JPWO2015159932A1 - 発光素子およびそれに用いる高分子化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、高分子化合物と、緑色燐光発光性化合物または青色燐光発光性化合物とを含有する組成物を用いた発光層を備える発光素子が記載されている。なお、該発光素子は、高分子化合物を用いた電子輸送層を備えない発光素子である。
そこで、本発明は、発光効率に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、該発光素子が備える電子輸送層の形成に有用な高分子化合物を提供することを目的とする。
陽極と、
陰極と、
陽極および陰極の間に設けられた発光層と、
陰極および発光層の間に設けられた電子輸送層とを備える発光素子であって、
発光層が、下記式(1)で表される燐光発光性化合物を用いて得られる層であり、
電子輸送層が、下記式(3)で表される構成単位および下記式(5)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を用いて得られる層である発光素子を提供する。
[式中、
M1は、ルテニウム原子、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子または白金原子を表す。
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または3である。M1がルテニウム原子、ロジウム原子またはイリジウム原子の場合、n1+n2は3であり、M1がパラジウム原子または白金原子の場合、n1+n2は2である。
E1およびE2は、それぞれ独立に、炭素原子または窒素原子を表す。但し、E1およびE2の少なくとも一方は炭素原子である。
環L1は、5員環または6員環の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L1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。但し、環L1が6員環の芳香族複素環である場合、E1は炭素原子である。
環L2は、5員環もしくは6員環の芳香族炭化水素環、または、5員環もしくは6員環の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L2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。但し、環L2が6員環の芳香族複素環である場合、E2は炭素原子である。
また、環L1および環L2からなる群から選ばれる少なくとも1つの環は、下記式(2)で表される基を有する。
A1−G1−A2は、アニオン性の2座配位子を表す。A1およびA2は、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子または窒素原子を表し、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、または、A1および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。]
−R1 (2)
[式中、R1は、アリール基、1価の複素環基また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。]
[式中、
n3は、1以上の整数を表す。
Ar1は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR2以外の置換基を有していてもよい。
R2は、下記式(4)で表される基を表す。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。]
−(R3)c1{−(Q1)n4−Y1(M2)a1(Z1)b1}m1 (4)
[式中、
c1は0または1を表し、n4は0以上の整数を表し、a1は1以上の整数を表し、b1は0以上の整数を表し、m1は1以上の整数を表す。但し、c1が0の場合、m1は1である。
R3は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Q1は、アルキレン基、アリーレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Q1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。
Y1は、−CO2 −、−SO3 −、−SO2 −または−PO3 2−を表す。
M2は、金属カチオンまた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。M2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。
Z1は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、R4SO3 −、R4COO−、ClO−、ClO2 −、ClO3 −、ClO4 −、SCN−、CN−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BF4 −またはPF6 −を表す。R4は、アルキル基、シクロアルキル基また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。Z1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。
また、a1およびb1は、式(4)で表される基の電荷が0となるように選択される。]
[式中、
n5は、1以上の整数を表す。
Ar2は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR5以外の置換基を有していてもよい。
R5は、下記式(6)で表される基を表す。R5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。]
−(R6)c2{−(Q2)n6−Y2(M3)a2(Z2)b2}m2 (6)
[式中、
c2は0または1を表し、n6は0以上の整数を表し、a2は1以上の整数を表し、b2は0以上の整数を表し、m2は1以上の整数を表す。但し、c2が0の場合、m2は1である。
R6は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Q2は、アルキレン基、アリーレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Q2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。
Y2は、−C+Rb 2、−N+Rb 3、−P+Rb 3または−S+Rb 2を表す。Rbは、アルキル基、シクロアルキル基また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Rbは、同一でも異なっていてもよい。
M3は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、R7SO3 −、R7COO−、ClO−、ClO2 −、ClO3 −、ClO4 −、SCN−、CN−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BR4 4 −、BF4 −またはPF6 −を表す。R7は、アルキル基、シクロアルキル基また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。M3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。
Z2は、金属カチオンまた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。Z2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。
また、a2およびb2は、式(6)で表される基の電荷が0となるように選択される。]
本発明は第2に、前記式(3)で表される構成単位および前記式(5)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種の構成単位と、下記式(7)で表される構成単位とを含む高分子化合物を提供する。
[式中、
n7は、1以上の整数を表す。
Ar3は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR8以外の置換基を有していてもよい。
R8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、アリール基または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。R8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。但し、少なくとも1つのR8は、他の構成単位と結合を形成する原子の隣の原子に結合する。]
<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、共有結合また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1×103〜1×108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に発光特性また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。この末端基としては、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−炭素結合を介してアリール基または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1×104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、直鎖およ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3〜30であり、より好ましくは4〜20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4〜20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、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、および、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、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、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、および、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、直鎖およ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、および、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」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7〜48である。
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、および、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。
「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また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また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、および、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く、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、および、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。
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子また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、アリール基または1価の複素環基が好ましい。
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およ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。
「アルケニル基」は、直鎖およ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。
アルケニル基およ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、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アルキニル基」は、直鎖およ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。
アルキニル基およ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、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アルキレン基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常1〜10であり、好ましくは1〜5であり、より好ましくは1〜3である。
「シクロアルキレン基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常3〜10である。
アルキレン基およ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、および、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、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、および、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)〜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。
[式中、Rおよび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、アリール基または1価の複素環基を表す。複数存在するRおよび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また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)〜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。
[式中、RおよびRa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、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り、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。
「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、アルキニル基また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>
次に、本発明の発光素子について説明する。本発明の発光素子は、
陽極と、陰極と、陽極および陰極の間に設けられた発光層と、陰極および発光層の間に設けられた電子輸送層とを備える発光素子であって、
発光層が、式(1)で表される燐光発光性化合物を用いて得られる層であり、電子輸送層が、式(3)で表される構成単位および式(5)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を用いて得られる層である発光素子である。
<発光層>
[燐光発光性化合物]
本発明の発光素子の発光層の形成に用いられる燐光発光性化合物は、式(1)で表される燐光発光性化合物である。
式(1)で表される燐光発光性化合物は、中心金属であるM1と、添え字n1でその数を規定されている配位子と、添え字n2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。
M1は、本発明の発光素子の発光効率がより優れるので、イリジウム原子また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。
M1がルテニウム原子、ロジウム原子またはイリジウム原子の場合、n1は2または3であることが好ましく、3であることがより好ましい。
M1がパラジウム原子または白金原子の場合、n1は2であることが好ましい。
E1およびE2は、炭素原子であることが好ましい。
環L1は、ピリジン環、ピリミジン環、イミダゾール環またはトリアゾール環であることが好ましく、これらの環は置換基を有していてもよい。
