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図面 (4)

式I

化1

を有する化合物が提供される。式中、Arは、フェニルビフェニルまたはテルフェニルであることが可能であり、かつD、アルキルシリル重水素化アルキルまたは重水素化シリルであることが可能な1種以上の置換基任意選択的に有することが可能であり、R1は、アルキル、シリル、アリールヘテロアリール、重水素化アルキル、重水素化シリル、重水素化アリールまたは重水素化ヘテロアリールであることが可能であり、かつR2〜R11は、同一であるか、または異なって、H、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルまたは重水素化シリルであることが可能である。

概要

背景

ディスプレイを構成する発光ダイオードなどの光を発する有機電子デバイスは、多くの様々な種類の電子装置に存在する。そのようなデバイスの全てにおいて、有機活性層は2層の電気コンタクト層の間に挟まれている。電気コンタクト層の少なくとも1層は光透過性であるため、光は電気コンタクト層を通過することができる。有機活性層は、電気コンタクト層の間に電気が加えられた時に、光透過性電気コンタクト層を通して光を発する。

発光ダイオード中の活性成分として有機エレクトロルミネッセント化合物が使用されることは周知である。アントラセンチアジアゾール誘導体およびクマリン誘導体などの単純な有機分子エレクトロルミネセンスを示すことが知られている。金属錯体、特にイリジウムおよび白金錯体もエレクトロルミネセンスを示すことが知られている。場合によっては、これらの小分子材料は、処理特性および/または電子的特性を改善するため、ホスト材料中にドーパントとして存在する。

概要

式Iを有する化合物が提供される。式中、Arは、フェニルビフェニルまたはテルフェニルであることが可能であり、かつD、アルキルシリル重水素化アルキルまたは重水素化シリルであることが可能な1種以上の置換基任意選択的に有することが可能であり、R1は、アルキル、シリル、アリールヘテロアリール、重水素化アルキル、重水素化シリル、重水素化アリールまたは重水素化ヘテロアリールであることが可能であり、かつR2〜R11は、同一であるか、または異なって、H、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルまたは重水素化シリルであることが可能である。

目的

逆に、簡潔にするため1つの実施形態の状況において説明した種々の特徴も、別々に提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

式I(式中:Arは、フェニルビフェニルおよびテルフェニルからなる群から選択され、Arは、D、アルキルシリル重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される1種以上の置換基任意選択的に有し、R1は、H、D、アルキル、シリル、アリールヘテロアリール、重水素化アルキル、重水素化シリル、重水素化アリールおよび重水素化ヘテロアリールからなる群から選択され、かつR2〜R11は、同一であるか、または異なって、H、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される)を有する化合物

請求項2

Arが、フェニル、3−ビフェニル、4−ビフェニル、4,4’−テルフェニル、4,3’−テルフェニル、3,4’−テルフェニル、3,3’−テルフェニル、3,5−テルフェニル、置換フェニル置換3−ビフェニル、置換4−ビフェニル、置換4,4’−テルフェニル、置換4,3’−テルフェニル、置換3,4’−テルフェニル、置換3,3’−テルフェニル、置換3,5−テルフェニルおよびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。

請求項3

R1が、1〜20個の炭素を有するアルキル、シリル、1〜20個の炭素を有する重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。

請求項4

R1が、フェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、それらの置換誘導体およびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。

請求項5

R1が、カルバゾリルフェニル置換カルバゾリル、アルキル置換カルバゾリルおよびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。

請求項6

R2〜R11が、HおよびDから選択される、請求項1に記載の化合物。

請求項7

R2〜R11の少なくとも1つが、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルから選択される、請求項1に記載の化合物。

請求項8

化合物G1〜G17から選択される化合物。

請求項9

第1の電気コンタクトと、第2の電気コンタクトと、それらの間の式I(式中:Arは、フェニル、ビフェニルおよびテルフェニルからなる群から選択され、Arは、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される1種以上の置換基を任意選択的に有し、R1は、H、D、アルキル、シリル、アリール、ヘテロアリール、重水素化アルキル、重水素化シリル、重水素化アリールおよび重水素化ヘテロアリールからなる群から選択され、かつR2〜R11は、同一であるか、または異なって、H、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される)を有する化合物を含んでなる光活性層を含んでなる有機電子デバイス

請求項10

前記光活性層が前記式Iの化合物を含んでなり、かつホスト材料をさらに含んでなる、請求項9に記載のデバイス

請求項11

前記光活性層が、前記式Iの化合物と、ホスト材料とから本質的になる、請求項10に記載のデバイス。

請求項12

前記光活性層が、発光化合物と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる、請求項9に記載のデバイス。

請求項13

前記光活性層が、発光化合物と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる、請求項9に記載のデバイス。

技術分野

0001

関連出願
本出願は、米国特許法第119条(e)に基づき、2012年3月23日に出願された米国仮特許出願第61/614,848号明細書の優先権を主張する。なお上記米国仮特許出願の全記載内容は参照によって援用される。

0002

本開示は、一般に、緑色発光材料および電子デバイスにおけるそれらの使用に関する。

背景技術

0003

ディスプレイを構成する発光ダイオードなどの光を発する有機電子デバイスは、多くの様々な種類の電子装置に存在する。そのようなデバイスの全てにおいて、有機活性層は2層の電気コンタクト層の間に挟まれている。電気コンタクト層の少なくとも1層は光透過性であるため、光は電気コンタクト層を通過することができる。有機活性層は、電気コンタクト層の間に電気が加えられた時に、光透過性電気コンタクト層を通して光を発する。

0004

発光ダイオード中の活性成分として有機エレクトロルミネッセント化合物が使用されることは周知である。アントラセンチアジアゾール誘導体およびクマリン誘導体などの単純な有機分子エレクトロルミネセンスを示すことが知られている。金属錯体、特にイリジウムおよび白金錯体もエレクトロルミネセンスを示すことが知られている。場合によっては、これらの小分子材料は、処理特性および/または電子的特性を改善するため、ホスト材料中にドーパントとして存在する。

発明が解決しようとする課題

0005

新規発光材料が引き続き必要とされている。

課題を解決するための手段

0006

式I

0007

(式中:
Arは、フェニルビフェニルおよびテルフェニルからなる群から選択され、Arは、D、アルキルシリル重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される1つ以上の置換基任意選択的に有し、
R1は、H、D、アルキル、シリル、アリールヘテロアリール、重水素化アルキル、重水素化シリル、重水素化アリールおよび重水素化ヘテロアリールからなる群から選択され、かつ
R2〜R11は、同一であるか、または異なって、H、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される)を有する材料が提供される。

0008

また、第1の電気コンタクトと、第2の電気コンタクトと、それらの間の式Iを有する材料を含んでなる光活性層とを含んでなる有機電子デバイスも提供される。

0009

以上の一般的説明および以下の詳細な説明は、単に例示的および説明的なものであり、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を限定するものではない。

0010

本明細書において提示される概念の理解を深めるために、添付の図面に実施形態を説明する。

図面の簡単な説明

0011

有機発光デバイスの例示を含む。
有機発光デバイスの別の例示を含む。
2種の発光錯体発光スペクトルを含む。

0012

業者は、図面中の物体が、平易かつ明快にするために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではないことを認識する。例えば、実施形態の理解を高めるために、図面中の一部の物体の寸法が他の物体よりも誇張されていてもよい。

0013

多くの態様および実施形態を以上に説明しているが、これらは単に例示的で非限定的なものである。本明細書を読めば、本発明の範囲から逸脱することなく他の態様および実施形態が可能であることは当業者に認識される。

0014

いずれか1つ以上の実施形態のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。詳細な説明では、最初に用語の定義および説明を記載し、続いて式Iの材料、合成、デバイス、そして最後に実施例を記載する。

0015

1.用語の定義および説明
以下に記載される実施形態の詳細を記載する前に、一部の用語について定義または説明を行う。

0016

用語「アルコキシ」は、酸素を介して結合し、Rがアルキルである式−ORを有する基を意味することが意図される。

0017

用語「アルキル」は、脂肪族炭化水素から誘導される基を意味することが意図され、そして直鎖、分枝、または環式基を含む。いくつかの実施形態において、アルキルは1〜20個の炭素原子を有する。

