JP5621482B2 - Organometallic complex, organometallic complex-containing composition, light emitting material, organic electroluminescent element material, organic electroluminescent element, organic electroluminescent display device, and organic electroluminescent lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、有機金属錯体に関し、さらに詳しくは、有機電解発光素子の発光層等に用いられる有機金属錯体、該有機金属錯体からなる発光材料または有機電界発光素子材料、該有機金属錯体と溶剤を含有する組成物、該有機金属錯体を用いた有機電界発光素子、該有機電界発光素子を具備する表示装置または照明装置などに関する。 The present invention relates to an organometallic complex, and more specifically, an organometallic complex used for a light emitting layer of an organic electroluminescent element, a luminescent material or an organic electroluminescent element material composed of the organometallic complex, the organometallic complex and a solvent. The present invention relates to a composition to be contained, an organic electroluminescent element using the organometallic complex, a display device or a lighting device including the organic electroluminescent element.
近年、薄膜型の電界発光素子としては、無機材料を使用したものに代わり、有機薄膜を用いた有機電界発光素子の開発が行なわれている。有機電界発光素子は、通常、陽極と陰極の間に、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層などを有し、この各層に適した赤、緑、青などの発光素子の開発が進んでいる。 In recent years, organic electroluminescent elements using organic thin films have been developed as thin film type electroluminescent elements instead of using inorganic materials. Organic electroluminescence devices usually have a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, etc. between the anode and the cathode, and light emission of red, green, blue, etc. suitable for each layer. Device development is progressing.
また、有機電界発光素子の各層の形成方法としては、蒸着成膜法や湿式成膜法がある。蒸着成膜法では、テレビやモニタ用の中・大型フルカラーパネルなどを製作する場合、歩留まりの観点で課題を有する。そのため、これら大面積の用途には湿式成膜法が好適である。 In addition, as a method for forming each layer of the organic electroluminescent element, there are a vapor deposition film forming method and a wet film forming method. The vapor deposition method has a problem in terms of yield when manufacturing a medium or large full color panel for a television or a monitor. Therefore, the wet film forming method is suitable for these large-area applications.
しかしながら、湿式成膜法で有機電界発光素子の各層を形成するためには、各層を形成する材料が溶剤に溶解し、かつ湿式成膜後にも素子として高い性能を有することが望まれていた。しかし、従来開発されている蒸着成膜法に使用されてきた材料(特許文献1参照)であっても、湿式成膜法には適さないものが多かった。 However, in order to form each layer of the organic electroluminescent element by the wet film forming method, it has been desired that the material for forming each layer is dissolved in a solvent and has high performance as an element even after the wet film formation. However, many materials (see Patent Document 1) that have been used in a conventionally developed vapor deposition film forming method are not suitable for the wet film forming method.
本発明は上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、溶剤への溶解性や分散性が高く、湿式成膜に適した有機金属錯体を提供することを課題とする。また、湿式成膜法で形成される有機層に用いても、得られる有機電界発光素子が寿命や耐久性などの点で高い性能を保つことができる有機金属錯体を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object thereof is to provide an organometallic complex that has high solubility and dispersibility in a solvent and is suitable for wet film formation. It is another object of the present invention to provide an organometallic complex in which the obtained organic electroluminescent device can maintain high performance in terms of life and durability even when used in an organic layer formed by a wet film formation method. .
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、特定の置換基をもつフェニルキノリン環を有する有機金属錯体が、溶剤への溶解性が高く、有機電界発光素子のリン光ドーパントとして寿命や耐久性に優れることを見出し本発明に到達した。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that an organometallic complex having a phenylquinoline ring having a specific substituent has high solubility in a solvent and has a lifetime as a phosphorescent dopant of an organic electroluminescent device. And the present invention has been found.
すなわち、本発明の要旨は、次の〔1〕〜〔10〕に存する。
〔1〕下記式(1)で表されることを特徴とする有機金属錯体。
That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [10].
[1] An organometallic complex represented by the following formula (1).
[式(1)中、R1〜R10は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭化水素基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基または置換基を有するシリル基を示し、これらの基は互いに結合して環を形成していてもよいが、R1〜R10のいずれか1つは置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有する基である。] [In Formula (1), R 1 to R 10 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted hydrocarbon group, an optionally substituted alkoxy group, or a substituted group. An aromatic heterocyclic group which may have a group or a silyl group having a substituent, and these groups may be bonded to each other to form a ring, but any one of R 1 to R 10 One is a group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms which may have a substituent. ]
〔2〕式(1)において、R1〜R10のいずれか1つが置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有するフェニル基である、上記〔1〕に記載の有機金属錯体。
〔3〕式(1)において、R3が置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有するフェニル基である、上記〔1〕または〔2〕に記載の有機金属錯体。
〔4〕上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の有機金属錯体からなることを特徴とする発光材料。
〔5〕上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の有機金属錯体からなることを特徴とする有機電界発光素子材料。
〔6〕上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の有機金属錯体および溶剤を含有することを特徴とする有機金属錯体含有組成物。
〔7〕基板上に、陽極、陰極および該陽極と該陰極の間に有機層を有する有機電界発光素子において、該有機層が、上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の有機金属錯体を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
〔8〕有機層が発光層である、上記〔7〕に記載の有機電界発光素子。
〔9〕上記〔7〕または〔8〕に記載の有機電界発光素子を具備することを特徴とする有機電界発光表示装置。
〔10〕上記〔7〕または〔8〕に記載の有機電界発光素子を具備することを特徴とする有機電界発光照明装置。
[2] The organic material according to [1], wherein in formula (1), any one of R 1 to R 10 is a phenyl group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms which may have a substituent. Metal complex.
[3] The organometallic complex according to [1] or [2], wherein in formula (1), R 3 is a phenyl group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms which may have a substituent.
[4] A luminescent material comprising the organometallic complex according to any one of [1] to [3].
[5] An organic electroluminescent element material comprising the organometallic complex according to any one of [1] to [3].
[6] An organometallic complex-containing composition comprising the organometallic complex according to any one of [1] to [3] and a solvent.
[7] An organic electroluminescence device having an anode, a cathode, and an organic layer between the anode and the cathode on a substrate, wherein the organic layer is an organic metal according to any one of the above [1] to [3] An organic electroluminescent device comprising a complex.
[8] The organic electroluminescent element as described in [7] above, wherein the organic layer is a light emitting layer.
[9] An organic electroluminescent display device comprising the organic electroluminescent element as described in [7] or [8] above.
[10] An organic electroluminescent illumination device comprising the organic electroluminescent element as described in [7] or [8] above.
本発明によれば、溶剤への溶解性や分散性が高く、湿式成膜に適した有機金属錯体を提供できる。また、この有機金属錯体を用いた有機電界発光素子は、湿式成膜法で形成される有機層であっても、得られる有機電界発光素子が寿命や耐久性などの点で高い性能を保つことができる。 According to the present invention, an organometallic complex having high solubility and dispersibility in a solvent and suitable for wet film formation can be provided. In addition, the organic electroluminescent device using the organometallic complex has a high performance in terms of life and durability even if the organic electroluminescent device is an organic layer formed by a wet film forming method. Can do.
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はこれらの内容に特定されない。
本発明は、下記式(1)で表される有機金属錯体とその利用に関する。
The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents.
The present invention relates to an organometallic complex represented by the following formula (1) and use thereof.
式(1)中、R1〜R10は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭化水素基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基または置換基を有するシリル基を示し、これらの基は互いに結合して環を形成していてもよいが、R1〜R10のいずれか1つは置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有する基である。 In formula (1), R 1 to R 10 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. An aromatic heterocyclic group which may have a silyl group or a silyl group having a substituent, and these groups may be bonded to each other to form a ring, but any one of R 1 to R 10 Is a group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms which may have a substituent.
上記のとおり、本発明の有機金属錯体は、式(1)において、R1〜R10のいずれか1つが置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有する基であることに一つの特徴をもつものである。これにより、溶解性が向上し、分子が良好に分散するようになり、経時による結晶化の問題が起きにくくなり、寿命や耐久性が向上するという効果を奏するものと推測される。 As described above, the organometallic complex of the present invention is a group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms in which any one of R 1 to R 10 may have a substituent in formula (1). It has one characteristic. Thereby, the solubility is improved, the molecules are dispersed well, the problem of crystallization over time is less likely to occur, and it is presumed that the effect of improving the lifetime and durability is expected.
<R1〜R10における基の具体例>
本発明の式(1)で表される有機金属錯体において、R1〜R10の定義中の原子および基について、具体的に説明する。
<Specific Examples of Groups in R 1 to R 10 >
In the organometallic complex represented by the formula (1) of the present invention, atoms and groups in the definition of R 1 to R 10 will be specifically described.
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。これらの中で、フッ素が好ましい。 Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine. Of these, fluorine is preferred.
炭化水素基としては、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基および芳香族炭化水素基が挙げられる。
ここで、飽和炭化水素基としては、アルキル基が挙げられる。
該アルキル基としては、通常炭素数1以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、また、通常15以下、好ましくは12以下、より好ましくは8以下である。下限を下回ると溶解性不足のおそれがあり、上限を上回ると熱処理時に酸化劣化するおそれがある。直鎖のアルキル基であっても、分岐したアルキル基であっても、またシクロアルキル基であってもよい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロヘキシル基、デシル基、オクタデシル基などのアルキル基が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group include a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.
Here, an alkyl group is mentioned as a saturated hydrocarbon group.
The alkyl group usually has 1 or more carbon atoms, preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and usually 15 or less, preferably 12 or less, more preferably 8 or less. If the lower limit is not reached, the solubility may be insufficient. If the upper limit is exceeded, there is a risk of oxidative degradation during heat treatment. It may be a linear alkyl group, a branched alkyl group, or a cycloalkyl group. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, iso-propyl group, butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, cyclohexyl group , Alkyl groups such as decyl group and octadecyl group.
また、不飽和炭化水素基としては、アルケニル基およびアルキニル基が挙げられる。
該アルケニル基としては、通常炭素数2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、また、通常12以下、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である。下限を下回ると溶解性が不足するおそれがあり、上限を上回ると熱処理時に酸化劣化するおそれがある。具体的には、例えば、ビニル基、アリル基、ヘキセニル基などが挙げられる。
Further, examples of the unsaturated hydrocarbon group include an alkenyl group and an alkynyl group.
The alkenyl group usually has 2 or more carbon atoms, preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and usually 12 or less, preferably 10 or less, more preferably 8 or less. If it is below the lower limit, the solubility may be insufficient, and if it exceeds the upper limit, it may be oxidized and deteriorated during heat treatment. Specific examples include a vinyl group, an allyl group, and a hexenyl group.
該アルキニル基としては、通常炭素数2以上、好ましくは3以上であり、また、通常8以下、好ましくは5以下、より好ましくは3以下である。下限を下回ると溶解性が不足するおそれがあり、上限を上回ると熱処理時に酸化劣化するおそれがある。具体的には、例えば、アセチレニル基、プロピニル基などが挙げられる。 The alkynyl group usually has 2 or more carbon atoms, preferably 3 or more, and usually 8 or less, preferably 5 or less, more preferably 3 or less. If it is below the lower limit, the solubility may be insufficient, and if it exceeds the upper limit, it may be oxidized and deteriorated during heat treatment. Specific examples include an acetylenyl group and a propynyl group.
また、芳香族炭化水素基としては、通常炭素数5以上、好ましくは6以上であり、また、通常16以下、好ましくは14以下、より好ましくは10以下である。下限を下回ると安定性が悪くなるおそれがあり、上限を上回ると錯体が形成されにくくなるおそれがある。中でも、6員環の単環、または2〜5縮合環由来の芳香族炭化水素基が好ましい。具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの芳香族炭化水素由来の基が挙げられる。特に、ベンゼン環由来の基(フェニル基)であることが好ましい。 The aromatic hydrocarbon group usually has 5 or more carbon atoms, preferably 6 or more, and usually 16 or less, preferably 14 or less, more preferably 10 or less. If the lower limit is not reached, the stability may be deteriorated, and if the upper limit is exceeded, the complex may not be formed easily. Among these, an aromatic hydrocarbon group derived from a 6-membered monocyclic ring or a 2-5 condensed ring is preferable. Specific examples include groups derived from aromatic hydrocarbons such as a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, perylene ring, tetracene ring, pyrene ring, benzpyrene ring, chrysene ring, triphenylene ring, and fluoranthene ring. It is done. In particular, a group derived from a benzene ring (phenyl group) is preferable.
アルコキシ基としては、通常炭素数1以上、好ましくは2以上であり、また、通常12以下、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である。下限を下回ると溶解性が不足するおそれがあり、上限を上回ると熱処理時に酸化劣化するおそれがある。具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、イソプロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、オクタデシルオキシ基などのアルコキシ基が挙げられる。 The alkoxy group usually has 1 or more carbon atoms, preferably 2 or more, and usually 12 or less, preferably 10 or less, more preferably 8 or less. If it is below the lower limit, the solubility may be insufficient, and if it exceeds the upper limit, it may be oxidized and deteriorated during heat treatment. Specific examples include alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, an octyloxy group, an isopropyloxy group, a cyclohexyloxy group, and an octadecyloxy group.
芳香族複素環基としては、通常炭素数3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上であり、また、通常15以下、好ましくは12以下、より好ましくは8以下である。下限を下回ると錯体の安定性が損なわれるおそれがあり、上限を上回ると錯体を形成できないおそれがある。具体的には、例えば、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などの芳香族複素環由来の基が挙げられる。 The aromatic heterocyclic group usually has 3 or more carbon atoms, preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and usually 15 or less, preferably 12 or less, more preferably 8 or less. If the lower limit is not reached, the stability of the complex may be impaired. If the upper limit is exceeded, the complex may not be formed. Specifically, for example, furan ring, benzofuran ring, thiophene ring, benzothiophene ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxadiazole ring, indole ring, carbazole ring, pyrroloimidazole ring, pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole Ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzisoxazole ring, benzisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, Examples include groups derived from aromatic heterocycles such as isoquinoline ring, sinoline ring, quinoxaline ring, benzimidazole ring, perimidine ring, quinazoline ring, quinazolinone ring, and azulene ring.
置換基を有するシリル基としては、炭化水素基または芳香族炭化水素基を有するシリル基が好ましく、炭化水素基を有するシリル基がより好ましい。該炭化水素基、該芳香族炭化水素基の具体例や好ましい基としては、上記と同様のものが挙げられる。さらに、置換基を有するシリル基としてはアルキル基を有するシリル基が好ましく、該アルキル基を有するシリル基としてはトリアルキルシリル基が好ましく、具体的には、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる。 As the silyl group having a substituent, a silyl group having a hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group is preferable, and a silyl group having a hydrocarbon group is more preferable. Specific examples and preferred groups of the hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group include the same groups as described above. Furthermore, the silyl group having a substituent is preferably a silyl group having an alkyl group, and the silyl group having an alkyl group is preferably a trialkylsilyl group. Specifically, for example, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, t -Butylsilyl group, triphenylsilyl group and the like.
これらR1〜R10におけるハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、芳香族複素環基、置換基を有するシリル基の中で、アルキル基または芳香族炭化水素基が好ましい。また、R1〜R10が、炭化水素基、アルコキシ基、芳香族複素環基または置換基を有するシリル基である場合、これらの基は置換基を有していてもよい。 Of these halogen atoms, hydrocarbon groups, alkoxy groups, aromatic heterocyclic groups, and substituted silyl groups in R 1 to R 10 , an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group is preferable. Moreover, when R < 1 > -R < 10 > is a silyl group which has a hydrocarbon group, an alkoxy group, an aromatic heterocyclic group, or a substituent, these groups may have a substituent.
ここで、R1〜R10が有していてもよい置換基としては、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルコキシ基、(ヘテロ)アリールオキシ基、アルキルチオ基、(ヘテロ)アリールチオ基、シアノ基、アミノ基、置換基を有するシリル基などの有機基が挙げられる。中でも、アルキル基および芳香族炭化水素基が化合物の安定性の面から好ましく、芳香族炭化水素基が特に好ましい。なお、上記(ヘテロ)アリールとは、アリール及びヘテロアリールの両方を示す。 Here, examples of the substituent that R 1 to R 10 may have include an alkyl group, an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, an alkoxy group, a (hetero) aryloxy group, an alkylthio group, (hetero ) Organic groups such as arylthio group, cyano group, amino group, and silyl group having a substituent. Among these, an alkyl group and an aromatic hydrocarbon group are preferable from the viewpoint of stability of the compound, and an aromatic hydrocarbon group is particularly preferable. In addition, the said (hetero) aryl shows both aryl and heteroaryl.
該アルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロヘキシル基、デシル基、オクタデシル基等が挙げられる。中でも、n−ペンチル基などのペンチル基、n−ヘキシル基および2−エチルヘキシル基などのヘキシル基は非極性溶剤に高い溶解性を持つため好ましい。 The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Specifically, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an iso-propyl group, a butyl group, an iso-butyl group, a sec-butyl group. Tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, cyclohexyl group, decyl group, octadecyl group and the like. Among them, pentyl groups such as n-pentyl group, hexyl groups such as n-hexyl group and 2-ethylhexyl group are preferable because they have high solubility in nonpolar solvents.
該芳香族炭化水素基としては、炭素数6〜25の芳香族炭化水素基が好ましく、6員環の単環または2〜5縮合環由来の芳香族炭化水素基が好ましい。具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの芳香族炭化水素由来の基が挙げられる。 As the aromatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 25 carbon atoms is preferable, and an aromatic hydrocarbon group derived from a 6-membered monocyclic ring or a 2-5 condensed ring is preferable. Specific examples include groups derived from aromatic hydrocarbons such as a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, perylene ring, tetracene ring, pyrene ring, benzpyrene ring, chrysene ring, triphenylene ring, and fluoranthene ring. It is done.
該芳香族複素環基としては、炭素数3〜20の芳香族炭化水素基が好ましい。具体的には、例えば、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などの芳香族複素環由来の基が挙げられる。 The aromatic heterocyclic group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. Specifically, for example, furan ring, benzofuran ring, thiophene ring, benzothiophene ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxadiazole ring, indole ring, carbazole ring, pyrroloimidazole ring, pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole Ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzisoxazole ring, benzisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, Examples include groups derived from aromatic heterocycles such as isoquinoline ring, sinoline ring, quinoxaline ring, benzimidazole ring, perimidine ring, quinazoline ring, quinazolinone ring, and azulene ring.
該アルコキシ基としては、炭素数1〜20のアルコキシ基が好ましく、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、オクタデシルオキシ基等が挙げられる。 As this alkoxy group, a C1-C20 alkoxy group is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an isopropyloxy group, a cyclohexyloxy group, an octadecyloxy group etc. are mentioned specifically, for example.
該(ヘテロ)アリールオキシ基としては、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールオキシ基が好ましく、具体的には、例えば、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、9−アントラニルオキシ基、2−チエニルオキシ基等が挙げられる。 The (hetero) aryloxy group is preferably a (hetero) aryloxy group having 3 to 20 carbon atoms, specifically, for example, phenoxy group, 1-naphthyloxy group, 9-anthranyloxy group, 2-thienyl. An oxy group etc. are mentioned.
該アルキルチオ基としては、炭素数1〜20のアルキルチオ基が好ましく、具体的には、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、イソプロピルチオ基、シクロヘキシルチオ基等が挙げられる。 The alkylthio group is preferably an alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, and specific examples include a methylthio group, an ethylthio group, an isopropylthio group, a cyclohexylthio group, and the like.
該(ヘテロ)アリールチオ基としては、炭素数3〜20の(ヘテロ)アリールチオ基好ましく、具体的には、例えば、フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、9−アントラニルチオ基、2−チエニルチオ基等が挙げられる。 The (hetero) arylthio group is preferably a (hetero) arylthio group having 3 to 20 carbon atoms. Specific examples include a phenylthio group, a 1-naphthylthio group, a 9-anthranylthio group, and a 2-thienylthio group. It is done.
該置換基を有するシリル基としては、アルキル基を有するシリル基が好ましく、該アルキル基を有するシリル基としてはトリアルキルシリル基が好ましく、具体的は、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる。 The silyl group having a substituent is preferably a silyl group having an alkyl group, and the silyl group having an alkyl group is preferably a trialkylsilyl group. Specific examples include, for example, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, t- A butylsilyl group, a triphenylsilyl group, etc. are mentioned.
また、R1〜R10は、互いに結合、好ましくは隣接する基と互いに結合して環を形成していてもよい。この場合、炭素原子同士の結合が好ましく、アルキル基の末端同士の結合がより好ましい。 R 1 to R 10 may be bonded to each other, preferably bonded to an adjacent group to form a ring. In this case, a bond between carbon atoms is preferable, and a bond between ends of the alkyl group is more preferable.
上記のとおり、R1〜R10のいずれか1つは置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有する基である。また、R3が該アルキル基を有する基であることが好ましい。また、該アルキル基を有する基が有していてもよい置換基の具体例や好ましい基としては、上記したものが挙げられる。 As described above, any one of R 1 to R 10 is a group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms, which may have a substituent. R 3 is preferably a group having the alkyl group. Specific examples and preferred groups of the substituent that the group having an alkyl group may have include those described above.
更に、炭素数5以上のアルキル基とは、炭素数5以上の直鎖、分岐もしくは環状アルキル基であり、炭素数の下限値として、好ましくは6以上であり、より好ましくは8以上である。又、炭素数の上限値として、好ましくは15以下であり、より好ましくは12以下である。尚、有機溶剤への溶解性の観点から、炭素数5以上のアルキル基は、アルキル基の主鎖が炭素数5以上のものが特に好ましい。
炭素数5以上のアルキル基の具体例としては、直鎖のアルキル基であることが好ましく、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基などが挙げられる。
Further, the alkyl group having 5 or more carbon atoms is a linear, branched or cyclic alkyl group having 5 or more carbon atoms, and the lower limit of the carbon number is preferably 6 or more, more preferably 8 or more. Moreover, as an upper limit of carbon number, Preferably it is 15 or less, More preferably, it is 12 or less. From the viewpoint of solubility in an organic solvent, the alkyl group having 5 or more carbon atoms is particularly preferably one having a main chain of the alkyl group having 5 or more carbon atoms.
Specific examples of the alkyl group having 5 or more carbon atoms are preferably straight-chain alkyl groups, and examples thereof include an n-pentyl group, an n-hexyl group, and an n-octyl group.
上記のとおり、アルキル基の置換基の具体例は、上記R1〜R10の置換基として例示するものが挙げられるが、炭素数5以上のアルキル基は無置換である場合に、本発明の効果がより顕著である。また、炭素数5以上のアルキル基を有する基としては、炭素数5以上のアルキル基を有するフェニル基が好ましい。 As described above, specific examples of the substituent of the alkyl group include those exemplified as the substituents of R 1 to R 10 , but when the alkyl group having 5 or more carbon atoms is unsubstituted, The effect is more remarkable. The group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms is preferably a phenyl group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms.
さらに、一般式(1)において、R1、R4、R7、R9、R10としては、水素原子が特に好ましい。R2としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基またはアルケニル基が特に好ましい。R5としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、ハロゲン原子またはハロゲン原子で置換されたアルキル基が特に好ましい。R6としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、芳香族炭化水素基またはトリアルキルシリル基が特に好ましい。R8としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基またはトリアルキルシリル基が特に好ましい。また、R5、R6が、アルキル基またはアルケニル基である場合は、互いに結合して環を形成しているものも好ましい。 Furthermore, in General formula (1), as R < 1 >, R < 4 >, R < 7 >, R <9> , R < 10 >, a hydrogen atom is particularly preferable. R 2 is particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl group or an alkenyl group substituted with a halogen atom. R 5 is particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, a halogen atom or an alkyl group substituted with a halogen atom. R 6 is particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, a halogen atom, an alkyl group substituted with a halogen atom, an aromatic hydrocarbon group, or a trialkylsilyl group. R 8 is particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group or a trialkylsilyl group. In addition, when R 5 and R 6 are an alkyl group or an alkenyl group, those which are bonded to each other to form a ring are also preferable.
上記のとおり、式(1)において、R1〜R10のいずれか1つは、特に好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有するフェニル基であるが、Irへの配位位置に対してp−位にフェニル基を有することにより、Irのd軌道と当該フェニル基におけるベンゼン環の電子軌道による混成軌道の安定性が向上、つまり錯体の安定性が向上し、耐久性の高い化合物が得られるため、特にR3が置換基を有していてもよい炭素数5以上のアルキル基を有するフェニル基であることが好ましい。 As described above, in the formula (1), any one of R 1 to R 10 is particularly preferably a phenyl group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms which may have a substituent. By having a phenyl group in the p-position with respect to the coordination position to Ir, the stability of the hybrid orbital due to the d orbital of Ir and the electron orbital of the benzene ring in the phenyl group is improved, that is, the stability of the complex is improved. In order to obtain a highly durable compound, it is particularly preferable that R 3 is a phenyl group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms which may have a substituent.
さらにR3の中では、特にフェニル基のp位が炭素数5以上のアルキル基であることが好ましい。p位に当該アルキル基を有することにより、アルキル基の電子供与性基としての効果を発揮しやすい。本発明の有機金属錯体として、特に好ましいのは、p位が炭素数5以上のアルキル基である化合物である。 Further, in R 3 , it is particularly preferable that the p-position of the phenyl group is an alkyl group having 5 or more carbon atoms. By having the alkyl group at the p-position, the effect of the alkyl group as an electron-donating group is easily exhibited. As the organometallic complex of the present invention, a compound in which the p-position is an alkyl group having 5 or more carbon atoms is particularly preferable.
なおIr錯体の配位子としては、本発明の有機金属錯体が有するフェニル骨格以外に、例えば上記式(1)におけるR5及びR6が結合して芳香族6員環を形成し、イソキノリン環を形成してなる骨格も考えられる。しかし、本発明者らの検討によると、フェニルイソキノリン骨格(からなる配位子)を有するIr錯体において、その配位子が、本発明の有機金属錯体と同様に炭素数5以上のアルキル基を有する場合、安定性が低下するという問題が生じる傾向がある。 In addition to the phenyl skeleton of the organometallic complex of the present invention, as the ligand of the Ir complex, for example, R 5 and R 6 in the above formula (1) are bonded to form an aromatic 6-membered ring, and an isoquinoline ring A skeleton formed by forming can also be considered. However, according to the study by the present inventors, in an Ir complex having a phenylisoquinoline skeleton (ligand consisting of), the ligand has an alkyl group having 5 or more carbon atoms as in the organometallic complex of the present invention. When it has, there exists a tendency for the problem that stability falls.
たとえば、フェニルイソキノリン系Ir錯体の場合、炭素数の大きいアルキル基を導入した方が安定性が低下する。具体的には、下記Piq−1とPiq−2では、アセトニトリルなどの有機溶媒に溶解した状態で室温下に静置した場合、Piq−2に比してPiq−1の分解速度が著しく大きい、すなわち安定性が低いという結果が得られる。この現象は、そもそも錯体自身の安定性が低く、それに対して、錯体を形成する配位子が錯体から遊離し、拡散していくことによるエネルギー的な安定化効果の方が大きいためと推測される。 For example, in the case of a phenylisoquinoline-based Ir complex, the stability decreases when an alkyl group having a large carbon number is introduced. Specifically, in the following Piq-1 and Piq-2, when left at room temperature in a state dissolved in an organic solvent such as acetonitrile, the decomposition rate of Piq-1 is significantly higher than that of Piq-2. That is, the result that stability is low is obtained. This phenomenon is presumed to be due to the fact that the stability of the complex itself is low, whereas the energy-stabilizing effect of the complex-forming ligand is liberated from the complex and diffuses. The
このように、ただ単に長鎖アルキル基を導入すれば、いずれの金属錯体であっても安定性が向上するわけではなく、場合により安定性を損なう場合がある。一方、本発明に係る式(1)で表される化合物は、特定の置換基、例えば好ましくは炭素数5以上のアルキル基を有するフェニル基を、特定位置、例えば式(1)におけるR3位に置換することにより、溶剤への溶解性や分散性などが向上し、溶媒中に安定して存在することが判明した。
<分子量>
本発明の上記式(1)で表される有機金属錯体の分子量は、通常850以上、好ましくは900以上であり、また、通常3000以下、好ましくは2000以下である。上限を上回ると、錯体の安定性が著しく悪くなるおそれがある。
Thus, simply introducing a long-chain alkyl group does not improve the stability of any metal complex, and may impair the stability in some cases. On the other hand, the compound represented by the formula (1) according to the present invention has a specific substituent, for example, preferably a phenyl group having an alkyl group having 5 or more carbon atoms, a specific position, for example, the R 3 position in the formula (1). It has been found that the solubility in the solvent, the dispersibility, and the like are improved, and the solvent is stably present in the solvent.
<Molecular weight>
The molecular weight of the organometallic complex represented by the above formula (1) of the present invention is usually 850 or more, preferably 900 or more, and usually 3000 or less, preferably 2000 or less. When the upper limit is exceeded, the stability of the complex may be remarkably deteriorated.
<具体例>
以下に、本発明の上記式(1)で表される有機金属錯体の具体例を[化4]〜[化6]に示すが、本発明の有機金属錯体は、以下の例に限定されるものではない。
<Specific example>
Specific examples of the organometallic complex represented by the above formula (1) of the present invention are shown in [Chemical Formula 4] to [Chemical Formula 6], but the organometallic complex of the present invention is limited to the following examples. It is not a thing.
<合成方法>
本発明の上記式(1)で表される有機金属錯体の合成方法としては、以下のような方法を用いることができる。
例えば、配位子であるフェニルキノリン誘導体は、キノリン誘導体とフェニルボロン酸誘導体などの鈴木カップリング法(Tetrahedron Letters,36号,3437〜3440頁、1979年)、フリーデルアンダー(Friedlander)キノリン合成法(Chem.Rev.109巻、2652〜2671頁、2009年)などにより合成できる。有機金属錯体は、さらにフェニルキノリン誘導体をグリセリン中で、IrCl3水和物と200〜250℃で加熱する方法(J.Am.Chem.Soc.,107巻,1431〜1432頁,1985年)などにより合成できる。精製方法等は通常公知の方法を用いることができる。
<Synthesis method>
As a method for synthesizing the organometallic complex represented by the above formula (1) of the present invention, the following method can be used.
For example, a ligand, a phenylquinoline derivative, can be prepared by a Suzuki coupling method such as a quinoline derivative and a phenylboronic acid derivative (Tetrahedron Letters, 36, 3437-3440, 1979), a Friedlander quinoline synthesis method. (Chem. Rev. 109, 2652-2671, 2009). Organometallic complex further in glycerol phenylquinoline derivatives, a method of heating with IrCl 3 hydrate and 200~250 ℃ (J.Am.Chem.Soc., 107, pp. 1431 to 1432, 1985), etc. Can be synthesized. As a purification method and the like, a generally known method can be used.
さらに具体的には、式(1)おいて、R2およびR6に置換基(R)を有し、R3が炭素数6の直鎖アルキル基を有するフェニル基であり、R1、R4、R5、R7〜R10が水素原子である化合物を例に、該化合物の合成反応スキームを[化7]に示す。なお、反応スキーム中、Xはハロゲン原子を示し、acacはアセチルアセトネートを示す。 More specifically, in the formula (1), R 2 and R 6 have a substituent (R), R 3 is a phenyl group having a straight-chain alkyl group having 6 carbon atoms, R 1 , R 4 , R 5 , and R 7 to R 10 are each a hydrogen atom, and a synthetic reaction scheme of the compound is shown in [Chemical Formula 7]. In the reaction scheme, X represents a halogen atom, and acac represents acetylacetonate.
<発光材料>
本発明の発光材料は、上記した有機金属錯体からなるものである。本発明の発光材料は、有機電界発光素子の発光材料(リン光ドーパント)として特に好適に用いることができる。
<Light emitting material>
The luminescent material of the present invention is composed of the above-described organometallic complex. The light emitting material of the present invention can be particularly suitably used as a light emitting material (phosphorescent dopant) of an organic electroluminescent element.
<有機金属錯体含有組成物>
本発明の有機金属錯体は、溶解性に優れることから、溶剤とともに使用されることが好ましい。以下、本発明の有機金属錯体と溶剤とを含有する組成物(有機金属錯体含有組成物)について説明する。
<Organic metal complex-containing composition>
Since the organometallic complex of the present invention is excellent in solubility, it is preferably used together with a solvent. Hereinafter, the composition (organometallic complex-containing composition) containing the organometallic complex of the present invention and a solvent will be described.
