JP6877976B2 - 発光素子 - Google Patents
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- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
この発光素子は、発光層、電荷輸送層等の有機層を有する。
[式中、
M1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。
n1は1以上の整数を表し、n2は0以上の整数を表し、n1+n2は2又は3である。
M1がロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n1+n2は3であり、M1がパラジウム原子又は白金原子の場合、n1+n2は2である。
環R1Aは、炭素原子、窒素原子、E1、E11A及びE12Aで構成されるトリアゾール環又はジアゾール環を表す。
環R2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原子とともに環を形成していてもよい。環R2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。
E1、E2、E11A及びE12Aは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。E1、E2、E11A及びE12Aが複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、E1及びE2のうち、少なくとも一方は炭素原子である。
R11A及びR12A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。R11A及びR12A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。
R11AとR12Aとは、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。
E11Aが窒素原子の場合、R11Aは存在しても存在しなくてもよい。E12Aが窒素原子の場合、R12Aは存在しても存在しなくてもよい。
R13Aは、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R13A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。
A1−G1−A2は、アニオン性の2座配位子を表す。A1及びA2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。G1は、単結合、又は、A1及びA2とともに2座配位子を構成する原子団を表す。A1−G1−A2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。]
[式中、RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、nXLは、0〜5の整数を表す。RXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、nXL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。*1は結合位置を表す。これらの架橋基は置換基を有していてもよい。]
[式中、
nAは0〜5の整数を表し、nは1〜4の整数を表す。
Ar1は、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。
LAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−NR’−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’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。LA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。
Xは、前記架橋基A群から選ばれる架橋基を表す。X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。]
[式中、
mAは0〜5の整数を表し、mは1〜4の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。mA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。
Ar3は、芳香族炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の芳香族炭化水素環と少なくとも1種の複素環とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ar2及びAr4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。
Ar2、Ar3及びAr4はそれぞれ、当該基が結合している窒素原子に結合している当該基以外の基と、直接又は酸素原子若しくは硫黄原子を介して結合して、環を形成していてもよい。
KAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−NR’’−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’’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。KA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。
X’は、前記架橋基A群から選ばれる架橋基、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。但し、少なくとも1つのX’は、前記架橋基A群から選ばれる架橋基である。]
[式中、
nE1は、1以上の整数を表す。
ArE1は、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はRE1以外の置換基を有していてもよい。
RE1は、式(ES−1)で表される基を表す。RE1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。]
−RE3−{(QE1)nE3−YE1(ME1)aE1(ZE1)bE1}mE1 (ES−1)
[式中、
nE3は0以上の整数を表し、aE1は1以上の整数を表し、bE1は0以上の整数を表し、mE1は1以上の整数を表す。nE3、aE1及びbE1が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、RE3が単結合である場合、mE1は1である。また、aE1及びbE1は、式(ES−1)で表される基の電荷が0となるように選択される。
RE3は、単結合、炭化水素基、複素環基又はO−RE3’を表し(RE3’は、炭化水素基又は複素環基を表す。)、これらの基は置換基を有していてもよい。
QE1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。QE1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。
YE1は、−CO2 −、−SO3 −、−SO2 −又はPO3 2−を表す。YE1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。
ME1は、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン又はアンモニウムカチオンを表し、このアンモニウムカチオンは置換基を有していてもよい。ME1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。
ZE1は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、B(RE4)4 −、RE4SO3 −、RE4COO−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BF4 −又はPF6 −を表す。RE4は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ZE1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。]
[式中、
nE2は、1以上の整数を表す。
ArE2は、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はRE2以外の置換基を有していてもよい。
RE2は、式(ES−2)で表される基を表す。RE2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。]
−RE5−{(QE2)nE4−YE2(ME2)aE2(ZE2)bE2}mE2 (ES−2)
[式中、
nE4は0以上の整数を表し、aE2は1以上の整数を表し、bE2は0以上の整数を表し、mE2は1以上の整数を表す。nE4、aE2及びbE2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、RE5が単結合である場合、mE2は1である。また、aE2及びbE2は、式(ES−2)で表される基の電荷が0となるように選択される。