0018

用語「芳香族化合物」は、非局在化パイ電子を有する少なくとも1つの不飽和環式基を含んでなる有機化合物を意味することが意図される。

0019

用語「アリール」は、1つの結合点を有する芳香族炭化水素から誘導される基を意味することが意図される。この用語は、単環を有する基、および単結合で結合可能であるか、または一緒縮合可能である複数の環を有する基を含む。この用語は、ヘテロアリールを含むことが意図される。用語「アリーレン」は、2つの結合点を有する芳香族炭化水素から誘導される基を意味することが意図される。いくつかの実施形態において、アリール基は3〜60個の炭素原子を有する。

0020

用語「アリールオキシ」は、酸素を介して結合し、Arはアリールである、式OArを有する基を意味することが意図される。

0021

用語「ビフェニル」は、以下に示すように、2つのフェニル環を有する基を意味することが意図される。

0022

0023

用語「分枝鎖アルキル」は、少なくとも1つの第2級炭素(2つの他の炭素直接結合した炭素)または第3級炭素(3つの他の炭素に直接結合した炭素)を有するアルキル基を指す。分枝鎖アルキルは、鎖中のいずれの炭素を介して結合していてもよい。

0024

用語「カルバゾリル」は、以下の単位

0025

(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、D、アルキル、アリールまたは結合点からなる群から選択され、Xは、同一であるか、または異なって、0〜4であり、かつYは、結合点、アルキル、アリール、結合点を有するアルキル、または結合点を有するアリールである)を含有する基を指す。用語N−カルバゾリルは、Yが結合点であるカルバゾリル基を指す。

0026

層、材料、部材、または構造に関して言及される場合、用語「電荷輸送」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過するそのような電荷の移動を促進することを意味することを意図している。正孔輸送材料正電荷を促進し;電子輸送材料負電荷を促進する。発光材料も、ある程度の電荷輸送特性を有し得るが、用語「電荷輸送層、材料、部材、または構造」は、主要な機能が発光である層、材料、部材、または構造を含むことが意図されない。

0027

用語「重水素化」または「重水素化アナログ」は、少なくとも1つのHがDによって置換されていることを意味することが意図される。用語「重水素化アナログ」は、1つ以上の利用可能な水素重水素に置換されている化合物または基の構造的なアナログを指す。重水素化化合物または重水素化アナログにおいて、重水素は天然存在量の少なくとも100倍で存在する。

0028

用語「ドーパント」は、ホスト材料を含む層中で、そのような材料を含まない場合の層の放射線放出電子的特徴または波長受容、またはフィルタリングと比較して、層の放射線放出の電子的特徴または標的波長、受容、またはフィルタリングを変化させる材料を意味することが意図される。

0029

用語「電子捕獲」または「電子捕獲材料」は、それが包埋される層において存在する他のいずれの材料のLUMOよりも、エネルギーにおいて真空準位からより遠くに存在する最低空分子軌道(LUMO)を有する化合物を意味することが意図される。そのようなものとして、それは、負の電荷がその層に存在するために好ましい部位であり、捕獲材料がパーコレーション体積未満(<約15%)で存在する場合、そのような負の電荷は捕獲材料の分子上で局所化されて、その層内での負の電荷の移動性に対する妨害を示す。

0030

接頭辞「ヘテロ」は、1つ以上の炭素原子が異なる原子に置き換えられたことを示す。いくつかの実施形態において、異なる原子は、N、OまたはSである。

0031

用語「正孔捕獲」または「正孔捕獲材料」は、それが包埋される層において存在する他のいずれの材料のHOMOよりも、エネルギーにおいて真空準位により近くに存在する最高被占分子軌道(HOMO)を有する化合物を意味することが意図される。そのようなものとして、それは、正の電荷がその層に存在するために好ましい部位であり、捕獲材料がパーコレーション体積未満(<約15%)で存在する場合、そのような正の電荷は捕獲材料の分子上で局所化されて、その層内での正の電荷の移動性に対する妨害を示す。

0032

用語「ホスト材料」は、ドーパントが添加されていてもよい、通常は層の形態の材料を意味することが意図される。ホスト材料は、電子的特性、あるいは放射線の放出、受容、またはフィルタリングをする能力を有していてもよく、または有さなくてもよい。

0033

用語「発光材料」および「発光体」は、印加電圧によって活性化される時に光を発する材料を意味することが意図される(発光ダイオードまたは発光電気化学電池など)。用語「緑色発光材料」は、約495〜569nmの範囲の波長で発光極大を有する放射線を放出することが可能な材料を意味することが意図される。用語「オレンジ色発光材料」は、約590〜619nmの範囲の波長で発光極大を有する放射線を放出することが可能な材料を意味することが意図される。用語「赤色発光材料」は、約620〜750nmの範囲の波長で発光極大を有する放射線を放出することが可能な材料を意味することが意図される。用語「黄色発光材料」は、約570〜589nmの範囲の波長で発光極大を有する放射線を放出することが可能な材料を意味することが意図される。

0034

用語「層」は、用語「膜」と同義的に使用され、所望の領域を覆うコーティングを意味する。この用語は大きさによって限定されることはない。この領域は、デバイス全体の大きさであることが可能であり、実際の視覚的表示などの特殊機能領域の小ささ、または1つのサブピクセルの小ささであることも可能である。層および膜は、気相堆積液相堆積(連続的技術および不連続的技術)などの従来の任意の堆積技術および熱転写によって形成することができる。連続堆積技術としては、スピンコーティンググラビアコーティングカーテンコーティング、浸漬コーティングスロットダイコーティング、スプレーコーティング、および連続ノズルコーティングが挙げられるが、これらに限定されるものではない。不連続堆積技術としては、インクジェット印刷グラビア印刷、およびスクリーン印刷が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

0035

用語「有機電子デバイス」または場合により単に「電子デバイス」は、1種以上の有機半導体層または材料を含むデバイスを意味することが意図される。

0036

用語「蓄光性」は、材料を指す場合、有意な三重項特性を有する励起状態から光を発する材料を意味することが意図される。

0037

用語「光活性」は、印加電圧によって活性化されるときに光を発する(発光ダイオードまたは化学電池など)か、あるいは印加バイアス電圧の有無にかかわらず放射エネルギーに反応して信号を生じる(光検出器または光電池など)材料または層を指す。

0038

用語「シロキサン」は、RがH、D、C1〜20アルキル、フルオロアルキルまたはアリールである基R3SiO−を指す。いくつかの実施形態において、Rアルキル基中の1つ以上の炭素はSiに置き換えられる。

0039

用語「シリル」は、RがH、D、C1〜20アルキル、フルオロアルキルまたはアリールである基R3Si−を指す。いくつかの実施形態において、Rアルキル基中の1つ以上の炭素はSiに置き換えられる。

0040

用語「テルフェニル」は、以下に示すように、3つのフェニル環を有する基を指す。

0041

0042

全ての基は未置換でもよいか、置換されてもよい。いくつかの実施形態において、置換基は、重水素(“D”)、ハロゲン化物、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、シリル、シロキサン、アルキルアミノアリールアミノおよびシアノからなる群から選択される。

0043

本明細書において、本明細書の対象の実施形態が、特定の特徴または要素を含んでなるか、含むか、含有するか、有するか、またはそれらから構成されるという使用の文脈によって他に明白に明示されているか、またはそれと反対に示されない限り、明白に記載されるものに加えて、1つ以上の特徴または要素が実施形態で存在してもよい。開示された本明細書の対象の他の実施形態は、本質的に特定の特徴または要素からなるものとして記載され、そのような実施形態において、操作の原理または実施形態の特徴を具体的に変更する特徴または要素は存在しない。記載される本明細書の対象のさらなる他の実施形態は、特定の特徴または要素からなるものとして記載され、そのような実施形態において、またはそれらの実体のない変形において、具体的に記載された特徴または要素のみが存在する。

0044

また、本発明の要素および成分を説明するために不定詞「a」または「an」も使用されている。これは単に便宜的なものであり、本発明の一般的な意味を提供するために行われている。この記述は、1つまたは少なくとも1つを含むものと読むべきであり、明らかに他の意味となる場合を除けば、単数形は複数形も含んでいる。

