JP2019516695A - 燐光性発光錯体及び発光デバイスにおける使用 - Google Patents
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Abstract
Description
Mは、遷移金属であり;
各出現におけるLは、独立して単座配位子又は多座配位子であり;
各出現におけるR1は、独立して、少なくとも1つの第3級炭素原子を含むC4−20アルキルであり;
R2は、各出現において独立して、直鎖状、分岐状、又は環状のC1−20アルキル基であり、
R3は、直鎖状、分岐状、若しくは環状のC1−20アルキル基又は式−(Ar1)pの基であり、ここで、各出現におけるAr1は、独立して、非置換であるか又は置換されたアリール又はヘテロアリール基であり、pは、少なくとも1であり;
R4は、式−(Ar2)qの基であり、ここで、各出現におけるAr2は、独立して、非置換であるか又は置換されたアリール又はヘテロアリール基であり、qは、少なくとも1であり;
R5は、置換基であり;
wは、0又は正の整数であり;
xは、少なくとも1であり;
yは、0又は正の整数である。)
第2の態様では、本発明は、第1の態様によるホスト材料及び化合物を含む組成物を提供する。
アノード/正孔注入層/発光層/カソード
アノード/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/カソード。
式(I)の燐光性化合物の金属Mは、任意の好適な遷移金属、例えばdブロック元素の第2又は第3列の遷移金属(それぞれ周期表の第5及び第6周期)であり得る。例示的な金属としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、及び金が挙げられる。好ましくは、Mは、イリジウムである。
ホスト材料は、三重項励起子をホスト材料から式(I)の燐光性化合物に移動させるために、式(I)の燐光性化合物よりも0.1eV未満低い、好ましくは少なくとも同じであるか、又はそれより高い三重項励起状態エネルギー準位T1を有する。
式(X)の化合物のベンゼン環の各々は、独立して、非置換であるか又は1つ以上の置換基で置換されてもよい。置換基は、C1−20アルキルから選択されてもよく、ここで、アルキルの1つ以上の隣接しない非末端C原子は、O、S、COO、C=O、又はSiR8で置換されてもよく、基R8は、同じか又は異なり、上記の通りであり、アルキルの1つ以上のH原子は、Fで置換されてもよい。
各R11は、好ましくは置換基であり、各R11は、独立して、
1つ以上の隣接しない非末端C原子が、非置換であるか、又は置換C5−20アリール若しくはC3−20ヘテロアリール、任意にはフェニル、O、S、置換N、C=O、若しくは−COO−で置換されてもよいC1−20アルキル;
各Ar6が、独立して、アリール又はヘテロアリール基、任意にはC5−20アリール又はC3−20ヘテロアリール基、任意にはフェニルであり;rが、少なくとも1であり;1、2、又は3であってもよく;−(Ar6)rが、rが少なくとも2である場合、Ar6基の直鎖又は分岐鎖を形成してもよい、式−(Ar6)rの基、並びに
架橋性基、例えば二重結合を含む基、ビニル基若しくはアクリレート基、又はベンゾシクロブタン基
からなる群から選択されてもよい。
アルキル、任意にはC1−20アルキル(ここで、1つ以上の隣接しない非末端C原子が、O、S、置換N、C=O、及び−COO−で置換されてもよく、アルキル基の1つ以上のH原子が、Fで置換されていてもよい);並びに
フッ素、ニトロ、及びシアノ
からなる群から選択される1つ以上の置換基R10で置換されてもよい。
式(V)の繰り返し単位は、1,4−連結、1,2−連結、又は1,3−連結であってもよい。
直径3mmのガラス状炭素作用電極
Ag/AgCl/リーク無し基準電極
Ptワイヤ補助電極
アセトニトリル中0.1Mテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート
LUMO=4.8−フェロセン(ピークからピークまでの最大平均)+オンセット
試料:トルエン中の5mg/mLの1滴を3000rpmのLUMO(還元)測定で回転させた:
200mV/s及び−2.5Vのスイッチングポテンシャルで測定した厚膜について、良好な可逆的な還元事象が典型的に観察される。還元事象を10サイクルにわたって測定し、比較しなければならず、通常、3回目のサイクルで測定する。オンセットは、還元事象の最も急な部分とベースラインとの最良適合線の交点で取られる。
gが1又は2である場合、各出現において同じであっても異なっていてもよいR13は、好ましくは、アルキル、例えばC1−20アルキル、Ar11、及び分岐鎖又は直鎖のAr11基からなる群から選択され、ここで、各出現におけるAr11は、独立して、置換又は非置換のアリール又はヘテロアリールである。
