまたはトリフェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。
亜リン酸エステル配位子としては、Mとリン原子で配位結合するものであって、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリベンジルホスファイトが例示される。
スルホン配位子としては特に限定されるものではないが、例えば、ジメチルスルホンまたはジブチルスルホン等が挙げられる。
スルホキシド配位子としては特に限定されるものではないが、例えば、ジメチルスルホキシドまたはジブチルスルホキシド等が挙げられる。
スルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が例示される。
スルフィド配位子としては、Mと硫黄原子と配位結合するものであって、ジメチルスルフィド、ジフェニルスルフィド、チオアニソールが例示される。
複素環配位子としては、0価でも1価でもよく、0価のものとしては例えば、2,2‘−ビピリジル、1,10−フェナントロリン、2−(4−チオフェン−2−イル)ピリジン、2−(ベンゾチオフェン−2−イル)ピリジンなどから水素原子1個を除いた原子団が例示され、1価のものとしては例えば、フェニルピリジン、2-(パラフェニルフェニル)ピリジン、7−ブロモベンゾ[h]キノリン、2−(4−フェニルチオフェン−2−イル)ピリジン、2−フェニルベンゾオキサゾール、2-(パラフェニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−フェニルベンゾチアゾール、2−(パラフェニルフェニル)ベンゾチアゾールなどから水素原子1個を除いた原子団が例示される。
カルボキシル基としては特に限定されるものではないが、例えば、アセトキシ基、ナフテネート基または2−エチルヘキサノエート基等が挙げられる。
カルボニル配位子としては、Mと酸素原子で配位結合するものであって、一酸化炭素やアセトン、ベンゾフェノンなどのケトン類、アセチルアセトン、アセナフトキノンなどのジケトン類が例示される。
エーテル配位子としては、Mと酸素原子で配位結合するものであって、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンなどが例示される。
これらが結合した多座の配位子(2座以上の基)としてはフェニルピリジン、2-(パラフェニルフェニル)ピリジン、2−フェニルベンゾオキサゾール、2-(パラフェニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−フェニルベンゾチアゾール、2−(パラフェニルフェニル)ベンゾチアゾール、1,3−ジ(2−ピリジル)ベンゼンなど、複素環とベンゼン環が結合した基、2−(4−チオフェン−2−イル)ピリジン、2−(4−フェニルチオフェン−2−イル)ピリジン、2−(ベンゾチオフェン−2−イル)ピリジン、2,2’:6’,2”−ターピリジン、2,3,7,8,12,13,17,18-オクタエチル-21H,23H-ポルフィリンなど、2つ以上の複素環が結合した基、アセチルアセトナート、ジベンゾメチラート、テノイルトリフルオロアセトナートなどのアセトナート類が例示される。
アルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、スルホネート基、シアノ基、複素環配位子、カルボニル配位子、エーテル配位子、アミン配位子、イミン配位子、ホスフィン配位子、亜リン酸エステル配位子、およびスルフィド配位子を組合わせた多座配位子としては、アセチルアセトナート、ジベンゾメチラート、テノイルトリフルオロアセトナートなどのアセトナート類などが例示される。
Mは、原子番号50以上で、スピン−軌道相互作用により本化合物において1重項状態と3重項状態間の項間交差を起こしうる金属原子を表す。
Mで示される原子としては、レニウム原子、オスミウム原子、イリジウム原子、白金原子、金原子、ランタン原子、セリウム原子、プラセオジム原子、ネオジム原子、プロメチウム原子、サマリウム原子、ユーロピウム原子、ガドリニウム原子、テルビウム原子、ジスプロシウム原子などが例示され、好ましくはレニウム原子、オスミウム原子、イリジウム原子、白金原子、金原子、サマリウム原子、ユーロピウム原子、ガドリニウム原子、テルビウム原子、ジスプロシウム原子であり、発光効率の点でより好ましくはイリジウム原子、白金原子、金原子、ユーロピウム原子である。
HはMと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子を表す。
Mと結合する原子として、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる1つ以上の原子を含む配位子はKについて例示のものと同じである。
Hとしてはたとえば、ピリジン環、チオフェン環、ベンゾオキサゾール環などの複素環類やベンゼン環が結合して構成された配位子が挙げられる。
好ましいものとしては、Hが、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる2つの原子で、Mと結合して5員環を形成する2座配位子である場合:
フェニルピリジン、2-(パラフェニルフェニル)ピリジン、7−ブロモベンゾ[h]キノリン、2−(4−チオフェン−2−イル)ピリジン、2−(4−フェニルチオフェン−2−イル)ピリジン、2−フェニルベンゾオキサゾール、2-(パラフェニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−フェニルベンゾチアゾール、2−(パラフェニルフェニル)ベンゾチアゾール、2−(ベンゾチオフェン−2−イル)ピリジンなど
Hが、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれるいずれか3つの原子でMと結合する3座配位子である場合:
2,2’:6’,2”−ターピリジン、1,3−ジ(2−ピリジル)ベンゼンなどが挙げられる。
Hが、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれるいずれか4つの原子でMと結合する4座配位子である場合:
4つのピロール環が環状につながった配位子である7,8,12,13,17,18-ヘキサキスエチル-21H,23H-ポルフィリンなどが
が挙げられる。
Hは置換基を有していてもよく、その例として、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基が挙げられる。
Hとしては、以下のものが例示される。

Figure 2005226066


Figure 2005226066
ここに、R’’は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミノ基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基、を示す。具体的には、上記Rに記載の基が例示される。R’’は互いに結合して環を形成してもよい。溶媒への溶解性を高めるために、R’’の少なくとも1つが長鎖のアルキル基を含むことが好ましい。
R''の具体例としては、上記R、R'で示したものと同じものが例示される。
化合物の安定性の面でHが、少なくとも1つの窒素原子または炭素原子でMと結合することが好ましく、HがMと多座で結合することがより好ましい。
Hが、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれる2つの原子で、Mと結合して5員環を形成する2座配位子である場合、Mが少なくとも1つの炭素原子と結合するとさらに好ましく、Hが下記式(H−1)、(H−2)、(H−3)または(H−4)で示される2座配位子である時、より好ましい。
Figure 2005226066
式(H−1)中、Ra〜Rhは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基を示す。
Figure 2005226066
式(H−2)中、TはSまたはOであり、Ri〜Rnは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基を示す。また、RiとRjは環を形成していても良く、その場合、縮環したベンゼン環であってもよい。
Figure 2005226066
式(H−3)中、Ra1〜Rj1は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基を示す。
Figure 2005226066
式(H−4)中、Ra2〜Rj2は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基を示す。
Hが、窒素原子、酸素原子、炭素原子、硫黄原子および燐原子から選ばれるいずれか3つの原子でMと結合する3座配位子である場合、Hが下記式(H−5)または(H−6)で示される3座配位子である時、より好ましい。
Figure 2005226066
式(H−5)中、Ra3〜Rk3は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基を示す。
Figure 2005226066
式(H−6)中、Ra4〜Rk4は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、置換アミノ基、置換シリル基、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シアノ基、1価の複素環基を示す。
a〜Rn、Ra1〜Rj1、Ra2〜Rj2、Ra3〜Rk3およびRa4〜Rk4の具体例としては、上記R、R'で示したものと同じものが例示される。
1、L2、L3、L4またはL5としては、上記Hに記載の基から高分子鎖への結合数に応じた数のR''またはR''上の水素原子を除いた残基が挙げられ、具体的には、前記構造式で示した具体例のそれぞれから、高分子鎖への結合数に応じた数のR''またはR''上の水素原子を除いた残基が挙げられる。
1の場合、高分子鎖への結合数は2であり、L2、L3、L4、L5の場合、高分子鎖への結合数は1である。
本発明の高分子錯体化合物は、発光強度を高める観点から、三重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造の他に、異なる置換基を有する、同じ式(1)の構造を有するもの同士との共重合体、または式(1)の繰り返し単位と、それ以外の繰り返し単位を、1種類以上含む共重合体が好ましい。このような繰り返し単位としては、下記式(3)、式(4)、式(5)または式(6)で示される繰り返し単位が好ましい。
−Ar1− (3)