0045

元素周期表中の縦列に対応する族の番号は、CRCHandbook of Chemistry and Physics,81stEdition(2000−2001)に見ることができる「New Notation」の規則を使用している。

0046

特に定義しない限り、本明細書において使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されているものと類似または同等の方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験において使用することができるが、好適な方法および材料については以下に説明する。本明細書において言及されるいずれの刊行物、特許出願、特許、およびその他の参考文献も、特定の部分に言及される場合を除けば、それらの記載内容全体が援用される。矛盾が生じる場合には、定義を含めて本明細書に従うものとする。さらに、材料、方法、および実施例は、単に説明的なものであって、限定を意図したものではない。

0047

本明細書に記載されていない範囲まで、具体的な材料、処理行為、および回路に関する多くの詳細は従来通りであり、それらについては、有機発光ダイオードディスプレイ、光検出器、光電池、および半導体要素の技術分野の教科書およびその他の情報源中に見ることができる。

0048

2.式Iを有する材料
本明細書に記載される新規材料は、式I

0049

(式中:
Arは、フェニル、ビフェニルおよびテルフェニルからなる群から選択され、Arは、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される1種以上の置換基を任意選択的に有し、
R1は、H、D、アルキル、シリル、アリール、ヘテロアリール、重水素化アルキル、重水素化シリル、重水素化アリールおよび重水素化ヘテロアリールからなる群から選択され、かつ
R2〜R11は、同一であるか、または異なって、H、D、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される)を有する。

0050

いくつかの実施形態おいて、式Iを有する化合物は発光材料として有用である。いくつかの実施形態において、化合物は緑色発光材料である。

0051

いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物を発光材料として単独で使用することができる。

0052

いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物を、ホスト材料中の発光ドーパントとして使用することができる。

0053

いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物は緑色発光材料であり、かつその緑色発光は、C.I.E.色度(Commision Internationale deL’Eclairage,1931)によって、x=0.20〜0.35およびy=0.55〜0.72の色座標を有する。

0054

ビフェニル基に結合したピリジンを有する配位子を有する化合物は、以前に示された。予想外であることに、いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物は、従来技術の化合物と比較して、より狭い発光プロフィールを有する。これは、ディスプレイデバイスに関して、より飽和した緑色を生じるために有利である。

0055

予想外であることに、いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物を含むデバイスは、従来技術の化合物を含むデバイスと比較して、より高い効率を有する。これは、エネルギー消費を低下させることで、ディスプレイデバイスおよび照明デバイスに関して有利である。

0056

予想外であることに、いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物を含むデバイスは、従来技術の化合物を含むデバイスと比較して、より長い寿命を有する。これは、ディスプレイデバイスおよび照明デバイスに関して有利である。

0057

式Iのいくつかの実施形態において、Arは、フェニル、3−ビフェニル、4−ビフェニル、4,4’−テルフェニル、4,3’−テルフェニル、3,4’−テルフェニル、3,3’−テルフェニル、3,5−テルフェニル、置換フェニル、置換3−ビフェニル、置換4−ビフェニル、置換4,4’−テルフェニル、置換4,3’−テルフェニル、置換3,4’−テルフェニル、置換3,3’−テルフェニル、置換3,5−テルフェニルおよびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される。

0058

式Iのいくつかの実施形態において、R1は、1〜20個の炭素を有するアルキル、シリル、1〜20個の炭素を有する重水素化アルキルおよび重水素化シリルからなる群から選択される。

0059

式Iのいくつかの実施形態において、R1は、フェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、それらの置換誘導体およびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される。

0060

式Iのいくつかの実施形態において、R1は、カルバゾリル、フェニル置換カルバゾリル、アルキル置換カルバゾリルおよびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される。

0061

式Iのいくつかの実施形態において、R1は、N−カルバゾリル、フェニル置換N−カルバゾリル、アルキル置換N−カルバゾリルおよびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される。

0062

式Iのいくつかの実施形態において、R2〜R11は、HおよびDから選択される。

0063

式Iのいくつかの実施形態において、R2〜R11の少なくとも1つは、アルキル、シリル、重水素化アルキルおよび重水素化シリルから選択される。

0064

本発明の特定の実施形態には以下が含まれるが、これらに限定されない。

0065

実施形態1.重水素化されている式Iの化合物。

0066

実施形態2.少なくとも10%が重水素化されている式Iの化合物。「%が重水素化されている」または「%重水素化」とは、水素および重陽子の全体に対する重陽子の比率であり、パーセントで表される。重水素は、同一または異なる基の上に存在してもよい。

0067

実施形態3.少なくとも20%が重水素化されている式Iの化合物。

0068

実施形態4.少なくとも30%が重水素化されている式Iの化合物。

0069

実施形態5.少なくとも40%が重水素化されている式Iの化合物。

0070

実施形態6.少なくとも50%が重水素化されている式Iの化合物。

0071

実施形態7.少なくとも60%が重水素化されている式Iの化合物。

0072

実施形態8.少なくとも70%が重水素化されている式Iの化合物。

0073

実施形態9.少なくとも80%が重水素化されている式Iの化合物。

0074

実施形態10.少なくとも90%が重水素化されている式Iの化合物。

0075

実施形態11.95%より多くが重水素化されている式Iの化合物。

0076

実施形態12.Arがフェニルである式Iの化合物。

0077

実施形態13.Arが3−ビフェニルである式Iの化合物。

0078

実施形態14.Arが4−ビフェニルである式Iの化合物。

0079

実施形態15.Arが4,4’−テルフェニルである式Iの化合物。

0080

実施形態16.Arが4,3’−テルフェニルである式Iの化合物。

0081

実施形態17.Arが3,4’−テルフェニルである式Iの化合物。

0082

実施形態18.Arが3,3’−テルフェニルである式Iの化合物。

0083

実施形態19.Arが3,5−テルフェニルである式Iの化合物。

0084

実施形態20.Arが少なくとも1つの置換基を有する式Iの化合物。

0085

実施形態21.Arが少なくとも1つの置換基を有する実施形態12〜19のいずれか1つの化合物。

0086

実施形態22.置換基がDである実施形態20または21の化合物。

0087

実施形態23.置換基が1〜20個の炭素を有するアルキル基である実施形態20または21の化合物。

0088

実施形態24.置換基がシリル基である実施形態20または21の化合物。

0089

実施形態25.置換基が重水素化されている実施形態23または24の化合物。

0090

実施形態26.R1が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0091

実施形態27.R1が1〜20個の炭素を有する重水素化アルキル基である式Iの化合物。

0092

実施形態28.R1が3〜12個の炭素を有する分枝鎖アルキル基である式Iの化合物。

0093

実施形態29.R1が3〜12個の炭素を有する重水素化分枝鎖アルキル基である式Iの化合物。

0094

実施形態30.R1が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0095

実施形態31.R1が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有する重水素化アルキル基である)を有する重水素化シリル基である式Iの化合物。