Spは、好ましくは、分岐状、直鎖状、又は環状のC1−20アルキル基である。
本発明のOLEDは、式(I)の青色発光化合物及びデバイスから放射される光が白色であるような放射色を有する1つ以上のさらなる発光材料を含有する白色OLEDであってもよい。さらなる発光材料は、蛍光性又は燐光性であり得る赤色及び緑色の発光材料を含む。白色OLEDから放射される全ての光は、燐光性であってもよい。
赤色放射材料は、580nmを超え、最大630nm、任意には585nmから最大625nmのフォトルミネセンススペクトルにピークを有していてもよい。
上記の式(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、及び(IX)の繰り返し単位のうちの1つ以上を含むポリマーなどの共役ポリマーの好ましい調製方法は、金属錯体触媒の金属原子がアリール又はヘテロアリール基とモノマーの脱離基との間に挿入される「金属挿入」を含む。例示的な金属挿入方法は、例えば、国際公開第00/53656号に記載されているスズキ重合、及び例えば、T.Yamamoto,「Electrically Conducting And Thermally Stable pi−Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes」,Progress in Polymer Science 1993,17,1153−1205に記載されているヤマモト重合である。ヤマモト重合の場合、ニッケル錯体触媒が使用され;スズキ重合の場合、パラジウム錯体触媒が使用される。
アノードと1つ又は複数の発光層との間に正孔輸送層を設けてもよい。同様に、カソードと1つ又は複数の発光層との間に電子輸送層を提供してもよい。
導電性有機材料又は導電性無機材料から形成され得る導電性正孔注入層を、アノードと1つ又は複数の発光層との間に提供して、アノードから半導体ポリマーの1つ又は複数の層への正孔注入を助けてもよい。正孔輸送層は、正孔注入層と組み合わせて使用してもよい。
カソードは、1つ又は複数の発光層への電子の注入を可能にする仕事関数を有する材料から選択される。他の要因は、カソードと発光材料との間の有害な相互作用の可能性などのカソードの選択に影響を与える。カソードは、アルミニウムの層などの単一の材料からなり得る。あるいは、国際公開第98/10621号に開示されるように、複数の金属、例えば、カルシウム及びアルミニウムなどの低仕事関数材料及び高仕事関数材料の二重層を含んでもよい。カソードは、例えば、国際公開第98/57381号、Appl.Phys.Lett.2002,81(4),634、及び国際公開第02/84759号に開示されているような元素バリウムを含有する層を含有してもよい。カソードは、OLEDの(1又は複数の)発光層と1つ以上の金属層などのカソードの1つ以上の導電層との間の金属化合物の薄い(例えば1〜5nm)層を含有してもよい。例示的な金属化合物としては、電子注入を助けるためのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物又はフッ化物、例えば国際公開第00/48258号に開示されているようなフッ化リチウム;Appl.Phys.Lett.2001年,79(5),2001年に開示されているようなフッ化バリウム;及び酸化バリウムが挙げられる。デバイスへの電子の効率的な注入を提供するために、カソードは、好ましくは3.5eV未満、より好ましくは3.2eV未満、最も好ましくは3eV未満の仕事関数を有する。金属の仕事関数は、例えば、Michaelson,J.Appl.Phys.48(11),4729,1977に見出すことができる。
有機オプトエレクトロニクスデバイスは、水分及び酸素に敏感である傾向がある。したがって、基板1は、好ましくは、デバイスへの水分及び酸素の進入を防止するための良好なバリア特性を有する。基板は、一般にガラスであるが、特にデバイスの柔軟性が望ましい場合には代替的な基板を使用してもよい。例えば、基板は、交互のプラスチック層とバリア層との基板を開示している米国特許第6268695号のようなプラスチック又は欧州特許0949850号に開示されているような薄いガラスとプラスチックとの積層体を含んでもよい。
式(I)の発光金属錯体の溶液処理可能な配合物を形成するのに好適な溶媒及びその組成物は、一般的な有機溶媒、例えばモノ又はポリアルキルベンゼン、例えばトルエン及びキシレン及びモノ又はポリアルコキシベンゼン、並びにそれらの混合物から選択されてもよい。配合物は、1つ以上の溶媒を含んでもよい。
