JP6506888B2 - 発光素子、並びに、それに用いる金属錯体及び組成物 - Google Patents

発光素子、並びに、それに用いる金属錯体及び組成物 Download PDF

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Description

本発明は、発光素子、並びに、該発光素子に用いる金属錯体及び組成物に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子は、ディスプレイ及び照明の用途に好適に使用することが可能であり、研究開発が行われている。例えば、特許文献1には、下記式で表される金属錯体1を含有する発光層を有する発光素子が記載されている。
Figure 0006506888
特開2011−253980号公報
しかし、上述した発光素子は、輝度寿命が必ずしも十分ではない。
そこで、本発明は、輝度寿命が優れる発光素子を提供することを目的とする。本発明はまた、輝度寿命が優れる発光素子の製造に有用な金属錯体及び組成物を提供することを目的とする。
本発明は、以下の[1]〜[9]を提供する。
[1]陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた発光層と、を有し、
前記発光層が、式(1)で表される金属錯体を含有する、発光素子。
Figure 0006506888
[式中、
Mは、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子又は白金原子を表す。
は1以上の整数を表し、nは0以上の整数を表し、n+nは2又は3である。
Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n+nは3であり、Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、n+nは2である。
は、炭素原子又は窒素原子を表す。Eが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
環Bは、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。環Bが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
1Aは、=N−で表される基又は=C(RZ1A)−で表される基を表す。Z1Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。RZ1Aは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
は、炭素原子数nR1のアルキル基を表し、該基は置換基を有していてもよい。Rが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nR1は、1以上15以下の整数を表す。
Ar1Aは、式(Ar−1A)で表される基を表す。Ar1Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
−G−Aは、アニオン性の2座配位子を表す。A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。Gは、単結合、又は、A及びAとともに2座配位子を構成する原子団を表す。A−G−Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0006506888
[式中、
環Aは、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
は、炭素原子数nR2のアルキル基を表し、該基は置換基を有していてもよい。nR2は、1以上15以下の整数を表す。但し、nR1+nR2は、7以上30以下である。
は、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数nR3のアルキル基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。nR3は、1以上15以下の整数を表す。]
[2]前記式(1)で表される金属錯体が、式(1−1)で表される金属錯体である、[1]に記載の発光素子。
Figure 0006506888
式中、
M、Z1A、n、n、R、Ar1A及びA−G−Aは、前記と同じ意味を表す。
環Bは、ベンゼン環、ピリジン環又はジアザベンゼン環を表し、E1B、E2B、E3B及びE4Bは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。E1B、E2B、E3B及びE4Bが複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。E1Bが窒素原子の場合、R1Bは存在しない。E2Bが窒素原子の場合、R2Bは存在しない。E3Bが窒素原子の場合、R3Bは存在しない。E4Bが窒素原子の場合、R4Bは存在しない。
1B、R2B、R3B及びR4Bは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R1B、R2B、R3B及びR4Bが複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R1BとR2B、R2BとR3B、及び、R3BとR4Bは、それぞれ結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
[3]前記式(1−1)で表される金属錯体が、式(1−2)で表される金属錯体である、[2]に記載の発光素子。
Figure 0006506888
[式中、M、Z1A、n、n、R、Ar1A、A−G−A、R1B、R2B、R3B及びR4Bは、前記と同じ意味を表す。]
[4]前記式(Ar−1A)で表される基が、式(Ar−2A)で表される基である、[1]〜[3]のいずれかに記載の発光素子。
Figure 0006506888
[式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。
環Aは、ベンゼン環、ピリジン環又はジアザベンゼン環を表し、E1A、E2A及びE3Aは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。E1Aが窒素原子の場合、R1Aは存在しない。E2Aが窒素原子の場合、R2Aは存在しない。E3Aが窒素原子の場合、R3Aは存在しない。
1A、R2A及びR3Aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R1AとR2A、及び、R2AとR3Aは、それぞれ結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
[5]前記式(Ar−2A)で表される基が、式(Ar−3A)で表される基である、[4]に記載の発光素子。
Figure 0006506888
[式中、R、R、R1A、R2A及びR3Aは、前記と同じ意味を表す。]
[6]前記発光層が、式(H−1)で表される化合物を更に含有する、[1]〜[5]のいずれかに記載の発光素子。
Figure 0006506888
[式中、
ArH1及びArH2は、それぞれ独立に、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
H1及びnH2は、それぞれ独立に、0又は1を表す。nH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。複数存在するnH2は、同一でも異なっていてもよい。
H3は、0以上10以下の整数を表す。
H1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、−[C(RH11]nH11−で表される基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。LH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nH11は、1以上10以下の整数を表す。RH11は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRH11は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
H2は、−N(−LH21−RH21)−で表される基を表す。LH2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LH21は、単結合、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RH21は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[7]前記発光層が、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の発光素子。
[8]前記式(1)で表される金属錯体。
[9][8]に記載の金属錯体及び溶媒を含有する、組成物。
本発明によれば、輝度寿命が優れる発光素子を提供することができる。また、本発明によれば、輝度寿命が優れる発光素子の製造に有用な金属錯体及び組成物を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
<共通する用語の説明>
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i−Prはイソプロピル基、t−Buはtert−ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
金属錯体を表す式中、中心金属との結合を表す実線は、共有結合又は配位結合を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が1×10以上(例えば1×10〜1×10)である重合体を意味する。
高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合、発光特性又は輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。高分子化合物の末端基としては、好ましくは主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素−炭素結合を介して高分子化合物の主鎖に結合するアリール基又は1価の複素環基と結合している基が挙げられる。
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が1×10以下の化合物を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
「アルキル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜50であり、好ましくは1〜30であり、より好ましくは1〜15であり、更に好ましくは1〜10である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは3〜15であり、更に好ましくは3〜10である。
アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2−エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、3−プロピルヘプチル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、2−エチルオクチル基、2−ヘキシルデシル基、ドデシル基等が挙げられる。また、アルキル基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。このようなアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3−フェニルプロピル基、3−(4−メチルフェニル)プロピル基、3−(3,5−ジ−ヘキシルフェニル)プロピル基、6−エチルオキシヘキシル基が挙げられる。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。
シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基が挙げられる。
「アリール基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた残りの原子団を意味する。アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは6〜20であり、より好ましくは6〜10である。
アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基、2−アントラセニル基、9−アントラセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、2−フェニルフェニル基、3−フェニルフェニル基、4−フェニルフェニル基等が挙げられる。また、アリール基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
「アルコキシ基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜40であり、好ましくは4〜10である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基等が挙げられる。また、アルコキシ基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは6〜48である。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、1−アントラセニルオキシ基、9−アントラセニルオキシ基、1−ピレニルオキシ基等が挙げられる。また、アリールオキシ基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
「p価の複素環基」(pは、1以上の整数を表す。)とは、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団を意味する。p価の複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団である「p価の芳香族複素環基」が好ましい。
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、及び、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜60であり、好ましくは4〜20である。
1価の複素環基は、置換基を有していてもよい。1価の複素環基としては、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジニル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基等が挙げられる。また、1価の複素環基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基であってもよい。