本発明の有機金属錯体含有組成物は、上述の本発明の有機金属錯体および溶剤を含有する。本発明の有機金属錯体含有組成物は通常湿式成膜法で層や膜を形成するために用いられ、特に好ましくは有機電界発光素子の有機層を形成するために用いられる。該有機層は、特に発光層であることが好ましい。 The organometallic complex-containing composition of the present invention contains the above-described organometallic complex of the present invention and a solvent. The organometallic complex-containing composition of the present invention is usually used for forming a layer or a film by a wet film forming method, and particularly preferably used for forming an organic layer of an organic electroluminescent element. The organic layer is particularly preferably a light emitting layer.
有機金属錯体含有組成物における有機金属錯体の含有量は、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上であり、また、通常99.99質量%以下、好ましくは99.9質量%以下である。組成物の有機金属錯体の含有量をこの範囲とすることにより、隣接する層(例えば、正孔輸送層や正孔阻止層)から発光層へ効率よく、正孔や電子の注入が行われ、駆動電圧を低減することができる。尚、本発明の有機金属錯体は本発明の有機金属錯体含有組成物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上が組み合わされて含まれていてもよい。 The content of the organometallic complex in the organometallic complex-containing composition is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, and usually 99.99% by mass or less, preferably 99.9% by mass or less. It is. By setting the content of the organometallic complex in the composition within this range, holes and electrons are efficiently injected from the adjacent layer (for example, hole transport layer or hole blocking layer) to the light emitting layer, The driving voltage can be reduced. In addition, only 1 type may be contained in the organometallic complex containing composition of this invention, and the organometallic complex of this invention may be contained in combination of 2 or more type.
本発明の有機金属錯体含有組成物に含有される溶剤は、湿式成膜により有機金属錯体を含む層を形成するために用いる、揮発性を有する液体成分である。
該溶剤は、溶質である本発明の有機金属錯体や後述の電荷輸送性化合物が良好に溶解する溶剤であれば特に限定されないが、好ましい溶剤としては以下のものが挙げられる。
The solvent contained in the organometallic complex-containing composition of the present invention is a volatile liquid component used for forming a layer containing an organometallic complex by wet film formation.
The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent in which the organometallic complex of the present invention which is a solute and a charge transporting compound described later are well dissolved, and preferred solvents include the following.
例えば、n−デカン、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、ビシクロヘキサン等のアルカン類;トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類;1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2−メトキシトルエン、3−メトキシトルエン、4−メトキシトルエン、2,3−ジメチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール、ジフェニルエーテル等の芳香族エーテル類;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n−ブチル等の芳香族エステル類;シクロヘキサノン、シクロオクタノン、フェンコン等の脂環族ケトン類;シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環族アルコール類;メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン類;ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル類等が挙げられる。 For example, alkanes such as n-decane, cyclohexane, ethylcyclohexane, decalin, and bicyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, methicylene, cyclohexylbenzene, and tetralin; halogenated fragrances such as chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene Group hydrocarbons: 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole, phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, 2,4-dimethyl Aromatic ethers such as anisole and diphenyl ether; aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate and n-butyl benzoate; Alicyclic ketones such as Sanone, Cyclooctanone and Fencon; Alicyclic alcohols such as cyclohexanol and cyclooctanol; Aliphatic ketones such as methyl ethyl ketone and dibutyl ketone; Aliphatic alcohols such as butanol and hexanol; Ethylene Examples include aliphatic ethers such as glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA).
中でも好ましくは、アルカン類や芳香族炭化水素類である。
これらの溶剤は1種類を単独で用いてもよく、また2種類以上を任意の組み合わせ、および比率で用いてもよい。
溶剤の沸点は、通常80℃以上、好ましくは100℃以上、より好ましくは150℃以上、特に好ましくは200℃以上であり、また、通常270℃以下、好ましくは250℃以下、より好ましくは230℃以下である。この範囲を下回ると、湿式成膜時において、組成物からの溶剤蒸発により、成膜安定性が低下する可能性がある。
Of these, alkanes and aromatic hydrocarbons are preferable.
One of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.
The boiling point of the solvent is usually 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, particularly preferably 200 ° C. or higher, and usually 270 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, more preferably 230 ° C. It is as follows. Below this range, film formation stability may be reduced by evaporation of the solvent from the composition during wet film formation.
溶剤の含有量は、組成物100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは50質量部以上、特に好ましくは80質量部以上であり、また、好ましくは99.95質量部以下、より好ましくは99.9質量部以下、特に好ましくは99.8質量部以下である。溶剤の含有量がこの下限を下回ると、組成物の粘性が高くなりすぎ、成膜作業性が低下する可能性がある。一方、この上限を上回ると、成膜後、溶剤を除去して得られる膜の厚みが稼げなくなるため、成膜が困難となる傾向がある。 The content of the solvent is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more, particularly preferably 80 parts by mass or more, and preferably 99.95 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the composition. More preferably, it is 99.9 mass parts or less, Most preferably, it is 99.8 mass parts or less. When the content of the solvent is below this lower limit, the viscosity of the composition becomes too high, and the film forming workability may be lowered. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the film thickness obtained by removing the solvent after film formation cannot be obtained, and thus film formation tends to be difficult.
本発明の有機金属錯体含有組成物を例えば有機電界発光素子用に用いる場合には、上述の有機金属錯体や溶剤の他、有機電界発光素子、特に発光層に用いられる電荷輸送性化合物を含有することができる。
本発明の有機金属錯体含有組成物を用いて、有機電界発光素子の発光層を形成する場合には、本発明の有機金属錯体をドーパント材料とし、他の電荷輸送性化合物をホスト材料として含むことが好ましい。
When the organometallic complex-containing composition of the present invention is used for, for example, an organic electroluminescent element, it contains a charge transporting compound used for an organic electroluminescent element, particularly a light emitting layer, in addition to the above-described organometallic complex and solvent. be able to.
When forming the light emitting layer of the organic electroluminescent element using the organometallic complex-containing composition of the present invention, the organometallic complex of the present invention is used as a dopant material, and another charge transporting compound is contained as a host material. Is preferred.
本発明の有機金属錯体含有組成物が含有し得る他の電荷輸送性化合物としては、従来有機電界発光素子用材料として用いられているものを使用することができる。例えば、ピリジン、カルバゾール、ナフタレン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クリセン、ナフタセン、フェナントレン、コロネン、フルオランテン、ベンゾフェナントレン、フルオレン、アセトナフトフルオランテン、クマリン、p−ビス(2−フェニルエテニル)ベンゼンおよびそれらの誘導体、キナクリドン誘導体、DCM(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン、アリールアミノ基が置換された縮合芳香族環化合物、アリールアミノ基が置換されたスチリル誘導体等が挙げられる。 As other charge transporting compounds that can be contained in the organometallic complex-containing composition of the present invention, those conventionally used as materials for organic electroluminescence devices can be used. For example, pyridine, carbazole, naphthalene, perylene, pyrene, anthracene, chrysene, naphthacene, phenanthrene, coronene, fluoranthene, benzophenanthrene, fluorene, acetonaphthofluoranthene, coumarin, p-bis (2-phenylethenyl) benzene and the like Derivatives, quinacridone derivatives, DCM (4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran) compounds, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, benzothioxanthene derivatives, azabenzothioxanthene, aryl Examples thereof include a condensed aromatic ring compound substituted with an amino group, a styryl derivative substituted with an arylamino group, and the like.
これらは1種類を単独で用いてもよく、また2種類以上を任意の組み合わせ、および比率で用いてもよい。 One of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
本発明の有機金属錯体含有組成物中の他の電荷輸送性化合物の含有量は、該組成物を100質量部とすると、通常1質量部以上であり、また、通常50質量部以下、好ましくは30質量部以下である。 The content of the other charge transporting compound in the organometallic complex-containing composition of the present invention is usually 1 part by mass or more and usually 50 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass of the composition. 30 parts by mass or less.
また、有機金属錯体含有組成物中の他の電荷輸送性化合物の含有量は、有機金属錯体含有組成物中の本発明の有機金属錯体に対して、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下であり、また、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上である。 The content of the other charge transporting compound in the organometallic complex-containing composition is usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass with respect to the organometallic complex of the present invention in the organometallic complex-containing composition. In addition, it is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more.
本発明の有機金属錯体含有組成物には、必要に応じて、上記の化合物等の他に、更に他の化合物を含有していてもよい。例えば、上記の溶剤の他に、別の溶剤を含有していてもよい。そのような溶剤としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよく、また2種類以上を任意の組み合わせ、および比率で用いてもよい。 The organometallic complex-containing composition of the present invention may further contain other compounds, if necessary, in addition to the above-mentioned compounds. For example, in addition to the above solvent, another solvent may be contained. Examples of such a solvent include amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide. One of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
また、本発明の有機金属錯体含有組成物は成膜性の向上を目的として、レベリング剤や消泡剤等の各種添加剤を含有していてもよい。 Moreover, the organometallic complex containing composition of this invention may contain various additives, such as a leveling agent and an antifoamer, for the purpose of improving film forming property.
<用途>
本発明の有機金属錯体は、有機電界発光素子に用いられる材料、すなわち有機電界発光素子材料として好適に使用可能であり、有機電界発光素子やその他の発光素子等の発光材料としても好適に使用可能である。
<Application>
The organometallic complex of the present invention can be suitably used as a material used for an organic electroluminescent element, that is, an organic electroluminescent element material, and can also be suitably used as a luminescent material such as an organic electroluminescent element and other light emitting elements. It is.
<有機電界発光素子>
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、陽極および該陽極と該陰極の間に有機層を有し、該有機層が上記本発明の有機金属錯体を含有することを特徴とする。該有機層としては、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層などいずれでもよいが、本発明の有機金属錯体を含有する有機層は発光層であることが好ましい。
<Organic electroluminescent device>
The organic electroluminescent element of the present invention is characterized in that it has an anode and an organic layer between the anode and the cathode on a substrate, and the organic layer contains the organometallic complex of the present invention. The organic layer may be any of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and the like, but the organic layer containing the organometallic complex of the present invention is a light emitting layer. Is preferred.
以下に、本発明の有機電界発光素子の層構成およびその一般的形成方法等について、図1を参照にして説明する。
図1は本発明に係る有機電界発光素子の構造例を示す断面の模式図である。図1において、1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は正孔阻止層、7は電子輸送層、8は電子注入層、9は陰極を各々表す。
Below, the layer structure of the organic electroluminescent element of this invention, its general formation method, etc. are demonstrated with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of an organic electroluminescent device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, 5 is a light emitting layer, 6 is a hole blocking layer, 7 is an electron transport layer, 8 is an electron injection layer, 9 represents each cathode.
尚、本発明において湿式成膜法とは、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等湿式で成膜される方法をいう。これらの成膜方法の中でも、スピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法が好ましい。これは、有機電界発光素子に用いられる塗布用の組成物特有の液性に合うためである。 In the present invention, the wet film forming method includes, for example, spin coating method, dip coating method, die coating method, bar coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, capillary coating method, ink jet method, screen printing. This method is a wet film formation method such as a method, a gravure printing method, or a flexographic printing method. Among these film forming methods, a spin coating method, a spray coating method, and an ink jet method are preferable. This is because the liquid property specific to the coating composition used in the organic electroluminescence device is matched.
(基板)
基板1は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがある。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
(substrate)
The
(陽極)
陽極2は発光層側の層への正孔注入の役割を果たすものである。
この陽極2は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび/またはスズの酸化物等の金属酸化物、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。
(anode)
The
This
陽極2の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法等により行われることが多い。また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅等の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末等を用いて陽極2を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散させて、基板1上に塗布することにより陽極2を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板1上に薄膜を形成したり、基板1上に導電性高分子を塗布して陽極2を形成することもできる(Appl.Phys.Lett.,60巻,2711頁,1992年)。
In general, the
陽極2は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料からなる積層構造とすることも可能である。
陽極2の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常60%以上、好ましくは80%以上とすることが好ましい。この場合、陽極2の厚みは、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下程度である。不透明でよい場合は陽極2の厚みは任意であり、陽極2は基板1と同一でもよい。また、さらには、上記の陽極2の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
The
The thickness of the
陽極2に付着した不純物を除去し、イオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させることを目的に、陽極2表面を紫外線(UV)/オゾン処理したり、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ処理したりすることは好ましい。
For the purpose of removing impurities adhering to the
(正孔注入層)
正孔注入層3は、陽極2から発光層5へ正孔を輸送する層であり、通常、陽極2上に形成される。
(Hole injection layer)
The
本発明に係る正孔注入層3の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔注入層3を湿式成膜法により形成することが好ましい。
正孔注入層3の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下の範囲である。
The method for forming the
The thickness of the
<湿式成膜法による正孔注入層の形成>
湿式成膜により正孔注入層3を形成する場合、通常は、正孔注入層3を構成する材料を適切な溶剤(正孔注入層用溶剤)と混合して成膜用の組成物(正孔注入層形成用組成物)を調製し、この正孔注入層形成用組成物を適切な手法により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極)上に塗布して成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
<Formation of hole injection layer by wet film formation method>
When forming the
(正孔輸送性化合物)
正孔注入層形成用組成物は、通常、正孔注入層の構成材料として正孔輸送性化合物および溶剤を含有する。
正孔輸送性化合物は、通常、有機電界発光素子の正孔注入層に使用される正孔輸送性を有する化合物であれば、重合体などの高分子化合物であっても、単量体などの低分子化合物であってもよいが、高分子化合物であることが好ましい。
(Hole transporting compound)
The composition for forming a hole injection layer usually contains a hole transporting compound and a solvent as a constituent material of the hole injection layer.
The hole transporting compound is a compound having a hole transporting property that is usually used in a hole injection layer of an organic electroluminescence device, and may be a polymer compound or the like, a monomer or the like. Although it may be a low molecular compound, it is preferably a high molecular compound.
正孔輸送性化合物としては、陽極2から正孔注入層3への電荷注入障壁の観点から4.5eV〜6.0eVのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。正孔輸送性化合物の例としては、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、カーボン等が挙げられる。
The hole transporting compound is preferably a compound having an ionization potential of 4.5 eV to 6.0 eV from the viewpoint of a charge injection barrier from the
尚、本発明において誘導体とは、例えば、芳香族アミン誘導体を例にするならば、芳香族アミンそのもの及び芳香族アミンを主骨格とする化合物を含むものであり、重合体であっても、単量体であってもよい。 In the present invention, the derivative includes, for example, an aromatic amine derivative, and includes an aromatic amine itself and a compound having an aromatic amine as a main skeleton. It may be a mer.
正孔注入層3の材料として用いられる正孔輸送性化合物は、このような化合物のうち何れか1種を単独で含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。2種以上の正孔輸送性化合物を含有する場合、その組み合わせは任意であるが、芳香族三級アミン高分子化合物1種または2種以上と、その他の正孔輸送性化合物1種または2種以上とを併用することが好ましい。
The hole transporting compound used as the material for the
上記例示した中でも非晶質性、可視光の透過率の点から、芳香族アミン化合物が好ましく、特に芳香族三級アミン化合物が好ましい。ここで、芳香族三級アミン化合物とは、芳香族三級アミン構造を有する化合物であって、芳香族三級アミン由来の基を有する化合物も含む。 Among the above examples, an aromatic amine compound is preferable from the viewpoint of amorphousness and visible light transmittance, and an aromatic tertiary amine compound is particularly preferable. Here, the aromatic tertiary amine compound is a compound having an aromatic tertiary amine structure, and includes a compound having a group derived from an aromatic tertiary amine.
芳香族三級アミン化合物の種類は特に制限されないが、表面平滑化効果による均一な発光の点から、重量平均分子量が1000以上、1000000以下の高分子化合物(繰り返し単位が連なる重合型化合物)がさらに好ましい。芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記式(I)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物が挙げられる。 The type of the aromatic tertiary amine compound is not particularly limited, but from the viewpoint of uniform light emission due to the surface smoothing effect, a polymer compound having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 1,000,000 or less (a polymerizable compound in which repeating units are linked) is further included. preferable. Preferable examples of the aromatic tertiary amine polymer compound include a polymer compound having a repeating unit represented by the following formula (I).
(式(I)中、Ar1およびAr2は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ar3〜Ar5は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Yは、下記の連結基群の中から選ばれる連結基を表す。また、Ar1〜Ar5のうち、同一のN原子に結合する二つの基は互いに結合して環を形成してもよい。) (In Formula (I), Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. Ar 3 to Ar 5 each independently represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. Represents a linking group selected from the group of linking groups, and two groups bonded to the same N atom among Ar 1 to Ar 5 may be bonded to each other to form a ring.
