JP2022529926A - 金属錯体 - Google Patents
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Abstract
Description
M(L)n(L’)m 式(1)
式(2)の部分構造M(L)nを含むものを提供する。
Mは、イリジウムまたは白金であり;
Dは、CまたはNであり、ここで、1つのDがCであり、かつ他のDがNであり;
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、OR1、SR1、COOR1、C(=O)N(R1)2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~20の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または2~20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基は、それぞれのケースにおいて1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の隣接しないCH2基は、Si(R1)2、C=O、NR1、O、SまたはCONR1によって置き換えられていてもよい)、または5~60の芳香族環原子、好ましくは5~40の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つのRラジカルが共に脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R2)2、CN、NO2、OR2、SR2、Si(R2)3、B(OR2)2、C(=O)R2、P(=O)(R2)2、S(=O)R2、S(=O)2R2、OSO2R2、1~20の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または2~20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基がそれぞれ1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の隣接しないCH2基がSi(R2)2、C=O、NR2、O、SまたはCONR2によって置き換えられていてもよく、かつ、ここで、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基中の1以上の水素原子がD、F、Cl、Br、IまたはCNによって置き換えられていてもよい)、または5~40の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上のR1ラジカルが共に脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R2は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CNまたは1~20の炭素原子を有する、脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル、特にヒドロカルビルラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;
L’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、配位子であり;
nは、1、2または3であり;
mは、0、1、2、3または4であり;
同時に、2以上の配位子Lが共に結合されるか、またはLがL’に単結合または2価もしくは3価のブリッジによって結合され、三座、四座、五座または六座配位子系を形成することも可能である。
Gは、1、2または3の炭素原子を有し、かつ1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよいアルキレン基、-CR2=CR2-、または5または6の芳香族環原子を有し、かつ1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよい、オルト結合された、アリーレンもしくはヘテロアリーレン基であり;
R3は、出現毎に同一であるかまたは異なり、F、OR2、1~10の炭素原子を有する直鎖のアルキル基、3~10の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、それぞれのケースのアルキル基は1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の隣接しないCH2基がR2C=CR2、C≡C、Si(R2)2、C=O、NR2、O、SまたはCONR2によって置き換えられていてもよい)、または5または6の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよい、アリールもしくはヘテロアリール基であり;同時に、同一の炭素原子に結合された2つのR3ラジカルが脂肪族環系を形成し、よってスピロ系を形成してていもよく;さらに、R3が隣接するRまたはR1ラジカルと共に、脂肪族環系を形成していてもよい。
X1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
Aは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CR2-CR2、CR2-O、CR2-NR、C(=O)-O、C(=O)-NRまたは以下の式(27)の基である:
-3つ全てのA基が式(27)の同一の基である;
-2つのA基が式(27)の同一の基であり、3つ目のA基がCR2-CR2である;
-1つのA基が式(27)のであり、他の2つのA基が同一のCR2-CR2基である;または
-3つ全てのA基が同一のCR2-CR2基である。
以下の実施例により本発明を詳細に説明するが、それらによって本発明を限定すること意図しない。当業者は、記述に基づいて、発明的工夫をなさずして、さらなる電子素子を製造することができるであろう。そして、請求された範囲の全体にわたり本発明を実施することができるであろう。
以下の合成は、特に断らなければ、乾燥溶剤中で、保護ガス雰囲気下に行われる。金属錯体は、さらに、光を排除して、または黄色光の下で取り扱われる。溶剤および試薬は、例えばsigma-ALDRICHまたはABCRから購入できる。角括弧内の各数字または個別化合物に示された数字は、文献から知られる化合物のCAS番号に関する。多数のエナンチオマーの、ジアステレオマーの、または互変異性の型を有しうる化合物のケースにおいて、1つの型が代表的なものとして示される。
