JP7138654B2 - 金属錯体 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子における、特に発光体としての使用に好適なイリジウム錯体に関する。
従来技術によると、燐光有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)に使用される三重項発光体は、特にイリジウム錯体、特に、芳香族配位子を有する、ビス-およびトリス-オルト-金属化錯体であり、配位子は、負に帯電した炭素原子および電荷を持たない窒素原子、または負に帯電した炭素原子および電荷を持たないカルベン炭素原子を介して金属に結合される。そのような錯体の例としては、トリス(フェニルピリジル)イリジウム(III)およびそれらの誘導体、ならびに多くの関連する錯体(例えば1-または3-フェニルイソキノリン配位子または2-フェニルキノリン配位子を有する)が挙げられる。この種の錯体は多脚型配位子としても知られており、例えばWO2016/124304に開示される。多脚型配位子を有するこれらの錯体は、多脚型のブリッジを有していないことを除いてその他の点では同一の錯体構造を有する錯体に対して優位さを示すが、まだ改善の余地がある。より具体的には、化合物のルミネッセンスの効率において、改善の余地があり、これによって、より長い寿命を達成することが可能となる。
それゆえ、本発明によって解決される課題は、OLEDにおける使用のための発光体として好適な改良された金属錯体の提供である。より具体的には、本発明によって解決される課題は、OLEDにおける発光体として使用されたばあいに、改良されたEQEおよび改良された電力効率、その結果さらに改良された寿命へと導く金属錯体の提供である。
驚くべきことに、この課題は、以下に示される構造を有する三脚型六座配位子を有する金属錯体によって解決され、これは、有機エレクトロルミネッセンス素子における使用に非常に好適であることがわかってきた。それゆえ、本発明は、これらの金属錯体およびこれらの錯体を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供するものである。
したがって、本発明は式(1)の化合物を提供する。
Figure 0007138654000001
式中、使用される記号は以下のとおりである:
は、以下の式(2)の副配位子であり、2つのD基を介してイリジウムに配位し、点線の結合を介してVに結合され;
Figure 0007138654000002
ここで:
Dは、CまたはNであり、ただし、1つのDがCであり、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;
Zは、CR’、CRまたはNであり、ただし、ちょうど1つのZがCR’であり、他のZがCRまたはNであり;
ここで、環あたり最大1つの記号XまたはZがNであり;
R’は、以下の式(3)または(4)の基であり;
Figure 0007138654000003
式中、点線の結合は基への結合を示し;
R’’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~10の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基(これは、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(これは、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2~10の炭素原子を有するアルケニル基(これは、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)であり;同時に、隣接するフェニル基上の2つの隣接するR’’ラジカルまたは2つのR’’ラジカルがともに環系を形成していてもよく;または隣接するフェニル基上の2つのR’’がともにOおよびSから選択される基であり、2つのフェニル環がブリッジする基とともにジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェンとなるのであり、さらなるR’’は上記に記載のとおりであり;
nは、0、1、2、3、4または5であり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、1つの炭素原子および1つの窒素原子を介して、または2つの炭素原子を介して、または2つの窒素原子を介して、イリジウムに配位する、二座モノアニオン性副配位子であり、これは1以上のRラジカルによって置換されていてもよく;
Vは、式(5)の基であり、式中、点線の結合は副配位子LおよびLへの結合の位置を示し、
Figure 0007138654000004
ここで:
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;
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(R、OR、SR、CN、NO、COOH、C(=O)N(R、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、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R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CH基はSi(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5~10の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上の非芳香族R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、2つのRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R、OR、SR、CN、NO、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、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R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CH基はSi(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5~10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R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、2以上のRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1~20の炭素原子を有する、脂肪族有機ラジカル、特にヒドロカルビルラジカル、であり、これは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く;
同時に、3つの二座副配位子LおよびLが、ブリッジVによるものとは別に、さらなるブリッジによって閉じられ、クリプテートを形成していてもよい。
したがって、本発明によれば、配位子は、1つの二座副配位子Lおよび2つの二座副配位子Lを有する三脚型六座配位子である。「二座(Bidentate)」は、錯体中の特定の副配位子が2つの配位部位を介してイリジウムに配位、または結合することを意味する。「三脚型(Tripodal)」は、配位子が、ブリッジVまたは式(5)のブリッジに結合された、3つの副配位子を有することを意味する。配位子が3つの二座副配位子を有するので、全体として、6座配位子、つまり6つの配位部位を介してイリジウムに配位または結合する配位子である。本発明の意味において、「二座副配位子(bidentate sub-ligand)」という表現は、ブリッジVまたは式(5)のブリッジが存在しない場合に、LまたはLがそれぞれのケースにおいて二座配位子であることを意味する。しかしながら、この二座配位子から水素原子の形式上取り去られ、ブリッジVまたは式(5)のブリッジに結合した結果、もはや分離した配位子ではなく、六座配位子の一部であり、それゆえ、用語「副配位子」が使用される。
したがって、本発明の化合物の配位子は、以下の構造を有する:
Figure 0007138654000005
本明細書において、配位子または副配位子がイリジウムに配位または結合していると記載されているとき、これは、本発明の意味において、結合の共有部分に関わらず、配位子または副配位子のイリジウムへの任意の種類の結合のことである。
2つのRまたはRラジカルがともに環系を形成している場合、それは、単環状もしくは多環状の、脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族であってよい。この場合に、ともに環系を形成するこれらのラジカルは隣接していてもよく、これは、これらのラジカルが同一の炭素原子または直接互いに隣接している炭素原子に、結合されていることを意味し、これらはさらに互いから取り除かれていてもよい。好ましくは、互いに直接結合された炭素原子に結合されたラジカルにおけるこの種の環形成である。式(3)または式(4)における、2つのR’’ラジカルが互いに環系を形成している場合、それは、脂肪族環系である。隣接するフェニル基上の2つの置換基R’’による環形成のケースにおいて、形成されるものは、フルオレン、あたはフェナントレンまたはトリフェニレンである。上記の、隣接するフェニル基上の2つのR’’がともにOおよびSから選択される基であり、2つのフェニル環がブリッジングする基とともにジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンとなることも同様に可能である。
本発明の意味において、2以上のラジカルがともに環を形成してもよい、という用語は、とりわけ、2つのラジカルが、2つの水素原子の形式的な削除とともに、化学結合によって互いに結合されることを意味するものと解される。これは、以下のスキームによって示される:
Figure 0007138654000006
さらに、上述の用語は、2つのラジカルのうちの1つが水素である場合に、2つめのラジカルがその水素原子が結合された位置で結合し、環を形成することを意味するものとも解される。これは、以下のスキームによって示される:
Figure 0007138654000007
さらに、上記の用語は、2つのラジカルがアルケニル基である場合、ラジカルがともに環を形成し、縮合アリール基を形成することを意味するものと解される。同様に、アリールオキシ置換基のケースにおいて縮合ベンゾフラン基の形成も可能であり、アリールアミノ置換基のケースにおいて縮合インドール基の形成も可能である。これらは、以下のスキームによって示される:
Figure 0007138654000008
本発明の意味での、環状、アルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基は、単環、二環、または多環基を意味するものと解される。
本発明の意味において、C-~C20-アルキル基(さらに、これらの個々の水素原子またはCH基は、上記した基によって置換されていてもよい)は、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、シクロプロピル、n-ブチル、i-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、シクロブチル、2-メチルブチル、n-ペンチル、s-ペンチル、t-ペンチル、2-ペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、n-ヘキシル、s-ヘキシル、t-ヘキシル、2-ヘキシル、3-ヘキシル、ネオヘキシル、シクロヘキシル、1-メチルシクロペンチル、2-メチルペンチル、n-ヘプチル、2-ヘプチル、3-ヘプチル、4-ヘプチル、シクロヘプチル、1-メチルシクロヘキシル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、シクロオクチル、1-ビシクロ[2.2.2]オクチル、2-ビシクロ[2.2.2]オクチル、2-(2,6-ジメチル)オクチル、3-(3,7-ジメチル)オクチル、アダマンチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、2,2,2-トリフルオロエチル、1,1-ジメチル-n-ヘキサ-1-イル、1,1-ジメチル-n-ヘプタ-1-イル、1,1-ジメチル-n-オクタ-1-イル、1,1-ジメチル-n-デカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-ドデカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-テトラデカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-ヘキサデカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-オクタデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ヘキサ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ヘプタ-1-イル、1,1-ジエチル-n-オクタ-1-イル、1,1-ジエチル-n-デカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ドデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-テトラデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ヘキサデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-オクタデカ-1-イル、1-(n-プロピル)シクロヘキサ-1-イル、1-(n-ブチル)シクロヘキサ-1-イル、1-(n-ヘキシル)シクロヘキサ-1-イル、1-(n-オクチル)シクロヘキサ-1-イル-および1-(n-デシル)シクロヘキサ-1-イルラジカルを意味するものと解される。アルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニルまたはシクロオクタジエニルを意味するものと解される。アルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、へプチニルまたはオクチニルを意味するものと解される。OR基は、例えば、メトキシ、トリフルオロメトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、i-プロポキシ、n-ブトキシ、i-ブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシまたは2-メチルブトキシを意味するものと解される。
本発明の意味において、アリール基は6~10の炭素原子を含む;本発明の意味において、ヘテロアリール基は2~10の炭素原子および少なくとも1つのヘテロ原子を含み、ただし、炭素原子およびヘテロ原子の合計は少なくとも5である。ヘテロ原子は、好ましくはN、Oおよび/またはSから選択される。このケースにおいて、ヘテロアリール基は、好ましくは、3以下のヘテロ原子を含む。アリール基またはヘテロアリール基は、単一の芳香環もしくは単一のヘテロ芳香環、または縮合アリールもしくはヘテロアリール基を意味するものと解される。本発明のアリールまたはヘテロアリール基の例としては、ベンゼン、ナフタレン、フラン、ベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ピロール、インドール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、ピラゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピリジミダゾール、ピラジンイミダゾール、ベンゾオキサゾール、1,2-チアゾール、1,3-チアゾール、およびベンゾチアゾールから誘導される基が挙げられる。
橋頭V、つまり式(5)の構造の好ましい形態が以降に示される。式(5)の基の好ましい形態は、以下の式(6)および(7)の構造である:
Figure 0007138654000009
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
本発明の好ましい形態において、式(5)の基中の全てのX基がCRであり、式(5)の中央の三価の環がベンゼンである。
式(6)の三価の中央ベンゼン環の好ましいRラジカルは以下である:
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、OR、1~10の炭素原子を有する、好ましくは1~4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、好ましくは2~4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、好ましくは3~6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、アルキルまたはアルケニル基は、それぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置き換えられていてもよいが、好ましくは非置換である)、または1以上の非芳香族Rラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基、または5または6の芳香族環原子を有し、1以上の非芳香族Rラジカルによって置換されていてもよい、ヘテロアリール基であり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、OR、1~10の炭素原子を有する、好ましくは1~4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、好ましくは2~4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、好ましくは3~6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、アルキルまたはアルケニル基は、それぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置き換えられていてもよいが、好ましくは非置換である)、または1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基、または5または6の芳香族環原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、ヘテロアリール基であり;同時に、2以上の隣接するRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1~10の炭素原子を有する、脂肪族有機ラジカル、好ましくは1~4の炭素原子を有する、脂肪族ヒドロカルビルラジカルであり、これは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。
