JP7843595B2 - 有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに有機発光素子を含む電子装置 - Google Patents

有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに有機発光素子を含む電子装置

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Description

本発明は、有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに有機発光素子を含む電子装置に関し、特に、優秀なアウトカップリング効率、短い減衰時間、及び向上された水平配向率を有する有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに有機発光素子を含む電子装置に関する。
有機発光素子(organic light emitting device)は、自発光型素子であり、視野角、応答時間、輝度、駆動電圧及び応答速度の特性にすぐれ、多色化が可能である。
一例によれば、有機発光素子は、アノード、カソード、及びアノードとカソードとの間に配置され、発光層を含む有機層を含む。
アノードと発光層との間には、正孔輸送領域が具備され、発光層とカソードとの間には、電子輸送領域が具備される。
アノードから注入された正孔は、正孔輸送領域を経由して発光層に移動し、カソードから注入された電子は、電子輸送領域を経由して発光層に移動する。
正孔及び電子は、発光層領域で再結合し、励起子(exciton)を生成する。
励起子が、励起状態から基底状態に変わりながら、光が生成される。
有機発光素子の発光層を含む有機層に用いる有機金属化合物については、日々その品質や性能の向上を目標とし、新規の有機金属化合物の開発が課題となっている。
特開2016-69379号公報
本発明は上記従来の有機金属化合物における課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、新規有機金属化合物、それを採用した有機発光素子、及び有機発光素子を含む電子装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明による有機金属化合物は、C対称構造を有し、
下記に示す化学式1で表され、
Δ(Ir-N)とΔ(Ir-C)との和が0.002Å以下であることを特徴とする有機金属化合物。
(化1)
Ir(L(L) ・・・化学式1
(前記化学式1で、
は、下記化学式2で表されるリガンドであり、
は、下記化学式3で表されるリガンドであり、
2個のLの内の一つは、第1Lリガンド(a first L ligand)であり、残り一つは、第2Lリガンド(a second L ligand)であり、
前記第1Lリガンドと前記第2Lリガンドは、互いに同一であり、
前記化学式2で、Yは、Nであり、Yは、Cであり、
前記化学式2で、環CYは、3以上の6員環が互いに縮合された多環基であり、
前記化学式2で、環CYは、C-C30炭素環基又はC-C30ヘテロ環基であり、
前記化学式2で、Tは、0超過0.5未満のパラハメット置換基定数(para Hammett substituent constant)(σ)値を有する基であり、
前記化学式2で、b1は、1~10の整数であり、b1が2以上である場合、2以上のTは、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
前記化学式2及び3で、R、R、及びR31~R33は、互いに独立して、水素、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-SF、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、置換もしくは非置換のC-C60アルキル基、置換もしくは非置換のC-C60アルケニル基、置換もしくは非置換のC-C60アルキニル基、置換もしくは非置換のC-C60アルコキシ基、置換もしくは非置換のC-C10シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC-C10ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC-C10シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC-C10ヘテロシクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC-C60アリール基、置換もしくは非置換のC-C60アリールオキシ基、置換もしくは非置換のC-C60アリールチオ基、置換もしくは非置換のC-C60ヘテロアリール基、置換もしくは非置換の一価非芳香族縮合多環基、置換もしくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、-N(Q)(Q)、-Si(Q)(Q)(Q)、-Ge(Q)(Q)(Q)、-B(Q)(Q)、-P(=O)(Q)(Q)、又は-P(Q)(Q)であり、
前記化学式2で、a1及びa2は、互いに独立して、0~10の整数であり、a1が2以上である場合、2以上のRは、互いに同一であるか、あるいは異なっており、a2が2以上である場合、2以上のRは、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
化学式2及び3で、*及び*’は、それぞれ前記化学式1で、Irとの結合サイトであり、
前記Δ(Ir-N)は、化学式1及び2で、Irと、前記第1LリガンドのYとの距離と、Irと、前記第2LリガンドのYとの距離との差の絶対値であり、
前記Δ(Ir-C)は、化学式1及び2で、Irと、前記第1LリガンドのYとの距離と、Irと、前記第2LリガンドのYとの距離との差の絶対値であり、
a1個のRの内の2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができ、
a2個のRにおいて2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができ、
及びRにおいて、2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができ、
31~R33において、2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができ、
前記R1aについての説明は、前記Rについての説明を参照し、
前記置換されたC-C60アルキル基、置換されたC-C60アルケニル基、置換されたC-C60アルキニル基、置換されたC-C60アルコキシ基、置換されたC-C10シクロアルキル基、置換されたC-C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC-C10シクロアルケニル基、置換されたC-C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC-C60アリール基、置換されたC-C60アリールオキシ基、置換されたC-C60アリールチオ基、置換されたC-C60ヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基は、互いに独立して、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、又はC-C60アルコキシ基、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、C-C60アリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、-N(Q11)(Q12)、-Si(Q13)(Q14)(Q15)、-Ge(Q13)(Q14)(Q15)、-B(Q16)(Q17)、-P(=O)(Q18)(Q19)、-P(Q18)(Q19)、又はそれら任意の組み合わせで置換された、C-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、又はC-C60アルコキシ基、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、C-C60アルコキシ基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、C-C60アリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、-N(Q21)(Q22)、-Si(Q23)(Q24)(Q25)、-Ge(Q23)(Q24)(Q25)、-B(Q26)(Q27)、-P(=O)(Q28)(Q29)、-P(Q28)(Q29)、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、C-C60アリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、又は一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、
-N(Q31)(Q32)、-Si(Q33)(Q34)(Q35)、-Ge(Q33)(Q34)(Q35)、-B(Q36)(Q37)、-P(=O)(Q38)(Q39)、又は-P(Q38)(Q39)、あるいはそれらの任意の組み合わせ、であり、
前記Q~Q、Q11~Q19、Q21~Q29、及びQ31~Q39は、互いに独立して、水素、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、重水素、C-C60アルキル基、C-C60アリール基、又はそれらの任意の組み合わせで、置換もしくは非置換のC-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、C-C60アルコキシ基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、重水素、C-C60アルキル基、C-C60アリール基、又はそれらの任意の組み合わせで、置換もしくは非置換のC-C60アリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、又は一価非芳香族ヘテロ縮合多環基である。
上記目的を達成するためになされた本発明による有機発光素子は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、発光層を含む有機層と、を有し、前記有機層は、本発明の有機金属化合物を1種以上含むことを特徴とする。
前記有機層において、該発光層に含まれた有機金属化合物は、ドーパントの役割を行うことができる。
上記目的を達成するためになされた本発明による電子装置は、本発明の有機発光素子を含むことを特徴とする。
本発明に係る有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに有機発光素子を含む電子装置によれば、有機金属化合物は、優秀なアウトカップリング効率、短い減衰時間、及び向上された水平配向率を有し、有機金属化合物を採用した有機発光素子、及び有機発光素子を含む電子装置は、高発光効率を有することができるという効果がある。
本発明の実施形態による所定の膜A表面に積層された化学式1で表される有機金属化合物を簡略に示した斜視図である。 図2は、所定の膜A表面に対する、化学式1で表される有機金属化合物のC対称軸、遷移双極子モーメント(TDM)、遷移双極子モーメント(TDM)の水平配向率(TDM)、及び遷移双極子モーメント(TDM)の垂直配向率(TDM)の関係を簡略に示す図である。 本発明の一実施形態による有機発光素子の概略構成を示す断面図である。 化合物1において、Nを介してIrと連結された基と、Cを介してIrと連結された基とについてそれぞれ説明する図である。
次に、本発明に係る有機金属化合物及びそれを含む有機発光素子並びに有機発光素子を含む電子装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
本発明の有機金属(organometallic)化合物は、下記に示す化学式1によって表される。
(化1)
Ir(L(L) ・・・化学式1
化学式1で表される有機金属化合物は、1個のイリジウム(Ir)を含み、化学式1で、Lは、下記に示す化学式2で表されるリガンドであり、Lは、下記に示す化学式3で表されるリガンドである。
化学式2で、Yは、Nであり、Yは、Cである。
化学式2及び3に関連する詳細な説明は、本明細書に記載されたところを参照する。
化学式1の2個のLの内の一つは、第1Lリガンド(a first L ligand)であり、残り一つは、第2Lリガンド(a second L ligand)である。
前記第1Lリガンドと前記第2Lリガンドは、互いに同一であり得る。
化学式1で、2個のL(すなわち、第1Lリガンド及び第2Lリガンド)は、互いに同一であり、Lは、化学式3で表されるリガンドであるので、化学式1で表される有機金属化合物は、C対称軸(C symmetry axis)を有するC対称構造を有し得る。
化学式1で表される有機金属化合物のΔ(Ir-N)とΔ(Ir-C)との和は、0.002Å以下、0Å~0.002Å、0Å~0.001Å、0Å~0.0009Å、0Å~0.0008Å、又は0Å~0.00072Åであり得る。
ここで、Δ(Ir-N)は、化学式1及び2で、Irと、第1LリガンドのYとの距離(例えば、結合距離)と、Irと、第2LリガンドのYとの距離との差の絶対値であり、化学式1aで、D(Ir-N)とD(Ir-N)との差の絶対値であり、Δ(Ir-C)は、化学式1及び2で、Irと、第1LリガンドのYとの距離と、Irと、第2LリガンドのYとの距離との差の絶対値であり、下記に示す化学式1aで、D(Ir-C)とD(Ir-C)との差の絶対値である。
化学式1で表される有機金属化合物のΔ(Ir-N)とΔ(Ir-C)との和が、前述のような範囲を満足することにより、有機金属化合物のSレベルの振動状態(vibronic state)が対称的特性を有することになり、化学式1で表される有機金属化合物の励起状態におけるT-S転移(T-S transition)が低減され得る。
その結果、有機金属化合物のPL(photoluminescence)スペクトル及び/又はEL(electroluminescence)スペクトルの半値幅(FWHM)及び/又はFWQM(full width at quarter maximum)が低減され、化学式1で表される有機金属化合物を採用した電子素子、例えば、有機発光素子は、優秀な色純度及び高発光効率を有することができる。
他の実施形態によれば、化学式1で表される有機金属化合物のL/Lは、1.45~2.88、1.45~2.50、1.46~2.30、1.47~2.20、1.48~2.20、又は1.491~2.128であり得る。
ここで、Lは、化学式2の
で表される基に含まれた水素ではない原子と、化学式1のIrとの距離の内の最大値であり、
は、化学式2の
で表される基に含まれた水素ではない原子と、化学式1のIrとの距離の内の最大値である(図1参照)。
前述のようなL、L、Δ(Ir-N)、及びΔ(Ir-C)は、化学式1の有機金属化合物に対し、DFT(密度汎関数)計算を行うことによっても測定される。
例えば、DFT計算は、ガウシアン(Gaussian)を利用して実行され得る。
一実施形態によれば、DFT計算時、化学式1の有機金属化合物の分子構造最適化は、イリジウムについては、B3LYP/LanL2DZ関数を使用し、リガンド(L及びL)については、B3LYP/6-31G(G,P)関数を使用することができる。
化学式1で表される有機金属化合物を、膜A(Layer A)上部に積層する場合、 1)化学式2で表される2個のリガンドLは、膜Aの表面(xy平面)に沿って整列され、
2)化学式3で表される1個のリガンドLは、膜Aの表面に対して反対である方向(すなわち、z軸方向の真空側)に整列され得る。
ここで、化学式1のC対称軸とIrとリガンドLとの結合方向は、互いに平行であり、化学式1で表される有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM:transition dipole moment)は、C対称軸に対して垂直である(図2参照)。
化学式1で表される有機金属化合物のL/Lが前述のような範囲を満足することにより、化学式1のC対称軸と、膜Aの表面とがなす角度(θ)が小さくなる。
膜Aの表面に対する、化学式1で表される有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)は、
i)遷移双極子モーメント(TDM)の水平配向率(horizontal orientation ratio)、すなわち、TDMと、
ii)遷移双極子モーメント(TDM)の垂直配向率(vertical orientation ratio)、すなわち、TDMとの和によって示すことができるが(図2参照)、
化学式1のC対称軸と、膜Aの表面とがなす角度(θ)が小さくなるほど、TDMが増大し、有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)は、膜Aの表面に対して実質的に水平になる。
例えば、有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)と、膜Aの表面がなる角度は、0゜~10゜であり得る。
このように、化学式1で表される有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)が、膜Aの表面に対し、実質的に水平である場合、有機金属化合物を含む電子素子、例えば、有機発光素子の駆動時、膜Aの表面に対し、実質的に水平である方向に電場が放出され、導波モード(waveguide mode)及び/又は表面プラズモンポラリトンモード(surface plasmon polariton mode)による光損失が低減され得る。
従って、前述のようなL/L範囲を満足した化学式1で表される有機金属化合物を採用した電子素子、例えば、有機発光素子は、高いアウトカップリング効率(out-coupling efficiency)を有することができ、高発光効率を有する電子素子(例えば、有機発光素子)を具現することができる。
一方、有機発光素子の最大外部量子効率(maximum external quantum efficiency)は、下記に示す数式1のように計算される。
(数1)
ηmaxEQE=γΦηS/Tηout ・・・数式1
数式1で、
ηmaxEQEは、最大外部量子効率であり、
γは、電荷均衡(charge balance)であり、
Φは、量子効率(quantum efficiency)であり、
ηS/Tは、単一項/三重項比(singlet/triplet fraction)であり、
ηoutは、アウトカップリング効率である。
一方、有機発光素子のターゲット輝度における外部量子効率(external quantum efficiency at target luminance)は、下記に示す数式2のように計算される。
(数2)
ηEQE=ηmaxEQE(1-r) ・・・数式2
数式2で、
ηEQEは、ターゲット輝度における外部量子効率であり、
rは、ロールオフ比(roll-off ratio)である。
すなわち、数式1及び数式2から、有機発光素子の発光効率を向上させるためには、最大外部量子効率は、上昇させ、ロールオフ比は、低減させる必要があるが、最大外部量子効率を上昇させるためには、アウトカップリング効率を上昇させる必要がある。
有機金属化合物が、前述のような範囲のL/Lを満足した分子構造を有する場合、高いアウトカップリング効率を提供することができ、有機金属化合物を採用した有機発光素子は、向上した最大外部量子効率を有することができ、その結果、高発光効率を有する有機発光素子を具現することができる。
化学式2で、環CYは、3以上の6員環が互いに縮合された多環基であり得る。
例えば、6員環は、シクロヘキサン基、シクロヘキセン基、ベンゼン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、又はピリダジン基であり得る。
一実施形態によれば、化学式2で、環CYは、3個又は4個の6員環が互いに縮合された多環基であり得る。
化学式2で、環CYは、C-C30炭素環基又はC-C30ヘテロ環基であり得る。
例えば、化学式2で、環CYは、
i)第1環、
ii)第2環、
iii)2以上の第1環が互いに縮合された縮合環、
iv)2以上の第2環が互いに縮合された縮合環、あるいは
v)1以上の第1環と、1以上の第2環とが互いに縮合された縮合環であり、
