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図面 (2)

課題

解決手段

下式の構造の配位子LAを含む化合物。(環Cは5員環又は6員環の炭素環又は複素環;RA、RB及びRCは独立して、モノから置換最大許容数を表す、又は無置換を表し;LAは、金属M(イリジウムなど)と錯体化され;Mは、任意に他の配位子と配位される。)

概要

背景

有機材料を利用する光電子デバイスは、いくつもの理由から、次第に望ましいものとなりつつある。そのようなデバイスを作製するために使用される材料の多くは比較的安価であるため、有機光電子デバイス無機デバイスを上回るコス優位性の可能性を有する。加えて、柔軟性等の有機材料の固有の特性により、該材料は、フレキシブル基板上での製作等の特定用途によく適したものとなり得る。有機光電子デバイスの例は、有機発光ダイオード/デバイス(OLED)、有機光トランジスタ有機光電池及び有機光検出器を含む。OLEDについて、有機材料は従来の材料を上回る性能の利点を有し得る。例えば、有機発光層が光を放出する波長は、概して、適切なドーパントで容易に調整され得る。

OLEDはデバイス全体に電圧印加されると光を放出する薄い有機膜を利用する。OLEDは、フラットパネルディスプレイ照明及びバックライティング等の用途において使用するためのますます興味深い技術となりつつある。数種のOLED材料及び構成は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、特許文献1、特許文献2及び特許文献3において記述されている。

リン光発光分子の1つの用途は、フルカラーディスプレイである。そのようなディスプレイの業界標準は、「飽和(saturated)」色と称される特定の色を放出するように適合された画素を必要とする。特に、これらの標準は、飽和した赤色、緑色及び青色画素を必要とする。若しくは、OLEDは、白色光照射するように設計することができる。従来の、白色バックライトからの液晶ディスプレイ発光は、吸収フィルターを用いてフィルタリングされ、赤色、緑色、及び青色発光を生成する。同様の技術は、OLEDでも用いられることができる。白色OLEDは、単一のEMLデバイス又は積層体構造のいずれかであることができる。色は、当技術分野において周知のCIE座標を使用して測定することができる。

緑色発光分子の一例は、下記の構造:



を有する、Ir(ppy)3と表示されるトリス(2−フェニルイリジウムである。

この図面及び本明細書における後出の図面中で、本発明者らは、窒素から金属(ここではIr)への配位結合を直線として描写する。

本明細書において使用される場合、用語「有機」は、有機光電子デバイスを製作するために使用され得るポリマー材料及び小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーでない任意の有機材料を指し、且つ「小分子」は実際にはかなり大型であってよい。小分子は、幾つかの状況において繰り返し単位を含み得る。例えば、長鎖アルキル基置換基として使用することは、「小分子」クラスから分子を排除しない。小分子は、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は該骨格の一部として、ポリマーに組み込まれてもよい。小分子は、コア部分上に構築された一連化学的シェルからなるデンドリマーのコア部分として役立つこともできる。デンドリマーのコア部分は、蛍光性又はリン光性小分子発光体であってよい。デンドリマーは「小分子」であってよく、OLEDの分野において現在使用されているデンドリマーはすべて小分子であると考えられている。

本明細書において使用される場合、「頂部」は基板から最遠部を意味するのに対し、「底部」は基板の最近部を意味する。第1の層が第2の層「の上に配置されている」と記述される場合、第1の層のほうが基板から遠くに配置されている。第1の層が第2の層「と接触している」ことが指定されているのでない限り、第1の層と第2の層との間に他の層があってもよい。例えば、間に種々の有機層があるとしても、カソードアノード「の上に配置されている」と記述され得る。

本明細書において使用される場合、「溶液プロセス可能な」は、溶液又は懸濁液形態のいずれかの液体媒質に溶解、分散若しくは輸送されることができ、且つ/又は該媒質から堆積されることができるという意味である。

配位子は、該配位子が発光材料光活性特性に直接寄与していると考えられる場合、「光活性」と称され得る。配位子は、該配位子が発光材料の光活性特性に寄与していないと考えられる場合には「補助」と称され得るが、補助配位子は、光活性配位子の特性を変化させることができる。

本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるように、第1の「最高被占分子軌道」(HOMO)又は「最低空分子軌道」(LUMO)エネルギー準位は、第1のエネルギー準位が真空エネルギー準位に近ければ、第2のHOMO又はLUMOエネルギー準位「よりも大きい」又は「よりも高い」。イオン化ポテンシャル(IP)は、真空準位と比べて負のエネルギーとして測定されるため、より高いHOMOエネルギー準位は、より小さい絶対値を有するIP(あまり負でないIP)に相当する。同様に、より高いLUMOエネルギー準位は、より小さい絶対値を有する電子親和力(EA)(あまり負でないEA)に相当する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、材料のLUMOエネルギー準位は、同じ材料のHOMOエネルギー準位よりも高い。「より高い」HOMO又はLUMOエネルギー準位は、「より低い」HOMO又はLUMOエネルギー準位よりもそのような図の頂部に近いように思われる。

本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるように、第1の仕事関数がより高い絶対値を有するならば、第1の仕事関数は第2の仕事関数「よりも大きい」又は「よりも高い」。仕事関数は概して真空準位と比べて負数として測定されるため、これは「より高い」仕事関数が更に負であることを意味する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、「より高い」仕事関数は、真空準位から下向きの方向に遠く離れているものとして例証される。故に、HOMO及びLUMOエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる慣例に準ずる。

OLEDについての更なる詳細及び上述した定義は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる特許文献4において見ることができる。

概要

新規有機エレクトロルミネセンス材料およびデバイスの提供。下式の構造の配位子LAを含む化合物。(環Cは5員環又は6員環の炭素環又は複素環;RA、RB及びRCは独立して、モノから置換最大許容数を表す、又は無置換を表し;LAは、金属M(イリジウムなど)と錯体化され;Mは、任意に他の配位子と配位される。)なし

目的

図2は、幾つかの層が如何にしてデバイス100の構造から省略され得るかの一例を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

下記の式Iの配位子LAを含むことを特徴とする化合物。(式中、環Cは、5員環又は6員環の炭素環又は複素環であり;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、モノから置換最大許容数を表す、又は無置換を表し;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、水素である、又は重水素ハロゲンアルキルシクロアルキルヘテロアルキルヘテロシクロアルキルアリールアルキルアルコキシアリールオキシアミノシリルアルケニルシクロアルケニルヘテロアルケニルアルキニルアリールヘテロアリールアシル、カルボン酸エーテルエステルニトリルイソニトリルスルファニルスルフィニルスルホニルホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基であり;少なくとも1つのRAは、式−CH2R又は−CHRR’を有し;R及びR’は、それぞれ独立して、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択され;LAは、金属Mと錯体化し;Mは、任意に他の配位子と配位され;前記配位子LAは、任意に他の配位子と連結され、三座配位子四座配位子五座配位子、又は六座配位子を含み;RB及びRCの任意の2つの置換基は、共に結合又は縮合し、環を形成してもよい。)

請求項2

Mが、Os、Ir、Pd、Pt、Cu、及びAu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

Rが、アルキル、シクロアルキル、それらの部分的にフッ素化したバリアント(variant)、それらの部分的又は完全に重水素化したバリアント、及びそれらの組合せ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

少なくとも1つのRBが、シクロヘキシル基又はtert−ブチル基を含む請求項1に記載の化合物。

請求項5

環Cが、フラン環又はチオフラン環である;又は環Cが、ベンゼンピリジンピリミジンピラジン、及びピリダジン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

前記配位子LAが、下記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7

前記配位子LAが、下記からなる群から選択される請求項1に記載の化合物。下記の式IIの構造に基づくLA1〜LA448(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)下記の式IIの構造に基づくLA449〜LA896(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)下記の式IIの構造に基づくLA897〜LA1344(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)下記の式IIの構造に基づくLA1345〜LA1792(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)(式中、RA1〜RA74は、下記の構造を有する。)(式中、RB1〜RB42は、下記の構造を有する。)(式中、RC1〜RC42は、下記の構造を有する。)

請求項8

前記化合物が、M(LA)x(LB)y(LC)zの式を有し、LB及びLCは、それぞれ二座配位子であり;xは、1、2、又は3であり;yは、0、1、又は2であり;zは、0、1、又は2であり;x+y+zは、前記金属Mの酸化状態である請求項1に記載の化合物。

請求項9

前記化合物が、Ir(LA)3、Ir(LA)(LB)2、Ir(LA)2(LB)、Ir(LA)2(LC)、及びIr(LA)(LB)(LC)からなる群から選択される式を有し、LA、LB、及びLCは、互いに異なる;又は前記化合物が、Pt(LA)(LB)の式を有し、LA及びLBは、同じでも異なっていることもできる請求項8に記載の化合物。

請求項10

LB及びLCが、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される請求項8に記載の化合物。(式中、Y1〜Y13は、それぞれ独立して、炭素及び窒素からなる群から選択され;Y’は、BRe、NRe、PRe、O、S、Se、C=O、S=O、SO2、CReRf、SiReRf、及びGeReRfからなる群から選択され;Re及びRfは、任意に縮合又は結合して環を形成し;Ra、Rb、Rc、及びRdは、それぞれ独立して、モノ置換から置換の最大可能数を表してもよい、又は無置換を表してもよく;Ra、Rb、Rc、Rd、Re、及びRfは、それぞれ独立して、水素である、又は重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基であり;Ra、Rb、Rc、及びRdの任意の2つの隣接する置換基は、任意に縮合又は結合し、環を形成する又は多座配位子を形成する。)

請求項11

前記化合物が、式Ir(LA)3を有する化合物Ax、式Ir(LA)(LB)2を有する化合物By、又は式Ir(LA)2(LC)を有する化合物Czである請求項7に記載の化合物。(式中、LAは、LAiからなる群から選択され、式中iは、1〜1792の整数であり;LBは、LBkからなる群から選択され、式中kは、1〜468の整数であり;LCは、LCjからなる群から選択され、jは、1〜1260の整数であり;x=i、y=468+k−468、z=1260i+j−1260であり;各LBkは、下記の構造を有し;各LCjは、下記の式Xの構造を有し、式中、R1、R2、及びR3は、下記に定義され;RD1〜RD21は、下記の構造を有する。)

請求項12

アノードと;カソードと;前記アノードと前記カソードとの間に配置され、下記の式Iの配位子LAを含む化合物を含む有機層とを含むことを特徴とする有機発光デバイス(OLED)。(式中、環Cは、5員環又は6員環の炭素環又は複素環であり;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、モノから置換の最大許容数を表す、又は無置換を表し;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、水素である、又は重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基であり;少なくとも1つのRAは、式−CH2R又は−CHRR’を有し;R及びR’は、それぞれ独立して、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択され;LAは、金属Mと錯体化し;Mは、任意に他の配位子と配位され;前記配位子LAは、任意に他の配位子と連結され、三座配位子、四座配位子、五座配位子、又は六座配位子を含み;RB及びRCの任意の2つの置換基は、共に結合又は縮合し、環を形成してもよい。)

請求項13

前記有機層がホストを更に含み、前記ホストが、金属錯体トリフェニレンカルバゾールジベンゾチオフェンジベンゾフランジベンゾセレノフェンアザトリフェニレン、アザカルバゾール、アザ−ジベンゾチオフェン、アザ−ジベンゾフラン、及びアザ−ジベンゾセレノフェンからなる群から選択される少なくとも1つの化学基を更に含む請求項12に記載のOLED。