Figure 2005226066
−Ar4−X2− (5)
−X3− (6)

式中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4はそれぞれ独立にアリーレン基または2価の複素環基を示す。X1、X2およびX3はそれぞれ独立に−CR15=CR16−、−C≡C−、−N(R17)−、または−(SiR1819m−を示す。R15およびR16は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。R17、R18およびR19は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、アリールアルキル基、置換アミノ基を示す。ffは0〜2の整数を示す。mは1〜12の整数を示す。R15、R16、R17、R18およびR19がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
アリーレン基とは、芳香族炭化水素から、水素原子2個を除いた原子団であり、通常炭素数は6〜60程度であり、好ましくは6〜20である。ここに芳香族炭化水素としては、縮合環をもつもの、独立したベンゼン環または縮合環2個以上が直接またはビニレン等の基を介して結合したものが含まれる。
アリーレン基としては、フェニレン基(例えば、下図の式1〜3)、ナフタレンジイル基(下図の式4〜13)、アントラセン−ジイル基(下図の式14〜19)、ビフェニル−ジイル基(下図の式20〜25)、フルオレン−ジイル基(下図の式36〜38)、ターフェニル−ジイル基(下図の式26〜28)、スチルベン−ジイル(下図の式A〜D), ジスチルベン−ジイル (下図の式E,F)、 縮合環化合物基(下図の式29〜38)などが例示される。中でもフェニレン基、ビフェニレン基、フルオレン−ジイル基、スチルベン−ジイル基が好ましい。
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
また、2価の複素環基とは、複素環化合物から水素原子2個を除いた残りの原子団をいい、炭素数は通常3〜60程度である。
ここに複素環化合物とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、リン、ホウ素、ヒ素などのヘテロ原子を環内に含むものをいう。
2価の複素環基としては、例えば以下のものが挙げられる。
ヘテロ原子として、窒素を含む2価の複素環基;ピリジンージイル基(下図の式39〜44)、ジアザフェニレン基(下図の式45〜48)、キノリンジイル基(下図の式49〜63)、キノキサリンジイル基(下図の式64〜68)、アクリジンジイル基(下図の式69〜72)、ビピリジルジイル基(下図の式73〜75)、フェナントロリンジイル基(下図の式76〜78)、など。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、セレンなどを含みフルオレン構造を有する基(下図の式79〜93)。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員環複素環基:(下図の式94〜98)が挙げられる。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、セレンなどを含む5員環縮合複素基:(下図の式99〜108)が挙げられる。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員環複素環基でそのヘテロ原子のα位で結合し2量体やオリゴマーになっている基:(下図の式109〜113)が挙げられる。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員環複素環基でそのヘテロ原子のα位でフェニル基に結合している基:(下図の式113〜119)が挙げられる。
ヘテロ原子として酸素、窒素、硫黄、などを含む5員環縮合複素環基にフェニル基やフリル基、チエニル基が置換した基:(下図の式120〜125)が挙げられる。
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
Figure 2005226066
上記の式1〜125で示した例において、Rはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。また、式1〜132の基が有する炭素原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子と置き換えられていてもよく、水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。
上記式(3)で示される繰り返し単位の中では、下記式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、または式(12)で示される繰り返し単位が好ましい。

Figure 2005226066
〔式中、R20は、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。nは0〜4の整数を示す。R20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(7)の具体例としては、
Figure 2005226066
があげられる。

Figure 2005226066

〔式中、R21およびR22は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。oおよびpはそれぞれ独立に0〜3の整数を示す。R21およびR22がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕
式(8)の具体例としては
Figure 2005226066

があげられる。

Figure 2005226066

式中、R23およびR26は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。qおよびrはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。R24およびR25は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。R23およびR26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(9)の具体例としては
Figure 2005226066
があげられる。

Figure 2005226066
〔式中、R27は、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。sは0〜2の整数を示す。Ar13およびAr14はそれぞれ独立にアリーレン基、2価の複素環基または金属錯体構造を有する2価の基を示す。ssおよびttはそれぞれ独立に0または1を示す。X4は、O、S、SO、SO2、Se,またはTeを示す。R27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(10)の具体例としては
Figure 2005226066
があげられる。

Figure 2005226066
〔式中、R28およびR29は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。tおよびuはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。X5は、O、S、SO2、Se,Te、N−R30、またはSiR3132を示す。X6およびX7は、それぞれ独立にNまたはC−R33を示す。R30、R31、R32およびR33はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基または1価の複素環基を示す。R28、R29およびR33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(11)で示される繰り返し単位の中央の5員環の例としては、チアジアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、チオフェン、フラン、シロールなどが挙げられる。
式(11)の具体例としては
Figure 2005226066
があげられる。

Figure 2005226066
〔式中、R34およびR39は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。vおよびwはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。R35、R36、R37およびR38は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。Ar5はアリーレン基、2価の複素環基または金属錯体構造を有する2価の基を示す。R34およびR39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(12)の具体例としては
Figure 2005226066
があげられる。

また上記式(4)で示される繰り返し単位の中で、下記式(13)で示される繰り返し単位が好ましい。

Figure 2005226066

〔式中、Ar6、Ar7、Ar8およびAr9はそれぞれ独立にアリーレン基または2価の複素環基を示す。Ar10、Ar11およびAr12はそれぞれ独立にアリール基、または1価の複素環基を示す。Ar6、Ar7、Ar8、Ar9、およびAr10は置換基を有していてもよい。xおよびyはそれぞれ独立に0または1を示し、0≦x+y≦1である。〕
上記式(13)で示される繰り返し単位の具体例としては、以下の(式126〜133)で示されるものが挙げられる。


Figure 2005226066
Figure 2005226066


Figure 2005226066
上記式においてRは、前記式1〜125のそれと同じである。上記の例において、1つの構造式中に複数のRを有しているが、それらは同一であってもよいし、異なる基であってもよい。溶媒への溶解性を高めるためには、水素原子以外を1つ以上有していることが好ましく、また置換基を含めた繰り返し単位の形状の対称性が少ないことが好ましい。
さらに、上記式においてRがアリール基や複素環基をその一部に含む場合は、それらがさらに1つ以上の置換基を有していてもよい。
また、上記式においてRがアルキル鎖を含む置換基においては、それらは直鎖、分岐または環状のいずれかまたはそれらの組み合わせであってもよく、直鎖でない場合、例えば、イソアミル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、シクロヘキシル基、4−C1〜C12アルキルシクロヘキシル基などが例示される。高分子化合物の溶媒への溶解性を高めるためには、1つ以上に環状または分岐のあるアルキル鎖が含まれることが好ましい。
また、複数のRが連結して環を形成していてもよい。さらに、Rがアルキル鎖を含む基の場合は、該アルキル鎖は、ヘテロ原子を含む基で中断されていてもよい。ここに、ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子などが例示される。
中でも下記式(13−2)で示される繰り返し単位が好ましい。
Figure 2005226066
〔式中、R40、R41およびR42は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。hh、iiおよびjjはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。zは1〜2の整数を示す。R40、R41およびR42が複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕
なお、本発明の高分子錯体化合物は、蛍光特性や電荷輸送特性を損なわない範囲で、上記式(1)で示される繰り返し単位及び式(3)〜式(13)で示される繰り返し単位以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。また、これらの繰り返し単位や他の繰り返し単位が、非共役の単位で連結されていてもよいし、繰り返し単位にそれらの非共役部分が含まれていてもよい。結合構造としては、以下に示すもの、および以下に示すもののうち2つ以上を組み合わせたものなどが例示される。ここで、Rは前記のものと同じ置換基から選ばれる基であり、Ar15は炭素数6〜60個の炭化水素基を示す。

