WO2004003105A1 - 燐光発光剤およびその製造方法、発光性組成物並びに有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents

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Mitsuhiko Sakakibara
Hiroyuki Yasuda
Yuichi Eriyama
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    • H10K85/656Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring
    • H10K85/6565Oxadiazole compounds

Definitions

  • the present invention provides a phosphorescent agent which can be suitably used as a material for an organic electroluminescent device, a method for producing the same, a luminescent composition containing the phosphorescent agent, and a light-emitting layer containing the phosphorescent agent.
  • the present invention relates to an organic electroluminescent element having the same and a method for manufacturing the same. Background technology
  • the organic electroluminescent device can be thinned, can be driven by a DC power supply or an AC power supply, and has a wide viewing angle because it is a self-luminous element. It is expected to be a next-generation display device because of its excellent characteristics such as high display speed and high response speed, and its research is being actively conducted.
  • Such an organic electroluminescent device has a single-layer structure in which a light emitting layer made of an organic material is formed between an anode and a cathode, and has a structure having a hole transport layer between the anode and the light emitting layer.
  • a multilayer structure having an electron transport layer between a cathode and a light-emitting layer is known. All of these organic electroluminescence elements are composed of an electron injected from a cathode and an anode. Light is emitted by recombination with holes injected from the light emitting layer in the light emitting layer.
  • an organic electroluminescence device as a method of forming an organic material layer such as a light emitting layer and a hole transport layer, a dry method of forming an organic material by vacuum deposition, or a method of applying a solution in which an organic material is dissolved is applied.
  • a wet method of forming by drying is known.
  • the process is complicated and it is difficult to cope with mass production, and there is a limit in forming a layer having a large area. You.
  • the wet method the process is relatively simple and it is possible to cope with mass production. For example, by using an ink-jet method, a large-area organic material layer can be easily formed with high accuracy. In these respects, the wet method is more advantageous than the dry method.
  • an organic material layer constituting an organic electroluminescence element is required to have a high emission luminance.
  • various kinds of materials are known.
  • An organic material layer containing an organic iridium compound or an organic osmium compound as a light-emitting molecule has been proposed (see International Publication No. 00/77065 Pamphlet).
  • This organic material layer may be composed of only a low molecular organic iridium compound or an organic osmium compound, or a combination of these compounds and 4,4,1-N, N'-dicarbazolebiphenyl ⁇ 4,4,1- Bis [N _ (1 -naphthyl) 1 N-furuamino] Biphenyl and other hole transport materials.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances.
  • the first object of the present invention is to enable a thin film to be easily formed by a wet method such as a printing method or an ink jet method, and
  • Another object of the present invention is to provide a phosphorescent agent from which an organic electroluminescent device having high emission luminance can be obtained.
  • a second object of the present invention is to provide a method by which the above-mentioned phosphorescent agent can be advantageously produced.
  • a third object of the present invention is to provide a luminescent composition which can easily form a thin film, has a high luminous luminance, and can provide an organic-selective luminescent device.
  • a fourth object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having a light emitting layer which has a light emitting layer which can be easily formed by a wet method such as a printing method and an ink jet method, and has a high light emission luminance.
  • a fifth object of the present invention is to provide a method capable of easily forming a light emitting layer by a wet method such as a printing method or an ink jet method and producing an organic electroluminescent element having a high light emission luminance. Is to provide.
  • the phosphorescent agent of the present invention is characterized by comprising a polymer compound containing a structural unit represented by the following general formula (1) in a molecule.
  • General formula (1) a polymer compound containing a structural unit represented by the following general formula (1) in a molecule.
  • M is a divalent to tetravalent metal atom
  • R 1 and R 2 are each selected from a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a heterocyclic group.
  • R ′ and R 2 may be the same or different.
  • X 1 represents a phenylene group or a carbonyloxy group
  • X 2 represents an alkylene group.
  • L represents an organic ligand.
  • p is an integer of 1 to 3, and q is 0 or 1.
  • the polymer compound preferably contains a structural unit derived from a hole transporting monomer in the molecule thereof.
  • a structural unit derived from an electron transporting monomer Preferably contains a structural unit derived from an electron transporting monomer.
  • the hole-transporting monomer is a force rubazole compound having a Bier group, and that the hole-transporting monomer is a force rubazole compound having a vinyl group.
  • the electron transporting monomer is preferably an oxaziazole compound having a vial group.
  • the method for producing a phosphorescent agent of the present invention comprises reacting a polymer containing a structural unit represented by the following general formula (2) in a molecule with an organometallic complex to obtain the above-mentioned general formula (1) Characterized by comprising a step of synthesizing a polymer compound containing a structural unit represented by in a molecule.
  • General formula (2)
  • R 1 and R 2 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent organic group selected from Ariru group Contact Yopi heterocyclic group, R 1 And R 2 may be the same or different.
  • X ′ represents a phenylene group or a carbonyldioxy group, X 2 represents an alkylene group, and q is 0 or 1.
  • the luminescent composition of the present invention is characterized in that the above-mentioned phosphorescent agent is dissolved in an organic solvent.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is characterized by comprising a light emitting layer containing the above-mentioned phosphorescent agent.
  • the above-mentioned luminescent composition is applied to the surface of a substrate on which a luminescent layer is to be formed, and the obtained coating film is subjected to an organic solvent removal treatment. Characterized by having a step of forming a light emitting layer BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an example of an organic electroluminescence device having a light-emitting layer formed of a light-emitting composition of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of another example of an organic electroluminescent device having a light-emitting layer formed of the light-emitting composition of the present invention.
  • the phosphorescent agent of the present invention comprises a polymer compound containing a structural unit represented by the above general formula (1) in a molecule (hereinafter, referred to as a “specific polymer compound”).
  • the specific polymer compound may be composed of only the structural unit represented by the general formula (1) or may have other structural units. Is the structural unit represented by the general formula (1), whether it is at the terminal in the molecule or in the main chain, whether it is at the terminal or in the main chain. There may be.
  • M is a divalent to tetravalent metal atom.
  • the genus atom is preferably a transition metal atom from Groups 7 to 10 of the periodic table, and specific examples thereof include Pd, Pt, Rh, Ir, Ru, Os, and Re. Is mentioned. Among these, Ir, Os, and Pt are preferable in terms of a large work function.
  • R 'and R 2 are a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, a monovalent organic group selected from Ariru group and heterocyclic group, R' and R 2 are also different from a same to be of the It may be.
  • halogen atom examples include a chlorine atom and a fluorine atom.
  • the alkyl group and the cycloalkyl group preferably have 1 to 12 carbon atoms.
  • Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a t-butyl group, a hexyl group, an octyl group, and a dodecyl group. These may have a side chain.
  • the aryl group and the heterocyclic group preferably have 4 to 14 carbon atoms.
  • Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group and a biphenyl group.
  • Specific examples of the heterocyclic group include a chloro group, a pyrrolyl group, a furyl group, a pyridyl group, a pyrimidinyl group, a triazinyl group, an oxazolyl group, an oxdiazolyl group, a tetrahydrofuryl group, and a tetrahydrothiofuryl group. it can.
  • X 1 is a phenylene group or an oxycarbonyl group
  • X 2 is an alkylene group
  • the anorealkylene group preferably has 1 to 8 carbon atoms.
  • L is an organic ligand, and this organic ligand is formed by an organic compound having a coordination property with respect to a metal atom which is M in the general formula (1).
  • the number p of the organic ligand is an integer of 1 to 3, and is selected in consideration of the valence of the metal atom used, the stable coordination number of the neutral complex by the metal atom, and the like. Specifically, the number p of the organic ligands is selected so that the number of outermost electrons in the metal atom is 16 or 18.
  • organic compound forming the organic ligand examples include neutral monodentate organic ligands such as trialkylamine, triarylamine, pyridine, quinoline, oxazole, triarylquinolephosphine, and triarylphosphine.
  • Organic compound Organic compounds that become monodentate organic ligands such as alkoxides such as methoxide, t-butoxide, and phenoxide; carboxylate such as acetate and trifluoroacetate; acetylaceton; hexafluoroacetylacetone; —Diketones such as dimethyl-2,4-hexadione; diamines such as ethylenediamine and dipyridyl; organic compounds that become polydentate organic ligands such as 9-hydroxyquinoline, picolinic acid and salicylic acid; and the following general formula:
  • the phenylbilysine compound represented by (3) is exemplified. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • R 3 ⁇ R 1 Q are each independently a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, of R 3 ⁇ R l °, 2 two groups adjacent to each other It may combine to form a ring structure.
  • the] -diketones and the fuel pyridine compound represented by the above general formula (3) are preferable in that they can easily form a chelate.
  • phenylpyridine compound represented by the general formula (3) 2-phenylene 2-N-pyridine, 2-biphenylpyridine, 2- (4- (2,6-dimethylphenyl) phenyl) pyridine, 2-phenyl-2-41 (N, N-dimethinoleamino) pyridine, 2-phenyl 4-Pyrrolidinopyridine, 2-phenylenoyl 4- (N, N-diphenylamino) pyridine, 2-phenyl-4-methylpyridine, 2-phenyl-1,4-dimethylpyridine, 2- (2-fluorophenyl Pyridine, 2—
  • the specific polymer compound constituting the phosphorescent agent of the present invention is composed of the structural unit represented by the general formula (1) and another structural unit, as the other structural unit.
  • the other structural unit Those having a structural unit derived from a hole transporting monomer, or those having both a structural unit derived from a hole transporting monomer and a structural unit derived from an electron transporting monomer are preferable.
  • a phorbazole derivative As the hole transporting monomer, it is preferable to use a phorbazole derivative.
  • a carbazole derivative include alkenyl compounds, (meth) acryl compounds, and styryl compounds having a substituted or unsubstituted carbazolyl group such as a carbazolyl group, an alkylcarbazolyl group or an arylcarbazolyl group. Saturated compounds can be used.
  • ⁇ -vinyl carbazole ⁇ - ( ⁇ -vinylinolephenyl) carbazole, 3,6-dimethyl-1-9-vinyl canole / solanol, 3,6-methinole nin-vinylinolecarbazo-1 And 3-methyl-9-vinylcarbazole, 3-ethyl-9-vinylcarbazole, and the like.
  • the electron transporting monomer it is preferable to use an oxadiazole derivative.
  • Examples of powerful oxadiazole derivatives include alkenyl compounds, (meth) acrylinole compounds, and styryl compounds having a substituted or unsubstituted oxadiazolyl group such as an oxadiazolyl group, an alkyloxadiazolyl group, or an aryloxdiazolyl group.
  • Q 3-unsaturated compounds can be used.
  • the proportion of the structural unit represented by the general formula (1) in the specific polymer compound constituting the phosphorescent agent of the present invention is preferably 0.1 mol% or more, more preferably 1 mol% or more of all the structural units. Mol% or more. If this ratio is too small, both the luminous brightness and the luminous efficiency may be low.
  • the specific polymer compound constituting the phosphorescent agent of the present invention has a weight-average molecular weight in terms of polystyrene of 500 to 1.0, as measured by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as “GPC”). It is preferably 0000, more preferably 50,000 to 500,000. If the weight-average molecular weight is less than 50,000 or more than 1,000, 0000, the coating property of the luminescent composition described below decreases, which is not preferable.
  • the specific polymer compound constituting the phosphorescent agent of the present invention includes a polymer having a structural unit represented by the general formula (2) (hereinafter, referred to as a “specific precursor polymer compound”), and an organic metal. It is obtained by reacting with a complex.
