JP7422668B2 - 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ものである。
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-メタル化イリジウム錯体であり、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、ならびに多数の関連する錯体が挙げられ、例えば、1-または3-フェニルイソキノリン配位子、2-フェニルキノリン配位子、フェニルカルベン配位子とのものであり、ここで、これらの錯体は、補助配位子として、アセチルアセトナトを有していてもよい。この種の錯体は、多脚(polypodal)配位子も知られており、例えばUS7,332,232およびWO2016/124304に開示される。これらの多脚配位子を有する錯体は、それぞれの配位子が多脚のブリッジを有さないこと以外は同一の配位子構造を有する錯体に対して、有利であることを示すが、例えば、効率、寿命、昇華性および溶解性に関して、まだ改善の余地がある。
それゆえ、本発明によって対処される課題は、OLEDにおける使用のための発光体として好適である、新規で、特に改良された金属錯体を提供することである。
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適してい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。
本発明は、式(1)の化合物を提供する。
Figure 0007422668000001
、L、L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、2つの炭素原子を介して、2つの窒素原子を介して、2つの酸素原子を介して、または1つの酸素原子および1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;
Vは、式(2)の基であり、
Figure 0007422668000002
ここで、点線は、それぞれ、副配位子L、LおよびLの結合位置を示し;
は、以下の式(3)の基であり:
Figure 0007422668000003
ここで、点線の結合は、Lへの結合を示し、*は、式(2)中の中央の環への結合を示し;
は、-CR-CR-、-CR-SiR-、-CR-O-および-CR-NR-からなる群から選択され、ここで、この基は、Lおよび式(2)中の中央の環に結合され;
は、同一であるかまたは異なり、VまたはVであり、ここで、この基は、Lおよび式(2)中の中央の環に結合され;
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であるか、または2つの隣接するX基が共にNR、OまたはSであり、5員環を形成するか;または、環中のX基のうちの1つがNである場合に、2つの隣接するX基が共にCRまたはNであり、5員環を形成し;ただし、それぞれの環中、2以下の隣接するX基がNであり;
は、同一の環中で、出現ごとにCであるか、または1つのX基がNであり、かつ同一の環中で他のX基がCであり、ここで、Vが1超の式(3)の基を含む場合に、X基は、独立に選択されていてもよく;ただし、環中のX基のうちの1つがNである場合に、2つの隣接するX基は共に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、Ge(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、かつここで、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5~40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つのRラジカルが共に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、Ge(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かつここで、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5~40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上のRラジカルが共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、芳香族および/またはヘテロ芳香族有機ラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;
同時に、3つの二座配位子L、LおよびLは、ブリッジV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。
配位子は、3つの二座副配位子L、Lおよび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(2)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)」は、ブリッジVまたは式(2)のブリッジが存在しない場合に、L、LおよびLは、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(2)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。
=-CR-CR-である場合、本発明の化合物の配位子は、以下の構造(LIG-1)および(LIG-2)のうちの1つを有する:
Figure 0007422668000004
同様に、V=-CR-SiR-、-CR-O-または-CR-NR-である場合、このケースにおいて、ケイ素または酸素または窒素は、中央の環または二座副配位子に結合する。
イリジウムへの配位子の結合は、配位結合または共有結合であってよく、つまり結合の共有部分は、配位子によって異なっていてよいのである。本願において、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ラジカルが共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、共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、これらのラジカルは同一の炭素原子または直接互いに結合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さらに取り除かれていてもよい。例えば、X基に結合されたRラジカルがXに結合されたRラジカルとともに環を形成することも可能である。
本発明の意味において、2以上のラジカルが共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 0007422668000005
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 0007422668000006
上述のように、この種の環形成は、互いに直接隣接している炭素原子に結合されているラジカル、またはさらに取り除かれた炭素原子に結合されたラジカルで、可能である。好ましくは、互いに直接結合されている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。
本発明の意味において、アリール基は、6~40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、2~40の炭素原子および少なくとも1つのヘテロ原子を含み、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。ここで、アリール基もしくはヘテロアリール基は、単一の芳香族環(すなわちベンゼン)もしくは単一のヘテロ芳香族環(例えば、ピリジン、ピリミジン、チオフェン等)、または縮合アリールもしくはヘテロアリール基(例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン等)を意味する。
本発明の意味において、芳香族環系は、環系中に6~40の炭素原子を含む。本発明の意味において、ヘテロ芳香族環系は、環系中に1~40の炭素原子および少なくとも1つのヘテロ原子を含み、炭素原子と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。本発明の意味において、芳香族またはヘテロ芳香族環系は、必ずしもアリールまたはヘテロアリール基のみを含む系を意味するものと解されるのではなく、代わりに、さらに複数のアリールまたはヘテロアリール基が、非芳香族単位(好ましくはH以外の原子が10%より少ない)、例えば炭素、窒素もしくは酸素原子、またはカルボニル基、に介在されていてもよい。例えば、9,9’-スピロビフルオレン、9,9’-ジアリールフルオレン、トリアリールアミン、ジアリールエーテル、スチルベン等の系は、本発明の意味において、芳香族環系とみなされるのであり、2以上のアリール基が、例えば、直鎖もしくは環状アルキル基、またはシリル基によって介在されている系も、同様である。さらに、2以上のアリールまたはヘテロアリール基が互いに直接結合されている系(例えば、ビフェニル、テルフェニル、クォーターフェニルまたはビピリジン)も、同様に、芳香族またはヘテロ芳香族環系とみなされる。
本発明の意味において、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、これらのそれぞれの水素原子または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。
5~40の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系は、それぞれのケースにおいて、上記のラジカルによって置換されていてもよく、任意の位置で、芳香族またはヘテロ芳香族系に連結していてもよく、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ベンズアントラセン、フェナントレン、ベンゾフェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、フルオラセン、ベンゾフルオラセン、ナフタセン、ペンタセン、ベンゾピレン、ビフェニル、ビフェニレン、ターフェニル、ターフェニレン、フルオレン、スピロビフルオレン、ジヒドロフェナントレン、ジヒドロピレン、テトラヒドロピレン、シス-またはトランス-インデノフルオレン、シス-またはトランス-モノベンゾインデノフルオレン、シス-またはトランス-ジベンゾインデノフルオレン、トルクセン、イソトルクセン、スピロトルクセン、スピロイソトルクセン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、イソインドール、カルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、ベンゾ-5,6-キノリン、ベンゾ-6,7-キノリン、ベンゾ-7,8-キノリン、フェノチアジン、フェノキサジン、ピラゾール、インダゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリジンイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、オキサゾール、ベンズオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナントロオキサゾール、イソオキサゾール、1,2-チアゾール、1,3-チアゾール、ベンゾチアゾール、ピリダジン、ベンゾピリダジン、ピリミジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、1,5-ジアザアントラセン、2,7-ジアザピレン、2,3-ジアザピレン、1,6-ジアザピレン、1,8-ジアザピレン、4,5-ジアザピレン、4,5,9,10-テトラアザペリレン、ピラジン、フェナジン、フェノキサジン、フェノチアジン、フルオルビン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントロリン、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1,2,3-オキサゾール、1,2,4-オキサジアゾール、1,2,5-オキサジオゾール、1,3,4-オキサジオゾール、1,2,3-チアジアゾール、1,2,4-チアジアゾール、1,2,5-チアジアゾール、1,3,4-チアジアゾール、1,3,5-トリアジン、1,2,4-トリアジン、1,2,3-トリアジン、テトラゾール、1,2,4,5-テトラジン、1,2,3,4-テトラジン、1,2,3,5-テトラジン、プリン、プテリジン、インドリジンおよびベンゾチアゾールから誘導される基を意味するものと解される。
以降に、橋頭V、つまり式(2)の構造、の好ましい形態を示す。
本発明の好ましい形態において、式(2)の基中の全てのX基がCRであり、式(2)の中央の三価の環はベンゼンである。より好ましくは、全てのX基が、CHまたはCD、特にCH、である。本発明のさらに好ましい形態において、全てのX基は窒素原子であり、式(2)の中央の三価の環はトリアジンである。
式(2)の基の好ましい形態は、以下の式(4)または(5)の構造である:
Figure 0007422668000007
ここで、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
式(4)の三価の中央のベンゼン環の好ましいRラジカルは、以下の通りである:
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、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アルケニル基または3~10の炭素原子、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が、好ましくは非置換である)、または5~24の芳香族環原子、好ましくは6~12の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、Rラジカルが、X上のRラジカルと共に、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、CN、OR、1~10の炭素原子、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アルケニル基または3~10の炭素原子、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が、好ましくは非置換である)、または5~24の芳香族環原子、好ましくは6~12の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上の隣接するRラジカルが共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、およびH、D、Fまたは1~20の炭素原子を有する、脂肪族、芳香族および/またはヘテロ芳香族有機ラジカルであり、ここで、1以上の水素原子が、Fによって置き換えられていてもよく、好ましくは1~12の炭素原子を有する脂肪族または芳香族ヒドロカルビルラジカルである。
より好ましくは、このRラジカルは、HまたはD、特にはHである。
より好ましくは、式(4)の基は、以下の式(4’)の構造である:
Figure 0007422668000008
ここで、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