0096

実施形態32.R1がアリール基である式Iの化合物。

0097

実施形態33.R1が重水素化アリール基である式Iの化合物。

0098

実施形態34.R1がフェニルである式Iの化合物。

0099

実施形態35.R1がナフチルである式Iの化合物。

0100

実施形態36.R1がビフェニルである式Iの化合物。

0101

実施形態37.R1がテルフェニルである式Iの化合物。

0102

実施形態38.R1がヘテロアリールである式Iの化合物。

0103

実施形態39.R1が重水素化ヘテロアリールである式Iの化合物。

0104

実施形態40.ヘテロアリールまたは重水素化ヘテロアリール基窒素含有基である実施形態38または39の化合物。

0105

実施形態41.R1がカルバゾリルである式Iの化合物。

0106

実施形態42.R1がフェニル置換カルバゾリルである式Iの化合物。

0107

実施形態43.R1がアルキル基置換カルバゾリルである式Iの化合物。

0108

実施形態44.カルバゾリルがN−カルバゾリルである実施形態41〜43のいずれか1つの化合物。

0109

実施形態45.R1が重水素化である実施形態41〜44のいずれか1つの化合物。

0110

実施形態46.R1が少なくとも1つの置換基を有する実施形態32〜40のいずれか1つの化合物。

0111

実施形態47.置換基が1〜20個の炭素を有するアルキル基である実施形態46の化合物。

0112

実施形態48.置換基がシリル基である実施形態46の化合物。

0113

実施形態49.置換基が重水素化されている実施形態46〜48のいずれか1つの化合物。

0114

実施形態50.R1が、Dである少なくとも1つの置換基を有する実施形態34〜48のいずれか1つの化合物。

0115

実施形態51.R2がHである式Iの化合物。

0116

実施形態52.R2がDである式Iの化合物。

0117

実施形態53.R2が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0118

実施形態54.R2が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0119

実施形態55.R3がHである式Iの化合物。

0120

実施形態56.R3がDである式Iの化合物。

0121

実施形態57.R3が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0122

実施形態58.R3が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0123

実施形態59.R4がHである式Iの化合物。

0124

実施形態60.R4がDである式Iの化合物。

0125

実施形態61.R4が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0126

実施形態62.R4が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0127

実施形態63.R5がHである式Iの化合物。

0128

実施形態64.R5がDである式Iの化合物。

0129

実施形態65.R5が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0130

実施形態66.R5が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有する重水素化アルキル基である)を有する重水素化シリル基である式Iの化合物。

0131

実施形態67.R6がHである式Iの化合物。

0132

実施形態68.R6がDである式Iの化合物。

0133

実施形態69.R6が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0134

実施形態70.R6が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0135

実施形態71.R7がHである式Iの化合物。

0136

実施形態72.R7がDである式Iの化合物。

0137

実施形態73.R7が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0138

実施形態74.R7が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0139

実施形態75.R8がHである式Iの化合物。

0140

実施形態76.R8がDである式Iの化合物。

0141

実施形態77.R8が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0142

実施形態78.R8が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0143

実施形態79.R9がHである式Iの化合物。

0144

実施形態80.R9がDである式Iの化合物。

0145

実施形態81.R9が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0146

実施形態82.R9が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0147

実施形態83.R10がHである式Iの化合物。

0148

実施形態84.R10がDである式Iの化合物。

0149

実施形態85.R10が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0150

実施形態86.R10が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0151

実施形態87.R11がHである式Iの化合物。

0152

実施形態88.R11がDである式Iの化合物。

0153

実施形態89.R11が1〜20個の炭素を有するアルキル基である式Iの化合物。

0154

実施形態90.R11が式R3Si−(式中、Rは、各々同一であるか、または異なって、1〜12個の炭素を有するアルキル基である)を有するシリル基である式Iの化合物。

0155

実施形態91.基が重水素化されている実施形態53、54、57、58、61、62、65、66、69、70、73、74、77、78、81、82、85、86、89または90のいずれか1つの化合物。

0156

実施形態92.R2〜R11がHである式Iの化合物。

0157

実施形態93.R2〜R11がHまたはDである式Iの化合物。

0158

実施形態94.R2〜R11の少なくとも1つがH以外である式Iの化合物。

0159

実施形態95.R2〜R11の少なくとも1つがアルキル基である式Iの化合物。

0160

実施形態96.R2〜R11の少なくとも1つがシリル基である式Iの化合物。

0161

実施形態97.基が重水素化されている実施形態94または95の化合物。

0162

実施形態98.Arが、フェニル、3−ビフェニル、4−ビフェニル、4,4’−テルフェニル、4,3’−テルフェニル、3,4’−テルフェニル、3,3’−テルフェニル、3,5−テルフェニル、置換フェニル、置換3−ビフェニル、置換4−ビフェニル、置換4,4’−テルフェニル、置換4,3’−テルフェニル、置換3,4’−テルフェニル、置換3,3’−テルフェニル、置換3,5−テルフェニル、およびそれらの重水素化アナログからなる群から選択され、かつR1が分枝鎖アルキルである式Iの化合物。

0163

実施形態99.Arが、フェニル、3−ビフェニル、4−ビフェニル、4,4’−テルフェニル、4,3’−テルフェニル、3,4’−テルフェニル、3,3’−テルフェニル、3,5−テルフェニル、置換フェニル、置換3−ビフェニル、置換4−ビフェニル、置換4,4’−テルフェニル、置換4,3’−テルフェニル、置換3,4’−テルフェニル、置換3,3’−テルフェニル、置換3,5−テルフェニルおよびそれらの重水素化アナログからなる群から選択され、かつR1が、フェニル、ナフチル、ビフェニル、テルフェニル、カルバゾリル、それらの置換誘導体およびそれらの重水素化アナログからなる群から選択される式Iの化合物。

0164

実施形態100.R2〜R11がHおよびDから選択される実施形態98または99の化合物。

0165

それらが相互排他的でない限り、上記の実施形態のいずれも、1つ以上の他の実施形態と組み合わせることができる。例えば、Arがフェニルである実施形態を、R1が3〜12個の炭素を有する分枝鎖アルキルである実施形態と組み合わせることができる。上記で検討された他の相互排他的でない実施形態に関しても同様である。当業者は、いずれの実施形態が相互排他的であるか理解しており、したがって、本出願によって考察される実施形態の組み合わせを容易に決定することができるであろう。

0166

式Iを有する材料の例には、限定されないが、以下に示す化合物G1〜G17が含まれる。

0167

0168

0169

3.合成
本明細書に記載される材料は、以下の手順によって一般に調製される。配位子は、適切な2−クロロピリジンと適切な3−クロロフェニルボロン酸またはエステルとの間でPd触媒スズキカップリングと、それに続いて、以下に示す構造のポリフェニル部分のさらなるスズキ型カップリングによって最も典型的に調製され得る。

0170

配位子は、次いで、還流下、2−エトキシエタノール中、三塩化イリジウムを使用してIr上にシクロメタル化される。この工程の後、アルコール溶媒中、銀塩を使用して第3のシクロメタル化が実行され、Irの配位圏から残留塩化物が除去される。単離されたトリスシクロメタル化材料は、トルエンまたは塩化メチレン溶離剤を用いて溶離して、クロマトグラフィを使用して精製され、そしてアセトニトリルの添加によってトルエンまたは塩化メチレンからの再結晶によって最終的に単離され得る。最終的な黄色結晶材料は高真空下で乾燥されて、次いで単離されたまま、デバイス構成において使用される。個々の詳細は、特定の化合物G1およびG2に関して下記に示される。

0171

4.デバイス
本明細書に記載の材料を含んでなる1層以上の層を有することから有益となり得る有機電子デバイスとしては、限定されないが、(1)電気エネルギーを放射線に変換するデバイス(例えば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、照明デバイス、照明器具、またはダイオードレーザー)、(2)電子的プロセスを介して信号を検出するデバイス(例えば、光検出器、光導電セルフォトレジスタ、光スイッチ、光トランジスタ光電管IR検出器バイオセンサー)、(3)放射線を電気エネルギーに変換するデバイス(例えば、光起電力デバイスまたは太陽電池)、ならびに(4)1つ以上の有機半導体層を含む1つ以上の電子部品を含むデバイス(例えば、トランジスタまたはダイオード)が挙げられる。

0172

有機電子デバイス構造の一例を図1に示す。デバイス100は、第1の電気コンタクト層、アノード層110、第2の電気コンタクト層、カソード層160、およびそれらの間の光活性層140を有する。アノードに隣接して、正孔注入層120が存在する。正孔注入層に隣接して、正孔輸送材料を含んでなる正孔輸送層130が存在する。カソードに隣接して、電子輸送材料を含んでなる電子輸送層150が存在してもよい。任意選択として、デバイスは、アノード110の隣に1つ以上の追加の正孔注入層または正孔輸送層(図示せず)、および/またはカソード160の隣に1つ以上の追加の電子注入または電子輸送層(図示せず)を使用することができる。