(上記各式中、Ar6〜Ar16は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。R31およびR32は、それぞれ独立して、水素原子または任意の置換基を表す。) (In said each formula, Ar < 6 > -Ar < 16 > represents each independently the aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or the aromatic heterocyclic group which may have a substituent. R 31 and R 32 each independently represent a hydrogen atom or an arbitrary substituent.)
Ar1〜Ar16の芳香族炭化水素基および芳香族複素環基としては、高分子化合物の溶解性、耐熱性、正孔注入・輸送性の点から、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、チオフェン環、ピリジン環由来の基が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環由来の基がより好ましい。 As the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group of Ar 1 to Ar 16 , a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a thiophene from the viewpoint of the solubility, heat resistance, hole injection / transport property of the polymer compound A group derived from a ring or a pyridine ring is preferred, and a group derived from a benzene ring or a naphthalene ring is more preferred.
Ar1〜Ar16の芳香族炭化水素基および芳香族複素環基は、さらに置換基を有していてもよい。置換基の分子量としては、通常400以下、中でも250以下程度が好ましい。置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基などが好ましい。
R31およびR32が任意の置換基である場合、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、シロキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基などが挙げられる。
The aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group of Ar 1 to Ar 16 may further have a substituent. The molecular weight of the substituent is usually 400 or less, preferably about 250 or less. As the substituent, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group and the like are preferable.
When R 31 and R 32 are optional substituents, examples of the substituent include alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, silyl groups, siloxy groups, aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups, and the like. .
式(I)で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、国際公開第2005/089024号パンフレットに記載のものが挙げられる。
また、正孔輸送性化合物としては、ポリチオフェンの誘導体である3,4−エチレンジオキシチオフェン(3,4-ethylenedioxythiophene)を高分子量ポリスチレンスルホン酸中で重合してなる導電性ポリマー(PEDOT/PSS)もまた好ましい。また、このポリマーの末端をメタクリレート等でキャップしたものであってもよい。
Specific examples of the aromatic tertiary amine polymer compound having a repeating unit represented by the formula (I) include those described in International Publication No. 2005/089024.
In addition, as a hole transporting compound, a conductive polymer (PEDOT / PSS) obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene, which is a derivative of polythiophene, in high molecular weight polystyrene sulfonic acid. Is also preferred. Moreover, the end of this polymer may be capped with methacrylate or the like.
正孔注入層形成用組成物中の、正孔輸送性化合物の濃度は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜厚の均一性の点で通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上であり、また、通常70質量%以下、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。この濃度が大きすぎると膜厚ムラが生じる可能性があり、また、小さすぎると成膜された正孔注入層に欠陥が生じる可能性がある。 The concentration of the hole transporting compound in the composition for forming a hole injection layer is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.01% by mass or more, preferably in terms of film thickness uniformity. Is 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and is usually 70% by mass or less, preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. If this concentration is too high, film thickness unevenness may occur, and if it is too low, defects may occur in the formed hole injection layer.
(電子受容性化合物)
正孔注入層形成用組成物は正孔注入層の構成材料として、電子受容性化合物を含有していることが好ましい。ここで、電子受容性化合物とは、酸化力を有し、上述の正孔輸送性化合物から一電子受容する能力を有する化合物が好ましく、具体的には、電子親和力が4eV以上である化合物が好ましく、5eV以上の化合物である化合物がさらに好ましい。
(Electron-accepting compound)
The composition for forming a hole injection layer preferably contains an electron accepting compound as a constituent material of the hole injection layer. Here, the electron-accepting compound is preferably a compound having an oxidizing power and the ability to accept one electron from the above-described hole-transporting compound, and specifically, a compound having an electron affinity of 4 eV or more is preferable. A compound that is a compound of 5 eV or more is more preferable.
このような電子受容性化合物としては、例えば、トリアリールホウ素化合物、ハロゲン化金属、ルイス酸、有機酸、オニウム塩、アリールアミンとハロゲン化金属との塩、アリールアミンとルイス酸との塩よりなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物等が挙げられる。さらに具体的には、4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンダフルオロフェニル)ボラート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラート等の有機基の置換したオニウム塩(国際公開2005/089024号パンフレット);塩化鉄(III)(特開平11−251067号公報)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の高原子価の無機化合物;テトラシアノエチレン等のシアノ化合物、トリス(ペンダフルオロフェニル)ボラン(特開2003−31365号公報)等の芳香族ホウ素化合物;フラーレン誘導体;ヨウ素;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、ショウノウスルホン酸イオン等のスルホン酸イオン等が挙げられる。 Examples of such electron-accepting compounds include triarylboron compounds, metal halides, Lewis acids, organic acids, onium salts, salts of arylamines and metal halides, and salts of arylamines and Lewis acids. Examples thereof include one or more compounds selected from the group. More specifically, an onium salt substituted with an organic group such as 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and triphenylsulfonium tetrafluoroborate (International Publication No. WO 2005/089024); High valent inorganic compounds such as iron (III) chloride (Japanese Patent Laid-Open No. 11-251067), ammonium peroxodisulfate; cyano compounds such as tetracyanoethylene, tris (pendafluorophenyl) borane (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-31365) Aromatic boron compounds such as); fullerene derivatives; iodine; sulfonate ions such as polystyrene sulfonate ions, alkylbenzene sulfonate ions, camphor sulfonate ions, and the like.
これらの電子受容性化合物は、正孔輸送性化合物を酸化することにより正孔注入層の導電率を向上させることができる。
正孔注入層或いは正孔注入層形成用組成物中の電子受容性化合物の正孔輸送性化合物に対する含有量は、通常0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上であり、また、通常100モル%以下、好ましくは40モル%以下である。
These electron accepting compounds can improve the conductivity of the hole injection layer by oxidizing the hole transporting compound.
The content of the electron-accepting compound in the hole-injecting layer or the composition for forming a hole-injecting layer with respect to the hole-transporting compound is usually 0.1 mol% or more, preferably 1 mol% or more, and usually It is 100 mol% or less, preferably 40 mol% or less.
(その他の構成材料)
正孔注入層の材料としては、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述の正孔輸送性化合物や電子受容性化合物に加えて、さらに、その他の成分を含有させてもよい。その他の成分の例としては、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
(Other components)
As a material for the hole injection layer, other components may be further contained in addition to the above-described hole transporting compound and electron accepting compound as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples of other components include various light emitting materials, electron transporting compounds, binder resins, and coating property improving agents. In addition, only 1 type may be used for another component and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
(溶剤)
湿式成膜法に用いる正孔注入層形成用組成物の溶剤のうち少なくとも1種は、上述の正孔注入層の構成材料を溶解しうる化合物であることが好ましい。また、この溶剤の沸点は通常110℃以上、好ましくは140℃以上、より好ましくは200℃以上であり、また、通常400℃以下、好ましくは300℃以下である。溶剤の沸点が低すぎると、乾燥速度が速すぎ、膜質が悪化する可能性がある。また、溶剤の沸点が高すぎると乾燥工程の温度を高くする必要があるし、他の層や基板に悪影響を与える可能性がある。
(solvent)
At least one of the solvents of the composition for forming a hole injection layer used in the wet film formation method is preferably a compound that can dissolve the constituent material of the hole injection layer. The boiling point of this solvent is usually 110 ° C. or higher, preferably 140 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, and usually 400 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or lower. If the boiling point of the solvent is too low, the drying speed is too high and the film quality may be deteriorated. Further, if the boiling point of the solvent is too high, it is necessary to increase the temperature of the drying process, and there is a possibility of adversely affecting other layers and the substrate.
溶剤として例えば、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、アミド系溶剤などが挙げられる。
エーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル;1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2−メトキシトルエン、3−メトキシトルエン、4−メトキシトルエン、2,3−ジメチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル等が挙げられる。
Examples of the solvent include ether solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents, amide solvents, and the like.
Examples of ether solvents include aliphatic ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA); 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole , Aromatic ethers such as phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole and 2,4-dimethylanisole.
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n−ブチル等の芳香族エステル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、3−イロプロピルビフェニル、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルナフタレン等が挙げられる。
Examples of the ester solvent include aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, and n-butyl benzoate.
Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include toluene, xylene, cyclohexylbenzene, 3-isopropylpropylphenyl, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, cyclohexylbenzene, and methylnaphthalene. Can be mentioned.
アミド系溶剤としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
その他、ジメチルスルホキシド、等も用いることができる。
これらの溶剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いてもよい。
Examples of the amide solvent include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide.
In addition, dimethyl sulfoxide and the like can also be used.
These solvent may use only 1 type and may use 2 or more types by arbitrary combinations and a ratio.
(成膜方法)
正孔注入層形成用組成物を調製後、この組成物を湿式成膜により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極2)上に塗布成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
(Film formation method)
After preparing the composition for forming the hole injection layer, the composition is applied on the layer corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3 (usually the anode 2) by wet film formation, and dried. The
成膜工程における温度は、組成物中に結晶が生じることによる膜の欠損を防ぐため、10℃以上が好ましく、50℃以下が好ましい。
成膜工程における相対湿度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.01ppm以上、通常80%以下である。
成膜後、通常加熱等により正孔注入層形成用組成物の膜を乾燥させる。加熱工程において使用する加熱手段の例を挙げると、クリーンオーブン、ホットプレート、赤外線、ハロゲンヒーター、マイクロ波照射などが挙げられる。中でも、膜全体に均等に熱を与えるためには、クリーンオーブンおよびホットプレートが好ましい。
The temperature in the film forming step is preferably 10 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or lower in order to prevent film loss due to the formation of crystals in the composition.
Although the relative humidity in a film-forming process is not limited unless the effect of this invention is impaired remarkably, it is 0.01 ppm or more normally and 80% or less normally.
After the film formation, the film of the composition for forming a hole injection layer is usually dried by heating or the like. Examples of the heating means used in the heating step include a clean oven, a hot plate, infrared rays, a halogen heater, microwave irradiation and the like. Among them, a clean oven and a hot plate are preferable in order to uniformly apply heat to the entire film.
加熱工程における加熱温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り、正孔注入層形成用組成物に用いた溶剤の沸点以上の温度で加熱することが好ましい。また、正孔注入層に用いた溶剤が2種類以上含まれている混合溶剤の場合、少なくとも1種類がその溶剤の沸点以上の温度で加熱されるのが好ましい。溶剤の沸点上昇を考慮すると、加熱工程においては、好ましくは120℃以上、好ましくは410℃以下で加熱することが好ましい。 The heating temperature in the heating step is preferably heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent used in the composition for forming a hole injection layer as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. In the case of a mixed solvent containing two or more types of solvents used in the hole injection layer, at least one type is preferably heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent. In consideration of an increase in the boiling point of the solvent, the heating step is preferably performed at 120 ° C. or higher, preferably 410 ° C. or lower.
加熱工程において、加熱温度が正孔注入層形成用組成物の溶剤の沸点以上であり、かつ塗布膜の十分な不溶化が起こらなければ、加熱時間は限定されないが、好ましくは10秒以上、通常180分以下である。加熱時間が長すぎると他の層の成分が拡散する傾向があり、短すぎると正孔注入層が不均質になる傾向がある。加熱は2回に分けて行ってもよい。 In the heating step, the heating time is not limited as long as the heating temperature is not lower than the boiling point of the solvent of the composition for forming a hole injection layer and sufficient insolubilization of the coating film does not occur. Is less than a minute. If the heating time is too long, the components of the other layers tend to diffuse, and if it is too short, the hole injection layer tends to be inhomogeneous. Heating may be performed in two steps.
<真空蒸着法による正孔注入層の形成>
真空蒸着により正孔注入層3を形成する場合には、正孔注入層3の構成材料(前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等)の1種または2種以上を真空容器内に設置されたるつぼに入れ(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ)、真空容器内を適当な真空ポンプで10−4Pa程度まで排気した後、るつぼを加熱して(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して)、蒸発量を制御して蒸発させ(2種以上の材料を用いる場合はそれぞれ独立に蒸発量を制御して蒸発させ)、るつぼと向き合って置かれた基板の陽極2上に正孔注入層3を形成させる。なお、2種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層3を形成することもできる。
<Formation of hole injection layer by vacuum deposition>
When the
蒸着時の真空度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1×10−6Torr(0.13×10−4Pa)以上、通常9.0×10−6Torr(12.0×10−4Pa)以下である。蒸着速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1Å/秒以上、通常5.0Å/秒以下である。蒸着時の成膜温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、好ましくは10℃以上で、好ましくは50℃以下で行われる。 The degree of vacuum at the time of vapor deposition is not limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but usually 0.1 × 10 −6 Torr (0.13 × 10 −4 Pa) or more, usually 9.0 × 10 −6 Torr. (12.0 × 10 −4 Pa) or less. The deposition rate is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 Å / second or more and usually 5.0 Å / second or less. The film forming temperature at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is preferably 10 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or lower.
(正孔輸送層)
本発明に係る正孔輸送層4の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔輸送層4を湿式成膜法により形成することが好ましい。
正孔輸送層4は、正孔注入層がある場合には正孔注入層3の上に、正孔注入層3が無い場合には陽極2の上に形成することができる。また、本発明の有機電界発光素子は、正孔輸送層を省いた構成であってもよい。
(Hole transport layer)
The method for forming the hole transport layer 4 according to the present invention may be a vacuum deposition method or a wet film formation method, and is not particularly limited, but the hole transport layer 4 is formed by a wet film formation method from the viewpoint of reducing dark spots. It is preferable.
The hole transport layer 4 can be formed on the
正孔輸送層4を形成する材料としては、正孔輸送性が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが好ましい。そのために、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、正孔移動度が大きく、安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが好ましい。また、多くの場合、発光層5に接するため、発光層5からの発光を消光したり、発光層5との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させたりしないことが好ましい。
The material for forming the hole transport layer 4 is preferably a material having high hole transportability and capable of efficiently transporting injected holes. Therefore, it is preferable that the ionization potential is small, the transparency to visible light is high, the hole mobility is large, the stability is high, and impurities that become traps are not easily generated during manufacturing or use. In many cases, it is preferable not to quench the light emitted from the
このような正孔輸送層4の材料としては、従来、正孔輸送層の構成材料として用いられている材料であればよく、例えば、前述の正孔注入層3に使用される正孔輸送性化合物として例示したものが挙げられる。また、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、スピロ誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。
Such a material for the hole transport layer 4 may be any material conventionally used as a constituent material for the hole transport layer. For example, the hole transport property used for the
また、例えば、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリアリールアミン誘導体、ポリビニルトリフェニルアミン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリアリーレン誘導体、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン誘導体、ポリアリーレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)誘導体等が挙げられる。これらは、交互共重合体、ランダム重合体、ブロック重合体またはグラフト共重合体のいずれであってもよい。また、主鎖に枝分かれがあり末端部が3つ以上ある高分子や、所謂デンドリマーであってもよい。 In addition, for example, polyvinylcarbazole derivatives, polyarylamine derivatives, polyvinyltriphenylamine derivatives, polyfluorene derivatives, polyarylene derivatives, polyarylene ether sulfone derivatives containing tetraphenylbenzidine, polyarylene vinylene derivatives, polysiloxane derivatives, polythiophenes Derivatives, poly (p-phenylene vinylene) derivatives, and the like. These may be any of an alternating copolymer, a random polymer, a block polymer, or a graft copolymer. Further, it may be a polymer having a branched main chain and three or more terminal portions, or a so-called dendrimer.
中でも、ポリアリールアミン誘導体やポリアリーレン誘導体が好ましい。
ポリアリールアミン誘導体としては、下記式(II)で表される繰り返し単位を含む重合体であることが好ましい。特に、下記式(II)で表される繰り返し単位からなる重合体であることが好ましく、この場合、繰り返し単位それぞれにおいて、AraまたはArbが異なっているものであってもよい。
Of these, polyarylamine derivatives and polyarylene derivatives are preferred.
The polyarylamine derivative is preferably a polymer containing a repeating unit represented by the following formula (II). In particular, a polymer composed of a repeating unit represented by the following formula (II) is preferable. In this case, Ar a or Ar b may be different in each repeating unit.
(式(II)中、Ara及びArbは、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。) (In formula (II), Ar a and Ar b each independently represent an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.)
