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特開2023-147278有機エレクトロルミネッセンス材料およびその素子
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023147278
(43)【公開日】2023-10-12
(54)【発明の名称】有機エレクトロルミネッセンス材料およびその素子
(51)【国際特許分類】
   C07F 15/00 20060101AFI20231004BHJP
   C09K 11/06 20060101ALI20231004BHJP
   H10K 50/12 20230101ALI20231004BHJP
   H10K 85/30 20230101ALI20231004BHJP
   H10K 85/60 20230101ALI20231004BHJP
【FI】
C07F15/00 E CSP
C09K11/06 660
H10K50/12
H10K85/30
H10K85/60
【審査請求】有
【請求項の数】24
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023052972
(22)【出願日】2023-03-29
(31)【優先権主張番号】202210309910.2
(32)【優先日】2022-03-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】519333413
【氏名又は名称】北京夏禾科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人R&C
(72)【発明者】
【氏名】桑 明
(72)【発明者】
【氏名】湯 斌
(72)【発明者】
【氏名】李 宏博
(72)【発明者】
【氏名】蔡 ▲維▼
(72)【発明者】
【氏名】王 珍
(72)【発明者】
【氏名】王 ▲ソウ▼
(72)【発明者】
【氏名】▲クアン▼ 志遠
(72)【発明者】
【氏名】夏 伝軍
【テーマコード(参考)】
3K107
4H050
【Fターム(参考)】
3K107AA01
3K107BB01
3K107BB02
3K107CC04
3K107CC12
3K107DD53
3K107DD59
3K107DD64
3K107DD68
3K107DD69
3K107FF14
4H050AA01
4H050AA03
4H050AB92
(57)【要約】      (修正有)
【課題】エレクトロルミネッセンス素子に適用されることにより、素子の発光性能、駆動電圧および効率(CE、PEおよびEQE)を改善することができ、より飽和した発光、顕著に向上した素子の総合性能を示す化合物を提供する。
【解決手段】具体的には、例えば下式の金属錯体134が示される。

【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属Mと、金属Mと配位する配位子Lとを含む金属錯体であって、
は、式1で表される構造を有する、金属錯体。
【化1】
(金属Mは、相対原子質量が40超えの金属から選ばれ、
Zは、O、S、Se、NR、CRR、SiRRおよびGeRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
および/またはYは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、
~Xは、出現毎に同一または異なってC、CR、CArまたはNから選ばれ、
~Xのうちの少なくとも2つは、Cであり、そのうちの1つのCは、式1で示した窒素含有6員環と結合し、他の1つのCは、金属-炭素結合によって金属と結合し、
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、
~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化2】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
R、R、R、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
「*」は、式2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
式1における
【化3】
は、金属Mと結合することを表す。)
【請求項2】
は、式1a~1fのうちの1つで表される構造を有する、請求項1に記載の金属錯体。
【化4】
(Zは、O、S、Se、NR、CRR、SiRRおよびGeRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
およびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、
~Xは、出現毎に同一または異なってCR、CArまたはNから選ばれ、
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、
~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化5】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
R、R、R、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
「*」は、式2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
式1a~式1fにおける
【化6】
は、金属Mと結合することを表す。)
【請求項3】
前記金属錯体は、M(L(L(Lの一般式を有し、
金属Mは、相対原子質量が40超えの金属から選ばれ、好ましくは、Mは、出現毎に同一または異なってCu、Ag、Au、Ru、Rh、Pd、Os、IrおよびPtからなる群から選ばれ、より好ましくは、Mは、出現毎に同一または異なってPtまたはIrから選ばれ、
、LおよびLは、それぞれ金属Mと配位する第1配位子、第2配位子および第3配位子であり、L、LおよびLは、同一または異なり、L、LおよびLは、結合して多座配位子を形成していてもよく、
mは、1、2または3から選ばれ、nは、0、1または2から選ばれ、qは、0、1または2から選ばれ、m+n+qは、金属Mの酸化状態に等しく、mが2以上である場合、複数のLは、同一または異なり、nが2である場合、2つのLは、同一または異なり、qが2である場合、2つのLは、同一または異なり、
およびLは、出現毎に同一または異なって
【化7】
からなる群から選ばれるいずれか1種で表される構造であり、
およびRは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NRN1、CRC1C2からなる群から選ばれ、
、R、R、RN1、RC1およびRC2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RN1、RC1およびRC2は、結合して環を形成していてもよく、
上記LおよびLにおける
【化8】
は、金属Mと結合することを表す、請求項1に記載の金属錯体。
【請求項4】
金属錯体Ir(L(L3-mは、式3で表される構造を有する、請求項1に記載の金属錯体。
【化9】
(mは、1、2または3から選ばれ、mが1である場合、2つのLは、同一または異なり、mが2または3である場合、複数のLは、同一または異なり、
Zは、O、S、Se、NR、CRR、SiRRおよびGeRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
およびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、
~Xは、出現毎に同一または異なってCR、CArまたはNから選ばれ、
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、
~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化10】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
R、R、R、Ra1、Ra2、R~Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R~Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【請求項5】
Zは、OおよびSからなる群から選ばれ、好ましくは、Zは、Oである、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項6】
aは、0、1、2または3から選ばれ、好ましくは、aは、1である、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項7】
~Yは、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、YおよびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
より好ましくは、他のRは、水素、重水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、またはこれらの組合せから選ばれ、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項8】
およびYのうちの少なくとも1つは、CRであり、且つ前記Rは、フッ素であり、Y~Yのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つRは、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~10のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~10のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~15のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~15のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、YおよびYは、CRから選ばれ、そのうちの1つの前記Rは、フッ素であり、そのうちの他の1つの前記Rは、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~10のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~10のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~15のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~15のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項9】
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、X~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
好ましくは、X~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、X~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
より好ましくは、XおよびXのうちの1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、XおよびXのうちの他の1つは、CArから選ばれる、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項10】
~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはCArから選ばれ、且つX~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、前記Rのうちの少なくとも1つは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、シアノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、前記Rのうちの少なくとも1つは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、フッ素、置換または非置換の炭素原子数1~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~12のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~12のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~6のアルキルシリル基、シアノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
より好ましくは、前記Rのうちの少なくとも1つは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項11】
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、フッ素、置換または非置換の炭素原子数1~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~18のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~18のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~15のアルキルシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