環L2は、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環、ピリジン環、ジアザベンゼン環またはトリアジン環であることが好ましく、ベンゼン環、ピリジン環またはピリミジン環であることがより好ましく、これらの環は置換基を有していてもよい。
環L1および環L2からなる群から選ばれる少なくとも1つの環は、式(2)で表される基を有する。環L2は、式(2)で表される基を有することが好ましい。
環L1および環L2が複数存在する場合、それらの少なくとも1つの環が式(2)で表される基を有していればよいが、複数存在する環L1の全て、複数存在する環L2の全て、または、複数存在する環L1および環L2の全てが、式(2)で表される基を有することが好ましく、複数存在する環L2の全てが式(2)で表される基を有することがより好ましい。
R1は、アリール基または1価の複素環基であることが好ましく、アリール基であることがより好ましい。
R1で表されるアリール基、1価の複素環基または置換アミノ基は、デンドロンであることが好ましい。
「デンドロン」とは、原子または環を分岐点とする規則的な樹枝状分岐構造(即ち、デンドリマー構造)を有する基を意味する。デンドロンを有する化合物(以下、「デンドリマー」と言う。)としては、例えば、国際公開第2002/067343号、特開2003−231692号公報、国際公開第2003/079736号、国際公開第2006/097717号等の文献に記載の構造が挙げられる。
デンドロンとしては、好ましくは、式(D−A)または(D−B)で表される基である。
[式中、
mDA1、mDA2およびmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDAは、窒素原子、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2およびArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2および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、アリール基または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およびmDA7は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDAは、窒素原子、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、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およびArDA7は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6および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、アリール基または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。]
mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6および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0または1である。mDA1、mDA2、mDA3、mDA4、mDA5、mDA6およびmDA7は、同一の整数であることが好ましい。
GDAは、好ましくは式(GDA−11)〜(GDA−15)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。
[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、または、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、または、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、または、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、アリール基または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。]
RDAは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基またはシクロアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基また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およびArDA7は、好ましくは式(ArDA−1)〜(ArDA−3)で表される基である。
[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、アリール基または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。]
RDBは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基または1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基である。
TDAは、好ましくは式(TDA−1)〜(TDA−3)で表される基である。
[式中、RDAおよび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)〜(D−A3)で表される基である。
[式中、
Rp1、Rp2および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またはハロゲン原子を表す。Rp1およびRp2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または1を表す。複数ある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)〜(D−R3)で表される基である。
[式中、
Rp1、Rp2および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またはハロゲン原子を表す。Rp1および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または1を表す。np1および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。]
np1は、好ましくは0または1であり、より好ましくは1である。np2は、好ましくは0または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。
Rp1、Rp2およびRp3は、好ましくはアルキル基またはシクロアルキル基である。
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と結合する部位を示す。]
A1−G1−A2で表されるアニオン性の2座配位子は、下記式で表される配位子であってもよい。ただし、A1−G1−A2で表されるアニオン性の2座配位子は、添え字n1でその数を定義されている配位子とは異なる。
[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、シクロアルキル基また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、シクロアルキル基また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)で表される燐光発光性化合物は、本発明の発光素子の発光効率がより優れるため、式(1−A)で表される燐光発光性化合物または式(1−B)で表される燐光発光性化合物であることが好ましい。
[式中、
M1、n1、n2、E1およびA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
E11A、E12A、E13A、E21A、E22A、E23AおよびE24Aは、それぞれ独立に、窒素原子または炭素原子を表す。E11A、E12A、E13A、E21A、E22A、E23Aおよび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。E11A、E12AおよびE13Aが窒素原子の場合、R11A、R12AおよびR13Aは、存在しても存在しなくてもよい。E21A、E22A、E23AおよびE24Aが窒素原子の場合、R21A、R22A、R23AおよびR24Aは、存在しない。
R11A、R12A、R13A、R21A、R23A、R24AおよびR24A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、ハロゲン原子また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。R11A、R12A、R13A、R21A、R22A、R23Aおよび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。R11AとR12A、R12AとR13A、R11AとR21A、R21AとR22A、R22AとR23A、および、R23AとR24A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。
但し、R11A、R12A、R13A、R21A、R22A、R23AおよびR24Aからなる群から選ばれる少なくとも1つは、式(2)で表される基である。
環L1Aは、窒素原子、E1、E11A、E12AおよびE13Aとで構成されるイミダゾール環またはトリアゾール環を表す。
環L2Aは、2つの炭素原子、E21A、E22A、E23AおよびE24Aとで構成されるベンゼン環、ピリジン環またはピリミジン環を表す。]
環L1Aがイミダゾール環である場合、E11Aが窒素原子であるイミダゾール環、または、E12Aが窒素原子であるイミダゾール環が好ましく、E11Aが窒素原子であるイミダゾール環がより好ましい。
環L1Aがトリアゾール環である場合、E11AおよびE12Aが窒素原子であるトリアゾール環、または、E11AおよびE13Aが窒素原子であるトリアゾール環が好ましく、E11AおよびE12Aが窒素原子であるトリアゾール環がより好ましい。
E11Aが窒素原子であり、かつ、R11Aが存在する場合、R11Aはアルキル基、シクロアルキル基または式(2)で表される基であることが好ましい。
E11Aが炭素原子である場合、R11Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または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、シクロアルキル基またはアリール基であることがより好ましく、水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であることが更に好ましい。
E12Aが窒素原子であり、かつ、R12Aが存在する場合、R12Aはアルキル基、シクロアルキル基または式(2)で表される基であることが好ましい。
E12Aが炭素原子である場合、R12Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または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、シクロアルキル基またはアリール基であることがより好ましく、水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であることが更に好ましい。
E13Aが窒素原子であり、かつ、R13Aが存在する場合、R13Aはアルキル基、シクロアルキル基または式(2)で表される基であることが好ましい。
E13Aが炭素原子である場合、R13Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または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、シクロアルキル基またはアリール基であることがより好ましく、水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であることが更に好ましい。
環L1Aが式(2)で表される基を有する場合、R11AまたはR12Aが式(2)で表される基であることが好ましく、R11Aが式(2)で表される基であることがより好ましい。式(2)で表される基は、デンドロンであることが好ましい。
環L2Aがピリジン環である場合、E21Aが窒素原子であるピリジン環、E22Aが窒素原子であるピリジン環、または、E23Aが窒素原子であるピリジン環が好ましく、E22Aが窒素原子であるであるピリジン環がより好ましい。
環L2Aがピリミジン環である場合、E21AおよびE23Aが窒素原子であるピリミジン環、または、E22AおよびE24Aが窒素原子であるピリミジン環が好ましく、E22AおよびE24Aが窒素原子であるピリミジン環がより好ましい。
環L2Aは、ベンゼン環であることが好ましい。
R21A、R22A、R23AおよびR24Aは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基または式(2)で表される基であることが好ましく、水素原子または式(2)で表される基であることがより好ましい。
環L2Aが式(2)で表される基を有する場合、R22AまたはR23Aが式(2)で表される基であることが好ましく、R22Aが式(2)で表される基であることがより好ましい。式(2)で表される基は、デンドロンであることが好ましい。
[式中、
M1、n1、n2およびA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
E11B、E12B、E13B、E14B、E21B、E22B、E23BおよびE24Bは、それぞれ独立に、窒素原子または炭素原子を表す。E11B、E12B、E13B、E14B、E21B、E22B、E23BおよびE24B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。E11B、E12B、E13B、E14B、E21B、E22B、E23BおよびE24Bが窒素原子の場合、R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24Bは、存在しない。
R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24B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、ハロゲン原子また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。R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24B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。R11BとR12B、R12BとR13B、R13BとR14B、R11BとR21B、R21BとR22B、R22BとR23B、および、R23BとR24B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。
但し、R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24Bからなる群から選ばれる少なくとも1つは、式(2)で表される基である。
環L1Bは、窒素原子、炭素原子、E11B、E12B、E13BおよびE14Bとで構成されるピリジン環またはピリミジン環を表す。
環L2Bは、2つの炭素原子、E21B、E22B、E23BおよびE24Bとで構成されるベンゼン環、ピリジン環またはピリミジン環を表す。]
環L1Bがピリミジン環である場合、E11Bが窒素原子であるピリミジン環、または、E13Bが窒素原子であるピリミジン環が好ましく、E11Bが窒素原子であるピリミジン環がより好ましい。
R11B、R12B、R13BおよびR14Bは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基または式(2)で表される基であることが好ましく、水素原子または式(2)で表される基であることがより好ましい。
環L1Bが式(2)で表される基を有する場合、R11B、R12BまたはR13Bが式(2)で表される基であることが好ましく、R11BまたはR13Bが式(2)で表される基であることがより好ましく、R11Bが式(2)で表される基であることが更に好ましい。式(2)で表される基は、デンドロンであることが好ましい。
環L2Bがピリジン環である場合、E21Bが窒素原子であるピリジン環、E22Bが窒素原子であるピリジン環、または、E23Bが窒素原子であるピリジン環が好ましく、E22Bが窒素原子であるであるピリジン環がより好ましい。
環L2Bがピリミジン環である場合、E21BおよびE23Bが窒素原子であるピリミジン環、または、E22BおよびE24Bが窒素原子であるピリミジン環が好ましく、E22BおよびE24Bが窒素原子であるピリミジン環がより好ましい。
環L2Bは、ベンゼン環であることが好ましい。
R21B、R22B、R23BおよびR24Bは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基または式(2)で表される基であることが好ましく、水素原子または式(2)で表される基であることがより好ましい。
環L2Bが式(2)で表される基を有する場合、R22BまたはR23Bが式(2)で表される基であることが好ましく、R22Bが式(2)で表される基であることがより好ましい。式(2)で表される基は、デンドロンであることが好ましい。