  • the specific precursor polymer compound is a monomer component containing a compound represented by the following general formula (4), specifically, a monomer component consisting of only a compound represented by the following general formula (4);
  • a monomer component comprising the compound represented by the general formula (4) and the aforementioned carbazole derivative, or a monomer comprising the compound represented by the following general formula (4), the aforementioned carbazole derivative and the aforementioned oxaziazole derivative It is obtained by subjecting a body component to a polymerization treatment.
  • R 1 and R 2 are a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, consequent opening alkyl group, a monovalent organic group selected from Ariru group and heterocyclic group, R 1 and R 2 may be the same or different.
  • X 1 represents a phenylene group or a carbonyldioxy group, X 2 represents an alkylene group, and q is 0 or 1.
  • —Preferred specific examples of the compound represented by the general formula (4) include 3- (p-vinylphenylmethylene) -pentane-1,2,4-dione and 3-1 () represented by the following formula (4-1). (Vinylcarbonyloxy) -pentane-1,4-dione; and compounds represented by the following formulas (4-2) to (4-1-4). Equation (4_1) Equation (4-1-2)
  • a known polymerization method for example, a radical polymerization method, a cationic polymerization method, an anion polymerization method, or a limbing polymerization method thereof can be used.
  • a radical polymerization catalyst is used.
  • Catalysts such as azobisisobutyronitrile, azobis-1-1-acetoxy-111-phenylethane, peroxides, and 4-methylsulfonyloxy-2,2,2,6,6'-tetramethyl-1-piperidine-1N Combination with N-oxy radicals such as —oxide, 3,3,5,5-tetramethyl-l-pyrroline-l-N-oxide, 4-oxo-l, 2,2,, 6,6'-tetramethyl-l-piperidine-l-N-oxide And a sulfide-based catalyst can be used, and the use ratio is 0.0001 to 0.5 mol per 1 mol of all monomers.
  • polymerization solvent examples include amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, benzene, toluene, xylene, and hexane.
  • Hydrocarbon solvents such as sun and cyclohexane, esters such as "y-petit mouth ratatone and ethyl lactate, and ketone solvents such as cyclohexylbenzophenone and cyclohexanone can be used.
  • the reaction temperature is, for example, 60 to 200 ° C.
  • HI—Zn I 2 , I 2 , I 2 —HI and the like can be used as the cationic polymerization catalyst, and in addition, a metal halide complex such as a metal halide ether complex can be used.
  • a catalyst comprising a combination of a Lewis acid and a base can also be used. The use ratio is 0.0001 to 0.5 monol per 1 mol of all monomers.
  • polymerization solvent examples include halogenated hydrocarbons represented by methylene chloride and benzene, ether solvents such as dibutyl ether, diphenyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran; and highly polar solvents such as acetonitrile and nitrobenzene. Can be used.
  • the reaction temperature is, for example, 150 to 50 ° C.
  • an alkali metal compound such as naphthalene potassium or alkyl lithium, or an alkaline earth metal compound such as an artate complex of barium and aluminum can be used.
  • the use ratio is 0.001 to 0.5 mol per 1 mol of all monomers.
  • polymerization solvent examples include aromatic hydrocarbons such as toluene and benzene, aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane, and ethereal compounds such as tetrahydrofuran.
  • the reaction temperature is, for example, 0 to 10 ° C.
  • the specific precursor polymer compound When the specific precursor polymer compound has a structural unit represented by the above general formula (2) and another structural unit, it may be a random copolymer or a block copolymer.
  • a block copolymer a polymer composed of the structural unit represented by the above general formula (2) and a polymer composed of other structural units are prepared in advance. It can also be produced by combining polymers
  • a compound represented by the following general formula (5) is preferably used as an organometallic complex for obtaining a specific polymer compound.
  • M is a divalent to tetravalent metal atom
  • L is an organic ligand
  • Q is a ligand formed by a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a carboxyl compound. Is shown.
  • X is an integer from 1 to 4.
  • M indicating a divalent to tetravalent metal atom and L indicating an organic ligand correspond to M and L in the general formula (1).
  • specific examples of the carbonyl compound include acetylaceton.
  • M in the general formula (5) are Ir, ⁇ s, and Pt, and preferred as L is a phenylpyridine compound represented by the general formula (3), and preferred as Q Is a halogen atom such as a chlorine atom.
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (5) include Clos bis (2-phenylpyridine) iridium or a dimer thereof, Clos bis (2- ⁇ p- (2,6-xylyl) phenyl) -Pyridine) iridium or its dimer, bis-bis (2- (2,4-difluoro) pheninole _ 4-methylpyridine) iridium or its dimer, bis-bis (2-furquinoline) iridium or Its dimer, chlorobis (2-phenyrubyridine) osmium or its dimer, its clos bis (2- ⁇ p- (2,6-xylyl) phenyl ⁇ pyridine) osmium or its dimer, Clos bis (2- (2,4-difluoro) phenyl-4-methylpyridine) osmium or its dimer, Clos bis (2-phenylquinoline) osmium or its dimer, Clos bis (2-phenyl
  • M is Ir
  • L is an organic ligand composed of the phenylpyridine compound represented by the general formula (3)
  • Q is a chlorine atom.
  • X is 2, y is 4, and z is 2.
  • the iridium trichloride is reacted with the fuel pyridine compound represented by the general formula (3) in an appropriate reaction solvent. Obtained by:
  • a polar solvent such as glycerin, an ethylene dalicol derivative and a propylene glycol derivative, or a mixture of these polar solvents and water can be used.
  • ethylene glycol ethylene glycol monomethine And ethylene glycol monobutoxy ether, and ethylene glycol monobutoxy ether.
  • the proportion of the reaction solvent used is usually 100 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of iridium trichloride and the phenylpyridine compound represented by the general formula (3).
  • the use ratio of iridium trichloride to the pyridine compound represented by the general formula (3) is preferably 1: 2 to 1:10 in molar ratio.
  • the reaction temperature is, for example, 30 to 200 ° C., and the reaction time is 2 to 48 hours.
  • the reaction between the specific precursor polymer compound and the organometallic complex is preferably performed in an appropriate organic solvent under an inert gas atmosphere.
  • the inert I 1 raw gas it is possible to use argon gas, nitrogen gas or the like.
  • the organic solvent an organic compound having a boiling point at atmospheric pressure of 50 to 300 ° C. is preferably used, and specific examples thereof include tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, tonoleene, and ethylene. Glycol monoethyl ether and the like can be mentioned.
  • the reaction conditions include a reaction temperature of, for example, 0 to 300 ° C. and a reaction time of, for example, 1 to 48 hours.
  • the ratio of the specific precursor polymer compound and the organometallic complex to be used is preferably 0.1 to L: 100 parts by weight of the organometallic complex per 100 parts by weight of the specific precursor polymer compound. . If the proportion of the organometallic complex is too small, The efficiency of the reaction between the compound and the organometallic complex may decrease. On the other hand, if the proportion of the organometallic complex is excessive, the uniformity of each component in the reaction system may decrease.
  • the proportion of the organic solvent used is preferably such that the solid content concentration becomes 1 to 50% by weight. This ratio is 1 weight. /. If the ratio is less than the above, the efficiency of the polymerization of the specific precursor polymer and the reaction between the compound and the organometallic complex may decrease. On the other hand, if this proportion exceeds 50% by weight, solid contents are liable to precipitate, which is not preferable.
  • the phosphorescent light-emitting agent thus obtained has a peak wavelength of phosphorescence in the range of, for example, 450 to 700 nm, and is therefore suitable as a material for a light-emitting layer in an organic electroluminescence device.
  • the phosphorescent agent since the phosphorescent agent itself is formed of a polymer compound, a thin film can be easily formed by a wet method such as a printing method or an ink-jet method. As is clear from the above, it is possible to obtain an organic EL device having high emission luminance.
  • the luminescent composition of the present invention is obtained by dissolving the above-mentioned phosphorescent agent in an organic solvent.
  • organic solvents can be used as long as they can dissolve the phosphorescent agent to be used.
  • organic solvents include butanol, octanol, ethylene glycolone, propylene glycolone, and ethylene glycolone.
  • Alcohols such as methisolate ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monobutyl ether
  • Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, cyclohexylbenzene, mesitylene, etc., esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, ethoxypropylene glycol acetate, propylene glycol monomethyl acetate, ⁇ -butyrolactone, Amides such as dong, formamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene glycol dimethyl ether And ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane, and ketones such as cyclohexanone, methyl amyl ketone, and methinoleisobutyl ketone.
  • aromatic hydrocarbons amides, ethers, and ketones are preferably used, and particularly preferred are ethyl lactate, propylene glycol monomethinoleate, propylene glycol monomethyl acetate. , Hexahexanone, cyclohexynolebenzene, mesitylene and the like.
  • the proportion of the organic solvent to be used is appropriately selected depending on the kind of the phosphorescent agent or the like, and is usually a proportion at which the solid content concentration is 0.05 to 10% by weight.
  • the luminescent composition of the present invention may contain, for example, a polymer compound having a hole transporting ability, in addition to the above-mentioned phosphorescent agent.
  • a polymer compound having a strong hole transporting ability a copolymer of the above-described sorbazole derivative and the above-described oxadiazole derivative can be used.
  • the luminescent layer in the organic electroluminescent device is applied by applying the luminescent layer to the surface of the substrate on which the luminescent layer is to be formed, and performing an organic solvent removal treatment on the obtained coating film. Can be formed.
  • a spin coating method As a method for applying the luminescent composition, a spin coating method, a dive method, an oral coating method, an ink jet method, a printing method, or the like can be used.
  • FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view illustrating a configuration of an example of an organic electroluminescence device (hereinafter, also referred to as “organic EL device”) having a light-emitting layer formed by the light-emitting composition of the present invention.
  • organic EL device organic electroluminescence device
  • an anode layer 2 is provided on a transparent substrate 1, a hole transport layer 3 is provided on the anode layer 2, and a light emitting layer 5 is provided on the hole transport layer 3.
  • An electron injection layer 6 is provided on the light emitting layer 5, and a cathode layer 7 is provided on the electron injection layer 6.
  • the anode layer 2 and the cathode layer 7 are electrically connected to a DC power supply 8.
  • the transparent substrate 1 is a glass substrate, a transparent resin A substrate, a quartz glass substrate, or the like can be used.
  • the anode layer 2 is also referred to as a hole injection electrode layer.
  • a material forming the anode layer 2 a material having a large work function, for example, 4 eV or more is preferably used.
  • the work function is the minimum work required to extract electrons from a solid into a vacuum.
  • an anode layer 2 for example, ITO (Indium Tin Oxide) film, a tin oxide (S N_ ⁇ 2) film, copper oxide (C u O) film may Rukoto using zinc oxide (Z n O) film or the like .
  • a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like can be used as a method for forming the anode layer 2.
  • a commercially available material in which, for example, an ITO film is formed on the surface of a transparent substrate such as a glass substrate can also be used.
  • the hole transport layer 3 is also referred to as a hole injection layer, and is provided for efficiently supplying holes to the light emitting layer 5.
  • the hole transport layer 3 receives holes from the anode layer 2 to generate holes. It has a function of transporting to the optical layer 5.
  • an aromatic polymer As a material constituting the hole transport layer 3, it is preferable to use an aromatic polymer.
  • polydioxythiophene and polystyrene sulfonic acid which are commercially available as PEDOT (trade name “Baytron” (manufactured by Bayer AG)).
  • PEDOT trade name “Baytron” (manufactured by Bayer AG)
  • Complex with Poly (3, 4)-ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate j Other materials include 1,1-bis (4-di-p-aminophenyl) cyclohexane, triphenylamine derivatives, and carbazole derivatives. Etc. can also be used.
