TWI477578B - 金屬錯合物、高分子化合物及使用該錯合物或該化合物之元件 - Google Patents

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Kohei Asada
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Description

金屬錯合物、高分子化合物及使用該錯合物或該化合物之元件
本發明是有關金屬錯合物、高分子化合物及使用該錯合物或該化合物之元件。
已知1-苯基異喹啉三分子配位的銥錯合物係作為有機EL元件的發光層所使用之紅色發光材料(國際公開第2002-44189號小冊)。
不過,此銥錯合物的溶液安定性並不充分。
本發明的目的係提供溶液安定性優異的紅色發光材料。
本發明提供下述的金屬錯合物、含金屬的高分子化合物、組成物、膜、元件、面狀光源、照明裝置及金屬錯合物的製造方法。
[1]一種金屬錯合物,其係如下述式(1)表示者:
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 及R20 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基;Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、及Z5 分別獨立地表示-C(R* )=或氮原子;R* 表示氫原子或取代基;當R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、及Z5 各別存在數個時,其可為相同也可為相異;但是,Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、及Z5 中的至少二個是氮原子;m是1或2]。
[2]如[1]項中的金屬錯合物,其係如下述式(1c)表示者:
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 是與前述者同義]。
[3]如[2]項中的金屬錯合物,其係如下述式(1a)或下述式(1b)表示者:
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 及R20 是與前述者同義;R’表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基;存在數個的R’係可為相同也可為相異]。
[4]一種含金屬的高分子化合物,其具有:[1]至[3]項中任一項之金屬錯合物的殘基。
[5]一種組成物,其含有:[1]至[3]項中任一項之金屬錯合物、或[4]項的含金屬之高分子化合物。
[6]如[5]項的組成物,其含有:二種以上之[1]至[3]項中任一項之金屬錯合物、或二種以上之[4]項的含金屬之高分子化合物。
[7]如[5]或[6]項的組成物,其含有:
[1]至[3]項中任一項之金屬錯合物;與下述式(2)表示的金屬錯合物、下述式(3)表示的金屬錯合物、或此等錯合物之組合;
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 是與前述者同義]。
[8]如[5]至[7]項中任一項之組成物,其復含有:不含金屬的高分子化合物。
[9]如[8]項的組成物,其中,前述不含金屬的高分子化合物具有選自下述式(7-1)表示的二價基、下述式(7-2)表示的二價基、下述式(7-3)表示的二價基、下述式(7-4)表示的二價基、下述式(7-5)表示的二價基及下述式(8)表示的二價基所成群組中的至少一種作為重複單元:
[式中,Y1 表示-C(R48 )(R49 )-、-O-C(R50 )(R51 )-、-O-、-S-、-B(R52 )-、-Si(R53 )(R54 )-、-P(R55 )-、-P(R56 )(=O)-或-N(R57 )-;R48 、R49 、R50 、R51 、R52 、R53 、R54 、R55 、R56 及R57 分別獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基(silyl)、取代矽烷基、矽烷氧基、取代矽烷氧基、一價雜環基或鹵素原子;此等基也可具有取代基;R21 、R22 、R23 、R24 、R25 、R26 、R27 、R28 、R29 、R30 、R31 、R32 、R33 、R34 、R35 、R36 、R37 、R38 、R339 、R40 、R41 、R42 、R43 、R44 、R45 、R46 及R47 分別獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、鹵素原子、醯基、醯基氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、一價雜環基、羧基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基]
[式中,Ar1 、Ar2 、Ar3 及Ar4 分別獨立地表示伸芳基或二價雜環基;Ar5 、Ar6 及Ar7 分別獨立地表示芳基或一價雜環基;Ar1 、Ar2 、Ar3 、Ar4 、Ar5 、Ar6 及Ar7 也可具有取代基;a及b分別獨立地為0或1,0≦a+b≦1]。
[10]如[9]項的組成物,其中,前述不含金屬的高分子化合物復具有下述式(10)表示的重複單元:
[式中,Ar10 表示二價的含氮芳香族雜環基;Ar11 及Ar12 分別獨立地表示伸芳基或二價雜環基]。
[11]如[10]項的組成物,其中,前述式(10)表示的重複單元為下述式(11)表示的重複單元:
[式中,Ar11 及Ar12 是與前述者同義;Ar13 表示芳基或一價雜環基;Ar11 、Ar12 及Ar13 也可具有取代基;Z6 、Z7 及Z8 分別獨立地表示-C(Rk )=或氮原子;Rk 表示氫原子或取代基;但是,Z6 、Z7 及Z8 的至少二個是氮原子]。
[12]如[5]至[11]項中任一項之組成物,其復含有電荷輸送材料、發光材料或此等材料之組合。
[13]如[5]至[12]項中任一項之組成物,其復含有溶媒(solvent)或分散媒(disperse medium)。
[14]一種膜,其含有:[1]至[3]項中任一項之金屬錯合物、[4]項的含金屬之高分子化合物、或[5]至[12]項中任一項之組成物。
[15]一種元件,其含有:[1]至[3]項中任一項之金屬錯合物、[4]項的含金屬之高分子化合物、或[5]至[12]項中任一項之組成物。
[16]如申請專利範圍第[15]項的元件,其中,前述元件為發光元件。
[17]一種面狀光源,其含有[16]項的元件。
[18]一種照明裝置,其含有[16]項的元件。
[19]一種金屬錯合物的製造方法,該金屬錯合物係如下述(1c)表示者,該製造方法包括使下述式(4)表示的金屬錯合物與下述式(5)表示的化合物進行反應:
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R8 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基;Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 分別獨立地表示-C(R* )=或氮原子;R* 表示氫原子或取代基;存在數個的R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 係可為相同也可為相異;但是,Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 中的至少二個是氮原子]
[式中,R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 及R20 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基]
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 是與前述者同義]。
[20]一種金屬錯合物的製造方法,該金屬錯合物係如下述(1c)表示者,該製造方法包括使下述式(6)表示的金屬錯合物與下述式(5)表示的化合物進行反應:
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R8 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基;Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 分別獨立地表示-C(R* )=或氮原子;R* 表示氫原子或取代基;存在數個的R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 係可為相同也可為相異;但是,Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 中的至少二個是氮原子;Re 、Rf 及Rg 分別獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基或一價雜環基]
[式中,R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 及R20 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基]
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 是與前述者同義]。
以下詳細說明本發明。本說明書中的結構式中,虛線表示的鍵係表示配位鍵。「含金屬的高分子化合物」是指分子中含有金屬原子及/或金屬離子的高分子化合物,「不含金屬的高分子化合物」是指分子中不含金屬原子及/或金屬離子的高分子化合物。
<金屬錯合物>
本發明的金屬錯合物係如式(1)表示者。
式(1)表示的金屬錯合物是由銥原子及雙牙配位子(bidentate ligand)所構成。
式(1)中,m宜為2。此時,式(1)為式(1c)。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的烷基可為直鏈、分枝或環狀的任何一種。此烷基的碳數通常是1至12。烷基可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、戊基、己基、環己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基、十二烷基(lauryl)、三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基等,其中並以第三丁基、戊基、己基、辛基、2-乙基己基、癸基、3,7-二甲基辛基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的烷氧基可為直鏈、分枝或環狀的任何一種。此烷氧基的碳數通常是1至12。烷氧基可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、十二烷氧基(lauryloxy)、三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟丁氧基、全氟己氧基、全氟辛氧基、甲氧基甲氧基、2-甲氧基乙氧基等,其中並以戊氧基、己氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的烷硫基可為直鏈、分枝或環狀的任何一種。此烷硫基的碳數通常是1至12。烷硫基可列舉甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、第二丁硫基、異丁硫基、第三丁硫基、戊硫基、己硫基、環己硫基、庚硫基、辛硫基、2-乙基己硫基、壬硫基、癸硫基、3,7-二甲基辛硫基、十二烷硫基(laurylthio)、三氟甲硫基等,其中並以戊硫基、己硫基、辛硫基、2-乙基己硫基、癸硫基、3,7-二甲基辛硫基為佳。式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳基之碳數,通常是6至60,並以7至48時為佳。芳基可列舉苯基、C1 至C12 烷氧基苯基(「C1 至C12 烷氧基」是指烷氧基部份的碳數為1至12之意。以下亦同)、C1 至C12 烷基苯基(「C1 至C12 烷基」是指烷基部份的碳數為1至12之意。以下亦同)、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、五氟苯基等,並以C1 至C12 烷氧基苯基、C1 至C12 烷基苯基為佳。芳基是指由芳香族烴中去除一個氫原子之後而得的原子團。在此芳香族烴中,也包含具有縮合環的化合物、使二個以上之獨立的苯環或縮合環直接或介由伸乙烯基(vinylene)等而結合成的化合物。並且,該芳基也可具有取代基,該取代基可列舉C1 至C12 烷氧基苯基、C1 至C12 烷基苯基等。
C1 至C12 烷氧基苯基可列舉甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、異丙氧基苯基、丁氧基苯基、異丁氧基苯基、第三丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、環己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、壬氧基苯基、癸氧基苯基、3,7-二甲基辛氧基苯基、十二烷氧基苯基等。
C1 至C12 烷基苯基可列舉甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、1,3,5-三甲基苯基(mesityl)、甲基乙基苯基、異丙基苯基、丁基苯基、第二丁基苯基、異丁基苯基、第三丁基苯基、戊基苯基、異戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基等。
使二個以上之獨立的苯環直接或介由伸乙烯基等而結合成的芳基,可列舉下述式表示的基。
[式中,Rh 表示氫原子、碳數1至12的烷基或碳數1至12的烷氧基,此等基的部份氫原子也可經鹵素原子所取代。雖然存在數個的Rh 可為相同也可為相異,但Rh 中的至少一個是碳數1至12的烷基或碳數1至12的烷氧基。Ri 表示直鏈狀或分枝狀的碳數1至12之烷基。存在數個的Ri 可為相同,也可為相異]。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳氧基之碳數,通常是6至60,並以7至48為佳。芳氧基可列舉苯氧基、C1 至C12 烷氧基苯氧基、C1 至C12 烷基苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、五氟苯氧基等,並以C1 至C12 烷氧基苯氧基、C1 至C12 烷基苯氧基為佳。
C1 至C12 烷氧基苯氧基可列舉甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、丙氧基苯氧基、異丙氧基苯氧基、丁氧基苯氧基、異丁氧基苯氧基、第三丁氧基苯氧基、戊氧基苯氧基、己氧基苯氧基、環己氧基苯氧基、庚氧基苯氧基、辛氧基苯氧基、2-乙基己氧基苯氧基、壬氧基苯氧基、癸氧基苯氧基、3,7-二甲基辛氧基苯氧基、十二烷氧基苯氧基等。
C1 至C12 烷基苯氧基可列舉甲基苯氧基、乙基苯氧基、二甲基苯氧基、丙基苯氧基、1,3,5-三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、異丙基苯氧基、丁基苯氧基、第二丁基苯氧基、異丁基苯氧基、第三丁基苯氧基、戊基苯氧基、異戊基苯氧基、己基苯氧基、庚基苯氧基、辛基苯氧基、壬基苯氧基、癸基苯氧基、十二烷基苯氧基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳硫基之碳數,通常是6至60,並以7至48為佳。芳硫基可列舉苯硫基、C1 至C12 烷氧基苯硫基、C1 至C12 烷基苯硫基、1-萘硫基、2-萘硫基、五氟苯硫基等,並以C1 至C12 烷氧基苯硫基、C1 至C12 烷基苯硫基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳烷基之碳數,通常是7至60,並以7至48為佳。芳烷基可列舉苯基-C1 至C12 烷基、C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基、1-萘基-C1 至C12 烷基、2-萘基-C1 至C12 烷基等,並以C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳烷氧基之碳數,通常是7至60,並以7至48為佳。芳烷氧基可列舉:苯基甲氧基、苯基乙氧基、苯基丁氧基、苯基戊氧基、苯基己氧基、苯基庚氧基、苯基辛氧基等苯基-C1 至C12 烷氧基,C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷氧基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷氧基、1-萘基-C1 至C12 烷氧基、2-萘基-C1 至C12 烷氧基等,並以C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷氧基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷氧基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳烷硫基之碳數,通常是7至60,並以7至48為佳。芳烷硫基可列舉苯基-C1 至C12 烷硫基、C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷硫基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷硫基、1-萘基-C1 至C12 烷硫基、2-萘基-C1 至C12 烷硫基等,並以C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷硫基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷硫基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的醯基之碳數,通常是2至20,並以2至18為佳。醯基可列舉乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、苯甲醯基(benzoyl)、三氟乙醯基、五氟苯甲醯基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的醯基氧基之碳數,通常是2至20,並以2至18為佳。醯基氧基可列舉乙醯基氧基、丙醯基氧基、丁醯基氧基、異丁醯基氧基、戊醯基氧基、苯甲醯基氧基、三氟乙醯基氧基、五氟苯甲醯基氧基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的醯胺基之碳數,通常是1至20,並以1至18為佳。醯胺基可列舉甲醯胺基、乙醯胺基、丙醯胺基、丁醯胺基、苯甲醯胺基、三氟乙醯胺基、五氟苯甲醯胺基、二(甲醯胺基)、二(乙醯胺基)、二(丙醯胺基)、二(丁醯胺基)、二(苯甲醯胺基)、二(三氟乙醯胺基)、二(五氟苯甲醯胺基)等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的醯亞胺基,是指從醯亞胺上去除一個結合在其氮原子上的氫原子之後而得的一價殘基。此醯亞胺基之碳數通常是2至60,並以2至48為佳。醯亞胺基可列舉下述結構式表示之基等。