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基が好ましい。
置換アミノ基としては、二置換アミノ基が好ましい。二置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が挙げられる。
二置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(4−メチルフェニル)アミノ基、ビス(4−tert−ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)アミノ基が挙げられる。
「アルケニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜30であり、好ましくは3〜20である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30であり、好ましくは4〜20である。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、7−オクテニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルケニル基としては、例えば、シクロヘキセニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタトリエニル基、ノルボルニレニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
「アルキニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常2〜20であり、好ましくは3〜20である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4〜30であり、好ましくは4〜20である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、5−ヘキシニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。シクロアルキニル基としては、例えば、シクロオクチニル基等が挙げられる。
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた残りの原子団を意味する。アリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは6〜30であり、より好ましくは6〜18である。
アリーレン基は、置換基を有していてもよい。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。アリーレン基は、好ましくは、式(A−1)〜式(A−20)で表される基である。アリーレン基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
式中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基である。複数存在するR及びRは、各々、同一でも異なっていてもよく、R同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。
2価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜60であり、好ましくは、3〜20であり、より好ましくは、4〜15である。
2価の複素環基は、置換基を有していてもよい。2価の複素環基としては、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール又はトリアゾールから、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち2個の水素原子を除いた2価の基が挙げられる。また、2価の複素環基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基であってもよい。2価の複素環基は、好ましくは、式(AA−1)〜式(AA−34)で表される基である。2価の複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。
「架橋基」とは、加熱処理、紫外線照射処理、近紫外線照射処理、可視光照射処理、赤外線照射処理、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基である。架橋基は、好ましくは、式(B−1)〜(B−17)のいずれかで表される基である。これらの基は、置換基を有していてもよい。
Figure 0006506888
「置換基」とは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基又はシクロアルキニル基を表す。置換基は架橋基であってもよい。
<発光素子>
本実施形態の発光素子は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた発光層と、を有する。また、本実施形態の発光素子において、発光層は、式(1)で表される金属錯体を含有する。
<発光層>
発光層は、式(1)で表される金属錯体を含有する層である。発光層は、式(1)で表される金属錯体の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。
発光層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法等の乾式法、並びに、スピンコート法及びインクジェット印刷法等の湿式法が挙げられ、湿式法が好ましい。
発光層を湿式法により形成する場合、後述する発光層のインクを用いることが好ましい。
<式(1)で表される金属錯体>
式(1)で表される金属錯体は、通常、室温(25℃)で燐光発光性を示す金属錯体であり、好ましくは、室温で三重項励起状態からの発光を示す金属錯体である。
式(1)で表される金属錯体は、中心金属であるMと、添え字nでその数を規定されている配位子と、添え字nでその数を規定されている配位子とから構成されている。
Mは、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、イリジウム原子又は白金原子であることが好ましく、イリジウム原子であることがより好ましい。
Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、nは2又は3であることが好ましく、3であることがより好ましい。
Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、nは2であることが好ましい。
は、炭素原子であることが好ましい。
環Bにおける芳香族炭化水素環の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは6〜30であり、より好ましくは6〜18である。
環Bにおける芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、フルオレン環、フェナントレン環、ジヒドロフェナントレン環及びこれらの環が縮合した環が挙げられる。環Bにおける芳香族炭化水素環は、好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、フルオレン環、フェナントレン環又はジヒドロフェナントレン環であり、より好ましくは、ベンゼン環、フルオレン環又はジヒドロフェナントレン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環Bにおける芳香族複素環の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常4〜60であり、好ましくは4〜20である。
環Bにおける芳香族複素環としては、ピロール環、ジアゾール環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、アザナフタレン環、ジアザナフタレン環、インドール環、ベンゾジアゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環及びこれらの環に芳香環が縮合した環が挙げられる。環Bにおける芳香族複素環は、好ましくは、ピロール環、ジアゾール環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、アザナフタレン環、ジアザナフタレン環、インドール環、ベンゾジアゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であり、より好ましくは、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であり、更に好ましくは、ピリジン環又はジアザベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環Bは、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、5員若しくは6員の芳香族炭化水素環、又は、5員若しくは6員の芳香族複素環であり、より好ましくは、ベンゼン環、フルオレン環、ジヒドロフェナントレン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環又はジアザベンゼン環であり、特に好ましくはベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。環Bが6員の芳香族複素環である場合、Eは炭素原子であることが好ましい。
環Bが有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子がより好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基が更に好ましく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が特に好ましく、アルキル基がとりわけ好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ジヒドロフェナントレニル基、フルオレニル基又はピレニル基が好ましく、フェニル基、ナフチル基又はフルオレニル基がより好ましく、フェニル基が更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
環Bが有していてもよい置換基における1価の複素環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、フェノキサジニル基又はフェノチアジニル基が好ましく、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基又はカルバゾリル基がより好ましく、ピリジル基、ピリミジニル基又はトリアジニル基が更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
環Bが有していてもよい置換基における置換アミノ基において、アミノ基が有する置換基としては、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アリール基がより好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。アミノ基が有する置換基におけるアリール基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基の例及び好ましい範囲と同じである。アミノ基が有する置換基における1価の複素環基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基における1価の複素環基の例及び好ましい範囲と同じである。
環Bが有していてもよい置換基のうち、アリール基、1価の複素環基及び置換アミノ基としては、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(D−A)、(D−B)又は(D−C)で表される基が好ましく、式(D−A)又は(D−C)で表される基がより好ましい。
Figure 0006506888
式中、
DA1、mDA2及びmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
DAは、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2及びArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2及びArDA3が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
DAは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するTDAは、同一でも異なっていてもよい。
Figure 0006506888
式中、
DA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及びmDA7は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
DAは、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するGDAは、同一でも異なっていてもよい。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及びArDA7は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及びArDA7が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
DAは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するTDAは、同一でも異なっていてもよい。
Figure 0006506888
式中、
DA1は、0以上の整数を表す。
ArDA1は、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
DAは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
DA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及びmDA7は、通常10以下の整数であり、好ましくは5以下の整数であり、より好ましくは2以下の整数であり、更に好ましくは0又は1である。mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及びmDA7は、同一の整数であることが好ましく、mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6及びmDA7は、同一の整数であることがより好ましい。
