JP2020109084A - 有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子の提供。【解決手段】下記化学式1で表される有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子。【選択図】図1

Description

本発明は、有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子に関する。
有機発光素子(organic light emitting device)は、自発光型素子であり、視野角、応答時間、輝度、駆動電圧、応答速度などの特性に優れ、多色化が可能である。
一例によると、有機発光素子は、アノード、カソード、及びアノードとカソードとの間に配置されて発光層を含む有機層を備える。アノードと発光層との間には正孔輸送領域が具備され、発光層とカソードとの間には電子輸送領域が具備される。アノードから注入された正孔は正孔輸送領域を経由して発光層に移動し、カソードから注入された電子は電子輸送領域を経由して発光層に移動する。正孔及び電子は発光層領域で再結合して励起子(exciton)を生成する。励起子が励起状態から基底状態に変わりながら光が生成される。
特開2017−39713号公報
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、新規の有機金属化合物及びそれを用いた有機発光素子を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による有機金属(organometallic)化合物は、下記化学式1で表される。
Figure 2020109084
前記化学式1で、
は、Cであり、
環Aは、C−C30炭素環基又はC−C30ヘテロ環基であり、
ないしR、R13ないしR17、及びR20は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−SF、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C60アルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルキニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルコキシ基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アリール基、置換若しくは非置換のC−C60アリールオキシ基、置換若しくは非置換のC−C60アリールチオ基、置換若しくは非置換のC−C60ヘテロアリール基、置換若しくは非置換の一価非芳香族縮合多環基(non−aromatic condensed polycyclic group)、置換若しくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基(non−aromatic condensed heteropolycyclic group)、−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−Ge(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−P(=O)(Q)(Q)、又は−P(Q)(Q)であり、
d2は、0〜10の整数であり、d2が2以上である場合、2以上のR20は、互いに同一であるか又は異なり、
i)RないしRのうちの少なくとも一つは、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含み、ii)R20は、フルオロ基(−F)及びシアノ基を含まず、
18及びR19は、互いに独立して、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C60アルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルキニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルコキシ基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アリール基、置換若しくは非置換のC−C60アリールオキシ基、置換若しくは非置換のC−C60アリールチオ基、置換若しくは非置換のC−C60ヘテロアリール基、置換若しくは非置換の一価非芳香族縮合多環基、或いは置換若しくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基であり、
ないしRのうちの2以上は、選択的に(optionally)互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
d2個のR20において2以上は、選択的に互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
13ないしR19において2以上は、選択的に互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
前記R1aに関する説明は、前記Rに関する説明を参照し、
前記置換されたC−C60アルキル基、置換されたC−C60アルケニル基、置換されたC−C60アルキニル基、置換されたC−C60アルコキシ基、置換されたC−C10シクロアルキル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC−C10シクロアルケニル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC−C60アリール基、置換されたC−C60アリールオキシ基、置換されたC−C60アリールチオ基、置換されたC−C60ヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基は、
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、又はC−C60アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q11)(Q12)、−Si(Q13)(Q14)(Q15)、−Ge(Q13)(Q14)(Q15)、−B(Q16)(Q17)、−P(=O)(Q18)(Q19)、−P(Q18)(Q19)、或いはその任意の組み合わせで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、又はC−C60アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q21)(Q22)、−Si(Q23)(Q24)(Q25)、−Ge(Q23)(Q24)(Q25)、−B(Q26)(Q27)、−P(=O)(Q28)(Q29)、−P(Q28)(Q29)、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、又は一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;
−N(Q31)(Q32)、−Si(Q33)(Q34)(Q35)、−Ge(Q33)(Q34)(Q35)、−B(Q36)(Q37)、−P(=O)(Q38)(Q39)、又は−P(Q38)(Q39);或いは
その任意の組み合わせ;であり、
前記QないしQ、Q11ないしQ19、Q21ないしQ29、及びQ31ないしQ39は、それぞれ独立して、水素;重水素;−F;−Cl;−Br;−I;ヒドロキシル基;シアノ基;ニトロ基;アミジノ基;ヒドラジン基;ヒドラゾン基;カルボン酸基又はその塩;スルホン酸基又はその塩;リン酸基又はその塩;重水素、C−C60アルキル基、C−C60アリール基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C60アルキル基;C−C60アルケニル基;C−C60アルキニル基;C−C60アルコキシ基;C−C10シクロアルキル基;C−C10ヘテロシクロアルキル基;C−C10シクロアルケニル基;C−C10ヘテロシクロアルケニル基;重水素、C−C60アルキル基、C−C60アリール基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C60アリール基;C−C60アリールオキシ基;C−C60アリールチオ基;C−C60ヘテロアリール基;一価非芳香族縮合多環基;或いは一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;である。
他の側面によると、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置されて発光層を含む有機層と、を備え、前記有機層は、前記有機金属化合物を1種以上含む有機発光素子が提供される。
前記有機層において、発光層に含まれる有機金属化合物は、ドーパントの役割を行うことができる。
本発明の有機金属化合物は、優秀な量子発光効率及び水平配向率を有し、有機金属化合物を用いた有機発光素子のエレクトロルミネセンス(EL)スペクトルの発光ピークは、相対的に狭い半値幅(FWHM)を有し、有機金属化合物を用いた有機発光素子は、優秀な外部量子効率及び寿命特性を有する。
一具現例による有機発光素子を概略的に示した断面図である。
以下、本発明を実施するための形態の具体例を詳細に説明する。
本発明の有機金属化合物は、下記化学式1で表される。
Figure 2020109084
上記化学式1で、Yは、Cである。
上記化学式1で、環Aは、C−C30炭素環基又はC−C30ヘテロ環基である。
例えば、上記化学式1で、環Aは、i)第1環、ii)第2環、iii)2以上の第1環が互いに縮合された縮合環、iv)2以上の第2環が互いに縮合された縮合環、或いはv)1以上の第1環と、1以上の第2環とが互いに縮合された縮合環であり、
第1環は、シクロペンタン基、シクロペンタジエン基、フラン基、チオフェン基、ピロール基、シロール基、インデン基、ベンゾフラン基、ベンゾチオフェン基、インドール基、ベンゾシロール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、オキサジアゾール基、イソオキサジアゾール基、オキサトリアゾール基、イソオキサトリアゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、チアジアゾール基、イソチアジアゾール基、チアトリアゾール基、イソチアトリアゾール基、ピラゾール基、イミダゾール基、トリアゾール基、テトラゾール基、アザシロール基、ジアザシロール基、又はトリアザシロール基であり、
第2環は、アダマンタン基、ノルボルネン基、ビシクロ[1.1.1]ペンタン基、ビシクロ[2.1.1]ヘキサン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン基(ノルボルナン基)、ビシクロ[2.2.2]オクタン基、シクロヘキサン基、シクロヘキセン基、ベンゼン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、又はトリアジン基である。
一具現例によると、上記化学式1で、環Aは、シクロペンタン基、シクロヘキサン基、シクロヘキセン基、ベンゼン基、ナフタレン基、アントラセン基、フェナントレン基、トリフェニレン基、ピレン基、クリセン基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、シクロペンタジエン基、シロール基、ボロール基、ホスホール基、セレノフェン基、ゲルモール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、インドール基、インデン基、ベンゾシロール基、ベンゾボロール基、ベンゾホスホール基、ベンゾセレノフェン基、ベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾール基、フルオレン基、ジベンゾシロール基、ジベンゾボロール基、ジベンゾホスホール基、ジベンゾセレノフェン基、ジベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン5−オキシド基、9H−フルオレン−9−オン基、ジベンゾチオフェン5,5−ジオキシド基、アザベンゾチオフェン基、アザベンゾフラン基、アザインドール基、アザインデン基、アザベンゾシロール基、アザベンゾボロール基、アザベンゾホスホール基、アザベンゾセレノフェン基、アザベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン基、アザジベンゾフラン基、アザカルバゾール基、アザフルオレン基、アザジベンゾシロール基、アザジベンゾボロール基、アザジベンゾホスホール基、アザジベンゾセレノフェン基、アザジベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン5−オキシド基、アザ−9H−フルオレン−9−オン基、アザジベンゾチオフェン5,5−ジオキシド基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、トリアジン基、キノリン基、イソキノリン基、キノキサリン基、キナゾリン基、フェナントロリン基、ピラゾール基、イミダゾール基、トリアゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、ベンゾピラゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサジアゾール基、ベンゾチアジアゾール基、5,6,7,8−テトラヒドロイソキノリン基、5,6,7,8−テトラヒドロキノリン基、アダマンタン基、ノルボルナン基、又はノルボルネン基である。
他の具現例によると、環Aは、ベンゼン基、ナフタレン基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、シクロペンタジエン基、シロール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、インドール基、インデン基、ベンゾシロール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾール基、フルオレン基、又はジベンゾシロール基である。
上記化学式1で、RないしR、R13ないしR17、及びR20は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−SF、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C60アルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルキニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルコキシ基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アリール基、置換若しくは非置換のC−C60アリールオキシ基、置換若しくは非置換のC−C60アリールチオ基、置換若しくは非置換のC−C60ヘテロアリール基、置換若しくは非置換の一価非芳香族縮合多環基、置換若しくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−Ge(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−P(=O)(Q)(Q)、又は−P(Q)(Q)である。上述のQないしQに関する説明は、それぞれ本明細書に記載された箇所を参照する。ここで、R20は、フルオロ基(−F)及びシアノ基を含まない。例えば、R20は、フルオロ基(−F)及びシアノ基を含まない任意の基である。
例えば、上記化学式1で、RないしR、R13ないしR17、及びR20は、それぞれ独立して、
水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、−SF、C−C20アルキル基、又はC−C20アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C20アルキル基、重水素含有C−C20アルキル基、フッ化(fluorinated)C−C20アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基(ノルボルナニル基)、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、(C−C20アルキル)シクロペンチル基、(C−C20アルキル)シクロヘキシル基、(C−C20アルキル)シクロヘプチル基、(C−C20アルキル)シクロオクチル基、(C−C20アルキル)アダマンタニル基、(C−C20アルキル)ノルボルネニル基、(C−C20アルキル)シクロペンテニル基、(C−C20アルキル)シクロヘキセニル基、(C−C20アルキル)シクロヘプテニル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C−C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、或いはその任意の組み合わせで置換された、C−C20アルキル基又はC−C20アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C20アルキル基、重水素含有C−C20アルキル基、フッ化C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、(C−C20アルキル)シクロペンチル基、(C−C20アルキル)シクロヘキシル基、(C−C20アルキル)シクロヘプチル基、(C−C20アルキル)シクロオクチル基、(C−C20アルキル)アダマンタニル基、(C−C20アルキル)ノルボルネニル基、(C−C20アルキル)シクロペンテニル基、(C−C20アルキル)シクロヘキセニル基、(C−C20アルキル)シクロヘプテニル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C−C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、カルバゾリル基、フェナントロリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C−C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、カルバゾリル基、フェナントロリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、アザジベンゾフラニル基、又はアザジベンゾチオフェニル基;或いは