[式中,由氮原子延長的線表示結合鍵,Me表示甲基,Et表示乙基、n-Pr表示正丙基。以下亦同]
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的亞胺殘基,是指從亞胺化合物(亦即在分子內具有-N=C-之有機化合物。其例可列舉醛亞胺(aldimine)、酮亞胺(ketimine)、及此等分子中之氮原子所結合之氫原子經烷基等取代的化合物等)去除一個氫原子之後而得的一價殘基。此亞胺殘基之碳數通常是2至20,並以2至18為佳。
亞胺殘基可列舉下述結構式表示之基等。
[式中,i-Pr表示異丙基、n-Bu表示正丁基、t-Bu表示第三丁基。波形表示的鍵是指「楔形表示的鍵」及/或「虛線表示的鍵」。此處「楔形表示的鍵」是指從紙面朝此側出來的鍵,「虛線表示的鍵」是指朝紙面側出去的鍵]。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的取代胺基,是指經選自烷基、芳基、芳烷基及一價雜環基所成群組中的一個或二個基所取代之胺基。該烷基、芳基、芳烷基或一價雜環基也可具有取代基。取代胺基之碳數不包含該取代基之碳數,通常是1至60,並以2至48為佳。
取代胺基可列舉甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、丙基胺基、二丙基胺基、異丙基胺基、二異丙基胺基、丁基胺基、第二丁基胺基、異丁基胺基、第三丁基胺基、戊基胺基、己基胺基、環己基胺基、庚基胺基、辛基胺基、2-乙基己基胺基、壬基胺基、癸基胺基、3,7-二甲基辛基胺基、十二烷基胺基、環戊基胺基、二環戊基胺基、環己基胺基、二環己基胺基、吡咯啶基(pyrrolidyl)、哌啶基(piperidyl)、二(三氟甲基)胺基苯基胺基、二苯基胺基、C1 至C12 烷氧基苯基胺基、二(C1 至C12 烷氧基苯基)胺基、二(C1 至C12 烷基苯基)胺基、1-萘基胺基、2-萘基胺基、五氟苯基胺基、吡啶基胺基、嗒基胺基(pyridazinylamino)、嘧啶基胺基、吡基胺基、三基胺基、苯基-C1 至C12 烷基胺基、C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基胺基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基胺基、二(C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基)胺基、二(C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基)胺基、1-萘基-C1 至C12 烷基胺基、2-萘基-C1 至C12 烷基胺基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的取代矽烷基,是指經選自烷基、芳基、芳烷基及一價雜環基所成群組中之1、2或3個基所取代的矽烷基。取代矽烷基的碳數通常是1至60,並以3至48為佳。該烷基、芳基、芳烷基或一價雜環基也可具有取代基。
取代矽烷基可列舉三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、三丙基矽烷基、三異丙基矽烷基、異丙基二甲基矽烷基、二乙基異丙基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、二甲基戊基矽烷基、己基二甲基矽烷基、庚基二甲基矽烷基、二甲基辛基矽烷基、2-乙基己基-二甲基矽烷基、二甲基壬基矽烷基、癸基二甲基矽烷基、3,7-二甲基辛基-二甲基矽烷基、十二烷基二甲基矽烷基、苯基-C1 至C12 烷基矽烷基、C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基矽烷基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基矽烷基、1-萘基-C1 至C12 烷基矽烷基、2-萘基-C1 至C12 烷基矽烷基、苯基-C1 至C12 烷基二甲基矽烷基、三苯基矽烷基、三(對-甲苯基)矽烷基、三(苯甲基)矽烷基、甲基二苯基矽烷基、第三丁基二苯基矽烷基、二甲基苯基矽烷基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的取代矽烷氧基,是指經選自烷氧基、芳氧基、芳烷氧基及一價雜環氧基所成群組中之1、2或3個基所取代的矽烷氧基。取代矽烷氧基的碳數通常是1至60,並以3至48為佳。該烷氧基、芳氧基、芳烷氧基或一價雜環氧基也可具有取代基。
取代矽烷氧基可列舉三甲基矽烷氧基、三乙基矽烷氧基、三丙基矽烷氧基、三異丙基矽烷氧基、異丙基二甲基矽烷氧基、二乙基異丙基矽烷氧基、第三丁基二甲基矽烷氧基、二甲基戊基矽烷氧基、己基二甲基矽烷氧基、庚基二甲基矽烷氧基、二甲基辛基矽烷氧基、2-乙基己基-二甲基矽烷氧基、二甲基壬基矽烷氧基、癸基二甲基矽烷氧基、3,7-二甲基辛基-二甲基矽烷氧基、十二烷基二甲基矽烷氧基、苯基-C1 至C12 烷基矽烷氧基、C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基矽烷氧基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基矽烷氧基、1-萘基-C1 至C12 烷基矽烷氧基、2-萘基-C1 至C12 烷基矽烷氧基、苯基-C1 至C12 烷基二甲基矽烷氧基、三苯基矽烷氧基、三(對-甲苯基)矽烷氧基、三(苯甲基)矽烷氧基、甲基二苯基矽烷氧基、第三丁基二苯基矽烷氧基、二甲基苯基矽烷氧基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的取代矽烷硫基,是指經選自烷硫基、芳硫基、芳烷硫基及一價雜環硫基所成群組中之1、2或3個基所取代的矽烷硫基。取代矽烷硫基的碳數通常是1至60,並以3至48為佳。該烷氧基、芳硫基、芳烷硫基或一價雜環硫基也可具有取代基。
取代矽烷硫基可列舉三甲基矽烷硫基、三乙基矽烷硫基、三丙基矽烷硫基、三異丙基矽烷硫基、異丙基二甲基矽烷硫基、二乙基異丙基矽烷硫基、第三丁基二甲基矽烷硫基、二甲基戊基矽烷硫基、己基二甲基矽烷硫基、庚基二甲基矽烷硫基、二甲基辛基矽烷硫基、2-乙基己基-二甲基矽烷硫基、二甲基壬基矽烷硫基、癸基二甲基矽烷硫基、3,7-二甲基辛基-二甲基矽烷硫基、十二烷基二甲基矽烷硫基、苯基-C1 至C12 烷基矽烷硫基、C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基矽烷硫基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基矽烷硫基、1-萘基-C1 至C12 烷基矽烷硫基、2-萘基-C1 至C12 烷基矽烷硫基、苯基-C1 至C12 烷基二甲基矽烷硫基、三苯基矽烷硫基、三(對-甲苯基)矽烷硫基、三(苯甲基)矽烷硫基、甲基二苯基矽烷硫基、第三丁基二苯基矽烷硫基、二甲基苯基矽烷硫基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的取代矽烷胺基,是指經選自烷胺基、芳胺基、芳烷胺基及一價雜環胺基所成群組中之1、2或3個基所取代的矽烷胺基。取代矽烷氧基的碳數通常是1至60,並以3至48為佳。該烷氧基、芳胺基、芳烷胺基或一價雜環胺基也可具有取代基。
取代矽烷胺基可列舉三甲基矽烷胺基、三乙基矽烷胺基、三丙基矽烷胺基、三異丙基矽烷胺基、二甲基異丙基矽烷胺基、二乙基異丙基矽烷胺基、第三丁基二甲基矽烷胺基、戊基二甲基矽烷胺基、己基二甲基矽烷胺基、庚基二甲基矽烷胺基、辛基二甲基矽烷胺基、2-乙基己基-二甲基矽烷胺基、壬基二甲基矽烷胺基、癸基二甲基矽烷胺基、3,7-二甲基辛基-二甲基矽烷胺基、十二烷基二甲基矽烷胺基、苯基-C1 至C12 烷基矽烷氧基、C1 至C12 烷氧基苯基-C1 至C12 烷基矽烷胺基、C1 至C12 烷基苯基-C1 至C12 烷基矽烷胺基、1-萘基-C1 至C12 烷基矽烷氧基、2-萘基-C1 至C12 烷基矽烷胺基、苯基-C1 至C12 烷基二甲基矽烷胺基、三苯基矽烷胺基、三(對-甲苯基)矽烷胺基、三(苯甲基)矽烷胺基、二苯基甲基矽烷胺基、第三丁基二苯基矽烷胺基、二甲基苯基矽烷胺基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的一價雜環基,是指從雜環式化合物中去除一個氫原子後殘存的原子團。一價雜環基的碳數通常是3至60,並以3至20為佳。在一價雜環基的碳數中,並不包含取代基的碳數。雜環式化合物是指具有環式結構的有機化合物中,組成環的元素不只是碳原子,在環內也包含氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子等雜原子之化合物。
一價雜環基可列舉噻吩基(thienyl)、C1 至C12 烷基噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、C1 至C12 烷基吡啶基、嘧啶基、C1 至C12 烷基嘧啶基、三基、C1 至C12 烷基三基、哌啶基、喹啉基、異喹啉基等,並以噻吩基、C1 至C12 烷基噻吩基、吡啶基、C1 至C12 烷基吡啶基、嘧啶基、C1 至C12 烷基嘧啶基、三基、C1 至C12 烷基三基為佳。並且,該一價雜環基也可具有取代基。一價雜環基是以一價芳香族雜環基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的雜芳氧基之碳數,通常是6至60,並以7至48為佳。雜芳氧基可列舉噻吩氧基、C1 至C12 烷氧基噻吩氧基、C1 至C12 烷基噻吩氧基、C1 至C12 烷氧基吡啶氧基、C1 至C12 烷基吡啶氧基、異喹啉氧基等,並以C1 至C12 烷氧基吡啶氧基、C1 至C12 烷基吡啶氧基為佳。
C1 至C12 烷氧基吡啶氧基可列舉甲氧基吡啶氧基、乙氧基吡啶氧基、丙氧基吡啶氧基、異丙氧基吡啶氧基、丁氧基吡啶氧基、異丁氧基吡啶氧基、第三丁氧基吡啶氧基、戊氧基吡啶氧基、己氧基吡啶氧基、環己氧基吡啶氧基、庚氧基吡啶氧基、辛氧基吡啶氧基、2-乙基己氧基吡啶氧基、壬氧基吡啶氧基、癸氧基吡啶氧基、3,7-二甲基辛氧基吡啶氧基、十二烷氧基吡啶氧基等。
C1 至C12 烷基吡啶氧基可列舉甲基吡啶氧基、乙基吡啶氧基、二甲基吡啶氧基、丙基吡啶氧基、1,3,5-三甲基吡啶氧基、甲基乙基吡啶氧基、異丙基吡啶氧基、丁基吡啶氧基、第二丁基吡啶氧基、異丁基吡啶氧基、第三丁基吡啶氧基、戊基吡啶氧基、異戊基吡啶氧基、己基吡啶氧基、庚基吡啶氧基、辛基吡啶氧基、壬基吡啶氧基、癸基吡啶氧基、十二烷基吡啶氧基等。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的雜芳硫基之碳數,通常是6至60,並以7至48為佳。雜芳硫基可列舉吡啶硫基、C1 至C12 烷氧基砒啶硫基、C1 至C12 烷基吡啶硫基、異喹啉硫基等,並以C1 至C12 烷氧基吡啶硫基、C1 至C12 烷基吡啶硫基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳烯基之碳數,通常是8至60,並以8至48為佳。芳烯基可列舉苯基-C2 至C12 烯基(「C2 至C12 烯基」是指烯基部份的碳數為2至12之意。以下亦同)、C1 至C12 烷氧基苯基-C2 至C12 烯基、C1 至C12 烷基苯基-C2 至C12 烯基、1-萘基-C2 至C12 烯基、2-萘基-C2 至C12 烯基等,並以C1 至C12 烷氧基苯基-C2 至C12 烯基、C1 至C12 烷基苯基-C2 至C12 烯基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的芳炔基之碳數,通常是8至60,並以8至48為佳。芳炔基可列舉苯基-C2 至C12 炔基(「C2 至C12 炔基」是指炔基部份的碳數為2至12之意。以下亦同)、C1 至C12 烷氧基苯基-C2 至C12 炔基、C1 至C12 烷基苯基-C2 至C12 炔基、1-萘基-C2 至C12 炔基、2-萘基-C2 至C12 炔基等,並以C1 至C12 烷氧基苯基-C2 至C12 炔基、C1 至C12 烷基苯基-C2 至C12 炔基為佳。
式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的取代羧基,其碳數通常是2至60,並以2至48為佳,其是指經烷基、芳基、芳烷基或一價雜環基所取代的羧基。
取代羧基可列舉甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、異丁氧基羰基、第三丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、環己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、十二烷氧基羰基、三氟甲氧基羰基、五氟乙氧基羰基、全氟丁氧基羰基、全氟己氧基羰基、全氟辛氧基羰基、吡啶氧基羰基、萘氧基羰基等。
就溶解性之觀點而言,式(1)中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 表示的原子、基之至少一個宜為氫原子之外的原子、基,就合成金屬錯合物之容易度之觀點而言,則R2 、R3 、R12 、R13 、R15 、R17 、R18 、R19 宜為氫原子之外的原子、基。並以R3 及R13 為氫原子之外的原子、基時更佳。
式(1)中,在Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 中,宜有2或3個為氮原子。
就式(1)表示的金屬錯合物而言,以Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、Z5 表示的數個氮原子不存在於相互鄰接的位置之金屬錯合物為佳,因此而提高其配位子的化學安定性,並以Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 中的2或3個為氮原子且該氮原子不存在於相互鄰接的位置之金屬錯合物較佳。
式(1)中,在Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 表示的-C(R* )=中,R* 表示之取代基可列舉鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基、氰基等。此等原子、基是與前述者同義。
雖然認為式(1)表示的金屬錯合物可能有數個幾何異構物,但前述式(1)表示的金屬錯合物可為任一幾何異構物。
就合成作為配位子的化合物時之容易性、或使用於發光元件時的發光效率而言,式(1)表示的金屬錯合物宜為前述式(1c)表示的金屬錯合物,並以下述式(1a)或(1b)表示的金屬錯合物較佳,而以式(1a)表示的金屬錯合物更佳。
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 及R20 是與前述者同義;R’表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基。此等基也可具有取代基。存在數個的R’可為相同也可為相異]。
R’表示的鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基,是與前述者同義。
構成金屬錯合物的配位子會影響金屬錯合物的發光色、發光強度、發光效率等。前述配位子是以使配位子內的能量失活過程最少的配位子為佳。
式(1)表示的金屬錯合物中,以加註的字m定義其個數之雙牙配位子,可列舉以下的配位子。
[式中,R表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基。*表示與銥原子的結合部位;存在數個的R可為相同也可為相異]。
R表示的鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基,是與前述R1 至R6 、R8 、R11 至R12 中說明的例示同義。
作為以加註的字m定義其個數之雙牙配位子的化合物,宜為下述的化合物。
式(1)表示的金屬錯合物中,以加註的字m定義其個數之雙牙配位子,可列舉以下的配位子。
[式中,*是與前述者同義。R°表示鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基。存在數個的R°可為相同也可為相異]。
作為以加註的字m定義其個數之雙牙配位子的化合物,是以下述的化合物為佳。
式(1a)表示的金屬錯合物,可列舉以下的金屬錯合物。
式(1b)表示的金屬錯合物,可列舉以下的金屬錯合物。
本發明的金屬錯合物,可單獨使用一種,也可併用二種以上,也可與其他成分合併而作為組成物。
<第一組成物>
本發明的第一組成物是含有本發明的金屬錯合物者。就使用於製作發光元件時而得的發光元件之發光效率之觀點而言,以只含有一種本發明的金屬錯合物為佳,就精製金屬錯合物時的簡便性之觀點而言,以含有二種以上本發明的金屬錯合物為佳。
當本發明的第一組成物含有二種以上本發明的金屬錯合物時,該二種以上的金屬錯合物之組合可列舉以下的組合:
(i)前述式(1a)表示的金屬錯合物與前述式(1b)表示的金屬錯合物之組合、
(ii)不同的前述式(1a)表示的金屬錯合物之組合、
(iii)不同的前述式(1b)表示的金屬錯合物之組合、
(iv)前述式(1c)表示的金屬錯合物與下述式(1d)表示的金屬錯合物之組合等,就精製金屬錯合物時的容易性而言,則宜為前述(iv)之組合。