DAは、好ましくは式(GDA−11)〜式(GDA−15)で表される基であり、より好ましくは式(GDA−11)〜式(GDA−14)で表される基であり、更に好ましくは式(GDA−11)又は式(GDA−14)で表される基であり、特に好ましくは式(GDA−11)で表される基である。
Figure 0006506888
式中、
*は、式(D−A)におけるArDA1、式(D−B)におけるArDA1、式(D−B)におけるArDA2、又は、式(D−B)におけるArDA3との結合を表す。
**は、式(D−A)におけるArDA2、式(D−B)におけるArDA2、式(D−B)におけるArDA4、又は、式(D−B)におけるArDA6との結合を表す。
***は、式(D−A)におけるArDA3、式(D−B)におけるArDA3、式(D−B)におけるArDA5、又は、式(D−B)におけるArDA7との結合を表す。
DAは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は更に置換基を有していてもよい。RDAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
DAは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6及びArDA7は、好ましくは、フェニレン基、フルオレンジイル基又はカルバゾールジイル基であり、より好ましくは式(A−1)〜式(A−3)、式(A−8)、式(A−9)、式(AA−10)、式(AA−11)、式(AA−33)又は式(AA−34)で表される基であり、更に好ましくは式(ArDA−1)〜式(ArDA−5)で表される基であり、特に好ましくは式(ArDA−1)〜式(ArDA−3)で表される基であり、とりわけ好ましくは式(ArDA−1)で表される基である。
Figure 0006506888
式中、
DAは前記と同じ意味を表す。
DBは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RDBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
DBは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
DAは、好ましくは式(TDA−1)〜式(TDA−3)で表される基であり、より好ましくは式(TDA−1)で表される基である。
Figure 0006506888
式中、RDA及びRDBは前記と同じ意味を表す。
式(D−A)で表される基は、好ましくは式(D−A1)〜式(D−A4)で表される基であり、より好ましくは式(D−A1)、式(D−A3)又は式(D−A4)で表される基であり、更に好ましくは式(D−A1)又は式(D−A4)で表される基であり、特に好ましくは式(D−A1)で表される基である。
Figure 0006506888
式中、
p1、Rp2、Rp3及びRp4は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Rp1、Rp2及びRp4が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は0〜3の整数を表し、np3は0又は1を表し、np4は0〜4の整数を表す。複数存在するnp1は、同一でも異なっていてもよい。
式(D−B)で表される基は、好ましくは式(D−B1)〜式(D−B3)で表される基であり、より好ましくは式(D−B1)又は式(D−B3)で表される基であり、更に好ましくは、式(D−B1)で表される基である。
Figure 0006506888
式中、
p1、Rp2及びRp3は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Rp1及びRp2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
np1は0〜5の整数を表し、np2は0〜3の整数を表し、np3は0又は1を表す。np1及びnp2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
式(D−C)で表される基は、好ましくは式(D−C1)〜式(D−C4)で表される基であり、より好ましくは式(D−C1)〜式(D−C3)で表される基であり、更に好ましくは式(D−C1)又は式(D−C2)で表される基であり、特に好ましくは式(D−C1)で表される基である。
Figure 0006506888
式中、
p4、Rp5及びRp6は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Rp4、Rp5及びRp6が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np4は、0〜4の整数を表し、np5は0〜5の整数を表し、np6は0〜5の整数を表す。
np1は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。np2は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。np3は好ましくは0である。np4は、好ましくは0〜2の整数である。np5は、好ましくは1〜3の整数である。np6は、好ましくは0〜2の整数である。
p1、Rp2、Rp3、Rp4、Rp5及びRp6は、好ましくはアルキル基又はシクロアルキル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基又はtert−オクチル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基又はtert−オクチル基である。
式(D−A)で表される基としては、例えば、式(D−A−1)〜式(D−A−12)で表される基が挙げられる。
Figure 0006506888
Figure 0006506888
式中、Rは、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、tert−オクチル基、シクロヘキシル基、メトキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基又はシクロへキシルオキシ基を表す。Rが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
式(D−B)で表される基としては、例えば、式(D−B−1)〜式(D−B−4)で表される基が挙げられる。
Figure 0006506888
式中、Rは前記と同じ意味を表す。
式(D−C)で表される基としては、例えば、式(D−C−1)〜式(D−C−13)で表される基が挙げられる。
Figure 0006506888
式中、Rは前記と同じ意味を表す。
はメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基又はtert−オクチル基であることが好ましい。
環Bが有していてもよい置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよいが、式(1)で表される金属錯体の発光スペクトルの最大ピーク波長が短波長になるので、環を形成しないことが好ましい。
環Bが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子がより好ましく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が更に好ましく、アルキル基が特に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
環Bが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
1Aは、好ましくは、=N−で表される基である。
Z1Aは、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくは、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基であり、特に好ましくは、水素原子であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
Z1Aにおけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
Z1Aが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
は、炭素原子数nR1のアルキル基であり、該基は置換基を有していてもよい。なお、nR1は、置換基の炭素原子数を含めない、アルキル基の炭素原子数を表す。Rにおけるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基及びドデシル基等の直鎖のアルキル基;並びに、イソプロピル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1−ジメチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,2−ジメチルペンチル基、1,1−ジメチルヘキシル基、1−エチル−1−メチルペンチル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1,2−ジメチルヘキシル基、1−プロピルペンチル基、2−エチルヘキシル基、1,1−ジメチルヘプチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1−ブチルヘキシル基、1−プロピルヘプチル基、1,1,3,7−テトラメチルオクチル基及び1,1,2−トリエチルオクチル基等の分岐のアルキル基が挙げられる。
におけるアルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、2−エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基及びドデシル基等の第一級のアルキル基であってよく、イソプロピル基、sec−ブチル基、1−エチルブチル基、1,2−ジメチルペンチル基、1,2−ジメチルヘキシル基、1−プロピルペンチル基、1−ブチルヘキシル基及び1−プロピルヘプチル基等の第二級のアルキル基であってもよく、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,1−ジメチルペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、1,1−ジメチルヘキシル基、1−エチル−1−メチルペンチル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、1,1−ジメチルヘプチル基、1,1−ジプロピルブチル基、1,1,3,7−テトラメチルオクチル基及び1,1,2−トリエチルオクチル基等の第三級のアルキル基であってもよい。
が有していてもよい置換基としては、好ましくは、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子であり、より好ましくは、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、更に好ましくは、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
が有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
は、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、炭素原子数nR1の分岐のアルキル基であり、より好ましくは、炭素原子数nR1の第二級又は第三級のアルキル基であり、更に好ましくは、炭素原子数nR1の第三級のアルキル基であり、これらの基は置換基を有さないことが特に好ましい。
R1は、好ましくは2以上であり、より好ましくは3以上であり、更に好ましくは4以上であり、特に好ましくは5以上である。また、nR1は、好ましくは14以下であり、より好ましくは12以下であり、更に好ましくは10以下であり、特に好ましくは8以下であり、とりわけ好ましくは7以下である。
[(式Ar−1A)で表される基]
環Aにおける芳香族炭化水素環の例及び好ましい範囲は、環Bにおける芳香族炭化水素環の例及び好ましい範囲と同じである。環Aにおける芳香族複素環の例及び好ましい範囲は、環Bにおける芳香族炭化水素環の例及び好ましい範囲と同じである。
環Aは、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、5員若しくは6員の芳香族炭化水素環、又は、5員若しくは6員の芳香族複素環であり、より好ましくは、ベンゼン環、フルオレン環、ジヒドロフェナントレン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環又はジアザベンゼン環であり、特に好ましくはベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環Aが有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子がより好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基が更に好ましく、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が特に好ましく、アリール基がとりわけ好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
環Aが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
環Aが有していてもよい置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよいが、式(1)で表される金属錯体の発光スペクトルの最大ピーク波長が短波長になるので、環を形成しないことが好ましい。
環Aが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
は、炭素原子数nR2のアルキル基であり、該基は置換基を有していてもよい。Rにおける炭素原子数nR2のアルキル基としては、Rにおける炭素原子数nR1のアルキル基の例と同じ基が例示できる。なお、nR2は、置換基の炭素原子数を含めない、アルキル基の炭素原子数を表す。
が有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、Rが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
は、合成が容易なので、好ましくは、炭素原子数nR2の第一級又は第二級のアルキル基であり、より好ましくは、炭素原子数nR2の第二級のアルキル基であり、これらの基は置換基を有さないことが更に好ましい。
