JP2021181455A - 有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに診断用組成物 - Google Patents

有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに診断用組成物 Download PDF

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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並びに診断用組成物を提供する。【解決手段】本発明の有機金属化合物は、下記化学式1で表される。〔化1〕M(L1)(L2)上記化学式1で、M、L1、及びL2についての説明は、詳細な説明を参照する。【選択図】図1

Description

本発明は、有機金属化合物(organometallic)及びそれを含む有機発光素子並びに診断用組成物に関する。
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が従来素子に比べて優秀であり、多色化が可能である。
一例として、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介在する発光層を含む有機層を有する。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されて励起子(exciton)を生成する。励起子が励起状態から基底状態に変わることで光が発生する。
一方、各種細胞、タンパク質のような生物学的物質のモニタリング、センシング、検出などにも、発光化合物、例えばリン光発光化合物が使用される。
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、新たな有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに診断用組成物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化合物は、下記化学式1で表される。
〔化1〕
M(L)(L
Figure 2021181455
前記化学式1及び化学式2で、
Mは白金(Pt)であり、
は、前記化学式2で表される三配位リガンドのうちから選択され、
は、下記化学式14−1または下記化学式14−5によって表される一配位有機リガンドのうちから選択され、
Figure 2021181455
前記化学式2で、*、*’、及び*”は、前記化学式1において、Mとの結合サイトであり、
前記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、下記化学式3−5または下記化学式3−49によって表され、
Figure 2021181455
前記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、下記化学式4−5または下記化学式4−49によって表され、
Figure 2021181455
前記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、下記化学式5−1または下記化学式5−5によって表され、
Figure 2021181455
及びTは、単一結合であり、
a1及びa2は1であり、
11〜R18、R21〜R28、R〜R、R31〜R34、及びZは、互いに独立して、
水素、重水素、−F、シアノ基、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基;
重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、C−C10アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びノルボルナニル基のうち少なくとも一つで置換された、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基;
シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びノルボルナニル基;並びに
重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びノルボルナニル基;のうちから選択され、
d4は、1〜4のうちから選択される整数であり、
d7は、1〜7のうちから選択される整数である。
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発光素子は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在する発光層を含む有機層と、を有し、前記有機層は、前記有機金属化合物を1種以上含む。
前記発光層において、有機金属化合物は、ドーパントの役割を行う。
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診断用組成物は、前記化学式1で表される有機金属化合物を1種以上含む。
本発明による有機金属化合物は、優秀な電気的特性及び熱的安定性を有し、有機金属化合物を用いた有機発光素子は、優秀な駆動電圧、効率、電力、色純度、及び寿命の特性を有する。また、有機金属化合物は、優秀なリン光発光特性を有することから、それを利用することで、高い診断効率を有する診断用組成物を提供することができる。
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。
〔化1〕
M(L)(L
上記化学式1において、Mは、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ジルコニウム(Zr)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、レニウム(Re)、白金(Pt)、又は金(Au)である。
例えば、上記化学式1において、Mは、白金(Pt)である。
上記化学式1で、Lは、上記化学式2で表される三配位(tridentate)リガンドのうちから選択され、Lは、一配位(monodentate)有機リガンドのうちから選択され、上記化学式2で、*、*’、及び*”は、上記化学式1において、Mとの結合サイトである。
Figure 2021181455
上記化学式2で、YないしYは、窒素(N)であり、Y及びYは、炭素(C)であり、YとYとの結合は、単一結合又は二重結合であり、YとYとの結合は、単一結合又は二重結合である。
上記化学式2で、YとMとの結合、YとMとの結合、及びリガンドLとMとの結合のうちの1個は、配位結合であり、残りの2個は、共有結合である。また、YとMとの結合は、配位結合である。それにより、上記化学式1で表される有機金属化合物は、電荷を帯びずに中性になる。
一具現例によれば、上記化学式1及び化学式2で、YとMとの結合及びYとMとの結合は共有結合であり、YとMとの結合及びリガンドLとMとの結合は配位結合である。
他の具現例によれば、上記化学式1及び化学式2で、YとMとの結合及びリガンドLとMとの結合は共有結合であり、YとMとの結合及びYとMとの結合は配位結合である。
上記化学式2で、環A及び環Aは、互いに独立して、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、及びチアジアゾール環のうちから選択される。従って、環A及び環Aは、環形成原子として、1個又は2個の窒素を含む。
上記化学式2で、Xは、N又はC(R)であり、Xは、N又はC(R)であり、Xは、N又はC(R)である。ここで、RないしRのうちの2以上は、選択的に、互いに結合し、置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、又は置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基(例えば、置換若しくは非置換のシクロペンタジエン基、置換若しくは非置換のシクロペンタン基、置換若しくは非置換のシクロヘキサン基、置換若しくは非置換のアダマンタン基、置換若しくは非置換のビシクロ[2.2.1]ヘプタン基、置換若しくは非置換のベンゼン基、置換若しくは非置換のピリジン基、置換若しくは非置換のピリミジン基、置換若しくは非置換のピラジン基、置換若しくは非置換のピリダジン基、置換若しくは非置換のナフタレン基、置換若しくは非置換のアントラセン基、置換若しくは非置換のテトラセン基、置換若しくは非置換のフェナントレン基、置換若しくは非置換のジヒドロナフタレン基、置換若しくは非置換のフェナレン基、置換若しくは非置換のベンゾチオフェン基、置換若しくは非置換のベンゾフラン基、置換若しくは非置換のインデン基、置換若しくは非置換のインドール基など)を形成する。置換されたC−C30炭素環基、及び置換されたC−C30ヘテロ環基の置換基についての説明は、本明細書において、Rについての説明を参照する。
上記化学式2で、環Aは、環形成原子として1個又は2個の窒素を有する。
一具現例によれば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティと、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、互いに同一である。
他の具現例によれば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティと、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、互いに異なる。
更に他の具現例によれば、上記化学式2で、環A及び環Aのうちの少なくとも一つは、ピラゾール環である。
更に他の具現例によれば、上記化学式2で、環A及び環Aは、いずれもピラゾール環であるが、それに限定されるものではない。
上記化学式2で、T及びTは、互いに独立して、単一結合、*−O−*’、*−S−*’、*−C(R)(R)−*’、*−C(R)=*’、*=C(R)−*’、*−C(R)=C(R)−*’、*−C(=O)−*’、*−C(=S)−*’、*−C≡C−*’、*−N(R)−*’、及び*−Si(R)(R)−*’のうちから選択される。ここで、R及びRは、選択的に、互いに結合し、置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、又は置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基(例えば、置換若しくは非置換のシクロペンタン基、置換若しくは非置換のシクロヘキサン基、置換若しくは非置換のベンゼン基、置換若しくは非置換のナフタレン基など)を形成する。R及びRについての説明は、後述する箇所を参照する。
上記化学式1で、a1及びa2は、互いに独立して、1〜3のうちから選択される整数である。a1は、Tの個数を示したものであり、a1が2以上である場合、2以上のTは、互いに同一であるか又は異なり、a2は、Tの個数を示したものであり、a2が2以上である場合、2以上のTは、互いに同一であるか又は異なる。例えば、a1及びa2は、互いに独立して、1又は2である。
一具現例によれば、上記化学式1で、T及びTは、互いに独立して、単一結合、*−O−*’、*−S−*’、*−C(R)(R)−*’、*−C(R)=*’、*=C(R)−*’、*−C(R)=C(R)−*’、*−C(=O)−*’、*−C(=S)−*’、*−C≡C−*’、*−N(R)−*’、及び下記化学式11−1〜11−4で表される基のうちから選択され、a1及びa2は、互いに独立して、1又は2である。