Figure 2005226066
本発明の高分子錯体化合物は、3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造を2種類以上有していてもよい。それぞれの金属錯体構造は、互いに同じ金属を有していてもよいし、異なる金属を有していてもよい。また、それぞれの金属錯体構造は、互いに異なる配位子を有していても良いし、互いに異なる発光色を有していても良い。例えば、緑色に発光する金属錯体構造と、赤色に発光する金属錯体構造の両方が1つの高分子錯体化合物に含まれている場合などが例示される。このとき、適度な量の金属錯体構造が含まれるように設計することにより、発光色を制御することができるので、好ましい。
また、本発明の高分子錯体化合物は、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であってもよい。発光の量子収率の高い高分子発光体を得る観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共重合体が好ましい。主鎖に枝分かれがあり、末端部が3つ以上ある場合も含まれる。
また、本発明の高分子錯体化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、素子にしたときの発光特性や寿命が低下する可能性があるので、安定な基で保護されていてよい。主鎖の共役構造と連続した共役結合を有しているものが好ましく、例えば、炭素―炭素結合を介してアリール基または複素環基と結合している構造が例示される。具体的には、特開平9−45478号公報の化10に記載の置換基等が例示される。
本発明の高分子錯体化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は通常103〜108であり、好ましくは104〜106である。また、ポリスチレン換算の重量平均分子量は通常103〜108であり、好ましくは5×104〜5×106である。
本発明の高分子錯体化合物に対する良溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、n−ブチルベンゼンなどが例示される。高分子錯体化合物の構造や分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に0.1重量%以上溶解させることができる。
次に本発明の高分子錯体化合物の製造方法について説明する。
本発明の高分子錯体化合物が主鎖にビニレン基を有する場合には、例えば特開平5−202355号公報に記載の方法が挙げられる。すなわち、ホルミル基を有する化合物とホスホニウムメチル基を有する化合物との、もしくはホルミル基とホスホニウムメチル基とを有する化合物のWittig反応による重合、ビニル基を有する化合物とハロゲン原子を有する化合物とのHeck反応による重合、モノハロゲン化メチル基を2つあるいは2つ以上有する化合物の脱ハロゲン化水素法による重縮合、スルホニウムメチル基を2つあるいは2つ以上有する化合物のスルホニウム塩分解法による重縮合、ホルミル基を有する化合物とシアノ基を有する化合物とのKnoevenagel反応による重合などの方法、ホルミル基を2つあるいは2つ以上有する化合物のMcMurry反応による重合などの方法が例示される。
本発明の高分子錯体化合物が主鎖に三重結合を有する場合には、例えば、Heck反応が利用できる。
また、主鎖にビニレン基や三重結合を有しない場合には、例えば該当するモノマーからSuzukiカップリング反応により重合する方法、Grignard反応により重合する方法、Ni(0)触媒により重合する方法、FeCl3等の酸化剤により重合する方法、電気化学的に酸化重合する方法、あるいは適当な脱離基を有する中間体高分子の分解による方法などが例示される。
これらのうち、 Wittig反応による重合、Heck反応による重合、Knoevenagel反応による重合、およびSuzukiカップリング反応により重合する方法、Grignard反応により重合する方法、Ni(0)触媒により重合する方法が、構造制御がしやすいので好ましい。
具体的には、モノマーとなる、反応性置換基を複数有する化合物を、必要に応じ、有機溶媒に溶解し、例えばアルカリや適当な触媒を用い、有機溶媒の融点以上沸点以下で、反応させることができる。例えば、“オルガニック リアクションズ(Organic Reactions)”,第14巻,270−490頁,ジョンワイリー アンド サンズ(John Wiley&Sons,Inc.),1965年、“オルガニック リアクションズ(Organic Reactions)”,第27巻,345−390頁,ジョンワイリー アンド サンズ(John Wiley&Sons,Inc.),1982年、“オルガニック シンセシス(Organic Syntheses)”,コレクティブ第6巻(Collective Volume VI),407−411頁,ジョンワイリー アンド サンズ(John Wiley&Sons,Inc.),1988年、ケミカル レビュー(Chem.Rev.),第95巻,2457頁(1995年)、ジャーナル オブ オルガノメタリック ケミストリー(J.Organomet.Chem.),第576巻,147頁(1999年)、ジャーナル オブ プラクティカル ケミストリー(J.Prakt.Chem.),第336巻,247頁(1994年)、マクロモレキュラー ケミストリー マクロモレキュラー シンポジウム(Makromol.Chem.,Macromol.Symp.),第12巻,229頁(1987年)などに記載の公知の方法を用いることができる。
有機溶媒としては、用いる化合物や反応によっても異なるが、一般に副反応を抑制するために、用いる溶媒は十分に脱酸素処理を施し、不活性雰囲気化で反応を進行させることが好ましい。また、同様に脱水処理を行うことが好ましい。但し、Suzukiカップリング反応のような水との2相系での反応の場合にはその限りではない。
反応させるために適宜アルカリや適当な触媒を添加する。これらは用いる反応に応じて選択すればよい。該アルカリまたは触媒は、反応に用いる溶媒に十分に溶解するものが好ましい。アルカリまたは触媒を混合する方法としては、反応液をアルゴンや窒素などの不活性雰囲気下で攪拌しながらゆっくりとアルカリまたは触媒の溶液を添加するか、逆にアルカリまたは触媒の溶液に反応液をゆっくりと添加する方法が例示される。
例えば、繰り返し単位として上記式(14)を含む高分子錯体化合物は下記式(18)で示されるモノマーを例えば、(1)式のモノマーまたは(1)式および(3)、(4)、(5)および(6)式から選ばれる1つ以上のモノマー共存下に縮合重合することにより好適に製造することができる。
Figure 2005226066

〔式中、M、H、K、L1、h1およびk1は、前記と同じ意味を表す。W1およびW2はそれぞれ独立にハロゲン原子、スルホネート基、−B(OH)2、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホルミル基、シアノ基またはビニル基を示す。〕
また、繰り返し単位として上記式(15)を含む高分子錯体化合物は下記式(19)で示されるモノマーを例えば、(1)式のモノマーまたは(1)式および(3)、(4)、(5)および(6)式から選ばれる1つ以上のモノマー共存下に縮合重合することにより好適に製造することができる。

Figure 2005226066

(式中、M、H、K、L2、L3、h2およびk2は、前記と同じ意味を表す。W3およびW4はそれぞれ独立にハロゲン原子、スルホネート基、−B(OH)2、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホルミル基、シアノ基またはビニル基を示す。)
ここに、W3、W4としては、ハロゲン原子、−B(OH)2、ホウ酸エステル基が好ましく、ハロゲン原子がさらに好ましい。
上記式(19)で示されるモノマーとして、例えば、上記式MC−1からMC−37の化合物のそれぞれが有するR’のうち2個をW3およびW4としたものが挙げられその例としては、下記式(19−a)から(19−j)で示されるものがあげられる。
Figure 2005226066











Figure 2005226066

上記式(19)で示されるモノマーの具体例としては、(19−a)から(19−j)のそれぞれについて臭素原子の位置が同一配位子上のR’と入れ変わっているもの、中心金属のIrが、他の金属と変わっているものも挙げられる。
また、繰り返し単位として上記式(16)を含む高分子錯体化合物は下記式(20)で示されるモノマーを例えば、(1)式のモノマーまたは(1)式および(3)、(4)、(5)および(6)式から選ばれる1つ以上のモノマー共存下に縮合重合することにより好適に製造することができる。

Figure 2005226066
(式中、M、H、K、Ar19、L4、h3およびk3は、前記と同じ意味を表す。W5およびW6はそれぞれ独立にハロゲン原子、スルホネート基、−B(OH)2、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホルミル基、シアノ基またはビニル基を示す。)
上記W1〜W6で示される基のうち、ハロゲン原子、スルホネート基、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基としては、以下に記載の基が例示される。
ハロゲン原子としては、塩素、臭素、よう素が例示される。
スルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が例示される。
ホウ酸エステル基としては、下記式で示される基が例示される。
Figure 2005226066
スルホニウムメチル基としては、下記式で示される基が例示される。
−CH2+Me2-、−CH2+Ph2- (Xはハロゲン原子を示す。)
ホスホニウムメチル基としては、下記式で示される基が例示される。
−CH2+Ph3- (Xはハロゲン原子を示す。)
ホスホネートメチル基としては、下記式で示される基が例示される。
−CH2P(=O)(OR''')2 (R'''はアルキル基、アリール基またはアリールアルキル基を示す。)
モノハロゲン化メチル基としては、塩化メチル基、臭化メチル基、ヨウ化メチル基が例示される。
本発明の高分子錯体化合物が式(14)〜(16)の繰返し単位以外の繰返し単位を有する場合には、該式(14)〜(16)以外の繰返し単位以外の繰返し単位となる単量体を共重合させればよい。
式(14)〜(16)の繰返し以外の繰返し単位となる単量体としては下記式(21)、(22)の化合物が例示される。
5−Ar16−(CR43=CR44l−X6 (21)
式中、Ar16、R43、R44、lは前記と同じ。X5、X6はそれぞれ独立にハロゲン原子、スルホネート基、−B(OH)2、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホルミル基、シアノ基またはビニル基を示す。
Figure 2005226066

