TWI825002B - 銥錯合體化合物暨含有上述化合物之組成物、有機電致發光元件、顯示裝置及照明裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種最大發光波長為長波長且發光量子產率較高、磷光發光成紅色之銥錯合體化合物暨包含該化合物之組成物,且提供一種最大發光波長為長波長且發光效率較高之有機電致發光元件、暨使用該有機電致發光元件之顯示裝置及照明裝置。本發明係關於一種式(1)所表示之銥錯合體化合物,上述錯合體化合物至少具有萘啶(Naphthyridine)骨架作為配位於銥原子之配位子。
Description
本發明係關於一種銥錯合體化合物,尤其是關於一種作為有機電致發光元件之發光層之材料有用之銥錯合體化合物、含有該化合物之組成物及有機電致發光元件、暨具有該有機電致發光元件之顯示裝置及照明裝置。又,本發明亦關於一種可以高產率獲得銥錯合體化合物之新穎之製造方法。
有機電致發光(EL,Electroluminescence)照明或有機EL顯示器等利用有機電致發光元件(以下,稱為「有機EL元件」)之各種電子器件被實用化。有機EL元件由於因施加電壓較低而消耗電力較小,且亦可實現三原色發光,故而不僅應用於大型之顯示器監控器,亦開始應用於行動電話或智慧型手機所代表之中小型顯示器。
於該等有機EL顯示器中,可顯示更增添真實感之圖像之技術成為今後較大之開發目標之一。為此,要求所謂之4K8K面板等面板之高精細化,同時要求可於畫面中再現顏色之範圍之進一步擴張。例如,為了滿足作為色再現性之標準之一而規定之數位電影系統規範(DCI,Digital Cinema Initiatives)標準,必須自現有顯示器之色域進一步改善紅色與綠色之色度。尤其是關於紅色,必須 於不會使發光效率或元件驅動壽命劣化之情況下,將色度於CIE色度座標中設為x=0.680以上。因此,要求開發出最大發光波長存在於更長之波長側之紅色發光材料。
另一方面,目前,有機EL元件之大部分係藉由於真空下對有機材料進行蒸鍍而製造。又,有機EL元件係藉由將發光層或電荷注入層、電荷傳輸層等複數層積層而製造。因此,真空蒸鍍法之蒸鍍製程變得繁雜,生產性變差,又,利用真空蒸鍍法而製造之有機EL元件之照明或顯示器之面板大型化極其困難。因此,近年來,作為高效率地製造可用於大型顯示器或照明之有機EL元件之製程,研究塗佈法正盛行。塗佈法與真空蒸鍍法相比,具有可容易地形成穩定之層之優勢,故而期待應用於顯示器或照明裝置之量產化或大型器件。
此種有機EL元件之發光材料使用效率與耐久性優異之磷光發光性之銥錯合體化合物。針對該錯合體化合物不斷地進行目標色度或對溶劑之溶解性之調節或者元件耐久性之提高等改良研究,該等主要是利用錯合體之配位子之基本骨架之選擇、與針對該等導入適當之取代基等方法進行。有機EL元件中所使用之銥錯合體化合物,係具有主要由碳原子與氮原子或磷原子等雜原子之2個原子配位而成之雙牙配位子之環金屬化銥錯合體。尤其常使用銥原子上具有例如2個2-苯基吡啶或2-苯基喹啉之雜芳香環雙牙配位子之雙環金屬化錯合體、或者銥原子上具有3個2-苯基吡啶或2-苯基喹啉之雜芳香環雙牙配位子之三環金屬化錯合體。其中,判斷出三環金屬化錯合體於使用於有機EL元件之情況下耐久性相對較高,而被較佳地使用。
又,作為適用於塗佈法之高性能之紅色發光材料,可列舉銥錯合體化合物,正在嘗試欲藉由努力研究配位子而改善發光效率(例如,專利文獻1)。
迄今為止,報告有多數此種銥錯合體化合物之合成方法。為簡單說明,於以下之說明中,配位子使用2-苯基吡啶。作為一階段合成方法,已知有使氯化銥(III)與2-苯基吡啶之雜芳香環雙牙配位子反應之方法(非專利文獻1、化1)。然而,於該方法中,反應原料之氯成分殘留於環金屬化銥錯合體,或不僅目標之面式異構物(facial isomer),亦會產生大量經式異構物(meridional isomer)等異構體副產物。
此外,使三(乙醯丙酮)銥錯合體與雜芳香環雙牙配位子反應之一階段合成方法亦經常被使用(非專利文獻2、化2)。然而,該方法通常需要高溫條件(180℃以上),原料錯合體會昇華或由於缺乏該原料錯合體之熱穩定性而同時發生分解反應,結果,環金屬化銥錯合體之產率降低。
為了避免該等情形,經常使用非專利文獻3之經由氯 交聯銥雙核錯合體之兩階段合成方法或非專利文獻4及專利文獻2所記載之自雙核錯合體進而與交聯氯原子乙醯丙酮酸鹽交換而轉換成單核之雙(環金屬化)乙醯丙酮銥錯合體後,進而與其他配位子反應,藉此獲得目標物之方法。該等方法銥錯合體之配位子不同,適合合成混配三環金屬化銥錯合體化合物。尤其是由於後者之反應可抑制氯成分混入至產物中,故而適合作為合成要求較高之純度之有機EL元件材料之方法。
然而,於在前者之反應中藉由銀鹽將交聯氯去除而產生之配位不飽和之銥錯合體中間物不穩定之情況下,存在僅進行錯合體之分解而完全未產生目標物之情況。尤其是於所反應之配位子之反應性較低之情況下、例如體積大者或為了提高溶解性等而導入大量取代基者或者配位子之鹼性較低之情況下,該傾向顯著。於後者之反應中,於配位子之反應性較低之情況下,亦經常要求180℃以上之高溫下之反應,結果會產生原料化合物之分解或不期望之副反應,故而有產率變差之傾向。
因此,作為該兩階段合成方法之進一步改良,報告有於雙(環金屬化)乙醯丙酮銥錯合體與其他配位子之反應中,使銀鹽存在之方法(非專利文獻5)。銀鹽之作用機制雖不明確,但推測如下:銀鹽會捕捉反應中解離之乙醯丙酮配位子,故而抑制逆向反應,而反應產率提高。
專利文獻1:國際公開第2015/087961號
專利文獻2:日本專利特開2002-105055號公報
專利文獻3:日本專利特開2016-64998號公報
非專利文獻1:J. Am. Chem. Soc.,107卷,1431~1432頁,1985年
非專利文獻2:Inorg. Chem.,30卷,1685~1687頁,1991年
非專利文獻3:Inorg. Chem.,33卷,545~550頁,1994年
非專利文獻4:Inorg. Chem.,40卷,1704~1711頁,2001年
非專利文獻5:J. Mater. Chem.,21卷,15494~15500頁,2011年
非專利文獻6:S. Okada et al, Dalton Transactions,2005,1583-1590.
然而,已知針對欲藉由努力研究配位子而改善發光效率之嘗試,最大發光波長與量子產率通常處於取捨之關係,例如,如非專利文獻6之圖7及專利文獻3之圖1所示,於類似骨架之錯合體化合物間,該等處於線性關係。因此,實際情況為尚未獲得可兼顧所需之發光效率與最大發光波長之材料。
本發明係鑒於上述課題而完成者,課題在於提供一種最大發光波長為更長之波長並顯示出較高之量子產率之紅色發光銥錯合體化合物。又,本發明之課題在於提供一種驅動壽命較長、發光效率高、良好之色再現性優異之包含該紅色發光銥錯合體化合物之有機電致發光元件。
又,關於銥錯合體化合物之合成方法,發明者等人應用非專利文獻5所報告之反應條件嘗試進行合成,但反應幾乎未進行,僅些微之轉化率便停止反應,結果僅進行原料錯合體之分解。
因此,本發明之進一步之課題在於:有鑒於渴望開發出擴大了可應用之反應範圍之新穎反應條件,提供一種以較高之產率高效率地合成三環金屬化銥錯合體化合物之製造方法。
本發明者等人為了解決上述課題而進行了努力研究,結果發現,具有某一特定化學構造之銥錯合體化合物於更長之波長側具有最大發光波長,且顯示出較高之量子產率。進而發現,包含該銥錯合體化合物之有機電致發光元件之驅動壽命較長,發光效率高,良好之色再現性優異,從而完成了本發明。即,本發明之主旨如下所述。
[1]一種下述式(1)所表示之銥錯合體化合物。
[式(1)中,Ir表示銥原子;環Cy1表示包含碳原子C1及C2之芳香環或雜芳香環,環Cy2表示包含碳原子C3及氮原子N1之下述式(2)~式(5)中之任一者所表示之構造,環Cy3表示包含碳原子C4及C5之芳香環或雜芳香環,環Cy4表示包含碳原子C6及氮原子N2之雜芳香環;於上述環Cy1~環Cy4分別存在數個之情況,該等可相同,亦可不同;m為1~3之整數,n為0~2之整數,m+n=3;R1~R4分別獨立地表示氫原子或取代基;於R1~R4分別存在數個之情況,該等可相同,亦可不同;a、c及d分別為上述環Cy1、環Cy3及環Cy4上能夠取代之基之最大數之整數,b為5。]
[2]如上述[1]之銥錯合體化合物,其中構成上述式(1)中之環Cy1、環Cy3及環Cy4之環之原子數分別為5以上且30以下。
[3]如上述[1]或[2]之銥錯合體化合物,其中上述式(1)中之R1~R4分別獨立地為氫原子、F、CN、碳數1以上且30以下之直鏈狀或支鏈狀或者環狀烷基、碳數5以上且60以下之芳香族基、或碳數5以上且60以下之雜芳香族基。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之銥錯合體化合物,其中上述式(1)中之環Cy1及環Cy3分別獨立地為苯環或萘環。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之銥錯合體化合物,其中上述式(1)中之環Cy4為咪唑環、唑環、噻唑環、苯并咪唑環、苯并唑環、苯并噻唑環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環、吡環、三環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環或萘啶環。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之銥錯合體化合物,其中於常溫下,以濃度1×10-4mol/L以下溶解於2-甲基四氫呋喃中而成之溶液所顯示之磷光光譜之最大發光波長為620nm以上。
[7]一種組成物,其含有如上述[1]至[6]中任一項之銥錯合體化合物及有機溶劑。
[8]一種有機電致發光元件,其含有如上述[1]至[6]中任一項之 銥錯合體化合物。
[9]一種顯示裝置,其具有如上述[8]之有機電致發光元件。
[10]一種照明裝置,其具有如上述[8]之有機電致發光元件。
又,本發明者等人為了解決上述課題而進行了努力研究之結果,發現於使雙環金屬化銥錯合體原料與其他配位子反應而製造三環金屬化銥錯合體化合物之反應中,除銀(I)鹽以外,藉由進而使鹼一併存在,可顯示出極高之反應產率,從而完成了本發明。即,本發明之另一主旨如下所述。
[11]一種銥錯合體化合物之製造方法,其係製造La 2LbIr或LaLb 2Ir所表示之銥錯合體化合物之方法,並且包含如下步驟:於銀(I)鹽及有機鹼之存在下,使LaIrXq所表示之化合物與Lb所表示之化合物反應。[式中,Ir表示銥原子,p及q分別獨立地表示0~3之整數,p+q=3,La及Lb分別獨立地表示包含碳原子及氮原子之配位於銥原子之雙牙配位子,複數存在之La或Lb可相同,亦可不同,X係下述式(6)所表示之基。]
[式(6)中,*表示與上述銥原子之鍵結部位,R11及R13表示取代基,R12表示氫原子或取代基。]
[12]如上述[11]之銥錯合體化合物之製造方法,其中上述La pIrXq中之p為1或2。
[13]如上述[11]或[12]之銥錯合體化合物之製造方法,其中上述La及Lb之至少一者係由下述式(7)所表示。
[式(7)中,*表示與上述銥原子之鍵結部位,C11、C12及C13表示碳原子,N11表示氮原子,環Cy5表示包含上述C11及上述C12之芳香環或雜芳香環,環Cy6表示包含上述N11及上述C13之芳香環或雜芳香環,R21及R22分別獨立地表示氫原子或取代基,上述R21鍵結於上述環Cy5,上述R22鍵結於上述環Cy6;X1表示上述環Cy5上能夠取代之基之最大數,且為整數;X2表示上述環Cy6上能夠取代之基之最大數,且為整數。]
本發明之銥錯合體化合物之最大發光波長為長波長,且顯示出較高之量子產率。又,本發明之銥錯合體化合物由於可溶於有機溶劑中,故而可藉由塗佈法製作有機EL元件。進而,包含本發明之銥錯合體化合物之有機EL元件由於可獲得較高之發光效率、良好之色再現性及長驅動壽命,故而作為顯示裝置及照明裝置用而有用。
又,根據本發明之製造方法,可以較高之產率獲得高純度之銥錯合體化合物。進而,藉由本發明之製造方法而製造之銥錯合體化合物由於純度較高,故而容易精製,不僅如此,包含其之有機EL元件由於可獲得較高之發光效率及長驅動壽命,故而作為顯示裝置及照明裝置用而有用。
1‧‧‧基板
2‧‧‧陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞傳輸層
5‧‧‧發光層
6‧‧‧電洞阻擋層
7‧‧‧電子傳輸層
8‧‧‧電子注入層
9‧‧‧陰極
10‧‧‧有機電致發光元件
圖1係示意性地表示包含銥錯合體化合物之有機電致發光元件之構造之一例之剖面圖。
圖2係表示實施例及比較例之銥錯合體化合物之最大發光波長與量子產率之關係之圖表。
圖3係表示實施例中之合成例2之反應時間與化合物2之液相層析(LC,liquid chromatography)面積百分率值(%)之關係之圖表。
圖4係表示實施例及比較例之製造方法之差異所導致之反應時間與化合物20之LC面積百分率值之關係之圖表。
圖5係表示實施例及比較例之製造方法之差異所導致之反應時間與化合物21之LC面積百分率值之關係之圖表。
圖6係表示實施例及比較例之製造方法之差異所導致之反應時間與化合物22之LC面積百分率值之關係之圖表。
以下,對本發明之實施方式詳細地進行說明,但本發明並不限定於以下之實施方式,可於其主旨之範圍內進行各種變化後實施。又,於本說明書中,所謂「質量%」及「質量份」,分別與「重量%」及「重量份」為相同含義。
本發明之銥錯合體化合物係下述式(1)所表示之化合物。式(1)中之Ir表示銥原子。
<環Cy1及環Cy3>
於上述式(1)中,環Cy1表示包含配位於銥原子之碳原子C1及C2之芳香環或雜芳香環,環Cy3表示包含配位於銥原子之碳原子C4及C5之芳香環或雜芳香環。作為環Cy1及環Cy3,亦可為單環或數個環鍵結之縮合環。於縮合環之情況下,環之數量並無特別限定,較佳為6以下,5以下之情況具有無損錯合體之溶解性之傾向,故而較佳。作為環Cy1及環Cy3,並無特別限定,就錯合體之化學穩定性之觀點而言,雜芳香環中之環之構成元素較佳為選自碳原子以及氮原子、氧原子、硫原子、矽原子、磷原子及硒原子。
作為環Cy1及環Cy3之具體例,可分別獨立地於芳香環中列舉:單環之苯環;2環之萘環;3環以上之茀環、蒽環、菲環、苝環、稠四苯環、芘環、苯并芘環、環、聯三伸苯環、熒蒽環等。又,於雜芳香環中可列舉:含氧原子之呋喃環、苯并呋喃環、二苯并呋喃環;含硫原子之噻吩環、苯并噻吩環、二苯并噻吩環;含氮原子之吡咯環、吡唑環、咪唑環、苯并咪唑環、吲哚環、吲唑環、咔唑環、吲哚并咔唑環、茚并咔唑環、吡啶環、吡環、嗒環、嘧啶環、三環、喹啉環、異喹啉環、啉環、酞環、喹啉環、喹唑啉環、喹唑啉酮環、吖啶環、啡啶環、咔啉環或嘌呤環;包含數種雜原子之唑環、二唑環、異唑環、苯并異唑環、噻唑環、苯并噻唑環、異噻唑環、苯并異噻唑環等。
該等之中,為了控制發光波長、或提高對溶劑之溶解性、或提高作為有機EL元件之耐久性,於該等環上導入適當之取代基之情況較多,較佳為此種取代基之導入方法被大量知曉之環。