例S1:
-78℃に冷却された、100mlのTHF中の7.0g(30mmol)の2-ブロモビフェニル[2052-07-5]溶液に、12.0ml(30mmol)のn-ブチルリチウム(ヘキサン中に2.5N)が滴下され、混合物はさらに30分間攪拌される。そして、200mlのTHF中の13.5g(30mmol)のTL1ステージA)溶液が滴下され、混合物はゆっくりと室温に戻され、さらに6時間攪拌される。反応混合物は10mlのエタノールを加えることによって急冷され、溶媒は減圧下で完全に留去され、残留物は200mlの氷酢酸に採取され、1mlの濃硫酸が攪拌しながら加えられ、混合物は60℃でさらに3時間攪拌される。そして、氷酢酸は減圧下で多くが除去され、残留物は300mlのジクロロメタンに採取され、混合物は、氷で冷却しながら、5重量%NaOH水溶液を加えることによってアルカリ化される。有機相は分離され、それぞれ200mlの水で3回洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥され、有機相は完全に濃縮され、残留物は300mlのメタノールに採取され、加熱しながら均一化され、そして生成物が結晶化する間、さらに12時間攪拌される。粗生成物は吸引ろ過され、それぞれ30mlのメタノールで1回洗浄され、減圧下で乾燥され、トルエン:イソプロパノール(5:1)から2回再結晶化される。収量:6.5g(11mmol)37%;純度:約95%1H-NMRによる。
例HL1:
1)IrL3タイプのホモレプティックイリジウム錯体の合成:
ホモレプティックトリス-フェイシャルイリジウム錯体:
バリアントA:イリジウム反応物質としてのトリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)
10mmolのトリス(2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナト)イリジウム(III)[99581-86-9]および60mmolの配位子Lの混合物が50mlのガラスアンプルに減圧下(10-5mbar)で溶解させることによって密閉される。アンプルは、特定の時間特定の温度で加熱され、その間溶解した混合物はマグネティックスターラーを用いて撹拌される。適切な場合、高沸点アルカン(例えば、オクタデカン)が加えられる。冷却後(注意:アンプルは通常減圧下である!)、アンプルが開封され、焼結ケーキは100mlの特定された懸濁媒体中で100gのガラスビーズ(直径3mm)を用いて撹拌され、機械的に分解される。微細な懸濁液は、ガラスビーズが除かれ、別の容器に移され、固体は吸引ろ過され、減圧下で乾燥される。固体はジクロロメタンに溶解され、Isolute SI(バイオタージ)に吸着され、そしてジクロロメタンを用いてシリカゲル上でカラムクロマトグラフィに付される。さらなる精製は連続熱抽出によって行われる。固体は5cmのアルミナ床(アルミナ、基本活性度1)上に置かれ、そして、特定の抽出剤で抽出される(初期投入量約500ml)。このように得られる懸濁液からの固体は吸引ろ過され、約50mlのメタノールで洗浄され、乾燥される。乾燥後、金属錯体の純度はNMRおよび/またはHPLCによって決定される。純度が99.5%未満の場合、熱抽出ステップが繰り返される。純度99.5%~99.9%が一旦達成されると、金属錯体は熱処理または昇華される。熱処理は、温度範囲200~350℃で、高真空(p約10-6mbar)で行われる。昇華は、約320~約450℃の温度範囲で、高真空(p約10-6mbar)で行われ、好ましくは分別昇華の形態で行われる。
200mlの1,2-ジクロロメタン中の5mmolの[L2IrCl]2タイプの特定のイリジウム反応物質、10mmolの配位子Lおよび50gのガラスビーズ(直径3mm)のよく撹拌された懸濁液に、60mmolのトリエチルアミン、そして10mmolのトリフルオロメタンスルホネート銀が加えられ、混合物は90℃で24時間撹拌される。混合物がまだ温かい間に、析出した塩化銀は、スラリー形態のシリカゲル床を用いてろ過され、これはわずかな1,2-ジクロロエタンで洗浄され、そしてろ液は濃縮乾燥される。続いて、粗生成物はシリカゲル上でクロマトグラフに付される(溶離剤:ジクロロメタン、トルエン、酢酸エチル、アセトン、THF、シクロヘキサン、n-ヘプタン等;および/またはこれらの混合物)。さらなる精製が、連続熱抽出および高真空下での熱処理または分別昇華によって、1)に記載のように行われる。
10mmolの配位子L、10mmolのK2PtCl4、400mmolの酢酸リチウム(無水)および200mlの氷酢酸の混合物が、撹拌されたオートクレーブ中で60時間150℃に加熱される。冷却および200mlの水の添加後、析出固体がろ過され、これらは熱エタノール/水(1:1 vv)中で撹拌によって2回抽出され、吸引ろ過され、そしてそれぞれ50mlのエタノールで3回洗浄される。続いて、粗生成物はシリカゲル上でクロマトグラフに付される(溶離剤:ジクロロメタン、トルエン、酢酸エチル、アセトン、THF、シクロヘキサン、n-ヘプタン等;および/またはこれらの混合物)。さらなる精製が、連続熱抽出および高真空下での熱処理または分別昇華によって、1)に記載のように行われる。
10mmolの配位子HL、4.90g(10mmol)のトリスアセチルアセトナトイリジウム(III)[15635-87-7]および120gのヒドロキノン[123-31-9]の混合物が、初めに、ガラス被覆されたマグネチックバーを備えた1000mlの2口丸底フラスコに導入される。フラスコは水分離器(水よりも低密度媒体用)およびアルゴンブランケットの空気冷却器を備える。フラスコは金属熱浴上に置かれる。装置は、アルゴンブランケットシステムを上から15分間アルゴンでパージされ、アルゴンを2口フラスコの横側から流れさせる。2口フラスコの横側を通して、ガラス被覆されたPt-100熱電対がフラスコに導入され、端がマグネチックスターラーバーのちょうど上に位置する。そして、装置は、家庭用のアルミホイルのいくつか緩く巻いたものによって断熱され、断熱は水分離器の上昇管の中心に達する。そして、装置はラボの撹拌加熱システムにより急速に250~255℃(溶融された撹拌反応混合物につけられたPt-100温度センサーで計測される)に加熱される。