第1環は、シクロペンタン基、シクロペンタジエン基、フラン基、チオフェン基、ピロール基、シロール基、ゲルモール基、ボロール基、セレノフェン基、ホスホール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、オキサトリアゾール基、チアゾール基、チアジアゾール基、チアトリアゾール基、ピラゾール基、イミダゾール基、トリアゾール基、テトラゾール基、アザシロール基、アザゲルモール基、アザボロール基、アザセレノフェン基、又はアザホスホール基であり、
第2環は、アダマンタン基、ノルボルナン基(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン基)、ノルボルネン基、ビシクロ[1.1.1]ペンタン基、ビシクロ[2.1.1]ヘキサン基、ビシクロ[2.2.2]オクタン基、シクロヘキサン基、シクロヘキセン基、ベンゼン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、又はトリアジン基であり得る。
一実施形態によれば、化学式2で、環CYは、シクロペンタン基、シクロヘキサン基、シクロヘキセン基、ベンゼン基、ナフタレン基、アントラセン基、フェナントレン基、トリフェニレン基、ピレン基、クリセン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、シクロペンタジエン基、シロール基、ボロール基、ホスホール基、セレノフェン基、ゲルモール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、インドール基、インデン基、ベンゾシロール基、ベンゾボロール基、ベンゾホスホール基、ベンゾセレノフェン基、ベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾール基、フルオレン基、ジベンゾシロール基、ジベンゾボロール基、ジベンゾホスホール基、ジベンゾセレノフェン基、ジベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン5-オキシド基、9H-フルオレン-9-オン基、ジベンゾチオフェン5,5-ジオキシド基、アザベンゾチオフェン基、アザベンゾフラン基、アザインドール基、アザインデン基、アザベンゾシロール基、アザベンゾボロール基、アザベンゾホスホール基、アザベンゾセレノフェン基、アザベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン基、アザジベンゾフラン基、アザカルバゾール基、アザフルオレン基、アザジベンゾシロール基、アザジベンゾボロール基、アザジベンゾホスホール基、アザジベンゾセレノフェン基、アザジベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン5-オキシド基、アザ-9H-フルオレン-9-オン基、アザジベンゾチオフェン5,5-ジオキシド基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、トリアジン基、キノリン基、イソキノリン基、キノキサリン基、キナゾリン基、フェナントロリン基、ピラゾール基、イミダゾール基、トリアゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、ベンゾピラゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサジアゾール基、ベンゾチアジアゾール基、5,6,7,8-テトラヒドロイソキノリン基、5,6,7,8-テトラヒドロキノリン基、アダマンタン基、ノルボルナン基、又はノルボルネン基であり得る。
他の実施形態によれば、化学式2で、環CYは、ベンゼン基、ナフタレン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、シクロペンタジエン基、シロール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、インドール基、インデン基、ベンゾシロール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾール基、フルオレン基、又はジベンゾシロール基であり得る。
化学式2で、Tは、「0」超過「0.5」未満(例えば、0.01~0.4又は0.01~0.3)のパラハメット置換基定数(para Hammett substituent constant)(σ)値を有する基であり得る。
「0」を超えて「0.5」未満のパラハメット置換基定数(σ)値を有する基の具体例は、例えば、「Hansch et al., A Survey of Hammett substituent Constants and Resonance and Field Parameters, Chem. Rev. 1991, 91, 165-195」に記載されたところを参照することができる。
一実施形態によれば、化学式2で、
は、フルオロ基(-F)又はシアノ基、あるいは
重水素、フルオロ基、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フッ化C-C20アルキル基、フッ化C-C10シクロアルキル基、フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基、フッ化フェニル基、フッ化ビフェニル基、シアノ基含有C-C20アルキル基、シアノ基含有C-C10シクロアルキル基、シアノ基含有C-C10ヘテロシクロアルキル基、シアノ基含有フェニル基、又はシアノ基含有ビフェニル基、であり得る。
化学式2で、b1は、Tの個数を示したものであり、1~10の整数である。
すなわち、化学式2の環CYは、少なくとも1つのTで必ず置換されている。
b1が2以上である場合、2以上のTは、互いに同一であっても、異なっていてもよい。
例えば、b1は、1、2、又は3であり得る。
前述のように、化学式2の環CYが、少なくとも1つのTで必ず置換されることにより、化学式2で表されるリガンドLでの電荷移動(chratge transfer)が迅速になされ、化学式1で表される有機金属化合物は、相対的に短い減衰時間を有することができる。
有機発光素子の輝度を上昇させれば、発光層において、励起子及びポーラロン(polaron)の密度が高くなることになり、励起子と励起子とのエネルギー伝達、及び/又は励起子とポーラロンとのエネルギー伝達が起こりながら、消光現象が発生し、その結果として、ロールオフ現象が発生する可能性がある。
ここで、ポーラロンは、電荷を帯びている粒子を意味する。
消光現象を低減させるためには、発光層において、励起子密度を下げるか、励起子として存在する時間を短縮させ、発光層において、励起子の拡散距離(diffusion length)を短くする必要がある。
ここで、励起子として存在する時間とは、有機金属化合物が三重項状態に留まっている時間、すなわち、減衰時間を意味するが、有機金属化合物が短い減衰時間を有することにより、有機金属化合物を採用した有機発光素子のロールオフ比が低減され、その結果、高発光効率を有する有機発光素子を具現することができる。
減衰時間は、化学式1で表される有機金属化合物を含むフィルムのTRPL(time-resolved photo luminescence)スペクトルからも評価される。
化学式2及び3で、R、R、及びR31~R33は、互いに独立して、水素、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-SF、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、置換もしくは非置換のC-C60アルキル基、置換もしくは非置換のC-C60アルケニル基、置換もしくは非置換のC-C60アルキニル基、置換もしくは非置換のC-C60アルコキシ基、置換もしくは非置換のC-C10シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC-C10ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC-C10シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC-C10ヘテロシクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC-C60アリール基、置換もしくは非置換のC-C60アリールオキシ基、置換もしくは非置換のC-C60アリールチオ基、置換もしくは非置換のC-C60ヘテロアリール基、置換もしくは非置換の一価非芳香族縮合多環基(non-aromatic condensed polycyclic group)、置換もしくは非置換の一価非芳香族ヘテロ縮合多環基(non-aromatic condensed heteropolycyclic group)、-N(Q)(Q)、-Si(Q)(Q)(Q)、-Ge(Q)(Q)(Q)、-B(Q)(Q)、-P(=O)(Q)(Q)、又は-P(Q)(Q)であり得る。
Q1~Q9についての説明は、それぞれ本明細書に記載されたところを参照する。
例えば、R及びRそれぞれは、水素ではないのである。
例えば、化学式2及び3で、R、R、及びR31~R33は、互いに独立して、
水素、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、-SF、C-C20アルキル基、又はC-C20アルコキシ基、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C20アルキル基、重水素化C-C20アルキル基、フッ化C-C20アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルナニル基(ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基)、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、(C-C20アルキル)シクロペンチル基、(C-C20アルキル)シクロヘキシル基、(C-C20アルキル)シクロヘプチル基、(C-C20アルキル)シクロオクチル基、(C-C20アルキル)アダマンタニル基、(C-C20アルキル)ノルボルナニル基、(C-C20アルキル)ノルボルネニル基、(C-C20アルキル)シクロペンテニル基、(C-C20アルキル)シクロヘキセニル基、(C-C20アルキル)シクロヘプテニル基、(C-C20アルキル)ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、(C-C20アルキル)ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、(C-C20アルキル)ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C-C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフチル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、又はそれら任意の組み合わせで置換された、C-C20アルキル基又はC-C20アルコキシ基、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C20アルキル基、重水素化C-C20アルキル基、フッ化C-C20アルキル基、C-C20アルコキシ基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルナニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、(C-C20アルキル)シクロペンチル基、(C-C20アルキル)シクロヘキシル基、(C-C20アルキル)シクロヘプチル基、(C-C20アルキル)シクロオクチル基、(C-C20アルキル)アダマンタニル基、(C-C20アルキル)ノルボルナニル基、(C-C20アルキル)ノルボルネニル基、(C-C20アルキル)シクロペンテニル基、(C-C20アルキル)シクロヘキセニル基、(C-C20アルキル)シクロヘプテニル基、(C-C20アルキル)ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、(C-C20アルキル)ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、(C-C20アルキル)ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C-C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、カルバゾリル基、フェナントロリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで、置換もしくは非置換の、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ノルボルナニル基、ノルボルネニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、シロラニル基、フェニル基、(C-C20アルキル)フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ピロリル基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、イソインドリル基、インドリル基、インダゾリル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾキノリニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、カルバゾリル基、フェナントロリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、イソベンゾオキサゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾカルバゾリル基、イミダゾピリジニル基、イミダゾピリミジニル基、アザカルバゾリル基、アザジベンゾフラニル基、又はアザジベンゾチオフェニル基、あるいは
-N(Q)(Q)、-Si(Q)(Q)(Q)、-Ge(Q)(Q)(Q)、-B(Q)(Q)、-P(=O)(Q)(Q)又は-P(Q)(Q)、であり、
~Qは、互いに独立して、
-CH、-CD、-CDH、-CDH、-CHCH、-CHCD、-CHCDH、-CHCDH、-CHDCH、-CHDCDH、-CHDCDH、-CHDCD、-CDCD、-CDCDH、又は-CDCDH、あるいは
重水素、C-C20アルキル基、フェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、sec-イソペンチル基、フェニル基、ビフェニル基、又はナフチル基、であり得る。
一実施形態によれば、化学式2及び3で、R、R、及びR31~R33は、互いに独立して、水素、重水素、-F、シアノ基、置換もしくは非置換のC-C20アルキル基、置換もしくは非置換のC-C10シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、-Si(Q)(Q)(Q)、又は-Ge(Q)(Q)(Q)であり得る。
他の実施形態によれば、化学式2及び3で、R、R、及びR31~R33は、互いに独立して、
水素、重水素、-F、又はシアノ基、
重水素、-F、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基、あるいは
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)、であり得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式2は、下記に示す<条件1-1>又は<条件1-2>を満足し得る。
<条件1-1>
は、フルオロ基(-F)及びシアノ基を含まない。
<条件1-2>
は、水素又は重水素、
重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基、あるいは
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)である。
さらに他の実施形態によれば、化学式2は、下記に示す<条件2-1>、<条件2-2>、又は<条件2-3>を満足し得る。
<条件2-1>
a2個のRの内の少なくとも一つは、フルオロ基(-F)、シアノ基、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
<条件2-2>
a2個のRのうち少なくとも一つは、
フルオロ基(-F)又はシアノ基、あるいは
重水素、フルオロ基、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フッ化C-C20アルキル基、フッ化C-C10シクロアルキル基、フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基、フッ化フェニル基、フッ化ビフェニル基、シアノ基含有C-C20アルキル基、シアノ基含有C-C10シクロアルキル基、シアノ基含有C-C10ヘテロシクロアルキル基、シアノ基含有フェニル基、又はシアノ基含有ビフェニル基、である。
<条件2-3>
は、水素、重水素、-F、又はシアノ基、
重水素、-F、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基、あるいは
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)、であり、
a2個のRの内の少なくとも一つは、
フルオロ基(-F)又はシアノ基、あるいは
重水素、フルオロ基、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フッ化C-C20アルキル基、フッ化C-C10シクロアルキル基、フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基、フッ化フェニル基、フッ化ビフェニル基、シアノ基含有C-C20アルキル基、シアノ基含有C-C10シクロアルキル基、シアノ基含有C-C10ヘテロシクロアルキル基、シアノ基含有フェニル基、又はシアノ基含有ビフェニル基、である。
さらに他の実施形態によれば、化学式2で、環CYは、ナフタレン基ではなく(例えば、化学式2で、環CYは、ベンゼン基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、カルバゾール基、又はフルオレン基である)、化学式2は、<条件1-1>又は<条件1-2>を満足し得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式2で、環CYは、ナフタレン基であり、化学式2は、<条件1-1>又は<条件1-2>を満足し得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式2で、環CYは、ナフタレン基であり、化学式2は、<条件2-1>、<条件2-2>、又は<条件2-3>を満足し得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式2及び3で、R、R、及びR31~R33は、互いに独立して、
水素又は重水素、
重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基、あるいは
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)、であり得る。
例えば、化学式2及び3で、R、R、及びR31~R33は、互いに独立して、水素、重水素、シアノ基、-F、-CH、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、下記に示す化学式9-1~9-39の内の一つで表される基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の一つで表される基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の一つで表される基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の一つで表される基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)(ただし、Q~Qについての説明は、それぞれ本明細書に記載されたところを参照する)であり得る。
さらに他の例として、化学式2のTは、-F、-CF、-CFH、-CFH、シアノ基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
又は下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基であり得る。
さらに他の例として、化学式2のRは、水素、重水素、-CH、-CD、-CDH、-CDH