式(1−A)で表される燐光発光性化合物は、式(1−A1)で表される燐光発光性化合物、式(1−A2)で表される燐光発光性化合物、式(1−A3)で表される燐光発光性化合物または式(1−A4)で表される燐光発光性化合物であることが好ましい。
[式中、
M1、n1、n2、R11A、R12A、R13A、R21A、R22A、R23A、R24AおよびA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。]
式(1−B)で表される燐光発光性化合物は、式(1−B1)で表される燐光発光性化合物、式(1−B2)で表される燐光発光性化合物または式(1−B3)で表される燐光発光性化合物であることが好ましい。
[式中、
M1、n1、n2、R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23B、R24BおよびA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
n11およびn12は、それぞれ独立に、1以上の整数を表し、n11+n12は2または3である。M1がルテニウム原子、ロジウム原子またはイリジウム原子の場合、n11+n12は3であり、M1がパラジウム原子または白金原子の場合、n11+n12は2である。
R15B、R16B、R17BおよびR18B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、ハロゲン原子また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。R15B、R16B、R17BおよびR18B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。R13BとR15B、R15BとR16B、R16BとR17B、R17BとR18B、R18BとR21B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。
但し、R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24Bからなる群から選ばれる少なくとも1つは、式(2)で表される基である。]
式(1)で表される燐光発光性化合物としては、例えば、下記式で表される燐光発光性化合物、後述の燐光発光性化合物MC2が挙げられる。
本発明の発光素子の発光層の形成には、燐光発光性化合物を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
本発明の発光素子の発光層の形成に用いられる燐光発光性化合物は、式(1)で表される燐光発光性化合物を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する1個以上の水素原子を除いてなる基を有する構成単位(以下、「燐光発光性構成単位」ともいう。)を含む高分子化合物であってもよい。燐光発光性構成単位は、式(1)で表される燐光発光性化合物を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する1〜3個の水素原子を除いてなる基を有する構成単位であることが好ましく、式(1)で表される燐光発光性化合物を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する1または2個の水素原子を除いてなる基を有する構成単位であることがより好ましい。
燐光発光性構成単位としては、例えば、下記式で表される構成単位が挙げられる。
燐光発光性構成単位を含む高分子化合物は、燐光発光性構成単位以外の他の構成単位を含んでいることが好ましい。他の構成単位としては、後述する高分子ホストが含んでいてもよい式(Y)で表される構成単位および式(X)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種の構成単位が好ましく、式(Y)で表される構成単位がより好ましい。
燐光発光性構成単位は、本発明の発光素子の発光効率がより優れるので、高分子化合物中に含まれる構成単位の合計量に対して、0.01〜99モル%であることが好ましく、0.1〜70モル%であることがより好ましく、1〜50モル%であることが更に好ましく、5〜30モル%であることが特に好ましい。
燐光発光性構成単位は、高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
本発明の発光素子の発光層の形成には、燐光発光性構成単位を含む高分子化合物を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
[ホスト材料]
本発明の発光素子の発光効率がより優れるため、本発明の発光層の形成には、式(1)で表される燐光発光性化合物と、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性およ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組成物を用いることが好ましく、式(1)で表される燐光発光性化合物および後述の式(H−1)で表される化合物を含有する組成物を用いることがより好ましい。該組成物において、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。
式(1)で表される燐光発光性化合物とホスト材料とを含有する組成物において、該燐光発光性化合物の含有量は、該燐光発光性化合物とホスト材料との合計を100重量部とした場合、通常、0.05〜80重量部であり、好ましくは0.1〜50重量部であり、より好ましくは0.5〜40重量部である。
ホスト材料の有する最低励起三重項状態(T1)は、本発明の発光素子の発光効率がより優れるので、式(1)で表される燐光発光性化合物の有するT1と同等のエネルギー準位、または、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、本発明の発光素子を溶液塗布プロセスで作製できるので、式(1)で表される燐光発光性化合物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(即ち、低分子ホスト)と高分子化合物(即ち、高分子ホスト)とに分類される。
[低分子ホスト]
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。
[式中、
ArH1およびArH2は、それぞれ独立に、アリール基または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およびnH2は、それぞれ独立に、0または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、または、−[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、アリール基または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、アリーレン基または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、アリール基または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。]
ArH1および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また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、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、カルバゾリル基またはアザカルバゾリル基であることがより好ましく、フェニル基、ピリジル基、カルバゾリル基またはアザカルバゾリル基であることが更に好ましく、上記式(TDA−1)または(TDA−3)で表される基であることが特に好ましく、上記式(TDA−3)で表される基であることがとりわけ好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArH1および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、アリール基または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、アルコキシ基またはシクロアルコキシ基がより好ましく、アルキル基また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。
nH1は、好ましくは1である。nH2は、好ましくは0である。
nH3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。
nH11は、好ましくは1以上5以下の整数であり、より好ましく1以上3以下の整数であり、更に好ましく1である。
RH11は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であることが好ましく、水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であることがより好ましく、水素原子また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。
LH1は、アリーレン基または2価の複素環基であることが好ましい。
LH1は、式(A−1)〜(A−3)、式(A−8)〜(A−10)、式(AA−1)〜(AA−6)、式(AA−10)〜(AA−21)または式(AA−24)〜(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)〜(AA−4)、式(AA−10)〜(AA−15)または式(AA−29)〜(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(A−9)、式(AA−2)、式(AA−4)、式(AA−10)〜(AA−15)で表される基であることが更に好ましく、式(A−1)、式(A−2)、式(A−8)、式(AA−2)、式(AA−4)、式(AA−10)、式(AA−12)または式(AA−14)で表される基であることが特に好ましく、式(A−1)、式(A−2)、式(AA−2)、式(AA−4)または式(AA−14)で表される基であることがとりわけ好ましい。
LH1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、アリール基または1価の複素環基が好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基または1価の複素環基がより好ましく、アルキル基、アリール基または1価の複素環基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
LH21は、単結合また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。
LH21で表されるアリーレン基または2価の複素環基の定義および例は、LH1で表されるアリーレン基または2価の複素環基の定義および例と同様である。
RH21は、アリール基または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。
RH21で表されるアリール基および1価の複素環基の定義および例は、ArH1およびArH2で表されるアリール基および1価の複素環基の定義および例と同様である。
RH21が有していてもよい置換基の定義および例は、ArH1およびArH2が有していてもよい置換基の定義および例と同様である。
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。
[式中、ArH1、ArH2、nH3および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、下記式(H−101)〜(H−118)で表される化合物が例示される。
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が挙げられる。
[高分子ホスト]
ホスト化合物として好ましい高分子化合物(以下、「高分子ホスト」と言う。)に関して説明する。
高分子ホストは、好ましくは、式(Y)で表される構成単位を含む高分子化合物である。
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、または、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。]
ArY1で表されるアリーレン基は、より好ましくは、式(A−1)、式(A−2)、式(A−6)−(A−10)、式(A−19)または式(A−20)で表される基であり、更に好ましくは、式(A−1)、式(A−2)、式(A−7)、式(A−9)または式(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。
ArY1で表される2価の複素環基は、より好ましくは、式(AA−1)−(AA−4)、式(AA−10)−(AA−15)、式(AA−18)−(AA−21)、式(A−53)または式(A−54)で表される基であり、更に好ましくは、式(AA−4)、式(AA−10)、式(AA−12)、式(AA−14)または式(AA−33)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。
ArY1で表される少なくとも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価の基における、アリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、前述のArY1で表されるアリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同様である。
「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」としては、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。
[式中、RXXは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または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。]
RXXは、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基また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。
ArY1で表される基が有してもよい置換基は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基また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。
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y−1)−(Y−10)で表される構成単位が挙げられ、高分子ホストと本発明に用いられる燐光発光性化合物との組成物を用いた発光素子の輝度寿命の観点からは、好ましくは式(Y−1)−(Y−3)で表される構成単位であり、電子輸送性の観点からは、好ましくは式(Y−4)−(Y−7)で表される構成単位であり、正孔輸送性の観点からは、好ましくは式(Y−8)−(Y−10)で表される構成単位である。
[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、アリール基または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。]
RY1は、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基また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。
式(Y−1)で表される構成単位は、好ましくは、式(Y−1’)で表される構成単位である。
[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、アリール基または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。]
RY11は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、より好ましくは、アルキル基また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。
[式中、RY1は前記と同じ意味を表す。XY1は、−C(RY2)2−、−C(RY2)=C(RY2)−または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、アリール基または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。]
RY2は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基また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。