因此,上述具體例中,較佳為直接鍵結於銥原子之碳原子C1或C4所構成之一個環為苯環者,作為其例,可列舉:芳香環、二苯并呋喃環、二苯并噻吩環、咔唑環、吲哚并咔唑環、茚并咔唑環等。其中,進而較佳為苯環、萘環、茀環、二苯并呋喃環、二苯并噻吩環及咔唑環,進而更佳為苯環或萘環。
構成環Cy1及環Cy3中之環之原子數並無特別限制,就維持銥錯合體化合物之溶解性之觀點而言,該環之構成原子數分別較佳為5以上,更佳為6以上。又,該環之構成原子數分別較佳為30以下,更佳為20以下。
<環Cy2>
上述式(1)中之環Cy2係包含碳原子C3及配位於銥原子之氮原子N1之由下述式(2)~(5)中之任一者所表示之構造。碳原子C3與上述環Cy1中之碳原子C2鍵結。
環Cy2係由式(2)~(5)中之任一者所表示之構造,藉 此可容易地使銥錯合體化合物之最大發光波長長波長化。另一方面,於使用先前公知之構造、例如喹啉或喹唑啉骨架進行長波長化之情況下,必須針對該等配位子,延長π電子之共軛,或者於適當之位置取代拉電子基或推電子基。然而,如此一來,分子運動之自由度反而會增加而導致發光量子產率降低,或錯合體之最高佔有分子軌域/最低未占分子軌域(HOMO,Highest Occupied Molecular Orbital)/(LUMO,Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能階大幅變化,因此於用作有機EL元件之發光材料之情況下,會產生驅動壽命降低等之擔憂。
本發明之銥錯合體化合物,作為環Cy2,具有如式(2)~(5)所示般,萘啶骨架之氮原子配位於銥之環金屬化配位子。因萘啶骨架之較大之電子吸引性而銥錯合體化合物之LUMO大幅降低,結果可發出更長波長之紅色磷光。同時,將該銥錯合體化合物之所有配位子設為由碳原子與氮原子配位於銥之雙牙環金屬化配位子,藉此化學性更加穩定,於用作有機EL元件之磷光發光材料之情況下,可期待顯示出較高之耐久性。
萘啶骨架之配位子於銥錯合體化合物中最低具有1個即可,其他配位子(即包含環Cy1、環Cy3及環Cy4之構造之輔助配位子)可使用構造與環Cy2不同且由碳原子與氮原子配位於銥之雙牙輔助配位子,可根據該等輔助配位子之種類進行發光波長之微調整或溶解性之控制。尤其是藉由使用HOMO-LUMO之間隙大於萘啶骨架之配位子,且可於萘啶骨架之配位子上使HOMO及LUMO之分佈進一步定域化之輔助配位子,可期待發光量子產率之提高及化學穩定性之增大。
作為環Cy2,上述構造之中,就顯示出有機EL顯示器中紅色發光之較佳色度之觀點而言,較佳為式(2)、式(3)或式(4)所表示之構造,進而較佳為式(2)或式(4)所表示之構造,尤佳為式(4)所表示之構造。
<環Cy4>
上述式(1)中之環Cy4表示包含碳原子C6及配位於銥原子之氮原子N2之雜芳香環。又,碳原子C6與上述環Cy3中之碳原子C5鍵結。
具體而言,可列舉:單環之吡啶環、嗒環、嘧啶環、吡環、三環、吡咯環、吡唑環、異唑環、噻唑環、唑環、二唑環、噻唑環、嘌呤環;2環縮環之喹啉環、異喹啉環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環、萘啶環、吲哚環、吲唑環、苯并異唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、苯并唑環、苯并噻唑環;3環縮環之吖啶環、啡啉環、咔唑環、咔啉環;4環以上縮環之苯并啡啶環、苯并吖啶環或吲哚并咔啉環等。該等之中,就容易導入取代基且容易調整發光波長或溶解性、及與銥錯合體化時可產率良好地合成之手法被大量知曉之方面而言,較佳為4環以下之縮合環,更佳為3環以下之縮合環,最佳為單環或2環之縮合環。
其中,較佳為咪唑環、唑環、噻唑環、苯并咪唑環、苯并唑環、苯并噻唑環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環、吡環、三環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環或萘啶環,更佳為苯并咪唑環、苯并唑環、苯并噻唑環、吡啶環、咪唑環、唑環、喹啉環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環或吡環。 進而,進而較佳為苯并咪唑環、苯并唑環、苯并噻唑環、吡啶環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環或吡環,尤佳為苯并咪唑環、苯并噻唑環或吡啶環。該等之中,最佳為苯并噻唑環。
構成環Cy4中環之原子數並無特別限制,就維持銥錯合體化合物之溶解性之觀點而言,該環之構成原子數較佳為5以上,更佳為6以上。又,該環之構成原子數較佳為30以下,更佳為20以下。
<R1~R4>
上述式(1)中之R1~R4分別表示鍵結於環Cy1~環Cy4之氫原子或取代基。又,R1~R4分別獨立,可相同,亦可不同。於R1~R4分別存在數個之情況下,該等可相同,亦可不同。a、c及d分別為環Cy1、環Cy3及環Cy4上能夠取代之基之最大數之整數,b為5。又,2個以上之鄰接之R1彼此、R2彼此、R3彼此或R4彼此亦可相互鍵結而形成脂肪族、芳香族或雜芳香族(雜芳族)之單環或縮合環。
R1~R4之種類並無特別限定,應考慮到目標發光波長之精密控制、或與所使用之溶劑之配合性、與製成有機EL元件之情況下主體化合物之配合性等而選擇最佳之取代基。於研究該等最佳化時,較佳之取代基分別獨立地為氫原子、或選自以下所記述之取代基群組中之取代基。
(取代基群組)
作為取代基群組,可列舉:-D、-F、-Cl、-Br、-I、-N(R')2、-CN、-NO2、-OH、-COOR'、-C(=O)R'、-C(=O)NR'、-P(=O)(R')2、-S(=O)R'、 -S(=O)2R'、-OSO2R'、碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷硫基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀炔基;碳數5以上且60以下之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基、碳數5以上且40以下之芳氧基、碳數5以上且40以下之芳硫基、碳數5以上且60以下之芳烷基、碳數5以上且60以下之雜烷基、碳數10以上且40以下之二芳基胺基、碳數10以上且40以下之芳基雜芳基胺基、或者碳數10以上且40以下之二雜芳基胺基。該烷基、該烷氧基、該烷硫基、該烯基、該炔基、該芳烷基及該雜芳烷基亦可進而經1個以上之R'取代,該等基中之1個-CH2-基或者2個以上之未鄰接之-CH2-基亦可被取代為-CR'=CR'、-C≡C-、-Si(R')2-、-C(=O)-、-NR'-、-O-、-S-、-C(=O)NR'-或2價之芳香族基。又,該等基中之1個以上之氫原子亦可經D、F、Cl、Br、I或CN取代。該芳香族基、該雜芳香族基、該芳氧基、該芳硫基、該二芳基胺基、該芳基雜芳基胺基及該二雜芳基胺基亦可分別獨立地進而經1個以上之R'取代。關於R',將於後文進行敍述。
作為碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基之例,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、2-乙基己基、異丙基、異丁基、環戊基、環己基、正辛基、降基、金剛烷基等。就耐久性之觀點而言,碳數較佳為1以上,又,較佳為30以下,更佳為20以下,最佳為12以下。
作為碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基之例,可列舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正己基、異丙氧基、環己氧基、2-乙氧基乙氧基、2-乙氧基乙氧基乙氧基等。就耐久性之觀點而言,碳數較佳為1以上,又,較佳為30以下,更佳為20以下,最佳為12以下。
作為碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷硫基之例,可列舉:甲基硫基、乙基硫基、正丙基硫基、正丁基硫基、正己基硫基、異丙基硫基、環己基硫基、2-甲基丁基硫基、正己基硫基等。就耐久性之觀點而言,碳數較佳為1以上,又,較佳為30以下,更佳為20以下,最佳為12以下。
作為碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基之例,可列舉:乙烯基、烯丙基、丙烯基、庚烯基、環戊烯基、環己烯基、環辛烯基等。就耐久性之觀點而言,碳數較佳為2以上,又,較佳為30以下,更佳為20以下,最佳為12以下。
作為碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀炔基之例,可列舉:乙炔基、丙醯基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基、辛炔基等。就耐久性之觀點而言,碳數較佳為2以上,又,較佳為30以下,更佳為20以下,最佳為12以下。
碳數5以上且60以下之芳香族基及碳數5以上且60以下之雜芳香族基,可以單一之環或者縮合環之形式存在,亦可為其他種類之芳香族基或雜芳香族基進而鍵結或者縮環於一個環而形成之基。作為該等之例,可列舉:苯基、萘基、蒽基、苯并蒽基、菲基、苯并菲基、芘基、基、熒蒽基、苝基、苯并芘基、苯并熒蒽基、稠四苯基、稠五苯基、聯苯基、聯三苯基、茀基、螺二茀基、 二氫菲基、二氫芘基、四氫芘基、茚并茀基、呋喃基、苯并呋喃基、異苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吡咯基、吲哚基、異吲哚基、咔唑基、苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、茚并咔唑基、吡啶基、啉基、異啉基、吖啶基、啡啶基、啡噻基、啡基、吡唑基、吲唑基、咪唑基、苯并咪唑基、萘并咪唑基、菲并咪唑基、吡啶咪唑基、唑基、苯并唑基、萘并唑基、噻唑基、苯并噻唑基、嘧啶基、苯并嘧啶基、嗒基、喹啉基、二氮雜蒽基、二氮雜芘基、吡基、啡基、啡噻基、萘啶基、氮雜咔唑基、苯并咔啉基、啡啉基、三唑基、苯并三唑基、二唑基、噻二唑基、三基、2,6-二苯基-1,3,5-三-4-基、四唑基、嘌呤基、苯并噻二唑基等。就溶解性與耐久性均衡之觀點而言,該等基之碳數較佳為5以上,又,較佳為50以下,更佳為40以下,最佳為30以下。
作為碳數5以上且40以下之芳氧基之例,可列舉:苯氧基、甲基苯氧基、萘氧基、甲氧基苯氧基等。就溶解性與耐久性均衡之觀點而言,碳數較佳為5以上,又,較佳為30以下,更佳為25以下,最佳為20以下。
作為碳數5以上且40以下之芳硫基之例,可列舉:苯硫基、甲基苯硫基、萘基硫基、甲氧基苯硫基等。就溶解性與耐久性均衡之觀點而言,碳數較佳為5以上,又,較佳為30以下,更佳為25以下,最佳為20以下。
作為碳數5以上且60以下之芳烷基之例,可列舉:1,1-二甲基-1-苯基甲基、1,1-二(正丁基)-1-苯基甲基、1,1-二(正己基)-1-苯基甲基、1,1-二(正辛基)-1-苯基甲基、苯基甲基、苯基乙基、 3-苯基-1-丙基、4-苯基-1-正丁基、1-甲基-1-苯基乙基、5-苯基-1-正丙基、6-苯基-1-正己基、6-萘基-1-正己基、7-苯基-1-正庚基、8-苯基-1-正辛基、4-苯基環己基等。就溶解性與耐久性均衡之觀點而言,碳數較佳為5以上,又,更佳為40以下。
作為碳數5以上且60以下之雜芳烷基之例,可列舉:1,1-二甲基-1-(2-吡啶基)甲基、1,二(n-己基)-1-(2-吡啶基)甲基、(2-吡啶基)甲基、(2-吡啶基)乙基、3-(2-吡啶基)-1-丙基、4-(2-吡啶基)-1-正丁基、1-甲基-1-(2-吡啶基)-乙基、5-(2-吡啶基)-1-正丙基、6-(2-吡啶基)-1-正己基、6-(2-嘧啶基)-1-正己基、6-(2,6-二苯基-1,3,5-三-4-基)-1-正己基、7-(2-吡啶基)-1-正庚基、8-(2-吡啶基)-1-正辛基、4-(2-吡啶基)環己基等。就溶解性與耐久性均衡之觀點而言,該等基之碳數較佳為5以上,又,較佳為50以下,更佳為40以下,最佳為30以下。
作為碳數10以上且40以下之二芳基胺基之例,可列舉:二苯基胺基、苯基(萘基)胺基、二(聯苯基)胺基、二(對聯三苯基)胺基等。就溶解性與耐久性均衡之觀點而言,該等基之碳數較佳為10以上,又,較佳為36以下,更佳為30以下,最佳為25以下。
作為碳數10以上且40以下之芳基雜芳基胺基之例,可列舉:苯基(2-吡啶基)胺基、苯基(2,6-二苯基-1,3,5-三-4-基)胺基等。就溶解性與耐久性均衡之觀點而言,該等基之碳數較佳為10以上,又,較佳為36以下,更佳為30以下,最佳為25以下。
作為碳數10以上且40以下之二雜芳基胺基,可列舉:二(2-吡啶基)胺基、二(2,6-二苯基-1,3,5-三-4-基)胺基等。就 溶解性與耐久性均衡之觀點而言,該等基之碳數較佳為10以上,又,較佳為36以下,更佳為30以下,最佳為25以下。
上述R1~R4於該等存在數個之情況下,可分別相同,亦可不同。上述R1~R4之中,尤其是就無損作為有機EL元件中之發光材料之耐久性之觀點而言,更佳為分別獨立地為氫原子、F、-CN、碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基、碳數5以上且40以下之芳氧基、碳數5以上且40以下之芳硫基、碳數10以上且40以下之二芳基胺基、碳數5以上且60以下之芳烷基、碳數5以上且60以下之芳香族基或碳數5以上且60以下之雜芳香族基,進而較佳為氫原子、F、-CN、碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數5以上且60以下之芳烷基、碳數5以上且60以下之芳香族基或碳數5以上且60以下之雜芳香族基,最佳為氫原子、F、CN、碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數5以上且60以下之芳香族基、或碳數5以上且60以下之雜芳香族基。
上述R1~R4之取代位置並無特別限定。其中,R1或R3於環Cy1或環Cy3分別為苯環之情況下,於重視錯合體之耐久性之情況下,較佳為該苯環之至少4位或5位被R1或R3取代,進而較佳為至少4位被取代。該R1或R3較佳為上述芳香族基或雜芳香族基。R2較佳為至少一個存在於環Cy2中未配位於銥原子之氮原子之鄰接位之情況。原因在於藉由利用立障遮蔽該氮原子,可緩和溶劑偶合等來自外部之影響,從而抑制對發光波長以及其他物性之影響。
<R">