さらに2時間にわたり、反応混合物は250~255℃に保たれ、その間に、少量の凝縮物が蒸留して取り除かれ、水分離器に集められる。2時間後、混合物は190℃に冷却され、熱浴が除去され、そして100mlのエチレングリコールが滴下される。100℃に冷却後、400mlのメタノールがゆっくりと滴下される。このように得られた黄色の懸濁液は、両頭フリットを通してろ過され、黄色固体は50mlのメタノールで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。粗収量:定量的。このように得られた固体は200-500mlのジクロロメタンに溶解され、暗中空気を排除して、約1kgのジクロロメタン-事前にスラリー化されたシリカゲル(カラム直径約18cm)を通してろ過され、当初の暗色成分を残す。コア留分が除去され、結晶化までMeOHを同時に継続的に滴下しながら、ロータリーエバポレーターで濃縮される。吸引により除去され、わずかなMeOHで洗浄され、減圧下で乾燥された後、オレンジ色の生成物は、慎重に空気と光を排除しながら、連続的にジクロロメタン/イソプロパノール1:1(vv)で4回熱抽出およびジクロロメタン/アセトニトリルで4回熱抽出されることによりさらに精製される(それぞれのケースにおいて最初に投入される量は約200ml、抽出円筒ろ紙:Whatman社のセルロース製の標準ソックスレー円筒ろ紙)。母液への損失は、ジクロロメタン(低沸点およ溶解性良好):イソプロパノールまたはアセトニトリル(高沸点および溶解性低)の比で調整することができる。典型的には使用される量の3~6重量%である。熱抽出は、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の他の溶媒を用いて行うこともできる。最終的に、生成物は、p~10-6mbarの高真空およびT~350~430℃で、分別昇華または熱処理される。典型的な純度>99.7%。
1)真空処理された素子:
本発明によるOLEDおよび従来技術によるOLEDを、ここに記載する状況(層厚範囲、使用材料)に適応する、WO2004/058911に記載の一般的方法によって製造する。以下の例では、種々のOLEDについての結果を示す。50nm厚の構造化ITO(酸化インジウムスズ)で被覆された洗浄されたガラス板(Miele laboratoryのガラス洗浄機での洗浄、MerckのExtran洗剤)が、25分間のUVオゾンで前処理され(UVP製のPR-100UVオゾン発生機)、30分以内に、プロセスの改善のために、20nmのPEDOT:PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホネート)、これはHeraeus Precious Metals GmbH(ドイツ)からCLEVIOS(商標名)P VP AI 4083として購入され、水溶液からスピンコートされる)で被覆され、そして180℃で10分間ベークされる。これらの被覆されたガラス板はOLEDが適用される基板を形成する。
A:低分子量の可溶性の機能性材料から
本発明のイリジウム錯体は溶液から処理することもでき、この場合、良好な特性を有しながら、真空処理したOLEDと比較して処理技術の点で非常に単純なOLEDをもたらす。このような成分の製造は、既に文献(例えばWO2004/037887)に幾度も記載されているポリマー発光ダイオード(PLED)の製造に基づくものである。その構造は、基板/ITO/正孔注入層(60nm)/中間層(20nm)/発光層(60nm)/正孔ブロック層(10nm)/電子輸送層(40nm)/カソードで構成される。この目的のために、Technoprint社製の基板(ソーダ石灰ガラス)を使用し、それにはITO構造(酸化インジウムスズ、透明導電性アノード)が適用される。基板は、クリーンルーム内でDI水と洗剤(デコネックス15PF)を用いて洗浄され、次いでUV/オゾンプラズマ処理により活性化させる。その後、同じくクリーンルーム内で、20nmの正孔注入層を、スピンコートにより適用する。必要なスピン速度は、希釈度と特定のスピンコーターの形状に依存する。層から残留水を除去するために、基板をホットプレート上で200℃で30分間焼成する。使用される中間層は、正孔輸送のために機能する。この場合、MerckのHL-Xが使用される。中間層は、引き続いての、溶液からのEML堆積の処理工程によって再び脱離しないという条件を満たすだけでよい、1つ以上の層で置き替えることができる。発光層の製造のため、本発明の三重項発光体をマトリックス材料とともにトルエンまたはクロロベンゼンに溶解させる。ここで、素子に対する典型的層厚である60nmがスピンコーティングによって達成される場合、その溶液の典型的な固体含有量は16~25g/lである。溶液処理されたタイプ1の素子は、M4:M5:IrL(40%:58%:22%)で構成される発光層を含み、タイプ2はM4:M5:IrLa:IrLb(30%:34%:29%:7%)で構成される発光層を含む。つまり、それらは2つの異なるIr錯体を含む。溶液から処理された材料のケースにおけるパーセントの数値は重量%を意味する。発光層は、不活性ガス雰囲気中、本発明の場合にはアルゴン中で、スピンコートによって適用され、160℃で10分間加熱される。後者の上に正孔ブロック層(10nmETM1)および電子輸送層(40nmETM1(50%)/ETM2(50%))が蒸着される(Lesker製の蒸着装置等、典型的な蒸着圧力は5×10-6mbar)。最後に、アルミニウム(100nm)のカソードが蒸着によって適用される(高純度金属はAldrich製)。空気および大気の湿気から素子を保護するために、素子を最後に被包し、次にその特徴を決定する。OLEDの例はまだ最適化されていない。表3に得られた結果をまとめる。寿命LT50は、光束密度が初期光束密度1000cd/m2から初期光束密度の50%まで低下するまでの時間として定義される。
本発明の錯体と類似の配位子を有する以下に示された錯体(ここで、配位子は、本発明による2つの六員環を介するのではなく、五員環および六員環を介して配位する)は、US2012/0153816で開示される。
Claims (15)
- 式(2)の部分構造M(L)nを含む式(1)の化合物。
M(L)n(L’)m 式(1)
Mは、イリジウムまたは白金であり;
Dは、CまたはNであり、ここで、1つのDがCであり、かつ他のDがNであり;