  • Such a hole transport layer 3 is applied by a dry method such as a vacuum deposition method or the like, after dissolving a hole transport material in an appropriate solvent, and then applying the solution by a spin coating method, a dip method, an inkjet method, a printing method, or the like. And dried by a wet method.
  • the thickness of the hole transport layer 3 is, for example, 10 to 200 nm.
  • the light emitting layer 5 has a function of combining electrons and holes and emitting the bond energy as light.
  • the light emitting layer 5 contains the phosphorescent agent of the present invention.
  • the light emitting composition of the present invention is applied by a spin coating method, a dip method, an ink jet method, a printing method, or the like, and dried to form the light emitting layer 5. be able to.
  • the thickness of the light emitting layer 5 is, for example, 1 to 200 nm.
  • the electron injection layer 6 has a function of receiving electrons from the cathode layer 7 and transporting the electrons to the light emitting layer 5.
  • a material constituting the electron injection layer 6 it is preferable to use a batho-Nant-phosphorus-based material (BPCs), and as other materials, lithium fluoride, magnesium fluoride, strontium oxide, A quinodimethane derivative, a diphenylquinone derivative, an oxadiazole derivative, a perylenetetracarboxylic acid derivative, or the like can also be used.
  • BPCs batho-Nant-phosphorus-based material
  • Such an electron injection layer 6 is formed by a dry method such as a vacuum evaporation method or the like, after dissolving an electron injection material in an appropriate solvent, and applying this solution by a spin coating method, a dipping method, an inkjet method, a printing method, or the like. It can be formed by a wet method of drying.
  • the thickness of the electron injection layer 6 is, for example, 0.1 to 100 nm.
  • the cathode layer 7 is also called an electron injection electrode layer, and a material having a small work function, for example, 4 eV or less is used as a material constituting the cathode layer 7.
  • a metal film made of an anoremium, calcium, magnesium, indium, or the like, or an alloy film of these metals can be used.
  • Such a cathode layer 7 can be formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like.
  • the light emitting layer 5 emits light. And radiated through the transparent substrate 1.
  • the organic EL device having such a configuration, since the light-emitting layer 5 contains the phosphorescent agent of the present invention, a high light-emitting luminance is obtained, and the light-emitting composition of the present invention also has a high power. Thereby, the light emitting layer 5 can be easily formed by a wet method.
  • a structure having a light-emitting function is distributed in the light-emitting agent on the order of molecules, and there is no self-dissipation due to association or the like. As well as excellent durability.
  • the organic EL device using the luminescent composition of the present invention is not limited to the above configuration, Various changes can be made.
  • a copper phthalocyanine layer 4 can be provided between the hole transport layer 3 and the light emitting layer 5.
  • the copper phthalocyanine layer 4 By providing the copper phthalocyanine layer 4 between the hole transport layer 3 and the light emitting layer 5, the energy P between the hole transport layer 3 and the light emitting layer 5 is reduced. As a result, holes are more smoothly injected into the light emitting layer 5, and energy matching between the hole transport layer 3 and the light emitting layer 5 is facilitated. By providing such a copper phthalocyanine layer 4, an organic EL device having a long service life, high luminous efficiency, and excellent durability can be obtained.
  • the copper phthalocyanine layer 4 is formed by a dry method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, or a wet method in which a solution containing copper phthalocyanine is applied by a spin coating method, a dip method, an inkjet method, a printing method, or the like, and dried. can do.
  • the thickness of the copper phthalocyanine layer 4 is, for example, 0.5 to 50 nm.
  • the power of explaining specific examples of the present invention The present invention is not limited to these.
  • This product has 91 moles of structural units derived from N-vinylcarbazole. /. And 3 - (p-vinyl phenylalanine methylene) Single pentane one 2, a copolymer consisting of structural units 9 mole 0/0 derived from 4-dione, Gerupa one permeation chromatography Chillon chromatographic I over (GPC) The weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by 00 H. This is designated as “precursor polymer compound (1)”. on
  • step 1 0.466 g (1.44 mmol) of 2- (p-vinylphenyl) -5-biphenyl-1,3,4-oxadiazole was added as a monomer. A white to pale yellow powder was obtained in the same manner except for the following.
  • the resulting product was composed of 80 mol% of structural units derived from N-vinylcarbazole, 8 mol% of structural units derived from 3- (p-vinylphenylmethylene) -pentane-2,4-dione and (P-Bielphenyl) — 5-cophenyl_1,3,4-copolymer consisting of 12 mol% of monooxadiazole,
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by Ge permeation chromatography (GPC) was 28,000. This is designated as “precursor polymer compound (3)”.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the obtained polystyrene-equivalent weight average molecular weight was 13,000. This is referred to as “precursor polymer compound (5)”.
  • Example 1 2.0 g of the precursor polymer compound (1), 0.15 g of the organometallic complex (1), 0.1 g of sodium carbonate and 50 milliliters of hydrated tetrahydrofuran were stirred at room temperature under a nitrogen stream for 1 hour. After that, the mixture was stirred at 80 ° C for 16 hours. Next, the reaction solution is cooled and purified by reprecipitation using methanol to give a structural unit represented by the following formula (a-1) and a structural unit represented by the following formula (a-2) (N-bi (Structural unit derived from nitrocarbazole). When the obtained specific polymer compound was dissolved in black-mouthed form, this solution showed a green phosphorescent spectrum. This specific polymer compound is referred to as “phosphorescent agent (1) J”.
  • a luminescent composition was prepared by adding 5 parts by weight of this phosphorescent agent (1) to 95 parts by weight of cyclohexanone and mixing the mixture to form a melting angle. This is referred to as “luminescent composition (1)”. Equation (a— 1) Equation (a—
  • PEDOT trade name: Baytron P8000, Bayer Corporation
  • the above-described luminescent composition (1) is applied to the surface of the hole transport layer by a spin coater, and heated at 150 ° C. for 10 minutes to form a 55-nm thick luminescent layer. Was formed.
  • an electron injection layer having a thickness of 25 nm was formed on the surface of the light emitting layer by vacuum vapor deposition of phosphorus phosphatide at a molar ratio of 1: 3.
  • an aluminum film having a thickness of 100 nm was laminated on the surface of the electron injection layer, and then sealed with a glass material to produce an organic EL device.
  • the organic EL device was caused to emit light by applying a DC voltage of 10 V using the as an anode layer and the anode layer as a cathode layer, and the emission color and emission luminance were examined. As a result, the emission color was green and the emission luminance was 25000 cd / m 2 .
  • a solution consisting of 2.0 g of the precursor polymer compound (2), 0.2 g of the organometallic complex (2), 0.1 g of sodium carbonate and 50 milliliters of hydrous tetrahydrofuran was stirred at room temperature under a nitrogen stream for 1 hour. Thereafter, the mixture was stirred at 50 ° C. for 18 hours. Next, the reaction solution is cooled and reprecipitated and purified using methanol to obtain a structural unit represented by the following formula (b-1) and a structural unit represented by the following formula (b-2) (N-vinylkaline).
  • a luminescent composition was prepared by adding and dissolving 5 parts by weight of this phosphorescent agent (2) to 95 parts by weight of cyclohexanone. This is referred to as “luminescent composition (2)”. Equation (b-1)
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the luminescent composition (2) was used in place of the luminescent composition (1), and the emission color and the emission luminance were examined. As a result, the emission color was green and the emission luminance was 35000 cd / m 2 .
  • a solution consisting of 2.0 g of the precursor polymer compound (3), 0.18 g of the organometallic complex (3), 0.1 g of sodium carbonate, and 50 milliliters of hydrated tetrahydrofuran was placed under a nitrogen stream at 50 ° C for 48 hours. Reacted.
  • a luminescent composition was prepared by adding 5 parts by weight of this phosphorescent agent (3) to 95 parts by weight of cyclohexanone and dissolving the mixture. This is referred to as “luminescent composition (3)”. Equation (c-1 1) Equation (c-1 2)
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the light-emitting composition (3) was used instead of the light-emitting 'I-raw composition (1), and the emission color and emission luminance were examined. .
  • the emission color was blue and the emission luminance was 2000 cd / m 2 .
  • a solution consisting of 2.0 g of the precursor polymer compound (4), 0.18 g of the organometallic complex (4), 0.1 g of sodium carbonate and 50 milliliters of hydrated tetrahydrofuran was heated at 80 ° C for 6 hours under a nitrogen stream. Stirred.
  • a luminescent composition was prepared by adding and dissolving 5 parts by weight of this phosphorescent agent (4) to 95 parts by weight of cyclohexanone. This is referred to as “luminescent composition (4)”.
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the luminescent composition (4) was used instead of the luminescent composition (1), and the luminescent color and luminescent brightness thereof were examined. As a result, the emission color was red and the emission luminance was 13000 cd / m 2 .
  • Example 2 the precursor polymer (5) was used instead of the precursor polymer (2). )), And a structural unit represented by the following formula (e-1) and a structural unit represented by the following formula (e-2) (N- (p-vinylphenyl) Specific polymer consisting of a structural unit represented by the following formula (e-3) and a structural unit derived from 2-fuunyl-5- (p-bierphenyl) 1-1,3,4-oxadiazole The compound was obtained. When the obtained specific polymer compound was dissolved in clog form, this solution showed a green phosphorescence spectrum. This particular polymer compound is referred to as “phosphorescent agent (5)”.
  • a luminescent composition was prepared by adding 5 parts by weight of this phosphorescent agent (5) to 95 parts by weight of cyclohexanone and dissolving the mixture. This is referred to as “luminescent composition (5)”. Equation (e-1) Equation (e-2)
  • a comparative luminescent composition was prepared by dissolving 2 g of the precursor polymer compound (1) and 0.15 g of the organometallic complex (1) in 40 g of cyclohexanone.
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the comparative luminescent composition was used instead of the luminescent composition (1), and the luminescent color and luminescent brightness were examined. As a result, the emission color was blue and the emission luminance was 50 cd / m 2 .
  • the invention's effect was obtained by dissolving 2 g of the precursor polymer compound (1) and 0.15 g of the organometallic complex (1) in 40 g of cyclohexanone.
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the comparative luminescent composition was used instead of the luminescent composition (1), and the luminescent color and luminescent brightness were examined. As a result, the emission color was blue and the emission luminance was 50 cd / m 2 .
  • a thin film can be easily formed by a wet method such as a printing method or an ink-jet method, and an organic electroluminescent element having high emission luminance can be obtained.
  • the above-mentioned phosphorescent agent can be advantageously produced.
  • the luminescent composition of this invention According to the luminescent composition of this invention, a thin film can be formed easily, and moreover, the luminous brightness is high and an organic EL device is obtained.
  • the organic electroluminescent device of the present invention has a light-emitting layer that can be easily formed by a wet method such as a printing method and an ink-jet method, and has a high light emission luminance.