−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−Ge(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−P(=O)(Q)(Q)、又は−P(Q)(Q);であるものの、
20は、フルオロ基及びシアノ基を含まず、
ないしQは、それぞれ独立して、
−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CHCH、−CHCD、−CHCDH、−CHCDH、−CHDCH、−CHDCDH、−CHDCDH、−CHDCD、−CDCD、−CDCDH、又は−CDCDH;或いは
重水素、C−C20アルキル基、フェニル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、フェニル基、ビフェニル基、又はナフチル基;である。
一具現例によると、上記化学式1で、RないしR、R13ないしR17、及びR20は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、置換若しくは非置換のC−C20アルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、−Si(Q)(Q)(Q)、又は−Ge(Q)(Q)(Q)である。ここで、R20は、フルオロ基及びシアノ基を含まない。
他の具現例によると、上記化学式1で、RないしR、及びR13ないしR17は、それぞれ独立して、
水素、重水素、又は−F;
重水素、−F、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC1−C10ヘテロシクロアルキル基;或いは
−Si(Q)(Q)(Q)又は−Ge(Q)(Q)(Q);である。
更に他の具現例によると、上記化学式1でR20は、
水素又は重水素;
重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基;或いは
−Si(Q)(Q)(Q)又は−Ge(Q)(Q)(Q);である。
上記化学式1でd2は、R20の個数を示したものであり、0〜10の整数である。d2が2以上である場合、2以上のR20は、互いに同一であるか又は異なる。例えば、d2は、0〜6の整数である。
上記化学式1で、RないしRのうちの少なくとも一つは、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含む。
上記化学式1のRないしRのうちの少なくとも一つは、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含む任意の基である。
一具現例によると、上記化学式1で、RないしRのうちの少なくとも一つは、それぞれ独立して、
フルオロ基(−F);或いは
重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、フッ化C−C20アルキル基、フッ化C−C10シクロアルキル基、又はフッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基;である。
上記化学式1で、R18及びR19は、互いに独立して、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C60アルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルキニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルコキシ基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アリール基、置換若しくは非置換のC−C60アリールオキシ基、置換若しくは非置換のC−C60アリールチオ基、置換若しくは非置換のC−C60ヘテロアリール基、置換若しくは非置換の一価非芳香族縮合多環基、或いは置換若しくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基である。
例えば、上記化学式1で、R18及びR19は、互いに独立して、
−C20アルキル基又はC−C20アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C20アルキル基、重水素含有C−C20アルキル基、フッ化C−C20アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、(C−C20アルキル)シクロペンチル基、(C−C20アルキル)シクロヘキシル基、(C−C20アルキル)シクロヘプチル基、(C−C20アルキル)シクロオクチル基、(C−C20アルキル)アダマンタニル基、(C−C20アルキル)ノルボルネニル基、(C−C20アルキル)シクロペンテニル基、(C−C20アルキル)シクロヘキセニル基、(C−C20アルキル)シクロヘプテニル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C−C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、或いはその任意の組み合わせで置換された、C−C20アルキル基又はC−C20アルコキシ基;或いは
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C20アルキル基、重水素含有C−C20アルキル基、フッ化C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、(C−C20アルキル)シクロペンチル基、(C−C20アルキル)シクロヘキシル基、(C−C20アルキル)シクロヘプチル基、(C−C20アルキル)シクロオクチル基、(C−C20アルキル)アダマンタニル基、(C−C20アルキル)ノルボルネニル基、(C−C20アルキル)シクロペンテニル基、(C−C20アルキル)シクロヘキセニル基、(C−C20アルキル)シクロヘプテニル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、(C−C20アルキル)ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C−C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、カルバゾリル基、フェナントロリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、フェニル基、(C−C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、カルバゾリル基、フェナントロリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、アザジベンゾフラニル基、又はアザジベンゾチオフェニル基;である。
一具現例によると、上記化学式1で、R18及びR19は、互いに独立して、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、或いは置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基である。
他の具現例によると、上記化学式1で、R18及びR19は、互いに独立して、重水素、−F、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基である。
例えば、上記化学式1で、RないしR、及びR13ないしR17は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つで表される基、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つで表される基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つで表される基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式10−201〜10−343のうちの一つで表される基、下記化学式10−201〜10−343のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式10−201〜10−343のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、−Si(Q)(Q)(Q)、又は−Ge(Q)(Q)(Q)(但し、QないしQに関する説明は、それぞれ本明細書に記載された箇所を参照する)であるものの、RないしRのうちの少なくとも一つは、−F、−CF、−CFH、−CFH、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、又は下記化学式10−201〜10−343のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基である。
更に他の例として、上記化学式1でR20は、水素、重水素、−CH、−CD、−CDH、−CDH、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つで表される基、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つで表される基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つで表される基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式10−201〜10−343のうちの一つで表される基、下記化学式10−201〜10−343のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、−Si(Q)(Q)(Q)、又は−Ge(Q)(Q)(Q)(但し、QないしQに関する説明は、それぞれ本明細書に記載された箇所を参照する)である。
更に他の例として、上記化学式1で、R18及びR19は、互いに独立して、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つで表される基、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式9−1〜9−39のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つで表される基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式9−201〜9−233のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つで表される基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、下記化学式10−1〜10−126のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基、下記化学式10−201〜10−343のうちの一つで表される基、下記化学式10−201〜10−343のうちの一つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、又は下記化学式10−201〜10−343のうちの一つの少なくとも1つの水素が−Fで置換された基である。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
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Figure 2020109084
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Figure 2020109084
上記化学式9−1〜9−39、化学式9−201〜9−233、10−1〜10−126、及び化学式10−201〜10−343で、*は、隣接原子との結合サイトであり、Phは、フェニル基であり、TMSは、トリメチルシリル基であり、TMGは、トリメチルゲルミル基である。
上記「化学式9−1〜9−39で、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」、及び「化学式9−201〜9−233で、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」は、例えば、下記化学式9−501〜9−514、及び化学式9−601〜9−635で表される基である。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
上記「化学式9−1〜9−39で、少なくとも1つの水素が−Fで置換された基」、及び「化学式9−201〜9−233で、少なくとも1つの水素が−Fで置換された基」は、例えば、下記化学式9−701〜9−710で表される基である。
Figure 2020109084
上記「化学式10−1〜10−126で、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」、及び「化学式10−201〜10−343で、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」は、例えば、下記化学式10−501〜10−553で表される基である。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
上記「化学式10−1〜10−126で、少なくとも1つの水素が−Fで置換された基」、及び「化学式10−201〜10−343で、少なくとも1つの水素が−Fで置換された基」は、例えば、下記化学式10−601〜10−615で表される基である。
Figure 2020109084
一具現例によると、上記化学式1のRないしRのうちの少なくとも一つ(例えば、RないしRのうちの1個又は2個)は、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含む。
他の具現例によると、上記化学式1で、
1)Rが少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
2)Rが少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
3)Rが少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
4)Rが少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
5)Rが少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
6)R及びRそれぞれが、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
7)R及びRそれぞれが、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
8)R及びRそれぞれが、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
9)R及びRそれぞれが、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、
10)R及びRそれぞれが、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むか、或いは
11)R及びRそれぞれが、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含む。
更に他の具現例によると、上記化学式1で、
ないしRのうちの1個又は2個は、それぞれ独立して、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含み、
ないしRのうちの少なくとも一つは、i)フルオロ基(−F)を含まず、ii)水素ではない。