Figure 2021181455
他の具現例によれば、上記化学式1で、T及びTは、単一結合であるが、それに限定されるものではない。
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、
Figure 2021181455
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、
Figure 2021181455
例えば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、下記化学式3−1〜3−25、及び化学式3−31〜3−74のうちの一つで表され、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、下記化学式4−1〜4−25、及び化学式4−31〜4−74のうちの一つで表され、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、下記化学式5−1〜5−47のうちの一つで表される。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記化学式3−1〜3−25、化学式3−31〜3−74、化学式4−1〜4−25、化学式4−31〜4−74、及び化学式5−1〜5−47で、
及びYは、互いに独立して、O又はSであり、
は、O、S、又はN(R39)であり、
ないしRについての説明は、本明細書に記載した箇所と同一であり、
11ないしR20についての説明は、それぞれ独立して、本明細書において、Rについての説明と同一であり、
21ないしR30についての説明は、それぞれ独立して、本明細書において、Rについての説明と同一であり、
31ないしR39についての説明は、それぞれ独立して、本明細書において、Rについての説明と同一であり、
c3は、0〜3のうちから選択される整数であり、
c4は、0〜4のうちから選択される整数であり、
c6は、0〜6のうちから選択される整数であり、
c8は、0〜8のうちから選択される整数であり、
c10は、0〜10のうちから選択される整数であり、
*、*’、及び*”は、それぞれ化学式1において、Mとの結合サイトである。
上記化学式3−1〜3−25、化学式3−31〜3−74、化学式4−1〜4−25、化学式4−31〜4−74、及び化学式5−1〜5−47で、RないしR、及びR11ないしR39についての説明は、後述する箇所を参照する。
ないしR、及びR11ないしR39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)、−B(Q)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q)のうちから選択される。
一具現例によれば、RないしR、及びR11ないしR39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、及び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−C10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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、及びピリミジニル基のうちの少なくとも一つで置換された、C−C20アルキル基及び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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基;
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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基;並びに
−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q);のうちから選択され、
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、及び−CDCDH
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;並びに
重水素、C−C10アルキル基及びフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;のうちから選択される。
例えば、RないしR、及びR11ないしR39は、それぞれ独立して、
水素、重水素、−F、シアノ基、ニトロ基、−SF、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;
重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、ニトロ基、C−C10アルキル基、C−C10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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;並びに
−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、及び−P(=O)(Q)(Q);のうちから選択され、
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、及び−CDCDH
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;並びに
重水素、C−C10アルキル基、及びフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;のうちから選択される。
他の例として、RないしR、及びR11ないしR39は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、シアノ基、ニトロ基、−SF、−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、下記化学式9−1〜9−19で表される基、下記化学式10−1〜10−38で表される基、及び−Si(Q)(Q)(Q)(但し、QないしQについての説明は、本明細書に記載した箇所を参照する)のうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記化学式9−1〜9−19、及び化学式10−1〜10−38で、*は、隣接する原子との結合サイトである。
上記化学式2で、b1及びb2は、互いに独立して、0〜3のうちから選択される整数であり、b1が2以上である場合、2以上のRは、互いに同一であるか又は異なり、b2が2以上である場合、2以上のRは、互いに同一であるか又は異なる。
上記化学式2で、b1個のRのうちの2個は、選択的に、互いに結合し、置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、又は置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基(例えば、置換若しくは非置換のシクロペンタン基、置換若しくは非置換のシクロヘキサン基、置換若しくは非置換のアダマンタン基、置換若しくは非置換のビシクロ[2.2.1]ヘプタン基、置換若しくは非置換のベンゼン基、置換若しくは非置換のピリジン基、置換若しくは非置換のピリミジン基、置換若しくは非置換のピラジン基、置換若しくは非置換のピリダジン基、置換若しくは非置換のナフタレン基など)を形成する。置換されたC−C30炭素環基、及び置換されたC−C30ヘテロ環基の置換基についての説明は、本明細書において、Rについての説明を参照する。
上記化学式2で、b2個のRのうちの2個は、選択的に、互いに結合し、置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、又は置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基(例えば、置換若しくは非置換のシクロペンタン基、置換若しくは非置換のシクロヘキサン基、置換若しくは非置換のアダマンタン基、置換若しくは非置換のビシクロ[2.2.1]ヘプタン基、置換若しくは非置換のベンゼン基、置換若しくは非置換のピリジン基、置換若しくは非置換のピリミジン基、置換若しくは非置換のピラジン基、置換若しくは非置換のピリダジン基、置換若しくは非置換のナフタレン基など)を形成する。置換されたC−C30炭素環基、及び置換されたC−C30ヘテロ環基の置換基についての説明は、本明細書において、Rについての説明を参照する。
一具現例によれば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式3−5〜3−8、化学式3−23、化学式3−25、及び化学式3−47〜3−62のうちの一つで表され、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式4−5〜4−8、化学式4−23、化学式4−25、及び化学式4−47〜4−62のうちの一つで表される。
他の具現例によれば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式3−1、化学式3−5、化学式3−9、化学式3−13、化学式3−31〜3−34、及び化学式3−47〜3−50のうちの一つで表され、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式4−1、化学式4−5、化学式4−9、化学式4−13、化学式4−31〜4−34、及び化学式4−47〜4−50のうちの一つで表される。
更に他の具現例によれば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式3−1、化学式3−5、化学式3−9、化学式3−13、化学式3−31〜3−34、及び化学式3−47〜3−50のうちの一つで表され、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式4−2〜4−4、化学式4−6〜4−8、化学式4−10〜4−12、化学式4−14〜4−30、化学式4−35〜4−46、及び化学式4−51〜4−74のうちの一つで表される。
更に他の具現例によれば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティが上記化学式5−1〜5−28、化学式5−29、及び化学式5−45のうちの一つで表される。
更に他の具現例によれば、上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式3−5、及び化学式3−47〜3−50のうちの一つで表され、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式4−1、化学式4−5、化学式4−31〜4−34、及び化学式4−47〜4−50のうちの一つで表され、
上記化学式2で、
Figure 2021181455
で表されるモイエティは、上記化学式5−1、化学式5−3〜5−5、化学式5−7、化学式5−8、化学式5−29、及び化学式5−45のうちの一つで表されるが、それらに限定されるものではない。