式中、Ar17、Ar18、R45、mは前記と同じ。X7、X8はそれぞれ独立にハロゲン原子、スルホネート基、−B(OH)2、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホルミル基、シアノ基またはビニル基を示す。
5乃至X8で示される基のうち、ハロゲン原子、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、スルホネートメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基としては、上記W1、W2に記載の基が例示される。
本発明の高分子錯体化合物は、下記式(23)で示されるモノマーを例えば、(1)式のモノマーまたは(1)式および(3)、(4)、(5)および(6)式から選ばれる1つ以上のモノマー共存下に共重合させることにより製造することができる。
Figure 2005226066

〔式中、M、H、K、L5、h4およびk4は、前記と同じ意味を表す。X9はハロゲン原子、−B(OH)2、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、スルホネートメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホルミル基、シアノ基またはビニル基を示す。〕
9で示される基のうち、ハロゲン原子、スルホネート基、ホウ酸エステル基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基としては、上記W1、W2に記載の基が例示される。
ここに、X9としては、ハロゲン原子、−B(OH)2、ホウ酸エステル基が好ましく、ハロゲン原子がさらに好ましい。
上記式(23)で示されるモノマーとして、例えば、上記式MC−1からMC−37の化合物のそれぞれが有するR’のうち1個をX9としたものが挙げられその例としては、下記式(23−a)から(23−j)で示されるものがあげられる。
Figure 2005226066