更に他の具現例によると、上記化学式1で、R及びRのうちの少なくとも一つは、水素ではない。
更に他の具現例によると、上記化学式1でR20は、重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基である。
更に他の具現例によると、上記化学式1でR20は、重水素、C−C20アルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C20アルキル基である。
更に他の具現例によると、上記化学式1でd2は、2である。
更に他の具現例によると、上記化学式1でR20は、重水素、C−C20アルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C20アルキル基であり、d2は、2である。
更に他の具現例によると、上記化学式1で表される有機金属化合物は、少なくとも1つの重水素を含む。
更に他の具現例によると、上記化学式1のRないしRのうちの少なくとも一つは、少なくとも1つの重水素を含む。
更に他の具現例によると、上記化学式1のd2個のR20のうちの少なくとも一つは、重水素を含む。
更に他の具現例によると、上記化学式1のd2個のR20のうちの少なくとも一つは、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、重水素含有C−C20アルキル基、重水素含有C−C10シクロアルキル基、又は重水素含有C−C10ヘテロシクロアルキル基である。
上記化学式1で、1)RないしRのうちの2以上は、選択的に(optionally)互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、2)d2個のR20において2以上は、選択的に互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、3)R13ないしR19において2以上は、選択的に互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成する。ここで、R1aに関する説明は、本明細書において、Rに関する説明を参照する。
本明細書において、「(少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換の)C−C30炭素環基」、及び「(少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換の)C−C30ヘテロ環基」は、例えば、(少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換の、)アダマンタン基、ノルボルネン基、ビシクロ[1.1.1]ペンタン基、ビシクロ[2.1.1]ヘキサン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン基(ノルボルナン基)、ビシクロ[2.2.2]オクタン基、シクロペンタン基、シクロヘキサン基、シクロヘキセン基、ベンゼン基、ナフタレン基、アントラセン基、フェナントレン基、トリフェニレン基、ピレン基、クリセン基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、シクロペンタジエン基、シロール基、ボロール基、ホスホール基、セレノフェン基、ゲルモール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、インドール基、インデン基、ベンゾシロール基、ベンゾボロール基、ベンゾホスホール基、ベンゾセレノフェン基、ベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾール基、フルオレン基、ジベンゾシロール基、ジベンゾボロール基、ジベンゾホスホール基、ジベンゾセレノフェン基、ジベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン5−オキシド基、9H−フルオレン−9−オン基、ジベンゾチオフェン5,5−ジオキシド基、アザベンゾチオフェン基、アザベンゾフラン基、アザインドール基、アザインデン基、アザベンゾシロール基、アザベンゾボロール基、アザベンゾホスホール基、アザベンゾセレノフェン基、アザベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン基、アザジベンゾフラン基、アザカルバゾール基、アザフルオレン基、アザジベンゾシロール基、アザジベンゾボロール基、アザジベンゾホスホール基、アザジベンゾセレノフェン基、アザジベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン5−オキシド基、アザ−9H−フルオレン−9−オン基、アザジベンゾチオフェン5,5−ジオキシド基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、トリアジン基、キノリン基、イソキノリン基、キノキサリン基、キナゾリン基、フェナントロリン基、ピラゾール基、イミダゾール基、トリアゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、ベンゾピラゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサジアゾール基、ベンゾチアジアゾール基、5,6,7,8−テトラヒドロイソキノリン基、5,6,7,8−テトラヒドロキノリン基などを含む。
本明細書において、C−C60アルキル基、C−C20アルキル基、及び/又はC−C10アルキル基の例には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、イソヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、イソノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、イソデシル基、sec−デシル基、tert−デシル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、n−ヘプチル基、イソヘプチル基、sec−ヘプチル基、tert−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、sec−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基、イソノニル基、sec−ノニル基、tert−ノニル基、n−デシル基、イソデシル基、sec−デシルギ、又はtert−デシル基などが含まれる。
例えば、上記化学式9−33は、分枝型Cアルキル基であり、2個のメチル基で置換されたtert−ブチル基と見ることができる。
本明細書において、C−C60アルコキシ基、C−C20アルコキシ基、又はC−C10アルコキシ基の例には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、又はペントキシ基などが含まれる。
本明細書において、C−C10シクロアルキル基の例には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基(ノルボルナニル基)、ビシクロ[2.2.2]オクチル基などが含まれる。
本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルキル基の例には、シロラニル基、シリナニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロ−2H−ピラニル基、テトラヒドロチオフェニル基などが含まれる。
本明細書において、「重水素含有C−C60アルキル基(又は、重水素含有C−C20アルキル基、重水素含有C−C20アルキル基など)」とは、少なくとも1つの重水素で置換されたC−C60アルキル基(又は、少なくとも1つの重水素で置換されたC−C20アルキル基、少なくとも1つの重水素で置換されたC−C20アルキル基など)を意味する。例えば、「重水素含有Cアルキル基(即ち、重水素含有メチル基)とは、−CD、−CDH、及び−CDHを含む。
本明細書において、「重水素含有C−C10シクロアルキル基」とは、少なくとも1つの重水素で置換されたC−C10シクロアルキル基を意味する。上記「重水素含有C−C10シクロアルキル基」の例としては、例えば、上記化学式10−501などを参照する。
本明細書において、「フッ化C−C60アルキル基(又は、フッ化C−C20アルキル基など)」、「フッ化C−C10シクロアルキル基」、又は「フッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基」は、それぞれ少なくとも1つのフルオロ基(−F)で置換された、C−C60アルキル基(又は、C−C20アルキル基など)、C−C10シクロアルキル基、及びC−C10ヘテロシクロアルキル基を意味する。例えば、「フッ化Cアルキル基(即ち、フッ化メチル基)とは、−CF、−CFH、及び−CFHを含む。「フッ化C−C60アルキル基(又は、フッ化C−C20アルキル基など)」、「フッ化C−C10シクロアルキル基」、又は「フッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基」は、i)各基に含まれる全ての水素がフルオロ基で置換された、完全(fully)フッ化C−C60アルキル基(又は、完全フッ化C−C20アルキル基など)、完全フッ化C−C10シクロアルキル基、又は完全フッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基であるか、或いはii)各基に含まれる全ての水素がフルオロ基で置換されない、一部(partially)フッ化C1−C60アルキル基(又は、一部フッ化C−C20アルキル基など)、一部フッ化C−C10シクロアルキル基、又は一部フッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基である。
本明細書において、「(C−C20アルキル)‘X’基」とは、少なくとも1つのC−C20アルキル基で置換された‘X’基を示す。
例えば、本明細書において、「(C−C20アルキル)C−C10シクロアルキル基」とは、少なくとも1つのC−C20アルキル基で置換されたC−C10シクロアルキル基を示し、「(C−C20アルキル)フェニル基」とは、少なくとも1つのC−C20アルキル基で置換されたフェニル基を示す。(Cアルキル)フェニル基の例は、トリル(tolyl)基である。
本明細書において、「アザインドール基、アザベンゾボロール基、アザベンゾホスホール基、アザインデン基、アザベンゾシロール基、アザベンゾゲルモール基、アザベンゾチオフェン基、アザベンゾセレノフェン基、アザベンゾフラン基、アザカルバゾール基、アザジベンゾボロール基、アザジベンゾホスホール基、アザフルオレン基、アザジベンゾシロール基、アザジベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン基、アザジベンゾセレノフェン基、アザジベンゾフラン基、アザジベンゾチオフェン5−オキシド基、アザ−9H−フルオレン−9−オン基、アザジベンゾチオフェン5,5−ジオキシド基」は、それぞれ、「インドール基、ベンゾボロール基、ベンゾホスホール基、インデン基、ベンゾシロール基、ベンゾゲルモール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾセレノフェン基、ベンゾフラン基、カルバゾール基、ジベンゾボロール基、ジベンゾホスホール基、フルオレン基、ジベンゾシロール基、ジベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾセレノフェン基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン5−オキシド基、9H−フルオレン−9−オン基、ジベンゾチオフェン5,5−ジオキシド基」と同一バックボーンを有するが、それらの環を形成する炭素のうちの少なくとも一つが窒素で置換された、ヘテロ環を意味する。
一具現例によると、上記化学式1で、
Figure 2020109084
で表される基は、下記化学式CY1〜CY88のうちの一つで表される基である。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
Figure 2020109084
Figure 2020109084
Figure 2020109084
上記化学式CY1〜CY88で、
ないしTは、それぞれ独立して、
フルオロ基(−F);或いは
重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、フッ化C−C20アルキル基、フッ化C−C10シクロアルキル基、又はフッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基;であり、
、RないしR、及びR1aに関する説明は、それぞれ本明細書に記載された箇所を参照するが、R、及びRないしRは、水素ではなく、
*は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
*”は、化学式1で、隣接原子との結合サイトである。
例えば、上記化学式CY1〜CY88で、R、RないしRは、それぞれ独立して、
重水素;或いは
重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基;である。
他の具現例によると、上記化学式1で、
Figure 2020109084
で表される基は、下記化学式A(1)〜A(7)のうちの一つで表される基である。
Figure 2020109084
上記化学式A(1)〜A(7)で、
は、Cであり、
は、O、S、N(R25)、C(R25)(R26)、又はSi(R25)(R26)であり、
R9ないしR12、及びR21ないしR26に関する説明は、それぞれ本明細書において、R20に関する説明を参照し、
*’は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
*”は、化学式1で、隣接原子との結合サイトである。
例えば、上記化学式A(1)で、R及びR11は、互いに独立して、重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基である。
他の例として、上記化学式A(1)で、R及びR11は、互いに独立して、重水素、C−C20アルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C20アルキル基である。
更に他の例として、上記化学式A(1)で、R10及びR12は、互いに独立して、水素又は重水素である。
更に他の例として、上記化学式A(1)で、R及びR11は、互いに同一である。
更に他の例として、上記化学式A(1)で、R及びR11は、互いに異なる。
更に他の例として、上記化学式A(1)で、R及びR11は、互いに異なり、R11に含まれる炭素の個数が、Rに含まれる炭素の個数よりも多い。
更に他の例として、i)上記化学式A(1)のRないしR12のうちの少なくとも一つ、ii)上記化学式A(2)及びA(3)のR11、R12、R21ないしR26のうちの一つ、或いはその任意の組み合わせ、iii)上記化学式A(4)及びA(5)のR、R12、R21ないしR26のうちの一つ、或いはその任意の組み合わせ、並びにiv)上記化学式A(6)及びA(7)のR、R10、R21ないしR26のうちの一つ、或いはその任意の組み合わせは、それぞれ独立して、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、重水素含有C−C20アルキル基、重水素含有C−C10シクロアルキル基、又は重水素含有C−C10ヘテロシクロアルキル基である。
更に他の例として、上記化学式A(1)のR及びR11のうちの少なくとも一つ(例えば、化学式A(1)のR及びR11)は、それぞれ独立して、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、重水素含有C−C20アルキル基、重水素含有C−C10シクロアルキル基、又は重水素含有C−C10ヘテロシクロアルキル基である。
更に他の具現例によると、上記化学式1で、
Figure 2020109084
で表される基は、上記化学式A(1)又はA(5)で表される基である。
一方、上記化学式1で、R14及びR16は、水素ではない。
例えば、上記化学式1で、R13、R14、R16、及びR17は、水素ではない。
他の例として、上記化学式1で、R13、R14、R16、及びR17それぞれは、少なくとも1つの炭素を含む。
一具現例によると、上記化学式1で、i)R13及びR17は、互いに独立して、水素又は重水素であり、R14及びR16は、互いに独立して、少なくとも1つの重水素で置換若しくは非置換のC−C20アルキル基である。
他の具現例によると、上記化学式1で、i)R13及びR17は、互いに独立して、水素又は重水素であり、R14及びR16は、互いに独立して、少なくとも1つの重水素で置換若しくは非置換のC−C20アルキル基である。
更に他の具現例によると、上記化学式1で、R13、R14、R16、及びR17は、それぞれ独立して、少なくとも1つの重水素で置換若しくは非置換のC−C20アルキル基である。
更に他の具現例によると、上記化学式1で、R13、R14、R16、及びR17は、それぞれ独立して、少なくとも1つの重水素で置換若しくは非置換のC−C20アルキル基である。