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 是與前述者同義]。
前述(iv)之組合中,相對於該組合的合計量為100重量份時,前述式(1c)表示的金屬錯合物宜為80至99.99重量份,因此而提高發光效率,並以90至99.99重量份較佳,又,前述式(1d)表示的金屬錯合物宜為0.01至20重量份,並以0.01至10重量份較佳。
前述(i)之組合中,相對於該組合的合計量為100重量份時,前述式(1a)表示的金屬錯合物宜為50至99.99重量份,並以70至99.99重量份較佳,又,前述式(1b)表示的金屬錯合物宜為0.01至50重量份,並以0.01至30重量份較佳。
本發明的第一組成物,係因容易合成金屬錯合物之故,而宜為具有本發明的金屬錯合物、下述式(2)表示的金屬錯合物、下述式(3)表示的金屬錯合物,或此等錯合物之組合的組成物。
[式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 是與前述者同義]。
當本發明的第一組成物含有式(2)表示的金屬錯合物及/或式(3)表示的金屬錯合物時,含在該組成物中的金屬錯合物之組合,可列舉以下的組合:(v)式(1)、(1a)、(1b)或(1c)表示的金屬錯合物與式(2)表示的金屬錯合物之組合;(vi)式(1)、(1a)、(1b)或(1c)表示的金屬錯合物與式(3)表示的金屬錯合物之組合;(vii)式(1)、(1a)、(1b)或(1c)表示的金屬錯合物與式(2)表示的金屬錯合物與式(3)表示的金屬錯合物之組合;(viii)式(1c)表示的金屬錯合物與式(1d)表示的金屬錯合物式與(2)表示的金屬錯合物之組合等;因使發光效率良好,故宜為前述(v)之組合及前述(viii)之組合。
前述(v)之組合中,在相對於該組合之合計量為100重量份時,前述式(1)、(1a)、(1b)或(1c)表示的金屬錯合物宜為50至99.99重量份,因此而使金屬錯合物的合成簡便,並以80至99.99重量份較佳,又,式(2)表示的金屬錯合物宜為0.01至50重量份,並以0.01至20重量份較佳。
在前述(viii)之組合中,相對於該組合的合計量為100重量份時,前述式(1c)表示的金屬錯合物宜為50至99.98重量份,並以80至99.98重量份較佳,又,前述式(1d)表示的金屬錯合物宜為0.01至20重量份,並以0.01至10重量份較佳,式(2)表示的金屬錯合物為0.01至49.99重量份,並以0.01至19.99重量份較佳。
在前述(vi)之組合中,相對於該組合的合計量為100重量份時,式(1)、(1a)、(1b)或(1c)表示的金屬錯合物宜為50至99.99重量份,並以80至99.99重量份時較佳,又,式(3)表示的金屬錯合物宜為0.01至50重量份,並以0.01至20重量份時較佳。
在前述(vii)之組合中,相對於該組合的合計量為100重量份時,式(1)、(1a)、(1b)或(1c)表示的金屬錯合物宜為50至99.98重量份,並以80至99.98重量份較佳,又,式(2)表示的金屬錯合物宜為0.01至49.99重量份,並以0.01至19.99重量份較佳,式(3)表示的金屬錯合物宜為0.01至20重量份,並以0.01至10重量份較佳。
本發明的第一組成物也可復含有選自電荷輸送材料、發光材料、溶媒及分散媒所成群組中之至少一種。本發明的第一組成物中所含之成分,可分別單獨使用一種,也可併用二種以上。
電荷輸送材料係區分為電洞輸送材料與電子輸送材料,該材料又各別分類成低分子有機化合物與高分子有機化合物。所謂電洞輸送材料,主要是負責將電洞由陽極輸送到發光層的材料。所謂電子輸送材料,主要是負責將電子由陰極輸送到發光層的材料。
電洞輸送材料的低分子有機化合物可列舉芳胺衍生物、咔唑衍生物、吡唑啉衍生物、二苯乙烯(stilbene)衍生物等作為有機EL元件的電洞輸送材料而為周知之化合物。具體上,可列舉「有機EL顯示器」(時任靜士、安達千波矢、村田英幸共著,0hm社)102頁及107頁中的化合物。
電洞輸送材料的高分子有機化合物可列舉以伸噻吩基、吡咯二基、2,5-伸噻吩基伸乙烯基、對-伸苯基伸乙烯基、後述式(8)表示的基等作為重複單元而含於主鏈中的高分子化合物,或與此等重複單元的共聚合物。此等基也可具有取代基。聚乙烯咔唑及其衍生物、聚矽烷及其衍生物、在側鏈或主鏈具有芳香族胺之聚矽氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物也可列舉作為電洞輸送材料的高分子有機化合物之例。
電子輸送材料的低分子有機化合物可列舉在有機EL元件中作為電子輸送材料而為周知之化合物,例如二唑衍生物、三唑衍生物、苯基喹啉(phenylquinoxaline)及其衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌(benzoquinone)及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、茀酮(fluorenone)衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、聯苯醌(diphenoquinone)衍生物、8-羥基喹啉及其衍生物的金屬錯合物。具體上,可列舉「有機EL顯示器」(時任靜士、安達千波矢、村田英幸共著,0hm社)105頁及107頁中的化合物、日本特開2004-277377號公報中的化合物。
電子輸送材料的高分子有機化合物可列舉以喹啉二基、喹啉二基、茀二基等作為重複單元而含於主鏈中的高分子化合物,或與此等重複單元的共聚合物。此等基也可具有取代基。
電荷輸送材料的高分子有機化合物,也可作為具有電洞輸送材料所列舉的高分子化合物之重複單元與電子輸送材料所列舉的高分子化合物之重複單元,且兼具電洞輸送性與電子輸送性的高分子化合物。
高分子有機化合物可列舉具備可具有取代基的苯環之高分子化合物,或日本特開2003-231741號公報、日本特開2004-059899號公報、日本特開2004-002654號公報、日本特開2004-292546號公報、WO 99/54385、WO 00/46321、WO 02/077060、「有機EL顯示器」(時任靜士、安達千波矢、村田英幸共著,Ohm社)111至113頁中的高分子。
在電荷輸送材料之中,為了獲得來自金屬錯合物的良好發光,以該電荷輸送材料的最低三重態激發能大於金屬錯合物的最低三重態激發能的化合物為佳。
使用高分子有機化合物作為電荷輸送材料時,該高分子有機化合物的換算成聚苯乙烯時的數平均分子量,宜為1×103 至1×108 ,並以1×104 至1×106 較佳。高分子有機化合物的換算成聚苯乙烯時的重量平均分子量,宜為1×103 至1×108 ,並以5×104 至5×106 較佳。
發光材料可列舉萘衍生物、蒽及其衍生物、苝(perylene)及其衍生物、聚次甲基(polymethine)類色素、呫吨(xanthene)類色素、香豆素(coumarin)類色素、花青素(cyanine)類色素、8-羥基喹啉及其衍生物的金屬錯合物、芳香族胺、四苯基環戊二烯及其衍生物、四苯基丁二烯及其衍生物等。
溶媒、分散媒,只要是可使組成物中所含的固形份均勻溶解或分散的溶媒或分散媒即可,可舉例如氯系溶媒(氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯、鄰-二氯苯等)、醚類溶媒(四氫呋喃、二烷等)、芳香族烴類溶媒(苯、甲苯、二甲苯等)、脂肪族烴類溶媒(環己烷、甲基環己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷等)、酮類溶媒(丙酮、甲基乙基酮、環己酮等)、酯類溶媒(醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙基賽珞蘇醋酸酯(ethyl cellosolve acetate)等)、多元醇及其衍生物(乙二醇、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單甲醚、二甲氧基乙烷、丙二醇、二乙氧基甲烷、三乙二醇單乙醚、甘油、1,2-己二醇等)、醇類溶媒(甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、環己醇等)、亞碸類溶媒(二甲基亞碸等)、醯胺類溶媒(N-甲基-2-吡咯啶酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、N,N-二甲基甲醯胺等)。
當本發明的第一組成物含有溶媒或分散媒,而該組成物適用於噴墨法時,為了抑制溶媒或分散媒從噴嘴蒸發,該組成物宜含有苯甲醚(anisole)、聯環己基苯等高沸點的溶媒,並以該組成物在25℃中的黏度為1至100mPa‧s較佳。
當本發明的第一組成物含有選自電荷輸送材料、發光材料、溶媒及分散媒所成群組中之至少一種成分時,相對於該組成物整體為100重量份時,本發明的金屬錯合物通常是0.1至90重量份,並以0.1至80重量份為佳,而以0.5至50重量份較佳。
<金屬錯合物的製造方法>
可依據任何的方法製造本發明的金屬錯合物,例如可藉由在溶液中使作為配位子的化合物與銥化合物反應而製得。前述反應中,也可使鹼、銀鹽化合物存在於反應系中。前述反應方法可列舉J. Am. Chem. Soc. 1984,106,6647;Inorg. Chem. 1991,30,1685;Inorg.Chem. 1994,33,545;Inorg. Chem. 2001,40,1704;Chem. Lett.,2003,32,252中的方法。
前述反應中的反應溫度,通常是存在於反應系中的溶媒之熔點(melting point)至沸點之間的溫度,但以-78℃至溶媒的沸點為佳。當在前述反應中使用微波反應裝置時,可於溶媒的沸點以上之溫度進行反應。前述反應中的反應時間,通常是30分鐘至150小時。當在前述反應中使用微波反應裝置時,反應時間通常是數分鐘至數小時。
作為配位子的化合物,可藉由2-苯基吡啶衍生物與雜環芳香族化合物的Suzuki耦合、Grignard耦合、Stille耦合等而合成。例如使2-苯基吡啶衍生物與雜環芳香族化合物溶解於有機溶媒中,使用鹼、適宜的觸媒,使其於有機溶媒的熔點以上沸點以下的溫度中反應後,即可合成作為前述配位子的化合物。此合成可參考“Organic Syntheses”Collective Volume Ⅵ,407至411頁,John Wiley & Sons,Inc.,1988年;Chemical Review,第106卷,2651頁(2006年);Chemical Review,第102卷,1359頁(2002年);Chemical Review,第95卷,2457頁(1995年);J. Organomet. Chem.,第576卷,147頁(1999年)。雜環芳香族化合物可藉由“HOUBEN-WEYL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY 4TH EDITION”,第E9b卷,1頁、GEORG THIEME VERLAG STUTTGART;HOUBEN-WEYL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY 4TH EDITION”,第E9c卷,667頁、GEORG THIEME VERLAG STUTTGART等中的方法合成。耦合反應中使用的觸媒,宜為鈀觸媒。
鈀觸媒可列舉醋酸鈀、雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)、肆(三苯基膦)鈀(0)、[1,1’-雙(二苯基膦基)二(環戊二烯)亞鐵]二氯化鈀(II)、參(二亞苄基丙酮)二鈀(0),並以肆(三苯基膦)鈀(0)、[1,1’-雙(二苯基膦基)二(環戊二烯)亞鐵]二氯化鈀(II)、參(二亞苄基丙酮)二鈀(0)為佳。鈀觸媒也可與三苯基膦、三(鄰-甲苯基)膦、三(第三丁基)膦、三環己基膦、1,1’-雙(二苯基膦基)二(環戊二烯)亞鐵(1,1’-bis(diphenylphosphino)ferrocene)等磷化合物同時使用。
作為配位子的化合物,可列舉與作為前述以加註的m定義其個數的雙牙配位子之化合物、前述以加註的3-m定義其個數的雙牙配位子之化合物相同之例。
以加註的m定義其個數的雙牙配位子之化合物,例如可依據下述的流程而合成。
以加註的3-m定義其個數的雙牙配位子之化合物(亦即式(5)表示的化合物),例如可依據下述的流程或日本特開2008-231042號公報、Advanced Functional Materials第15卷,387頁(2005年)中的方法而合成。
本發明的金屬錯合物之中,使用通式來具體說明屬於具代表性的金屬錯合物之式(1c)表示的金屬錯合物之製造方法。
可藉由包括例如使式(4)表示的金屬錯合物與式(5)表示的化合物反應的方法,來製造式(1c)表示的金屬錯合物。更具體而言,是使式(4)表示的金屬錯合物與式(5)表示的化合物,在三氟甲烷磺酸銀等銀鹽化合物之存在下反應。相對於式(4)表示的金屬錯合物,式(5)表示的化合物之量通常為其1.5至30倍莫耳量,並以2至10倍莫耳量為佳。相對於式(4)表示的金屬錯合物,銀鹽化合物之量通常為其1.5至20倍莫耳量,並以2至5倍莫耳量為佳。反應溫度通常是存在於反應系中的溶媒之熔點至沸點之間的溫度,但以-78℃至溶媒的沸點為佳,就金屬錯合物之純度之觀點而言,是以50℃至160℃的範圍較佳,並以70℃至130℃更佳。
反應時間通常是30分鐘至72小時,並以1小時至48小時的範圍較佳。式(4)表示的金屬錯合物可藉由例如使下式表示的化合物與三氯化銥反應而製得。
反應通常是在溶媒中進行。為了使反應平順進行,溶媒宜使用極性溶媒。如此之溶媒,可列舉甲醇、乙醇、1-丙醇、乙二醇、甘油、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、N,N-二甲基甲醯胺等。溶媒也可為上述極性溶媒與水的混合溶媒。混合溶媒之例,可列舉水/2-乙氧基乙醇混合溶媒。雖然可使用任何比例為極性溶媒/水的混合比,但宜在10/1至1/1的範圍內,以可使式(5)表示的化合物於高溫中溶解。
反應時間通常是30分鐘至50小時,並以30分鐘至24小時為佳。反應溫度通常是存在於反應系中的溶媒之熔點至沸點之間的溫度,但以-78℃至溶媒的沸點為佳,並以50℃至200℃的範圍較佳。
式(1c)表示的金屬錯合物,也可藉由例如包括使式(6)表示的金屬錯合物與式(5)表示的化合物反應的方法製得。式(6)中,Re 、Rf 、Rg 表示的烷基、烷氧基、芳基、一價雜環基是與前述者同義。
式(6)表示的金屬錯合物可藉由使式(4)表示的金屬錯合物與下式表示的化合物(1,3-二羰基化合物)反應製得。
具體上,可將上述1,3-二羰基化合物(例如乙醯丙酮等1,3-二酮)加入式(4)表示的金屬錯合物之溶液中,再加入碳酸鈉等鹼後使其反應。相對於式(4)表示的金屬錯合物,1,3-二羰基化合物之量通常是其2至50倍莫耳量,並以2至20倍莫耳量為佳。反應時間通常是30分鐘至50小時,並以30分鐘至24小時為佳。反應溫度通常是存在於反應系中的溶媒之熔點至沸點之間的溫度,但以-78℃至溶媒的沸點為佳,並以20℃至100℃的範圍較佳。式(1d)表示的金屬錯合物,可依據例如以下的流程而合成。
[式中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 、Z1 至Z5 是與前述者同義]。前述式(1d)表示的金屬錯合物,也可依據下述的流程而合成。
[式中,R1 至R6 、R8 、R11 至R20 、Z1 至Z5 是與前述者同義]。可依據元素分析、NMR分析、MS分析來進行如此製得的本發明之金屬錯合物的鑑定、分析。
<含金屬的高分子化合物>
本發明的含金屬之高分子化合物,是含有本發明的金屬錯合物(例如,前述式(1)表示的金屬錯合物)之殘基的高分子化合物。本說明書中的「金屬錯合物的殘基」,是指由金屬錯合物中去除k(k是1以上的整數。)個氫原子後所留下的原子團。例如,前述式(1)表示的金屬錯合物之殘基,是指由前述式(1)表示的金屬錯合物中去除k個氫原子後所留下的原子團,並以1至3價之基為佳。
本發明的合金屬之高分子化合物,可為非共軛類高分子化合物,也可為共軛類高分子化合物,但為了提高其導電性,而宜為共軛類高分子化合物,並以主鏈含有芳香環的共軛類高分子化合物較佳。「本發明的含金屬之高分子化合物為共軛類高分子化合物」,是指在該高分子化合物之主鏈中的全鍵結之80至100%為共軛的高分子化合物,並以85至100%共軛為佳,而以90至100%共軛更佳。
本發明的含金屬之高分子化合物的換算成聚苯乙烯時的數平均分子量宜為1×103 至1×108 ,以加強其使用於發光元件時的發光效率、壽命,並以1×104 至1×107 較佳。
本發明的含金屬之高分子化合物宜為含有前述式(1)表示的金屬錯合物的殘基與下述式(7-1)、(7-2)、(7-3)、(7-4)或(7-5)表示的二價基之高分子化合物,因而使其導電性良好,並以含有前述式(1)表示之金屬錯合物之殘基與下述式(7-1)表示之基的高分子化合物較佳。
[式中,Y1 表示-C(R48 )(R49 )-、-O-C(R50 )(R51 )-、-O-、-S-、-B(R52 )-、-Si-(R53 )(R54 )-、-P-(R55 )-、-P-(R56 )(=O)-或-N(R57 )-;R48 、R49 、R50 、R51 、R52 、R53 、R54 、R55 、R56 及R57 分別獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、矽烷氧基、取代矽烷氧基、一價雜環基或鹵素原子;此等基也可具有取代基;R21 、R22 、R23 、R24 、R25 、R26 、R27 、R28 、R29 、R30 、R31 、R32 、R33 、R34 、R35 、R36 、R37 、R38 、R39 、R40 、R41 、R42 、R43 、R44 、R45 、R46 及R47 分別獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、鹵素原子、醯基、醯基氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、一價雜環基、羧基或氰基;此等基也可具有取代基]。
本發明的含金屬之高分子化合物中,就高分子化合物的溶解性及導電性或合成的容易性之觀點而言,宜含有前述式(7-1)至式(7-5)表示的基作為重複單元。
本發明的含金屬的高分子化合物中,宜在重複單元中含有式(1)表示的金屬錯合物之殘基,以提高合成的容易性及其使用於發光元件時的發光效率。含有式(1)表示的金屬錯合物之殘基的重複單元,可列舉具有式(1)表示的金屬錯合物之殘基(二價)、式(1)表示的金屬錯合物之殘基(一價)作為取代基之伸芳基或二價雜環基等。具有金屬錯合物之殘基(一價)作為取代基之伸芳基或二價雜環基之例,可列舉後述中所示作為式:-(Ar’)表示之重複單元之例的重複單元。