下記に示す化学式9-1~9-39の内の一つで表される基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の一つで表される基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の一つで表される基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の一つで表される基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)(ただし、Q~Qについての説明は、それぞれ本明細書に記載されたところを参照する)であり得る。
さらに他の例として、化学式2で、Rは、水素、重水素、シアノ基、-F、-CH、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH
下記に示す化学式9-1~9-39の内の一つで表される基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の一つで表される基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の一つで表される基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の一つで表される基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素が重水素で置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)であるものの、a2個のRの内の少なくとも一つは、-F、-CF、-CFH、-CFH、シアノ基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-1~9-39の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式9-201~9-233の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
下記に示す化学式10-1~10-126の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基、
下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素が-Fで置換された基、
又は下記に示す化学式10-201~10-343の内の1つの少なくとも1つの水素がシアノ基で置換された基であり得る。
化学式9-1~9-39、9-201~9-233、化学式10-1~10-126、及び化学式10-201~10-343で、*は、隣接原子との結合サイトであり、Phは、フェニル基であり、TMSは、トリメチルシリル基であり、TMGは、トリメチルゲルミル基である。
「化学式9-1~9-39において、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」、及び「化学式9-201~9-233で、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」は、例えば、下記に示す化学式9-501~9-514、及び化学式9-601~9-635で表される基であり得る。
「化学式9-1~9-39において、少なくとも1つの水素が-Fで置換された基」、及び「化学式9-201~9-233で、少なくとも1つの水素が-Fで置換された基」は、例えば、下記に示す化学式9-701~9-710で表される基であり得る。
「化学式10-1~10-126において、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」、及び「化学式10-201~10-343で、少なくとも1つの水素が重水素で置換された基」は、例えば、下記に示す化学式10-501~10-553で表される基であり得る。
「化学式10-1~10-126において、少なくとも1つの水素が-Fで置換された基」、及び「化学式10-201~10-343で、少なくとも1つの水素が-Fで置換された基」は、例えば、下記に示す化学式10-601~10-615で表される基であり得る。
化学式2で、a1及びa2は、それぞれR及びRの個数を示したものであり、互いに独立して、0~10の整数であり得る。
a1が2以上である場合、2以上のRは、互いに同一であるか、あるいは異なっており、a2が2以上である場合、2以上のRは、互いに同一であっても、異なっていてもよい。
例えば、化学式2で、a1は、0~3の整数である。
他の例として、化学式2で、a2は、0~6の整数である。
一実施形態によれば、化学式2で、a2は、1又は2である。
他の実施形態によれば、化学式2で、a2は、1又は2であり、Rは、水素ではない。
化学式2及び3で、*及び*’は、それぞれ化学式1で、Irとの結合サイトである。
さらに他の実施形態によれば、化学式1で表される有機金属化合物は、少なくとも1つの重水素を含み得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式1のa1個のRの内の少なくとも一つは、少なくとも1つの重水素を含み得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式1のa2個のRの内の少なくとも一つは、重水素を含み得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式1のa2個のRの内の少なくとも一つは、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、重水素化C-C20アルキル基、重水素化C-C10シクロアルキル基、又は重水素化C-C10ヘテロシクロアルキル基であり得る。
化学式2及び3で、
1)a1個のRの内の2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができ、
2)a2個のRにおいて2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができ、
3)R及びRにおいて、2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができ、
4)R31~R33において、2以上は、選択的に、互いに結合し、少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30炭素環基、又は少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換のC-C30ヘテロ環基を形成することができる。
1aについての説明は、本明細書において、Rについての説明を参照する。
一実施形態によれば、化学式2で、
で表される基は、下記に示す化学式2-1~2-21の内の一つで表される基であり得る。
化学式2-1~2-21で、
は、Nであり、
~X10は、互いに独立して、C又はNであるものの、化学式2-1~2-9、及び化学式2-21のX~Xの内の少なくとも一つは、Cであり、化学式2-10~2-20のX~X10の内の少なくとも一つは、Cであり、
*は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
*”は、隣接原子との結合サイトである。
例えば、X~X10は、Cであり得る。
他の実施形態によれば、化学式2で、
で表される基は、下記に示す化学式2(1)~2(75)の内の一つで表される基であり得る。
化学式2(1)~2(75)で、
は、Nであり、
11は、C(R11)又はNであり、X12は、C(R12)又はNであり、X13は、C(R13)又はNであり、X14は、C(R14)又はNであり、X15は、C(R15)又はNであり、X16は、C(R16)又はNであり、X17は、C(R17)又はNであり、X18は、C(R18)又はNであり、X19は、C(R19)又はNであり、X19aは、C(R19a)又はNであり、
11~R19、及びR19aについての説明は、それぞれ本明細書において、Rについての説明を参照し、
11及びT12についての説明は、それぞれ本明細書において、Tについての説明を参照し、
*は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
*”は、隣接原子との結合サイトである。
さらに他の実施形態によれば、化学式2で、
で表される基は、下記に示す化学式CY2-1~CY2-10の内の一つで表される基であり得る。
化学式CY2-1~CY2-10で、
は、Cであり、
21は、O、S、N(R)、C(R27)(R28)、又はSi(R27)(R28)であり、
21~R28についての説明は、それぞれ本明細書において、Rについての説明を参照し、
*’は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
*”は、化学式1で、隣接原子との結合サイトである。
例えば、化学式2で、
で表される基は、化学式CY2-1又はCY2-8で表される基であり得る。
他の実施形態によれば、化学式2で、
で表される基は、下記に示す化学式CY2-1(1)~CY2-1(3)、及び化学式CY2-8(1)~CY2-8(6)の内の一つで表される基であり得る。
例えば、
i)化学式CY2-1、及び化学式CY2-1(1)~CY2-1(3)で、R21及びR23、及び
ii)化学式CY2-8(1)~CY2-8(6)で、R23~R28は、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基でもある。
他の例として、
i)化学式CY2-1、及び化学式CY2-1(1)~CY2-1(3)で、R21及びR23、及び
ii)化学式CY2-8(1)~CY2-8(6)で、R23~R28は、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換のC-C20アルキル基であり得る。
さらに他の例として、化学式CY2-1で、R22及びR24は、互いに独立して、水素又は重水素であり得る。
さらに他の例として、化学式CY2-1及びCY2-1(1)で、R21及びR23は、互いに同一であり得る。
さらに他の例として、化学式CY2-1及びCY2-1(1)で、R21及びR23は、互いに異なり得る。
さらに他の例として、化学式CY2-1及びCY2-1(1)で、R21及びR23は、互いに異なっており、R23に含まれた炭素の個数がR21に含まれた炭素の個数よりも多くなる。
さらに他の例として、
i)化学式CY2-1のR21~R24の内の少なくとも一つ、
ii)化学式CY2-2~CY2-7のR21~R26の内の少なくとも一つ、
iii)化学式CY2-8のR23~R28の内の少なくとも一つ、
iv)化学式CY2-9のR21、R24~R28の内の一つ、又はそれらの任意の組み合わせ、
v)化学式CY2-10のR21、R22、R25~R28の内の一つ、又はそれらの任意の組み合わせ、
vi)化学式CY2-1(1)~CY2-1(3)で、R21及びR23、及び
vii)化学式CY2-8(1)~CY2-8(6)で、
23~R28は、互いに独立して、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、重水素化C-C20アルキル基、重水素化C-C10シクロアルキル基、重水素化C-C10ヘテロシクロアルキル基、又は重水素化フェニル基であり得る。
さらに他の例として、
i)化学式CY2-1で、R21及びR23の内の少なくとも一つ(例えば、化学式CY2-1で、R21及びR23)、
ii)化学式CY2-1(1)~CY2-1(3)で、R21及びR23、及び
iii)化学式CY2-8(1)~CY2-8(6)で、
23~R28は、互いに独立して、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、重水素化C-C20アルキル基、重水素化C-C10シクロアルキル基、重水素化C-C10ヘテロシクロアルキル基、又は重水素化フェニル基であり得る。
さらに他の例として、
i)化学式CY2-8のR23~R28
ii)化学式CY2-9のR21、及びR24~R28、及び
iii)化学式CY2-10のR21、R22、及びR25~R28は、
互いに独立して、
水素又は重水素、
重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基、あるいは
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)、であり得る。
さらに他の例として、
i)化学式CY2-8のR23~R28
ii)化学式CY2-9のR21、及びR24~R28、及び
iii)化学式CY2-10のR21、R22、及びR25~R28は、
互いに独立して、
水素、重水素、-F、又はシアノ基、
重水素、-F、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基、あるいは
-Si(Q)(Q)(Q)又は-Ge(Q)(Q)(Q)、であり、
i)化学式CY2-8のR23~R28の内の少なくとも一つ、
ii)化学式CY2-9のR21、R24~R28の内の一つ、又はそれらの任意の組み合わせ、及び
iii)化学式CY2-10のR21、R22、R25~R28のうち一つ、又はそれらの任意の組み合わせは、
互いに独立して、
フルオロ基(-F)又はシアノ基、あるいは
重水素、フルオロ基、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フッ化C-C20アルキル基、フッ化C-C10シクロアルキル基、フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基、フッ化フェニル基、フッ化ビフェニル基、シアノ基含有C-C20アルキル基、シアノ基含有C-C10シクロアルキル基、シアノ基含有C-C10ヘテロシクロアルキル基、シアノ基含有フェニル基、又はシアノ基含有ビフェニル基、であり得る。
さらに他の例として、化学式CY2-8(1)~CY2-8(6)のR23~R28は、互いに独立して、
フルオロ基(-F)又はシアノ基、あるいは
重水素、フルオロ基、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フッ化C-C20アルキル基、フッ化C-C10シクロアルキル基、フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基、フッ化フェニル基、フッ化ビフェニル基、シアノ基含有C-C20アルキル基、シアノ基含有C-C10シクロアルキル基、シアノ基含有C-C10ヘテロシクロアルキル基、シアノ基含有フェニル基、又はシアノ基含有ビフェニル基、であり得る。
さらに他の実施形態によれば、化学式3のR31及びR32に含まれた炭素数は、それぞれ4以上(例えば、5以上)でもある。
さらに他の実施形態によれば、化学式1で表される有機金属化合物は、下記に示す<条件4>、<条件5>、又はそれらの組み合わせを満足し得る。
<条件4>
化学式3で、R31は、下記に示す化学式4で表される基である。
<条件5>
化学式3で、R32は、下記に示す化学式5で表される基である。
化学式4及び5で、A~Aは、互いに独立して、
水素又は重水素、あるいは
重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、C-C60アリール基、C-C60ヘテロアリール基、フェニル基、又はビフェニル基、であり、
*は、隣接原子との結合サイトである。
例えば、化学式4は、下記に示す<条件4-1>~<条件4-6>の内の一つを満足し、かつ/又は化学式5は、下記に示す<条件5-1>~<条件5-6>の内の一つを満足し得る。
<条件4-1>
~Aは、同時に水素ではない。
<条件4-2>
~Aは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件4-3>
及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基であり、
は、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件4-4>
は、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基又はビフェニル基であり、
及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件4-5>
は、水素、重水素、-CH、-CHD、-CHD、又は-CDであり、
は、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基であり、
は、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件4-6>
は、水素、重水素、-CH、-CHD、-CHD、又は-CDであり、
及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件5-1>
~Aは、同時に水素ではない。
<条件5-2>
~Aは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件5-3>
及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基であり、
は、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件5-4>
は、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基であり、
及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件5-5>
は、水素、重水素、-CH、-CHD、-CHD、又は-CDであり、
は、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基であり、
は、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
<条件5-6>
は、水素、重水素、-CH、-CHD、-CHD、又は-CDであり、
及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基である。
さらに他の実施形態によれば、化学式3のR31~R33の内の少なくとも一つは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換のC-C10シクロアルキル基でもある。
さらに他の実施形態によれば、化学式1で表される有機金属化合物は、下記に示す化合物1~19の内の一つであり得る。
一実施形態によれば、化学式1で表される有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンス(EL)スペクトルの発光ピークのFWQMは、100nm以下である。
例えば、有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークのFWQMは、100nm以下、60nm~100nm、70nm~100nm、80nm~100nm、又は82nm~96nmである。
一方、他の実施形態によれば、化学式1で表される有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークの最大発光波長(発光ピーク波長(λmax))は、600nm~660nm、又は615nm~640nmの範囲である。
例えば、有機金属化合物の発光スペクトル又はエレクトロルミネセンススペクトルの発光ピークの最大発光波長(発光ピーク波長(λmax))は、615nm~630nm又は620nm~630nmの範囲である。
化学式1で表される有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)の水平配向率は、90%~100%である。
例えば、有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)の水平配向率は、例えば、90%~99%、90%~98%、90%~97%、90%~96%、90%~95%、又は91%~95%である。
有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)の水平配向率測定方法は、例えば、後述する評価例3を参照することができる。
前述のように、有機金属化合物の遷移双極子モーメント(TDM)の水平配向率が高いので、有機金属化合物を含む有機発光素子の駆動時、前記有機金属化合物を含むフィルムに対して実質的に水平である方向に電場が放出され、導波モード及び/又は表面プラズモンポラリトンモードによる光損失が低減され得る。
そのようなメカニズムによって光を放出する電子素子の外部取り出し効率(すなわち、有機金属化合物を含むフィルム(例えば、後述される発光層)が含まれた電子素子(例えば、有機発光素子)において、有機金属化合物から放出された光が外部に取り出される効率)が高いので、有機金属化合物を採用した電子素子、例えば、有機発光素子は、高い発光効率を達成することができる。
