JP2023093366A - 有機金属化合物、及びこれを含む有機電界発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機電界発光素子の色純度、駆動電圧、発光効率、及び寿命等の有機電界発光素子の性能の向上を図る。【解決手段】本発明の有機金属化合物は、これを有機電界発光素子の発光ドーパント物質に含むことで有機電界発光素子の色純度、駆動電圧、発光効率、及び寿命等の有機電界発光素子の性能の向上が図られる。【選択図】図1

Description

本発明は、有機金属化合物に関し、より詳細には、燐光特性を有する有機金属化合物、及びこれを含む有機電界発光素子に関する。
表示装置が様々な分野に適用されることによって、関心が高まりつつある。これら表示素子の一つとして、有機電界発光素子(organic light emitting diode,OLED)を含む有機発光表示装置の技術が急発展してきている。
有機電界発光素子は、正極と負極との間に形成された発光層に電荷を注入すると、電子と正孔が対をなして、励起子(エキシトン)を形成した後、励起子のエネルギーを光で放出する素子である。有機電界発光素子は、既知のディスプレイ技術に比べて、低電圧駆動が可能で、電力の消耗が比較的少なく、優れた色感を有するだけでなく、フレキシブル基板の適用が可能であり、様々な活用が可能であって、表示装置の大きさを自由に調節することができるという長所を有している。
有機電界発光素子(organic light emitting diode,OLED)は、液晶ディスプレイ(liquid crystal display,LCD)に比べて視野角、明暗比等に優れており、バックライトが不要で、軽量かつ超薄型が可能である。有機電界発光素子は、負極(電子注入電極;cathode)と正極(正孔注入電極;anode)との間に複数の有機物層、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔輸送補助層、電子遮断層、発光層、電子伝達層等が配置して形成される。
これら有機電界発光素子の構造において、両電極の間に電圧をかけると、負極と正極からそれぞれ電子と正孔が注入され、発光層で生成された励起子(exciton)が基底状態に落ちながら発光することになる。
有機電界発光素子に使用される有機材料は、大きく発光材料と電荷輸送材料に区分される。発光材料は、有機電界発光素子の発光効率を定める重要な要因であり、発光材料は、量子効率が高く、電子と正孔の移動度に優れ、発光層に均一かつ安定的に存在しなければならない。発光材料は、発色光によって青、赤、緑等の発光材料に区分され、発色材料としての色純度の増加とエネルギー転移による発光効率を増加させるために、ホスト(host)、ドーパント(dopant)として使用する。
蛍光物質の場合、発光層で形成されるエキシトンのうち約25%の一重項(singlet)のみが光を作るために使用され、75%の三重項(triplet)は、ほとんど熱で消失する一方、燐光物質は、一重項と三重項をいずれも光に転換させる発光メカニズムを有している。
従来、有機電界発光素子に使用される燐光発光材料は、有機金属化合物が用いられており、これらの低い効率及び寿命の問題を解決するため燐光材料の研究及び開発を要求し続けている。
よって、本発明の目的は、駆動電圧、効率、及び寿命を改善できる有機金属化合物と、これを有機発光層に適用した有機電界発光素子を提供することである。
本発明の目的は、以上に言及した目的に制限されず、言及していない本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解することができ、本発明の実施例によってより明らかに理解することができる。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示した手段及びその組み合わせによって実現できることが分かりやすい。
上記課題を解決するために本発明は、下記の化学式Iで表される新規な構造の有機金属化合物、及びこれを燐光発光層のドーパントとして適用した有機電界発光素子を提供する。
Figure 2023093366000002
上記化学式Iにおいて、
Mは、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pd、Pt、及びAuからなる群より選択される一種であってもよく;
は、水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であってもよく;
及びXは、それぞれ炭素であってもよく;
~Xは、それぞれ独立にCR及びNのうちから選択される一種であってもよく、
~Xの置換基のうち、隣接する2つの置換基は、互いに連結されて、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC2-C20のヘテロシクロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC2-C20のヘテロアリールアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、及び置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基からなる群より選択される一種の環構造を形成することができ;
は、水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であってもよく;
(Z-Z)は、二座配位子(bidentate ligand)であってもよく;
mは1、2又は3であり、nは0、1又は2であり、m及びnの和は、金属(M)の酸化数であってもよく;
Rは、X及びXに連結して形成される縮合環であり、下記の化学式II~化学式IVからなる群より選択される一種の構造であってもよく;
Figure 2023093366000003
Figure 2023093366000004
Figure 2023093366000005
上記化学式II~化学式IVにおいて、
Yは、BR19、CR1920、C=O、CNR19、SiR1920、NR19、PR19、AsR19、SbR19、P(O)R19、P(S)R19、P(Se)R19、As(O)R19、As(S)R19、As(Se)R19、Sb(O)R19、Sb(S)R19、Sb(Se)R19、N、O、S、Se、Te、SO、SO、SeO、SeO、TeO、及びTeOからなる群より選択される一種であってもよく;
~R18は、それぞれ独立に水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であってもよく;
19及びR20は、それぞれ独立に水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される1であってもよい。
本発明による有機金属化合物を有機電界発光素子の発光層のドーパントに適用することにより、有機電界発光素子の駆動電圧、効率、及び寿命特性を向上させることができる。
本発明の効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していないさらに他の効果は、下記の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解することができる。
本発明の例示的な実施形態による有機金属化合物が発光層に適用された有機電界発光素子を概略的に示した断面図。 本発明の例示的な実施形態による2つの発光部を備えるタンデム(tandem)構造でありながら、本発明の化学式Iで表される有機金属化合物を含む有機電界発光素子を概略的に示した断面図。 本発明の例示的な実施形態による3つの発光部を備えるタンデム(tandem)構造でありながら、本発明の化学式Iで表される有機金属化合物を含む有機電界発光素子を概略的に示した断面図。 本発明の例示的な実施形態による有機電界発光素子が適用された有機発光表示装置を概略的に示した断面図。
前述した目的、特徴及び長所は、添付の図面を参照して詳細に後述され、これによって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術思想を容易に実施することができる。本発明を説明することにおいて、本発明に係る公知技術に対する具体的な説明が、本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合には詳細な説明を省略する。以下では、添付の図面を参照して、本発明による好ましい実施例を詳説することとする。図面における同じ参照符号は、同一又は類似の構成要素を示すために使われる。
本明細書を説明することにおいて、関連する公知技術に対する具体的な説明が、本明細書の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
以下における構成要素を「含む」、「有する」、「なる」、「配置する」などと使う場合、「のみ」が使われていない限り、他の部分が加えられてもよい。構成要素を単数で表現した場合、別途明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合も含む。
以下における構成要素を解釈することにおいて、別途明示的な記載がなくても、誤差範囲を含むものと解釈する。
以下における構成要素の「上部(又は下部)」又は構成要素の「上(又は下)」に任意の構成が配されるということは、任意の構成が上記構成要素の上面(又は下面)に接して配されるだけでなく、上記構成要素と、上記構成要素上に(又は下に)配された任意の構成との間に他の構成が介在し得ることを意味する。
本明細書における「隣接する置換基が互いに連結されて、環(又は環構造)を形成する」という意味は、隣接する置換基が互いに結合して、置換又は非置換された脂環族、芳香族環を形成できることを意味し、「隣接する置換基」は、該置換基が置換された原子と直接連結された原子に置換された置換基、該置換基と立体構造的に最も近く位置した置換基、又は該置換基が置換された原子に置換された他の置換基を意味し得る。例えば、ベンゼン環構造におけるオルト(ortho)位置に置換された2つの置換基、及び脂肪族環における同一炭素に置換された2つの置換基は、互いに「隣接する置換基」と解釈されてもよい。
以下では、本発明による有機金属化合物の構造及び製造例と、これを含む有機電界発光素子を説明することとする。
本発明の一具体例による有機金属化合物は、下記の化学式Iで表される。本発明者らは、下記の化学式Iのように、縮合環構造(R)を導入することにより、有機金属化合物分子の長軸方向長さを増加して、水平配向度を向上させ、有機金属化合物分子内に剛さを付与できることを見出して、本発明を完成したところ、本発明の下記の化Iで表される有機金属化合物を発光層のドーパントとして適用すると、反値幅(FWHM;full-width at half-maximum)が減少して、色純度を向上させることができ、発光効率及び寿命を改善することができる。