  • a light emitting layer can be easily formed by a wet method such as a printing method or an ink jet method. Can be manufactured

Description

明 細 書 燐光発光剤およびその製造方法、 発光性組成物並びに有機エレクトロルミネッセ ンス素子およびその製造方法 技 術 分 野
本発明は、 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として好適に用いること ができる燐光発光剤およびその製造方法、 この燐光発光剤を含有する発光性組成 物、 並びにこの燐光発光剤を含有してなる発光層を有する有機エレクトロノレミネ ッセンス素子およびその製造方法に関するものである。 背 景 技 術
有機エレクト口ルミネッセンス素子は、 薄型ィ匕が可能であること、 直流電源あ るいは交流電源によつて駆動することが可能であること、 自己発光素子であるた め視野角が広くて視認、性が高いこと、 応答速度が速いことなどの優れた特性を有 することから、 次世代の表示素子として期待されており、 その研究が活発に行わ れている。
このような有機エレクトロルミネッセンス素子としては、 陽極と陰極との間に 有機材料よりなる発光層が形成された単層構造のもの、 陽極と発光層との間に正 孔輸送層を有する構造のもの、 陰極と発光層との間に電子輸送層を有するものな どの多層構造のものが知られており、 これらの有機エレクトロノレミネッセンス素 子は、 いずれも、 陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが、 発光 層において再結合することによって発光するものである。
かかる有機エレクトロルミネッセンス素子において、 発光層ゃ正孔輸送層など の有機材料層を形成する方法としては、 有機材料を真空蒸着によって形成する乾 式法、 有機材料が溶解されてなる溶液を塗布して乾燥することによって形成する 湿式法が知られている。 これらのうち、 乾式法においては、 工程が煩雑で大量生 産に対応することが困難であり、 また、 面積の大きい層を形成するには限界があ る。 これに対して、 湿式法においては、 工程が比較的に簡単で大量生産に対応す ることが可能であり、 例えばインクジェット法を利用することにより、 面積の大 きい有機材料層を高精度で容易に形成することができ、 これらの点で、 湿式法は 乾式法に比較して有利である。
一方、 有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機材料層においては、 高い発光輝度が得られるものであることが要求され、 従来、 種々の材料よりなる ものが知られており、 最近においては、 燐光発光性の有機イリジウム化合物また は有機オスミウム化合物を発光分子として含有する有機材料層が提案されている (国際公開 0 0/ 7 0 6 5 5号パンフレツト参照。 ) 。 この有機材料層は、 低分 子の有機ィリジゥム化合物または有機ォスミゥム化合物のみよりなるもの、 或い はこれらの化合物と、 4, 4, 一 N, N ' —ジカルバゾールビフエニルゃ 4, 4 , 一ビス 〔N _ ( 1—ナフチル) 一 N—フ 二ルーァミノ〕 ビフエニル等の正孔 輸送材料とからなるものである。
また、 MR S 2 0 0 0 F a l l M e e t i n g (November 27 ― Decern ber 1 , 2000 Boston, Massachusetts, USA) においては、 低分子イリジウム化 合物とポリビニルカルバゾールとォキサジァゾールとからなる発光材料が提案さ れている。
し力 しながら、 これらの材料においては、 いずれもインクジェット法などの湿 式法によって発光層を形成した場合に、 発光輝度において十分な性能を満足する 発光層を得ることは困難であった。 発 明 の 開 示
本発明は、 以上のような事情に基づいてなされたものであって、 その第 1の目 的は、 印刷法、 インクジェット法などの湿式法によって薄膜を容易に形成するこ とができ、 し力 も、 発光輝度が高い有機エレクト口ルミネッセンス素子が得られ る燐光発光剤を提供することにある。
本発明の第 2の目的は、 上記の燐光発光剤を有利に製造することができる方法 を提供することにある。 本発明の第 3の目的は、 薄膜を容易に形成することができ、 しかも、 発光輝度 が高レ、有機ェレクト口ルミネッセンス素子が得られる発光性組成物を提供するこ とにある。
本発明の第 4の目的は、 印刷法、 インクジェット法などの湿式法によって容易 に形成することができる発光層を有し、 しかも、 発光輝度が高い有機エレクト口 ルミネッセンス素子を提供することにある。
本発明の第 5の目的は、 印刷法、 インクジェット法などの湿式法によって容易 に発光層を形成することができ、 し力 も、 発光輝度が高い有機エレクトロルミネ ッセンス素子を製造することができる方法を提供することにある。
本発明の燐光発光剤は、 下記一般式 (1 ) で表される構造単位を分子中に含有 する高分子化合物よりなることを特徴とする。 一般式 ( 1 )
R 1
Figure imgf000005_0001
[一般式 (1 ) において、 Mは、 2〜 4価の金属原子、 R 1 および R2 は、 水素 原子、 ハロゲン原子、 またはアルキル基、 シクロアルキル基、 ァリール基および 複素環基から選ばれる 1価の有機基を示し、 R ' および R 2 は同一のものであつ ても異なるものであってもよい。 X 1 は、 フエ二レン基またはカルボニルォキシ 基を示し、 X 2 は、 アルキレン基を示す。 Lは有機配位子を示す。 pは 1〜3の 整数であり、 qは 0または 1である。 ]
本発明の燐光発光剤においては、 高分子化合物の分子中に正孔輸送性モノマー に由来する構造単位を含有することが好ましく、 さらに、 高分子化合物の分子中 に電子輸送性モノマーに由来する構造単位を含有することが好ましい。
このような燐光発光剤にぉレ、ては、 正孔輸送性モノマーがビエル基を有する力 ルバゾール化合物であることが好ましく、 また、 正孔輸送性モノマーがビニル基 を有する力ルバゾール化合物であり、 電子輸送性モノマーがビ-ル基を有するォ キサジァゾール化合物であることが好ましい。
本発明の燐光発光剤の製造方法は、 下記一般式 (2 ) で表される構造単位を分 子中に含有する重合体と、 有機金属錯体とを反応させることにより、 上記一般式 ( 1 ) で表される構造単位を分子中に含有する高分子化合物を合成する工程を有 することを特徴とする。 一般式 ( 2 )
R 一
Figure imgf000006_0001
[一般式 (2 ) において、 R 1 および R 2 は、 水素原子、 ハロゲン原子、 または アルキル基、 シクロアルキル基、 ァリール基およぴ複素環基から選ばれる 1価の 有機基を示し、 R 1 および R 2 は同一のものであっても異なるものであってもよ い。 X ' は、 フエ二レン基またはカルボ二ルォキシ基を示し、 X 2 は、 アルキレ ン基を示し、 qは 0または 1である。 ]
本発明の発光性組成物は、 上記の燐光発光剤が有機溶剤に溶解されてなること を特徴とする。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、 上記の燐光発光剤を含有して なる発光層を具えてなることを特徴とする。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、 上記の発光性組成 物を、 発光層を形成すべき基体の表面に塗布し、 得られた塗膜に対して有機溶剤 の除去処理を ί亍うことにより、 発光層を形成する工程を有することを特徴とする 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の発光性組成物によって形成され発光層を有する有機エレクト ロルミネッセンス素子の一例における構成を示す説明用断面図である。
図 2は、 本発明の発光性組成物によって形成され発光層を有する有機エレクト 口ルミネッセンス素子の他の例における構成を示す説明用断面図である。
〔符号の説明〕
2 陽極層
3 正孔輸送層
4 銅フタロシアニン層
5 発光層
6 電子注入層
7 陰極層
8 直流電源 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈燐光発光剤〉
本発明の燐光発光剤は、 上記一般式 (1 ) で表される構造単位を分子中に含有 する高分子化合物 (以下、 「特定の高分子化合物」 という。 ) よりなるものであ る。 この特定の高分子化合物は、 上記一般式 (1 ) で表される構造単位のみより なるものであっても、 その他の構造単位を有するものであってもよく、 その他の 構造単位を有する場合には、 上記一般式 (1 ) で表される構造単位が、 分子中の 末端にあるものであっても、 主鎖中にあるものであっても、 末端および主鎖中の 両方にあるものであってもよい。
上記一般式 (1 ) において、 Mは原子価が 2〜 4価の金属原子である。 この金 属原子は、 周期表第 7族〜第 1 0族の遷移金属原子であることが好ましく、 その 具体例としては、 P d、 P t、 R h、 I r、 R u、 O s、 R eが挙げられる。 こ れらの中では、 仕事関数が大きい点で、 I r、 O s、 P tが好ましい。
R ' および R 2 は、 水素原子、 ハロゲン原子、 またはアルキル基、 ァリール基 および複素環基から選ばれる 1価の有機基であり、 R ' および R 2 は、 同一のも のであっても異なるものであってもよい。
ハロゲン原子の具体例としては、 塩素原子、 フッ素原子などが挙げられる。 アルキル基およびシクロアルキル基は、 炭素数が 1〜1 2のものであることが 好ましい。 アルキル基の具体例としては、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 t 一ブチル基、 へキシル基、 ォクチル基、 ドデシル基などが挙げられ、 これらは側 鎖を有するものであってもよい。
ァリール基およぴ複素環基は、 炭素数が 4〜1 4のものであることが好ましい 。 ァリール基の具体例としては、 フエニル基、 ナフチル基、 アントラセニル基、 ビフエ二ル基などが挙げられる。 複素環基の具体例としては、 チェ-ル基、 ピロ リル基、 フリル基、 ピリジル基、 ピリミジニル基、 トリアジニル基、 ォキサゾリ ル基、 ォキサジァゾリル基、 テトラヒドロフリル基、 テトラヒドロチォフリル基 などを挙げることができる。
X 1 は、 フエ二レン基またはォキシカルボニル基であり、 X 2 は、 アルキレン 基であり、 ァノレキレン基としては、 炭素数が 1〜8のものが好ましい。
Lは有機配位子であり、 この有機配位子は、 一般式 (1 ) における Mである金 属原子に対して配位性を有する有機化合物によって形成されてなるものである。 有機配位子の数 pは、 1〜3の整数であり、 用いられる金属原子の原子価および 当該金属原子による中性錯体の安定配位数などを考慮して選択される。 具体的に は、 有機配位子の数 pは、 金属原子における最外郭電子数が 1 6もしくは 1 8と なるよう選択される。