より好ましくは、式(6)の中央の環の全ての置換基RがHである。それゆえ、より好ましくは、式(6)の基は、以下の式(6’)の構造である:
Figure 0007138654000010
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
式(5)、(6)および(7)の基に現れるような好ましい二価のアリーレンまたはヘテロアリーレン単位について以降に開示する。式(5)~(7)の構造から明らかなように、これらの構造は、3つのオルト結合された二価のアリーレンまたはヘテロアリーレン単位を含む。
式(5)の基は、正式には以下の式(5’)によって示されうる。ここで、式(5)および(5’)は同一の構造を示す:
Figure 0007138654000011
式中、Arはそれぞれのケースにおいて同一であるかまたは異なり、以下の式(8)の基である:
Figure 0007138654000012
式中、点線の結合は、それぞれのケースにおいて、二座副配位子LまたはLのこの構造への結合の位置を示し、*は、式(8)の単位の、中央の三価のアリールまたはヘテロアリール基への結合の位置を示し、Xは上記に記載された意味を有する。X=CRのときの式(8)の基の好ましい置換基は、上述の置換基Rから選択される。
式(8)の基は、芳香族またはヘテロ芳香族6員環である。本発明の好ましい形態において、式(8)の基は、アリールまたはヘテロアリール基において1以下のヘテロ原子を含む。これは、この基に結合されたどの置換基もヘテロ原子を含むことができないことを意味するわけではない。さらにこの定義は、置換基による環の形成によって、縮合された、芳香族もしくはヘテロ芳香族構造(例えば、ナフタレン、ベンゾイミダゾール等)を生じさせることができないことを意味するわけではない。したがって、式(8)の基は、好ましくは、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、およびピリダジンから選択される。
式(8)の基の好ましい形態は、以下の式(9)~(16)の構造である:
Figure 0007138654000013
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
特に好ましくは、式(9)~(13)の、所望により置換された6員環の芳香族環および6員環のヘテロ芳香族環である。さらに特に好ましくは、オルトフェニレン、つまり式(9)の基である。
同時に、上述の置換基の記述において記述されたように、隣接する置換基が共に環を形成することが可能であり、縮合アリールおよびヘテロアリール基を含む縮合構造(例えば、ナフタレン、キノリン、ベンゾイミダゾール、カルバゾール、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェン)を形成する。
このケースにおいて、式(5)、(6)および(7)または式(5’)に存在する、式(8)の3つの基は、同一であるかまたは異なっていてもよい。本発明の好ましい形態において、式(8)中の3つ全ての基が同一であり、同一の置換基を有する。
より好ましくは、式(6)および(7)の構造は、以下の式(6a)および(7a)の構造から選択される:
Figure 0007138654000014
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
式(6a)の好ましい形態は、以下の式(6a’)の構造である:
Figure 0007138654000015
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
より好ましくは、式(6)、(6a)、(6a’)、(7)および(7a)のR基は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、または1~4の炭素原子を有するアルキル基である。最も好ましくは、R=Hである。したがって、さらに特に好ましくは、以下の式(6b)および(7b)の構造である:
Figure 0007138654000016
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
以降に、二座配位子Lの記載が続く。上記のように、副配位子Lは、式(2)の構造を有し、式(3)または(4)のちょうど1つの基によって置換されている。
本発明の好ましい形態において、Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRである。さらに好ましくは、1つのZ基がCRであり、他のZ基がCR’である。より好ましくは、式(2)の副配位子において、X基は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRであり、同時に、1つのZ基がCRであり、他のZ基がCR’である。したがって、副配位子Lは、好ましくは、以下の式(2a)~(2d)の構造を有する:
Figure 0007138654000017
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
より好ましくは、式(2)の副配位子は、以下の式(2a’)~(2d’)の構造を有する:
Figure 0007138654000018
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
式(2)または式(2a)~(2d)または式(2a’)~(2d’)の副配位子L中のRラジカルは、好ましくは、H、D、CN、OR、1~6の炭素原子を有する、好ましくは1~3の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または3~6の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基または2~6の炭素原子を有する、好ましくは2~4の炭素原子を有する、アルケニル基(これらのそれぞれは、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい)、または1以上の非芳香族Rラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基からなる群から選択される。ここで、2以上の隣接するRラジカルがともに環系を形成することもできる。
このケースにおいて、配位原子に対してと、Vへの結合に対してまたは式(5)の基に対して、の両方に、オルト位で結合された置換基Rは、好ましくは、H、D、Fおよびメチル、より好ましくはH、Dおよびメチル、特にはHおよびD、からなる群から選択される。
さらに、R’に対してオルト位である全ての置換基RがHまたはDであることが好ましい。
副配位子L中のRラジカルがともに環系を形成する場合、好ましくは、脂肪族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族環系である。さらに、副配位子Lの2つの環の2つのRラジカルの間の環形成が好ましく、好ましくはフェナントリジン、つまりさらに窒素原子を含んでいてもよいフェナントリジンを形成する。Rラジカルがともにヘテロ芳香族環系を形成する場合、これは好ましくは、キノリン、イソキノリン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェンおよびカルバゾール(これらのそれぞれは1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、ここでジベンゾフラン、ジベンゾチオフェンおよびカルバゾールにおけるそれぞれの炭素原子はNによって置き換えられていてもよい)からなる群から選択される構造を形成する。特に好ましくは、キノリン、イソキノリン、ジベンゾフラン、およびアザジベンゾフランである。ここで、縮合構造は、任意の可能な位置で結合されることが可能である。縮合ベンゾ基を有する好ましい副配位子Lは、以下に示される式(2e)~(2l)の構造である:
Figure 0007138654000019
式中、配位子は1以上のさらなるRラジカルによって置換されていてもよく、縮合構造は1以上のRラジカルによって置換されていてもよい。好ましくは、さらなるRまたはRラジカルが存在しない。
縮合ベンゾフランまたはアザベンゾフラン基を有する好ましい副配位子Lは、以下に示される式(2m)~(2bb)の構造である:
Figure 0007138654000020
式中、配位子は1以上のさらなるRラジカルによって置換されていてもよく、縮合構造は1以上のRラジカルによって置換されていてもよい。好ましくは、さらなるRまたはRラジカルが存在しない。同様に、これらの構造中のOがSまたはNRによって置き換えられることも可能である。
上記のように、R’は、式(3)または(4)の基である。ここで、2つの基は、式(3)の基が副配位子Lにパラ位で結合し、式(4)の基がメタ位で結合するということのみで異なる。
本発明の好ましい形態において、nは0、1または2であり、好ましくは0または1であり、最も好ましくは0である。
本発明のさらに好ましい形態において、炭素原子(これによって式(3)または(4)の基がフェニルピリジン配位子に結合されている)に対してオルト位で結合された両方の置換基R’’が、同一であるかまたは異なり、HまたはDである。
式(3)の構造の好ましい形態は、式(3a)~(3n)の構造であり、式(4)の構造の好ましい形態は、式(4a)~(4n)の構造である:
Figure 0007138654000021
Figure 0007138654000022
Figure 0007138654000023
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有し、ここで9位のフルオレン基は、それぞれ1~6の炭素原子を有する、好ましくは1~4の炭素原子を有する、1または2のアルキル基によって、より好ましくは2つのメチル基によって置換されていてもよい。
式(3)または(4)の基または好ましい形態おける好ましい置換基R’’は、H、D、CNおよび1~4の炭素原子を有するアルキル基、より好ましくはH、D,またはメチルからなる群から選択される。
以降に、二座副配位子Lについて記載する。上記のように、副配位子Lは、1つの炭素原子および1つの窒素原子を介して、または2つの炭素原子を介して、または2つの窒素原子を介して、イリジウムに配位する。Lが2つの炭素原子を介してイリジウムに配位する場合、2つの炭素原子のうちの1つがカルベン炭素原子である。Lが2つの窒素原子を介してイリジウムに配位する場合、2つの窒素原子のうちの1つが非荷電であり、他方がアニオン性である。さらに、Lは、式(3)または(4)の置換基を有し、一方Lは、比較的小さいアリールまたはヘテロアリール基によってのみ置換されることが可能であり、ビフェニル基またはオリゴフェニレン基によっては置換されないので、LはLとは異なる。本発明の好ましい形態において、2つの副配位子Lは同一である。
好ましくは、副配位子Lのうちの少なくとも1つが、1つの炭素原子および1つの窒素原子、または2つの炭素原子を配位原子として有する。より好ましくは、両方の副配位子Lが、1つの炭素原子および1つの窒素原子、または2つの炭素原子を配位原子として有する。最も好ましくは、両方の副配位子Lが、それぞれ1つの炭素原子および1つの窒素原子を配位原子として有する。
イリジウムおよび副配位子Lから形成される金属サイクルが五員環である場合が、さらに好ましい。これは、以降に図式化して示される:
Figure 0007138654000024
式中、Nは配位窒素原子であり、Cは配位炭素原子であり、示される炭素原子は、副配位子Lの原子である。
本発明の好ましい形態において、部分構造Ir(L)は、部分構造Ir(L)よりも高い三重項エネルギーを有する。これによって、錯体からの発光が主に部分構造Ir(L)由来のものとなる効果を達成し、より高い効率となる。三重項エネルギーは量子化学計算から決定され、これは後述の実施例の部分で一般的な意味で記載される。ここで、好ましくは、部分構造Ir(L)の三重項エネルギーは、部分構造Ir(L)よりも、少なくとも0.025eV大きく、より好ましくは少なくとも0.05eV大きく、さらにより好ましくは少なくとも0.1eV大きく、さらにより好ましくは少なくとも0.2eV大きい。
本発明の好ましい形態において、副配位子Lは、出現毎に同一であるかまたは異なり、好ましくは同一であり、以下の式(L-1)、(L-2)または(L-3)の構造である:
Figure 0007138654000025
式中、点線の結合は副配位子のブリッジV、つまり式(5)のブリッジ、への結合を示し、使用される他の記号は以下のとおりであり:
CyCは、出現毎に同一であるかまたは異なり、5~14の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて炭素原子を介して金属に配位する、置換もしくは非置換の、アリールまたはヘテロアリール基であり、これは共有結合を介してCyDに結合され;
CyDは、出現毎に同一であるかまたは異なり、5~14の芳香族環原子を有し、窒素原子またはカルベン炭素原子を介して金属に配位する、置換もしくは非置換の、ヘテロアリール基であり、これは共有結合を介してCyCに結合され;
同時に、2以上の任意の置換基がともに環系を形成していてもよく;任意のラジカルは好ましくは上記のRラジカルから選択される。
CyDは、(L-1)および(L-2)中で、非荷電の窒素原子を介して、またはカルベン炭素原子を介して配位し、(L-3)中で、1つの非荷電および1つのアニオン性窒素原子を介して、配位する。さらに、CyCはアニオン性炭素原子を介して配位する。
2以上の置換基、特に2以上のRラジカルがともに環系を形成する場合に、環系が、隣接する炭素原子に直接的に結合された置換基から形成されることも可能である。さらに、CyCおよびCyDの置換基、または2つのCyD基がともに環を形成し、その結果、CyCおよびCyDが、二座配位子として、単一縮合の、アリールまたはヘテロアリール基をともに形成していてもよい。
好ましくは、両方の副配位子Lが式(L-1)の構造を有するか、または両方の副配位子Lが式(L-2)の構造を有するか、または副配位子Lのうちの1つが式(L-1)の構造を有し、もう1つの副配位子が式(L-2)の構造を有するか、両方の副配位子Lが式(L-3)の構造を有する。好ましくは、2つの副配位子Lが同一である。
本発明の好ましい形態において、CyCは、6~13の芳香族環原子を有する、より好ましくは、6~10の芳香族環原子を有する、最も好ましくは6の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、炭素原子を介して金属に配位し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、共有結合を介して、CyDに結合する。
CyC基の好ましい形態は、以下の式(CyC-1)~(CyC-19)の構造であり、ここでCyC基は、それぞれのケースにおいて、♯で示される位置でCyDに、*で示される位置でイリジウムに、結合する。
Figure 0007138654000026
式中、Rは上記に記載の意味を有し、使用される他の記号は以下のとおりである:
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、ただし、環あたり2以下の記号XがNであり;
Wは、出現毎に同一であるかまたは異なり、NR、OまたはSであり;
ただし、ブリッジVまたは式(5)のブリッジがCyCに結合する場合、1つの記号XがCであり、式(5)のブリッジはこの炭素原子に結合する。CyC基が式(5)のブリッジに結合する場合、その結合は好ましくは上記式中の「o」を印された位置を介しており、よってこのケースにおいて「o」と印された記号Xは好ましくはCである。「o」と印された記号Xを含まない上記の構造は、好ましくはブリッジVまたは式(5)のブリッジに直接結合しない。そのようなブリッジへの結合は立体的な理由により有利でないからである。
好ましくは、CyC中の記号Xの合計2以下がNであり、より好ましくはCyC中の記号Xの1以下がNであり、最も好ましくは、記号Xの全てがCRである。ただし、ブリッジVまたは式(5)のブリッジがCyCに結合する場合に、1つの記号XはCであり、ブリッジVまたは式(5)のブリッジがこの炭素原子に結合する。
特に好ましいCyC基は、以下の式(CyC-1a)~(CyC-20a)の基である:
Figure 0007138654000027
Figure 0007138654000028
式中、使用される記号は上記に記載された意味を有し、ブリッジVまたは式(5)のブリッジがCyCに結合する場合、1つのRラジカルが存在せず、かつ式(5)のブリッジが対応する炭素原子に結合する。CyC基が式(5)のブリッジに結合する場合、結合は、好ましくは上記の式の「o」で記された位置を介し、このケースにおいてRラジカルは好ましくは存在しない。「o」で示される炭素原子を全く含まない上記の構造は、好ましくはブリッジVまたは式(5)のブリッジに直接的に結合しない。
(CyC-1)~(CyC-19)基のうちの好ましい基は、(CyC-1)、(CyC-3)、(CyC-8)、(CyC-10)、(CyC-12)、(CyC-13)および(CyC-16)基であり、特に好ましくは、(CyC-1a)、(CyC-3a)、(CyC-8a)、(CyC-10a)、(CyC-12a)、(CyC-13a)および(CyC-16a)基である。