Figure 2023093366000006
上記化学式Iにおいて,
Mは、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pd、Pt、及びAuからなる群より選択される一種であってもよく;
は、水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であってもよく;
及びXは、それぞれ炭素であってもよく;
~Xは、それぞれ独立にCR及びNのうちから選択される一種であってもよく、
~Xの置換基のうち隣接する2つの置換基は、互いに連結されて、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC2-C20のヘテロシクロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC2-C20のヘテロアリールアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、及び置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基からなる群より選択される一種の環構造を形成することができ;
は、水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であってもよく;
(Z-Z)は、二座配位子(bidentate ligand)であってもよく;
mは1、2又は3であり、nは0、1又は2であり、m及びnの和は、金属(M)の酸化数であってもよく;
Rは、X及びXに連結して形成される縮合環であり、下記の化学式II~化学式IVからなる群より選択される一種の構造であってもよく;
Figure 2023093366000007
Figure 2023093366000008
Figure 2023093366000009
上記化学式II~化学式IVにおいて、
Yは、BR19、CR1920、C=O、CNR19、SiR1920、NR19、PR19、AsR19、SbR19、P(O)R19、P(S)R19、P(Se)R19、As(O)R19、As(S)R19、As(Se)R19、Sb(O)R19、Sb(S)R19、Sb(Se)R19、N、O、S、Se、Te、SO、SO、SeO、SeO、TeO、及びTeOからなる群より選択される一種であってもよく;
~R18は、それぞれ独立に水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であってもよく;
19及びR20は、それぞれ独立に水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であってもよい。
原子番号の大きいイリジウム(Ir)や白金(Pt)金属錯体を使用すると、常温でも効率よく燐光を得ることができるため、本発明の一具体例による有機金属化合物は、中心配位金属(M)がイリジウム(Ir)又は白金(Pt)のうちいずれかであるのが好ましく、例えば、イリジウム(Ir)であるのがさらに好ましいが、これに限定されるものではない。
本発明の一具体例による有機金属化合物である化学式Iは、Rの種類(上記化II~IVの構造)及びYの配方によって、下記の化学式II-1、II-2、III-1、III-2、IV-1、及びIV-2からなる群より選択される一種の構造であってもよい。
Figure 2023093366000010
Figure 2023093366000011
Figure 2023093366000012
Figure 2023093366000013
Figure 2023093366000014
Figure 2023093366000015
上記化学式II-1、II-2、III-1、III-2、IV-1、及びIV-2各々のY、X~X、R、R、R~R18、(Z-Z)、m、及びnは、上述した発明の説明及び請求範囲で定義したとおりである。
本発明の一具体例による有機金属化合物は、中心配位金属に補助リガンドとして二座配位子を適用することができる。本発明の二座配位子は、電子ドナー(electron donor)を含むことで、MLCT(metal to ligand charge transfer)の割合を増加して、有機電界発光素子に適用すると、高い発光効率及び高い外部量子効率等が向上した発光特性を具現することができる。
本発明の一具体例による有機金属化合物は、ヘテロレプティック(heteroleptic)又はホモレプティック(homoleptic)構造であってもよく、例えば、上記化学式Iにおけるmは1であり、nは2であるヘテロレプティック構造、mは2であり、nは1であるヘテロレプティック構造、又はmは3であり、nは0であるホモレプティック構造であってもよい。
本発明の化学式Iで表される化合物の具体例は、下記の化合物1~化合物543からなる群より選択された1つであってもよいが、化学式Iの定義に属するものであれば、これに限定されるものではない。
Figure 2023093366000016
Figure 2023093366000017
Figure 2023093366000018
Figure 2023093366000019
Figure 2023093366000020
Figure 2023093366000021
Figure 2023093366000022
Figure 2023093366000023
Figure 2023093366000024
Figure 2023093366000025
Figure 2023093366000026
Figure 2023093366000027
Figure 2023093366000028
Figure 2023093366000029
Figure 2023093366000030
Figure 2023093366000031
Figure 2023093366000032
Figure 2023093366000033
Figure 2023093366000034
Figure 2023093366000035
Figure 2023093366000036
Figure 2023093366000037
Figure 2023093366000038
Figure 2023093366000039
Figure 2023093366000040
Figure 2023093366000041
Figure 2023093366000042
Figure 2023093366000043
Figure 2023093366000044
Figure 2023093366000045
本発明の一具体例によれば、本発明の上記化学式Iで表される有機金属化合物は、赤色燐光物質又は緑色燐光物質として使用されてもよく、好ましくは、赤色燐光物質として使用されてもよい。
本発明の一具体例による図1を参照すると、第1電極110と、第1電極110と向かい合う第2電極120と、第1電極110及び第2電極120の間に配置される有機層130と、を含む有機電界発光素子100を提供することができる。有機層130は、発光層160を含み、発光層160は、ホスト160’及びドーパント160”を含み、ドーパント160”は、化学式Iで表される有機金属化合物を含むことができる。また、有機電界発光素子100において、第1電極110及び第2電極120の間に配置される有機層130は、第1電極110から順次に正孔注入層140(hole injection layer;HIL)、正孔輸送層150(hole transfer layer;HTL)、発光層160(emission material layer;EML)、電子輸送層170(electron transfer layer;ETL)、及び電子注入層180(electron injection layer;EIL)を含む構造であってもよい。電子注入層180上に第2電極120を形成して、その上に保護膜(不図示)を形成することができる。
また、図1には示されていないものの、正孔輸送層150及び発光層160の間に正孔輸送補助層をさらに追加することができる。正孔輸送補助層は、正孔輸送特性の良い化合物を含み、正孔輸送層150と発光層160との間のHOMOエネルギーレベル差を減らすことにより、正孔の注入特性を調節して、正孔輸送補助層と発光層160との界面に正孔が蓄積することを減少して、界面におけるポーラロン(polaron)によるエキシトンが消滅する消光現象(quenching)を減少させることができる。これによって、素子の劣化現象が減少し、素子が安定して、効率及び寿命を改善することができる。
第1電極110は、正極であってもよく、仕事関数の値が比較的大きい導電性物質であるITO、IZO、スズ酸化物、又は亜鉛酸化物からなってもよいが、これに限定されるものではない。
第2電極120は、負極であってもよく、仕事関数の値が比較的小さい導電性物質であるAl、Mg、Ca、Ag、又はこれらの合金や組み合わせを含むことができるが、これに限定されるものではない。
正孔注入層140は、第1電極110と正孔輸送層150との間に位置してもよい。正孔注入層140は、第1電極110と正孔輸送層150との間の界面特性を改善する機能があり、適宜な伝導性を有する物質から選択することができる。正孔注入層140は、MTDATA、CuPc、TCTA、HATCN、TDAPB、PEDOT/PSS、N1,N1’-([1,1’-biphenyl]-4,4’-diyl)bis(N1,N4,N4-triphenylbenzene-1,4-diamine)等からなる群より選択される化合物を一種以上含むことができ、好ましくは、N1,N1’-([1,1’-biphenyl]-4,4’-diyl)bis(N1,N4,N4-triphenylbenzene-1,4-diamine)を含むことができるが、これに限定されるものではない。
正孔輸送層150は、第1電極110と発光層160との間で発光層に隣接して位置する。正孔輸送層150は、TPD、NPB、CBP、N-(ビフェニル-4-イル)-9,9-ジメチル-N-(4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル)-9H-フルオレン-2-アミン、N-(ビフェニル-4-イル)-N-(4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル)ビフェニル)-4-アミン等からなる群より選択される化合物を含むことができ、好ましくは、NPBを含むことができるが、これに限定されるものではない。