RE5は、単結合、炭化水素基、複素環基又はO−RE5’を表し(RE5’は、炭化水素基又は複素環基を表す。)、これらの基は置換基を有していてもよい。
QE2は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。QE2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。
YE2は、−C+RE6 2、−N+RE6 3、−P+RE6 3、−S+RE6 2又はI+RE6 2を表す。RE6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RE6は、同一でも異なっていてもよい。YE2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。
ME2は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、B(RE7)4 −、RE7SO3 −、RE7COO−、BF4 −、SbCl6 −又はSbF6 −を表す。RE7は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ME2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。
ZE2は、アルカリ金属カチオン又はアルカリ土類金属カチオンを表す。ZE2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。]
[式中、M1、n1、n2、環R1A、E1、E11A、E12A、R11A、R12A、R13A及びA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
環R2Aは、2つの炭素原子、E21A、E22A、E23A及びE24Aで構成されるベンゼン環、ピリジン環又はピリミジン環を表す。
E21A、E22A、E23A及びE24Aは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。E21A、E22A、E23A及びE24A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。E21Aが窒素原子の場合、R21Aは存在しない。E22Aが窒素原子の場合、R22Aは存在しない。E23Aが窒素原子の場合、R23Aは存在しない。E24Aが窒素原子の場合、R24Aは存在しない。
R21A、R22A、R23A及びR24A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。
R21A、R22A、R23A及びR24A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。R21AとR22Aとは、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。R22AとR23Aとは、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。R23AとR24Aとは、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。]
[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。
nH1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。
nH3は、0以上の整数を表す。
LH1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、−[C(RH11)2]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。
LH2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。]
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。
アルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、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、及び、これらの基における水素原子が、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(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く、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、置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基、2−アントラセニル基、9−アントラセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、2−フェニルフェニル基、3−フェニルフェニル基、4−フェニルフェニル基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、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、及び、これらの基における水素原子が、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が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、1−アントラセニルオキシ基、9−アントラセニルオキシ基、1−ピレニルオキシ基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「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価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジニル基、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、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基が挙げられる。
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。
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。
「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く、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、7−オクテニル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「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く、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、5−ヘキシニル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
アリーレン基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられ、好ましくは、式(A−1)〜(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。
[式中、R及びRaは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表す。複数存在するR及びRaは、各々、同一でも異なっていてもよく、Ra同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。]
2価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール、トリアゾールから、環を構成する炭素原子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、好ましくは、式(AA−1)〜(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。
[式中、RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、nXLは、0〜5の整数を表す。RXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、nXL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。*1は結合位置を表す。これらの架橋基は置換基を有していてもよい。]
次に、本実施形態に係る発光素子について説明する。
発光層は、式(1)で表される金属錯体を含有する層である。発光層には、式(1)で表される金属錯体が1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
