JP2007031679A - 高分子発光材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および表示装置 - Google Patents
高分子発光材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】複素環構造を有する配位子とヘキサクロロイリジウム酸ナトリウムとを反応させ、次いで重合性官能基を有する2座配位子を炭酸ナトリウム存在下で反応させ、得られたイリジウム錯体から導かれる構造単位を有する重合体。
【選択図】 なし
Description
例えば、緑〜青色の燐光発光性の低分子化合物として、含複素環イリジウム錯体(特許文献1参照)が開示されている。
また、フルカラー表示を実現するためには、光の3原色(RGB)である赤色、緑色および青色の各単色光を発光する材料を用いることが必要であるが、緑〜青色領域の光を高い効率で発光する高分子発光材料は、未だ得られていないという問題もあった。
特定のイリジウム錯体から導かれる構造単位を有する重合体からなる高分子発光材料により、高い発光効率で高輝度の緑〜青色光が得られ、長寿命が実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。
よいフェニル基を表し、R2〜R9は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、Lは、重合性官能基を有する、1価アニオンの2座配位子を表す。)
、重合性置換基を表す。)
<イリジウム錯体から導かれる構造単位を有する重合体>
本発明に係る高分子発光材料は、特定のイリジウム錯体から導かれる構造単位を有する重合体からなり、該重合体は、上記式(1)で表されるイリジウム錯体を含む単量体を重合して得られる。なお、本発明において、上記イリジウム錯体の単量体は、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本明細書において、上記重合体には、上記錯体の単独重合体、および2種以上の上記錯体の共重合体を含む。
上記式(1)において、R1は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または置換
基を有していてもよいフェニル基を表す。
R2〜R9は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
上記炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基などが挙げられる(該アルコキシ基中の水素原子はハロゲン原子に置換されていてもよい。)。
これらのうちで、R1〜R9としては、高い効率で緑〜青色光を発光すると共に、長寿命の高分子発光材料が得られるため、R1〜R9=水素原子(下記式(4−1));R1=フ
ェニル基、R2〜R9=水素原子(下記式(4−2));R1=エチル(Et)基、R2〜R9=水素原子(下記式(4−3));R1=フェニル基、R4=シアノ基、R2、R3、R5〜
R9=水素原子(下記式(4−4));およびR1=フェニル基、R3=シアノ基、R7=メトキシ(MeO)基、R2、R4、R5、R6、R8、R9=水素原子(下記式(4−5))の組み合わせが好ましい。
上記1価アニオンの2座配位子としては、例えば、水素イオンが1つ脱離して、2つの配位座を含む共役構造が、全体として1価アニオン性となり得る構造を有する化合物から、水素イオンが1つ脱離し、1価のアニオンとなった化合物;または、分子内にピリジン環、カルボニル基、イミン基等の非イオン性の配位座と、水酸基、カルボキシル基等の水素イオンが1つ脱離して1価のアニオン性配位座になり得る部位とを有する化合物などが挙げられる。なお、上記配位子は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、特に限定されず、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、または置換基を有していてもよいフェニル基などが挙げられる。
上記重合性官能基は、ラジカル重合性、カチオン重合性、アニオン重合性、付加重合性、および縮合重合性の官能基のいずれであってもよい。これらのうちで、ラジカル重合性
の官能基は、重合体の製造が容易であるため好ましい。
されず、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、または置換基を有していてもよいフェニル基などが挙げられる。
X1およびX2は、具体的には、それぞれ上記式(A1)〜(A12)で表される置換基であることがより好ましい。これらのうちで、上記式(A1)、(A5)、(A8)、(A12)で表される置換基は、イリジウム錯体に官能基が容易に導入できるためさらに好ましい。
ル基が好ましい。
上記式(1)で表されるイリジウム錯体のうちで、具体的には、高い効率で緑〜青色光を発光すると共に、長寿命の高分子発光材料が得られるため、下記式(5−1)および(5−2)で表される錯体が特に好ましい。
方法(Inorg.Chem.2001,40,1704.))。なお、重合性官能基を有する2座配位子は、公知の方法によって得ることができる。
上記重合体の重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、および付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。
<キャリア輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位を有する共重合体>
本発明に用いられる重合体は、さらに、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物からなる群から選択される少なくとも1種の重合性化合物から導かれる構造単位を有することが好ましい。上記重合体は、1種または2種以上の上記イリジウム錯体の単量体と共に、さらに、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物からなる群から選択される少なくとも1種の重合性化合物を含む単量体を共重合して得られる。なお、本明細書において、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物を併せて、キャリア輸送性の重合性化合物ともいう。
上記重合性化合物は、具体的には、上記官能基を、上記式(A1)〜(A12)で表される置換基として有することがより好ましい。