請求項14

アノードと;カソードと;前記アノードと前記カソードとの間に配置され、下記の式Iの配位子LAを含む化合物を含む有機層とを含む有機発光デバイス(OLED)を含むことを特徴とする消費者製品。(式中、環Cは、5員環又は6員環の炭素環又は複素環であり;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、モノから置換の最大許容数を表す、又は無置換を表し;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、水素である、又は重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基であり;少なくとも1つのRAは、式−CH2R又は−CHRR’を有し;R及びR’は、それぞれ独立して、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択され;LAは、金属Mと錯体化し;Mは、任意に他の配位子と配位され;前記配位子LAは、任意に他の配位子と連結され、三座配位子、四座配位子、五座配位子、又は六座配位子を含み;RB及びRCの任意の2つの置換基は、共に結合又は縮合し、環を形成してもよい。)

請求項15

請求項1に記載の化合物を含むことを特徴とする配合物

技術分野

0001

関連出願の相互参照
本願は、その開示内容の全体を参照によって援用する、2018年7月11日出願の米国特許仮出願第62/696,383号に対する優先権を主張するものである。

0002

本発明は、発光体として使用するための化合物、及びそれを含む有機発光ダイオードなどのデバイスに関する。

背景技術

0003

有機材料を利用する光電子デバイスは、いくつもの理由から、次第に望ましいものとなりつつある。そのようなデバイスを作製するために使用される材料の多くは比較的安価であるため、有機光電子デバイス無機デバイスを上回るコス優位性の可能性を有する。加えて、柔軟性等の有機材料の固有の特性により、該材料は、フレキシブル基板上での製作等の特定用途によく適したものとなり得る。有機光電子デバイスの例は、有機発光ダイオード/デバイス(OLED)、有機光トランジスタ有機光電池及び有機光検出器を含む。OLEDについて、有機材料は従来の材料を上回る性能の利点を有し得る。例えば、有機発光層が光を放出する波長は、概して、適切なドーパントで容易に調整され得る。

0004

OLEDはデバイス全体に電圧印加されると光を放出する薄い有機膜を利用する。OLEDは、フラットパネルディスプレイ照明及びバックライティング等の用途において使用するためのますます興味深い技術となりつつある。数種のOLED材料及び構成は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、特許文献1、特許文献2及び特許文献3において記述されている。

0005

リン光発光分子の1つの用途は、フルカラーディスプレイである。そのようなディスプレイの業界標準は、「飽和(saturated)」色と称される特定の色を放出するように適合された画素を必要とする。特に、これらの標準は、飽和した赤色、緑色及び青色画素を必要とする。若しくは、OLEDは、白色光照射するように設計することができる。従来の、白色バックライトからの液晶ディスプレイ発光は、吸収フィルターを用いてフィルタリングされ、赤色、緑色、及び青色発光を生成する。同様の技術は、OLEDでも用いられることができる。白色OLEDは、単一のEMLデバイス又は積層体構造のいずれかであることができる。色は、当技術分野において周知のCIE座標を使用して測定することができる。

0006

緑色発光分子の一例は、下記の構造:



を有する、Ir(ppy)3と表示されるトリス(2−フェニルイリジウムである。

0007

この図面及び本明細書における後出の図面中で、本発明者らは、窒素から金属(ここではIr)への配位結合を直線として描写する。

0008

本明細書において使用される場合、用語「有機」は、有機光電子デバイスを製作するために使用され得るポリマー材料及び小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーでない任意の有機材料を指し、且つ「小分子」は実際にはかなり大型であってよい。小分子は、幾つかの状況において繰り返し単位を含み得る。例えば、長鎖アルキル基置換基として使用することは、「小分子」クラスから分子を排除しない。小分子は、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は該骨格の一部として、ポリマーに組み込まれてもよい。小分子は、コア部分上に構築された一連化学的シェルからなるデンドリマーのコア部分として役立つこともできる。デンドリマーのコア部分は、蛍光性又はリン光性小分子発光体であってよい。デンドリマーは「小分子」であってよく、OLEDの分野において現在使用されているデンドリマーはすべて小分子であると考えられている。

0009

本明細書において使用される場合、「頂部」は基板から最遠部を意味するのに対し、「底部」は基板の最近部を意味する。第1の層が第2の層「の上に配置されている」と記述される場合、第1の層のほうが基板から遠くに配置されている。第1の層が第2の層「と接触している」ことが指定されているのでない限り、第1の層と第2の層との間に他の層があってもよい。例えば、間に種々の有機層があるとしても、カソードアノード「の上に配置されている」と記述され得る。

0010

本明細書において使用される場合、「溶液プロセス可能な」は、溶液又は懸濁液形態のいずれかの液体媒質に溶解、分散若しくは輸送されることができ、且つ/又は該媒質から堆積されることができるという意味である。

0011

配位子は、該配位子が発光材料光活性特性に直接寄与していると考えられる場合、「光活性」と称され得る。配位子は、該配位子が発光材料の光活性特性に寄与していないと考えられる場合には「補助」と称され得るが、補助配位子は、光活性配位子の特性を変化させることができる。

0012

本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるように、第1の「最高被占分子軌道」(HOMO)又は「最低空分子軌道」(LUMO)エネルギー準位は、第1のエネルギー準位が真空エネルギー準位に近ければ、第2のHOMO又はLUMOエネルギー準位「よりも大きい」又は「よりも高い」。イオン化ポテンシャル(IP)は、真空準位と比べて負のエネルギーとして測定されるため、より高いHOMOエネルギー準位は、より小さい絶対値を有するIP(あまり負でないIP)に相当する。同様に、より高いLUMOエネルギー準位は、より小さい絶対値を有する電子親和力(EA)(あまり負でないEA)に相当する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、材料のLUMOエネルギー準位は、同じ材料のHOMOエネルギー準位よりも高い。「より高い」HOMO又はLUMOエネルギー準位は、「より低い」HOMO又はLUMOエネルギー準位よりもそのような図の頂部に近いように思われる。

0013

本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるように、第1の仕事関数がより高い絶対値を有するならば、第1の仕事関数は第2の仕事関数「よりも大きい」又は「よりも高い」。仕事関数は概して真空準位と比べて負数として測定されるため、これは「より高い」仕事関数が更に負であることを意味する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、「より高い」仕事関数は、真空準位から下向きの方向に遠く離れているものとして例証される。故に、HOMO及びLUMOエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる慣例に準ずる。

0014

OLEDについての更なる詳細及び上述した定義は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる特許文献4において見ることができる。

0015

ナフタレンピリジン誘導体を含む配位子に基づく一連の新規のリン光金属錯体が開示される。これらの部分の更なる機能付与は、発光色、発光効率、及び発光寿命などの最終錯体性質微調整を可能にする。

0016

下記の式Iの配位子LAを含む化合物が開示される。



(式中、環Cは、5員環又は6員環の炭素環又は複素環であり;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、モノから置換最大許容数を表す、又は無置換を表し;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、水素である、又は上記で定義される一般的な置換基からなる群から選択される置換基であり;少なくとも1つのRAは、式−CH2R又は−CHRR’を有し;R及びR’は、それぞれ独立して、ハロゲンアルキルシクロアルキルヘテロアルキルヘテロシクロアルキルアリールアルキルアルコキシアリールオキシアミノシリルアルケニルシクロアルケニルヘテロアルケニルアリールヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択され;LAは、金属Mと錯体化し;Mは、任意に他の配位子と配位され;前記配位子LAは、任意に他の配位子と連結され、三座配位子四座配位子五座配位子、又は六座配位子を含み;RB及びRCの任意の2つの置換基は、共に結合又は縮合し、環を形成してもよい。)

0017

有機層中に本開示の化合物を含むOLEDも開示される。

0018

前記OLEDを含む消費者製品も開示される。

図面の簡単な説明

0019

図1は、有機発光デバイスを示す。

0020

図2は、別の電子輸送層を有さない、反転された有機発光デバイスを示す。

実施例

0021

概して、OLEDは、アノード及びカソードの間に配置され、それらと電気的に接続された少なくとも1つの有機層を含む。電流が印加されると、アノードが正孔注入し、カソードが電子を有機層(複数可)に注入する。注入された正孔及び電子は、逆帯電した電極にそれぞれ移動する。電子及び正孔が同じ分子上に局在する場合、励起エネルギー状態を有する局在電子正孔対である「励起子」が形成される。光は、励起子が緩和した際に、光電子放出機構を介して放出される。幾つかの事例において、励起子はエキシマー又はエキサイプレックス上に局在し得る。熱緩和等の無輻射機構が発生する場合もあるが、概して望ましくないとみなされている。

0022

初期のOLEDは、例えば、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第4,769,292号において開示されている通り、その一重項状態から光を放出する発光分子(「蛍光」)を使用していた。蛍光発光は、概して、10ナノ秒未満の時間枠で発生する。

0023

ごく最近では、三重項状態から光を放出する発光材料(「リン光」)を有するOLEDが実証されている。参照によりその全体が組み込まれる、Baldoら、「Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices」、Nature、395巻、151〜154、1998;(「Baldo−I」)及びBaldoら、「Very high−efficiency green organic light emitting devices based on electrophosphorescence」、Appl.Phys.Lett.、75巻、3号、4〜6(1999)(「Baldo−II」)。リン光については、参照により組み込まれる米国特許第7,279,704号5〜6段において更に詳細に記述されている。

0024

図1は、有機発光デバイス100を示す。図は必ずしも一定の縮尺ではない。デバイス100は、基板110、アノード115、正孔注入層120、正孔輸送層125、電子ブロッキング層130、発光層135、正孔ブロッキング層140、電子輸送層145、電子注入層150、保護層155、カソード160、及びバリア層170を含み得る。カソード160は、第1の導電層162及び第2の導電層164を有する複合カソードである。デバイス100は、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。これらの種々の層の特性及び機能並びに材料例は、参照により組み込まれるUS7,279,704、6〜10段において更に詳細に記述されている。

0025

これらの層のそれぞれについて、更なる例が利用可能である。例えば、フレキシブル及び透明基板−アノードの組合せは、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第5、844、363号において開示されている。p−ドープされた正孔輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第2003/0230980号において開示されている通りの、50:1のモル比でm−MTDATAにF4−TCNQをドープしたものである。発光材料及びホスト材料の例は、参照によりその全体が組み込まれるThompsonらの米国特許第6,303,238号において開示されている。n−ドープされた電子輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第2003/0230980号において開示されている通りの、1:1のモル比でBPhenにLiをドープしたものである。参照によりその全体が組み込まれる米国特許第5,703,436号及び同第5,707,745号は、上を覆う透明の、導電性の、スパッタリング蒸着したITO層を有するMg:Ag等の金属の薄層を有する複合カソードを含むカソードの例を開示している。ブロッキング層の理論及び使用は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第6,097,147号及び米国特許出願公開第2003/0230980号において更に詳細に記述されている。注入層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第2004/0174116号において提供されている。保護層についての記述は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第2004/0174116号において見ることができる。

0026

図2は、反転させたOLED200を示す。デバイスは、基板210、カソード215、発光層220、正孔輸送層225、及びアノード230を含む。デバイス200は、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。最も一般的なOLED構成はアノードの上に配置されたカソードを有し、デバイス200はアノード230の下に配置されたカソード215を有するため、デバイス200は「反転させた」OLEDと称されることができる。デバイス100に関して記述されたものと同様の材料を、デバイス200の対応する層において使用してよい。図2は、幾つかの層が如何にしてデバイス100の構造から省略され得るかの一例を提供するものである。