XY1において、−C(RY2)2−で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは両方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、両方がアリール基、両方が1価の複素環基、または、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基若しくは1価の複素環基であり、より好ましくは一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。2個存在するRY2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く、RY2が環を形成する場合、−C(RY2)2−で表される基としては、好ましくは式(Y−A1)−(Y−A5)で表される基であり、より好ましくは式(Y−A4)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。
XY1において、−C(RY2)=C(RY2)−で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは両方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、または、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
XY1において、−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基中の4個のRY2は、好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基またはシクロアルキル基である。複数あるRY2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く、RY2が環を形成する場合、−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基は、好ましくは式(Y−B1)−(Y−B5)で表される基であり、より好ましくは式(Y−B3)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。
[式中、RY2は前記と同じ意味を表す。]
式(Y−2)で表される構成単位は、式(Y−2’)で表される構成単位であることが好ましい。
[式中、RY11およびXY1は前記と同じ意味を表す。]
[式中、RY1およびXY1は前記と同じ意味を表す。]
式(Y−3)で表される構成単位は、式(Y−3’)で表される構成単位であることが好ましい。
[式中、RY11およびXY1は前記と同じ意味を表す。]
[式中、RY1は前記と同じ意味を表す。RY3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、アリール基または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。]
RY3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基であり、より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。
式(Y−4)で表される構成単位は、式(Y−4’)で表される構成単位であることが好ましく、式(Y−6)で表される構成単位は、式(Y−6’)で表される構成単位であることが好ましい。
[式中、RY11およびRY3は前記と同じ意味を表す。]
[式中、RY1は前記を同じ意味を表す。RY4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、アリール基または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。]
RY4は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基であり、より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。
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y−101)−(Y−121)で表されるアリーレン基からなる構成単位、式(Y−201)−(Y−209)で表される2価の複素環基からなる構成単位、式(Y−301)−(Y−304)で表される少なくとも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価の基からなる構成単位が挙げられる。
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1がアリーレン基である構成単位は、高分子ホストと本発明に用いられる燐光発光性化合物との組成物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.5〜80モル%であり、より好ましくは30〜60モル%であり、更に好ましくは45〜55モル%である。
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1が2価の複素環基、または、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価の基である構成単位は、高分子ホストと本発明に用いられる燐光発光性化合物との組成物を用いた発光素子の電荷輸送性が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.5〜30モル%であり、より好ましくは3〜20モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、高分子ホスト中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
高分子ホストは、正孔輸送性が優れるので、更に、下記式(X)で表される構成単位を含むことが好ましい。
[式中、aX1およびaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。ArX1およびArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArX2およびArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、または、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。RX1、RX2および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、アリール基または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。]
aX1は、高分子ホストと本発明の金属錯体との組成物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは2以下であり、より好ましくは1である。
aX2は、高分子ホストと本発明の金属錯体との組成物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは2以下であり、より好ましくは0である。
RX1、RX2およびRX3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より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。
ArX1およびArX3で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A−1)または式(A−9)で表される基であり、更に好ましくは式(A−1)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。
ArX1およびArX3で表される2価の複素環基は、より好ましくは式(AA−1)、式(AA−2)または式(AA−7)−(AA−26)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。
ArX1およびArX3は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX2およびArX4で表されるアリーレン基としては、より好ましくは式(A−1)、式(A−6)、式(A−7)、式(A−9)−(A−11)または式(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。
ArX2およびArX4で表される2価の複素環基のより好ましい範囲は、ArX1およびArX3で表される2価の複素環基のより好ましい範囲と同じである。
ArX2およびArX4で表される少なくとも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価の基における、アリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、ArX1およびArX3で表されるアリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同様である。
ArX2およびArX4で表される少なくとも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価の基としては、式(Y)のArY1で表される少なくとも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価の基と同様のものが挙げられる。
ArX2およびArX4は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX1〜ArX4およびRX1〜RX3で表される基が有してもよい置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基また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。
式(X)で表される構成単位は、好ましくは式(X−1)−(X−7)で表される構成単位であり、より好ましくは式(X−1)−(X−6)で表される構成単位であり、更に好ましくは式(X−3)−(X−6)で表される構成単位である。
[式中、RX4および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価の複素環基またはシアノ基を表し、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。]
式(X)で表される構成単位は、正孔輸送性が優れるので、高分子ホストに含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.1〜50モル%であり、より好ましくは1〜40モル%であり、更に好ましくは5〜30モル%である。
式(X)で表される構成単位としては、例えば、式(X1−1)−(X1−11)で表される構成単位が挙げられ、好ましくは式(X1−3)−(X1−10)で表される構成単位である。
高分子ホストにおいて、式(X)で表される構成単位は、1種のみ含まれていても、2種以上含まれていてもよい。
高分子ホストとしては、例えば、表1の高分子化合物(P−1)〜(P−6)が挙げられる。ここで、「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、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が、複数種の原料モノマーを共重合してなる共重合体であることが好ましい。
高分子ホストのポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは5×103〜5×106であり、ポリスチレン換算の数平均分子量は、好ましくは5×103〜1×106である。
<高分子ホストの製造方法>
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反応および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。
前記重合方法において、単量体を仕込む方法としては、単量体全量を反応系に一括して仕込む方法、単量体の一部を仕込んで反応させた後、残りの単量体を一括、連続または分割して仕込む方法、単量体を連続または分割して仕込む方法等が挙げられる。
遷移金属触媒としては、パラジウム触媒、ニッケル触媒等が挙げられる。
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独または組み合わせて行う。高分子ホストの純度が低い場合、例えば、再結晶、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
<電子輸送層>
本発明の発光素子の電子輸送層の形成に用いられる高分子化合物は、式(3)で表される構成単位および式(5)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(以下、電子輸送層の高分子化合物ともいう。)。
[式(3)で表される構成単位]
n3は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるので、1〜4の整数であることが好ましく、1〜3の整数であることがより好ましく、1または2であることが更に好ましい。
Ar1で表される芳香族炭化水素基は、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+n3)個を除いた残りの原子団を意味する。芳香族炭化水素基の炭素原子数は、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。
芳香族炭化水素基は、R2以外の置換基を有していてもよく、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、ナフタセン、ピレン、ペリレン、クリセンから、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子(2+n3)個を除いた基が挙げられる。
Ar1で表される芳香族炭化水素基は、式1〜式11で表される芳香族炭化水素から環(当該環はR2以外の置換基を有していてもよい)を構成する炭素原子に直接結合する水素原子(2+n3)個を除いた基であることが好ましく、式1、式2、式4、式5または式7で表される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+n3)個を除いた基であることがより好ましい。
Ar1で表される芳香族炭化水素基が有していてもよいR2以外の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基および式(E)で表される基が挙げられる。Ar1で表される芳香族炭化水素基は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
−(OR9)n9−R10 (E)
[式中、
n9は、2以上の整数を表す。
R9は、アルキレン基を表し、このアルキレン基は置換基を有していてもよい。複数存在するR9は、同一でも異なっていてもよい。
R10は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはヒドロキシル基を表し、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は、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子(2+n3)個を除いた残りの原子団を意味する。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。
複素環基は、R2以外の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またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(2+n3)個を除いた基が挙げられる。
Ar1で表される複素環基は、式12〜式35で表される複素環式化合物から環(当該環はR2以外の置換基を有していてもよい)を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(2+n3)個を除いた基であることが好ましく、式12、式14、式17または式18で表される複素環式化合物から環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(2+n3)個を除いた基であることがより好ましい。
Ar1で表される複素環基が有していてもよいR2以外の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基および式(E)で表される基が挙げられる。Ar1で表される複素環基は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
R2は、式(4)で表される基を表す。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。
−(R3)c1{−(Q1)n4−Y1(M2)a1(Z1)b1}m1 (4)
c1は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるので、1であることが好ましい。
n4は、式(3)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、0〜12の整数であることが好ましく、0〜6の整数であることがより好ましく、0であることが更に好ましい。
a1は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるので、1〜5の整数が好ましく、1または2であることがより好ましい。