メカニカルオーバーヘッドスターラー、窒素入口、及び排気口を備えた5Lの3口丸底フラスコ。THF(2L)中の2,6−ジメチル−4−tert−ブチルアニリン(200g、1.129モル)及びトリエチルアミン(472mL、3.38モル)を氷浴を使用して0℃に冷却した。塩化2,2−ジメチルブチロイル(228g、1.69モル)を0℃でゆっくり添加した。混合物を室温に温め、16時間撹拌した。反応の完了後、それを濾過し、THF(1L)で洗浄した。濾液を濃縮して粗生成物(255g)を得た。粗残渣(255g)を酢酸エチル(500mL)で粉砕し、濾過して、HPLC純度99%の生成物205gを得た。
メカニカルオーバーヘッドスターラー、還流冷却器、窒素入口、及び排気口を備えた5Lの3口丸底フラスコ。工程1の生成物(115g、0.417モル)、2−フルオロピリジン(44.59g、0.459モル)、及び無水トリフリック酸(129.5g、0.459モル)の混合物をクロロベンゼン(1150mL)中に取った。安息香酸ヒドラジド(98.7g、0.459モル)を室温で添加した。反応混合物をRTで1時間撹拌し、次いで90℃に18時間加熱した。粗LCMS分析は、出発物質の完全な転化を示した。反応混合物をクロロホルムで希釈し、10%重炭酸ナトリウム溶液(1L)で洗浄した。有機層を水(1L×2)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮した(168g)。粗生成物(168g)を、ヘキサン/酢酸エチル(約50%)を使用したシリカカラムクロマトグラフィーにより精製して、HPLC純度96%の生成物120gを得た。このようにして得られた固体を熱アセトニトリル(1.5L)に取り、ゆっくりと室温に冷却した。得られた固体を濾過して、HPLC純度99.57%の生成物100gを得た。
メカニカルオーバーヘッドスターラー、還流冷却器、窒素入口、及び排気口を備えた2Lの3口丸底フラスコ。トルエン(500mL)中の工程2からの生成物(50g、0.1100モル)及びフェニルボロン酸(14.75g、0.1210モル)の混合物に窒素ガスを1時間パージした。Pd2(dba)3(1g、0.0011モル)及びS−Phos(0.9g、0.0022モル)を添加した。この混合物に、脱気したテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(260mL、0.440モル)25%を60℃で添加した。混合物を110℃で18時間加熱した。TLCによって完全に転化した後、混合物をセライト床で濾過し、酢酸エチル(1L)で洗浄した。合わせた有機相を水(500mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮した。このようにして得られた粗残留物(50g)を、ヘキサン中酢酸エチル40%を使用してシリカゲルカラムにより精製して、HPLC純度98%の生成物38gを得た。これを熱アセトニトリルに取り、室温までゆっくりと冷却し、得られた固体を濾過して、HPLC純度99.01%の生成物28gを得た。熱アセトニトリル結晶化を再び繰り返して、HPLC純度99.85%の21gを得た。材料をジクロロメタン(200mL)中に溶解し、熱時濾過し、濃縮して、HPLC純度99.85%の生成物20.5gを得た。
ヤングタップ、マグネチックスターラーバー、還流冷却器、窒素入口、及び排気口を備えた50mLの2口丸底フラスコ。工程3の生成物(5g、0.011モル)及びIr(acac)3(1.35g、0.0028モル)を2口フラスコに入れ、フラスコを排気し、N2で3回充填した。N2で15分間脱気したペンタデカン(2mL)をフラスコに添加した。フラスコを砂浴に入れ、300℃で24時間加熱した後、室温に冷却した。得られた黒色固体をトルエン(20mL)に溶解し、1口丸底フラスコに移し、減圧下で濃縮した。カラムクロマトグラフィー(勾配溶出、ジクロロメタン中の0〜20%の酢酸エチル)による精製により、4.03gの化合物例3を得た。化合物例3を最少量のジクロロメタンに溶解し、過剰のアセトニトリルで沈殿させて、HPLC純度99.48%の3.54gの化合物例3を得た。
化合物例1、2、及び4
化合物例1、2、及び4を上記の経路に類似の方法によって作製した。
1H−NMR(600MHz,THF−d8):δ[ppm]0.85−1.02(m,9H),0.89(s,27H),1.08(s,9H),1.12(br t,1H),1.22(s,9H),1.38(s,54H),1.54−1.63(m,3H),1.65−1.71(m,3H),2.15(s,9H),2.21(s,9H),2.30(s,2H),6.45(d,J=1.9Hz,3H),7.08−7.11(m,3H),7.15(s,3H),7.16−7.18(m,3H),7.37−7.40(m,3H),7.42(d,J=1.6Hz,6H),7.50(d,J=8.5Hz,12H),7.59−7.62(m,12H),7.60−7.61(m,3H).