化学式1で表される有機金属化合物のフィルムにおける量子発光効率(PLQY in film)は、90%~100%である。
例えば、有機金属化合物のフィルムにおける量子発光効率は、91%~100%、92%~100%、93%~100%、94%~100%、95%~100%、96%~100%、97%~100%、98%~100%、99%~100%、又は100%である。
一実施形態によれば、有機金属化合物のフィルムにおける量子発光効率は、95%~99%、96%~99%、97%~99%、98%~99%である。
化学式1で表される有機金属化合物の合成方法は、後述する合成例を参照し、当業者が認識することができるものである。
従って、化学式1で表される有機金属化合物は、有機発光素子の有機層、例えば、有機層において、発光層のドーパントとして使用するのに適し、そして他の側面によれば、第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に配置され、発光層を含む有機層と、を含み、有機層は、化学式1で表される有機金属化合物を少なくとも1種以上含む有機発光素子が提供される。
有機発光素子は、前述のような化学式1で表される有機金属化合物を含む有機層を具備することにより、低い駆動電圧、高い外部量子効率、相対的に小さいFWQM、及び長寿命を有することができる。
化学式1で表される有機金属化合物は、有機発光素子の1対の電極間に使用される。
例えば、化学式1で表される有機金属化合物は、発光層に含まれる。
このとき、有機金属化合物は、ドーパントの役割を行い、発光層は、ホストをさらに含み得る(すなわち、化学式1で表される有機金属化合物の含量は、ホストの含量より少ない)。
発光層は、赤色光又は緑色光を放出することができる。
本明細書において、「(有機層が)有機金属化合物を1種以上含む」というのは、「(有機層が)化学式1の範疇に属する1種の有機金属化合物、又は化学式1の範疇に属する互いに異なる2種以上の有機金属化合物を含んでもよい」と解釈する。
例えば、有機層は、有機金属化合物として、化合物1のみを含んでもよい。
このとき、化合物1は、有機発光素子の発光層に存在しうる。
又は、有機層は、有機金属化合物として、化合物1と化合物2とを含んでもよい。
このとき、化合物1と化合物2は、同一層に存在(例えば、化合物1と化合物2は、いずれも発光層に存在する)し得る。
第1電極は、正孔注入電極であるアノードであり、第2電極は、電子注入電極であるカソードであるか、あるいは第1電極は、電子注入電極であるカソードであり、第2電極は、正孔注入電極であるアノードである。
例えば、有機発光素子において、第1電極は、アノードであり、第2電極は、カソードであり、有機層は、第1電極と発光層との間に配置された正孔輸送領域、及び発光層と第2電極との間に配置された電子輸送領域をさらに含み、正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、バッファ層、又はそれらの任意の組み合わせを含み、電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
本明細書において、「有機層」は、有機発光素子において、第1電極と第2電極との間に配置された単一及び/又は複数の層を示す用語である。
「有機層」は、有機化合物だけではなく、金属を含む有機金属錯体などを含んでもよい。
図3は、本発明の一実施形態による有機発光素子10の断面図の概略構成を示す断面図である。
以下、図3を参照し、本発明の一実施形態による有機発光素子の構造及び製造方法について以下の通り説明する。
有機発光素子10は、第1電極11、有機層15、及び第2電極19が順に積層された構造を有する。
第1電極11下部又は第2電極19上部には、基板が追加して配置され得る。
基板としては、一般的な有機発光素子で使用される基板を使用することができるが、機械的強度、熱安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性及び防水性にすぐれるガラス基板又は透明プラスチック基板を使用することができる。
第1電極11は、例えば、基板上部に、第1電極用物質を、蒸着法又はスパッタリング法などを利用して提供することによって形成される。
第1電極11は、アノードである。
第1電極用物質は、正孔注入が容易であるように高い仕事関数を有する物質を含み得る。
第1電極11は、反射型電極、半透過型電極、又は透過型電極である。
第1電極用物質としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などを利用することができる。
又は、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム-リチウム(Al-Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム-インジウム(Mg-In)、マグネシウム-銀(Mg-Ag)のような金属を利用することもできる。
第1電極11は、単一層構造、又は2以上の層を含む多層構造を有することができる。
例えば、第1電極11は、ITO/Ag/ITOの3層構造を有することができる。
第1電極11上部には、有機層15が配置される。
有機層15は、正孔輸送領域、発光層及び電子輸送領域を含み得る。
正孔輸送領域は、第1電極11と発光層との間に配置される。
正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、バッファ層、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
正孔輸送領域は、正孔注入層のみを含むか、あるいは正孔輸送層のみを含んでもよい。
又は、正孔輸送領域は、第1電極11から順に積層された、正孔注入層/正孔輸送層又は正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層の構造を有することができる。
正孔輸送領域が正孔注入層を含む場合、正孔注入層は、第1電極11上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB(Langmuir-Blodgett)法のような多様な方法を利用して形成される。
真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造、及び熱的特性などによって異なるが、例えば、蒸着温度約100~約500℃、真空度約10-8~約10-3torr、蒸着速度約0.01~約100Å/secの範囲の内から選択される。
スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、コーティング条件は、正孔注入層材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造、及び熱的特性によって異なるが、約2,000rpm~約5,000rpmのコーティング速度、コーティング後も溶媒除去のための熱処理温度は、約80℃~200℃の温度範囲の内から選択される。
正孔輸送層及び電子阻止層の形成条件は、正孔注入層形成条件を参照する。
正孔輸送領域は、例えば、m-MTDATA、TDATA、2-TNATA、NPB、β-NPB、TPD、spiro-TPD、spiro-NPB、methylated-NPB、TAPC、HMTPD、4,4’,4”-トリス(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン)(TCTA)、ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸)(Pani/DBSA)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4-スチレンスルホネート)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/カンファースルホン酸(Pani/CSA)、ポリアニリン/ポリ(4-スチレンスルホネート)(PANI/PSS)、下記に示す化学式201で表示される化合物、下記に示す化学式202で表示される化合物、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
化学式201で、
Ar101及びAr102は、互いに独立して、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、C-C60アルコキシ基、C-C10シクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、C-C60アリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フェニレン基、ペンタレニレン基、インデニレン基、ナフチレン基、アズレニレン基、ヘプタレニレン基、アセナフチレン基、フルオレニレン基、フェナレニレン基、フェナントレニレン基、アントラセニレン基、フルオランテニレン基、トリフェニレニレン基、ピレニレン基、クリセニレニレン基、ナフタセニレン基、ピセニレン基、ペリレニレン基、又はペンタセニレン基であり得る。
化学式201で、xa及びxbは、互いに独立して、0~5の整数、又は0、1又は2であり得る。
例えば、xaは、1であり、xbは、0であり得る。
化学式201及び202で、R101~R108、R111~R119、及びR121~R124は、互いに独立して、
水素、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基など)又はC-C10アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基など)、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、又はそれら任意の組み合わせで置換された、C-C10アルキル基又はC-C10アルコキシ基、あるいは
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C10アルキル基、C-C10アルコキシ基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フルオレニル基、又はピレニル基、であり得る。
化学式201で、R109は、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C20アルキル基、C-C20アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピリジニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、又はピリジニル基であり得る。
一実施形態によれば、化学式201で表される化合物は、下記に示す化学式201Aによっても表される。
化学式201Aで、R101、R111、R112及びR109に係わる詳細な説明は、前述のところを参照する。
例えば、正孔輸送領域は、下記に示す化合物HT1~HT21の内の一つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
正孔輸送領域の厚みは、約100Å~約10,000Å、例えば、約100Å~約1,000Åである。
正孔輸送領域が、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、又はそれらの任意の組み合わせを含むならば、正孔注入層の厚みは、約100Å~約10,000Å、例えば、約100Å~約1,000Åであり、正孔輸送層の厚みは、約50Å~約2,000Å、例えば、約100Å~約1,500Åである。
正孔輸送領域、正孔注入層、及び正孔輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔輸送特性を得ることができる。
正孔輸送領域は、前述のような物質以外に、導電性向上のために、電荷生成物質をさらに含んでもよい。
電荷生成物質は、正孔輸送領域内に均一にも、不均一にも分散され得る。
電荷生成物質は、例えば、pドーパントである。
pドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物、シアノ基含有化合物、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。
例えば、pドーパントは、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)、2,3,5,6-テトラフルオロテトラシアノ-1,4-ベンゾキノンジメタン(F4-TCNQ)、F6-TCNNQのようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物、下記に示す化合物HT-D1のようなシアノ基含有化合物、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。
正孔輸送領域は、バッファ層をさらに含み得る。
バッファ層は、発光層から放出される光の波長による光学的共振距離を補償し、効率を上昇させる役割を行うことができる。
一方、正孔輸送領域が電子阻止層を含む場合、電子阻止層材料は、前述のような正孔輸送領域に使用され得る物質、後述するホスト物質、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
例えば、正孔輸送領域が電子阻止層を含む場合、電子阻止層材料として、後述するmCP、化合物HT21、又はそれらの任意の組み合わせを使用することができる。
正孔輸送領域上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、LB法のような方法を利用し、発光層を形成することができる。
真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同一条件範囲のうちから選択される。
発光層は、ホスト及びドーパントを含み、ドーパントは、本明細書に記載したような化学式1で表される有機金属化合物を含み得る。
ホストは、下記に示すTPBi、TBADN、ADN(「DNA」ともいう)、CBP、CDBP、TCP、mCP、化合物H50、化合物H51、化合物H52、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
有機発光素子がフルカラー有機発光素子である場合、発光層は、赤色発光層、緑色発光層及び/又は青色発光層にパターニングされる。
又は、発光層は、赤色発光層、緑色発光層及び/又は青色発光層が積層された構造を有することにより、白色光を放出することができるというように、多様な変形例が可能である。
発光層がホスト及びドーパントを含む場合、ドーパントの含量は、一般的に、ホスト約100重量部を基準にし、約0.01~約15重量部の範囲の内から選択される。
発光層の厚みは、約100Å~約1,000Å、例えば、約200Å~約600Åである。
発光層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を示すことができる。
次に、発光層上部に、電子輸送領域が配置される。
電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
例えば、電子輸送領域は、正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層又は電子輸送層/電子注入層の構造を有することができる。
電子輸送層は、単一層構造、又は2以上の互いに異なる物質を含む多層構造を有することができる。
電子輸送領域の正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層の形成条件は、正孔注入層の形成条件を参照する。
電子輸送領域が正孔阻止層を含む場合、正孔阻止層は、例えば、BCP、BPhen、BAlq、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
又は、正孔阻止層は、ホスト、後述する電子輸送層材料、電子注入層材料、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
正孔阻止層の厚みは、約20Å~約1,000Å、例えば、約30Å~約300Åである。
正孔阻止層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔阻止特性を得ることができる。
電子輸送層は、BCP、BPhen、Alq3、BAlq、TAZ、NTAZ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
又は、電子輸送層は、下記に示す化合物ET1~ET25の内の少なくとも一つ及びそれらの任意の組み合わせを含み得る。
電子輸送層の厚みは、約100Å~約1,000Å、例えば、約150Å~約500Åである。
電子輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子輸送特性を得ることができる。
電子輸送層は、前述のような物質以外に、金属含有物質をさらに含み得る。
金属含有物質は、Li錯体を含み得る。
Li錯体は、例えば、下記に示す化合物ET-D1又はET-D2を含み得る。
また、電子輸送領域は、第2電極19からの電子注入を容易にする電子注入層を含み得る。
電子注入層は、LiF、NaCl、CsF、LiO、BaO、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
電子注入層の厚みは、約1Å~約100Å、例えば、約3Å~約90Åである。
電子注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。
有機層15上部には、第2電極19が配置される。
第2電極19は、カソードである。
第2電極19用物質としては、相対的に低い仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物、又はそれらの組み合わせを使用することができる。
具体的な例としては、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、アルミニウム-リチウム(Al-Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム-インジウム(Mg-In)、マグネシウム-銀(Mg-Ag)などを、第2電極19形成用物質として使用することができる。
又は、前面発光素子を得るために、ITO、IZOを利用し、透過型第2電極19を形成することができるというように、多様な変形が可能である。
以上、有機発光素子について、図3を参照して説明したが、それらに限定されるのではない。
さらに他の側面によれば、有機発光素子は、電子装置にも含まれ得る。
従って、有機発光素子を含む電子装置が提供される。
電子装置は、例えば、ディスプレイ、照明、センサなどを含み得る。
本明細書において、C-C30炭素環基は、環形成原子として、5~30個の炭素のみを有する飽和環基又は不飽和環基を示す。
-C30炭素環基は、単環基又は多環基である。
「(少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換の)C-C30炭素環基」は、例えば、(少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換の、)アダマンタン基、ノルボルナン基(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン基)、ノルボルネン基、ビシクロ[1.1.1]ペンタン基、ビシクロ[2.1.1]ヘキサン基、ビシクロ[2.2.2]オクタン基、シクロペンタン基、シクロヘキサン基、シクロヘキセン基、ベンゼン基、ナフタレン基、アントラセン基、フェナントレン基、トリフェニレン基、ピレン基、クリセン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン基、シクロペンタジエン基、フルオレン基などを含み得る。
本明細書において、C-C30ヘテロ環基は、環形成原子として、1~30個の炭素以外に、N、O、P、Si、S、Ge、Se及びBの内から選択されたヘテロ原子を少なくとも一つ有する飽和環基又は不飽和環基を示す。
-C30ヘテロ環基は、単環基又は多環基である。