有機配位子を形成する有機化合物の具体例としては、 トリアルキルァミン、 ト リアリールァミン、 ピリジン、 キノリン、 ォキサゾール、 トリアルキノレフォスフ イン、 トリァリールフォスフィン等の中性の単座有機配位子となる有機ィヒ合物、 メ トキシド、 tーブトキシド、 フエノキシド等のアルコキシド類、 アセテート、 トリフルォロアセテート等のカルボキシレート類などの単座有機配位子となる有 機化合物、 ァセチルァセトン、 へキサフルォロアセチルァセトン、 5, 5—ジメ チルー 2, 4一へキサジオン等の ージケトン類、 エチレンジァミン、 ジピリジ ル等のジァミン類、 9-ヒドロキシキノリン、 ピコリン酸、 サリチル酸などの多座 有機配位子となる有機化合物、 および、 下記一般式 (3 ) で表されるフエ二ルビ リジン化合物などが挙げられる。 これらの化合物は、 1種単独でもしくは 2種以 上組み合わせて用いることができる。
—般式 ( 3 )
Figure imgf000009_0001
〔一般式 (3 ) において、 R 3〜R 1 Qは、 それぞれ独立して水素原子、 ハロゲン 原子または 1価の有機基を示し、 R 3 〜R l °のうち、 隣接する 2つの基が互いに 結合して環構造が形成されていてもよい。 〕
上記の有機化合物の中では、 ]3—ジケトン類おょぴ上記一般式 (3 ) で表され るフエエルピリジン化合物は、 キレートを容易に形成し得る点で好ましく、 更に 、 上記一般式 (3 ) で表されるフエ二ルビリジン化合物は、 ピリジン環に対して 2—置換のフエニル基におけるオルト位の水素の脱水素が生じやすいものであり 、 2—置換のフエニル基における脱水素された炭素原子が金属原子に対してシグ マ結合すると共に、 ピリジン環における窒素原子が金属原子に配位するオルトメ タレ一ション型のキレート剤として作用するものであるため、 化学的に安定な燐 光発光剤が得られると共に、 燐光発光剤の燐光波長および強度を制御することが できる点で、 特に好ましい。
一般式 (3 ) で表されるフエ二ルビリジン化合物の具体例としては、 2—フエ 二ノレピリジン、 2—ビフエ二ルビリジン、 2― ( 4 - ( 2, 6—ジメチルフエ二 ル) フエニル) ピリジン、 2—フエ二ノレ一 4一 (N, N—ジメチノレアミノ) ピリ ジン、 2—フエ二ルー 4一ピロリジノピリジン、 2—フエエノレー 4一 (N, N— ジフエニルァミノ) ピリジン、 2—フエ二ルー 4一メチルピリジン、 2—フエ二 ノレ一 4, 6—ジメチルビリジン、 2— (2—フルオロフェニル) ピリジン、 2—
( 2, 4—ジフルオロフェニル) ピリジン、 2— ( 2, 3, 4一トリフノレオロフ ェニル) ピリジン、 2— ( 2, 3, 4, 5—テトラフルオロフェニル) ピリジン 、 2—フエニノレー 4ーメチ /レビリジン、 2— (2—フルオロフェニノレ) 一 4—メ チルピリジン、 2— (2, 4ージフルオロフェニル) 一 4—メチルピリジン、 2 一 (2, 3 , 4—トリフルオロフェニル) 一 4—メチノレピリジン、 2— ( 2—ナ フチル) ピリジン、 2—フエ二ルキノリン、 2—ベンゾィルピリジン、 7, 8— ベンゾキノリン、 9一アントラニルビリジン、 2— (2—フルォレニル) ピリジ ン、 2 - ( 2 - ( 9, 1 0—ジメチル) フルォレニル) ピリジン、 2— (2— ( 9, 1 0—ジへキシル) フルォレ -ル) ピリジン、 2一 ( 2 - ( 9, 1 0—ジォ クチノレ) フルォレニノレ) ピリジンなどを挙げることができる。
本発明の燐光発光剤を構成する特定の高分子化合物は、 上記一般式 (1 ) で表 される構造単位と、 その他の構造単位とからなるものである場合には、 その他の 構造単位として、 正孔輸送性モノマーに由来する構造単位を有するもの、 或いは 正孔輸送性モノマーに由来する構造単位およぴ電子輸送性モノマーに由来する構 造単位の両方を有するものが好ましい。
正孔輸送性モノマーとしては、 力ルバゾール誘導体を用いることが好ましい。 かかる力ルバゾール誘導体としては、 カルバゾリル基、 アルキルカルバゾリル基 、 ァリ一ルカルバゾリル基などの置換または非置換のカルバゾリル基を有する、 アルケニル化合物、 (メタ) アクリル化合物、 スチリル化合物などの 、 β—不 飽和化合物を用いることができ、 その具体例としては、 Ν—ビニルカルバゾール 、 Ν— (ρ—ビニノレフエニル) カルパゾール、 3 , 6—ジメチル一 9ービニルカ ノレ/くゾーノレ、 3 , 6—ジェチノレー 9一ビニノレカルバゾ一ル、 3ーメチルー 9一ビ -ルカルバゾール、 3—ェチルー 9ービニルカルバゾ一ルなどが挙げられる„ 電子輸送性モノマーとしては、 ォキサジァゾール誘導体を用いることが好まし レ、。 力かるォキサジァゾール誘導体としては、 ォキサジァゾリル基、 アルキルォ キサジァゾリル基、 ァリールォキサジァゾリル基などの置換または非置換のォキ サジァゾリル基を有する、 アルケニル化合物、 (メタ) ァクリノレ化合物、 スチリ ル化合物などの Q;、 ]3—不飽和化合物を用いることができ、 その具体例としては
、 2— ( p—ビュルフエニル) ー 5 _ /3—ナフチノレー 1, 3, 4一ォキサジァゾ ール、 2— ( p—ビュルフエニル) 一5—ビフエニノレー 1, 3, 4ーォキサジァ ゾール、 2—フエニル— 5— (p—ビエルフエニル) 一 1, 3, 4ーォキサジァ ゾール、 2— /3—ナフチルー 5— ( 4—ビニルフエニル) 一 1, 3, 4一ォキサ ジァゾール、 2— α—ナフチル一5— ( 4—ビニルフエニル) 一 1, 3, 4ーォ キサジァゾ一ル、 2—フエ二ルー 5― ( 4一ビュルフエニル) 一ォキサジァゾ一 ノレ、 2—フエ二ノレ一 5— ( 4—ビエル一 ρ—ビフエ二ノレ) 一 1, 3 , 4—ォキサ ジァゾール、 2 - ( ρ—ビフエ二ノレ) ー5— (4ービニノレフエ二ノレ) - 1 , 3, 4—ォキサジァゾ一ノレ、 2— (ρ—ビフエ二ノレ) 一 5— (4—プロぺニノレフエ二 ル) 一 1, 3 , 4—ォキサジァゾール、 2— t—ブトキシフエ二ルー 5— ( 4 -
( 4—ビ-ノレフエニル) 一 p—ビフエ-ル) 一 1, 3, 4一ォキサジァゾールま たはこれらのォキサジァゾール誘導体にァクリロイル基またはメタクリロイル基 を置換したものなどが挙げられる。
本発明の燐光発光剤を構成する特定の高分子化合物における一般式 (1 ) で表 される構造単位の割合は、 全構造単位の 0. 1モル%以上であることが好ましく 、 より好ましくは 1モル%以上である。 この割合が過小である場合には、 発光輝 度および発光効率が共に小さいものとなることがある。
本発明の燐光発光剤を構成する特定の高分子化合物は、 ゲルパーミエーション クロマトグラフィー (以下、 「G P C」 と略記する。 ) により測定したポリスチ レン換算重量平均分子量が 5 0 0〜1, 0 0 0, 0 0 0であることが好ましく、 より好ましくは 5 0 0 0〜 5 0 0, 0 0 0である。 この重量平均分子量が 5 0 0 未満である場合および 1, 0 0 0, 0 0 0を超える場合には、 後述する発光性組 成物の塗布性が低下するため、 好ましくない。 本発明の燐光発光剤を構成する特定の高分子化合物は、 上記一般式 (2) で表 される構造単位を有する重合体 (以下、 「特定の前駆体高分子化合物」 という。 ) と、 有機金属錯体とを反応させることによって得られる。
特定の前駆体高分子化合物は、 下記一般式 (4) で表される化合物を含む単量 体成分、 具体的には下記一般式 (4) で表される化合物のみよりなる単量体成分 、 下記一般式 (4) で表される化合物および前述の力ルバゾール誘導体よりなる 単量体成分、 或いは下記一般式 (4) で表される化合物、 前述のカルバゾール誘 導体および前述のォキサジァゾール誘導体よりなる単量体成分を、 重合処理する ことによって得られる。 一般式
2
Figure imgf000012_0001
[一般式 (4) において、 R1 および R2 は、 水素原子、 ハロゲン原子、 または アルキル基、 シク口アルキル基、 ァリール基および複素環基から選ばれる 1価の 有機基を示し、 R1 および R2 は同一のものであっても異なるものであってもよ レ、。 X1 は、 フエ二レン基またはカルボ二ルォキシ基を示し、 X2 は、 アルキレ ン基を示し、 qは 0または 1である。 ]
—般式 (4) で表される化合物の好ましい具体例としては、 下記式 (4—1) で表される 3— (p—ビニルフエニルメチレン) —ペンタン一 2, 4ージオン、 3一 (ビニルカルボニルォキシ) —ペンタン一 2, 4—ジオン、 下記式 (4-2 ) 〜式 (4一 4) で表される化合物などを挙げることができる。 式 (4_ 1) 式(4一 2)
H3C-C H3
II
0
Figure imgf000013_0001
式 (4— 3) 式 (4— 4)
Figure imgf000013_0002
上記単量体成分を重合処理する方法としては、 公知の重合法、 例えばラジカル 重合法、 カチオン重合法、 ァニオン重合法、 またはこれらのリンビング重合法を 利用することができる。
ラジカル重合法により重合処理する場合にぉレ、て、 ラジカル重合触媒としては
、 ァゾビスイソブチロニトリル、 ァゾビス一 1ーァセトキシ一 1一フエニルエタ ンなどの触媒、 過酸化物と、 4—メチルスルホニルォキシー 2, 2, , 6, 6 ' ーテトラメチルー 1—ピぺリジン一 N—ォキシド、 3, 3, 5, 5—テトラメチ ルー 1一ピロリン一 N—ォキシド、 4—ォキソ一2, 2, , 6, 6 ' ーテトラメ チルー 1ーピペリジン一 N—ォキシドなどの N—ォキシラジカルとの組合せより なる触媒、 スルフイ ド系の触媒を用いることができ、 その使用割合は、 全モノマ 一 1モルに対して 0. 0001〜0. 5モルである。
また、 重合溶媒としては、 ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルァセトアミド、 N 一メチルピロリ ドンなどのアミ ド系溶媒、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン、 へキ サン、 シクロへキサン等の炭化水素系溶媒、 "y—プチ口ラタトン、 乳酸ェチル等 のエステル類、 シクロへキシルベンゾフエノン、 シクロへキサノン等のケトン系 溶媒などを用いることができる。
また、 反応温度は、 例えば 6 0〜2 0 0 °Cである。
カチオン重合法により重合処理する場合において、 カチオン重合触媒としては 、 H I—Z n I 2 、 I 2 、 I 2 —H Iなどを用いることができ、 その他には、 メ タルハラィド ·ェ一テル錯体などのルイス酸と塩基とを組合わせてなる触媒を用 いることもできる。 その使用割合は、 全モノマー 1モルに対して 0 . 0 0 0 1〜 0 . 5モノレである。
また、 重合溶媒としては、 メチレンクロライド、 クロ口ベンゼン等に代表され るハロゲン化炭化水素類、 ジブチルエーテル、 ジフエエルエーテノレ、 ジォキサン 、 テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、 ァセトニトリル、 ニトロベンゼン等 の高極性溶媒などを用いることができる。
また、 反応温度は、 例えば一 1 5 0 ~ 5 0 °Cである。
ァニオン重合法により重合処理する場合において、 ァニオン重合触媒としては 、 ナフタレンカリウム、 アルキルリチウム等のアルカリ金属化合物、 バリウムと アルミニウムとのァート型錯体などのアルカリ土類金属化合物を用いることがで き、 その使用割合は、 全モノマー 1モルに対して 0 . 0 0 0 1〜0 . 5モルであ る。
また、 重合溶媒としては、 トルエン、 ベンゼン等の芳香族炭化水素、 へキサン 、 ヘプタン等の脂肪族炭化水素、 テトラヒドロフラン等のエーテノレ化合物などを 用いることができる。
また、 反応温度は、 例えば 0〜 1 0 o°cである。