より好ましくは、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、フッ素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ピリジル基、トリメチルシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項12】
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~18の芳香環、環原子数5~18のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上30以下であり、
好ましくは、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、フルオレン環、シリコンフルオレン環、キノリン環、イソキノリン環、融合ビチオフェン環、融合ビフラン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、トリフェニレン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環、アザフルオレン環、アザシリコンフルオレン環、アザジベンゾフラン環、アザジベンゾチオフェン環、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上24以下であり、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項13】
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環、環原子数5または6のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、
好ましくは、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環または環原子数6のヘテロ芳香環から選ばれ、
より好ましくは、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環から選ばれる、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項14】
Arは、出現毎に同一または異なって
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよく、
「*」は、前記Arの結合箇所を表す、請求項1~4のいずれか1項に記載の金属錯体。
【請求項15】
~Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、且つすべての前記R~Rおよび/またはR~Rの炭素原子数の和が少なくとも4であり、
好ましくは、R~Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、且つすべての前記R~Rの炭素原子数の和が少なくとも4であり、および/またはR~Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、且つすべての前記R~Rの炭素原子数の和が少なくとも4である、請求項4に記載の金属錯体。
【請求項16】
、R、R、Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つまたは少なくとも3つまたはすべては、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
好ましくは、R、R、R、Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つまたは少なくとも3つまたはすべては、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
より好ましくは、R、R、R、Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つまたは少なくとも3つまたはすべては、重水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい、請求項4に記載の金属錯体。
【請求項17】
は、出現毎に同一または異なって
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】
【化28】
【化29】
【化30】
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【化36】
【化37】
【化38】
【化39】
【化40】
【化41】
【化42】
【化43】
【化44】
【化45】
【化46】
【化47】
【化48】
【化49】
【化50】
【化51】
【化52】
【化53】
【化54】
【化55】
【化56】
【化57】
【化58】
【化59】
【化60】
【化61】
【化62】
【化63】
【化64】
【化65】
【化66】
【化67】
【化68】
からなる群から選ばれ、
前記La1~La879における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい、請求項1に記載の金属錯体。
【請求項18】
は、出現毎に同一または異なって
【化69】
【化70】
【化71】
【化72】
【化73】
【化74】
【化75】
【化76】
【化77】
【化78】
【化79】
からなる群から選ばれ、
前記Lb1~Lb334における水素原子は、一部または全部重水素化されていてもよい、請求項3または17に記載の金属錯体。
【請求項19】
金属錯体は、IrL(Lの構造を有し、2つのLは、同一または異なり、Lは、La1~La879からなる群から選ばれるいずれか1つであり、Lは、Lb1~Lb334からなる群から選ばれるいずれか1つまたは2つであり、
好ましくは、金属錯体は、金属錯体1~金属錯体396からなる群から選ばれ、金属錯体1~金属錯体396は、IrL(Lの構造を有し、2つのLが同一であり、LおよびLは、それぞれ以下の表における構造に対応する、請求項18に記載の金属錯体。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【請求項20】
陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含むエレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機層のうちの少なくとも1層は、請求項1~19のいずれか1項に記載の金属錯体を含む、エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項21】
前記金属錯体を含む前記有機層は、発光層である、請求項20に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項22】
発光層には、第1ホスト化合物がさらに含まれ、
好ましくは、発光層には、第2ホスト化合物がさらに含まれ、
より好ましくは、前記第1ホスト化合物および第2ホスト化合物のうちの少なくとも1種は、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、カルバゾール、アザカルバゾール、インドロカルバゾール、ジベンゾチオフェン、アザジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、アザジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、フルオレニル、シリコンフルオレン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、フェナントレン、アザフェナントレン、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも1種の化学基を含む、請求項21に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項23】
前記金属錯体は、前記第1ホスト化合物および第2ホスト化合物にドーピングされ、金属錯体の重量が発光層の合計重量に対して1%~30%であり、
好ましくは、金属錯体の重量が発光層の合計重量に対して3%~13%である、請求項22に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項24】
請求項1~19のいずれか1項に記載の金属錯体を含む、化合物組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光素子などの有機電子素子に用いられる化合物に関する。特に、式1で表される構造を有するL配位子を含む金属錯体、該金属錯体を含むエレクトロルミネッセンス素子及び化合物組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
有機電子素子は、有機発光ダイオード(OLEDs)、有機電界効果トランジスタ(O-FETs)、有機発光トランジスタ(OLETs)、有機起電セル(OPVs)、色素-増感太陽電池(DSSCs)、有機光検出器、有機感光装置、有機電界効果素子(OFQDs)、発光電気化学セル(LECs)、有機レーザダイオードおよび有機プラズマ発光素子を含むが、それに限定されない。
【0003】
1987年、イーストマンコダック(Eastman Kodak)のTangおよびVan Slykeにより、電子輸送層および発光層として、アリールアミン正孔輸送層とトリス-8-ヒドロキシキノリン-アルミニウム層とを含む二層有機エレクトロルミネセント素子が報道されている(Applied Physics Letters、1987、51(12):913~915)。素子に対してバイアスが一旦印加されると、緑色光が素子から発射される。この発明は、現代の有機発光ダイオード(OLEDs)の発展に対する基礎を築き上げている。最も先進的なOLEDsは、電荷注入・輸送層、電荷・励起子ブロッキング層、および陰極と陽極との間の1つまたは複数の発光層などの複数の層を含んでもよい。OLEDsは、自発光性ソリッドステート素子であるので、表示および照明の適用に対して極めて大きな潜在力を提供している。また、有機材料の固有な特性、例えばそれらの可撓性は、可撓性基板で行った製造などの特殊な適用に非常に適合するようになっている。
【0004】
OLEDは、その発光メカニズムに応じて、3種の異なるタイプに分けられている。Tangおよびvan Slykeにより発明されたOLEDは、蛍光OLEDであり、一重項発光のみを使用する。素子において生成した三重項が非輻射減衰通路により浪費され、蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)が25%に過ぎないため、この制限はOLEDの商業化を妨害している。1997年、ForrestおよびThompsonにより、錯体含有重金属からの三重項発光を発光体として用いるりん光OLEDが報道されている。そのため、一重項および三重項を収穫し、100%のIQEを実現することができる。その効率が高いため、りん光OLEDの発見および発展は、直接的にアクティブマトリクスOLED(AMOLED)の商業化に貢献する。最近、Adachiは、有機化合物の熱活性化遅延蛍光(TADF)によって高効率を実現している。これらの発光体は、小さい一重項-三重項ギャップを有するため、励起子が三重項から一重項に戻るトランジションが可能となる。TADF素子において、三重項励起子がリバースシステム間で貫通すること(逆項間交差)によって一重項励起子を生成することに起因してIQEが高くなっている。
【0005】
OLEDsは、さらに、所用材料の形態に応じて、小分子とポリマーOLEDに分けられてもよい。小分子とは、ポリマーではない、有機または有機金属のいずれかの材料を指し、精確な構造を有すれば、小分子の分子量が大きくてもよい。明確な構造を有するデンドリマーは、小分子と認められている。ポリマーOLEDは、共役ポリマーと、側鎖の発光基を有する非共役ポリマーとを含む。製造過程において後重合を発生すると、小分子OLEDがポリマーOLEDになり得る。
【0006】
様々なOLEDの製造方法が公知されている。小分子OLEDは、一般的に、真空熱蒸発により製造されるものである。ポリマーOLEDは、例えばスピンコート、インクジェット印刷およびノズル印刷などの溶液法により製造されるものである。材料が溶剤に溶解または分散することが可能であれば、小分子OLEDも溶液法により製造されることができる。
【0007】
OLEDの発光色は、発光材料の構造設計により実現することができる。OLEDは、所望のスペクトルを実現するように、1つまたは複数の発光層を含んでもよい。緑色、黄色、赤色OLEDにおいて、りん光材料は、既に商業化の実現に成功したが、青色のりん光素子には、依然として、青色が飽和せず、耐用年数が短く、作業電圧が高いなどの問題が存在する。市販のフルカラーOLEDディスプレイは、一般的に混合策略を用い、青色の蛍光、および黄色、赤色または緑色のりん光を用いる。現在、りん光OLEDの効率が高輝度の場合に急速に低下するという問題が存在する。また、より飽和した発光スペクトル、より高い効率、およびより長いデバイス耐用年数を有することが望まれている。
【0008】
CN111875640Aでは、下記式で表される金属錯体の構造が開示されている。
【化1】
【0009】
更に、以下のイリジウム錯体が開示されている。
【化2】
【0010】
該出願では、ピリジン-DBX骨格配位子におけるピリジンの5位にフッ素原子が結合された金属錯体が開示されているが、ピリジン-ヘキサペンタ六縮合環の骨格配位子のピリジンにおいて特定の位置に結合された特定のフッ素置換を有し、且つヘキサペンタ六縮合環構造において特定の置換基を有する金属錯体、およびそれが素子の性能に対する影響が開示、教示されていない。
【0011】
US20210054010A1では、以下の配位子構造を有する金属錯体が開示されている。
【化3】