一方、上記化学式1で、*−C(R13)(R14)(R19)で表される基に含まれる炭素数は5以上であり、且つ/又は上記化学式1で、*−C(R16)(R17)(R18)で表される基に含まれる炭素数は5以上である。
一具現例によると、上記化学式1で、*−C(R13)(R14)(R19)で表される基のR13、R14及びR19は、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成する。即ち、上記化学式1で、*−C(R13)(R14)(R19)で表される基は、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基(例えば、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換の、アダマンタン基、ノルボルネン基、ビシクロ[1.1.1]ペンタン基、ビシクロ[2.1.1]ヘキサン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン基(ノルボルナン基)、ビシクロ[2.2.2]オクタン基、シクロペンタン基、シクロヘキサン基、又はシクロヘキセン基)である。
他の具現例によると、上記化学式1で、*−C(R16)(R17)(R18)で表される基のR16、R17及びR18は、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成する。即ち、上記化学式1で、*−C(R16)(R17)(R18)で表される基は、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基(例えば、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換の、アダマンタン基、ノルボルネン基、ビシクロ[1.1.1]ペンタン基、ビシクロ[2.1.1]ヘキサン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン基(ノルボルナン基)、ビシクロ[2.2.2]オクタン基、シクロペンタン基、シクロヘキサン基、又はシクロヘキセン基)である。
例えば、有機金属化合物は、下記化合物1〜38のうちの一つであるが、それらに限定されるものではない。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
Figure 2020109084
上記化合物1〜38で、TMSは、トリメチルシリル基であり、TMGは、トリメチルゲルミル基である。
上記化学式1で表される有機金属化合物において、1)環A(下記化学式1A参照)は、上記化学式1に示されているように、2個のベンゼン基と、1個のピリジン基とが互いに縮合された縮合環であり、2)環AのRないしRのうちの少なくとも一つは、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含む。それにより、有機金属化合物の遷移双極子モーメント(transition dipole moment)が向上し、有機金属化合物の共役(conjugation)長が相対的に長くなり、構造的剛性(rigidity)が増大し、非発光転移が減少する。従って、上記化学式1で表される有機金属化合物を用いた電子素子、例えば有機発光素子は、高い外部量子効率(EQE)を有し、高発光効率を有する。
Figure 2020109084
また、上記化学式1で、R18及びR19は、互いに独立して、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C60アルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルキニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルコキシ基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アリール基、置換若しくは非置換のC−C60アリールオキシ基、置換若しくは非置換のC−C60アリールチオ基、置換若しくは非置換のC−C60ヘテロアリール基、置換若しくは非置換の一価非芳香族縮合多環基、或いは置換若しくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基である。それにより、上記化学式1で、リガンド2(上記化学式1A参照)の電子供与能が向上し、上記化学式1で、リガンド1とリガンド2との相互作用(interaction)が強化される。それにより、上記化学式1で表される有機金属化合物は、向上した発光転移特性、向上した光配向特性、及び向上した構造的剛性を有し、上記化学式1で表される有機金属化合物を含む電子素子、例えば有機発光素子は、高発光効率及び寿命を有する。
更に、上記化学式1で表される有機金属化合物においてR20は、フルオロ基(−F)及びシアノ基を含まないため、上記化学式1で表される有機金属化合物は、高色純度を有する光(例えば、発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークの半値幅(FWHM)が相対的に狭い光)を放出することができる。
一具現例によると、有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークの半値幅(FWHM)は、64nm以下である。例えば、有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークの半値幅(FWHM)は、45nm〜64nm、45nm〜59nm、45nm〜55nm、又は50nm〜55nmの範囲である。
一方、他の具現例によると、有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークの最大発光波長(発光ピーク波長λmax)は、615nm〜640nmの範囲である。例えば、有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークの最大発光波長(発光ピーク波長λmax)は、615nm〜630nm、又は620nm〜630nmの範囲である。
上記化学式1で表される有機金属化合物の遷移双極子モーメントの水平配向率(horizontal orientation ratio)は、90%〜100%である。
例えば、有機金属化合物の遷移双極子モーメントの水平配向率は、90%〜100%、91%〜100%、92%〜100%、93%〜100%、94%〜100%、95%〜100%、96%〜100%、97%〜100%、98%〜100%、99%〜100%、又は100%である。
転移双極子モーメントの水平配向率は、角度依存性PL測定装置を利用して評価することができる。角度依存性PL測定装置に関する説明は、例えば、KR出願2013−0150834に記載された角度依存性PL測定装置を参照する。KR出願2013−0150834は、本明細書に併合される。
上述のように、有機金属化合物の遷移双極子モーメントの水平配向率が高いため、有機金属化合物を含む有機発光素子の駆動時、有機金属化合物を含むフィルムに対して、実質的に水平である方向に電場が放出され、導波モード(waveguid emode)及び/又は表面プラズモンポラリトンモード(surface Plasmon polariton mode)による光損失が低減される。そのようなメカニズムによって光を放出する電子素子の外部取り出し効率(即ち、有機金属化合物を含むフィルム(例えば、後述する発光層)が含まれる電子素子(例えば、有機発光素子)から、有機金属化合物に放出された光が外部に取り出される効率)が高いため、有機金属化合物を用いた電子素子、例えば有機発光素子は、高い発光効率を達成することができる。
上記化学式1で表される有機金属化合物のフィルムにおける量子発光効率(PLQY in film)は、90%〜100%である。例えば、有機金属化合物のフィルムにおける量子発光効率は、91%〜100%、92%〜100%、93%〜100%、94%〜100%、95%〜100%、96%〜100%、97%〜100%、98%〜100%、99%〜100%、又は100%である。
一具現例によると、有機金属化合物のフィルムにおける量子発光効率は、95%〜99%、96%〜99%、97%〜99%、98%〜99%である。
フィルムにおける量子発光効率の測定方法は、例えば評価例1を参照する。
上記化学式1で表される有機金属化合物の合成方法は、後述する合成例を参照し、当業者が認識することができる。
従って、上記化学式1で表される有機金属化合物は、有機発光素子の有機層、例えば有機層において、発光層のドーパントとして使用するのに適するが、他の側面によると、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に配置された発光層を含み、上記化学式1で表される有機金属化合物を少なくとも1種以上含む有機層と、を備える有機発光素子が提供される。
有機発光素子は、上述のような化学式1で表される有機金属化合物を含む有機層を具備することにより、優秀な駆動電圧、優秀な外部量子効率、相対的に狭いELスペクトル発光ピークの半値幅(FWHM)、及び優秀な寿命特性を有することができる。
上記化学式1で表される有機金属化合物は、有機発光素子の一対の電極間に使用される。例えば、上記化学式1で表される有機金属化合物は、発光層に含まれる。その場合、有機金属化合物はドーパントの役割を行い、発光層はホストを更に含む(即ち、発光層において、上記化学式1で表される有機金属化合物の含量は、ホストの含量よりも少ない)。
一具現例によると、発光層は、赤色光を放出する。
本明細書において、「(有機層が)有機金属化合物を1種以上含む」とは、「(有機層が)上記化学式1の範疇に属する1種の有機金属化合物、又は上記化学式1の範疇に属する互いに異なる2種以上の有機金属化合物を含む」と解釈される。
例えば、有機層は、有機金属化合物として、上記化合物1のみを含む。その場合、上記化合物1は、有機発光素子の発光層に存在する。或いは、有機層は、有機金属化合物であり、上記化合物1と化合物2とを含む。その場合、上記化合物1及び化合物2は、同一層に存在(例えば、上述の化合物1及び化合物2は、いずれも発光層に存在する)する。
第1電極は正孔注入電極であるアノードであり、第2電極は電子注入電極であるカソードであるか、或いは第1電極は電子注入電極であるカソードであり、第2電極は正孔注入電極であるアノードである。
例えば、有機発光素子において、第1電極はアノードであり、第2電極はカソードであり、有機層は、第1電極と発光層との間に配置された正孔輸送領域、及び発光層と第2電極との間に配置された電子輸送領域を更に含み、正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、バッファ層、又はその任意の組み合わせを含み、電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はその任意の組み合わせを含む。
本明細書において、「有機層」は、有機発光素子において、第1電極と第2電極との間に配置された単一及び/又は複数の層を示す用語である。「有機層」は、有機化合物だけではなく、金属を含む有機金属錯体なども含む。
図1は、本発明の一具現例による有機発光素子10の断面図を概略的に示したものである。以下、図1を参照し、本発明の一具現例による有機発光素子の構造及び製造方法について説明すると、次の通りである。有機発光素子10は、第1電極11、有機層15、及び第2電極19が順に積層された構造を有する。
第1電極11の下部、又は第2電極19の上部には、基板が更に配置される。基板としては、一般的な有機発光素子で用いられる基板を使用することができるが、機械的強度、熱安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性、及び防水性に優れるガラス基板又は透明プラスチック基板を使用する。
第1電極11は、例えば基板上部に第1電極用物質を蒸着法又はスパッタリング法などを利用して提供することによって形成される。第1電極11は、アノードである。第1電極用物質は、正孔注入が容易であるように、高い仕事関数を有する物質を含む。第1電極11は、反射型電極、半透過型電極、又は透過型電極である。第1電極用物質としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などを利用することができる。又は、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)のような金属を利用することができる。
第1電極11は、単一層構造、又は2以上の層を含む多層構造を有する。例えば、第1電極11は、ITO/Ag/ITOの3層構造を有する。
第1電極11の上部には、有機層15が配置される。
有機層15は、正孔輸送領域(hole transport region)、発光層(emission layer)、及び電子輸送領域(electron transport region)を含む。
正孔輸送領域は、第1電極11と発光層との間に配置される。
正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、バッファ層、又はその任意の組み合わせを含む。
正孔輸送領域は、正孔注入層のみを含むか、又は正孔輸送層のみを含む。或いは、正孔輸送領域は、第1電極11から順に積層された、正孔注入層/正孔輸送層、又は正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層の構造を有する。
正孔輸送領域が正孔注入層を含む場合、正孔注入層(HIL)は、第1電極11の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB(Langmuir−Blodgett)法のような多様な方法を利用して形成される。
真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なり、例えば、蒸着温度約100〜約500℃、真空度約10−8〜約10−3torr、蒸着速度約0.01〜約100Å/secの範囲で選択されるが、それらに限定されるものではない。
スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、コーティング条件は、正孔注入層材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なり、約2,000rpm〜約5,000rpmのコーティング速度で行われ、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約80℃〜200℃の温度範囲で選択されるが、それらに限定されるものではない。
正孔輸送層及び電子阻止層形成条件は、正孔注入層形成条件を参照する。
正孔輸送領域は、例えば、m−MTDATA、TDATA、2−TNATA、NPB、β−NPB、TPD、spiro−TPD、spiro−NPB、methylated−NPB、TAPC、HMTPD、4,4’,4”−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(TCTA)、ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸(Pani/DBSA)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/カンファースルホン酸(Pani/CSA)、ポリアニリン/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PANI/PSS)、下記化学式201で表される化合物、下記化学式202で表される化合物、或いはその任意の組み合わせを含む。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
Figure 2020109084
上記化学式201で、Ar101及びAr102は、互いに独立して、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、アセナフチレン基、フルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、又はペンタセニレン基である。
上記化学式201で、xa及びxbは、互いに独立して、0〜5の整数、又は0、1、若しくは2である。例えば、xaは、1であり、xbは、0であるが、それらに限定されるものではない。
上記化学式201及び202で、R101ないしR108、R111ないしR119、及びR121ないしR124は、それぞれ独立して、
水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基など)、又はC−C10アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基など);
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、及びリン酸基又はその塩、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C10アルキル基、又はC−C10アルコキシ基;或いは
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C10アルキル基、C−C10アルコキシ基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基、又はピレニル基;である。