Figure 2005226066
上記式(23)で示されるモノマーの具体例としては、(23−a)から(23−j)のそれぞれについて臭素原子の位置が同一配位子上のR’と入れ変わっているもの、中心金属のIrが、他の金属と変わっているものも挙げられる。
本発明の高分子錯体化合物からなる発光体を有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる場合、その純度が発光特性等の素子の性能に影響を与えるため、重合前のモノマーを蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で精製したのちに重合することが好ましく、また、重合後、再沈精製、クロマトグラフィーによる分別等の純化処理をすることが好ましい。
本発明の高分子錯体化合物の製造方法としては、上述のように3重項発光錯体の基と重合活性基を有するモノマーを原料として使用して重合することにより製造することができ、また、上記H、K、L1、L4またはL5で示される配位子の基と重合活性基を有するモノマーを原料として使用して重合して重合体を得、該重合体を、該3重項発光錯体の中心金属と反応させてもよい。
次に本発明の高分子錯体化合物の用途について説明する。
本発明の高分子錯体化合物は、固体状態で蛍光または燐光を有し、高分子発光体(高分子量の発光材料)として用いることができる。また、該高分子錯体化合物は優れた電子輸送能を有しており、高分子LED用材料や電荷輸送材料として好適に用いることができる。該高分子発光体を用いた高分子LEDは低電圧、高効率で駆動できる高性能の高分子LEDである。従って、該高分子LEDは液晶ディスプレイのバックライト、または照明用としての曲面状や平面状の光源、セグメントタイプの表示素子、ドットマトリックスのフラットパネルディスプレイ等の装置に好ましく使用できる。
また、本発明の高分子錯体化合物はレーザー用色素、有機太陽電池用材料、有機トランジスタ用の有機半導体、導電性薄膜、有機半導体薄膜などの伝導性薄膜用材料としても用いることができる。
さらに、蛍光や燐光を発する発光性薄膜材料としても用いることができる。
次に、本発明の高分子LEDについて説明する。
本発明の高分子LEDは、陽極および陰極からなる電極間に、有機層を有し、該有機層が本発明の高分子錯体化合物を含むことを特徴とする。
有機層は、発光層、正孔輸送層、電子輸送層等のいずれであってもよいが、有機層が発光層であることが好ましい。
ここに、発光層とは、発光する機能を有する層をいい、正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層をいい、電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層をいう。なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層と呼ぶ。発光層、正孔輸送層、電子輸送層は、それぞれ独立に2層以上用いてもよい。
有機層が発光層である場合、有機層である発光層がさらに正孔輸送性材料、電子輸送性材料または蛍光性材料を含んでいてもよい。
正孔輸送材料、電子輸送材料、蛍光材料から選ばれる少なくとも1種類以上の化合物と本発明の高分子錯体化合物を含有する組成物は、発光材料や電荷輸送材料として用いることができる。
本発明の高分子錯体化合物と正孔輸送性材料と混合する場合には、その混合物全体に対して、正孔輸送性材料の混合割合は1wt%〜80wt%であり、好ましくは5wt%〜60wt%である。本発明の高分子材料と電子輸送性材料を混合する場合には、その混合物全体に対して電子輸送性材料の混合割合は1wt%〜80wt%であり、好ましくは5wt%〜60wt%である。さらに、本発明の高分子錯体化合物と蛍光性材料を混合する場合にはその混合物全体に対して蛍光性材料の混合割合は1wt%〜80wt%であり、好ましくは5wt%〜60wt%である。本発明の高分子錯体化合物と蛍光性材料、正孔輸送性材料および/または電子輸送性材料を混合する場合にはその混合物全体に対して蛍光性材料の混合割合は1wt%〜50wt%であり、好ましくは5wt%〜40wt%であり、正孔輸送性材料と電子輸送性材料はそれらの合計で1wt%〜50wt%であり、好ましくは5wt%〜40wt%であり、本発明の高分子錯体化合物の含有量は99wt%〜20wt%である。
混合する正孔輸送性材料、電子輸送性材料、蛍光性材料は公知の低分子化合物や高分子化合物が使用できるが、高分子化合物を用いることが好ましい。 高分子化合物の正孔輸送性材料、電子輸送性材料および蛍光性材料としては、WO99/13692、WO99/48160、GB2340304A、WO00/53656、WO01/19834、WO00/55927、GB2348316、WO00/46321、WO00/06665、WO99/54943、WO99/54385、US5777070、WO98/06773、WO97/05184、WO00/35987、WO00/53655、WO01/34722、WO99/24526、WO00/22027、WO00/22026、WO98/27136、US573636、WO98/21262、US5741921、WO97/09394、WO96/29356、WO96/10617、EP0707020、WO95/07955、特開平2001−181618、特開平2001−123156、特開平2001−3045、特開平2000−351967、特開平2000−303066、特開平2000−299189、特開平2000−252065、特開平2000−136379、特開平2000−104057、特開平2000−80167、特開平10−324870、特開平10−114891、特開平9−111233、特開平9−45478等に開示されているポリフルオレン、その誘導体および共重合体、ポリアリーレン、その誘導体および共重合体、ポリアリーレンビニレン、その誘導体および共重合体、芳香族アミンおよびその誘導体の(共)重合体が例示される。
低分子化合物の蛍光性材料としでは、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセンもしくはその誘導体、ペリレンもしくはその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、8−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエンもしくはその誘導体、またはテトラフェニルブタジエンもしくはその誘導体などを用いることができる。
具体的には、例えば特開昭57−51781号、同59−194393号公報に記載されているもの等、公知のものが使用可能である。
本発明の高分子LEDが有する発光層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、例えば1nmから1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜200nmである。
発光層の形成方法としては、例えば、溶液からの成膜による方法が例示される。溶液からの成膜方法としては、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、ワイアーバーコート法、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、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の塗分けが容易であるという点で、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。
印刷法等で用いるインク組成物としては、少なくとも1種類の本発明の高分子化合物が含有されていればよく、また本発明の高分子錯体化合物以外に正孔輸送材料、電子輸送材料、蛍光材料、溶媒、安定剤などの添加剤を含んでいてもよい。
該インク組成物中における本発明の高分子錯体化合物の割合は、溶媒を除いた組成物の全重量に対して20wt%〜100wt%であり、好ましくは40wt%〜100wt%である。
またインク組成物中に溶媒が含まれる場合の溶媒の割合は、組成物の全重量に対して1wt%〜99.9wt%であり、好ましくは60wt%〜99.5wt%であり、さらに好ましく80wt%〜99.0wt%である。
インク組成物の粘度は印刷法によって異なるが、インクジェットプリント法などインク組成物中が吐出装置を経由するもの場合には、吐出時の目づまりや飛行曲がりを防止するために粘度が25℃において1〜100mPa・sの範囲であることが好ましい。
インク組成物として用いる溶媒としては特に制限はないが、該インク組成物を構成する溶媒以外の材料を溶解または均一に分散できるものが好ましい。該インク組成物を構成する材料が非極性溶媒に可溶なものである場合に、該溶媒としてクロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケト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等のエステル系溶媒が例示される。
また、本発明の高分子LEDとしては、陰極と発光層との間に、電子輸送層を設けた高分子LED、陽極と発光層との間に、正孔輸送層を設けた高分子LED、陰極と発光層との間に、電子輸送層を設け、かつ陽極と発光層との間に、正孔輸送層を設けた高分子LED等が挙げられる。
例えば、具体的には、以下のa)〜d)の構造が例示される。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
c)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(ここで、/は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。)
本発明の高分子LEDが正孔輸送層を有する場合、使用される正孔輸送性材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしくはその誘導体、またはポリ(2,5−チエニレンビニレン)もしくはその誘導体などが例示される。
具体的には、該正孔輸送性材料として、特開昭63−70257号公報、同63−175860号公報、特開平2−135359号公報、同2−135361号公報、同2−209988号公報、同3−37992号公報、同3−152184号公報に記載されているもの等が例示される。
これらの中で、正孔輸送層に用いる正孔輸送性材料として、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしくはその誘導体、またはポリ(2,5−チエニレンビニレン)もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送性材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。
また、低分子化合物の正孔輸送性材料としてはピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体が例示される。低分子の正孔輸送性材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分子バインダーとして、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしくはその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)もしくはその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等が例示される。
ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体は、例えばビニルモノマーからカチオン重合またはラジカル重合によって得られる。
ポリシランもしくはその誘導体としては、ケミカル・レビュー(Chem.Rev.)第89巻、1359頁(1989年)、英国特許GB2300196号公開明細書に記載の化合物等が例示される。合成方法もこれらに記載の方法を用いることができるが、特にキッピング法が好適に用いられる。
ポリシロキサンもしくはその誘導体は、シロキサン骨格構造には正孔輸送性がほとんどないので、側鎖または主鎖に上記低分子正孔輸送性材料の構造を有するものが好適に用いられる。特に正孔輸送性の芳香族アミンを側鎖または主鎖に有するものが例示される。
正孔輸送層の成膜の方法に制限はないが、低分子正孔輸送性材料では、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法が例示される。また、高分子正孔輸送性材料では、溶液からの成膜による方法が例示される。
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送性材料を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケト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等のエステル系溶媒が例示される。
溶液からの成膜方法としては、溶液からのスピンコート法、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、ワイアーバーコート法、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、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができる。
正孔輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚としては、例えば1nmから1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜200nmである。
本発明の高分子LEDが電子輸送層を有する場合、使用される電子輸送性材料としては公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または8−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。
具体的には、特開昭63−70257号公報、同63−175860号公報、特開平2−135359号公報、同2−135361号公報、同2−209988号公報、同3−37992号公報、同3−152184号公報に記載されているもの等が例示される。
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または8−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましく、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス(8−キノリノール)アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子電子輸送性材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液もしくは溶融状態からの成膜による方法が、高分子電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜による方法がそれぞれ例示される。溶液または溶融状態からの成膜時には、上記の高分子バインダーを併用してもよい。
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、電子輸送材料および/または高分子バインダーを溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケト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等のエステル系溶媒が例示される。
溶液または溶融状態からの成膜方法としては、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、ワイアーバーコート法、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、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができる。
電子輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該電子輸送層の膜厚としては、例えば1nmから1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜200nmである。
また、電極に隣接して設けた電荷輸送層のうち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、素子の駆動電圧を下げる効果を有するものは、特に電荷注入層(正孔注入層、電子注入層)と一般に呼ばれることがある。
さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して前記の電荷注入層又は膜厚2nm以下の絶縁層を設けてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。
積層する層の順番や数、および各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることができる。
本発明において、電荷注入層(電子注入層、正孔注入層)を設けた高分子LEDとしては、陰極に隣接して電荷注入層を設けた高分子LED、陽極に隣接して電荷注入層を設けた高分子LEDが挙げられる。
例えば、具体的には、以下のe)〜p)の構造が挙げられる。
e)陽極/電荷注入層/発光層/陰極
f)陽極/発光層/電荷注入層/陰極
g)陽極/電荷注入層/発光層/電荷注入層/陰極
h)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
i)陽極/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
j)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
k)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/陰極
l)陽極/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
m)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
n)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
o)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
p)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
電荷注入層の具体的な例としては、導電性高分子を含む層、陽極と正孔輸送層との間に設けられ、陽極材料と正孔輸送層に含まれる正孔輸送性材料との中間の値のイオン化ポテンシャルを有する材料を含む層、陰極と電子輸送層との間に設けられ、陰極材料と電子輸送層に含まれる電子輸送性材料との中間の値の電子親和力を有する材料を含む層などが例示される。
上記電荷注入層が導電性高分子を含む層の場合、該導電性高分子の電気伝導度は、10-5S/cm以上103以下であることが好ましく、発光画素間のリーク電流を小さくするためには、10-5S/cm以上102以下がより好ましく、10-5S/cm以上101以下がさらに好ましい。
上記電荷注入層が導電性高分子を含む層の場合、該導電性高分子の電気伝導度は、10-5S/cm以上103S/cm以下であることが好ましく、発光画素間のリーク電流を小さくするためには、10-5S/cm以上102S/cm以下がより好ましく、10-5S/cm以上101S/cm以下がさらに好ましい。
通常は該導電性高分子の電気伝導度を10-5S/cm以上103以下とするために、該導電性高分子に適量のイオンをドープする。
ドープするイオンの種類は、正孔注入層であればアニオン、電子注入層であればカチオンである。アニオンの例としては、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などが例示され、カチオンの例としては、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などが例示される。
電荷注入層の膜厚としては、例えば1nm〜100nmであり、2nm〜50nmが好ましい。
電荷注入層に用いる材料は、電極や隣接する層の材料との関係で適宜選択すればよく、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体、ポリキノリンおよびその誘導体、ポリキノキサリンおよびその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖または側鎖に含む重合体などの導電性高分子、金属フタロシアニン(銅フタロシアニンなど)、カーボンなどが例示される。
膜厚2nm以下の絶縁層は電荷注入を容易にする機能を有するものである。上記絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙げられる。膜厚2nm以下の絶縁層を設けた高分子LEDとしては、陰極に隣接して膜厚2nm以下の絶縁層を設けた高分子LED、陽極に隣接して膜厚2nm以下の絶縁層を設けた高分子LEDが挙げられる。
具体的には、例えば、以下のq)〜ab)の構造が挙げられる。
q)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/陰極
r)陽極/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
s)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
t)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/陰極
u)陽極/正孔輸送層/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
v)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
w)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/電子輸送層/陰極
x)陽極/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
y)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
z)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
aa)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
ab)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
本発明の高分子LEDを形成する基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板などが例示される。不透明な基板の場合には、反対の電極が透明または半透明であることが好ましい。
通常本発明の高分子LEDが有する陽極および陰極の少なくとも一方が透明または半透明である。陽極側が透明または半透明であることが好ましい。
該陽極の材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性ガラスを用いて作成された膜(NESAなど)や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、例えば10nmから10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmである。
また、陽極上に、電荷注入を容易にするために、フタロシアニン誘導体、導電性高分子、カーボンなどからなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚2nm以下の層を設けてもよい。
本発明の高分子LEDで用いる陰極の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましい。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、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、およびそれらのうち2つ以上の合金、あるいはそれらのうち1つ以上と、金、銀、白金、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つ以上との合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、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−アルミニウム合金などが挙げられる。陰極を2層以上の積層構造としてもよい。
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば10nmから10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmである。
陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が用いられる。また、陰極と有機物層との間に、導電性高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚2nm以下の層を設けてもよく、陰極作製後、該高分子LEDを保護する保護層を装着していてもよい。該高分子LEDを長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層および/または保護カバーを装着することが好ましい。
該保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板などを用いることができ、該カバーを熱効果樹脂や光硬化樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタメージを与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、いずれか1つ以上の方策をとることが好ましい。
本発明の高分子LEDは面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライト、照明として用いることができる。
本発明の高分子LED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。また、パターン状の発光を得るためには、前記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、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、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、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をとも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蛍光体を塗り分ける方法や、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素子は、パッシブ駆動も可能であるし、TFTなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、あるいは面状の照明用光源として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ここで、数平均分子量については、テトラヒドロフランを溶媒として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算の数平均分子量を求めた。
実施例1(化合物(a−1)の合成)
100ml−四つ口フラスコをアルゴン置換した後、塩化イリジウム水和物0.49g(1.4mmol)、5−ブロモ−2−(4−オクチルフェニル)ピリジン0.97g(2.8mmol)をとり、2−エトキシエタノール21ml、水7mlを加えた。バス温120℃で6時間撹拌した後放冷し、析出した橙色固体をろ取し、水で洗浄した。得られた固体をトルエン10ml、ヘキサン4mlの混合溶媒より再結晶することにより、橙色固体0.80gを得た。
100ml−四つ口フラスコをアルゴン置換した後、得られた橙色固体0.46g、アセチルアセトン0.20g(2.0mmol)、トリエチルアミン0.20g(2.0mmol)をとり、脱水メタノール100mlを加えた。バス温80℃で13時間還流した後放冷し、濃縮乾固し、トルエンを溶媒として用いシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、溶媒を留去することにより化合物(a−1)を0.30g得た。
1H−NMR(CDCl3,300MHz)δ8.51(2H,s), 7.81(2H,dd),7.67(2H,d),7.40(2H,d),6.64(2H,d),6.00(2H,s),5.25(1H,s),2.31(4H,t),1.82(6H,s), 1.15〜1.42(24H,m),0.87(6H,t).
MS(ESI−positive,KCl添加)m/z:1021.3([M+K]+).
Figure 2005226066
実施例2(高分子錯体化合物(a−2)の合成)
上記化合物(a−1)82mg (0.08mmol)、2,7−ジブロモ−3,6−オクチルオキシジベンゾフラン 1.9g(2.9mmol)、2,2‘−ビピリジル1.15gとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。これに、あらかじめアルゴンガスでバブリングして、脱気したテトラヒドロフラン(脱水溶媒)70mlを加えた。次に、この混合溶液に、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}を2.0g加え、室温で30分間攪拌した後、60℃で3.3時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。反応後、この溶液を冷却した後、メタノール30ml/イオン交換水30ml/25%アンモニア水5mlの混合溶液中にそそぎ込み、約2時間攪拌した。次に、生成した沈殿物を、ろ過することにより回収した。この沈殿物を減圧乾燥した後、トルエンに溶解した。この溶液を濾過し、不溶物を除去した後、この溶液を、アルミナを充填したカラムを通すことにより精製した。次にこの溶液を1規定塩酸、2.5%アンモニア水、イオン交換水で洗浄し、メタノール中にそそぎ込み、再沈して、生成した沈殿を回収した。この沈殿を減圧乾燥して、重合体(a−2)0.57gを得た。
この重合体のポリスチレン換算数平均分子量は、7.2×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は2.2×105であった。
なお、2,7−ジブロモ−3,6−オクチルオキシジベンゾフランはEP1344788記載の方法で合成した。
実施例3(化合物(b−1)の合成)
100ml−四つ口フラスコをアルゴン置換した後、塩化イリジウム水和物1.06g(3.0mmol)、5−ブロモ−2−(4−オクチルフェニル)ピリジン1.04g(3.0mmol)、2−(4−オクチルフェニル)ピリジン0.80g(3.0mmol)をとり、2−エトキシエタノール42ml、水14mlを加えた。バス温120℃で9時間撹拌した後放冷し、析出した橙色固体をろ取し、水で洗浄した。得られた固体をクロロホルムに溶かしシリカゲルでろ過後に溶媒を留去することにより橙色固体を得た。
100ml−四つ口フラスコをアルゴン置換した後、得られた橙色固体2.58mg(3.0mmol)、アセチルアセトン1.2g(12mmol)、トリエチルアミン1.2g(12mmol)をとり、脱水メタノール150mlを加えた。バス温80℃で18時間還流した後放冷し、濃縮乾固し、トルエンを溶媒として用いシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、溶媒を留去することにより化合物(b−1)を0.42g得た。
1H−NMR(CDCl3,300MHz)δ8.55(1H,s), 8.45(1H,d),7.80(1H,d),7.79(1H,d),7.69(2H,m),7.42(2H,m),7.09(2H,m),6.01(2H,d),5.22(1H,s),2.30(4H,m),1.80(6H,s),1.03〜1.41(24H,m),0.88(6H,t).
MS(ESI−positive,KCl添加)m/z:941.2([M+K]+).