b1は、本発明の発光素子の輝度寿命がすぐれるので、0〜4の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましい。
m1は、式(3)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、1〜3の整数であることが好ましい。但し、c1が0の場合、m1は1である。
R3で表される芳香族炭化水素基は、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+m1)個を除いた残りの原子団を意味する。芳香族炭化水素基としては、例えば、前記の式1〜式11で表される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+m1)個を除いた基が挙げられる。
R3で表される複素環基は、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(1+m1)個を除いた残りの原子団を意味する。複素環基としては、例えば、前記の式12〜式35で表される複素環式化合物から環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(1+m1)個を除いた基が挙げられる。
R3は、式(3)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、芳香族炭化水素基であることが好ましく、式1で表される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+m1)個を除いた基であることがより好ましい。
R3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、アリール基、1価の複素環基および式(E)で表される基が挙げられる。R3は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
Q1は、式(3)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、アルキレン基または酸素原子であることが好ましい。
Q1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、アリール基、1価の複素環基および式(E)で表される基が挙げられる。Q1は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
Y1は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるため、−CO2 −、−SO2 −またはPO3 2−であることが好ましく、−CO2 −であることがより好ましい。
M2で表される金属カチオンとしては、例えば、アルカリ金属のカチオン、アルカリ土類金属のカチオンが挙げられ、Li+、Na+、K+、Cs+、Ag+、Mg2+またはCa2+が好ましい。
M2で表されるアンモニウムカチオンが有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基およびアリール基が挙げられる。
式(4)で表される基としては、例えば、下記式で表される基が挙げられる。
[式中、M+は、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+または(CH3)4N+を表す。M+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(3)で表される構成単位としては、例えば、式(3−1)〜式(3−12)で表される構成単位が挙げられ、式(3−3)、式(3−6)または式(3−9)〜式(3−12)で表される構成単位あることが好ましい。
[式中、M+は、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+または(CH3)4N+を表す。M+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(5)で表される構成単位〕
n5は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるので、1〜4の整数であることが好ましく、1〜3の整数であることがより好ましく、1または2であることが更に好ましい。
Ar2で表される芳香族炭化水素基は、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+n5)個を除いた残りの原子団を意味する。芳香族炭化水素基の炭素原子数は、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。
芳香族炭化水素基は、R5以外の置換基を有していてもよく、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、ナフタセン、ピレン、ペリレン、クリセンから、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子(2+n5)個を除いた基が挙げられる。
Ar2で表される芳香族炭化水素基は、前記の式1〜式11で表される芳香族炭化水素から環(当該環はR5以外の置換基を有していてもよい)を構成する炭素原子に直接結合する水素原子(2+n5)個を除いた基であることが好ましく、式1、式2、式4、式5または式7で表される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+n5)個を除いた基であることがより好ましい。
Ar2で表される芳香族炭化水素基が有していてもよいR5以外の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基および前記式(E)で表される基が挙げられる。Ar2で表される芳香族炭化水素基は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
Ar2で表される複素環基は、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子(2+n5)個を除いた残りの原子団を意味する。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。
複素環基は、R5以外の置換基を有していてもよく、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン環、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またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(2+n5)個を除いた基が挙げられる。
Ar2で表される複素環基は、前記の式12〜式35で表される複素環式化合物から環(当該環はR5以外の置換基を有していてもよい)を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(2+n5)個を除いた基であることが好ましく、式12、式14、式17または式18で表される複素環式化合物から環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(2+n5)個を除いた基であることがより好ましい。
Ar2で表される複素環基が有していてもよいR5以外の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基および前記式(E)で表される基が挙げられる。Ar2で表される複素環基は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
R5は、式(6)で表される基を表す。R5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。
−(R6)c2{−(Q2)n6−Y2(M3)a2(Z2)b2}m2 (6)
c2は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるため、1であることが好ましい。
n6は、式(5)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、0〜6の整数であることが好ましく、0〜2の整数であることがより好ましい。
a2は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるため、1〜5の整数であることが好ましく、1または2であることがより好ましい。
b2は、本発明の発光素子の寿命が優れるのため、0〜4の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましい。
m2は、式(5)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、1〜3の整数であることが好ましい。但し、c2が0の場合、m2は1である。
R6で表される芳香族炭化水素基は、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+m2)個を除いた残りの原子団を意味する。芳香族炭化水素基としては、例えば、前記の式1〜式11で表される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+m2)個を除いた基が挙げられる。
R6で表される複素環基は、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(1+m2)個を除いた残りの原子団を意味する。複素環基としては、例えば、前記の式12〜式35で表される複素環式化合物から環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合する水素原子(1+m2)個を除いた基が挙げられる。
R6は、式(5)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、芳香族炭化水素基であることが好ましく、式1で表される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+m2)個を除いた基であることがより好ましい。
R6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、アリール基、1価の複素環基および式(E)で表される基が挙げられる。R6は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
Q2は、式(5)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、アルキレン基または酸素原子であることが好ましい。
Q2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、アリール基、1価の複素環基および式(E)で表される基が挙げられる。、Q2は、本発明の発光素子の発光効率が優れるため、式(E)で表される基を置換基として有していることが好ましい。
Y2は、−C+Rb 2、−N+Rb 3、−P+Rb 3または−S+Rb 2を表す。Rbは、アルキル基、シクロアルキル基また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Rbは、同一でも異なっていてもよい。
Y2は、式(5)で表される構成単位を含む高分子化合物の合成が容易であるため、−N+Rb 3であることがより好ましい。
M3は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、R7SO3 −、R7COO−またはBR7 4 −であることが好ましい。
式(6)で表される基としては、例えば、下記式で表される基が挙げられる。
[式中、X−は、F−、Cl−、Br−、I−、(C6H5)4B−、CH3COO−またはCF3SO3 −を表す。]
式(5)で表される構成単位としては、例えば、式(5−1)〜式(5−8)で表される構成単位が挙げられ、式(5−1)、式(5−3)、式(5−6)または式(5−8)で表される構成単位であることが好ましい。
[式中、X−は、F−、Cl−、Br−、I−、(C6H5)4B−、CH3COO−またはCF3SO3 −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。]
電子輸送層の高分子化合物は、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるため、式(3)で表される構成単位を含む高分子化合物であることが好ましい。
電子輸送層の高分子化合物は、式(Y)で表される構成単位を更に含む高分子化合物であることが好ましい。
[式中、ArY1は、前記と同じ意味を表す。]
電子輸送層の高分子化合物に含まれる式(Y)で表される構成単位の例は、高分子ホストに含まれる式(Y)で表される構成単位の例と同じである。
電子輸送層の高分子化合物に含まれる式(Y)で表される構成単位におけるArY1で表されるアリーレン基の例および好ましい範囲は、高分子ホスト含まれる式(Y)で表される構成単位におけるArY1で表されるアリーレン基の例および好ましい範囲と同じである。
電子輸送層の高分子化合物に含まれる式(Y)で表される構成単位におけるArY1で表される2価の複素環基は、好ましくは、式(AA−1)−(AA−5)、式(AA−7)−(AA−15)、式(AA−18)−(AA−21)、式(AA−33)または式(AA−34)で表される基であり、より好ましくは、式(AA−1)−式(AA−5)、式(AA−10)、式(AA−12)、式(AA−14)または式(AA−33)であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
電子輸送層の高分子化合物に含まれる式(Y)で表される構成単位は、本発明の発光素子の発光効率が優れるので、式(7)で表される構成単位であることが好ましい。
式(7)で表される構成単位は、式(Y−1’)で表される構成単位または式(Y−2’)で表される構成単位であることが好ましい。
[式中、RY11は前記と同じ意味を表す。]
[式中、RY11およびXY1は、前記と同じ意味を表す。]
式(7)で表される構成単位としては、例えば、式(Y−106)、式(Y−109)−(Y−111)または式(Y−122)−(Y−125)で表される構成単位が挙げられる。
電子輸送層に用いられる高分子化合物は、本発明の発光素子の発光効率が優れるので、式(3)で表される構成単位および下記式(5)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種の構成単位と、式(7)で表される構成単位とを含む高分子化合物であることが好ましい。
式(7)で表される構成単位は、本発明の発光素子の発光効率が優れるので、電子輸送層の高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、30モル%以上であることが好ましい。
式(Y)で表される構成単位は、本発明の発光素子の発光効率が優れるので、電子輸送層の高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.5〜80モル%であり、より好ましくは30〜60モル%であり、更に好ましくは45〜55モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、電子輸送層の高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
電荷輸送層の高分子化合物は、式(X)で表される構成単位を更に含んでいてもよい。
[式中、aX1、aX2、ArX1、ArX2、ArX3、ArX4、RX1、RX2およびRX3は、前記と同じ意味を表す。]
電子輸送層の高分子化合物に含まれる式(X)で表される構成単位の例や好ましい範囲は、高分子ホストに含まれる式(X)で表される構成単位の例や好ましい範囲と同じである。
電子輸送層の高分子化合物において、式(X)で表される構成単位は、1種のみ含まれていても、2種以上含まれていてもよい。
電子輸送層の高分子化合物としては、例えば、表2の高分子化合物(PP−1)〜(PP−9)が挙げられ、ここで、「その他」の構成単位とは、式(3)で表される構成単位、式(5)で表される構成単位、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。
電子輸送層の高分子化合物は、本発明の発光素子の発光効率がより優れるので、高分子化合物(PP−2)または(PP−6)−(PP−9)であることが好ましく、高分子化合物(PP−6)であることがより好ましい。
電子輸送層の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは3×103〜1×106であり、ポリスチレン換算の数平均分子量は、好ましくは1×103〜5×105である。
<電子輸送層の高分子化合物の製造方法>
電子輸送層の高分子化合物を製造する方法としては、例えば、第1工程で電子輸送層の高分子化合物の前駆体となる高分子化合物を製造し、第2工程で前駆体となる高分子化合物から電子輸送層の高分子化合物を製造する方法が挙げられる。
電子輸送層の高分子化合物の前駆体となる高分子化合物は、上記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。