上記化学式201で、R109は、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピリジニル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、又はピリジニル基である。
一具現例によると、上記化学式201で表される化合物は、下記化学式201Aで表される。
Figure 2020109084
上記化学式201Aで、R101、R111、R112、及びR109に関する詳細な説明は、上述の箇所を参照する。
例えば、正孔輸送領域は、下記化合物HT1〜HT21のうちの一つ、又はその任意の組み合わせを含む。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
Figure 2020109084
正孔輸送領域の厚みは、約100Å〜約10,000Å、例えば約100Å〜約1,000Åである。正孔輸送領域が、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、又はその任意の組み合わせを含むものである場合、正孔注入層の厚みは、約100Å〜約10,000Å、例えば約100Å〜約1,000Åであり、正孔輸送層の厚みは、約50Å〜約2,000Å、例えば約100Å〜約1,500Åである。上述の正孔輸送領域、正孔注入層、及び正孔輸送層の厚みが上述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔輸送特性を得ることができる。
正孔輸送領域は、上述のような物質以外に、導電性向上のために、電荷生成物質を更に含んでもよい。電荷生成物質は、正孔輸送領域内に、均一又は不均一に分散される。
電荷生成物質は、例えばp−ドーパントである。p−ドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物、シアノ基含有化合物、或いはその任意の組み合わせであるが、それらに限定されるものではない。例えば、p−ドーパントは、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)、2,3,5,6−テトラフルオロテトラシアノ−1,4−ベンゾキノンジメタン(F4−TCNQ)、F6−TCNNQのようなキノン誘導体;タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物;下記化合物HT−D1のようなシアノ基含有化合物;或いはその任意の組み合わせである。
Figure 2020109084
正孔輸送領域は、バッファ層を更に含む。
バッファ層は、発光層から放出される光の波長による光学的共振距離を補償し、効率を上昇させる役割を行う。
一方、正孔輸送領域が電子阻止層を含む場合、電子阻止層材料は、上述のような正孔輸送領域に使用される物質、後述するホスト物質、或いはその任意の組み合わせを含む。例えば、正孔輸送領域が電子阻止層を含む場合、電子阻止層材料として、後述するmCP、上記化合物HT21、或いはその任意の組み合わせを使用することができる。
正孔輸送領域上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法を利用して発光層(EML)を形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成と略同一条件の範囲から選択される。
発光層はホスト及びドーパントを含み、ドーパントは、本明細書に記載したような上記化学式1で表される有機金属化合物を含む。
ホストは、下記TPBi、TBADN、ADN(「DNA」ともいう)、CBP、CDBP、TCP、mCP、化合物H50、化合物H51、化合物H52、或いはその任意の組み合わせを含む。
Figure 2020109084
有機発光素子がフルカラー有機発光素子である場合、発光層は、赤色発光層、緑色発光層、及び/又は青色発光層にパターニングされる。或いは、発光層は、赤色発光層、緑色発光層、及び/又は青色発光層が積層された構造を有することにより、白色光を放出するというように、多様な変形例が可能である。
発光層がホスト及びドーパントを含む場合、ドーパントの含量は、一般的に、ホスト約100重量部を基準にして、約0.01〜約15重量部の範囲で選択されるが、それに限定されるものではない。
発光層の厚みは、約100Å〜約1,000Å、例えば約200Å〜約600Åである。発光層の厚みが上述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を示すことができる。
次に、発光層上部に、電子輸送領域が配置される。
電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はその任意の組み合わせを含む。
例えば、電子輸送領域は、正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層、又は電子輸送層/電子注入層の構造を有するが、それらに限定されるものではない。電子輸送層は、単一層構造、又は2以上の互いに異なる物質を含む多層構造を有する。
電子輸送領域の正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層の形成条件は、正孔注入層の形成条件を参照する。
電子輸送領域が正孔阻止層を含む場合、正孔阻止層は、例えば下記BCP、Bphen及びBalqのうちの少なくとも一つを含む。
Figure 2020109084
或いは、正孔阻止層は、ホスト、後述する電子輸送層材料、電子注入層材料、或いはその任意の組み合わせを含む。
正孔阻止層の厚みは、約20Å〜約1,000Å、例えば約30Å〜約600Åである。正孔阻止層の厚みが上述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔阻止特性を得ることができる。
電子輸送層は、上記BCP、Bphen、下記TPBi、Alq、BAlq、TAZ、NTAZ、或いはその任意の組み合わせを含む。
Figure 2020109084
或いは、電子輸送層は、下記化合物ET1〜ET25のうちの一つ、又はその任意の組み合わせを含む。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
電子輸送層の厚みは、約100Å〜約1,000Å、例えば約150Å〜約500Åである。電子輸送層の厚みが上述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子輸送特性を得ることができる。
電子輸送層は、上述のような物質以外に、金属含有物質を更に含んでもよい。
金属含有物質は、Li錯体を含む。Li錯体は、例えば下記化合物ET−D1又はET−D2を含む。
Figure 2020109084
また、電子輸送領域は、第2電極19から電子の注入を容易にする電子注入層(EIL)を含む。
電子注入層は、LiF、NaCl、CsF、LiO、BaO、或いはその任意の組み合わせを含む。
電子注入層の厚みは、約1Å〜約100Å、例えば約3Å〜約90Åである。電子注入層の厚みが上述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。
有機層15の上部には、第2電極19が配置される。第2電極19は、カソードである。第2電極19用物質としては、相対的に低い仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物、又はその任意の組み合わせを使用することができる。具体的な例としては、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−リチウム(Al−Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム−インジウム(Mg−In)、マグネシウム−銀(Mg−Ag)などを、第2電極19形成用物質として使用することができる。或いは、上面発光素子を得るために、ITO、IZOを利用して透過型第2電極19を形成するというように、多様な変形が可能である。
以上、有機発光素子について、図1を参照して説明したが、それらに限定されるものではない。
本明細書において、C−C60アルキル基は、炭素数1〜60の線状又は分枝状の飽和脂肪族炭化水素一価基を意味し、具体的な例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、iso−アミル基、ヘキシル基などが含まれる。
本明細書において、C−C60アルキレン基は、C−C60アルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60アルコキシ基は、−OA101(ここで、A101は、C−C60アルキル基である)の化学式を有する一価基を意味し、その具体的な例には、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基などが含まれる。
本明細書において、C−C60アルケニル基は、C−C60アルキル基の中間又は末端に、1以上の炭素・炭素二重結合を含む構造を有し、その具体的な例には、エテニル基、プロぺニル基、ブテニル基などが含まれる。
本明細書において、C−C60アルケニレン基は、C−C60アルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60アルキニル基は、C−C60アルキル基の中間又は末端に、1以上の炭素・炭素三重結合を含む構造を有し、その具体的な例には、エチニル基、プロピニル基などが含まれる。
本明細書において、C−C60アルキニレン基は、C−C60アルキニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C10シクロアルキル基は、C−C10一価飽和炭化水素単環基を意味し、その具体例は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などを含む。
本明細書において、C−C10シクロアルキレン基は、C−C10シクロアルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルキル基は、N、O、P、Si、及びSのうちから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含むC−C10一価単環式基を意味し、その具体例は、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオフェニル基などを含む。
本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルキレン基は、C−C10ヘテロシクロアルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C10シクロアルケニル基は、C−C10一価単環式基であり、環内に少なくとも1つの炭素・炭素二重結合を有するが、芳香族性(aromaticity)を有さない基を意味し、その具体例は、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基などを含む。
本明細書において、C−C10シクロアルケニレン基は、C−C10シクロアルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルケニル基は、N、O、P、Si、及びSのうちから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含むC−C10一価単環式基であり、環内に少なくとも1つの二重結合を有する。C−C10ヘテロシクロアルケニル基の具体例は、2,3−ジヒドロフラニル基、2,3−ジヒドロチオフェニル基などを含む。
本明細書において、C−C10ヘテロシクロアルケニレン基は、C−C10ヘテロシクロアルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C60アリール基は、C−C60炭素環式芳香族系を有する一価基を意味し、C−C60アリーレン基は、C−C60炭素環式芳香族系を有する二価基を意味する。C−C60アリール基の具体例は、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、クリセニル基などを含む。C−C60アリール基及びC−C60アリーレン基が2以上の環を含む場合、2以上の環は、互いに融合される。
本明細書において、C−C60アルキルアリール基は、少なくとも1つのC−C60アルキル基で置換されたC−C60アリール基を意味する。
本明細書において、C−C60ヘテロアリール基は、N、O、P、Si、及びSのうちから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含み、C1−C60環式芳香族系を有する一価基を意味し、C−C60ヘテロアリーレン基は、N、O、P、Si、及びSのうちから選択される少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含み、C−C60炭素環式芳香族系を有する二価基を意味する。C−C60ヘテロアリール基の具体例は、ピリジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基などを含む。C−C60ヘテロアリール基及びC−C60ヘテロアリーレン基が2以上の環を含む場合、2以上の環は互いに融合される。
本明細書において、C−C60アルキルヘテロアリール基は、少なくとも1つのC−C60アルキル基で置換されたC−C60ヘテロアリール基を意味する。
本明細書において、C−C60アリールオキシ基は、−OA102(ここで、A102は、C−C60アリール基である)を示し、C−C60アリールチオ基は、−SA103(ここで、A103は、C−C60アリール基である)を示す。
本明細書において、一価非芳香族縮合多環基は、2以上の環が互いに縮合されて、環形成原子として炭素のみを含み、分子全体が非芳香族性(non−aromaticity)を有する一価基(例えば、8〜60の炭素数を有する)を意味する。一価非芳香族縮合多環基の具体例は、フルオレニル基などを含む。
本明細書において、二価非芳香族縮合多環基は、一価非芳香族縮合多環基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、2以上の環が互いに縮合されて、環形成原子として、炭素以外に、N、O、P、Si、及びSのうちから選択されるヘテロ原子を含み、分子全体が非芳香族性を有する一価基(例えば、1〜60の炭素数を有する)を意味する。一価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、カルバゾリル基などを含む。本明細書において、二価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C−C30炭素環基は、環形成原子として、5〜30の炭素のみを有する飽和又は不飽和の環式基を示す。C−C30炭素環基は、単環式基又は多環式基である。
本明細書において、C−C30ヘテロ環基は、環形成原子として、1〜30の炭素以外に、N、O、P、Si、及びSのうちから選択されるヘテロ原子を少なくとも一つ有する飽和又は不飽和の環状基を示す。C−C30ヘテロ環基は、単環式基又は多環式基である。
本明細書において、置換されたC−C30炭素環基、置換されたC−C30ヘテロ環基、置換されたC−C60アルキル基、置換されたC−C60アルケニル基、置換されたC−C60アルキニル基、置換されたC−C60アルコキシ基、置換されたC−C10シクロアルキル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC−C10シクロアルケニル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC−C60アリール基、置換されたC−C60アルキルアリール基、置換されたC−C60アリールオキシ基、置換されたC−C60アリールチオ基、置換されたC−C60ヘテロアリール基、置換されたC−C60アルキルヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基は、
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、又はC−C60アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アルキルアリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、C−C60アルキルヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q11)(Q12)、−Si(Q13)(Q14)(Q15)、−Ge(Q13)(Q14)(Q15)、−B(Q16)(Q17)、−P(=O)(Q18)(Q19)、−P(Q18)(Q19)、或いはその任意の組み合わせで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、又はC−C60アルコキシ基;