「(少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換の)C1-C30ヘテロ環基」は、例えば、(少なくとも1つのR1aで置換もしくは非置換の、)チオフェン基、フラン基、ピロール基、シロール基、ボロール基、ホスホール基、セレノフェン基、ゲルモール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾフラン基、インドール基、ベンゾシロール基、ベンゾボロール基、ベンゾホスホール基、ベンゾセレノフェン基、ベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾフラン基、カルバゾール基、ジベンゾシロール基、ジベンゾボロール基、ジベンゾホスホール基、ジベンゾセレノフェン基、ジベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン5-オキシド基、9H-フルオレン-9-オン基、ジベンゾチオフェン5,5-ジオキシド基、アザベンゾチオフェン基、アザベンゾフラン基、アザインドール基、アザインデン基、アザベンゾシロール基、アザベンゾボロール基、アザベンゾホスホール基、アザベンゾセレノフェン基、アザベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン基、アザジベンゾフラン基、アザカルバゾール基、アザフルオレン基、アザジベンゾシロール基、アザジベンゾボロール基、アザジベンゾホスホール基、アザジベンゾセレノフェン基、アザジベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン5-オキシド基、アザ-9H-フルオレン-9-オン基、アザジベンゾチオフェン5,5-ジオキシド基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、トリアジン基、キノリン基、イソキノリン基、キノキサリン基、キナゾリン基、フェナントロリン基、ピラゾール基、イミダゾール基、トリアゾール基、オキサゾール基、イソオキサゾール基、チアゾール基、イソチアゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、ベンゾピラゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサジアゾール基、ベンゾチアジアゾール基、5,6,7,8-テトラヒドロイソキノリン基、5,6,7,8-テトラヒドロキノリン基などを含み得る。
本明細書において、C-C60アルキル基は、炭素数1~60の線状又は分枝状の飽和脂肪族炭化水素一価基を意味し、C-C60アルキレン基は、C-C60アルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C-C60アルキル基、C-C20アルキル基及び/又はC-C10アルキル基の例には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、sec-イソペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、sec-ヘプチル基、tert-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、sec-ノニル基、tert-ノニル基、n-デシル基、イソデシル基、sec-デシル基、tert-デシル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、sec-イソペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、sec-ヘプチル基、tert-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、sec-ノニル基、tert-ノニル基、n-デシル基、イソデシル基、sec-デシル基、又はtert-デシル基などが含まれ得る。
例えば、化学式9-33は、分枝型Cアルキル基であり、2個のメチル基で置換されたtert-ブチル基と見ることができる。
本明細書において、C-C60アルコキシ基は、-OA101(ここで、A101は、C-C60アルキル基である)の化学式を有する一価基を意味する。
本明細書において、C-C60アルコキシ基、C-C20アルコキシ基、又はC-C10アルコキシ基の例には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基又はペントキシ基などが含まれ得る。
本明細書において、C-C10シクロアルキル基は、C-C10一価飽和炭化水素環基を意味し、C-C10シクロアルキレン基は、C-C10シクロアルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C-C10シクロアルキル基の例には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンタニル基、ビシクロ[1.1.1]ペンチル基、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基(ノルボルナニル基)、ビシクロ[2.2.2]オクチル基などが含まれ得る。
本明細書において、C-C10ヘテロシクロアルキル基は、N、O、P、Si、S、Ge、Se、及びBの内から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含むC-C10一価単環基を意味し、C-C10ヘテロシクロアルキレン基は、C-C10ヘテロシクロアルキル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C-C10ヘテロシクロアルキル基の例には、シロラニル基、シリナニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロ-2H-ピラニル基、テトラヒドロチオフェニル基などが含まれ得る。
本明細書において、C-C60アルケニル基は、C-C60アルキル基の中間又は末端に、1以上の炭素・炭素二重結合を含む構造を有し、その具体的な例には、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基などが含まれる。
本明細書において、C-C60アルケニレン基は、C-C60アルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C-C60アルキニル基は、C-C60アルキル基の中間又は末端に、1以上の炭素・炭素三重結合を含む構造を有し、その具体的な例には、エチニル基、プロピニル基などが含まれる。
本明細書において、C-C60アルキニレン基は、C-C60アルキニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C-C10シクロアルケニル基は、C-C10一価単環基であり、環内に少なくとも1つの炭素・炭素二重結合を有するが、芳香族性(aromaticity)を有さない基を意味し、その具体例は、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基などを含む。
本明細書において、C-C10シクロアルケニレン基は、C-C10シクロアルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C-C10ヘテロシクロアルケニル基は、N、O、P、Si、S、Ge、Se、及びBの内から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含むC-C10一価単環基であり、環内に少なくとも1つの二重結合を有する。
-C10ヘテロシクロアルケニル基の具体例は、2,3-ジヒドロフラニル基、2,3-ジヒドロチオフェニル基などを含む。
本明細書において、C-C10ヘテロシクロアルケニレン基は、C-C10ヘテロシクロアルケニル基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、C-C60アリール基は、C-C60炭素環芳香族系を有する一価基を意味し、C-C60アリーレン基は、C-C60炭素環芳香族系を有する二価基を意味する。
-C60アリール基の具体例は、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、クリセニル基などを含む。
-C60アリール基及びC-C60アリーレン基が2以上の環を含む場合、2以上の環は、互いに融合され得る。
本明細書において、C-C60アルキルアリール基は、少なくとも1つのC-C60アルキル基で置換されたC-C60アリール基を意味する。
本明細書において、C-C60ヘテロアリール基は、N、O、P、Si、S、Ge、Se、及びBの内から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含み、C1-C60環状芳香族系を有する一価基を意味し、C-C60ヘテロアリーレン基は、N、O、P、Si、S、Ge、Se、及びBの内から選択された少なくとも1つのヘテロ原子を環形成原子として含み、C-C60炭素環芳香族系を有する二価基を意味する。
-C60ヘテロアリール基の具体例は、ピリジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基などを含む。
-C60ヘテロアリール基及びC-C60ヘテロアリーレン基が2以上の環を含む場合、2以上の環は、互いに融合され得る。
本明細書において、C-C60アルキルヘテロアリール基は、少なくとも1つのC-C60アルキル基で置換されたC-C60ヘテロアリール基を意味する。
本明細書において、C-C60アリールオキシ基は、-OA102(ここで、A102は、C-C60アリール基である)を示し、C-C60アリールチオ基は、-SA103(ここで、A103は、C-C60アリール基である)を示す。
本明細書において、一価非芳香族縮合多環基は、2以上の環が互いに縮合されており、環形成原子として炭素のみを含み、分子全体が非芳香族性(non-aromaticity)を有する一価基(例えば、8~60の炭素数を有する)を意味する。
一価非芳香族縮合多環基の具体例は、フルオレニル基などを含む。
本明細書において、二価非芳香族縮合多環基は、一価非芳香族縮合多環基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、2以上の環が互いに縮合されており、環形成原子として炭素以外に、N、O、P、Si、S、Ge、Se、及びBの内から選択されたヘテロ原子を含み、分子全体が非芳香族性を有する一価基(例えば、1~60の炭素数を有する)を意味する。
一価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、カルバゾリル基などを含む。
本明細書において、二価非芳香族ヘテロ縮合多環基は、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基と同一構造を有する二価基を意味する。
本明細書において、置換されたC-C30炭素環基、置換されたC-C30ヘテロ環基、置換されたC-C60アルキル基、置換されたC-C60アルケニル基、置換されたC-C60アルキニル基、置換されたC-C60アルコキシ基、置換されたC-C10シクロアルキル基、置換されたC-C10ヘテロシクロアルキル基、置換されたC-C10シクロアルケニル基、置換されたC-C10ヘテロシクロアルケニル基、置換されたC-C60アリール基、置換されたC-C60アルキルアリール基、置換されたC-C60アリールオキシ基、置換されたC-C60アリールチオ基、置換されたC-C60ヘテロアリール基、置換されたC-C60アルキルヘテロアリール基、置換された一価非芳香族縮合多環基、及び置換された一価非芳香族ヘテロ縮合多環基の置換基は、互いに独立して、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、又はC-C60アルコキシ基、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、C-C60アリール基、C-C60アルキルアリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、C-C60アルキルヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、、-N(Q11)(Q12)、-Si(Q13)(Q14)(Q15)、-Ge(Q13)(Q14)(Q15)、-B(Q16)(Q17)、-P(=O)(Q18)(Q19)、-P(Q18)(Q19)、又はそれら任意の組み合わせで置換された、C-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、又はC-C60アルコキシ基、
重水素、-F、-Cl、-Br、-I、-CD、-CDH、-CDH、-CF、-CFH、-CFH、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、C-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、C-C60アルコキシ基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、C-C60アリール基、C-C60アルキルアリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、C-C60アルキルヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、、-N(Q21)(Q22)、-Si(Q23)(Q24)(Q25)、-Ge(Q23)(Q24)(Q25)、-B(Q26)(Q27)、-P(=O)(Q28)(Q29)、-P(Q28)(Q29)、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、C-C60アリール基、C-C60アルキルアリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、C-C60アルキルヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、又は一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、
-N(Q31)(Q32)、-Si(Q33)(Q34)(Q35)、-Ge(Q33)(Q34)(Q35)、-B(Q36)(Q37)、-P(=O)(Q38)(Q39)、又は-P(Q38)(Q39)、あるいは
それらの任意の組み合わせ、であり得る。
本明細書において、Q~Q、Q11~Q19、Q21~Q29、及びQ31~Q39は、互いに独立して、水素、重水素、-F、-Cl、-Br、-I、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボン酸基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、リン酸基又はその塩、重水素、C-C60アルキル基、C-C60アリール基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換のC-C60アルキル基、C-C60アルケニル基、C-C60アルキニル基、C-C60アルコキシ基、C-C10シクロアルキル基、C-C10ヘテロシクロアルキル基、C-C10シクロアルケニル基、C-C10ヘテロシクロアルケニル基、重水素、C-C60アルキル基、C-C60アリール基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換のC-C60アリール基、C-C60アリールオキシ基、C-C60アリールチオ基、C-C60ヘテロアリール基、一価非芳香族縮合多環基、又は一価非芳香族ヘテロ縮合多環基、であり得る。
例えば、本明細書において、Q~Q、Q11~Q19、Q21~Q29、及びQ31~Q39は、互いに独立して、
-CH、-CD、-CDH、-CDH、-CHCH、-CHCD、-CHCDH、-CHCDH、-CHDCH、-CHDCDH、-CHDCDH、-CHDCD、-CDCD、-CDCDH、又は-CDCDH、あるいは
重水素、C-C10アルキル基、フェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、sec-イソペンチル基、フェニル基、ビフェニル基、又はナフチル基、であり得る。
本明細書において、「重水素化C-C60アルキル基(又は、重水素化C-C20アルキル基、重水素化C-C20アルキル基など)」とは、少なくとも1つの重水素で置換されたC-C60アルキル基(又は、少なくとも1つの重水素で置換されたC-C20アルキル基、少なくとも1つの重水素で置換されたC-C20アルキル基など)を意味する。
例えば、「重水素化Cアルキル基(すなわち、重水素化メチル基である)」とは、-CD、-CDH及び-CDHを含む。
本明細書において、「重水素化C-C10シクロアルキル基」とは、少なくとも1つの重水素で置換されたC-C10シクロアルキル基を意味する。
「重水素化C-C10シクロアルキル基」の例としては、例えば、前記化学式10-501などを参照することができる。
本明細書において、「フッ化C-C60アルキル基(又は、フッ化C-C20アルキル基など)」、「フッ化C-C10シクロアルキル基」及び「フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基」は、それぞれ少なくとも1つのフルオロ基(-F)で置換された、C-C60アルキル基(又は、C-C20アルキル基など)、C-C10シクロアルキル基及びC-C10ヘテロシクロアルキル基を意味する。
例えば、「フッ化Cアルキル基(すなわち、フッ化メチル基である)」とは、-CF、-CFH及び-CFHを含む。
「フッ化C-C60アルキル基(又は、フッ化C-C20アルキル基など)」、「フッ化C-C10シクロアルキル基」又は「フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基」は、
i)各基に含まれた全ての水素がフルオロ基で置換された、完全(fully)フッ化C-C60アルキル基(又は、完全フッ化C-C20アルキル基など)、完全フッ化C-C10シクロアルキル基、又は完全フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基であるか、あるいは
ii)各基に含まれた全ての水素がフルオロ基で置換されてはいない、一部(partially)フッ化C-C60アルキル基(又は、一部フッ化C-C20アルキル基など)、一部フッ化C-C10シクロアルキル基又は一部フッ化C-C10ヘテロシクロアルキル基であり得る。
本明細書において、「(C-C20アルキル)「X」基」とは、少なくとも1つのC-C20アルキル基で置換された「X」基を示す。
例えば、本明細書において、「(C-C20アルキル)C-C10シクロアルキル基」とは、少なくとも1つのC-C20アルキル基で置換されたC-C10シクロアルキル基を示し、「(C-C20アルキル)フェニル基」とは、少なくとも1つのC-C20アルキル基で置換されたフェニル基を示す。
(Cアルキル)フェニル基の例は、トルイル基(toluyl group)である。
本明細書において、「アザインドール基、アザベンゾボロール基、アザベンゾホスホール基、アザインデン基、アザベンゾシロール基、アザベンゾゲルモール基、アザベンゾチオフェン基、アザベンゾセレノフェン基、アザベンゾフラン基、アザカルバゾール基、アザジベンゾボロール基、アザジベンゾホスホール基、アザフルオレン基、アザジベンゾシロール基、アザジベンゾゲルモール基、アザジベンゾチオフェン基、アザジベンゾセレノフェン基、アザジベンゾフラン基、アザジベンゾチオフェン5-オキシド基、アザ-9H-フルオレン-9-オン基、アザジベンゾチオフェン5,5-ジオキシド基」は、それぞれ、「インドール基、ベンゾボロール基、ベンゾホスホール基、インデン基、ベンゾシロール基、ベンゾゲルモール基、ベンゾチオフェン基、ベンゾセレノフェン基、ベンゾフラン基、カルバゾール基、ジベンゾボロール基、ジベンゾホスホール基、フルオレン基、ジベンゾシロール基、ジベンゾゲルモール基、ジベンゾチオフェン基、ジベンゾセレノフェン基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン5-オキシド基、9H-フルオレン-9-オン基、ジベンゾチオフェン5,5-ジオキシド基」と同一バックボーンを有するが、それらの環を形成する炭素の内の少なくとも一つが窒素で置換されたヘテロ環を意味する。
以下では、合成例及び実施例を挙げて、本発明の一実施形態による化合物及び有機発光素子についてさらに具体的に説明するが、本発明は、下記の合成例及び実施例に限定されるものではない。
下記の合成例において、「『A』の代わりに、『B』を使用した」という表現において、「B」の使用量と「A」の使用量は、モル当量基準で同一である。
<<化合物合成実施例>>
<合成例1(化合物1)>
〔中間体L1-3の合成〕
2-クロロ-4-ヨードニコチンアルデヒド1.9g(7.2mmol)を、アセトニトリル60ml及び水15mlと混合させ、PdCl(PPh(0.4g(0.5mmol))、3-フルオロフェニルボロン酸1.0g(7.2mmol)及びKCO(2.5g(18.0mmol))を加えた後、85℃で16時間加熱還流させた。