(ただし、環AおよびDは、独立した5員または6員炭素環またはヘテロ環であり、少なくとも1つのRは、炭素環またはヘテロ環である。)
【0012】
更に、以下のイリジウム錯体が開示されている。
【化4】
【0013】
しかしながら、該出願では、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格配位子におけるアザ6員環の特定の位置に結合された特定のフッ素置換を有し、且つヘキサペンタ六縮合環構造に特定の置換基を有する金属錯体、およびそれが素子の性能に対する影響が開示、教示されていない。
【0014】
US20200251666A1では、下記式で表される配位子構造を含む金属錯体が開示されている。
【化5】
(ただし、X~Xのうちの少なくとも1つは、C-CNから選ばれる)。
【0015】
更に、以下の構造を有する前記金属錯体が開示されている。
【化6】
【0016】
それは、有機エレクトロルミネッセンス素子に適用されることにより、素子の性能および顔色の飽和度を向上させることができ、業界では高い水準に達しているが、依然として改善の余地がある。それと同時に、該出願では、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格配位子におけるアザ6員環の特定の位置に結合された特定のフッ素置換を有し、且つヘキサペンタ六縮合環構造において特定の置換基を有する金属錯体、およびそれが素子の性能に対する影響が開示、教示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0017】
【特許文献1】中国特許出願公開第111875640号
【特許文献2】米国特許出願公開第20210054010号
【特許文献3】米国特許出願公開第20200251666号
【非特許文献】
【0018】
【非特許文献1】Applied Physics Letters、1987、51(12):913~915
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
本発明は、上述した問題の少なくとも一部を解決するために、式1で表される構造を有するL配位子を含む一連の金属錯体を提供することを目的とする。前記L配位子は、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格構造を有しながら、前記アザ6員環において特定の位置のフッ素置換を有し、前記ヘキサペンタ六縮合環構造において特定のAr置換及びフッ素またはシアノ基置換を有する。該金属錯体は、エレクトロルミネッセンス素子における発光材料として用いることができる。これらの新規な化合物は、エレクトロルミネッセンス素子に適用されることにより、素子の発光性能、駆動電圧及び効率(CE、PEおよびEQE)を改善することができ、より飽和した発光、顕著に向上した素子の綜合性能を示している。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明の一実施例によれば、金属Mと、金属Mと配位する配位子Lとを含む金属錯体であって、Lは、式1で表される構造を有する、金属錯体が開示される。
【化7】
(金属Mは、相対原子質量が40超えの金属から選ばれ、
Zは、O、S、Se、NR、CRR、SiRRおよびGeRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
およびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、
~Xは、出現毎に同一または異なってC、CR、CArまたはNから選ばれ、
~Xのうちの少なくとも2つは、Cであり、そのうちの1つのCは、式1で示した窒素含有6員環と結合し、他の1つのCは、金属-炭素結合によって金属と結合し、
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、
~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化8】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
R、R、R、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
「*」は、式2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
式1における
【化9】
は、金属Mと結合することを表す。)
【0021】
本発明の他の実施例によれば、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含むエレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層のうちの少なくとも1層は、上述した実施例に記載された金属錯体を含むエレクトロルミネッセンス素子がさらに開示される。
【0022】
本発明の他の実施例によれば、上述した実施例に記載された金属錯体を含む化合物組合物せがさらに開示される。
【0023】
本発明は、式1で表される構造を有するL配位子を含む一連の金属錯体を提供する。前記L配位子は、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格構造を有し、且つ前記アザ6員環において特定の位置のフッ素置換を有しながら、前記ヘキサペンタ六縮合環構造において特定のAr置換及びフッ素またはシアノ基置換を有する。該金属錯体は、エレクトロルミネッセンス素子における発光材料として用いることができる。これらの新規な化合物は、エレクトロルミネッセンス素子に適用されることにより、素子の発光性能、駆動電圧及び効率(CE、PEおよびEQE)を改善することができ、より飽和した発光、顕著に向上した素子の綜合性能を示している。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】本発明に係る金属錯体および化合物組成物を含んでもよい有機エレクトロルミネッセンス装置の模式図である。
図2】本発明に係る金属錯体および化合物組成物を含んでもよい他の有機エレクトロルミネッセンス装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
OLEDは、ガラス、プラスチック、および金属などの様々な基板で製造することができる。図1は、有機発光装置100を例示的に制限せずに示している。図面に対して、必ずしも縮尺どおりに製作するわけではなく、図において、必要に応じて一部の層構造を省略してもよい。装置100には、基板101、陽極110、正孔注入層120、正孔輸送層130、電子ブロッキング層140、発光層150、正孔ブロッキング層160、電子輸送層170、電子注入層180および陰極190が含まれてもよい。装置100は、記載される層を順に堆積することにより製造されてもよい。各層の性質、機能および例示的な材料については、米国特許US7279704B2の第6~10欄においてより詳細に記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【0026】
これらの層のそれぞれには、より多くの実例がある。例示的には、全文を援用するように組み込まれた米国特許第5844363号において、可撓性で透明な基板-陽極の組合せが開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、p型ドープの正孔輸送層の実例は50:1のモル比でF-TCNQがドーピングされたm-MTDATAであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた、トンプソン(Thompson)らによる米国特許第6303238号において、ホスト材料の実例が開示されている。例えば、全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2003/0230980号において、n型ドープの電子輸送層の実例は1:1のモル比でLiがドーピングされたBPhenであることが開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第5703436号および第5707745号において、例えばMg:Agなどの金属薄層と、その上に被覆された、スパッタ堆積された透明な導電ITO層とを有する複合陰極を含む陰極の実例が開示されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許第6097147号および米国特許出願公開第2003/0230980号において、より詳細に、ブロッキング層の原理と使用が記載されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において注入層の実例が提供されている。全文を援用するように組み込まれた米国特許出願公開第2004/0174116号において、保護層が記載されている。
【0027】
非限定的な実施例により上述した分層構造が提供される。上述した各種の層を組み合わせることによってOLEDの機能が実現することができ、或いは、一部の層を完全に省略することができる。それは、明確に記載されていない他の層を含んでもよい。それぞれの層内に、最適な性能を実現するように、単一の材料または多種の材料の混合物を使用することができる。機能層はいずれも、複数なサブ層を含んでもよく、例えば、発光層は、所望の発光スペクトルを実現するように、2層の異なる発光材料を有してもよい。
【0028】
一実施例において、OLEDは、陰極と陽極との間に設けられた「有機層」を有すると記載されてもよい。当該有機層は、1つまたは複数の層を含んでもよい。
【0029】
OLEDにもカプセル化層が必要であり、図2に示すように、有機発光装置200が例示的に制限せずに示されている。図1との相違点は、水分および酸素などの外界からの有害物質を防止するように、陰極190上にカプセル化層102を含んでもよい。ガラス、または有機-無機混合層などのカプセル化機能を提供可能ないかなる材料も、カプセル化層として用いられてもよい。カプセル化層は、OLED素子の外部に、直接または間接的に配置されるべきである。多層薄膜カプセル化については、米国特許US7968146B2において記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【0030】
本発明の実施例により製造される素子は、当該素子の1つまたは複数の電子部材モジュール(或いは、ユニット)を有する各種の消費製品に組み込まれてもよい。これらの消費製品は、例えば、フラットパネルディスプレイ、モニタ、医療用モニタ、テレビ、ビルボード、室内または室外用照明ランプおよび/または信号ランプ、ヘッドアップディスプレイ、全部または一部透明のディスプレイ、可撓性ディスプレイ、スマートフォン、フラットパネルコンピューター、フラットパネル携帯電話、ウェアラブル素子、スマートウォッチ、ラップトップコンピューター、デジタルカメラ、携帯型ビデオカメラ、ファインダー、マイクロディスプレイ、3-Dディスプレイ、車載ディスプレイおよびテールライトを含む。
【0031】
本明細書に記載される材料および構造は、上述にて列挙されている他の有機電子素子にも用いられてもよい。
【0032】
「頂部」とは、基板から最も遠く、「底部」とは、基板から最も近いことを意味する。第1層が第2層「上」に設けられていると記載されている場合、第1層が基板から相対的に遠いように設けられている。第1層が第2層「と」「接触する」ことを規定していない限り、第1層と第2層との間に他の層が存在してもよい。例示的には、陰極と陽極との間に各種の有機層が存在しても、依然として、陰極が陽極「上」に設けられていると記載されることができる。
【0033】
「溶液が処理可能である」とは、溶液または懸濁液の形態で液体媒体に溶解、分散または輸送可能であり、および/または液体媒体から堆積可能であることを意味する。
【0034】
配位子は、直接的に発射材料の感光性質を促成すると、「感光性」と呼ばれてもよいことが信じられている。配位子は、発射材料の感光性質を促成しないと、「補助性」と呼ばれてもよい。しかし、補助性の配位子は、感光性配位子の性質を変更することができることが信じられている。
【0035】
蛍光OLEDの内部量子効率(IQE)は、遅延蛍光の存在によって25%のスピン統計による制限を超えてもよいことが信じられている。遅延蛍光は、一般的に2つのタイプ、すなわちP型遅延蛍光およびE型遅延蛍光に分けられてもよい。P型遅延蛍光は、三重項-三重項消滅(TTA)により生成される。
【0036】
一方、E型遅延蛍光は、2つの三重項の衝突ではなく、三重項と一重項との励起状態の変換に依存する。E型遅延蛍光を生成可能な化合物は、エネルギー状態の変換を行うように、極めて小さい一重項-三重項ギャップを有することが必要である。熱エネルギーは、三重項から一重項までの遷移を活性化することができる。このようなタイプの遅延蛍光は、熱活性化遅延蛍光(TADF)とも呼ばれる。TADFの顕著な特徴は、遅延成分が温度の上昇と伴って向上することにある。リバースシステム(RISC)間の貫通(逆項間交差)の速度が十分に速いと、三重項からの非輻射減衰を最小化させ、バックフィルした一重項の励起状態の割合は75%に達することができる。一重項の合計割合は100%であってもよく、エレクトロによる励起子のスピン統計の25%をはるかに超えている。
【0037】
E型遅延蛍光の特徴は、励起複合物系または単一の化合物から見える。理論に限定されず、E型遅延蛍光は、発光材料が小さい一重項-三重項エネルギーギャップ(ΔES-T)を有する必要がある。有機非金属含有の供与体・受容体発光材料は、この点を実現する可能性がある。これらの材料の発射は、通常、供与体・受容体電荷遷移(CT)型発射であると特徴付けられる。これらの供与体・受容体型化合物において、HOMOとLUMOとの空間分離は、一般的に小さいΔES-Tを生成することになる。これらの状態は、CT状態を含んでもよい。通常、供与体・受容体発光材料は、電子供与体部分(例えば、アミン基またはカルバゾール誘導体)と電子受容体部分(例えば、N含有の六員芳香族環)を結合することにより構築される。
【0038】