以下に、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Vおよび式(2)、(4)および(5)の基中に現れる式(3)の基について記載する。Vが式(3)の基である場合、以下の好ましいものは同様にこの基に適用できる。式(2)、(4)および(5)の構造から明らかなように、これらの構造は、Vが式(3)の基であるか、-CR-CR-、-CR-SiR-、-CR-O-および-CR-NR-から選択される基であることに従って、1または2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。
本発明の好ましい形態において、式(3)の基中の記号Xは、Cであり、式(3)の基は、以下の式(3a)によって表される:
Figure 0007422668000009
ここで、記号は、上記に示された意味を有する。
式(3)の基は、ヘテロ芳香族5員環またはヘテロ芳香族6員環を示していてよい。本発明の好ましい形態において、式(3)の基は、アリールまたはヘテロアリール基において2以下のヘテロ原子、より好ましくは1つ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。式(3)の好適な基の例は、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、ピロール、フラン、チオフェン、ピラゾール、イミダゾール、オキサゾールおよびチアゾールである。
環中のX基の両方が、炭素原子である場合に、好ましい形態の式(3)の基は、以下の式(6)~(22)の構造である:
Figure 0007422668000010
ここで、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
環中のX基の1つが炭素原子であり、同一の環中の他のX基が窒素原子である場合に、好ましい式(3)の基の形態は、以下の式(23)~(30)の構造である:
Figure 0007422668000011
ここで、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、上述の式(6)~(10)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、ならびに式(23)および(29)の5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、つまり上述の式(6)の基、および式(23)および(29)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系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、ジベンゾチオフェン、フェナントレン、またはトリフェニレン)を形成することができる。
式(3)の2つの基存在する場合、つまり、Vが式(3)の基と同様である場合、これらは、同一であっても異なっていてもよい。本発明の好ましい形態において、式(3)の2つの基が存在する場合、両方の基が、同一であり、同一の置換基を有する。
好ましくは、V基、所望によりV、は、-CR-CR-および-CR-O-基から選択される。VまたはVは、-CR-O-基である場合、酸素原子は、式(2)の基の中央の環に結合されるか、または副配位子LまたはLに結合されていてもよい。特に好ましい形態において、Vは-CR-CR-である。Vが-CR-CR-である場合、これらの基は同一であっても異なっていてもよい。これらは、好ましくは同一である。好ましい-CR-CR-または-CR-O-基上のRラジカルは、H、D、Fおよび1~5の炭素原子を有するアルキル基(ここで、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く、かつここで、隣接するRが共に環系を形成していてもよい)からなる群から選択される。これらの基上の特に好ましいRラジカルは、H、D、CHおよびCDから選択されるか、または同一の炭素原子に結合された2つのRラジカルが、それらが結合した炭素原子と共にに、シクロペンタンまたはシクロヘキサン環を形成する。
より好ましくは、式(4)および(5)の構造は、以下の式(4a)~(5b)の構造から選択される:
Figure 0007422668000012
ここで、使用される記号は上記に記載の意味を有する。ここで、特に好ましくは、式(4b)および(5b)、さらに特に式(4b)、である。
式(4a)および(4b)の好ましい形態は、以下の式(4a’)および(4b’)の構造である:
Figure 0007422668000013
ここで、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(3)~(5)中の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は、HまたはD、特にHである。式(2)の特に好ましい形態は、それゆえ、以下の式(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(5c)、(5d)、(5e)および(5f)の構造である:
Figure 0007422668000014
ここで、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
以下に、二座副配位子L、LおよびLについて記載する。上記のように、L、LおよびLは、1つの炭素原子および1つの窒素原子を介して、2つの炭素原子を介して、2つの窒素原子を介して、2つの酸素原子を介して、または1つの窒素原子および1つの酸素原子を介して、イリジウムに配位する。好ましい形態において、副配位子L、LおよびLの少なくとも1つ、より好ましくは、副配位子L、LおよびLのうちの少なくとも2つが、1つの炭素原子および1つの窒素原子を介して、2つの炭素原子を介して、特に1つの炭素原子および1つの窒素原子を介して、イリジウムに配位する。最も好ましくは、副配位子L、LおよびLの3つ全てが、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をして有する。
さらに好ましくは、イリジウムおよび副配位子L、LまたはLから形成される金属サイクル(metallacycle)が5員環である場合である。これは、配位原子が、炭素および窒素、または2つの炭素、または窒素および酸素である場合に、特にあてはまる。2つの配位原子が窒素または酸素である場合、6員環の形成が好ましいものであってよい。5員環の形成は、以下に概略的に示される:
Figure 0007422668000015
ここで、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、LまたはLの原子である。
本発明の好ましい形態において、副配位子L、LおよびLのうちの少なくとも1つが、より好ましくは副配位子L、LおよびLの少なくとも2つが、最も好ましくは副配位子L、LおよびLの3つ全てが、出現毎に同一であるかまたは異なり、以下の式(L-1)および(L-2)の構造である:
Figure 0007422668000016
ここで、点線の結合は、Vまたは式(2)のブリッジへの副配位子の結合を示し、使用される他の記号は以下のとおりである:
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、かつ共有結合を介してCyDに結合しており、
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、窒素原子を介してまたはカルベン炭素原子を介して、金属に配位する、置換または非置換の、ヘテロアリール基であり、かつ共有結合を介してCyCに結合しており、
同時に、2以上の任意の置換基が共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述のRラジカルから選択される。
CyDは、好ましくは、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ラジカルが共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の置換基が環を形成し、その結果、CyCおよびCyDが、二座副配位子として、共に単一縮合の、アリールまたはヘテロアリール基を形成していてもよい。
ここで、副配位子L、LおよびLの全てが、式(L-1)の構造を有し、疑似フェイシャル錯体を形成すること、または副配位子L、LおよびLのうちの1または2つが、式(L-1)の構造を有し、他の副配位子が構造(L-2)を有し、疑似メリジオナル錯体を形成することが可能である。
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、アリールもしくはヘテロアリール基であり、炭素原子を介して金属原子に配位し、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。
基CyCの好ましい形態は、以下の式(CyC-1)~(CyC-20)の構造(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に結合し、かつ*で示される位置で、イリジウムに、配位する)である。
Figure 0007422668000017
ここで、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、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;
ブリッジVまたは式(2)のブリッジがCyCに結合している場合に、1つの記号XがCであり、かつ式(2)のブリッジがこの炭素原子に結合する。CyC基がブリッジVまたは式(2)のブリッジに結合している場合に、結合は、好ましくは上記の式に「o」によって記された位置を介しており、式に「o」によって記された記号Xは好ましくはCである。「o」で示される記号Xを全く含まない上述の構造は、好ましくは、式(2)のブリッジに直接的に結合されない。そのようなブリッジへの結合は、立体的な理由で、有利ではないからである。
好ましくは、CyCの記号Nの合計2以下がNであり、より好ましくはCyCの記号N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(2)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(2)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 0007422668000018
Figure 0007422668000019
ここで、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(2)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、かつブリッジVまたは式(2)のブリッジが対応する炭素原子に結合される。CyC基が式(3)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(2)のブリッジに直接的に結合しない。
(CyC-1)~(CyC-20)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以上のラジカルR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-12)の構造(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、かつ*で示される位置で、イリジウムに配位する)である。
Figure 0007422668000020
ここで、X、WおよびRは上述のとおりであり、ただしブリッジVまたは式(2)のブリッジがCyDに結合している場合に、1つの記号XがCであり、かつブリッジVまたは式(2)のブリッジがこの炭素原子に結合する。CyD基がブリッジVまたは式(2)のブリッジに結合している場合、この結合は好ましくは上述の式に「o」で示された位置を介し、このケースにおいて「o」で示された記号Xは好ましくはCである。「o」で示される記号Xを全く含まない上述の構造は、好ましくはブリッジVまたは式(2)のブリッジに直接結合されない。このようなブリッジとの結合が立体的な理由で有利にならないからである。
このケースにおいて、(CyD-1)~(CyD-4)、および(CyD-7)~(CyD-12)基は、電荷を有さない窒素原子を介して、金属に配位し、基(CyD-5)および(CyD-6)はカルベン炭素原子を介する。
好ましくは、CyDにおける記号Xの合計2以下がNであり、より好ましくは、CyDにおける記号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、ブリッジVまたは式(2)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、ブリッジVまたは式(2)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-12b)の基である:
Figure 0007422668000021
ここで、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(2)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、ブリッジVまたは式(2)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(2)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ラジカルR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全く含まない上述の構造は、好ましくはブリッジVまたは式(2)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(2)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、上述の好ましい(CyC-1)~(CyC-20)および(CyD-1)~(CyD-12)基は、任意に、互いに結び付いていてよい。
CyCまたはCyD基の少なくとも1つがブリッジVまたは式(2)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)の基、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(2)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、特に基(CyD-1a)、(CyD-2a)および(CyD-3a)の基うちの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-2-4)の構造である:
Figure 0007422668000022
ここで、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(2)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 0007422668000023
ここで、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(2)のブリッジへの結合位置を示す。
2つのRラジカル(そのうち1つがCyCに、もう一方がCyDに結合されている)が、互いに芳香族環系を形成する場合に、ブリッジされた副配位子となってもよく、例えば全体として単一のより大きいヘテロアリール基を占める副配位子(例えば、ベンゾ[h]キノリン等)を形成していてもよい。CyCおよびCyD上の置換基の間の環形成は、好ましくは、以下の式(31)~(40)のうちの1つによる基を介する:
Figure 0007422668000024
ここで、Rは、上記に記載のとおりであり、点線は、CyCまたはCyDへの結合を意味する。同時に、上記で述べられたうちの非対称な基は、それぞれ2つの取りうるオプションで、組み入れられていてよい。例えば、式(40)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(37)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 0007422668000025
Figure 0007422668000026
ここで、使用される記号は上記に記載された意味を有し、「о」は、副配位子がブリッジVまたは式(3)の基に結合される位置を示す。
式(L-3)~(L-32)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、かつ他の記号XがCRであるか、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-32)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であれば好ましい。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、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、またはアラルキルもしくはヘテロアラルキ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(demanding)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)の構造である:
Figure 0007422668000027
ここで、Rは、上記に記載のとおりであり、*は、金属への配位位置を示し、「о」はブリッジVまたは式(2)のブリッジへの副配位子の結合位置を示し、かつ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1以下のX記号が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、好ましくは式(41)の構造である:
Figure 0007422668000028
ここで、点線の結合は、副配位子内の基との結合を示し、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、式(41)の1以下の基が存在する。よって、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 0007422668000029
ここで、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ラジカルは共に芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成せず、かつさらなる記号は上述の意味を有する。
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 0007422668000030
Figure 0007422668000031
Figure 0007422668000032
ここで、使用される記号は上記に記載された意味を有し、「о」は、ブリッジVまたは式(2)のブリッジ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、存在する場合にYのうちの1つがNであることが好ましく、このとき、この窒素原子に隣接して結合される置換基が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である)、2~10の炭素原子を有するジアルキルアミノ基、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、またはアラルキルもしくはヘテロアラルキ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。
副配位子L、LまたはLのうちの1以上が2つの窒素原子を介して配位する場合、これらは、好ましくは同一であるかまたは異なり、以下の式(L-39)、(L-40)および(L-41)のうちの1つの副配位子である:
Figure 0007422668000033
ここで、Xは、上記に記載の意味を有し、かつここで、環あたり1以下のX基がNであり、「o」は、ブリッジVまたは式(2)のブリッジへの結合の一を示し、かつRは、出現毎に同一であるかまたは異なり、F、OR、1~10の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または3~10の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、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5~24の芳香族環原子を有し、かつ1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族からなる群から選択され;同時に、2つのRラジカルが共に環系を形成していてもよい。このケースにおいて、副配位子は、*によって示された2つの窒素原子を介してイリジウムに配位する。
1以上の副配位子L、LまたはLが、2つの酸素原子を介してイリジウムに配位する場合、これらは好ましくは以下の式(L-42)の副配位子である:
Figure 0007422668000034
ここで、Rは、上記に記載の意味を有し、副配位子は2つの酸素原子を介してイリジウムに配位し、かつ点線の結合はブリッジVまたは式(2)のブリッジへの結合を示す。この副配位子は、好ましくは、-CR-CR-基ではなく、式(3)の基に結合される。
1以上の副配位子L、LまたはLが、1つの酸素原子および1つの窒素原子を介してイリジウムの配位する場合、これらは、好ましくは、以下の式(L-43)の副配位子である:
Figure 0007422668000035
ここで、Rは上記に記載の通りであり、好ましくはHであり、副配位子は1つの酸素原子および1つの窒素原子を介してイリジウムに配位し、かつ「o」は、ブリッジVまたは式(2)のブリッジへの結合の位置を示す。
以降に、上述の副配位子L、LおよびLに、さらに式(3)~(5)の構造中の二価のアリーレンまたはヘテロアリーレン基に存在していてもよい好ましい置換基について記載する。
本発明の好ましい形態において、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、ブリッジVまたは式(2)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置換基が共に、または2つのR置換基が共に、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(42)~(48)のうちの1つによって記される:
Figure 0007422668000036
ここで、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5~14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、アルキルもしくはアルコキシ基、3~10の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基(ここで、アルキルもしくはアルコキシ基は、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5~24の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、5~24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、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基であり、同時に、同一の炭素原子に結合された2つのRラジカルが共に脂肪族または芳香族環系を形成し、それによりスピロ系を形成していてもよく、さらに、隣接するRラジカルまたはRと共にRが脂肪族環系を形成していてもよく;
ただし、これらの基の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(42)~(48)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(42)~(44)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(45)~(48)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(45)~(48)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(42)~(48)の構造の好ましい形態において、基A、AおよびAのうちの1以下がヘテロ原子、特にOまたはNRであり、かつ他の基は、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、かつ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、かつAは、(R、より好ましくはC(RまたはCHである。
よって、式(42)の好ましい形態は、式(42-A)、(42-B)、(42-C)および(42-D)の構造であり、特に好ましい式(42-A)の形態は、式(42-E)および(42-F)の構造である:
Figure 0007422668000037
ここで、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(43)の好ましい形態は、以下の式(43-A)~(43-F)の構造である:
Figure 0007422668000038
ここで、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(46)の好ましい形態は、以下の式(44-A)~(44-E)の構造である:
Figure 0007422668000039
ここで、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(45)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。よって、式(45)の好ましい形態は、式(45-A)および(45-B)の構造であり、特に好ましい式(45-A)の形態は、式(45-C)の構造である:
Figure 0007422668000040
ここで、使用される記号は上記に記載の意味を有する。
式(46)、(47)および(48)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。よって、式(46)、(47)および(48)の好ましい形態は、式(46-A)、(47-A)および(48-A)の構造である:
Figure 0007422668000041
ここで、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(45)、(45-A)、(45-B)、(45-C)、(46)、(46-A)、(47)、(47-A)、(48)および(48-A)のG基は、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい、1,2-エチレン基であり、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、または1以上Rの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、6~10の炭素原子を有するオルト-アリーレン、特に、1以上のRの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(42)~(48)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、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5~14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、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、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、共に、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ラジカルと共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(42)~(48)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5~12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が好ましくは非置換の、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、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、共に、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ラジカルと共に脂肪族環系を形成していてもよい。
式(42)の特に好適な基の例は、以下の構造である:
Figure 0007422668000042
Figure 0007422668000043
式(43)の特に好適な基の例は、以下に示される:
Figure 0007422668000044
式(44)、(46)および(47)の特に好適な基の例は、以下に示される:
Figure 0007422668000045
式(45)の特に好適な基の例は、以下に示される:
Figure 0007422668000046
式(46)の特に好適な基の例は、以下に示される:
Figure 0007422668000047
本発明のさらに好ましい形態において、副配位子L、LおよびLのうちの少なくとも1つ、好ましくは副配位子L、LおよびLのうちのちょうど1つが、以下の式(49)および(50)の置換基を有する:
Figure 0007422668000048
ここで、点線の結合は基への結合を示し、さらに:
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(ここで、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2~10の炭素原子を有するアルケニル基(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)であり;同時に、2つの隣接するR’ラジカルまたは隣接するフェニル基上の2つのR’ラジカルが、共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’が共にNR、OおよびSから選択される基であり、2つのフェニル基が架橋基と共にジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンであり、かつさらなるR’は上記のとおりであり;
nは、0、1、2、3、4または5である。