R2は、合成が容易なので、好ましくは1以上10以下であり、より好ましくは1以上7以下であり、更に好ましくは1以上5以下であり、特に好ましくは1以上3以下であり、とりわけ好ましくは3である。
R1とnR2との合計(nR1+nR2)は、好ましくは7以上20以下であり、より好ましくは7以上15以下であり、更に好ましくは7以上12以下であり、特に好ましくは8以上10以下である。
は、好ましくは、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基、フッ素原子又は炭素原子数nR3のアルキル基であり、より好ましくは、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又は炭素原子数nR3のアルキル基であり、更に好ましくは、シクロアルキル基、アリール基又は炭素原子数nR3のアルキル基であり、特に好ましくは、炭素原子数nR3のアルキル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
における炭素原子数nR3のアルキル基としては、Rにおける炭素原子数nR1のアルキル基の例と同じ基が例示できる。なお、nR3は、置換基を含めない、アルキル基の炭素原子数を表す。
における炭素原子数nR3のアルキル基は、合成が容易なので、好ましくは、炭素原子数nR3の第一級又は第二級のアルキル基であり、より好ましくは、炭素原子数nR3の第二級のアルキル基であり、これらの基は置換基を有さないことが更に好ましい。
が炭素原子数nR3のアルキル基以外の場合、Rが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
が炭素原子数nR3のアルキル基の場合、Rが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、Rが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
R3は、合成が容易なので、好ましくは1以上10以下であり、より好ましくは1以上7以下であり、更に好ましくは1以上5以下であり、特に好ましくは1以上3以下である。
が炭素原子数nR3のアルキル基の場合、通常、nR3はnR2以下(nR3≦nR2)であり、合成が容易なので、nR2とnR3とは同一の整数であることが好ましい。
とRとは、同一であることが好ましい。
式(Ar−1A)で表される基は、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、式(Ar−2A)で表される基である。
1A、E2A及びE3Aは、好ましくは、炭素原子である。
1A、R2A及びR3Aは、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
1A及びR3Aは、特に好ましくは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、とりわけ好ましくは、水素原子であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
2Aは、特に好ましくは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、とりわけ好ましくは、アルキル基又はアリール基であり、殊更に好ましくは、アリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
1A、R2A及びR3Aにおけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
1A、R2A及びR3Aが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
1AとR2A、及び、R2AとR3Aは、それぞれ結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよいが、環を形成しないことが好ましい。
環Aがピリジン環である場合、E1Aが窒素原子であるピリジン環が好ましい。
環Aがジアザベンゼン環である場合、E1A及びE3Aが窒素原子であるピリミジン環が好ましい。
環Aは、ベンゼン環が好ましい。
[アニオン性の2座配位子]
−G−Aで表されるアニオン性の2座配位子としては、例えば、下記式で表される配位子が挙げられる。但し、A−G−Aで表されるアニオン性の2座配位子は、添え字nでその数を定義されている配位子とは異なる。
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
式中、
*は、Mと結合する部位を表す。
L1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRL1は、同一でも異なっていてもよい。
L2は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
L1は、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はフッ素原子であり、より好ましくは水素原子又はアルキル基であり、更に好ましくは、水素原子であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
L2は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
<式(1−1)で表される金属錯体>
式(1)で表される金属錯体は、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは、式(1−1)で表される金属錯体である。
1B、E2B、E3B及びE4Bは、炭素原子であることが好ましい。
1B、R2B、R3B及びR4Bは、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、1価の複素環基、置換アミノ基又はフッ素原子がより好ましく、より好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基であり、更に好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
1B、R3B及びR4Bは、特に好ましくは、水素原子又はアルキル基であり、とりわけ好ましくは、水素原子であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
2Bは、特に好ましくは、水素原子、アルキル基又はアリール基であり、とりわけ好ましくは、水素原子又はアルキル基であり、殊更に好ましくは、アルキル基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
1B、R2B、R3B及びR4Bにおけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基におけるアリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基の例及び好ましい範囲と同じである。
1B、R2B、R3B及びR4Bが有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲は、環Bが有していてもよい置換基が更に有していてもよい置換基の例及び好ましい範囲と同じである。
環Bがピリジン環である場合、環Bは、E1Bが窒素原子であるピリジン環、E2Bが窒素原子であるピリジン環、又は、E3Bが窒素原子であるピリジン環であることが好ましく、E2Bが窒素原子であるピリジン環であることがより好ましい。
環Bがジアザベンゼン環である場合、環Bは、E2B及びE4Bが窒素原子であるピリミジン環、又は、E1B及びE3Bが窒素原子であるピリミジン環であることが好ましく、E2B及びE4Bが窒素原子であるピリミジン環であることがより好ましい。
環Bは、ベンゼン環であることが好ましい。
式(1−1)で表される金属錯体は、本実施形態の発光素子の輝度寿命がより優れるので、式(1−2)で表される金属錯体であることが好ましい。
式(1)で表される金属錯体としては、例えば、下記式で表される金属錯体が挙げられる。
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
式中、
は、−CH=で表される基又は−N=で表される基を表す。Zが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Zは、好ましくは−N=で表される基である。
は、−O−で表される基又は−S−で表される基を表す。
<式(1)で表される金属錯体の製造方法>
式(1)で表される金属錯体は、例えば、配位子となる化合物と金属化合物とを反応させる方法により製造することができる。必要に応じて、金属錯体の配位子の官能基変換反応を行ってもよい。
式(1)で表される金属錯体は、例えば、式(M−1)で表される化合物と、金属化合物若しくはその水和物とを反応させる工程A、及び、工程Aで得られた化合物(以下、「金属錯体中間体(1)」ともいう。)と、式(M−1)で表される化合物又はA−G−Aで表される配位子の前駆体とを反応させる工程B、を含む方法により製造することができる。
Figure 0006506888
式中、M、n、n、E、環B、Z1A、R、Ar1A及びA−G−Aは、前記と同じ意味を表す。
工程Aにおいて、金属化合物としては、例えば、塩化イリジウム、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)、クロロ(シクロオクタジエン)イリジウム(I)ダイマー、酢酸イリジウム(III)等のイリジウム化合物;塩化白金酸カリウム等の白金化合物;塩化パラジウム、酢酸パラジウム等のパラジウム化合物;及び、塩化ロジウム等のロジウム化合物が挙げられる。金属化合物の水和物としては、例えば、塩化イリジウム・三水和物、塩化ロジウム・三水和物が挙げられる。
金属錯体中間体(1)としては、例えば、式(M−2)で表される金属錯体が挙げられる。
Figure 0006506888
式中、M、E、環B、Z1A、R、Ar1A及びA−G−Aは、前記と同じ意味を表す。
1’は、1又は2を表す。Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n1’は2であり、Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、n1’は1である。
工程Aにおいて、式(M−1)で表される化合物の量は、金属化合物又はその水和物1モルに対して、通常、2〜20モルである。
工程Bにおいて、式(M−1)で表される化合物又はA−G−Aで表される配位子の前駆体の量は、金属錯体中間体(1)1モルに対して、通常、1〜100モルである。
工程Bにおいて、反応は、トリフルオロメタンスルホン酸銀等の銀化合物の存在下で行うことが好ましい。銀化合物を用いる場合、その量は、金属錯体中間体(1)1モルに対して、通常、2〜20モルである。
工程A及び工程Bは、通常、溶媒中で行う。溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等のアルコール系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、ジグライム等のエーテル系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;ヘキサン、デカリン、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;アセトン、ジメチルスルホキシド、水等が挙げられる。
工程A及び工程Bにおいて、反応時間は、通常、30分間〜200時間であり、反応温度は、通常、反応系に存在する溶媒の融点から沸点の間である。
<式(1)で表される金属錯体の製造方法>で説明した反応において用いられる化合物、触媒及び溶媒は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[ホスト材料]
本実施形態の発光素子の輝度寿命が優れるので、発光層は、式(1)で表される金属錯体と、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性及び電子輸送性のうちの少なくとも1つの機能を有するホスト材料とを含有する層であることが好ましい。発光層は、ホスト材料の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。
発光層が、式(1)で表される金属錯体とホスト材料とを含有する層である場合、式(1)で表される金属錯体の含有量は、式(1)で表される金属錯体とホスト材料との合計を100質量部として、通常、0.1〜50質量部であり、好ましくは1〜45質量部であり、より好ましくは5〜40質量部であり、更に好ましくは10〜35質量部である。
発光層が、式(1)で表される金属錯体とホスト材料とを含有する層である場合、ホスト材料の有する最低励起三重項状態(T)は、本実施形態の発光素子の輝度寿命が優れるので、発光層に含有される式(1)で表される金属錯体の有するTより高いエネルギー準位であることが好ましい。
ホスト材料としては、本実施形態の発光素子を溶液塗布プロセスで作製できるので、発光層に含有される式(1)で表される金属錯体を溶解することが可能な溶媒に対して溶解性を示すものであることが好ましい。
ホスト材料は、低分子化合物(低分子ホスト)と高分子化合物(高分子ホスト)とに分類され、発光層はいずれのホスト材料を含有していてもよいが、低分子ホストを含有することが好ましい。
[低分子ホスト]
ホスト材料として好ましい低分子化合物(以下、「低分子ホスト」と言う。)に関して説明する。
低分子ホストは、好ましくは、式(H−1)で表される化合物である。
ArH1及びArH2は、フェニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、フリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ピロリル基、インドリル基、アザインドリル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、フェノキサジニル基又はフェノチアジニル基であることが好ましく、フェニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基又はアザカルバゾリル基であることがより好ましく、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基又はカルバゾリル基であることが更に好ましく、式(TDA−3)で表される基であることが特に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1及びArH2が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アルキル基、シクロアルコキシ基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基がより好ましく、アルキル基又はシクロアルコキシ基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