置換基の専門用語の定義について
【0039】
ハロゲンまたはハロゲン化物とは、本明細書に用いられるように、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を含む。
【0040】
アルキル基とは、本明細書に用いられるように直鎖および分岐鎖のアルキル基を含む。アルキル基は、炭素原子数1~20のアルキル基であってもよく、炭素原子数1~12のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基の実例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、ネオペンチル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、1-ペンチルヘキシル、1-ブチルペンチル、1-ヘプチルオクチル、および3-メチルペンチルを含む。そのうち、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、ネオペンチルおよびn-ヘキサンであることが好ましい。また、アルキル基は、置換されていてもよい。
【0041】
シクロアルキル基とは、本明細書に用いられるように環状のアルキル基を含む。シクロアルキル基は、環炭素原子数3~20のシクロアルキル基であってもよく、炭素原子数4~10のシクロアルキル基であることが好ましい。シクロアルキル基の実例は、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシル、1-アダマンチル、2-アダマンチル、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基などを含む。そのうち、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、4,4-ジメチルシクロヘキシルであることが好ましい。また、シクロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0042】
ヘテロアルキル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル鎖のうちの1つまたは複数の炭素が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、リン原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれるヘテロ原子で置換されてなる。ヘテロアルキル基は、炭素原子数1~20のヘテロアルキル基であってもよく、炭素原子数1~10のヘテロアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~6のヘテロアルキル基であることがより好ましい。ヘテロアルキル基の実例は、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、メチルチオメチル基、エチルチオメチル基、エチルチオエチル基、メトキシメトキシメチル基、エトキシメトキシメチル基、エトキシエトキシエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、メルカプトメチル基、メルカプトエチル基、メルカプトプロピル基、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基、ジメチルアミノメチル基、トリメチルゲルマニウムメチル基、トリメチルゲルマニウムエチル基、トリメチルゲルマニウムイソプロピル基、ジメチルエチルゲルマニウムメチル基、ジメチルイソプロピルゲルマニウムメチル基、tert-ブチルジメチルゲルマニウムメチル基、トリエチルゲルマニウムメチル基、トリエチルゲルマニウムエチル基、トリイソプロピルゲルマニウムメチル基、トリイソプロピルゲルマニウムエチル基、トリメチルシリルメチル基、トリメチルシリルエチル基、トリメチルシリルイソプロピル基、トリメチルシリルイソプロピル基、トリイソプロピルシリルメチル基、トリイソプロオイルシリルエチル基。また、ヘテロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0043】
アルケニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖、分岐鎖および環状オレフィン基を含む。鎖状のアルケニル基は、炭素原子数2~20のアルケニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルケニル基であることが好ましい。アルケニル基の例は、ビニル基、プロピレン基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、1,3-ブタジエニル基、1-メチルビニル基、スチリル基、2,2-ジフェニルビニル基、1,2-ジフェニルビニル基、1-メチルアリル基、1,1-ジメチルアリル基、2-メチルアリル基、1-フェニルアリル基、2-フェニルアリル基、3-フェニルアリル基、3,3-ジフェニルアリル基、1,2-ジメチルアリル基、1-フェニル-1-ブテニル基、3-フェニル-1-ブテニル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロヘプタトリエニル基、シクロオクテニル基、シクロオクタテトラエニル基およびノルボルニルアルケニル基を含む。また、アルケニル基は、置換されていてもよい。
【0044】
アルキニル基とは、本明細書に用いられるように、直鎖のアルキニル基を含む。アルキニル基は、炭素原子数2~20のアルキニル基であってもよく、炭素原子数2~10のアルキニル基であることが好ましい。アルキニル基の実例は、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3,3-ジメチル-1-ブチニル基、3-エチル-3-メチル-1-ペンチニル基、3,3-ジイソプロピル1-ペンチニル基、フェニルエチニル基、フェニルプロピニル基などを含む。そのうち、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、フェニルエチニル基であることが好ましい。また、アルキニル基は、置換されていてもよい。
【0045】
アリール基または芳香族基とは、本明細書に用いられるように、非縮合および縮合系を考慮する。アリール基は、炭素原子数6~30のアリール基であってもよく、炭素原子数6~20のアリール基であることが好ましく、炭素原子数6~12のアリール基であることがより好ましい。アリール基の例は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、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、およびアズレンを含み、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、トリフェニレン、フルオレンおよびナフタレンであることが好ましい。非縮合アリール基の例は、フェニル、ビフェニル-2-イル、ビフェニル-3-イル、ビフェニル-4-イル、p-ターフェニル-4-イル、p-ターフェニル-3-イル、p-トリビフェニル-2-イル、m-ターフェニル-4-イル、m-ターフェニル-3-イル、m-ターフェニル-2-イル、o-トリル、m-トリル、p-トリル、p-(2-フェニルプロピル)フェニル、4’-メチルビフェニル、4’’-tert-ブチル-p-ターフェニル-4-イル、o-クミル、m-クミル、p-クミル、2,3-キシリル、3,4-キシリル、2,5-ジメチルフェニル、メシチレンおよびm-テトラフェニルを含む。また、アリール基は、置換されていてもよい。
【0046】
複素環基または複素環とは、本明細書に用いられるように、非芳香族の環状基を考慮する。非芳香族複素環基は、環原子数3~20の飽和複素環基および環原子数3~20の不飽和非芳香族複素環基を含み、そのうちの少なくとも1つの環原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれ、非芳香族複素環基は、環原子数3~7のものであることが好ましく、窒素、酸素、ケイ素または硫黄などの少なくとも1つのヘテロ原子を含む。非芳香族複素環基の実例は、オキシラニル、オキセタニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、ジオキソペンチル、ジオキサニル、アジリジニル、ジヒドロピロール、テトラヒドロピロリル、ピペリジニル、オキサゾリジニル、モルホリニル、ピペラジニル、オキサシクロヘプタトリエニル、チアシクロヘプタトリエニル、アザシクロヘプタトリエニルおよびテトラヒドロシロールを含む。また、複素環基は、置換されていてもよい。
【0047】
ヘテロアリール基とは、本明細書に用いられるように、ヘテロ原子数1~5の非縮合および縮合ヘテロ芳香族基を含んでもよく、そのうちの少なくとも1つのヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子およびホウ素原子からなる群から選ばれる。イソアリール基とは、ヘテロアリール基も指す。ヘテロアリール基は、炭素原子数3~30のヘテロアリール基であってもよく、炭素原子数3~20のヘテロアリール基であることが好ましく、炭素原子数3~12のヘテロアリール基であることがより好ましい。好適なヘテロアリール基は、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、ピリドインドール、ピロロピリジン、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、インデノアジン、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、ベンゾフランピリジン、フランジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノビピリジン、ベンゾセレノピリジン、およびセレンベンゾピリジンを含み、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-アザボラン、1,3-アザボラン、1,4-アザボラン、ボラゾールおよびそのアザ類似物を含むことが好ましい。また、ヘテロアリール基は、置換されていてもよい。
【0048】
アルコキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アルキル基、-O-シクロアルキル基、-O-ヘテロアルキル基または-O-複素環基で表される。アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基および複素環基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アルコキシ基は、炭素原子数1~20のアルコキシ基であってもよく、炭素原子数1~6のアルコキシ基であることが好ましい。アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ、テトラヒドロフラニルオキシ、テトラヒドロピラニルオキシ、メトキシプロピルオキシ、エトキシエチルオキシ、メトキシメチルオキシおよびエトキシメチルオキシを含む。また、アルコキシ基は、置換されていてもよい。
【0049】
アリールオキシ基とは、本明細書に用いられるように、-O-アリール基または-O-ヘテロアリール基で表される。アリール基およびヘテロアリール基の例および好ましい例は、上記例と同様である。アリールオキシ基は、炭素原子数6~30のアリールオキシ基であってもよく、炭素原子数6~20のアリールオキシ基であることが好ましい。アリールオキシ基の例は、フェノキシおよびビフェノキシを含む。また、アリールオキシ基は、置換されていてもよい。
【0050】
アラルキル基とは、本明細書に用いられるように、アリール基で置換されたアルキル基を含む。アラルキル基は、炭素原子数7~30のアラルキル基であってもよく、炭素原子数7~20のアラルキル基であることが好ましく、炭素原子数7~13のアラルキル基であることがより好ましい。アラルキル基の例は、ベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピル、2-フェニルイソプロピル、フェニル-tert-ブチル、α-ナフチルメチル、1-α-ナフチルエチル、2-α-ナフチルエチル、1-α-ナフチルイソプロピル、2-α-ナフチルイソプロピル、β-ナフチルメチル、1-β-ナフチル-エチル、2-β-ナフチル-エチル、1-β-ナフチルイソプロピル、2-β-ナフチルイソプロピル、p-メチルベンジル、m-メチルベンジル、o-メチルベンジル、p-クロロベンジル、m-クロロベンジル、o-クロロベンジル、p-ブロモベンジル、m-ブロモベンジル、o-ブロモベンジル、p-ヨードベンジル、m-ヨードベンジル、o-ヨードベンジル、p-ヒドロキシベンジル、m-ヒドロキシベンジル、o-ヒドロキシベンジル、p-アミノベンジル、m-アミノベンジル、o-アミノベンジル、p-ニトロベンジル、m-ニトロベンジル、o-ニトロベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-ヒドロキシ-2-フェニルイソプロピルおよび1-クロロ-2-フェニルイソプロピルを含む。そのうち、ベンジル、p-シアノベンジル、m-シアノベンジル、o-シアノベンジル、1-フェニルエチル、2-フェニルエチル、1-フェニルイソプロピルおよび2-フェニルイソプロピルであることが好ましい。また、アラルキル基は、置換されていてもよい。
【0051】
アルキルシリル基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたシリル基を含む。アルキルシリル基は、炭素原子数3~20のアルキルシリル基であってもよく、炭素原子数3~10のアルキルシリル基であることが好ましい。アルキルシリル基の例は、トリメチルシリル、トリエチルシリル、メチルジエチルシリル、エチルジメチルシリル、トリプロピルシリル、トリブチルシリル、トリイソプロピルシリル、メチルジイソプロピルシリル、ジメチルイソプロピルシリル、トリ-tert-ブチルシリコン、トリイソブチルシリル、ジメチル-tert-ブチルシリル、およびメチルジ-tert-ブチルシリルを含む。また、アルキルシリル基は、置換されていてもよい。