0173

層120〜150は、個々に、そして集合的に、活性層と呼ばれる。

0174

いくつかの実施形態において、光活性層は図2で示すようにピクセル化される。デバイス200において、層140は層上に繰り返されるピクセルまたはサブピクセルユニット141、142および143に分離される。各ピクセルまたはサブピクセルユニットは異なる色を表す。いくつかの実施形態において、サブピクセルユニットは、赤色、緑色、青色である。3つのサブピクセルユニットが図に示されるが、2または3を超えるものが使用されてもよい。

0175

いくつかの実施形態において、種々の層は以下の範囲の厚さを有する。アノード110、500〜5000Å、いくつかの実施形態において、1000〜2000Å、正孔注入層120、50〜2000Å、いくつかの実施形態において、200〜1000Å、正孔輸送層120、50〜2000Å、いくつかの実施形態において、200〜1000Å、光活性層130、10〜2000Å、いくつかの実施形態において、100〜1000Å、層140、50〜2000Å、いくつかの実施形態において、100〜1000Å、カソード150、200〜10000Å、いくつかの実施形態において、300〜5000Å。デバイスの電子正孔再結合領域の位置、したがって、デバイスの発光スペクトルは、各層の相対的な厚さに影響を受けることができる。層の厚さの所望の比は、使用される材料の厳密な性質に依存する。

0176

いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物は、緑色発光を有する光活性層140の発光物質として有用である。それらは、単独で、またはホスト材料中のドーパントとして使用することができる。

0177

いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物は、光活性層140の正孔捕獲として有用である。

0178

いくつかの実施形態において、式Iを有する化合物は、光活性層140の電子捕獲として有用である。

0179

上記で検討された実施形態、特定の実施形態および実施形態の組み合わせによって表される式Iの化合物のいずれも、デバイスで使用することができる。

0180

a.光活性層
いくつかの実施形態において、光活性層は、式Iを有する化合物から本質的になる。

0181

いくつかの実施形態において、光活性層は、ホスト材料と、ドーパントとして式Iを有する化合物とを含んでなる。

0182

いくつかの実施形態において、光活性層は、ホスト材料と、ドーパントとして式Iを有する化合物と、第2のホスト材料とを含んでなる。

0183

いくつかの実施形態において、光活性層は、ホスト材料と、ドーパントとして式Iを有する化合物とから本質的になる。

0184

いくつかの実施形態において、光活性層は、第1のホスト材料と、第2のホスト材料と、ドーパントとして式Iを有する化合物とから本質的になる。

0185

いくつかの実施形態において、式Iを有するドーパント対全ホスト材料の重量比は、1:99〜40:60の範囲であり、いくつかの実施形態において、5:95〜30:70の範囲であり、いくつかの実施形態において、10:90〜20:80の範囲である。

0186

いくつかの実施形態において、ホストは、ドーパントの三重項エネルギー準位よりも高い三重項エネルギー準位を有し、そのため、発光を消滅させない。いくつかの実施形態において、ホストは、カルバゾールインドロカルバゾールトリアジンアリールケトンフェニルピリジンピリミジンフェナントレントリアリールアミントリフェニレンチオフェン、それらのフラン重水素化アナログ、それらの組み合わせおよびそれらの混合物からなる群から選択される。

0187

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0188

いくつかの実施形態において、光活性層は、蓄光性化合物と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0189

いくつかの実施形態において、光活性層は、蓄光性シクロメタル化錯体と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0190

いくつかの実施形態において、光活性層は、赤色、オレンジ色または黄色発光色を有する発光化合物と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0191

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物と、第2のホスト材料とを含んでなる。

0192

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0193

いくつかの実施形態において、光活性層は、赤色発光化合物と、ホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0194

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、第1のホスト材料と、第2のホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0195

いくつかの実施形態において、光活性層は、赤色発光化合物と、第1のホスト材料と、第2のホスト材料と、正孔捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0196

式Iの正孔捕獲材料は、層の全重量に基づき、1〜10重量%の量で、いくつかの実施形態において、2〜5重量%の量で存在することができる。

0197

式Iを有する化合物は、いずれの成分のHOMO準位も、式Iの化合物のHOMO準位と比較して、真空準位から遠いため、いずれの種類のエレクトロルミネセント(「EL」)層のための正孔捕獲として使用することができる。加えて、蛍光発光材料に関して、発光一重項エネルギー準位は、式Iの化合物の一重項エネルギー準位と比較して、より低くなければならない。これは、上記の定義部分で検討される。

0198

EL材料には、限定されないが、小分子有機蛍光化合物発光金属錯体共役ポリマーおよびそれらの混合物が含まれる。蛍光化合物の例には、限定されないが、クリセンピレンペリレンルブレンクマリン、アントラセン、チアジアゾール、それらの誘導体、それらのアリールアミノ誘導体およびそれらの混合物が含まれる。金属錯体の例には、限定されないが、金属キレートオキシノイ化合、例えば、トリス(8−ヒドロキシキノラトアルミニウム(Alq3);シクロメタル化イリジウムおよびプラチナエレクトロルミネセント化合物、例えば、Petrovら、米国特許第6,670,645号明細書ならびに国際公開第03/063555号パンフレットおよび国際公開第2004/016710号パンフレットに開示されるようなフェニルピリジン、フェニルキノリンまたはフェニルピリミジン配位子によるイリジウムの錯体、ならびに例えば、国際公開第03/008424号パンフレット、国際公開第03/091688号パンフレットおよび国際公開第03/040257号パンフレットに記載の有機金属錯体、ならびにそれらの混合物が含まれる。共役ポリマーの例には、限定されないが、ポリフェニレンビニレン)、ポリフルオレン、ポリ(スピロビフルオレン)、ポリチオフェン、ポリ(p−フェニレン)、それらのコポリマーおよびそれらの混合物が含まれる。

0199

赤色、オレンジ色および黄色発光材料の例には、限定されないが、フェニルキノリンまたはフェニルイソキノリン配位子を有するIrの錯体、ペリフランテンフルオランテンおよびペリレンが含まれる。赤色発光材料は、例えば、米国特許第6,875,524号明細書および米国特許出願公開第2005−0158577号明細書に開示されている。

0200

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0201

いくつかの実施形態において、光活性層は、蓄光性化合物と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0202

いくつかの実施形態において、光活性層は、蓄光性シクロメタル化錯体と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0203

いくつかの実施形態において、光活性層は、赤色、オレンジ色または黄色発光色を有する発光化合物と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とを含んでなる。

0204

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物と、第2のホスト材料とを含んでなる。

0205

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0206

いくつかの実施形態において、光活性層は、赤色発光化合物と、ホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0207

いくつかの実施形態において、光活性層は、発光化合物と、第1のホスト材料と、第2のホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0208

いくつかの実施形態において、光活性層は、赤色発光化合物と、第1のホスト材料と、第2のホスト材料と、電子捕獲材料として式Iを有する化合物とから本質的になる。

0209

式Iの電子捕獲材料は、層の全重量に基づき、1〜10重量%の量で、いくつかの実施形態において、2〜5重量%の量で存在することができる。

0210

式Iを有する化合物は、いずれの成分のLUMO準位も、式Iの化合物のLUMO準位と比較して、真空準位に近いため、いずれの種類のエレクトロルミネセント(「EL」)層のための電子捕獲として使用することができる。加えて、蛍光発光材料に関して、発光一重項エネルギー準位は、式Iの化合物の一重項エネルギー準位と比較して、より低くなければならない。これは、上記の定義部分で検討される。異なる種類のEL材料が上記で検討される。

0211

b.他のデバイス層
デバイスの他の層は、そのような層で有用であることが知られている任意の材料から製造することができる。

0212

アノード110は、正電荷キャリア注入に特に有効な電極である。これは、例えば、金属、混合金属合金金属酸化物、または混合金属酸化物を含有する材料から製造することができ、あるいは導電性ポリマー、およびそれらの混合物でることもできる。適切な金属としては、11族金属、4族、5族、および6族金属、ならびに8〜10族遷移金属が挙げられる。アノードが光透過性となる場合には、インジウムスズ酸化物などの12族、13族、および14族金属の混合金属酸化物が一般に使用される。アノードは、“Flexible light−emitting diodes made from soluble conducting polymer”,Nature vol.357,pp477−479(11 June 1992)に記載されるようなポリアニリンなどの有機材料を含んでもよい。アノードおよびカソードの少なくとも1つは、発生した光を観察できるように、少なくとも部分的に透明となるべきである。