電子輸送層の高分子化合物の前駆体となる高分子化合物から、電子輸送層の高分子化合物を製造する第2工程としては、第1工程で製造された高分子化合物と、金属水酸化物、金属炭酸塩、アルキルアンモニウムヒドロキシド等の試薬を、有機溶媒に溶解させ、有機溶媒の融点以上沸点以下の温度で反応させる方法が挙げられる。第2工程において、金属水酸化物、金属炭酸塩、アルキルアンモニウムヒドロキシド等の試薬の使用量は、第1工程で製造された高分子化合物の使用量に対して、過剰量であってもよい。この場合、第2工程により得られる製造物は、電子輸送層の高分子化合物と、金属水酸化物、金属炭酸塩、アルキルアンモニウムヒドロキシド等の試薬との混合物となる。
金属水酸化物としては、例えば、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2等のアルカリ金属の水酸化物およびアルカリ土類の水酸化物が挙げられ、金属炭酸塩としては、例えば、Li2CO3、Na2、CO3、K2CO3、Cs2、CO3等のアルカリ金属炭酸塩が挙げられる。
電子輸送層の高分子化合物の前駆体となる高分子化合物から、電子輸送層の高分子化合物を製造する第2工程としては、上記の第2工程のほかに、第1工程で製造された高分子化合物と、ハロゲン化アルキル、SbF5等の試薬を、有機溶媒に溶解させ、有機溶媒の融点以上沸点以下の温度で反応させる方法が挙げられる。第2工程において、ハロゲン化アルキル、SbF5等の試薬の使用量は、第1工程で製造された高分子化合物の使用量に対して、過剰量であってもよい。この場合、第2工程により得られる製造物は、電子輸送層の高分子化合物と、ハロゲン化アルキル、SbF5等の試薬との混合物となる。
第2工程の後処理は、公知の方法、例えば、電子輸送層の高分子化合物が溶解しない溶媒に第2工程で得られた反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独または組み合わせて行う。電子輸送層の高分子化合物の純度が低い場合、例えば、再結晶、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
<発光素子の層構成>
本発明の発光素子は、陽極、陰極、発光層および電子輸送層以外の層(以下、「その他の層」ともいう。)を有していてもよい。その他の層としては、例えば、正孔注入層、正孔輸送層および電子注入層が挙げられる。
発光層および電子輸送層は、上述した発光層の材料、上述した電子輸送層の材料を用いて、それぞれ形成することができるが、これら以外の材料(例えば、発光材料および電子輸送材料)が併用されていてもよい。
正孔注入層、正孔輸送層および電子注入層は、正孔注入材料、正孔輸送材料および電子注入材料をそれぞれ含み、正孔注入材料、正孔輸送材料および電子注入材料を用いてそれぞれ形成することができる。
上述した発光層の材料と併用してもよい発光材料、上述した電子輸送層の材料と併用してもよい電子輸送材料、正孔注入材料、正孔輸送材料および電子注入材料については、後述する。
積層する層の順番、数および厚さは、発光素子の発光効率および素子寿命を勘案して調整すればよい。
発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および電子注入層の厚さは、通常、1nm〜10μmである。
本発明の発光素子は、正孔注入性および正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層および正孔輸送層の少なくとも1層を有することが好ましく、電子注入性の観点からは、陰極と電子輸送層との間に、電子注入層を有することが好ましい。
本発明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、電子注入層の形成方法としては、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、溶液また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、溶液または溶融状態からの成膜による方法が挙げられる。
発光層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層および電子注入層は、上述した発光層の材料、上述した電子輸送層の材料、正孔注入材料、正孔輸送材料および電子注入材料をそれぞれ含有するインクを用いて、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−コート法、ノズルコート法により作製することができる。
インクの粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、インクジェットプリント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。
インクに含まれる溶媒は、該インク中の固形分を溶解または均一に分散できる溶媒が好ましい。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−ヘプタン、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、ベンゾフェノン、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;メタノール、エタノール、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;エチルカルビトール、メチルカルビトール等のアルコキシアルコール系溶媒;2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール等のフッ素化アルコール系溶媒;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;酢酸等のカルボン酸系溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒、水が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
インクにおいて、溶媒の配合量は、上述した発光層の材料、上述した電子輸送層の材料、正孔注入材料、正孔輸送材料または電子注入材料100重量部に対して、通常、1000〜100000重量部であり、好ましくは2000〜20000重量部である。
正孔輸送層の材料、発光層の材料および電子輸送層の材料は、発光素子の作製において、各々、正孔輸送層、発光層および電子輸送層に隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、該溶媒に該材料が溶解することを回避するために、該材料が架橋基を有することが好ましい。架橋基を有する材料を用いて各層を形成した後、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。
各層を架橋させるための加熱の温度は、通常、25〜300℃であり、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは50〜250℃であり、より好ましくは150〜200℃である。
各層を架橋させるための光照射に用いられる光の種類は、例えば、紫外光、近紫外光、可視光である。
[基板/電極]
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明または半透明であることが好ましい。
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。
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、グラファイトおよ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。陰極の材料は、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー、導電性金属酸化物ナノ粒子であってもよい。
陰極の作製方法としては、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、溶液からの成膜による方法(高分子バインダーとの混合溶液を用いてもよい)が挙げられる。陰極材料が、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー、導電性金属酸化物ナノ粒子である場合、溶液からの成膜による方法が用いられる。
陽極および陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
[発光材料]
上述した発光層の材料と併用してもよい発光材料としては、例えば、ナフタレンおよびその誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体、並びに、イリジウム、白金また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。
[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、高分子化合物が好ましく、架橋基を有する高分子化合物がより好ましい。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾールおよびその誘導体;側鎖または主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレンおよ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。
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]
上述した電子輸送層の材料と併用してもよい電子輸送材料としては、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およびジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
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。
[正孔注入材料および電子注入材料]
正孔注入材料および電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料および電子注入材料は、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、および、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または側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
正孔注入材料および電子注入材料は、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]
正孔注入材料また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。
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、一種のみでも二種以上でもよい。
[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、陽極もしくは陰極、または、両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字、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、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス表示装置は、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、または、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、曲面状の光源および表示装置としても使用できる。
高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)およびポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー株式会社製:HLC−8220GPC)により求めた。なお、GPC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0.5重量%の濃度になるようにテトラヒドロフランに溶解させ、GPCに50μL注入した。更に、GPCの移動相としてはテトラヒドロフランを用い、0.5mL/分の流速で流した。カラムとして、TSKgel SuperMultiporeHZ−M(東ソー株式会社製)を用いた。検出器には紫外可視検出器(東ソー株式会社製、商品名:UV−8220)を用いた。
高分子化合物の構造分析はVarian社製300MHzNMRスペクトロメーターを用いた1H−NMR解析によって行った。測定する高分子化合物を、20mg/mLの濃度になるように重溶媒(重クロロホルム(CDCl3)、重テトラヒドロフラン(THF−d8)、重塩化メチレン(CD2Cl2)または重メタノール(CD3OD))に溶解させたものを構造分析の試料として用いた。
高分子化合物の元素分析は、燃焼法および原子吸光法により行った。
<合成例1> 燐光発光性化合物MC1およびMC2の合成
燐光発光性化合物MC1およびMC2は、下記文献に記載された方法に従って合成し、99.5%以上のHPLC面積百分率値を示したものを用いた。
燐光発光性化合物MC1は、国際公開第2009/131255号記載の方法に従って合成した。
燐光発光性化合物MC2は、特開2013−147551号公報記載の方法に従って合成した。
<合成例2> 単量体CM1〜CM8の合成
単量体CM1、CM1’、CM2〜CM6、CM6’、CM7およびCM8は、下記文献に記載された方法に従って合成し、99.5%以上のHPLC面積百分率値を示したものを用いた。
単量体CM1およびCM1’は、特開2012−033845号公報記載の方法に従って合成した。
単量体CM2は、特開2010−189630号公報記載の方法に従って合成した。
単量体CM3は、特開2012−216822号公報記載の方法に従って合成した。
単量体CM4は、特開2012−216822号公報記載の方法に従って合成した。
単量体CM5は、国際公開第2013/191088号記載の方法に従って合成した。
単量体CM6は、国際公開第2002/045184号記載の方法に従って合成した。
単量体CM6’は、国際公開第2010/013723号記載の方法に従って合成した。
単量体CM7は、特開2011−174062号公報記載の方法に従って合成した。
単量体CM8は、特開2003−226744号公報記載の方法に従って合成した。
<実施例1> 高分子化合物1の合成
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体CM1(9.23g)、単量体CM2(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)およびトルエン(175mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)その後、そこに、12重量%炭酸ナトリウム水溶液(40.3mL)を滴下し、29時間還流させた。
(工程3)その後、そこに、フェニルボロン酸(0.47g)およびジクロロビス(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およ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P1(7.15g)を得た。高分子化合物P1のMnは3.2×104、Mwは6.0×104であった。
高分子化合物P1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体CM1から誘導される構成単位と、単量体CM2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P1(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)および水(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1(3.5g)を得た。高分子化合物1の1H−NMR解析により、高分子化合物P1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1は、高分子化合物P1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、単量体CM2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1の元素分析値は、C,54.1wt%;H,5.6wt%;N,<0.3wt%;Cs,22.7wt%(理論値:C,57.29wt%;H,5.70wt%;Cs,21.49wt%;O,15.52wt%)であった。
<合成例3>
高分子化合物1の合成における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体CM1(0.55g)、単量体CM1’(0.61g)、トリフェニルホスフィンパラジウム(10mg)、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))(0.02g)およびトルエン(10mL)を加え、105℃に加熱した。」とする以外は、高分子化合物1の合成と同様にすることで、高分子化合物P2(0.5g)を得た。高分子化合物P2のMnは5.2×104、Mwは1.5×105であった。