本發明的含金屬之高分子化合物中,「前述式(1)表示的金屬錯合物之殘基」:「前述式(7-1)、(7-2)、(7-3)、(7-4)或(7-5)表示的二價基」之重量比宜為1:2至1:1000,因而使發光效率、發光色或導電性良好,並以1:3至1:400較佳。
本發明的含金屬之高分子化合物中,當前述式(1)表示的金屬錯合物之殘基含在重複單元中時,就合成高分子化合物的容易性或使用於發光元件時的發光效率之觀點而言,宜使含有前述式(1)表示的金屬錯合物之殘基的重複單元之比例成為該高分子化合物的0.01至50重量%,並以0.1至30重量%較佳,而以0.5至25重量%更佳。本發明的含金屬的高分子化合物中,當含有前述式(7-1)、(7-2)、(7-3)、(7-4)或(7-5)表示的二價基作為重複單元時,就合成的容易性或導電性之觀點而言,宜使該重複單元之比例成為該高分子化合物的10至99.99重量%,並以30至99.99重量%較佳,而以50至99.99重量%更佳。
本發明的含金屬之高分子化合物中,前述式(1)表示的金屬錯合物之殘基、前述式(7-1)、(7-2)、(7-3)、(7-4)或(7-5)表示的二價基,可分別僅含有一種,也可含有二種以上。
式(7-1)至(7-5)中,R21 至R57 表示的基是與前述者同義。
式(7-1)至(7-5)中,就合成高分子化合物的容易性或使用於發光元件時的發光效率之觀點而言,Y宜為-C(R48 )(R49 )-、-O-C(R50 )(R51 )-、-O-、-S-,並以-C(R48 )(R49 )-較佳。宜使R48 及R49 的至少一個為可具有取代基之苯基,因而在使發光元件中使用本發明的含金屬之高分子化合物而得的發光元件之亮度壽命優異,並以至少一個是C1 至C12 烷氧基苯基或C1 至C12 烷基苯基較佳。
式(7-1)表示的二價基可列舉下述式表示的基等。
[式中,Ra 表示烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、矽烷氧基、取代矽烷氧基、一價雜環基或鹵素原子;此等基也可具有取代基;存在數個的Ra 可為相同,也可為相異;Rd 表示烷基、芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基或一價雜環基;此等基也可具有取代基]。
Ra 表示的烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、矽烷氧基、取代矽烷氧基、一價雜環基、鹵素原子,是與前述者同義。
Rd 表示的烷基、芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基或一價雜環基,是與前述者同義。
式(7-2)表示的二價基可列舉下述式表示的基等。
[式中,Ra 是與前述者同義]。式(7-3)表示的二價基可列舉下述式表示的基等。
[式中,Ra 及Rd 是與前述者同義]。式(7-4)表示的二價基可列舉下述式表示的基等。
[式中,Ra 是與前述者同義]。
式(7-5)表示的二價基可列舉下述式表示的基等。
[式中,Ra 是與前述者同義]。本發明的含金屬之高分子化合物宜復含有下述式(8)表示的基,以使電洞輸送性良好。下述式(8)表示的基,宜作為重複單元而含在含金屬之高分子化合物中。
[式中,Ar1 、Ar2 、Ar3 及Ar4 分別獨立地表示伸芳基或二價雜環基。Ar5 、Ar6 及Ar7 分別獨立地表示芳基或一價雜環基。Ar1 、Ar2 、Ar3 、Ar4 、Ar5 、Ar6 及Ar7 也可具有取代基。a及b分別獨立地表示0或1,且0≦a+b≦1]。
前述式(8)中,Ar1 、Ar2 、Ar3 及Ar4 表示的伸芳基是指從芳香族烴基中去除二個氫原子後而殘留的原子團。在伸芳基中,也包括具縮合環之基、由二個以上之獨立的苯環或縮合環直接或介由伸乙烯基等而結合成之基。伸芳基也可具有取代基。伸芳基中去除取代基部份後的碳數,通常是6至60,並以6至20為佳。包含伸芳基的取代基之所有碳數,通常是6至100。伸芳基可列舉伸苯基、聯苯-4,4’-二基、1,1,:4’,1”-聯三苯-4,4”-二基、萘二基、蒽二基、菲二基、戊搭烯二基(pentalenediyl)、茚二基(indenediyl)、庚搭烯二基(heptalenediyl)、苯并二茚二基(indacenediyl)、苯并菲二基(triphenylenediyl)、聯萘二基(binaphthyldiyl)、苯基萘二基、二苯乙烯二基、茀二基等。
前述式(8)中,Ar1 、Ar2 、Ar3 及Ar4 表示的二價雜環基是指從雜環式化合物中去除二個氫原子後而殘留的原子團。二價雜環基的碳數通常為2至30,宜為2至15。二價雜環基的碳數中不包含取代基的碳數。二價雜環基宜為二價芳香族雜環基。二價雜環基可列舉吡啶二基、二(氮雜苯基)二基(diazaphenylenediyl)、喹啉二基、喹啉二基、吖啶二基(acridinediyl)、聯吡啶二基(bipyridyldiyl)、啡啉二基(phenanthrolinediyl)等。式(8)中,Ar5 、Ar6 及Ar7 表示的芳基或一價雜環基是與前述者同義。
式(8)中,伸芳基、二價雜環基、芳基或一價雜環基也可具有的取代基,可列舉烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、鹵素原子、醯基、醯基氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、一價雜環基、羧基、取代羧基、氰基及硝基等。此等原子、基是與前述者同義。
式(8)表示的基,可列舉下述式表示的基等。
[式中,Rb 表示氫原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、鹵素原子、醯基、醯基氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、一價雜環基、羧基、取代羧基或氰基。含在此等基中的氫原子,也可經氟原子取代。此等基也可具有取代基。存在數個的Rb 可為相同,也可為相異]。
-金屬錯合物之殘基的位置-本發明的含金屬之高分子化合物可列舉:
1.於分子鏈的主鏈具有金屬錯合物之殘基的高分子化合物;
2.於分子鏈的末端具有金屬錯合物之殘基的高分子化合物;
3.於分子鏈的側鏈具有金屬錯合物之殘基的高分子化合物。
於分子鏈的主鏈具有金屬錯合物之殘基的高分子化合物,可舉例如下述式表示的任何一種化合物。
[式中,M1 及M2 分別獨立地表示金屬錯合物之殘基。p及q分別獨立地表示聚合度。式(GP-1)、式(GP-2)中,實線表示分子鏈]。
前述式(GP-1)中,當p≧2時,在互相鄰接的二個M1 表示的金屬錯合物之殘基間(以下,稱為「M1 殘基間」),是直接結合、或是介由實線表示的分子鏈而結合。前述式(GP-1)中,當p≧3時,二個以上的M1 殘基間之鍵,可為相同也可為相異。
前述式(GP-2)中,當q≧2時,在互相鄰接的二個M2 表示的金屬錯合物之殘基間(以下,稱為「M2 殘基間」),是直接結合、或是介由實線表示的分子鏈而結合。前述式(GP-2)中,當q≧3時,二個以上的M2 殘基間之鍵,可為相同也可為相異。
M1 可列舉下述式表示的金屬錯合物之殘基(2價)。
[式中,R是與前述者同義]。前述M2 可列舉下述式表示的金屬錯合物之殘基(3價)。
[式中,R是與前述者同義]。於分子鏈的末端具有金屬錯合物之殘基的高分子化合物,可舉例如下述式表示的任何一種化合物。
[式中,M3 表示金屬錯合物之殘基。式(GP-3)、式(GP-4)中,實線表示分子鏈。L表示單鍵、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-S(=O)-、-S(=O)2 -、-Si(R68 )(R69 )-、-N(R70 )-、-B(R71 )-、-P(R72 )-、-P(=O)(R73 )-、可經取代的伸烷基、可經取代的伸烯基、可經取代的伸炔基、可經取代的伸芳基、或可經取代的二價雜環基。R68 、R69 、R70 、R71 、R72 及R73 分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基、一價雜環基或氰基]。
前述M3 可列舉下述式表示的金屬錯合物之殘基(1價)。
[式中,R是與前述者同義]。在分子鏈的側鏈具有金屬錯合物之殘基的高分子化合物,可列舉金屬錯合物之殘基為一價基的高分子化合物。分子鏈具有例如式:-(Ar’)-表示的重複單元。式中,Ar’表示具有1至4個-L-M3 表示的基之二價芳香族基,或具有選自氧原子、矽原子、磷原子、硼原子及硫原子所成群組中的原子與1至4個-L-M3 表示的基之二價雜環基。L及M3 是與前述者同義。當L表示的伸烷基、伸烯基、伸炔基含有-CH2 -基時,含在該伸烷基中的1個以上-CH2 -基、含在該伸烯基中的1個以上-CH2 -基、含在該伸炔基中的1個以上-CH2 -基,也可分別經-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-S(=O)-、-S(=O)2 -、-Si(R74 )(R75 )-、-N(R76 )-、-B(R77 )-、-P(R78 )-或-P(=O)(R79 )-表示的基取代。R74 、R75 、R76 、R77 、R78 及R79 分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基、一價雜環基或氰基。除了-L-M3 表示的基之外,Ar’也可具有選自烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、鹵素原子、醯基、醯基氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、一價雜環基、羧基、取代羧基及氰基所成群組中之取代基。當Ar’具有數個取代基時,此等取代基可為相同,也可為相異。
式中,R68 、R69 、R70 、R71 、R72 、R73 、R74 、R75 、R76 、R77 、R78 及R79 表示的烷基、芳基、一價雜環基及氰基,以及作為Ar’也可具有的取代基之烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、鹵素原子、醯基、醯基氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、一價雜環基、羧基、取代羧基及氰基,是與前述者同義。Ar’可列舉下述式表示的基。
[式中,L、R及M3 是與前述者同義]。
L表示的伸烷基之碳數通常是1至30,並以1至15為佳。伸烷基可列舉亞甲基(methylene)、伸乙基(ethylene)、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸辛基、1,3-伸環戊基、1,4-伸環己基等。
L表示的伸烯基之碳數通常為2至30,並以2至15為佳。伸烯基可列舉伸乙烯基、丙烯二基(propenediyl)等。在伸烯基中,也包含1,3-丁二烯二基等烷二烯二基(alkadienylene)。
L表示的伸炔基之碳數通常為2至30,並以2至15為佳。伸炔基可列舉伸乙炔基等。在伸炔基中,也包含具二個三鍵之基,可列舉1,3-丁二炔-1,4-二基等。
L表示的伸芳基及二價雜環基,是與前述者同義。就合成高分子化合物的容易性或發光特性之觀點而言,L宜為單鍵、-O-、亞甲基、伸乙基、伸己基、伸辛基、伸乙烯基、伸苯基、聯苯-4,4’-二基及吡啶二基,並以伸苯基及吡啶二基較佳。
本發明的含金屬之高分子化合物,宜為不會大幅損害電荷輸送性或電荷注入性等的含金屬之高分子化合物,並以共軛類之含金屬之高分子化合物較佳,以使電荷輸送性優異。
當本發明的含金屬之高分子化合物具有含前述式(1)表示之金屬錯合物之殘基的重複單元及含前述式(7-1)至(7-5)表示之二價基的重複單元時,在不損及發光特性或電荷輸送性的範圍中,也可含有其他的重複單元。此時,含前述式(1)表示之金屬錯合物之殘基的重複單元及含前述式(7-1)至(7-5)表示之二價基的重複單元的合計量,宜為全部重複單元的10莫耳%以上,並以50莫耳%以上較佳,而以80莫耳%以上更佳。
-含金屬的高分子化合物之製造方法-本發明的含金屬之高分子化合物,可藉由例如包括使下述式(9)表示的金屬錯合物與下述式(12-1)、(12-2)、(12-3)、(12-4)或(12-5)表示的化合物反應之步驟的製造方法而合成。
[式中,W1 表示聚合反應性基。R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 ,是與前述者同義]
[式中,W2 表示聚合反應性基。存在數個的W2 可為相同,也可為相異。Y1 、R21 、R22 、R23 、R24 、R25 、R26 、R27 、R28 、R29 、R30 、R31 、R32 、R33 、R34 、R35 、R36 、R37 、R38 、R39 、R40 、R41 、R42 、R43 、R44 、R45 、R46 及R47 ,是與前述者同義]。
前述式(9)、(12-1)、(12-2)、(12-3)、(12-4)或(12-5)中,W1 及W2 表示的聚合反應性基可列舉鹵素原子、烷基磺醯氧基、芳基磺醯氧基、芳烷基磺醯氧基、硼酸酯殘基、鋶甲基(sulfonium methyl)、鏻甲基(phosphonium methyl)、膦酸酯甲基(phosphonate methyl)、經單鹵化的甲基、-MgX(X表示鹵素原子)、甲錫烷基(stannyl)、-B(OH)2 、甲醯基(formyl)、氰基等,並以-B(OH)2 、硼酸酯殘基、-MgX、甲錫烷基、鹵素原子為佳。
作為聚合反應性基的鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,並以氯原子、溴原子、碘原子為佳,而以溴原子更佳。
作為聚合反應性基的烷基磺醯氧基,可列舉甲基磺醯氧基、乙基磺醯氧基、三氟甲基磺醯氧基等。
作為聚合反應性基的芳基磺醯氧基,可列舉苯基磺醯氧基、對-甲苯基磺醯氧基等。作為聚合反應性基的芳烷基磺醯氧基,可列舉苯甲基磺醯氧基等。作為聚合反應性基的硼酸酯殘基,可列舉二烷基酯殘基、二芳基酯殘基、二芳烷基酯殘基等,並以下述式表示的基為佳。
[式中,#表示結合鍵]。鋶甲基可列舉下述式表示的基。-CH2 S+ Me2 X- 、-CH2 S+ Ph2 X- [式中,X表示鹵素原子,Ph表示苯基]。鏻甲基可列舉下述式表示的基。-CH2 P+ Ph3 X- [式中,X表示鹵素原子]。膦酸酯甲基可列舉下述式表示的基。-CH2 PO(ORc )2 [式中,X表示鹵素原子。Rc 表示烷基、芳基或芳烷基]。經單鹵化的甲基,可列舉單氟化甲基、單氯化甲基、單溴化甲基、單碘化甲基。-MgX可列舉-MgCl、-MgBr、-MgI。甲錫烷基可列舉可具有取代基的甲錫烷基,例如可列舉甲錫烷基、三氯甲錫烷基、三甲基甲錫烷基、三乙基甲錫烷基、三正丁基甲錫烷基、三苯基甲錫烷基、三苯甲基甲錫烷基。
就聚合反應性基而言,在Yamamoto耦合反應等使用0價鎳錯合物的反應中,是以鹵素原子、烷基磺醯氧基、芳基磺醯氧基、芳烷基磺醯氧基為佳,在Suzuki耦合反應等使用鎳觸媒、鈀觸媒的反應中,是以烷基磺醯氧基、鹵素原子、硼酸酯殘基、-B(OH)2 為佳。
本發明的含金屬之高分子化合物的製造,例如可使作為原料化合物的具有數個聚合性反應基之化合物,配合要求而溶解於有機溶媒中後,利用鹼或適當的觸媒,以有機溶媒的熔點以上沸點以下之溫度進行製造。含金屬的高分子化合物之製造方法,可使用:“Organic Reactions”,第14卷,270至490頁,John Wiley & Sons,Inc.,1965年、“Organic Syntheses”,Collective Volume Ⅵ,407至411頁,John Wiley & Sons,Inc.,1988年、Chemical Review,第95卷,2457頁(1995年)、J. Organomet. Chem.,第576卷,147頁(1999年)、Makromol. Chem.,Makromol. Symp.,第12卷,229頁(1987年)等記載已知的方法。本發明的含金屬之高分子化合物的製造方法中,可配合式(9)表示的聚合反應性基與前述式(12-1)至(12-5)表示的化合物之聚合反應性基,而使用已知的縮合反應。可藉由在具有2個以上聚合反應性基的化合物之共存下進行聚合,而製得作為共聚合物的含金屬之高分子化合物,也可藉由將具有3個以上聚合反應性基的化合物進行共聚合,而製得具有分枝結構的含金屬之高分子化合物。
當縮合反應為會生成雙鍵的反應時,該反應可列舉日本特開平5-202355號公報中的方法,亦即,藉由具有甲醯基的化合物與具有鏻甲基的化合物或具有甲醯基與鏻甲基的化合物之Wittig反應而進行聚合、藉由具有乙烯基的化合物與具有鹵素原子的化合物之Heck反應而進行聚合、藉由具有2個以上之經單鹵化甲基的化合物之脫鹵化氫法而進行聚縮合、藉由具有2個以上鋶甲基的化合物之鋶鹽分解法而進行聚縮合、藉由具有甲醯基的化合物與具有氰基的化合物之Knoevenagel反應而進行聚合等方法、藉由具有2個以上甲醯基的化合物之McMurry反應而進行聚合等方法。
當縮合反應為會生成三鍵的反應時,該反應可列舉Heck反應、Sonogashira反應。當縮合反應為不生成二鍵或三鍵的反應時,該反應可列舉由相對應的原料化合物以Suzuki耦合反應進行聚合的方法、藉由Grignard反應進行聚合的方法、藉由Ni(0)錯合物進行聚合的方法、藉由FeCl2 等氧化劑進行聚合的方法、以電化學方式進行氧化聚合之方法、藉由具有適當脫離基之中間體高分子的分解而進行方法等。
此等方法之中,是以藉由Wittig反應而進行聚合、藉由Heck反應而進行聚合、藉由Knoevenagel反應而進行聚合及藉由Suzuki耦合反應而進行聚合的方法、藉由Grignard反應而進行聚合的方法及藉由Ni(0)錯合物而進行聚合的方法為佳,因其易於控制分子量、且易於控制共聚合中的組成比例。
本發明的含金屬之高分子化合物的製造方法中,較佳係聚合反應性基W1 及W2 為-B(OH)2 、硼酸酯殘基或鹵素原子,而且全原料化合物所具有之鹵素原子之莫耳數的合計(J)與-B(OH)2 及硼酸酯殘基之莫耳數的合計(K)之比在實質上為1(通常,K/J是0.7至1.2),並且使用鎳觸媒或鈀觸媒而進行縮合聚合。
在此等製造方法中,原料化合物可列舉:二鹵化物與二硼酸化合物或二硼酸酯化合物之組合;鹵-硼酸化合物、鹵-硼酸酯化合物等。
在本發明的含金屬之高分子化合物的製造方法中,為了抑制副反應的產生,以使用在使用前已充分施行脫氧處理過的有機溶媒,於惰性氣化環境中進行反應為佳。也可配合要求而進行脫水處理。但是,在如Suzuki耦合反應般的與水之二相系中反應時,則無此限制。