本発明のさらに好ましい形態において、CyDは、5~13の芳香族環原子を有する、より好ましくは6~10の芳香族環原子を有する、ヘテロアリール基であり、電荷を有さない窒素原子を介して、またはカルベン炭素原子を介して、配位し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、共有結合を介して、CyCに、結合する。
CyD基の好ましい形態は、以下の式(CyD-1)~(CyD-14)の構造であり、ここで、CyD基は、それぞれのケースにおいて、♯で示される位置でCyCに、*で示される位置でイリジウムに結合する)である。
Figure 0007138654000029
式中、X、WおよびRは上記に記載の意味を有し、ただし、ブリッジVまたは式(5)のブリッジがCyDに結合する場合、1つの記号XがCであり、ブリッジVまたは式(5)のブリッジはこの炭素原子に結合する。CyD基がブリッジVまたは式(5)のブリッジに結合する場合、その結合は好ましくは上記式中の「o」を印された位置を介しており、よってこのケースにおいて「o」と印された記号Xは好ましくはCである。「o」と印された記号Xを含まない上記の構造は、好ましくは式(5)のブリッジに直接結合しない。そのようなブリッジへの結合は立体的な理由により有利でないからである。
このケースにおいて、(CyD-1)~(CyD-4)、および(CyD-7)~(CyD-12)基は、非荷電の窒素原子を介して、(CyD-5)および(CyD-6)基はカルベン炭素原子を介して、イリジウムに配位する。(CyD-13)および(CyD-14)基はアニオン性窒素原子を介してイリジウムに配位する。
好ましくは、CyD中の記号Xの合計2以下がNであり、より好ましくは、CyD中の記号Xの1以下がNであり、特に好ましくは記号Xの全てがCRであり、ただし、式(5)のブリッジがCyDに結合する場合に、1つの記号XがCであり、式(5)のブリッジがこの炭素原子に結合する。
特に好ましいCyD基は、以下の式(CyD-1a)~(CyD-14b)の基である:
Figure 0007138654000030
式中、使用される記号は上記に記載された意味を有し、ブリッジVまたは式(5)のブリッジがCyDに結合する場合、1つのRラジカルは存在せず、式(5)のブリッジが対応する炭素原子に結合する。CyD基がブリッジVまたは式(5)のブリッジに結合する場合に、その結合は好ましくは上述の式の「o」で示された位置を介して結合し、このケースにおいてこの位置におけるRラジカルが好ましくは存在しない。「o」によって示される炭素原子を含まない上述の構造は、好ましくは式(5)のブリッジに直接的に結合しない。
(CyD-1)~(CyD-12)基のうちの好ましい基は、(CyD-1)、(CyD-2)、(CyD-3)、(CyD-4)、(CyD-5)および(CyD-6)基、特に(CyD-1)、(CyD-2)および(CyD-3)であり、特に好ましくは、(CyD-1a)、(CyD-2a)、(CyD-3a)、(CyD-4a)、(CyD-5a)および(CyD-6a)基、特に(CyD-1a)、(CyD-2a)および(CyD-3a)である。
本発明の好ましい形態において、CyCは、6~13の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、同時に、CyDは、5~13の芳香族環原子を有するヘテロアリール基である。より好ましくは、CyCは、6~10の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、同時に、CyDは、5~10の芳香族環原子を有するヘテロアリール基である。より好ましくは、CyCは、6の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、CyDは、6~10の芳香族環原子を有するヘテロアリール基である。同時に、CyCおよびCyDは、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい。
CyCまたはCyD基の少なくとも1つがブリッジVまたは式(5)のブリッジの適切な結合サイト(適切な結合サイトは上記の式中で「o」で記されている)を有する場合に、上述の好ましい(CyC-1)~(CyC-20)および(CyD-1)~(CyD-12)の基は、任意に、互いに結び付いていてよい。
好ましいCyCまたはCyD基の少なくとも1つがブリッジVまたは式(5)のブリッジの適切な結合部位(適切な結合部位が上述の式において「o」によって記されている)を有する場合に、特に好ましいとして特定されたCyCおよびCyD基(つまり、式(CyC-1a)~(CyC-20a)、および式(CyD1-a)~(CyD-14b)の基)が互いに結合されることが特に好ましい。それゆえ、CyCもCyDもブリッジVまたは式(5)のブリッジへの適切な結合部位を有さない組み合わせは、好ましくない。
(CyC-1)、(CyC-3)、(CyC-8)、(CyC-10)、(CyC-12)、(CyC-13)および(CyC-16)基、特に(CyC-1a)、(CyC-3a)、(CyC-8a)、(CyC-10a)、(CyC-12a)、(CyC-13a)および(CyC-16a)基、のうちの1つが、(CyD-1)、(CyD-2)および(CyD-3)基のうちの1つと、特に(CyD-1a)、(CyD-2a)および(CyD-3a)基のうちの1つと、結合されることが特に好ましい。
好ましい副配位子(L-1)は、式(L-1-1)および(L-1-2)の構造であり、好ましい副配位子(L-2)は、式(L-2-1)~(L-2-3)の構造である:
Figure 0007138654000031
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有し、「о」はブリッジVまたは式(5)のブリッジへの結合位置を示す。
特に好ましい副配位子(L-1)は、式(L-1-1a)および(L-1-2b)の構造であり、特に好ましい副配位子(L-2)は、式(L-2-1a)~(L-2-4a)の構造である。
Figure 0007138654000032
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有し、「о」はブリッジVまたは式(5)のブリッジへの結合位置を示す。
1つがCyCに、他方がCyDに結合される2つのRラジカルがともに芳香族環系を形成する場合、これによって架橋された副配位子ができ、このケースにおいて、これらの架橋された副配位子のいくつかが全体で1つのより大きなヘテロ基、例えばベンゾ[h]キノリン等を形成する。CyCおよびCyD上の置換基の間の環は、以下の式(17)~(26)のうちの1つの基によって形成される:
Figure 0007138654000033
式中、Rは、上記に記載の意味を有し、点線の結合は、CyCまたはCyDへの結合を意味する。ここで、上記で述べられたうちの非対称な基は、それぞれ2つの取りうる方法で、組み入れられていてよい。例えば、式(26)の基において、酸素原子がCyC基に、かつカルボニル基がCyD基に結合されるか、または酸素原子がCyD基に、かつカルボニル基がCyC基に結合されていてよい。
同時に、式(23)の基は、特に6員環の環形成となる場合に好ましく、例えば、式(L-21)および(L-22)に示される。
異なる環における、2つのRラジカルの間の環形成を通して生じる、好ましい配位子は、以下に示される式(L-3)~(L-30)の構造である:
Figure 0007138654000034
Figure 0007138654000035
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有し、「о」はこの副配位子が式(5)の基へ結合する位置を示す。
式(L-3)~(L-30)の副配位子の好ましい形態において、全部で1つの記号XがNであり、他の記号XがCRであるか、または全ての記号XがCRである。
本発明のさらなる形態において、(CyC-1)~(CyC-20)または(CyD-1)~(CyD-14)基において、または副配位子(L-3)~(L-30)において、窒素原子に隣接する置換基として結合されたR基が水素または重水素でない場合に、原子Xのうちの1つがNであることが好ましい。このことは、好ましい構造(CyC-1a)~(CyC-20a)または(CyD-1a)~(CyD-14b)にも同様に適用され、非配位窒素原子に隣接して結合された置換基は、好ましくは水素または重水素ではないR基である。
このケースにおいて、この置換基Rは、好ましくは、CF、OCF、1~10の炭素原子を有する、アルキル基、特に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、OR(ここで、Rは、1~10の炭素原子を有する、アルキル基、特に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)、2~10の炭素原子を有する、ジアルキルアミノ基、または5~10の芳香族環原子を有する、アリールもしくはヘテロアリール基から選択される基である。これらの基は、立体的に嵩高い基である。さらに好ましくは、このRラジカルは、隣接するRラジカルと環を形成していてもよい。
さらに好適な二座副配位子は、以下の式(L-31)または(L-32)の副配位子である:
Figure 0007138654000036
式中、Rは、上記に記載の意味を有し、*はイリジウムへの配位位置を示し、「о」はVまたは式(5)の基への副配位子の結合位置を示し、使用される他の記号は以下のとおりである:
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、環あたり1以下の記号XがNである。
副配位子(L-31)および(L-32)において、隣接する炭素原子に結合された2つのRラジカルが互いに芳香族環を形成する場合に、2つの隣接する炭素原子と一緒のこの環は、好ましくは以下の式の構造である:
Figure 0007138654000037
式中、点線の結合は、副配位子内のこの基の結合を示し、Y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、好ましくは記号Yの1以下がNである。
副配位子(L-31)または(L-32)の好ましい形態において、1以下のこのような縮合基が存在する。したがって、副配位子は、好ましくは、以下の式(L-33)~(L-38)の副配位子である:
Figure 0007138654000038
式中、Xは出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであるが、Rラジカルはともに芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成せず、さらなる記号は上記に記載の意味を有する。
本発明の好ましい形態において、式(L-31)~(L-38)の副配位子において、合計で0、1または2の記号Xおよび存在する場合にYがNである。より好ましくは、合計で0または1の記号Xおよび存在する場合にYが、Nである。
式(L-33)~(L-38)の好ましい形態は、以下の式(L-33a)~(L-38f)の構造である:
Figure 0007138654000039
Figure 0007138654000040
Figure 0007138654000041
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有し、「о」は、式(5)の基への結合の位置を示す。
本発明の好ましい形態において、オルト位で金属に配位するX基はCRである。このラジカルにおいて、オルト位で金属に配位のために結合されるRは、好ましくはH、D、Fおよびメチルからなる群から選択される。
本発明のさらなる形態において、原子Xまたは存在する場合にYのうちの1つがNである場合、この窒素原子に隣接して結合される置換基は、HまたはDでなはい、R基である。このケースにおいて、この置換基Rは、好ましくは、CF、OCF、1~10の炭素原子を有する、アルキル基、特に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、OR(ここで、Rは、1~10の炭素原子を有する、アルキル基、特に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)、2~10の炭素原子を有する、ジアルキルアミノ基、または5~10の芳香族環原子を有する、アリールもしくはヘテロアリール基から選択される基である。これらの基は、立体的に嵩高い基である。さらに好ましくは、このRラジカルは、隣接するRラジカルと環を形成していてもよい。
上述の副配位子Lおよび/またはLに、さらに式(5)~(7)の構造の二価のアリーレンまたはヘテロアリーレン基、つまり式(8)の構造においても、存在してもよい好ましい置換基についての記載が以下に続く。
本発明のさらなる形態において、本発明による金属錯体は、隣接する炭素原子に結合され、以下に示される式の1つによる脂肪族環を共に形成する、2つのR置換基または2つのR置換基を含む。このケースにおいて、この脂肪族環を形成する2つのR置換基は、式(5)のブリッジおよび/または1以上の二座副配位子に、存在していてもよい。2つのR置換基がともに、または2つのR置換基がともに、環形成することによって形成された脂肪族環は、好ましくは以下の式(27)~(33)のうちの1つによって記される:
Figure 0007138654000042
式中、RおよびRは上記に記載の意味を有し、点線の結合は配位子における2つの炭素原子の結合を示し、さらに:
、Aは、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(R、O、S、NRまたはC(=O)であり;
は、C(R、O、S、NRまたはC(=O)であり;
Gは、1、2または3の炭素原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、アルキレン基、-CR=CR-、または5もしくは6の芳香族環原子を有し、1以上のR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;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、F、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、アルキル基は、それぞれのケースにおいて1つ以上のRラジカルによって置換されていてもよく、1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5もしくは6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R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Rラジカルがともに脂肪族または芳香族環系を形成し、スピロ系を形成していてもよく;さらに、Rが隣接するRまたはRラジカルとともに脂肪族環系を形成していてもよく;
ただし、これらの基中の2つのヘテロ原子が直接互いに結合されることはなく、かつ2つのC=O基が直接互いに結合されることはない。
上述の式(27)~(33)の構造および好ましいとして特定されたそれらの構造のさらなる形態において、二重結合は、2つの炭素原子の間で形式的な意味で形成される。これは、化学構造を単純化したものであって、2つの炭素原子が芳香族またはヘテロ芳香族環系に組み入れられ、これらの2つの炭素原子の間の結合は、形式的に、単結合の結合次数の二重結合の結合次数の間である。よって、形式的な二重結合の描写は、構造の限定として解釈されるべきではなく、代わりに、当業者であればこれが芳香族結合を意味することが明確である。
本発明の構造において、隣接するラジカルが脂肪族環系を形成する場合、後者は酸性ベンジルプロトンを全く有さないことが好ましい。ベンジルプロトンは、配位子に直接結合する炭素原子に結合するプロトンを意味するものと解される。これは、アリールまたはヘテロアリール基に直接結合された脂肪族環系の炭素原子が完全に置換され、結合された水素原子を全く含まないことによって、達成されうる。よって、式(27)~(29)において、酸性ベンジルプロトンが存在しないことは、AおよびAによって、それらがC(R(Rは、水素ではないと定義される)である場合に達成される。これはさらに、アリールまたはヘテロアリール基に直接結合された脂肪族環系の炭素原子が二環または多環の構造において橋頭(bridgehead)であることによっても達成されうる。二環または多環の空間的な構造により、橋頭の炭素原子に結合されたプロトンは、二環または多環構造内で結合されていない炭素原子上のベンジルプロトンよりも、顕著に酸性度が低く、本発明の意味において、非酸性プロトンとみなされる。よって、式(30)~(33)において、酸性ベンジルプロトンが存在しないことは、これが二環構造であることにより達成され、二環構造の対応するアニオンがメソメリー的に安定化されていないため、Rは、それがHである場合、ベンジルプロトンよりも酸性が一層弱い結果である。したがって、式(30)~(33)のRがHである場合であっても、本発明の意味において、非酸性プロトンである。
本発明の好ましい形態において、RはHではない。
式(27)~(33)の構造の好ましい形態において、A、AおよびA基のうちの1以下がヘテロ原子、特にOまたはNRであり、他の基は、C(RまたはC(Rであるか、またはAおよびAは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OまたはNRであり、AがC(Rである。本発明の特に好ましい形態において、AおよびAは、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(Rであり、Aは、C(R、より好ましくはC(RまたはCHである。
したがって、式(27)の好ましい形態は、式(27-A)、(27-B)、(27-C)および(27-D)の構造であり、特に好ましい式(27-A)の形態は、式(27-E)および(27-F)の構造である:
Figure 0007138654000043
式中、RおよびRは、上記に記載の意味を有し、A、AおよびAは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OまたはNRである。
式(28)の好ましい形態は、以下の式(28-A)~(28-F)の構造である:
Figure 0007138654000044
式中、RおよびRは、上記に記載の意味を有し、A、AおよびAは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OまたはNRである。