特定の前駆体高分子化合物は、 上記一般式 (2 ) で表される構造単位とその他 の構造単位とを有するものである場合には、 ランダム共重合体であっても、 プロ ック共重合体であってもよく、 ブロック共重合体である場合には、 予め上記一般 式 (2 ) で表される構造単位よりなる重合体およびその他の構造単ィ立よりなる重 合体を調製し、 これらの重合体を結合させることによって製造することもできる 特定の高分子化合物を得るための有機金属錯体としては、 下記一般式 (5) で 表される化合物を用いることが好ましい。
一般式 (5) Mx Ly Q,
[一般式 (5) において、 Mは、 2〜4価の金属原子、 Lは有機配位子、 Qは、 水素原子、 ハロゲン原子、 アルキル基、 アルコキシ基またはカルボキシル化合物 によって形成された配位子を示す。 Xは 1〜4の整数である。 yは 0〜8の整数 、 zは 0〜 8の整数である。 但し、 y + z = 2〜16である。 ]
一般式 (5) において、 2〜4価の金属原子を示す Mおよび有機配位子を示す Lは、 上記一般式 (1) における Mおよび Lに対応するものである。 また、 カル ボニル化合物の具体例としては、 ァセチルァセトンなどを挙げることができる。 一般式 (5) における Mとして好ましいものは、 I r、 〇 s、 P tであり、 L として好ましいものは、 上記一般式 (3) で表されるフエ二ルビリジン化合物で あり、 Qとして好ましいものは、 塩素原子などのハロゲン原子である。
一般式 (5) で表される化合物の具体例としては、 クロ口ビス (2—フエニル ピリジン) イリジウムまたはその二量体、 クロ口ビス (2— {p - (2, 6—キ シリル) フエ-ル} ピリジン) イリジウムまたはその二量体、 クロ口ビス (2— (2, 4ージフルォロ) フエ二ノレ _ 4一メチルピリジン) イリジウムまたはその 二量体、 クロ口ビス (2—フエュルキノリン) イリジウムまたはその二量体、 ク ロロビス (2—フエ二ルビリジン) オスミウムまたはその二量体、 クロ口ビス ( 2 - {p - (2, 6—キシリル) フエ二ル} ピリジン) オスミウムまたはその二 量体、 クロ口ビス (2— (2, 4—ジフルォロ) フエ-ル— 4一メチルピリジン ) オスミウムまたはその二量体、 クロ口ビス (2—フエ二ルキノリン) ォスミゥ ムまたはその二量体、 クロ口ビス (2—フエ二ルビリジン) プラチナムまたはそ の二量体、 クロ口ビス (2— {p - (2, 6—キシリル) フエ-ル} ピリジン) プラチナムまたはその二量体、 クロ口ビス (2— (2, 4一ジブルォ口) フエ- ル一 4一メチルピリジン) プラチナムまたはその二量体、 クロ口ビス (2—フエ 二ルキノリン) プラチナムまたはその二量体などを挙げることができる。 —般式 (5 ) で表される有機金属錯体のうち、 例えば Mが I r、 Lが上記一般 式 (3 ) で表されるフエニルピリジン化合物よりなる有機配位子、 Qが塩素原子 で、 Xが 2、 yが 4、 zが 2である有機金属錯体は、 三塩化イリジウムと、 上記 一般式 (3 ) で表されるフエエルピリジン化合物とを、 適宜の反応溶媒中におい て反応させることによって得られる。
反応溶媒としては、 グリセリン、 エチレンダリコール誘導体およびプロピレン グリコール誘導体などの極性溶媒、 またはこれらの極性溶媒と水との混合物を用 いることができ、 エチレングリコールの具体例としては、 エチレングリコールモ ノメチノレエーテノレ、 エチレングリコー zレモノエチノレエーテノレ、 エチレングリコー ルモノブトキシエーテルなどが挙げられる。
反応溶媒の使用割合は、 通常、 三塩化イリジウムおよび一般式 ( 3 ) で表され るフエ二ルビリジン化合物の合計 1 0 0重量部に対して 1 0 0〜1 0 0 0 0重量 部である。
また、 三塩化イリジウムと一般式 (3 ) で表されるフエュルピリジン化合物と の使用割合は、 モル比で 1 : 2〜1 : 1 0であることが好ましい。
また、 反応温度は例えば 3 0〜2 0 0 °C、 反応時間は 2〜4 8時間である。 特定の前駆体高分子化合物と有機金属錯体との反応は、 不活性ガス雰囲気下に おいて、 適宜の有機溶媒中で行うことが好ましい。
不活 I1生ガスとしては、 アルゴンガス、 窒素ガスなどを用いることができる。 また、 有機溶媒としては、 大気圧下における沸点が 5 0〜3 0 0 °Cの有機化合 物を用いることが好ましく、 その具体例としては、 テトラヒドロフラン、 ジォキ サン、 ジメチルホルムアミ ド、 トノレエン、 エチレングリコールモノェチルエーテ ルなどを挙げることができる。
また、 反応条件としては、 反応温度が例えば 0〜3 0 0 °C、 反応時間が例えば 1〜4 8時間である。
特定の前駆体高分子化合物と有機金属錯体との使用割合は、 特定の前駆体高分 子化合物 1 0 0重量部に対して有機金属錯体が 0 . 1〜: L 0 0重量部であること が好ましい。 有機金属錯体の割合が過小である場合には、 特定の前駆体高分子化 合物と有機金属錯体との反応の効率が低くなることがある。 一方、 有機金属錯体 の割合が過大である場合には、 反応系における各成分の均一性が低下することが
3D ¾ 0
また、 有機溶媒の使用割合は、 固形分濃度 1〜 5 0重量%となる割合であるこ とが好ましい。 この割合が 1重量。/。未満である場合には、 特定の前駆体高分子化, 合物と有機金属錯体との反応の効率が低くなることがある。 一方、 この割合が 5 0重量%を超える場合には、 固形分が析出しやすいため好ましくない。
このようにして得られる燐光発光剤は、 燐光のピーク波長が例えば 4 4 0〜 7 0 0 n mの範囲にあるため、 有機エレクトロルミネッセンス素子における発光層 の材料として好適なものである。
そして、 上記の燐光発光剤によれば、 それ自体が高分子化合物により形成され ているため、 印刷法、 インクジェット法などの湿式法によって薄膜を容易に形成 することができ、 しかも、 後述する実施例から明らかなように、 発光輝度が高い 有機ェレクト口ルミネッセンス素子を得ることができる。
〈発光性組成物〉
本発明の発光性組成物は、 上記の燐光発光剤が有機溶剤に溶解されてなるもの で、める。
有機溶剤としては、 用いられる燐光発光剤を溶解し得るものであれば種々のも のを用いることができ、 その具体例としては、 プタノール、 ォクタノール、 ェチ レングリコーノレ、 プロピレングリコーノレ、 エチレングリコーノレモノメチゾレエーテ ル、 プロピレンダリコーノレモノメチルエーテル、 エチレングリコールモノェチノレ エーテノレ、 プロピレングリコーノレモノェチノレエ一テノレ、 エチレングリコーノレモノ ブチルエーテノレ、 プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのアルコール類
、 トルエン、 キシレン、 シク口へキシルベンゼン、 メシチレンなどの芳香族炭化 水素類、 酢酸ェチル、 酢酸プチル、 乳酸ェチル、 エトキシプロピレングリコール アセテート、 プロピレングリコールモノメチルアセテート、 γ—ブチロラクトン などのエステル類、 Ν—メチルピロリ ドン、 ホルムアミ ド、 ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルァセトアミ ドなどのアミ ド類、 エチレングリコールジメチルエーテ ル、 ジエチレングリコールジメチルエーテル、 テトラヒ ドロフラン、 1, 4ージ 才キサンなどのエーテル類、 シク口へキサノン、 メチルアミルケトン、 メチノレイ ソブチルケトンなどのケトン類を挙げることができる。
これらの中では、 芳香族炭化水素類、 アミド類、 エーテル類、 ケトン類を用い ることが好ましく、 特に好ましいものを挙げると、 乳酸ェチル、 プロピレンダリ コールモノメチノレエ一テノレ、 プロピレングリコールモノメチルアセテート、 シク 口へキサノン、 シクロへキシノレベンゼン、 メシチレンなどである。
有機溶剤の使用割合は、 燐光発光剤などの種類によって適宜選択されるが、 通 常、 固形分濃度が 0 . 0 5〜1 0重量%となる割合である。
本発明の発光性組成物には、 上記の燐光発光剤の他に、 例えば正孔輸送能を有 する高分子化合物が含有されていてもよい。 力かる正孔輸送能を有する高分子化 合物としては、 前述の力ルバゾール誘導体と前述のォキサジァゾール誘導体との 共重合体を用いることができる。
本発明の発光性組成物においては、 発光層を形成すべき基体の表面に塗布し、 得られた塗膜に対して有機溶剤の除去処理を行うことにより、 有機エレクトロル ミネッセンス素子における発光層を形成することができる。
発光性組成物を塗布する方法としては、 スピンコート法、 デイツビング法、 口 ールコート法、 インクジェット法、 印刷法などを利用することができる。
〈有機エレクトルミネッセンス素子〉
図 1は、 本発明の発光性組成物によって形成された発光層を有する有機エレク トロルミネッセンス素子 (以下、 「有機 E L素子」 ともいう。 ) の一例における 構成を示す説明用断面図である。
この有機 E L素子においては、 透明基板 1上に陽極層 2が設けられ、 この陽極 層 2上には、 正孔輸送層 3が設けられ、 この正孔輸送層 3上には、 発光層 5が設 けられ、 この発光層 5上には、 電子注入層 6が設けられ、 この電子注入層 6上に は、 陰極層 7が設けられている。 そして、 陽極層 2および陰極層 7は、 直流電源、 8に電気的に接続されている。
上記の有機 E L素子において、 透明基板 1としては、 ガラス基板、 透明性樹脂 基板または石英ガラス基板等を用いることができる。
陽極層 2は、 ホール注入電極層とも称され、 この陽極層 2を構成する材料とし ては、 好ましくは、 仕事関数が大きい例えば 4 e V以上のものが用いられる。 こ こで、 仕事関数とは、 固体から真空中に電子を取り出すのに要する最小限の仕事 の大きさをいう。 陽極層 2としては、 例えば、 I T O (Indium Tin Oxide) 膜、 酸化スズ (S n〇2 ) 膜、 酸化銅 (C u O) 膜、 酸化亜鉛 ( Z n O) 膜等を用い ることができる。
陽極層 2を形成する方法としては、 真空蒸着法またはスパッタ法などを利用す ることができる。 また、 ガラス基板などの透明基板の表面に例えば I T O膜が形 成されてなる市販の材料を用いることもできる。
正孔輸送層 3は、 正孔注入層とも称され、 正孔を効率よく発光層 5に供給する ために設けられたものであって、 陽極層 2から正孔 (ホール) を受け取って、 発 光層 5に輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層 3を構成する材料としては、 芳香族系ポリマーを用いることが 好ましく、 特に P E D O T 〔商品名 「バイトロン」 (バイエル社製) で市販され ているポリジォキシチォフェンとポリスチレンスルホン酸との錯体 (Poly (3, 4) - ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate j カ好ましレヽ。 その他の材料 としては、 1, 1—ビス (4ージ一 p—ァミノフエニル) シクロへキサン、 トリ フエニルァミン誘導体、 カルパゾール誘導体等を用いることもできる。
このような正孔輸送層 3は、 真空蒸着法などの乾式法、 正孔輸送材料を適宜の 溶剤に溶解した後、 この溶液を、 スピンコート法、 ディップ法、 インクジェット 法、 印刷法等により塗布して乾燥させる湿式法により形成することができる。 また、 正孔輸送層 3の厚みは、 例えば 1 0〜 2 0 0 n mである。