重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アルキルアリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、C−C60アルキルヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q21)(Q22)、−Si(Q23)(Q24)(Q25)、−Ge(Q23)(Q24)(Q25)、−B(Q26)(Q27)、−P(=O)(Q28)(Q29)、−P(Q28)(Q29)、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アルキルアリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、C−C60アルキルヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、又は一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;
−N(Q31)(Q32)、−Si(Q33)(Q34)(Q35)、−Ge(Q33)(Q34)(Q35)、−B(Q36)(Q37)、−P(=O)(Q38)(Q39)、又は−P(Q38)(Q39);或いは
その任意の組み合わせ;である。
本明細書において、QないしQ、Q11ないしQ19、Q21ないしQ29、及びQ31ないしQ39は、それぞれ独立して、水素;重水素;−F;−Cl;−Br;−I;ヒドロキシル基;シアノ基;ニトロ基;アミジノ基;ヒドラジン基;ヒドラゾン基;カルボン酸基又はその塩;スルホン酸基又はその塩;リン酸基又はその塩;重水素、C−C60アルキル基、C−C60アリール基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C60アルキル基;C−C60アルケニル基;C−C60アルキニル基;C−C60アルコキシ基;C−C10シクロアルキル基;C−C10ヘテロシクロアルキル基;C−C10シクロアルケニル基;C−C10ヘテロシクロアルケニル基;重水素、C−C60アルキル基、C−C60アリール基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C60アリール基;C−C60アリールオキシ基;C−C60アリールチオ基;C−C60ヘテロアリール基;一価非芳香族縮合多環基;或いは一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;である。
例えば、本明細書において、QないしQ、Q11ないしQ19、Q21ないしQ29、及びQ31ないしQ39は、それぞれ独立して、
−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CHCH、−CHCD、−CHCDH、−CHCDH、−CHDCH、−CHDCDH、−CHDCDH、−CHDCD、−CDCD、−CDCDH、又は−CDCDH;或いは
重水素、C−C10アルキル基、フェニル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、3−ペンチル基、sec−イソペンチル基、フェニル基、ビフェニル基、又はナフチル基;である。
以下、合成例及び実施例を挙げ、本発明の一具現例による化合物及び有機発光素子について、更に具体的に説明するが、本発明は、下記の合成例及び実施例に限定されるものではない。下記合成例において、「『A』の代わりに『B』を使用した」という表現において、「B」の使用量と「A」の使用量は、モル当量基準で同一である。
〔実施例〕
<合成例1(化合物4)>
Figure 2020109084
<中間体L4−4の合成>
2−クロロ−4−ヨードピリジンと無水テトラヒドロフラン(THF)50mlとを混合した後、−78℃で徐々に2.0Mリチウムジイソプロピルアミド(in THF)12.5ml(25mmol)を滴加した。約3時間後、ギ酸エチル2.5ml(32mmol)を徐々に滴加した後、18時間室温で撹拌した。そこから得られた結果物に水及び酢酸エチルを追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜してから、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4−4 2.2g(収率40%)を得た。
LC−MS(liquid chromatography/mass spectrometry) m/z=268(M+H)
<中間体L4−3の合成>
中間体L4−4 1.9g(7.2mmol)をアセトニトリル60ml及び水15mlと混合し、PdCl(PPh 0.4g(0.5mmol)、3−フルオロフェニルボロン酸1.0g(7.2mmol)及びKCO 2.5g(18.0mmol)を加えた後、80℃で18時間加熱還流した。そこから得られた結果物を減圧濃縮し、ジクロロメタン及び水を追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜してから液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4−3 1.4g(収率78%)を得た。
LC−MS m/z=236(M+H)
<中間体L4−2の合成>
(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド5.4g(15.8mmol)を無水エーテル50mlと混合した後、1.0M カリウムtert−ブトキシド溶液16mlを滴加し、室温で約1時間撹拌した。その後、無水THF 30mlと混合した中間体L4−3 1.5g(6。3mmol)を徐々に滴加し、室温で18時間撹拌した。そこから得られた結果物に水及び酢酸エチルを追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜してから液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4−2 1.6g(収率95%)を得た。
LC−MS m/z=264(M+H)
<中間体L4−1の合成>
中間体L4−2 1.4g(5.1mmol)をジクロロメタン40mlと混合し、メタンスルホン酸3.0mlを徐々に滴加した後、室温で約18時間撹拌した。そこから得られた結果物に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を入れて抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜してから液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4−1 1.0g(収率90%)を得た。
LC−MS m/z=232(M+H)
<中間体L4の合成>
中間体L4−1 1.0g(4.1mmol)を、THF 40ml及び水10mlと混合し、3,5−ジメチルフェニルボロン酸0.9g(6.2mmol)、Pd(OAc) 0.09g(0.4mmol)、Sphos 0.35g(0.82mmol)、及びKCO 1.4g(10.3mmol)を追加した後、一日加熱還流した。そこから得られた結果物に酢酸エチルと水とを入れて抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜してから液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4 1.1g(収率85%)を得た。
LC−MS m/z=302(M+H)
<中間体L4二量体の合成>
中間体L4 1.05g(3.4mmol)と塩化イリジウム0.6g(1.6mmol)とに、40mLのエトキシエタノールと15mLの蒸溜水とを混合した後、24時間加熱還流した。そこから得られた結果物の温度を常温まで温度を低くして生成された固形物を濾過し、水/メタノール/ヘキサンの順に十分に洗浄して得られた固体を真空オーブンで乾燥させ、中間体L4二量体1.1gを得た。
<化合物4の合成>
中間体L4二量体1.0g(0.63mmol)、3,7−ジエチル−3,7−ジメチルノナン−4,6−ジオン0.9g(4.5mmol)、及びNaCO 0.48g(4.5mmol)とエトキシエタノール40mLとを混合し、24時間90℃で撹拌した。そこから得られた結果物の温度を常温まで低くして生成された固形物を濾過し、液体クロマトグラフィで精製し、化合物4 1.0g(収率80%)を得た。
LC−MS m/z=1035(M+H)
<合成例2(化合物1)>
Figure 2020109084
<中間体L1−2の合成>
2−クロロ−4−ヨード−3−メチルピリジン6.0g(23.7mmol)を、アセトニトリル80ml及び水20mlと混合し、PdCl(PPh 1.2g(1.6mmol)、3−フルオロ−2−ホルミルフェニル)ボロン酸4.4g(26.1mmol)、及びKCO 8.2g(59.2mmol)を加えた後、80℃で18時間加熱還流した。そこから得られた結果物を減圧濃縮し、酢酸エチル及び水を追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜してから液体クロマトグラフィで精製し、中間体L1−2 5.0g(収率85%)を得た。
LC−MS m/z=250(M+H)
<中間体L1−1の合成>
中間体L1−2 4.0g(16.0mmol)を、無水N,N−ジメチルホルミルアミド150mlに溶かし、室温で徐々に1.0Mカリウムtert−ブトキシド溶液(in THF)19ml(19.2mmol)を滴加した後、80℃で6時間加熱した。反応完了後、酢酸エチルと水とで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた。反応混合物を濾過して減圧濃縮した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L1−1 1.3g(収率35%)を得た。
LC−MS m/z=232(M+H)
<中間体L1の合成>
中間体L4−1の代わりに、中間体L1−1を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L1 1.4g(収率85%)を合成した。
LC−MS m/z=303(M+H)
<中間体L1二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L1を使用したという点を除いては、上記合成例1のL4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L1二量体を合成した。
<化合物1の合成>
中間体L4二量体の代わりに、中間体L1二量体を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物1 0.6g(収率47%)を合成した。
LC−MS m/z=1035(M+H)
<合成例3(化合物6)>
Figure 2020109084
<中間体L6−3の合成>
3−フルオロフェニルボロン酸の代わりに、3−(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L6−3 2.5g(収率73%)を得た。
LC−MS m/z=286(M+H)
<中間体L6−2の合成>
中間体L4−3の代わりに、中間体L6−3を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L6−2 2.7g(収率(99%)を得た。
LC−MS m/z=314(M+H)
<中間体L6−1の合成>
中間体L4−2の代わりに、中間体L6−2を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L6−1 1.1g(収率45%)を得た。
LC−MS m/z=282(M+H)
<中間体L6の合成>
中間体L4−1の代わりに、中間体L6−1を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L6 1.1g(収率80%)を得た。
LC−MS m/z=352(M+H)
<中間体L6二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L6を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L6二量体を得た。
<化合物6の合成>
中間体L4二量体及び3,7−ジエチル−3,7−ジメチルノナン−4,6−ジオンの代わりに、中間体L6二量体及び3,3,7,7−テトラメチルノナン−4,6−ジオンをそれぞれ使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物6 0.7g(収率43%)を得た。
LC−MS m/z=1107(M+H)
<合成例4(化合物7)>
Figure 2020109084
<中間体L7−3の合成>
3−フルオロフェニルボロン酸の代わりに、3−(トリフルオロメチル)−4−メチルフェニルボロン酸を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L7−3 1.8g(収率70%)を得た。
LC−MS m/z=300(M+H)
<中間体L7−2の合成>
中間体L4−3の代わりに、中間体L7−3を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L7−2 1.8g(収率95%)を得た。
LC−MS m/z=328(M+H)
<中間体L7−1の合成>
中間体L4−2の代わりに、中間体L7−2を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L7−1 0.8g(収率(40%)を得た。
LC−MS m/z=296(M+H)
<中間体L7の合成>
中間体L4−1の代わりに、中間体L7−1を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L7 0.8g(収率(90%)を得た。
LC−MS m/z=366(M+H)
<中間体L7二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L7を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L7二量体を得た。
<化合物7の合成>
中間体L4二量体及び3,7−ジエチル−3,7−ジメチルノナン−4,6−ジオンの代わりに、中間体L7二量体及び3,7−ジエチルノナン−4,6−ジオンをそれぞれ使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物7 0.6g(収率46%)を得た。
LC−MS m/z=1135(M+H)
<合成例5(化合物9)>
Figure 2020109084
<中間体L9−3の合成>
3−フルオロフェニルボロン酸の代わりに、3,5−ジフルオロフェニルボロン酸を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L9−3 2.1g(収率80%)を得た。
LC−MS m/z=268(M+H)
<中間体L9−2の合成>
中間体L4−3の代わりに、中間体L9−3を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L9−2 2.2g(収率99%)を得た。
LC−MS m/z=282(M+H)
<中間体L9−1の合成>
中間体L4−2の代わりに、中間体L9−2を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L9−1 0.8g(収率40%)を得た。
LC−MS m/z=250(M+H)
<中間体L9の合成>
中間体L4−1の代わりに、中間体L9−1を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L9 0.9g(収率87%)を得た。
LC−MS m/z=320(M+H)
<中間体L9二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L9を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L9二量体を得た。
<化合物9の合成>
中間体L4二量体及び3,7−ジエチル−3,7−ジメチルノナン−4,6−ジオンの代わりに、中間体L9二量体及び3,3,7,7−テトラメチルノナン−4,6−ジオンをそれぞれ使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物9 0.7g(収率48%)を得た。
LC−MS m/z=1043(M+H)
<合成例6(化合物16)>
Figure 2020109084
<中間体L16−3の合成>
3−フルオロフェニルボロン酸の代わりに、2,5−ジフルオロフェニルボロン酸を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16−3 2.5g(収率72%)を得た。
LC−MS m/z=268(M+H)
<中間体L16−2の合成>
中間体L4−3の代わりに、中間体L16−3を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16−2 2.6g(収率98%)を得た。
LC−MS m/z=282(M+H)
<中間体L16−1の合成>
中間体L4−2の代わりに、中間体L16−2を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16−1 0.9g(収率38%)を得た。