上述式(1)之R1~R4中之R'分別獨立地選自:-H、-D、-F、-Cl、-Br、-I、-N(R")2、-CN、-NO2、-Si(R")3、-B(OR")2、-C(=O)R"、-P(=O)(R")2、-S(=O)2R"、-OSO2R"、碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷硫基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀炔基;碳數5以上且60以下之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基、碳數5以上且40以下之芳氧基、碳數5以上且40以下之芳硫基、碳數5以上且60以下之芳烷基、碳數5以上且60以下之雜芳烷基、碳數10以上且40以下之二芳基胺基、碳數10以上且40以下之芳基雜芳基胺基或碳數10以上且40以下之二雜芳基胺基。
該烷基、該烷氧基、該烷硫基、該烯基、該炔基、該芳烷基及該雜芳烷基可進而經1個以上之R'取代,亦可為該等基中之1個-CH2-基或者2個以上之未鄰接之-CH2-基被取代為-CR"=CR"-、-C≡C-、-Si(R")2-、-C(=O)-、-NR"-、-O-、-S-、-C(=O)NR"-或者2價之芳香族基。又,亦可為該等基中之一個以上之氫原子經D、F、Cl、Br、I或-CN取代。又,該芳香族基、該雜芳香族基、該芳氧基、該芳硫基、該二芳基胺基、該芳基雜芳基胺基及該二雜芳基胺基亦可進而經1個以上之R"取代。關於R"將於後文進行敍述。
R'中之上述基之任一例均與上述<R1~R4>之項中之基之記載分別為相同含義。又,2個以上之鄰接R'亦可相互鍵結 而形成脂肪族、芳香族或雜芳香族之單環或者縮合環。
<R">
上述R'中之R"分別獨立地選自H、D、F、CN、碳數1以上且20以下之脂肪族烴基、碳數1以上且20以下之芳香族基或碳數1以上且20以下之雜芳香族基。2個以上之鄰接之R"亦可相互鍵結而形成脂肪族、芳香族或雜芳香族之單環或者縮合環。
<具體例>
以下,例示本發明之銥錯合體化合物之較佳之具體例,但本發明並不限定於該等。
<最大發光波長>
本發明之銥錯合體化合物可使發光波長為更長之波長。作為表 示發光波長之長度之指標,係按以下所示之程序測得之最大發光波長較佳為620nm以上,更佳為625nm以上,進而較佳為630nm以上。又,較佳為700nm以下,更佳為680nm以下。藉由為該等範圍,有可表現出適合作為有機EL顯示器之紅色發光材料之較佳顏色之傾向。
(測定方法)
針對於常溫下使該銥錯合體化合物以濃度1×10-4mol/L以下溶解於2-甲基四氫呋喃中而成之溶液,利用分光光譜儀(Hamamatsu Photonics公司製造,有機EL量子產率測定裝置C9920-02)測定磷光光譜。將所獲得之磷光光譜強度之最大值所示波長視作本發明中之最大發光波長。
<配位子之合成方法>
本發明之銥錯合體化合物之配位子之具有萘啶骨架之環Cy2之合成可藉由將已知之有機合成反應組合而進行。萘啶骨架係成為醫藥品化合物之關鍵之骨架,因此其合成法被廣泛知曉。尤其是以鈴木-宮浦偶合反應與吡啶環合成反應為主,進而組合對該等之取代基導入反應,藉此可合成各種衍生物。
以下,列舉例示進行說明。再者,於以下之流程(A)至流程(D)中,R表示氫原子或任意之取代基,複數存在之R可相同,亦可不同。又,Me表示甲基,Et表示乙基。
於上述流程(A)中表示作為本發明之1,7-萘啶骨架之合成之一例之逆合成流程。1,7-萘啶骨架可藉由3-胺基-4-醯基吡啶中間物與芳香族甲基酮中間物之環化反應而合成。前者可自3-胺基異菸鹼酸衍生。該3-胺基異菸鹼酸可進而藉由使用流程(A)中所記載之文獻所記載之方法以於任意之位置具有鹵素原子或三氟甲磺酸酯基之形式合成。可進而利用鈴木-宮浦偶合反應對該等導入各種形態之取代基。該取代基之導入可於配位子合成階段之中途或最後進行,或者亦可藉由於配位子合成之中途暫時形成銥錯合體化合物後進而使之反應而導入。
於上述流程(B)中表示作為本發明之1,5-萘啶骨架之合成之一例之逆合成流程。1,5-萘啶骨架可藉由3-胺基-2-醯基吡啶中間物與芳香族甲基酮中間物之環化反應而合成。前者可自3-胺基吡啶甲酸衍生。該3-胺基吡啶甲酸可進而藉由使用流程(B)中所記 載之文獻所記載之方法以於任意之位置具有鹵素原子之形式合成。
此外,針對1,6-萘啶環、1,8-萘啶環,亦可藉由使用對應之胺基羧基吡啶作為原料,並使用與上述大致相同之化學轉換而合成目標配位子。
藉由上述胺基羧基吡啶中間物與甲基酮化合物之環化反應而進行之萘啶環合成反應被稱為Friedlaender反應,可參考文獻(Chem.Rev.2009、109、2652、或Organic Reactions,28(2),37-201)而實施。或者亦可藉由例如文獻(Chem.Pharm.Bull.24(8)1813-1821(1976))所記載之其他方法而合成。
<式(1)所表示之銥錯合體化合物之合成方法>
式(1)所表示之本發明之銥錯合體化合物可藉由已知方法之組合等而合成。以下詳細進行說明。關於銥錯合體化合物之合成方法,可例示如下方法:為便於理解而使用苯基吡啶配位子為例之如下述流程(C)所示之經由氯交聯銥雙核錯合體之方法(M.G.Colombo,T.C.Brunold,T.Riedener,H.U.Gudel,Inorg.Chem.,1994,33,545-550),如下述流程(D)所示之自雙核錯合體進而使氯交聯與乙醯丙酮酸鹽交換而轉換成單核錯合體後獲得目標物之方法(S.Lamansky,P.Djurovich,D.Murphy,F.Abdel-Razzaq,R.Kwong,I.Tsyba,M.Borz,B.Mui,R.Bau,M.Thompson,Inorg.Chem.,2001,40,1704-1711)等,但並不限定於該等。
例如,下述流程(C)所表示之典型之反應條件如下所述。作為第一階段,藉由第一配位子2當量與氯化銥n水合物1當量之反應而合成氯交聯銥雙核錯合體。溶劑通常使用2-乙氧基乙醇 與水之混合溶劑,亦可不使用溶劑或者使用其他溶劑。亦可使用過剩量之配位子或者使用鹼等添加劑促進反應。亦可使用溴等其他交聯性陰離子配位子代替氯。反應溫度並無特別限制,通常較佳為0℃以上,更佳為50℃以上。又,較佳為250℃以下,更佳為150℃以下。藉由為該等範圍,具有於不伴隨副產物或分解反應之情況下僅進行目標反應,而獲得較高之選擇性之傾向。
第二階段係藉由添加如三氟甲磺酸銀之鹵素離子捕捉劑並使之與第二配位子接觸而獲得目標錯合體。溶劑通常使用乙氧基乙醇或二乙二醇二甲醚,但可根據配位子之種類而不使用溶劑或者使用其他溶劑,亦可將數種溶劑混合使用。即便不添加鹵素離子捕捉劑,有時亦會進行反應,因此未必必須添加,但添加該捕捉劑對於提高反應產率、選擇性地合成量子產率更高之面式異構物有利。反應溫度並無特別限制,通常係於0℃~250℃之範圍內進行。
又,對下述流程(D)所表示之典型之反應條件進行說明。第一階段之雙核錯合體可與流程(C)同樣地合成。第二階段係藉由使1當量以上之如乙醯丙酮之1,3-二酮化合物,及1當量以上之如碳酸鈉之可奪取該1,3-二酮化合物之活性氫之鹼性化合物,與該雙核錯合體反應,而向1,3-dionate配位子所配位之單核錯合體轉 換。通常使用可溶解原料之雙核錯合體之乙氧基乙醇或二氯甲烷等溶劑,於配位子為液狀之情況下,亦可不使用溶劑而實施。反應溫度並無特別限制,通常係於0℃~200℃之範圍內進行。
第三階段係使1當量以上之第二配位子反應。溶劑之種類與量並無特別限制,於第二配位子於反應溫度下為液狀之情況下,亦可無溶劑。反應溫度亦並無特別限制,由於略微缺乏反應性,故而於100℃~300℃之相對較高之溫度下反應之情況較多。因此,可較佳地使用甘油等高沸點之溶劑。
於最終反應後,為了將未反應原料或反應副產物及溶劑去除而進行精製。可應用通常之有機合成化學中之精製操作,如上述非專利文獻所記載般,主要藉由正相之矽膠管柱層析法進行精製。展開液可使用己烷、庚烷、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、甲苯、甲基乙基酮或甲醇之單一或混合液。精製可改變條件並進行數次。亦可視需要實施其他層析技術(逆相矽膠層析法、尺寸排除層析法、紙層析法)或分液洗淨、再次沉澱、再次結晶、粉體之懸濁洗淨、減壓乾燥等精製操作。
<銥錯合體化合物之用途>
本發明之銥錯合體化合物可較佳地用作有機電致發光元件所使用之材料、即有機電致發光元件之紅色發光材料,亦可較佳地用作有機電致發光元件或其他發光元件等發光材料。
本發明之銥錯合體化合物由於溶解性優異,因此較佳為與溶劑一併使用。以下,對含有本發明之銥錯合體化合物與溶劑之組成物(含銥錯合體化合物之組成物)進行說明。含本發明之銥錯合體化合物之組成物含有上述本發明之銥錯合體化合物及有機溶劑。含本發明之銥錯合體化合物之組成物通常被較多地用於藉由濕式成膜法形成層或膜,尤佳為用於形成有機電致發光元件之有機層。該有機層尤佳為發光層。
即,含銥錯合體化合物之組成物較佳為有機電致發光元件用組成物,進而尤佳為用作發光層形成用組成物。
該含銥錯合體化合物之組成物中之本發明之銥錯合體化合物之含量通常為0.001質量%以上,較佳為0.01質量%以上,又,通常為99.9質量%以下,較佳為99質量%以下。藉由將該組成物中之銥錯合體化合物之含量設為該範圍,可自鄰接之層(例如電洞傳輸層4或電洞阻擋層6)向發光層高效率地注入電洞或電子,而降低驅動電壓。再者,本發明之銥錯合體化合物於含銥錯合體化合物之組成物中,可僅包含1種,亦可將2種以上組合包含。
於將含本發明之銥錯合體化合物之組成物用於例如 有機電致發光元件用之情況下,除可含有上述銥錯合體化合物或溶劑以外,亦可含有有機電致發光元件、尤其是發光層所使用之電荷傳輸性化合物。於使用含本發明之銥錯合體化合物之組成物形成有機電致發光元件之發光層之情況下,較佳為包含本發明之銥錯合體化合物作為發光材料,包含其他電荷傳輸性化合物作為電荷傳輸主材料。
含本發明之銥錯合體化合物之組成物中所含有之溶劑係用於藉由濕式成膜形成包含銥錯合體化合物之層且具有揮發性之液體成分。該溶劑由於作為溶質之本發明之銥錯合體化合物具有較高之溶解性,故而倒不如說只要為下述電荷傳輸性化合物良好地溶解之溶劑,則並無特別限定。作為較佳之溶劑,例如可列舉:正癸烷、環己烷、乙基環己烷、十氫萘、聯環己烷等烷烴類;甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯基環己烷、萘滿等芳香族烴類;氯苯、二氯苯、三氯苯等鹵化芳香族烴類;1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、苯甲醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、二苯基醚等之香族醚類;乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯類;環己酮、環辛酮、葑酮等脂環式酮類;環己醇、環辛醇等脂環式醇類;甲基乙基酮、二丁基酮等脂肪族酮類;丁醇、己醇等脂肪族醇類;乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇-1-單甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚類等。其中,較佳為烷烴類或芳香族烴類,尤其是苯基環己烷於濕式成膜處理中具有較佳之黏度與沸點。
該等溶劑可單獨使用1種,又,亦可將2種以上以任 意之組合及比率使用。溶劑之沸點通常為80℃以上,較佳為100℃以上,更佳為120℃以上,又,通常為270℃以下,較佳為250℃以下,更佳為沸點為230℃以下。若低於該範圍,則於濕式成膜時,可能會因來自組成物之溶劑蒸發而導致成膜穩定性降低。
溶劑之含量於含銥錯合體化合物之組成物中較佳為1質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為50質量%以上,又,較佳為99.99質量%以下,更佳為99.9質量%以下,尤佳為99質量%以下。若溶劑之含量低於該下限,則組成物之黏性可能會變得過高而導致成膜作業性降低。另一方面,若高於該上限,則有由於無法累積成膜後將溶劑去除而獲得之膜厚度,故而難以成膜之傾向。再者,通常發光層之厚度為3~200nm左右。
作為含本發明之銥錯合體化合物之組成物可含有之其他電荷傳輸性化合物,可使用習知用作有機電致發光元件用材料者。例如可列舉:吡啶、咔唑、萘、苝、芘、蒽、、稠四苯、菲、蔻、熒蒽、苯并菲、茀、乙醯萘并熒蒽、香豆素、對-雙(2-苯基乙烯基)苯及該等之衍生物、喹吖酮衍生物、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(對-二甲基胺基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM,4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、苯并吡喃衍生物、玫瑰紅衍生物、苯并硫衍生物、氮雜苯并硫、芳基胺基經取代之縮合芳香族環化合物、芳基胺基經取代之苯乙烯衍生物等。該等可單獨使用1種,又,亦可將2種以上以任意之組合及比率使用。
又,含銥錯合體化合物之組成物中之其他電荷傳輸性化合物之含量相對於含銥錯合體化合物之組成物中之本發明之銥 錯合體化合物1質量份,通常為1000質量份以下,較佳為100質量份以下,進而較佳為50質量份以下,通常為0.01質量份以上,較佳為0.1質量份以上,進而較佳為1質量份以上。
含本發明之銥錯合體化合物之組成物中,除上述化合物等以外,亦可視需要進而含有其他化合物。例如,除上述溶劑以外,亦可含有其他溶劑。作為此種溶劑,例如可列舉:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺類、二甲基亞碸等。該等可單獨使用1種,又,亦可將2種以上以任意之組合及比率使用。
本發明之有機電致發光元件於基板上至少具有陽極、陰極及位於上述陽極與上述陰極之間之至少1層有機層,且特徵在於:上述有機層中之至少1層包含本發明之銥錯合體化合物。上述有機層包含發光層。包含本發明之銥錯合體化合物之有機層更佳為使用本發明中之組成物而形成之層,進而較佳為藉由濕式成膜法而形成之層。上述藉由濕式成膜法而形成之層較佳為該發光層。
圖1係表示適合本發明之有機電致發光元件10之構造例之剖面之模式圖,於圖1中,符號1表示基板,符號2表示陽極,符號3表示電洞注入層,符號4表示電洞傳輸層,符號5表示發光層,符號6表示電洞阻擋層,符號7表示電子傳輸層,符號8表示電子注入層,符號9表示陰極該等構造所應用之材料可應用公知之材料,並無特別限制,將與各層相關之代表性之材料或製法作為一例記載於下文中。又,於引用公報或論文等之情況下,可於熟悉本技藝者之常識之範圍內適當適用、應用對應內容。
(基板1)
基板1成為有機電致發光元件之支持體,通常使用石英或玻璃之板、金屬板或金屬箔、塑膠薄膜或薄片等。該等之中,較佳為玻璃板或聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碸等透明之合成樹脂之板。就不易產生因外部氣體而導致之有機電致發光元件之劣化之方面而言,基板1較佳為設為氣體阻隔性較高之材質。因此,尤其是於如合成樹脂製之基板等般使用氣體阻隔性較低之材質之情況下,較佳為於基板1之至少單面設置緻密之矽氧化膜等而提高氣體阻隔性。
(陽極2)