【0052】
アリールシリル基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも1つのアリール基で置換されたシリル基を含む。アリールシリル基は、炭素原子数6~30のアリールシリル基であってもよく、炭素原子数8~20のアリールシリル基であることが好ましい。アリールシリル基の例は、トリフェニルシリル、フェニルジビフェニルシリル、ジフェニルビフェニルシリル、フェニルジエチルシリル、ジフェニルエチルシリル、フェニルジメチルシリル、ジフェニルメチルシリル、フェニルジイソプロピルシリル、ジフェニルイソプロピルシリル、ジフェニルブチルシリル、ジフェニルイソブチルシリル、ジフェニル-tert-ブチルシリルを含む。また、アリールシリル基は、置換されていてもよい。
【0053】
アルキルゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、アルキル基で置換されたゲルマニウム基を含む。アルキルゲルマニウム基は、炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数3~10のアルキルゲルマニウム基であることが好ましい。アルキルゲルマニウム基の例は、トリメチルゲルマニウム基、トリエチルゲルマニウム基、メチルジエチルゲルマニウム基、エチルジメチルゲルマニウム基、トリプロピルゲルマニウム基、トリブチルゲルマニウム基、トリイソプロピルゲルマニウム基、メチルジイソプロピルゲルマニウム基、ジメチルイソプロピルゲルマニウム基、トリ-tert-ブチルゲルマニウム基、トリイソブチルゲルマニウム基、ジメチル-tert-ブチルゲルマニウム基、メチルジ-tert-ブチルゲルマニウム基を含む。また、アルキルゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
【0054】
アリールゲルマニウム基とは、本明細書に用いられるように、少なくとも1つのアリール基またはヘテロアリール基で置換されたゲルマニウム基を含む。アリールゲルマニウム基は、炭素原子数6~30のアリール基ゲルマニウム基であってもよく、炭素原子数8~20のアリールゲルマニウム基であることが好ましい。アリールゲルマニウム基の例は、トリフェニルゲルマニウム基、フェニルジビフェニルゲルマニウム基、ジフェニルビフェニルゲルマニウム基、フェニルジエチルゲルマニウム基、ジフェニルエチルゲルマニウム基、フェニルジメチルゲルマニウム基、ジフェニルメチルゲルマニウム基、フェニルジイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルイソプロピルゲルマニウム基、ジフェニルブチルゲルマニウム基、ジフェニルイソブチルゲルマニウム基、ジフェニル-tert-ブチルゲルマニウム基を含む。また、アリールゲルマニウム基は、置換されていてもよい。
【0055】
アザジベンゾフラン、アザジベンゾチオフェンなどにおける「アザ」とは、対応する芳香族フラグメントにおける1つまたは複数のC-H基が窒素原子に置換されることを指す。例えば、アザトリフェニレンは、ジベンゾ[f,h]キノキサリン、ジベンゾ[f,h]キノリン、および環系において2つ以上の窒素を有する他の類似物を含む。当業者であれば、上述したアザ誘導体の他の窒素類似物を容易に想到することができ、且つこれらの類似物は、すべて本明細書に記載される専門用語に含まれるものとして確定される。
【0056】
本発明において、特に断りのない限り、置換のアルキル基、置換のシクロアルキル基、置換のヘテロアルキル基、置換の複素環基、置換のアラルキル基、置換のアルコキシ基、置換のアリールオキシ基、置換のアルケニル基、置換のアルキニル基、置換のアリール基、置換のヘテロアリール基、置換のアルキルシリル基、置換のアリールシリル基、置換のアルキルゲルマニウム基、置換のアリールゲルマニウム基、置換のアミノ基、置換のアシル基、置換のカルボニル基、置換のカルボキシル基、置換のエステル基、置換のスルフィニル基、置換のスルホニル基、置換のホスフィノ基からなる群のうちのいずれかの用語を使用すると、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロアルキル基、ヘテロシクリル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニル基、アルキニル、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルキルゲルマニウム基、アリールゲルマニウム基、アミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、スルフィニル基、スルホニル基、およびホスフィノ基のうちのいずれか1つの基が、重水素、ハロゲン、非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、非置換の環原子数3~20の複素環基、非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、非置換の炭素原子数6~30のアリール基、非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基およびこれらの組合せから選ばれる1つまたは複数により置換され得ることを意味する。
【0057】
分子フラグメントについて、置換基または他の形態で他の部分に結合させると記載する場合、フラグメント(例えば、フェニル基、フェニレン基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基)であるか否か、或いは、分子全体(例えば、ベンゼン、ナフタレン、ジベンゾフラン)であるか否かにより、その名称を確定することができることを理解すべきである。本明細書に用いられるように、置換基の指定、或いはフラグメントの結合の異なる形態は、均等であると認められている。
【0058】
本明細書で言及される化合物において、水素原子が重水素で一部または全部置換されてもよい。他の原子、例えば炭素および窒素も、それらの他の安定した同位体で置換されてもよい。素子の効率および安定性を向上させるために、化合物において他の安定した同位体の置換が好ましい可能性がある。
【0059】
本明細書で言及される化合物において、複数置換とは、二重置換を含む、最も多くの使用可能な置換に達するまでの範囲を指す。本明細書で言及される化合物中のある置換基は、複数置換(二重置換、三重置換、四重置換などを含む)を意味すると、その置換基はその結合構造上の複数の利用可能な置換位置に存在してもよいことを意味し、複数の利用可能な置換位置にいずれも存在する当該置換基は、同じ構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。
【0060】
本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいように特に限定されない限り、前記化合物における隣り合う置換基は結合して環を形成することができない。本明細書で言及される化合物において、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいことは、隣り合う置換基が結合して環を形成してもよい情況を含むだけでなく、隣り合う置換基が結合して環を形成しない情況を含む。隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよい場合、形成される環は、単環または多環、および脂環、ヘテロ脂環、アリール環、またはヘテロアリール環であってもよい。このような記述において、隣り合う置換基は、同一の原子に結合された置換基、互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基、または更に離れた炭素原子に結合された置換基を指してもよい。好ましくは、隣り合う置換基は、同一の炭素原子に結合された置換基および互いに直接結合する炭素原子に結合された置換基を指す。
【0061】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、同一の炭素原子に結合された2つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【化10】
【0062】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【化11】
【0063】
隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、さらに離れる炭素原子に結合された2つの置換基が化学結合により互いに結合して環を形成することを意味すると認められ、下記式で例示することができる。
【化12】
【0064】
また、隣り合う置換基が結合して環を形成していてもよいという記述も、互いに直接結合する炭素原子に結合された2つ置換基の一方が水素を表す場合に、第2置換基は水素原子が結合された位置に結合されて環を形成することを意味すると認められている。下記式で例示する。
【化13】
【0065】
本発明の一実施例によれば、金属Mと、金属Mと配位する配位子Lとを含む金属錯体であって、Lは、式1で表される構造を有する、金属錯体が開示される。
【化14】
(金属Mは、相対原子質量が40超えの金属から選ばれ、
Zは、O、S、Se、NR、CRR、SiRRおよびGeRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
およびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、
~Xは、出現毎に同一または異なってC、CR、CArまたはNから選ばれ、
~Xのうちの少なくとも2つは、Cであり、そのうちの1つのCは、式1で示された窒素含有6員環と結合し(即ち、「#」によって
【化15】
と結合し)、他の1つのCは、金属-炭素結合によって金属と結合し、
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、
~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化16】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
R、R、R、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
「*」は、式2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
式1における
【化17】
は、金属Mと結合することを表す。)
【0066】
本明細書において、「隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2が結合して環を形成していてもよい」とは、そのうちの隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、2つの置換基Ra1同士、2つの置換基Ra2同士、置換基RおよびR置換基同士、置換基Ra1およびRa2置換基同士、置換基Ra1およびR置換基同士、置換基Ra2およびR置換基同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0067】
本発明の一実施例によれば、Lは、式1a~1fのうちの1つで表される構造を有する。
【化18】
(Zは、O、S、Se、NR、CRR、SiRRおよびGeRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
およびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、
式1aおよび式1c中、X~Xは、出現毎に同一または異なってCR、CArまたはNから選ばれ、
式1bおよび式1f中、XおよびX~Xは、出現毎に同一または異なってCR、CArまたはNから選ばれ、
式1dおよび式1e中、X~XおよびX~Xは、出現毎に同一または異なってCR、CArまたはNから選ばれ、
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、
~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化19】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
R、R、R、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
「*」は、式2の結合箇所を表し、
隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
式1a~式1fにおける
【化20】
は、金属Mと結合することを表す。)
【0068】
本明細書において、芳香環およびヘテロ芳香環における「環原子」は、原子が結合して、芳香性を有する環状構造(たとえば、単一環の(ヘテロ)芳香環、縮合環の(ヘテロ)芳香環)のうち該環自身を構成する原子を示す。環における炭素原子及びヘテロ原子(O、S、N、SeまたはSiなどを含んだが、それに限定されない)は、いずれも環原子数に計上される。該環が置換基で置換された場合、置換基に含まれる原子は、環原子数に計上されていない。たとえば、フェニル基、ピリジン基、トリアジン基の環原子数は、いずれも6である。融合ビチオフェン、融合ビフランの環原子数は、8である。ベンゾチエニル基、ベンゾフラン基の環原子数は、いずれも9である。ナフチル基、キノリン基、イソキノリン基、キノリジニル基、キノキサリン基の環原子数は、いずれも10である。ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、フロオレン、アザジベンゾチオフェン、アザジベンゾフランおよびアザフルオレンの環原子数は、いずれも13である。ここで記載された各種の例は、例示に過ぎず、他の状況は、これによって類推する。式2におけるaが0である場合、Arが