H1は、好ましくは1である。nH2は、好ましくは0である。
H3は、通常、0以上10以下の整数であり、好ましくは0以上5以下の整数であり、更に好ましくは1以上3以下の整数であり、特に好ましくは1である。
H11は、好ましくは1以上5以下の整数であり、より好ましくは1以上3以下の整数であり、更に好ましくは1である。
H11は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であることが好ましく、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基であることがより好ましく、水素原子又はアルキル基であることが更に好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
H1は、アリーレン基又は2価の複素環基であることが好ましい。
H1は、式(A−1)〜式(A−3)、式(A−8)〜式(A−10)、式(AA−1)〜式(AA−6)、式(AA−10)〜式(AA−21)又は式(AA−24)〜式(AA−34)で表される基であることが好ましく、式(A−1)、式(A−2)、式(A−8)、式(A−9)、式(AA−1)〜式(AA−4)、式(AA−10)〜式(AA−15)、式(AA−33)又は式(AA−34)で表される基であることがより好ましく、式(A−1)、式(A−2)、式(A−8)、式(AA−2)、式(AA−4)、式(AA−10)、式(AA−12)、式(AA−14)又は(AA−33)で表される基であることが更に好ましく、式(A−8)、式(AA−10)、式(AA−12)又は式(AA−14)で表される基であることが特に好ましく、式(AA−14)で表される基であることがとりわけ好ましい。
H1が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基が好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基がより好ましく、アルキル基、アリール基又は1価の複素環基が更に好ましく、1価の複素環基が特に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
H21は、単結合又はアリーレン基であることが好ましく、単結合であることがより好ましく、このアリーレン基は置換基を有していてもよい。
H21で表されるアリーレン基又は2価の複素環基の定義及び例は、LH1で表されるアリーレン基又は2価の複素環基の定義及び例と同様である。
H21は、アリール基又は1価の複素環基であることが好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
H21で表されるアリール基及び1価の複素環基の定義及び例は、ArH1及びArH2で表されるアリール基及び1価の複素環基の定義及び例と同様である。
H21が有していてもよい置換基の定義及び例は、ArH1及びArH2が有していてもよい置換基の定義及び例と同様である。
式(H−1)で表される化合物は、式(H−2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0006506888
式中、ArH1、ArH2、nH3及びLH1は、前記と同じ意味を表す。
式(H−1)で表される化合物としては、式(H−101)〜式(H−118)で表される化合物が例示される。
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
Figure 0006506888
ホスト材料に用いられる高分子化合物としては、例えば、後述の正孔輸送材料である高分子化合物、後述の電子輸送材料である高分子化合物が挙げられる。
[発光層の組成物]
発光層は、式(1)で表される金属錯体と、前述のホスト材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料(式(1)で表される金属錯体とは異なる。)及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含む組成物(以下、「発光層の組成物」ともいう。)を含有する層であってもよい。
[正孔輸送材料]
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類され、好ましくは高分子化合物である。正孔輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、トリフェニルアミン及びその誘導体、N,N’−ジ−1−ナフチル−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)、並びに、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)ベンジジン(TPD)等の芳香族アミン化合物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体;側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレン及びその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、電子受容性部位が結合された化合物でもよい。電子受容性部位としては、例えば、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、トリニトロフルオレノン等が挙げられ、好ましくはフラーレンである。
発光層の組成物において、正孔輸送材料の含有量は、式(1)で表される金属錯体を100質量部とした場合、通常、1〜400質量部であり、好ましくは5〜150質量部である。
正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[電子輸送材料]
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8−ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン及びジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
発光層の組成物において、電子輸送材料の含有量は、式(1)で表される金属錯体を100質量部とした場合、通常、1〜400質量部であり、好ましくは5〜150質量部である。
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[正孔注入材料及び電子注入材料]
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン及びポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
発光層の組成物において、正孔注入材料及び電子注入材料の含有量は、各々、式(1)で表される金属錯体を100質量部とした場合、通常、1〜400質量部であり、好ましくは5〜150質量部である。
電子注入材料及び正孔注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
(イオンドープ)
正孔注入材料又は電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは、1×10−5S/cm〜1×10S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
ドープするイオンの種類は、正孔注入材料であればアニオン、電子注入材料であればカチオンである。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。
ドープするイオンは、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[発光材料]
発光材料(式(1)で表される金属錯体とは異なる。)は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体が挙げられる。
三重項発光錯体としては、例えば、以下に示す金属錯体が挙げられる。
Figure 0006506888
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高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、アントラセンジイル基及びピレンジイル基等のアリーレン基;芳香族アミンから2個の水素原子を取り除いてなる基等の芳香族アミン残基;並びに、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基及びフェノチアジンジイル基等の2価の複素環基から選択される基を含む高分子化合物が挙げられる。
発光材料は、好ましくは、三重項発光錯体又は高分子化合物である。
発光層の組成物において、発光材料の含有量は、式(1)で表される金属錯体を100質量部とした場合、通常、1〜400質量部であり、好ましくは5〜150質量部である。
発光材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[酸化防止剤]
酸化防止剤は、例えば、式(1)で表される金属錯体を溶解可能な少なくとも一種の溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であることが好ましい。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
発光層の組成物において、酸化防止剤の含有量は、式(1)で表される金属錯体を100質量部とした場合、通常、0.001〜10質量部である。
酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
<金属錯体>
本実施形態の金属錯体は、式(1)で表される金属錯体である。
<発光層のインク>
本実施形態の組成物は、式(1)で表される金属錯体と、溶媒と、を含有する組成物(以下、「発光層のインク」ともいう。)であってもよい。発光層のインクは、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリーコート法、ノズルコート法等の湿式法に好適に使用することができる。
発光層のインクの粘度は、湿式法の種類によって調整すればよいが、インクジェット印刷法等の溶液が吐出装置を経由する印刷法に適用する場合には、吐出時の目づまりと飛行曲がりが起こりづらいので、好ましくは25℃において1〜20mPa・sである。
発光層のインクに含有される溶媒は、好ましくは、インク中の固形分を溶解又は均一に分散できる溶媒である。溶媒としては、例えば、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール、4−メチルアニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、n−ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、n−ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒;エチレングリコール、グリセリン、1,2−ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒;イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
発光層のインクにおいて、溶媒の含有量は、式(1)で表される金属錯体を100質量部とした場合、通常、1000〜100000質量部であり、好ましくは2000〜20000質量部である。
<膜>
本実施形態の膜は、式(1)で表される金属錯体を含有する膜である。
膜は、発光素子における発光層として好適である。
膜は、発光層のインクを用いて、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリーコート法、ノズルコート法等の湿式法により作製することができる。
膜の厚さは、通常、1nm〜10μmである。
<発光素子の層構成>
本実施形態の発光素子は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた発光層とを有する。本実施形態の発光素子は、更に、基板を有していてもよい。
本実施形態の発光素子は、陽極、陰極及び発光層以外の層(例えば、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等)を有していてもよい。
本実施形態の発光素子の好ましい一態様は、基板上に陽極が設けられ、その上層に発光層が積層され、更にその上層に陰極が積層された発光素子である。また、本実施形態の発光素子の好ましい他の一態様は、基板上に陰極が設けられ、その上層に発光層が積層され、更にその上層に陽極が積層された発光素子である。これらの態様において、更に、保護層、バッファー層、反射層、封止層(封止膜、封止基板等)等の他の機能を有する層を設けてもよい。
本実施形態の発光素子は、ボトムエミッションタイプ、トップエミッションタイプ、両面採光型のいずれであってもよい。
本実施形態の発光素子は、正孔注入性及び正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも1層を有することが好ましい。
本実施形態の発光素子は、電子注入性及び電子輸送性の観点からは、陰極と発光層の間に、電子注入層及び電子輸送層の少なくとも1層を有することが好ましい。
本実施形態の発光素子の好ましい層構成としては、例えば、下記の構成が挙げられる。
(a)陽極−正孔輸送層−発光層−陰極
(b)陽極−発光層−電子輸送層−陰極
(c)陽極−正孔注入層−正孔輸送層−発光層−陰極
(d)陽極−発光層−電子輸送層−電子注入層−陰極
(e)陽極−正孔輸送層−発光層−電子注入層−陰極
(f)陽極−正孔注入層−発光層−電子輸送層−陰極
(g)陽極−正孔注入層−正孔輸送層−発光層−電子注入層−陰極
(h)陽極−正孔注入層−発光層−電子輸送層−電子注入層−陰極
(i)陽極−正孔注入層−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−電子注入層−陰極
(j)陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
(k)陽極−正孔注入層−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
(l)陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−電子注入層−陰極