化合物例2の分析仕様(99.71%HPLC純度):
1H−NMR(600MHz,THF−d8):δ[ppm]1.00(t,J=7.4Hz,9H),1.22(s,9H),1.30(s,9H),1.64−1.70(m,3H),1.75−1.79(m,3H),2.13(s,9H),2.27(s,9H),6.33(d,J=2.0Hz,3H),6.93−6.97(m,3H),6.98−7.02(m,9H),7.09−7.13(m,6H),7.25(d,J=8.0Hz,3H),7.39−7.43(m,3H),7.50(t,J=7.7Hz,6H),7.65(s,6H),7.75−7.78(m,6H).
化合物例4(99.92%のHPLC純度)の分析仕様:
1H−NMR(600MHz,THF−d8):δ[ppm]0.92(t,J=7.0Hz,9H),1.11(s,9H),1.21(s,9H),1.26(s,27H),1.42(s,27H),1.56−1.63(m,3H),1.64−1.71(m,3H),2.02(s,9H),2.18(s,6H),6.24(d,J=1.9Hz,3H),6.92(dd,J=7.9,2.0Hz,3H),7.04(d,J=8.5Hz,6H),7.15(d,J=8.0Hz,3H),7.19(d,J=8.5Hz,6H),7.38(s,3H),7.39(s,3H).
デバイス例1
以下の構造を有する白色有機発光デバイスを調製した:
ITO/HIL/LEL(R)/LEL(G、B)/HBL/ETL/カソード
ITOは、インジウム−スズ酸化物アノードであり;HILは、正孔注入材料を含む正孔注入層であり、LEL(R)は、赤色発光正孔輸送層であり、LEL(G、B)は、緑色及び青色発光層であり、HBLは、正孔阻止層であり;ETLは、電子輸送層である。
デバイス例2〜4は、化合物例1を化合物例2〜4でそれぞれ置き換えたことを除いて、デバイス例1について記載したように調製した。
本発明を特定の例示的な実施形態に関して説明してきたが、本明細書に開示された特徴の様々な変更、改変、及び/又は組み合わせは、以下の請求項に記載される本発明の範囲から逸脱することなく当業者には明らかであることが理解されよう。
Claims (17)
- 式(I)の燐光性化合物
Mは、遷移金属であり;
各出現におけるLは、独立して単座配位子又は多座配位子であり;
R1は、少なくとも1つの第3級炭素原子を含むC4−20アルキルであり;
R2は、各出現において独立して、直鎖状、分岐状、又は環状のC1−20アルキル基であり;
R3は、直鎖状、分岐状、若しくは環状のC1−20アルキル基又は式−(Ar1)pの基であり、ここで、各出現におけるAr1は、独立して、非置換であるか又は置換されたアリール又はヘテロアリール基であり、pは、少なくとも1であり;
R4は、式−(Ar2)qの基であり、ここで、各出現におけるAr2は、独立して、非置換であるか又は置換されたアリール又はヘテロアリール基であり、qは、少なくとも1であり;
R5は、置換基であり;
wは、0又は正の整数であり;
xは、少なくとも1であり;
yは、0又は正の整数である)。 - Mが、イリジウム、白金、オスミウム、パラジウム、ロジウム、及びルテニウムから選択される、請求項1に記載の化合物。
- yが0である、請求項1又は2に記載の化合物。
- xが3である、請求項3に記載の化合物。
- R1の第3級炭素原子が、式(I)のトリアゾール環に直接結合している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
- wが0である、請求項5又は6に記載の化合物。
- 各出現におけるAr1が、独立して、非置換であるか、又は1つ以上の置換基で置換されたフェニルである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の化合物。
- 各出現におけるAr2が、独立して、非置換であるか、又は1つ以上の置換基で置換されたフェニルである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の化合物。
- Ar2が、1つ以上のC1−20アルキル基で置換されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- qが1である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記化合物が、400〜490nmの範囲のピーク波長を有するフォトルミネッセンススペクトルを有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物。
- ホスト材料及び請求項1〜11のいずれか一項に記載の化合物を含む組成物。
- 1つ以上の溶媒中に溶解された、請求項1〜12のいずれか一項に記載の化合物又は組成物を含む溶液。
- アノード、カソード、及びアノードとカソードとの間の発光層を含み、前記発光層が、請求項1〜12のいずれか一項に記載の化合物又は組成物を含む、有機発光デバイス。
- 前記デバイスが白色光を放射する、請求項14に記載の有機発光デバイス。
- 前記アノード及びカソードのうちの一方の上に前記発光層を堆積させ、前記発光層の上に前記アノード及びカソードのうちの他方を堆積させる工程を含む、請求項14又は15に記載の有機発光デバイスを形成する方法。
- 前記発光層が、請求項13に記載の溶液を堆積させること、及び前記1つ以上の溶媒を蒸発させることによって形成される、請求項16に記載の方法。
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