本発明によれば、発光層160は、ホスト160’と素子の発光効率等を向上させるために、化学式Iで表される有機金属化合物がドーパント160”でドープして形成されてもよく、ドーパント160”は、緑又は赤で発光する物質として使用することができ、好ましくは、赤色燐光物質として使用することができる。
本発明のドーパント160”のドーピング濃度は、ホスト160’の総重量を基準に、1~30重量%の範囲内で調節することができ、これに制限されるものではないものの、ドーピング濃度は、例えば2~20重量%であってもよく、例えば3~15重量%であってもよく、例えば5~10重量%であってもよく、例えば3~8重量%であってもよく、例えば2~6重量%であってもよく、例えば2~5重量%であってもよく、例えば2~3重量%であってもよい。
本発明の発光層160は、化学式Iで表される有機金属化合物をドーパント160”物質に含めて使用しつつ、本技術分野で使用されるホスト160’物質として本発明の効果を達成できるものであれば使用することができる。例えば、本発明では、カルバゾール基(carbazole group)を含む化合物をホスト160’として使用することができ、好ましくは、CBP(carbazole biphenyl)、mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)等からなる群より選択されるいずれかホスト物質を含むことができるが、これに限定されるものではない。
また、発光層160と第2電極120との間には、電子輸送層170と電子注入層180とが順次積層されてもよい。電子輸送層170の材料は、高い電子移動度が要求されるが、円滑な電子輸送によって電子を発光層に安定的に供給することができる。
例えば、電子輸送層170の材料は、Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)、Liq(8-hydroxyquinolinolatolithium)、PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole)、TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole)、spiro-PBD、BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium)、SAlq、TPBi(2,2’,2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)、オキサジアゾール(oxadiazole)、トリアゾール(triazole)、フェナントロリン(phenanthroline)、ベンゾオキサゾール(benzoxazole)、ベンゾチアゾール(benzthiazole)、2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole等からなる群より選択される化合物を含むことができ、好ましくは、2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazoleを含むことができるが、これに限定されるものではない。
電子注入層180は、電子の注入を円滑にする役割を担い、電子注入層の材料は、Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)、PBD、TAZ、spiro-PBD、BAlq、SAlq等からなる群より選択される化合物を含むことができるが、これに限定されるものではない。または、電子注入層180は、金属化合物からなってもよく、金属化合物は、例えば、Liq、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、FrF、BeF、MgF、CaF、SrF、BaF、及びRaFからなる群より選択されたいずれか以上であってもよいが、これに限定されるのではない。
本発明の有機電界発光素子は、タンデム(tandem)構造を有する白色有機電界発光素子であってもよい。本発明の一具体例によるタンデム有機電界発光素子の場合、単一の発光スタック(又は発光部)は、電荷生成層(CGL,Charge Generation Layer)によって2つ以上連結した構造に形成されてもよい。有機電界発光素子は、基板上に互いに対向した第1電極及び第2電極と、第1及び第2電極の間に積層されて、特定の波長帯の光を放射する発光層を有する2つ以上の複数の発光スタック(stack;発光部)を含むことができる。複数の発光スタック(発光部)は、互いに同じ色を発光するか、異なる色を発光するようにすることができる。また、1つの発光スタック(発光部)にも発光層を1つ以上含むことができ、複数の発光層は、互いに同じか異なる色の発光層であってもよい。
このとき、複数の発光部に含まれる発光層のうち1つ以上は、本発明による化学式Iで表される有機金属化合物をドーパント物質として含むことができる。タンデム構造における複数本の発光部は、N型(N-type)電荷生成層及びP型(P-type)電荷生成層からなる電荷生成層(CGL)と連結することができる。
本発明の例示的な具体例である図2及び図3は、それぞれ2つの発光部及び3つの発光部を有するタンデム構造の有機電界発光素子を概略的に示した断面図である。
図2に示したように、本発明の有機電界発光素子100は、互いに向い合う第1電極110及び第2電極120と、第1電極110と第2電極120との間に位置する有機層230とを含む。有機層230は、第1電極110と第2電極120との間に位置して、第1発光層261を含む第1発光部(ST1)と、第1発光部(ST1)と第2電極120との間に位置して、第2発光層262を含む第2発光部(ST2)と、第1及び第2の発光部(ST1及びST2)の間に位置する電荷生成層(CGL)と、を含む。電荷生成層(CGL)は、N型電荷生成層291及びP型電荷生成層292を含むことができる。第1発光層261及び第2発光層262のうち1つ以上は、本発明による化学式Iで表される有機金属化合物をドーパントとして含むことができる。例えば、図2に示されたように、第2発光部(ST2)の第2発光層262のホスト262’と共に、化学式Iで表される有機金属化合物をドーパント262”として含むことができる。図2には示されていないものの、第1及び第2の発光部(ST1及びST2)それぞれには、第1発光層261及び第2発光層262のほか、追加発光層をさらに含むことができる。
図3に示したように、本発明の有機電界発光素子100は、互いに向い合う第1電極110及び第2電極120と、第1電極110と第2電極120との間に位置する有機層330とを含む。有機層330は、第1電極110と第2電極120との間に位置して、第1発光層261を含む第1発光部(ST1)と、第2発光層262を含む第2発光部(ST2)と、第3発光層263を含む第3発光部(ST3)と、第1及び第2の発光部(ST1及びST2)の間に位置する第1電荷生成層(CGL1)と、第2及び第3の発光部(ST2及びST3)の間に位置する第2電荷生成層(CGL2)と、を含む。第1及び第2の電荷生成層(CGL1及びCGL2)は、それぞれN型電荷生成層291,293及びP型電荷生成層292,294を含むことができる。第1発光層261、第2発光層262、及び第3発光層263のうち1つ以上は、本発明による化学式Iで表される有機金属化合物をドーパントとして含むことができる。例えば、図3に示されたように、第2発光部(ST2)の第2発光層262のホスト262’と共に、化学式Iで表される有機金属化合物をドーパント262”として含むことができる。図3には示されていないものの、第1、第2、及び第3の発光部(ST1、ST2、及びST3)それぞれには、第1発光層261、第2発光層262、及び第3発光層263のほか、追加発光層をさらに含むことができる。
さらに、本発明の一具体例による有機電界発光素子は、第1電極及び第2電極の間に4つ以上の発光部と3つ以上の電荷生成層が配置されたタンデム構造を含むことができる。
本発明による有機電界発光素子は、有機発光表示装置及び有機電界発光素子を適用した照明装置等に活用することができる。一具体例として、図4は、本発明の例示的な実施形態による有機電界発光素子が適用された有機発光表示装置を概略的に示した断面図である。
図4に示されたように、有機発光表示装置3000は、基板3010と、有機電界発光素子4000と、有機電界発光素子4000を覆う封止フィルム3900と、を含むことができる。基板3010上には、駆動素子である駆動薄膜トランジスタ(Td)と、駆動薄膜トランジスタ(Td)に連結される有機電界発光素子4000とが位置する。
図4には明示的に示していないものの、基板3010上には、互いに交差して画素領域を定義するゲート配線及びデータ配線と、ゲート配線及びデータ配線のうちいずれかと平行に離隔して延在するパワー配線と、ゲート配線及びデータ配線に連結されるスイッチング薄膜トランジスタと、パワー配線及びスイッチング薄膜トランジスタの一電極に連結されるストレージキャパシタと、がさらに形成される。
駆動薄膜トランジスタ(Td)は、スイッチング薄膜トランジスタに連結されて、半導体層3100と、ゲート電極3300と、ソース電極3520と、ドレイン電極3540と、を含む。
半導体層3100は、基板3010上に形成されて、酸化物半導体物質からなるか、多結晶シリコンからなってもよい。半導体層3100が酸化物半導体物質からなる場合、半導体層3100の下部には遮光パターン(不図示)が形成され得、遮光パターンは、半導体層3100へ光が入射することを防止して、半導体層3100が光によって劣化することを防止する。これとは異なり、半導体層3100は、多結晶シリコンからなってもよく、この場合、半導体層3100の両縁に不純物がドープされていてもよい。
半導体層3100の上部には、絶縁物質からなるゲート絶縁膜3200が基板3010の前面に形成される。ゲート絶縁膜3200は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物といった無機絶縁物質からなってもよい。
ゲート絶縁膜3200の上部には、金属のような導電性物質からなるゲート電極3300が、半導体層3100の中央に対応して形成される。ゲート電極3300は、スイッチング薄膜トランジスタに連結される。
ゲート電極3300の上部には、絶縁物質からなる層間絶縁膜3400が基板3010の前面に形成される。層間絶縁膜3400は、シリコン酸化物やシリコン窒化物といった無機絶縁物質で形成されるか、ベンゾシクロブテン(benzocyclobutene)やフォトアクリル(photo-acryl)といった有機絶縁物質で形成されてもよい。