陽極2承擔向發光層側之層注入電洞之功能。陽極2通常係由如下等構成:鋁、金、銀、鎳、鈀、鉑等金屬;銦及/或錫之氧化物等金屬氧化物;碘化銅等鹵化金屬;碳黑及聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等導電性高分子。陽極2之形成通常藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等乾式法進行之情況較多。又,於使用銀等金屬微粒子、碘化銅等微粒子、碳黑、導電性之金屬氧化物微粒子、導電性高分子微粉末等形成陽極2之情況下,亦可藉由分散於適當之黏合劑樹脂溶液中並塗佈於基板上而形成。又,於導電性高分子之情況下,亦可藉由電解聚合直接於基板上形成薄膜或者於基板上塗佈導電性高分子而形成陽極2(Appl.Phys.Lett.,60卷,2711頁,1992年)。
陽極2通常為單層構造,亦可適當設為積層構造。於陽極2為積層構造之情況下,可於第1層陽極上積層不同之導電材 料。陽極2之厚度只要根據所需之透明性與材質等決定即可。於需要尤其高之透明性之情況下,較佳為可見光之透過率成為60%以上之厚度,進而較佳為成為80%以上之厚度。陽極2之厚度較佳為設為通常5nm以上,較佳為10nm以上,又,通常1000nm以下,較佳為500nm以下。另一方面,於無需透明性之情況下,陽極2之厚度只要根據所需之強度等設為任意厚度即可,於該情況下,陽極2亦可為與基板1相同之厚度。
於在陽極2之表面進行成膜之情況下,較佳為於成膜前預先實施紫外線+臭氧、氧電漿、氬電漿等處理,藉此將陽極上之雜質去除,並且調整其離子化電位而提高電洞注入性。
(電洞注入層3)
承擔自陽極側向發光層側傳輸電洞之功能之層通常被稱為電洞注入傳輸層或電洞傳輸層。並且,於承擔自陽極側向發光層側傳輸電洞之功能之層為2層以上之情況下,有時將更靠近陽極側之層稱為電洞注入層3。電洞注入層3較佳為用於強化自陽極向發光層側傳輸電洞之功能。於使用電洞注入層3之情況下,通常電洞注入層3形成於陽極上。
電洞注入層3之膜厚通常為1nm以上,較佳為5nm以上,又,通常為1000nm以下,較佳為500nm以下。電洞注入層3之形成方法可為真空蒸鍍法,亦可為濕式成膜法。就成膜性優異之方面而言,較佳為藉由濕式成膜法而形成。電洞注入層3較佳為包含電洞傳輸性化合物,更佳為包含電洞傳輸性化合物與電子接受性化合物。進而,電洞注入層中較佳為包含陽離子自由基化合 物,尤佳為包含陽離子自由基化合物與電洞傳輸性化合物。
(電洞傳輸性化合物)
電洞注入層形成用組成物通常含有成為電洞注入層3之電洞傳輸性化合物。又,於濕式成膜法之情況下,通常亦進而含有溶劑。電洞注入層形成用組成物較佳為電洞傳輸性較高而可高效率地傳輸所注入之電洞者。因此,較佳為電洞移動度較大,於製造時或使用時等不易產生成為陷阱之雜質。又,較佳為穩定性優異,離子化電位較小,對可見光之透明性較高。尤其是於電洞注入層3與發光層5相接之情況下,較佳為不會使來自發光層5之發光淬熄者或不會與發光層5形成激發複合物(exciplex)而降低發光效率者。
作為電洞傳輸性化合物,就自陽極2向電洞注入層3之電荷注入障壁之觀點而言,較佳為具有4.5eV~6.0eV之離子化電位之化合物。作為電洞傳輸性化合物之例,可列舉:芳香族胺系化合物、酞菁系化合物、卟啉系化合物、寡聚噻吩系化合物、聚噻吩系化合物、苄基苯基系化合物、利用茀基連結有三級胺之化合物、腙系化合物、矽氮烷系化合物系化合物、喹吖酮系化合物等。
上述例示化合物之中,就非晶質性及可見光透過性之方面而言,較佳為芳香族胺化合物,尤佳為芳香族三級胺化合物。此處,所謂芳香族三級胺化合物,係具有芳香族三級胺構造之化合物,並且亦包含具有源自芳香族三級胺之基之化合物。芳香族三級胺化合物之種類並無特別限制,就容易獲得表面平滑化效果更均勻之發光之方面而言,較佳為使用重量平均分子量為1000以上且1000000以下之高分子化合物(重複單元連接之聚合型化合物)。作 為芳香族三級胺高分子化合物之較佳之例,可列舉具有下述式(I)所表示之重複單元之高分子化合物等。
(式(I)中,Ar1及Ar2分別獨立地表示可具有取代基之芳香族基或可具有取代基之雜芳香族基;Ar3~Ar5分別獨立地表示可具有取代基之芳香族基或可具有取代基之雜芳香族基;Y表示選自下述連結基群組之中之連結基;又,Ar1~Ar5之中,鍵結於相同N原子之兩個基可相互鍵結而形成環)下文中示出連結基。
(上述各式中,Ar6~Ar16分別獨立地表示可具有取代基之芳香族基或可具有取代基之雜芳香族基;R5~R6分別獨立地表示氫原子或任意之取代基)
作為Ar1~Ar16之芳香族基及雜芳香族基,就高分子化合物之溶解性、耐熱性、電洞注入傳輸性之方面而言,較佳為源自苯環、萘環、菲環、噻吩環、吡啶環之基,進而較佳為源自苯環、 萘環之基。
作為具有式(I)所表示之重複單元之芳香族三級胺高分子化合物之具體例,可列舉國際公開第2005/089024號所記載者等。
(電子接受性化合物)
由於可藉由電洞傳輸性化合物之氧化提高電洞注入層3之導電率,故而電洞注入層3中較佳為含有電子接受性化合物。作為電子接受性化合物,較佳為具有氧化力且具有自上述電洞傳輸性化合物接受一電子之能力之化合物,具體而言,較佳為電子親和力為4eV以上之化合物,進而較佳為電子親和力為5eV以上之化合物。
作為此種電子接受性化合物,例如可列舉選自由三芳基硼化合物、鹵化金屬、路易斯酸、有機酸、鎓鹽、芳基胺與鹵化金屬之鹽、芳基胺與路易斯酸之鹽所組成之群組中之1種或2種以上之化合物等。具體而言,可列舉:四(五氟苯基)硼酸4-異丙基-4'-甲基二苯基錪、四氟硼酸三苯基鋶等有機基經取代之鎓鹽(國際公開第2005/089024號);氯化鐵(III)(日本專利特開平11-251067號公報)、過氧二硫酸銨等高原子價之無機化合物;四氰乙烯等氰基化合物;三(五氟苯基)硼烷(日本專利特開2003-31365號公報)等芳香族硼化合物;富勒烯衍生物及碘等。
(陽離子自由基化合物)
作為陽離子自由基化合物,較佳為包含作為自電洞傳輸性化合物中去除一電子後之化學種之陽離子自由基與相對陰離子之離子 化合物。但是,於陽離子自由基源自電洞傳輸性之高分子化合物之情況下,陽離子自由基成為自高分子化合物之重複單元中去除一電子而成之構造。
作為陽離子自由基,較佳為自作為電洞傳輸性化合物之上述化合物中去除一電子而成之化學種。就非晶質性、可見光之透過率、耐熱性、及溶解性等方面而言,較佳為自作為電洞傳輸性化合物而較佳之化合物中去除一電子而成之化學種。此處,陽離子自由基化合物可藉由將上述電洞傳輸性化合物與電子接受性化合物進行混合而生成。即,藉由將上述電洞傳輸性化合物與電子接受性化合物進行混合,使電子自電洞傳輸性化合物向電子接受性化合物移動,而生成包含電洞傳輸性化合物之陽離子自由基與相對陰離子之陽離子離子化合物。
源自摻聚苯乙烯磺酸之聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)(PEDOT/PSS,Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-Poly(styrenesulfonate)(seefigure))(Adv.Mater.,2000年,12卷,481頁)或苯胺綠鹽酸鹽(J.Phys.Chem.,1990年,94卷,7716頁)等高分子化合物之陽離子自由基化合物亦藉由氧化聚合(脫氫聚合)而生成。此處所言之氧化聚合係指使用過氧二硫酸鹽等使單體於酸性溶液中化學或電化學氧化。於該氧化聚合(脫氫聚合)之情況下,生成藉由使單體氧化而被高分子化、並且將源自酸性溶液之陰離子設為相對陰離子之自高分子之重複單元中去除一電子而成之陽離子自由基。
<藉由濕式成膜法之電洞注入層3之形成>
於藉由濕式成膜法形成電洞注入層3之情況下,通常係藉由如下而形成:將成為電洞注入層3之材料與可溶之溶劑(電洞注入層用溶劑)進行混合而製備成膜用之組成物(電洞注入層形成用組成物),將該電洞注入層形成用組成物塗佈於相當於電洞注入層3之下層之層(通常為陽極2)上成膜,並使之乾燥。
電洞注入層形成用組成物中之電洞傳輸性化合物之濃度只要不明顯損及本發明之效果,則為任意,就膜厚之均勻性之方面而言,較佳為較低,又,另一方面,就電洞注入層3不易產生缺陷之方面而言,較佳為較高。具體而言,較佳為0.01質量%以上,進而較佳為0.1質量%以上,尤佳為0.5質量%以上,又,另一方面,較佳為70質量%以下,進而較佳為60質量%以下,尤佳為50質量%以下。
作為溶劑,例如可列舉醚系溶劑、酯系溶劑、芳香族烴系溶劑、醯胺系溶劑等。作為醚系溶劑,例如可列舉:乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇-1-單甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚及1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、苯甲醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚等芳香族醚等。
作為酯系溶劑,例如可列舉:乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯等。作為芳香族烴系溶劑,例如可列舉:甲苯、二甲苯、環己基苯、3-異丙基聯苯基、1,2,3,4-四甲基苯、1,4-二異丙基苯、甲基萘等。作為醯胺系溶劑,例如可列舉:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等。該等以外,亦可使用二甲基亞碸等。
電洞注入層3之藉由濕式成膜法之形成通常係藉由如下而進行:於製備電洞注入層形成用組成物後,將其塗佈於相當於電洞注入層3之下層之層(通常為陽極2)上使之成膜並進行乾燥。電洞注入層3通常於成膜後藉由加熱或減壓乾燥等使塗佈膜乾燥。
<藉由真空蒸鍍法之電洞注入層3之形成>
於藉由真空蒸鍍法形成電洞注入層3之情況下,通常將電洞注入層3之構成材料(上述電洞傳輸性化合物、電子接受性化合物等)之1種或2種以上添加至設置於真空容器內之坩堝(於使用2種以上之材料之情況下,通常將各種材料分別添加至坩堝)中,利用真空泵將真空容器內排氣至10-4Pa左右後,對坩堝進行加熱(於使用2種以上之材料之情況下,通常對各自之坩堝進行加熱),一面控制坩堝內之材料之蒸發量,一面使之蒸發(於使用2種以上之材料之情況下,通常分別獨立地一面控制蒸發量,一面使之蒸發),而於與坩堝面對面放置之基板上之陽極上形成電洞注入層3。再者,於使用2種以上之材料之情況下,亦可將該等之混合物添加至坩堝中,並進行加熱、蒸發而形成電洞注入層3。
蒸鍍時之真空度只要不明顯損及本發明之效果,則並無限定,通常為0.1×10-6Torr(0.13×10-4Pa)以上、9.0×10-6Torr(12.0×10-4Pa)以下。蒸鍍速度只要不明顯損及本發明之效果,則並無限定,通常為0.1Å/秒以上、5.0Å/秒以下。蒸鍍時之成膜溫度只要不明顯損及本發明之效果,則並無限定,較佳為於10℃以上、50℃以下之溫度下進行。
(電洞傳輸層4)
電洞傳輸層4係承擔自陽極側向發光層側傳輸電洞之功能之層。電洞傳輸層4於本發明之有機電致發光元件中並非為必需之層,但就強化從陽極2向發光層5傳輸電洞之功能之方面而言,較佳為使用該層。於使用電洞傳輸層4之情況下,通常電洞傳輸層4形成於陽極2與發光層5之間。又,於存在上述電洞注入層3之情況下,形成於電洞注入層3與發光層5之間。
電洞傳輸層4之膜厚通常為5nm以上,較佳為10nm以上,又,另一方面,通常為300nm以下,較佳為100nm以下。電洞傳輸層4之形成方法可為真空蒸鍍法,亦可為濕式成膜法。就成膜性優異之方面而言,較佳為藉由濕式成膜法形成。
電洞傳輸層4通常含有成為電洞傳輸層4之電洞傳輸性化合物。作為電洞傳輸層4中所包含之電洞傳輸性化合物,尤其可列舉:4,4,-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯基所代表之包含沿2個以上之三級胺且於氮原子上取代有2個以上之縮合芳香族環之芳香族二胺(日本專利特開平5-234681號公報)、4,4',4"-三(1-萘基苯基胺基)三苯基胺等具有星射構造之芳香族胺化合物(J.Lumin.,72-74卷,985頁,1997年)、包含三苯基胺之四聚物之芳香族胺化合物(Chem.Commun.,2175頁,1996年)、2,2',7,7'-四-(二苯基胺基)-9,9'-螺二茀等螺環化合物(Synth.Metals,91卷,209頁,1997年)、4,4'-N,N'-二咔唑聯苯基等咔唑衍生物等。又,例如亦可較佳地使用含有聚乙烯基咔唑、聚乙烯基三苯基胺(日本專利特開平7-53953號公報)、四苯基聯苯胺之聚伸芳基醚碸(Polym.Adv. Tech.,7卷,33頁,1996年)等。
<藉由濕式成膜法之電洞傳輸層4之形成>
於利用濕式成膜法形成電洞傳輸層4之情況下,通常與利用濕式成膜法形成上述電洞注入層3之情況同樣地,使用電洞傳輸層形成用組成物代替電洞注入層形成用組成物來形成。於利用濕式成膜法形成電洞傳輸層4之情況下,通常電洞傳輸層形成用組成物進而含有溶劑。電洞傳輸層形成用組成物所使用之溶劑可使用與上述電洞注入層形成用組成物中所使用之溶劑相同之溶劑。電洞傳輸層形成用組成物中之電洞傳輸性化合物之濃度可設為與電洞注入層形成用組成物中之電洞傳輸性化合物之濃度相同之範圍。電洞傳輸層4之藉由濕式成膜法之形成可與上述電洞注入層3之成膜法同樣地進行。
<藉由真空蒸鍍法之電洞傳輸層4之形成>
於利用真空蒸鍍法形成電洞傳輸層4之情況下,通常亦可與利用真空蒸鍍法形成上述電洞注入層3之情況同樣地,使用電洞傳輸層形成用組成物代替電洞注入層形成用組成物來形成。關於蒸鍍時之真空度、蒸鍍速度及溫度等成膜條件等,可於與上述電洞注入層3之真空蒸鍍時相同之條件下成膜。
(發光層5)
發光層5係承擔於對一對電極間賦予電場時,藉由自陽極2注入之電洞與自陰極9注入之電子再結合而被激發並發光之功能之 層。發光層5係形成於陽極2與陰極9之間之層,發光層5於在陽極2之上存在電洞注入層3之情況下,形成於電洞注入層3與陰極9之間,於在陽極2之上存在電洞傳輸層4之情況下,形成於電洞傳輸層4與陰極9之間。
發光層5之膜厚只要不顯著損及本發明之效果,則為任意,就膜不易產生缺陷之方面而言,較佳為較厚,又,另一方面,就容易設為低驅動電壓之方面而言,較佳為較薄。因此,較佳為3nm以上,進而較佳為5nm以上,又,另一方面,通常較佳為200nm以下,進而較佳為100nm以下。
發光層5至少含有具有發光性質之材料(發光材料),並且較佳為含有具有電荷傳輸性之材料(電荷傳輸性材料)。作為發光材料,只要於任一發光層中包含本發明之銥錯合體化合物即可,亦可適當使用其他發光材料。以下,對本發明之銥錯合體化合物以外之其他發光材料進行詳細說明。
(發光材料)
發光材料只要於所需之發光波長下發光且無損本發明之效果,則並無特別限制,可應用公知之發光材料。發光材料可為螢光發光材料,亦可為磷光發光材料,較佳為發光效率良好之材料,就內部量子效率之觀點而言,較佳為磷光發光材料。