0213

正孔注入層120は正孔注入材料を含んでなり、有機電子デバイスにおいて、限定されないが、下にある層の平坦化、電荷輸送および/または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物捕捉、ならびに有機電子デバイスの性能を促進または改善する他の特徴を含む1つ以上の機能を有することができる。正孔注入層は、プロトン酸がしばしばドープされるポリアニリン(PANI)またはポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)などのポリマー材料を使用して形成することができる。プロトン酸は、例えば、ポリ(スチレンスルホン酸)、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸)などであることができる。

0214

正孔注入層は、銅フタロシアニンテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン系(TTF−TCNQ)などの電荷輸送化合物などを含むことができる。

0215

いくつかの実施形態において、正孔注入層は、少なくとも1種の導電性ポリマーと少なくとも1種のフッ素化酸ポリマーとを含んでなる。

0216

いくつかの実施形態において、正孔注入層は、コロイド形成ポリマー酸でドープされた導電性ポリマーの水性分散系から製造される。このような材料は、例えば、米国特許出願公開第2004/0102577号明細書、同第2004/0127637号明細書、同第2005/0205860号明細書および国際公開第2009/018009号パンフレットに記載されている。

0217

層130の正孔輸送材料の例は、例えば、Y.Wangにより,Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,Fourth Edition,Vol.18,p.837−860,1996にまとめられている。正孔輸送分子およびポリマーの両方を使用することができる。一般に使用される正孔輸送分子としては、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミンTPD)、1,1−ビス[(ジ−4−トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(TAPC)、N,N’−ビス(4−メチルフェニル)−N,N’−ビス(4−エチルフェニル)−[1,1’−(3,3’−ジメチル)ビフェニル]−4,4’−ジアミン(ETPD)、テトラキス−(3−メチルフェニル)−N,N,N’,N’−2,5−フェニレンジアミン(PDA)、α−フェニル−4−N,N−ジフェニルアミノスチレン(TPS)、p−(ジエチルアミノベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン(DEH)、トリフェニルアミン(TPA)、ビス[4−(N,N−ジエチルアミノ)−2−メチルフェニル](4−メチルフェニル)メタン(MPMP)、1−フェニル−3−[p−(ジエチルアミノ)スチリル]−5−[p−(ジエチルアミノ)フェニル]ピラゾリン(PPRまたはDEASP)、1,2−トランス−ビス(9H−カルバゾール−9−イルシクロブタン(DCZB)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TTB)、N,N’−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ビス−(フェニル)ベンジジン(α−NPB)、および銅フタロシアニンなどのポルフィリン系化合物が挙げられる。いくつかの実施形態において、正孔輸送層は、正孔輸送ポリマーを含んでなる。いくつかの実施形態において、正孔輸送ポリマーはジスチリルアリール化合物である。いくつかの実施形態において、アリール基は2つ以上の縮合芳香環を有する。いくつかの実施形態において、アリール基はアセンである。用語「アセン」は、本明細書で使用される場合、2つ以上の直鎖配列オルト縮合ベンゼン環を含有する炭化水素親成分を指す。他の一般に使用される正孔輸送ポリマーは、ポリビニルカルバゾール、(フェニルメチルポリシラン、およびポリアニリンである。ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマー中に上記などの正孔輸送分子をドープすることによって、正孔輸送ポリマーを得ることもできる。場合によっては、トリアリールアミンポリマー、特にトリアリールアミン−フルオレンコポリマーが使用される。場合によっては、これらのポリマーおよびコポリマーは架橋性である。

0218

いくつかの実施形態において、正孔輸送層は、p−ドーパントをさらに含んでなる。いくつかの実施形態において、正孔輸送層は、p−ドーパントでドープされる。p−ドーパントの例には、限定されないが、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ)およびペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸−3,4,9,10−二無水物PTCDA)が含まれる。

0219

層150に使用することができる電子輸送材料の例としては、限定されないが、トリス(8−ヒドロキシキノラト)アルミニウム(AlQ)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(p−フェニルフェノラト)アルミニウム(BAlq)、テトラキス−(8−ヒドロキシキノラト)ハフニウム(HfQ)、およびテトラキス−(8−ヒドロキシキノラト)ジルコニウム(ZrQ)などの金属キノレート誘導体などを含む金属キレート化オキシノイド化合物;ならびに2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(TAZ)、および1,3,5−トリ(フェニル−2−ベンズイミダゾールベンゼン(TPBI)などのアゾール化合物;2,3−ビス(4−フルオロフェニルキノキサリンなどのキノキサリン誘導体;4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンDPA)および2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(DDPA)などのフェナントロリン;ならびにそれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態において、電子輸送層は、n−ドーパントをさらに含む。n−ドーパント材料は周知である。n−ドーパントとしては、限定されないが、1族および2族金属;1族および2族金属の塩、例えば、LiF、CsF、およびCs2CO3;1族および2族金属の有機化合物、例えばLiキノレート;ならびに分子n−ドーパント、例えばロイコ染料、W2(hpp)4(式中、hpp=1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド−[1,2−a]−ピリミジンである)などの金属錯体、ならびにコバルトセンテトラチアナフタセン、ビス(エチレンジチオテトラチアフルバレン複素環式ラジカルまたはジラジカル、ならびに複素環式ラジカルまたはジラジカルのダイマーオリゴマー、ポリマー、ジスピロ化合物、および多環化合物が挙げられる。

0220

カソード160は、電子または負電荷キャリアの注入に特に効率的な電極である。カソードは、アノードよりも低い仕事関数を有する任意の金属または非金属であってよい。カソードの材料は、1族のアルカリ金属(たとえば、Li、Cs)、2族(アルカリ土類)金属、12族金属、例えば希土類元素およびランタニド、ならびにアクチニドから選択することができる。アルミニウム、インジウムカルシウムバリウムサマリウム、およびマグネシウム、ならびにそれらの組み合わせなどの材料を使用することができる。

0221

作動電圧下げるために、LiF、CsF、Cs2OおよびLi2Oなどのアルカリ金属含有無機化合物、またはLi含有有機金属または配位化合物有機層150とカソード層160との間に堆積することもできる。この層は図示しないが、電子注入層と呼ばれてもよい。

0222

有機電子デバイス中に別の層が存在することが知られている。例えば、注入される正電荷の量を制御するため、および/または層のバンドギャップを一致させるため、または保護層として機能させるために、アノード110と正孔注入層120との間に層(図示せず)が存在することができる。銅フタロシアニン、ケイ素オキシ窒化物フルオロカーボンシラン、またはPtなどの金属の超薄層などの当技術分野において周知の層を使用することができる。あるいは、アノード層110、活性層120、130、140および150、またはカソード層160の一部または全てを、電荷キャリア輸送効率を増加させるために表面処理することができる。それぞれの構成層の材料の選択は、好ましくは、高エレクトロルミネッセンス効率を有するデバイスを得るために発光層中の正電荷および負電荷のバランスがとられるように行われる。

0223

それぞれの機能層を2層以上の層で構成することができることは理解される。

0224

c.デバイス製造
デバイス層は、気相堆積、液相堆積および熱転写などの任意の堆積技術またはそれらの技術の組み合わせによって形成することができる。

0225

いくつかの実施形態において、デバイスは、正孔注入層、正孔輸送層および発光層の液相堆積と、アノード、電子輸送層、電子輸送層、電子注入層およびカソードの気相堆積とによって製造される。

0226

正孔注入層は、それが溶解されるか、または分散され、そして膜を形成する任意の液体媒体から堆積することができる。いくつかの実施形態において、液体媒体は1種以上の有機溶媒から本質的になる。いくつかの実施形態において、液体媒体は、水または水および有機溶媒から本質的になる。正孔注入材料は、0.5〜10重量%の量で液体媒体に存在することができる。正孔注入層を、任意の連続的または不連続的液相堆積技術によって塗布することができる。いくつかの実施形態において、正孔注入層はスピンコーティングによって塗布される。いくつかの実施形態において、正孔注入層はインクジェット印刷によって塗布される。いくつかの実施形態において、正孔注入層は連続ノズル印刷によって塗布される。いくつかの実施形態において、正孔注入層はスロットダイコーティングによって塗布される。液相堆積後、液体媒体を、空気中で、不活性雰囲気中で、または真空によって、室温で、または加熱しながら、除去することができる。