まず、式(1)で表される金属錯体について説明する。
[式中、
mDA1、mDA2及びmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDA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が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
TDA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。複数あるTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
mDA1、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。
GDA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。複数ある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が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
TDA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。複数あるTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
mDA1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が複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
TDA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。]
[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。
RDA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が複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
RDAは前記と同じ意味を表す。
RDB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が複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
Rp1、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フッ素原子を表す。Rp1、Rp2及びRp4が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は0〜3の整数を表し、np3は0又は1を表し、np4は0〜4の整数を表す。複数あるnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
Rp1、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フッ素原子を表す。Rp1及びRp2が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
np1は0〜5の整数を表し、np2は0〜3の整数を表し、np3は0又は1を表す。np1及びnp2が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
[式中、
Rp4、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フッ素原子を表す。Rp4、Rp5及びRp6が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
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。]
[式中、RD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。RD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。]
A1−G1−A2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。
[式中、
*は、M1と結合する部位を表す。
RL1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル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。
RL2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。]
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。
[式中、
M1、n1、n2、環R1A、環R2、E1、E2、E11A、E12A、R11A、R12A及びR13Aは、前記と同じ意味を表す。
n1’は、1又は2を表す。M1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、M1がパラジウム原子又は白金原子の場合、n1’は1である。]
[式中、
M1、n1、n2、環R1A、環R2、E1、E2、E11A、E12A、R11A、R12A、R13A及びA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
W1は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。W1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。
nW1は、1以上10以下の整数を表す。
Z1は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
W2は、置換基B群からなる群から選ばれる基を表す。]
−B(ORC2)2(式中、RC2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RC2は同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合する酸素原子とともに環構造を形成していてもよい。)で表される基;
−BF3Q’(式中、Q’は、Li、Na、K、Rb又はCsを表す。)で表される基;
−MgY’(式中、Y’は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;
−ZnY’’(式中、Y’’は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;及び、
−Sn(RC3)3(式中、RC3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RC3は同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合するスズ原子とともに環構造を形成していてもよい。)で表される基。
本実施形態に係る発光素子の外部量子効率がより優れるため、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からなる群から選ばれる少なくとも1つの機能を有するホスト材料とを含有することが好ましい。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、ホスト材料は、1種単独で含有されていても、2種以上含有されていてもよい。
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。
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。
[式中、RY1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は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RY1は、同一でも異なっていてもよく、隣接するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
[式中、RY11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RY11は、同一でも異なっていてもよい。]
[式中、RY1は前記と同じ意味を表す。XY1は、−C(RY2)2−、−C(RY2)=C(RY2)−又はC(RY2)2−C(RY2)2−で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は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RY2は、同一でも異なっていてもよく、RY2同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
[式中、