層間絶縁膜3400は、半導体層3100の両側を露出する第1及び第2の半導体層コンタクト孔3420,3440を有する。第1及び第2の半導体層コンタクト孔3420,3440は、ゲート電極3300の両側にゲート電極3300と離隔して位置する。
層間絶縁膜3400上には、金属のような導電性物質からなるソース電極3520とドレイン電極3540が形成される。ソース電極3520とドレイン電極3540は、ゲート電極3300を中心に離隔して位置し、それぞれ第1及び第2の半導体層コンタクト孔3420,3440を介して半導体層3100の両側と接触する。ソース電極3520は、パワー配線(不図示)に連結される。
半導体層3100、ゲート電極3300、ソース電極3520、ドレイン電極3540は、駆動薄膜トランジスタ(Td)を構成し、駆動薄膜トランジスタ(Td)は、半導体層3100の上部にゲート電極3300、ソース電極3520、及びドレイン電極3540が位置する共面(coplanar)構造を有する。
これとは異なり、駆動薄膜トランジスタ(Td)は、半導体層の下部にゲート電極が位置し、半導体層の上部にソース電極とドレイン電極が位置する逆スタガード(inverted staggered)構造を有してもよい。この場合、半導体層は、非晶質シリコンからなってもよい。一方、スイッチング薄膜トランジスタ(不図示)は、駆動薄膜トランジスタ(Td)と実際同様の構造を有してもよい。
一方、有機発光表示装置3000は、有機電界発光素子4000で生成された光を吸収するカラーフィルター3600を含むことができる。例えば、カラーフィルター3600は、赤(R)、緑(G)、青(B)、及び白(W)の光を吸収することができる。この場合、光を吸収する赤、緑、及び青のカラーフィルターパターンが、各々画素領域別に分離して形成されてもよく、これら各々のカラーフィルターパターンは、吸収しようとする波長帯域の光を放出する有機電界発光素子4000中の有機層4300とそれぞれ重畳するように配置されてもよい。カラーフィルター3600を採用することにより、有機発光表示装置3000は、フルカラー(full-color)を具現することができる。
例えば、有機発光表示装置3000が下部発光方式(bottom-emission type)である場合、有機電界発光素子4000に対応する層間絶縁膜3400の上部に光を吸収するカラーフィルター3600が位置してもよい。例示的な実施形態において、有機発光表示装置3000が上部発光方式(top-emission type)である場合、カラーフィルターは、有機電界発光素子4000の上部、つまり、第2電極4200の上部に位置してもよい。一例として、カラーフィルター3600は、2~5μmの厚さで形成されてもよい。
一方、駆動薄膜トランジスタ(Td)のドレイン電極3540を露出するドレインコンタクト孔3720を有する平坦化層3700は、駆動薄膜トランジスタ(Td)を覆って形成される。
平坦化層3700上には、ドレインコンタクト孔3720を介して駆動薄膜トランジスタ(Td)のドレイン電極3540に連結される第1電極4100が、各画素領域別に分離して形成される。
第1電極4100は、正極(anode)であってもよく、仕事関数の値が比較的大きい導電性物質からなってもよい。例えば、第1電極4100は、ITO、IZO、又はZnOといった透明導電性物質からなってもよい。
一方、有機発光表示装置3000が上部発光方式(top-emission type)である場合、第1電極4100の下部には、反射電極又は反射層がさらに形成されてもよい。例えば、反射電極又は反射層は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、アルミニウム-パラジウム-銅(aluminum-paladium-copper:APC)合金のうちいずれかからなってもよい。
平坦化層3700上には、第1電極4100の縁を覆うバンク層3800が形成される。バンク層3800は、画素領域に対応して、第1電極4100の中心を露出させる。
第1電極4100上には有機層4300が形成され、必要に応じて有機電界発光素子4000は、タンデム(tandem)構造を有してもよく、タンデム構造については、本発明の例示的な実施形態を示す図2~図4と、これに関する上記の説明を参照する。
有機層4300の形成された基板3010の上部に第2電極4200が形成される。第2電極4200は、表示領域の前面に位置し、仕事関数の値が比較的小さい導電性物質からなり、負極(cathode)として利用することができる。例えば、第2電極4200は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム-マグネシウム合金(Al-Mg)のうちいずれかからなってもよい。
第1電極4100、有機層4300、及び第2電極4200は、有機電界発光素子4000を形成する。
第2電極4200上には、外部の水分が有機電界発光素子4000へ侵透することを防止するため、封止フィルム(encapsulation film)3900が形成される。図4には明示的に示していないものの、封止フィルム3900は、第1無機層と、有機層と、無機層とが順次積層された三重層構造を有してもよく、これに限定されるものではない。
以下では、本発明の製造例及び実施例を説明する。しかしながら、下記の実施例は、本発明の一例示だけであり、これに限定されるものではない。
製造例
(1)化合物1の製造
Figure 2023093366000046
化合物D1の製造
反応容器にM1(9.78g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D1(7.36g、収率60%)を得た。
化合物1の製造
反応容器にD1(7.36g、4.5mmol)、pentane-2,4-dione(4.51g、45mmol)、NaCO(9.54g、90mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物1(4.37g、収率55%)を得た。
MS(m/z):882.18
(2)化合物31の製造
Figure 2023093366000047
化合物D31の製造
反応容器にM31(12.82g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D31(8.27g、収率55%)を得た。
化合物31の製造
反応容器にD31(8.27g、4.13mmol)、3,7-diethyl-3,7-dimethylnonane-4,6-dione(9.92g、41mmol)、NaCO(8.74g、82.5mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物31(4.98g、収率50%)を得た。
MS(m/z):1206.46
(3)化合物50の製造
(ステップ1)化合物A1の製造
Figure 2023093366000048
化合物A1-1の製造
反応容器に5-bromo-4,6-dichloropyrimidine(25.6g、112.34mmol)、(1-methoxynaphthalen-2-yl)boronic acid(24.97g、123.57mmol)、Pd(PPh(6.5g、5.62mmol)と、KCO(31.05g、224.68mmol)を1,4-dioxane(500ml)と蒸留水(100ml)に溶解して、15時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。有機層にMgSOを加えて水分を取り除いた後、減圧濾過して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物A1-1(30.51g、収率89%)を得た。
MS(m/z):305.16
化合物A1-2の製造
反応容器にA1-1(30.51g、99.98mmol)をジクロロメタン(450ml)に溶解した後、BBr(23.7ml、249.95mmol)を滴加して、常温で3時間攪拌した。蒸留水を加えて反応完了後、常温で30分間攪拌した後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。有機層にMgSOを加えて水分を取り除いた後、減圧濾過して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物A1-2(28.23g、収率97%)を得た。
MS(m/z):291.13
化合物A1の製造
反応容器にA1-2(28.23g、96.98mmol)とCsCO(47.40g、145.47mmol)を300mlのN,N-dimethylacetamideに加えて、16時間還流した。反応液を常温に冷やした後、セライト濾過して、無機物を除去し、余液を濃縮した。混合物をethylacetateに溶解して、シリカゲルフィルタリング後、減圧濾過して溶媒を除去した。得られた固体をヘキサンでスラリーを調製して、アイボリー固体状の化合物A1(22.47g、収率91%)を得た。
MS(m/z):254.67
(ステップ2)化合物M50の製造
Figure 2023093366000049
反応容器にA1(22.4g、87.96mmol)、2-(4-(tert-butyl)naphthalen-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane(30.02g、96.75mmol)、Pd(PPh(10.17g、8.80mmol)と、KCO(24.31g、175.92mmol)を1,4-dioxane(330ml)と蒸留水(66ml)に溶解して、16時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。有機層にMgSOを加えて水分を取り除いた後、減圧濾過して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物M50(25.84g、収率73%)を得た。
MS(m/z):402.49
(ステップ3)化合物50の製造
Figure 2023093366000050
化合物D50の製造
反応容器にM50(25g、62.11mmol)、2-ethoxyethanolを500ml、蒸留水を167ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(9.95g、28.23mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D50(16.3g、収率56%)を得た。
化合物50の製造