高分子化合物P2は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体CM1から誘導される構成単位と、単量体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1の合成における(工程5)を、「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P2(0.2g)、テトラヒドロフラン(20mL)、メタノール(20mL)、水酸化セシウム一水和物(0.2g)および水(2mL)を加え、55℃で6時間撹拌した。」とする以外は、高分子化合物1の合成と同様にすることで、高分子化合物2(150mg)を得た。高分子化合物2の1H−NMR解析により、高分子化合物P2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2は、高分子化合物P2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からなる重合体である。
高分子化合物2の元素分析値は、C,49.6wt%;H,5.0wt%;N,<0.3wt%;Cs,23.2wt%(理論値:C,49.6wt%;H,4.27wt%;Cs,26、78wt%;O,19.34wt%)であった。
<合成例4>
高分子化合物1の合成における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体CM3(0.4g)、単量体CM4(1.1g)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.1mg)、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))(8mg)およびトルエン(18mL)を加え、105℃に加熱した。」とする以外は、高分子化合物1の合成と同様にすることで、高分子化合物P3(1.3g)を得た。高分子化合物P3のMnは8×103、Mwは2×104であった。
高分子化合物P3は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体CM3から誘導される構成単位と、単量体CM4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1の合成における(工程5)を、「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P3(0.2g)、テトラヒドロフラン(13mL)、メタノール(6mL)、水酸化セシウム一水和物(40mg)および水(1mL)を加え、70℃で4時間撹拌した。」とする以外は、高分子化合物1の合成と同様にすることで、高分子化合物3(0.2g)を得た。高分子化合物3の1H−NMR解析により、高分子化合物P3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3は、高分子化合物P2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、単量体CM4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3の元素分析値は、C,59.4wt%;H,6.7wt%;N,<0.3wt%;Cs,8.8wt%(理論値:C,60.2wt%;H,6.4wt%;Cs,9.1wt%;O,24.2wt%)であった。
<合成例5> 高分子化合物HP1の合成
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体CM2(2.2g)、単量体CM5(1.3g)、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(2.3mg)、およびトルエン(55mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)その後、そこに、20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(9.1g)を滴下し、4時間還流させた。
(工程3)その後、そこに、2−イソプロピルフェニルボロン酸(0.47g)およびジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.2mg)を加え、16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5時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、塩酸、アンモニア水、イオン交換水で洗浄し、得られた有機層を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、乾燥させることにより得た固体をトルエンに溶解させ、予めトルエンを通液したアルミナカラムおよ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HP1(2.3g)を得た。高分子化合物HP1のMnは7.4×104、Mwは2.3×105であった。
高分子化合物HP1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体CM2から誘導される構成単位と、単量体CM5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。
低分子化合物1は、Luminescence Technology社製のLT−N4013を用いた。
<合成例6> 高分子化合物IP1の合成
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体CM6’(124mmol)、単量体CM6(31.6mmol)、単量体CM7(18.9mmol)、単量体CM8(75.7mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(88.6mg)およびトルエン(2.1L)を加え、90℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(437.6g)を滴下し、5時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、フェニルボロン酸(1.54g)およびトルエン(60g)を加え、14時間還流させた。
(工程4)その後、反応液から水層を除いた後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液およびトルエンを加え、40℃で2時間撹拌した。反応液から水層を除いた後、10重量%塩酸で2回、3重量%アンモニア水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をアルミナカラム、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IP1を204g得た。高分子化合物IP1のMnは6.7×104であり、Mwは2.3×105であった。
高分子化合物IP1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体CM6’から誘導される構成単位と、単量体CM6から誘導される構成単位と、単量体CM7から誘導される構成単位と、単量体CM8から誘導される構成単位とが、50:12.5:7.5:30のモル比で構成されてなる共重合体である。
<実施例D1>発光素子D1の作製
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚さで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(商品名:AQ−1200、Plectronics社製)をスピンコート法により65nm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IP1を0.65重量%の濃度で溶解させ、キシレン溶液を調製した。この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分間加熱することにより正孔輸送層を形成した。
キシレンに高分子化合物HP1および燐光発光性化合物MC1(高分子化合物HP1/燐光発光性化合物MC1=70重量%/30重量%)を1.4重量%の濃度で溶解させ、キシレン溶液を調製した。このキシレン溶液を用いて、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。
メタノールに高分子化合物1を0.25重量%の濃度で溶解させ、メタノール溶液を調製した。このメタノール溶液を用いて、発光層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。
電子輸送層が形成された基板を蒸着機内に置いて、1.0×10−4Pa以下に減圧した後、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、その上にアルミニウムを約100nm蒸着した。その後、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。
<実施例D2>発光素子D2の作製
実施例D1において、高分子化合物1の代わりに高分子化合物2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。
<実施例D3>発光素子D3の作製
実施例1において、メタノールに高分子化合物1を0.25重量%の濃度で溶解させて調製したメタノール溶液の代わりに、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3を0.25重量%の濃度で溶解させて調製した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た以外は、実施例D1と同様にして発光素子D3を作製した。
<比較例CD1>発光素子CD2の作製
実施例D1において、電子輸送層を形成しないで、発光層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、その上にアルミニウムを約100nm蒸着した以外は、実施例D1と同様にして発光素子CD1を作製した。
発光素子D1〜D3およびCD1に電圧を印加したところ、515nmにピークを有する緑色EL発光が得られた。発光素子D1〜D3およびCD1の輝度1000cd/m2における発光効率を表3に示す。
実施例D1において、キシレンに高分子化合物HP1および燐光発光性化合物MC1(高分子化合物HP1/燐光発光性化合物MC1=70重量%/30重量%)を1.4重量%の濃度で溶解させて調製したキシレン溶液の代わりに、キシレンに高分子化合物HP1および燐光発光性化合物MC2(高分子化合物HP1/燐光発光性化合物MC2=64重量%/36重量%)を1.4重量%の濃度で溶解させて調製したキシレン溶液を用いた以外は、実施例D1と同様にして発光素子D4を作製した。
<実施例D5>発光素子D5の作製
実施例D4において、高分子化合物1の代わりに高分子化合物2を用いた以外は、実施例D4と同様にして発光素子D5を作製した。
<実施例D6>発光素子D6の作製
実施例D4において、メタノールに高分子化合物1を0.25重量%の濃度で溶解させて調製したメタノール溶液の代わりに、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3を0.25重量%の濃度で溶解させて調製した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た以外は、実施例D4と同様にして発光素子D6を作製した。
発光素子D4〜D6に電圧を印加したところ、475nmにピークを有する青色EL発光が得られた。発光素子D4〜D6の輝度1000cd/m2における発光効率を表4に示す。
実施例D1において、
キシレンに高分子化合物HP1および燐光発光性化合物MC1(高分子化合物HP1/燐光発光性化合物MC1=70重量%/30重量%)を1.4重量%の濃度で溶解させて調製したのキシレン溶液の代わりに、トルエンに低分子化合物1および燐光発光性化合物MC2(低分子化合物1/燐光発光性化合物MC2=80重量%/20重量%)を2.0重量%の濃度で溶解させて調製したトルエン溶液を用いて発光層を形成し、
メタノールに高分子化合物1を0.25重量%の濃度で溶解させて調製したメタノール溶液の代わりに、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1を0.25重量%の濃度で溶解させて調製した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電子輸送層を形成した以外は、
実施例D1と同様にして発光素子D7を作製した。
<実施例D8>発光素子D8の作製
実施例D7において、高分子化合物1の代わりに高分子化合物2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。
<実施例D9>発光素子D9の作製
実施例D7において、高分子化合物1の代わりに高分子化合物3を用いた以外は、実施例D7と同様にして発光素子D9を作製した。
<比較例CD2>発光素子CD2の作製
実施例D7において、電子輸送層を形成しないで、発光層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、その上にアルミニウムを約100nm蒸着した以外は、実施例D7と同様にして発光素子CD2を作製した。
発光素子D7〜D9およびCD2に電圧を印加したところ、475nmにピークを有する青色EL発光が得られた。発光素子D7〜D9およびCD2の輝度1000cd/m2における発光効率を表5に示す。
Claims (12)
- 陽極と、
陰極と、
陽極および陰極の間に設けられた発光層と、
陰極および発光層の間に設けられた電子輸送層とを備える発光素子であって、
発光層が、下記式(1)で表される燐光発光性化合物を用いて得られる層であり、
電子輸送層が、下記式(3)で表される構成単位および下記式(5)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を用いて得られる層である発光表子。
[式中、
M1は、ルテニウム原子、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子または白金原子を表す。
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または3である。M1がルテニウム原子、ロジウム原子またはイリジウム原子の場合、n1+n2は3であり、M1がパラジウム原子または白金原子の場合、n1+n2は2である。
E1およびE2は、それぞれ独立に、炭素原子または窒素原子を表す。但し、E1およびE2の少なくとも一方は炭素原子である。
環L1は、5員環または6員環の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L1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。但し、環L1が6員環の芳香族複素環である場合、E1は炭素原子である。
環L2は、5員環もしくは6員環の芳香族炭化水素環、または、5員環もしくは6員環の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L2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。但し、環L2が6員環の芳香族複素環である場合、E2は炭素原子である。
また、環L1および環L2からなる群から選ばれる少なくとも1つの環は、下記式(2)で表される基を有する。
A1−G1−A2は、アニオン性の2座配位子を表す。A1およびA2は、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子または窒素原子を表し、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、または、A1および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。]
−R1 (2)
[式中、R1は、アリール基、1価の複素環基また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。]
[式中、
n3は、1以上の整数を表す。
Ar1は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR2以外の置換基を有していてもよい。
R2は、下記式(4)で表される基を表す。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。]
−(R3)c1{−(Q1)n4−Y1(M2)a1(Z1)b1}m1 (4)
[式中、
c1は0または1を表し、n4は0以上の整数を表し、a1は1以上の整数を表し、b1は0以上の整数を表し、m1は1以上の整数を表す。但し、c1が0の場合、m1は1である。
R3は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Q1は、アルキレン基、アリーレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Q1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。
Y1は、−CO2 −、−SO3 −、−SO2 −または−PO3 2−を表す。
M2は、金属カチオンまた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。M2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。