aX1及びaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3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。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArX2及びArX4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。
RX1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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。
RX2及びRX3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。]
[式中、RX4及びRX5は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、1価の複素環基又はシアノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRX4は、同一でも異なっていてもよい。複数存在するRX5は、同一でも異なっていてもよく、隣接するRX5同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
[表中、p、q、r、s及びtは、各構成単位のモル比率を示す。p+q+r+s+t=100であり、かつ、100≧p+q+r+s≧70である。その他の構成単位とは、式(Y)で表される構成単位、式(X)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。]
高分子ホストは、ケミカルレビュー(Chem.Rev.),第109巻,897−1091頁(2009年)等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができ、Suzuki反応、Yamamoto反応、Buchwald反応、Stille反応、Negishi反応及びKumada反応等の遷移金属触媒を用いるカップリング反応により重合させる方法が例示される。
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種の材料とを含む組成物(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。
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。
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。
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〜1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
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。
酸化防止剤は、金属錯体と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
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。)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−コート法、ノズルコート法等の塗布法に好適に使用することができる。
正孔輸送層は、第1の高分子化合物の架橋体を含有する層である。第1の高分子化合物の架橋体が1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第1の高分子化合物は、架橋基を有する架橋構成単位を含む高分子化合物である。第1の高分子化合物は、架橋基A群から選ばれる少なくとも1種の架橋基を有する架橋構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。
式(3)で表される構成単位の好適な一態様について以下に詳述する。
Ar1で表される芳香族炭化水素基のn個の置換基を除いたアリーレン基部分としては、好ましくは、式(A−1)〜(A−20)で表される基であり、より好ましくは、式(A−1)、(A−2)、(A−6)〜(A−10)、(A−19)又は(A−20)で表される基であり、更に好ましくは、式(A−1)、(A−2)、(A−7)、(A−9)又は(A−19)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ar1で表される複素環基のn個の置換基を除いた2価の複素環基部分としては、好ましくは、式(AA−1)〜(AA−34)で表される基である。
アルキレン基及びシクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基、オクチレン基が挙げられる。
式(4)で表される構成単位の好適な一態様について以下に詳述する。
第1の高分子化合物は、前述の高分子ホストの製造方法と同様の方法で製造することができる。
正孔輸送層は、第1の高分子化合物の架橋体と、正孔輸送材料(第1の高分子化合物の架橋体とは異なる)、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から選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する層であってもよい。
第1の高分子化合物と溶媒とを含有する正孔輸送層の組成物(以下、「正孔輸送層のインク」ともいう。)は、発光層のインクと同様に、スピンコート法、インクジェット印刷法等の塗布法に好適に使用することができる。
電子輸送層は、第2の高分子化合物を含有する層である。電子輸送層には、第2の高分子化合物が1種単独で含有されていてもよく、2種以上含有されていてもよい。
第2の高分子化合物は、式(ET−1)で表される構成単位及び式(ET−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。
[式中、n’、m’及びnxは、それぞれ独立に、1以上の整数を表す。]
−O−RE3’−{(QE1)nE3−YE1(ME1)aE1(ZE1)bE1}mE1
−O−RE5’−{(QE1)nE3−YE1(ME1)aE1(ZE1)bE1}mE1
第2の高分子化合物は、例えば、特開2009−239279号公報、特開2012−033845号公報、特開2012−216821号公報、特開2012−216822号公報、特開2012−216815号公報に記載の方法に従って合成することができる。
電子輸送層は、第2の高分子化合物と、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料(第2の高分子化合物とは異なる)、電子注入材料、発光材料及び酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する層であってもよい。
第2の高分子化合物と溶媒とを含有する電子輸送層の組成物(以下、「電子輸送層のインク」ともいう。)は、発光層のインクと同様に、スピンコート法、インクジェット印刷法等の塗布法に好適に使用することができる。
本実施形態に係る発光素子は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に設けられた発光層と、陽極及び発光層の間に設けられた正孔輸送層並びに陰極及び発光層の間に設けられた電子輸送層から選択される少なくとも1層と、を有する。
(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
本実施形態に係る発光素子は、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、電極を形成し、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)を形成する際に化学的に変化しないものであればよく、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、金属フィルム、シリコン等の基板、及びこれらを積層した基板が用いられる。
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。
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。
本実施形態に係る発光素子において、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。
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。
測定試料をトルエン、テトラヒドロフラン又はクロロホルムのいずれかの溶媒に任意の濃度で溶解させ、DART用TLCプレート(テクノアプリケーションズ社製、商品名:YSK5−100)上に塗布し、TLC−MS(日本電子社製、商品名:JMS−T100TD(The AccuTOF TLC))を用いて測定した。測定時のヘリウムガス温度は、200〜400℃の範囲で調節した。
5〜10mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム(CDCl3)、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(Agilent製、商品名:INOVA300又はMERCURY 400VX)を用いて測定した。