【化21】
で表される構造を有することを示す。その際に、「環Arおよび環Arの環原子の合計が8以上である」とは、環Arが、環原子の合計が8以上の芳香環またはヘテロ芳香環であることを示す。式2におけるaが1である場合、Arが
【化22】
で表される構造を有することを示す。たとえば、その際に、環Arおよび環Arがいずれもフェニル基であり、Ra1およびRa2がいずれも水素である場合、環Arおよび環Arの環原子の合計が12であり、また、たとえば、その際に、環Arおよび環Arがいずれもフェニル基であり、Ra1がいずれも水素であり、Ra2が一置換であり、且つフェニル基である場合、環Arおよび環Arの環原子の合計が12である。式2におけるaが2である場合、Arが
【化23】
で表される構造を有することを示す。他の状況は、これによって類推する。
【0069】
本発明の一実施例によれば、前記金属錯体は、M(L(L(Lの一般式を有し、
金属Mは、相対原子質量が40超えの金属から選ばれ、好ましくは、Mは、出現毎に同一または異なってCu、Ag、Au、Ru、Rh、Pd、Os、IrおよびPtからなる群から選ばれ、より好ましくは、Mは、出現毎に同一または異なってPtまたはIrから選ばれ、
、LおよびLは、それぞれ金属Mと配位する第1配位子、第2配位子および第3配位子であり、且つL、LおよびLは、同一または異なり、L、LおよびLは、結合して多座配位子を形成していてもよく、たとえば、L、LおよびLのうちのいずれか2つは、結合して4座配位子を形成し、またはL、LおよびLは、結合して6座配位子を形成し、またはL、LおよびL同士は、いずれも結合して多座配位子を形成しなくてもよく、
mは、1、2または3から選ばれ、nは、0、1または2から選ばれ、qは、0、1または2から選ばれ、m+n+qは、金属Mの酸化状態に等しく、mが2以上である場合、複数のLは、同一または異なり、nが2である場合、2つのLは、同一または異なり、qが2である場合、2つのLは、同一または異なり、
およびLは、出現毎に同一または異なって
【化24】
からなる群から選ばれるいずれか1種で表される構造であり、
およびRは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
は、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NRN1、CRC1C2からなる群から選ばれ、
、R、R、RN1、RC1およびRC2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、RN1、RC1およびRC2は、結合して環を形成していてもよく、
上記LおよびLにおける
【化25】
は、金属Mと結合することを表す。
【0070】
本明細書において、「隣り合う置換基R、R、R、RN1、RC1およびRC2が結合して環を形成していてもよい」とは、そのうちの隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、置換基RおよびR同士、置換基RおよびR同士、置換基RおよびR同士、置換基RおよびRN1同士、置換基RおよびRN1同士、置換基RおよびRC1同士、置換基RおよびRC2同士、置換基RおよびRC1同士、置換基RおよびRC2同士、並びにRC1およびRC2同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。たとえば、
【化26】
を例として、2つの置換基R同士は、結合して環を形成し、下記式で表される構造を形成してもよい。
【化27】
【0071】
本発明の一実施例によれば、金属錯体Ir(L(L3-mは、式3で表される構造を有する。
【化28】
(mは、1、2または3から選ばれ、mが1である場合、2つのLは、同一または異なり、mが2または3である場合、複数のLは、同一または異なり、
Zは、O、S、Se、NR、CRR、SiRRおよびGeRRからなる群から選ばれ、2つのRが同時に存在する場合、2つのRは、同一または異なり、
~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、
およびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、
~Xは、出現毎に同一または異なってCR、CArまたはNから選ばれ、
~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、
~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化29】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
R、R、R、Ra1、Ra2、R~Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R~Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【0072】
本明細書において、「隣り合うR~R同士が結合して環を形成していてもよい」とは、R~Rのうちのいずれか2つの隣り合う置換基からなるいずれか1グループまたは複数グループが結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0073】
本発明の一実施例によれば、金属錯体Ir(L(L3-mは、式3aまたは3bで表される構造を有する。
【化30】
(mは、1、2または3から選ばれ、mが1である場合、2つのLは、同一または異なり、mが2または3である場合、複数のLは、同一または異なり、
、RおよびArは、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
Arは、式2で表される構造を有し、
【化31】
aは0、1、2、3、4または5から選ばれ、
a1およびRa2は、出現毎に同一または異なって一置換、複数置換または無置換を表し、
環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~30の芳香環、環原子数5~30のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上であり、
、R、Ra1、Ra2、R~Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R、Ra1およびRa2は、結合して環を形成していてもよく、
隣り合う置換基R~Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【0074】
本明細書において、「隣り合う置換基R、R、Ra1およびRa2が結合して環を形成していてもよい」とは、そのうちの隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、2つの置換基Ra1同士、2つの置換基Ra2同士、置換基Ra1およびRa2置換基同士、置換基Ra1およびR置換基同士、置換基Ra2およびR置換基同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0075】
本発明の一実施例によれば、Zは、OおよびSからなる群から選ばれる。
【0076】
本発明の一実施例によれば、Zは、Oである。
【0077】
本発明の一実施例によれば、aは、0、1、2または3から選ばれる。
【0078】
本発明の一実施例によれば、aは、1である。
【0079】
本発明の一実施例によれば、Y~Yは、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、YおよびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0080】
本明細書において、「他のR」とは、Y~Yのうち、Yおよび/またはYは、CRから選ばれ、且つRは、フッ素である以外、Y~Yのうちの他もCRから選ばれる場合のRを指す。以下の状況が含まれる。1)Yは、CRから選ばれ、且つRは、フッ素である場合、「他のR」とは、Y、YおよびYのうちの少なくとも1つがCRから選ばれる場合の前記Rを指す。2)Yは、CRから選ばれ、且つRは、フッ素である場合、「他のR」とは、Y、YおよびYのうちの少なくとも1つがCRから選ばれる場合の前記Rを指す。3)YおよびYは、CRから選ばれ、且つRは、フッ素である場合、「他のR」とは、YおよびYのうちの少なくとも1つがCRから選ばれる場合の前記Rを指す。
【0081】
本発明の一実施例によれば、Y~Yは、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、YおよびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0082】
本発明の一実施例によれば、Y~Yは、出現毎に同一または異なってCRから選ばれ、YおよびYのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、フッ素であり、他のRは、水素、重水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、またはこれらの組合せから選ばれ、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0083】
本発明の一実施例によれば、YおよびYのうちの少なくとも1つは、CRであり、且つ前記Rは、フッ素であり、Y~Yのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つRは、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~10のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~10のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~15のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~15のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0084】
本発明の一実施例によれば、YおよびYは、CRから選ばれ、且つそのうちの1つの前記Rは、フッ素であり、そのうちの他の1つの前記Rは、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~10のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~10のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~15のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~15のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0085】
本発明の一実施例によれば、YおよびYは、CRから選ばれ、且つそのうちの1つの前記Rは、フッ素であり、そのうちの他の1つの前記Rは、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0086】
本発明の一実施例によれば、YおよびYは、CRから選ばれ、且つそのうちの1つの前記Rは、フッ素であり、そのうちの他の1つの前記Rは、重水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、重水素化メチル基、重水素化エチル基、重水素化プロピル基、重水素化イソプロピル基、重水素化n-ブチル基、重水素化イソブチル基、重水素化tert-ブチル基、重水素化ネオペンチル基、重水素化シクロペンチル基、重水素化シクロヘキシル基、トリメチルシリル基からなる群から選ばれる。
【0087】
本発明の一実施例によれば、Y~Yは、出現毎に同一または異なってCRまたはNから選ばれ、且つY~Yのうちの少なくとも1つは、Nから選ばれ、たとえばY~Yのうちの1つまたは2つは、Nから選ばれる。
【0088】
本発明の一実施例によれば、X~Xは、出現毎に同一または異なってC、CR、CArまたはNから選ばれ、且つX~Xのうちの少なくとも1つは、Nから選ばれ、たとえばX~Xのうちの1つまたは2つは、Nから選ばれる。
【0089】
本発明の一実施例によれば、X~Xは、出現毎に同一または異なってCR、CArまたはNから選ばれ、且つX~Xのうちの少なくとも1つは、Nから選ばれ、たとえばX~Xのうちの1つまたは2つは、Nから選ばれる。
【0090】
本発明の一実施例によれば、X~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはCArから選ばれ、且つX~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、前記Rのうちの少なくとも1つは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、シアノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0091】
本発明の一実施例によれば、X~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはCArから選ばれ、且つX~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、前記Rのうちの少なくとも1つは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、フッ素、置換または非置換の炭素原子数1~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~12のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~12のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~6のアルキルシリル基、シアノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0092】