式(29)の好ましい形態は、以下の式(29-A)~(29-E)の構造である:
Figure 0007138654000045
式中、RおよびRは、上記に記載の意味を有し、A、AおよびAは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OまたはNRである。
式(30)の構造の好ましい形態において、橋頭に結合されたRラジカルは、H、D、FまたはCHである。さらに好ましくは、AはC(RまたはOであり、より好ましくはC(Rである。したがって、式(48)の好ましい形態は、式(30-A)および(30-B)の構造であり、特に好ましい式(30-A)の形態は、式(30-C)の構造である:
Figure 0007138654000046
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
式(31)、(32)および(33)の構造の好ましい形態において、橋頭に結合されたRラジカルは、H、D、FまたはCHである。さらに好ましくは、AはC(Rである。したがって、式(31)、(32)および(33)の好ましい形態は、式(31-A)、(32-A)および(33-A)の構造である:
Figure 0007138654000047
式中、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
さらに好ましくは、式(30)、(30-A)、(30-B)、(30-C)、(31)、(31-A)、(32)、(32-A)、(33)および(33-A)のG基は、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、1,2-エチレン基(ここでRは、好ましくは、出現毎に同一であるかまたは異なり、Hまたは1~4の炭素原子を有するアルキル基である)、または6~10の炭素原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよいが好ましくは非置換の、オルト-アリーレン、特に、1以上のRラジカルによって置換されていてもよいが好ましくは非置換の、オルト-フェニレン基である。
本発明のさらに好ましい形態において、式(27)~(33)の基、および好ましい形態において、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、F、1~10の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または3~30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、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH基はRC=CRによって置き換えられていてもよく、1以上の水素原子はDまたはFによって置き換えられていてもよい)、または1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基であり;同時に、同一の炭素原子に結合された2つのRラジカルが、ともに脂肪族環または芳香族系を形成し、よってスピロ系を形成してもよく;さらにRは、隣接するRまたはRラジカルとともに脂肪族環系を形成していてもよい。
本発明の特に好ましい形態において、式(27)~(33)の基、および好ましい形態において、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、F、1~3の炭素原子を有する直鎖のアルキル基、特にメチル、または1以上のラジカルRによって置換されていてもよいが好ましくは非置換の、フェニル基であり;同時に、同一の炭素原子に結合された2つのRラジカルが、ともに脂肪族または芳香族環系を形成し、よってスピロ系を形成してもよく;さらにRは、隣接するRまたはRラジカルとともに脂肪族環系を形成していてもよい。
式(27)の特に好適な基の例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000048
Figure 0007138654000049
式(28)の特に好適な基の例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000050
式(29)、(32)および(33)の特に好適な基の例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000051
式(30)の特に好適な基の例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000052
式(31)の特に好適な基の例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000053
Rラジカルが、二座副配位子LまたはL内、または式(5)~(7)または好ましい形態内で結合された式(8)の二価のアリーレンもしくはヘテロアリーレン基内で、結合される場合、これらのRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、好ましくは、H、D、F、Br、I、N(R、CN、Si(R、B(OR、C(=O)R、1~10の炭素原子を有する直鎖のアルキル基、2~10の炭素原子を有するアルケニル基、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、アルキルまたはアルコキシ基は、それぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい)、または1以上の非芳香族Rラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基、または5または6の芳香族環原子を有し、1以上の非芳香族Rラジカルによって置換されていてもよい、ヘテロアリール基からなる群から選択され;同時に、2つの隣接するRラジカルがともに、またはRがRとともに、単環状もしくは多環状の、脂肪族または芳香族環系を形成していてもよい。より好ましくは、これらのRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、N(R、1~6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、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1以上の非芳香族Rラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基、または6の芳香族環原子を有し、1以上の非芳香族Rラジカルによって置換されていてもよい、ヘテロアリール基からなる群から選択され;同時に、2つの隣接するRラジカルがともに、またはRがRラジカルと共に、単環状もしくは多環状の、脂肪族または芳香族環系を形成していてもよい。
Rに結合された好ましいRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、N(R、CN、1~10の炭素原子を有する直鎖のアルキル基、2~10の炭素原子を有するアルケニル基、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、アルキル基は、それぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい)、または1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基、または5または6の芳香族環原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、ヘテロアリール基であり;同時に、2以上の隣接するRラジカルが共に、単環状もしくは多環状の脂肪族環系を形成していてもよい。Rに結合された特に好ましいRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、F、CN、1~5の炭素原子を有する直鎖のアルキル基、3~5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以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、フェニル基、または5または6の芳香族環原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、ヘテロアリール基であり;同時に、2以上の隣接するRラジカルがともに単環状もしくは多環状の、脂肪族環系を形成していてもよい。
好ましいRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、F、または1~5の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビルラジカル、または6~12の炭素原子を有する芳香族ヒドロカルビルラジカルであり、同時に、2以上のR置換基がともに、単環状または多環状の、脂肪族環系を形成していてもよい。
上述の好ましい形態は、所望により、請求項1の範囲の中で、互いに組み合わせうる。本発明の特に好ましい形態において、上述の好ましい形態は同時に適用される。
本発明の好適な構造の例は、以下に示される化合物である。
Figure 0007138654000054
Figure 0007138654000055
Figure 0007138654000056
Figure 0007138654000057
Figure 0007138654000058
Figure 0007138654000059
Figure 0007138654000060
Figure 0007138654000061
Figure 0007138654000062
Figure 0007138654000063
Figure 0007138654000064
Figure 0007138654000065
Figure 0007138654000066
Figure 0007138654000067
Figure 0007138654000068
Figure 0007138654000069
Figure 0007138654000070
Figure 0007138654000071
Figure 0007138654000072
Figure 0007138654000073
Figure 0007138654000074
Figure 0007138654000075
Figure 0007138654000076
Figure 0007138654000077
Figure 0007138654000078
Figure 0007138654000079
Figure 0007138654000080
Figure 0007138654000081
Figure 0007138654000082
Figure 0007138654000083
Figure 0007138654000084
Figure 0007138654000085
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Figure 0007138654000087
Figure 0007138654000088
Figure 0007138654000089
Figure 0007138654000090
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Figure 0007138654000092
Figure 0007138654000093
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Figure 0007138654000095
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Figure 0007138654000097
Figure 0007138654000098
Figure 0007138654000099
Figure 0007138654000100
Figure 0007138654000101
Figure 0007138654000102
Figure 0007138654000103
Figure 0007138654000104
Figure 0007138654000105
Figure 0007138654000106
Figure 0007138654000107
Figure 0007138654000108
Figure 0007138654000109
Figure 0007138654000110
Figure 0007138654000111
Figure 0007138654000112
Figure 0007138654000113
Figure 0007138654000114
Figure 0007138654000115
Figure 0007138654000116
Figure 0007138654000117
本発明による金属錯体は、キラル構造である。錯体の三脚配位子がさらにキラルである場合に、ジアステレオマーおよび複数のエナンチオマーの組み合わせの形成が可能である。このような場合に、本発明による錯体は、異なるジアステレオマーまたは対応するラセミ体の混合物、およびそれぞれ分離されたジアステレオマーまたはエナンチオマーを含む。
2つの同一の副配位子Lを有する配位子がオルトメタル化において使用される場合に、得られるものは、典型的には、C-対称性錯体、つまりΔおよびΛエナンチオマー、の、ラセミ体混合物である。これらは、スキーム1で示されるように、標準的な方法(キラル材料/カラムのクロマトグラフまたは結晶化による光学的分割)によって分離されてもよい。ここで、Rは式(3)または(4)の基である。
スキーム1:
Figure 0007138654000118
ジアステレオマー塩ペアの分別結晶による光学分割は、従来の方法によって行うことができる。この目的の1つのオプションは、電荷を有さないIr(III)錯体を酸化し(例えば、過酸化物もしくはHと共に、または電気化学的手段によって)、エナンチオマー的に純粋なモノアニオン性塩(キラル塩)を生成されたカチオン性Ir(IV)に加え、分別結晶によって生成されたジアステレオマー塩を分離し、そして、還元剤(例えば、亜鉛、ヒドラジン水和物、アスコルビン酸等)によってそれらを還元し、エナンチオマー的に純粋な電荷を有さない錯体が生成される。スキーム2に概略的に示される。
スキーム2:
Figure 0007138654000119
さらに、エナンチオマー的に純粋な、またはエナンチオマー的に豊富な合成は、キラル媒体中(例えば、R-またはS-1,1-ビナフトール)の錯体形成によって可能である。
3つの異なる副配位子LおよびLを有する配位子が錯体形成に使用されるならば、典型的に得られるのは、標準的な方法(クロマトグラフ、結晶化等)によって分離することができる錯体のジアステレオマー混合物である。
エナンチオマー的に純粋なC-対称性錯体もまた、スキーム3で示されるように、選択的に合成されうる。この目的で、エナンチオマー的に純粋なC-対称性配位子は、調製され、錯体化され、得られたジアステレオマー混合物は、分離され、そしてキラル基は分離される。
スキーム3:
Figure 0007138654000120
本発明による化合物は、主にさまざまなプロセスによって調製されうる。一般に、この目的では、イリジウム塩は、対応する自由配位子(free ligand)と反応する。
それゆえ、本発明は、さらに、適当な自由配位子と、式(34)のイリジウムアルコキシド、式(35)のイリジウムケトケトネート、式(36)のイリジウムハロゲン化物、または式(37)のイリジウムカルボキシレートとを反応させることによる、本発明による化合物の調製方法を提供するものである。
Figure 0007138654000121
式中、Rは上記に記載のとおりであり、HalはF、Cl、BrまたはIであり、かつイリジウム反応物質は対応する水和物の形で存在していてもよい。ここでRは、好ましくは1~4の炭素原子を有するアルキル基である。
同様に、アルコキシドおよび/またはハロゲン化物および/またはヒドロキシおよびケトケトネートラジカルを有する、イリジウム化合物を用いることができる。これらの化合物は、帯電されていてもよい。反応物質として特に適したイリジウム化合物に相当するものが、WO2004/085449に開示されている。特に適したものは、[IrCl(acac)、例えばNa[IrCl(acac)]、配位子としてアセチルアセトネートとの金属錯体由来のもの、例えばIr(acac)またはトリス(2,2,6,6-テトラメチルヘプタン-3,5-ジオネート)イリジウム、およびIrCl・xHO(式中、xは典型的には2~4の数である)である。
錯体の合成は、WO2002/060910およびWO2004/085449に開示されているように行われることが好ましい。この場合、その合成は、例えば、熱的もしくは光化学的方法および/またはマイクロ波放射によって、活性化される。さらに、合成は、オートクレーブ中で、高圧および/または高温にて行うこともできる。
反応は、対応のo-メタル化される配位子の溶融物中で、溶媒または溶融助剤を加えずに行うことができる。必要に応じて、溶媒もしくは溶融助剤を加えることもできる。適当な溶媒は、脂肪族および/または芳香族アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、t-ブタノール等)、オリゴアルコールおよびポリアルコール(例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオールまたはグリセロール)、アルコールエーテル(例えば、エトキシエタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等)、エーテル(例えば、ジ-およびトリエチレングリコールジメチルエーテル、ジフェニルエーテル等)、芳香族、ヘテロ芳香族および/または脂肪族炭化水素(例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ピリジン、ルチジン、キノリン、イソキノリン、トリデカン、ヘキサデカン等)、アミド(例えば、DMF、DMAC等)、ラクタム(例えば、NMP等)、スルホキシド(例えば、DMSO)、またはスルホン(例えば、ジメチルスルホン、スルホラン等)のようなプロトン性または非プロトン性溶媒である。適当な溶融助剤は、室温で固体であるが、均質な溶融を形成するために反応混合物が加熱され反応物質を溶解する時に溶融される化合物である。特に適当な溶融助剤は、ビフェニル、m-ターフェニル、トリフェニル、R-もしくはS-ビナフトールまたは他の来往するラセミ体、1,2-、1,3-もしくは1,4-ビスフェノキシベンゼン、トリフェニルホスフィンオキシド、18-クラウン-6、フェノール、1-ナフトール、ヒドロキノン等である。ここで、特に好ましくは、ヒドロキノンの使用である。