0227

正孔輸送層は、それが溶解されるか、または分散され、そして膜を形成する任意の液体媒体から堆積することができる。いくつかの実施形態において、液体媒体は1種以上の有機溶媒から本質的になる。いくつかの実施形態において、液体媒体は、水または水および有機溶媒から本質的になる。いくつかの実施形態において、有機溶媒は芳香族溶媒である。いくつかの実施形態において、有機液体は、クロロホルムジクロロメタンクロロベンゼンジクロロベンゼン、トルエン、キシレンメシチレンアニソールおよびそれらの混合物から選択される。正孔輸送材料は、0.2〜2重量%の濃度で液体媒体に存在することができる。正孔輸送層を、任意の連続的または不連続的液相堆積技術によって塗布することができる。いくつかの実施形態において、正孔輸送層はスピンコーティングによって塗布される。いくつかの実施形態において、正孔輸送層はインクジェット印刷によって塗布される。いくつかの実施形態において、正孔輸送層は連続ノズル印刷によって塗布される。いくつかの実施形態において、正孔輸送層はスロットダイコーティングによって塗布される。液相堆積後、液体媒体を、空気中で、不活性雰囲気中で、または真空によって、室温で、または加熱しながら、除去することができる。

0228

光活性層は、それが溶解されるか、または分散され、そして膜を形成する任意の液体媒体から堆積することができる。いくつかの実施形態において、液体媒体は1種以上の有機溶媒から本質的になる。いくつかの実施形態において、液体媒体は、水または水および有機溶媒から本質的になる。いくつかの実施形態において、有機溶媒は芳香族溶媒である。いくつかの実施形態において、有機溶媒は、クロロホルム、ジクロロメタン、トルエン、アニソール、2−ブタノン3−ペンタノン酢酸ブチルアセトン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、テトラヒドロフランジエチルエーテルトリフルオロトルエンおよびそれらの混合物から選択される。光活性材料は、0.2〜2重量%の濃度で液体媒体に存在することができる。光活性材料の他の重量パーセントが、液体媒体次第で使用されてもよい。光活性層を、任意の連続的または不連続的液相堆積技術によって塗布することができる。いくつかの実施形態において、光活性層はスピンコーティングによって塗布される。いくつかの実施形態において、光活性層はインクジェット印刷によって塗布される。いくつかの実施形態において、光活性層は連続ノズル印刷によって塗布される。いくつかの実施形態において、光活性層はスロットダイコーティングによって塗布される。液相堆積後、液体媒体を、空気中で、不活性雰囲気中で、または真空によって、室温で、または加熱しながら、除去することができる。

0229

電子輸送層は、任意の気相堆積法によって堆積することができる。いくつかの実施形態において、真空下での熱蒸発によって堆積する。

0230

電子注入層は、任意の気相堆積法によって堆積することができる。いくつかの実施形態において、真空下での熱蒸発によって堆積する。

0231

カソードは、任意の気相堆積法によって堆積することができる。いくつかの実施形態において、真空下での熱蒸発によって堆積する。

0232

本明細書に記載の概念を以下の実施例においてさらに説明するが、これらの実施例は、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定するものではない。

0233

実施例1
本実施例は、化合物G1の調製を説明する。

0234

(a)2−(3−クロロフェニル)−4−tert−ブチルピリジン
2−クロロ−4−tert−ブチルピリジン(19.92グラム、0.1174mol)、3−クロロフェニルボロン酸(20.17グラム、0.1290mol)、水(332ml)、炭酸カリウム(45.65グラム、0.3303mol)およびモノグリム(332ml)を組み合わせ、これを45分間、窒素スパージした。テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(4.98グラム、5.746mmol)を迅速に添加し、そして混合物を一晩還流した。ロータリーエバポレーションによって混合物を濃縮し、モノグリムを除去した。ジクロロメタン(「DCM」)を添加し、水で数回抽出し、次いで、固体媒体にあらかじめ吸収させた。DCMおよびヘキサンによるシリカカラムクロマトグラフィを使用して生成物を精製し、これを濃縮したところ、27グラムの黄色油状物が得られた。

0235

(b)2−[3−(4−ビフェニル)フェニル]−4−tert−ブチルピリジン配位子



2−(3−クロロフェニル)−4−tert−ブチルピリジン(20グラム、0.0814mol)、4−ビフェニルボロン酸(20グラム、0.1010mol)、水(250ml)とリン酸カリウム塩基(54グラム、0.2544mol)との溶液および500mlの1,4−ジオキサンを50分間、窒素でスパージした。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(5.576グラム、6.089mmol)およびトリ−t−ブチルホスフィン(3.415グラム、16.879mmol)を迅速に添加し、そして混合物を一晩還流した。ロータリーエバポレーションによって1,4−ジオキサンを除去し、そしてジクロロメタンを添加した。水で数回洗浄した後、有機物を固体媒体にあらかじめ吸収させ、DCMおよびヘキサンによるシリカカラムクロマトグラフィによって精製した。生成物をロータリーエバポレーションによって濃縮したところ、25.27グラムの黄色油状物が得られ、これは一晩で部分的に固体化した。

0236

(c)化合物G1
20mLの2−エトキシエタノールおよび2mLの水中、パート(b)から15gの配位子を7.5gの塩化イリジウムと混合した。混合物を窒素下で一晩還流し、冷却し、20mLの水で希釈した。明るい黄色がかったオレンジ色の固体濾過し、水およびメタノールで十分洗浄し、吸引乾燥させた。固体をジクロロメタン中で抽出し、濾過して、乾燥させた。この固体を150mLの塩化メチレンおよび10mLのメタノール中に添加し、5gのトリフルオロメタンスルホン酸銀を添加した。これを十分撹拌して、4時間還流した。冷却後、混合物をエバポレーションし、メタノール中に抽出し、濾過した。4gを除き、全ての固体を、工程(b)からの7gの配位子と一緒にn−プロパノール(約80mL)中に溶解し、一晩還流した。黄色の固体を濾過によって分離し、メタノールで洗浄した。n−プロパノールの濾液をさらに還流下で加熱し、さらに反応させて、次いで、エバポレーションし、乾燥させた。次いで、回収した黄色固体を第1の単離されたフラクションと組み合わせて、乾燥トルエン中に溶解した。この材料は、トルエン溶離剤を使用して、クロマトグラフィによって精製した。これによって得られた最終的な黄色の溶離液を低体積になるまでエバポレーションし、アセトニトリルを約50体積%まで添加し、そして得られた溶液を静置すると、黄色の結晶が生じた。黄色の生成物を濾過し、高真空下で乾燥させたところ、約9.7gの生成物G1が得られ、これは、1−H nmr分光法によってfac異性体として識別され、超高圧液体クロマトグラフィによって純度が>99%であると判断された。

0237

実施例2
本実施例は、化合物G2の調製を説明する。

0238

(b)2−[3−(4−テルフェニル)フェニル]−4−tert−ブチルピリジン配位子



上記実施例1からの2−(3−クロロフェニル)−4−tert−ブチルピリジン(10グラム、0.0407mol)、4,4’−テルフェニルボロン酸(13.7グラム、0.05mol)、水(125ml)とリン酸カリウム三塩基(27グラム、0.1272mol)との溶液および250mlの1,4−ジオキサンを50分間、窒素でスパージした。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(2.288グラム、3.044mmol)およびトリ−t−ブチルホスフィン(1.708グラム、8.44mmol)を迅速に添加し、そして混合物を一晩還流した。ロータリーエバポレーションによって1,4−ジオキサンを除去し、そしてジクロロメタンを添加した。水で数回洗浄した後、有機物を固体媒体にあらかじめ吸収させ、DCMおよびヘキサンによるシリカカラムクロマトグラフィによって精製した。生成物をロータリーエバポレーションによって濃縮したところ、8グラムの非常に淡い黄色の固体が得られた。