本実施形態の発光素子は、電極と他の層との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して絶縁層を設けてもよい。また、本実施形態の発光素子では、界面の密着性向上や隣接する2層の成分の混合防止等のために、各層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。積層する層の順番及び数、並びに各層の厚さは、外部量子効率、素子寿命等を勘案して調整すればよい。
次に、本実施形態の発光素子の構成について、詳しく説明する。
[基板]
本実施形態の発光素子は、陽極の発光層側とは反対側、又は陰極の発光層側とは反対側に基板を有していてもよい。基板は、電極の形成及び有機層(例えば、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等)の形成の際に、化学的に変化しない基板であることが好ましい。基板は、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、金属フィルム、シリコン等の基板であってよく、これらを積層した基板であってもよい。
本実施形態の発光素子において、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極は、それぞれ、必要に応じて、2層以上設けられていてもよい。
陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極が複数存在する場合、それらを構成する材料はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極の厚さは、通常、1nm〜1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、更に好ましくは5nm〜150nmである。
正孔注入層、発光層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層は、各々、隣接する層の形成時に使用される溶媒に、各層を構成する材料が溶解しないことが望ましい。材料の溶解を回避する方法としては、i)架橋基を有する材料を用いる方法、又は、ii)隣接する層の溶解性に差を設ける方法が好ましい。上記i)の方法では、架橋基を有する材料を用いて層を形成した後、該架橋基を架橋させることにより、該層を不溶化させることができる。
[正孔注入層及び電子注入層]
正孔注入層は、正孔注入材料を含有する層である。正孔注入材料としては、例えば、前述の発光層の組成物が含有していてもよい正孔注入材料が挙げられる。正孔注入材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
電子注入層は、電子注入材料を含有する層である。電子注入材料としては、例えば、前述の発光層の組成物が含有していてもよい電子注入材料が挙げられる。電子注入材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
[正孔輸送層]
正孔輸送層は、正孔輸送材料を含有する層である。正孔輸送材料としては、例えば、前述の発光層の組成物が含有していてもよい正孔輸送材料が挙げられる。正孔輸送材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
[電子輸送層]
電子輸送層は、電子輸送材料を含有する層である。電子輸送材料としては、例えば、前述の発光層の組成物が含有していてもよい電子輸送材料が挙げられる。電子輸送材料は、1種単独で含有されていても、2種以上が含有されていてもよい。
[電極]
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイト及びグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。
本実施形態の発光素子において、陽極及び陰極の少なくとも一方は、通常、透明又は半透明であるが、陽極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極及び陰極の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法及びラミネート法が挙げられる。
[発光素子の製造方法]
本実施形態の発光素子において、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の各層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、並びに、スピンコート法及びインクジェット印刷法に代表される湿式法等が挙げられ、湿式法が好ましい。低分子化合物を用いる場合、例えば、粉末からの真空蒸着法、及び、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が挙げられ、高分子化合物を用いる場合、例えば、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が挙げられる。
発光層は発光層のインクを用いて、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層及び電子注入層は、上述した正孔輸送材料、電子輸送材料、正孔注入材料及び電子注入材料をそれぞれ含有するインクを用いて、スピンコート法、インクジェット印刷法に代表される湿式法により形成することができる。
本実施形態の発光素子は、例えば、基板上に各層を順次積層することにより製造することができる。具体的には、例えば、基板上に陽極を設け、その上に正孔注入層、正孔輸送層等の層を設け、その上に発光層を設け、その上に電子輸送層、電子注入層等の層を設け、更にその上に、陰極を積層することにより、発光素子を製造することができる。他の製造方法としては、例えば、基板上に陰極を設け、その上に電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等の層を設け、更にその上に、陽極を積層することにより、発光素子を製造することができる。更に他の製造方法としては、例えば、陽極又は陽極上に各層を積層した陽極側基材と陰極又は陰極上に各層を積層させた陰極側基材とを、対向させて接合することにより製造することができる。
[発光素子の用途]
発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字、文字等を表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。ドットマトリックス表示装置とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子化合物を塗り分ける方法、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス表示装置は、パッシブ駆動も可能であるし、TFT等と組み合わせてアクティブ駆動も可能である。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末等のディスプレイに用いることができる。面状の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、又は、面状の照明用光源として好適に用いることができる。フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源及び表示装置としても使用できる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例において、高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及びポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)(島津製作所製、商品名:LC−10Avp)により求めた。なお、SECの測定条件は、次のとおりである。
[測定条件]
測定する高分子化合物を約0.05質量%の濃度でテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、SECに10μL注入した。SECの移動相としてTHFを用い、2.0mL/分の流量で流した。カラムとして、PLgel MIXED−B(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。検出器にはUV−VIS検出器(島津製作所製、商品名:SPD−10Avp)を用いた。
LC−MSは、下記の方法で測定した。
測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルム又はテトラヒドロフランに溶解させ、LC−MS(Agilent製、商品名:1100LCMSD)に約1μL注入した。LC−MSの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフランの比率を変化させながら用い、0.2mL/分の流量で流した。カラムは、L−column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:2.1mm、長さ:100mm、粒径3μm)を用いた。
NMRは、下記の方法で測定した。
5〜10mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム(CDCl)、重テトラヒドロフラン、重ジメチルスルホキシド、重アセトン、重N,N−ジメチルホルムアミド、重トルエン、重メタノール、重エタノール、重2−プロパノール又は重塩化メチレンに溶解させ、NMR装置(バリアン(Varian,Inc.)製、商品名:INOVA300若しくはMERCURY 400VX、又は、ブルカー製、商品名:AVANCE600)を用いて測定した。
化合物の純度の指標として、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)面積百分率の値を用いた。この値は、特に記載がない限り、HPLC(島津製作所製、商品名:LC−20A)でのUV=254nmにおける値とする。この際、測定する化合物は、0.01〜0.2質量%の濃度になるようにテトラヒドロフラン又はクロロホルムに溶解させ、濃度に応じてHPLCに1〜10μL注入した。HPLCの移動相には、アセトニトリル/テトラヒドロフランの比率を100/0〜0/100(容積比)まで変化させながら用い、1.0mL/分の流量で流した。カラムは、Kaseisorb LC ODS 2000(東京化成工業製)又は同等の性能を有するODSカラムを用いた。検出器には、フォトダイオードアレイ検出器(島津製作所製、商品名:SPD−M20A)を用いた。
<合成例M1〜M3> 化合物M1〜M3の合成
化合物M1は、国際公開第2015/145871号に記載の方法に従って合成した。
化合物M2は、国際公開第2013/146806号に記載の方法に従って合成した。
化合物M3は、国際公開第2005/049546号に記載の方法に従って合成した。
Figure 0006506888
<合成例HTL1> 高分子化合物HTL−1の合成
高分子化合物HTL−1は、化合物M1、化合物M2及び化合物M3を用いて、国際公開第2015/145871号に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL−1のポリスチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量は、それぞれ、Mn=2.3×10及びMw=1.2×10であった。
高分子化合物HTL−1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M1から誘導される構成単位と、化合物M2から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位とが、45:5:50のモル比で構成された共重合体である。
<合成例ET1> 高分子化合物ET1の合成
(高分子化合物ET1aの合成)
高分子化合物ET1aは、特開2012−33845号公報に記載の方法に従って合成した化合物ET1−1、及び、特開2012−33845号公報に記載の方法に従って合成した化合物ET1−2を用いて、特開2012−33845号公報に記載の方法に従って合成した。
Figure 0006506888
高分子化合物ET1aのMnは5.2×10であった。
高分子化合物ET1aは、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物ET1−1から誘導される構成単位と、化合物ET1−2から誘導される構成単位とが、50:50のモル比で構成された共重合体である。
(高分子化合物ET1の合成)
反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、高分子化合物ET1a(200mg)、テトラヒドロフラン(20mL)及びエタノール(20mL)を加え、55℃に加熱した。その後、そこへ、水(2mL)に溶解させた水酸化セシウム(200mg)を加え、55℃で6時間撹拌した。その後、室温まで冷却した後、減圧濃縮することにより、固体を得た。得られた固体を水で洗浄した後、減圧乾燥させることにより、高分子化合物ET1(150mg、薄黄色固体)を得た。得られた高分子化合物ET1のNMRスペクトルにより、高分子化合物ET1aのエチルエステル部位のエチル基由来のシグナルが完全に消失していることを確認した。
Figure 0006506888
<実施例1> 金属錯体E1の合成
金属錯体E1は、以下の方法で合成した。
Figure 0006506888
(反応混合物L1−2’の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、化合物L1−2(50g)及び塩化チオニル(100mL)を加え、還流下、3時間撹拌した。その後、反応混合物を室温まで冷却した後、塩化チオニルを減圧留去することにより、反応混合物L1−2’を得た。
(化合物L1−3の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、化合物L1−1(47g)及びテトラヒドロフラン(1L)を加え、0℃に冷却した。そこへ、トリエチルアミン(54mL)をゆっくり加え、0℃で45分間撹拌した。そこへ、(反応混合物L1−2’の合成)で得られた反応混合物L1−2’(全量)をゆっくりと加えた。その後、室温で16時間撹拌した。得られた反応液をろ過した後、得られたろ液を減圧濃縮することにより、粗生成物を得た。得られた粗生成物を、酢酸エチル及びヘキサンの混合溶媒で洗浄した後、減圧乾燥させることにより、化合物L1−3(50g)を得た。化合物L1−3のHPLC面積百分率値は95.2%であった。上記操作を繰り返し行うことにより、必要量の化合物L1−3を得た。
化合物L1−3の分析結果は以下のとおりであった。
LC−MS(APCI,positive):m/z=263[M+H]
H−NMR(300MHz,CDCl):δ(ppm)=0.84(t,9H),1.64 (q,6H),7.39−7.54(m,3H),7.81−7.84(m,2H),8.72−8.74(m,1H),9.66−9.68(m,1H).