これらの工程(所望により続いて例えば再結晶化または昇華などの精製が行われてもよい)によって、式(1)の本発明の化合物が高純度、好ましくは99%(H NMRおよび/またはHPLCによって決定される)より高い純度で、得られることを可能にする。
本発明の化合物は、適切な置換(例えば比較的長いアルキル基(約4~20個の炭素原子)、特に分枝アルキル基)によって可溶となっていてもよい。金属錯体の溶解性を顕著に改善するための別の特定の方法は、例えば上記で開示された式(27)~(33)に示されるように、縮合脂肪族基の使用である。このような化合物は、標準的な有機溶媒(例えば、トルエンまたはキシレン)に室温で十分な濃度で溶解し、溶液からの錯体の製造を可能にする。これらの溶解性化合物は、特に溶液からの処理(例えば、印刷法)に適している。
本発明によるイリジウム錯体の液相からの例えばスピンコートまたは印刷法による製造には、本発明によるイリジウム錯体の配合物が必要とされる。これらの配合物は、例えば、溶液、分散液またはエマルジョンであってよい。この目的で、2以上の溶媒の混合物を使用することが好ましい可能性がある。適切かつ好ましい溶媒は、例えば、トルエン、アニソール、o-、m-もしくはp-キシレン、安息香酸メチル、メシチレン、テトラリン、ベラトロール、THF、メチル-THF、THP、クロロベンゼン、ジオキサン、フェノキシトルエン、特に3-フェノキシトルエン、(-)-フェンコン、1,2,3,5-テトラメチルベンゼン、1,2,4,5-テトラメチルベンゼン、1-メチルナフタレン、2-メチルベンゾチアゾール、2-フェノキシエタノール、2-ピロリジノン、3-メチルアニソール、4-メチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、3,5-ジメチルアニソール、アセトフェノン、α-テルピネオール、ベンゾチアゾール、安息香酸ブチル、クメン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、デカリン、ドデシルベンゼン、安息香酸エチル、インダン、NMP、p-シメン、フェネト-ル、1,4-ジイソプロピルベンゼン、ジベンジルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、2-イソプロピルナフタレン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、1,1-ビス(3,4-ジメチルフェニル)エタン、ヘキサメチルインダン、2-メチルビフェニル、3-メチルビフェニル、1-メチルナフタレン、1-エチルナフタレン、オクタンサンエチル、セバシン酸ジエチル、オクタン酸オクチル、ヘプチルベンゼン、イソ吉草酸メチル、シクロヘキシルヘキサン酸、またはそれらの溶媒の混合物である。
さらに、本発明は、少なくとも1つの本発明による化合物、および少なくとも1つのさらなる化合物を含んでなる配合物に関するものである。さらなる化合物は、溶媒、特に上述の溶媒のうちの一つまたはそれらの溶媒の混合であってよい。さらなる化合物は、電子素子において同様に使用される有機または無機化合物、例えばマトリックス材料、であってもよい。このさらなる化合物は、重合体であってもよい。
本発明の化合物は、電子素子中の活性成分として、好ましくは発光層中の発光体として、もしくは正孔もしくは電子輸送層における正孔もしくは電子輸送材料として、または酸素増感剤として、または光開始剤もしくは光触媒として、使用されうる。したがって、本発明は、さらに、本発明による化合物の、電子素子における、または酸素増感剤、または光開始剤もしくは光触媒としての、使用について、提供するものである。エナンチオマー的に純粋な本発明による化合物は、キラル光誘因合成のための光触媒として好適である。
本発明は、さらに、本発明による少なくとも1つの化合物を含んでなる電子素子を提供するものである。
電子素子は、アノード、カソードおよび少なくとも1層(この層は少なくとも1つの有機または有機金属化合物を含んでなる)を具備してなる任意の素子を意味するものと解される。よって、本発明による電子素子は、アノード、カソードおよび少なくとも1つの本発明によるイリジウム錯体を含む少なくとも1つの層を含んでなる。好ましい電子素子は、少なくとも1つの層に本発明の少なくとも1つの化合物を含んでなる、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED、PLED)、有機集積回路(O-IC)、有機電界効果トランジスタ(O-FET)、有機薄膜トランジスタ(O-TFT)、有機発光トランジスタ(O-LET)、有機太陽電池(O-SC)、後者は純粋な有機太陽電池および色素増感太陽電池の両方を意味するものと解される、有機光学検査器、有機光受容器、有機電場消光素子(O-FQD)、発光電子化学電池(LEC)、酸素センサーおよび有機レーザーダイオード(O-laser)からなる群から選択される。赤外の発光をする化合物は、有機赤外エレクトロルミネッセンス素子および赤外センサーにおける使用に好適である。特に好ましくは、有機エレクトロルミネッセンス素子である。活性成分は、通常アノードとカソードの間に導入された有機または無機材料、例えば電荷注入、電荷輸送もしくは電荷ブロッカー材料、特には発光材料およびマトリックス材料、である。本発明の化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子中の発光材料として、特に良好な特性を示す。本発明の好ましい態様は、それゆえ、有機エレクトロルミネッセンス素子である。さらに、本発明の化合物は、一重項酸素の生成のために、または光触媒反応において使われる。
有機エレクトロルミネッセンス素子は、カソード、アノードおよび少なくとも1つの発光層を具備してなる。これらの層とは別に、さらなる層、例えばそれぞれの場合において、1以上の正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、励起子ブロック層、電子ブロック層、電荷発生層および/または有機もしくは無機p/n結合、を具備してなっていてもよい。このケースにおいて、1以上の正孔輸送層が、例えばMoOもしくはWOのような金属酸化物、または(パー)フルオロ化電子欠損芳香族、または電子欠損シアノ置換ヘテロ芳香族(例えば、JP4747558、JP2006-135145、US2006/0289882、WO2012/095143による)、またはキノイド系(例えば、EP1336208による)、またはルイス酸、またはボラン(例えば、US2003/0006411、WO2002/051850、WO2015/049030による)、主族金属第III、IVもしくはVの元素のカルボン酸塩によって、pドープされることも可能であり、および/または、1以上の電子輸送層がnドープされることも可能である。
同様に、例えば励起子ブロック機能を有する、および/またはエレクトロルミネッセンス素子において電荷バランスを制御する、および/または電荷を発生させる(電荷発生層、例えば2以上の発光層を有する層系、例えば白色発光OLED部品において)中間層が、2つの発光層の間に導入されていてもよい。しかしながら、これらの層のそれぞれが、必ずしも存在しなければならないわけではないことを留意すべきである。
このケースにおいて、有機エレクトロルミネッセンス素子は、1つの発光層を含むか、または複数の発光層を含んでいてもよい。複数の発光層が存在する場合、これらは、好ましくは、380nm~750nm全体で複数の発光極大を有し、その結果、全体として白色発光を生じる、すなわち、蛍光または燐光を発することができる様々な発光化合物が、発光層中に用いられる。特に好ましい態様は、3つの層が青色、緑色および橙色または赤色発光を示す3層系(基本構造は、例えば、WO2005/011013参照)、または3つより多い発光層を有する系である。この系は、1以上の層が蛍光を発し、1以上の層が燐光を発するハイブリッドの系であってもよい。好ましい形態は、タンデムOLEDである。白色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明用途に、またはフルカラーディスプレイのカラーフィルターと共に使用されていてもよい。
本発明の好ましい態様では、有機エレクトロルミネッセンス素子は、1つ以上の発光層中の発光性の化合物として、本発明によるイリジウム錯体を含んでなる。
本発明によるイリジウム錯体が発光層における発光物質として使用されるとき、好ましくは1以上のマトリックス材料との組み合わせで使用される。本発明によるイリジウム錯体とマトリックス材料の混合物は、発光体およびマトリックス材料の混合物全体に対し、体積で0.1%~99%、好ましくは体積で1%~90%、より好ましくは体積で3%~40%、特に体積で5%~15%、の本発明によるイリジウム錯体を含む。それに対応して、混合物は、発光体およびマトリックス材料の混合物全体に対し、体積で99.9%~1%、好ましくは体積で99%~10%、より好ましくは体積で97%~60%、特に体積で95%~85%のマトリックス材料を含む。
使用されるマトリックス材料は、通常、公知技術によってその目的として知られているいかなる材料であってもよい。マトリックス材料の三重項準位は、好ましくは発光体の三重項単位よりも高い。
本発明の化合物の好適なマトリックス材料は、ケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシド、およびスルホン(例えば、WO2004/013080、WO2004/093207、WO2006/005627またはWO2010/006680による)、トリアリールアミン、カルバゾール誘導体(例えば、CBP(N,N-ビスカルバゾニルビフェニル))、m-CBPもしくはカルバゾ-ル誘導体(WO2005/039246、US2005/0069729、JP2004/288381、EP1205527、WO2008/086851またはUS2009/0134784による)、ビスカルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体(例えば、WO2007/063754またはWO2008/056746による)、インデノカルバゾール誘導体(例えば、WO2010/136109またはWO2011/000455)、アザカルバゾール(例えば、EP1617710、EP1617711、EP1731584、JP2005/347160による)、バイポーラーマトリックス材料(例えば、WO2007/137725による)、シラン(例えば、WO2005/111172による)、アザボロールもしくはボロン酸エステル(例えば、WO2006/117052による)、ジアザシロール誘導体(例えば、WO2010/054729による)、ジアザホスホール誘導体(例えば、WO2010/054730による)、トリアジン誘導体(例えば、WO2010/015306、WO2007/063754、またはWO2008/056746)、亜鉛錯体(例えば、EP652273もしくはWO2009/062578による)、ジベンゾフラン誘導体(例えば、WO2009/148015、WO2015/169412、WO2017/148564またはWO2017/148565)、または架橋カルバゾール誘導体(例えば、US2009/0136779、WO2010/050778、WO2011/042107またはWO2011/088877)。
混合物として複数の異なったマトリックス材料、特に少なくとも1つの電子伝導マトリックス材料および少なくとも1つの正孔伝導マトリックス材料、を使用することも好ましい。好ましい組み合わせは、本発明による金属錯体の混合マトリックスとして、例えば、芳香族ケトン、トリアジン誘導体またはホスフィンオキシド誘導体を、トリアリールアミン誘導体またはカルバゾール誘導体と共に使用することである。同様に、電荷輸送マトリックス材料および電荷輸送においてたとえあったとしても明らかな関与がない電気的に不活性なマトリックス材料(「ワイドバンドギャップホスト」とよばれる)の混合物の使用も好ましい(例えばWO2010/108579またはWO2016/184540に開示される)。同様に、2つの電子輸送マトリックス材料、例えば、トリアジン誘導体およびラクタム誘導体(例えばWO2014/094964に開示される)を使用することも好ましい。
以下に示されるのは、本発明の化合物のマトリックス材料として好適な化合物の例である。
電子輸送マトリックス材料として使用されうる、トリアジンおよびピリミジンの例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000122
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Figure 0007138654000134
電子輸送マトリックス材料として使用されうる、ラクタムの例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000135
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置換パターンによる正孔または電子輸送マトリックス材料として使用されうる、最も広い意味での、インドロ-およびインデノカルバゾール誘導体の例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000139
Figure 0007138654000140
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Figure 0007138654000143
Figure 0007138654000144
Figure 0007138654000145
置換パターンによる正孔または電子輸送マトリックス材料として使用されうる、カルバゾール誘導体の例は、以下の構造である:
Figure 0007138654000146
Figure 0007138654000147
正孔輸送マトリックス材料として使用されうる、架橋カルバゾールの例:
Figure 0007138654000148
Figure 0007138654000149
Figure 0007138654000150
Figure 0007138654000151
正孔輸送マトリックス材料として使用されうるビスカルバゾール誘導体の例:
Figure 0007138654000152
Figure 0007138654000153
Figure 0007138654000154
Figure 0007138654000155
正孔輸送マトリックス材料として使用されうるアミンの例:
Figure 0007138654000156
Figure 0007138654000157
Figure 0007138654000158
ワイドギャップマトリックス材料として使用されうる材料の例:
Figure 0007138654000159
さらに、2以上の三重項発光体、特には2または3の三重項発光体を、1以上のマトリックス材料とともに使用することが好ましい。ここで、より短い波長の発光スペクトルを持つ三重項発光体は、より長い波長の発光スペクトルを持つ三重項発光体のための共マトリックス(co-matrix)として働く。したがって、例えば、本発明の金属錯体と、より短い波長(例えば、青色、緑色、または黄色)を発光する三金属錯体を共マトリックスとして組み合わせることができる。例えば、本発明の金属錯体は、より長い波長を発光する三重項発光体(例えば、赤色発光三重項発光体)を共マトリックスとして採用することも可能である。ここで、より短い波長を発光する金属錯体とより長い波長を発光する金属錯体の両方が本発明による化合物であることも好ましい。3つの三重項発光体の混合物を使用するケースにおける好ましい形態は、2つが共ホストとして採用され、1つが発光材料として採用される場合である。これらの三重項発光体は、好ましくは、緑色、黄色および赤色、または青色、緑色、およびオレンジ色の発光を有する。
発光層における好ましい混合物は、電子輸送ホスト材料、いわゆる「ワイドバンドギャップ」ホスト材料(これは、その電子特性ゆえ、層中の電荷輸送に関与しないか、または顕著な程度に関与しない)、共ドーパント(これは、本発明による化合物よりも短い波長で発光する三重項発光体である)、および本発明の化合物を含んでなる。
発光層におけるさらなる好ましい混合物は、電子輸送ホスト材料、いわゆる「ワイドバンドギャップ」ホスト材料(これは、その電子特性ゆえ、層中の電荷輸送に関与しないか、または顕著な程度に関与しない)、正孔輸送ホスト材料、共ドーパント(これは、本発明の化合物よりも短い波長で発光する三重項発光体である)、および本発明による化合物を含んでなる。
本発明の化合物は、電子素子において他の機能で使用されうる。例えば、正孔注入または輸送層における正孔輸送材料として、電荷発生材料として、電子ブロック材料として、正孔ブロック材料として、または電子輸送材料としてであり、例えば電子輸送層において、である。同様に、本発明の化合物を発光層における、他の燐光発光金属錯体のためのマトリックス材料として使用することも可能である。
カソードは、好ましくは、様々な金属、例えばアルカリ土類金属、アルカリ金属、主族の金属もしくはランタノイド(例えばCa、Ba、Mg、Al、In、Mg、Yb、Sm等)を含んでなる、低仕事関数を有する金属、金属合金もしくは多層構造体を含んでなる。さらに、適しているのは、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属および銀を含んでなる合金(例えば、マグネシウムと銀を含んでなる合金)である。多層構造体の場合には、比較的高い仕事関数を有する更なる金属、例えば、Agもまた、前記金属に加えて用いられてもよく、この場合、金属の組合せ、例えば、Mg/Ag、Ca/AgまたはBa/Agが、一般に用いられる。高い誘電率を有する材料からなる薄い中間層を、金属カソードと有機半導体の間に導入することもまた、好ましいことがある。この目的に使用できる材料の例は、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のフッ化物であるが、対応する酸化物もしくは炭酸塩(例えば、LiF、LiO、BaF、MgO、NaF、CsF、CsCO等)である。同様に、この目的で使用できるのは、有機アルカリ金属錯体、例えばLiq(キノリン酸リチウム)である。この層の層厚は、好ましくは、0.5~5nmである。