化合物CM1は特開2010−189630号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物CM2は特開2008−106241号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物CM3は特開2010−215886号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物CM4は特表2002−539292号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物CM5、CM6及びCM8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CM7は国際公開第2005/049546号に記載の方法に従って合成した。
化合物CM9は国際公開第2015/145871号に記載の方法に従って合成した。
反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物CM4(6.2g)、2,2’−ビピリジル(5.6g)、テトラヒドロフラン(脱水溶媒)(400g)及びビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)(10g)を加え、室温で24時間撹拌した。その後、反応液をメタノール200ml及びイオン交換水200mlの混合溶媒に滴下し、撹拌したところ、沈澱が生じた。この沈殿物をろ取し、得られた沈殿物を減圧乾燥させた後、トルエンに溶解させ、ろ過した。得られたろ液をアルミナカラムに通した後、得られた溶液を4質量%アンモニア水で洗浄し、更に、イオン交換水で洗浄した。得られた有機層をメタノール中に滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じた。得られた沈殿物をろ取し、減圧乾燥させることにより、高分子化合物HTL−1を0.60g得た。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物CM9(0.923g)、化合物CM8(0.0496g)、化合物CM7(0.917g)、ジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.76mg)及びトルエン(34mL)を加え、105℃に加熱した。
高分子化合物HTL−3の合成における(工程1)を下記(工程1−1)に変更し、(工程2)を下記(工程2−1)に変更し、(工程3)を下記(工程3−1)に変更したこと以外は、高分子化合物HTL−3の合成と同様の方法により、高分子化合物HTL−2を3.00g得た。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物CM1(0.995g)、化合物CM2(0.106g)、化合物CM3(0.0924g)、化合物CM4(0.736g)、ジクロロビス〔トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン〕パラジウム(1.8mg)及びトルエン(50ml)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)得られた反応液に、20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.6ml)を滴下し、5.5時間還流させた。
(工程3)その後、そこに、フェニルボロン酸(24.4mg)、20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.6ml)及びジクロロビス〔トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン〕パラジウム(1.8mg)を加え、14時間還流させた。
(工程4)その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、水で2回、3質量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下したところ、沈殿が生じた。得られた沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムの順番で通液することにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じた。
得られた沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物HTL−4を0.91g得た。高分子化合物HTL−4のMnは5.2×104であり、Mwは2.5×105であった。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物CM6(0.800g)、化合物CM8(0.149g)、化合物CM5(1.66g)、ジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.4mg)及びトルエン(45mL)を加え、100℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(16mL)を滴下し、7時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、2−エチルフェニルボロン酸(90mg)及びジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.3mg)を加え、17.5時間還流させた。
(工程4)その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、85℃で2時間撹拌した。冷却後、反応液を、3.6質量%塩酸、2.5質量%アンモニア水、水で洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下したところ、沈澱が生じた。沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムの順番で通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物HTL−5を1.64g得た。高分子化合物HTL−5のMnは3.5×104であり、Mwは2.2×105であった。
別途用意した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、化合物MC1−d(52.0g)及びクロロホルム(925mL)を加え、反応容器を氷浴に設置して冷却した。その後、そこへ、上記で得られたトルエン溶液を加えた。その後、反応容器を氷浴で冷却しながら7時間攪拌し、次いで、室温で100時間攪拌した。得られた反応液にイオン交換水(500mL)を加え、有機層を抽出し、得られた有機層を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム及びヘキサンの混合溶媒)で精製した後、クロロホルム及びヘプタンの混合溶媒を用いて再結晶した。その後、50℃で減圧乾燥することにより、化合物MC1−f(17.6g、収率22%)を白色固体として得た。化合物MC1−fのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。この作業を繰り返し行うことで、化合物MC1−fの必要量を得た。
別途用意した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、上記で得られた固体(4.81g)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(1.43g)、化合物MC1−g(4.81g)及びトリデカン(1.1mL)を加え、150℃で15時間加熱攪拌した。その後、そこへ、トルエンを加え、シリカゲル及びセライトを敷いたろ過器でろ過し、得られたろ液をイオン交換水で洗浄し、有機層を得た。得られた有機層を減圧濃縮することにより固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン及びトルエンの混合溶媒)で精製した後、酢酸エチル及びエタノールの混合溶媒を用いて再結晶した。
その後、50℃で減圧乾燥することにより、金属錯体MC1(2.32g、収率35%)を黄色固体として得た。金属錯体MC1のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
別途用意した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、化合物MC1−d(11.0g)及びクロロホルム(220mL)を加え、反応容器を氷浴に設置して冷却した。その後、そこへ、上記で得られたtert−ブチルメチルエーテル溶液を加えた。その後、反応容器を氷浴で冷却しながら7時間攪拌し、次いで、室温で110時間攪拌した。得られた反応液にイオン交換水(330mL)を加え、有機層を抽出し、得られた有機層を減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム及びヘキサンの混合溶媒)で精製した後、クロロホルム及びヘプタンの混合溶媒を用いて再結晶した。その後、50℃で減圧乾燥することにより、化合物MC3−b(10.2g、収率55%)を白色固体として得た。化合物MC3−bのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。この作業を繰り返し行うことで、化合物MC3−bの必要量を得た。