(化合物L1−5の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、化合物L1−3(58g)及びトルエン(600mL)を加え、室温で撹拌した。そこへ、五塩化リン(92g)をゆっくりと加えた後、110℃で3時間撹拌した。その後、得られた反応液を室温まで冷却し、そこへ、化合物L1−4(78.2g)及びp−トルエンスルホン酸(3g)を加えた。その後、130℃で4日間撹拌した後、反応液を室温まで冷却した。得られた反応液を減圧濃縮し、そこへ、酢酸エチル(2L)を加えた後、10質量%炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮することにより、粗生成物を得た。この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(メタノール及びクロロホルムの混合溶媒)により精製し、更に、アセトニトリルを用いて晶析を行った後、減圧乾燥させることにより、化合物L1−5(6g)を得た。化合物L1−5のHPLC面積百分率値は99.1%であった。
化合物L1−5の分析結果は以下のとおりであった。
LC−MS(APCI,positive):m/z=404[M+H]
H−NMR(400MHz,CDCl):δ(ppm)=0.83(t,9H),1.34(s,9H),1.64(q,6H),1.96(s,6H),7.12(s,2H),7.20−7.23(m,2H),7.28−7.34(m,3H).
(金属錯体E1の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)(1.4g)、化合物L1−5(4.6g)及びペンタデカン(2mL)を加え、300℃で18時間撹拌した。その後、得られた反応液を室温まで冷却し、そこへ、トルエンを加え、溶解させた後、減圧濃縮させることにより、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン及び酢酸エチルの混合溶媒)により精製し、更に、アセトニトリル及びトルエンの混合溶媒を用いて晶析を行った後、減圧乾燥させることにより、金属錯体E1(2.8g)を得た。金属錯体E1のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
金属錯体E1の分析結果は以下のとおりであった。
H−NMR(600MHz,THF−d):δ(ppm)=7.30(s,6H),6.90(d,3H),6.44−6.48(m,3H),6.22−6.26(m,3H),5.77(d,3H),2.10(s,9H),1.89(s,9H),1.56(s,18H),1.38(s,27H),0.73(t,27H).
<実施例2> 金属錯体E2の合成
金属錯体E2は、以下の方法で合成した。
Figure 0006506888
(化合物L2−3の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、化合物L2−1(21.4g)、トリエチルアミン(13.0mL)及びテトラヒドロフラン(300mL)を加え、0℃に冷却した。そこへ、化合物L2−2(12.8mL)を滴下した後、室温で16時間撹拌した。その後、そこへ、イオン交換水(100mL)を加えることにより、沈殿物が生じた。沈殿物が生じた反応液をろ過することにより、残渣L2−3−1及びろ液L2−3−2を得た。残渣L2−3−1をトルエンで洗浄した後、減圧乾燥することにより、固体L2−3’(24.5g)を得た。また、ろ液L2−3−2から水層を除去し、得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過した。得られたろ液を減圧濃縮した後、トルエン及びヘプタンの混合溶媒で晶析を行った。その後、得られた固体を減圧乾燥することにより、固体L2−3’’(3.9g)を得た。
上記で得られた固体L2−3’及び固体L2−3’’を合一した後、トルエン及びヘプタンの混合溶媒を用いて晶析を行い、更に、減圧乾燥させることにより、化合物L2−3(27.8g、白色固体)を得た。化合物L2−3のHPLC面積百分率値は98.9%であった。
化合物L2−3の分析結果は以下のとおりであった。
H−NMR(600MHz,THF−d):δ(ppm)=7.57(d,2H),7.43(t,2H),7.35(s,2H),7.34(t,1H),6.82(brs,1H),3.08(septet,2H),1.73(q,2H),1.34(s,6H),1.25(d,12H),1.00(t,3H).
(化合物L2−5の合成)
化合物L2−5は、化合物L2−3(19.1g)、クロロベンゼン(150mL)、2−フルオロピリジン(5.15mL)及びトリフルオロメタンスルホン酸無水物(10.0mL)を用いて、Organic Letters,17巻,1184−1187頁,2015年に記載の方法に準じて合成した。
化合物L2−5の分析結果は以下のとおりであった。
H−NMR(600MHz,CDCl):δ(ppm)=7.68(d,2H),7.52(t,2H),7.50(s,2H),7.43(t,1H),7.26(s,1H),7.05−6.98(m,3H),2.53(septet,2H),2.15(s,3H),1.88(q,2H),1.28(d,6H),1.23(s,6H),0.89(t,3H),0.77(d,6H).
(金属錯体E2の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)(0.72g)、化合物L2−5(2.8g)及びペンタデカン(2mL)を加え、300℃で24時間撹拌した。その後、得られた反応液を室温まで冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(塩化メチレン及び酢酸エチルの混合溶媒)により精製し、更に、アセトニトリル及びトルエンの混合溶媒、トルエン及びメタノールの混合溶媒、並びに、塩化メチレン及びアセトニトリルの混合溶媒を順次用いて晶析を行った。得られた固体を塩化メチレンで洗浄後、減圧乾燥させることにより、金属錯体E2(0.82g)を得た。金属錯体E2のHPLC面積百分率値は98.8%であった。
金属錯体E2の分析結果は以下のとおりであった。
H−NMR(600MHz,THF−d):δ(ppm)=7.74(d,6H),7.64(dd,6H),7.48(t,6H),7.38(t,3H),6.68(d,3H),6.30(d,3H),5.62(s,3H),2.94(septet,3H),2.37(septet,3H),1.75(s,9H),1.71−1.64(m,6H),1.34(d,9H),1.22−1.17(m,27H),0.98(d,9H),0.90(d,9H),0.81(d,9H).
<比較例1> 金属錯体CE1の合成
金属錯体CE1は、以下の方法で合成した。
Figure 0006506888
(化合物LC1−2の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、化合物L1−1(100g)及びテトラヒドロフラン(1L)を加え、0℃に冷却した。そこへ、トリエチルアミン(54mL)をゆっくりと加え、0℃で10分間撹拌した。そこへ、化合物LC1−1を滴下した後、室温で16時間撹拌した。得られた反応液を減圧濃縮した後、イオン交換水を加え、1時間撹拌することにより、固体が生じた。得られた固体をろ取し、更に、酢酸エチルで洗浄した後、減圧乾燥させることにより、化合物LC1−2(110g)を得た。化合物LC1−2のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
化合物LC1−2の分析結果は以下のとおりであった。
H−NMR(400MHz,DMSO−d):δ(ppm)=1.03(s,9H),2.07(s,2H),7.48−7.60(m,3H),7.87−7.89(m,2H),9.74(s,1H),10.26(s,1H).
(化合物LC1−3の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、化合物LC1−2(40g)、キシレン(400mL)を加え、0℃にした。そこへ、化合物L1−4(36.3g)を加え、0℃で10分間撹拌した。そこへ、五塩化リン(53.3g)を滴下した後、130℃で5日間撹拌した。その後、得られた反応液を室温まで冷却し、減圧濃縮した。得られた反応混合物を酢酸エチル及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で抽出した。得られた有機層を水及び飽和食塩水で順次洗浄した。その後、得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮することにより、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン及び酢酸エチルの混合溶媒)及び逆相カラムクロマトグラフィー(水及びアセトニトリルの混合溶媒)により順次精製し、更に、減圧乾燥することにより、化合物LC1−3(8g)を得た。化合物LC1−3のHPLC面積百分率値は99.5%であった。
化合物LC1−3の分析結果は以下のとおりであった。
LC−MS(APCI,positive):m/z=376[M+H]
H−NMR(400MHz,CDCl):δ(ppm)=1.09(s,9H),1.36(s,9H),1.90(s,6H),2.35(s,2H),7.17(s,2H),7.22−7.31(m,3H),7.37−7.39(m,2H).
(金属錯体CE1の合成)
反応容器内を窒素雰囲気とした後、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)(1.5g)、化合物LC1−3(5.8g)及びペンタデカン(2mL)を加え、300℃で22時間撹拌した。その後、得られた反応液を室温まで冷却し、そこへ、トルエンを加え、溶解させた後、減圧濃縮させることにより、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘプタン及び酢酸エチルの混合溶媒)により精製し、更に、トルエン及びヘプタンの混合溶媒を用いて晶析を行った後、減圧乾燥させることにより、金属錯体CE1(1.8g)を得た。金属錯体CE1のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
金属錯体CE1の分析結果は以下のとおりであった。
H−NMR(600MHz,THF−d):δ(ppm)=7.33(s,6H),6.91−6.94(m,3H),6.50(td,3H),6.30−6.34(m,3H),6.09−6.12(m,3H),2.21−2.25(m,3H),2.13−2.16(m,3H),2.09(s,9H),1.86(s,9H),1.36−1.42(m,27H),1.00−1.04(m,27H).