好ましいアノードは、仕事関数の高い材料である。好ましくは、アノードは真空に対し4.5eVよりも大きい仕事関数を有する。まず、高い酸化還元電位を有する金属はこの目的に合う。例えば、Ag、PtまたはAuである。次に、金属/金属酸化物電極(例えば、Al/Ni/NiOx、Al/PtOx)もまた好ましい。いくつかの用途において、少なくとも1つの電極は、透明または部分的に透明であるべきである。有機材料(O-SC)の放射または発光(OLED/PLED、O-laser)を可能にするためである。ここで、好ましいアノード材料は、導電性の高い混合金属酸化物である。特に好ましくは、イリジウムスズ酸化物(ITO)またはインジウムスズ酸化物(IZO)である。さらに、好ましいものとして、伝導性のドープされた有機材料、特に導電性ドープされたポリマー、例えばPEDOT、PANIまたはこれらのポリマーの誘導体、が挙げられる。さらに好ましくは、p-ドープされた正孔輸送材料が正孔注入としてアノードに適用されるとき、適切なp-ドーパントは、金属酸化物、例えばMoOもしくはWOまたは(過)フッ素化電子-欠損芳香族系である。さらに適切なp-ドーパントは、HAT-CN(ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン)またはNovaled製の化合物NPD9である。このような層によって、低HOMO、すなわち大きなHOMO値を有する材料における正孔注入が簡単になる。
従来技術で層に使用される任意の材料は、一般に、さらなる層に使用されうる。当業者であれば、発明的工夫なしで、電子素子において、それぞれの材料を本発明による材料と結び付けることができるであろう。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔注入もしくは正孔輸送層、電子ブロック層、または電子輸送層で使用されうる、好適な電荷輸送材料は、例えば、Y.Shirota et al.、Chem.Rev.2007、107(4)、953-1010で開示される化合物、または従来技術のこれらの層に使用される他の材料である。本発明のエレクトロルミネッセンス素子における、正孔輸送、正孔注入、または電子ブロック層に使用されうる、好ましい正孔輸送材料の例としては、インデノフルオレンアミン誘導体(例えば、WO06/122630またはWO06/100896)、EP1661888に開示されるアミン誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体(例えば、WO01/049806による)、縮合芳香族環を有するアミン誘導体(例えば、US5,061,569)、WO95/09147に開示されるアミン誘導体、モノベンゾインデノフルオレンアミン(例えば、WO08/006449による)、ジベンゾインデノフルオレンアミン(例えば、WO07/140847による)、スピロビフルオレンアミン(例えば、WO2012/034627、WO2014/056565による)、フルオレンアミン(例えば、EP2875092、EP2875699およびEP2875004による)、スピロビベンゾピランアミン(例えば、EP2780325)、およびジヒドロアクリジン誘導体(例えば、WO2012/150001による)である。
そのような素子の寿命は、水および/または空気の存在で、劇的に短くなるから、素子は、相応に、(用途に応じて)構造化され、接続され、最終的に密封される。
さらに好ましくは、1以上の層が昇華法より適用される有機エレクトロルミネッセンス素子である。このケースにおいて、材料は、典型的には10-5mbar未満、好ましくは10-6mbar未満の初期圧力で、真空昇華系で蒸着により適用される。初期圧力は、より低くても、またより高くてもよく、例えば、10-7mbar未満でもよい。
同様に、1つ以上の層がOVPD(有機気相堆積)法を用いることによって、またはキャリアガス昇華を利用して塗布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も好ましい。このケースにおいて、材料は、10-5ミリバール~1バールの圧力で適用される。この方法の特別な方法は、OVJP(有機蒸気ジェット印刷)法であり、その材料は、ノズルを介して直接適用され、したがって構造化される。
さらに、1つ以上の層が、例えばスピンコーティングによって、または任意の印刷法、例えばスクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷もしくはノズル印刷などによって、特に好ましくはLITI(光誘導熱画像化、熱転写印刷)またはインクジェット印刷によって、溶液から生成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が好ましい。この目的では、可溶性化合物が必要であり、この化合物は、例えば適切な置換を介して得られる。
有機エレクトロルミネッセンス素子を、1つ以上の層を溶液から適用し、蒸着によって1つ以上の他の層を適用することによる、ハイブリッドの系として製造することもできる。例えば、本発明の金属錯体およびマトリックス材料を含んでなる発光層を溶液から適用し、正孔ブロック層および/または電子輸送層を減圧下で蒸着によって適用することができる。
これらの方法は、一般に当業者に知られており、当業者によって、困難なく、式(1)の化合物または上述の好ましい形態を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子に、適用されうる。
本発明による電子素子、特に有機エレクトロルミネッセンス素子、は、以下の驚くべき利点の1つ以上によって従来技術と区別される。
1.本発明の金属錯体は、有機エレクトロルミネッセンス素子における発光体として使用される場合、非常に高いEQE(外部量子効率)および非常に高い電力効率を有し、指向性の発光(oriented emission)を示す。より具体的には、効率は、式(3)または(4)の置換基を有さないこと以外は同一の配位子構造を有する金属錯体と比較して、非常に高い。同様に、3つの副配位子それぞれに式(3)または(4)の置換基を有すること以外は同一の配位子構造を有する金属錯体と比較しても、非常に高い。
2.本発明の金属錯体は、有機エレクトロルミネッセンス素子における発光体として使用される場合、非常に長い寿命を示す。より具体的には、一定の輝度での寿命は、式(3)または(4)の置換基を有さないこと以外は同一の配位子構造を有する金属錯体と比較して、より長い。同様に、3つの副配位子それぞれに式(3)または(4)の置換基を有すること以外は同一の配位子構造を有する金属錯体と比較しても、より長い。
これらの上述の利点は、他の電気的特性の劣化を伴わないものである。
本発明は、続いて実施例によってより詳細に例示されるが、それによっていかなる限定を意図しない。当業者は、記載される詳細を使用し、発明的工夫をなさずして、さらなる本発明による電子素子を製造し、かつそのことにより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。
実施例:
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、もしく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。複数の互変異性形態を示しうる化合物の場合、1つの互変異性形態が代表として示される。
軌道エネルギーおよび電子準位を決定するための一般的な方法
部分構造Ir(L)が部分構造Ir(L)よりも高い三重項準位を有するか否かを決定するために、量子化学計算が行われる。この目的のために、それぞれの擬ホモレプティック錯体、つまり式(1)で3つの副配位子Lを有する錯体と式(2)で3つの副配位子Lを有する錯体の三重項準位が決定される。ここで、それぞれの錯体は副配位子LおよびL以外は同一の構造を有する。
-対称性トリス-擬ホモレプティック金属錯体の三重項準位(=三重項エネルギー=E(T1))は、量子化学計算によって決定される。しかしながら、ここで記載の方法は、使用されるソフトウェアパッケージとは独立であり、常に同一の結果が得られる。この目的のために、頻繁に使用されるプログラムの例としては、「Gaussian09」(Gaussian Inc.)およびQ-Chem 4.1(Q-Chem、Inc.)が挙げられる。本ケースにおいて、エネルギーは、ソフトウェアパッケージ「Gaussian09、Revision D.01」(Gaussian Inc.)を用いて計算される。
構造は、Hartree-Fock法およびLanL2MB規定集合(Gaussian インプットライン「#HF/LanL2MB opt」)(チャージ0、多重度1)によって最適化される。続いて、最適化された構造をもとに、電子基底状態および三重項準位のために、(シングルポイント)エネルギー計算が行われる。
これは、TDDFT(時間依存密度汎関数法)法B3PW91を用いて、イリジウムを除く全ての原子に6-31G(d)基底集合(Gaussian インプットライン「#B3PW91/6-31G(d) td=(50-50,nstates=4)」)(チャージ0、多重度1)として、行われる。イリジウム原子には、「LanL2DZ」基底集合が使用される(Gaussian インプットライン’「#B3PW91/gen pseudo=lanl2 td=(50-50,nstates=4)」)。
材料の三重項準位は、量子化学エネルギー計算によってわかった最低エネルギーを有する三重項状態の相対励起エネルギー(eV)として定義される。
副配位子Lを含む擬ホモレプティック錯体の計算から得られる三重項エネルギーが、副配位子Lを含む擬ホモレプティック錯体の三重項エネルギーよりも高い場合、本発明の意味において、部分構造Ir(L)は、部分構造Ir(L)よりも高い三重項エネルギーであろう。
A:シントンSの合成S:
例S1:
Figure 0007138654000160
バリアントA:2-ブロモピリジンのカップリング、S1
26.9g(100mmol)の2-(4-クロロ-3-メトキシフェニル)-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン[627525-96-6]、19.0g(120mmol)の2-ブロモピリジン、21.2g(200mmol)の炭酸ナトリウム、200mlのトルエン、50mlのエタノールおよび100mlの水の混合物に、非常によく撹拌しながら、1.2g(1mmol)のテトラキス(トリフェニルホスフィノ)パラジウム(0)が加えられ、そして混合物は還流下で24時間加熱される。冷却後、有機相は除去され、300mlの水で1回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥される。乾燥剤はろ過され、ろ液は減圧下で完全に濃縮され、残留物は、クーゲルロール蒸留される(p~10-2mbar、T~200℃)。収率:19.8g(90mmol)、90%;純度:約95% H NMRによる。
バリアントB:2,5-ジブロモピリジンのカップリング、S7
23.7g(100mmol)の2,5-ジブロモピリジン[624-28-2]、23.4g(100mmol)の2-(3-メトキシフェニル)-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン[325142-84-5]、27.6g(200mmol)の炭酸カリウム、50gのガラスビーズ(直径3mm)、526mg(2mmol)のトリフェニルホスフィン、225mg(1mmol)の酢酸パラジウム(II)、200mlのアセトニトリルおよび100mlのメタノールの混合物が、還流下16時間加熱される。冷却後、溶媒は減圧下で大半が除去され、残留物に500mlの酢酸エチルが加えられ、それぞれ200mlの水で3回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥される。乾燥剤はろ過され、ろ液は濃縮乾燥され、そして固体はアセトニトリルから再結晶化される。収率:18.3g(68mmol)、68%;純度:約95% H NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000161
Figure 0007138654000162
Figure 0007138654000163
Figure 0007138654000164
例S50:
Figure 0007138654000165
バリアントA:
22.0g(100mmol)のS1、26.7g(105mmol)のビス(ピナコラト)ジボラン、29.4g(300mmol)の酢酸カリウム(無水物)、50gのガラスビーズ(直径3mm)および300mlのTHFの混合物に、よく撹拌しながら、821mg(2mmol)のSPhosおよび225mg(1mmol)の酢酸パラジウム(II)が加えられ、混合物は還流下で16時間加熱される。冷却後、その塩およびガラスビーズはTHFスラリーの形のセライト床を通して吸引ろ過によって除去され、これは少量のTHFに通して洗浄あされ、ろ液は濃縮乾燥される。残留物は、100mlのMeOHに採取され、温かい溶媒中で撹拌され、結晶化された生成物は吸引ろ過され、それぞれ30mlのメタノールで2回洗浄され、減圧下で乾燥される。収率:27.4g(88mmol)、88%;純度:約95% H NMRによる。
バリアントB:
SPhosがトリシクロヘキシルホスフィンによって置き換えられた以外は、バリアントAと同様の手順。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000166
Figure 0007138654000167
例S100:
Figure 0007138654000168
31.1g(100mmol)のS50、28.3g(100mmol)の1-ブロモ-2-ヨードベンゼン、31.8g(300mmol)の炭酸ナトリウム、200mlのトルエン、70mlのエタノールおよび200mlの水の混合物に、非常によく撹拌しながら、788mg(3mmol)のトリフェニルホスフィンおよびそして225mg(1mmol)の酢酸パラジウム(II)が加えられ、還流下48時間加熱される。冷却後、有機相は除去され、300mlの水で1回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥される。乾燥剤はろ過され、ろ液は減圧下で完全に濃縮される。残留物は、フラッシュクロマトグラフされる(A.Semrauによるトレント自動カラムシステム)。収率:32.3g(95mmol)、95%;純度:約97% H NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000169
Figure 0007138654000170
Figure 0007138654000171
Figure 0007138654000172
例S150:
Figure 0007138654000173
66.3g(100mmol)の2,2’-[5’’-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)[1,1’:2’,1’’:3’’,1’’’:2’’’,1’’’’-キンキフェニル]-4,4’’’’-ジイル]ビスピリジン[1989597-72-9]、34.0g(100mmol)のS100、63.7g(300mmol)のリン酸三カリウム、300mlのトルエン、150mlのジオキサンおよび300mlの水の混合物に、よく撹拌しながら、1.64g(4mmol)のSPhosおよびそして449mg(2mmol)の酢酸パラジウム(II)が加えられ、そして混合物は還流下で24時間加熱される。冷却後、有機相は除去され、それぞれ300mlの水で2回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、そして硫酸マグネシウムで乾燥される。乾燥剤はろ過され、ろ液は減圧下で濃縮乾燥され、ガラス状粗生成物は酢酸エチル(~20ml)を用いて、アセトニトリル(~100ml)から、そして酢酸ブチルから再度、煮沸再結晶化される。収率:68.5g(86mmol)、86%;純度:約95% H NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000174
Figure 0007138654000175
Figure 0007138654000176
Figure 0007138654000177
Figure 0007138654000178
Figure 0007138654000179
Figure 0007138654000180
Figure 0007138654000181
Figure 0007138654000182
例S200:
Figure 0007138654000183
79.6g(100mmol)のS150および115.6g(1mol)の塩酸ピリジニウムの混合物が、水分離器上で、220℃(加熱マントル)に4時間加熱され、時々蒸留物が排出される。反応混合物は冷却され、500mlの水が~150℃の温度から始めて滴下され(注意:遅発性の沸騰)、一晩撹拌が継続される。ベージュ色の固体が吸引ろ過され、700mlのMeOH中で懸濁され、混合物は撹拌しながらトリエチルアミンを加えることによって中和され、さらに5時間撹拌され、トリエチルアミンは必要に応じて中和反応がおこるまで再度加えられる。固体は吸引ろ過され、それぞれ100mlのMeOHで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。収率:74.3g(95mmol)、95%;純度:約95% H NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000184
Figure 0007138654000185
Figure 0007138654000186
Figure 0007138654000187
Figure 0007138654000188
Figure 0007138654000189
Figure 0007138654000190
Figure 0007138654000191