於含金屬之高分子化合物的製造方法中可使用之有機溶媒,可列舉:戊烷、己烷、庚烷、辛烷、環己烷等飽合烴;苯、甲苯、乙苯、二甲苯等不飽合烴;四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊烷、溴戊烷、氯己烷、溴己烷、氯環己烷、溴環己烷等鹵化飽合烴;氯苯、二氯苯、三氯苯等鹵化不飽合烴;甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、第三丁醇等醇類;蟻酸、醋酸、丙酸等羧酸;二甲醚、二乙醚、甲基第三丁醚、四氫呋喃、四氫吡喃、二烷等醚類;三甲基胺、三乙基胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、吡啶等胺類;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、N-甲基嗎啉氧化物等醯胺類等。此等有機溶媒可單獨使用一種,也可同時使用二種以上。
在本發明的含金屬之高分子化合物的製造方法中,也可添加鹼或觸媒,以促進反應。此等鹼或觸媒,宜為充分溶解於反應所使用的溶媒中者。使鹼或觸媒混合的方法,可列舉一邊在氬或氮等惰性氣體環境下攪拌反應液一邊徐徐添加鹼或觸媒,或是將反應液徐徐加入鹼或觸媒的溶液中之方法。
式(9)表示的化合物可由例如前述式(1c)表示的化合物製造。首先,是使前述式(1c)表示的化合物溶解於溶媒中,添加N-溴化丁二醯亞胺後使其反應,即生成下述式(9a)表示的化合物。此反應中,可使用二氯甲烷等鹵系烴類溶媒等。
[式中,R1 、R2 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 、R20 、Z1 、Z2 、Z3 、Z4 及Z5 是與前述者同義]。-不含金屬的高分子化合物-本發明的第一組成物也可含有不含金屬的高分子化合物,以降低使用於製作發光元件時製作元件的成本。當本發明的第一組成物中含有不含金屬的高分子化合物時,相對於前述式(1)表示的金屬錯合物100重量份,該不含金屬的高分子化合物之比例宜為180至20,000重量份,並以400至3,300重量份較佳。
不含金屬的高分子化合物雖然可為非共軛類之不含金屬的高分子化合物,也可為共軛類之不含金屬的高分子化合物,但宜為共軛類之不含金屬的高分子化合物,因而使導電性良好,並以主鏈含有芳香環的共軛類之不含金屬的高分子化合物較佳。
不含金屬的高分子化合物的換算成聚苯乙烯時之數平均分子量宜為1×103 至1×108 ,因而使該高分子化合物使用於發光元件時的發光效率或壽命等元件特性良好,並以1×104 至1×107 較佳。
不含金屬的高分子化合物宜具有選自前述式(7-1)表示的二價基、前述式(7-2)表示的二價基、前述式(7-3)表示的二價基、前述式(7-4)表示的二價基、前述式(7-5)表示的二價基及前述式(8)表示的二價基所成群組中的至少一種作為重複單元,因而使導電性良好,並以具有前述式(7-1)表示的二價基作為重複單元時較佳。不含金屬的高分子化合物宜復具有下述式(10)表示的重複單元,以使其作成發光元件時的電子注入性良好。
[式中,Ar10 表示二價的含氮芳香族雜環基。Ar11 及Ar12 分別獨立地表示伸芳基或二價雜環基]。式(10)中,Ar11 及Ar12 表示的伸芳基或二價雜環基是與前述者同義。
式(10)中,Ar10 表示的二價含氮芳香族雜環基,是指從含氮芳香族雜環式化合物去除二個氫原子之後所殘留的原子團,且是指並非前述式(7-1)及前述式(7-2)中之Y1 為-N(R57 )-的二價基及前述式(7-3)表示的二價基者。前述二價含氮芳香族雜環基之碳數,通常是2至30,並以2至15為佳。在二價的含氮芳香族雜環基之碳數中,並不包含取代基的碳數。
式(10)中,二價含氮芳香族雜環基所可具有的取代基,可列舉烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、矽烷氧基、取代矽烷氧基、一價雜環基、鹵素原子等。此等原子、基是與前述者同義。二價的含氮芳香族雜環基,可列舉下述式表示的基等。
[式中,Rd 是與前述者同義。Rj 表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、一價雜環基或鹵素原子。此等基也可具有取代基。存在數個的Rj 可為相同,也可為相異。]不含金屬的高分子化合物中,前述式(10)表示的重複單元宜為下述式(11)表示的重複單元。
[式中,Ar11 及Ar12 是與前述者同義。Ar13 表示芳基或一價雜環基。Ar11 、Ar12 及Ar13 也可具有取代基;Z6 、Z7 及Z8 分別獨立地表示-C(Rk )=或氮原子。Rk 表示氫原子或取代基。但是,Z6 、Z7 及Z8 的至少二個是氮原子]。式(11)中,Ar13 表示的芳基或一價雜環基是與前述者同義。不含金屬的高分子化合物宜為前述式(11)中的Z6 、Z7 及Z8 為氮原子之化合物,以降低使用於發光元件時的驅動電壓。式(11)表示的重複單元係例示如下述的重複單元。
不含金屬的高分子化合物之具體例,可列舉下述式表示的不含金屬的高分子化合物。式中,u1至u179是滿足下述式的數字,表示以各不含金屬的高分子化合物所含之全部重複單元的個數作為100時,各重複單元之個數。
(式(k-1)中,5≦u1≦95、5≦u2≦95,u1+u2=100)
(式(k-2)中,5≦u3≦99、1≦u4≦95,u3+u4=100)
(式(k-3)中,5≦u5≦99、1≦u6≦95,u5+u6=100)
(式(k-4)中,5≦u7≦95、5≦u8≦95,u7+u8=100)
(式(k-5)中,5≦u9≦95、5≦u10≦95,u9+u10=100)
(式(k-6)中,5≦u11≦95、5≦u12≦95,u11+u12=100)
(式(k-7)中,5≦u13≦99、1≦u14≦95,u13+u14=100)
(式(k-8)中,5≦u15≦99、1≦u16≦95,u5+u6=100)
(式(k-9)中,5≦u17≦95、5≦u18≦95,u17+u18=100)
(式(k-10)中,5≦u19≦95、5≦u20≦95,u19+u20=100)
(式(k-11)中,5≦u21≦99、1≦u22≦95,u21+u22=100)(式(k-12)中,5≦u23≦99、1≦u24≦95,u23+u24=100)
(式(k-13)中,5≦u25≦95、5≦u26≦95,u25+u26=100)(式(k-14)中,5≦u27≦99、1≦u28≦95,u27+u28=100)(式(k-15)中,5≦u29≦99、1≦u30≦95,u29+u30=100)
(式(k-16)中,5≦u31≦99、1≦u32≦95,u31+u32=100)(式(k-17)中,5≦u33≦99、1≦u34≦95,u33+u34=100)(式(k-18)中,5≦u35≦99、1≦u36≦95,u35+u36=100)
(式(k-19)中,5≦u37≦99、1≦u38≦95,u37+u38=100)(式(k-20)中,5≦u39≦99、1≦u40≦95,u39+u40=100)(式(k-21)中,5≦u41≦99、1≦u42≦95,u41+u42=100)(式(k-22)中,5≦u43≦99、1≦u44≦95,u43+u44=100)
(式(k-23)中,5≦u45≦95、5≦u46≦95,u45+u46=100)(式(k-24)中,5≦u47≦95、5≦u48≦95,u47+u48=100)(式(k-25)中,5≦u49≦95、5≦u50≦95,u49+u50=100)(式(k-26)中,5≦u51≦95、5≦u52≦95,u51+u52=100)
(式(k-27)中,5≦u53≦99、1≦u54≦95,u53+u54=100)(式(k-28)中,5≦u55≦99、1≦u56≦95,u55+u56=100)(式(k-29)中,5≦u57≦99、1≦u58≦95,u57+u58=100)(式(k-30)中,5≦u59≦99、1≦u60≦95,u59+u60=100)
(式(k-31)中,5≦u61≦94、5≦u62≦94、1≦u63≦50,u61+u62+u63=100)(式(k-32)中,5≦u64≦94、5≦u65≦94、1≦u66≦50,u64+u65+u66=100)(式(k-33)中,5≦u67≦90、5≦u68≦90、5≦u69≦90,u67+u68+u69=100)(式(k-34)中,5≦u70≦90、5≦u71≦90、5≦u72≦90,u70+u71+u72=100)
(式(k-35)中,5≦u73≦94、5≦u74≦94、1≦u75≦50,u73+u74+u75=100)(式(k-36)中,5≦u76≦94、5≦u77≦94、1≦u78≦50,u76+u77+u78=100)(式(k-37)中,5≦u79≦90、5≦u80≦90、5≦u81≦90,u79+u80+u81=100)(式(k-38)中,5≦u82≦90、5≦u83≦90、5≦u84≦90,u82+u83+u84=100)
(式(k-39)中,5≦u85≦94、5≦u86≦94、1≦u87≦30,u85+u86+u87=100)(式(k-40)中,5≦u88≦94、5≦u89≦94、1≦u90≦30,u88+u89+u90=100)(式(k-41)中,5≦u91≦94、5≦u92≦94、1≦u93≦30,u91+u92+u93=100)(式(k-42)中,5≦u94≦94、5≦u95≦94、1≦u96≦30,u94+u95+u96=100)
(式(k-43)中,5≦u97≦98、1≦u98≦50、1≦u99≦45,u97+u98+u99=100)(式(k-44)中,5≦u100≦98、1≦u101≦50、1≦u102≦45,u100+u101+u102=100)(式(k-45)中,5≦u103≦98、1≦u104≦50、1≦u105≦45,u103+u104+u105=100)
(式(k-46)中,5≦u106≦98、1≦u107≦50、1≦u108≦45,u106+u107+u108=100)(式(k-47)中,5≦u109≦98、1≦u110≦50、1≦u111≦45,u109+u110+u111=100)(式(k-48)中,5≦u112≦98、1≦u113≦50、1≦u114≦45,u112+u113+u114=100)
(式(k-49)中,5≦u115≦94、5≦u116≦94、1≦u117≦30,u115+u116+u117=100)(式(k-50)中,5≦u118≦94、5≦u119≦94、1≦u120≦30,u118+u119+u120=100)(式(k-51)中,5≦u121≦94、5≦u122≦94、1≦u123≦30,u121+u122+u123=100)(式(k-52)中,5≦u124≦94、5≦u125≦94、1≦u126≦30,u124+u125+u126=100)
(式(k-53)中,5≦u127≦93、1≦u128≦50、5≦u129≦93、1≦u130≦30,u127+u128+u129+u130=100)(式(k-54)中,5≦u131≦93、5≦u132≦93、1≦u133≦50、1≦u134≦30,u131+u132+u133+u134=100)(式(k-55)中,5≦u135≦93、5≦u136≦93、1≦u137≦50、1≦u138≦30,u135+u136+u137+u138=100)(式(k-56)中,5≦u139≦93、5≦u140≦93、1≦u141≦50、1≦u142≦30,u139+u140+u141+u142=100)
(式(k-57)中,5≦u143≦93、5≦u144≦93、1≦u145≦50、1≦u146≦30,u143+u144+u145+u146=100)(式(k-58)中,5≦u147≦89、5≦u148≦89、5≦u149≦89、1≦u150≦30,u147+u148+u149+u150=100)(式(k-59)中,5≦u151≦89、5≦u152≦89、5≦u153≦89、1≦u154≦30,u151+u152+u153+u154=100)
(式(k-60)中,5≦u155≦88、5≦u156≦88、5≦u157≦88、1≦u158≦50、1≦u159≦30,u155+u156+u157+u158+u159=100)(式(k-61)中,5≦u160≦88、5≦u161≦88、5≦u162≦88、1≦u163≦50、1≦u164≦30,u160+u161+u162+u163+u164=100)(式(k-62)中,5≦u165≦88、5≦u166≦88、5≦u167≦88、1≦u168≦50、1≦u169≦30,u165+u166+u167+u168+u169=100)(式(k-63)中,5≦u170≦88、5≦u171≦88、1≦u172≦50、5≦u173≦88、1≦u174≦30,u170+u171+u172+u173+u174=100)(式(k-64)中,5≦u175≦88、5≦u176≦88、1≦u177≦50、5≦u178≦88、1≦u179≦30,u175+u176+u177+u178+u179=100)
上述式(k-1)至(k-64)表示的高分子化合物,可為無規共聚合物、交互共聚合物、嵌段共聚合物的任何一種。
<第二組成物>
本發明的第二組成物是含有本發明的含金屬之高分子化合物的組成物。本發明的第二組成物也可含有選自電荷輸送材料、發光材料、溶媒及分散媒所成群組中的至少一種。本發明的第二組成物也可含有不含金屬之高分子化合物。含在本發明的第二組成物中的成分,可各別單獨使用一種,也可併用二種以上。
本發明的第二組成物中,前述電荷輸送材料、前述發光材料、前述溶媒、前述分散媒及前述不含金屬之高分子化合物,如無特別限定時,是與前述第一組成物中所述者相同。
當本發明的第二組成物含有選自電荷輸送材料、發光材料、溶媒及分散媒所成群組中的至少一種時,相對於該組成物整體為100重量份時,前述含金屬之高分子化合物通常是0.1至90重量份,並以0.5至80重量份為佳,而以0.5至50重量份較佳。
本發明的第二組成物也可含有不含金屬之高分子化合物,以降低作成發光元件時元件的製作成本。如本發明的第二組成物含有不含金屬之高分子化合物時,相對於前述含金屬之高分子化合物整體為100重量份時,該不含金屬之高分子化合物的比例宜為0.1至100重量份,並以0.1至30重量份較佳。
<元件>
本發明的元件是含有本發明的金屬錯合物、本發明的高分子化合物或本發明的組成物之元件,例如,是具有由陽極與陰極所構成的電極、以及設在該電極間之含有本發明的金屬錯合物、本發明的高分子化合物或本發明的組成物之層的元件。以下,就代表性元件而言,說明本發明的元件為發光元件時之情形。
本發明的發光元件是具有由陽極與陰極所構成的一對電極、以及在該電極間具有發光層之由一層(單層型)或多層(多層型)所構成的膜之元件。構成前述膜之層的至少一層係含有本發明的金屬錯合物、本發明的高分子化合物或本發明的組成物者。相對於發光層整體,前述膜中的前述金屬錯合物、前述高分子化合物或前述組成物之含量通常是0.1至100重量%,並以0.1至80重量%為佳,而以0.5至60重量%較佳。本發明的發光元件,是以前述發光層含有前述金屬錯合物、前述高分子化合物或前述組成物為佳。
當本發明的發光元件為單層型時,前述膜為發光層,而此發光層含有前述金屬錯合物或前述高分子化合物。
當本發明的發光元件為多層型時,例如採為以下的構成。
(a) 陽極/電洞輸送層/發光層/陰極
(b) 陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/陰極
(c) 陽極/發光層/電子輸送層/陰極
(d) 陽極/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(e) 陽極/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極
(f) 陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極
(g) 陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
本發明的發光元件之陽極係供應電洞至電洞注入層、電洞輸送層、發光層等,宜具有4.5eV以上的功函數。
陽極的材料可使用金屬、合金、金屬氧化物、導電性化合物、此等物質之混合物等。陽極的材料,可列舉:氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)等導電性金屬氧化物;金、銀、鉻、鎳等金屬;以及此等導電性金屬氧化物與金屬之混合物或積層物;碘化銅、硫化銅等無機導電性物質;聚苯胺類、聚噻吩類(PEDOT等)、聚吡咯等有機導電性材料;此等物質與ITO的積層物等。
本發明的發光元件之陰極係供應電子至電子注入層、電子輸送層、發光層等。
陰極的材料,可使用金屬、合金、金屬鹵化物、金屬氧化物、導電性化合物或此等之混合物,可舉例如:鹼金屬(鋰、鈉、鉀、銫等)以及其氟化物及氧化物;鹼土金屬(鎂、鈣、鋇等)以及其氟化物及氧化物;金、銀、鉛、鋁、合金及混合金屬類(鈉-鉀合金、鈉-鉀混合金屬、鋰-鋁合金、鋰-鋁混合金屬、鎂-銀合金、鎂-銀混合金屬等)、稀土金屬(鐿等)等。
本發明的發光元件之電洞注入層及電洞輸送層,是具有由陽極注入電洞之機能、輸送電洞之機能、或阻擋由陰極注入的電子之機能的層。
電洞注入層及電洞輸送層之材料,可使用已周知的材料,例如咔唑衍生物、三唑衍生物、唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑哢(pyrazolone)衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查耳酮(amino substituted chalcone)衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙(hydrazone)衍生物、二苯乙烯衍生物、矽氮烷(silazane)衍生物、芳香族三級胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二次甲基(dimethylidyne)類化合物、卟啉類化合物、聚矽烷類化合物、聚(N-乙烯咔唑)衍生物、有機矽烷衍生物、含此等化合物之聚合物等。其他尚可列舉苯胺類共合聚物、噻吩寡聚物、聚噻吩等導性高分子寡聚物。此等材料可使用一種,也可併用二種以上。前述電洞注入層及前述電洞輸送層可為由前述材料的一種或二種以上所構成的單層結構,也可為由複數層的同一組成或不同組成所構成之多層結構。
在使用高分子量的化合物時,電洞輸送層之成膜方法可舉例如由溶液成膜的方法。