そこから得られた結果物を減圧濃縮し、ジクロロメタン及び水を追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L1-3(1.5g(収率87%))を得た。
LC-MS m/z=236(M+H)
〔中間体L1-2の合成〕
(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド5.4g(15.8mmol)を無水エーテル50mlと混合させた後、1.0Mカリウムtert-ブトキシド溶液16mlを滴加し、室温で約1時間撹拌した。
その後、無水テトラヒドロフラン(THF)30mlと混合させた中間体L1-3(1.5g(6.3mmol))を徐々に滴加し、室温で18時間撹拌した。
そこから得られた結果物に、水及び酢酸エチルを追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L1-2(1.6g(収率96%))を得た。
LC-MS m/z=264(M+H)
〔中間体L1-1の合成〕
中間体L1-2(1.4g(5.1mmol))をジクロロメタン40mlと混合させ、メタンスルホン酸3.0mlを徐々に滴加した後、室温で約18時間撹拌した。
そこから得られた結果物に、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を入れて抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L1-1(1.0g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=232(M+H)
〔中間体L1の合成〕
中間体L1-1(1.0g(4。1mmol))を、テトラヒドロフラン(THF)40ml及び水10mlと混合させ、3,5-ジメチルフェニルボロン酸0.9g(6.2mmol)、Pd(OAc)(0.09g(0.4mmol))、Sphos(0.35g(0.82mmol))、及びKCO(1.4g(10.3mmol))を追加した後、一日加熱還流させた。
そこから得られた結果物に、酢酸エチルと水とを入れて抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L1(1.1g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=302(M+H)
〔中間体L1 Dimerの合成〕
中間体L1(1.05g(3.4mmol))と塩化イリジウム0.6g(1.6mmol)とに、40mLのエトキシエタノールと、15mLの蒸溜水とを混合させた後、24時間加熱還流させた。
そこから得られた結果物の温度を常温まで温度を低くして生成された固形物を濾過し、水/メタノール/ヘキサンの順に十分に洗浄して得られた固体を真空オーブンで乾燥させ、中間体L1Dimer(1.1g)を得た。
〔化合物1の合成〕
中間体L1Dimer(1.0g(0.63mmol))、3,7-ジエチルノナン-4,6-ジオン(4.5mmol)及びNaCO(0.48g(4.5mmol))と、エトキシエタノール40mLとを混合し、24時間90℃で撹拌した。
そこから得られた結果物の温度を常温まで低くして生成された固形物を濾過し、液体クロマトグラフィで精製し、化合物1(0.6g(収率47%))を得た。
LC-MS m/z=1007(M+H)
<合成例2(化合物2)>
〔中間体L2-5の合成〕
ジクロロメチルメチルエーテル15g(130mmol)とジクロロメタン200mlとを混合させた後、0℃でSnCl(15ml(130mmol))を徐々に加え、約2時間撹拌した。
100mlのCHClと混合した1-フルオロ-7-メチルナフタレン16.5g(103mmol)を徐々に滴加した後、約16時間室温で撹拌した。
反応が完結した後、150ml氷水に反応混合物を入れて抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L2-5(12.2g(収率63%))を得た。
LC-MS m/z=189(M+H)
〔中間体L2-4の合成〕
中間体L2-5(10g(53.1mmol))、マロン酸6.7g(64.2mmol)及びピペリジン6.3ml(64.2mmol)を、ピリジン80mlと混合させた後、90℃で約18時間撹拌した。
反応が完結した後、ピリジンを減圧蒸溜し、反応混合物に水を滴加させた。
そこから得られた結果物を、4N-HCl水溶液で、pH約4まで酸性化させた後で生成される固体を濾過し、ヘキサンで数回洗浄した。
そこから得られた化合物は、精製過程なしに乾燥させ、中間体L2-4(11g(収率75%))を得た。
LC-MS m/z=231(M+H)
〔中間体L2-3の合成〕
中間体L2-4(11g(47.8mmol))を乾燥アセトン250mlと混合させた後、室温でクロロギ酸エチル5.5ml(57.4mmol)を加え、トリエチルアミン17ml(119.5mmol)を徐々に滴加させた。
反応混合物を室温で2時間撹拌した後、0℃で、水100mlと混合されたアジ化ナトリウム6.2g(95.6mmol)を徐々に滴加し、約1時間撹拌した。
反応が完結した後、氷水に反応混合物を入れて撹拌した後で生成された固体を濾過し、精製過程なしに、中間体L2-3(11g(収率90%))を得た。
〔中間体L2-2の合成〕
トリブチルアミン56mlをジフェニルエーテル170mlと混合させた後、ジフェニルエーテル170mlと混合された中間剤L2-3(5g(19.6mmol))を徐々に滴加し、約6時間加熱撹拌させた。
反応が完了後、室温で冷やした後、ヘキサン300mlを加え、約1時間室温で撹拌し、このとき生成された固体を濾過し、精製過程なしに、中間体L2-2(2.4g(収率55%))を得た。
LC-MS m/z=228(M+H)
〔中間体L2-1の合成〕
中間体L2-2(2.4g(10.6mmol))をPOCl80mlに溶かした後、約18時間加熱撹拌させた。
反応が完了後、冷やした後、氷水200mlに徐々に滴加し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で中和させた。
ジクロロメタンを入れて抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L2-1(2.0g(収率80%))を得た。
LC-MS m/z=246(M+H)
〔中間体L2の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L2-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L2(1.8g(収率73%))を得た。
LC-MS m/z=316(M+H)
〔中間体L2Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L2を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L2Dimerを得た。
〔化合物2の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L2Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物2(0.6g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=1035(M+H)
<合成例3(化合物3)>
〔中間体L3の合成〕
中間体L1(2.0g(6.6mmol))と無水テトラヒドロフラン(THF)80mlとを混合させた後、-78℃で、ヘキサン4.6ml内の1.6M BuLi溶液(7.3mmol)を徐々に加えた。
約2時間後、クロロトリフェニルシラン1.3ml(9.9mmol)を徐々に滴加し、18時間室温で撹拌した。
反応完了後、酢酸エチル60mlと水とで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧蒸溜させた。
液体クロマトグラフィで精製し、中間体L3(1.1g(収率45%))を得た。
LC-MS m/z=374(M+H)
〔中間体L3Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L3を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L3Dimerを得た。
〔化合物3の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L3Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物3(0.7g(収率45%))を得た。
LC-MS m/z=1151(M+H)
<合成例4(化合物4)>
〔中間体L4-6の合成〕
3-フルオロフェニルボロン酸の代わりに、(3-ブロモ-5-(トロフルオロメチル)フェニル)ボロン酸を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L4-6(6.2g(収率71%))を得た。
LC-MS m/z=364(M+H)
〔中間体L4-5の合成〕
中間体L1-3の代わりに、中間体L4-6を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L4-5(6.5g(収率98%))を得た。
LC-MS m/z=392(M+H)
〔中間体L4-4の合成〕
中間体L1-2の代わりに、中間体L4-5を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L4-4(2.1g(収率35%))を得た。
LC-MS m/z=360(M+H)
〔中間体L4-3の合成〕
中間体L4-4(2.1g(5.9mmol))をアセトニトリル120mlと混合させた後、クロロトリメチルシラン1.1ml(8.9mmol)とNaI(1.3g(8.9mmol))とを入れ、36時間90℃で加熱還流した。
反応完了後、酢酸エチル60mlと飽和硫酸ナトリウム水溶液とで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧蒸溜させた。
液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4-3(2.3g(収率87%))を得た。
LC-MS m/z=452(M+H)
〔中間体L4-2の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L4-3を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L4-2(1.8g(収率80%))を得た。
LC-MS m/z=430(M+H)
〔中間体L4-1の合成〕
中間体L4-2(1.8g(4.2mmol))を、テトラヒドロフラン(THF)60mlと水15mlとに混合し、4,4,5,5-テトラメチル-2-(プロプ-1-エン-2-イル)-1,3,2-ジオキサボロラン0.9g(5.0mmol)と、Pd(OAc)(0.1g(0.4mmol))、Sphos(0.3g(0.8mmol))、KCO(1.5g(10.5mmol))とを加え、80℃で18時間加熱還流させた。
反応完了後、反応混合物を酢酸エチル50mlで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧蒸溜させた後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4-1(1.2g(収率75%))を得た。
LC-MS m/z=392(M+H)
〔中間体L4の合成〕
中間体L4-1(1.2g(3.1mmol))をエチルアルコール60mlと混合させ、Pd/C(0.1g(10wt%))を加えた後、水素を注入し、18時間室温で撹拌する。反応完了後、反応混合物をセライトパッドに通過させた後、減圧濃縮させた後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L4(1.1g(収率90%))を得た。
LC-MS m/z=394(M+H)
〔中間体L4Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L4を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L4Dimerを得た。
〔化合物4の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L4Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物4(0.6g(収率38%))を得た。
LC-MS m/z=1191(M+H)
<合成例5(化合物5)>
〔中間体L5-3の合成〕
3-フルオロフェニルボロン酸の代わりに、4-(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L5-3(2.2g(収率75%))を得た。
LC-MS m/z=286(M+H)
〔中間体L5-2の合成〕
中間体L1-3の代わりに、中間体L5-3を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L5-2(2.4g(収率(99%))を得た。
LC-MS m/z=314(M+H)
〔中間体L5-1の合成〕
中間体L1-2の代わりに、中間体L5-2を使用し、メタンスルホン酸の代わりに、トリフルオロメタンスルホン酸を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L5-1(1.0g(収率50%))を得た。
LC-MS m/z=282(M+H)
〔中間体L5の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L5-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L5(0.8g(収率70%))を得た。
LC-MS m/z=352(M+H)
〔中間体L5Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L5を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L5Dimerを得た。
〔化合物5の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L5Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物5(0.3g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=1107(M+H)
<合成例6(化合物6)>
〔中間体L6-2の合成〕
2-クロロ-4-ヨード-3-メチルピリジン6.0g(23.7mmol)を、アセトニトリル80ml及び水20mlと混合させ、PdCl(PPh(1.2g(1.6mmol))、2-フルオロ-6-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-3-(トリメチルシリル)ベンズアルデヒド8.4g(26.1mmol)及びKCO(8.2g(59.2mmol))を加えた後、85℃で18時間加熱還流させた。
そこから得られた結果物を減圧濃縮し、酢酸エチル及び水を追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L6-2(6.1g(収率80%))を得た。
2-フルオロ-6-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-3-(トリメチルシリル)ベンズアルデヒドの場合、上記のような反応式によって得た。
LC-MS m/z=322(M+H)
〔中間体L6-1の合成〕
中間体L1-2の代わりに、中間体L6-2を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L6-1(1.7g(収率30%))を得た。
LC-MS m/z=304(M+H)
〔中間体L6の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L6-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L6(1.5g(収率73%))を得た。
LC-MS m/z=374(M+H)
〔中間体L6Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L6を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L6Dimerを得た。
〔化合物6の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L6Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物6(0.8g(収率30%))を得た。
LC-MS m/z=1180(M+H)
<合成例7(化合物7)>
〔中間体L7-1の合成〕
3,5-ジメチルフェニルボロン酸の代わりに、2-(3-(tert-ブチル)-5-メチルフェニル)-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロランを使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L7-1を得た。
LC-MS m/z=344(M+H)
〔中間体L7の合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L7-1を使用したという点を除いては、合成例3の中間体L3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L7(0.9g(収率50%))を得た。
LC-MS m/z=416(M+H)
〔中間体L7 Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L7を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L7Dimerを得た。
〔化合物7の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L7Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物7(0.3g(収率35%))を得た。
LC-MS m/z=1235(M+H)
<合成例8(化合物8)>
〔中間体L8の合成〕
クロロトリメチルシランの代わりに、クロロトリメチルゲルマンを使用したという点を除いては、合成例3の中間体L3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L8(1.1g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=420(M+H)+
〔中間体L8Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L8を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L8Dimerを得た。
〔化合物8の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L8Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物8(0.5g(収率46%))を得た。
LC-MS m/z=1243(M+H)
<合成例9(化合物9)>
〔中間体L9-5の合成〕
4-ブロモ-1-ナフトアルデヒド15g(64mmol)をクロロホルム100mlと混合させ、アミノアセトアルデヒドジメチルアセタール10ml(96mmol)を室温で徐々に加えて撹拌した。
1時間後、100℃に加熱し、溶媒を除去して得られた反応混合物を室温まで冷やした後、別途の精製なしに、中間体L9-5(20g(収率99%))を得た。
LC-MS m/z=322(M+H)
〔中間体L9-4の合成〕
中間体L9-5(20g(62mmol))をクロロホルム100mlと混合させ、0℃で、クロロホルメート6ml(62mmol)、亜リン酸トリメチル9ml(74mmol)を順通りに徐々に滴加させた。
そこから得られた反応混合物を、常温で約48時間撹拌し、1.0M(TiCl(250ml(250mmol)))を0℃で徐々に滴加した後、約48時間加熱還流させた。
反応完了後、反応混合物を室温まで冷却させた後、氷水に反応混合物を入れ、得られた水層をジクロロメタンで洗浄した後、タルトレート140g(495mmol)水溶液に入れ、飽和NaHCO水溶液で中性化させ、ジクロロメタンで抽出して得られた有機層を、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L9-4(5.4g(収率34%))を得た。