例えば、上記化学式1で、Lは、下記化学式2A−1〜2E−1、及び化学式2A−2〜2E−2で表されるリガンドのうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記化学式2A−1〜2E−1、及び化学式2A−2〜2E−2で、RないしR、R11ないしR18、R21ないしR28、及びR31ないしR34についての説明は、本明細書に記載した箇所を参照し、*、*’、及び*”は、上記化学式1において、Mとの結合サイトである。
例えば、上記化学式2A−1〜2E−1、及び化学式2A−2〜2E−2で、RないしR、R11ないしR18、R21ないしR28、及びR31ないしR34は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、シアノ基、ニトロ基、−SF、−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、上記化学式9−1〜9−19で表される基、上記化学式10−1〜10−38で表される基、及び−Si(Q)(Q)(Q)(但し、QないしQについての説明は、本明細書に記載した箇所を参照する)のうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
一方、上記化学式1で、Lは、下記化学式6−1で表されるリガンドのうちから選択される。
Figure 2021181455
上記化学式6−1で、
は、単一結合、*−O−*’、*−S−*’、*−C(R62)(R63)−*’、*−C(R62)=*’、*=C(R62)−*’、*−C(R62)=C(R63)−*’、*−C(=O)−*’、*−C(=S)−*’、*−C≡C−*’、及び*−N(R62)−*’のうちから選択され、
a3は、1〜5のうちから選択される整数であり、
61は、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)、−B(Q)(Q)、−P(=O)(Q)(Q)、及びP(Q41)(Q42)(Q43)のうちから選択され、
ないしQ、及びQ41ないしQ43は、それぞれ独立して、
−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CHCH、−CHCD、−CHCDH、−CHCDH、−CHDCH、−CHDCDH、−CHDCDH、−CHDCD、−CDCD、−CDCDH、及び−CDCDH
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;並びに
重水素、C−C10アルキル基、及びフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;のうちから選択され、
62及びR63は、互いに独立して、
水素、重水素、−F、シアノ基、ニトロ基、−SF、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;並びに
重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、ニトロ基、C−C10アルキル基、C−C10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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;のうちから選択され、
62及びR63は、選択的に、互いに結合し、置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、又は置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
*は、上記化学式1において、Mとの結合サイトである。
例えば、R61は、
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、及び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−C10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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、及びピリミジニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、C−C20アルキル基及び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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基;
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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基;並びに
−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−P(=O)(Q)(Q)、及びP(Q41)(Q42)(Q43);のうちから選択され、
ないしQ、及びQ41ないしQ43は、それぞれ独立して、
−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CHCH、−CHCD、−CHCDH、−CHCDH、−CHDCH、−CHDCDH、−CHDCDH、−CHDCD、−CDCD、−CDCDH、及び−CDCDH
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;並びに
重水素、C−C10アルキル基、及びフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;のうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
一具現例によれば、上記化学式1で、Lは、下記化学式12−1〜12−5で表されるリガンドのうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
上記化学式12−1〜12−5で、
は、単一結合、*−O−*’、*−S−*’、*−C(R62)(R63)−*’、*−C(R62)=*’、*=C(R62)−*’、*−C(R62)=C(R63)−*’、*−C(=O)−*’、*−C(=S)−*’、*−C≡C−*’、及び*−N(R62)−*’のうちから選択され、
62及びR63は、互いに独立して、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、C−C20アルキル基、C−C20アルコキシ基、フェニル基、及びナフチル基のうちから選択され、
a3は、1〜5のうちから選択される整数であり、
環Aは、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、シクロヘプテン環、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、ヘプタレン環、インダセン環、アセナフチレン環、フルオレン環、スピロ−ビフルオレン環、ベンゾフルオレン環、ジベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、アントラセン環、フルオランテン環、トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、ピセン環、ペリレン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、ルビセン環、コロネン環、オバレン環、ピロール環、チオフェン環、フラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサゾール環、イソキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、イソインドール環、インドール環、インダゾール環、プリン環、キノリン環、イソキノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、フェナントロリン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環、イソベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、イソベンゾオキサゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアジン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾカルバゾール環、ジベンゾカルバゾール環、イミダゾピリジン環、及びイミダゾピリミジン環のうちから選択され、
環Aは、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサゾール環、イソキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、イソインドール環、インドール環、インダゾール環、プリン環、キノリン環、イソキノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、フェナントロリン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチアゾール環、イソベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、イソベンゾオキサゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアジン環、ベンゾカルバゾール環、ジベンゾカルバゾール環、イミダゾピリジン環、及びイミダゾピリミジン環のうちから選択され、
環Aは、フラン環、オキサゾール環、イソキサゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾオキサゾール環、イソベンゾオキサゾール環、オキサジアゾール環、及びジベンゾフラン環のうちから選択され、
環Aは、チオフェン環、チアゾール環、イソチアゾール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環、イソベンゾチアゾール環、チアジアゾール環、及びジベンゾチオフェン環のうちから選択され、
は、独立して、
水素、重水素、−F、シアノ基、ニトロ基、−SF、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;
重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、ニトロ基、C−C10アルキル基、C−C10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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;並びに
−N(Q31)(Q32)、−Si(Q33)(Q34)(Q35)、−B(Q36)(Q37)、及び−P(=O)(Q38)(Q39);のうちから選択され、
31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、及び−CDCDH
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;並びに