由溶液成膜時所使用的溶媒,宜為可將電洞輸送層所使用的材料溶解或均勻分散之溶媒。該溶媒可舉例如:氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯、鄰-二氯苯等氯系溶媒;四氫呋喃、二烷、茴香醚(anisole)等醚類溶媒;甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲基苯、乙基苯、環己苯等芳香族烴類溶媒;環己烷、甲基環己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷等脂肪族烴類溶媒;丙酮、甲基乙基酮、環己酮等酮類溶媒;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙基賽珞蘇醋酸酯等酯類溶媒;乙二醇、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單甲醚、二甲氧基乙烷、丙二醇、二乙氧基甲烷、三乙二醇單乙醚、甘油、1,2-己二醇等多元醇及其衍生物;甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、環己醇等醇類溶媒;二甲基亞碸等亞碸類溶媒;N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺等醯胺類溶媒。此等溶媒可單獨使用一種,也可併用二種以上。
在由溶液成膜時,可使用旋轉塗布法、鑄壓法(casting method)、微凹板塗布法、凹板塗布法、棒式塗布法(bar coating method)、輥塗法(roll coating method)、線棒塗布法、浸塗法、噴塗法、網版印刷法、柔版印刷法(flexographic printing method)、膠版印刷法(offset printing method)、噴墨印刷法、毛細管塗布法、噴嘴塗布法等塗布法。
電洞輸送層的膜厚之最適值,係因使用材料而異,但只要選擇使驅動電壓與發光效率成為適度值的厚度即可,通常是1nm至1μm,並以2至500nm為佳,而以5至200nm較佳。
將電洞輸送層以鄰接發光層之方式設置時,尤其是以塗布法形成兩方的層時,二層的材料會混合而可能對元件之特性等造成不良影響。在以塗布法形成電洞輸送層之後,再以塗布法形成發光層時,欲使二層材料較少混合的方法,可列舉如:以塗布法形成電洞輸送層後,將該電洞輸送層加熱,使其變成不溶於製作發光層時所使用的有機溶媒後,再形成發光層。前述加熱的溫度通常是150至300℃。前述加熱的時間通常是1分鐘至1小時。此時,由於可藉由加熱而去除溶媒不溶的成分,故在加熱後、形成發光層之前,只要以形成發光層時所使用的溶媒清洗該電洞輸送層即可。當藉由加熱而充分進行溶媒不溶化時,可省略該清洗的步驟。為了能藉由加熱而充分進行溶媒不溶化,宜使用分子內至少含有一個可聚合的基之化合物來作為電洞輸送層所使用的高分子量化合物。並且,前述可聚合之基的個數,宜相對於分子內的構成單元之個數而為其5%以上。
上述電洞輸送層中所用的高分子量化合物之具體例,可列舉以下之式表示的化合物。又,式中,v、w、x及y表示組成比。
本發明的發光元件之電子注入層及電子輸送層,是具有由陰極注入電子之機能、輸送電子之機能、或阻擋由陽極注入的電洞之機能的層。
電子注入層及電子輸送層之材料,可列舉三唑衍生物、唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、茀酮衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮(anthrone)衍生物、二苯基醌(diphenylquinone)衍生物、硫代哌喃二氧化物(thiopyran dioxide)衍生物、碳二醯亞胺(carbodiimide)衍生物、茀二亞基甲烷(fluorenylidene methane)衍生物、二(苯乙烯基)吡衍生物、萘、苝等芳香環四羧酸酐、酞菁衍生物、8-喹啉酚衍生物的金屬錯合物或金屬酞菁、以苯并唑或苯并噻唑作為配位子之金屬錯合物所代表的各種金屬錯合物、有機矽烷衍生物。此等材料可僅使用一種,也可併用二種以上。前述電子注入層及前述電子輸送層,可為由前述材料的一種或二種以上所構成的單層結構,也可為由複數層的同一組成或不同組成所構成的多層結構。
本發明的發光元件中,也可使用絕緣體或半導體之無機化合物作為電子注入層、電子輸送層的材料。只要電子注入層、電子輸送層是由絕緣體或半導體所構成時,即可有效防止電流之漏失,進而提高電子注入性。
前述絕緣體可列舉鹼金屬硫族化合物(alkali metal chalcogenide)、鹼土金屬硫族化合物、鹼金屬的鹵化物或鹼土金屬的鹵化物。
鹼土金屬硫族化合物是以CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、CaSe為佳。
前述半導體可列舉含有選自Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及Zn所成群組中之至少一種元素的氧化物、氮化物及氧氮化物。
此等材料可只使用一種也可併用二種以上。
本發明的發光元件中,也可在與陰極相接的膜之界面領域中添加還原性摻雜物(dopant)。
還原性摻雜物宜為選自鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬錯合物、鹼土金屬錯合物及稀土金屬錯合物所成群組中的至少一種化合物。
本發明的發光元件之發光層,具有在外加電壓時可使電洞由陽極或電洞注入層注入並使電子由陰極或電子注入層注入之機能、以電場之力使已注入的電荷(電子與電洞)移動的機能、提供電子與電洞再結合之場所而使其發光的機能。
前述發光層宜含有前述金屬錯合物、前述高分子化合物或前述組成物,也可含有以前述金屬錯合物、前述高分子化合物或前述組成物作為客體(guest)材料之主體(host)材料。
前述主體材料可列舉具有茀架構之化合物、具有咔唑架構之化合物、具有二芳基胺架構之化合物、具有吡啶架構之化合物、具有吡架構之化合物、具有三架構之化合物、具有芳基矽烷架構之化合物。前述主體材料的T1(最低三重態激發狀態之能階)宜大於客體材料之該能階,並以其差大於0.2eV為更佳。前述主體材料可為低分子化合物,也可為高分子化合物。可藉由將前述主體材料與前述金屬錯合物、前述高分子化合物或前述組成物混合後塗布或共蒸鍍等,而形成在前述主體材料中摻雜有前述金屬錯合物、前述高分子化合物或前述組成物的發光層。
在本發明的發光元件中所用的各層之成形方法,可列舉真空蒸鍍法(電阻加熱蒸鍍法、電子束法等)、濺鍍法、LB法、分子積層法、塗布法[濕式法(wet process)](鑄壓法、旋轉塗布法、棒式塗布法、刮刀塗布法、輥塗法、凹板印刷法、網版印刷法、噴墨法等)等。此等成形法之中,就簡化製程而言,是以塗布法為佳。在前述塗布法中,是先調製含有本發明的金屬錯合物或本發明的高分子化合物之塗布液(組成物),然後將該塗布液塗布在所要求的層(或電極)上,使其乾燥後,即可形成各層。在前述塗布液之中,也可含有主體材料、抗氧化劑、黏度調整劑、作為黏合劑(binder)的樹脂。
前述樹脂在溶媒中可為溶解狀態,也可為分散狀態。前述樹脂可列舉聚乙烯咔唑、聚烯烴等高分子化合物,其具體例可列舉聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚醚、聚碸、聚苯醚(polyphenyleneoxide)、聚丁二烯、聚(N-乙烯咔唑)、烴樹脂、酮樹脂、苯氧樹脂、聚醯胺、乙基纖維素、醋酸乙烯酯、ABS樹脂、聚胺酯(polyurethane)、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂(alkyd resin)、環氧樹脂、矽樹脂(silicon resin)。
本發明的發光元件之各層的厚度,雖然是因材料的種類或層構成而異,但以數nm至1μm為佳。
本發明的發光元件之用途,可列舉面狀光源、照明裝置、標誌(sign)、背光、顯示裝置、印表機列印頭(printer head)等。前述顯示裝置可使用已知的驅動技術、驅動電路等,選擇區段(segment)型、點矩陣型等構成。
[實施例]
以下,雖然是為了詳細說明本發明而列示實施例,但本發明並不侷限於此等例之範圍。
高分子化合物的換算成聚苯乙烯時的數平均分子量及重量平均分子量,是藉由分子大小排阻層析儀(size exclusion chromatography(SEC))(島津製作所製,商品名:LC-10Avp)求得。又,該SEC的測定條件是依照以下的[測定條件1]或[測定條件2]。
[測定條件1]
使欲測定的高分子化合物以成為大約0.05重量%之濃度的方式溶解於四氫呋喃中後,將50μL注入SEC中。使用四氫呋喃作為SEC的移動相,以0.6mL/分鐘的流速流動。使用直排連接的二支TSK gel Super HM-H(東曹製)與一支TSK gel Super H2000(東曹製)作為管柱(column)。檢測器是使用示差折射率檢測器(島津製作所製,商品名:RID-10A)。
[測定條件2]
使欲測定的高分子化合物以成為大約0.05重量%之濃度的方式溶解於四氫呋喃中後,將10μL注入SEC中。使用四氫呋喃作為SEC的移動相,以2.0mL/分鐘的流量流動。使用PLgel MIXED-B(Polymer Laboratories製)作為管柱。檢測器是使用UV-VIS檢測器(島津製作所製,商品名:SPD-10Avp)。
LC-MS的測定是依照下述方法進行。使測定試料在氯仿或四氬呋喃中溶解成大約2mg/mL的濃度後,將其大約1μL注入LC-MS中(Agilent Technology製,商品名:1100LCMSD)。如無特別的限定,LC-MS的移動相是使用不斷改變比率的乙腈與四氫呋喃,並以0.2mL/分鐘的流量流動。管柱是使用L-column 2 ODS(3μm)(化學物質評估研究機構製,內徑:2.1mm,長度:100mm,粒徑:3μm)。
NMR的測定是依照下述方法進行。使測定試料5至10mg溶解於大約0.5mL的重氯仿或重四氫呋喃中後,使用NMR(Varian製,商品名:MERCURY 300;或Bruker製,商品名:AVANCE600 TCI cryoprobe)測定。MALDI-TOFMS的測定是依照下述的[測定方法1]或[測定方法2]進行。
[測定方法1]
使α-氰基-4-羥基桂皮酸溶解於甲醇中而調製飽和溶液後,將此液作為基質溶液(matrix solution)。對大約4mg欲測定的高分子化合物添加200μL的氯仿,使其溶解,再以200μL的氯仿稀釋此溶液20μL後,作為試料溶液。將基質溶液20μL與試料溶液20μL混合後,塗布在MALDI板上,進行MALDI-TOFMS的測定。測定係使用MALDI-TOFMS裝置:Voyager-DE STR(Applied Biosystems公司製),以測定模式:反射器模式(Reflector)、加速電壓:20kV、雷射:N2 (337nm)進行測定。
[測定方法2]
對大約4mg的1,1,4,4-四苯基-1.3-丁二烯添加400μL的四氫呋喃,使其溶解而調製後,將此液作為基質溶液。對大約0.1mg欲測定的高分子化合物添加200μL的四氫呋喃,使其溶解而調製,將此液作為試料溶液。將基質溶液50μL與試料溶液10μL混合後,塗布在MALDI板上,進行MALDI-TOFMS的測定。測定係使用MALDI-TOFMS裝置:REFLEX Ⅲ(Bruker公司製),以測定模式:反射器模式、加速電壓:27.5kV、雷射:N2 (337nm)進行測定。
<合成例1>(高分子化合物P-1之合成)
在已連接Dimroth冷凝器的200mL可分離式燒瓶中,加入9,9-二辛基茀-2,7-二硼酸乙二醇酯3.18g(6.0mmol)、9,9-二辛基-2,7-二溴茀3.06g(5.4mmol)、N,N’-雙(4-溴苯基)-N,N’-雙(2,6-二甲基-4-第三丁基苯基)-1,4-苯二胺0.44g(0.6mmol)、甲基三辛基氯化銨(商品名:Aliquat336,Aldrich公司製)0.82g及甲苯60mL。於氮氣環境下,加入雙(三苯基膦)二氯化鈀4.2mg後,加熱至85℃。在所得的溶液中,一邊滴下17.5重量%碳酸鈉水溶液16.3mL,一邊加熱至105℃之後,攪拌1.5小時。接著,加入苯基硼酸0.74g及雙(三苯基膦)二氯化鈀4.2mg與甲苯30mL後,於105℃中攪拌17小時。由所得的溶液中去除水層之後,加入N,N-二乙基二硫胺甲酸鈉三水合物3.65g及離子交換水36 mL,於85℃中攪拌2小時。將有機層與水層分離之後,依序以離子交換水80 mL(二次)、3重量%醋酸水溶液80 mL(二次)、離子交換水80 mL(二次)清洗有機層。在將清洗後的有機層滴入甲醇930 mL中時,因會產生沉澱物,故將該沉澱物過濾之後,使其乾燥,得到固體。
使此固體溶解於甲苯190 mL中,調製成溶液,使該溶液通液至之前已通液過甲苯的矽膠(silica gel)/氧化鋁管柱中,將所得的溶液滴入甲醇930 mL中時,因會產生沉澱物,再將該沉澱物過濾、乾燥後,得到依下述莫耳比具有如下述式表示之重複單元的高分子化合物(P-1)(4.17g)。經[測定條件1]測定的高分子化合物(P-1)的換算成聚苯乙烯的數平均分子量Mn為2.7×105 ,換算成聚苯乙烯的重量平均分子量Mw為7.1×105
<實施例1>(金屬錯合物MC-1之合成與評估)
首先,依照日本特開2008-179617號公報的方法,合成5-溴-2-苯基吡啶及4,6-雙(4-第三丁基苯基)-2-氯-1,3,5-三
於氮氣流下,在反應器中量取5-溴-2-苯基吡啶(103.0g,440mmol)與脫水二乙醚1320mL,並冷卻至-67℃。於其中以20分鐘滴加正丁基鋰/己烷溶液(1.59M,318.2mL,506mmol)。滴畢後,於-67℃下攪拌所得的溶液1.5小時,接著,加入硼酸三異丙酯(95.2g,506mmol),於67℃下攪拌4小時後使其緩緩昇溫至室溫,攪拌一整夜。將1N氫氧化鈉水溶液440mL與蒸餾水500mL加入反應溶液中後,於室溫中攪拌30分鐘。以分液操作從反應溶液中回收水層後,再於其中加入大約400mL的3N鹽酸使pH調整至5時,產生糖狀的沉澱物。以傾析(decantation)從反應溶液中去除上清液,以蒸餾水200mL清洗此沉澱物二次之後,使其溶解於甲醇800mL中,得到甲醇溶液。以醋酸乙酯1000mL萃取上清液二次後,以無水硫酸鎂使其乾燥之後,與此甲醇溶液合併而進行減壓濃縮。在所得的殘渣中加入醋酸乙酯,以共沸去除水分後,得到淺灰色粉末的化合物L-1(82.9g)。
在反應容器中,量取4,6-雙(4-第三丁基苯基)-2-氯-1,3,5-三(137.1g,361mmol)、化合物L-1(82.6g,415mmol)、甲苯(2890mL)及肆(三苯基膦)鈀(0)(8.34g,7.22mmol),於氮氣流下在50℃中攪拌時使固形份溶解。將2M碳酸鈉水溶液(722 mL)加入所得的溶液中,使其回流17小時。從反應溶液中回收有機層,以5重量%碳酸氫鈉水溶液1000mL及10重量%食鹽水100mL清洗。以硫酸鈉使清洗後的有機層乾燥後,濃縮成大約400 mL。以矽膠管柱層析儀(甲苯)精製所得的濃縮液後,餾去溶媒。使所得的殘渣溶解於氯仿350mL中,加入乙醇(1400mL)使其結晶化。將結晶過濾回收之後,以乙醇500mL清洗該結晶,經乾燥後得到化合物L-2(169.2g)。
(化合物L-2)LC-MS(APPI,正(positive))m/z:499([M+H]+ )
又,在針對本化合物測定LC-MS時,LC-MS的移動相是一邊使用已加入大約0.1重量%的醋酸之離子交換水與已加入大約0.1重量%的醋酸之乙腈,一邊改變其比率,且以0.2mL/分鐘的流量流動。1 H NMR(300MHz、CDCl3 )δ1.42(s,18 H),7.52(m,3 H),7.62(d,J=6.8 Hz,4 H),7.95(d,J=8.4 Hz,1 H),8.16(d,J=7.3 Hz,2 H),8.69(d,J=6.8 Hz,4 H),9.04(d,J=8.4 Hz,1 H),10.02(s,1 H).
在反應容器中,量取化合物L-2(22.17g,44mmol)、氯化銥三水合物(6.95g,20mmol)、2-乙氧基乙醇(96mL)及水(32mL),於氬氣流下,以140℃加熱15小時。空冷後,將所得的混合物過濾分離,以甲醇(150mL)、水(100mL)、甲醇(150mL)的順序清洗殘渣後,得到紅色固體。使此紅色固體溶解於氯仿(200mL)中,添加乙醇(300mL)後,使其回流2小時。空冷後,將析出的固體過濾回收,並以乙醇清洗。重複此操作三次之後,收集所得的固體,經減壓乾燥後,得到金屬錯合物Complex 1(20.03g)。
在反應容器中,量取金屬錯合物Complex 1(759mg,0.30mmol)、依照國際公開第2006/062226號小冊中的方法合成之化合物L-3(330mg,0.61mmol)及二乙二醇二甲醚(diglyme)(32mL),加入三氟甲烷磺酸銀(157mg,0.61mmol),於氬氣流下在100℃中攪拌10小時。空冷後,在反應混合物中加入純水(50mL),將生成的沉澱物過濾分離。在此沉澱物中加入甲苯/己烷(1/2(體積基準))混合溶媒(40mL),並過濾。以硫酸鈉使濾液乾燥。過濾此溶液後,經矽膠管柱層析儀(己烷/甲苯=1/1.5(體積基準))精製,餾去溶媒。以甲醇(50mL)清洗所得的殘渣,使其減壓乾燥後,可得金屬錯合物MC-1(252mg,0.15mmol)。(金屬錯合物MC-1)LC-MS(APCI,正)m/z:1733([M+H]+ )‧1 H NMR(600MHz、THF-d8)δ1.22(s,18 H),1.35(s,18 H),1.38(s,18 H),6.81(m,1 H),6.82(m,1 H),6.86(m,1 H),6.90(m,1 H),6.96(d,J=7.1 Hz,1 H),7.41(d,J=7.1 Hz,1 H),7.22(d,J=8.2 Hz,1 H),7.24(d,J=8.2 Hz,1 H),7.47(d,J=8.2 Hz,4 H),7.48(d,J=8.5 Hz,4 H),7.50(d,J=8.2 Hz,4 H),7.66(m,1 H),7.66(d,J=8.2 Hz,4 H),7.71(m,2 H),7.74(s,1 H),7.84(s,2 H),7.89(d,J=7.9 Hz,1 H),7.93(d,J=7.9 Hz,1 H),8.03(d,J=6.4 Hz,1 H),8.06(m,1 H),8.29(d,J=8.8 Hz,1 H),8.38(d,J=8.5 Hz,4 H),8.41(d,J=8.8 Hz,1 H),8.43(d,J=8.2 Hz,4 H),8.67(s,1H),8.99(d,J=8.8 Hz,1 H),9.21(m,1 H),9.23(d,J=8.8 Hz,1 H),9.28(s,1 H),9.44(s,1 H).