反応容器にD50(16.3g、7.91mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(5.88g、27.68mmol)、NaCO(16.76g、158.16mmol)、300mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物50(8.2g、収率43%)を得た。
MS(m/z):1206.50
(4)化合物57の製造
Figure 2023093366000051
化合物D57の製造
反応容器にM57(13.28g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D57(7.42g、収率48%)を得た。
化合物57の製造
窒素気流下で、反応容器にM57(7.42g、3.6mmol)、THFを200ml加えて、THFに溶けているL57(1.75g、7.9mmol)を徐々に添加した後、常温で一晩中攪拌した。反応完了後、真空減圧してTHFを取り除き、トルエンで抽出後、セライトでフィルタリングした。減圧して、トルエンを除去した後、ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物57(4.65g、収率55%)を得た。
MS(m/z):1175.43
(5)化合物58の製造
Figure 2023093366000052
化合物D58の製造
反応容器にM58(15.13g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D58(8.06g、収率47%)を得た。
化合物58の製造
窒素気流下で、反応容器に2-bromopropane(1.73g、14.10mmol)と、THFを50ml加えて、温度を-78℃に下げた後、n-BuLi(5.8ml、2.5M in hexane)を徐々に添加した。30分後、温度を維持しつつ、N,N’-diisopropylcarbodiimide(1.78g、14.10mmol)を徐々に添加して、30分攪拌した。200mlのTHFにD58(8.06g、3.53mmol)が溶けている反応容器に反応物を添加して、80℃で8時間攪拌した。反応物の温度を常温に下げて揮発性物質を除去し、THF/pentane、dichlormethane/hexane溶媒で再結晶して、化合物58(4.41g、収率49%)を得た。
MS(m/z):1175.43
(6)化合物74の製造
Figure 2023093366000053
化合物D74の製造
反応容器にM74(12.82g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D74(7.82g、収率52%)を得た。
化合物74の製造
反応容器にD74(7.82g、3.9mmol)、3,7-diethyl-3,7-dimethylnonane-4,6-dione(9.37g、39mmol)、NaCO(8.27g、78mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物74(4.23g、収率45%)を得た。
MS(m/z):1206.46
(7)化合物86の製造
Figure 2023093366000054
化合物D86の製造
反応容器にM86(12.82g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D86(6.02g、収率40%)を得た。
化合物86の製造
反応容器にD86(6.02g、3.0mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(6.37g、30mmol)、NaCO(6.36g、60mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物86(2.97g、収率42%)を得た。
MS(m/z):1178.43
(8)化合物102の製造
Figure 2023093366000055
化合物D102の製造
反応容器にM102(10.70g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D102(8.13g、収率62%)を得た。
化合物102の製造
反応容器にD102(8.13g、4.65mmol)、pentane-2,4-dione(4.66g、46.5mmol)、NaCO(9.86g、93mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物102(4.62g、収率53%)を得た。
MS(m/z):938.24
(9)化合物124の製造
Figure 2023093366000056
化合物D124の製造
反応容器にM124(11.70g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D124(7.15g、収率51%)を得た。
化合物124の製造
反応容器にD124(7.15g、3.83mmol)、2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione(7.05g、38.3mmol)、NaCO(8.11g、77mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物124(4.06g、収率49%)を得た。
MS(m/z):1082.32
(10)化合物148の製造
Figure 2023093366000057
化合物D148の製造
反応容器にM148(12.42g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D148(5.58g、収率38%)を得た。
化合物148の製造
反応容器にD148(5.58g、2.85mmol)、3,7-diethyl-3,7-dimethylnonane-4,6-dione(6.85g、28.5mmol)、NaCO(6.04g、57mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物148(2.70g、収率40%)を得た。
MS(m/z):1182.36
(11)化合物170の製造
Figure 2023093366000058
化合物D170の製造
反応容器にM170(13.81g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D170(8.77g、収率55%)を得た。
化合物170の製造
反応容器にD170(8.77g、4.13mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(8.76g、41.3mmol)、NaCO(8.74g、83mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物170(4.90g、収率48%)を得た。
MS(m/z):1238.42
(12)化合物177の製造
Figure 2023093366000059
化合物D177の製造
反応容器にM177(13.81g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D177(7.17g、収率45%)を得た。
化合物177の製造
窒素気流下で、反応容器にM177(7.17g、3.4mmol)、THFを200ml加えて、THFに溶けているL177(1.64g、7.4mmol)を徐々に添加した後、常温で一晩中攪拌した。反応完了後、真空減圧して、THFを取り除き、トルエンで抽出後、セライトでフィルタリングした。減圧して、トルエンを除去した後、ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物177(4.08g、収率50%)を得た。
MS(m/z):1207.39
(13)化合物178の製造
Figure 2023093366000060
化合物D178の製造
反応容器にM178(15.66g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D178(7.58g、収率43%)を得た。
化合物178の製造
窒素気流下で、反応容器に2-bromopropane(1.59g、12.90mmol)と、THFを50ml加えて、温度を-78℃に下げた後、n-BuLi(5.3ml、2.5M in hexane)を徐々に添加した。30分後、温度を維持しつつ、N,N’-diisopropylcarbodiimide(1.63g、12.90mmol)を徐々に添加して、30分攪拌した。200mlのTHFにD178(7.58g、3.23mmol)が溶けている反応容器に反応物を添加して、80℃で8時間攪拌した。反応物の温度を常温に下げて揮発性物質を除去し、THF/pentane、dichlormethane/hexane溶媒で再結晶して、化合物178(3.71g、収率44%)を得た。
MS(m/z):1308.54
(14)化合物190の製造
Figure 2023093366000061
化合物D190の製造
反応容器にM190(13.81g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D190(9.09g、収率57%)を得た。
化合物190の製造
反応容器にD190(9.09g、4.28mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(9.08g、42.8mmol)、NaCO(9.06g、86mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物190(4.87g、収率46%)を得た。
MS(m/z):1238.42
(15)化合物216の製造
Figure 2023093366000062
化合物D216の製造
反応容器にM216(14.28g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D216(6.38g、収率39%)を得た。
化合物216の製造
反応容器にD216(6.38g、2.93mmol)、3,7-diethyl-5-methylnonane-4,6-dione(6.62g、29.3mmol)、NaCO(6.20g、59mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物216(2.85g、収率38%)を得た。
MS(m/z):1280.46
(16)化合物223の製造
Figure 2023093366000063
化合物D223の製造
反応容器にM223(12.16g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D223(8.66g、収率60%)を得た。