Figure 2005226066
実施例4(高分子錯体化合物(b−2)の合成)
上記化合物(b−1)77mg(0.08mmol)、2,7−ジブロモ−3,6−オクチルオキシジベンゾフラン 1.9g(2.9mmol)、2,2‘−ビピリジル1.16gとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。これに、あらかじめアルゴンガスでバブリングして、脱気したテトラヒドロフラン(脱水溶媒)70mlを加えた。次に、この混合溶液に、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}を2.0g加え、室温で30分間攪拌した後、60 ℃で3.3時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。反応後、この溶液を冷却した後、メタノール30ml/イオン交換水30ml/25%アンモニア水5mlの混合溶液中にそそぎ込み、約2時間攪拌した。次に、生成した沈殿物を、ろ過することにより回収した。この沈殿物を減圧乾燥した後、トルエンに溶解した。この溶液を濾過し、不溶物を除去した後、この溶液を、アルミナを充填したカラムを通すことにより精製した。次にこの溶液を1規定塩酸、2.5%アンモニア水、イオン交換水で洗浄し、メタノール中にそそぎ込み、再沈して、生成した沈殿を回収した。この沈殿を減圧乾燥して、高分子錯体化合物(b−2)0.57gを得た。
この重合体のポリスチレン換算数平均分子量は、5.8×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は1.5×105であった。