重水素、C−C10アルキル基、及びフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;のうちから選択され、
複数個のZ1で、隣接する2以上は、選択的に、互いに結合し、置換若しくは非置換のC−C30炭素環基、又は置換若しくは非置換のC−C30ヘテロ環基を形成し、
e1は、0〜8のうちから選択される整数であり、
*は、上記化学式1において、Mとの結合サイトである。
例えば、上記化学式1で、Lは、下記化学式13−1〜13−47、及び化学式14−1〜14−28で表されるリガンドのうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記化学式13−1〜13−47、及び化学式14−1〜14−28で、
61は、
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、及び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−C10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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、及びピリミジニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、C−C20アルキル基及び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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基;
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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、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、及びイミダゾピリミジニル基;並びに
−N(Q)(Q)、−Si(Q)(Q)(Q)、−B(Q)(Q)、−P(=O)(Q)(Q)、及びP(Q41)(Q42)(Q43);のうちから選択され、
ないしZは、それぞれ独立して、
水素、重水素、−F、シアノ基、ニトロ基、−SF、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;
重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、ニトロ基、C−C10アルキル基、C−C10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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、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(adamantanyl)、ノルボルナニル基(norbornanyl)、ノルボルネニル基(norbornenyl)、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、フェニル基、ナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基;並びに
−N(Q31)(Q32)、−Si(Q33)(Q34)(Q35)、−B(Q36)(Q37)、及び−P(=O)(Q38)(Q39);のうちから選択され、
ないしQ、Q31ないしQ39、及びQ41ないしQ43は、それぞれ独立して、
−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CHCH、−CHCD、−CHCDH、−CHCDH、−CHDCH、−CHDCDH、−CHDCDH、−CHDCD、−CDCD、−CDCDH、及び−CDCDH
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;並びに
重水素、C−C10アルキル基、及びフェニル基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、フェニル基、及びナフチル基;のうちから選択され、
d2は、1又は2であり、
d3は、1〜3のうちから選択される整数であり、
d4は、1〜4のうちから選択される整数であり、
d5は、1〜5のうちから選択される整数であり、
d6は、1〜6のうちから選択される整数であり、
d7は、1〜7のうちから選択される整数であり、
d8は、1〜8のうちから選択される整数であり、
*は、上記化学式1において、Mとの結合サイトである。
上記化学式1で表される有機金属化合物は、下記化合物1〜142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 2021181455
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Figure 2021181455
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Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記化学式1で表される有機金属化合物において、リガンドLは、上記化学式2で表されるリガンドのうちから選択されるが、上記化学式2で、環A1、環A2、及び環A3は、環形成原子として1個又は2個の窒素を含む。上記化学式1で表される有機金属化合物は、上記化学式1で表される有機金属化合物と同一構造を有するが、上記化学式2で、環A1、環A2、及び環A3が3個以上の窒素を有する化合物(例えば、化合物A参照)に比べて、ホストからのエネルギー伝達が容易である。それにより、上記化学式1で表される有機金属化合物を採用した電子素子、例えば有機発光素子は、高効率を有する。
また、上記化学式2で、Yは窒素であり、化学式2のYと化学式1のMとの結合は、配位結合である。それにより、上記化学式1で表される有機金属化合物を採用した電子素子、例えば有機発光素子は、高効率、高電力効率、高量子効率、及び長寿命を有する。
例えば、上記化合物1、2、7〜12と、下記化合物A〜Cとに関するHOMO(highest occupied molecular orbital)、LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)、単一項(S)、及び三重項(T)のエネルギーレベルを、GaussianプログラムのDFT(density functional theory)方法を用いて(B3LYP、6−31G(d,p)レベルで構造最適化)評価した結果は、下記表1の通りである。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記表1から、上記化学式1で表される有機金属化合物は、電子素子、例えば有機発光素子のドーパントとしての使用に適する電気的特性を有することが確認される。特定理論によって限定されるものではないが、上記表1から、上記化合物A及びBのLUMOレベルは、化合物1、2、7〜12のLUMOレベルより低く(即ち、化合物A及びBのLUMOレベルの絶対値は、化合物1、2、7〜12のLUMOレベルの絶対値より大きく)、化合物A又はBを採用した電子素子、例えば有機発光素子の発光効率及び寿命は、上記化合物1、2、7〜12のうちの一つを採用した電子素子、例えば有機発光素子の発光効率及び寿命ほど良好ではないことが予測される。また、上記表1から、上記化合物A及び化合物BのHOMOレベルは、化合物1、2、7〜12のHOMOレベルより低く(即ち、化合物A及びBのHOMOレベル絶対値は、化合物1、2、7〜12のHOMOレベルの絶対値より大きく)、化合物A及びBのエネルギー伝達効率は、上記化合物1、2、7〜12のエネルギー伝達効率より低いことが予測される。
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することで、当業者が理解することができる。
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の使用に適し、一具現例として、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在する発光層を含み、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、を有す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、低駆動電圧、高発光効率、高電力効率、高量子効率、長寿命、及び優秀な色純度を有する。
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。このとき、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、上記化学式1で表される有機金属化合物の含量は、ホストの含量より少ない)。
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」ということは、「(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の範疇に属するそれぞれ異なる2種以上の有機金属化合物を含む」として解釈される。
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。このとき、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、有機金属化合物として上記化合物1及び化合物2を含む。このとき、上記化合物1及び化合物2は、同一層に存在(例えば、上記化合物1及び化合物2は、いずれも発光層に存在)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介在する正孔輸送領域、及び発光層と第2電極との間に介在する電子輸送領域を含み、正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、及び電子阻止層のうちから選択される少なくとも1層を含み、電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうちから選択される少なくとも1層を含む。
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電極との間に介在する単一及び/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を含む。
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を参照して、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、基板が追加して配置される。基板としては、一般的な有機発光素子で使用される基板が使用されるが、機械的強度、熱安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性、及び防水性に優れたガラス基板又は透明プラスチック基板が使用される。