Figure 0007138654000192
Figure 0007138654000193
例S250:
Figure 0007138654000194
1000mlのDCM中の78.2g(100mmol)のS200の懸濁液に、氷で0℃に冷却し、よく撹拌しながら、23.7ml(300mmol)のピリジンが加えられ、そして33.6ml(200mmol)のトリフルオロメタンスルホン酸無水物が滴下される。混合物は0℃で1時間、そして室温で4時間撹拌される。反応溶液は3lの氷水上に注がれ、さらに15分間撹拌され、有機相は除去され、300mlの氷水で1回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥され、乾燥剤はろ過され、ろ液は濃縮乾燥され、泡状物質は酢酸エチルから煮沸再結晶化される。収率:68.6g(75mmol)、75%;純度:約95% H NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000195
Figure 0007138654000196
Figure 0007138654000197
Figure 0007138654000198
Figure 0007138654000199
Figure 0007138654000200
Figure 0007138654000201
Figure 0007138654000202
Figure 0007138654000203
Figure 0007138654000204
例S300:
Figure 0007138654000205
67.4g(200mmol)のS116、36.5g(100mmol)の2,2’-(5-クロロ-1,3-フェニレン)ビス[4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン[1417036-49-7]、63.6g(600mmol)の炭酸ナトリウム、500mlのトルエン、250mlのエタノールおよび500mlの水のよく撹拌された混合物に、1.57g(6mmol)のトリフェニルホスフィンおよびそして449mg(2mmol)の酢酸パラジウムが加えられ、混合物は還流下で24時間加熱される。冷却後、有機相は除去され、それぞれ300mlの水で2回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥される。乾燥剤はろ過され、ろ液は減圧下で濃縮乾燥され、ガラス状粗生成物は、酢酸エチル(~20ml)を用いて、アセトニトリル(約150ml)から、そして酢酸ブチルから再度、煮沸再結晶化される。収率:55.0g(88mmol)、88%;純度:約95% H NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000206
Figure 0007138654000207
Figure 0007138654000208
例S350:
Figure 0007138654000209
例S50、バリアントAと同様の調製。62.5g(100mmol)のS300の使用。収率:64.5g(90mmol)、90%;純度:約95% H NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000210
Figure 0007138654000211
Figure 0007138654000212
例S400:
Figure 0007138654000213
23.4g(100mmol)2-(4-ブロモフェニル)ピリジン[63996-36-1]、7.5g(110mmol)イミダゾール[288-32-4]、26.6g(200mmol)炭酸カリウム、1.8g(10mmol)9,10-フェナントロリン、716mg(5mmol)酸化銅(I)、100gガラスビーズ(直径3mm)および300mlDMFの混合物が、24時間150℃に加熱される。反応混合物は60℃に冷却され、その塩はセライト床を通してDMFを用いて吸引され、ろ液は真空中で蒸留乾燥され、および残留物はフラッシュクロマトグラフによって精製される(A.Semrauによるコンビフラッシュ自動カラムシステム)。このように得られたイミダゾール(14.8g、67mmol)は、200mlアセトニトリル中で、15.5g(87mmol)NBSを用いて、還流下で6時間撹拌される。冷却後、アセトニトリルは真空中で蒸留され、残留物は300mlの酢酸エチルに溶解され、有機相は300mlの水で3回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、そして硫酸マグネシウムで乾燥される。乾燥剤はろ過され、ろ液は真空中で濃縮され、残留物はフラッシュクロマトグラフによって精製される(A.Semrauによるコンビフラッシュ自動カラムシステム)。収率:15.3g(51mmol)、51%;純度:約95% H-NMRによる。
同様に、S401は、5-ブロモ-2-フェニル-ピリジン[27012-25-5]を用いて、65%の収率で合成されうる。
Figure 0007138654000214
例S450:
Figure 0007138654000215
28.1g(100mmol)2-(4-ヨードフェニル)ピリジン[871012-88-3]、16.7g(110mmol)3-ブロモ-1H-ピラゾール[14521-80-3]、27.6g(200mmol)炭酸カリウム、1.8g(10mmol)9,10-フェナントロリン、716mg(5mmol)酸化銅(I)、100gガラスビーズ(直径3mm)および300mlのo-キシレンの混合物が還流下で24時間加熱される。反応混合物は60℃に冷却され、その塩はセライト床を通してo-キシレンを用いて吸引され、ろ液は真空中で蒸留乾燥され、残留物はフラッシュクロマトグラフによって精製される(A.Semrau社によるコンビフラッシュ自動カラムシステム)。収率:9.6g(32mmol)、32%;純度:約95% H-NMRによる。
B:配位子Lの合成:
例L1:
Figure 0007138654000216
91.4g(100mmol)のS250、30.6g(110mmol)の2-[1,1’-biフェニル]-4-yl-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン[144432-80-4]、53.1g(250mmol)のリン酸三カリウム、800mlのTHFおよび200mlの水の混合物に、激しく撹拌しながら、1.64g(4mmol)のSPhosおよびそして449mg(2mmol)の酢酸パラジウム(II)が加えられ、混合物は還流下で16時間加熱される。冷却後、水相は除去され、有機相が実質的に濃縮され、残留物は500mlの酢酸エチルに採取され、有機相はそれぞれ300mlの水で2回、2%N-アセチルシステイン水溶液で1回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥される。乾燥剤は酢酸エチルスラリーの形態のシリカゲル床を通してろ過され、これは酢酸エチルを通して洗浄され、ろ液は濃縮乾燥され、残留物は約50mlの酢酸エチルを用いて、約200mlのアセトニトリルから煮沸再結晶化される。収率:70.5g(77mmol)、77%;純度:約97% H-NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000217
Figure 0007138654000218
Figure 0007138654000219
Figure 0007138654000220
Figure 0007138654000221
Figure 0007138654000222
Figure 0007138654000223
Figure 0007138654000224
Figure 0007138654000225
Figure 0007138654000226
Figure 0007138654000227
Figure 0007138654000228
C:金属錯体の合成:
例Ir(L1):
Figure 0007138654000229
変形A:
9.18g(10mmol)の配位子L1、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コアを備えた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。フラスコは金属加熱マントル上に置かれ、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コアのちょうど上に位置する。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る急速に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1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。1時間後、混合物は190℃に冷却され、加熱マントルが取り除かれ、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ベージュ色の懸濁液は、両頭フリットを通してろ過される。ベージュ色の固体は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200mlのジクロロメタンに溶解され、暗中空気を排除して、約1kgのジクロロメタンスラリー中のシリカゲル(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。吸引ろ過され、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(v/v)で4回熱抽出、そしてジクロロメタン/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)。母液中の損失は、ジクロロメタン(低沸点および良好な溶解性):イソプロパノールまたはアセトニトリル(高沸点および低い溶解性)の比率で調整されうる。典型的には、使用される重量によって3~6%とすべきである。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われうる。最終的に、生成物は、高真空下、p~10-6mbarおよびT~400-450℃で分別昇華される。収率:6.65g(6.0mmol)、60%;純度:>99.9% HPLCによる。
バリアントB:
Ir(L1)バリアントAと同様の手順。ただし、120gのヒドロキノンの代わりに300mlのエチレングリコール[111-46-6]が使用され、混合物は190℃で16時間撹拌される。70℃に冷却後、混合物は300mlのエタノールで希釈され、固体は吸引ろ過され(P3)、それぞれ100mlのエタノールで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。さらなる精製はバリアントAに記載のように行われる。収率:6.32g(5.7mmol)、57%;純度:>99.9% HPLCによる。
バリアントC:
Ir(L1)バリアントBと同様の手順。ただし、3.53g(10mmol)の塩化イリジウム(III)xnHO(n約3)が4.90g(10mmol)のトリアセチルアセトナトイリジウム(III)[15635-87-7]の代わりに、300mlの2-エトキシエタノール/水(3:1、vv)が120gのヒドロキノンの代わりに使用され、混合物は190℃で30時間撹拌されたオートクレーブ中で撹拌される。冷却後、固体が吸引ろ過され(P3)、それぞれ30mlのエタノールで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。さらなる精製はバリアントBに記載のように行われる。収率:6.01g(5.5mmol)、55%;純度:>99.9% HPLCによる。
金属錯体は、典型的には、ΛおよびΔ異性体/エナンチオマーの1:1混合物として得られる。今後、示される錯体のイメージは、一つの異性体のみ示される。3つの異なる副配位子を有する配位子が使用される、またはキラル配位子がラセミ体として使用される場合、生成された金属錯体は、ジアステレオマー混合物として得られる。これらは、分別晶析またはクロマトグラフ(例えば、自動カラムシステム(A.Semrauによるコンビフラッシュ))によって分離されうる。キラル配位子がエナンチオマー的に純粋な形で使用される場合、生成された金属錯体はジアステレオマー混合物として得られ、分別晶析またはクロマトグラフによる分離によって純粋なエナンチオマーとなる。分離されたジアステレオマーまたはエナンチオマーは、上記、例えば熱抽出、により、さらに精製されうる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000230
Figure 0007138654000231
Figure 0007138654000232
Figure 0007138654000233
Figure 0007138654000234
Figure 0007138654000235
Figure 0007138654000236
Figure 0007138654000237
Figure 0007138654000238
Figure 0007138654000239
Figure 0007138654000240
Figure 0007138654000241
*標準的な手順と異なる場合
D:金属錯体の官能化
1)金属錯体の重水素化
A)メチル基の重水素化
50mlのDMSO-d6(重水素化度>99.8%)および5mlのメタノール-d1(重水素化度>99.8%)の混合物中の1mmolのxのメチル基(x=1、2、3)を有する純粋な錯体(純度>99.9%)の懸濁液に、0.2mmolの水素化ナトリウムが加えられ、そして混合物は撹拌しながら、鮮やかな黄色-オレンジ色溶液が形成されるまで、加熱される(約100℃)。撹拌は、ピリジン窒素に対してパラ位にメチル基を有する錯体ではさらに5分、ピリジン窒素に対してメタ位にメチル基を有する錯体ではさらに30分続けられ、混合物は冷水浴で冷却され、5mlのDO中の1N DClが約60℃から滴下され、混合物はさらに1時間撹拌され、固体は吸引ろ過され、それぞれ10mlのHO/MeOH(1:1、vv)で3回洗浄され、減圧下で乾燥される。固体はDCMを用いてシリカゲル床を通してろ過される。ろ液は、同時にMeOHを滴下し、減圧下で濃縮され、結晶を生じさせる。最後に、分別昇華は「C:金属錯体の調製、バリアントA」に記載のように行われる。収率 典型的に80-90%、重水素化度>95%。
上記の方法で、以下の重水素化錯体を調製することができる:
Figure 0007138654000242
B)ピリジン上の環重水素化
50mlのDMSO-d6(重水素化度>99.8%)および0.5mlのメタノール-d1(重水素化度>99.8%)の混合物中の1mmolの純粋な錯体(純度>99.9%)の懸濁液に、3mmolの水素化ナトリウムが加えられ、そして混合物は撹拌しながら、140℃に加熱される。混合物はさらに6時間140℃で撹拌され、鮮やかなオレンジ色溶液が冷水浴で冷却され、5mlのDO中の1N DClが約60℃から滴下され、混合物はさらに1時間撹拌され、固体は吸引ろ過され、それぞれ10mlのHO/MeOH(1:1、vv)で3回、それぞれ10mlのMeOHで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。固体はDCMを用いてシリカゲル床を通してろ過される。ろ液は、同時にMeOHを滴下し、減圧下で濃縮され、結晶を生じさせる。最後に、分別昇華は「C:金属錯体の調製、バリアントA」に記載のように行われる。収率 典型的に80-90%。
上記の方法で、以下の重水素化錯体を調製することができる:
Figure 0007138654000243
2)金属錯体の臭素化
金属錯体の溶解性による500ml~2000mlのジクロロメタン中の10mmolのイリジウムのパラ位にAxC-H基(A=1、2、3)を有する錯体の溶液または懸濁液に、暗中、空気を排除して、-30~+30℃で、Ax10.5mmolのN-ハロサクシンイミド(ハロゲン:Cl、Br、I)が加えられ、混合物は20時間攪拌される。DCMに溶解性の不十分な錯体は、他の溶媒(TCE、THF、DMF、クロロベンゼン等)に昇温で転換されてもよい。続いて、溶媒は減圧下で実質的に除去される。残留物は、100mlのメタノールによって煮沸される。固体は吸引ろ過され、30mlのメタノールで3回洗浄され、そして減圧下で乾燥される。これによって、イリジウムにパラ位で臭素化された錯体が生成される。HOMO(CV)の約-5.1~-5.0eVおよびより低いマグニチュードのHOMO(CV)を有する錯体は、酸化傾向があり(Ir(III)→Ir(IV))、酸化剤はNBSから放出された臭素である。この酸化反応は、はっきりとした緑色、そうでなければ発光体の黄色~赤色溶液/懸濁液、によって、明確である。このようなケースにおいて、さらに当量のNBSが加えられる。まとめると、還元剤として、300~500mlのメタノールおよび2mlのヒドラジン水和物が加えられ、これが緑色の溶液/懸濁液を黄色(Ir(IV)>Ir(III)の還元)にする原因である。そして、溶媒は減圧下で実質的に除去され、300mlのメタノールが加えられ、固体は吸引ろ過され、それぞれ100mlのメタノールで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。
不足当量の臭素化(例えばイリジウムのパラ位に3C-H基を有する錯体の一または二臭素化)は、通常、当量の臭素化よりも、選択的に進まない。これらの臭素化粗生成物はクロマトグラフにより分離されうる(A.Semrauによるコンビフラッシュトレント)。
Ir(L1-2Br)の合成
Figure 0007138654000244
0℃で攪拌された、500mlのDCM中の11.1g(10mmol)のIr(L1)の懸濁液に、一度に3.7g(21.0mmol)のN-ブロモサクシンイミドが加えられ、混合物は20時間攪拌される。減圧下で約450mlのDCMが除去された後、100mlのメタノールが黄色の懸濁液に加えられる。固体は吸引ろ過され、約50mlのメタノールで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。生成量:12.3g(9.7mmol)、97%;純度:>99.0% NMRによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000245