なお、上記共重合体は、さらに、他の重合性化合物から導かれる構造単位を有していてもよい。上記他の重合性化合物としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレンおよびその誘導体などのキャリア輸送性を有さない化合物が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
上記共重合体における、上記イリジウム錯体から導かれる構造単位数をmとし、キャリア輸送性化合物から導かれる構造単位数(ホール輸送性の重合性化合物および/または電子輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位の総数)をnとしたとき(m、nは1以上の整数を示す)、全構造単位数に対する上記イリジウム錯体から導かれる構造単位数の割合、すなわちm/(m+n)の値は、0.001〜0.5の範囲にあることが好ましく、0.001〜0.2の範囲にあることがより好ましい。m/(m+n)の値がこの範囲にあると、キャリア移動度が高く、濃度消光の影響が小さい、高い発光効率の有機EL素子が得られる。
<有機EL素子>
本発明に係る高分子発光材料は、有機EL素子の材料として用いることが好ましい。上記有機EL素子は、陽極と陰極とに挟まれた1層または2層以上の有機高分子層を含み、上記有機高分子層の少なくとも1層に、上記高分子発光材料が含まれる。本発明に係る高分子発光材料は、簡便な塗布法で発光層を成膜できる利点がある。また、上記高分子発光材料が、上記イリジウム錯体から導かれる構造単位と共に、ホール輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位、および電子輸送性の重合性化合物から導かれる構造単位を有する共重合体からなる場合は、他の有機材料を配合することなく、有機EL素子を作成できる。このため、さらに製造工程が簡略化できると共に、安定性および耐久性の高い素子が得られる。
上記の各層は、バインダとして高分子材料などを混合して、形成してもよい。上記高分子材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイドなどが挙げられる。
<用途>
本発明に係る高分子発光材料および有機EL素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。
[実施例]
[合成例1]イリジウム錯体(5−1)の合成
下記のスキーム1のように合成した。化合物(a1)0.52g(2.7mmol)お
よびヘキサクロロイリジウム酸ナトリウム0.70g(1.3mmol)を、2−メトキシエタノール中で24時間加熱還流した。得られた沈殿物(b)をエタノールで洗浄した後、化合物(c1)0.50g(2.3mmol)と、炭酸ナトリウム0.30g(2.8mmol)と共に、2−エトキシエタノール中で15時間加熱還流した。得られた化合物をろ過し、水、エタノール、エーテル、ヘキサンで洗浄した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒:塩化メチレン)で精製し、昇華して、上記式(5−1)で表されるイリジウム錯体を得た。
元素分析: 計算値(C40H33IrN4O2) C, 60.51; H, 4.19; N, 7.06. 実測値 C, 60.27; H, 4.30; N, 7.28.
質量分析(FAB+): 794 (M+)
Abs(CH2Cl2): 410nm
PL(CH2Cl2): 500nm
化合物(a1)0.52g(2.7mmol)の代わりに、下記式(a2)で表される化合物(特開2005−2053号公報に記載された方法によって合成した。)0.80g(2.6mmol)を用い、化合物(c1)0.50g(2.3mmol)の代わりに、下記式(c2)で表される化合物0.55g(2.3mmol)を用いた他は、合成例1と同様にして、上記式(5−2)で表されるイリジウム錯体を得た。
元素分析: 計算値(C56H40IrN7O5) C, 62.09; H, 3.72; N, 9.05. 実測値 C, 61.88; H, 3.80; N, 9.26.
質量分析(FAB+): 1083 (M+)
Abs(CH2Cl2): 400nm
PL(CH2Cl2): 480nm
密閉容器に、錯体(5−1)80mg、上記式(E2)で表される化合物460mg、および上記式(E7)で表される化合物460mgを入れ、脱水トルエン(9.9ml)を加えた。次いで、V−601(和光純薬工業(株)製)のトルエン溶液(0.1M、198μl)を加え、凍結脱気操作を5回繰り返した。真空のまま密閉し、60℃で60時間撹拌した。反応後、反応液をアセトン500ml中に滴下し、沈殿を得た。さらにトルエン−アセトンでの再沈殿精製を2回繰り返した後、50℃で一晩真空乾燥し、共重合体(I)を得た。
[実施例2]共重合体(II)の合成
錯体(5−1)の代わりに錯体(5−2)を用いた他は、実施例1と同様にして、共重合体(II)を得た。
[実施例3]有機EL素子の作製およびEL発光特性の評価
ITO付き基板(ニッポ電機(株)製)を用いた。これは、25mm角のガラス基板の一方の面に、幅4mmのITO(酸化インジウム錫)電極(陽極)が、ストライプ状に2本形成された基板であった。
電圧/電流源(TR6143、(株)アドバンテスト社製)を用いて電圧を印加して発光させた。その発光輝度を、輝度計(BM−8、(株)トプコン社製)を用いて測定した。
[実施例4]
共重合体(I)の代わりに共重合体(II)を用いたほかは、実施例3と同様にして、有機EL素子を作製し、発光色などの測定を行った。
2: 陽極
3: ホール輸送層
4: 発光層
5: 電子輸送層
6: 陰極
Claims (6)
- 前記重合体が、さらに、ホール輸送性の重合性化合物および電子輸送性の重合性化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性化合物から導かれる構造単位を有することを特徴とする請求項1または2に記載の高分子発光材料。
- 陽極と陰極とに挟まれた1層または2層以上の有機高分子層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機高分子層の少なくとも1層に、請求項1〜3のいずれかに記載の高分子発光材料を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像表示装置。
- 請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた面発光光源。
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