‧金屬錯合物MC-1之EL發光特性
調製由高分子化合物P-1(92.5重量份)與金屬錯合物MC-1(7.5重量份)的混合物之1.5重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物A」),以及由下述式表示的重複單元所構成的高分子化合物P-5之0.5重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物B」);該化合物P-5的換算成聚苯乙烯時的重量平均分子量為2.7×105 ,換算成聚苯乙烯時的數平均分子量為7.9×104
在以濺鍍法而附有厚度150nm的ITO膜之玻璃基板上,使用聚(伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸的溶液(Bayer公司,商品名:Baytron P),藉由旋轉塗布法而進行厚度65nm的成膜,再使其於加熱板上以200℃乾燥10分鐘。
接著,使用組成物B並藉由旋轉塗布法以2000rpm的旋轉速度成膜後,在氮氣環境下於180℃中乾燥60分鐘。俟此基板回復到室溫之後,使用組成物A並藉由旋轉塗布法以2050rpm的旋轉速度成膜。所得膜之平均膜厚度大約為80nm。將此膜置於氮氣環境下以130℃乾燥10分鐘之後,蒸鍍鋇大約5nm、接著蒸鍍鋁大約80nm而作為陰極,製作成有機EL元件。又,是在真空度達到1×10-4 Pa以下之後,才開始金屬的蒸鍍。
對所得的有機EL元件外加電壓後,得到在615nm具有波峰的紅色EL發光。此有機EL元件顯示大約11.7V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為7.38cd/A。
‧金屬錯合物MC-1之PL發光特性
調製高分子化合物P-1(92.5重量份)與金屬錯合物MC-1(7.5重量份)的混合物之1.0重量%甲苯溶液(以下稱為「組成物C」)。將此組成物C保存在手套工作箱(glove box)(MBRAUN公司,商品編號:UNI lab-2000)中的貼附有抗紫外線膜(商品名:Seiden(註冊商標)CryStal,商品編號:1-9112-05)之螢光燈下。在剛調製完組成物C後、在二天後、在九天後,藉由旋轉塗布法並以2000rpm的旋轉速度使組成物C成膜在石英玻璃,得到組成物C之膜。
在利用分光螢光強度計(日本分光股份有限公司製,商品名:JASCO FP-6500 Spectrofluorometer)測定所得膜之光致發光光譜(photoluminescence spectrum)時,得到於610nm具有波峰的紅色發光。使用剛調製完後之組成物C所製作成之膜的發光波峰強度係規格化為1,計算出使用二天後、九天後的組成物C所製作成之膜的發光波峰強度之相對值,分別為0.96、0.95。
<實施例2>(金屬錯合物MC-2之合成與評估)
在反應容器中,量取金屬錯合物Complex 1(760mg,0.30mmol)、依照國際公開第2002/044189號小冊中的方法合成之化合物L-4(330mg,0.61mmol)及二乙二醇二甲醚(9mL),於其中加入三氟甲烷磺酸銀(154mg,0.60mmol),在氬氣流下於100℃中攪拌20小時。空冷後,在反應混合物中加入純水(50mL),將生成的沉澱物過濾分離。將此沉澱物溶解於氯仿/己烷(1/3(體積基準))混合溶媒(50mL),並以硫酸鈉使其乾燥。過濾所得之溶液後,以矽膠管柱層析儀(己烷/氯仿=1/1.5(體積基準))精製後,餾去溶媒。以甲醇(50mL)清洗所得的殘渣,使其減壓乾燥後,得到金屬錯合物MC-2(234mg,0.16mmol)。(金屬錯合物MC-2)LC-MS(APCI,正)m/z:1448([M+H]+ )1 H NMR(300MHz、CDCl3 )δ1.13(s,9 H),1.22(s,18 H),1.38(s,18 H),6.85-7.04(m,7 H),7.10(s,1 H),7.40(m,9 H),7.60(m,2 H),7.83(m,4 H),8.09(d,1 H),8.18(t,2 H),8.25(d,4 H),8.35(d,4 H),8.90(d,1 H),9.01(d,1 H),9.09(d,1 H),9.15(s,1 H),9.23(s,1 H).
‧金屬錯合物MC-2之PL發光特性
調製高分子化合物P-1(92.5重量份)與金屬錯合物MC-2(7.5重量份)的混合物之1.0重量%甲苯溶液(以下稱為「組成物D」)。在實施例1的「金屬錯合物MC-1之PL發光特性」項中,除了使用組成物D取代組成物C之外,其餘進行與實施例1相同的操作,製作成膜。在測定所得膜的光致發光光譜時,得到於607nm具有波峰的紅色發光。使用剛調製完後之組成物D所製作成之膜的發光波峰強度係規格化為1,計算出使用二天後、九天後的組成物D所製作成之膜的發光波峰強度之相對值,分別為0.93、0.95。
<比較例1>(金屬錯合物M-1之合成與評估) ‧金屬錯合物MC-1之PL發光特性
調製高分子化合物P-1(92.5重量份)與依國際公開第2002/44189號小冊中之方法合成之下述式表示之金屬錯合物M-1(7.5重量份)的混合物之1.0重量%甲苯溶液(以下稱為「組成物E」)。在實施例1的「金屬錯合物MC-1之PL發光特性」項中,除了使用組成物E取代組成物C之外,其餘進行與實施例1相同的操作,製作成膜。在測定所得膜的光致發光光譜時,得到於619nm具有波峰的紅色發光。使用剛調製完後之組成物E所製作成之膜的發光波峰強度係規格化為1,計算出使用二天後、九天後的組成物E所製作成之膜的發光波峰強度之相對值,分別為0.91、0.47。
<實施例3>(金屬錯合物MC-1之其他合成) ‧金屬錯合物MC-3之合成
在反應容器中,量取金屬錯合物Complex 1(7.34g,3.0mmol)、乙醯丙酮(1.52g,15mmol)、碳酸鈉(3.18g,30mmol)及2-乙氧基乙醇(73mL),在氬氣流下於100℃中攪拌6小時。空冷後,將反應混合物過濾分離,以甲醇清洗所得的固體。使清洗後的固體溶解於氯仿/己烷(1/1(體積基準))混合溶媒(350mL)中,以矽膠管柱層析儀(己烷/氯仿=1/1(體積基準))精製後,餾去溶媒。使所得的殘渣溶解於氯仿/己烷(1/1(體積基準))混合溶媒(600mL)中,再次以矽膠管柱層析儀(己烷/氯仿=1/1(體積基準))精製後,使溶液濃縮至大約50 mL。將生成的沉澱物過濾分離後,以甲醇清洗所得的固體,經減壓乾燥後,得到金屬錯合物MC-3。使濾液濃縮至大約30mL,將產生的沉澱物過濾分離,以甲醇清洗所得的固體,經減壓乾燥後,得到金屬錯合物MC-3。所得的金屬錯合物MC-3之合計量為2.73g(2.1mmol)。(金屬錯合物MC-3)MALDI-TOFMS(正,[測定方法2])m/z:1287([M])1 H NMR(300MHz、CDCl3 )δ1.39(s,36 H),2.02(s,6 H),5.38(s,1 H),6.45(d,J=7.8 Hz,2 H),6.74(m,2 H),6.87(m,2 H),7.57(d,J=7.5 Hz,8 H),7.70(d,J=7.7 Hz,2 H),8.06(d,J=8.4 Hz,1 H),8.68(d,J=7.5 Hz,8 H),9.05(d,J=8.4 Hz,2 H),9.93(s,2 H).
‧金屬錯合物MC-1之合成
於氬氣流下,在反應容器中量取金屬錯合物MC-3(387mg,0.30mmol)、化合物L-3(165mg,0.30mmol)及乙二醇(15mL)後,以180℃加熱攪拌25小時。空冷後,將所得的反應溶液過濾,以水(10mL)、甲醇(50mL)的順序清洗殘渣。對清洗後的殘渣,添加甲苯/己烷混合溶媒(30mL)使其溶解。將所得的溶液以矽膠層析儀(展開溶媒:甲苯/己烷混合溶媒)精製後,餾去溶媒。以甲醇清洗所得的殘渣後,得到上述式表示的金屬錯合物MC-1(91mg,0.05mmol)。
<實施例4>(金屬錯合物MC-5之合成) ‧金屬錯合物MC-4之合成
於氬氣流下,在反應容器中量取金屬錯合物MC-1(4.25g,2.5mmol)與氯仿(400mL),使金屬錯合物溶解。在其中加入N-溴化丁二醯亞胺(872mg,4.9mmol),於室溫中攪拌24小時。使溶媒餾去後,在殘渣中加入氯仿/己烷混合溶媒(100mL),使其溶解。將所得的溶液以矽膠層析儀精製(展開溶媒:氯仿/己烷混合溶媒)。將溶出的溶液回收,使溶媒餾去之後,以甲醇清洗殘渣,得到上述式表示的金屬錯合物(MC-4,3.76g,2.0mmol)。(金屬錯合物MC-4)MALDI-TOFMS(正,[測定方法1])m/z:1890([M])1 H NMR(300MHz,THF-d8 )δ1.27(s,18 H),1.36(s,18 H),1.41(s,18 H),6.95(m,4 H),7.24(m,2 H),7.48(m,12 H),7.69(m,5 H),7.74(m,3 H),7.83(s,2 H),7.99(d,J=6.0 Hz,1H),8.09(m,3 H),8.40(m,9 H),8.54(d,J=8.6 Hz,1 H),8.68(s,1 H),9.05(m,1 H),9.22(m,2 H),9.28(d,J=8.6 Hz,1 H),9.46(s,1 H).
‧金屬錯合物MC-5之合成
於氬氣流下,在反應容器中量取金屬錯合物MC-4(2.84g,1.5mmol)、化合物L-5(1.56g,3.3mmol)、四乙基氫氧化銨20重量%水溶液(5.42g,7.4mmol)、肆(三苯基膦)鈀(o)(61mg,0.05mmol)、及四氫呋喃(90mL)後,使其回流14小時。在反應溶液中加入甲苯(60mL)與水(100mL)並清洗後,回收有機層。以飽和食鹽水(60mL)清洗此有機層後,以硫酸鈉使其乾燥。將所得溶液過濾後,使其濃縮至大約50mL。將所得的濃縮液以矽膠層析儀(展開溶媒:甲苯)精製。將溶出的溶液回收,使溶媒餾去之後,在所得的殘渣中加入氯仿/己烷混合溶媒(50mL)使其溶解。再將所得的溶液以矽膠層析儀(展開溶媒:氯仿/己烷)精製,餾去溶媒。使殘渣溶解於甲苯中,在所得的溶液中加入乙腈,使其結晶化而精製。將所得的固體過濾分離後回收,得到上述式表示的金屬錯合物MC-5(2.85g,1.2mmol)。
又,化合物L-5是依照WO 02/62226中的方法合成。(金屬錯合物MC-5)MALDI-TOFMS(正,[測定方法1])m/z:2413([M])1 H NMR(600MHz,THF-d8 )δ1.26(s,18 H),1.37(s,18 H),1.38(s,18 H),1.40(s,18 H),1.42(s,18 H),7.26(d,J=8.1 Hz,1 H),7.31(d,J=8.1 Hz,1 H),7.33(d,J=8.1 Hz,2 H),7.35(d,J=8.1 Hz,1 H),7.39(d,J=8.1 Hz,1 H),7.48(d,J=8.4 Hz,4 H),7.49(d,J=8.3 Hz,4 H),7.50(d,J=8.1 Hz,4 H),7.51(d,J=8.1 Hz,4 H),7.52(d,J=8.5 Hz,4 H),7.68(d,J=8.4 Hz,4 H),7.69(d,J=8.5 Hz,4 H),7.72(d,J=8.3 Hz,4 H),7.74(m,4 H),7.75(s,1 H),7.78(s,1 H),7.88(s,2 H),7.91(s,2 H),7.92(s,2 H),8.10(m,1 H),8.11(d,J=6.2 Hz,1 H),8.35(s,1 H),8.39(m,5 H),8.44(d,J=8.1 Hz,4 H),8.56(d,J=8.8 Hz,1 H),8.69(d,J=8.8 Hz,1 H),8.73(s,1 H),9.03(d,J=8.8 Hz,1 H),9.26(m,1 H),9.27(d,J=8.8 Hz,1 H),9.38(s,1 H),9.51(s,1 H).
<實施例5>(金屬錯合物MC-1之PL發光特性其2)
調製Aldrich公司的聚苯乙烯(GPC的標準物質,平均Mw=565,500)(92.5重量份)與金屬錯合物MC-1(7.5重量份)之混合物的2.0重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物F」)。在實施例1的「金屬錯合物MC-1之PL發光特性」項中,除了使用組成物F取代組成物C之外,其餘進行與實施例1相同的操作,製作成膜。在測定所得膜之光致發光光譜時,得到於610nm具有波峰的紅色發光。使用剛調製完後之組成物F所製作成之膜的發光波峰強度係規格化為1,計算出使用二天後的組成物F所製作成之膜的發光波峰強度之相對值為1.10。
<實施例6>(金屬錯合物MC-2之PL發光特性其2)
調製Aldrich公司的聚苯乙烯(GPC的標準物質,平均Mw=565,500)(92.5重量份)與金屬錯合物MC-2(7.5重量份)之混合物的2.0重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物G」)。在實施例1的「金屬錯合物MC-1之PL發光特性」項中,除了使用組成物G取代組成物C之外,其餘進行與實施例1相同的操作,製作成膜。在測定所得膜之光致發光光譜時,得到於609nm具有波峰的紅色發光。使用剛調製完後之組成物G所製作成之膜的發光波峰強度係規格化為1,計算出使用二天後的組成物G所製作成之膜的發光波峰強度之相對值為1.05。
<實施例7>(金屬錯合物MC-5之PL發光特性)
調製Aldrich公司的聚苯乙烯(GPC的標準物質,平均Mw=565,500)(92.5重量份)與金屬錯合物MC-5(7.5重量份)之混合物的2.0重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物H」)。在實施例1的「金屬錯合物MC-1之PL發光特性」項中,除了使用組成物H取代組成物C之外,其餘進行與實施例1相同的操作,製作成膜。在測定所得膜之光致發光光譜時,得到於610nm具有波峰的紅色發光。使用剛調製完後之組成物H所製作成之膜的發光波峰強度係規格化為1,計算出使用二天後的組成物H所製作成之膜的發光波峰強度之相對值為0.99。
<比較例2>(金屬錯合物M-1之PL發光特性其2)
調製Aldrich公司的聚苯乙烯(GPC的標準物質,平均Mw=565,500)(92.5重量份)與金屬錯合物M-1(7.5重量份)之混合物的2.0重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物I」)。在實施例1的「金屬錯合物MC-1之PL發光特性」項中,除了使用組成物I取代組成物C之外,其餘進行與實施例1相同的操作,製作成膜。在測定所得膜之光致發光光譜時,得到於620nm具有波峰的紅色發光。使用剛調製完後之組成物I所製作成之膜的發光波峰強度係規格化為1,計算出使用二天後的組成物I所製作成之膜的發光波峰強度之相對值為0.76。
<實施例8>(金屬錯合物MC-7之合成)
於氬氣流下,在反應容器中量取金屬錯合物MC-6(2.61g,1.9mmol)、化合物L-2(998mg,2.0mmol)及乙二醇(100mL)後,使其回流11小時。空冷後,將反應溶液過濾,以水(200mL)、甲醇(50mL)的順序清洗殘渣。在清洗後的殘渣中,加入氯仿/己烷混合溶媒使其溶解。將所得的溶液以矽膠層析儀(展開溶媒:氯仿/己烷)精製後,餾去溶媒。再以矽膠管柱層析儀重複精製三次,以餾去溶媒。以甲醇清洗所得的殘渣後,得到上述式表示的金屬錯合物MC-7(65mg,0.036mmol)。
又,金屬錯合物MC-6是依照日本特開2008-174499號公報中的方法合成。(金屬錯合物MC-7)MALDI-TOFMS(正,[測定方法2])m/z:1779([M])1 H NMR(300MHz,THF-d8 )δ1.33(s,18 H),1.35(s,18 H),1.39(s,18 H),6.79(t,J=7.5 Hz,1 H),6.88(t,J=7.5 Hz,1 H),7.01(d,J=7.5 Hz,1 H),7.16-7.33(m,4 H),7.39-7.55(m,14 H),7.62-7.76(m,16 H),7.82(s,4 H),7.86-8.01(m,3 H),8.32(m,5 H),8.58(s,1 H),8.65(s,1 H),8.97(d,J=8.6 Hz,1 H),9.11(d,J=8.1 Hz,1 H),9.21(m,1 H),9.26(s,1 H).