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環などの、6員環の単環または2〜5縮合環由来の基およびこれらの環が2環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group which may have a substituent include, for example, a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, perylene ring, tetracene ring, pyrene ring, benzpyrene ring, chrysene ring, triphenylene ring, and acenaphthene. Examples thereof include a group derived from a 6-membered monocyclic ring or a 2-5 condensed ring, such as a ring, a fluoranthene ring, and a fluorene ring, and a group in which two or more of these rings are linked by a direct bond.
置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、例えばフラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などの、5または6員環の単環または2〜4縮合環由来の基およびこれらの環が2環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。 Examples of the aromatic heterocyclic group which may have a substituent include a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrole ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, an indole ring, and a carbazole ring. , Pyrroloimidazole ring, pyrrolopyrazole ring, pyrrolopyrrole ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzoisoxazole ring, benzoisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine Ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, sinoline ring, quinoxaline ring, phenanthridine ring, benzimidazole ring, perimidine ring, quinazoline ring, quinazolinone ring, azulene ring, etc. Or a group and the rings of from 2-4 fused rings include groups formed by connecting a direct bond or two or more rings.
溶解性、耐熱性の点から、AraおよびArbは、各々独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、チオフェン環、ピリジン環、フルオレン環からなる群より選ばれる環由来の基やベンゼン環が2環以上連結してなる基(例えば、ビフェニル基やターフェニル基)が好ましい。中でも、ベンゼン環由来の基(フェニル基)、ベンゼン環が2環連結してなる基(ビフェニル基)およびフルオレン環由来の基(フルオレニル基)が好ましい。 From the viewpoints of solubility and heat resistance, Ar a and Ar b are each independently selected from the group consisting of a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, triphenylene ring, pyrene ring, thiophene ring, pyridine ring, and fluorene ring. A group derived from a selected ring or a group formed by linking two or more benzene rings (for example, a biphenyl group or a terphenyl group) is preferable. Among these, a group derived from a benzene ring (phenyl group), a group formed by connecting two benzene rings (biphenyl group), and a group derived from a fluorene ring (fluorenyl group) are preferable.
AraおよびArbにおける芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アシル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シロキシ基、シアノ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基などが挙げられる。 Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group in Ar a and Ar b may have include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, and a dialkyl. Examples thereof include an amino group, a diarylamino group, an acyl group, a halogen atom, a haloalkyl group, an alkylthio group, an arylthio group, a silyl group, a siloxy group, a cyano group, an aromatic hydrocarbon ring group, and an aromatic heterocyclic group.
ポリアリーレン誘導体としては、前記式(II)におけるAraやArbとして例示した置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基などのアリーレン基をその繰り返し単位に有する重合体が挙げられる。
ポリアリーレン誘導体としては、下記式(III−1)および/または下記式(III−2)からなる繰り返し単位を有する重合体が好ましい。
As the polyarylene derivative, an arylene group such as an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent exemplified as Ar a or Ar b in the formula (II) is used as its repeating unit. The polymer which has is mentioned.
As the polyarylene derivative, a polymer having a repeating unit composed of the following formula (III-1) and / or the following formula (III-2) is preferable.
(式(III−1)中、Ra、Rb、RcおよびRdは、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、フェニルアルキル基、フェニルアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基またはカルボキシ基を表す。tおよびsは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。tまたはsが2以上の場合、一分子中に含まれる複数のRaまたはRbは同一であっても異なっていてもよく、隣接するRaまたはRbどうしで環を形成していてもよい。) (In formula (III-1), R a , R b , R c and R d are each independently an alkyl group, an alkoxy group, a phenylalkyl group, a phenylalkoxy group, a phenyl group, a phenoxy group, an alkylphenyl group, Represents an alkoxyphenyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, or a carboxy group, and t and s each independently represent an integer of 0 to 3. When t or s is 2 or more, a plurality of molecules included in one molecule R a or R b may be the same or different, and adjacent R a or R b may form a ring.)
(式(III−2)中、ReおよびRfは、それぞれ独立に、上記式(III−1)におけるRa、Rb、RcまたはRdと同義である。rおよびuは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。rまたはuが2以上の場合、一分子中に含まれる複数のReおよびRfは同一であっても異なっていてもよく、隣接するReまたはRfどうしで環を形成していてもよい。Xは、5員環または6員環を構成する原子または原子群を表す。) (In the formula (III-2), R e and R f are independently the same as R a , R b , R c or R d in the formula (III-1). Independently, it represents an integer of 0 to 3. When r or u is 2 or more, a plurality of R e and R f contained in one molecule may be the same or different, and adjacent R e or R f may form a ring, and X represents an atom or a group of atoms constituting a 5-membered ring or a 6-membered ring.)
Xの具体例としては、酸素原子、置換基を有していてもよいホウ素原子、置換基を有していてもよい窒素原子、置換基を有していてもよいケイ素原子、置換基を有していてもよいリン原子、置換基を有していてもよいイオウ原子、置換基を有していてもよい炭素原子またはこれらが結合してなる基である。 Specific examples of X include an oxygen atom, a boron atom which may have a substituent, a nitrogen atom which may have a substituent, a silicon atom which may have a substituent, and a substituent. A phosphorus atom which may be substituted, a sulfur atom which may have a substituent, a carbon atom which may have a substituent, or a group formed by bonding these.
また、ポリアリーレン誘導体としては、上記式(III−1)および/または上記式(III−2)からなる繰り返し単位に加えて、さらに下記式(III−3)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。 Further, the polyarylene derivative has a repeating unit represented by the following formula (III-3) in addition to the repeating unit consisting of the above formula (III-1) and / or the above formula (III-2). Is preferred.
(式(III−3)中、Arc〜Arjは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。vおよびwは、それぞれ独立に0または1を表す。) (In formula (III-3), Ar c to Ar j each independently represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. Independently represents 0 or 1.)
Arc〜Arjの具体例としては、前記式(II)における、Ara及びArbと同様である。 Specific examples of Ar c to Ar j are the same as Ar a and Ar b in the formula (II).
上記式(III−1)〜(III−3)の具体例およびポリアリーレン誘導体の具体例等は、特開2008−98619号公報に記載のものなどが挙げられる。 Specific examples of the above formulas (III-1) to (III-3) and specific examples of polyarylene derivatives include those described in JP-A-2008-98619.
湿式成膜法で正孔輸送層4を形成する場合は、上記正孔注入層3の形成と同様にして、正孔輸送層形成用組成物を調製した後、湿式成膜後、加熱乾燥させる。
正孔輸送層形成用組成物には、上述の正孔輸送性化合物の他、溶剤を含有する。用いる溶剤は上記正孔注入層形成用組成物に用いたものと同様である。また、成膜条件、加熱乾燥条件等も正孔注入層3の形成の場合と同様である。
In the case of forming the hole transport layer 4 by a wet film formation method, a composition for forming a hole transport layer is prepared in the same manner as the formation of the
The composition for forming a hole transport layer contains a solvent in addition to the above hole transport compound. The solvent used is the same as that used for the composition for forming a hole injection layer. The film forming conditions, heat drying conditions, and the like are the same as in the case of forming the
真空蒸着法により正孔輸送層を形成する場合もまた、その成膜条件等は上記正孔注入層3の形成の場合と同様である。
正孔輸送層4は、上記正孔輸送性化合物の他、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などを含有していてもよい。
また、正孔輸送層4は、架橋性化合物を架橋して形成される層であってもよい。架橋性化合物は、架橋性基を有する化合物であって、架橋することにより網目状高分子化合物を形成する。
In the case where the hole transport layer is formed by the vacuum deposition method, the film forming conditions are the same as those in the case of forming the
The hole transport layer 4 may contain various light emitting materials, electron transport compounds, binder resins, coating property improving agents, and the like in addition to the hole transport compound.
The hole transport layer 4 may be a layer formed by crosslinking a crosslinkable compound. The crosslinkable compound is a compound having a crosslinkable group, and forms a network polymer compound by crosslinking.
この架橋性基の例を挙げると、オキセタン、エポキシなどの環状エーテル由来の基;ビニル基、トリフルオロビニル基、スチリル基、アクリル基、メタクリロイル、シンナモイル等の不飽和二重結合由来の基;ベンゾシクロブテン由来の基などが挙げられる。
架橋性化合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれであってもよい。架橋性化合物は1種のみを有していてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で有していてもよい。
Examples of this crosslinkable group include groups derived from cyclic ethers such as oxetane and epoxy; groups derived from unsaturated double bonds such as vinyl, trifluorovinyl, styryl, acrylic, methacryloyl and cinnamoyl; benzo Examples include groups derived from cyclobutene.
The crosslinkable compound may be any of a monomer, an oligomer, and a polymer. The crosslinkable compound may have only 1 type, and may have 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.
架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送性化合物を用いることが好ましい。正孔輸送性化合物としては、上記の例示したものが挙げられ、これら正孔輸送性化合物に対して、架橋性基が主鎖または側鎖に結合しているものが挙げられる。特に架橋性基は、アルキレン基等の連結基を介して、主鎖に結合していることが好ましい。また、特に正孔輸送性化合物としては、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体であることが好ましく、上記式(II)や式(III−1)〜(III−3)に架橋性基が直接または連結基を介して結合した繰り返し単位を有する重合体であることが好ましい。 As the crosslinkable compound, a hole transporting compound having a crosslinkable group is preferably used. Examples of the hole transporting compound include those exemplified above, and those having a crosslinkable group bonded to the main chain or side chain with respect to these hole transporting compounds. In particular, the crosslinkable group is preferably bonded to the main chain via a linking group such as an alkylene group. In particular, the hole transporting compound is preferably a polymer containing a repeating unit having a crosslinkable group, and the above formula (II) and formulas (III-1) to (III-3) can be used as a crosslinkable group. Is preferably a polymer having a repeating unit bonded directly or via a linking group.
架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送性化合物を用いることが好ましい。正孔輸送性化合物の例を挙げると、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体等の含窒素芳香族化合物誘導体;トリフェニルアミン誘導体;シロール誘導体;オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。その中でも、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体等の含窒素芳香族誘導体;トリフェニルアミン誘導体、シロール誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが好ましく、特に、トリフェニルアミン誘導体がより好ましい。 As the crosslinkable compound, a hole transporting compound having a crosslinkable group is preferably used. Examples of hole transporting compounds include nitrogen-containing aromatic compound derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, carbazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives; triphenylamine derivatives Silole derivatives; oligothiophene derivatives, condensed polycyclic aromatic derivatives, metal complexes and the like. Among them, nitrogen-containing aromatic derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, carbazole derivatives; triphenylamine derivatives, silole derivatives, condensed polycyclic aromatic derivatives, metal complexes, etc. Particularly preferred are triphenylamine derivatives.
架橋性化合物を架橋して正孔輸送層4を形成するには、通常、架橋性化合物を溶剤に溶解または分散した正孔輸送層形成用組成物を調製して、湿式成膜により成膜して架橋させる。
正孔輸送層形成用組成物には、架橋性化合物の他、架橋反応を促進する添加物を含んでいてもよい。架橋反応を促進する添加物の例を挙げると、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシムエステル化合物、アゾ化合物、オニウム塩等の重合開始剤および重合促進剤;縮合多環炭化水素、ポルフィリン化合物、ジアリールケトン化合物等の光増感剤などが挙げられる。
In order to form the hole transport layer 4 by crosslinking the crosslinkable compound, a composition for forming a hole transport layer in which the crosslinkable compound is dissolved or dispersed in a solvent is usually prepared and deposited by wet film formation. To crosslink.
The composition for forming a hole transport layer may contain an additive for promoting a crosslinking reaction in addition to the crosslinking compound. Examples of additives that accelerate the crosslinking reaction include polymerization initiators and polymerization accelerators such as alkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime ester compounds, azo compounds, onium salts; condensed polycyclic hydrocarbons, Examples thereof include photosensitizers such as porphyrin compounds and diaryl ketone compounds.
また、さらに、レベリング剤、消泡剤等の塗布性改良剤;電子受容性化合物;バインダー樹脂などを含有していてもよい。
正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物を通常0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常50質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下含有する。
Further, it may contain a coating property improving agent such as a leveling agent and an antifoaming agent; an electron accepting compound; a binder resin and the like.
In the composition for forming a hole transport layer, the crosslinkable compound is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 50% by mass or less. , Preferably it is 20 mass% or less, More preferably, it contains 10 mass% or less.
このような濃度で架橋性化合物を含む正孔輸送層形成用組成物を下層(通常は正孔注入層3)上に成膜後、加熱および/または光などの電磁エネルギー照射により、架橋性化合物を架橋させて網目状高分子化合物を形成する。
成膜時の温度、湿度などの条件は、前記正孔注入層3の湿式成膜時と同様である。
成膜後の加熱の手法は特に限定されない。加熱温度条件としては、通常120℃以上、好ましくは400℃以下である。
After forming a composition for forming a hole transport layer containing a crosslinkable compound at such a concentration on the lower layer (usually the hole injection layer 3), the composition is crosslinked by heating and / or irradiation with electromagnetic energy such as light. Are crosslinked to form a network polymer compound.
Conditions such as temperature and humidity during film formation are the same as those during the wet film formation of the
The heating method after film formation is not particularly limited. As heating temperature conditions, it is 120 degreeC or more normally, Preferably it is 400 degrees C or less.
加熱時間としては、通常1分以上、好ましくは24時間以下である。加熱手段としては特に限定されないが、成膜された層を有する積層体をホットプレート上に載せたり、オーブン内で加熱するなどの手段が用いられる。例えば、ホットプレート上で、120℃以上、1分間以上加熱する等の条件を用いることができる。 The heating time is usually 1 minute or longer, preferably 24 hours or shorter. The heating means is not particularly limited, and means such as placing a laminated body having a deposited layer on a hot plate or heating in an oven is used. For example, conditions such as heating on a hot plate at 120 ° C. or more for 1 minute or more can be used.
光などの電磁エネルギー照射による場合には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、赤外ランプ等の紫外・可視・赤外光源を直接用いて照射する方法、あるいは前述の光源を内蔵するマスクアライナ、コンベア型光照射装置を用いて照射する方法などが挙げられる。光以外の電磁エネルギー照射では、例えばマグネトロンにより発生させたマイクロ波を照射する装置、いわゆる電子レンジを用いて照射する方法が挙げられる。
照射時間としては、膜の溶解性を低下させるために必要な条件を設定することが好ましいが、通常、0.1秒以上、好ましくは10時間以下照射される。
In the case of irradiation with electromagnetic energy such as light, a method of irradiating directly using an ultraviolet / visible / infrared light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a halogen lamp, an infrared lamp, etc. Examples include a mask aligner and a method of irradiation using a conveyor type light irradiation device. In electromagnetic energy irradiation other than light, for example, there is a method of irradiation using a device that irradiates a microwave generated by a magnetron, a so-called microwave oven.
As the irradiation time, it is preferable to set conditions necessary for reducing the solubility of the film, but irradiation is usually performed for 0.1 seconds or longer, preferably 10 hours or shorter.
加熱および光などの電磁エネルギー照射は、それぞれ単独、あるいは組み合わせて行ってもよい。組み合わせる場合、実施する順序は特に限定されない。
このようにして形成される正孔輸送層4の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常300nm以下、好ましくは100nm以下である。
Heating and irradiation of electromagnetic energy such as light may be performed individually or in combination. When combined, the order of implementation is not particularly limited.
The film thickness of the hole transport layer 4 thus formed is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
(発光層)
正孔注入層3の上、または正孔輸送層4を設けた場合には正孔輸送層4の上には発光層5が設けられる。発光層5は、電界を与えられた電極間において、陽極2から注入された正孔と、陰極9から注入された電子との再結合により励起されて、主たる発光源となる層である。
(Light emitting layer)
When the
<発光層の材料>
発光層5は、その構成材料として、少なくとも、発光の性質を有する材料(発光材料)を含有するとともに、好ましくは、正孔輸送の性質を有する化合物(正孔輸送性化合物)、あるいは、電子輸送の性質を有する化合物(電子輸送性化合物)を含有する。発光材料をドーパント材料として使用し、正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物などをホスト材料として使用してもよい。発光材料については特に限定はなく、所望の発光波長で発光し、発光効率が良好である物質を用いればよいが、本発明の有機金属錯体を用いることが好ましい。
<Light emitting layer material>
The
特に、本発明の有機電界発光素子は、その発光層が、本発明の有機金属錯体含有組成物を用いて湿式成膜法で形成されることが好ましい。
更に、発光層5は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、その他の成分を含有していてもよい。なお、湿式成膜法で発光層5を形成する場合は、低分子量の材料(分子量通常10000以下、好ましくは5000以下)を使用することが好ましい。
In particular, in the organic electroluminescent element of the present invention, the light emitting layer is preferably formed by a wet film forming method using the organometallic complex-containing composition of the present invention.