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、OR1、SR1、COOR1、C(=O)N(R1)2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~20の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または2~20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基は、それぞれのケースにおいて1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の隣接しないCH2基は、Si(R1)2、C=O、NR1、O、SまたはCONR1によって置き換えられていてもよい)、または5~60の芳香族環原子、好ましくは5~40の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つのRラジカルが共に脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R2)2、CN、NO2、OR2、SR2、Si(R2)3、B(OR2)2、C(=O)R2、P(=O)(R2)2、S(=O)R2、S(=O)2R2、OSO2R2、1~20の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または2~20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基がそれぞれ1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の隣接しないCH2基がSi(R2)2、C=O、NR2、O、SまたはCONR2によって置き換えられていてもよく、かつ、ここで、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基中の1以上の水素原子がD、F、Cl、Br、IまたはCNによって置き換えられていてもよい)、または5~40の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のR2ラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上のR1ラジカルが共に脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R2は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CNまたは1~20の炭素原子を有する、脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル、特にヒドロカルビルラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;
L’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、配位子であり;
nは、1、2または3であり;
mは、0、1、2、3または4であり;
同時に、2以上の配位子Lが共に結合されるか、またはLがL’に単結合または2価もしくは3価のブリッジによって結合され、三座、四座、五座または六座配位子系を形成することも可能である) - Rが、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Br、I、N(R1)2、CN、Si(R1)3、B(OR1)2、1~10の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または2~10の炭素原子を有するアルケニル基または3~10の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(これらのそれぞれは、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の水素原子がDまたはFによって置き換えられていてもよい)、または5~24の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群選択され;同時に、2つの、好ましく隣接する、Rラジカルが共に脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよいこと特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の化合物。
- 式(12)および(13)の化合物中のVが式(26)の基(ここで、点線の結合が副配位子LおよびL’の結合位置を示す)であることを特徴とする、請求項7に記載の化合物。
X1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
X2は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
Aは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CR2-CR2、CR2-O、CR2-NR、C(=O)-O、C(=O)-NRまたは以下の式(27)の基である:
- L’が、出現毎に同一であるかまたは異なり、二座モノアニオン性配位子であることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の化合物。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物および少なくとも1つのさらなる化合物および/または少なくとも1つの溶媒を含んでなる配合物。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の化合物の電子素子における使用。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の化合物を少なくとも1つ含んでなる電子素子。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の化合物が、1以上のマトリックス材料と組み合わせて、1以上の発光層で使用されることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項14に記載の電子素子。
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