0027

図1及び図2において例証されている単純な層構造は、非限定的な例として提供されるものであり、本発明の実施形態は多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。記述されている特定の材料及び構造は、事実上例示的なものであり、他の材料及び構造を使用してよい。機能的なOLEDは、記述されている種々の層を様々な手法で組み合わせることによって実現され得るか、又は層は、設計、性能及びコスト要因に基づき、全面的に省略され得る。具体的には記述されていない他の層も含まれ得る。具体的に記述されているもの以外の材料を使用してよい。本明細書において提供されている例の多くは、単一材料を含むものとして種々の層を記述しているが、ホスト及びドーパントの混合物等の材料の組合せ、又はより一般的には混合物を使用してよいことが理解される。また、層は種々の副層を有してもよい。本明細書における種々の層に与えられている名称は、厳しく限定することを意図するものではない。例えば、デバイス200において、正孔輸送層225は正孔を輸送し、正孔を発光層220に注入し、正孔輸送層又は正孔注入層として記述され得る。一実施形態において、OLEDは、カソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するものとして記述され得る。有機層は単層を含んでいてよく、又は、例えば図1及び図2に関して記述されている異なる有機材料の多層を更に含んでいてよい。

0028

参照によりその全体が組み込まれるFriendらの米国特許第5,247,190号において開示されているもののようなポリマー材料で構成されるOLED(PLED)等、具体的には記述されていない構造及び材料を使用してもよい。更なる例として、単一の有機層を有するOLEDが使用され得る。OLEDは、例えば、参照によりその全体が組み込まれるForrestらの米国特許第5,707,745号において記述されている通り、積み重ねられてよい。OLED構造は、図1及び図2において例証されている単純な層構造から逸脱してよい。例えば、基板は、参照によりその全体が組み込まれる、Forrestらの米国特許第6,091,195号において記述されているメサ構造及び/又はBulovicらの米国特許第5,834,893号において記述されているくぼみ構造等、アウトカップリングを改良するための角度のついた反射面を含み得る。

0029

別段の規定がない限り、種々の実施形態の層のいずれも、任意の適切な方法によって堆積され得る。有機層について、好ましい方法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第6,013,982号及び同第6,087,196号において記述されているもの等の熱蒸着、インクジェット、参照によりその全体が組み込まれるForrestらの米国特許第6,337,102号において記述されているもの等の有機気相堆積(OVPD)、並びに参照によりその全体が組み込まれる米国特許第7,431,968号において記述されているもの等の有機気相ジェットプリンティング(OVJP)による堆積を含む。他の適切な堆積法は、スピンコーティング及び他の溶液ベースのプロセスを含む。溶液ベースのプロセスは、好ましくは、窒素又は不活性雰囲気中で行われる。他の層について、好ましい方法は熱蒸着を含む。好ましいパターニング法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第6,294,398号及び同第6,468,819号において記述されているもの等のマスク冷間圧接を経由する堆積、並びにインクジェット及び有機蒸気ジェット印刷(OVJP)等の堆積法の幾つかに関連するパターニングを含む。他の方法を使用してもよい。堆積する材料は、特定の堆積法と適合するように修正され得る。例えば、分枝鎖状又は非分枝鎖状であり、好ましくは少なくとも3個の炭素を含有するアルキル及びアリール基等の置換基は、溶液プロセシングを受ける能力を増強するために、小分子において使用され得る。20個以上の炭素を有する置換基を使用してよく、3〜20個の炭素が好ましい範囲である。非対称構造を有する材料は、対称構造を有するものよりも良好な溶液プロセス性を有し得、これは、非対称材料のほうが再結晶する傾向が低くなり得るからである。溶液プロセシングを受ける小分子の能力を増強するために、デンドリマー置換基が使用され得る。

0030

本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、バリア層を更に含んでいてよい。バリア層の1つの目的は、電極及び有機層を、水分、蒸気及び/又はガス等を含む環境における有害な種への損傷性暴露から保護することである。バリア層は、基板、電極の上、下若しくは隣に、又はエッジを含むデバイスの任意の他の部分の上に堆積し得る。バリア層は、単層又は多層を含んでいてよい。バリア層は、種々の公知の化学気相堆積技術によって形成され得、単相を有する組成物及び多相を有する組成物を含み得る。任意の適切な材料又は材料の組合せをバリア層に使用してよい。バリア層は、無機若しくは有機化合物又は両方を組み込み得る。好ましいバリア層は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第7,968,146号、PCT特許出願第PCT/US2007/023098号及び同第PCT/US2009/042829号において記述されている、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物を含む。「混合物」とみなされるためには、バリア層を含む前記のポリマー及び非ポリマー材料は、同じ反応条件下で及び/又は同時に堆積されるべきである。非ポリマー材料に対するポリマー材料の重量比は、95:5から5:95の範囲内となり得る。ポリマー材料及び非ポリマー材料は、同じ前駆体材料から作製され得る。一例において、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物は、ポリマーケイ素及び無機ケイ素から本質的になる。

0031

本発明の実施形態にしたがって作製されたデバイスは、種々の電気製品又は中間部品に組み込まれることができる多種多様な電子部品モジュール(又はユニット)に組み込まれることができる。このような電気製品又は中間部品としては、エンドユーザー製品製造者によって利用されることができるディスプレイスクリーン照明デバイス離散的光源デバイス又は照明パネル等)が挙げられる。このような電子部品モジュールは、駆動エレクトロニクス及び/又は電源を任意に含むことができる。本発明の実施形態にしたがって作製されたデバイスは、組み込まれた1つ以上の電子部品モジュール(又はユニット)を有する多種多様な消費者製品に組み込まれることができる。OLEDの有機層に本開示の化合物を含むOLEDを含む消費者製品が開示される。このような消費者製品は、1つ以上の光源及び/又は1つ以上のある種の表示装置を含む任意の種類の製品を含む。このような消費者製品の幾つかの例としては、フラットパネルディスプレイ、曲がったディスプレイ、コンピュータモニターメディカルモニターテレビ掲示板屋内若しくは屋外照明及び/又は信号送信用ライトヘッドアップディスプレイ、完全又は部分透明ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、丸めることができるディスプレイ、折り畳むことができるディスプレイ、伸ばすことができるディスプレイ、レーザープリンター電話携帯電話タブレットファブレットパーソナルデジタルアシスタント(PDAs)、ウェアラブルデバイスラップトップコンピュータデジタルカメラカムコーダービューファインダーマイクロディスプレイ(対角で2インチ未満のディスプレイ)、3−Dディスプレイ、バーチャルリアリティ又は拡張現実ディスプレイ、車両、共に並べた多重ディスプレイを含むビデオウォール(video walls)、劇場又はスタジアムスクリーン光療法デバイス、及び看板を含む。パッシブマトリックス及びアクティブマトリックスを含む種々の制御機構を使用して、本発明に従って製作されたデバイスを制御することができる。デバイスの多くは、摂氏18度から摂氏30度、より好ましくは室温(摂氏20〜25度)等、ヒトに快適な温度範囲内での使用が意図されているが、この温度範囲外、例えば、摂氏−40度〜+80度で用いることもできる。

0032

本明細書において記述されている材料及び構造は、OLED以外のデバイスにおける用途を有し得る。例えば、有機太陽電池及び有機光検出器等の他の光電子デバイスが、該材料及び構造を用い得る。より一般的には、有機トランジスタ等の有機デバイスが、該材料及び構造を用い得る。

0033

ハロ」、「ハロゲン」、及び「ハライド」という用語は、相互交換可能に使用され、フッ素塩素臭素、及びヨウ素を指す。

0034

アシル」という用語は、置換されたカルボニル基(C(O)−Rs)を指す。

0035

エステル」という用語は、置換されたオキシカルボニル(−O−C(O)−Rs又は−C(O)−O−Rs)基を指す。

0036

エーテル」という用語は、−ORs基を指す。

0037

スルファニル」又は「チオエーテル」という用語は、相互交換可能に使用され、−SRs基を指す。

0038

スルフィニル」という用語は、−S(O)−Rs基を指す。

0039

スルホニル」という用語は、−SO2−Rs基を指す。

0040

ホスフィノ」という用語は、−P(Rs)3基を指し、各Rsは、同じでも異なっていてもよい。

0041

「シリル」という用語は、−Si(Rs)3基を指し、各Rsは、同じでも異なっていてもよい。

0042

上記のそれぞれにおいて、Rsは、水素である、又は重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基であることができる。好ましいRsは、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

0043

「アルキル」という用語は、直鎖及び分岐鎖アルキル基の両方を指し、含む。好ましいアルキル基としては、1個から15個までの炭素原子を含むものであり、メチルエチルプロピル、1−メチルエチルブチル、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、ペンチル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1,1−ジメチルプロピル、1,2−ジメチルプロピル、及び2,2−ジメチルプロピル等が挙げられる。更に、前記アルキル基は、任意に置換される。

0044

「シクロアルキル」という用語は、単環式多環式、及びスピロアルキル基を指し、含む。好ましいシクロアルキル基は、3〜12個の環炭素原子を含むものであり、シクロプロピルシクロペンチルシクロヘキシルビシクロ[3.1.1]ヘプチル、スピロ[4.5]デシル、スピロ[5.5]ウンデシルアダマンチルなどが挙げられる。更に、前記シクロアルキル基は、任意に置換される。

0045

「ヘテロアルキル」又は「ヘテロシクロアルキル」という用語は、それぞれ、ヘテロ原子によって置換された少なくとも1つの炭素原子を有するアルキル基又はシクロアルキル基を指す。任意に、少なくとも1つのヘテロ原子は、O、S、N、P、B、Si、及びSe、好ましくはO、S、又はNから選択される。更に、前記ヘテロアルキル基又は前記ヘテロシクロアルキル基は、任意に置換される。

0046

「アルケニル」という用語は、直鎖及び分枝鎖のアルケン基の両方を指し、含む。アルケニル基は、本質的に、アルキル鎖中に少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含むアルキル基である。シクロアルケニル基は、本質的に、シクロアルキル環中に少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含むシクロアルキル基である。本明細書で使用される「ヘテロアルケニル」という用語は、ヘテロ原子によって置換された少なくとも1つの炭素原子を有するアルケニル基を指す。任意に、少なくとも1つのヘテロ原子は、O、S、N、P、B、Si、及びSe、好ましくはO、S、又はNから選択される。好ましいアルケニル、シクロアルケニル、又はヘテロアルケニル基は、2〜15個の炭素原子を含むものである。更に、前記アルケニル、前記シクロアルケニル、又は前記ヘテロアルケニル基は、任意に置換される。

0047

「アルキニル」という用語は、直鎖及び分枝鎖アルキン基の両方を指し、含む。好ましいアルキニル基は、2〜15個の炭素原子を含むものである。更に、前記アルキニル基は、任意に置換される。

0048

アラルキル」又は「アリールアルキル」という用語は、相互交換可能に使用され、アリール基で置換されたアルキル基を指す。更に、前記アラルキル基は、任意に置換される。

0049

複素環式基ヘテロ環基;heterocyclic group)」という用語は、少なくとも1つのヘテロ原子を含む芳香族及び非芳香族環式基を指し、含む。任意に、前記少なくとも1つのヘテロ原子は、O、S、N、P、B、Si、及びSe、好ましくはO、S、又はNから選択される。ヘテロ芳香族環式基は、ヘテロアリールと相互交換可能に使用され得る。好ましいヘテロ非芳香族環式基は、3〜7個の環原子を含むものであって、少なくとも1つのヘテロ原子を含み、モルホリノピペリジノピロリジノなどの環式アミン、及び例えばテトラヒドロフランテトラヒドロピランテトラヒドロチオフェンなどの環式エーテル/チオエーテルを含む。更に、前記複素環式基は、任意に置換されることができる。