作為螢光發光材料,例如可列舉以下之材料。作為賦予藍色發光之螢光發光材料(藍色螢光發光材料),例如可列舉:萘、苝、芘、蒽、香豆素、、對-雙(2-苯基乙烯基)苯及該等之衍生物等。作為賦予綠色發光之螢光發光材料(綠色螢光發光材料),例如 可列舉:喹吖酮衍生物、香豆素衍生物、Al(C9H6NO)3等鋁錯合體等。作為賦予黃色發光之螢光發光材料(黃色螢光發光材料),例如可列舉:紅螢烯、呸啶酮衍生物等。
作為賦予紅色發光之螢光發光材料(紅色螢光發光材料),例如可列舉:DCM(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、苯并吡喃衍生物、玫瑰紅衍生物、苯并硫衍生物、氮雜苯并硫等。
又,作為磷光發光材料,例如可列舉包含選自長週期型週期表(以下,只要未特別記述,則於稱為「週期表」之情況下,係指長週期型週期表)之第7~11族中之金屬之有機金屬錯合體等。作為選自週期表之第7~11族中之金屬,可較佳地列舉釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑、金等。
作為有機金屬錯合體之配位子,較佳為(雜)芳基吡啶配位子、(雜)芳基吡唑配位子等(雜)芳基與吡啶、吡唑、啡啉等連結之配位子,尤佳為苯基吡啶配位子、苯基吡唑配位子。此處,所謂(雜)芳基,表示芳基或雜芳基。
作為較佳之磷光發光材料,具體而言,例如可列舉:三(2-苯基吡啶)銥、三(2-苯基吡啶)釕、三(2-苯基吡啶)鈀、雙(2-苯基吡啶)鉑、三(2-苯基吡啶)鋨、三(2-苯基吡啶)錸等苯基吡啶錯合體及八乙基鉑卟啉、八苯基鉑卟啉、八乙基鈀卟啉、八苯基鈀卟啉等卟啉錯合體等。
作為高分子系之發光材料,可列舉:聚(9,9-二辛基茀-2,7-二基)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(4-第二丁基苯基))二苯基胺)]、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-co-(1,4-苯并-2{2,1'-3}- 三唑)]等聚茀系材料、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己基氧基)-1,4-伸苯基伸乙烯基]等聚伸苯基伸乙烯基系材料。
(電荷傳輸性材料)
電荷傳輸性材料係具有正電荷(電洞)或負電荷(電子)傳輸性之材料,只要無損本發明之效果,則並無特別限制,可應用公知之發光材料。電荷傳輸性材料可使用習知以來用於有機電致發光元件之發光層5之化合物等,尤佳為用作發光層5之主材料之化合物。
作為電荷傳輸性材料,具體而言,可列舉:芳香族胺系化合物、酞菁系化合物、卟啉系化合物、寡聚噻吩系化合物、聚噻吩系化合物、苄基苯基系化合物、利用茀基連結有三級胺之化合物、腙系化合物、矽氮烷系化合物、矽烷胺系化合物、磷胺系化合物、喹吖酮系化合物等作為電洞注入層3之電洞傳輸性化合物而例示之化合物等,此外,亦可列舉:蒽系化合物、芘系化合物、咔唑系化合物、吡啶系化合物、啡啉系化合物、二唑系化合物、噻咯系化合物等電子傳輸性化合物等。
又,例如,亦可較佳地使用4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯基所代表之包含2個以上之三級胺且於氮原子上取代有2個以上之縮合芳香族環之芳香族二胺(日本專利特開平5-234681號公報)、4,4',4"-三(1-萘基苯基胺基)三苯基胺等具有星射(Star burst)構造之芳香族胺系化合物(J.Lumin.,72-74卷,985頁,1997年)、包含三苯基胺之四聚物之芳香族胺系化合物(Chem.Commun.,2175頁,1996年)、2,2',7,7'-四-(二苯基胺基)-9,9'-螺二茀等茀系化合物(Synth.Metals,91卷,209頁,1997年)、4,4'-N,N'- 二咔唑聯苯基等咔唑系化合物等作為電洞傳輸層4之電洞傳輸性化合物而例示之化合物等。又,此外,亦可列舉:2-(4-聯苯基)-5-(對-第三丁基苯基)-1,3,4-二唑(tBu-PBD)、2,5-雙(1-萘基)-1,3,4-二唑(BND)等二唑系化合物、2,5-雙(6,-(2',2"-聯吡啶))-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯(PyPySPyPy)等噻咯系化合物、4,7-二苯基-1,10-啡啉(BPhen)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(BCP、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-啡啉)等啡啉系化合物等。
<藉由濕式成膜法之發光層5之形成>
發光層5之形成方法可為真空蒸鍍法,亦可為濕式成膜法,就成膜性優異之方面而言,較佳為濕式成膜法。於本發明中,所謂濕式成膜法,係指採用作為成膜方法、即塗佈方法之例如旋轉塗佈法、浸漬塗佈法、模嘴塗佈法、棒式塗佈法、刮刀塗佈法、輥式塗佈法、噴塗法、毛細管塗佈法、噴墨法、噴嘴印刷法、網版印刷法、凹版印刷法、快乾印刷法等以濕式成膜之方法,使該塗佈膜乾燥而進行膜形成之方法。
於藉由濕式成膜法形成發光層5之情況下,通常與利用濕式成膜法形成上述電洞注入層3之情況同樣地,使用將成為發光層5之材料代替電洞注入層形成用組成物與可溶之溶劑(發光層用溶劑)進行混合而製備之發光層形成用組成物而形成。作為溶劑,例如可列舉針對電洞注入層3之形成所列舉之醚系溶劑、酯系溶劑、芳香族烴系溶劑、醯胺系溶劑、以及烷烴系溶劑、鹵化芳香族烴系溶劑、脂肪族醇系溶劑、脂環式醇系溶劑、脂肪族酮系溶劑及脂環式酮系溶劑等。以下列舉溶劑之具體例,但只要無損本發明 之效果,則並不限定於該等。
例如,可列舉:乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇-1-單甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚系溶劑;1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、苯甲醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、二苯基醚等芳香族醚系溶劑;乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯系溶劑;甲苯、二甲苯、均三甲苯、環己基苯、萘滿、3-異丙基聯苯基、1,2,3,4-四甲基苯、1,4-二異丙基苯、甲基萘等芳香族烴系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等醯胺系溶劑;正癸烷、環己烷、乙基環己烷、十氫萘、雙環己烷等烷烴系溶劑;氯苯、二氯苯、三氯苯等鹵化芳香族烴系溶劑;丁醇、己醇等脂肪族醇系溶劑;環己醇、環辛醇等脂環式醇系溶劑;甲基乙基酮、二丁基酮等脂肪族酮系溶劑;環己酮、環辛酮、葑酮等脂環式甲酮系溶劑等。該等之中,尤佳為烷烴系溶劑及芳香族烴系溶劑。
又,為了獲得更均勻之膜,較佳為自初成膜後之液膜使溶劑以適當之速度蒸發。因此,溶劑之沸點通常為80℃以上,較佳為100℃以上,更佳為120℃以上,又,通常為270℃以下,較佳為250℃以下,更佳為沸點為230℃以下。
溶劑之使用量只要不明顯損及本發明之效果,則為任意,就由為低黏性而容易進行成膜作業之方面而言,發光層形成用組成物中之合計含量較佳為較多,又,另一方面,就厚膜容易成膜之方面而言,較佳為較低。溶劑之含量於含銥錯合體化合物之組成物中較佳為1質量%以上,更佳為10質量%以上,尤佳為50質量 %以上,又,較佳為99.99質量%以下,更佳為99.9質量%以下,尤佳為99質量%以下。
作為溶劑去除方法,可使用加熱或減壓。作為加熱方法中所使用之加熱手段,就對膜整體均等地賦予熱之方面而言,較佳為無塵烘箱、加熱板。關於加熱步驟中之加熱溫度,只要不顯著損及本發明之效果,則為任意,就縮短乾燥時間之方面而言,溫度較佳為較高,就對材料之損傷較少之方面而言,較佳為較低。上限通常為250℃以下,較佳為200℃以下,進而較佳為150℃以下。下限通常為30℃以上,較佳為50℃以上,進而較佳為80℃以上。高於上限之溫度可能會高於通常所使用之電荷傳輸材料或磷光發光材料之耐熱性而導致分解或結晶化。於未滿下限之溫度之情況下,去除溶劑需要長時間。加熱步驟中之加熱時間係根據發光層形成用組成物中之溶劑之沸點或蒸氣壓、材料之耐熱性、及加熱條件而適當決定。
<藉由真空蒸鍍法之發光層5之形成>
於藉由真空蒸鍍法形成發光層5之情況下,通常將發光層5之構成材料(上述發光材料、電荷傳輸性化合物等)之1種或2種以上添加至設置於真空容器內之坩堝(於使用2種以上之材料之情況下,通常將各者添加至各自之坩堝)中,利用真空泵將真空容器內排氣至10-4Pa左右後,對坩堝進行加熱(於使用2種以上之材料之情況下,通常對各個坩堝進行加熱),一面控制坩堝內之材料之蒸發量,一面使之蒸發(於使用2種以上之材料之情況下,通常一面分別獨立地控制蒸發量,一面使之蒸發),而於面向坩堝設置之電 洞注入傳輸層之上形成發光層5。再者,於使用2種以上之材料之情況下,亦可將該等之混合物添加至坩堝中,使之加熱、蒸發而形成發光層5。
蒸鍍時之真空度只要不明顯損及本發明之效果,則並無限定,通常為0.1×10-6Torr(0.13×10-4Pa)以上、9.0×10-6Torr(12.0×10-4Pa)以下。蒸鍍速度只要不明顯損及本發明之效果,則並無限定,通常為0.1Å/秒以上、5.0Å/秒以下。蒸鍍時之成膜溫度只要不明顯損及本發明之效果,則並無限定,較佳為於10℃以上、50℃以下之溫度下進行。
(電洞阻擋層6)
亦可於發光層5與下述電子注入層8之間設置電洞阻擋層6。電洞阻擋層6係以與發光層5之陰極側之界面相接之方式積層於發光層5之上之層。該電洞阻擋層6具有阻止自陽極2移動來之電洞到達至陰極9之作用,及將自陰極9注入之電子高效率地沿發光層5之方向傳輸之作用。作為構成電洞阻擋層6之材料所要求之物性,可列舉:電子移動度較高且電洞移動度較低、能量間隙(HOMO-LUMO之差)較大、激發三重態能階(T1)較高。
作為滿足此種條件之電洞阻擋層6之材料,例如可列舉:雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(三苯基矽烷醇)鋁等之混合配位子錯合體;雙(2-甲基-8-喹啉基)鋁-μ-氧雜-雙-(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁雙核金屬錯合體等金屬錯合體;二苯乙烯基聯苯基衍生物等苯乙烯基化合物(日本專利特開平11-242996號公報);3-(4-聯苯基)-4-苯基-5(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑等三唑 衍生物(日本專利特開平7-41759號公報);2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-啡啉等啡啉衍生物(日本專利特開平10-79297號公報)等。進而,國際公開第2005/022962號所記載之具有至少1個2,4,6位經取代之吡啶環之化合物作為電洞阻擋層6之材料亦較佳。
電洞阻擋層6之形成方法並無限制,可與上述發光層5之形成方法同樣地形成。電洞阻擋層6之膜厚只要不明顯損及本發明之效果,則為任意,通常為0.3nm以上,較佳為0.5nm以上,又,通常為100nm以下,較佳為50nm以下。
(電子傳輸層7)
電子傳輸層7之目的在於進而提高元件之電流效率,且設置於發光層5與電子注入層8之間。電子傳輸層7係由可於賦予電場之電極間將自陰極9注入之電子高效率地沿發光層5之方向傳輸之化合物形成。作為電子傳輸層7所使用之電子傳輸性化合物,必須為來自陰極9或電子注入層8之電子注入效率較高且具有較高之電子移動度且可高效率地傳輸所注入之電子之化合物。
電子傳輸層7所使用之電子傳輸性化合物通常較佳為來自陰極9或電子注入層8之電子注入效率較高且可高效率地傳輸所注入之電子之化合物。作為電子傳輸性化合物,具體而言,例如可列舉:8-羥基喹啉之鋁錯合體等金屬錯合體(日本專利特開昭59-194393號公報);10-羥基苯并[h]喹啉之金屬錯合體、二唑衍生物、二苯乙烯基聯苯衍生物、噻咯衍生物、3-羥基黃酮金屬錯合體、5-羥基黃酮金屬錯合體、苯并唑金屬錯合體、苯并噻唑金屬錯合體、三苯并咪唑硫基苯(美國專利第5645948號說明書)、喹啉 化合物(日本專利特開平6-207169號公報)、啡啉衍生物(日本專利特開平5-331459號公報)、2-第三丁基-9,10-N,N'-二氰基蒽醌二亞胺、n型氫化非晶質炭化矽、n型硫化鋅、n型硒化鋅等。
電子傳輸層7之膜厚通常為1nm以上,較佳為5nm以上,又,另一方面,通常為300nm以下,較佳為100nm以下。電子傳輸層7與上述同樣地,係藉由利用濕式成膜法或者真空蒸鍍法積層於電洞阻擋層上而形成。通常使用真空蒸鍍法。
(電子注入層8)
電子注入層8發揮將自陰極9注入之電子高效率地向電子傳輸層7或發光層5注入之作用。為了高效率地進行電子注入,形成電子注入層8之材料較佳為功函數較低之金屬。作為例,使用鈉或銫等鹼金屬、鋇或鈣等鹼土金屬等。其膜厚通常較佳為0.1nm以上、5nm以下。
進而,向4,7-二苯基-1,10-啡啉等含氮雜環化合物或8-羥基喹啉之鋁錯合體等金屬錯合體所代表之有機電子傳輸材料中摻雜鈉、鉀、銫、鋰、銣等鹼金屬(日本專利特開平10-270171號公報、日本專利特開2002-100478號公報、日本專利特開2002-100482號公報等所記載)亦可提高電子注入/傳輸性且可兼顧優異之膜質,故而較佳。
膜厚通常為5nm以上,較佳為10nm以上,又,通常為200nm以下,較佳為100nm以下之範圍。電子注入層8係藉由利用濕式成膜法或者真空蒸鍍法積層於發光層5或其上之電洞阻擋層上而形成。濕式成膜法之情況之詳細內容與上述發光層5之情 況相同。
(陰極9)
陰極9發揮將電子注入至發光層側之層(電子注入層8或發光層5等)之作用。作為陰極9之材料,可使用上述陽極2所使用之材料,就高效地進行電子注入之方面而言,較佳為使用功函數較低之金屬,例如使用錫、鎂、銦、鈣、鋁、銀等金屬或該等之合金等。作為具體例,例如可列舉:鎂-銀合金、鎂-銦合金、鋁-鋰合金等低功函數之合金電極等。
就元件之穩定性之方面而言,較佳為於陰極9之上積層功函數較高、對大氣穩定之金屬層來保護包含低功函數之金屬之陰極9。作為積層之金屬,例如可列舉:鋁、銀、銅、鎳、鉻、金、鉑等金屬。陰極之膜厚通常與陽極2相同。
(其他層)
本發明之有機電致發光元件只要不明顯損及本發明之效果,則亦可進而具有其他層。即亦可於陽極2與陰極9之間具有上述其他任意之層。
<其他元件構成>
再者,亦可為與上述說明相反之構造,即於基板上依序積層陰極、電子注入層、發光層、電洞注入層、陽極。
<其他>
於將本發明之有機電致發光元件應用於有機電致發光裝置之情況下,可以單一之有機電致發光元件之形式使用,亦可以數個有機電致發光元件以陣列狀配置之構成之形式使用,亦可以陽極2與陰極9以X-Y矩陣狀配置之構成之形式使用。
本發明之顯示裝置及照明裝置具有如上述之本發明之有機電致發光元件。本發明之顯示裝置及照明裝置之形式或構造並無特別限制,可使用本發明之有機電致發光元件並依據常規方法組裝。