化合物223の製造
反応容器にD223(8.66g、4.50mmol)、2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione(8.29g、45.0mmol)、NaCO(9.54g、90mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物223(5.10g、収率51%)を得た。
MS(m/z):1110.36
(17)化合物241の製造
Figure 2023093366000064
化合物D241の製造
反応容器にM241(10.64g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D241(6.27g、収率48%)を得た。
化合物241の製造
反応容器にD241(6.27g、3.60mmol)、pentane-2,4-dione(3.60g、36.0mmol)、NaCO(7.63g、72mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物241(3.16g、収率47%)を得た。
MS(m/z):934.29
(18)化合物271の製造
Figure 2023093366000065
化合物D271の製造
反応容器にM271(13.68g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D271(8.07g、収率51%)を得た。
化合物271の製造
反応容器にD271(8.07g、3.83mmol)、3,7-diethyl-3,7-dimethylnonane-4,6-dione(9.19g、38.3mmol)、NaCO(8.11g、77mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物271(4.14g、収率43%)を得た。
MS(m/z):1258.57
(19)化合物290の製造
Figure 2023093366000066
化合物D290の製造
反応容器にM290(14.14g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D290(8.45g、収率52%)を得た。
化合物290の製造
反応容器にD290(8.45g、3.90mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(8.28g、39.0mmol)、NaCO(8.27g、78mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物290(4.42g、収率45%)を得た。
MS(m/z):1258.57
(20)化合物298の製造
Figure 2023093366000067
化合物D298の製造
反応容器にM298(15.99g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D298(7.35g、収率41%)を得た。
化合物298の製造
窒素気流下で、反応容器に2-bromopropane(1.51g、12.30mmol)と、THFを50ml加えて、温度を-78℃に下げた後、n-BuLi(5.0ml、2.5M in hexane)を徐々に添加した。30分後、温度を維持しつつ、N,N’-diisopropylcarbodiimide(1.55g、12.30mmol)を徐々に添加して、30分攪拌した。200mlのTHFにD298(7.35g、3.08mmol)が溶けている反応容器に反応物を添加して、80℃で8時間攪拌した。反応物の温度を常温に下げて揮発性物質を除去し、THF/pentane、dichlormethane/hexane溶媒で再結晶して、化合物298(3.27g、収率40%)を得た。
MS(m/z):1328.69
(21)化合物300の製造
Figure 2023093366000068
化合物D300の製造
反応容器にM300(15.07g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D300(5.13g、収率30%)を得た。
化合物300の製造
窒素気流下で、反応容器にbromobenzene(1.41g、9.00mmol)と、THFを50ml加えて、温度を-78℃に下げた後、n-BuLi(3.7ml、2.5M in hexane)を徐々に添加した。30分後、温度を維持しつつ、N,N’-methanediylidenedicyclohexanamine(1.86g、9.00mmol)を徐々に添加して、30分攪拌した。100mlのTHFにD300(5.13g、2.25mmol)が溶けている反応容器に反応物を添加して、80℃で8時間攪拌した。反応物の温度を常温に下げて揮発性物質を除去し、THF/pentane、dichlormethane/hexane溶媒で再結晶して、化合物300(2.18g、収率35%)を得た。
MS(m/z):1386.68
(22)化合物310の製造
Figure 2023093366000069
化合物D310の製造
反応容器にM310(14.14g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D310(6.33g、収率39%)を得た。
化合物310の製造
反応容器にD310(6.33g、2.93mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(6.21g、29.3mmol)、NaCO(6.20g、59mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物310(2.72g、収率37%)を得た。
MS(m/z):1258.57
(23)化合物330の製造
Figure 2023093366000070
化合物D330の製造
反応容器にM330(14.14g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D330(6.50g、収率40%)を得た。
化合物330の製造
反応容器にD330(6.50g、3.00mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(6.37g、30.0mmol)、NaCO(6.36g、60mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物330(2.95g、収率39%)を得た。
MS(m/z):1258.57
(24)化合物352の製造
Figure 2023093366000071
化合物D352の製造
反応容器にM352(14.14g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D352(6.01g、収率37%)を得た。
化合物352の製造
反応容器にD352(6.01g、2.78mmol)、3,7-diethyl-3,7-dimethylnonane-4,6-dione(6.67g、27.8mmol)、NaCO(5.88g、56mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物352(2.50g、収率35%)を得た。
MS(m/z):1286.60
(25)化合物363の製造
Figure 2023093366000072
化合物D363の製造
反応容器にM363(12.99g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D363(5.32g、収率35%)を得た。
化合物363の製造
反応容器にD363(5.32g、2.63mmol)、2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione(4.84g、26.3mmol)、NaCO(5.56g、53mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物363(2.38g、収率39%)を得た。
MS(m/z):1160.53
(26)化合物382の製造
Figure 2023093366000073
化合物D382の製造
反応容器にM382(11.13g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D382(7.02g、収率52%)を得た。
化合物382の製造
反応容器にD382(7.02g、3.90mmol)、pentane-2,4-dione(3.90g、39.0mmol)、NaCO(8.27g、78mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物382(3.31g、収率44%)を得た。
MS(m/z):964.31
(27)化合物410の製造
Figure 2023093366000074
化合物D410の製造
反応容器にM410(13.71g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D410(7.13g、収率45%)を得た。
化合物410の製造
反応容器にD410(7.13g、3.38mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(7.17g、33.8mmol)、NaCO(7.15g、68mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物410(3.58g、収率43%)を得た。
MS(m/z):1232.53
(28)化合物417の製造
Figure 2023093366000075
化合物D417の製造
反応容器にM417(13.71g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D417(6.50g、収率41%)を得た。
化合物417の製造
窒素気流下で、反応容器にM417(6.50g、3.1mmol)、THF を200ml加えて、THFに溶けているL417(1.49g、6.8mmol)を徐々に添加した後、常温で一晩中攪拌した。反応完了後、真空減圧してTHFを取り除き、トルエンで抽出後、セライトでフィルタリングした。減圧してトルエンを除去した後、ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物417(2.88g、収率39%)を得た。
MS(m/z):1201.50
(29)化合物418の製造
Figure 2023093366000076