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やスパッタリングなどを用い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、正孔注入が容易になるように、高い仕事関数を有する物質のうちから選択される。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)などが用いられる。或いは、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)のような金属が用いられる。
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層構造を有するが、それに限定されるものではない。
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、及びバッファ層のうちの少なくとも1層を含む。
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用いて形成される。
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、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℃の温度範囲から選択されるが、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の形成条件は、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、及び下記化学式202で表される化合物のうちの少なくとも一つを含む。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記化学式201で、Ar101及びAr102は、互いに独立して、
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、ペリレニレンギ、及びペンタセニレン基;並びに
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、及び一価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちの少なくとも一つで置換された、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、及びペンタセニレン基;のうちから選択される。
上記化学式201で、xa及びxbは、互いに独立して、0〜5の整数、或いは0、1、又は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。
化学式201及び化学式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)、及び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のうちの一つ以上で置換された、C−C10アルキル基、及びC−C10アルコキシ基;
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、及びピレニル基;並びに
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、及びC−C10アルコキシ基のうちの一つ以上で置換された、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、及びピレニル基;のうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
上記化学式201で、R109は、
フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、及びピリジニル基;並びに
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、及びピリジニル基のうちの一つ以上で置換された、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、及びピリジニル基;のうちから選択される。
一具現例によれば、上記化学式201で表される化合物は、下記化学式201Aで表されるが、それに限定されるものではない。
Figure 2021181455
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、上記化学式201で表される化合物、及び上記化学式202で表される化合物は、下記化合物HT1〜HT20を含むが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
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及び正孔輸送層をいずれも含む場合、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。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が得られる。
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む。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、及びシアノ基含有化合物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。例えば、p−ドーパントの非制限的な例としては、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)及び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)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などが挙げられるが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
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。
正孔輸送領域の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法を用いて、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の条件範囲のうちから選択される。
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、及び後述するホスト物質のうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。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が使用される。
発光層は、ホスト及びドーパントを含み、ドーパントは、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、及び化合物H51のうちの少なくとも一つを含む。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
或いは、ホストは、下記化学式301で表される化合物を更に含む。
Figure 2021181455
上記化学式301で、Ar111及びAr112は、互いに独立して、
フェニレン基、ナフチレン基、フェナントレニレン基、及びピレニレン基;並びに
フェニル基、ナフチル基、及びアントラセニル基のうちの一つ以上で置換された、フェニレン基、ナフチレン基、フェナントレニレン基、及びピレニレン基;のうちから選択される。
上記化学式301で、Ar113ないしAr116は、それぞれ独立して、
−C10アルキル基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、及びピレニル基;並びに
フェニル基、ナフチル基、及びアントラセニル基のうちの一つ以上で置換された、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、及びピレニル基;のうちから選択される。
上記化学式301で、g、h、i、及びjは、それぞれ独立して、0〜4の整数、例えば0、1、又は2である。
上記化学式301で、Ar113ないしAr116は、それぞれ独立して、
フェニル基、ナフチル基、及びアントラセニル基のうちの一つ以上で置換されたC−C10アルキル基;
フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェナントレニル基、及びフルオレニル基;
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、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェナントレニル基、及びフルオレニル基のうちの一つ以上で置換された、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェナントレニル基、及びフルオレニル基;並びに
Figure 2021181455
のうちから選択されるが、それらに限定されるものではない。
或いは、ホストは、下記化学式302で表される化合物を含む。
Figure 2021181455
上記化学式302で、Ar122ないしAr125に関する詳細な説明は、上記化学式301のAr113についての説明を参照する。
上記化学式302で、Ar126及びAr127は、互いに独立して、C−C10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、又はプロピル基)である。
上記化学式302で、k及びlは、互いに独立して、0〜4の整数である。例えば、k及びlは、0、1、又は2である。
上記化学式301で表される化合物、及び上記化学式302で表される化合物は、下記化合物H1〜H42を含むが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
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で白色光を放出するように、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重量部の範囲から選択されるが、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。
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、及び電子注入層のうちの少なくとも1層を含む。
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以上のそれぞれ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が、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
正孔阻止層の厚みは、約20Å〜約1,000Å、例えば約30Å〜約300Å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が得られる。
電子輸送層は、上記BCP、Bphen、並びに下記Alq3、BAlq、TAZ、及びNTAZのうちの少なくとも一つを更に含む。
Figure 2021181455
或いは、電子輸送層は、下記化合物ET1及び化合物ET2のうちの少なくとも一つを含むが、それらに限定されるものではない。