0239

(c)化合物G2
20mLの2−エトキシエタノールおよび2mLの水中、パート(b)から2.65gの配位子を1.1gの塩化イリジウムと混合した。混合物を窒素下で一晩還流し、冷却し、20mLの水で希釈した。明るい黄色の固体を濾過し、水およびメタノールで十分洗浄し、吸引乾燥させた。固体をジクロロメタン中で抽出し、濾過して、乾燥させた。この固体を150mLのDCMおよび10mLのメタノール中に添加し、2.5gのトリフルオロメタンスルホン酸銀を添加した。これを十分撹拌して、4時間穏やかに還流した。冷却後、混合物をエバポレーションし、50/50塩化メチレン/メタノール中に抽出し、濾過した。回収したオレンジ色溶液をエバポレーションして、乾燥させ、工程(b)からの2gの配位子と一緒に50mLの2−エトキシエタノール中に再溶解し、一晩還流した。得られた溶液を冷却し、これに1gの炭酸ナトリウムを添加すると、大量の黄色固体が生じ、これをさらに2時間還流し、次いで、濾過によって分離し、メタノールで洗浄して、吸引乾燥させた。材料を塩化メチレン中に抽出し、そして塩化メチレン溶離剤と使用してクロマトグラフィによって精製した。最終的な黄色の溶離液を低体積になるまでエバポレーションし、アセトニトリルを約50体積%まで添加し、そして得られた溶液を静置すると、黄色の針状結晶が生じた。黄色の生成物を濾過し、高真空下で乾燥させたところ、約2.4gの生成物G2が得られ、これは、1−H nmr分光法によってfac異性体として識別され、超高圧液体クロマトグラフィによって純度が>99%であると判断された。

0240

実施例3
化合物G16は、2−クロロ−5−メチルピリジン開始材料として、実施例1と同様の様式で製造した。

0241

デバイス実施例
これらの実施例は、OLEDデバイスの製造および性能を実証する。

0242

(1)材料
HIJ−1は、ポリマーフッ素化スルホン酸でドープされた導電性ポリマーである。このような材料は、例えば、米国特許出願公開第2004/0102577号明細書、同第2004/0127637号明細書、同第2005/0205860号明細書および国際公開第2009/018009号パンフレットに記載されている。

0243

HT−1はアリールアミン含有ポリマーである。このような材料は、例えば、国際公開第2009/067419号パンフレットに記載されている。

0244

ホスト−1は、インドロカルバゾールである。このような材料は、例えば、同時係属出願[UC1006]に記載されている。

0245

ホスト−2はインドロカルバゾールである。このような材料は、例えば、国際公開第2010/099534号パンフレットおよび国際公開第2011/059463号パンフレットに記載されている。

0246

ホスト−3はインドロカルバゾールである。このような材料は、例えば、国際公開第2010/099534号パンフレットおよび国際公開第2011/059463号パンフレットに記載されている。

0247

ET−1は、金属キノレート錯体である。

0248

ドーパント−1は下記の式を有し、米国特許出願公開第2006/0008673号明細書に記載の通りに製造することができる。

0249

デバイスは、ガラス基板上で以下の構造を有した。
アノード=インジウムスズ酸化物(ITO)、50nm
正孔注入層=HIJ−1(50nm)
正孔輸送層=HT−1(20nm)
以下に記載の光活性層=35:49:16(重量比)ホスト−1:ホスト−2:ドーパント(60nm)
電子輸送層=ET−1(10nm)
電子注入層/カソード=CsF/Al(0.7/100nm)

0250

(2)デバイス製造
溶液処理および熱蒸発技術の組み合わせによってOLEDデバイスを製造した。Thin Film Devices,Incからのパターン化されたインジウムスズ酸化物(ITO)コーティングガラス基板を使用した。これらのITO基板は、30オームスクエアシート抵抗および80%の光透過率を有するITOでコーティングされたCorning 1737ガラスベースとした。パターン化されたITO基板を洗浄水溶液中で超音波によって洗浄し、蒸留水すすいだ。その後、パターン化されたITOをアセトン中で超音波によって洗浄し、イソプロパノールすすぎ、そして窒素流中で乾燥させた。

0251

デバイス製造直前に、洗浄してパターン化されたITO基板を10分間UVオゾンで処理した。冷却直後に、HIJ−1の水分散系ITO表面上にスピンコーティングし、加熱して溶媒を除去した。冷却後、次いで基板をHT−1の溶液でスピンコーティングし、次いで加熱して溶媒を除去した。冷却後、基板を安息香酸メチル中の光活性層材料の溶液でスピンコーティングし、加熱して溶媒を除去した。基板をマスクし、真空チャンバー中に置いた。電子輸送層を熱蒸発によって堆積し、続いて、CsFの層を堆積した。次いで、真空でマスクを変化させ、そしてAlの層を熱蒸発によって堆積した。チャンバー排気し、そしてデバイスを、ガラスの蓋、防湿剤およびUV硬化性エポキシを使用して封入した。

0252

(3)デバイス特徴決定
OLED試料は、それらの(1)電流電圧(I−V)曲線、(2)、電圧に対するエレクトロルミネセンス放射輝度、および(3)電圧に対するエレクトロルミネセンススペクトルを測定することによって特徴決定した。3つの測定は全て同時に実行されて、コンピュータで制御された。特定の電圧でのデバイスの電流効率は、LEDのエレクトロルミネセンス放射輝度をデバイスを作動するために必要とされる電流密度で割ることによって決定する。単位はcd/Aである。色座標は、Minolta CS−100メーターまたはPhotoresearch PR−705メーターを使用して決定した。

0253

実施例4および比較例A
本実施例は、デバイスにおける発光物質としての式Iを有する化合物の使用を説明する。

0254

実施例4において、光活性層は、発光ドーパント材料として化合物G1を含有した。

0255

比較例Aにおいて、光活性層は、発光ドーパント材料としてドーパント−1を含有した。

0256

結果を以下の表1に示す。

0257

0258

表1から、効率はほぼ同一であるが、化合物G1を有するデバイスはより良好な色を有し、かつ寿命が20%以上増加することがわかる。

0259

図3に、化合物G1およびドーパント−1の発光スペクトルを示す。スペクトルは、ドーパント−1に関するものよりも化合物G1に関するもののほうが狭い。

0260

実施例5および比較例B
光活性層以外、デバイスを上記の通りに製造した。光活性層は、60nmの84:16(重量比)ホスト−3:ドーパントであった。

0261

実施例5において、ドーパントは化合物G16であった。

0262

比較例Bにおいて、ドーパントはドーパント−1であった。

0263

結果を以下の表2に示す。

0264

0265

化合物G16によって、色は比較のためのドーパントとほぼ同じであるが、寿命は20%増加することがわかる。

0266

一般的説明または実施例において前述した全ての行為が必要であるとは限らず、特定の行為の一部は不要である場合があり、記載の行為に加えて1つ以上のさらなる行為を行うことができることを留意されたい。さらに、行為が記載される順序は、必ずしもそれらが行われる順序ではない。

0267

以上の明細書において、具体的な実施形態を参照しながら本発明の概念を説明してきた。しかし、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに種々の修正および変更を行えることを認識する。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく説明的なものであると見なすべきであり、すべてのこのような修正形態は本発明の範囲内に含まれることを意図している。

0268

特定の実施形態に関して、利益、その他の利点、および問題に対する解決法を以上に記載してきた。しかし、これらの利益、利点、問題の解決法、ならびに、なんらかの利益、利点、または解決法を発生させたり、より顕著にしたりすることがある、いずれの特徴も、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての重要、必要、または本質的な特徴であるとして解釈すべきではない。

実施例

0269

別々の実施形態の状況において、明確にするために本明細書に記載されている特定の複数の特徴は、1つの実施形態の中で組み合わせても提供できることを理解されたい。逆に、簡潔にするため1つの実施形態の状況において説明した種々の特徴も、別々に提供することも、任意の副次的な組み合わせで提供することもできる。さらに、ある範囲内にあると記載される値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含んでいる。

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