このケースにおいて、窒素原子上のRラジカルは上記に記載のとおりであり、好ましくは、1~10の炭素原子を有するアルキル基、または6~24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、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、より好ましくは、6~18の芳香族環原子を有し、かつ1以上のRラジカルによって置換されていてもよいが、好ましくは非置換である、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系である。
本発明の好ましい形態において、nは、0、1または2、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、式(49)または(50)の基が結合された炭素原子に対してオルト位に結合された2つの置換基R’は、同一であるかまたは異なり、HまたはDである。
式(49)の構造の好ましい形態は、式(49a)~(49h)の構造であり、かつ式(50)の好ましい形態は、式(50a)~(50h)の構造である:
Figure 0007422668000049
Figure 0007422668000050
ここで、Aは、O、S、C(RまたはNRであり、かつ使用されるさらなる記号は、上記に記載のとおりである。このケースにおいて、A=NRである場合に、Rは、6~18の芳香族環原子を有し、かつ1以上のRラジカルによって置換されていてもよいが、好ましくは非置換である、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系である。さらに、A=C(Rである場合、Rは、好ましくは出現毎に同一であるかまたは異なり、1~6の炭素原子、好ましくは1~4の炭素原子を有するアルキル基であり、より好ましくは、メチル基である。
式(49)または(50)の基または好ましい形態上の好ましい置換基R’は、H、D、CNおよび1~4の炭素原子を有するアルキル基からなる群から選択され、より好ましくは、H、D、メチル、シクロペンチル、1-メチルシクロペンチル、シクロヘキシルまたは1-メチルシクロヘキシル、特にH、Dまたはメチルである。
好ましくは、副配位子は、式(49)または(50)の基を除き、10以下の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族置換基を有さない。
本発明の好ましい形態において、式(49)または(50)の置換基は、イリジウムへの配位に対して、より好ましくはCyDに対して、パラ位で、結合される。L、LおよびLが全て同一でない場合、式(49)または(50)の置換基が副配位子に結合されることが好ましく、これによって、イリジウムへの配位において、最も遠い赤方偏位発光へと導く。副配位子は、それぞれ3つの同一の副配位子を含み、3つの同一な単位V、VおよびVを有する対応する錯体での量子化学計算によって決定することができる。
式(49)または(50)の基が、配位子L、つまり式(3)の基を介して橋頭の中央の環に結合されることが好ましい。これは、V基がV基と同一である、つまり、橋頭が2つの-CR-CR-基または他のVの代替を有する場合、および3つの副配位子L、LおよびLが同一の基本構造を有する場合に、特にあてはまる。式(3)のオルト-アリーレン基またはオルト-ヘテロアリーレン基への、Lの結合によって、錯体のこの部分は、副配位子LおよびLよりも低い三重項エネルギーを有し、それにより、錯体の発光はL-Ir部分構造からのものが圧倒的になる。式(49)または(50)の基による副配位子Lの置換は、効率において、顕著な改善へと導く。
非常に特に好ましくは、VおよびVが-CR-CR-であり、かつ副配位子Lが式(L-1-1)または(L-2-1)の構造を有する化合物であり、ここで、式(49)または(50)の基は、イリジウムに対してパラ位で、イリジウムに窒素原子を介して結合される6員環に結合される。好ましくは、V-LおよびV-L単位の発光は、V-Lの発光に対して、青色偏向である。
本発明の化合物がRラジカル(これは、上記のRラジカルに対応しない)、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以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または5~30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、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され、同時に、2つの隣接するRラジカルが共に、またはRラジカルがRと共に、単環状もしくは多環状、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5~24の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され、同時に、2つの隣接するRラジカルが共に、またはRラジカルがRと共に、単環状もしくは多環状、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5~24の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、同時に、2以上の隣接する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Rラジカルによって置換されていてもよい)、または5~13の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のラジカルRによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、同時に、2以上の隣接する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。
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置換基が共に、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、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 0007422668000051
Figure 0007422668000052
Figure 0007422668000053
Figure 0007422668000054
Figure 0007422668000055
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Figure 0007422668000109
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Figure 0007422668000126
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Figure 0007422668000128
Figure 0007422668000129
Figure 0007422668000130
Figure 0007422668000131
Figure 0007422668000132
Figure 0007422668000133
Figure 0007422668000134
Figure 0007422668000135
本発明によるイリジウム錯体は、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。これらは標準的な方法(キラル材料/カラムのクロマトグラフィー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。
Figure 0007422668000136
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。以下に概略的に示される:
Figure 0007422668000137
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を有する配位子が錯体形成に使用される場合、典型的に得られるのは、標準的な方法(クロマトグラフィー、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、選択的に合成でき、以下のスキームに示される。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。
Figure 0007422668000138
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、対応する遊離配位子(free ligand)と反応する。
それゆえ、本発明は、さらに、本発明による化合物を、適当な遊離配位子と、式(51)のイリジウムアルコキシド、式(52)のイリジウムケトケトネート、式(53)のイリジウムハライド、または式(54)のイリジウムカルボキシレートを反応させることによって調製する方法を提供するものである。
Figure 0007422668000139
ここで、Rは上記に記載の意味を有し、Hal=F、Cl、BrまたはIであり、かつイリジウム反応物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/またはハライドおよび/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。好適な溶媒は、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。好適な溶融助剤は、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。特に好適な溶融助剤は、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。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。
本発明による化合物は、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、または所望により置換されているアリール基(例えば、キシリル、メシチルまたは分枝テルフェニルもしくはクアテルフェニル基による))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(44)~(50)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。
本発明の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、本発明による金属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、1-メチルナフタレン、1-エチルナフタレン、オクタン酸エチル、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、ヘキサン酸シクロヘキシル、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つの本発明の化合物、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。
上述の本発明の化合物は、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、使用されていてもよい。よって、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イリジウム錯体は、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、少なくとも1つの本発明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つの層に少なくとも1つの本発明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。赤外において光を放出する化合物は、有機赤外エレクトロルミネッセンス素子および赤外線センサーでの使用に好適である。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。
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、本発明の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WO2005/039246、US2005/0069729、JP2004/288381、EP1205527、WO2008/086851またはUS2009/0134784に開示されるカルバゾ-ル誘導体)、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による)、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、またはWO2007/063754、またはWO2008/056746による)、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またはWO2015/169412による)、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)である。溶液処理OLEDのための好適なマトリックス材料は、また、ポリマー(例えば、WO2012/008550またはWO2012/048778による)、オリゴマーまたはデンドリマー(例えば、Journal of Luminescence 183(2017)、150-158による)である。
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」と呼ばれる)(例えばWO2010/108579またはWO2016/184540に開示される)の混合物の使用も好ましい。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 0007422668000140
Figure 0007422668000141
Figure 0007422668000142
Figure 0007422668000143
Figure 0007422668000144
Figure 0007422668000145
Figure 0007422668000146
Figure 0007422668000147
Figure 0007422668000148
Figure 0007422668000149
Figure 0007422668000150
Figure 0007422668000151
Figure 0007422668000152
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 0007422668000153
Figure 0007422668000154
Figure 0007422668000155
Figure 0007422668000156
Figure 0007422668000157
Figure 0007422668000158
置換パターンに応じて、正孔-または電子-輸送マトリックス材料として使用することができる、最も広い意味でのインドロ-またはインデノ-カルバゾール誘導体類の例は、以下の構造である:
Figure 0007422668000159
Figure 0007422668000160
Figure 0007422668000161
Figure 0007422668000162