LC-MS m/z=258(M+H)
〔中間体L9-3の合成〕
中間体L9-4(5g(19mmol))をジクロロメタン60mlと混合させた後、メタクロロ過安息香酸(mCPBA)6.7g(38mmol)を0℃で滴加させた。
反応混合物を約18時間室温で撹拌した後、6N-KOH水溶液で抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、、別途の精製なしに、中間体L9-3(5.1g(収率99%))を得た。
〔中間体L9-2の合成〕
中間体L9-35g(18mmol)をジクロロメタン60mlと混合させた後、POBr(6.5g(22mmol))を0℃で徐々に滴加し、その後、ジメチルホルムアミド(DMF)0.8ml(9mmol)を徐々に加え、約18時間室温で撹拌した。
反応完了後、飽和NaHCO水溶液で中性化させた後で得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L9-2(2.2g(収率30%))を得た。
LC-MS m/z=336(M+H)
〔中間体L9-1の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L9-2を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L9-1(1.6g(収率75%))を得た。
LC-MS m/z=362(M+H)
〔中間体L9の合成〕
中間体L9-1(1.5g(4.1mmol))を、テトラヒドロフラン(THF)40mlと混合させた後、Pd(PPh(0.3g(0.3mmol))、(4-フルオロフェニル)ボロン酸0.7g(4.9mmol)、K2CO(1.4g(10.2mmol))と、水10mlとを入れ、80℃で約18時間加熱還流させた。
反応完了後、酢酸エチルで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L9(1.2g(収率82%))を得た。
LC-MS m/z=378(M+H)
〔中間体L9Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L9を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L9Dimerを得た。
〔化合物9の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L9Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物9(0.7g(収率47%))を得た。
LC-MS m/z=1159(M+H)
<合成例10(化合物10)>
〔中間体L10-3の合成〕
2-クロロ-4-ヨード-3-メチルピリジン6.0g(23.7mmol)を、アセトニトリル80ml及び水20mlと混合させ、PdCl(PPh(1.2g(1.6mmol))、3-フルオロ-2-ホルミルフェニルボロン酸4.4g(26.1mmol)及びKCO(8.2g(59.2mmol))を加えた後、80℃で18時間加熱還流させた。
そこから得られた結果物を減圧濃縮し、酢酸エチル及び水を追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L10-3(5.0g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=250(M+H)
〔中間体L10-2の合成〕
中間体L10-3(4.0g(16.0mmol))を無水N,N-ジメチルホルムアミド150mlに溶かし、室温で、徐々にテトラヒドロフラン(THF)内の1.0Mカリウムtert-ブトキシド溶液19ml(19.2mmol)を徐々に滴加した後、80℃で6時間加熱した。
反応完了後、酢酸エチルと水とで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた。
反応混合物を濾過し、減圧濃縮した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L10-2(1.3g(収率35%))を得た。
LC-MS m/z=232(M+H)
〔中間体L10-1の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L10-2を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L10-1(1.2g(収率70%))を得た。
LC-MS m/z=302(M+H)
〔中間体L10の合成〕
クロロトリメチルシランの代わりに、クロロジメチルフェニルシランを使用したという点を除いては、合成例3の中間体L3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L10(0.8g(収率46%))を得た。
LC-MS m/z=436(M+H)
〔中間体L10Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L10を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L10Dimerを得た。
〔化合物10の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L10Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物10(0.35g(収率42%))を得た。
LC-MS m/z=1276(M+H)
<合成例11(化合物11)>
〔中間体L11-5の合成〕
1-ナフトアルデヒド5.0g(32.0mmol)をアニソール60mlに溶かした後、Pd(PPh(2.6g(2.24mmol))、ビス[2-(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテル(DPEPhos)1.7g(3.2mmol)、KPO(11g(80mmol))、1,1,1-Triフルオロ-2-ヨードethane10.6ml(64mmol)及び水20mlを加えた後、130℃で24時間加熱した。
反応が完結した後、1N-HClで中性化させた後、酢酸エチルを追加して抽出して有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させた。
そこから得られた反応混合物を減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L11-5(3.9g(収率52%))を得た。
LC-MS m/z=239(M+H)
〔中間体L11-4の合成〕
4-ブロモ-1-ナフトアルデヒドの代わりに、中間体L11-5を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-5の合成方法と同一方法を利用し、中間体L11-4(3.8g(収率73%))を得た。
LC-MS m/z=326(M+H)
〔中間体L11-3の合成〕
中間体L9-5の代わりに、中間体L11-4を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-4の合成方法と同一方法を利用し、中間体L11-3(0.9g(収率28%))を得た。
LC-MS m/z=262(M+H)
〔中間体L11-2の合成〕
中間体L9-4の代わりに、中間体L11-3を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L11-2(0.9g(収率99%))を得た。
〔中間体L11-1の合成〕
中間体L9-3の代わりに、中間体L11-2を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L11-1(0.7g(収率63%))を得た。
LC-MS m/z=341(M+H)
〔中間体L11の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L11-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L11(0.6g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=366(M+H)
〔中間体L11Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L11を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L11Dimerを得た。
〔化合物11の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L11Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物11(0.25g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=1135(M+H)
<合成例12(化合物12)>
〔中間体L12-1の合成〕
クロロジメチルフェニルシランの代わりに、ヨウ素を使用したという点を除いては、合成例10の中間体L10の合成方法と同一方法を利用し、中間体L12-1(1.4g(収率50%))を得た。
LC-MS m/z=428(M+H)
〔中間体L12の合成〕
中間体L12-1(1.2g(2.8mmol))をテトラヒドロフラン(THF)40mlと水10mlと混合させ、フェニルボロン酸0.4g(3.4mmol)、Pd(PPh(0.2g(0.2mmol))、KCO(1.0g(7.0mmol))を加え、85℃で18時間加熱還流させた。
反応完了後、反応混合物を酢酸エチル30mlで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧蒸溜させた後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L12(0.8g(収率78%))を得た。
LC-MS m/z=378(M+H)
〔中間体L12Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L12を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L12Dimerを得た。
〔化合物12の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L12Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物12(0.3g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=1159(M+H)
<合成例13(化合物13)>
〔中間体L13-4の合成〕
2-ブロモ-6-フルオロナフタレン5.0g(22.2mmol)を無水テトラヒドロフラン(THF)60mlに溶かした後、-78℃で、ヘキサン15ml内の1.6M-BuLi溶液(24.4mmol)を徐々に加えた。
約2時間後、2-イソプロピル-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン5.4ml(26.6mmol)を徐々に滴加し、18時間室温で撹拌した。
反応完了後、酢酸エチル30mlと水とで抽出して得られた有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧蒸溜させた。
液体クロマトグラフィで精製し、中間体L13-4(5.1g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=273(M+H)
〔中間体L13-3の合成〕
中間体L13-4(5.1g(18.7mmol))を、アセトニトリル120ml及び水30mlと混合させ、PdCl(PPh(0.9g(1.3mmol))、2-クロロ-4-ヨードニコチンアルデヒド5.0g(18.7mmol)及びKCO(6.5g(46.8mmol))を加えた後、80℃で24時間加熱還流させた。
そこから得られた結果物を減圧濃縮し、ジクロロメタン及び水を追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L13-3(4.4g(収率82%))を得た。
LC-MS m/z=286(M+H)
〔中間体L13-2の合成〕
(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド12.0g(35.0mmol)を無水エーテル150mlと混合させた後、1.0Mカリウムtert-ブトキシド溶液35mlを滴加し、室温で約2時間撹拌した。
その後、無水テトラヒドロフラン(THF)60mlと混合された中間体L13-3(4.0g(14.0mmol))を徐々に滴加し、室温で18時間撹拌した。
そこから得られた結果物に、水及び酢酸エチルを追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L13-2(4.2g(収率95%))を得た。
LC-MS m/z=314(M+H)
〔中間体L13-1の合成〕
中間体L13-2(4.0g(12.7mmol))をクロロホルム250mlと混合させ、トリフル酸5.6ml(63.5mmol)を徐々に滴加した後、60℃で約4時間撹拌した。
そこから得られた結果物に、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を入れて抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L13-1(1.0g(収率28%))を得た。
LC-MS m/z=282(M+H)
〔中間体L13の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L13-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L13(1.0g(収率82%))を得た。
LC-MS m/z=352(M+H)
〔中間体L13Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L13を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L13Dimerを得た。
〔化合物13の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L13Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物13(0.5g(収率46%))を得た。
LC-MS m/z=1107(M+H)
<合成例14(化合物14)>
〔中間体L14-5の合成〕
6-クロロイソキノリン-7-カルバルデヒド4.0g(20.9mmol)を、テトラヒドロフラン(THF)80ml及び水20mlと混合させ、Pd(PPh(1.6g(1.4mmol))、(3-フルオロ-4-メチルフェニル)ボロン酸3.9g(25.1mmol)及びKCO(7.2g(52.3mmol))を加えた後、18時間加熱還流させた。
そこから得られた結果物を減圧濃縮し、ジクロロメタンに溶かし、水を追加して抽出した有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧蒸溜した後、液体クロマトグラフィで精製し、中間体L14-5(4.4g(収率80%))を得た。
LC-MS m/z=266(M+H)
〔中間体L14-4の合成〕
中間体L1-3の代わりに、中間体L14-5を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L14-4(4.4g(収率(95%))を得た。
LC-MS m/z=294(M+H)
〔中間体L14-3の合成〕
中間体L13-2の代わりに、中間体L14-4を使用したという点を除いては、合成例13の中間体L13-1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L14-3(1.9g(収率52%))を得た。
LC-MS m/z=262(M+H)
〔中間体L14-2の合成〕
中間体L9-4の代わりに、中間体L14-3を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L14-2(0.9g(収率99%))を得た。
〔中間体L14-1の合成〕
中間体L9-3の代わりに、中間体L14-2を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L14-1(1.3g(収率55%))を得た。
LC-MS m/z=341(M+H)
〔中間体L14の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L14-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L14(1.1g(収率80%))を得た。
LC-MS m/z=366(M+H)
〔中間体L14Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L14を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L14Dimerを得た。
〔化合物14の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L14Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物14(0.6g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=1135(M+H)
<合成例15(化合物15)>
〔中間体L15-5の合成〕
6-クロロイソキノリン-7-カルバルデヒドの代わりに、4-ブロモニコチンアルデヒドを使用したという点を除いては、合成例14の中間体L14-5の合成方法と同一方法を利用し、中間体L15-5(2.8g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=202(M+H)
〔中間体L15-4の合成〕
中間体L1-3の代わりに、中間体L15-5を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1-2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L15-4(3.0g(収率(95%))を得た。
LC-MS m/z=230(M+H)
〔中間体L15-3の合成〕
中間体L13-2の代わりに、中間体L15-4を使用したという点を除いては、合成例13の中間体L13-1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L15-3(0.9g(収率35%))を得た。
LC-MS m/z=198(M+H)
〔中間体L15-2の合成〕
中間体L9-4の代わりに、中間体L15-3を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L15-2(0.9g(収率99%))を得た。
〔中間体L15-1の合成〕
中間体L9-3の代わりに、中間体L15-2を使用したという点を除いては、合成例9の中間体L9-2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L15-1(0.8g(収率70%))を得た。
LC-MS m/z=276(M+H)
〔中間体L15の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L15-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L15(0.7g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=302(M+H)
〔中間体L15Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L15を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L15Dimerを得た。
〔化合物15の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L15Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物15(0.2g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=1035(M+H)
<合成例16(化合物16)>
〔中間体L16-3の合成〕