別途用意した反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、上記で得られた固体MC4−b’(7.40g)、トリフルオロメタンスルホン酸銀(3.19g)、化合物MC4−a(4.59g)、2,6−ルチジン(1.66g)及びデカン(15mL)を加え、150℃で20時間加熱攪拌した。その後、室温まで冷却し、トルエンを加え、シリカゲル及びセライトを敷いたろ過器でろ過し、得られたろ液をイオン交換水で洗浄し、有機層を得た。得られた有機層を減圧濃縮することにより固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン及びシクロヘキサンの混合溶媒)で精製した後、トルエン及びメタノールの混合溶媒を用いて再結晶した。その後、50℃で減圧乾燥することにより、金属錯体MC4−b(1.47g、収率14%)を黄色固体として得た。金属錯体MC4−bのHPLC面積百分率値は99.4%であった。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、特開2012−33845号公報に記載の方法に従って合成した化合物M4(9.23g)、化合物CM1(4.58g)、ジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(8.6mg)、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド(シグマアルドリッチ社製、商品名Aliquat336(登録商標))(0.098g)及びトルエン(175mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程3)その後、そこに、フェニルボロン酸(0.47g)及びジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(8.7mg)を加え、14時間還流させた。
(工程4)その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、メタノールに滴下したところ、沈澱が生じた。沈殿物をろ取し、メタノール、水で洗浄後、乾燥させることにより得た固体をクロロホルムに溶解させ、予めクロロホルムを通液したアルミナカラム及びシリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた精製液をメタノールに滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じた。沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物ETL−1a(7.15g)を得た。高分子化合物ETL−1aのMnは3.2×104、Mwは6.0×104であった。
高分子化合物ETL−1aは、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M4から誘導される構成単位と、化合物CM1から誘導される構成単位とが、50:50のモル比で構成されてなる共重合体である。
(工程5)反応容器内をアルゴンガス雰囲気下とした後、高分子化合物ETL−1a(3.1g)、テトラヒドロフラン(130mL)、メタノール(66mL)、水酸化セシウム一水和物(2.1g)及び水(12.5mL)を加え、60℃で3時間撹拌した。
(工程6)その後、そこに、メタノール(220mL)を加え、2時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、イソプロピルアルコールに滴下し、攪拌したところ、沈殿が生じた。沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物ETL−1(3.5g)を得た。高分子化合物ETL−1の1H−NMR解析により、高分子化合物ETL−1中のエチルエステル部位のシグナルが消失し、反応が完結したことを確認した。
高分子化合物ETL−1は、高分子化合物ETL−1aの仕込み原料の量から求めた理論値では、下記式で表される構成単位と、化合物CM1から誘導される構成単位とが、50:50のモル比で構成されてなる共重合体である。
高分子化合物ETL−1の元素分析値は、C,54.1質量%; H,5.6質量%; N,<0.3質量%; Cs,22.7質量%(理論値:C,57.29質量%; H,5.70質量%; Cs,21.49質量%; O,15.52質量%)であった。
(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。
キシレンに、高分子化合物HTL−2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。
トルエンに、以下の化合物HM−1及び金属錯体MC2(化合物HM−1/金属錯体MC2=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。
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ETL−1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。
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D1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。100cd/m2における外部量子効率は4.2%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.30)であった。400cd/m2における外部量子効率は4.0%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.30)であった。1000cd/m2における外部量子効率は3.8%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.30)であった。結果を表4に示す。
(発光素子D2の作製)
実施例D1における(正孔輸送層の形成)において、高分子化合物HTL−2に代えて、高分子化合物HTL−3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。100cd/m2における外部量子効率は7.4%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.33)であった。400cd/m2における外部量子効率は7.5%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.33)であった。1000cd/m2における外部量子効率は7.4%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.33)であった。結果を表4に示す。
(発光素子D3の作製)
実施例D1における(正孔輸送層の形成)において、高分子化合物HTL−2に代えて、高分子化合物HTL−4を用いた以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D3を作製した。
発光素子D3に電圧を印加することによりEL発光が観測された。100cd/m2における外部量子効率は7.6%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.34)であった。400cd/m2における外部量子効率は8.2%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.34)であった。1000cd/m2における外部量子効率は7.9%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.34)であった。結果を表4に示す。
(発光素子D4の作製)
実施例D2における(電子輸送層の形成)において、高分子化合物ETL−1に代えて、以下の化合物BCPを用いた以外は、実施例D2と同様にして、発光素子D4を作製した。化合物BCPは、Luminescence Technology社より購入したものを用いた。
発光素子D4に電圧を印加することによりEL発光が観測された。100cd/m2における外部量子効率は2.9%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.34)であった。400cd/m2における外部量子効率は2.6%、CIE色度座標(x,y)=(0.16,0.34)であった。1000cd/m2における外部量子効率は2.1%、CIE色度座標(x,y)=(0.16,0.34)であった。結果を表4に示す。
(発光素子CD1の作製)