Figure 0007422668000163
Figure 0007422668000164
Figure 0007422668000165
置換パターンに応じて、正孔-または電子-輸送マトリックス材料として使用することができるカルバゾール誘導体の例は、以下の構造である:
Figure 0007422668000166
Figure 0007422668000167
正孔輸送マトリックス材料として使用することができる架橋カルバゾール誘導体の例:
Figure 0007422668000168
Figure 0007422668000169
Figure 0007422668000170
Figure 0007422668000171
正孔輸送マトリックス材料として使用することができるビスカルバゾール誘導体の例:
Figure 0007422668000172
Figure 0007422668000173
Figure 0007422668000174
Figure 0007422668000175
正孔輸送マトリックス材料として使用することができるアミンの例:
Figure 0007422668000176
Figure 0007422668000177
Figure 0007422668000178
ワイドバンドギャップマトリックス材料として使用することができる材料の例:
Figure 0007422668000179
さらに好ましくは、2以上の三重項発光体、特に2または3の三重項発光体、の混合物を1以上のマトリックス材料と共に使用することである。このケースにおいて、より短い発光波長スペクトルを有する三重項発光体が、より長い発光波長スペクトルを有する三重項発光体の共マトリックスとして機能する。例えば、本発明の金属錯体は、共マトリックスとして、より短い波長を放出する金属錯体、例えば、青、緑、黄色発光金属錯体、と組み合わせうる。例えば、本発明の金属錯体を、より長い波長を放出する三重項発光体(例えば、赤色発光三重項発光体)のための共マトリックスとして使用することもできる。このケースにおいて、より短い波長およびより長い波長を放出する金属錯体の両方が、本発明の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使用され、1つが発光体材料として使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、黄色および赤、または青、緑およびオレンジ色の発光をする。
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。
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、好適な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。さらに好適な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。
本発明による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輸送層における好ましい正孔輸送材料は、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)、縮合芳香族環を含むアミン誘導体(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)、ジベンゾインデノフルオレンアミン(例えば、WO07/140847)、スピロビフルオレンアミン(例えば、WO2012/034627、WO2014/056565)、フルオレンアミン(例えば、EP2875092、EP2875699およびEP2875004)、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)である。
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。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である。
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(例えばM.S.Arnoldら、Appl.Phys.Lett.2008、92、053301)。
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、本発明による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、当業者は、困難なく、式(I)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)本化合物は、V~V基の3つ全てが式(3)の基であるか、またはV~V基の3つ全てが-CR-CR-基である比較化合物と比較して、改善された昇華性を有する。
2)本化合物は、V~V基の3つ全てが式(3)の基であるか、またはV~V基の3つ全てが-CR-CR-基である比較化合物と比較して、改善された溶解性を有する。
3)本化合物は、OLEDにおいて使用された場合、V~V基の3つ全てが式(3)の基であるか、またはV~V基の3つ全てが-CR-CR-基である比較化合物と比較して、改善された効率を有する。
4)本化合物は、OLEDにおいて使用された場合、V~V基の3つ全てが式(3)の基であるか、またはV~V基の3つ全てが-CR-CR-基である比較化合物と比較して、改善された寿命を有する。
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。複数の互変異性の、異性体の、ジアステレオマーの、およびエナンチオマーの型を有しうる化合物のケースにおいて、1つの型は、代表的な方法で示される。
A:シントンSの合成:
例S1:
Figure 0007422668000180
変形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、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、非常によく撹拌しながら、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回および300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で洗浄され、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、ろ液は減圧下で完全に濃縮され、そして残留物はクーゲルロール蒸留に付される(p約10-2mbar、T約200℃)。収量:19.8g(90mmol)、90%;純度:約95%H NMRによる。
変形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、還流下で、よく撹拌しながら16時間加熱される。冷却後、溶媒は減圧下でおおよそ除去され、残留物は500mlの酢酸エチル中に採取され、,それぞれ200mlの水で3回、および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、ろ液は乾燥濃縮され、そして、固体は、アセトニトリルから再結晶化される。収量: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 0007422668000181
Figure 0007422668000182
Figure 0007422668000183
Figure 0007422668000184
例S50:
Figure 0007422668000185
変形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)、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、次に225mg(1mmol)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16時間加熱される。冷却後、塩およびガラスビーズは、THFスラリー形態のセライト床を通して吸引ろ過され、これはわずかなTHFを通して洗浄され、ろ液は乾燥濃縮される。残留物は、100mlのMeOH中に採取され、温かい溶媒中で撹拌され、結晶化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。収量:27.4g(88mmol)、88%;純度:約95%H NMRによる。
変形B:
SPhosがトリシクロヘキシルホスフィンに置き換えられた以外は、変形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 0007422668000186
Figure 0007422668000187
例S100:
Figure 0007422668000188
31.1g(100mmol)のS50、28.3g(100mmol)の1-ブロモ-2-ヨードベンゼン[583-55-1]、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、次に225mg(1mmol)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回および300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で洗浄され、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、ろ液は減圧下で完全に濃縮される。残留物は、フラッシュクロマトグラフに付される(トレント自動カラムシステム、A.Semrau社)。収量: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 0007422668000189
Figure 0007422668000190
Figure 0007422668000191
例S150:
Figure 0007422668000192
56.7g(100mmol)のS358、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、次に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回および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、ろ液は減圧下で乾燥濃縮され、そして、ガラス状の粗生成物は、煮沸で、アセトニトリル(~150ml)およびアセトニトリル/酢酸エチルから2度、再結晶化される。収量:51.8g(74mmol)、74%;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 0007422668000193
Figure 0007422668000194
Figure 0007422668000195
Figure 0007422668000196
Figure 0007422668000197
Figure 0007422668000198
Figure 0007422668000199
例S200:
Figure 0007422668000200
70.0g(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、ときどき蒸留物を廃棄しながら、4時間、220℃に加熱される。反応混合物は放置により冷却され、500mlの水が~150℃(注意:遅延の煮沸)の温度から滴下により加えられ、一晩中撹拌される。ベージュ固体が吸引ろ過され、700mlのMeOH中に懸濁され、混合物は、撹拌しながらトリエチルアミンを添加することにより中和され、さらに5時間撹拌され、そして、トリエチルアミンは、中和反応になるまで必要に応じて再度加えられる。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。収量:62.5g(91mmol)、91%;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 0007422668000201
Figure 0007422668000202
Figure 0007422668000203
Figure 0007422668000204
Figure 0007422668000205
Figure 0007422668000206
Figure 0007422668000207
Figure 0007422668000208
例S250:
Figure 0007422668000209
1000mlのDCM中の68.6g(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、ろ液は乾燥濃縮され、泡は、煮沸で酢酸エチルから再結晶化される。収量:57.3g(70mmol)、70%;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 0007422668000210
Figure 0007422668000211
Figure 0007422668000212
Figure 0007422668000213
Figure 0007422668000214
Figure 0007422668000215
Figure 0007422668000216
Figure 0007422668000217
Figure 0007422668000218
例S300:
Figure 0007422668000219
52.2g(200mmol)のS400、16.1g(100mmol)の1-クロロ-3,5-エチニルベンゼン[1378482-52-0]、56ml(400mmol)のトリエチルアミン、3.8g(20mmol)のヨウ化銅(I)、898mg(4mmol)のテトラキス(トリフェニルホスフィノ)パラジウム(0)および500mlのDMFのよく撹拌された混合物が、70℃で8時間撹拌される。形成されたトリエチルアンモニウム臭化水素酸塩は、まだ温かい混合物からろ過され、そして50mlのDMFで1回洗浄される。ろ液は乾燥濃縮され、残留物は、1000mlの酢酸エチル中に採取され、そして、有機層は、それぞれ200mlの20重量%アンモニア溶液で3回、それぞれ200mlの水で3回、200ml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。混合物は酢酸エチルスラリーの形態のセライト床を通してろ過され、溶媒は減圧下で除去される。このように得られた固体は、150mlのメタノールを用いて撹拌によって抽出され、そして、減圧下で乾燥される。固体は、300mlのTHFおよび300mlのMeOHの混合物中で、40℃で、3bar水素雰囲気下で、水素がなくなるまで、3gの木炭上のパラジウム(5%)および16.1g(300mmol)のNHClを添加することにより、水素化される(約12時間)。触媒は、THFスラリーの形態でセライト床を用いてろ過され、溶媒は減圧下で除去され、残留物は自動カラムシステムを用いてフラッシュクロマトグラフに付される(コンビフラッシュトレント、A Semrau)。収量:36.1g(68mmol)、68%;純度:約97%H NMRによる。
ビスアルキンも、S.P.Cummings et al.、J.Am.Chem.Soc.、138、6107、2016による方法で水素化されうる。
同様に、ビスアルキン中間体は、重水素、HCODおよびNDClを用いて、重水素化されうる。このケースにおいて、-CH-CH-ブリッジではなく、-CD-CD-ブリッジが得られる。
同様の方法で、以下の化合物を調製することができる:
Figure 0007422668000220
Figure 0007422668000221