0050

「アリール」という用語は、単環式芳香族ヒドロカルビル基及び多環式芳香族環系の両方を指し、含む。多環とは、2つの隣接する環(前記環は、「縮合」している)に2つの炭素が共有されている2つ以上の環を有することができ、前記環の少なくとも1つは、芳香族ヒドロカルビル基であり、例えば、他の環は、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロ環、及び/又はヘテロアリールであることができる。好ましいアリール基は、6〜30個の炭素原子を含むものであり、6〜20個の炭素原子を含むものが好ましく、6〜12個の炭素原子を含むものが更に好ましい。6個の炭素を有するアリール基、10個の炭素を有するアリール基、又は12個の炭素を有するアリール基が特に好ましい。好適なアリール基としては、フェニル、ビフェニルトリフェニルトリフェニレンテトラフェニレン、ナフタレン、アントラセンフェナレンフェナンスレンフルオレンピレンクリセンペリレン、及びアズレン等が挙げられ、フェニル、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、フルオレン、及びナフタレンが好ましい。更に、前記アリール基は、任意に置換される。

0051

「ヘテロアリール」という用語は、少なくとも1つのヘテロ原子を含む単環式芳香族基及び多環式芳香族環系の両方を指し、含む。ヘテロ原子としては、O、S、N、P、B、Si、及びSeが挙げられるが、これらに限定されない。多くの例においては、O、S、又はNが好ましいヘテロ原子である。ヘテロ単環式芳香族系は、好ましくは5個又は6個の環原子を有する単環であり、前記環は1〜6個のヘテロ原子を有することができる。ヘテロ多環式環系は、2つの原子が2つの隣接する環(前記環は「縮合している」)に共通している2つ以上の環を有することができ、前記環の少なくとも1つはヘテロアリールであり、例えば、他の環は、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロ環、及び/又はヘテロアリールであることができる。複素多環式芳香族環系は、多環式芳香族環系の環当たり1〜6個のヘテロ原子を有することができる。好ましいヘテロアリール基は、3〜30個の炭素原子を含むものであり、3〜20個の炭素原子を含むものが好ましく、3〜12個の炭素原子を含むものがより好ましい。好適なヘテロアリール基としては、ジベンゾチオフェンジベンゾフランジベンゾセレノフェンフランチオフェンベンゾフランベンゾチオフェンベンゾセレノフェンカルバゾールインドロカルバゾールピリジルインドールピロロジピリジンピラゾールイミダゾールトリアゾールオキサゾールチアゾールオキサジアゾールオキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾールピリジンピリダジンピリミジンピラジントリアジンオキサジンオキサチアジンオキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾールインダゾールインドサジン、ベンゾキサゾールベンズイソオキサゾールベンゾチアゾールキノリンイソキノリンシンノリンキナゾリンキノキサリンナフチリジンフタラジンプテリジンキサンテンアクリジンフェナジンフェノチアジンフェノキサジンベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン、及びセレノフェノジピリジンが挙げられ、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、トリアジン、ベンズイミダゾール、1,2−アザボリン、1,3−アザボリン、1,4−アザボリン、ボラジン、及びこれらのアザ類似体が好ましい。更に、前記ヘテロアリール基は、任意に置換される。

0052

上記にリストされる前記アリール及び前記ヘテロアリール基のうち、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、及びベンズイミダゾールの基、並びにそのそれぞれのアザ類似体が、特に興味深い。

0053

本明細書において使用される用語であるアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アラルキル、複素環基、アリール、及びヘテロアリールは、独立して非置換である、又は独立して1つ以上の一般的な置換基で置換される。

0054

多くの例において、前記一般的な置換基は、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリルイソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

0055

幾つかの例において、好ましい一般的な置換基は、重水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

0056

幾つかの例において、好ましい一般的な置換基は、重水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アリール、ヘテロアリール、スルファニル、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

0057

更に他の例においては、より好ましい一般的な置換基は、重水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

0058

「置換された」及び「置換」という用語は、関連する位置(例えば炭素又は窒素)に結合されているH以外の置換基を指す。例えば、R1がモノ置換を表す場合、1つのR1はH以外でなければならない(即ち、置換)。同様に、R1がジ置換を表す場合、R1の2つはH以外でなければならない。同様に、R1が無置換を表す場合、R1は、例えば、ベンゼンにおける炭素原子及びピロール中の窒素原子の場合のように、環原子の利用可能な原子価における水素であることができる、又は完全に満たされた原子価を有する環原子(例えば、ピリジン中の窒素)の場合には単に何も表さない。環構造において可能な置換の最大数は、環原子における利用可能な原子価の総数に依存する。

0059

明細書中で使用される場合、「これらの組合せ」は、適用されるリストから当業者が想到することができる知られた又は化学的に安定な配置を形成するために、適用されるリストの1つ以上のメンバーが組み合わされることを示す。例えば、アルキル及び重水素は、組み合わされて、部分的又は完全に重水素化されたアルキル基を形成することができる;ハロゲン及びアルキルは、組み合わされて、ハロゲン化アルキル置換基を形成することができる;ハロゲン、アルキル、及びアリールは、組み合わされて、ハロゲン化アリールアルキルを形成することができる。1つの例においては、置換という用語は、リストされた基の2〜4個の組合せを含む。別の例においては、置換という用語は、2〜3個の基の組合せを含む。更に別の例では、置換という用語は、2個の基の組合せを含む。置換基の好ましい組合せは、水素又は重水素でない50個までの原子を含むもの、又は水素又は重水素ではない40個までの原子を含むもの、又は水素若しくは重水素ではない30個までの原子を含むものである。多くの例においては、置換基の好ましい組合せは、水素又は重水素ではない20個までの原子を含む。

0060

本明細書において記述されるフラグメント、例えば、アザ−ジベンゾフラン、アザ−ジベンゾチオフェン等の中の「アザ」という名称は、各芳香族環中のC−H基の1つ以上が窒素原子に置き換わることができることを意味し、例えば、何ら限定するものではないが、アザトリフェニレンは、ジベンゾ[f,h]キノキサリンとジベンゾ[f,h]キノリンのいずれをも包含する。当業者であれば、上述のアザ誘導体の他の窒素類似体を容易に想像することができ、このような類似体全てが本明細書に記載の前記用語によって包含されることが意図される。

0061

本明細書で使用される場合、「重水素」は、水素の同位体を指す。重水素化化合物は、当該分野で公知の方法を用いて容易に調製されることができる。例えば、それらの内容の全体を参照によって援用する、米国特許第8,557,400号明細書、国際公開第WO2006/095951号、及び米国特許出願公開第2011/0037057号には、重水素で置換された有機金属錯体の作製が記載されている。更なる参照は、それらの内容の全体を参照によって組み込まれる、Tetrahedron 2015,71,1425〜30(Ming Yanら)及びAngew.Chem.Int.Ed.(Reviews)2007,46,7744〜65(Atzrodtら)によって為され、ベンジルアミン中のメチレン水素の重水素化及び芳香族環水素を重水素で置換する効率的な経路が、それぞれ記載されている。

0062

分子フラグメントが置換基であるとして記述される、又は他の部分に結合されているものとして記述される場合、その名称は、フラグメント(例えば、フェニル、フェニレンナフチル、ジベンゾフリル)又は分子全体(例えば、ベンゼン、ナフタレン、ジベンゾフラン)であるように記載されることがあることを理解されたい。本明細書においては、置換基又は結合フラグメントの表示の仕方が異なっていても、これらは、等価であると考える。

0063

ある例においては、対の隣接する置換基は、任意に結合又は縮合し、環を形成することができる。好ましい環は、5員環、6員環、又は7員環の炭素環又は複素環であり、対の置換基によって形成される環の部分が飽和されている例及び対の置換基によって形成される環の部分が不飽和である例の両方を含む。本明細書中で使用される「隣接する」は、安定した縮合環系を形成することができる限り、関連する2つの置換基が、互いに隣り合って同じ環上にあることができる、又はビフェニルにおける2位と2’位、及びナフタレンにおける1位と8位など、2つの最も近い利用可能な置換可能位置を有する2つの隣どうしの環上にあることができることを意味する。

0064

ナフタレン−ピリジン誘導体を含む配位子に基づく一連の新規のリン光金属錯体が開示される。これらの部分の更なる機能付与は、発光色、発光効率、及び発光寿命などの最終錯体の性質の微調整を可能にする。

0065

配位子におけるナフタレン部分の存在は、従来のフェニル−ピリジン配位子と比較して、リン光の金属錯体による発光における深色性シフトを可能にする。このシフトが、金属錯体の発光ピーク波長λMAXを黄色から赤色の間、即ち琥珀色/オレンジ色になるように調整することを可能にする。配位子は、脂肪族側鎖又はフッ素化した脂肪族側鎖として、置換基RA及びRBを含む必要がある。側鎖は、金属錯体の発光色の微調整を可能にし、外部量子効率EQE)も増加させる。分岐した側鎖の使用は、所望の狭い発光線形状ももたらすことができ、昇華温度を低くすることによって、最終材料熱特性を改善する。

0066

琥珀色/オレンジ色の発光金属錯体を開発するうえで大きな課題がある。ジケトン系補助配位子を含む金属錯体においては、それらは通常、商業的に実行可能であるのに十分に安定ではない。ヘテロレプティック金属錯体においては、発光は広く、EQEは低い。本明細書中で開示される新規の配位子は、これらのカテゴリーにおける改善を示し、琥珀色/オレンジ色の発光OLEDにおける魅力的選択肢をもたらす。

0067

下記の式Iの配位子LAを含む化合物が開示される。



(式中、環Cは、5員環又は6員環の炭素環又は複素環であり;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、モノから置換の最大許容数を表す、又は無置換を表し;RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、水素である、又は上記で定義される一般的な置換基からなる群から選択される置換基であり;少なくとも1つのRAは、式−CH2R又は−CHRR’を有し;R及びR’は、それぞれ独立して、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択され;LAは、金属Mと錯体化し;Mは、任意に他の配位子と配位され;前記配位子LAは、任意に他の配位子と連結され、三座配位子、四座配位子、五座配位子、又は六座配位子を含み;RB及びRCの任意の2つの置換基は、共に結合又は縮合し、環を形成してもよい。)

0068

幾つかの実施形態においては、R及びR’は、独立して、アルキル、シクロアルキル、Dバリアント(variant)、Fバリアント、及びこれらの組合せからなる群から選択される。

0069

前記化合物の幾つかの実施形態においては、RA、RB、及びRCは、それぞれ独立して、水素である、又は上記で定義される好ましい一般的な置換基からなる群から選択される置換基である。

0070

幾つかの実施形態においては、Mは、Os、Ir、Pd、Pt、Cu、及びAuからなる群から選択される。幾つかの実施形態においては、Mは、Ir又はPtである。幾つかの実施形態においては、Mは、Ir(III)又はPt(II)である。

0071

幾つかの実施形態においては、Rは、アルキル、シクロアルキル、それらの部分的にフッ素化したバリアント、それらの部分的又は完全に重水素化したバリアント、及びそれらの組合せからなる群から選択される。

0072

幾つかの実施形態においては、前記化合物は、置換された又は置換されていないアセチルアセトン配位子を含む。

0073

幾つかの実施形態においては、少なくとも1つのRBは、シクロヘキシル基又はtert−ブチル基を含む。

0074

幾つかの実施形態においては、環Cは、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、及びピリダジンからなる群から選択される。幾つかの実施形態においては、環Cは、フラン環又はチオフラン環である。

0075

前記化合物の幾つかの実施形態においては、前記配位子LAは、下記からなる群から選択される。

0076

前記化合物の幾つかの実施形態においては、前記配位子LAは、下記からなる群から選択される。
下記の式IIの構造に基づくLA1〜LA448



(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)





















下記の式IIの構造に基づくLA449〜LA896



(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)






















下記の式IIの構造に基づくLA897〜LA1344



(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)





















下記の式IIの構造に基づくLA1345〜LA1792



(式中、R1、R2、及びGは、下記に定義される。)


