発光層 5は、 電子とホールとを結合させ、 その結合エネルギーを光として放射 する機能を有するものである。 この発光層 5は、 本発明の燐光発光剤を含有して なるものである。
具体的には、 本発明の発光組成物を、 スピンコート法、 ディップ法、 インクジ ヱット法、 印刷法等により塗布して乾燥させることにより、 発光層 5を形成する ことができる。
この発光層 5の厚みは、 例えば 1〜2 0 0 n mである。
電子注入層 6は、 陰極層 7から電子を受け取って発光層 5まで輸送する機能を 有するものである。 この電子注入層 6を構成する材料としては、 バソフ: ナント 口リン系お-料 (B P C s ) を用いることが好ましく、 その他の材料としては、 フ ッ化リチウム、 フッ化マグネシウム、 酸化ストロンチウム、 アントラキノジメタ ン誘導体、 ジフエ二ルキノン誘導体、 ォキサジァゾール誘導体、 ペリレンテトラ 力ルポン酸誘導体等も用いることができる。
このような電子注入層 6は、 真空蒸着法などの乾式法、 電子注入材料を適宜の 溶剤に溶解した後、 この溶液を、 スピンコート法、 ディップ法、 インクジェット 法、 印刷法等により塗布して乾燥させる湿式法により形成することができる。 また、 電子注入層 6の厚みは、 例えば 0 . 1〜 1 0 0 n mである。
陰極層 7は、 電子注入電極層とも称され、 この陰極層 7を構成する材料として は、 仕事関数が小さい例えば 4 e V以下のものが用いられる。 陰極層 7の具体例 としては、 ァノレミニゥム、 カルシウム、 マグネシウム、 インジウム等よりなる金 属膜、 またはこれらの金属の合金膜等を用いることができる。
このような陰極層 7は、 真空蒸着法、 スパッタ法などにより形成することがで さる。
上記の構成の有機 E L素子にぉレ、て、 直流電源 8により、 陽極層 2と陰極層 7 との間に直流電圧が印加されると、 発光層 5が発光し、 この光は陽極層 2および 透明基板 1を介して放射される。
このような構成の有機 E L素子によれば、 発光層 5が本発明の燐光発光剤を含 有してなるものであるため、 高い発光輝度が得られ、 し力 も、 本発明の発光組成 物によって、 当該発光層 5を湿式法により容易に形成することができる。
また、 発光層 5を構成する本発明の燐光発光剤は、 発光機能を有する構造が分 子オーダーで発光剤中に分布しており、 会合などによる自己消失もないため、 高 い発光効率が得られると共に、 優れた耐久性が得られる。
本発明の発光性組成物を使用した有機 E L素子は、 上記の構成に限定されず、 種々の変更を加えることが可能である。
例えば 図 2に示すように、 正孔輸送層 3と発光層 5との間には、 銅フタロシ ァニン層 4を設けることができる。
この銅フタロシアニン層 4は、 正孔輸送層 3と発光層 5との間に設けることに よって、 正孔輸送層 3と発光層 5との間のエネルギー P章壁を縮小するものであつ て、 これにより、 発光層 5への正孔注入がさらにスムーズに行なわれるようにな り、 また、 正孔輸送層 3と発光層 5とのエネルギーマッチングが容易となる。 そ して、 このような銅フタロシアェン層 4を設けることにより、 使用寿命が長く、 発光効率が高く、 優れた耐久性を有する有機 E L素子が得られる。
この銅フタロシアニン層 4は、 真空蒸着法、 スパッタ法などの乾式法、 銅フタ ロシアニンを含む溶液を、 スピンコート法、 ディップ法、 インクジェット法、 印 刷法等により塗布して乾燥させる湿式法により形成することができる。
また、 銅フタロシアニン層 4の厚みは、 例えば 0. 5〜5 0 n mである。 以下、 本発明の具体的な実施例について説明する力 本発明はこれらに限定さ れるものではない。
( 1 ) 特定の前躯体高分子化合物の調製:
〈調製例 1一 1〉
窒素置換したフラスコ内に、 N—ビュル力ルバゾール 1 . 9 3 g ( 1 0. 0ミ リモル) 、 下記式 (i ) で表される 3— (p—ビ-ルフエニルメチレン) 一ペン タン一 2, 4ージオン 0 . 2 7 g ( 1 . 0ミリモル) 、 およびァゾビスイソブチ ロニトリノレ 0 . 0 8 2 g、 無水ジメチルフオルムアミド 1 0ミリリツトルを入れ 、 この系を 6 5 °Cで 3 0時間加 ^¾攪拌した。 得られた反応液を冷却し、 次いで、 大量のメタノール中に注ぐことにより、 得られた生成物を沈殿させた。 その後、 生成物を洗浄して乾燥することにより、 白色粉末を得た。
この生成物は、 N—ビニルカルバゾールに由来する構造単位 9 1モル。/。および 3 - ( p—ビニルフエニルメチレン) 一ペンタン一 2 , 4—ジオンに由来する構 造単位 9モル0 /0よりなる共重合体であり、 ゲルパ一ミエーシヨンクロマトグラフ ィー (G P C) によって測定したポリスチレン換算重量平均分子量は、 3 7, 0 00 Hであった。 これを 「前駆体高分子化合物 (1) 」 とする。 on
式(i)
Figure imgf000022_0001
〈調製例 1—2〉
調製例 1一 1において、 単量体として 2— (p—ビニルフエ-ル) — 5— β— ナフチルー 1, 3, 4ーォキサジァゾール 0. 596 g (2ミリモル) を追加し て添カ卩したこと以外は同様にして、 白色からやや淡黄色の粉末を得た。
得られた生成物は、 N—ビニルカルバゾールに由来する構造単位 77モル0ん 3— (p—ビニルフエ-ルメチレン) 一ペンタン一 2, 4ージオンに由来する構 造単位 7モル0 /0および 2 _ (p_ビエルフエニル) ー5— —ナフチルー 1, 3 , 4—ォキサジァゾールに由来する構造単位 16モル%よりなる共重合体であり 、 ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー (GPC) によって測定したポリス チレン換算重量平均分子量は、 32, 000であった。 これを 「前駆体高分子化 合物 (2) 」 とする。
〈調製例 1一 3〉
調製例 1一 1において、 単量体として 2— (p—ビニルフエニル) —5—ビブ ェニルー 1, 3, 4ーォキサジァゾール 0. 466 g (1. 44ミリモル) を追 加して添加したこと以外は同様にして、 白色から淡黄色の粉末を得た。
得られた生成物は、 N—ビニルカルパゾールに由来する構造単位 80モル%、 3— (p—ビニルフエニルメチレン) 一ペンタン— 2, 4ージオンに由来する構 造単位 8モル%および 2— (p—ビエルフエニル) — 5—ビフエニル _1, 3, 4一ォキサジァゾールに由来する構造単位 12モル%ょりなる共重合体であり、 ゲ パーミエーシヨンクロマトグラフィー (GPC) によって測定したポリスチ レン換算重量平均分子量は、 28, 000であった。 これを 「前駆体高分子化合 物 (3) 」 とする。
〈調製例 1一 4〉
調製例 1一 1において、 単量体として 2 _フエ-ルー 5— (ρ—ビニルフエ二 ル) 一 1, 3, 4—ォキサジァゾール 0, 760 g (2ミリモル) を追加して添 加したこと以外は同様にして、 白色の粉末を得た。
得られた生成物は、 N—ビュルカルパゾールに由来する構造単位 78モル%、 3— (p—ビニルフエニルメチレン) 一ペンタン— 2, 4—ジオンに由来する構 造単位 7モル0 /0および 2—フエニル— 5— (p—ビエルフエニル) —1, 3, 4 一ォキサジァゾールに由来する構造単位 15モル%よりなる共重合体であり、 ゲ ルパーミエーシヨンクロマトグラフィー (GPC) によって測定したポリスチレ ン換算重量平均分子量は、 41, 000であった。 これを 「前駆体高分子化合物
(4) 」 とする。
〈調製例 1一 5〉
調製例 1—4におレ、て、 N—ビニルカルバゾールの代わりに N _ ( p—ビエル フエニル) 力ルバゾール 2. 8 g (10. 4ミリモル) を用いたこと以外は同様 にして、 薄いベージュ色の粉末を得た。
得られた生成物は、 N— (p—ビニルフエニル) 力ルバゾールに由来する構造 単位 78モル0 /0、 3— (p—ビエルフエニルメチレン) 一ペンタン一 2, 4—ジ オンに由来する構造単位 7モル0/。および 2—フヱニル一 5— ( p—ビニルフエ二 ル) _1, 3, 4一ォキサジァゾールに由来する構造単位 15モル%よりなる共 重合体であり、 ゲルパ一ミエーシヨンクロマトグラフィー (GPC) によって測 定したポリスチレン換算重量平均分子量は、 13, 000であった。 これを 「前 駆体高分子化合物 (5) 」 とする。
( 2 ) 有機金属錯体の調製:
〈調製例 2— 1〉
塩化イリジウム (III ) 水和物 2 g、 フエ二ルビリジン 5. 0 g、 エトキシェ タノール 120 gおよび純水 40 gを混合し、 窒素気流下、 115 °Cで 10時間 加熱攪拌した。 得られた反応液を冷却し、 析出物を濾別した後、 真空乾燥するこ とにより、 黄色結晶 3. 8 gを得た。 この生成物は、 クロ口ビス ( 2—フエニル ピリジン) イリジウム (III ) の二量体であった。 これを 「有機金属錯体 (1) 」 とする。
〈調製例 2— 2〉
塩化イリジウム (III ) 水和物 2 g、 2— {p - (2, 6—キシリル) フエ- ル} ピリジン 3. 5 g、 エトキシエタノール 120 gおよび純水 40 gを混合し 、 窒素気流下、 115 °Cで 24時間加熱攪拌した。 得られた反応液を冷却し、 析 出物を濾別した後、 真空乾燥することにより、 黄色結晶 3. 8 gを得た。 この生 成物は、 クロ口ビス (2— {p— (2, 6ーキシリル) フエ二ル} ピリジン) ィ リジゥム (III ) の二量体であった。 これを 「有機金属錯体 (2) 」 とする。 〈調製例 2— 3〉
塩化イリジウム (III ) 水和物 2 g、 2— (2, 4ージフルォロ) フエ二ルー 4一メチルピリジン 3. 0 g、 エトキシェタノール 120 gおよび純水 40 gを 混合し、 窒素気流下、 115 °Cで 24時間加熱攪拌した。 得られた反応液を冷却 し、 析出物を濾別した後、 真空乾燥することにより、 黄色結晶 4. 8 gを得た。 この生成物は、 クロ口ビス (2— (2, 4ージフルォロ) フエ二ルー 4一メチル ピリジン) イリジウム (III ) の二量体であった。 これを 「有機金属錯体 (3) 」 とする。
〈調製例 2— 4〉
塩化イリジウム (III ) 水和物 2 g、 2—フエ二ルキノリン 3. 0 g、 ェトキ シエタノール 120 gおよび純水 40 gを混合し、 窒素気流下、 115°Cで 18 時間加熱攪拌した。 得られた反応液を冷却し、 析出物を濾別した後、 真空乾燥す ることにより、 あずき色結晶 3. 8 gを得た。 この生成物は、 クロ口ビス ( 2— フエ二ルキノリン) イリジウム (III ) の二量体であった。 これを 「有機金属錯 体 (4) 」 とする。
〈実施例 1〉 前駆体高分子化合物 ( 1 ) 2. 0 g、 有機金属錯体 ( 1 ) 0. 15 g、 炭酸ナ トリウム 0. 1 gおよび含水テトラヒドロフラン 50ミリリツトルからなる溶夜 を、 窒素気流下、 室温で 1時間攪拌した後、 80°Cで 16時間攪拌した。 次いで 、 反応溶液を冷却し、 メタノールを用いて再沈精製することにより、 下記式 (a — 1) で表される構造単位および下記式 (a— 2) で表される構造単位 (N—ビ 二ルカルバゾールに由来する構造単位) よりなる特定の高分子化合物を得た。 得 られた特定の高分子化合物をクロ口ホルムに溶解したところ、 この溶液は緑色の 燐光スぺク トルを示した。 この特定の高分子化合物を 「燐光発光剤 (1) J とす る。