Figure 0007422668000222
Figure 0007422668000223
Figure 0007422668000224
Figure 0007422668000225
例S350:
Figure 0007422668000226
例S50、変形Aと同様の調製。52.9g(100mmol)のS300の使用。収量:54.6g(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 0007422668000227
Figure 0007422668000228
Figure 0007422668000229
Figure 0007422668000230
Figure 0007422668000231
Figure 0007422668000232
例S400:
Figure 0007422668000233
30.8g(100mmol)の2-メチル-8-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-イミダゾ[2,1-a]イソキノリン[1989597-11-6]、67.0g(300mmol)の臭化銅(II)[7789-45-9]、1000mlのメタノールおよび1000mlの水の混合物が、撹拌されたオートクレーブ中で80℃で10時間撹拌される。続いて、混合物は減圧下で約1000mlに濃縮され、500mlの濃縮されたアンモニア水溶液が加えられ、そして、混合物は500mlのジクロロメタンで3回抽出される。有機相は、300mlの10%アンモニア溶液で1回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄され、そして、溶媒は減圧下で除去される。残留物は、自動カラムシステムでフラッシュクロマトグラフに付される(コンビフラッシュトレント、A.Semrau)。収量:16.5g(63mmol)、63%;純度:>98%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 0007422668000234
Figure 0007422668000235
例S450:
Figure 0007422668000236
23.4g(100mmol)の2-(4-ブロモフェニル)ピリジン、17.1g(100mmol)の1,3-ジクロロ-5-エチニルベンゼン[99254-90-7]、28ml(200mmol)のトリエチルアミン、1.9g(10mmol)のヨウ化銅(I)、449mg(2mmol)のテトラキス(トリフェニルホスフィノ)パラジウム(0)および500mlのDMFのよく撹拌された混合物が、70℃で8時間撹拌される。形成されたトリエチルアンモニウム臭化水素酸塩は、まだ温かい混合物からろ過され、そして50mlのDMFで1回洗浄される。ろ液は乾燥濃縮され、残留物は、1000mlの酢酸エチル中に採取され、そして、有機相は、200mlの20重量%アンモニア溶液で3回、それぞれ200mlの水で3回、200ml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。混合物は酢酸エチルスラリーの形態のセライト床を通してろ過され、溶媒は減圧下で除去される。このように得られる固体は、100mlのメタノールを用いて撹拌することによって1回抽出され、そして、減圧下で乾燥される。固体は、300mlのTHFおよび300mlのMeOHの混合物中で、40℃で、3bar水素雰囲気下で、水素がなくなるまで、1.5gの木炭上のパラジウム(5%)および16.1g(300mmol)のNHClを添加することにより、水素化される(約12時間)。触媒は、THFスラリーの形態でセライト床を用いてろ過され、溶媒は減圧下で除去され、残留物は自動カラムシステムを用いてフラッシュクロマトグラフに付される(コンビフラッシュトレント、A Semrau)。収量:23.0g(70mmol)、70%;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 0007422668000237
Figure 0007422668000238
例S500:
Figure 0007422668000239
例S50、変形Aと同様の調製。16.4g(50mmol)のS450の使用。収量:20.5g(40mmol)、80%;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 0007422668000240
Figure 0007422668000241
Figure 0007422668000242
例S550:
Figure 0007422668000243
300mlのメチルtert-ブチルエーテル中の、19.7g(100mmol)の5H-[1]ベンゾピラノ[4,3-b]ピリジン-5-ワン[85175-31-1]、26.7g(105mmol)のビス(ピナコラト)ジボラン[73183-34-3]、552mg(2mmol)の4,4’-ビス(1,1-ジメチルエチル)-2,2’-ビピリジン[72914-19-3]および681mg(1mmol)の(1,5-シクロオクタジエン)(メトキシ)イリジウム(I)二量体[12146-71-9]が、室温で24時間撹拌される。メチルtert-ブチルエーテルは、減圧下で除去され、残留物は、温かいメタノール中に採取され、そして、混合物はさらに2時間撹拌される。析出した生成物は、吸引ろ過され、30mlのメタノールで1回洗浄され、そして、少量の酢酸エチルを用いて、アセトニトリルから再結晶化される。収量:24.3g(75mmol)、75%;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 0007422668000244
例S570:
Figure 0007422668000245
A)
Figure 0007422668000246
20.6g(100mmol)のメチル2,5-ジクロロピリジン-3-カルボキシレート[67754-03-4]および15.5g(110mmol)の(2-フルオロピリジン-3-イル)ボロン酸[174669-73-9]を用いて、S600 B)と同様の手順。収量:20.9g(78mmol)、78%;純度:約95%H NMRによる。
B)
Figure 0007422668000247
26.7g(100mmol)のA)、16.8g(300mmol)の水酸化カリウム、250mlのエタノールおよび75mlの水の混合物が、70℃で16時間、撹拌される。冷却後、混合物は、1N塩酸の添加により、pH~5に酸化され、さらに1時間撹拌される。析出した生成物は、吸引ろ過され、50mlの水で1回、50mlのメタノールで1回洗浄され、そして、減圧下で乾燥される。収量:23.8g(95mmol)、95%;純度:約97%H NMRによる。
C)S570
500mlのトルエン中の、25.1g(100mmol)B)および951mg(5mmol)のp-トルエンスルホン酸一水和物の混合物が、還流下、水分離器上で、16時間加熱される。冷却後、反応混合物が、氷/水浴中でさらに1時間撹拌され、固体は、吸引ろ過され、50mlのトルエンで洗浄され、そして減圧下で乾燥される。そして、固体は、300mlの水で撹拌することにより抽出され、吸引ろ過され、100mlの水で洗浄され、p-トルエンスルホン酸を除去する。吸引ろ過および減圧乾燥後、最終の乾燥は、トルエンで2回共沸乾燥することによって行われる。収量:20.5g(88mmol)、88%;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 0007422668000248
例S600:
Figure 0007422668000249
A)
Figure 0007422668000250
27.4g(100mmol)の2,5-ジクロロ-4-ヨードピリジン[796851-03-1]、19.8g(100mmol)の4-ビフェニルボロン酸[5122-94-1]、41.4g(300mmol)の炭酸カリウム、702mg(1mmol)のビス(トリフェニルホスフィノ)塩化パラジウム(II)[13965-03-2]、300mlのメタノールおよび300mlのアセトニトリルの混合物が、還流下で16時間加熱される。冷却後、反応混合物は、3lの温かい水中で撹拌され、さらに30分間撹拌され、そして析出した生成物は、吸引ろ過され、それぞれ50mlのメタノールで3回洗浄され、減圧下で乾燥され、500mlのDCM中で採取され、DCMスラリーの形態でシリカゲル床を通してろ過され、そしてアセトニトリルから再結晶化される。収量:28.5g(95mmol)、95%;純度:約97%H NMRによる。
B)
Figure 0007422668000251
変形1:
4-ビフェニルボロン酸の代わりに、12.2g(100mmol)のフェニルボロン酸[98-80-6]が使用されること以外は、A)の記載の同様の手順。収量:26.0g(76mmol)、76%;純度:約97%H NMRによる。
変形2:
代替として、スズキカップリングは、3当量のリン酸三カリウムおよび1mol%のビス(トリフェニルホスフィノ)塩化パラジウム(II)を用いた二相トルエン/ジオキサン/水系(2:1:2 vv)中でも行われうる。
C)S600
34.2g(100mmol)のS600 ステージB)、17.2g(110mmol)の2-クロロフェニルボロン酸[3900-89-8]、63.7g(300mmol)のリン酸三カリウム、1.64g(4mmol)のSPhos、449mg(2mmol)の酢酸パラジウム(II)、600mlのTHFおよび200mlの水の混合物が、還流下で、24時間加熱される。冷却後、水相は除去され、有機相は乾燥濃縮され、ガラス状の残留物は、200mlの酢酸エチル/DCM(4:1 vv)中に採取され、酢酸エチル/DCM(4:1 vv)スラリー形態のシリカゲル床(約500gのシリカゲル)を通してろ過され、コア留分が分離される。コア留分は約100mlに濃縮され、結晶化された生成物は、吸引ろ過され、それぞれ50mlのメタノールで洗浄され、減圧下で乾燥される。さらなる精製は、分別クーゲルロール蒸留によって、減圧下(~10-3~10-4mbar)、初期留分のわずかなS600ステージB)を除去して行われ、より高いオリゴマーが残る。収量:29.7g(71mmol)、71%;純度:約95%H NMRによる。
同様に、A)、B)およびC)において対応するボロン酸/エステルを用いることによって、以下の化合物が調製されうる:
Figure 0007422668000252
Figure 0007422668000253
例650:
Figure 0007422668000254
T.K.Salvador et al.、J.Am.Chem.Soc.、138、1658、2016と同様の手順。60.2g(300mmol)の2-[4-(1-メチルエチル)フェニル]ピリジン[1314959-26-6]、22.9g(100mmol)の5-クロロ-1,3-ベンゼンジアセテート[2096371-94-5]、36.6g(250mmol)のtert-ブチルパーオキサイド[110-05-4]、5.2g(10mmol)の[(MeO)NN]Cu(η-トルエン)[2052927-86-1]および50mlのt-ブタノールの混合物が、オートクレーブ中で撹拌されながら30分間90℃に加熱される。冷却後、全ての揮発性の成分が減圧下で除去され、残留物は50mlのDCM中に採取され、Alox床を通してろ過され(Alox、basic、活性レベル1、Woelm)、そして、そのように得られる粗生成物は、シリカゲル上で、酢酸エチル:n-ヘプタン(1:1)を用いてクロマトグラフに付される。収量:24.1g(45mmol)、45%;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 0007422668000255
B:配位子Lの合成:
例L1:
Figure 0007422668000256
81.8g(100mmol)のS250、30.6g(110mmol)の2-[1,1’-ビフェニル]-4-イル-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、次に449mg(2mmol)の酢酸パラジウム(II)が加えられる。そして、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、有機相は実質的に濃縮され、残留物は、500mlの酢酸エチル中に採取され、そして、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、そして、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でシリカゲル床を通してろ過され、これは酢酸エチルを用いて洗浄され、ろ液は乾燥濃縮され、そして、残留物は、約200mlのアセトニトリルから煮沸で再結晶化される。収量:60.0g(73mmol)、73%;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 0007422668000257
Figure 0007422668000258
Figure 0007422668000259
Figure 0007422668000260
Figure 0007422668000261
Figure 0007422668000262
Figure 0007422668000263
Figure 0007422668000264
Figure 0007422668000265
Figure 0007422668000266
例L100:
Figure 0007422668000267
S100の代わりに、31.0g(100mmol)の2-(2’-ブロモ[1,1’-ビフェニル]-4-イル)ピリジン[1374202-35-3]を用いて、例S150と同様に調製。収量:51.6g(77mmol)、77%;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 0007422668000268
Figure 0007422668000269
Figure 0007422668000270
Figure 0007422668000271
Figure 0007422668000272
Figure 0007422668000273
Figure 0007422668000274
Figure 0007422668000275
Figure 0007422668000276
Figure 0007422668000277
Figure 0007422668000278
Figure 0007422668000279
Figure 0007422668000280
Figure 0007422668000281
Figure 0007422668000282
例L200:
Figure 0007422668000283
100mmolのS358の代わりに、25.6g(50mmol)のS500、および100mmolのS100の代わりに、31.0g(100mmol)の2-(2’-ブロモ[1,1’-ビフェニル]-4-イル)ピリジン[1374202-35-3]を用いて、例S150と同様に調製。収量:27.3g(38mmol)、76%;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 0007422668000284
Figure 0007422668000285
Figure 0007422668000286
C:金属錯体の調製
例Ir(L1):
Figure 0007422668000287
変形A:
8.22g(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バーを備えた1000mlの2口丸底フラスコに導入される。フラスコは水分離器(水よりも低密度媒体用)およびアルゴンブランケットの空気冷却器を備える。フラスコは金属熱浴上に置かれる。装置は、アルゴンブランケットシステムを上から15分間アルゴンでパージされ、アルゴンを2口フラスコの横側から流れさせる。2口フラスコの横側を通して、ガラス被覆されたPt-100熱電対がフラスコに導入され、端がマグネチックスターラーバーのちょうど上に位置する。そして、装置は、家庭用のアルミホイルのいくつか緩く巻いたものによって断熱され、断熱は水分離器の上昇管の中心に達する。そして、装置はラボの撹拌加熱システムによる急速に250~255℃(溶融された撹拌反応混合物につけられたPt-100サーマルセンサーで計測される)に加熱される。さらに2時間にわたり、反応混合物は250~255℃に保たれ、その間に、少量の凝縮物が蒸留して取り除かれ、水分離器に集められる。2時間後、混合物は、190℃に冷却され、熱浴は除去され、そして100mlのエチレングリコールが滴下される。100℃に冷却後、400mlのメタノールがゆっくりと滴下される。このように得られた黄色の懸濁液は、両頭フリットを通してろ過され、黄色の固体は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/i-プロパノール1:1(vv)を用いて4回熱抽出、次にジクロロメタン/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)。母液の損失は、ジクロロメタン(低沸点、溶解性良好):i-プロパノールまたはアセトニトリル(高沸点、低溶解性)の比によって調整されうる。典型的には、使用される重量の3~6%である。熱抽出は、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル等のその他の溶媒を用いて行われうる。最後に、生成物はp約10-6mbarの高真空下で、T約350~430℃で分別昇華される。収率:5.38g(5.3mmol)、53%。純度:>99.9%HPLCによる。
変形B:
120gのヒドロキノンの代わりに300mlのエチレングリコールが使用され、混合物が190℃で16時間撹拌されること以外は、Ir(L1)変形Aと同様の手順。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。さらなる精製は変形Aに記載と同様である。収率:4.87g(4.8mmol)、48%;純度:>99.9%HPLCによる。
変形C:
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、3.53g(10mmol)の塩化イリジウム(III)xnHO(n約3)が、120gのヒドロキノンの代わりに、300mlの2-エトキシエタノール/水(3:1、vv)が使用され。混合物が190℃で撹拌されたオートクレーブ中で30時間撹拌されること以外は、Ir(L1)変形Bと同様の手順。冷却後、固体は吸引ろ過され(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。さらなる精製は変形Bと同様である。収率:4.16g(4.1mmol)、41%;純度:>99.9%HPLCによる。
金属錯体は通常は、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。これ以降に挙げられる錯体の画像は通常は、ただ1つの異性体を示している。3つの異なる副配位子を有する配位子が使用される場合、またはキラル配位子がラセミ体として使用される場合、誘導される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、分別結晶またはクロマトグラフィー(例えば、自動カラムシステム(A.SemrauのCombiFlash))手段によって分離することができる。キラル配位子が、鏡像異性的に純粋な形で使用される場合、誘導される金属錯体は、ジアステレオマー混合物として得られ、分別結晶またはクロマトグラフィーによるそれらの分離により、純粋な鏡像異性体が得られる。分離されたジアステレオマーまたはエナンチオマーは、上記に記載(例えば、熱抽出)のように、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 0007422668000288
Figure 0007422668000289
Figure 0007422668000290
Figure 0007422668000291
Figure 0007422668000292
Figure 0007422668000293
Figure 0007422668000294
Figure 0007422668000295
Figure 0007422668000296
Figure 0007422668000297
Figure 0007422668000298
Figure 0007422668000299
Figure 0007422668000300
Figure 0007422668000301
Figure 0007422668000302
Figure 0007422668000303
Figure 0007422668000304
Figure 0007422668000305
Figure 0007422668000306
Figure 0007422668000307
Figure 0007422668000308
Figure 0007422668000309
Figure 0007422668000310
Figure 0007422668000311
Figure 0007422668000312
Figure 0007422668000313
Figure 0007422668000314
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
xメチル/メチレン基(x=1~6)を有する、1mmolのクリーンな錯体(純度>99.9%)が、50mlのDMSO-d6(重水素化レベル>99.8%)中に、約180℃に加熱することによって溶解される。溶液は180℃で5分間撹拌される。混合物は、放置により80℃に冷却され、そして5mlのメタノール-d1(重水素化レベル>99.8%)および10mlのDMSO-d6(重水素化レベル>99.8%)の混合物(ここで、0.3mmolの水素化ナトリウムが溶解されている)がよく撹拌しながら、急速に加えられる。クリアな黄/オレンジ色の溶液が、80℃で、ピリジン窒素に対してパラ位でメチル/メチレン基を有する錯体の場合にさらに30分間、ピリジン窒素に対してメタ位でメチル/メチレン基を有する錯体の場合にさらに6時間、撹拌され、そして、混合物は、冷水浴によって冷却され、20mlのDO中の1N DClが約60℃から始めて滴下され、混合物は放置により室温に冷却され、そして固体は吸引ろ過され、そして、それぞれ10mlのHO/MeOH(1:1、vv)で3回、次にそれぞれ10mlのMeOHで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。固体は、DCM中で溶解され、溶液はシリカゲルを通してろ過され、ろ液は減圧下で動じにMeOHを滴下しながら濃縮され、結晶化させる。最後に、分別昇華は、「C:金属錯体の調製、変形A」に記載の通りに行われる。収量:典型的には80~90%、重水素化レベル>95%。
DMSOに難溶性である錯体は、熱抽出法によっても重水素化されうる。この目的で、錯体は、THF-H8を用いて連続熱抽出に付され、THF-H8(約100~300ml/mmol)、酸性CH単位につき10~100mol当量のメタノール-D1(HCOD)および0.3~3mol当量のナトリウムメトキシド(NaOCH)の混合物を含んでなる初期投入は変化する、収量:典型的には80~90%、重水素化レベル>95%。
より高い重水素化度を達成するために、錯体の重水素化は、それぞれの回でフレッシュな重水素化剤と共に、引き続き1回よりも多く行われうる。
同様の方法で、以下の重水素化錯体を調製することができる:
Figure 0007422668000315
Figure 0007422668000316
B)アルキル基の重水素化およびピリジン上の環重水素化
3mmolのNaHを用い、反応が80℃ではなく120℃で16時間行われること以外は、A)に記載のとおりの手順。収率は典型的には80~90%。
上記に記載の方法において、以下の重水素化錯体を調製することができる:
Figure 0007422668000317
2)金属錯体の臭素化
イリジウムに対するパラ位の基AxC-H基(A=1,2,3)を有する錯体10ミリモルの、金属錯体の溶解度に従って500ml~2000mlのジクロロメタン中の、溶液もしくは懸濁液に、Ax10.5ミリモルのN-ハロコハク酸イミド(ハロゲン:Cl、Br、I)を、-30~+30℃の空気を除いた暗所で添加し、そして混合物を20時間撹拌する。DCMに溶解性の低い錯体は、他の溶媒(TCE、THF、DMF、クロロベンゼン等)および高温に変更してもよい。続いて、減圧下で溶媒を実質的に除去する。残留物を100mlのメタノールと共に沸騰させることにより抽出し、そして固体を吸引ろ過し、30mlのメタノールで3回洗浄し、そして減圧下で乾燥させる。これにより、イリジウムに対してパラ位で臭素化されたイリジウム錯体を得る。約-5.1~-5.0eVおよびより小さな大きさのHOMO(CV)を有する錯体は、酸化傾向(Ir(III)>Ir(IV))を有しており、酸化剤はNBSから放出される臭素である。この酸化反応は、明確な緑色の色相によって明らかであり、そうでない場合には、発光体の溶液/懸濁液が黄色から赤色である。そのような場合には、さらに当量のNBSを追加する。検査のために、メタノール300~500mlおよび還元剤としてのヒドラジン水和物2mlを加えると、緑色の溶液/懸濁液の黄色への変色が生じる(還元性:Ir(IV)>Ir(III))。その後、溶媒を減圧下でほぼ除去し、300mlのメタノールを加え、そして固体を吸引ろ過し、それぞれ100mlのメタノールで3回洗浄し、そして減圧下で乾燥させる。
準化学量論的な臭素化、例えば、イリジウムに対するパラ位に3つのC-H基を有する錯体のモノ-およびジブロム化は、通常、化学量論的な臭素化よりも少ない選択性をもって進行する。これらの臭素化の粗生成物は、クロマトグラフィー(コンビフラッシュトレント、A.Semrau)によって分離することができる。
Ir(L1-2Br)の合成:
Figure 0007422668000318
500mlのDCM中の10.1g(10mmol)のIr(L1)の懸濁液に、0℃で撹拌された、3.7g(21.0mmol)のN-ブロモコハク酸イミドが一度に加えられ、そしてこの混合物は室温でさらに20時間撹拌される。減圧下で約450mlのDCMの除去後、100mlのメタノールが、黄色の懸濁液に加えられ、そして固体が吸引ろ過され、それぞれ約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:11.3g(9.6mmol)、96%;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 0007422668000319
Figure 0007422668000320
Figure 0007422668000321
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℃で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 0007422668000322
11.7g(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6回熱抽出、昇華。収量:6.4g(6.0mmol)、60%;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 0007422668000323
Figure 0007422668000324
4)臭素化イリジウム錯体とのスズキカップリング:
変形A、二相反応混合物:
300mlのトルエン、100mlのジオキサンおよび300mlの水の混合物中の、10mmolの臭素化錯体、Br官能につき12~20mmolのボロン酸またはボロン酸エステル、および40~80mmolのリン酸三カリウムの懸濁液に、0.6mmolのトリ-o-トリホスフィン、次に0.1mmolの酢酸パラジウム(II)が加えられ、混合物が還流下で16時間加熱される。冷却後、500mlの水および200mlのトルエンが加えられ、水相は除去され、有機相は200mlの水で3回、200ml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。混合物はセライト床を通してろ過され、トルエンで洗浄され、トルエンは減圧下でほぼ完全に除去され、300mlのメタノールが加えられ、そして析出した粗生成物は吸引ろ過され、それぞれ50ml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。粗生成物はシリカゲル上でカラムされる。金属錯体は最終的に熱処理されるか、昇華される。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300~400℃の温度範囲内で行われ、昇華は好ましくは分別昇華の形で行われることが好ましい。
変形B、一相反応混合物:
100ml~500mlの非プロトン性溶媒(THF、ジオキサン、キシレン、メシチレン、ジメチルアセトアミド、NMP、DMSO等)中の、10mmolの臭素化錯体、Br官能あたり12~20mmolのボロン酸またはボロン酸エステルおよび60~100mmolの塩基(フッ化カリウム、リン酸三カリウム(無水物、一水和物または三水和物)、炭酸ナトリウム、炭酸セシウム等)および100gのガラスビーズ(直径3mm)の懸濁液に、0.6mmolのトリ-o-トリルホスフィン、次に0.1mmolの酢酸パラジウム(II)が加えられ、混合物は還流下で1~24時間加熱される。代わりに、トリフェニルホスフィン、トリ-tert-ブチルホスフィン、Sphos、Xphos、RuPhos、XanthPhos等の他のホスフィンを使用することが可能であり、これらのホスフィンのケースにおいて、好ましいホスフィン:パラジウム比率は、3:1~1.2:1である。溶媒は減圧下で除去され、生成物は適切な溶媒(トルエン、ジクロロメタン、酢酸エチル等)に採取され、精製は変形Aで記載されたように行われる。
Ir1の合成:
Figure 0007422668000325
変形A:
11.7g(10.0mmol)のIr(L1-2Br)および6.0g(40.0mmol)の2,5-ジメチルフェニルボロン酸[85199-06-0]、17.7g(60mmol)のリン酸三カリウム(無水物)、183mg(0.6mmol)のトリ-o-トリルホスフィン[6163-58-2]、23mg(0.1mmol)の酢酸パラジウム(II)、300mlのトルエン、100mlのジオキサンおよび300mlの水の使用、還流、16時間。クロマトグラフ分離はトルエン/酢酸エチル(9:1、v/v)でシリカゲル上で2回、続いて、酢酸エチル/ジクロロメタン(1:1、v/v)で5回熱抽出。収量:8.1g(6.6mmol)、66%;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 0007422668000326
Figure 0007422668000327
同様の方法で、ジ-、トリ-、オリゴ-フェニレン-、フルオレン-、カルバゾール-、ジベンゾフラン-、ジベンゾチオフェン-、ジベンゾチオフェン1,1-ジオキサイド-、インデノカルバゾール-、またはインドロカルバゾール-ボロン酸またはボロン酸エステルに転換することができる。カップリング生成物は、メタノール中のDCMから粗生成物の再析出によって、クロマトグラフィ、フラッシュクロマトグラフィまたはゲル浸透クロマトグラフィによって、精製される。好適なボロン酸またはボロン酸エステルのいくつかの例は、CAS番号の形で表に示される:
Figure 0007422668000328
5)臭素化イリジウム錯体とのウルマンカップリング
10mmolの臭素化錯体、Br官能につき30mmolのカルバゾール、Br官能につき30mmolの炭酸カリウム、Br官能につき30mmolの硫酸ナトリウム、Br官能につき10mmolの銅粉、150mlのニトロベンゼンおよび100gのガラスビーズ(直径3mm)のよく撹拌された懸濁液が、210℃で18時間加熱される。冷却後、500mlのMeOHが加えられ、そして固体および塩は、吸引ろ過され、それぞれ50mlのMeOHで3回洗浄され、減圧下で乾燥される。固体は500mlのDCM中で懸濁され、そして混合物は、室温で1時間撹拌され、そしてDCMスラリーの形態でシリカゲル床を通してろ過される。ろ液に100mlのMeOHが加えられ、混合物はロータリーエバポレーター上でスラリーに濃縮され、そして粗生成物は吸引ろ過され、それぞれ50mlのMeOHで3回洗浄される。粗生成物は、DCMとともに300gのシリカゲルに適用され、付着されたシリカゲルは酢酸エチルスラリーの形態でシリカゲル床に載せられ、過剰なカルバゾールは酢酸エチルで溶出され、そして溶離液は、DCMに代えられ、生成物が溶出する。このように得られた粗生成物は、DCMを用いたシリカゲル上に再度カラムされる。さらなる精製は、熱抽出(例えば、DCM/アセトニトリルを用いる)によって行われる。金属錯体は、最後に熱処理されるか、昇華される。熱処理は、高真空下(p約10-6mbar)で、約200~350℃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、好ましくは昇華は分別昇華の形態で行われる。
Ir50の合成:
Figure 0007422668000329
11.7g(10mmol)のIr(L1-2Br)、10.0g(60mmol)のカルバゾール、8.3g(60mmol)の炭酸カリウム、8.5g(60mmol)の硫酸ナトリウム、1.3g(20mmol)の銅粉の使用。上記のように試験。ジクロロメタン/アセトニトリル(1:1、vv)を用いて熱抽出5回。収量:8.4g(6.2mmol)、62%;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 0007422668000330
Figure 0007422668000331
Ir60の合成:
Figure 0007422668000332
-78℃に冷却された、200mlのTHF中の、5.43g(10mmol)の2,2’’-ジブロモ-5’-(2-ブロモフェニル)-1,1’:3’,1’’-ターフェニル[380626-56-2]溶液に、18.8ml(30mmol)のn-ブチルリチウム、n-ヘキサン中に1.6Nが滴下され、混合物は-78℃でさらに1時間撹拌される。そして、よく撹拌しながら、あらかじめ-78℃に冷却された、200mlのTHF中の9.22g(10mmol)のIr(L149)の溶液が、急速に加えられ、そして、混合物は-78℃でさらに2時間撹拌され、そして、だんだんと室温にもどされる。溶媒は減圧下で除去され、残留物はシリカゲル上でトルエン/DCM(8:2 vv)を用いて2回クロマトグラフに付される。金属錯体は、最後に高真空下(p約10-6mbar)で、約300~350℃の温度範囲で熱処理される。収量2.9g(2.4mmol)、24%。純度:約99.7%1H NMRによる。
スピロブリッジを有する錯体の合成
A)イリジウム錯体での導入
錯体の架橋単位へのスピロ環の導入は、リチオ化-アルキル化-リチオ化-分子内アルキル化の順で、求電子剤としてα,ω-ジハロアルカンを用いて、錯体自体に行うことができる(以下のスキーム参照)。
Figure 0007422668000333
B)配位子合成の間の導入
錯体の架橋単位へのスピロ環の導入は、代替として、スピロ環を有する好適な配位子の合成およびその後のo-メタル化によっても行われうる。これは、スズキカップリング(参照van den Hoogenband、Adri et al. Tetrahedron Lett.、49、4122、2008)を介してスピロ環が適当な二座副配位子に結合することを含む(以下のスキームのステップ1を参照)。残りの合成は、文献で知られる技術によって行われ、上記に記載のとおりである。
Figure 0007422668000334
例:OLEDの製造
1)真空処理された素子:
本発明によるOLEDおよび従来技術によるOLEDを、ここに記載する状況(層厚範囲、使用材料)に適応する、WO2004/058911に記載の一般的方法によって製造する。
以下の例において、さまざまなOLEDの結果が示される。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社から市販されている)でドープされたHTM1からなる正孔注入層1(HIL1)、20nm/正孔輸送層1(HTL1)、緑/黄色素子の場合に220nm、赤色素子の場合に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)/任意の電子注入層(EIL)/および最後にカソード。カソードは、100nmの厚さ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(L1)(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%の割合でその層に存在し、Ir(L1)が10%の体積割合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、標準的な方法で、特徴づけられる。この目的にために、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)並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、作動時の輝度が10000cd/mの初期輝度の90%に落ちるまでの時間として定義される。
OLEDは、異なる初期輝度で作動することもある。寿命の値は、当業者に知られている変換式によって、他の初期輝度の数値に変換されうる。
燐光OLEDにおける発光材料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における発光層中の燐光発光材料としてである。表4のイリジウム化合物は、従来技術の比較として使用される。OLEDの結果は表2にまとめられる。
Figure 0007422668000335
Figure 0007422668000336
Figure 0007422668000337
Figure 0007422668000338
Figure 0007422668000339
Figure 0007422668000340
Figure 0007422668000341
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化合物は、溶液から処理することもでき、これらは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((PEDOT:PSS Clevios(商標名))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(20%:58%:22%)で構成される発光層を含み、タイプ2はM4:M5:IrLa:IrLb(30%:34%:29%:7%)で構成される発光層を含む。つまり、それらは2つの異なる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、作動時の輝度が1000cd/mの初期輝度の50%に落ちるまでの時間として定義される。
Figure 0007422668000342
Figure 0007422668000343
Figure 0007422668000344
Figure 0007422668000345
Figure 0007422668000346
Figure 0007422668000347

Claims (11)

  1. 式(1)の化合物。
    (ここで、使用される記号は以下のとおりである:
    、L、Lは、出現毎に同一であるかまたは異なり、式(L-1)および(L-2)から選択される二座モノアニオン性副配位子であり
    (ここで、点線の結合は、副配位子のVへの結合であり、使用される他の記号は、以下のとおりである:
    CyCは、出現毎に同一であるかまたは異なり、6~13の芳香族環原子を有し、非置換であるかもしくはRで置換された、アリールまたはヘテロアリール基であり、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し、共有結合を介してCyDに結合し;
    CyDは、出現毎に同一であるかまたは異なり、6~10の芳香族環原子を有し、非置換であるかもしくはRで置換された、ヘテロアリール基であり、窒素原子を介して、またはカルベン炭素原子を介して、金属に配位し、共有結合を介してCyCに結合し;
    同時に、2以上の置換基Rが共に環系を形成していてもよい);
    Vは、式(4)の基であり、ここで、点線は、それぞれ、副配位子L、LおよびLの結合位置を示し、
    は、以下の式(6)の基であり:
    ここで、点線の結合は、Lへの結合を示し、*は、式(4)中の中央の環への結合を示し;
    は、-CR” -CR” -であり、それぞれLおよび式(4)中の中央の環に結合され、ここで、R”は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、Fおよび1~5の炭素原子を有するアルキル基からなる群か選択され、ここで、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く、かつここで、隣接するR”が共に環系を形成していてもよく;
    は、同一であるかまたは異なり、VまたはVであり、ここで、この基は、Lおよび式(4)中の中央の環に結合され;
    Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~6の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または3~10の炭素原子を有する、分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、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5~24の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つのRラジカルが共に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、CN、1~5の炭素原子を有する直鎖のアルキル基または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5~13の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上のRラジカルが共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1~5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る)
  2. Vが、式(4a)または(4b)の構造から選択されることを特徴とする、請求項1に
    記載の化合物。
    (ここで、使用される記号は、請求項1に記載の意味を有する)
  3. Vが、式(4c)、(4d)、(4e)または(4f)の構造から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
    (ここで、使用される記号は、請求項1に記載の意味を有する)
  4. (L-1)が、式(L-1-1)および(L-1-2)の構造から選択され、(L-2)が、式(L-2-1)~(L-2-4)の構造から選択されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の化合物。
    (ここで、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、ここで、環あたり2以下のXがNであり、*は、イリジウムへの配位の位置を示し、「o」は、Vへの結合の位置を示す)
  5. 副配位子L、LおよびLのうちの1つが、式(49)および(50)のうちの1つの置換基を有することを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の化合物。
    (ここで、点線の結合は、基の結合を示し、かつ、さらに:
    R’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~5の炭素原子を有する直鎖のアルキル基(ここで、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(ここで、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)であり;同時に、2つの隣接するR’ラジカルまたは隣接するフェニル基上の2つのR’ラジカルは共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’が共にOおよびSから選択される基であり、2つのフェニル環が架橋基と共にジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンであり、かつさらなるR’は上記の定義されたとおりであり;
    nは、0または1である)
  6. 式(49)の構造が、式(49a)~(49e)、(49g)、及び(49h)の構造から選択され、かつ式(50)の構造が、式(50a)~(50e)、(50g)、及び(50h)の構造から選択されることを特徴とする、請求項5に記載の化合物。
    (ここで、Aは、O、S、C(RまたはNRであり、かつさらなる使用される記号は、請求項1および5に記載の意味を有する)
  7. 配位子と、式(51)のイリジウムアルコキシド、式(52)のイリジウムケトケトネート、式(53)のイリジウムハライド、または式(54)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、請求項1~6のいずれか一項に記載の化合物を調製する方
    法。
    (ここで、Rは請求項1に記載の意味を有し、Hal=F、Cl、BrまたはIであり、かつ式(51)のイリジウムアルコキシド、式(52)のイリジウムケトケトネート、式(53)のイリジウムハライド、及び式(54)のイリジウムカルボキシレート対応する水和物の形であってもよい)
  8. 請求項1~6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/または少なくとも1つのさらなる有機もしくは無機化合物を含んでなる配合物。
  9. 請求項1~6のいずれか一項に記載の化合物の、電子素子における使用。
  10. 請求項1~6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。
  11. 請求項1~6のいずれか一項に記載の化合物が、発光層に使用されることを特徴とする、請求項10に記載の、有機エレクトロルミネッセンス素子である、電子素子。
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