例如,可利用「有機EL顯示器」(ohmsha,平成16年8月20日發刊,時任靜士、安達千波矢、村田英幸著)所記載之方法形成本發明之顯示裝置及照明裝置。
本發明亦關於一種使雙環金屬化銥錯合體原料與其他配位子反應而製造三環金屬化銥錯合體化合物之方法。即,本發明之製造方法係一種製造La 2LbIr或LaLb 2Ir所表示之銥錯合體化合物之方法,其包含使La pIrXq所表示之化合物與Lb所表示之化合物於銀(I)鹽及有機鹼之存在下反應之步驟。本發明之製造方法亦可用作上述式(1)所表示之銥錯合體化合物之製造方法。
於La pIrXq、Lb、La 2LbIr及LaLb 2Ir中,Ir表示銥原子,p及q分別獨立地表示0~3之整數,p+q=3,La及Lb分別獨立地表示包含碳原子及氮原子之配位於銥原子之多牙配位子,存在數個之La或Lb可相同,亦可不同,X係下述式(6)所表示之基。
[於式(6)中,*表示與上述銥原子之鍵結部位,R11及R13表示取代基,R12表示氫原子或取代基。]
<La及Lb>
上述La及Lb係於銥原子至少以2牙配位之配位子,與銥之鍵結模式只要其中之一為共價鍵結,另一模式為配位鍵結或者金屬碳烯(carbene)配位鍵結,則其化學構造之種類並無特別限定,亦可為3牙以上之多牙配位子,較佳為雙牙配位子。
就製造用作有機EL元件材料之銥錯合體化合物之觀點而言,配位子La及Lb分別較佳為與銥原子共價鍵結之原子之種類為碳原子,配位鍵結或金屬碳烯配位鍵結之原子為碳原子、氮原子、磷原子、氧原子或硫原子,更佳為碳原子或氮原子,進而較佳為氮原子。
於與銥原子共價鍵結之原子為碳原子之情況下,就反應性較高、及用作有機EL元件材料之觀點而言,較佳為形成sp2混成軌域之碳原子。進而,更佳為形成雙鍵、芳香環或雜芳香環之碳原子,進而較佳為形成芳香環或雜芳香環之碳原子。於配位鍵結或金屬碳烯配位鍵結之原子為碳原子或氮原子之情況下,就反應性較高及用作有機EL元件材料之觀點而言,較佳為形成sp2混成軌域之碳原子或氮原子,更佳為形成雙鍵、芳香環或雜芳香環之碳原 子或氮原子,進而較佳為形成雜芳香環之碳原子或氮原子,最佳為形成雜芳香環之氮原子。
La及Lb可互為相同,亦可不同,各自經取代之取代基之種類及其分子量亦無限制。又,存在數個之La或Lb亦可相同,亦可不同。La及Lb之進而較佳之形態為下式(7)所表示之者。
[於式(7)中,*表示與銥原子之鍵結部位,C11、C12及C13表示碳原子,N11表示氮原子,環Cy5表示包含上述C11及上述C12之芳香環或雜芳香環,環Cy6表示包含上述N11及上述C13之芳香環或雜芳香環;R21及R22分別獨立地表示氫原子或取代基,上述R21與上述環Cy5鍵結,上述R22與上述環Cy6鍵結;X1表示上述環Cy5上能夠取代之基之最大數,且為整數。X2表示上述環Cy6上能夠取代之基之最大數,且為整數。]
<環Cy5>
環Cy5表示包含配位於銥原子之碳原子C11及C12之芳香環或雜芳香環。環Cy5亦可為單環或數個環鍵結而成之縮合環。於縮合環之情況下,環之數量並無特別限定,較佳為6以下,較佳為5以下,藉由為該等之間之數而有無損錯合體之溶解性之傾向,故而較佳。環Cy5並無特別限定,就錯合體之化學穩定性之觀點而言,雜芳香環之構成元素較佳為選自碳原子、以及氮原子、氧原子、硫原 子、矽原子、磷原子及硒原子。
作為環Cy5之具體例,芳香環中可列舉:單環之苯環;2環之萘環;3環以上之茀環、蒽環、菲環、苝環、稠四苯環、芘環、苯并芘環、環、聯三伸苯環、熒蒽環等。又,雜芳香環中可列舉:含氧原子之呋喃環、苯并呋喃環、二苯并呋喃環;含硫原子之噻吩環、苯并噻吩環、二苯并噻吩環;含氮原子之吡咯環、吡唑環、咪唑環、苯并咪唑環、吲哚環、吲唑環、咔唑環、吲哚并咔唑環、茚并咔唑環、吡啶環、吡環、嗒環、嘧啶環、三環、喹啉環、異喹啉環、啉環、酞環、喹啉環、喹唑啉環、喹唑啉酮環、吖啶環、啡啶環、咔啉環或嘌呤環;包含數個種類之雜原子之唑環、二唑環、異唑環、苯并異唑環、噻唑環、苯并噻唑環、異噻唑環、苯并異噻唑環等。
為了控制發光波長、或提高對溶劑之溶解性、或提高作為有機EL元件之耐久性,於該等環上導入適當之取代基之情況較多。上述環之中,較佳為此種取代基之導入方法被大量知曉之環。因此,上述具體例之中,較佳為與銥原子直接鍵結之碳原子C11所構成之一個環為苯環者。作為苯環之例,可列舉:芳香環、二苯并呋喃環、二苯并噻吩環、咔唑環、吲哚并咔唑環、茚并咔唑環等。該等之中,進而較佳為苯環、萘環、茀環、二苯并呋喃環、二苯并噻吩環或咔唑環,尤佳為苯環及/或萘環。
構成環Cy11之原子數並無特別限制,就維持銥錯合體化合物之溶解性之觀點而言,該環之構成原子數分別較佳為5以上,更佳為6以上。又,該環之構成原子數較佳為30以下,更佳為20以下。
<環Cy6>
環Cy6表示包含碳原子C12及配位於銥原子之氮原子N11之雜芳香環。具體而言,可列舉:單環之吡啶環、嗒環、嘧啶環、吡環、三環、吡咯環、吡唑環、異唑環、噻唑環、唑環、二唑環、噻唑環、嘌呤環;2環縮環之喹啉環、異喹啉環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環、萘啶環、吲哚環、吲唑環、苯并異唑環、苯并異噻唑環、苯并咪唑環、苯并唑環、苯并噻唑環;3環縮環之吖啶環、啡啉環、咔唑環、咔啉環;4環以上縮環之苯并啡啶環、苯并吖啶環或吲哚并咔啉環等。該等之中,就容易導入取代基、發光波長或溶解性較高、進而容易反應之方面而言,較佳為4環以下之縮合環,更佳為3環以下之縮合環,最佳為單環或2環之縮合環。
具體而言,較佳為咪唑環、唑環、噻唑環、苯并咪唑環、苯并唑環、苯并噻唑環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環、吡環、三環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環或萘啶環。進而,更佳為咪唑環、苯并咪唑環、苯并噻唑環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環、吡環、三環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環或萘啶環,進而較佳為苯并咪唑環、苯并噻唑環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環、吡環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環或萘啶環。尤其是配位子La及Lb之至少一者之環Cy6較佳為苯并咪唑環、苯并噻唑環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、嗒環、嘧啶環、吡環、啉環、酞環、喹唑啉環、喹啉環或萘啶環,進而較佳為苯并咪唑 環、苯并噻唑環、吡啶環、喹啉環、異喹啉環、喹唑啉環、喹啉環或萘啶環。又,作為環Cy6,較佳為包含環Cy2中所列舉之式(2)~(5)之任一者所表示之構造。
<R21、R22、X1及X2>
式(7)中之R21及R22分別表示鍵結於環Cy5及環Cy6之氫原子或取代基。R21及R22分別獨立,可相同,亦可不同。X1表示環Cy5上能夠取代之取代基之最大數,且為整數。於存在數個R21之情況下,各者可相同,亦可不同。同樣地,X2表示環Cy6上能夠取代之取代基之最大數,且為整數。於存在數個R22之情況下,各者可相同,亦可不同。又,於存在數個R21及/或R22之情況下,2個以上之鄰接之R21彼此及/或R22彼此亦可相互鍵結而形成脂肪族芳香族或雜芳香族之單環或縮合環。
R21及R22之種類並無特別限定,可考慮欲製造之銥錯合體化合物所期待之發光波長之精密控制、或與所使用溶劑之配合性、製成有機EL元件之情況下之與主體化合物之配合性等而選擇最佳之取代基。尤佳之取代基為以下所記述之範圍。R21及R22較佳為分別獨立地選自氫原子、-D、-F、-Cl、-Br、-I、-N(R')2、-CN、-NO2、-OH、-COOR'、-C(=O)R'、-C(=O)NR ' 、-P(=O)(R')2、-S(=O)R'、-S(=O)2R'、-OSO2R'、碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷硫基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀炔基;碳數5以上且60以下 之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基、碳數5以上且40以下之芳氧基、碳數5以上且40以下之芳硫基、碳數5以上且60以下之芳烷基、碳數5以上且60以下之雜芳烷基、碳數10以上且40以下之二芳基胺基、碳數10以上且40以下之芳基雜芳基胺基或碳數10以上且40以下之二雜芳基胺基。
該烷基、該烷氧基、該烷硫基、該烯基及該炔基亦可進而經1個以上之R'取代,該等基中之1個-CH2-基或者2個以上之未鄰接之-CH2-基亦可經-R'-C=CR'-、-C≡C-、-Si(R')2-、-C(=O)-、-NR'-、-O-、-S-、-C(=O)NR'-或2價之芳香族基取代。又,該等基中之1個以上之氫原子亦可經D、F、Cl、Br、I或-CN取代。該芳香族基、該雜芳香族基、該芳氧基、該芳硫基、該芳烷基、該雜芳烷基、該二芳基胺基、該芳基雜芳基胺基及該二雜芳基胺基亦可分別獨立地進而經1個以上之R'取代。R'與上述[銥錯合體化合物]之<R'>所記載者相同,較佳之樣態亦相同。
R21及R22中之烷基、烷氧基、烷硫基、烯基及炔基、芳香族基、雜芳香族基、芳氧基、芳硫基、芳烷基、雜芳烷基、二芳基胺基、芳基雜芳基胺基及二雜芳基胺基與上述[銥錯合體化合物]之<R1~R4>所記載者相同,較佳之樣態亦相同。又,R'亦與上述[銥錯合體化合物]之<R'>所記載者相同,較佳之樣態亦相同。
<p及q>
p及q分別獨立地表示0~3之整數,p+q=3。只要滿足該等,則並無特別限定,p較佳為1或2。
<R11~R13>
X為式(6)所表示之基,式(6)中之R11及R13表示取代基,R12表示氫原子或取代基。R11~R13之取代基之種類並無特別限定,較佳為作為中間原料而具有穩定性、及可於反應中提高自銥原子解離之性質者。
R11及R13較佳為分別獨立地選自-N(R')2;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基;碳數5以上且60以下之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基、碳數5以上且40以下之芳氧基、碳數5以上且60以下之芳烷基、碳數5以上且60以下之雜芳烷基、碳數10以上且40以下之二芳基胺基、碳數10以上且40以下之芳基雜芳基胺基或碳數10以上且40以下之二雜芳基胺基。較佳為選自碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基;碳數2以上30下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基、碳數5以上且60以下之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基。該等基亦可進而經上述R'取代。更佳為碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基、碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基、碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基、碳數5以上且60以下之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基,進而較佳為碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基,最佳為碳數1以上且6以下之直鏈狀或支鏈狀烷基。
R12較佳為氫原子、-D、-N(R')2;碳數1以上且30以 下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數5以上且60以下之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基、碳數5以上且60以下之芳烷基或碳數5以上且60以下之雜芳烷基。較佳為選自氫原子;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷基;碳數1以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烷氧基;碳數2以上且30以下之直鏈狀、支鏈狀或者環狀烯基;碳數5以上且60以下之芳香族基、碳數5以上且60以下之雜芳香族基。該等基亦可進而經上述R'取代。最佳為氫原子。
<La pIrXq>
成為原料之La pIrXq所表示之錯合體化合物可藉由專利文獻2或非專利文獻4所記載之方法合成。進而,例如亦可參考書籍IRIDIUM(III)IN OPTOELECTRONIC AND PHOTONICS APPLICATIONS ed.by.Eli Zysman-Colman Wiley,2017等所引用之文獻。
相對於原料之La pIrXq所表示之錯合體化合物之配位子Lb之當量並無特別限定,一般而言,配位子Lb由於分子量較大且黏性亦較高,故而通常為0.1當量以上,較佳為0.2當量以上,更佳為1當量以上。又,配位子Lb之當量通常為50當量以下,較佳為30當量以下,更佳為10當量以下。配位子之添加方法亦並無限制,可於反應開始時使全部量存在於反應體系內,又,亦可於反應中途將全部量一次性或分批投入,或連續地供給至反應體系內。
<銀(I)鹽>
本發明之製造方法中所使用之銀(I)鹽並無特別限制,較佳為可於反應體系內使Ag(I)+離子游離者,故而將氯化銀、臭化銀等鹵化銀及氧化銀以及硫化銀去除。作為本發明所使用之銀(I)鹽之例,作為有機酸之銀鹽,可列舉:乙酸銀、三氟乙酸銀、甲酸銀、辛酸銀、2-乙基己酸銀、苯甲酸銀、吡啶甲酸銀、乳酸銀、檸檬酸銀、環己烷丁酸銀、對甲苯磺酸銀、甲磺酸銀、三氟甲磺酸銀、N,N-二甲基二硫代胺基甲酸銀、雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺酸銀、三氟甲烷硫醇銀等。又,作為無機酸之銀鹽,可列舉:碳酸銀、硝酸銀、硫酸銀、亞硝酸銀、氯酸銀、過氯酸銀、磷酸銀、氰化銀、鉻酸銀、鎢酸銀、六氟砷酸銀、硼酸銀、六氟銻銀、六氟磷酸銀等。
相對於La pIrXq所表示之錯合體化合物之銀(I)鹽之當量並無特別限定,銀(I)鹽通常為固體,當添加至反應體系時會增高黏性,故而通常為0.1當量以上,較佳為0.2當量以上,更佳為1當量以上。又,銀(I)鹽之當量為50當量以下,較佳為30當量以下,更佳為10當量以下。銀(I)鹽之添加方法亦並無限制,可於反應開始時使全部量存在於反應體系內,亦可於反應中途將全部量一次性或分批投入,或連續地供給至反應體系內。
<有機鹼>