Figure 0007138654000246
3)金属錯体のシアノ化
10mmolの臭素化錯体、臭素官能あたり20mmolのシアン化銅(I)および300mlのNMPの混合物が、180℃40時間攪拌される。冷却後、溶媒は減圧下で取り除かれる。残留物は、500mlのジクロロメタンに採取され、銅塩はセライトを使用してろ過され、ジクロロメタンは減圧下でほぼ乾燥濃縮され、100mlのエタノールが加えられ、析出固体は吸引ろ過され、それぞれ50mlのエタノールで2回洗浄され、減圧下で乾燥される。粗生成物はクロマトグラフおよび/または熱抽出により精製される。熱処理は高真空下(p約10-6mbar)で約200~300℃の温度範囲で行われる。昇華は高真空下(p約10-6mbar)で約350~450℃の温度範囲で行われ、昇華は好ましくは分別昇華の形で行われる。
Ir(L1-2CN)の合成
Figure 0007138654000247
12.7g(10mmol)のIr(L1-2Br)および3.6g(40mmol)のシアン化銅(I)の使用。ジクロロメタンを用いてシリカゲル上でクロマトグラフ、ジクロロメタン/アセトニトリル(2:1、vv)を用いて4回熱抽出、昇華。収率:6.4g(5.5mmol)、55%;純度:約99.9% HPLCによる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007138654000248
Figure 0007138654000249
Figure 0007138654000250
例:OLEDの製造
1)真空処理された素子:
本発明の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。洗浄された被覆ガラス板が使用され(Miele laboratoryのガラス洗浄機での洗浄、MerckのExtran洗剤)、膜厚50nm構造化ITO(酸化インジウムスズ)で被覆され、かつ25分間のUVオゾンで前処理される(UVPのPR-100UVオゾン発生機)。引き続き、それらは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。OLEDは基本的に以下の層構造を有する:基板/5%NDP-9(Novaledから購入できる)がドープされたHTM1からなる正孔注入層1(HIL1)、20nm/HTM1からなる正孔輸送層1(HTL1)、緑色/黄色素子の場合220nm、赤色素子の場合110nm/正孔輸送層2(HTL2)/発光層(EML)/正孔ブロック層(HBL)/電子輸送層(ETL)/所望により電子注入層(EIL)、および最後にカソード。カソードは膜厚100nmのアルミニウム層によって形成される。
最初に、真空処理されたOLEDについて記載する。この目的では、すべての材料は、真空チャンバにおける熱蒸着によって適用される。ここで、発光層は、常に、少なくとも1つのマトリックス材料(ホスト材料)と、共蒸着によって特定の体積比でマトリックス材料に混合される発光ドーパント(発光体)とからなる。ここで、M1:M2:Ir(L2)(55%:35%:10%)のような形で示される詳細は、材料M1が55%の体積比でその層に存在し、M2が35%の体積比でその層に存在し、Ir(L2)が10%の体積比でその層に存在することを意味する。同様に、電子輸送層も2つの材料の混合物からなっていてもよい。OLEDの正確な構造は表1に見ることができる。OLEDの製造に使用される材料は表4に示されている。
OLEDは、標準的な方法によって特徴付けられる。この目的のために、エレクトロルミネッセンススペクトル、電流効率(cd/Aで測定)、電力効率(lm/Wで測定)およびランベルト発光特性を仮定して、電流/電圧/光束密度特性線(IUL特性線)から計算した、光束密度の関数としての外部量子効率(EQE、パーセントで測定)ならびに寿命が測定される。エレクトロルミネッセンススペクトルは、光束密度1000cd/mで測定され、CIE1931xおよびy色座標はそれから計算される。寿命LT90は、動作中の輝度が、初期輝度10000cd/mで、初期輝度の90%に落ちた時間と定義される。OLEDは、初期はことなる輝度で作動されうる。寿命の値は、当業者に知られる転換式を用いて他の初期輝度の数字に転換されうる。
燐光OLEDにおける発光体としての本発明の化合物の使用
本発明の化合物の1つの使用は、OLEDの発光層における燐光発光材料としてである。表4のイリジウム錯体は、従来技術に対する比較として使用される。OLEDの結果は、表2にまとめられる。
表1:OLEDの構造
Figure 0007138654000251
Figure 0007138654000252
Figure 0007138654000253
Figure 0007138654000254
Figure 0007138654000255
Figure 0007138654000256
表2:真空処理されたOLEDの結果
Figure 0007138654000257
Figure 0007138654000258
Figure 0007138654000259
溶液処理された素子:
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塗布する。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社製の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(18%:60%:22%)で構成される発光層を含み、タイプ2はM4:M5:IrLa:IrLb(30%:34%:28%:8%)で構成される発光層を含む。つまり、それらは2つの異なるイリジウム錯体を含む。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が、表3に得られた結果をまとめる。寿命LT50は、動作中の輝度が、初期輝度10000cd/mで、初期輝度の50%に落ちた時間と定義される。
表3:溶液処理された材料の結果
Figure 0007138654000260
表4:使用される材料の構造式
Figure 0007138654000261
Figure 0007138654000262
Figure 0007138654000263

Claims (13)

  1. 式(1)の化合物。
    Figure 0007138654000264
    (式中、使用される記号は以下のとおりである:
    は、式(2)の副配位子であり、2つのD基を介してイリジウムに配位し、点線の結合を介してVに結合され;
    Figure 0007138654000265
    Dは、CまたはNであり、ただし、1つのDがCであり、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;
    Zは、CR’、CRまたはNであり、ただし、ちょうど1つのZがCR’であり、他のZがCRまたはNであり;
    ここで、環あたり最大1つの記号XまたはZがNであり;
    R’は、式(3)または(4)の基であり;
    Figure 0007138654000266
    式中、点線の結合は基への結合を示し;
    R’’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~10の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基(これは、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(これは、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2~10の炭素原子を有するアルケニル基(これは、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)であり;同時に、隣接するフェニル基上の2つの隣接するR’’ラジカルまたは2つのR’’ラジカルがともに環系を形成していてもよく;または隣接するフェニル基上の2つのR’’がともにOおよびSから選択される基であり、2つのフェニル環がブリッジする基とともにジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェンとなるのであり、さらなるR’’は上記に記載のとおりであり、ここで、R’’は式(B-1)~(B~4)または(B-6)の基を含まないものであり
    Figure 0007138654000267
    nは、0、1、2、3、4または5であり;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、式(L-1)または(L-2)の構造であ
    Figure 0007138654000268
    (式中、点線の結合は副配位子のVへの結合を示し、使用される他の記号は以下のとおりであり:
    CyCは、出現毎に同一であるかまたは異なり、5~14の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて炭素原子を介して金属に配位する、Rで置換もしくは非置換の、アリールまたはヘテロアリール基であり、これは共有結合を介してCyDに結合され;
    CyDは、出現毎に同一であるかまたは異なり、5~14の芳香族環原子を有し、窒素原子またはカルベン炭素原子を介して金属に配位する、Rで置換もしくは非置換の、ヘテロアリール基であり、これは共有結合を介してCyCに結合される)
    Vは、式(6a’)の基であり、式中、点線の結合は副配位子LおよびLへの結合の位置を示し、
    Figure 0007138654000269
    ここで、式(6a’)中のRは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、Fまたは1~4の炭素原子を有するアルキル基であり;
    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(R、OR、SR、CN、NO、COOH、C(=O)N(R、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、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R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CH基はSi(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5~10の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上の非芳香族R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、2つのRラジカル(これらは、CyCおよびCyDに結合されている)がともに環系を形成していてもよく;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R、OR、SR、CN、NO、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、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R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CH基はSi(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5~10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R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、2以上のRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1~20の炭素原子を有する、脂肪族有機ラジカルであり、これは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く;
    同時に、3つの二座副配位子LおよびLが、ブリッジVによるものとは別に、さらなるブリッジによって閉じられ、クリプテートを形成していてもよい)
  2. V基が式(6b)の構造から選択されることを特徴とする、請求項に記載の化合物。
    Figure 0007138654000270
    (式中、使用される記号は請求項1に記載の意味を有する)
  3. 副配位子Lが式(2a)~(2d)のうちの1つの構造を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
    Figure 0007138654000271
    (式中、使用される記号は請求項1に記載の意味を有し、副配位子は窒素原子および非置換の炭素原子を介してイリジウムに結合する)
  4. が式(2a’)~(2d’)のうちの1つの構造を有することを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 0007138654000272
    (式中、使用される記号は請求項1に記載の意味を有する)
  5. 炭素原子(これによって、式(3)または(4)の基がフェニルピリジン配位子に結合される)に対して、この基中で、オルト位に結合された2つの置換基R’’が、同一であるかまたは異なり、HまたはDであることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物。
  6. 式(3)の構造が式(3a)~(3n)の構造から選択され、式(4)の構造が式(4a)~(4n)の構造から選択されることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 0007138654000273
    Figure 0007138654000274
    Figure 0007138654000275
    (式中、使用される記号は請求項1に記載の意味を有し、ここで9位のフルオレン基は、1つまたは2つの、それぞれ1~6の炭素原子を有するアルキル基によって置換されていてもよい)
  7. 置換基R’’が、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、CN、および1~4の炭素原子を有するアルキル基からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物。
  8. 前記化合物が、隣接する炭素原子に結合され、ともに式(27)~(33)のうちの1つの環を形成する、2つの置換基Rまたは2つの置換基Rを有することを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 0007138654000276
    (式中、RおよびRは請求項1に記載の意味を有し、点線は配位子中の2つの炭素原子の結合を示し、さらに;
    、Aは、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(R、O、S、NRまたはC(=O)であり;
    は、C(R、O、S、NRまたはC(=O)であり;
    Gは、1、2または3の炭素原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、アルキレン基、-CR=CR-、または5または6の芳香族環原子を有し、1以上のR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;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、F、OR、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、アルキル基はそれぞれのケースにおいて1以上のR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CH基はRC=CR、C≡C、Si(R、C=O、NR、O、SまたはCONR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、それぞれのケースにおいて1以上のR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Rラジカルがともに脂肪族環系を形成し、スピロ系を形成していてもよく;さらに、Rが隣接するRまたはRラジカルとともに脂肪族環系を形成していてもよく;
    ただし、2のヘテロ原子および2つのC=O基が互いに直接結合されることはない)
  9. 適当な配位子と、式(34)のイリジウムアルコキシド、式(35)のイリジウムケトケトネート、式(36)のイリジウムハロゲン化物、式(37)のイリジウムカルボキシレート、またはアルコキシドおよび/またはハロゲン化物および/またはヒドロキシおよびケトケトネートラジカルの両方を有するイリジウム化合物とを反応させることによる、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物の調製方法。
    Figure 0007138654000277
    (式中、Rは請求項1に記載の意味を有し、HalはF、Cl、BrまたはIであり、イリジウム反応物質は対応する水和物の形で存在していてもよい)
  10. 請求項1~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つの溶媒、および/またはさらなる有機もしくは無機化合物を含んでなる配合物。
  11. 請求項1~のいずれか一項に記載の化合物の、電子素子における、または酸素増感剤として、または光開始剤もしくは光触媒としての、使用。
  12. 請求項1~のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物を含んでなる電子素子。
  13. 有機エレクトロルミネッセンス素子であり、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物が1以上の発光層中にマトリックス材料とともに存在することを特徴とする、請求項12に記載の電子素子。
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