LC−MS m/z=250(M+H)
<中間体L16の合成>
中間体L4−1の代わりに、中間体L16−1を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16 0.8g(収率75%)を得た。
LC−MS m/z=320(M+H)
<中間体L16二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L16を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16二量体を得た。
<化合物16の合成>
中間体L4二量体の代わりに、中間体L16二量体を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物16 0.6g(収率40%)を得た。
LC−MS m/z=1071(M+H)
<合成例7(化合物18)>
Figure 2020109084
<中間体L18−2の合成>
3−フルオロ−2−ホルミルフェニル)ボロン酸の代わりに、2−フルオロ−6−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−3−(トリメチルシリル)ベンズアルデヒドを使用したという点を除いては、上記合成例2の中間体L1−2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L18−2 2.6g(収率80%)を合成した。
LC−MS m/z=322(M+H)
<中間体L18−1の合成>
中間体L1−2の代わりに、中間体L18−2を使用したという点を除いては、上記合成例2の中間体L1−1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L18−1 0.7g(収率30%)を合成した。
LC−MS m/z=304(M+H)
<中間体L18の合成>
中間体L1−1の代わりに、中間体L18−1を使用したという点を除いては、上記合成例2の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L18 0.6g(収率73%)を合成した。
LC−MS m/z=374(M+H)
<中間体L18二量体の合成>
中間体L1の代わりに、中間体L18を使用したという点を除いては、上記合成例2の中間体L1二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L18二量体を合成した。
<化合物18の合成>
中間体L1二量体の代わりに、中間体L18二量体を使用したという点を除いては、上記合成例2の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物18 0.4g(収率40%)を合成した。
LC−MS m/z=1180(M+H)
<合成例8(化合物23)>
Figure 2020109084
<中間体L23の合成>
中間体L9 1.2g(3.7mmol)を無水THF 60mlに溶かした後、−78℃で1.6M BuLi溶液(ヘキサン内)2.4ml(3.7mmol)を徐々に加えた。約1時間後、クロロトリメチルゲルマン0.7ml(5.6mmol)を徐々に滴加して18時間室温で撹拌した。反応完了後、酢酸エチル50mlと飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液とで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させて減圧蒸溜させた。液体クロマトグラフィで精製し、中間体L23 1.2g(収率76%)を得た。
LC−MS m/z=438(M+H)
<中間体L23二量体の合成>
中間体L6の代わりに、中間体L23を使用したという点を除いては、上記合成例3の中間体L6二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L23二量体を合成した。
<化合物23の合成>
中間体L6二量体の代わりに、中間体L23二量体を使用したという点を除いては、上記合成例3の化合物6の合成方法と同一方法を利用し、化合物23 0.8g(収率45%)を得た。
LC−MS m/z=1279(M+H)
<合成例9(化合物28)>
Figure 2020109084
<中間体L28−6の合成>
3−フルオロフェニルボロン酸の代わりに、(3−ブロモ−5−(トリフルオロメチル)フェニル)ボロン酸を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L28−6 6.2g(収率71%)を得た。
LC−MS m/z=364(M+H)
<中間体L28−5の合成>
中間体L4−3の代わりに、中間体L28−6を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L28−5 6.5g(収率98%)を得た。
LC−MS m/z=392(M+H)
<中間体L28−4の合成>
中間体L4−2の代わりに、中間体L28−5を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L28−4 2.1g(収率35%)を得た。
LC−MS m/z=360(M+H)
<中間体L28−3の合成>
中間体L28−4 2.1g(5.9mmol)をアセトニトリル120mlと混合した後、クロロトリメチルシラン1.1ml(8.9mmol)とNaI 1.3g(8.9mmol)とを入れ、36時間90℃で加熱還流した。反応完了後、酢酸エチル60mlと飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液とで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させて減圧蒸溜させた。液体クロマトグラフィで精製し、中間体L28−3 2.3g(収率87%)を得た。
LC−MS m/z=452(M+H)
<中間体L28−2の合成>
中間体L4−1の代わりに、中間体L28−3を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L28−2 1.8g(収率80%)を得た。
LC−MS m/z=430(M+H)
<中間体L28−1の合成>
中間体L28−2 1.8g(4.2mmol)を、THF 60mlと水15mlとに混合し、4,4,5,5−テトラメチル−2−(プロプ−1−エン−2−イル)−1,3,2−ジオキサボロラン0.9g(5.0mmol)、Pd(OAc) 0.1g(0.4mmol)、Sphos 0.3g(0.8mmol)、KCO 1.5g(10.5mmol)を加えて80℃で18時間加熱還流した。反応完了後、反応混合物を酢酸エチル50mlで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させて減圧蒸溜させた後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L28−1 1.2g(収率75%)を得た。
LC−MS m/z=392(M+H)
<中間体L28の合成>
中間体L28−1 1.2g(3.1mmol)をエチルアルコール60mlと混合し、Pd/C 0.1g(10wt%)を加えた後、水素を注入し、18時間室温で撹拌する。反応完了後、反応混合物をセライトパッドに通過させた後で減圧濃縮させた後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L28 1.1g(収率90%)を得た。
LC−MS m/z=394(M+H)
<中間体L28二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L28を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L28二量体を合成した。
<化合物28の合成>
中間体L4二量体の代わりに、中間体L28二量体を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物28 0.6g(収率38%)を得た。
LC−MS m/z=1219(M+H)
<合成例10(化合物20)>
Figure 2020109084
<中間体L20−3の合成>
3−フルオロフェニルボロン酸の代わりに、(3,5−ジフルオロ−4−メチルフェニル)ボロン酸を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L20−3 1.8g(収率80%)を得た。
LC−MS m/z=268(M+H)
<中間体L20−2の合成>
中間体L4−3の代わりに、中間体L20−3を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L20−2 1.9g(収率97%)を得た。
LC−MS m/z=296(M+H)
<中間体L20−1の合成>
中間体L4−2の代わりに、中間体L20−2を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4−1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L20−1 0.8g(収率47%)を得た。
LC−MS m/z=264(M+H)
<中間体L20の合成>
中間体L4−1の代わりに、中間体L20−1を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L20 0.8g(収率84%)を得た。
LC−MS m/z=333(M+H)
<中間体L20二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L20を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L20二量体を得た。
<化合物20の合成>
中間体L4二量体の代わりに、中間体L20二量体を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物20 0.5g(収率40%)を得た。
LC−MS m/z=1099(M+H)
<合成例11(化合物34)>
Figure 2020109084
<中間体L34の合成>
3,5−ジメチルフェニルボロン酸の代わりに、(3,5−ビス(メチル−d3)フェニル)ボロン酸を使用したという点を除いては、上記合成例2の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L34 1.0g(収率78%)を得た。
LC−MS m/z=308(M+H)
<中間体L34二量体の合成>
中間体L4の代わりに、中間体L34を使用したという点を除いては、上記合成例1の中間体L4二量体の合成方法と同一方法を利用し、中間体L34二量体を合成した。
<化合物34の合成>
中間体L4二量体の代わりに、中間体L34二量体を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物4の合成方法と同一方法を利用し、化合物34 0.8g(収率52%)を合成した。
LC−MS m/z=1045(M+H)
<評価例1:発光量子効率(PLQY)評価>
化合物H52及び化合物4を、98:2の重量比で、10−7torrの真空度で共蒸着し、40nm厚のフィルムを作製した。
フィルムの量子発光効率(photoluminescence quantum yields in film)を、キセノン光源(xenon light source)、モノクロメーター(monochromator)、フォトニックマルチチャネル分析機(photonic multichannel analyzer)、及び積分球(integrating sphere)が装着された、PLQY measurement software(浜松ホトニクス(株)、静岡)を採用した、Hamamatsu Photonics absolute PL quantum yield measurement systemを利用して評価し、上記化合物4のPLQY in filmを確認し、その結果を表1に記載した。
PLQY測定を、化合物4、1、6、7、9、16、18、23、28、34、20、A1、B1、及びC1に対してそれぞれ行った後、その結果を表1に記載した。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
上記表1から、化合物4、1、6、7、9、16、18、23、28、34、及び20は、化合物A1、B1、及びC1に比べて、優秀なPLQY特性を有するということを確認することができる。
<評価例2:水平配向率(光配向率)評価>
1×10−7torrの真空度を有する真空蒸着装置内で、ヒューズドシリカ層(厚み1mm)上に、化合物H52と化合物4とを98:2の重量比で共蒸着し、40nm厚のフィルムを形成した後、窒素雰囲気下でガラスと糊封止した。
一方、KR出願2013−0150834の図3に示されているような構造の角度依存性PL測定装置を準備した。具体的な仕様は下記の通りである。
−励起光波長:325nm
−励起光供給源:He−Cd laser、Melles Griot社
−励起光の照射手段:光ファイバ、直径1mm、Thorlabs社
−半円筒型プリズム:ヒューズドシリカ、直径100mm、長さ30mm、
−放出光検出手段:photomultiplier tube、Acton社
−放出光検出手段に装着された偏光器:Linear polarizer、Thorlabs社
−記録装置:SpectraSense、Acton社
−励起光入射角:θP=45゜、θH=0゜
−試料から放出光検出手段までの距離(又は、放出光検出手段の移動経路の半径):900mm
次に、フィルムを半円筒型レンズの上に固定させ、325nmレーザを照射して発光させた。発光された光は、偏光フィルムを通過させ、CCD(charge coupled device)を利用し、サンプルが固定された半円筒型レンズをレンズ軸に対して1°ずつ回し、90°から0°までスペクトルのMax波長において、光に対してp偏光フォトルミネセンス強度を測定した。
各化合物が垂直配向を有する場合に示すp偏光フォトルミネセンス強度(1番p偏光フォトルミネセンス強度)と、水平配向を有する場合に示すp偏光フォトルミネセンス強度(2番p偏光フォトルミネセンス強度)とを、それぞれ0°から90°まで計算した。1番と2番とのp偏光フォトルミネセンス強度に、それぞれ加重値を乗じて得られたp偏光フォトルミネセンス強度が、測定されたp偏光フォトルミネセンス強度と一致する加重値を求め、化合物の水平配向率を測定し、その結果を表2に示した。そのとき、励起子からの発光を、振動する双極子(oscillating dipole)から消耗される電力(dissipated power)と見なす古典的双極子モデル(classical dipole model)を使用し、角度依存性フォトルミネセンススペクトルを分析し、化合物4に関する水平配向率を評価した。
それを、化合物4、1、6、7、9、16、18、23、28、34、20、A1、B1、及びC1に対してそれぞれ行った後、その結果を表2に記載した。
Figure 2020109084
上記表2から、化合物4、1、6、7、9、16、18、23、28、34、及び20は、化合物A1、B1、及びC1に比べて、優秀な水平配向率を有するということを確認することができる。
<実施例1>
アノードとして、ITOがパターニングされたガラス基板を50mm×50mm×0.5mmサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とを使用し、各5分間超音波洗浄した後、30分間紫外線を照射してオゾンに露出させて洗浄した後、真空蒸着装置に設けた。
ITOアノード上部にHT3及びF6TCNNQを98:2の重量比で真空共蒸着して100Å厚の正孔注入層を形成し、正孔注入層上部にHT3を真空蒸着して1,350Å厚の正孔輸送層を形成した後、正孔輸送層上部にHT21を真空蒸着して300Å厚の電子阻止層を形成した。
次に、電子阻止層上部にH52(ホスト)及び化合物4(ドーパント)を98:2の重量比で共蒸着して400Å厚の発光層を形成した。
その後、発光層上部にET3及びET−D1を50:50の体積比で共蒸着して350Å厚の電子輸送層を形成し、電子輸送層上部にET−D1を真空蒸着して10Å厚の電子注入層を形成し、電子注入層上部にAlを真空蒸着して1,000Å厚のカソードを形成することにより、ITO(1,500Å)/HT3+F6TCNNQ(2wt%)(100Å)/HT3(1,350Å)/HT21(300Å)/H52+化合物4(2wt%)(400Å)/ET3+ET−D1(50%)(350Å)/ET−D1(10Å)/Al(1,000Å)構造を有する有機発光素子を作製した。
Figure 2020109084
<実施例2〜11及び比較例A1〜C1>
発光層形成時、ドーパントとして化合物4の代わりに、表3に記載された化合物をそれぞれ使用したという点を除いては、上記実施例1と同一方法を利用し、有機発光素子を作製した。
<評価例3:有機発光素子の特性評価>
上記実施例1〜11と、比較例A1〜C1とで製造されたそれぞれの有機発光素子に対し、駆動電圧、電流密度、最大外部量子効率(Max EQE)、ELスペクトルの半値幅、並びに最大発光波長(ピーク発光波長λmax)及び寿命(LT97)を評価し、その結果を表3及び表4に示した。評価装置として、電流・電圧計(Keithley 2400)及び輝度計(Minolta Cs−1000A)を使用し、寿命(LT97)(at 3500nit)は、初期輝図100%対比で97%の輝度になるのにかかる時間をそれぞれ評価し、相対値(%)で示した。