本明細書において、「他のR」とは、X~Xのうちの少なくとも1つがCArから選ばれ、且つCRから選ばれるものが複数である場合、そのうちの少なくとも1つのRがシアノ基またはフッ素であり、シアノ基またはフッ素から選ばれるR以外の他のRが「他のR」であることを指す。たとえば、XがCRから選ばれ、且つ前記Rがシアノ基またはフッ素であり、XがCArから選ばれ、且つX~Xのうちの少なくとも1つがCRから選ばれる場合、X~Xのうち、CRから選ばれる前記Rが「他のR」であることを指す。
【0093】
本発明の一実施例によれば、X~Xは、出現毎に同一または異なってCRまたはCArから選ばれ、且つX~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれ、前記Rのうちの少なくとも1つは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、他のRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0094】
本発明の一実施例によれば、X~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、X~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれる。
【0095】
本発明の一実施例によれば、X~Xのうちの少なくとも1つは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素であり、X~Xのうちの少なくとも1つは、CArから選ばれる。
【0096】
本発明の一実施例によれば、XおよびXのうちの1つは、CRから選ばれ、かつ前記Rは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、XおよびXのうちの他の1つは、CArから選ばれる。
【0097】
本発明の一実施例によれば、Xは、CRから選ばれ、且つ前記Rは、シアノ基またはフッ素から選ばれ、Xは、CArから選ばれる。
【0098】
本発明の一実施例によれば、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0099】
本発明の一実施例によれば、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、フッ素、置換または非置換の炭素原子数1~6のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~6のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~18のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~18のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~15のアルキルシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0100】
本発明の一実施例によれば、Ra1およびRa2は、出現毎に同一または異なって水素、重水素、フッ素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ピリジル基、トリメチルシリル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0101】
本発明の一実施例によれば、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環、環原子数5または6のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれる。
【0102】
本発明の一実施例によれば、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環または環原子数6のヘテロ芳香環から選ばれる。
【0103】
本発明の一実施例によれば、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環から選ばれる。
【0104】
本発明の一実施例によれば、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なって環原子数6~18の芳香環、環原子数5~18のヘテロ芳香環、またはこれらの組合せから選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上30以下である。
【0105】
本発明の一実施例によれば、環Arおよび環Arは、出現毎に同一または異なってベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、フルオレン環、シリコンフルオレン環、キノリン環、イソキノリン環、融合ビチオフェン環、融合ビフラン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、トリフェニレン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環、アザフルオレン環、アザシリコンフルオレン環、アザジベンゾフラン環、アザジベンゾチオフェン環、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、且つ環Arおよび環Arの環原子の総数が8以上30以下であり、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0106】
本発明の一実施例によれば、Arのうち、環Arおよび環Arの環原子の総数は、8以上24以下である。
【0107】
本発明の一実施例によれば、Arのうち、環Arおよび環Arの環原子の総数は、8以上18以下である。
【0108】
本発明の一実施例によれば、Arは、出現毎に同一または異なって
【化32】
【化33】
およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよく、「*」は、前記Arの結合箇所を表す。
【0109】
本発明の一実施例によれば、R~Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、且つすべての前記R~Rおよび/またはR~Rの炭素原子数の和が少なくとも4である。
【0110】
本発明の一実施例によれば、R~Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、且つすべての前記R~Rの炭素原子数の和が少なくとも4である。
【0111】
本発明の一実施例によれば、R~Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つは、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、またはこれらの組合せから選ばれ、且つすべての前記R~Rの炭素原子数の和が少なくとも4である。
【0112】
本発明の一実施例によれば、R、R、R、Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つまたは少なくとも3つまたはすべては、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0113】
本発明の一実施例によれば、R、R、R、Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つまたは少なくとも3つまたはすべては、重水素、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる。
【0114】
本発明の一実施例によれば、R、R、R、Rのうちの少なくとも1つまたは少なくとも2つまたは少なくとも3つまたはすべては、重水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、上記基における水素は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0115】
本発明の一実施例によれば、Lは、出現毎に同一または異なってLa1~La879からなる群から選ばれる。La1~La879の具体的な構造は、請求項17に示される。
【0116】
本発明の一実施例によれば、La1~La879における水素原子は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0117】
本発明の一実施例によれば、Lは、出現毎に同一または異なってLb1~Lb334からなる群から選ばれる。Lb1~Lb334の具体的な構造は、請求項18に示される。
【0118】
本発明の一実施例によれば、Lb1~Lb334における水素原子は、一部または全部重水素化されていてもよい。
【0119】
本発明の一実施例によれば、Lは、出現毎に同一または異なって
【化34】
からなる群から選ばれる。
【0120】
本発明の一実施例によれば、金属錯体は、Ir(L、IrL(L、Ir(L、Ir(L、IrL(LまたはIrLの構造を有し、配位子Lは、出現毎に同一または異なってLa1~La879からなる群から選ばれるいずれか1つ、いずれか2つまたはいずれか3つであり、配位子Lは、出現毎に同一または異なってLb1~Lb334からなる群から選ばれるいずれか1つまたはいずれか2つであり、配位子Lは、出現毎に同一または異なってLc1~Lc50からなる群から選ばれるいずれか1つまたはいずれか2つである。
【0121】
本発明の一実施例によれば、金属錯体は、IrL(Lの構造を有し、2つのLは、同一または異なり、配位子Lは、出現毎に同一または異なってLa1~La879からなる群から選ばれるいずれか1つであり、配位子Lは、出現毎に同一または異なってLb1~Lb334からなる群から選ばれるいずれか1つまたはいずれか2つである。
【0122】
本発明の一実施例によれば、金属錯体は、金属錯体1~金属錯体396からなる群から選ばれる。金属錯体1~金属錯体396の具体的な構造は、請求項19に示される。
【0123】
本発明の一実施例によれば、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機層とを含むエレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層のうちの少なくとも1層は、上述したいずれか1つの実施例に記載された金属錯体を含むエレクトロルミネッセンス素子が開示される。
【0124】
本発明の一実施例によれば、前記金属錯体を含む前記有機層は、発光層である。
【0125】
本発明の一実施例によれば、発光層には、第1ホスト化合物がさらに含まれる。
【0126】
本発明の一実施例によれば、発光層には、第2ホスト化合物がさらに含まれる。
【0127】
本発明の一実施例によれば、前記ホスト化合物のうちの少なくとも1種は、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、カルバゾール、アザカルバゾール、インドロカルバゾール、ジベンゾチオフェン、アザジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、アザジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、フルオレニル、シリコンフルオレン、ナフタレン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、フェナントレン、アザフェナントレン、およびこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも1種の化学基を含む。
【0128】
本発明の一実施例によれば、第1ホスト化合物は、式4で表される構造を有する。
【化35】
(E~Eは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、且つE~Eのうちの少なくとも2つは、Nであり、E~Eのうちの少なくとも1つは、Cであり、式5と結合し、
【化36】
Qは、出現毎に同一または異なってO、S、Se、N、NR’’、CR’’R’’、SiR’’R’’、GeR’’R’’およびR’’C=CR’’からなる群から選ばれ、2つのR’’が同時に存在する場合、2つのR’’は、同一または異なってもよく、
pは、0または1であり、rは、0または1であり、
QがNから選ばれる場合、pは、0であり、rは、1であり、
QがO、S、Se、NR’’、CR’’R’’、SiR’’R’’、GeR’’R’’およびR’’C=CR’’からなる群から選ばれる場合、pは、1であり、rは、0であり、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
~Qは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、
「*」は、式5と式4との結合箇所を表し、
、R’’およびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
隣り合う置換基R、R’’、Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【0129】
本明細書において、「隣り合う置換基R、R’’、Rが結合して環を形成していてもよい」とは、そのうちの隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基R’’同士、2つの置換基R同士、置換基R’’およびR同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0130】