Z1は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、R4SO3 −、R4COO−、ClO−、ClO2 −、ClO3 −、ClO4 −、SCN−、CN−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BF4 −またはPF6 −を表す。R4は、アルキル基、シクロアルキル基また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。Z1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。
また、a1およびb1は、式(4)で表される基の電荷が0となるように選択される。]
[式中、
n5は、1以上の整数を表す。
Ar2は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR5以外の置換基を有していてもよい。
R5は、下記式(6)で表される基を表す。R5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。]
−(R6)c2{−(Q2)n6−Y2(M3)a2(Z2)b2}m2 (6)
[式中、
c2は0または1を表し、n6は0以上の整数を表し、a2は1以上の整数を表し、b2は0以上の整数を表し、m2は1以上の整数を表す。但し、c2が0の場合、m2は1である。
R6は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Q2は、アルキレン基、アリーレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Q2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。
Y2は、−C+Rb 2、−N+Rb 3、−P+Rb 3または−S+Rb 2を表す。Rbは、アルキル基、シクロアルキル基また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Rbは、同一でも異なっていてもよい。
M3は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、R7SO3 −、R7COO−、ClO−、ClO2 −、ClO3 −、ClO4 −、SCN−、CN−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BR4 4 −、BF4 −またはPF6 −を表す。R7は、アルキル基、シクロアルキル基また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。M3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。
Z2は、金属カチオンまた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。Z2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。
また、a2およびb2は、式(6)で表される基の電荷が0となるように選択される。] - 前記式(1)で表される燐光発光性化合物が、下記式(1−A)で表される燐光発光性化合物である、請求項1に記載の発光素子。
[式中、
M1、n1、n2、E1およびA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
E11A、E12A、E13A、E21A、E22A、E23AおよびE24Aは、それぞれ独立に、窒素原子または炭素原子を表す。E11A、E12A、E13A、E21A、E22A、E23Aおよび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。E11A、E12AおよびE13Aが窒素原子の場合、R11A、R12AおよびR13Aは、存在しても存在しなくてもよい。E21A、E22A、E23AおよびE24Aが窒素原子の場合、R21A、R22A、R23AおよびR24Aは、存在しない。
R11A、R12A、R13A、R21A、R22A、R23AおよびR24A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、ハロゲン原子また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。R11A、R12A、R13A、R21A、R22A、R23Aおよび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。R11AとR12A、R12AとR13A、R11AとR21A、R21AとR22A、R22AとR23A、および、R23AとR24A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。
但し、R11A、R12A、R13A、R21A、R22A、R23AおよびR24Aからなる群から選ばれる少なくとも1つは、式(2)で表される基である。
環L1Aは、窒素原子、E1、E11A、E12AおよびE13Aとで構成されるイミダゾール環またはトリアゾール環を表す。
環L2Aは、2つの炭素原子、E21A、E22A、E23AおよびE24Aとで構成されるベンゼン環、ピリジン環またはピリミジン環を表す。] - 前記式(1)で表される燐光発光性化合物が、下記式(1−B)で表される燐光発光性化合物である、請求項1に記載の発光素子。
[式中、
M1、n1、n2およびA1−G1−A2は、前記と同じ意味を表す。
E11B、E12B、E13B、E14B、E21B、E22B、E23BおよびE24Bは、それぞれ独立に、窒素原子または炭素原子を表す。E11B、E12B、E13B、E14B、E21B、E22B、E23BおよびE24B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。E11B、E12B、E13B、E14B、E21B、E22B、E23BおよびE24Bが窒素原子の場合、R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24Bは、存在しない。
R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24B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、ハロゲン原子また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。R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24B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。R11BとR12B、R12BとR13B、R13BとR14B、R11BとR21B、R21BとR22B、R22BとR23B、および、R23BとR24B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。
但し、R11B、R12B、R13B、R14B、R21B、R22B、R23BおよびR24Bからなる群から選ばれる少なくとも1つは、式(2)で表される基である。
環L1Bは、窒素原子、炭素原子、E11B、E12B、E13BおよびE14Bとで構成されるピリジン環またはピリミジン環を表す。
環L2Bは、2つの炭素原子、E21B、E22B、E23BおよびE24Bとで構成されるベンゼン環、ピリジン環またはピリミジン環を表す。] - 前記R1で表されるアリール基、1価の複素環基または置換アミノ基が、デンドロンである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光素子。
- 前記デンドロンが、下記式(D−A)または(D−B)で表される基である、請求項4に記載の発光素子。
[式中、
mDA1、mDA2およびmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDAは、窒素原子、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2およびArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2および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、アリール基または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およびmDA7は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDAは、窒素原子、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、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およびArDA7は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2、ArDA3、ArDA4、ArDA5、ArDA6および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、アリール基または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。] - 前記高分子化合物に含まれる前記式(7)で表される構成単位が、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、30モル%以上である、請求項9に記載の発光素子。
- 前記発光層が、前記式(1)で表される燐光発光性化合物および下記式(H−1)で表される化合物を含有する組成物を用いて得られる層である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の発光素子。
[式中、
ArH1およびArH2は、それぞれ独立に、アリール基または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およびnH2は、それぞれ独立に、0または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、または、−[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、アリール基または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、アリーレン基または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、アリール基または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。] - 下記式(3)で表される構成単位および下記式(5)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種の構成単位と、下記式(7)で表される構成単位とを含む高分子化合物。
[式中、
n3は、1以上の整数を表す。
Ar1は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR2以外の置換基を有していてもよい。
R2は、下記式(4)で表される基を表す。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。]
−(R3)c1{−(Q1)n4−Y1(M2)a1(Z1)b1}m1 (4)
[式中、
c1は0または1を表し、n4は0以上の整数を表し、a1は1以上の整数を表し、b1は0以上の整数を表し、m1は1以上の整数を表す。但し、c1が0の場合、m1は1である。
R3は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Q1は、アルキレン基、アリーレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Q1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。
Y1は、−CO2 −、−SO3 −、−SO2 −または−PO3 2−を表す。
M2は、金属カチオンまた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。M2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。
Z1は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、R4SO3 −、R4COO−、ClO−、ClO2 −、ClO3 −、ClO4 −、SCN−、CN−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BF4 −またはPF6 −を表す。R4は、アルキル基、シクロアルキル基また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。Z1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。
また、a1およびb1は、式(4)で表される基の電荷が0となるように選択される。]
[式中、
n5は1以上の整数を表す。
Ar2は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR5以外の置換基を有していてもよい。
R5は、下記式(6)で表される基を表す。R5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。]
−(R6)c2{−(Q2)n6−Y2(M3)a2(Z2)b2}m2 (6)
[式中、
c2は0または1を表し、n6は0以上の整数を表し、a2は1以上の整数を表し、b2は0以上の整数を表し、m2は1以上の整数を表す。但し、c2が0の場合、m2は1である。
R6は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Q2は、アルキレン基、アリーレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Q2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。
Y2は、−C+Rb 2、−N+Rb 3、−P+Rb 3または−S+Rb 2を表す。Rbは、アルキル基、シクロアルキル基また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Rbは、同一でも異なっていてもよい。
M3は、F−、Cl−、Br−、I−、OH−、R7SO3 −、R7COO−、ClO−、ClO2 −、ClO3 −、ClO4 −、SCN−、CN−、NO3 −、SO4 2−、HSO4 −、PO4 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、BR4 4 −、BF4 −またはPF6 −を表す。R7は、アルキル基、シクロアルキル基また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。M3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。
Z2は、金属カチオンまた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。Z2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。
また、a2およびb2は、式(6)で表される基の電荷が0となるように選択される。]
[式中、
n7は、1以上の整数を表す。
Ar3は、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基はR8以外の置換基を有していてもよい。
R8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、アリール基または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。R8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。但し、少なくとも1つのR8は、他の構成単位と結合を形成する原子の隣の原子に結合する。]
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VETRICHELVAN ET AL.: "Synthesis and Comparison of the Structure-Property Relationships of Symmetric and Asymmetric Water-S", JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, vol. Vol.44, JPN6018038803, 2006, pages 3763-3777 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020010028A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-16 | 住友化学株式会社 | 有機el素子用組成物 |
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