本發明之製造方法所使用之有機鹼可列舉:碳數3以上且60以下之有機胺類、於至少2位及6位具有脂肪族取代基之碳數3以上且60以下之吡啶類等。作為碳數3以上且60以下之有機胺類之例,可列舉:三甲胺、三乙胺、二異丙基乙基胺、三正丁基胺、三正辛基胺、N-甲基啉、1,8-二氮雜雙環[5,4,0]十一烷-7-烯、N,N- 二甲基苯胺等。作為於至少2位及6位具有脂肪族取代基之碳數3以上且60以下之吡啶類中所使用之脂肪族取代基之種類,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正辛基、2-乙基己基、異丙基、異丁基、環戊基、環己基、正辛基、降基、金剛烷基等。為了獲取鹼性與求核性之平衡性,較佳為使用碳數為10以下之取代基,更佳為使用碳數為6以下之取代基。作為該等之例,可列舉:2,6-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、2,6-二-第三丁基吡啶等。
為了不對反應造成不良影響,較佳為不易配位於銥原子且立障大之鹼,故而較佳為三乙胺、二異丙基乙基胺、2,6-二甲基吡啶或者2,6-二-第三丁基吡啶,進而較佳為鹼性與求核性之平衡性較高之二異丙基乙基胺。
相對於La pIrXq所表示之錯合體化合物之有機鹼之當量並無特別限定,通常為0.1當量以上,較佳為0.2當量以上,更佳為0.5當量以上。又,有機鹼之當量通常為50當量以下,較佳為30當量以下,更佳為10當量以下。藉由為該等範圍,有不會阻礙反應而實現效果之傾向。有機鹼之添加方法亦並無限制,可於反應開始時使全部量存在於反應體系內,亦可於反應中途將全部量一次性或分批投入,或連續地供給至反應體系內。
<溶劑>
La pIrXq所表示之錯合體化合物(原料La pIrXq)與配位子Lb之反應可以無溶劑而實施,亦可使用溶劑而實施。關於溶劑之種類,只要不會對反應造成不良影響,則種類並無限定。可較佳地使用使所 使用之原料La pIrXq或配位子Lb充分地溶解之種類之溶劑。溶劑可單獨使用,亦可將數種混合使用。溶劑之種類並無特別限定,可使用公知之溶劑。例如,可列舉:環己基苯、二乙二醇二甲醚、甲苯等。溶劑之添加方法亦並無限制。可自反應最初起使用全部量,亦可於反應中途將全部量一次性或分批投入,或連續地供給至反應體系內。進而,亦可於反應中途使溶劑氣化,一面自反應體系內將溶劑去除,一面進行反應。
<原斜La pIrXq與配位子Lb之反應條件>
(溫度)
反應溫度視所使用之反應原料等組合而有所不同,通常為25℃以上,較佳為50℃以上,更佳為100℃以上。又,通常為300℃以下,較佳為270℃以下,更佳為250℃以下。藉由為該等溫度範圍,有可一面抑制錯合體之分解等不期望之副反應,一面進行反應之傾向。
(壓力)
反應壓力並無特別限制。通常係於大氣壓下實施,於提高於反應中途將溶劑連續地去除時之去除效率之情況下,可於減壓下進行,反過來,於抑制溶劑等之揮發而於穩定之黏度下高效率地進行攪拌之情況下,亦可於加壓下使之反應。
以下,例示實施例對本發明進而具體地進行說明。但是,本發明並不限定於以下之實施例,本發明只要不脫離其主旨, 則可任意地變更後實施。式中,Me意指甲基,Et意指乙基,Ph意指苯基,Ac意指乙醯基,Tf意指三氟甲磺醯基,iPr意指異丙基,S-Phos意指2-二環己基膦基-2',6'-二甲氧基-1,1'-聯苯基、DMSO意指二甲基亞碸,THF意指四氫呋喃,NBS意指N-溴代琥珀醯亞胺,DME意指二甲醚,PPA意指多磷酸,CHB意指環己基苯。再者,於以下之實施例及比較例中,反應全部係於氮氣流下進行。又,液相層析法(LC)之測定條件如下所述。
裝置:島津製作所股份有限公司製造LC-20A系統
管柱:GL Sciences股份有限公司製造Innertsil ODS-3(3μm,4.6×25cm)、
溶離液組成:乙腈/四氫呋喃
溶離液流速:0.8ml/min
烘箱溫度:40℃
檢測:UV254nm
<化合物1之合成>
向300mL之圓底燒瓶中添加5-胺基-2-氯-4-異菸鹼酸(10.1g,COMBI-BLOCKS公司製造OR-6918)與脫水二甲基甲醯胺(50mL),並浸漬於冰水浴(1℃)中,進而投入二咪唑羰基(11.2g) 並進行攪拌。於其15分鐘後,添加二甲基甲醯胺(20mL),利用二甲基甲醯胺(20mL)進行沖洗後,於室溫下進而攪拌3小時。將該混合物添加至N,O-二甲基羥基胺鹽酸鹽(8.4g)與二異丙基乙基胺(15mL)之二甲基甲醯胺溶液(20mL)中,並於80℃下攪拌3小時。其後,進行減壓濃縮,並藉由矽膠管柱層析法(中性凝膠550mL、二氯甲烷,繼而,二氯甲烷/甲醇=95/5)對殘渣進行精製,獲得9.7g上述式所表示之中間物1。
向500mL之圓底燒瓶中添加中間物1(9.7g)與甲苯(100mL),於減壓下將水分共沸去除後,添加脫水四氫呋喃(100mL),並浸漬於冰水浴(1℃)中。將預先向300mL之四口燒瓶中添加塊狀鎂(2.4g),一面攪拌一面歷時30分鐘滴加包含2-溴萘(16.7g)之脫水四氫呋喃(50mL)溶液,其後攪拌90分鐘而製備之格氏試劑液,歷時5分鐘對其添加,進而於室溫下攪拌90分鐘。向其中添加飽和氯化銨水溶液(40mL)後,添加二氯甲烷(500mL)、水(300mL)及碳酸鈉(1g)進行分液洗淨,利用硫酸鎂使油相乾燥,進而進行濃縮後,利用矽膠管柱層析法(凝膠400mL、二氯甲烷,繼而,二氯甲烷/甲醇=95/5)進行精製,獲得10.8g上述式所表示之中間物2。
向1L之圓底燒瓶中添加3-(正辛基)苯基硼酸(33.5g)與3-溴苯乙酮(26.3g),進而添加通入氮氣之甲苯(500mL)、乙醇(60mL)及2M磷酸三鉀水溶液(190mL),於油浴(100℃)中攪拌6小時使之迴流。冷卻至室溫後,將水相去除並進行減壓濃縮而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(凝膠600mL,二氯甲烷/己烷=2/8)對所獲得之殘渣進行精製,獲得35.0g上述式所表示之中間物3。
向1L圓底燒瓶中添加中間物2(10.8g)與中間物3(13.3g),進而添加氫氧化鉀(9.8g)之乙醇(120mL)溶液,一面於油浴(90℃)中使之迴流,一面攪拌2.5小時。其後,添加飽和氯化銨水溶液(40mL),並利用二氯甲烷(500mL)與水(500mL)進行分液洗淨。利用硫酸鎂使油相乾燥後將溶劑減壓去除而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(凝膠600mL,二氯甲烷/己烷=9/1,繼而,該比=1/0)對所獲得之殘渣進行精製,獲得5.9g上述式所表示之中間物4。
向1L圓底燒瓶中添加中間物4(5.9g)、2,6-二甲基苯基硼酸(5.1g)、磷酸三鉀(4.6g)、乙酸鈀(0.13g)、2-二環己基膦基-2',6'-二甲氧基聯苯基(0.46g,Johnson Matthey公司製造S-Phos)及甲苯(250mL),並於油浴90℃下攪拌1小時,其後於105℃下攪拌2.5小時後,添加氫氧化鋇八水合物(2.6g),並進而攪拌3.5小時。冷卻至室溫後,利用水(500mL)進行分液洗淨,並利用硫酸鎂使油相乾燥後進行減壓濃縮而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(凝膠300mL,二氯甲烷/乙酸乙酯=1/0,繼而,該比=95/5)對所獲得之殘渣進行精製,獲得5.5g上述式所表示之中間物5。
向1L圓底燒瓶中添加2-(3-溴苯基)苯并噻唑(31.7g)、B-[1,1':3',1"-聯三苯]-3-基硼酸(33.7g)、四(三苯基膦)鈀(0)(2.2g),進而添加通入氮氣之甲苯(350mL)、乙醇(100mL)及2M磷酸三鉀水溶液(200mL),並於100℃下攪拌4小時。冷卻至室溫後,將水相去除並將溶劑去除而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(凝膠 600mL,二氯甲烷/己烷=3/7,繼而,該比=5/5)對所獲得之殘渣進行精製,獲得45.9g上述式所表示之中間物6。
向100mL圓底燒瓶中添加中間物5(4.3g)、氯化銥n水合物(1.3g,銥含量52%)、2-乙氧基乙醇(30mL)及水(10mL),並於160℃之油浴中進行攪拌。中途,蒸發之溶劑並未迴流而被蒸餾去除。經蒸餾去除之溶劑量於反應結束時為45mL。3小時後添加2-乙氧基乙醇(30mL)。合計反應9.5小時。反應結束後將反應液投入至水(200mL)中,利用矽膠管柱層析法(凝膠150mL,二氯甲烷/乙酸乙酯=95/5,繼而,該比=3/7)對經濾取之析出固體進行精製,獲得3.8g上述式所表示之中間物7。
向100mL四口燒瓶中添加中間物7(4.8g)、中間物6(7.0g)、三氟甲磺酸銀(2.5g)及二乙二醇二甲醚(40mL),將其浸漬於135℃之油浴中進行攪拌。於反應開始1、2.5、3、6、6.5、7.5 及8.5小時後添加二異丙基乙基胺(分別為60、140、140、70、70、70及70μL)。使反應於9.5小時時停止,冷卻後將溶劑減壓去除而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(二氯甲烷/己烷=6/4,繼而,該比=5/5,繼而,該比=6/4)對所獲得之殘渣進行精製,藉此獲得0.58g上述式所表示之化合物1。
<化合物2之合成>
向300mL之圓底燒瓶中添加3-胺基-2-吡啶羧酸(12.6g,Fluorochem公司製造)與脫水二甲基亞碸(100mL),並浸漬於冰水浴(1℃)中,進而投入二咪唑羰基(16.7g)並進行攪拌。於其15分鐘後,利用二甲基亞碸(2mL)進行沖洗後,於室溫下進而攪拌5小時。向該混合物中添加N,O-二甲基羥基胺鹽酸鹽(13.4g)與二異丙基乙基胺(24mL)之混合物,並於室溫下攪拌6小時,其後於室溫下靜置一整夜。其後,減壓濃縮,並利用水與二氯甲烷將殘渣分液洗淨。將油相溶劑去除後,利用矽膠管柱層析法(中性凝膠600mL、二氯甲烷,繼而,二氯甲烷/甲醇=1000/10)進行精製,獲得11.8g上述式所表示之中間物8。
向500mL之圓底燒瓶中添加中間物8(11.8g)與脫水四氫呋喃(140mL),並浸漬於冰水浴(1℃)中。向其中歷時5分鐘添加預先向300mL之四口燒瓶中添加塊狀鎂(4.8g),一面攪拌一面歷時50分鐘滴加包含2-溴萘(40.4g)之脫水四氫呋喃(70mL)溶液,其後攪拌90分鐘而製備之格氏試劑液,進而添加脫水四氫呋喃60mL,並於室溫下攪拌2.5小時。向其中添加飽和氯化銨水溶液(400mL)後,添加二氯甲烷(200mL)、水(300mL)及碳酸鈉(10g)進行分液洗淨,利用硫酸鎂使油相乾燥,進而進行濃縮後,利用矽膠管柱層析法(凝膠1500mL,二氯甲烷/甲醇=100/1,繼而,該比=100/2)進行精製,獲得13.1g上述式所表示之中間物9。
向1L圓底燒瓶中添加中間物9(13.1g)與二氯甲烷(200mL),於室溫下投入N-溴代丁二醯亞胺(10.4g)並於室溫下進行攪拌。50分鐘後追加二氯甲烷200mL,並進而攪拌40分鐘。利用水500mL與二氯甲烷500mL進行分液洗淨,利用硫酸鎂進行乾燥,並於減壓下將溶劑去除。利用矽膠管柱層析法(以凝膠600mL、二氯甲烷/甲醇=100/1堆積凝膠,並僅利用二氯甲烷展開)對所獲得之殘渣進行精製,獲得14.7g上述式所表示之中間物10。
向1L圓底燒瓶中添加中間物10(5.5g)、2,6-二甲基苯基硼酸(3.8g)、2M磷酸三鉀水溶液(50mL)、四(三苯基膦)鈀(0)(0.86g)、二烷(70mL)及甲苯(70mL),於油浴105℃下攪拌2.5小時。冷卻至室溫後,將溶劑減壓去除,利用二氯甲烷(300mL)與水(300mL)將所獲得之殘渣分液洗淨,利用硫酸鎂使油相乾燥後進行減壓濃縮而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(以凝膠500mL、二氯甲烷/甲醇=100/1堆積凝膠,並僅利用二氯甲烷展開)對所獲得之殘渣進行精製,獲得5.7g上述式所表示之中間物11。
向1L圓底燒瓶中添加中間物11(6.8g)與中間物3(7.7g),進而添加氫氧化鉀(6.1g)之乙醇(73mL)溶液,一面於油浴(90℃)中使之迴流,一面攪拌3小時,進而將油浴之溫度設為100℃並攪拌7小時。其後,將溶劑減壓去除,利用二氯甲烷(1L)與水(1L)將殘渣分液洗淨。利用硫酸鎂使油相乾燥後將溶劑減壓去除而獲得 殘渣,利用矽膠管柱層析法(僅利用凝膠500mL、二氯甲烷展開後,僅利用凝膠600mL、甲苯4L展開,繼而,僅利用二氯甲烷1L展開)對所獲得之殘渣進行2次精製,獲得6.6g上述式所表示之中間物12。
向1L圓底燒瓶中添加中間物6(28.9g),氯化銥n水合物(10.7g,FURUYA METAL製造,銥含量52%)、2-乙氧基乙醇(0.7L)及水(60mL),並迴流攪拌9小時。將對析出物進行過濾而獲得之塊狀物之一半量添加至500mL之圓底燒瓶中,並添加3,5-庚二酮(7.4g)、碳酸鉀(10.2g)及2-乙氧基乙醇(250mL),迴流攪拌8小時。冷卻至室溫後,將過濾所得之溶液之溶劑減壓去除,並利用矽膠管柱層析法(利用凝膠500mL、二氯甲烷展開)對所獲得之殘渣進行精製,結果獲得14.9g上述式所表示之中間物13。
向具備用以將經蒸餾後之溶劑去除之帶側管之Dimroth之100mL圓底燒瓶中添加中間物12(3.78g)、中間物13(4.49g)、三氟甲磺酸銀(I)(2.17g)及甲苯(4mL),於225℃之油浴中使之反應1小時。於反應開始後10分鐘時溶劑全部被蒸餾去除。於反應開始1.5小時時僅觀察到目標物之LC面積百分率值為2%,因此停止反應,利用管柱層析法(僅利用凝膠600mL、甲苯展開)進行精製,回收4.46g。向其中再次添加中間物13(3.57g)、三氟甲磺酸銀(I)(1.40g)及二乙二醇二甲醚(2mL),並將油浴設為220℃進行攪拌。中途,分別於105分鐘後添加300μL之二異丙基乙基胺、於125分鐘後添加200μL之二異丙基乙基胺、於165分鐘後添加150μL之二異丙基乙基胺,結果利用高效液相層析法(HPLC)分析觀察到目標物之大幅之產率提高。於3小時時停止攪拌,冷卻至室溫,藉由2次管柱層析(利用凝膠850mL、二氯甲烷/己烷=1/1、其後凝膠600mL、甲苯/己烷=1/1展開)獲得0.70g上述式所表示之化合物2。將上述反應時間與目標物之LC面積百分率值(%)之關係示於以下表1及圖3。
<化合物3及4之合成>
向1L圓底燒瓶中添加中間物2(6.6g)與2-乙醯基噻吩(3.3g),進而添加氫氧化鈉(28g)之乙醇(95mL)溶液,一面於油浴(80℃)中使之迴流,一面攪拌5.5小時。其後,添加水250mL,對析出物進行過濾,利用水200mL及乙醇20mL將其洗淨3次並使之乾燥,結果獲得5.4g上述式所表示之中間物14。
向1L圓底燒瓶中添加2,5-二溴-間二甲苯(14.1g)、間-正辛基苯基硼酸(12.8g)、2M磷酸三鉀水溶液(80mL)、四(三苯 基膦)鈀(0)(0.98g)、乙醇(30mL)及甲苯(90mL),並於油浴105℃下攪拌1.5小時。冷卻至室溫後,將水相去除,並將溶劑減壓去除,利用矽膠管柱層析法(僅利用凝膠600mL、己烷展開)對所獲得之殘渣進行精製,獲得18.5g上述式所表示之中間物15。