(式中、RA1〜RA74は、下記の構造を有する。)






(式中、RB1〜RB42は、下記の構造を有する。)






(式中、RC1〜RC42は、下記の構造を有する。)

0077

幾つかの実施形態においては、前記化合物は、M(LA)x(LB)y(LC)zの式を有し、LAは、LA1〜LA1792からなる群から選択され;LB及びLCは、それぞれ二座配位子であり;xは、1、2、又は3であり;yは、0、1、又は2であり;zは、0、1、又は2であり;x+y+zは、前記金属Mの酸化状態である。幾つかの実施形態においては、前記化合物は、Ir(LA)3、Ir(LA)(LB)2、Ir(LA)2(LB)、Ir(LA)2(LC)、及びIr(LA)(LB)(LC)からなる群から選択される式を有し、LA、LB、及びLCは、上記で定義され;LA、LB、及びLCは、互いに異なる。幾つかの実施形態においては、前記化合物は、Pt(LA)(LB)の式を有し;LA、LB、及びLCは、上記で定義され;LA及びLBは、同じでも異なっていることもできる。式Pt(LA)(LB)を有する前記化合物の幾つかの実施形態においては、LA及びLBは、結合し、四座配位子を形成する。

0078

幾つかの実施形態においては、上記で定義されるM(LA)x(LB)y(LC)zの式を有する化合物において、LB及びLCは、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される。






(式中、Y1〜Y13は、それぞれ独立して、炭素及び窒素からなる群から選択され;Y’は、BRe、NRe、PRe、O、S、Se、C=O、S=O、SO2、CReRf、SiReRf、及びGeReRfからなる群から選択され;Re及びRfは、任意に縮合又は結合して環を形成し;Ra、Rb、Rc、及びRdは、それぞれ独立して、モノ置換から置換の最大可能数を表してもよい、又は無置換を表してもよく;Ra、Rb、Rc、Rd、Re、及びRfは、それぞれ独立して、水素である、又は上記で定義される一般的な置換基からなる群から選択される置換基であり;Ra、Rb、Rc、及びRdの任意の2つの隣接する置換基は、任意に縮合又は結合し、環を形成する又は多座配位子を形成する。)

0079

幾つかの実施形態においては、上記で定義されるM(LA)x(LB)y(LC)zの式を有する化合物において、LB及びLCは、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される。

0080

幾つかの実施形態においては、前記化合物は、Ir(LA)3、Ir(LA)(LB)2、Ir(LA)2(LB)、Ir(LA)2(LC)、及びIr(LA)(LB)(LC)からなる群から選択される式を有し;LA、LB、及びLCは、互いに異なり;前記化合物は、式Ir(LA)3を有する化合物Ax、式Ir(LA)(LB)2を有する化合物By、又は式Ir(LA)2(LC)を有する化合物Czである。
(式中、LAは、LAiからなる群から選択され、式中iは、1〜1792の整数であり;
LBは、LBkからなる群から選択され、式中kは、1〜468の整数であり;
LCは、LCjからなる群から選択され、jは、1〜1260の整数であり;
x=i、y=468+k−468、z=1260i+j−1260であり;
各LBkは、下記の構造を有し;
















































各LCjは、下記の式Xの構造を有し、



式中、R1、R2、及びR3は、下記に定義され;



















































RD1〜RD21は、下記の構造を有する。)

0081

他の態様によれば、アノードと;カソードと;前記アノードと前記カソードとの間に配置された有機層とを含む有機発光デバイス(OLED)が開示される。前記有機層は、本明細書中に記載される下記の式Iの配位子LAを含む化合物を含む。

0082

OLEDを含む消費者製品も開示され、その有機層が本明細書中に記載される式Iの配位子LAを含む化合物を含む。

0083

幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、可撓性があること、丸めることができること、折り畳むことができること、伸ばすことができること、曲げることができることからなる群から選択される1つ以上の特性を有する。幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、透明又は半透明である。幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、カーボンナノチューブを含む層を更に含む。

0084

幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、遅延蛍光発光体を含む層を更に含む。幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、RGB画素配列又は白色及びカラーフィルター画素配列を含む。幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、モバイルデバイスハンドヘルドデバイス、又はウェアラブルデバイスである。幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、10インチ未満の対角線又は50平方インチ未満の面積を有するディスプレイパネルである。幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、少なくとも10インチの対角線又は少なくとも50平方インチの面積を有するディスプレイパネルである。幾つかの実施形態においては、前記OLEDは、照明パネルである。

0085

OLEDにおける発光領域も開示される。前期発光領域は、本明細書中に記載される下記の式Iの配位子LAを含む化合物を含む。

0086

前記発光領域の幾つかの実施形態においては、前記化合物は、発光ドーパント又は非発光ドーパントである。幾つかの実施形態においては、前記発光領域は、ホストを更に含み、前記ホストは、金属錯体、トリフェニレン、カルバゾール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、アザ—トリフェニレン、アザ—カルバゾール、アザ−ジベンゾチオフェン、アザ−ジベンゾフラン、及びアザ−ジベンゾセレノフェンからなる群から選択される少なくとも1つの基を含む。

0087

幾つかの実施形態においては、前記発光領域は、ホストを更に含み、前記ホストは、下記からなる群から選択される。

0088

幾つかの実施形態においては、前記化合物は、発光ドーパントであることができる。幾つかの実施形態においては、前記化合物は、リン光、蛍光、熱活性化遅延蛍光、即ちTADF(E型遅延蛍光とも呼ばれる;例えば、参照によりその全体が組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0081248号として、2019年3月14日に公開された米国特許出願公開第15/700,352号参照)、三重項−三重項消滅、又はこれらの過程の組合せを介して、発光を生成することができる。幾つかの実施形態においては、前記発光ドーパントは、ラセミ混合物であることができる、又は1つのエナンチオマー富む(enriched)ことができる。幾つかの実施形態においては、前記化合物は、ホモレプティックであることができる(各配位子が同じである)。幾つかの実施形態においては、前記化合物は、ヘテロレプティックであることができる(少なくとも1つの配位子が他と異っている)。

0089

幾つかの実施形態においては、金属に配位されている1超の配位子がある場合、配位子は全て同じであることができる。幾つかの他の実施形態においては、少なくとも1つの配位子は、他の配位子と異なっている。幾つかの配位子においては、各配位子は、互いに異なることができる。これはまた、金属に配位されている配位子がその金属に配位されている他の配位子に連結され、三座配位子、四座配位子、五座配位子、又は六座配位子を形成することができる実施形態において、成り立つ(true)。したがって、幾つかの実施形態においては、配位している配位子が互いに連結されている場合、配位子全ては同じであることができ、幾つかの他の実施形態においては、連結されている配位子の少なくとも1つは、他の配位子と異なっていることができる。

0090

幾つかの実施形態においては、前記化合物は、OLEDにおけるリン光増感剤として、用いられることができ、前記OLEDにおける1つ又は複数の層は、1つ以上の蛍光及び/又は遅延蛍光発光体の形態で、アクセプターを含む。幾つかの実施形態においては、前記化合物は、増感剤として用いられるエキシプレックス(exciplex)の1つの成分として用いられることができる。リン光増感剤として、前記化合物は、前記アクセプターへのエネルギー移動が可能でなくてはならず、前記アクセプターは、エネルギーを発光する又はエネルギーを最終発光体に更に移動する。前記アクセプター濃度は、0.001%〜100%の範囲であり得る。前記アクセプターは、リン光増感剤と同じ層にあることも、又は1つ以上の異なる層にあることもできる。幾つかの実施形態においては、前記アクセプターは、TADF発光体である。幾つかの実施形態においては、前記アクセプターは、蛍光発光体である。幾つかの実施形態においては、前記発光は、前記増感剤、前記アクセプター、及び前記最終発光体のいずれか又は全てから生じることができる。

0091

他の態様によれば、本明細書中に記載される前記化合物を含む配合物も開示される。

0092

本明細書中に開示される前記OLEDは、消費者製品、電子部品モジュール、及び照明パネルの1つ以上に組み込まれることができる。前記有機層は、発光層であることができ、幾つかの実施形態においては、前記化合物は、発光ドーパントであることができ、他の実施形態においては、前記化合物は、非発光ドーパントであることができる。

0093

前記有機層は、ホストを含むこともできる。幾つかの実施形態においては、2つ以上のホストが好ましい。幾つかの実施形態においては、使用される前記ホストは、a)双極性(bipolar)材料、b)電子輸送材料、c)正孔輸送材料、又はd)電荷輸送の役割がほとんどないワイドバンドギャップ材料であることができる。幾つかの実施形態においては、前記ホストは、金属錯体を含むことができる。前記ホストは、ベンゾ縮合チオフェン又はベンゾ縮合フランを含むトリフェニレンであることができる。前記ホスト中のいずれの置換基は、独立して、CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH=CH−CnH2n+1、C≡C−CnH2n+1、Ar1、Ar1−Ar2、及びCnH2n−Ar1からなる群から選択される非縮合置換基であることができる、又は前記ホストは無置換である。前述の置換基において、nは1から10の範囲に亘ることができ、Ar1及びAr2は、独立して、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、トリフェニレン、カルバゾール、及びこれらの複素芳香族類似体からなる群から選択されることができる。前記ホストは、無機化合物であることができる。例えば、ZnS等、Zn含有無機材料が挙げられる。

0094

前記ホストは、トリフェニレン、カルバゾール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、アザトリフェニレン、アザカルバゾール、アザ−ジベンゾチオフェン、アザ−ジベンゾフラン、及びアザ−ジベンゾセレノフェンからなる群から選択される少なくとも1つの化学基を含む化合物であることができる。前記ホストは、金属錯体を含むことができる。前記ホストは、下記からなる群から選択される具体的な化合物であることができるが、これらに限定されない。






可能なホストに関する追加の情報は、下記に提供される。

0095

本開示の更に他の態様においては、本明細書に開示される新規化合物を含む配合物が記載される。前記配合物は、本明細書に開示される溶媒、ホスト、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子ブロッキング材料正孔ブロッキング材料、及び電子輸送材料からなる群から選択される1つ以上の成分を含むこともできる。

0096

本開示は、本開示の新規化合物、又はその一価又は多価のバリアントを含む任意の化学構造を包含する。言い換えれば、本発明化合物又はその一価又は多価のバリアントは、より大きな化学構造の一部であることができる。そのような化学構造は、モノマー、ポリマー、巨大分子、および超分子(supramolecule)(超分子(supermolecule)としても知られている)からなる群から選択されることができる。本明細書中で使用される、「化合物の一価のバリアント」は、1個の水素が除去され、化学構造の残りへの結合で置き換えられていることを除いては、前記化合物と同一である部分を指す。本明細書中で使用される、「化合物の多価のバリアント」は、1個超の水素が除去され、化学構造の残りへの結合(bond or bonds)で置き換えられていることを除いては前記化合物と同一である部分を指す。超分子の例においては、発明化合物は、共有結合なしで前記超分子錯体に組み込まれることもできる。
他の材料との組合せ

0097

有機発光デバイス中の特定の層に有用として本明細書において記述されている材料は、デバイス中に存在する多種多様な他の材料と組み合わせて使用され得る。例えば、本明細書において開示されている発光性ドーパントは、多種多様なホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極、及び存在し得る他の層と併せて使用され得る。以下で記述又は参照される材料は、本明細書において開示されている化合物と組み合わせて有用となり得る材料の非限定的な例であり、当業者であれば、組み合わせて有用となり得る他の材料を特定するための文献を容易に閲覧することができる。
伝導性(導電性)ドーパント:

0098

電荷輸送層は、伝導性ドーパントでドープされ、電荷キャリア密度を大きく変え、それによりその伝導性を変えることとなる。伝導性は、マトリックス材料中の電荷キャリアを生成することで、又はドーパントのタイプに応じて増加され、半導体フェルミ準位における変化も達成することができる。正孔輸送層は、p型伝導性ドーパントでドープされることができ、n型伝導性ドーパントは、電子輸送層中に用いられる。

0099

本明細書において開示される材料と組み合わせて、OLED中に用いられることができる伝導性ドーパントの非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
EP01617493、EP01968131、EP2020694、EP2684932、US20050139810、US20070160905、US20090167167、US2010288362、WO06081780、WO2009003455、WO2009008277、WO2009011327、WO2014009310、US2007252140、US2015060804、US20150123047、及びUS2012146012






ILHTL

0100

本発明において使用される正孔注入輸送材料は特に限定されず、その化合物が正孔注入/輸送材料として典型的に使用されるものである限り、任意の化合物を使用してよい。材料の例は、フタロシアニン又はポルフィリン誘導体芳香族アミン誘導体;インドロカルバゾール誘導体;フッ化炭化水素を含有するポリマー;伝導性ドーパントを有するポリマー;PEDOT/PSS等の導電性ポリマーホスホン酸及びシラン誘導体等の化合物に由来する自己集合モノマー;MoOx等の金属酸化物誘導体;1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル等のp型半導体有機化合物;金属錯体、並びに架橋性化合物を含むがこれらに限定されない。

0101

HIL又はHTL中に使用される芳香族アミン誘導体の例は、下記の一般構造を含むがこれらに限定されない。

0102

Ar1からAr9のそれぞれは、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレン等の芳香族炭化水素環式化合物からなる群;ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン及びセレノフェノジピリジン等の芳香族複素環式化合物からなる群;並びに芳香族炭化水素環式基及び芳香族複素環式基から選択される同じ種類又は異なる種類の基であり、且つ、直接的に、又は酸素原子、窒素原子、硫黄原子ケイ素原子リン原子ホウ素原子鎖構造単位及び脂肪族環式基の少なくとも1つを介して、互いに結合している2から10個の環式構造単位からなる群から選択される。各Arは、無置換であることができる、又は重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基によって置換されることができる。

0103

一態様において、Ar1からAr9は、



からなる群から独立に選択される。
式中、kは1から20までの整数であり;X101からX108はC(CHを含む)又はNであり;Z101はNAr1、O、又はSであり;Ar1は、上記で定義したものと同じ基を有する。

0104

HIL又はHTL中に使用される金属錯体の例は、下記の一般式を含むがこれに限定されない。



式中、Metは、40より大きい原子量を有し得る金属であり;(Y101−Y102)は二座配位子であり、Y101及びY102は、C、N、O、P及びSから独立に選択され;L101は補助配位子であり;k’は、1から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値であり;且つ、k’+k’’は、金属に結合し得る配位子の最大数である。

0105

一態様において、(Y101−Y102)は2−フェニルピリジン誘導体である。別の態様において、(Y101−Y102)はカルベン配位子である。別の態様において、Metは、Ir、Pt、Os及びZnから選択される。更なる態様において、金属錯体は、Fc+/Fcカップルに対して、溶液中で約0.6V未満の最小酸化電位を有する。

0106

本明細書において開示される材料と組み合わせて、OLED中に用いられることができるHIL材料及びHTL材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
CN102702075、DE102012005215、EP01624500、EP01698613、EP01806334、EP01930964、EP01972613、EP01997799、EP02011790、EP02055700、EP02055701、EP1725079、EP2085382、EP2660300、EP650955、JP07−073529、JP2005112765、JP2007091719、JP2008021687、JP2014−009196、KR20110088898、KR20130077473、TW201139402、US06517957、US20020158242、US20030162053、US20050123751、US20060182993、US20060240279、US20070145888、US20070181874、US20070278938、US20080014464、US20080091025、US20080106190、US20080124572、US20080145707、US20080220265、US20080233434、US20080303417、US2008107919、US20090115320、US20090167161、US2009066235、US2011007385、US20110163302、US2011240968、US2011278551、US2012205642、US2013241401、US20140117329、US2014183517、US5061569、US5639914、WO05075451、WO07125714、WO08023550、WO08023759、WO2009145016、WO2010061824、WO2011075644、WO2012177006、WO2013018530、WO2013039073、WO2013087142、WO2013118812、WO2013120577、WO2013157367、WO2013175747、WO2014002873、WO2014015935、WO2014015937、WO2014030872、WO2014030921、WO2014034791、WO2014104514、WO2014157018























EBL

0107

電子ブロッキング層(EBL)は、発光層から出る電子及び/又は励起子の数を減らすために使用されることができる。デバイス中のそのようなブロッキング層の存在は、ブロッキング層を欠く同様のデバイスと比較して、大幅に高い効率及び/又はより長い寿命をもたらし得る。また、ブロッキング層を使用して、OLEDの所望の領域に発光を制限することもできる。幾つかの実施形態においては、EBL材料は、EBLインターフェースに最も近接した発光体よりも高いLUMO(真空準位により近い)及び/又は高い三重項エネルギーを有する。幾つかの実施形態においては、EBL材料は、EBLインターフェースに最も近接したホストの1つ以上よりも高いLUMO(真空準位により近い)及び/又は高い三重項エネルギーを有する。1つの態様においては、EBL中に用いられる前記化合物は、下記に記載されるホストの1つとして用いられる、同じ分子又は同じ官能基を含む。
ホスト:

0108

本発明の有機ELデバイスの発光層は、発光材料として少なくとも金属錯体を含むことが好ましく、前記金属錯体をドーパント材料として用いたホスト材料を含むことができる。前記ホスト材料としては特に限定されず、前記ホストの三重項エネルギーがドーパントのものよりも大きければ、任意の金属錯体又は有機化合物が用いられることができる。いずれのホスト材料も、三重項の基準が満たされる限り、任意のドーパントと共に用いられることができる。

0109

ホスト材料として使用される金属錯体の例は、下記の一般式を有することが好ましい。



式中、Metは金属であり;(Y103−Y104)は二座配位子であり、Y103及びY104は、C、N、O、P及びSから独立に選択され;L101は他の配位子であり;k’は、1から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値であり;且つ、k’+k’’は、金属に結合し得る配位子の最大数である。

0110

一態様において、金属錯体は、下記の錯体である。



式中、(O−N)は、原子O及びNに配位された金属を有する二座配位子である。

0111

別の態様において、Metは、Ir及びPtから選択される。更なる態様において、(Y103−Y104)はカルベン配位子である。

0112

1つの態様においては、前記ホスト化合物は、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、テトラフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、及びアズレン等の芳香族炭化水素環式化合物からなる群;ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン及びセレノフェノジピリジン等の芳香族複素環式化合物からなる群;並びに芳香族炭化水素環式基及び芳香族複素環式基から選択される同じ種類又は異なる種類の基であり、且つ、直接的に、又は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位及び脂肪族環式基の少なくとも1つを介して互いに結合している2から10個の環式構造単位からなる群から選択される群の少なくとも1つを含む。各基内の各オプションは、非置換であることができる、又は重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基によって置換されることができる。

0113

一つの態様においては、前記ホスト化合物は、分子中に、下記基の少なくとも1つを含む。






式中、R101は、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したArのものと同様の定義を有する。kは0から20又は1から20までの整数である。X101〜X108は、独立して、C(CHを含む)又はNから選択される。Z101及びZ102は、独立して、NR101、O、又はSから選択される。

0114

本明細書において開示される材料と組み合わせて、OLED中に用いられることができるホスト材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
EP2034538、EP2034538A、EP2757608、JP2007254297、KR20100079458、KR20120088644、KR20120129733、KR20130115564、TW201329200、US20030175553、US20050238919、US20060280965、US20090017330、US20090030202、US20090167162、US20090302743、US20090309488、US20100012931、US20100084966、US20100187984、US2010187984、US2012075273、US2012126221、US2013009543、US2013105787、US2013175519、US2014001446、US20140183503、US20140225088、US2014034914、US7154114、WO2001039234、WO2004093207、WO2005014551、WO2005089025、WO2006072002、WO2006114966、WO2007063754、WO2008056746、WO2009003898、WO2009021126、WO2009063833、WO2009066778、WO2009066779、WO2009086028、WO2010056066、WO2010107244、WO2011081423、WO2011081431、WO2011086863、WO2012128298、WO2012133644、WO2012133649、WO2013024872、WO2013035275、WO2013081315、WO2013191404、WO2014142472、US20170263869、US20160163995、US9466803















追加の発光体:

0115

1つ以上の追加の発光体ドーパントを本開示の化合物と共に使用することができる。前記追加の発光体ドーパントの例としては、特に限定されず、前記化合物が典型的に発光体材料として用いられるものであれば、いずれの化合物も用いられることができる。好適な発光体材料の例としては、リン光、蛍光、熱活性化遅延蛍光、即ちTADF(E型遅延蛍光とも言われる)、三重項−三重項消滅、又はこれらの過程の組合せを介して、発光を生成することができる化合物が挙げられるが、これらに限定されない。

0116

本明細書において開示される材料と組み合わせて、OLED中に用いられることができる発光体材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
CN103694277、CN1696137、EB01238981、EP01239526、EP01961743、EP1239526、EP1244155、EP1642951、EP1647554、EP1841834、EP1841834B、EP2062907、EP2730583、JP2012074444、JP2013110263、JP4478555、KR1020090133652、KR20120032054、KR20130043460、TW201332980、US06699599、US06916554、US20010019782、US20020034656、US20030068526、US20030072964、US20030138657、US20050123788、US20050244673、US2005123791、US2005260449、US20060008670、US20060065890、US20060127696、US20060134459、US20060134462、US20060202194、US20060251923、US20070034863、US20070087321、US20070103060、US20070111026、US20070190359、US20070231600、US2007034863、US2007104979、US2007104980、US2007138437、US2007224450、US2007278936、US20080020237、US20080233410、US20080261076、US20080297033、US200805851、US2008161567、US2008210930、US20090039776、US20090108737、US20090115322、US20090179555、US2009085476、US2009104472、US20100090591、US20100148663、US20100244004、US20100295032、US2010102716、US2010105902、US2010244004、US2010270916、US20110057559、US20110108822、US20110204333、US2011215710、US2011227049、US2011285275、US2012292601、US20130146848、US2013033172、US2013165653、US2013181190、US2013334521、US20140246656、US2014103305、US6303238、US6413656、US6653654、US6670645、US6687266、US6835469、US6921915、US7279704、US7332232、US7378162、US7534505、US7675228、US7728137、US7740957、US7759489、US7951947、US8067099、US8592586、US8871361、WO06081973、WO06121811、WO07018067、WO07108362、WO07115970、WO07115981、WO08035571、WO2002015645、WO2003040257、WO2005019373、WO2006056418、WO2008054584、WO2008078800、WO2008096609、WO2008101842、WO2009000673、WO2009050281、WO2009100991、WO2010028151、WO2010054731、WO2010086089、WO2010118029、WO2011044988、WO2011051404、WO2011107491、WO2012020327、WO2012163471、WO2013094620、WO2013107487、WO2013174471、WO2014007565、WO2014008982、WO2014023377、WO2014024131、WO2014031977、WO2014038456、WO2014112450


















BL

0117

正孔ブロッキング層(HBL)を使用して、発光層から出る正孔及び/又は励起子の数を低減させることができる。デバイス中のそのようなブロッキング層の存在は、ブロッキング層を欠く同様のデバイスと比較して大幅に高い効率及び/又はより長い寿命をもたらし得る。また、ブロッキング層を使用して、OLEDの所望の領域に発光を制限することもできる。幾つかの実施形態においては、HBL材料は、HBLインターフェースに最も近接した発光体よりも低いHOMO(真空準位から更に離れて)及び/又は高い三重項エネルギーを有する。幾つかの実施形態においては、HBL材料は、HBLインターフェースに最も近接したホストの1つ以上よりも低いHOMO(真空準位から更に離れて)及び/又は高い三重項エネルギーを有する。