<実施例D1> 発光素子D1の作製と評価
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚みでITO膜を付けることにより陽極を形成した。該陽極上に、ポリチオフェン・スルホン酸系の正孔注入剤であるAQ−1200(Plextronics社製)をスピンコート法により35nmの厚さで成膜し、大気雰囲気下において、ホットプレート上で170℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
(正孔輸送層の形成)
キシレンに、高分子化合物HTL−1を0.7質量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。
(発光層の形成)
トルエンに、化合物HM−1及び金属錯体E1(化合物HM−1/金属錯体E1=75質量%/25質量%)を2質量%の濃度で溶解させた。得られたトルエン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により75nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱させることにより発光層を形成した。化合物HM−1は、Luminescence Technology社より購入したものを用いた。
Figure 0006506888
(電子輸送層の形成)
2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノールに、高分子化合物ET1を0.25質量%の濃度で溶解させた。得られた2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール溶液を用いて、発光層の上にスピンコート法により10nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱させることにより電子輸送層を形成した。
(陰極の形成)
電子輸送層を形成した基板を蒸着機内において、1.0×10−4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、電子輸送層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、フッ化ナトリウム層の上にアルミニウムを約80nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止することにより、発光素子D1を作製した。
(発光素子の評価)
発光素子D1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。3000cd/mにおける色度座標(x,y)は(0.18,0.35)であった。初期輝度が3000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度が初期輝度の95%となるまでの時間を測定したところ、10.6時間であった。
<実施例D2> 発光素子D2の作製と評価
実施例D1の(発光層の形成)における、「化合物HM−1及び金属錯体E1(化合物HM−1/金属錯体E1=75質量%/25質量%)」に代えて、「化合物HM−1及び金属錯体E2(化合物HM−1/金属錯体E2=75質量%/25質量%)」を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子D2を作製した。発光素子D2に電圧を印加することによりEL発光が観測された。3000cd/mにおける色度座標(x,y)は(0.21,0.45)であった。初期輝度が3000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度が初期輝度の95%となるまでの時間を測定したところ、18.1時間であった。
<比較例CD1> 発光素子CD1の作製と評価
実施例D1の(発光層の形成)における、「化合物HM−1及び金属錯体E1(化合物HM−1/金属錯体E1=75質量%/25質量%)」に代えて、「化合物HM−1及び金属錯体CE1(化合物HM−1/金属錯体CE1=75質量%/25質量%)」を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子CD1を作製した。発光素子CD1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。3000cd/mにおける色度座標(x,y)は(0.18,0.35)であった。初期輝度が3000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度が初期輝度の95%となるまでの時間を測定したところ、1.4時間であった。
Figure 0006506888
本発明によれば、輝度寿命が優れる発光素子を提供することができる。また、本発明によれば、輝度寿命が優れる発光素子の製造に有用な金属錯体及び組成物を提供することができる。

Claims (11)

  1. 陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた発光層と、を有し、
    前記発光層が、式(1−2)で表される金属錯体を含有する、発光素子。
    Figure 0006506888

    [式中、
    Mは、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子又は白金原子を表す。
    は1以上の整数を表し、nは0以上の整数を表し、n+nは2又は3である。
    Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n+nは3であり、Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、n+nは2である
    1Aは、=N−で表される基又は=C(RZ1A)−で表される基を表す。Z1Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。RZ1Aは、水素原子、直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
    は、炭素原子数nR1の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該基は置換基を有していてもよい。Rが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nR1は、1以上15以下の整数を表す。
    Ar1Aは、式(Ar−1A)で表される基を表す。Ar1Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
    1B 、R 2B 、R 3B 及びR 4B は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R 1B 、R 2B 、R 3B 及びR 4B が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R 1B とR 2B 、R 2B とR 3B 、及び、R 3B とR 4B は、それぞれ結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
    −G−Aは、アニオン性の2座配位子を表す。A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。Gは、単結合、又は、A及びAとともに2座配位子を構成する原子団を表す。A−G−Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
    Figure 0006506888

    [式中、
    環Aは、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
    は、炭素原子数nR2の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該基は置換基を有していてもよい。nR2は、1以上15以下の整数を表す。但し、nR1+nR2は、7以上30以下である。
    は、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数nR3の直鎖若しくは分岐のアルキル基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。nR3は、1以上15以下の整数を表す。]
  2. 前記式(Ar−1A)で表される基が、式(Ar−2A)で表される基である、請求項1に記載の発光素子。
    Figure 0006506888

    [式中、R及びRは、前記と同じ意味を表す。
    環Aは、ベンゼン環、ピリジン環又はジアザベンゼン環を表し、E1A、E2A及びE3Aは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。E1Aが窒素原子の場合、R1Aは存在しない。E2Aが窒素原子の場合、R2Aは存在しない。E3Aが窒素原子の場合、R3Aは存在しない。
    1A、R2A及びR3Aは、それぞれ独立に、水素原子、直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R1AとR2A、及び、R2AとR3Aは、それぞれ結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。]
  3. 前記式(Ar−2A)で表される基が、式(Ar−3A)で表される基である、請求項に記載の発光素子。
    Figure 0006506888

    [式中、R、R、R1A、R2A及びR3Aは、前記と同じ意味を表す。]
  4. が、炭素原子数nR1の第三級のアルキル基であり、
    R1が、4以上8以下である、請求項1〜のいずれか一項に記載の発光素子。
  5. が、炭素原子数nR1の第三級のアルキル基であり、
    R1+nR2が、7以上10以下である、請求項1〜のいずれか一項に記載の発光素子。
  6. 前記発光層が、式(H−1)で表される化合物を更に含有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の発光素子。
    Figure 0006506888

    [式中、
    ArH1及びArH2は、それぞれ独立に、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
    H1及びnH2は、それぞれ独立に、0又は1を表す。nH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。複数存在するnH2は、同一でも異なっていてもよい。
    H3は、0以上10以下の整数を表す。
    H1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、−[C(RH11]nH11−で表される基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。LH1が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nH11は、1以上10以下の整数を表す。RH11は、水素原子、直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRH11は、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子とともに環を形成していてもよい。
    H2は、−N(−LH21−RH21)−で表される基を表す。LH2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LH21は、単結合、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RH21は、水素原子、直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
  7. 前記発光層が、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の発光素子。
  8. 式(1−2)で表される金属錯体。
    Figure 0006506888

    [式中、
    Mは、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子又は白金原子を表す。
    は1以上の整数を表し、nは0以上の整数を表し、n+nは2又は3である。
    Mがロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n+nは3であり、Mがパラジウム原子又は白金原子の場合、n+nは2である
    1Aは、=N−で表される基又は=C(RZ1A)−で表される基を表す。Z1Aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。RZ1Aは、水素原子、直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
    は、炭素原子数nR1の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該基は置換基を有していてもよい。Rが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nR1は、1以上15以下の整数を表す。
    Ar1Aは、式(Ar−1A)で表される基を表す。Ar1Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
    1B 、R 2B 、R 3B 及びR 4B は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖若しくは分岐のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R 1B 、R 2B 、R 3B 及びR 4B が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R 1B とR 2B 、R 2B とR 3B 、及び、R 3B とR 4B は、それぞれ結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
    −G−Aは、アニオン性の2座配位子を表す。A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。Gは、単結合、又は、A及びAとともに2座配位子を構成する原子団を表す。A−G−Aが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
    Figure 0006506888

    [式中、
    環Aは、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、それらは互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
    は、炭素原子数nR2の直鎖又は分岐のアルキル基を表し、該基は置換基を有していてもよい。nR2は、1以上15以下の整数を表す。但し、nR1+nR2は、7以上30以下である。
    は、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、置換アミノ基、ハロゲン原子又は炭素原子数nR3の直鎖若しくは分岐のアルキル基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。nR3は、1以上15以下の整数を表す。]
  9. が、炭素原子数nR1の第三級のアルキル基であり、
    R1が、4以上8以下である、請求項に記載の金属錯体。
  10. が、炭素原子数nR1の第三級のアルキル基であり、
    R1+nR2が、7以上10以下である、請求項又はに記載の金属錯体。
  11. 請求項10のいずれか一項に記載の金属錯体及び溶媒を含有する、組成物。
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