向300mL四口燒瓶中添加塊狀鎂(1.4g)、乾燥四氫呋喃(10mL)及碘(14mg)並進行攪拌。其後,歷時50分鐘於室溫下滴加中間物15(18.5g)之乾燥四氫呋喃(30mL)溶液。其後攪拌90分鐘。將該反應液歷時35分鐘滴加至向另一1L圓底燒瓶中添加硼酸三甲酯(22mL)與乾燥四氫呋喃(180mL)並將內溫設為-30℃者中。其後歷時50分鐘升溫至室溫為止後,於57℃之油浴中攪拌2小時。其後,添加利用水130mL將35%鹽酸22mL稀釋所得之溶液,利用乙酸乙酯(150mL 1次與100mL 2次)進行萃取,並利用鹽水洗淨。利用矽膠管柱層析法(400mL,乙酸乙酯/己烷=1/9,繼而,該比=1/1,其後僅甲醇)對將乙酸乙酯減壓去除所得之殘渣進行精製,獲得12.6g上述式所表示之中間物16。
向1L圓底燒瓶中添加中間物14(11.8g)、中間物16(12.6g)、氫氧化鋇八水合物(17.5g)、四(三苯基膦)鈀(0)(1.6g)、二甲氧基乙烷(270mL)及水(100mL),並於油浴90℃下攪拌2小時。其後,添加乙酸鈀(0.24g)、2-二環己基膦基-2',6'-二甲氧基聯苯(1.2g)之四氫呋喃(100mL)溶液,並進而攪拌2小時。冷卻至室溫後,將溶劑減壓去除,並利用二氯甲烷(500mL)與水(200mL)將所獲得之殘渣分液洗淨,利用硫酸鎂使油相乾燥後進行減壓濃縮而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(凝膠300mL,二氯甲烷/乙酸乙酯=1/0,繼而,該比=9/1)對所得之殘渣進行精製,獲得7.3g上述式所表示之中間物17。
向500mL之可分離式燒瓶中添加2-噻吩羧酸(21.9g)、2-胺基苯硫酚(20.5g)及多磷酸(41.0g),轉移至150℃之油浴中,並利用機械攪拌器攪拌8小時。其後,利用水(500mL)及二氯甲烷(500mL)進行分液洗淨,利用硫酸鎂(50mL)使油相乾燥,並將溶劑減壓去除而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(凝膠600mL,二氯甲 烷/己烷=4/6)對所得之殘渣進行精製,獲得31.5g上述式所表示之中間物18。
向100mL圓底燒瓶中添加中間物17(6.2g)、氯化銥n水合物(1.7g,銥含量52%)、2-乙氧基乙醇(30mL)及水(5mL),並於145℃之油浴中進行攪拌。中途,蒸發之溶劑並未迴流而被蒸餾去除。被蒸餾去除之溶劑量於反應結束時為10mL。於4.5小時後添加2-乙氧基乙醇(2mL)與二異丙基乙基胺(0.86mL)。合計反應8.5小時。反應結束後將反應液投入至水(150mL)中,並利用矽膠管柱層析法(凝膠600mL,二氯甲烷/乙酸乙酯=1/0,繼而,該比=1/1)對經濾取之析出固體進行精製,獲得4.7g上述式所表示之中間物19。
向100mL四口燒瓶中添加中間物19(4.7g)、中間物18(3.3g)、三氟甲磺酸銀(2.3g)及二乙二醇二甲醚(30mL),並浸漬於135℃之油浴中進行攪拌。於反應開始1.5、2.5及3.5小時後添加二異丙基乙基胺(分別添加550μL)。使反應於5.5小時停止,冷卻後將溶劑減壓去除而獲得殘渣,利用矽膠管柱層析法(凝膠500mL,二氯甲烷/己烷=1/1)對所得之殘渣進行精製,獲得上述式所表示之化合物3及化合物4之混合物。進而,利用逆相十八烷基矽烷(ODS,octadecylsilane)矽膠管柱層析法對該等進行分離精製,藉此分別獲得0.5g化合物3、1.5g化合物4。
針對作為本發明之銥錯合體化合物之化合物1,利用以下之方法進行發光量子產率、及最大發光波長之測定。
<發光量子產率之評價>
將化合物1於室溫下溶解於2-甲基四氫呋喃(2MeTHF)(Aldrich公司製造,脫水、無添加穩定劑)中,製備1×10-5mol/L之溶液。將該溶液添加至帶Teflon(註冊商標)旋塞之石英槽中,通入氮氣20分鐘以上,於室溫下測定絕對量子產率。將結果示於表2。
再者,發光量子產率(PL量子產率)之測定使用以下之機器。
裝置:Hamamatsu Photonics公司製造 有機EL量子產率測定裝置C9920-02
光源:單色光源L9799-01
檢測器:多通道檢測器PMA-11
激發光:380nm
<最大發光波長之測定>
針對將化合物1於常溫下以濃度1×10-4mol/L以下溶解於2-甲基四氫呋喃中而成之溶液,利用分光光譜儀(Hamamatsu Photonics公司製造 有機EL量子產率測定裝置C9920-02)測定磷光光譜。將顯示所獲得之磷光光譜強度之最大值之波長設為最大發光波長。
於實施例A1中,使用化合物2~4或以下所示之化合物D-3、化合物D-5、化合物D-9或化合物D-10代替化合物1,除此以外,以相同之方式製備溶液,並測定發光量子產率、及最大發光波長。將結果示於表2。再者,發光量子產率係以將比較例A1之值設為1 之相對值表示。
於圖2中示出將表2製成圖表而成者。實施例A1之本發明之銥錯合體化合物之最大發光波長為650nm,與比較例A1~A3相比,明顯為長波長。又,實施例A1顯示出高於在圖2中將比較例A1與比較例A2之資料連結之線之延長線所示之650nm之時(實施例A1之極大波長)之量子效率之量子產率。本發明之化合物可謂是顯示出脫逸比較例A1及比較例A2之最大發光波長與量子產率之線性關係之較高之量子產率。
<有機電致發光元件之製作>
利用以下之方法製作具有圖1所示之構造之有機電致發光元件。其中,未形成圖1中之電洞阻擋層6及電子注入層8。
於玻璃基板1之上,使用通常之光微影技術與鹽酸蝕刻,將使氧化銦錫(ITO)透明導電膜沉積成70nm之厚度而成者(Geomatec公司製造,濺鍍成膜品)圖案化成2mm寬之條紋而形成陽極2。將經形成圖案之ITO基板按照藉由界面活性劑水溶液而進行之超音波洗淨、藉由超純水而進行之水洗、藉由超純水而進行之超音波洗淨、藉由超純水而進行之水洗之順序洗淨後,利用壓縮空氣使之乾燥,最後進行紫外線臭氧洗淨。該ITO係作為透明電極2發揮功能。
繼而,製備含有以下之構造式(P-1)所示之芳基胺聚合物、構造式(A-1)所示之四(五氟苯基)硼酸4-異丙基-4'-甲基二苯基錪及苯甲酸丁酯之電洞注入層形成用塗佈液。將該塗佈液於下述條件下藉由旋轉塗佈而於陽極上成膜,獲得膜厚40nm之電洞注入層3。
<電洞注入層形成用塗佈液>
溶劑:苯甲酸丁酯
塗佈液濃度:P-1 2.0質量%:A-1 0.4質量%
<電洞注入層3之成膜條件>
旋轉塗佈環境:大氣中
加熱條件:大氣中、240℃、1小時
繼而,製備含有具有下述所示之構造之化合物(P-2)之電洞傳輸層形成用塗佈液,並於下述條件下藉由旋轉塗佈成膜,藉由加熱使之聚合,藉此形成膜厚25nm之電洞傳輸層4。
<電洞傳輸層形成用塗佈液>
溶劑:苯基環己烷
塗佈液濃度:2.0質量%
<成膜條件>
旋轉塗佈環境:乾燥氮氣中
加熱條件:230℃、30分鐘(乾燥氮氣下)
繼而,於形成發光層時,使用以下所示之有機化合物(H-1)及有機化合物(H-2)作為電荷傳輸材料,使用銥錯合體化合物 (化合物1)作為發光材料,並依據下述所示之組成製備含銥錯合體化合物之組成物,並於以下所示之條件下旋轉塗佈於電洞傳輸層上,藉此獲得膜厚84nm之發光層。
<發光層形成用塗佈液>
溶劑:苯基環己烷1547重量份
發光層組成:H-1 30重量份H-2 70重量份化合物1 20重量份
<成膜條件>
旋轉塗佈環境:乾燥氮氣中
加熱條件:120℃×20分鐘(乾燥氮氣下)
此處,將成膜至發光層為止之基板,移至真空蒸鍍裝置內,利用真空蒸鍍法並將蒸鍍速度控制於0.8~1.0Å/秒之範圍內使具有下述所示之構造之有機化合物(ET-1)與Liq之2:3混合物積層於發光層5之上,形成膜厚30nm之電子傳輸層7。並未形成電洞阻擋層6。
此處,將蒸鍍至電子傳輸層7為止之元件設置於另一蒸鍍裝置中,使作為陰極蒸鍍用之遮罩之2mm寬之條紋狀蔽蔭遮罩以與陽極2之ITO條紋正交之方式與元件密接。並未形成電子注入層8。繼而,以相同之方式藉由鉬舟對鋁進行加熱,形成膜厚80nm之鋁層作為陰極9。以上之2層之蒸鍍時之基板溫度保持為室溫。
接下來,為了防止元件於保管中因大氣中之水分等而劣化,利用以下所記載之方法進行密封處理。於氮氣手套箱中,於23mm×23mm尺寸之玻璃板之外周部以約1mm之寬度塗佈光硬化性樹脂30Y-437(Threebond公司製造),並於中央部設置水分吸收片材(Dynic公司製造)。將結束了陰極形成之基板以經蒸鍍之面與乾燥劑片材對向之方式貼合於其上。其後,僅對塗佈有光硬化性樹脂之區域照射紫外線光,而使樹脂硬化。以如上方式,獲得具有2mm×2mm之尺寸之發光面積部分之有機電致發光元件。
將於實施例A5中形成發光層時所使用之化合物1變更為化合物2,除此以外,以與實施例A3相同之方式製作有機電致發光元件。
將於實施例A5中形成發光層時所使用之化合物1變更為下述式所表示之化合物D-21,除此以外,以與實施例A3相同之方式製作有機電致發光元件。
將於實施例A5中形成發光層時所使用之化合物1變更為下述式所表示之化合物D-22,除此以外,以與實施例A3相同之方式製作有機電致發光元件。
將元件特性之結果示於表3。比較例之化合物之定電流驅動下之驅動壽命均短於對應之實施例。該情況暗示比較例之錯合體化合物之耐久性較低。
向25mL圓底燒瓶中添加上述式所表示之中間物20(72mg)及中間物21(192mg、1eq)、三氟甲磺酸銀31mg(1eq)以及環己基苯0.3mL,並進行氮氣置換。於油浴200℃下加熱攪拌約5分鐘後,添加2,6-二-第三丁基吡啶42mg(1eq),並於油浴200℃下進而進行加熱攪拌,藉此獲得上述式所表示之化合物20。
向25mL圓底燒瓶中添加中間物20(72mg)、中間物21(192mg、1eq)、三氟甲磺酸銀31mg(1eq)及環己基苯0.3mL,並進行氮氣置換。於油浴200℃下加熱攪拌約105分鐘。將至此為止者設 為比較例B1。進而緊接其後添加2,6-二-第三丁基吡啶42mg(1eq),並於油浴200℃下進而加熱攪拌30分鐘。於合計135分鐘後進行LC分析。將其設為實施例B2-2。
向25mL圓底燒瓶中添加中間物20(72mg)、中間物21(192mg、1eq)、2,6-二-第三丁基吡啶42mg(1eq)及環己基苯0.3mL,並進行氮氣置換。於油浴200℃下加熱攪拌約105分鐘。將至此為止者設為比較例B2。緊接其後添加三氟甲磺酸銀31mg(1eq),並於油浴200℃下進而進行加熱攪拌。於合計135分鐘後進行LC分析。將其設為實施例B2-3。
針對實施例B2-1~B2-3、比較例B1及比較例B2,利用LC追蹤化合物20所生成之反應。將結果彙總於表4及圖4。該等結果表示於該反應中使銀(I)鹽與有機鹼同時存在對於產率之提高極其有效。
向25mL圓底燒瓶中添加上述式所表示之中間物22(84.5mg)及中間物23(184mg、1eq)、三氟甲磺酸銀32mg(1eq)以及環己基苯0.3mL,並進行氮氣置換。於油浴220℃下加熱攪拌約5分鐘後,添加2,6-二-第三丁基吡啶43mg(1eq),並於油浴220℃下進而進行加熱攪拌,獲得上述式所表示之化合物21。
向25mL圓底燒瓶中添加中間物22(84.5mg)、中間物23(184mg、1eq)、2,6-二-第三丁基吡啶43mg(1eq)及環己基苯0.3mL,並進行氮氣置換。於油浴220℃下加熱攪拌約65分鐘。將至此為止者設為比較例B3。緊接其後添加三氟甲磺酸銀32mg(1eq),並於油浴220℃下進而進行加熱攪拌。於合計95分鐘後與125分鐘後進行LC分析。將其設為實施例B3-2。
針對實施例B3-1、實施例B3-2及比較例B3,利用LC追蹤化合物21所生成之反應。將結果彙總於表5及圖5。該等結果表示於該反應中使銀(I)鹽與有機鹼同時存在對產率之提高極其有效。
向25mL圓底燒瓶中添加中間物20(72mg)、上述式所表示之中間物24(172mg、1eq)、三氟甲磺酸銀32mg(1.5eq)及環己基苯0.5mL,並進行氮氣置換。於油浴200℃下加熱攪拌約5分鐘後,添加二異丙基乙基胺42mg(1eq),並於油浴220℃下進而進行加熱攪拌,獲得上述式所表示之化合物22。
向25mL圓底燒瓶中添加中間物20(72mg)、中間物24(172mg、1eq)、三氟甲磺酸銀32mg(1.5eq)及環己基苯0.5mL,並進行氮氣置換。於油浴200℃下加熱攪拌約60分鐘。將至此為止者設 為比較例B4。進而緊接其後添加二異丙基乙基胺42mg(1eq),並於油浴220℃下進而加熱攪拌30分鐘。於合計90分鐘後進行LC分析。將其設為實施例B4-2。
針對實施例B4-1、實施例B4-2及比較例B4,利用LC追蹤化合物22所生成之反應。將結果彙總於表6及圖6。該等結果表示於該反應中使銀(I)鹽與有機鹼同時存在對產率之提高極其有效。
對本發明詳細地且參照特定之實施樣態進行了說明,但熟悉本技藝者明白可於不脫離本發明之精神與範圍之情況下添加各種變更或修正。本申請案係基於2016年10月5日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2016-197202)者,其內容係作為參照而被引用至本文中。
本發明除可較佳地用於以有機電致發光元件為首之有機裝置用之材料之外,於使用有機電致發光元件之各種領域、例如發揮利用作為平板顯示器(例如辦公自動化(OA,Office Automation)電腦用或壁掛式電視)或面發光體之特徵之光源(例如影印機之光源、液晶顯示器或量表類之背光光源)、顯示板、標識燈、照明裝置等領域中亦可較佳地使用。
1‧‧‧基板
2‧‧‧陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞傳輸層
5‧‧‧發光層
6‧‧‧電洞阻擋層
7‧‧‧電子傳輸層
8‧‧‧電子注入層
9‧‧‧陰極
10‧‧‧有機電致發光元件
Claims (10)
- 一種下述式(1)所表示之銥錯合體化合物,
- 如請求項1之銥錯合體化合物,其中,構成上述式(1)中之環Cy1、環Cy3及環Cy4之環之原子數分別為5以上且30以下。
- 如請求項1之銥錯合體化合物,其中,上述式(1)中之R1~R4分別獨立地為氫原子、F、CN、碳數1以上且30以下之直鏈狀或支鏈狀或環狀烷基、碳數5以上且60以下之芳香族基、或者碳數5以上且60以下之雜芳香族基。
- 如請求項1之銥錯合體化合物,其中,上述式(1)中之環Cy1及環Cy3分別獨立地為苯環或萘環。
- 如請求項1至5中任一項之銥錯合體化合物,其中,於常溫下以濃度1×10-4mol/L以下溶解於2-甲基四氫呋喃中而成之溶液所顯示之磷光光譜之最大發光波長為620nm以上。
- 一種含有銥錯合體化合物之組成物,其含有請求項1至6中任一項之銥錯合體化合物及有機溶劑。
- 一種有機電致發光元件,其含有請求項1至6中任一項之銥錯合體化合物。
- 一種顯示裝置,其具有請求項8之有機電致發光元件。
- 一種照明裝置,其具有請求項8之有機電致發光元件。
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