0118

一態様において、前記HBL中に使用される前記化合物は、上述したホストに用いられる場合と同じ分子又は同じ官能基を含む。

0119

別の態様において、前記HBL中に使用される前記化合物は、分子中に下記の群の少なくとも1つを含む。



式中、kは1から20までの整数であり;L101は他の配位子であり、k’は1から3までの整数である。
TL

0120

電子輸送層(ETL)は、電子を輸送することができる材料を含み得る。電子輸送層は、真性である(ドープされていない)か、又はドープされていてよい。ドーピングを使用して、伝導性を増強することができる。ETL材料の例は特に限定されず、電子を輸送するために典型的に使用されるものである限り、任意の金属錯体又は有機化合物を使用してよい。

0121

一態様において、前記ETL中に使用される前記化合物は、分子中に下記の群の少なくとも1つを含有する。






式中、R101は、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルホニル、ホスフィノ及びこれらの組合せからなる群から選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したArのものと同様の定義を有する。Ar1からAr3は、上記で言及したArのものと同様の定義を有する。kは1から20までの整数である。X101からX108はC(CHを含む)又はNから選択される。

0122

別の態様において、前記ETL中に使用される金属錯体は、下記の一般式を含有するがこれらに限定されない。



式中、(O−N)又は(N−N)は、原子O、N又はN、Nに配位された金属を有する二座配位子であり;L101は他の配位子であり;k’は、1から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値である。

0123

本明細書において開示される材料と組み合わせて、OLED中に用いられることができるETL材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。CN103508940、EP01602648、EP01734038、EP01956007、JP2004−022334、JP2005149918、JP2005−268199、KR0117693、KR20130108183、US20040036077、US20070104977、US2007018155、US20090101870、US20090115316、US20090140637、US20090179554、US2009218940、US2010108990、US2011156017、US2011210320、US2012193612、US2012214993、US2014014925、US2014014927、US20140284580、US6656612、US8415031、WO2003060956、WO2007111263、WO2009148269、WO2010067894、WO2010072300、WO2011074770、WO2011105373、WO2013079217、WO2013145667、WO2013180376、WO2014104499、WO2014104535












電荷発生層CGL)

0124

タンデム型、又は積層型のOLED中で、CGLは、性能において重要な役割を果たし、それぞれ、電子及び正孔の注入ためのn−ドープ層及びp−ドープ層からなる。電子及び正孔は、前記CGL及び電極から供給される。前記CGL中の消費された電子及び正孔は、それぞれカソード及びアノードから注入された電子及び正孔によって再び満たされ、その後バイポーラ電流が徐々に安定した状態に達する。典型的なCGL材料は、輸送層で用いられるn型及びp型伝導性ドーパントを含む。

0125

OLEDデバイスの各層中に使用される任意の上記で言及した化合物において、水素原子は、部分的に又は完全に重水素化されていてよい。故に、メチル、フェニル、ピリジル等であるがこれらに限定されない任意の具体的に挙げられている置換基は、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンであることができる。同様に、アルキル、アリール、シクロアルキル、ヘテロアリール等であるがこれらに限定されない置換基のクラスも、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンであることができる。
実験

0126

特に指定がない限り、全ての反応を窒素保護下で実施した。反応用の全ての溶媒は無水であり、商業的供給源から受け取ったものを利用した。

0127

比較化合物1(CC1)の合成
2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)ピリジンの合成



1,4−ジオキサン(80ml)中、2−ブロモ−ピリジン(2.8g、17.72mmol)、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(7.44g、22.12mmol)、及び2Mの炭酸カリウム水溶液(17.5mL、35mmol)の混合物を窒素で10分間スパージした(sparged)。ビストリフェニルホスフィンパラジウム(II)ジクロライド(0.375g、0.534mmol)を添加し、スパージを10分超続けた。反応混合物を一晩加熱還流した(約16時間)。その後、反応混合物を室温に冷却し、水(50mL)及び酢酸エチル(100mL)で希釈した。層を分離し、水層を酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた有機層をブライン(2×100mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮した。粗生成物ヘキサン中50%ジクロロメタンに溶解し、塩基性アルミナパッド(30g)に通し、ヘキサン(50mL)中50%ジクロロメタンで濯いだ。生成物(4.4g)をメタノールから再結晶化し、白色固体として、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)ピリジンを得た(4.21g、収率83%)。
CC1の合成

(A)トリエチルホスフェート(16mL)中、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)ピリジン(1.2g、4.2mmol)の溶液を窒素で10分間スパージした。塩化イリジウム(III)水和物(862mg、2.33mmol)を添加し、反応混合物を120℃で25時間撹拌した。冷却した反応混合物をDIUF水(16mL)で希釈し、濾過し、固体エタノール(3×10mL)で洗浄した。固体を空気乾燥し、オレンジ色の固体として、ジ−μ−クロロ−テトラキス[(2−(4−シクロヘキシルナフチル(cyclohexylnaphth)−1’イル)−ピリジン−1−イル)]ジイリジウム(III)を得た(2.11g、収率>100%)。(B)エタノール(25mL)中、ジ−μ−クロロ−テトラキス[(2−(4−シクロヘキシルナフチル(cyclohexylnaphth)−1’イル)−ピリジン−1−イル)]ジイリジウム(III)(2.11g、1.16mmol)及びアセチルアセトン(630mg、6.3mmol)の懸濁液を窒素で10分間スパージした。粉末状の炭酸カリウム(1.2g、8.4mmol)を添加し、暗所において室温で5時間反応混合物を撹拌した。DIUF水(25mL)を添加し、スラリーを1時間撹拌し、濾過し、水(3×5mL)及びエタノール(3×5mL)で固体を洗浄し、その後空気乾燥した。オレンジ色の固体(約2g)をシリカゲルカラム(50g)に充填し、1:1ジクロロメタン及びヘキサン(250mL)で溶離した。最も清澄生成物画分を濃縮し、真空オーブンにおいて50℃で固体を乾燥し、オレンジ色の固体として、化合物CC1、ビス[(2−(4−シクロヘキシルナフチル−1’−イル)−ピリジン−1−イル)]−(2,4−ペンタンジオナト(pen−tanedionato)−k2O,O’)イリジウム(III)を得た(0.81mg、収率40%)。

0128

比較化合物2(CC2)の合成
2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−メチルピリジンの合成



1,4−ジオキサン(80mL)中、2−ブロモ−4−メチルピリジン(3.8g、22.09mmol)、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(9.29g、27.6mmol)、及び2M炭酸カリウム水溶液(17.5mL、35mmol)の混合物を窒素で10分間スパージした。ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド(0.543g、0.773mmol)を添加し、スパージを10分超続けた。反応混合物を一晩加熱還流した(約16時間)。反応混合物を室温に冷却し、水(50mL)及び酢酸エチル(100mL)で希釈した。層を分離し、水層を酢酸エチル(2×100mL)で抽出した。合わせた有機層をブライン(2×100mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮した。粗生成物をヘキサン中50%ジクロロメタンに溶解し、塩基性アルミナのパッド(30g)に通し、ヘキサン(50mL)中50%ジクロロメタンで濯ぎ濾液を減圧下で濃縮した。粗生成物を120gのシリカゲルカラムで精製し、ヘキサン中33〜66%のジクロロメタンで溶離した。生成物(4.4g)をメタノールから再結晶化し、オフホワイトの固体として、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−メチルピリジンを得た(6.2g、収率93%)。
CC2の合成



(A)2−エトキシエタノール(120mL)及びDIUF水(30mL)中、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−メチルピリジン(3.32g、11.0mmol)の溶液を窒素で5分間スパージした。塩化イリジウム(III)水和物(1.58g、5.0mmol)を添加し、スパージを更に5分間続け、その後反応混合物を90℃で一晩加熱した(約16時間)。反応混合物を約50℃に冷却し、濾過し、固体を水(2×40mL)で洗浄した。固体を10分間空気乾燥し、ややオレンジ色の固体として、ジ−μ−クロロ−テトラキス[(2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−メチルピリジン−2−イル)]ジイリジウム(III)(3.1g、粗生成物(crude))を得た。(B)2−エトキシエタノール(60mL)中、粗生成物ジ−μ−クロロ−テトラキス[(2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4メチルピリジン−2−イル)]ジイリジウム(III)(3.07g、3.7mmol)及びペンタン−2,4−ジオン(0.74g、7.4mmol)の溶液を窒素で5分間スパージし、粉末状の炭酸カリウム(1.02g、6.0mmol)を添加し、スパージを更に3分間続けた。光を遮断するためにアルミニウムホイルで包んだフラスコ内で、反応混合物を室温で一晩(約16時間)撹拌した。DIUF水(60mL)を添加し、懸濁液を30分間撹拌し、得られた赤色固体を濾過した。赤色固体をジクロロメタン(10mL)中で懸濁し、シリカゲルのカラムに直接充填し、ヘキサン中40%ジクロロメタンでカラムを溶離した。生成物画分を減圧下で濃縮し、高真空下50℃で固体を乾燥し、オレンジ色の固体として、化合物CC2、ビス[(2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−メチルピリジン−2−イル)]−(ペンタン−2,4−ジオ−ナト−k2O,O’)イリジウム(III)を得た(0.95g、収率22%)。

0129

比較化合物3(CC3)の合成
2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(トリフルオロメチル)ピリジンの合成



1,4−ジオキサン(100mL)中、2−ブロモ−4−(トリフルオロメチル)ピリジン(5.0g、22.1mmol)、(1−シクロヘキシルナファレン(cyclohexylnaphalen)−2−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(9.3g、27.7mmol)及びtrans−ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(470mg、0.66mmol)の溶液に、2.0Mの炭酸カリウム水溶液(23mL、44.2mmol)を添加し、反応混合物を窒素で10分間スパージした。混合物を18時間加熱還流し、その後室温に冷却し、飽和ブライン(20mL)を添加し、層を分離した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮した。粗材料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、ヘプタン中30%ジクロロメタンで溶離し、その後100%ジクロロメタンに増加させて溶離し、生成物の完全な溶離を確実にした。生成物画分を減圧下で濃縮し、白色固体として、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(トリフルオロメチル)ピリジンを得た(5.8g、収率75%)。
CC3の合成



(A)2−エトキシ−エタノール(120mL)及びDIUF水(30mL)中、2−(4−シクロヘキシル−ナフタレン−2−イル)−4−(トリフルオロメチル)ピリジン(3.91g、11.0mmol)の溶液を窒素で5分間スパージした。塩化イリジウム(III)水和物(1.58g、5.0mmol)を添加し、スパージを5分間続け、その後反応混合物を90℃で7時間加熱した。反応混合物を約50℃に冷却し、濾過し、固体を水(30mL)で洗浄し、その後10分間空気乾燥し、赤味がかった固体として、化合物CC3、ジ−μ−クロロ−テトラキス[(2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(トリフルオロメチル)ピリジン−2−イル)]ジイリジウム(III)を得た(5.5g、粗生成物)。(B)2−エトキシエタノール(60mL)中、粗生成物のジ−μ−クロロ−テトラキス[(2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(トリフルオロメチル)ピリジン−2−イル)]ジイリジウム(III)(2.81g、3.0mmol)及びペンタン−2,4−ジオン(0.6g、6.0mmol)の溶液を窒素で5分間スパージした。粉末状の炭酸カリウム(0.829g、6.0mmol)を添加し、スパージを更に3分間続けた。反応混合物を室温で一晩撹拌した。DIUF水(60mL)を添加し、懸濁液を30分間撹拌し、固体を濾過した。メタノール(40mL)中で10分間粘性の固体をスラリー化し(slurried)、濾過し、固体をメタノール(40mL)で洗浄した。赤色の固体をシリカゲルのカラムに充填し、ヘキサン中30%ジクロロメタンでカラムを溶離した。生成物画分を減圧下で濃縮し、高真空下50℃で固体を乾燥し、赤色の固体として、化合物CC3、ビス[(2−(4−シクロヘキシル−ナフタレン−2−イル)−4−(トリフルオロメチル)ピリジン−2−イル)]−(ペンタン−2,4−ジオナト−k2O,O’)イリジウム(III)を得た(1.4g、全収率47%)。