<實施例9>(高分子化合物PC-1之合成)
在100 mL的四口燒瓶中,加入2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)-9,9-二辛基茀(1.33g,2.1mmol)、9,9-二辛基-2,7-二溴茀(1.08g,2.0mmol)、2,4-雙(4-溴苯基)-6-(4-正己基苯基)-1,3,5-三(0.14g,0.26mmol)、N,N’-雙(4-溴苯基)-N,N’-雙(2,6-二甲基-4-第三丁基苯基)-1,4-苯二胺(0.19g,0.26mmol)、金屬錯合物MC-4(0.20g,0.10mmol)及甲苯(45mL)。於氮氣環境下加熱至100℃。加入雙(三苯基膦)二氯化鈀8.2mg。在所得的溶液中,滴入20重量%四乙基氫氧化銨水溶液9.15mg之後,攪拌14小時。接著,加入2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)-9,9-二辛基茀(0.18g,0.28mmol)、甲苯(10mL)及離子交換水(9mL),於105℃中攪拌3小時。接著,在其中加入苯基硼酸0.13g、雙(三苯基膦)二氯化鈀1.8mg與甲苯7 mL、20重量%四乙基氫氧化銨水溶液8mL後,於105℃中攪拌4小時。
從反應溶液中除去水層之後,在其中加入N,N-二乙基二硫胺甲酸鈉三水合物0.73g、離子交換水15mL,於80℃中攪拌2小時。使反應溶液的有機層與水層分離之後,以3.6重量%鹽酸40mL(二次)、2.5重量%氨水溶液40mL(二次)、離子交換水40mL(五次)的順序清洗有機層。
在將清洗後的有機層滴入甲醇500mL中時,因產生沉澱物,故將沉澱物過濾並使其乾燥後,得到固體。將此固體溶解於甲苯60mL中,使溶液通液至之前已通液過甲苯的矽膠/氧化鋁管柱。將通液後的溶出物滴入甲醇760mL中時,因產生沉澱物,故將沉澱物過濾,使其乾燥後,得到依以下之莫耳比具有下述式表示之重複單元的高分子化合物(以下稱為「高分子化合物PC-1」)1.55g。以[測定條件2]測定的高分子化合物PC-1的換算成聚苯乙烯時之數平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw),分別為Mn=1.1×104 、Mw=3.4×104
<實施例10>(有機EL元件X的製作)
調製高分子化合物P-1(80重量份)與金屬錯合物MC-1(20重量份)之混合物的1.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物J」),以及高分子化合物P-5的0.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物K」)。
在以濺鍍法而附有厚度150nm的ITO膜之玻璃基板上,使用聚(伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸的溶液(H. C. Starck公司,商品名:CLEVIOS P AI4083),藉由旋轉塗布法進行厚度65nm的成膜,使其在加熱板上以200℃乾燥10分鐘。
接著,使用組成物K並藉由旋轉塗布法以2000rpm的旋轉速度成膜為大約厚度20nm後,於氮氣環境下以180℃乾燥60分鐘。使由此而得的基板回復至室溫後,使用組成物J並藉由旋轉塗布法以2180rpm的旋轉速度成膜為大約厚度80nm。將此膜置於氮氣環境下以130℃乾燥10分鐘,然後蒸鍍鋇大約5nm,接著蒸鍍鋁大約80nm而作為陰極,製作成有機EL元件X。又,是在使真空度達到1×10-4 Pa以下之後,才開始金屬的蒸鍍。
對有機EL元件X外加電壓後,得到於615nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件X顯示大約9.3V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為11.1cd/A。
<比較例3>(有機EL元件CX的製作)
調製高分子化合物P-1(80重量份)與金屬錯合物M-1(20重量份)之混合物的1.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物L」)。在實施例10中,除了使用組成物L取代組成物J之外,其餘進行與實施例10相同的操作,製作成有機EL元件CX。對有機EL元件CX外加電壓後,得到於620nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件CX顯示大約7.7V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為5.8cd/A。
<合成例2>(高分子化合物P-3之合成)
在反應容器中,加入9,9-雙(3-己基苯基)-2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)茀91.83g(124mmol)、9,9-二辛基-2,7-二溴茀17.30g(31.6mmol)、N,N-雙(4-溴苯基)-N’,N’-雙(4-丁基苯基)-1,4-苯二胺51.69g(75.7mmol)、9,9-雙(二環[4.2.0]辛-1,3,5-三烯-3-基)-2,7-二溴茀10.00g(18.9mmol)、及甲苯2112g。於氮氣環境下,將溶液加熱至90℃後,加入雙(三苯基膦)二氯化鈀88.6mg。接著,於其中以60分鐘滴入20重量%四乙基氫氧化銨水溶液436.7g。從開始滴下20重量%四乙基氫氧化銨水溶液時算起,於90℃中攪拌5小時後,追加苯基硼酸1.54g及甲苯60g,再攪拌14小時。從反應溶液中除去水層之後,在其中加入N,N-二乙基二硫胺甲酸鈉三水合物140.3g、離子交換水1.20kg及甲苯1.80kg,於40℃中攪拌3小時。使反應溶液的有機層與水層分離之後,以10重量%鹽酸(二次)、3重量%氨水溶液(二次)、離子交換水(二次)的順序清洗有機層。使清洗後的有機層通液至之前已通液過甲苯之填充有矽膠及氧化鋁的管柱後,將通過的溶液滴入甲醇中而析出沉澱物。將沉澱物過濾使其乾燥後,得到依以下之莫耳比而具有下述式表示之重複單元的高分子化合物(以下稱為「高分子化合物P-3」)204g。以[測定條件2]測定的高分子化合物P-3的換算成聚苯乙烯時之數平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw),分別為Mn=6.4×104 、Mw=2.1×105
又,9,9-雙(3-己基苯基)-2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)茀是依照國際公開第2010/013723號小冊中的方法合成。N,N-雙(4-溴苯基)-N’,N’-雙(4-丁基苯基)-1,4-苯二胺是依照日本特開2003-226744號公報中的方法合成。9,9-雙(二環[4.2.0]辛-1,3,5-三烯-3-基)-2,7-二溴茀依照日本特開2003-106241號公報中的方法合成。
<合成例3>(高分子化合物P-4之合成)
在反應容器中,加入9,9-雙(3-己基苯基)-2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷-2-基)茀15.27g(20.7mmol)、2,7-雙(N-(4-溴苯基)-N-(4-甲基苯基)胺基)-9,9-二辛基茀15.97g(17.5mmol)、9,9-雙(二環[4.2.0]辛-1,3,5-三烯-3-基)-2,7-二溴茀1.33g(3.1mmol)及甲苯436g。於氮氣環境下,將溶液加熱至90℃後,加入雙(三苯基膦)二氯化鈀14.4mg。接著,於其中以60分鐘滴入20重量%四乙基氫氧化銨水溶液71.50g。從開始滴下20重量%四乙基氫氧化銨水溶液時算起,在90℃中攪拌7小時後,追加苯基硼酸0.25g及甲苯12g,再攪拌14小時。接著,加入N,N-二乙基二硫胺甲酸鈉三水合物11.46g、離子交換水120g及甲苯183g,於40℃中攪拌3小時。從反應溶液中除去水層之後,在其中加入離子交換水120g,於40℃中攪拌0.5小時。使反應溶液的有機層與水層分離之後,以10重量%鹽酸(二次)、3重量%氨水溶液(二次)、離子交換水(二次)的順序清洗有機層。使清洗後的有機層通液至之前已通液過甲苯之填充有矽膠及氧化鋁的管柱後,將通過的溶液滴入甲醇中而析出沉澱物。將沉澱物過濾使其乾燥後,得到依以下之莫耳比具有下述式表示之重複單元的高分子化合物(以下稱為「高分子化合物P-4」)21.14g。以[測定條件2]測定的高分子化合物P-4的換算成聚苯乙烯時的數平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw),分別為Mn=4.5×104 、Mw=2.0×105
又,2,7-雙(N-(4-溴苯基)-N-(4-甲基苯基)胺基)-9,9-二辛基茀是依照日本特表2007-512249號公報中的方法合成。
<實施例11>(有機EL元件Y的製作)
調製依以下之莫耳比具有下述式表示之重複單元的高分子化合物P-2(92.5重量份)與金屬錯合物MC-1(7.5重量份)之混合物的1.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物M」),以及高分子化合物P-3的0.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物N」)。
高分子化合物P-2是依照國際公開第2009/157430號小冊中的方法合成。以[測定條件2]測定的高分子化合物P-2的換算成聚苯乙烯時的數平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw),分別為Mn=1.4×105 、Mw=3.7×105
在以濺鍍法而附有厚度150nm的ITO膜之玻璃基板上,使用聚(伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸的溶液(H. C. Starck公司,商品名:CLEVIOS P AI4083),藉由旋轉塗布法進行厚度65nm的成膜,使其在加熱板上以200℃乾燥10分鐘。
接著,使用組成物N並藉由旋轉塗布法以1200rpm的旋轉速度成膜為大約厚度20nm後,於氮氣環境下以180℃乾燥60分鐘。使此基板回復至室溫,然後使用組成物M並藉由旋轉塗布法以3280rpm的旋轉速度成膜為大約厚度80nm。將此膜置於氮氣環境下以130℃乾燥10分鐘,然後蒸鍍鋇大約5nm,接著蒸鍍鋁大約80nm而作為陰極,製作成有機EL元件Y。又,是在使真空度達到1×10-4 Pa以下之後,才開始金屬的蒸鍍。
對有機EL元件Y外加電壓後,得到於615nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件Y顯示大約5.2V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為15.8cd/A。
<比較例4>(有機EL元件CY的製作)
調製高分子化合物P-2(92.5重量份)與金屬錯合物M-1(7.5重量份)之混合物的1.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物O」)。在實施例11中,除了使用組成物O取代組成物M之外,其餘進行與實施例11相同的操作,製作成有機EL元件CY。對有機EL元件CY外加電壓後,得到於620nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件CY顯示大約5.2V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為11.6cd/A。
<實施例12>(有機EL元件Z的製作)
調製高分子化合物P-4的0.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物P」)。
在以濺鍍法而附有厚度150nm的ITO膜之玻璃基板上,使用聚(伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸的溶液(H. C. Starck公司,商品名:CLEVIOS P AI4083),藉由旋轉塗布法進行厚度65nm的成膜,使其在加熱板上以200℃乾燥10分鐘。
接著,使用組成物P並藉由旋轉塗布法以1050rpm的旋轉速度成膜為大約厚度20nm後,使其於氮氣環境下以180℃乾燥60分鐘。使此基板回復至室溫,然後使用組成物M並藉由旋轉塗布法以3400rpm的旋轉速度成膜為大約厚度80nm。將此膜置於氮氣環境下以130℃乾燥10分鐘,然後蒸鍍鋇大約5nm,接著蒸鍍鋁大約80nm而作為陰極,製作成有機EL元件Z。又,是在使真空度達到1×10-4 Pa以下之後,才開始金屬的蒸鍍。
對有機EL元件Z外加電壓後,得到於615nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件Z顯示大約5.9V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為15.2 cd/A。
<實施例13>(有機EL元件XX的製作)
調製高分子化合物P-2(92.5重量份)與金屬錯合物MC-5(7.5重量份)之混合物的1.6重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物Q」)。在實施例12中,除了使用組成物Q取代組成物M之外,其餘進行與實施例12相同的操作,製作成有機EL元件XX。對有機EL元件CY外加電壓後,得到於615nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件XX顯示大約6.3V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為17.5cd/A。
<比較例5>(有機EL元件CXX的製作)
在實施例12中,除了使用組成物O取代組成物M之外,其餘進行與實施例12相同的操作,製作成有機EL元件CXX。對有機EL元件CXX外加電壓後,得到於620nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件CXX顯示大約5.9V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為11.1cd/A。
<實施例14>(有機EL元件YY的製作)
調製高分子化合物PC-1之2.5重量%二甲苯溶液(以下稱為「組成物R」)。在實施例12中,除了使用組成物R取代組成物M之外,其餘進行與實施例12相同的操作,製作成有機EL元件YY。對有機EL元件YY外加電壓後,得到於615nm具有波峰的紅色EL發光。有機EL元件YY顯示大約5.9V且1000cd/m2 的發光,最大發光效率為17.5cd/A。
[產業上的可利用性]
本發明的金屬錯合物、含金屬之高分子化合物及組成物,是溶液安定性優異的紅色發光材料(亦即,本發明的金屬錯合物、含金屬之高分子化合物及組成物是EL發光光譜的波峰波長為570至700nm的紅色發光材料)。使用此紅色發光材料的有機EL元件之發光效率優異。

Claims (8)

  1. 一種組成物,其含有:下述式(1a)表示之金屬錯合物或具有式(1a)表示之金屬錯合物的殘基之含金屬的高分子化合物;該組成物更含有:不含金屬的高分子化合物;該不含金屬的高分子化合物具有:選自下述式(7-1)表示的二價基、下述式(7-2)表示的二價基、下述式(7-3)表示的二價基、下述式(7-4)表示的二價基、下述式(7-5)表示的二價基及下述式(8)表示的二價基所成群組中的至少一種重複單元,與下述式(11)表示的重複單元; 式中,R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R8 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 、R18 、R19 及R20 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧 基或氰基;此等基也可具有取代基;R’表示氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、醯基、醯基氧基、醯胺基、醯亞胺基、亞胺殘基、取代胺基、取代矽烷基、取代矽烷氧基、取代矽烷硫基、取代矽烷胺基、一價雜環基、雜芳氧基、雜芳硫基、芳烯基、芳炔基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基;存在數個的R’係可為相同也可為相異; 式中,Y1 表示-C(R48 )(R49 )-、-O-C(R50 )(R51 )-、-O-、-S-、-B(R52 )-、-Si(R53 )(R54 )-、-P(R55 )-、-P(R56 )(=O)-或-N(R57 )-;R48 、R49 、R50 、R51 、R52 、R53 、R54 、R55 、R56 及R57 分別獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、 矽烷氧基、取代矽烷氧基、一價雜環基或鹵素原子;此等基也可具有取代基;R21 、R22 、R23 、R24 、R25 、R26 、R27 、R28 、R29 、R30 、R31 、R32 、R33 、R34 、R35 、R36 、R37 、R38 、R39 、R40 、R41 、R42 、R43 、R44 、R45 、R46 及R47 分別獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、芳烷氧基、芳烷硫基、芳烯基、芳炔基、胺基、取代胺基、矽烷基、取代矽烷基、鹵素原子、醯基、醯基氧基、亞胺殘基、醯胺基、醯亞胺基、一價雜環基、羧基、取代羧基或氰基;此等基也可具有取代基; 式中,Ar1 、Ar2 、Ar3 及Ar4 分別獨立地表示伸芳基或二價雜環基;Ar5 、Ar6 及Ar7 分別獨立地表示芳基或一價雜環基;Ar1 、Ar2 、Ar3 、Ar4 、Ar5 、Ar6 及Ar7 也可具有取代基;a及b分別獨立地為0或1,0≦a+b≦1; 式中,Ar11 及Ar12 分別獨立地表示伸芳基或二價雜環基;Ar13 表示芳基或一價雜環基;Ar11 、Ar12 及Ar13 也可具有取代基;Z6 、Z7 及Z8 分別獨立地表示-C(Rk )=或氮原子;Rk 表示氫原子或取代基;但是,Z6 、Z7 及Z8 的至少二個是氮原子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之組成物,其復含有電荷輸送材料、發光材料或此等材料之組合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之組成物,其復含有溶媒(solvent)或分散媒(disperse medium)。
  4. 一種膜,其含有申請專利範圍第1至3項中任一項所述之組成物。
  5. 一種元件,其含有申請專利範圍第1至3項中任一項所述之組成物。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之元件,其中,前述元件為發光元件。
  7. 一種面狀光源,其含有申請專利範圍第6項所述之元件。
  8. 一種照明裝置,其含有申請專利範圍第6項所述之元件。
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