化合物D418の製造
反応容器にM418(15.56g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D418(6.84g、収率39%)を得た。
化合物418の製造
窒素気流下で、反応容器に2-bromopropane(1.44g、11.70mmol)と、THFを50ml加えて、温度を-78℃に下げた後、n-BuLi(4.80ml、2.5M in hexane)を徐々に添加した。30分後、温度を維持しつつ、N,N’-diisopropylcarbodiimide(1.48g、11.70mmol)を徐々に添加して、30分攪拌した。200mlのTHFにD418(6.84g、2.93mmol)が溶けている反応容器に反応物を添加して、80℃で8時間攪拌した。反応物の温度を常温に下げて揮発性物質を除去し、THF/pentane、dichlormethane/hexane溶媒で再結晶して、化合物418(2.90g、収率38%)を得た。
MS(m/z):1302.65
(30)化合物426の製造
Figure 2023093366000077
化合物D426の製造
反応容器にM426(13.71g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応終決後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D426(5.86g、収率37%)を得た。
化合物426の製造
反応容器にD426(5.86g、2.28mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(5.89g、27.8mmol)、NaCO(5.88g、56mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物426(2.39g、収率35%)を得た。
MS(m/z):1232.53
(31)化合物441の製造
(ステップ1)化合物A2の製造
Figure 2023093366000078
化合物A2-1の製造
反応容器に4,6-dichloropyrimidine(25g、167.81mmol)、(3-nitronaphthalen-2-yl)boronic acid(40.05g、184.59mmol)、Pd(PPh(9.7g、8.39mmol)と、KCO(46.38g、335.62mmol)を1,4-dioxane(500ml)と蒸留水(100ml)に溶解して、15時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。有機層にMgSOを加えて水分を取り除いた後、減圧濾過して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物A2-1(36.43g、収率76%)を得た。
MS(m/z):285.69
化合物A2-2の製造
反応容器にA2-1(36.43g、127.53mmol)とPPh(83.62g、318.82mmol)を1,2-dichlorobenzene(400ml)に溶解して、15時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。有機層にMgSOを加えて水分を取り除いた後、減圧濾過して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物A2-2(22.32g、収率69%)を得た。
MS(m/z):253.69
化合物A2の製造
反応容器にA2-2(22.32g、87.98mmol)、iodobenzene(19.74g、94.78mmol)、CuI(15g、87.98mmol)、trans-1、2-cyclohexanediamine(10.05g、87.98mmol)とNaOH(7.04g、175.96mmol)をトルエン(250ml)に溶解して、16時間還流した。反応液を常温に冷やした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。有機層にMgSOを加えて水分を取り除いた後、減圧濾過して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、アイボリー固体状の化合物A2(25.2g、収率87%)を得た。
MS(m/z):329.78
(ステップ2)化合物M441の製造
Figure 2023093366000079
反応容器にA2(25.2g、76.41mmol)、(3,5-dimethylphenyl)boronic acid(12.61g、84.05mmol)、Pd(PPh(8.83g、7.64mmol)と、KCO(21.12g、152.82mmol)を1,4-dioxane(375ml)と蒸留水(75ml)に溶解して、16時間還流した。反応完了後、常温に冷やした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。有機層にMgSOを加えて水分を取り除いた後、減圧濾過して溶媒を除去した。ヘキサンとMCでカラムクロマトグラフィーして、化合物M441(22.28g、収率73%)を得た。
MS(m/z):399.49
(ステップ3)化合物441の製造
Figure 2023093366000080
化合物D441の製造
反応容器にM441(13.18g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D441(5.07g、収率33%)を得た。
化合物441の製造
反応容器にD441(5.07g、2.48mmol)、1,3-dicyclohexyl-2-methylpropane-1,3-dione(6.20g、24.8mmol)、NaCO(5.25g、50mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物441(1.90g、収率31%)を得た。
MS(m/z):1238.48
(32)化合物470の製造
Figure 2023093366000081
化合物D470の製造
反応容器にM470(13.71g、33mmol)、2-ethoxyethanolを200ml、蒸留水を66ml加えて、1時間窒素バブリングした後、IrCl・HO(5.29g、15mmol)を添加して、24時間還流した。反応完了後、温度を徐々に常温に下げて生成された固体をフィルタリングした。フィルタリングした固体をメタノールで洗って乾燥し、化合物D470(6.34g、収率40%)を得た。
化合物470の製造
反応容器にD470(6.34g、3.00mmol)、3,7-diethylnonane-4,6-dione(6.37g、30.0mmol)、NaCO(6.36g、60mmol)、200mlの2-ethoxyethanolを加えて、窒素雰囲気下で24時間還流した。反応完了後、反応物にジクロロメタンを加えて、反応生成物を溶かした後、ジクロロメタンと蒸留水を用いて抽出した。MgSOを用いて有機層の水を取り除き、フィルタリング後、減圧して溶媒を除去した。ヘキサンとジクロロメタンでカラムクロマトグラフィーして、化合物470(2.88g、収率39%)を得た。
MS(m/z):1232.53
実施例
<実施例1>
ITO(インジウムスズ酸化物)が1,000Åの厚さで薄膜コーティングしたガラス基板を洗浄した後、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール等の溶剤で超音波洗浄を行い、乾燥させた。準備したITO透明電極上に、正孔注入材料でHI-1を60nm厚さで熱真空蒸着した後、正孔輸送材料でNPBを80nm厚さで熱真空蒸着した。輸送材料上に発光層のドーパントは化合物1、ホストはCBPを使用しており、ドーピング濃度は5%、厚さは30nmで熱真空蒸着した。発光層上にET-1:Liq(1:1)(30nm)を電子輸送層と電子注入層の材料で熱真空蒸着した後、100nm厚さのアルミニウムを蒸着して、負極を形成し、有機発光素子を製作した。
Figure 2023093366000082
HI-1は、N1,N1’-([1,1’-biphenyl]-4,4’-diyl)bis(N1,N4,N4-triphenylbenzene-1,4-diamine)を意味する。
ET-1は、2-(4-(9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracen-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazoleを意味する。
<比較例1及び実施例2~95>
上記実施例1において、ドーパントとして化合物1に代えて、下記の表1~8に示した化合物を使用したことを除いては、実施例1と同様の方法により比較例1及び実施例2~95の有機電界発光素子を製作した。比較例1で使用したドーパント物質であるRDの構造は、次のとおりである。
Figure 2023093366000083
<有機電界発光素子の性能評価>
上記比較例1及び実施例1~95に従って製造された有機電界発光素子に対して、10mA/cmの電流で駆動時、駆動電圧及び効率特性と、20mA/cmに加速した寿命特性とを比較して、駆動電圧(V)、EQE(%)、LT95(%)を測定しており、比較例1に対する相対値に換算し、その結果を下記表1~3に示した。LT95は、寿命(Lifetime)の評価方法であり、有機電界発光素子が最初明るさの5%を失うのにかかる時間を意味する。
Figure 2023093366000084
Figure 2023093366000085
Figure 2023093366000086
Figure 2023093366000087
Figure 2023093366000088
Figure 2023093366000089
Figure 2023093366000090
Figure 2023093366000091
上記表1~8の結果から分かるように、本発明の実施例1~95で使用した有機金属化合物を発光層のドーパントとして適用した有機電界発光素子は、比較例1に比べて駆動電圧が低くなり、外部量子効率(EQE)及び寿命(LT95)が向上した。
以上、添付の図面を参照して、本明細書の実施例をさらに詳説したが、本明細書は、必ずしもこれら実施例に限られるものではなく、本明細書の技術思想を外れない範囲内における様々な変形実施が可能である。よって、本明細書に開示の実施例は、本明細書の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、これら実施例によって本明細書の技術思想の範囲が限定されるものではない。よって、以上に記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。本明細書の保護範囲は、請求の範囲によって解釈すべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本明細書の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。