0130

比較化合物4(CC4)の合成
4−(tert−ブチル)−2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)ピリジンの合成



1,4−ジオキサン(40mL)中、4−(tert−ブチル)−2−クロロピリジン(1.45g、8.55mmol)、2−(4−シクロヘキシル−ナフタレン−2−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(3.65g、10.85mmol)、及び2Mの炭酸カリウム水溶液(7.5mL、15mmol)の混合物を窒素で10分間スパージした。ビス(トリフェニル−ホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド(0.240g、0.342mmol)を添加し、スパージを更に10分間続け、反応混合物を18時間加熱還流した。反応混合物を室温に冷却し、水(5mL)及び酢酸エチル(60mL)で希釈した。層を分離し、水層を酢酸エチル(2×60mL)で抽出した。合わせた有機層を飽和ブライン(2×60mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮した。混ざりもののある生成物(6.74g)をシリカゲルクロマトグラフィーに付し、ヘキサン中33〜66%ジクロロメタンで溶離した。減圧下で生成物画分を濃縮し、固体をメタノールから再結晶化し、4−(tert−ブチル)−2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)ピリジンを得た(2.6g、収率89%)。
CC4の合成



4−(tert−ブチル)−2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)ピリジン(1.0g、145.8mmol)及びトリエチルホスフェート(6mL)の混合物を窒素で10分間スパージした。塩化イリジウム(III)水和物(0.46g、1.46mmol)を添加し、スパージを更に5分間続けた。反応混合物を125℃で16時間加熱した。反応混合物を室温に冷却し、メタノール(6mL)で希釈した。粉末状の炭酸カリウム(0.6g、4.37mmol)及びアセチルアセトン(0.29g、2.91mmol)を添加し、反応混合物を40℃で1時間撹拌した。水(15mL)を添加し、懸濁液を30分間撹拌し、濾過し、固体を水(3×2mL)及びメタノール(3×2mL)で洗浄した。オレンジ色の固体をシリカゲルクロマトグラフィーに付し、ヘプタン中、0〜50%ジクロロメタンで45分に亘って溶離した。生成物画分を減圧下で濃縮し、残渣(0.68g)を温ヘキサンで粉砕し、オレンジ色の固体として、化合物CC4、ビス[(2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−tert−ブチルピリジン−2−イル)]−(2,4−ペンタンジオナト−k2O,O’)イリジウム(III)を得た(0.55g、収率39%)。

0131

化合物C88,222の合成
2−(4−シクロヘキシル−ナフタレン−2−イル)−4−(3,3,3−トリフルオロ−2,2−ジメチルプロピル)ピリジンの合成



(A)2Lの四つ口フラスコ窒素フラッシュし、無水テトラヒドロフラン(500mL)中2−クロロ−4−ヨード−ピリジン(25.2g、105mmol)を投入し、添加中スパージを続けた。酢酸パラジウム(II)(0.71g、3.1mmol)及び2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシ−ビフェニル(SPhos)(2.6g、6.3mmol)を添加し、混合物を約1℃に冷却し、スパージを止めた。2℃未満に温度を維持しながら、テトラヒドロフラン(155mL、124mmol)中、0.8M(3,3,3−トリフルオロ−2,2−ジメチルプロピル)亜鉛(II)ブロミドを反応混合物に30分に亘って滴下した。反応混合物をアイスバス中で冷却し、25%水酸化ナトリウム(200mL)を滴下した。層を分離し、水相をメチルtert−ブチルエーテルで抽出した。合わせた有機相をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮し、黄色系褐色の油状物を得た。粗生成物(33.5g)をシリカゲルクロマトグラフィーに付し、ヘプタン中0〜10%酢酸エチルで溶離し、黄色の油状物として、2−クロロ−4−(3,3,3−トリフルオロ−2,2−ジメチルプロピル)ピリジンを得た(23.0g、収率92%)。(B)500mL四つ口フラスコに、2−クロロ−4−(3,3,3−トリフルオロ−2,2−ジメチルプロピル)ピリジン(4.75g、20mmol)、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(7.4g、22mmol)、2Mの炭酸カリウム水溶液(20mL、40mmol)、及びエタノール(300mL)を投入し、混合物を窒素で10分間スパージした。SilicaCatDPP−Pd(2.0g、0.6mmol)を添加し、スパージを更に5分間続けた。反応混合物を19時間加熱還流した。反応混合物を室温に冷却し、濾過し、固体を水(50mL)及びエタノール(100mL)で洗浄した。固体をジクロロメタン(30mL)中で溶解し、シリカゲル(50g)上に吸着させ、クロマトグラフィーで精製し、ヘプタン中0〜5%酢酸エチルで溶離し、白色固体として、2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(3,3,3−トリフルオロ−2,2−ジメチル−プロピル)ピリジンを得た(7.0g、収率85%)。
化合物C88,222の合成



(C)2−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(3,3,3−トリフルオロ−2,2−ジメチルプロピル)ピリジン(4.07g、9.9mmol)、2−エトキシエタノール(120mL)、及びDIUF水(30mL)の混合物を窒素で5分間スパージした。塩化イリジウム(III)水和物(1.42g、4.5mmol)を添加し、スパージを5分間続け、反応混合物を90℃で48時間加熱した。反応混合物を約60℃に冷却し、減圧下で濾過し、固体を水(2×30mL)で洗浄した。固体を5分間空気乾燥し、オレンジ色の固体として、ジ−μ−クロロ−テトラキス[(4−(4−シクロ−ヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(3,3,3−トリフルオロ−2,2−ジメチルプロピル)ピリジン−2−イル]−ジイリジウム(III)を得た(4.0g)。
(D)2−エトキシエタノール(100mL)中、ジ−μ−クロロ−テトラキス[(4−(4−シクロヘキシルナフタレン−2−イル)−4−(3,3,3−トリ−フルオロ−2,2−ジメチルプロピル)ピリジン−2−イル]ジイリジウム(III)(4.08g、3.9mmol)、及びペンタン−2,4−ジオン(0.78g、7.8mmol)の溶液を窒素で5分間スパージした。粉末状の炭酸カリウム(1.08g、7.8mmol)を添加し、スパージングを更に5分間続けた。混合物を50℃で24時間撹拌した。DIUF水(100mL)を添加し、懸濁液を30分間撹拌し、濾過し、僅かに粘性の固体を水(30mL)で洗浄した。固体をメタノール(50mL)中で10分間スラリー化し、濾過し、固体をメタノール(50mL)で洗浄した。ヘキサン(20mL)中30%ジクロロメタンに、赤色固体を溶解/懸濁し、35℃で30分間撹拌した。スラリーをシリカゲルのカラムに直接充填し、ヘキサン中30〜40%ジクロロメタンで溶離した。画分を含む生成物を減圧下で濃縮し、真空オーブンにおいて50℃で乾燥し、赤色固体として、化合物C88,222、[(2−(4−シクロヘキシル−ナフタレン−2−イル)−4−(3,3,3−トリ−フルオロ−2,2−ジメチルプロピル)ピリジン−2−イル]−(2,4−ペンタンジオナト−k2O,O’)イリジウム(III)を得た(1.8g、2ステップにおいて収率36%)。

0132

デバイス実施例

0133

実施例デバイスはいずれも高真空下(<10−7Torr)における熱蒸着で作製した。アノード電極は、1150Åの酸化インジウムスズ(ITO)であった。カソード電極は、10ÅのLiq(8−ヒドロキシキノリンリチウム)と1,000ÅのAlとからなった。デバイスはいずれも、作製後直ちに、窒素グローブボックス(<1ppmのH2O及びO2)中で、エポキシ樹脂封止したガラス製の蓋で封入し、水分ゲッターパッケージに入れた。デバイス実施例の有機積層体は、ITO表面から順に、正孔注入層(HIL)として、100ÅのLG101(LG chemから購入)と;正孔輸送層(HTL)として、400ÅのHTMと;ホストとして、化合物H、安定ドーパント(SD)(18%)、及び発光体(3%)として、比較化合物1、2、3、及び4(CC1、CC2、CC3、CC4)又は化合物C88,222を含む300Åの発光層(EML)と;ブロッキング層として、100Åの化合物Hと;及びETLとして、40%のETMでドープした350ÅのLiq(8−ヒドロキシキノリンリチウム)とからなった。所望の色、効率、及び寿命を提供するために、発光体が選択された。安定性ドーパント(SD)を電子輸送ホストに添加し、発光層における正電荷の輸送を助けた。比較化合物をEMLにおける発光体として使用した以外は、デバイス実施例と同様に比較例デバイスを作成した。下記表1は、デバイス層に用いられた材料及び層の厚みを提供する。

0134

デバイス性能データを下記の表2に纏める。発光の最大波長(λmax)は、全ての比較化合物(589nm、584nm、584nm)及び化合物C88,222(589nm)において、非常に類似している。例外としては、CF3ペンダント基をピリジンに添加した化合物CC3であり(631nm)、ピリジン上の電子吸引基が、オレンジ色から濃い赤色(はるかに低いエネルギー)への発光の深色性のシフトをもたらすことを示す。デバイス性能は、類似の発光色においてのみ比較できうるので、CC3と、大きな色の変化を除いた他の試験したものと、を比較するのは適切ではない。発光の線形状(FHWM)は、同様の発光色を有する比較化合物と化合物C88,222でほぼ同じである。化合物C88,222(1.00)のEQEは、類似の発光色を有する全ての比較化合物のEQE(CC1−0.74、CC2−0.81、CC4−0.81)よりもはるかに高い。ピリジンユニット上のフレキシブルな分岐側鎖の追加は、この効率の上昇に寄与し得ている。最後に、同様の発光色を有する比較化合物(CC1−0.28、CC2−0.44、CC4−0.34)と比較して、デバイス寿命LT95% 80mA/cm2で)も化合物C88,222(1.00)の場合において良好であった。

0135

実験OLEDデバイスで用いられる材料の化学構造は、下記に示される。

0136

本明細書において記述されている種々の実施形態は、単なる一例としてのものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。例えば、本明細書において記述されている材料及び構造の多くは、本発明の趣旨から逸脱することなく他の材料及び構造に置き換えることができる。したがって、特許請求されている通りの本発明は、当業者には明らかとなるように、本明細書において記述されている特定の例及び好ましい実施形態からの変形形態を含み得る。なぜ本発明が作用するのかについての種々の理論は限定を意図するものではないことが理解される。

先行技術

0137

米国特許第5,844,363号明細書
米国特許第6,303,238号明細書
米国特許第5,707,745号明細書
米国特許第7,279,704号明細書

0138

100有機発光デバイス
110基板
115アノード
120正孔注入層
125正孔輸送層
130電子ブロッキング層
135発光層
140正孔ブロッキング層
145電子輸送層
150電子注入層
155 保護層
160カソード
162 第1の導電層
164 第2の導電層
170バリア層
200反転させたOLED、デバイス
210 基板
215 カソード
220 発光層
225 正孔輸送層
230 アノード

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