Figure 2021181455
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が得られる。
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む。
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(リチウムキノレート(LiQ))又は化合物ET−D2を含む。
Figure 2021181455
また、電子輸送領域は、第2電極19からの電子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、及びBaOのうちから選択される少なくとも一つを含む。
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が得られる。
有機層15の上部には、第2電極19が具備される。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、及びそれらの組み合わせが使用される。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)などが、第2電極19形成用物質として使用される。或いは、前面発光素子を得るために、ITO、IZOを用いて透過型第2電極19を形成するなど、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。
更に他の側面によれば、上記化学式1で表される有機金属化合物を1種以上含む診断用組成物が提供される。
上記化学式1で表される有機金属化合物は、高発光効率を提供することから、有機金属化合物を含む診断用組成物は、高い診断効率を有する。
診断用組成物は、各種診断用キット、診断試薬、バイオセンサ、バイオマーカーなどに多様に応用される。
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脂肪族炭化水素一価(monovalent)基を意味し、具体的な例としては、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(divalent)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、その具体的な例としては、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以上の炭素二重結合を含む構造を有し、その具体的な例としては、エテニル(ethenyl)基、プロペニル基、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以上の炭素三重結合を含む構造を有し、その具体的な例としては、エチニル基(ethynyl)、プロピニル基(propynyl)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、炭素数3〜10の一価飽和炭化水素単環式基を意味し、その具体例としては、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、及びSのうちから選択される少なくとも一つのヘテロ原子を環形成原子として含む炭素数1〜10の一価単環式基を意味し、その具体例としては、テトラヒドロフラニル基(tetrahydrofuranyl)、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、炭素数3〜10の一価単環式基であり、環内に少なくとも一つの二重結合を有するが、芳香族性(aromaticity)を有さない基を意味し、その具体例としては、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、及びSのうちから選択される少なくとも一つのヘテロ原子を環形成原子として含む炭素数1〜10の一価単環式基であり、環内に少なくとも一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としては、2,3−ヒドロフラニル基、2,3−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アリール基は炭素数6〜60個の炭素環芳香族系を有する一価基を意味し、C−C60アリーレン基は炭素数6〜60個の炭素環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としては、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ヘテロアリール基は、N、O、P、及びSのうちから選択される少なくとも一つのヘテロ原子を環形成原子として含み、炭素数1〜60個の炭素環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、及びSのうちから選択される少なくとも一つのヘテロ原子を環形成原子として含み、炭素数1〜60個の炭素環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としては、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(arylthio)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(non−aromatic condensed polycyclic group)は、2以上の環が互いに縮合されており、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としては、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(non−aromatic condensed heteropolycyclic group)は、2以上の環が互いに縮合されており、環形成原子として炭素以外に、N、O、P、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(non−aromaticity)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。
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のうちの少なくとも一つは、
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、及び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)、−B(Q16)(Q17)、及び−P(=O)(Q18)(Q19)のうちから選択される少なくとも一つで置換された、C−C60アルキル基、C−C60アルケニル基、C−C60アルキニル基、及びC−C60アルコキシ基;
−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、及び一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;
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)、−B(Q26)(Q27)、及び−P(=O)(Q28)(Q29)のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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、及び一価非芳香族ヘテロ縮合多環基;並びに
−N(Q31)(Q32)、−Si(Q33)(Q34)(Q35)、−B(Q36)(Q37)、及び−P(=O)(Q38)(Q39);のうちから選択され、
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アルキル基、及びC−C60アリール基のうちの少なくとも一つで置換された、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、及び一価非芳香族ヘテロ縮合多環基のうちから選択される。
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」ということ表現において、「B」の使用量と「A」の使用量は、モル等量基準で同一である。
〔実施例〕
≪合成例1:化合物11の合成≫
<中間体A2の合成>
Figure 2021181455
1,3−ジクロロイソキノリン(5g、25.2mmol)、3−(1,5−ジメチル−2,4−ジオキサ−3−ボラビシクロ[3.1.0]ヘキサン−3−イル)−7,7−ジメチル−2−(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)−4,5,6,7−テトラヒドロ−2H−インダゾール(19.12g、55.5mmol)、Pd(PPh(2.042g、1.8mmol)、及びKCO(6.979g、50.5mmol)に、60mLのテトラヒドロフラン(THF)と30mLの水(HO)とを混合し、75℃で18時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン=10:90条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体A2 11.4g(76%)を得た。
<中間体A1の合成>
Figure 2021181455
中間体A2 11.4g(19.2mmol)及びPPTS(Pyridinium p−toluenesulfonate)(0.48g、1.92mmol)に100mLのエタノールを入れた後、78℃で12時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン:メタノール=24:75:1条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体A1 5.72g(70%)を得た。
<化合物11の合成>
Figure 2021181455
中間体A1(2g、4.7mmol))、tert−ブチルピリジン(0.723ml、4.9mmol)、及びPtCl(DMSO)(1.98g、4.7mmol)に、2−メトキシエタノール40mlと水20mlとを混合し、85℃で24時間撹拌して反応を進めた後、温度を低くした。そこから得られた混合物を濾過して得られた固体を、エタノールで十分に洗浄し、エタノール:ヘキサン=20:80条件で、カラムクロマトグラフィを行って化合物11 1.59g(40%)を得た。Mass及びHPLC(high−performance liquid chromatography)の分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C3642Pt:m/z 753.3119、found:753.3121
≪合成例2:化合物8の合成≫
<中間体B2の合成>
Figure 2021181455
1,3−ジクロロイソキノリン(5g、25.2mmol)、3−(tert−ブチル)−5−(1,5−ジメチル−2,4−ジオキサ−3−ボラビシクロ[3.1.0]ヘキサン−3−イル)−1−(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)−1H−ピラゾール(17.67g、55.5mmol)、Pd(PPh(2.042g、1.8mmol)、及びKCO(6.979g、50.5mmol)に、60mLのTHFと30mLの水(HO)とを混合し、75℃で18時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン=10:90条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体B2 9.7g(71%)を得た。