Furthermore, the
<発光層の形成>
湿式成膜法により発光層5を形成する場合は、発光層に用いる材料を適切な溶剤に溶解させて発光層形成用組成物(本発明の有機金属錯体を含む場合は有機金属錯体含有組成物)を調製し、それを用いて成膜することにより形成する。
発光層5を湿式成膜法で形成するための発光層形成用組成物に含有させる発光層用溶剤としては、上記本発明の有機金属錯体含有組成物に含有される溶剤として説明したものと同様である。
<Formation of light emitting layer>
When forming the
The solvent for the light emitting layer to be contained in the composition for forming the light emitting layer for forming the
また、発光層形成用組成物中の発光材料、電荷輸送性化合物等の固形分濃度としては、通常0.01質量%以上、通常70質量%以下である。この濃度が大きすぎると膜厚ムラが生じる可能性があり、また、小さすぎると膜に欠陥が生じる可能性がある。 Further, the solid content concentration of the light emitting material, the charge transporting compound and the like in the composition for forming a light emitting layer is usually 0.01% by mass or more and usually 70% by mass or less. If this concentration is too large, film thickness unevenness may occur, and if it is too small, defects may occur in the film.
発光層形成用組成物を湿式成膜後、得られた塗膜を乾燥し、溶剤を除去することにより、発光層が形成される。具体的には、上記正孔注入層の形成において記載した方法と同様である。湿式成膜法の方式は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されず、前述のいかなる方式も用いることができる。 After wet-deposition of the composition for forming a light emitting layer, the resulting coating film is dried and the solvent is removed to form a light emitting layer. Specifically, it is the same as the method described in the formation of the hole injection layer. The method of the wet film forming method is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, and any of the methods described above can be used.
発光層5の膜厚は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常3nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常200nm以下、好ましくは100nm以下の範囲である。発光層5の膜厚が、薄すぎると膜に欠陥が生じる可能性があり、厚すぎると駆動電圧が上昇する可能性がある。
The thickness of the
(正孔阻止層)
発光層5と後述の電子注入層8との間に、正孔阻止層6を設けてもよい。正孔阻止層6は、発光層5の上に、発光層5の陰極9側の界面に接するように積層される層である。
(Hole blocking layer)
A
この正孔阻止層6は、陽極2から移動してくる正孔を陰極9に到達するのを阻止する役割と、陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とを有する。
正孔阻止層6を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いことが挙げられる。
The
The physical properties required for the material constituting the
このような条件を満たす正孔阻止層の材料としては、例えば、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(トリフェニルシラノラト)アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス(2−メチル−8−キノラト)アルミニウム−μ−オキソ−ビス−(2−メチル−8−キノリラト)アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物(特開平11−242996号公報)、3−(4−ビフェニルイル)−4−フェニル−5(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール等のトリアゾール誘導体(特開平7−41759号公報)、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体(特開平10−79297号公報)などが挙げられる。更に、国際公開第2005/022962号パンフレットに記載の2,4,6位が置換されたピリジン環を少なくとも1個有する化合物も、正孔阻止層6の材料として好ましい。
Examples of the material for the hole blocking layer satisfying such conditions include bis (2-methyl-8-quinolinolato) (phenolato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinolato) (triphenylsilanolato) aluminum, and the like. Mixed metal complexes such as bis (2-methyl-8-quinolato) aluminum-μ-oxo-bis- (2-methyl-8-quinolinato) aluminum binuclear metal complexes, distyrylbiphenyl derivatives, etc. Triazole derivatives such as styryl compounds (JP-A-11-242996), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5 (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole (JP-A-7 -41759), phenanthroline derivatives such as bathocuproine (JP-A-10-79297), and the like. That. Further, a compound having at least one pyridine ring substituted at the 2,4,6-positions described in International Publication No. 2005/022962 is also preferable as the material of the
なお、正孔阻止層6の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
正孔阻止層6の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成できる。
In addition, the material of the hole-
There is no restriction | limiting in the formation method of the hole-
正孔阻止層6の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.3nm以上、好ましくは0.5nm以上であり、また、通常100nm以下、好ましくは50nm以下である。
また、正孔阻止層にかえて、正孔緩和層を設けてもよい。
The thickness of the
Further, a hole relaxation layer may be provided instead of the hole blocking layer.
(電子輸送層)
発光層5と後述の電子注入層8の間に、電子輸送層7を設けてもよい。
電子輸送層7は、素子の発光効率を更に向上させることを目的として設けられるもので、電界を与えられた電極間において陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送することができる化合物より形成される。
(Electron transport layer)
An
The
電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、通常、陰極9または電子注入層8からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物を用いる。このような条件を満たす化合物としては、例えば、8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体(特開昭59−194393号公報)、10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3−ヒドロキシフラボン金属錯体、5−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第5645948号明細書)、キノキサリン化合物(特開平6−207169号公報)、フェナントロリン誘導体(特開平5−331459号公報)、2−t−ブチル−9,10−N,N’−ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛、n型セレン化亜鉛などが挙げられる。
As an electron transport compound used for the
なお、電子輸送層7の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
電子輸送層7の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
電子輸送層7の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常300nm以下、好ましくは100nm以下である。
In addition, the material of the
There is no restriction | limiting in the formation method of the
The film thickness of the
(電子注入層)
電子注入層8は、陰極9から注入された電子を効率良く発光層5へ注入する役割を果たす。電子注入を効率よく行なうには、電子注入層8を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましい。例としては、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属等が用いられる。例えばフッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化リチウム(Li2O)、炭酸セシウム(II)(CsCO3)等が挙げられる(Applied Physics Letters,1997年,70巻,152頁;特開平10−74586号公報;IEEE Transactions on Electron Devices,1997年,44巻,1245頁;SID 04 Digest,154頁等参照)。
その膜厚は、通常0.1nm以上、5nm以下が好ましい。
(Electron injection layer)
The electron injection layer 8 plays a role of efficiently injecting electrons injected from the cathode 9 into the
The film thickness is usually preferably from 0.1 nm to 5 nm.
更に、バソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物や8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送化合物に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウム等のアルカリ金属をドープする(特開平10−270171号公報、特開2002−100478号公報、特開2002−100482号公報等参照)ことにより、電子注入・輸送性が向上し優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。この場合の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常200nm以下、好ましくは100nm以下である。 Furthermore, an organic electron transport compound represented by a metal complex such as a nitrogen-containing heterocyclic compound such as bathophenanthroline or an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is doped with an alkali metal such as sodium, potassium, cesium, lithium, or rubidium ( JP-A-10-270171, JP-A-2002-1000047, JP-A-2002-1000048, etc.) are preferable because it is possible to improve electron injection / transport properties and achieve excellent film quality. . The film thickness in this case is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
なお、電子注入層8の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
電子注入層8の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
In addition, the material of the electron injection layer 8 may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
There is no restriction | limiting in the formation method of the electron injection layer 8. FIG. Therefore, it can be formed by a wet film forming method, a vapor deposition method, or other methods.
(陰極)
陰極9は、発光層5側の層(電子注入層8または発光層5など)に電子を注入する役割を果たすものである。
(cathode)
The cathode 9 plays a role of injecting electrons into a layer (such as the electron injection layer 8 or the light emitting layer 5) on the
陰極9の材料としては、前記の陽極2に使用される材料を用いることが可能であるが、効率良く電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。
As the material of the cathode 9, the material used for the
なお、陰極9の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
陰極9の膜厚は、通常、陽極2と同様である。
さらに、低仕事関数金属から成る陰極9を保護する目的で、この上に更に、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層すると、素子の安定性が増すので好ましい。この目的のために、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。なお、これらの材料は、1種のみで用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
In addition, the material of the cathode 9 may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
The film thickness of the cathode 9 is usually the same as that of the
Further, for the purpose of protecting the cathode 9 made of a low work function metal, it is preferable to further stack a metal layer having a high work function and stable to the atmosphere because the stability of the device is increased. For this purpose, for example, metals such as aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold and platinum are used. In addition, these materials may be used only by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
(その他の層)
本発明に係る有機電界発光素子は、その趣旨を逸脱しない範囲において、別の構成を有していてもよい。例えば、その性能を損なわない限り、陽極2と陰極9との間に、上記説明にある層の他に任意の層を有していてもよく、また、任意の層が省略されていてもよい。
(Other layers)
The organic electroluminescent element according to the present invention may have another configuration without departing from the gist thereof. For example, as long as the performance is not impaired, an arbitrary layer may be provided between the
(電子阻止層)
任意の層としては、例えば、電子阻止層が挙げられる。電子阻止層は、正孔注入層3または正孔輸送層4と発光層5との間に設けられ、発光層5から移動してくる電子が正孔注入層3に到達するのを阻止することで、発光層5内で正孔と電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層5内に閉じこめる役割と、正孔注入層3から注入された正孔を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とがある。特に、発光材料として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合は電子阻止層を設けることが効果的である。
(Electron blocking layer)
Examples of the optional layer include an electron blocking layer. The electron blocking layer is provided between the
電子阻止層に求められる特性としては、正孔輸送性が高く、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いこと等が挙げられる。更に、発光層5を湿式成膜法で作製する場合には、電子阻止層にも湿式成膜の適合性が求められる。このような電子阻止層に用いられる材料としては、F8−TFBに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体(国際公開第2004/084260号パンフレット)等が挙げられる。
The characteristics required for the electron blocking layer include high hole transportability, a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and a high excited triplet level (T1). Furthermore, when the
なお、電子阻止層の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
電子阻止層の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
In addition, the material of an electron blocking layer may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
There is no restriction | limiting in the formation method of an electron blocking layer. Therefore, it can be formed by a wet film forming method, a vapor deposition method, or other methods.
また、以上説明した層構成において、基板以外の構成要素を逆の順に積層することも可能である。例えば、図1の層構成であれば、基板1上に他の構成要素を陰極9、電子注入層8、電子輸送層7、正孔阻止層6、発光層5、正孔輸送層4、正孔注入層3、陽極2の順に設けてもよい。
Moreover, in the layer structure demonstrated above, it is also possible to laminate | stack components other than a board | substrate in reverse order. For example, in the case of the layer configuration of FIG. 1, the other components on the
更には、少なくとも一方が透明性を有する2枚の基板の間に、基板以外の構成要素を積層することにより、本発明に係る有機電界発光素子を構成することも可能である。 Furthermore, it is also possible to constitute the organic electroluminescent element according to the present invention by laminating components other than the substrate between two substrates, at least one of which is transparent.
また、基板以外の構成要素(発光ユニット)を複数段重ねた構造(発光ユニットを複数積層させた構造)とすることも可能である。その場合には、各段間(発光ユニット間)の界面層(陽極がITO、陰極がAlの場合は、それら2層)の代わりに、例えば五酸化バナジウム(V2O5)等からなる電荷発生層(Carrier Generation Layer:CGL)を設けると、段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。 In addition, a structure in which a plurality of components (light emitting units) other than the substrate are stacked in a plurality of layers (a structure in which a plurality of light emitting units are stacked) may be employed. In that case, instead of the interface layer between the steps (between the light emitting units) (when the anode is ITO and the cathode is Al, these two layers), for example, a charge made of vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) or the like. When a generation layer (Carrier Generation Layer: CGL) is provided, a barrier between steps is reduced, which is more preferable from the viewpoint of light emission efficiency and driving voltage.
更には、本発明に係る有機電界発光素子は、単一の有機電界発光素子として構成してもよく、複数の有機電界発光素子がアレイ状に配置された構成に適用してもよく、陽極と陰極がX−Yマトリックス状に配置された構成に適用してもよい。
また、上述した各層には、本発明の効果を著しく損なわない限り、材料として説明した以外の成分が含まれていてもよい。
Furthermore, the organic electroluminescent device according to the present invention may be configured as a single organic electroluminescent device, or may be applied to a configuration in which a plurality of organic electroluminescent devices are arranged in an array. You may apply to the structure by which the cathode is arrange | positioned at XY matrix form.
Each layer described above may contain components other than those described as materials unless the effects of the present invention are significantly impaired.
本発明の有機電界発光素子は、有機ELディスプレイや有機EL照明に使用される。本発明により得られる有機電界発光素子は、例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社,平成16年8月20日発行,時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で有機ELディスプレイや有機EL照明を形成することができる。 The organic electroluminescent element of the present invention is used for organic EL displays and organic EL lighting. The organic electroluminescent device obtained by the present invention is described in, for example, “Organic EL Display” (Ohm, August 20, 2004, written by Shizushi Tokito, Chiba Adachi, and Hideyuki Murata). An organic EL display and organic EL illumination can be formed by the method.
本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。 Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the description of the following examples unless it exceeds the gist.
例1:化合物1(本発明の有機金属錯体1)の合成
下記(1)〜(6)のとおり、[化14]〜[化19]に示す反応スキームに従って化合物1(有機金属錯体1)を合成した。
Example 1: Synthesis of Compound 1 (
(1)化合物2の合成
3−ブロモフェニルボロン酸(25.0g,124.4mmol)、1−クロロキノリン(20.3g,124.4mmol)、トルエン(250ml)の混合物に炭酸ナトリウム(43.5g,410.7mmol)を加え、撹拌しながら30分窒素バブリングを行った。そこにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(4.31g,3.73mmol)を加え、130℃で3.5時間撹拌した。TLCで原料の消失を確認後トルエンで2回抽出し、有機層を飽和食塩水で1回洗浄、減圧濃縮を行った。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物2(28.39g,収率80%)を得た。
(1) Synthesis of
(2)化合物3の合成
窒素気流下、ブロモヘキシルベンゼン(50.0g,207.3mmol)のテトラヒドロフラン(300ml)溶液に、−75℃でn−ブチルリチウム(1.67M)(131ml,217.7mmol)を滴下して2時間反応し、さらにトリメトキシボラン(64.6g,622.0mmol)を滴下し2時間攪拌した。その後、希塩酸(1N)、300mlを滴下し、30min攪拌した後、酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮を行った。化合物3(42.5g,収率99%)を無色固体として得た。
(2) Synthesis of
(3)化合物4の合成
窒素気流下、化合物2(13.5g,47.5mmol)と、化合物3(10.8g,52.8mmol)に、トルエン(240ml)、エタノール(120ml)、水(120ml)、リン酸三カリウム(33.5g,158mmol)を加え、撹拌しながら30分窒素バブリングを行った。そこにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.5g,2.18mmol)を加え、130℃で3.5時間撹拌した。TLCで原料の消失を確認後トルエンで2回抽出し、有機層を飽和食塩水で1回洗浄、減圧濃縮を行った。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物4(17.2g,収率98%)を得た。
(3) Synthesis of Compound 4 Under a nitrogen stream, Compound 2 (13.5 g, 47.5 mmol) and Compound 3 (10.8 g, 52.8 mmol) were added to toluene (240 ml), ethanol (120 ml), water (120 ml). ), Tripotassium phosphate (33.5 g, 158 mmol) was added, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes with stirring. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (2.5 g, 2.18 mmol) was added thereto and stirred at 130 ° C. for 3.5 hours. After confirming the disappearance of the raw material by TLC, extraction was performed twice with toluene, and the organic layer was washed once with saturated brine and concentrated under reduced pressure. The product was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 4 (17.2 g, yield 98%).