実施例D4における(正孔輸送層の形成)において、高分子化合物HTL−3に代えて、高分子化合物HTL−1を用いた以外は、実施例D4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。100cd/m2における外部量子効率は2.0%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.31)であった。400cd/m2における外部量子効率は1.5%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.31)であった。12Vまで電圧を印加したが、1000cd/m2には至らなかった。結果を表4に示す。
(発光素子D5の作製)
実施例D3における(発光層の形成)において、金属錯体MC2に代えて、金属錯体MC1を用いた以外は、実施例D3と同様にして、発光素子D5を作製した。
発光素子D5に電圧を印加することによりEL発光が観測された。100cd/m2における外部量子効率は2.2%、CIE色度座標(x,y)=(0.16,0.26)であった。400cd/m2における外部量子効率は2.2%、CIE色度座標(x,y)=(0.16,0.26)であった。結果を表5に示す。
(発光素子D6の作製)
実施例D5における(正孔輸送層の形成)において、高分子化合物HTL−4に代えて、高分子化合物HTL−5を用いた以外は、実施例D5と同様にして、発光素子D6を作製した。
発光素子D5に電圧を印加することによりEL発光が観測された。100cd/m2における外部量子効率は1.7%、CIE色度座標(x,y)=(0.18,0.32)であった。400cd/m2における外部量子効率は1.8%、CIE色度座標(x,y)=(0.17,0.32)であった。結果を表5に示す。
(発光素子CD2の作製)
比較例CD1における(発光層の形成)において、金属錯体MC2に代えて、金属錯体MC1を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光素子CD2を作製した。
発光素子CD2に電圧を印加することによりEL発光が観測された。100cd/m2における外部量子効率は0.2%、CIE色度座標(x,y)=(0.16,0.20)であった。12Vまで電圧を印加したが、400cd/m2には至らなかった。結果を表5に示す。
(発光素子D7の作製)
実施例D3における(発光層の形成)において、金属錯体MC2に代えて、金属錯体MC3を用いた以外は、実施例D3と同様にして、発光素子D7を作製した。
発光素子D7に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における外部量子効率は7.3%、CIE色度座標(x,y)=(0.16,0.35)であった。結果を表6に示す。
(発光素子D8の作製)
実施例D7における(正孔輸送層の形成)において、高分子化合物HTL−4に代えて、高分子化合物HTL−1を用いた以外は、実施例D7と同様にして、発光素子D8を作製した。
発光素子D8に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における外部量子効率は3.3%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.29)であった。結果を表6に示す。
(発光素子CD3の作製)
比較例CD1における(発光層の形成)において、金属錯体MC2に代えて、金属錯体MC3を用いた以外は、比較例CD1と同様にして、発光素子CD3を作製した。
発光素子CD3に電圧を印加することによりEL発光が観測された。400cd/m2における外部量子効率は0.4%、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.29)であった。結果を表6に示す。
Claims (11)
- 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、
前記陽極及び前記発光層の間に設けられた正孔輸送層並びに前記陰極及び前記発光層の間に設けられた電子輸送層からなる群より選択される少なくとも一層と、
を有し、
前記発光層が、式(1)で表される金属錯体を含有し、
前記正孔輸送層が、架橋基を有する架橋構成単位を含む第1の高分子化合物の架橋体を含有し、
前記電子輸送層が、第2の高分子化合物を含有する、発光素子。
[式中、
M1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。
n1は1以上の整数を表し、n2は0以上の整数を表し、n1+n2は2又は3である。
M1がロジウム原子又はイリジウム原子の場合、n1+n2は3であり、M1がパラジウム原子又は白金原子の場合、n1+n2は2である。
環R1Aは、炭素原子、窒素原子、E1、E11A及びE12Aで構成されるトリアゾール環又はジアゾール環を表す。
環R2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する。該置換基が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、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R2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。
E1、E2、E11A及びE12Aは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。E1、E2、E11A及びE12Aが複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、E1及びE2のうち、少なくとも一方は炭素原子である。
R11A及びR12A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。R11A及びR12A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。R11AとR12Aとは、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。但し、R 11A 及びR 12A からなる群から選ばれる少なくとも1つは、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい1価の複素環基である。
E11Aが窒素原子の場合、R11Aは存在しても存在しなくてもよい。E12Aが窒素原子の場合、R12Aは存在しても存在しなくてもよい。
R13Aは、アリール基、1価の複素環基又は置換アミノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R13A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。
A1−G1−A2は、アニオン性の2座配位子を表す。A1及びA2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。G1は、単結合、又は、A1及びA2とともに2座配位子を構成する原子団を表す。A1−G1−A2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。] - 前記架橋構成単位が、式(3)で表される構成単位又は式(4)で表される構成単位である、請求項2に記載の発光素子。
[式中、
nAは0〜5の整数を表し、nは1〜4の整数を表す。
Ar1は、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。
LAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−NR’−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’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。LA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。
Xは、前記架橋基A群から選ばれる架橋基を表す。X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。]
[式中、
mAは0〜5の整数を表し、mは1〜4の整数を表し、cは0又は1の整数を表す。mA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。
Ar3は、芳香族炭化水素基、複素環基、又は、少なくとも1種の芳香族炭化水素環と少なくとも1種の複素環とが直接結合した基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Ar2及びAr4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。
Ar2、Ar3及びAr4はそれぞれ、当該基が結合している窒素原子に結合している当該基以外の基と、直接又は酸素原子若しくは硫黄原子を介して結合して、環を形成していてもよい。
KAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−NR’’−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’’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。KA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。