<発光特性>
実施例5,6
上記で合成した高分子錯体化合物(a−2、b−2)それぞれの0.8wt%のトルエン溶液を石英上にスピンコートして薄膜を作製した。この薄膜の発光スペクトルを分光光度計を用いて測定したところ、551nm付近(a−2)、554nm付近(b−2)にピークを示す三重項励起状態からの強い発光が確認された。なお励起波長は350nmであった。
<EL発光の測定>
実施例7
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社、BaytronP)を用いてスピンコートにより70nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥した。次に、高分子錯体化合物 (a−2)が1.5wt%となるように調製したトルエン溶液を用いてスピンコートにより1500rpmの回転速度で成膜した。さらに、これを減圧下80℃で1時間乾燥した後、フッ化リチウムを約4nmを蒸着し、陰極として、カルシウムを約5nm、次いでアルミニウムを約80nm蒸着して、EL素子を作製した。なお真空度が、1×10-4Pa以下に到達したのち、金属の蒸着を開始した。得られた素子に電圧を引加することにより、560nmにピークを有するEL発光が得られた。該素子は、約14.7Vで100cd/m2の発光を示した。また最大発光効率は12.06cd/Aである。
実施例8
高分子錯体化合物 (a−2)の代わりに高分子錯体化合物 (b−2)を用いた以外は実施例12と同様に素子を作製した。製膜は1.5wt%トルエン溶液を用いて1100rpmでスピンコートすることによりおこなった。得られた素子に電圧を印加することにより564nmにピークを有するEL発光が得られた。該素子は、約8.3Vで100cd/m2の発光を示した。また最大発光効率は17.35cd/Aであった。
実施例9(化合物c−1の合成)
アルゴン雰囲気下、NaH 1.73g(72mmol)を仕込み、氷浴で冷却した。4−ブロモアセトフェノン7.96g(40mmol)の酢酸エチル60ml溶液を氷浴下、1時間かけて滴下した。加熱還流し、4時間半反応させた。室温まで冷却し、1N塩酸、イオン交換水で洗浄、分液した。有機層を無水芒硝で乾燥し、濃縮し薄橙色の粗生成物7.35gを得た。エタノールで再結晶し、白色針状晶3.37gを得た(収率:35%)。
1H−NMR(300MHz/CDCl3):
δ2.20(s、3H)、6.14(s、1H)、7.60(d、2H)、7.74(d、2H)、16.1(bs、1H)
MS(APCI(+)):(M+H)+ 241
Figure 2005226066
実施例10(化合物c−2の合成)
4−tertブチルフェニルボロン酸ピナコールエステル15.9g(61.1mmol)、1−クロロキノリン10.0g(61.1mmol)、脱水トルエン150mlを仕込み、窒素バブリングを行った。Pd(PPh34 106mg(0.092mmol)を仕込み、さらに窒素バブリングを行った。20%Et4NOHaq.97ml(137.5mmol)を仕込み、21時間、加熱還流した。反応マスを室温まで冷却し、イオン交換水に反応マスを仕込み、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過、濃縮し、19.3gのオイルを得た。50mlのジクロロメタン/ヘキサン=1/1で結晶を溶解し、シリカゲルカラムにチャージ、ジクロロメタン/ヘキサン=1/1、ジクロロメタン、ジクロロメタン/メタノール=99/1を通した。濾液を濃縮し、黄色オイル20gを得た。ヘキサン200mlで再結晶し、白色板状結晶8.2gを得た(収率51.3%)。
Figure 2005226066
実施例10(化合物c−3の合成)
IrCl3・3H2O 4.89g(14mmol)、配位子2 7.97g(31mmol)、2−エトキシエタノール36ml、イオン交換水12mlを仕込み、窒素バブリングした。窒素雰囲気下で、17時間加熱還流した後、室温まで冷却し、反応マスを吸引濾過した。得られた赤褐色の粉体を、イオン交換水、メタノールで洗浄し、赤褐色の粉体9.3gを得た。(収率89.8%)。
Figure 2005226066
実施例11(化合物c−4の合成)
アルゴン雰囲気下、μ−錯体1.05g(0.7mmol)、配位子1 0.84g(3.5mmol)、炭酸ナトリウム 0.74g(7.0mmol)、2−エトキシエタノール20mlを仕込み、室温で4時間反応させた。反応マスを吸引濾過し、赤褐色の粉体を得た。クロロホルムで赤褐色粉体を溶解し、シリカゲルカラムにチャージ、クロロホルムを通した。濾液を濃縮し、赤褐色粉体を得た。得られた粉体をエタノールで洗浄し、0.37gの目的物を得た(収率27.8%)。
1H−NMR(300MHz/THF−d4):
δ0.97(d、18H)、1.90(s、3H)、6.04(s、1H)、6.36(dd、2H)、6.89〜6.97(m、2H)、7.41(d、2H)、7.58(dd、2H)、7.65(dd、2H)、7.74〜7.78(m、4H)、8.01〜8.04(m、2H)、8.11(dd、2H)、8.56(dd、2H)、9.04(m、2H)
MS(ESI−positive、KCl添加):(M+K)+ 991
Figure 2005226066
実施例12(高分子錯体化合物c−5の合成)
上記化合物、24mg(0.025mmol)、2,7−ジブロモ−3,6−オクチルオキシジベンゾフラン568mg(0.975mmol)、2,2’−ビピリジル375mgとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。これに、あらかじめアルゴンガスでバブリングして、脱気したテトラヒドロフラン(脱水溶媒)30mlを加えた。次に、この混合溶液に、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}を660mg加え、室温で30分間攪拌した後、60℃で3.3時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。反応後、この溶液を冷却した後、メタノール30ml/イオン交換水30ml/25%アンモニア水3.6mlの混合溶液中にそそぎ込み、約2時間攪拌した。次に、生成した沈殿物を、ろ過することにより回収した。この沈殿物を減圧乾燥した後、トルエンに溶解した。この溶液を濾過し、不溶物を除去した後、この溶液を、アルミナを充填したカラムを通すことにより精製した。次にこの溶液を1規定塩酸、2.5%アンモニア水、イオン交換水で洗浄し、メタノール中にそそぎ込み、再沈して、生成した沈殿を回収した。この沈殿を減圧乾燥して、高分子錯体化合物(c−5)110mgを得た。
この重合体のポリスチレン換算数平均分子量は、4.8×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は8.1×104であった。
実施例13
<発光特性>
上記で合成した高分子錯体化合物(c−5)の0.8wt%のトルエン溶液を石英上にスピンコートして薄膜を作製した。この薄膜の発光スペクトルを分光光度計を用いて測定したところ618nm付近にピークを示す三重項励起状態からの強い発光が確認された。なお励起波長は350nmであった。
<EL発光の測定>
実施例14
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社、BaytronP)を用いてスピンコートにより70nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥した。次に、高分子錯体化合物 (c−5)が1.7wt%となるように調製したトルエン溶液を用いてスピンコートにより900rpmの回転速度で成膜した。さらに、これを減圧下80℃で1時間乾燥した後、フッ化リチウムを約4nmを蒸着し、陰極として、カルシウムを約5nm、次いでアルミニウムを約80nm蒸着して、EL素子を作製した。なお真空度が、1×10-4Pa以下に到達したのち、金属の蒸着を開始した。得られた素子に電圧を引加することにより、625nmにピークを有するEL発光が得られた。該素子は、約13Vで100cd/m2の発光を示した。また最大発光効率は0.78cd/Aであった。
実施例15(化合物d−2の合成)
イリジウム錯体(d−1)を一般的な芳香族有機化合物の臭素化法により臭素化を行い、トルエン:ヘキサン=1:1を溶媒として用いシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、下記式(d−2)を得た。
1H−NMR(CDCl3,300MHz)δ7.81〜7.72(4H,m), 7.54〜7.42(7H,m),6.88〜6.78(3H,m),6.75〜6.60(5H,m),2.36〜2.19(6H,m),1.56〜1.40(6H,m),1.05〜1.39(30H,m),0.90〜0.85(9H,m).
MS(ESI−positive,KCl添加)m/z:1070.4([M+H]+).