(4)化合物5の合成
窒素気流下、化合物4(13.5g,36.9mmol)と、イリジウムクロライドn水和物(6.85g,18.5mmol)に、2−エトキシエタノール(200ml)、水(66ml)を加え、135℃で10時間攪拌した。その後、ジクロロメタンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮を行った。化合物5(11.9g,収率66%)を赤色固体として得た。
(4) Synthesis of
(5)化合物6の合成
窒素気流下、化合物5(11.9g,6.22mmol)と、ナトリウムアセチルアセトネート(3.80g,31.0mmol)に、2−エトキシエタノール(100ml)を加え、135℃で9時間攪拌した。その後、ジクロロメタンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮を行った。残渣をジクロロメタンで溶解し、塩基性シリカゲルで精製し原点成分を除去した。化合物6(7.75g,収率61%)を赤色固体として得た。
(5) Synthesis of
(6)化合物1の合成
窒素気流下、化合物6(7.0g,3.56mmol)、化合物4(13.6g,37.2mmol)に、グリセロール(230ml)を加え、190℃で17時間攪拌した。その後、ジクロロメタンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮を行った。残渣をジクロロメタンで溶解し、塩基性シリカゲルで精製し原点成分を除去した。再度塩基性シリカゲルで精製を行った後、トルエンに溶解し、メタノールで懸濁洗浄を行い、吸引ろ過により沈殿物を濾取した。化合物1(2.93g,収率69%)を赤色固体として得た。
(6) Synthesis of
1H−NMRδ[ppm];8.18(d、3H)、8.09(d、3H)、8.07(d、3H)、7.97(s、3H)7.67(d、3H)、7.47(d、6H)、7.20(t、3H)、7.16(d、6H)、6.96(d、3H)、6.72(t、3H)、6.61(d、3H)、2.59(t、6H)、1.30(m、24H)、0.89(t、9H) 1 H-NMR δ [ppm]; 8.18 (d, 3H), 8.09 (d, 3H), 8.07 (d, 3H), 7.97 (s, 3H) 7.67 (d, 3H) ), 7.47 (d, 6H), 7.20 (t, 3H), 7.16 (d, 6H), 6.96 (d, 3H), 6.72 (t, 3H), 6.61 (D, 3H), 2.59 (t, 6H), 1.30 (m, 24H), 0.89 (t, 9H)
例2:化合物9(比較例の有機金属錯体9)の合成
下記(1)〜(3)のとおり、[化20]〜[化22]に示す反応スキームに従って化合物9(有機金属錯体9)を合成した。
Example 2: Synthesis of Compound 9 (Comparative Organometallic Complex 9) As shown in (1) to (3) below, Compound 9 (organometallic complex 9) was prepared according to the reaction scheme shown in [Chemical Formula 20] to [Chemical Formula 22]. Synthesized.
(1)化合物7の合成
窒素気流下、フェニルキノリン(9.4g,45.8mmol)と、イリジウムクロライドn水和物(8.59g,22.9mmol)に、2−エトキシエタノール(130ml)、水(42ml)を加え、135℃で10時間攪拌した。その後、ジクロロメタンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮を行った。化合物7(1.78g,収率12%)を赤色固体として得た。
(1) Synthesis of
(2)化合物8の合成
窒素気流下、化合物7(1.27g,1mmol)と、ナトリウムアセチルアセトネート(2.0g,20mmol)に、2−エトキシエタノール(280ml)を加え、135℃で4時間攪拌した。その後、ジクロロメタンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮を行った。残渣をジクロロメタンで溶解し、塩基性シリカゲルで精製し原点成分を除去した。化合物8(545mg,収率39%)を赤色固体として得た。
(2) Synthesis of Compound 8 Under a nitrogen stream, 2-ethoxyethanol (280 ml) was added to Compound 7 (1.27 g, 1 mmol) and sodium acetylacetonate (2.0 g, 20 mmol) at 135 ° C. for 4 hours. Stir. Thereafter, extraction with dichloromethane was performed, and the organic layer was washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in dichloromethane and purified with basic silica gel to remove the origin component. Compound 8 (545 mg, 39% yield) was obtained as a red solid.
(3)化合物9の合成
窒素気流下、化合物8(245mg,0.35mmol)、フェニルキノリン(0.36g,1.75mmol)に、グリセロール(7.35ml)を加え、190℃で17時間攪拌した。その後、ジクロロメタンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮を行った。残渣をジクロロメタンで溶解し、塩基性シリカゲルで精製し原点成分を除去した。再度塩基性シリカゲルで精製を行った後、トルエンに溶解し、メタノールで懸濁洗浄を行い、吸引ろ過により沈殿物を濾取した。少量の化合物9を赤色固体として得た。質量分析スペクトル(m/z=804)により目的化合物の生成を確認した。
(3) Synthesis of Compound 9 Glycerol (7.35 ml) was added to Compound 8 (245 mg, 0.35 mmol) and phenylquinoline (0.36 g, 1.75 mmol) under a nitrogen stream and stirred at 190 ° C. for 17 hours. . Thereafter, extraction with dichloromethane was performed, and the organic layer was washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in dichloromethane and purified with basic silica gel to remove the origin component. After purification with basic silica gel again, the product was dissolved in toluene, suspended and washed with methanol, and the precipitate was collected by suction filtration. A small amount of compound 9 was obtained as a red solid. Formation of the target compound was confirmed by mass spectrometry spectrum (m / z = 804).
例3:化合物10(本発明の有機金属錯体10)の合成
下記(1)〜(5)のとおり、[化23]〜[化27]に示す反応スキームに従って化合物10(有機金属錯体10)を合成した。
Example 3: Synthesis of compound 10 (
(1)化合物11の合成
2−アミノベンゾフェノン(15.0g,76.1mmol)、3’−ブロモアセトフェノン(18.2g,91.3mmol)、酢酸(75ml)の混合物に濃硫酸(1.3ml)を加え、9時間加熱還流した。反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出し、水層を中和してさらに酢酸エチルで抽出した。有機層を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物11(24.2g,収率88%)を得た。
(1) Synthesis of Compound 11 To a mixture of 2-aminobenzophenone (15.0 g, 76.1 mmol), 3′-bromoacetophenone (18.2 g, 91.3 mmol) and acetic acid (75 ml), concentrated sulfuric acid (1.3 ml) And heated to reflux for 9 hours. Water was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The aqueous layer was neutralized and further extracted with ethyl acetate. The organic layer was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography to obtain compound 11 (24.2 g, yield 88%).
(2)化合物12の合成
窒素気流下、化合物11(24.2g,47.5mmol)と、化合物3(18.0g,87.3mmol)に、トルエン(200ml)、エタノール(200ml)、水(100ml)、炭酸ナトリウム(21.4g,202mmol)を加え、撹拌しながら30分窒素バブリングを行った。そこにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.3g,2mmol)を加え、7.5時間加熱還流した。反応後、水を加えトルエンで抽出し、有機層を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物12(24.1g,収率81%)を得た。
(2) Synthesis of Compound 12 Under a nitrogen stream, Compound 11 (24.2 g, 47.5 mmol) and Compound 3 (18.0 g, 87.3 mmol) were added to toluene (200 ml), ethanol (200 ml), water (100 ml). ), Sodium carbonate (21.4 g, 202 mmol) was added, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes with stirring. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (2.3 g, 2 mmol) was added thereto and heated to reflux for 7.5 hours. After the reaction, water was added and the mixture was extracted with toluene. The organic layer was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography to obtain compound 12 (24.1 g, yield 81%).
(3)化合物13の合成
窒素気流下、化合物12(12g,27.2mmol)と、イリジウムクロライドn水和物(4.7g,13.6mmol)に、2−エトキシエタノール(71ml)、水(24ml)を加え、11時間加熱還流した。反応液に水を加え、ジクロロメタンで抽出して、有機層を減圧濃縮した。濃縮液をメタノールに添加し、晶出した結晶を濾取し、化合物13(11.9g,収率79%)を赤色固体として得た。
(3) Synthesis of Compound 13 Under a nitrogen stream, compound 12 (12 g, 27.2 mmol), iridium chloride n-hydrate (4.7 g, 13.6 mmol), 2-ethoxyethanol (71 ml), water (24 ml) ) And heated to reflux for 11 hours. Water was added to the reaction solution, extracted with dichloromethane, and the organic layer was concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was added to methanol, and the crystallized crystals were collected by filtration to obtain Compound 13 (11.9 g, yield 79%) as a red solid.
(4)化合物14の合成
窒素気流下、化合物13(11.9g,5.4mmol)と、ナトリウムアセチルアセトネート(3.3g,27mmol)に、2−エトキシエタノール(140ml)を加え、8時間加熱還流した。反応液に水を加えジクロロメタンで抽出し、有機層を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物14(6.9g,収率55%)を赤色固体として得た。
(4) Synthesis of Compound 14 Under a nitrogen stream, 2-ethoxyethanol (140 ml) was added to Compound 13 (11.9 g, 5.4 mmol) and sodium acetylacetonate (3.3 g, 27 mmol) and heated for 8 hours. Refluxed. Water was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 14 (6.9 g, yield 55%) as a red solid.
(5)化合物10の合成
窒素気流下、化合物14(6.9g,5.9mmol)、化合物12(12.1g,27.4mmol)に、グリセロール(172ml)を加え、200℃で17時間攪拌した。反応液にメタノールを加え、赤褐色オイル成分を取得し、その成分をシリカゲルクロマトグラフィーによる精製、及びジメトキシエタン/メタノール溶液、テトラヒドロフラン/アセトニトリル溶液による洗浄を繰り返し、化合物10を赤色固体として得た。
(5) Synthesis of
1H−NMRδ[ppm];8.25(d、3H)、8.12(s、3H)、8.00(d、3H)、7.78(dd、3H)7.53(m、21H)、7.17(m、9H)、7.01(dd、3H)、6.77(ddd、3H)、6.70(d、3H)、2.58(t、6H)、1.30(m、24H)、0.88(t、9H) 1 H-NMR δ [ppm]; 8.25 (d, 3H), 8.12 (s, 3H), 8.00 (d, 3H), 7.78 (dd, 3H) 7.53 (m, 21H) ), 7.17 (m, 9H), 7.01 (dd, 3H), 6.77 (ddd, 3H), 6.70 (d, 3H), 2.58 (t, 6H), 1.30 (M, 24H), 0.88 (t, 9H)
例4:化合物19(本発明の有機金属錯体19)の合成
下記(1)〜(5)のとおり、[化28]〜[化32]に示す反応スキームに従って化合物19(有機金属錯体19)を合成した。
Example 4: Synthesis of Compound 19 (Organic Metal Complex 19 of the Present Invention) As shown in the following (1) to (5), Compound 19 (organometallic complex 19) was prepared according to the reaction schemes shown in [Chemical 28] to [Chemical 32]. Synthesized.
(1)化合物15の合成
2−アミノベンゾフェノン(12.62g,64.00mmol)、3’−ブロモー4−メチルアセトフェノン(15.0g,70.40mmol)、酢酸(70ml)の混合物に濃硫酸(1.0ml)を加え、6時間加熱還流した。反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出し、水層を中和してさらに酢酸エチルで抽出した。有機層を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物15(13.4g,収率56%)を得た。
(1) Synthesis of Compound 15 To a mixture of 2-aminobenzophenone (12.62 g, 64.00 mmol), 3′-bromo-4-methylacetophenone (15.0 g, 70.40 mmol) and acetic acid (70 ml), concentrated sulfuric acid (1 0.0 ml) and heated to reflux for 6 hours. Water was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The aqueous layer was neutralized and further extracted with ethyl acetate. The organic layer was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography to obtain compound 15 (13.4 g, yield 56%).
(2)化合物16の合成
窒素気流下、化合物15(13.3g,35.54mmol)と、化合物3(9.52g,46.20mmol)に、トルエン(150ml)、エタノール(75ml)、水(50ml)、炭酸ナトリウム(10.6g,100mmol)を加え、撹拌しながら30分窒素バブリングを行った。そこにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.0g,1.78mmol)を加え、6時間加熱還流した。反応後、水を加えトルエンで抽出し、有機層を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物16(15.7g,収率97%)を得た。
(2) Synthesis of Compound 16 Under a nitrogen stream, Compound 15 (13.3 g, 35.54 mmol) and Compound 3 (9.52 g, 46.20 mmol) were added to toluene (150 ml), ethanol (75 ml), water (50 ml). ), Sodium carbonate (10.6 g, 100 mmol) was added, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes with stirring. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (2.0 g, 1.78 mmol) was added thereto, and the mixture was heated to reflux for 6 hours. After the reaction, water was added and the mixture was extracted with toluene. The organic layer was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography to obtain compound 16 (15.7 g, yield 97%).
(3)化合物17の合成
窒素気流下、化合物16(4.5g,9.88mmol)と、イリジウムクロライドn水和物(1.76g,4.94mmol)に、2−エトキシエタノール(32ml)、水(11ml)を加え、17時間加熱還流した。反応液に水を加え、ジクロロメタンで抽出して、有機層を減圧濃縮した。濃縮液をメタノールに添加し、晶出した結晶を濾取し、化合物17(3.7g,収率65%)を赤色固体として得た。
(3) Synthesis of Compound 17 Under a nitrogen stream, compound 16 (4.5 g, 9.88 mmol), iridium chloride n-hydrate (1.76 g, 4.94 mmol), 2-ethoxyethanol (32 ml), water (11 ml) was added and heated to reflux for 17 hours. Water was added to the reaction solution, extracted with dichloromethane, and the organic layer was concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was added to methanol, and the crystallized crystals were collected by filtration to obtain Compound 17 (3.7 g, yield 65%) as a red solid.
(4)化合物18の合成
窒素気流下、化合物17(3.7g,1.62mmol)と、ナトリウムアセチルアセトネート(0.99g,8.07mmol)に、2−エトキシエタノール(55ml)を加え、5時間加熱還流した。反応液に水を加えジクロロメタンで抽出し、有機層を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物18(3.3g,収率86%)を赤色固体として得た。
(4) Synthesis of compound 18 Under a nitrogen stream, 2-ethoxyethanol (55 ml) was added to compound 17 (3.7 g, 1.62 mmol) and sodium acetylacetonate (0.99 g, 8.07 mmol). Heated to reflux for hours. Water was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 18 (3.3 g, yield 86%) as a red solid.
(5)化合物19の合成
窒素気流下、化合物18(3.3g,2.77mmol)、化合物16(6.1g,13.39mmol)に、グリセロール(40ml)を加え、260℃で7時間攪拌した。反応液にメタノールを加え、赤褐色オイル成分を取得し、その成分をシリカゲルクロマトグラフィーによる精製、及びジメトキシエタン/メタノール溶液、テトラヒドロフラン/アセトニトリル溶液による洗浄を繰り返し、化合物19を赤色固体として得た。
(5) Synthesis of Compound 19 Glycerol (40 ml) was added to Compound 18 (3.3 g, 2.77 mmol) and Compound 16 (6.1 g, 13.39 mmol) under a nitrogen stream and stirred at 260 ° C. for 7 hours. . Methanol was added to the reaction solution to obtain a reddish brown oil component, and the component was repeatedly purified by silica gel chromatography and washed with a dimethoxyethane / methanol solution and a tetrahydrofuran / acetonitrile solution to obtain Compound 19 as a red solid.
1H−NMRδ[ppm];8.21(d、3H)、8.01(s、3H)、7.77(dd、3H)、7.65(s、3H)7.53(m、15H)、7.21(m、6H)、7.15(m、9H)、6.75(ddd、3H)、6.59(s、3H)、2.60(t、6H)、2.00(s、9H)、1.60(m、6H)1.32(m、18H)、0.89(t、9H) 1 H-NMR δ [ppm]; 8.21 (d, 3H), 8.01 (s, 3H), 7.77 (dd, 3H), 7.65 (s, 3H) 7.53 (m, 15H) ), 7.21 (m, 6H), 7.15 (m, 9H), 6.75 (ddd, 3H), 6.59 (s, 3H), 2.60 (t, 6H), 2.00 (S, 9H), 1.60 (m, 6H) 1.32 (m, 18H), 0.89 (t, 9H)
例5:化合物24(本発明の有機金属錯体24)の合成
下記(1)〜(5)のとおり、[化33]〜[化37]に示す反応スキームに従って化合物24(有機金属錯体24)を合成した。
Example 5: Synthesis of Compound 24 (Organic Metal Complex 24 of the Present Invention) As shown in the following (1) to (5), Compound 24 (organometallic complex 24) was prepared according to the reaction scheme shown in [Chemical Formula 33] to [Chemical Formula 37]. Synthesized.
(1)化合物20の合成
窒素気流下、3−クロロ−4−メチルフェニルボロン酸(20.0g,117.37mmol)と、1−クロロキノリン(14.77g,90.29mmol)に、トルエン(160ml)、エタノール(80ml)、水(60ml)、炭酸ナトリウム(12.7g,119.8mmol)を加え、撹拌しながら30分窒素バブリングを行った。そこにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(5.2g,4.5mmol)を加え、7時間加熱還流した。反応後、水を加えトルエンで抽出し、有機層を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物20(16.1g,収率70%)を得た。
(1) Synthesis of Compound 20 Under a nitrogen stream, 3-chloro-4-methylphenylboronic acid (20.0 g, 117.37 mmol) and 1-chloroquinoline (14.77 g, 90.29 mmol) were added with toluene (160 ml). ), Ethanol (80 ml), water (60 ml) and sodium carbonate (12.7 g, 119.8 mmol) were added, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes with stirring. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (5.2 g, 4.5 mmol) was added thereto and heated to reflux for 7 hours. After the reaction, water was added and the mixture was extracted with toluene. The organic layer was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography to obtain compound 20 (16.1 g, yield 70%).