この燐光発光剤 (1) 5重量部をシクロへキサノン 95重量部に添カ卩して溶角罕 させることにより、 発光性組成物を調製した。 これを 「発光性組成物 (1) 」 と する。 式 (a— 1 ) 式 ( a—
H
Figure imgf000025_0001
表面に I TO膜が形成された 5 cm角のガラス基板を用意し、 このガラス基板 に形成された I TO膜の表面上に、 PEDOT (商品名 :バイ トロン P800 0、 バイエル株式会社) の 2. 75重量。 /0水分散液を塗布し、 当該ガラス基板を 150 で 30分間の条件で加熱処理することにより、 厚みが 65n mの正孔輸 送層を形成した。
次いで、 正孔輸送層の表面に、 上記の発光性組成物 (1) をスピンコーターに よって塗布し、 150°C、 10分間の条件で加熱処理することにより、 厚みが 5 5 nmの発光層を形成した。
次いで、 発光層の表面に、 パソフェナント口リンおょぴ C sをモル比が 1 : 3 となるよう真空蒸着することにより、 厚みが 25 n mの電子注入層を形成した。 そして、 この電子注入層の表面に、 厚みが 100 nmのアルミニウム膜を積層 し、 その後、 ガラス材料によって封止することにより、 有機 EL素子を製造した 得られた有機 EL素子に対し、 I T〇膜を陽極層とし、 ァノレミニゥム膜を陰極 層として 10Vの直流電圧を印加することにより、 当該有機 EL素子を発光させ 、 その発光色および発光輝度を調べた。 その結果、 発光色は緑色で、 発光輝度は 25000 c d/m2 であった。
〈実施例 2〉
前駆体高分子化合物 (2) 2. 0 g、 有機金属錯体 (2) 0. 2 g、 炭酸ナト リゥム 0. 1 gおよび含水テトラヒドロフラン 50ミリリツトルからなる溶液を 、 窒素気流下、 室温で 1時間攪拌した後、 50°Cで 18時間攪拌した。 次いで、 反応溶液を冷却し、 メタノールを用いて再沈精製することにより、 下記式 (b— 1) で表される構造単位、 下記式 (b— 2) で表される構造単位 (N—ビニルカ ルバゾールに由来する構造単位) および下記式 (b— 3) で表される構造単位 ( 2— (p—ビニノレフエ二ノレ) 一 5— β—ナフチルー 1, 3, 4一ォキサジァゾ一 ルに由来する構造単位) よりなる特定の高分子化合物を得た。 得られた特定の高 分子化合物をク口口ホルムに溶解したところ、 この溶液は緑色の燐光スぺクトル を示した。 この特定の高分子化合物を 「燐光発光剤 (2) 」 とする。
この燐光発光剤 (2) 5重量部をシクロへキサノン 95重量部に添加して溶解 させることにより、 発光性組成物を調製した。 これを 「発光性組成物 (2) 」 と する。 式 (b— 1 )
H3 式 (b— 3)
Figure imgf000027_0001
発光性組成物 (1) の代わりに発光性組成物 (2) を用いたこと以外は、 実施 例 1と同様にして有機 EL素子を製造し、 その発光色および発光輝度を調べた。 その結果、 発光色は緑色、 発光輝度は 35000 c d/m2 であった。
〈実施例 3〉
前駆体高分子化合物 (3) 2. 0 g、 有機金属錯体 (3) 0. 18 g、 炭酸ナ トリウム 0. 1 gおよび含水テトラヒドロフラン 50ミリリツトルからなる溶液 を、 窒素気流下、 50°Cで 48時間反応させた。 次いで、 反応溶液を冷却し、 メ タノールを用いて再沈精製することにより、 下記式 (c一 1) で表される構造単 位、 下記式 (c一 2) で表される構造単位 (N—ビュルカノレバゾールに由来する 構造単位) および下記式 (c一 3) で表される構造単位 (2— (p—ビニルフエ ニル) 一 5—ビフエニル— 1, 3, 4—ォキサジァゾールに由来する構造単位) よりなる特定の高分子化合物を得た。 得られた特定の高分子化合物をクロロホル ムに溶解したところ、 この溶液は青緑色の燐光スペク トルを示した。 この特定の 高分子化合物を 「燐光発光剤 (3) 」 とする。
この燐光発光剤 (3) 5重量部をシクロへキサノン 95重量部に添カ卩して溶解 させることにより、 発光性組成物を調製した。 これを 「発光性組成物 (3) 」 と する。 . 式 (c一 1 ) 式(c一 2)
Figure imgf000028_0001
発光' I·生組成物 (1) の代わりに発光性組成物 (3) を用いたこと以外は、 実施 例 1と同様にして有機 EL素子を製造し、 その発光色および発光輝度を調べた。 その結果、 発光色は青色、 発光輝度は 2000 c d/m2 であった。
〈実施例 4〉
前駆体高分子化合物 (4) 2. 0 g、 有機金属錯体 (4) 0. 18 g、 炭酸ナ トリウム 0. 1 gおよび含水テトラヒドロフラン 50ミリリツトルからなる溶液 を、 窒素気流下、 80°Cで 6時間攪拌した。 次いで、 反応溶液を.冷却し、 メタノ ールを用いて再沈精製することにより、 下記式 (d_l) で表される構造単位、 下記式 (d— 2) で表される構造単位 (N—ビニルカルバゾールに由来する構造 単位) および下記式 (d— 3) で表される構造単位 ( 2—フエ二ノレ _ 5— (p— ビュルフエニル) —1, 3, 4一ォキサジァゾールに由来する構造単位) よりな る特定の高分子化合物を得た。 得られた特定の高分子化合物をク口口ホルムに溶 解したところ、 この溶液は赤色の燐光スペクトルを示した。 この特定の高分子化 合物を 「燐光発光剤 (4) 」 とする。
この燐光発光剤 (4) 5重量部をシクロへキサノン 95重量部に添加して溶解 させることにより、 発光性組成物を調製した。 これを 「発光性組成物 (4) 」 と する。
Figure imgf000029_0001
発光性組成物 (1) の代わりに発光性組成物 (4) を用いたこと以外は、 実施 例 1と同様にして有機 EL素子を製造し、 その発光色および発光輝度を調べた。 その結果、 発光色は赤色、 発光輝度は 13000 c d/m2 であった。
〈実施例 5〉
実施例 2において、 前駆体高分子物質 (2) の代わりに前駆体高分子物質 (5 ) を用いたこと以外は同様にして、 下記式 (e— 1) で表される構造単位、 下記 式 (e— 2) で表される構造単位 (N- (p—ビニルフエニル) 力ルバゾールに 由来する構造単位) および下記式 (e— 3) で表される構造単位 (2—フユニル -5- (p—ビエルフエニル) 一 1, 3, 4一ォキサジァゾールに由来する構造 単位) よりなる特定の高分子化合物を得た。 得られた特定の高分子化合物をクロ 口ホルムに溶解したところ、 この溶液は緑色の燐光スペクトルを示した。 この特 定の高分子化合物を 「燐光発光剤 (5) 」 とする。
この燐光発光剤 (5) 5重量部をシクロへキサノン 95重量部に添カ卩して溶解 させることにより、 発光性組成物を調製した。 これを 「発光性組成物 (5) 」 と する。 式(e— 1) 式 (e— 2)
H
Figure imgf000030_0001
発光性組成物 (1) の代わりに発光性,祖成物 (5) を用いたこと以外は、 実施 例 1と同様にして有機 EL素子を製造し、 その発光色および発光輝度を調べた。 その結果、 発光色は緑色、 発光輝度は 12000 c d/m2 であった。 〈比較例 1〉
前駆体高分子化合物 (1 ) 2 gおよび有機金属錯体 ( 1 ) 0. 1 5 gをシクロ へキサノン 4 0 gに溶解させることにより、 比較用発光性組成物を調製した。 発光性組成物 (1 ) の代わりに比較用発光性組成物を用いたこと以外は、 実施 例 1と同様にして有機 E L素子を製造し、 その発光色および発光輝度を調べた。 その結果、 発光色は青色、 発光輝度は 5 0 c d /m2 であった。 発 明 の 効 果
本発明の燐光発光剤によれば、 印刷法、 インクジェット法などの湿式法によつ て薄膜を容易に形成することができ、 し力 も、 発光輝度が高い有機エレクトロル ミネッセンス素子が得られる。
本発明の燐光発光剤の製造方法によれば、 上記の燐光発光剤を有利に製造する ことができる。
本発明の発光性組成物によれば、 薄膜を容易に形成することができ、 しかも、 発光輝度が高レ、有機ェレクト口ルミネッセンス素子が得られる。
本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子は、 印刷法、 インクジェット法な どの湿式法によって容易に形成することができる発光層を有し、 しかも、 発光輝 度が高いものである。
本発明の有機エレク ト口ルミネッセンス素子の製造方法によれば、 印刷法、 ィ ンクジエツト法などの湿式法によって容易に発光層を形成することができ、 しか も、 発光輝度が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる

Claims

請 求 の 範 囲 1 . 下記一般式 (1 ) で表される構造単位を分子中に含有する高分子化合物より なることを特徴とする燐光発光剤。 —般式
[一般式 (1 ) において、 Mは、 2〜 4価の金属原子、 R 1 および R 2 は、 水素 原子、 ハロゲン原子、 またはアルキル基、 シクロアルキル基、 ァリーノレ基おょぴ 複素環基から選ばれる 1価の有機基を示し、 R ' および R 2 は同一のものであつ ても異なるものであってもよい。 X ' は、 フエ二レン基またはカノレポニノレオキシ 基を示し、 X 2 は、 アルキレン基を示す。 Lは有機配位子を示す。 pは;!〜 3の 整数であり、 qは 0または 1である。 ]
2 . 高分子化合物の分子中に正孔輸送性モノマーに由来する構造単位を含有する ことを特徴とする請求項 1に記載の燐光発光剤。
3 . 高分子化合物の分子中に電子輸送性モノマーに由来する構造単位を含有する ことを特徴とする請求項 2に記載の燐光発光剤。
4 . 正孔輸送性モノマーがビニル基を有するカルバゾ一ルイ匕合物であることを特 徴とする請求項 2または請求項 3に記載の燐光発光剤。
5 . 正孔輸送 1"生モノマーがビエル基を有するカルバゾ一ルイヒ合物であり、 電子輸 送性モノマーがビエル基を有するォキサジァゾール化合物であることを特徴とす る請求項 3に記載の燐光発光剤。
6 . 下記一般式 (2 ) で表される構造単位を分子中に含有する重合体と、 有機金 属錯体と Rを反応させることにより、 請求項 1に記載の一般式 (1 ) で表される構 造単位を分子中に含有する高分子化合物を合成する工程を有することを特徴とす る燐光発光剤の製造方法。 一般式 ( )
Figure imgf000033_0001
[一般式 (2) において、 R 1 および R2 は、 水素原子、 ハロゲン原子、 または アルキル基、 シク口アルキル基、 ァリール基および複素環基から選ばれる 1価の 有機基を示し、 R 1 および R 2 は同一のものであっても異なるものであってもよ レ、。 X 1 は、 フエ二レン基またはカルボ二ルォキシ基を示し、 X 2 は、 アルキレ ン基を示し、 qは 0または 1である。 ]
7 . 請求項 1に記載の燐光発光剤が有機溶剤に溶解されてなることを特徴とする 発光性組成物。
8 . 請求項 1に記載の燐光発光剤を含有してなる発光層を具えてなることを特徴 とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
9 . 請求項 7に記載の発光性組成物を、 発光層を形成すべき基体の表面に塗布し 、 得られた塗膜に対して有機溶剤の除去処理を行うことにより、 発光層を形成す る工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
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