Figure 2005226066
実施例16(高分子錯体化合物d−3の合成)
上記化合物(d−2)43mg(0.040mmol)、2,7−ジブロモ−3,6−オクチルオキシジベンゾフラン1.142g(1.960mmol)、2,2’−ビピリジル750mgとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。これに、あらかじめアルゴンガスでバブリングして、脱気したテトラヒドロフラン(脱水溶媒)42mlを加えた。次に、この混合溶液に、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}を1.320g加え、室温で30分間攪拌した後、60℃で3.3時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。反応後、この溶液を冷却した後、メタノール30ml/イオン交換水30ml/25%アンモニア水3.6mlの混合溶液中にそそぎ込み、約2時間攪拌した。次に、生成した沈殿物を、ろ過することにより回収した。この沈殿物を減圧乾燥した後、トルエンに溶解した。この溶液を濾過し、不溶物を除去した後、この溶液を、アルミナを充填したカラムを通すことにより精製した。次にこの溶液を1規定塩酸、2.5%アンモニア水、イオン交換水で洗浄し、メタノール中にそそぎ込み、再沈して、生成した沈殿を回収した。この沈殿を減圧乾燥して、高分子錯体化合物(d−3)610mgを得た。
この重合体のポリスチレン換算数平均分子量は、4.8×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は1.2×105であった。
実施例17
<発光特性>
上記で合成した高分子錯体化合物(d−3)の0.8wt%のトルエン溶液を石英上にスピンコートして薄膜を作製した。この薄膜の発光スペクトルを分光光度計を用いて測定したところ516nm付近にピークを示す三重項励起状態からの強い発光が確認された。なお励起波長は350nmであった。
<EL発光の測定>
実施例18
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社、BaytronP)を用いてスピンコートにより70nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥した。次に、高分子錯体化合物 (d−3)が2.0wt%となるように調製したトルエン溶液を用いてスピンコートにより1400rpmの回転速度で成膜した。さらに、これを減圧下80℃で1時間乾燥した後、フッ化リチウムを約4nmを蒸着し、陰極として、カルシウムを約5nm、次いでアルミニウムを約80nm蒸着して、EL素子を作製した。なお真空度が、1×10-4Pa以下に到達したのち、金属の蒸着を開始した。得られた素子に電圧を引加することにより、520nmにピークを有するEL発光が得られた。該素子は、約11Vで100cd/m2の発光を示した。また最大発光効率は3.8cd/Aであった。


Claims (22)

  1. 下記式(1)で示される繰り返し単位と、3重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造とを含み、固体状態で可視の発光を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が103〜108であることを特徴とする高分子錯体化合物。

    Figure 2005226066

    〔式中、P環およびQ環はそれぞれ独立に芳香環を示すが、P環は存在してもしなくてもよい。2つの結合手は、P環が存在する場合は、それぞれP環及び/またはQ環上に存在し、P環が存在しない場合は、それぞれYを含む5員環上及び/またはQ環上に存在する。また、芳香環上及び/またはYを含む5員環上にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基およびシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。Yは−O−、−S−、−Se−、−Si(R1)(R2)−、−P(R3)−または−PR4(=O)−を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表す。〕
  2. 上記式(1)で示される繰り返し単位が、下記式(1−1)、(1−2)または(1−3)で示される繰り返し単位であることを特徴とする請求項1記載の高分子錯体化合物。

    Figure 2005226066
    〔式中、A環、B環、およびC環はそれぞれ独立に芳香環を示す。式(1−1)、式(1−2)および式(1−3)はそれぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基およびシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。Yは前記と同じ意味を表す。〕
  3. 上記式(1)で示される繰り返し単位が、下記式(1−4)または下式(1−5)で示される繰り返し単位であることを特徴とする請求項1記載の高分子錯体化合物。
    Figure 2005226066

    〔式中、D環、E環、F環およびG環はそれぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基およびシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい芳香環を表し、Yは前記と同じ意味を表す。〕
  4. P環、Q環、A環、B環、C環、D環、E環、F環およびG環が芳香族炭化水素環であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子錯体化合物。
  5. 上記式(1−4)で示される繰り返し単位が、下記式(1−6)、(1−7)、(1−8)、(1−9)および(1−10)から選ばれる繰り返し単位であることを特徴とする請求項3または4記載の高分子錯体化合物。
    Figure 2005226066
    〔式中、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、12、R13およびR14は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、または置換カルボキシル基を示す。aおよびbはそれぞれ独立に0〜3の整数を示す。c、d、eおよびfはそれぞれ独立に0〜5の整数を示す。g、h、iおよびjはそれぞれ独立に0〜7の整数を示す。R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、12、R13およびR14がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Yは前記と同じ意味を表す。〕
  6. YがO原子またはS原子であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の高分子錯体化合物。
  7. さらに、下記式(3)、式(4)、式(5)または式(6)で示される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の高分子錯体化合物。
    −Ar1− (3)

    Figure 2005226066
    −Ar4−X2− (5)
    −X3− (6)

    〔式中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4はそれぞれ独立にアリーレン基、2価の複素環基または金属錯体構造を有する2価の基を示す。X1、X2およびX3はそれぞれ独立に−CR13=CR14−、−C≡C−、−N(R15)−、または−(SiR1617m−を示す。R13およびR14は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。R15、R16およびR17は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、アリールアルキル基、置換アミノ基を示す。ffは0〜2の整数を示す。mは1〜12の整数を示す。R13、R14、R15、R16およびR17がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕
  8. 上記式(3)で示される繰り返し単位が、下記式(7)、(8)、(9)、(10)、(11)または(12)で示される繰り返し単位であることを特徴とする請求項7記載の高分子錯体化合物。
    Figure 2005226066

    〔式中、R20は、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。nは0〜4の整数を示す。R20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。〕

    Figure 2005226066

    〔式中、R21およびR22は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。oおよびpはそれぞれ独立に0〜3の整数を示す。R21およびR22がそれぞれ複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕

    Figure 2005226066

    式中、R23およびR26は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。qおよびrはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。R24およびR25は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。R23およびR26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。〕

    Figure 2005226066
    〔式中、R27は、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。sは0〜2の整数を示す。Ar13およびAr14はそれぞれ独立にアリーレン基、2価の複素環基または金属錯体構造を有する2価の基を示す。ssおよびttはそれぞれ独立に0または1を示す。X4は、O、S、SO、SO2、Se,またはTeを示す。R27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。〕

    Figure 2005226066

    〔式中、R28およびR29は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。tおよびuはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。X5は、O、S、SO2、Se,Te、N−R30、またはSiR3132を示す。X6およびX7は、それぞれ独立にNまたはC−R33を示す。R30、R31、32およびR33はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基または1価の複素環基を示す。R28、R29およびR33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。〕
    Figure 2005226066
    〔式中、R34およびR39は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。vおよびwはそれぞれ独立に0〜4の整数を示す。R35、R36、R37およびR38は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基またはシアノ基を示す。Ar5はアリーレン基、2価の複素環基または金属錯体構造を有する2価の基を示す。R34およびR39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。〕
  9. 上記式(4)で示される繰り返し単位が、下記式(13)で示される繰り返し単位であることを特徴とする請求項7記載の高分子錯体化合物。
    式(13)
    Figure 2005226066

    〔式中、Ar6、Ar7、Ar8およびAr9はそれぞれ独立にアリーレン基または2価の複素環基を示す。Ar10、Ar11およびAr12はそれぞれ独立にアリール基、または1価の複素環基を示す。Ar6、Ar7、Ar8、Ar9、およびAr10は置換基を有していてもよい。xおよびyはそれぞれ独立に0または1を示し、0≦x+y≦1である。〕
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載の高分子錯体化合物の少なくとも1種類を含有することを特徴とするインク組成物
  11. 粘度が25℃において1〜100mPa・sであることを特徴とする請求項10記載のインク組成物。
  12. 請求項1〜9のいずれかに記載の高分子錯体化合物を含有する発光性薄膜。
  13. 請求項1〜9のいずれかに記載の高分子錯体化合物を含有する導電性薄膜。
  14. 請求項1〜9のいずれかに記載の高分子錯体化合物を含有する有機半導体薄膜。
  15. 陽極および陰極からなる電極間に、有機層を有し、該有機層が請求項1〜9のいずれかに記載の高分子錯体化合物を含むことを特徴とする高分子発光素子。
  16. 有機層が発光層であることを特徴とする請求項15記載の高分子発光素子。
  17. 発光層がさらに正孔輸送性材料、電子輸送性材料または蛍光性材料を含むことを特徴とする請求項16記載の高分子発光素子。
  18. 請求項15〜17のいずれかに記載の高分子発光素子を用いたことを特徴とする面状光源。
  19. 請求項15〜17のいずれかに記載の高分子発光素子を用いたことを特徴とするセグメント表示装置。
  20. 請求項15〜17のいずれかに記載の高分子発光素子を用いたことを特徴とするドットマトリックス表示装置。
  21. 請求項15〜17のいずれかに記載の高分子発光素子をバックライトとすることを特徴とする液晶表示装置。
  22. 請求項15〜17のいずれかに記載の高分子発光素子を用いたことを特徴とする照明。
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