(2)化合物21の合成
窒素気流下、化合物20(16.1g,63.45mmol)と、化合物3(19.6g,95.18mmol)に、トルエン(160ml)、りん酸カリウム(40.4g,190.35mmol)を加え、撹拌しながら30分窒素バブリングを行った。そこに酢酸パラジウム(0.071g,0.317mmol)と2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.325g,0.793mmol)を加え、8時間加熱還流した。反応後、水を加えトルエンで抽出し、有機層を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物21(22.0g,収率83%)を得た。
(2) Synthesis of Compound 21 Under a nitrogen stream, Compound 20 (16.1 g, 63.45 mmol) and Compound 3 (19.6 g, 95.18 mmol) were added to toluene (160 ml) and potassium phosphate (40.4 g, 190.35 mmol) was added, and nitrogen bubbling was performed for 30 minutes with stirring. Thereto were added palladium acetate (0.071 g, 0.317 mmol) and 2- (dicyclohexylphosphino) -2 ′, 6′-dimethoxybiphenyl (0.325 g, 0.793 mmol), and the mixture was heated to reflux for 8 hours. After the reaction, water was added and the mixture was extracted with toluene. The organic layer was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography to obtain compound 21 (22.0 g, yield 83%).
(3)化合物22の合成
窒素気流下、化合物21(4.0g,10.54mmol)と、イリジウムクロライドn水和物(1.87g,5.27mmol)に、2−エトキシエタノール(30ml)、水(10ml)を加え、16時間加熱還流した。反応液に水を加え、ジクロロメタンで抽出して、有機層を減圧濃縮した。濃縮液をメタノールに添加し、晶出した結晶を濾取し、化合物22(2.88g,収率56%)を赤色固体として得た。
(3) Synthesis of Compound 22 Under nitrogen flow, Compound 21 (4.0 g, 10.54 mmol), iridium chloride n-hydrate (1.87 g, 5.27 mmol), 2-ethoxyethanol (30 ml), water (10 ml) was added and heated to reflux for 16 hours. Water was added to the reaction solution, extracted with dichloromethane, and the organic layer was concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was added to methanol, and the crystallized crystals were collected by filtration to obtain Compound 22 (2.88 g, yield 56%) as a red solid.
(4)化合物23の合成
窒素気流下、化合物22(2.88g,1.465mmol)と、ナトリウムアセチルアセトネート(0.89g,7.33mmol)に、2−エトキシエタノール(45ml)を加え、6時間加熱還流した。反応液に水を加えジクロロメタンで抽出し、有機層を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物23(1.1g,収率36%)を赤色固体として得た。
(4) Synthesis of Compound 23 Under a nitrogen stream, 2-ethoxyethanol (45 ml) was added to Compound 22 (2.88 g, 1.465 mmol) and sodium acetylacetonate (0.89 g, 7.33 mmol). Heated to reflux for hours. Water was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 23 (1.1 g, yield 36%) as a red solid.
(5)化合物24の合成
窒素気流下、化合物23(1.1g,1.05mmol)、化合物21(2.5g,6.59mmol)に、グリセロール(12ml)を加え、220℃で6時間攪拌した。反応液にメタノールを加え、赤褐色オイル成分を取得し、その成分をシリカゲルクロマトグラフィーによる精製、及びジメトキシエタン/メタノール溶液、テトラヒドロフラン/アセトニトリル溶液による洗浄を繰り返し、化合物24を赤色固体として得た。
(5) Synthesis of Compound 24 Under a nitrogen stream, glycerol (12 ml) was added to Compound 23 (1.1 g, 1.05 mmol) and Compound 21 (2.5 g, 6.59 mmol) and stirred at 220 ° C. for 6 hours. . Methanol was added to the reaction solution to obtain a reddish brown oil component, and the component was repeatedly purified by silica gel chromatography and washed with a dimethoxyethane / methanol solution and a tetrahydrofuran / acetonitrile solution to obtain Compound 24 as a red solid.
1H−NMRδ[ppm];8.05(m、9H)、7.65(d、3H)、7.60(s、3H)、7.16(m、15H)6.70(ddd、3H)、6.5(s、3H)、2.60(t、6H)、1.95(s、9H)、1.65(m、6H)1.31(m、18H)、0.89(t、9H) 1 H-NMR δ [ppm]; 8.05 (m, 9H), 7.65 (d, 3H), 7.60 (s, 3H), 7.16 (m, 15H) 6.70 (ddd, 3H) ), 6.5 (s, 3H), 2.60 (t, 6H), 1.95 (s, 9H), 1.65 (m, 6H) 1.31 (m, 18H), 0.89 ( t, 9H)
例6:有機金属錯体の溶解性
例1〜5で合成した各化合物のトルエンに対する溶解度を次のとおり測定した。
適宜秤量した各化合物に、適宜秤量したトルエンを加えて、室温状態で均一に溶解した状態の溶液が得られることが肉眼にて確認するが、室温状態で均一に溶解した状態の溶液が得られない場合は、更にトルエンを加え、より低濃度の条件にて確認作業を繰り返して行う。室温状態で均一に溶解した状態の溶液が確認できた時点でのトルエンに対する各化合物の濃度(質量%)を溶解度とする。その結果を表1に示す。
表1から、フェニルキノリン環に特定の置換基を導入することにより、トルエンに対する溶解性が飛躍的に向上することが分かる。
Example 6: Solubility of organometallic complex The solubility of each compound synthesized in Examples 1 to 5 in toluene was measured as follows.
To each compound weighed appropriately, toluene appropriately weighed was added, and it was confirmed with the naked eye that a solution uniformly dissolved at room temperature was obtained. However, a solution uniformly dissolved at room temperature was obtained. If not, add more toluene and repeat the check operation under lower concentration conditions. The concentration (% by mass) of each compound with respect to toluene at the time when a solution in a uniformly dissolved state at room temperature can be confirmed is defined as solubility. The results are shown in Table 1.
From Table 1, it can be seen that the solubility in toluene is dramatically improved by introducing a specific substituent into the phenylquinoline ring.
例7:本発明の有機電界発光素子の作製と評価
図1に示す有機電界発光素子を作製した(ただし、正孔阻止層にかえて正孔緩和層とした)。
Example 7 Production and Evaluation of Organic Electroluminescent Device of the Present Invention The organic electroluminescent device shown in FIG. 1 was produced (however, a hole relaxation layer was used instead of the hole blocking layer).
ガラス基板上に、インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を120nmの厚さに堆積したもの(三容真空社製、スパッタ成膜品)を、通常のフォトリソグラフィー技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターして陽極を形成した。パターン形成したITO基板を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、圧縮空気で乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。 An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited on a glass substrate to a thickness of 120 nm (manufactured by Sanyo Vacuum Co., Ltd., sputtered film) using ordinary photolithography technology and hydrochloric acid etching An anode was formed by patterning on a stripe having a width of 2 mm. The patterned ITO substrate is cleaned in the order of ultrasonic cleaning with an aqueous surfactant solution, water cleaning with ultrapure water, ultrasonic cleaning with ultrapure water, and water cleaning with ultrapure water, followed by drying with compressed air, and finally UV irradiation. Ozone cleaning was performed.
まず、正孔輸送性化合物として構造式P1に示す繰り返し構造を有する正孔輸送性高分子化合物(重量平均分子量:26500,数平均分子量:12000)、電子受容性化合物として構造式A1に示す4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート及び安息香酸エチルを含有する正孔注入層形成用組成物を調製した。この組成物中、正孔輸送性高分子化合物P1は2.0質量%、電子受容性化合物A1は0.8質量%であった。この組成物をスピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒、大気中にて陽極上にスピンコートにより成膜した。その後、大気中で230℃、3時間加熱乾燥することにより、膜厚30nmの正孔注入層を得た。 First, a hole transporting polymer compound having a repeating structure represented by the structural formula P1 as a hole transporting compound (weight average molecular weight: 26500, number average molecular weight: 12000), and an electron accepting compound represented by the structural formula 4- A composition for forming a hole injection layer containing isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and ethyl benzoate was prepared. In this composition, the hole-transporting polymer compound P1 was 2.0% by mass, and the electron-accepting compound A1 was 0.8% by mass. This composition was formed by spin coating on the anode in the air at a spinner rotation speed of 1500 rpm and a spinner rotation time of 30 seconds. Then, the hole injection layer with a film thickness of 30 nm was obtained by heat-drying at 230 degreeC for 3 hours in air | atmosphere.
引き続き、正孔輸送性化合物として以下の構造式に示す架橋性化合物(重合体)H1(重量平均分子量:95000)および溶剤としてトルエンを含有する正孔輸送層形成用組成物を調製した。組成物中の架橋性化合物の固形分濃度は0.4質量%とした。この組成物を上記形成した正孔注入層上に、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒、窒素中でスピンコート法により成膜して、窒素中、230℃で1時間加熱により架橋させて膜厚20nmの架橋膜(正孔輸送層)を形成した。 Subsequently, a crosslinkable compound (polymer) H1 (weight average molecular weight: 95000) represented by the following structural formula as a hole transporting compound and toluene as a solvent were prepared. The solid content concentration of the crosslinkable compound in the composition was 0.4% by mass. This composition was formed on the hole injection layer formed as described above by spin coating at a spinner rotation speed of 1500 rpm and a spinner rotation time of 30 seconds in nitrogen, and crosslinked by heating at 230 ° C. for 1 hour in nitrogen. A crosslinked film (hole transport layer) having a thickness of 20 nm was formed.
次に、発光層を形成するにあたり、以下の構造式に示す電荷輸送性化合物E−1、電荷輸送性化合物E−2、上記例1で合成した化合物1(本発明の有機金属錯体1)および溶剤としてシクロヘキシルベンゼンを含有する発光層形成用組成物(有機金属錯体含有組成物)を調製した。組成物中、電荷輸送性化合物E−1は2.5質量%、電荷輸送性化合物E−2は2.5質量%、有機金属錯体1は0.25質量%とした。この組成物を上記形成された正孔輸送層上に、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒、窒素中で、スピンコート法により成膜した後、減圧下(0.1MPa)、130℃で、1時間乾燥させ、膜厚60nmで発光層を得た。
Next, in forming the light emitting layer, the charge transporting compound E-1, the charge transporting compound E-2, the
ここで、正孔注入層、正孔輸送層および発光層を成膜した基板を真空蒸着装置内に移し、油回転ポンプにより装置の粗排気を行った後、装置内の真空度が5.1×10−4Pa以下になるまでクライオポンプを用いて排気した後、下記構造式C−3で表される化合物を真空蒸着法によって、発光層の上に成膜し膜厚5nmの正孔緩和層を得た。蒸着速度は0.7〜1.0Å/秒の範囲で制御し、蒸着時の真空度は1.9〜2.0×10−4Paであった。 Here, after the substrate on which the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting layer are formed is transferred into a vacuum deposition apparatus, and the apparatus is roughly evacuated by an oil rotary pump, the degree of vacuum in the apparatus is 5.1. After evacuating using a cryopump until the pressure is lower than or equal to × 10 −4 Pa, a compound represented by the following structural formula C-3 is formed on the light emitting layer by vacuum deposition and relaxed by 5 nm thick holes. A layer was obtained. The deposition rate was controlled in the range of 0.7 to 1.0 kg / second, and the degree of vacuum during the deposition was 1.9 to 2.0 × 10 −4 Pa.
続いて、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウムを加熱して、正孔緩和層上に蒸着を行い、膜厚30nmの電子輸送層を成膜した。蒸着時の真空度は1.3×10−4Pa、蒸着速度は0.6〜1.0Å/秒の範囲で制御した。 Subsequently, tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum was heated and evaporated on the hole relaxation layer to form a 30 nm-thick electron transport layer. The degree of vacuum during vapor deposition was 1.3 × 10 −4 Pa, and the vapor deposition rate was controlled in the range of 0.6 to 1.0 kg / second.
ここで、電子輸送層まで蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極2のITOストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して上記電子輸送層と同様にして装置内の真空度が2.1×10−4Pa以下になるまで排気した。
Here, the element on which the electron transport layer has been deposited is once taken out from the vacuum deposition apparatus into the atmosphere, and a 2 mm wide striped shadow mask is orthogonal to the ITO stripe of the
電子注入層として、フッ化リチウム(LiF)を、モリブデンボートを用いて、蒸着速度0.07〜0.17Å/秒、真空度2.3〜2.4×10−4Paで制御し、0.5nmの膜厚で電子輸送層の上に成膜した。
次に、陰極としてアルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.7〜6.1Å/秒、真空度2.3〜2.7×10−4Paで制御して膜厚80nmのアルミニウム層を形成した。以上の2層の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
As the electron injection layer, lithium fluoride (LiF) was controlled using a molybdenum boat at a deposition rate of 0.07 to 0.17 liters / second and a degree of vacuum of 2.3 to 2.4 × 10 −4 Pa. A film having a thickness of 5 nm was formed on the electron transport layer.
Next, aluminum as a cathode is similarly heated by a molybdenum boat and controlled at a deposition rate of 0.7 to 6.1 liters / second and a degree of vacuum of 2.3 to 2.7 × 10 −4 Pa. An aluminum layer was formed. The substrate temperature during the above two-layer deposition was kept at room temperature.
引き続き、素子が保管中に大気中の水分等で劣化することを防ぐため封止処理を行った。以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。
素子の発光スペクトルの極大波長は595nmであり、有機金属錯体1からのものと同定された。色度はCIE(x,y)=(0.59,0.40)であった。効率は21.9cd/Aであった。また3000cd/m2での半減寿命は5700時間であった。このときの寿命を1とした。
Subsequently, a sealing process was performed to prevent the element from being deteriorated by moisture in the atmosphere during storage. As described above, an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm × 2 mm was obtained.
The maximum wavelength of the emission spectrum of the device was 595 nm, which was identified as that from the
例8:比較例の有機電界発光素子の作製と評価
上記例7の素子作製において、リン光ドーパントを化合物1(有機金属錯体1)から化合物9(有機金属錯体9)に変更した以外は同様にして、有機電界発光素子を作製した。
Example 8: Preparation and Evaluation of Organic Electroluminescent Device of Comparative Example In the device preparation of Example 7 above, the phosphorescent dopant was changed from Compound 1 (organometallic complex 1) to Compound 9 (organometallic complex 9). Thus, an organic electroluminescent element was produced.
この素子の発光スペクトルの極大波長は604nmであり、有機金属錯体9からのものと同定された。色度はCIE(x,y)=(0.64,0.36)であった。効率は13.3cd/Aであった。3000cd/m2での半減寿命は、例7の有機金属錯体1を用いた素子の0.54倍と短いものであった。
The maximum wavelength of the emission spectrum of this device was 604 nm, which was identified as that from the organometallic complex 9. The chromaticity was CIE (x, y) = (0.64, 0.36). The efficiency was 13.3 cd / A. The half life at 3000 cd / m 2 was 0.54 times shorter than that of the device using the
以上の結果から、本発明による有機金属錯体は、比較例として用いた有機金属錯体9に比べて、高効率であり、かつ半減寿命が長いことがわかった。 From the above results, it was found that the organometallic complex according to the present invention has higher efficiency and a longer half-life than the organometallic complex 9 used as a comparative example.
本発明による有機金属錯体を用いた有機電界発光素子は、高効率であり、かつ半減寿命が長く、実用性の高い素子である。従って、本発明は、フルカラーディスプレイ、情報表示機器、照明器具などの分野に特に好適に用いることができる。 The organic electroluminescence device using the organometallic complex according to the present invention is a highly efficient device with a long half-life and high practicality. Therefore, the present invention can be particularly suitably used in the fields of full-color displays, information display devices, lighting fixtures, and the like.
1.基板
2.陽極
3.正孔注入層
4.正孔輸送層
5.発光層
6.正孔阻止層
7.電子輸送層
8.電子注入層
9.陰極
1.
Claims (8)
で表されることを特徴とする有機金属錯体。 Following formula (1):
An organometallic complex represented by the formula:
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