X’は、前記架橋基A群から選ばれる架橋基、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。但し、少なくとも1つのX’は、前記架橋基A群から選ばれる架橋基である。] - 少なくとも前記電子輸送層を有し、
前記第2の高分子化合物が、式(ET−1)で表される構成単位及び式(ET−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光素子。
[式中、
nE1は、1以上の整数を表す。
ArE1は、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はRE1以外の置換基を有していてもよい。
RE1は、式(ES−1)で表される基を表す。RE1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。]
−RE3−{(QE1)nE3−YE1(ME1)aE1(ZE1)bE1}mE1 (ES−1)
[式中、
nE3は0以上の整数を表し、aE1は1以上の整数を表し、bE1は0以上の整数を表し、mE1は1以上の整数を表す。nE3、aE1及びbE1が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、RE3が単結合である場合、mE1は1である。また、aE1及びbE1は、式(ES−1)で表される基の電荷が0となるように選択される。
RE3は、単結合、炭化水素基、複素環基又はO−RE3’を表し(RE3’は、炭化水素基又は複素環基を表す。)、これらの基は置換基を有していてもよい。
QE1は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。QE1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。
YE1は、−CO2 −、−SO3 −、−SO2 −又はPO3 2−を表す。YE1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。
ME1は、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン又はアンモニウムカチオンを表し、このアンモニウムカチオンは置換基を有していてもよい。ME1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。
ZE1は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、B(RE4)4 −、RE4SO3 −、RE4COO−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BF4 −又はPF6 −を表す。RE4は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ZE1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。]
[式中、
nE2は、1以上の整数を表す。
ArE2は、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はRE2以外の置換基を有していてもよい。
RE2は、式(ES−2)で表される基を表す。RE2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。]
−RE5−{(QE2)nE4−YE2(ME2)aE2(ZE2)bE2}mE2 (ES−2)
[式中、
nE4は0以上の整数を表し、aE2は1以上の整数を表し、bE2は0以上の整数を表し、mE2は1以上の整数を表す。nE4、aE2及びbE2が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、RE5が単結合である場合、mE2は1である。また、aE2及びbE2は、式(ES−2)で表される基の電荷が0となるように選択される。
RE5は、単結合、炭化水素基、複素環基又はO−RE5’を表し(RE5’は、炭化水素基又は複素環基を表す。)、これらの基は置換基を有していてもよい。
QE2は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。QE2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。
YE2は、−C+RE6 2、−N+RE6 3、−P+RE6 3、−S+RE6 2又はI+RE6 2を表す。RE6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RE6は、同一でも異なっていてもよい。YE2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。
ME2は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、B(RE7)4 −、RE7SO3 −、RE7COO−、BF4 −、SbCl6 −又はSbF6 −を表す。RE7は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ME2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。
ZE2は、アルカリ金属カチオン又はアルカリ土類金属カチオンを表す。ZE2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。] - 前記式(1)で表される金属錯体が、式(1−A)で表される金属錯体である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光素子。
[式中、M1、n1、n2、環R1A、E1、E11A、E12A、R11A、R12A、R13A及びA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
環R2Aは、2つの炭素原子、E21A、E22A、E23A及びE24Aで構成されるベンゼン環、ピリジン環又はピリミジン環を表す。
E21A、E22A、E23A及びE24Aは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。E21A、E22A、E23A及びE24A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。E21Aが窒素原子の場合、R21Aは存在しない。E22Aが窒素原子の場合、R22Aは存在しない。E23Aが窒素原子の場合、R23Aは存在しない。E24Aが窒素原子の場合、R24Aは存在しない。
R21A、R22A、R23A及びR24A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。但し、R 21A 、R 22A 、R 23A 及びR 24A からなる群から選ばれる少なくとも1つは、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であり、これらの基は置換基を有していてもよい。R21A、R22A、R23A及びR24A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。R21AとR22Aとは、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。R22AとR23Aとは、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。R23AとR24Aとは、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。] - 前記R13Aが、置換基を有していてもよいアリール基である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の発光素子。
- 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1〜7のいずれか一項に記載の発光素子。
[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。
nH1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。
nH3は、0以上の整数を表す。
LH1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、−[C(RH11)2]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。
LH2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。] - 前記正孔輸送層及び前記電子輸送層を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記発光層と、前記正孔輸送層とが、隣接している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記発光層と、前記電子輸送層とが、隣接している、請求項1〜10のいずれか一項に記載の発光素子。
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