<中間体B1の合成>
Figure 2021181455
中間体B2 9.7g(17.9mmol)及びPPTS(Pyridinium p−toluenesulfonate)(0.45g、1.79mmol)に100mLのエタノールを入れ、78℃で12時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン:メタノール=24:75:1条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体B1 4.55g(68%)を得た。
<化合物8の合成>
Figure 2021181455
中間体B1(2g、5.35mmol))、tert−ブチルピリジン(0.824ml、5.6mmol)、及びPtCl(DMSO)(2.26g、5.35mmol)に、2−メトキシエタノール40mlと水20mlとを混合し、85℃で24時間撹拌して反応を進めた後、温度を低くした。そこから得られた混合物を濾過して得られた固体を、エタノールで十分に洗浄し、エタノール:ヘキサン=20:80条件で、カラムクロマトグラフィを行って化合物8 1.58g(42%)を得た。Mass及びHPLCの分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C3238Pt:m/z 701.2806、found:701.2807
≪合成例3:化合物139の合成≫
Figure 2021181455
化合物11の合成時、中間体A1及びtert−ブチルピリジンの代わりに、中間体B1(2g、5.35mmol)及びジベンゾフラン(0.95g、5.62mmol)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11の合成方法と同一方法を用いて、化合物139 1.38g(35%)を得た。Mass及びHPLCの分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C35335OPt:m/z 734.2333、found:734.2335
≪合成例4:化合物140の合成≫
<中間体C3の合成>
Figure 2021181455
1,3−ジクロロイソキノリン(5g、25.2mmol)、3−(1,5−ジメチル−2,4−ジオキサ−3−ボラビシクロ[3.1.0]ヘキサン−3−イル)−7,7−ジメチル−2−(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)−4,5,6,7−テトラヒドロ−2H−インダゾール(9.560g、27.8mmol)、Pd(PPh(2.042g、1.8mmol)、及びKCO(6.979g、50.5mmol)に、60mLのTHFと30mLの水(HO)とを混合し、75℃で18時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン=10:90条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体C3 6.3g(63%)を得た。
<中間体C2の合成>
Figure 2021181455
中間体C3(6.3g、15.9mmol)、3−(tert−ブチル)−5−(1,5−ジメチル−2,4−ジオキサ−3−ボラビシクロ[3.1.0]ヘキサン−3−イル)−1−(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)−1H−ピラゾール(5.57g、17.5mmol)、Pd(PPh(1.29g、1.11mol)、及びKCO(4.40g、31.8mmol)に、60mLのTHFと30mLの水(HO)とを混合し、75℃で18時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン=10:90条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体C2 7.2g(80%)を得た。
<中間体C1の合成>
Figure 2021181455
中間体C2 7.2g(12.7mmol)及びPPTS(Pyridinium p−toluenesulfonate)(0.32g、1.27mmol)に100mLのエタノールを入れ、78℃で12時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン:メタノール=24:75:1条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体C1 3.69g(73%)を得た。
<化合物140の合成>
Figure 2021181455
化合物11の合成時、中間体A1の代わりに、中間体C1 2.0g(5.00mmol)を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物11の合成方法と同一方法を用いて、化合物140 1.09g(30%)を得た。Mass及びHPLCの分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C3440Pt:m/z 727.2962、found:727.2960
≪合成例5:化合物5の合成≫
<中間体D2の合成>
Figure 2021181455
1,3−ジクロロピリジン(3g、20.3mmol)、3−(1,5−ジメチル−2,4−ジオキサ−3−ボラビシクロ[3.1.0]ヘキサン−3−イル)−7,7−ジメチル−2−(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)−4,5,6,7−テトラヒドロ−2H−インダゾール(15.35g、44.6mmol)、Pd(PPh(1.640g、1.4mmol)、及びKCO(5.603g、40.5mmol)に、60mLのTHFと30mLの水(HO)とを混合し、75℃で18時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン=10:90条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体D27.72g(70%)を得た。
<中間体D1の合成>
Figure 2021181455
中間体D2 7.72g(14.2mmol)及びPPTS(Pyridinium p−toluenesulfonate)(0.15g、1.42mmol)に100mLのエタノールを入れ、78℃で12時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン:メタノール=24:75:1条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体D1 3.31g(62%)を得た。
<化合物5の合成>
Figure 2021181455
化合物11の合成時、中間体A1の代わりに、中間体D1 2.0g(5.33mmol)を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物11の合成方法と同一方法を用いて、化合物5 1.50g(40%)を得た。Mass及びHPLCの分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C3240Pt:m/z 703.2962、found:703.2963
≪合成例6:化合物2の合成≫
<中間体E2の合成>
Figure 2021181455
1,3−ジクロロピリジン(3g、20.3mmol)、3−(tert−ブチル)−5−(1,5−ジメチル−2,4−ジオキサ−3−ボラビシクロ[3.1.0]ヘキサン−3−イル)−1−(テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)−1H−ピラゾール(14.18g、44.6mmol)、Pd(PPh(1.640g、1.4mmol)、及びKCO(5.603g、40.5mmol)に、60mLのTHFと30mLの水(HO)とを混合し、75℃で18時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン=10:90条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体E2 6.78g(68%)を得た。
<中間体E1の合成>
Figure 2021181455
中間体E2 6.78g(12.7mmol)及びPPTS(Pyridinium p−toluenesulfonate)(0.32g、1.27mol)に100mLのエタノールを入れ、78℃で12時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン:メタノール=24:75:1条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体E1 2.72g(61%)を得た。
<化合物2の合成>
Figure 2021181455
化合物11の合成時、中間体A1の代わりに、中間体E1 2.0g(6.18mmol)を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物11の合成方法と同一方法を用いて、化合物2 1.19g(29%)を得た。Mass及びHPLCの分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C2836Pt:m/z 651.2649、found:651.2650
≪合成例7:化合物141の合成≫
中間体F2の合成
Figure 2021181455
1,3−ジクロロピリジン(3g、20.3mmol)の代わりに、2,6−ジクロロ−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)ピリジン4.0g(11.6mmol)を使用したという点を除いては、上記合成例6の中間体E2の合成方法と同一方法を用いて、中間体F2 6.47g(80%)を得た。
中間体F1の合成
Figure 2021181455
中間体F2 6.47g(9.51mmol)及びPPTS(Pyridinium p−toluenesulfonate)(0.24、0.95mol)に100mLのエタノールを入れ、78℃で12時間撹拌した後、室温まで冷却させて濾過した。そこから得られた結果物に対して、塩化メチレン(MC)を使用して有機層を抽出し、無水硫酸マグネシウム(MgSO)を添加して水分を取り除いた後、濾過して得られた濾過液を減圧して得られた残留物を、酢酸エチル(EA):ヘキサン:メタノール=24:75:1条件で、カラムクロマトグラフィ法を介して精製し、中間体F1 4.09g(84%)を得た。
<化合物141の合成>
Figure 2021181455
化合物11の合成時、中間体A1の代わりに、中間体F1 2.0g(3.91mmol)を使用したという点を除いては、上記合成例1の化合物11の合成方法と同一方法を用いて、化合物141 1.08g(33%)を得た。Mass及びHPLCの分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C4256Pt:m/z 839.4214、found:839.4212