100、4000 有機電界発光素子
110、4100 第1電極
120、4200 第2電極
130、230、330、4300 有機層
140 正孔注入層
150 正孔輸送層
251 第1正孔輸送層
252 第2正孔輸送層
253 第3正孔輸送層
160 発光層
261 第1発光層
262 第2発光層
263 第3発光層
160’、262’ ホスト
160”、262” ドーパント
170 電子輸送層
271 第1正孔輸送層
272 第2正孔輸送層
273 第3正孔輸送層
180 電子注入層
3000 有機発光表示装置
3010 基板
3100 半導体層
3200 ゲート絶縁膜
3300 ゲート電極
3400 層間絶縁膜
3420 第1の半導体層コンタクト孔
3440 第2の半導体層コンタクト孔
3520 ソース電極
3540 ドレイン電極
3600 カラーフィルター
3700 平坦化層
3720 ドレインコンタクト孔
3800 バンク層
3900 封止フィルム

Claims (14)

  1. 下記の化学式Iで表される有機金属化合物であって、
    Figure 2023093366000092
    前記化学式Iにおいて、
    Mは、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pd、Pt、及びAuからなる群より選択される一種であり、
    は、水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であり、
    及びXは、それぞれ炭素であり、
    ~Xは、それぞれ独立にCR及びNのうちから選択される一種であり、
    ~Xの置換基のうち隣接する2つの置換基は、互いに連結されて、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC2-C20のヘテロシクロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC2-C20のヘテロアリールアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、及び置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基からなる群より選択される一種の環構造を形成することができ、
    は、水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であり、
    (Z-Z)は、二座配位子(bidentate ligand)であり;
    mは1、2又は3であり、nは0、1又は2であり、m及びnの和は、金属(M)の酸化数であり、
    Rは、X及びXに連結して形成される縮合環であり、下記の化学式II~化学式IVからなる群より選択される一種の構造であり、
    Figure 2023093366000093
    Figure 2023093366000094
    Figure 2023093366000095
    前記化学式II~化学式IVにおいて、
    Yは、BR19、CR1920、C=O、CNR19、SiR1920、NR19、PR19、AsR19、SbR19、P(O)R19、P(S)R19、P(Se)R19、As(O)R19、As(S)R19、As(Se)R19、Sb(O)R19、Sb(S)R19、Sb(Se)R19、N、O、S、Se、Te、SO、SO、SeO、SeO、TeO、及びTeOからなる群より選択される一種であり、
    ~R18は、それぞれ独立に水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種であり、
    19及びR20は、それぞれ独立に水素、重水素、ハロゲン、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、置換又は非置換されたC1-C20のアルキル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルキル基、置換又は非置換されたC7-C20のアリールアルキル基、置換又は非置換されたC1-C20のアルケニル基、置換又は非置換されたC3-C20のシクロアルケニル基、置換又は非置換されたC1-C20のヘテロアルケニル基、アルキニル基、置換又は非置換されたC6-C30のアリール基、置換又は非置換されたC3-C30のヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アシル基、カルボニル基、カルボン酸基、エステル基、ニトリル基、イソニトリル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、及びホスフィノ基からなる群より選択される一種である、
    有機金属化合物。
  2. 前記化学式Iは、下記の化学式II-1、II-2、III-1、III-2、IV-1、及びIV-2からなる群より選択される一種の構造であり、
    Figure 2023093366000096
    Figure 2023093366000097
    Figure 2023093366000098
    Figure 2023093366000099
    Figure 2023093366000100
    Figure 2023093366000101
    前記化学式II-1、II-2、III-1、III-2、IV-1、及びIV-2各々のY、X~X、Ra、R、R~R18、(Z-Z)、m、及びnは、請求項1に定義したとおりである、
    請求項1に記載の有機金属化合物。
  3. 前記Mは、Ir(イリジウム)である、
    請求項1に記載の有機金属化合物。
  4. 前記mは1であり、nは2である、
    請求項1に記載の有機金属化合物。
  5. 前記mは2であり、nは1である、
    請求項1に記載の有機金属化合物。
  6. 前記mは3であり、nは0である、
    請求項1に記載の有機金属化合物。
  7. 前記化学式Iで表される化合物は、下記の化合物1~化合物543からなる群より選択された1つである、
    請求項1に記載の有機金属化合物。
    Figure 2023093366000102
    Figure 2023093366000103
    Figure 2023093366000104
    Figure 2023093366000105
    Figure 2023093366000106
    Figure 2023093366000107
    Figure 2023093366000108
    Figure 2023093366000109
    Figure 2023093366000110
    Figure 2023093366000111
    Figure 2023093366000112
    Figure 2023093366000113
    Figure 2023093366000114
    Figure 2023093366000115
    Figure 2023093366000116
    Figure 2023093366000117
    Figure 2023093366000118
    Figure 2023093366000119
    Figure 2023093366000120
    Figure 2023093366000121
    Figure 2023093366000122
    Figure 2023093366000123
    Figure 2023093366000124
    Figure 2023093366000125
    Figure 2023093366000126
    Figure 2023093366000127
    Figure 2023093366000128
    Figure 2023093366000129
    Figure 2023093366000130
    Figure 2023093366000131
  8. 第1電極と、
    前記第1電極と向かい合う第2電極と、
    前記第1電極及び第2電極の間に配置される有機層と、を含み、
    前記有機層は、発光層を含み、前記発光層は、ドーパント物質を含み、
    前記ドーパント物質は、請求項1~7のうちいずれか一項による有機金属化合物を含む、
    有機電界発光素子。
  9. 前記発光層は、赤色発光層である、
    請求項8に記載の有機電界発光素子。
  10. 前記発光層は、ホスト物質をさらに含む、
    請求項8に記載の有機電界発光素子。
  11. 前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層からなる群より選択された一種以上をさらに含む、
    請求項8に記載の有機電界発光素子。
  12. 前記第1電極と向かい合う第2電極と、
    前記第1電極及び第2電極の間に位置する第1発光部及び第2発光部とを含み、
    前記第1発光部及び第2発光部は、それぞれ1つ以上の発光層を含み、
    前記発光層のうち少なくとも1つは、赤色燐光発光層であり、
    前記赤色燐光発光層は、ドーパント物質を含み、
    前記ドーパント物質は、請求項1~7のうちいずれか一項による有機金属化合物を含む、
    有機電界発光素子。
  13. 前記第1電極と向かい合う第2電極と、
    前記第1電極及び第2電極の間に位置する第1発光部、第2発光部、及び第3発光部とを含み、
    前記第1発光部、第2発光部、及び第3発光部は、それぞれ1つ以上の発光層を含み、
    前記発光層のうち少なくとも1つは、赤色燐光発光層であり、
    前記赤色燐光発光層は、ドーパント物質を含み、
    前記ドーパント物質は、請求項1~7のうちいずれか一項による有機金属化合物を含む、
    有機電界発光素子。
  14. 基板と、
    前記基板に位置する駆動素子と、
    前記基板に位置して、前記駆動素子に連結される、請求項8の有機電界発光素子と、を含む、
    有機発光表示装置。
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