(4-(トロフルオロメチル)フェニル)ボロン酸の代わりに、(4-シアノフェニル)ボロン酸を使用したという点を除いては、合成例5の中間体L5-3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16-3(2.6g(収率71%))を得た。
LC-MS m/z=243(M+H)
〔中間体L16-2の合成〕
中間体L5-3の代わりに、中間体L16-3を使用したという点を除いては、合成例5の中間体L5-2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16-2(2.7g(収率(95%))を得た。
LC-MS m/z=271(M+H)
〔中間体L16-1の合成〕
中間体L5-2の代わりに、中間体L16-2を使用したという点を除いては、合成例5の中間体L15-1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16-1(0.6g(収率25%))を得た。
LC-MS m/z=239(M+H)
〔中間体L16の合成〕
中間体L1-1の代わりに、中間体L16-1を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L16(0.6g(収率85%))を得た。
LC-MS m/z=309(M+H)
〔中間体L16Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L16を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L16Dimerを得た。
〔化合物16の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L16Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物16(0.2g(収率40%))を得た。
LC-MS m/z=1049(M+H)
<合成例17(化合物17)>
〔中間体L17の合成〕
3,5-ジメチルフェニルボロン酸の代わりに、(4-(トリフルオロメチル)ナフタレン-2-日)ボロン酸を使用したという点を除いては、合成例2の中間体L2の合成方法と同一方法を利用し、中間体L17(0.9g(収率72%))を得た。
LC-MS m/z=352(M+H)
〔中間体L17Dimerの合成〕
中間体L2の代わりに、中間体L17を使用したという点を除いては、合成例2の中間体L2Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L17Dimerを得た。
〔化合物17の合成〕
中間体L2Dimerの代わりに、中間体L17Dimerを使用したという点を除いては、合成例2の化合物2の合成方法と同一方法を利用し、化合物17(0.2g(収率15%))を得た。
LC-MS m/z=1105(M+H)
<合成例18(化合物18)>
〔中間体L18の合成〕
3,5-ジメチルフェニルボロン酸の代わりに、(4-メチルナフタレン-2-イル)ボロン酸を使用したという点を除いては、合成例3の中間体L3の合成方法と同一方法を利用し、中間体L18(0.7g(収率80%))を得た。
LC-MS m/z=410(M+H)
〔中間体L18 Dimerの合成〕
中間体L3の代わりに、中間体L18を使用したという点を除いては、合成例3の中間体L3Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L18Dimerを得た。
〔化合物18の合成〕
中間体L3Dimerの代わりに、中間体L18Dimerを使用したという点を除いては、合成例3の化合物3の合成方法と同一方法を利用し、化合物18(0.1g(収率15%))を得た。
LC-MS m/z=1221(M+H)
<合成例19(化合物19)>
〔中間体L19の合成〕
3,5-ジメチルフェニルボロン酸の代わりに、(4-メチルナフタレン-2-イル)ボロン酸を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1の合成方法と同一方法を利用し、中間体L19(1.2g(収率80%))を得た。
LC-MS m/z=338(M+H)
〔中間体L19 Dimerの合成〕
中間体L1の代わりに、中間体L19を使用したという点を除いては、合成例1の中間体L1Dimerの合成方法と同一方法を利用し、中間体L19Dimerを得た。
〔化合物19の合成〕
中間体L1Dimerの代わりに、中間体L19Dimerを使用したという点を除いては、合成例1の化合物1の合成方法と同一方法を利用し、化合物19(0.15g(収率16%))を得た。
LC-MS m/z=1077(M+H)
<<評価例1>>
化合物1に含まれたIrについては、B3LYP/LanL2DZ関数を利用し、化合物1に含まれた有機リガンドについては、B3LYP/6-31G(D,P)関数を利用し、化合物1の分子構造を最適化させ、Gaussianを利用したDFT(密度汎関数)計算を行うことにより、化合物1中のIrとNとの2つの距離(D(Ir-N)及びD(Ir-N))、及びIrとCとの2つの距離(D(Ir-C)及びD(Ir-C))を評価し、そこから化合物1のΔ(Ir-N)及びΔ(Ir-C)を計算した。
それを、化合物2~19、及び化合物A~Cに対して反復して行い、その結果を下記に示す表1に要約した。
表1から、化合物1~19のΔ(Ir-N)とΔ(Ir-C)との和は、0.002Å以下であるが、化合物A~CのΔ(Ir-N)とΔ(Ir-C)との和は0.002Åを超えるということを確認することができる。
<<評価例2>>
化合物1に含まれたIrについては、B3LYP/LanL2DZ関数を利用し、化合物1に含まれた有機リガンドについては、B3LYP/6-31G(D,P)関数を利用し、化合物1の分子構造を最適化させ、Gaussianを利用したDFT(密度汎関数)計算を行うことにより、化合物1のL及びLを評価し、そこからL/Lを計算した。
化合物1のLは、Nを介し、Irと結合された基に含まれた水素ではない原子と、Irとの距離のうち最大値であり、化合物1のLは、Cを介し、Irと結合された基に含まれた水素ではない原子とIrとの距離のうち最大値である。
図4は、化合物1において、Nを介し、Irと連結された基と、Cを介し、Irと連結された基とについてそれぞれ説明する図である。
それを、化合物1~19、及び化合物A~Cに対して反復して行い、その結果を下記に示す表2に要約した。
表2から、化合物1~19のL/Lは、1.45以上であるが、化合物A及びCのL/Lは、1.45未満であるということを確認することができる。
<<評価例3>>
化合物H52と化合物1とをクオーツ基板上に、98:2の重量比で、10-7torrの真空度で共蒸着し、50nm厚のフィルムを作製した後、フィルム上に、封止用ガラス板を付着させ、フィルムを封止した。
フィルムに対し、CoCoLink社のLuxol-OLED/analyzer(LOA-100)を利用し、角度別PL(発光強度)を-150°から+150°まで測定した後、analyzerのfittingプログラムを利用し、化合物1に関係する水平配向率を計算した。
それを、化合物2~19、及び化合物A~Cに対して反復して行い、その結果を下記に示す表3に要約した。
表3から、化合物1~19の水平配向率は、化合物A~Cの水平配向率よりすぐれているということを確認することができる。
評価例1及び評価例2の結果を要約(○:満足/×:不満足)すると、下記に示す表4の通りである。
<実施例1>
アノードとして、ITOがパターニングされたガラス基板を、50mm×50mm×0.5mmサイズにに切り、イソプロピルアルコールと純水とを利用し、それぞれ5分間超音波洗浄した後、30分間紫外線を照射してオゾンに露出させて洗浄した後、真空蒸着装置に設けた。
アノード上部に、HT3及びF6-TCNNQを98:2の重量比で真空共蒸着し、100Å厚の正孔注入層を形成し、正孔注入層上部にHT3を真空蒸着し、1,350Å厚の正孔輸送層を形成した。
正孔輸送層上部にHT21を真空蒸着し、300Å厚に電子阻止層を形成した。
次に、電子阻止層上部に、H52(ホスト)及び化合物1(ドーパント)を98:2の重量比で共蒸着し、400Å厚の発光層を形成した。
その後、発光層上部に、ET3及びET-D1を50:50体積比で共蒸着し、350Å厚の電子輸送層を形成し、電子輸送層上部にET-D1を真空蒸着し、10Å厚の電子注入層を形成し、電子注入層上部にAlを真空蒸着し、1,000Å厚のカソードを形成することにより、ITO(1,500Å)/HT3+F6-TCNNQ(2wt%)(100Å)/HT3(1,350Å)/HT21(300Å)/H52+化合物1(2wt%)(400Å)/ET3+ET-D1(50%)(350Å)/ET-D1(10Å)/Al(1,000Å)構造を有する有機発光素子を作製した。
<実施例2~19、及び比較例A~C>
発光層の形成時、ドーパントとして化合物1の代わりに、表5に記載した化合物をそれぞれ使用したという点を除いては、実施例1と同一方法を利用し、有機発光素子を製作した。
<<評価例4>>
実施例1~19、及び比較例A~Cで製造されたそれぞれの有機発光素子につき、駆動電圧(V)、最大外部量子効率(Max EQE)(%)、ELスペクトルのFWQM(nm)及び寿命(LT97)(hr)を評価し、その結果を下記に示す表5に示した。
評価装置として、電流・電圧計(Keithley 2400)及び輝度計(Minolta Cs-1000A)を使用し、寿命(LT97)(3,500nitにおけるもの)は、初期輝度100%対比で97%輝度になるのにかかる時間(hr)をそれぞれ評価したものである。
表5において、駆動電圧、最大外部量子効率及び寿命は、それぞれ相対値(%)で表示した。
(数20)
ロールオフ比={1-(効率(3,500nitにおけるもの)/最大発光効率)}×100%
表5から、実施例1~19の有機発光素子から放出される光のFWQMは、比較例A~Cの有機発光素子から放出される光のFWQMに比べ、相対的に小さく、実施例1~19の有機発光素子は、比較例A~Cの有機発光素子に比べ、高色純度を有するということを確認することができる。
また、実施例1~19の有機発光素子は、比較例A~Cの有機発光素子に比べ、向上された駆動電圧、向上された外部量子効率、及び向上された寿命特性を有するということを確認することができる。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
10 有機発光素子
11 第1電極
15 有機層
19 第2電極

Claims (7)

  1. 対称構造を有し、
    下記に示す化学式1で表され、
    Δ(Ir-N)とΔ(Ir-C)との和が0.002Å以下であることを特徴とする有機金属化合物。
    (化1)
    Ir(L(L) ・・・化学式1
    (前記化学式1で、
    は、下記化学式2で表されるリガンドであり、
    は、下記化学式3で表されるリガンドであり、
    2個のLの内の一つは、第1Lリガンドであり、残り一つは、第2Lリガンドであり、
    前記第1Lリガンドと前記第2Lリガンドは、互いに同一であり、
    前記化学式2で、Yは、Nであり、Yは、Cであり、
    前記化学式2で、
    で表される基が、下記に示す化学式2-1、2-3、及び2-6の内の一つで表される基であり、
    前記化学式2-1、2-3、及び2-6で、
    は、Nであり、
    ないしXは、Cであり、
    *は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
    *”は、環CYとの結合サイトであり、
    前記化学式2で、
    で表される基は、下記に示す化学式CY2-1及びCY2-8~CY2-10の内の一つで表される基であり、
    前記化学式CY2-1及びCY2-8~CY2-10で、
    は、Cであり、
    21~R28についての説明は、それぞれ下記Rにいての説明と同一であり、
    *’は、化学式1でIrとの結合サイトであり、
    *”は、化学式1で、環CYとの結合サイトであり、
    前記化学式2で、
    は、
    フルオロ基(-F)又はシアノ基、あるいは
    重水素、フルオロ基、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、フッ化C-C20アルキル基、フッ化C-C10シクロアルキル基、フッ化フェニル基、フッ化ビフェニル基、シアノ基含有C-C20アルキル基、シアノ基含有C-C10シクロアルキル基、シアノ基含有フェニル基、又はシアノ基含有ビフェニル基であり、
    前記化学式2で、b1は、1又は2であり、b1が2である場合、2個のTは、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
    前記化学式2及び3で、R、R、及びR33は、互いに独立して、
    水素、重水素、-F、又はシアノ基、
    重水素、-F、シアノ基、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、-Si(Q33)(Q34)(Q35)、又は-Ge(Q33)(Q34)(Q35)又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基又はあるいは
    -Si(Q)(Q)(Q)、又は-Ge(Q)(Q)(Q)であり、
    前記化学式2で、a1は、0~10の整数であり、a1が2以上である場合、2以上のRは、互いに同一であるか、あるいは異なっており、
    化学式2及び3で、*及び*’は、それぞれ前記化学式1で、Irとの結合サイトであり、
    前記Δ(Ir-N)は、化学式1及び2で、Irと、前記第1LリガンドのYとの距離と、Irと、前記第2LリガンドのYとの距離との差の絶対値であり、
    前記Δ(Ir-C)は、化学式1及び2で、Irと、前記第1LリガンドのYとの距離と、Irと、前記第2LリガンドのYとの距離との差の絶対値であり、
    化学式1で表された有機金属化合物に含まれたIrについては、B3LYP/LanL2DZ関数を利用し、化学式1で表された有機金属化合物に含まれた有機リガンドについては、B3LYP/6-31G(D,P)関数を利用し、化学式1で表された有機金属化合物の分子構造を最適化させ、Gaussianを利用したDFT(密度汎関数)計算を行うことにより、化学式1で表された有機金属化合物中のIrとNとの2つの距離(D1(Ir-N)及びD2(Ir-N))、及びIrとCとの2つの距離(D1(Ir-C)及びD2(Ir-C))を評価し、そこから化学式1で表された有機金属化合物のΔ(Ir-N)及びΔ(Ir-C)を計算し、
    化学式3で、R31は、下記化学式4で表示された基であり、化学式3で、R32は、下記化学式5で表示された基であり、
    前記化学式4及び5で、
    ~Aは、互いに独立して、
    水素又は重水素、あるいは
    重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    *は、化学式3で、R31及びR32がそれぞれ結合されている炭素との結合サイトであり、
    前記化学式4は、下記<条件4-3>~<条件4-6>のうち1つを満足し、
    前記化学式5は、下記<条件5-3>~<条件5-6>のうち1つを満足し、
    <条件4-3>
    及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    は、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    <条件4-4>
    は、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    <条件4-5>
    は、水素、重水素、-CH、-CHD、-CHD又はCDであり、
    は、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    は、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    <条件4-6>
    は、水素、重水素、-CH、-CH2D、-CHD又はCDであり、
    及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    <条件5-3>
    及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    は、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    <条件5-4>
    は、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    <条件5-5>
    は、水素、重水素、-CH、-CHD、-CHD又はCDであり、
    は、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    は、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基である。
    <条件5-6>
    は、水素、重水素、-CH、-CHD、-CHD又はCDであり、
    及びAは、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換の、C-C20アルキル基であり、
    前記のQ~Q、及びQ33~Q35は、互いに独立して、
    重水素、C-C60アルキル基、C-C60アリール基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換のC-C60アルキル基、又は
    重水素、C-C60アルキル基、C-C60アリール基、又はそれらの任意の組合わせで置換又は非置換のC-C60アリール基であり、
    ただし、前記有機金属化合物は、下記化合物1~25、27~31、34~39ではない。)
  2. 前記化学式2で、
    で表される基が、下に示す記化学式2(1)~2(48)の内の一つで表される基であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
    (前記化学式2(1)~2(48)で、
    は、Nであり、
    11は、C(R11)であり、X12は、C(R12)であり、X13は、C(R13)であり、X14は、C(R14)であり、X15は、C(R15)であり、X16は、C(R16)であり、X17は、C(R17)であり、X18は、C(R18)であり、
    前記R11~前記R18についての説明は、それぞれ、請求項1において、Rについての説明と同一であり、
    11及びT12についての説明は、それぞれ請求項1において、Tについての説明と同一であり、
    *は、化学式1で、Irとの結合サイトであり、
    *”は、環CYとの結合サイトである。)
  3. 前記化学式CY2-1で、R21及びR23は、互いに独立して、重水素、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、又はそれらの任意の組み合わせで置換もしくは非置換の、C-C20アルキル基、C-C10シクロアルキル基、フェニル基、又はビフェニル基であることを特徴とする請求項1に記載の有機金属化合物。
  4. 第1電極と、
    第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、発光層を含む有機層と、を有し、
    前記有機層は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の有機金属化合物を1種以上含むことを特徴とする有機発光素子。
  5. 前記第1電極は、アノードであり、
    前記第2電極は、カソードであり、
    前記有機層は、前記第1電極と前記発光層との間に配置された正孔輸送領域、及び前記発光層と前記第2電極との間に配置された電子輸送領域をさらに有し、
    前記正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、バッファ層、又はそれらの任意の組み合わせを含み、
    前記電子輸送領域は、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、又はそれらの任意の組み合わせを含むことを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。
  6. 前記有機金属化合物は、前記発光層に含まれることを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。
  7. 請求項4乃至6のいずれか一項に記載の有機発光素子を含むことを特徴とする電子装置。

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