Figure 2020109084
Figure 2020109084
Figure 2020109084
上記表3及び4から、実施例1〜11の有機発光素子から放出される光の半値幅は、比較例A1〜C1の有機発光素子から放出される光の半値幅に比べて狭く、実施例1〜11の有機発光素子は、比較例A1〜C1の有機発光素子に比べて、高色純度を有するということを確認することができる。また、実施例1〜11の有機発光素子は、比較例A1〜C1の有機発光素子に比べて、向上した駆動電圧、向上した外部量子効率、及び向上した寿命特性を有するということを確認することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
10 有機発光素子
11 第1電極
15 有機層
19 第2電極

Claims (20)

  1. 下記化学式1で表されることを特徴とする有機金属化合物。
    Figure 2020109084
    前記化学式1で、
    は、Cであり、
    環Aは、C−C30炭素環基又はC−C30ヘテロ環基であり、
    ないしR、R13ないしR17、及びR20は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−SF、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C60アルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルキニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルコキシ基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アリール基、置換若しくは非置換のC−C60アリールオキシ基、置換若しくは非置換のC−C60アリールチオ基、置換若しくは非置換のC−C60ヘテロアリール基、置換若しくは非置換の一価非芳香族縮合多環基、置換若しくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−Ge(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−P(=O)(Q)(Q)、又は−P(Q)(Q)であり、
    d2は、0〜10の整数であり、d2が2以上である場合、2以上のR20は、互いに同一であるか又は異なり、
    i)RないしRのうちの少なくとも一つは、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含み、ii)R20は、フルオロ基(−F)及びシアノ基を含まず、
    18及びR19は、互いに独立して、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C60アルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルキニル基、置換若しくは非置換のC−C60アルコキシ基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換若しくは非置換のC−C60アリール基、置換若しくは非置換のC−C60アリールオキシ基、置換若しくは非置換のC−C60アリールチオ基、置換若しくは非置換のC−C60ヘテロアリール基、置換若しくは非置換の一価非芳香族縮合多環基、或いは置換若しくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基であり、
    ないしRのうちの2以上は、選択的に互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
    d2個のR20において2以上は、選択的に互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
    13ないしR19において2以上は、選択的に互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、或いは少なくとも1つのR1aで置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
    前記R1aに関する説明は、前記Rに関する説明を参照し、
    前記置換されたC−C60アルキル基、置換されたC−C60アルケニル基、置換されたC−C60アルキニル基、置換されたC−C60アルコキシ基、置換されたC−C10シクロアルキル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC−C10シクロアルケニル基、置換されたC−C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC−C60アリール基、置換されたC−C60アリールオキシ基、置換されたC−C60アリールチオ基、置換されたC−C60ヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基は、
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、又はC−C60アルコキシ基;
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q11)(Q12)、−Si(Q13)(Q14)(Q15)、−Ge(Q13)(Q14)(Q15)、−B(Q16)(Q17)、−P(=O)(Q18)(Q19)、−P(Q18)(Q19)、或いはその任意の組み合わせで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、又はC−C60アルコキシ基;
    重水素、−F、−Cl、−Br、−I、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、C−C60アルコキシ基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、−N(Q21)(Q22)、−Si(Q23)(Q24)(Q25)、−Ge(Q23)(Q24)(Q25)、−B(Q26)(Q27)、−P(=O)(Q28)(Q29)、−P(Q28)(Q29)、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、C−C10シクロアルケニル基、C−C10ヘテロシクロアルケニル基、C−C60アリール基、C−C60アリールオキシ基、C−C60アリールチオ基、C−C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、又は一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;
    −N(Q31)(Q32)、−Si(Q33)(Q34)(Q35)、−Ge(Q33)(Q34)(Q35)、−B(Q36)(Q37)、−P(=O)(Q38)(Q39)、又は−P(Q38)(Q39);或いは
    その任意の組み合わせ;であり、
    前記QないしQ、Q11ないしQ19、Q21ないしQ29、及びQ31ないしQ39は、それぞれ独立して、水素;重水素;−F;−Cl;−Br;−I;ヒドロキシル基;シアノ基;ニトロ基;アミジノ基;ヒドラジン基;ヒドラゾン基;カルボン酸基又はその塩;スルホン酸基又はその塩;リン酸基又はその塩;重水素、C−C60アルキル基、C−C60アリール基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C60アルキル基;C−C60アルケニル基;C−C60アルキニル基;C−C60アルコキシ基;C−C10シクロアルキル基;C−C10ヘテロシクロアルキル基;C−C10シクロアルケニル基;C−C10ヘテロシクロアルケニル基;重水素、C−C60アルキル基、C−C60アリール基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換のC−C60アリール基;C−C60アリールオキシ基;C−C60アリールチオ基;C−C60ヘテロアリール基;一価非芳香族縮合多環基;或いは一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;である。
  2. 前記環Aは、ベンゼン基、ナフタレン基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、シクロペンタジエン基、シロール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、インドール基、インデン基、ベンゾシロール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾール基、フルオレン基、又はジベンゾシロール基であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  3. ないしR、R13ないしR17、及びR20は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、置換若しくは非置換のC−C20アルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基、−Si(Q)(Q)(Q)、又は−Ge(Q)(Q4)(Q)であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  4. ないしR、及びR13ないしR17は、それぞれ独立して、
    水素、重水素、又は−F;
    重水素、−F、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基;或いは
    −Si(Q)(Q)(Q)又は−Ge(Q)(Q)(Q);であり、
    20は、
    水素又は重水素;
    重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基;或いは
    −Si(Q)(Q)(Q)又は−Ge(Q)(Q)(Q);であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  5. ないしRのうちの少なくとも一つは、それぞれ独立して、
    フルオロ基(−F);或いは
    重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、フッ化C−C20アルキル基、フッ化C−C10シクロアルキル基、又はフッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基;であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  6. 18及びR19は、互いに独立して、置換若しくは非置換のC−C60アルキル基、置換若しくは非置換のC−C10シクロアルキル基、或いは置換若しくは非置換のC−C10ヘテロシクロアルキル基であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  7. 18及びR19は、互いに独立して、重水素、−F、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  8. ないしRのうちの少なくとも一つは、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含むことを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  9. ないしRのうちの1個又は2個は、それぞれ独立して、少なくとも1つのフルオロ基(−F)を含み、
    ないしRのうちの少なくとも一つは、i)フルオロ基(−F)を含まず、ii)水素ではないことを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  10. 前記化学式1で、
    Figure 2020109084
    で表される基は、下記化学式CY1〜CY88のうちの一つで表される基であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
    Figure 2020109084
    Figure 2020109084
    Figure 2020109084
    Figure 2020109084
    前記化学式CY1〜CY88で、
    ないしTは、それぞれ独立して、
    フルオロ基(−F);或いは
    重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、フッ化C−C20アルキル基、フッ化C−C10シクロアルキル基、又はフッ化C−C10ヘテロシクロアルキル基;であり、
    、RないしR、及びR1aに関する説明は、それぞれ請求項1に記載された箇所を参照するが、R、及びRないしRは、水素ではなく、
    *は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
    *”は、化学式1で、隣接原子との結合サイトである。
  11. 前記化学式CY1〜CY88で、R、RないしRは、それぞれ独立して、
    重水素;或いは
    重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基;であることを特徴とする請求項10に記載の有機金属化合物。
  12. 前記化学式1で、
    Figure 2020109084
    で表される基は、下記化学式A(1)〜A(7)のうちの一つで表される基であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
    Figure 2020109084
    前記化学式A(1)〜A(7)で、
    は、Cであり、
    は、O、S、N(R25)、C(R25)(R26)、又はSi(R25)(R26)であり、
    ないしR12、及びR21ないしR26に関する説明は、それぞれ請求項1において、R20に関する説明を参照し、
    *’は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
    *”は、化学式1で、隣接原子との結合サイトである。
  13. 前記化学式A(1)で、R及びR11は、互いに独立して、重水素、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、C−C10ヘテロシクロアルキル基、或いはその任意の組み合わせで置換若しくは非置換の、C−C20アルキル基、C−C10シクロアルキル基、又はC−C10ヘテロシクロアルキル基であることを特徴とする請求項12に記載の有機金属化合物。
  14. 14及びR16は、水素ではないことを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  15. 前記化学式1で、*−C(R13)(R14)(R19)で表される基に含まれる炭素数は、5以上であり、
    前記化学式1で、*−C(R16)(R17)(R18)で表される基に含まれる炭素数は、5以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  16. 下記化合物1〜38のうちの一つであることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
    Figure 2020109084
    Figure 2020109084
    Figure 2020109084
  17. 第1電極と、
    第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に配置されて発光層を含む有機層と、を備え、
    前記有機層は、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の有機金属化合物を1種以上含むことを特徴とする有機発光素子。
  18. 前記第1電極は、アノードであり、
    前記第2電極は、カソードであり、
    前記有機層は、前記第1電極と前記発光層との間に配置された正孔輸送領域、及び前記発光層と前記第2電極との間に配置された電子輸送領域を更に含み、
    前記正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、バッファ層、又はその任意の組み合わせを含み、
    前記電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、或いはその任意の組み合わせを含むことを特徴とする請求項17に記載の有機発光素子。
  19. 前記有機金属化合物は、前記発光層に含まれることを特徴とする請求項17に記載の有機発光素子。
  20. 前記発光層は、赤色光を放出することを特徴とする請求項19に記載の有機発光素子。

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