≪合成例8:化合物142の合成≫
Figure 2021181455
化合物141の合成時、tert−ブチルピリジンの代わりに、イソキノリンを使用したという点を除いては、上記合成例7の化合物141の合成方法と同一方法を用いて、化合物142を得た。Mass及びHPLCの分析を介して物質を確認した。
HRMS(MALDI)calcd for C4250Pt:m/z 833.3745、found:833.3746
≪実施例1≫
ITOガラス基板を、50mm×50mm×0.5mmサイズに切り、アセトン、イソプロピルアルコール、及び純水の中で、それぞれ15分間超音波洗浄した後、30分間UV(ultraviolet)オゾン洗浄を行った。
次に、ガラス基板上で、ITO電極(アノード)上にm−MTDATAを蒸着速度1Å/secで蒸着して600Å厚の正孔注入層を形成し、正孔注入層上にα−NPDを蒸着速度1Å/secで蒸着して250Å厚の正孔輸送層を形成した。
正孔輸送層上に化合物5(ドーパント)及びCBP(ホスト)をそれぞれ蒸着速度0.1Å/secと1Å/secとで共蒸着して400Å厚の発光層を形成した。
発光層上にBAlqを蒸着速度1Å/secで蒸着して50Å厚の正孔阻止層を形成し、正孔阻止層上にAlq3を蒸着して300Å厚の電子輸送層を形成した後、電子輸送層上部にLiFを蒸着して10Å厚の電子注入層を形成し、電子注入層上にAlを真空蒸着して1,200Å厚の第2電極(カソード)を形成することにより、ITO/m−MTDATA(600Å)/α−NPD(250Å)/CBP+10%(化合物5)(400Å)/Balq(50Å)/Alq3(300Å)/LiF(10Å)/Al(1,200Å)の構造を有する有機発光素子を製作した。
≪実施例2〜5、並びに比較例1及び2≫
発光層の形成時、ドーパントとして、化合物5の代わりに、下記表2に記載し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と同一方法を用いて有機発光素子を製作した。
≪評価例1:有機発光素子の特性評価≫
実施例1〜5、並びに比較例1及び2で製造されたそれぞれの有機発光素子に対して、駆動電圧、発光効率、電力効率、色純度、量子効率、及び寿命(T95)を評価し、その結果を表2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(T95)(at 6,000nit)が初期輝度100%対比で95%の輝度になるのにかかる時間を評価した。
Figure 2021181455
Figure 2021181455
Figure 2021181455
上記表2から、実施例1〜5の有機発光素子は、比較例1及び2の有機発光素子に比べて、優秀な駆動電圧、発光効率、電力効率、色純度、量子効率、及び寿命特性を有するということが確認される。
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、本発明の技術的範囲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。
本発明の有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに診断用組成物は、例えば生物学的診断関連の技術分野に効果的に適用可能である。
10 有機発光素子
11 第1電極
15 有機層
19 第2電極

Claims (9)

  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。
    〔化1〕
    M(L)(L
    Figure 2021181455
    前記化学式1及び化学式2で、
    Mは白金(Pt)であり、
    は、前記化学式2で表される三配位リガンドのうちから選択され、
    は、下記化学式14−1または下記化学式14−5によって表される一配位有機リガンドのうちから選択され、
    Figure 2021181455
    前記化学式2で、*、*’、及び*”は、前記化学式1において、Mとの結合サイトであり、
    前記化学式2で、
    Figure 2021181455
    で表されるモイエティは、下記化学式3−5または下記化学式3−49によって表され、
    Figure 2021181455
    前記化学式2で、
    Figure 2021181455
    で表されるモイエティは、下記化学式4−5または下記化学式4−49によって表され、
    Figure 2021181455
    前記化学式2で、
    Figure 2021181455
    で表されるモイエティは、下記化学式5−1または下記化学式5−5によって表され、
    Figure 2021181455
    及びTは、単一結合であり、
    a1及びa2は1であり、
    11〜R18、R21〜R28、R〜R、R31〜R34、及びZは、互いに独立して、
    水素、重水素、−F、シアノ基、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基;
    重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、C−C10アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びノルボルナニル基のうち少なくとも一つで置換された、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基;
    シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びノルボルナニル基;並びに
    重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、C−C20アルキル基及びC−C20アルコキシ基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びノルボルナニル基;のうちから選択され、
    d4は、1〜4のうちから選択される整数であり、
    d7は、1〜7のうちから選択される整数である。
  2. 前記化学式2で、
    Figure 2021181455
    で表されるモイエティと、
    前記化学式2で、
    Figure 2021181455
    で表されるモイエティと、が互いに同一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. 前記化学式2で、
    Figure 2021181455
    で表されるモイエティと、
    前記化学式2で、
    Figure 2021181455
    で表されるモイエティと、が互いに異な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. 前記R11〜R18、R21〜R28、R〜R、R31〜R34、及びZは、それぞれ独立して、
    水素、重水素、−F、シアノ基、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、;並びに
    重水素、−F、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、シアノ基、C−C10アルキル基、及びC−C10アルコキシ基のうちから選択される少なくとも一つで置換された、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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−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、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びノルボルナニル基;のうちから選択され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. 前記R11〜R18、R21〜R28、R〜R、R31〜R34及びZは、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、シアノ基、−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、下記化学式9−1〜9−19で表される基、及び下記化学式10−7、10−8、10−10、10−11、10−31及び10−32で表される基のうちから選択され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 2021181455
    Figure 2021181455
    Figure 2021181455
    前記化学式9−1〜9−19、並びに化学式10−7、10−8、10−10、10−11、10−31及び10−32で、*は、隣接する原子との結合サイトである。
  6. 前記化学式1で、Lは、下記化学式2A−1、2C−1、2E−1、2A−2、2C−2及び2E−2で表されるリガンドのうちから選択され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 2021181455
    Figure 2021181455
    前記化学式2A−1、2C−1、2E−1、2A−2、2C−2及び2E−2で、
    〜R、R11〜R18、R21〜R28、及びR31〜R34は、それぞれ独立して、水素、重水素、−F、シアノ基、−CH、−CD、−CDH、−CDH、−CF、−CFH、−CFH、下記化学式9−1〜9−19で表される基、及び下記化学式10−7、10−8、10−10、10−11、10−31及び10−32で表される基のうちから選択される。
    Figure 2021181455
    Figure 2021181455
    Figure 2021181455
    前記化学式9−1〜9−19、化学式10−7、10−8、10−10、10−11、10−31及び10−32で、*は、隣接する原子との結合サイトである。
  7. 下記化合物2、化合物4〜6、化合物8、化合物10〜14、化合物16〜19、化合物21、化合物22、化合物24〜27、化合物125、化合物126、化合物128〜130、及び化合物140〜142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 2021181455
    Figure 2021181455
    Figure 2021181455
    Figure 2021181455
  8. 第1電極と、
    第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に介在する発光層を含む有機層と、を有し、
    前記有機層は、請求項1乃至7のうち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。
  9. 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8に記載の有機発光素子。
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