本発明の一実施例によれば、前記第1ホスト化合物は、式4aまたは4bで表される構造を有する。
【化37】
(式4aまたは式4b中、
Qは、出現毎に同一または異なってO、S、Se、NR’’、CR’’R’’、SiR’’R’’、GeR’’R’’およびR’’C=CR’’からなる群から選ばれ、2つのR’’が同時に存在する場合、2つのR’’は、同一または異なってもよく、
Lは、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
~Qは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、
R’’およびRは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルキニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールゲルマニウム基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
好ましくは、Arは、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のトリフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のフェナントレン基、置換または非置換のトリフェニレン基、置換または非置換のフルオレン基、置換または非置換のジベンゾフラン基、置換または非置換のジベンゾチエニル基、置換または非置換のカルバゾール基、またはこれらの組合せから選ばれ、
隣り合う置換基R’’、Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【0131】
本明細書において、「隣り合う置換基R’’、Rが結合して環を形成していてもよい」とは、そのうちの隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R’’同士、2つの置換基R同士、置換基R’’およびR同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0132】
本発明の一実施例によれば、第2ホスト化合物は、式6または式7で表される構造を有する。
【化38】
(Gは、出現毎に同一または異なってC(R、NR、OまたはSから選ばれ、
は、出現毎に同一または異なって単結合、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のシクロアルキレン基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリーレン基、置換または非置換の炭素原子数3~20のヘテロアリーレン基、またはこれらの組合せから選ばれ、
Tは、出現毎に同一または異なってC、CRまたはNから選ばれ、
、Rは、出現毎に同一または異なって水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルキル基、置換または非置換の環炭素原子数3~20のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のヘテロアルキル基、置換または非置換の環原子数3~20のヘテロ環基、置換または非置換の炭素原子数7~30のアラルキル基、置換または非置換の炭素原子数1~20のアルコキシ基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素原子数2~20のアルケニル基、置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~20のアルキルシリル基、置換または非置換の炭素原子数6~20のアリールシリル基、置換または非置換の炭素原子数0~20のアミノ基、アシル基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、シアノ基、イソシアノ基、スルファニル基、スルフィニル基、スルホニル基、ホスフィノ基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
Arは、出現毎に同一または異なって置換または非置換の炭素原子数6~30のアリール基、置換または非置換の炭素原子数3~30のヘテロアリール基、およびこれらの組合せからなる群から選ばれ、
式6中、隣り合う置換基R、Rは、結合して環を形成していてもよく、
式7中、隣り合う置換基Rは、結合して環を形成していてもよい。)
【0133】
本発明の一実施例によれば、前記第2ホスト化合物は、式6-a~式6-f、式7-a~式7-jのうちの1つで表される構造を有する。
【化39】
(式6-a~式6-f中、T、G、L、Arの定義は、式6におけるものと同様な定義を有し、
式7-a~式7-j中、T、L、Arの定義は、式7におけるものと同様な定義を有する。)
【0134】
本明細書において、「隣り合う置換基Rが結合して環を形成していてもよい」とは、そのうちのいずれか2つの隣り合う置換基Rからなる置換基グループのうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0135】
本明細書において、「隣り合う置換基R、Rが結合して環を形成していてもよい」とは、そのうちの隣り合う置換基グループ、たとえば、2つの置換基R同士、2つの置換基R同士、置換基RおよびR同士のうちのいずれか1つまたは複数が結合して環を形成してもよいことを意味する。明らかには、これらの置換基同士がいずれも結合して環を形成しなくてもよい。
【0136】
本発明の一実施例によれば、前記エレクトロルミネッセンス素子において、金属錯体は、前記第1ホスト化合物および第2ホスト化合物にドーピングされ、金属錯体の重量が発光層の合計重量に対して1%~30%である。
【0137】
本発明の一実施例によれば、前記エレクトロルミネッセンス素子において、金属錯体は、前記第1ホスト化合物および第2ホスト化合物にドーピングされ、金属錯体の重量が発光層の合計重量に対して3%~13%である。
【0138】
本発明の他の実施例によれば、金属錯体を含む化合物組成物がさらに開示される。前記金属錯体の具体的な構造は、上述したいずれか1つの実施例に示される。
【0139】
他の材料との組合せ
【0140】
本発明に記載される有機発光素子に用いられる特定層の材料は、素子に存在する各種の他の材料と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せについて、米国特許出願US2016/0359122A1の第0132~0161段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
【0141】
本明細書において、有機発光素子に用いられる具体的な層の材料は、前記素子に存在する多種の他の材料と組み合わせて使用することができると記載されている。例示的には、本明細書において開示される発光ドーパントは、多種のホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極および他の存在可能な層と組み合わせて使用することができる。これらの材料の組合せは、特許出願US2015/0349273A1の第0080~0101段落において詳細に記載されており、その内容を全て本明細書に援用する。記載または言及された材料は、本明細書に開示される化合物と組み合わせて使用可能な材料の非限定的な実例であり、且つ当業者にとっては、文献を容易に参照して組み合わせて使用可能な他の材料を識別することができる。
【0142】
材料合成の実施例において、説明しない限り、すべての反応が窒素の保護で行われる。すべての反応溶剤は、無水であり、且つ市販品由来のまま使用される。合成される生成物に対して、本分野通常の1種または多種の機器(Bruker製の核磁気共鳴装置、Shimadzu製の液体クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー/質量分析計、気体クロマトグラフィー/質量分析計、示差熱走査熱量装置、上海▲リョウ▼光技術製の蛍光分光光度計、武漢科思特製の電気化学作業ステーション、安徽貝意克製の昇華装置などを含むがそれに限定されず)を用いて、当業者にとって熟知の方法で構造確認と特性テストを行った。素子の実施例において、素子の特性に対しても、本分野通常の機器(Angstrom Engineering製の蒸着機、蘇州弗士達製の光学テストシステム、耐用年数テストシステム、北京量拓製のエリプソメーターなどを含むがそれに限定されず)を用いて、当業者にとって熟知の方法でテストを行った。当業者は上述した機器の使用、テスト方法などの関連内容を知っているので、サンプルの固有データを確実に、影響を受けずに取得することができるため、上記関連内容を本明細書において繰り返し説明はしない。
【実施例0143】
材料合成の実施例:
【0144】
本発明に係る化合物の調製方法は限定されない。典型的であるが非限定的に以下の化合物を例として、その合成経路および調製方法は、以下のとおりである。
【0145】
合成の実施例1:金属錯体134の合成
【0146】
ステップ1:
【化40】
【0147】
1000mLの乾燥した丸底フラスコに、順に中間体1(15g、60.7mmol)、Bpin(16.9g、66.8mmol)、Pd(OAc)(0.41g、1.8mmol)、Xphos(1.7g、3.6mmol)、KOAc(8.9g、91mmol)、ジオキサン(300mL)を添加した。Nの保護下で、還流するまでに加熱して12h反応させた。反応溶液を冷却させて中間体2の粗品を得、そのまま次の反応を行った。
【0148】
ステップ2:
【化41】
【0149】
ステップ1における粗品に、2-クロロ-4-フルオロ-5-メチルピリジン(9.9g、67.9mmol)、Pd(dppf)Cl(1.78g、2.4mmol)、KCO(12.6g、91mmol)および水(100mL)を添加した。Nの保護下で、還流するまでに加熱して12h反応させた。冷却した後、DCMで抽出し、有機相を回収し、減圧し、溶剤を回転して除去した。カラムクロマトグラフィーによって精製して中間体3(15.7g、収率85.8%)を得た。
【0150】
ステップ3:
【化42】
【0151】
250mLの乾燥した丸底フラスコに、順に中間体3(15.7g、51mmol)、カリウムtert-ブトキシド(0.58g、5.2mmol)、DMSO-d6(90mL)を添加した。Nの保護下で、100℃まで1晩加熱反応させた。反応が十分に冷却した後、DCMおよび飽和食塩水を添加して抽出し、有機相を回収し、減圧し、溶剤を回転して除去した。カラムクロマトグラフィーによって精製して中間体4(8.2g、収率52.6%)を得た。
【0152】
ステップ4:
【化43】
【0153】
500mLの乾燥した丸底フラスコに、順に中間体4(4.4g、14.4mmol)を添加した。150mLのTHFを添加して溶解させ、-78℃までに冷却させた。LDA(8.7mL、17.3mmol)を添加して、1.5h反応させた。そして、ZnCl(10.8mL、10.8mmol)を添加して0.5h反応させた。そして、Pd(OAc)(0.13g、0.58mmol)、Sphos(0.47g、1.1mmol)および4-ヨード-1、1’-ビフェニル(3.82g、18.7mmol)を添加した。反応を室温までに上昇させた後、1晩反応させた。反応が十分となった後、飽和塩化アンモニウム溶液を加えてクエンチし、EAで抽出し、有機相を回収し、減圧し、溶剤を回転して除去した。カラムクロマトグラフィーによって精製して中間体5(3.0g、収率45.6%)を得た。
【0154】
ステップ5:
【化44】
【0155】
250mLの乾燥した丸底フラスコに、順に中間体5(2.2g、4.8mmol)、イリジウム錯体(3.0g、3.7mmol)、2-エトキシエタノール(30mL)およびDMF(30mL)を添加した。Nの保護下で、95℃で144h加熱反応させた。反応が冷却した後、珪藻土で濾過した。珪藻土の上方における黄色固体をメタノール、n-ヘキサンでそれぞれ2回洗浄した後、ジクロロメタンで溶解させた。有機相を回収し、減圧し、溶剤を回転して除去した。カラムクロマトグラフィーによって精製して黄色固体である金属錯体134(0.64g、収率16.2%)を得た。該生成物は、分子量が1069.4の目標生成物として確認された。
【0156】
合成の実施例2:金属錯体150の合成
【0157】
ステップ1:
【化45】
【0158】
中間体2の粗品に、2-クロロ-4-重水素化メチル-5-フルオロピリジン(2.6g、17.8mmol)、Pd(dppf)Cl(0.47g、0.6mmol)、KCO(3.4g、24.3mmol)および水(20mL)を添加した。Nの保護下で、還流するまでに加熱して12h反応させた。冷却した後、DCMで抽出し、有機相を回収し、減圧し、溶剤を回転して除去した。カラムクロマトグラフィーによって精製して中間体6(3.44g、収率69.6%)を得た。
【0159】
ステップ2:
【化46】
【0160】
500mLの乾燥した丸底フラスコに、順に、中間体6(3.44g、11.3mmol)を添加した。200mLのTHFを添加して溶解させ、-78℃までに冷却させた。LDA(8.5mL、8.5mmol)を添加して、1.5h反応させた。そして、ZnCl(6.8mL、13.5mmol)を添加し、0.5h反応させた。そして、Pd(OAc)(0.10g、0.45mmol)、Sphos(0.37g、0.90mmol)および4-ヨード-1、1’-ビフェニル(4.1g、14.7mmol)を添加した。反応を室温までに上昇させた後、1晩反応させた。反応が十分となった後、飽和塩化アンモニウム溶液を加えてクエンチし、EAで抽出し、有機相を回収し、減圧し、溶剤を回転して除去した。カラムクロマトグラフィーによって精製して中間体7(2.1g、収率41.1%)を得た。
【0161】
ステップ3:
【化47】
【0162】
250mLの乾燥した丸底フラスコに、順に、中間体7(1.2g、2.6mmol)、イリジウム錯体(2.0g、2.4mmol)、2-エトキシエタノール(30mL)およびDMF(30mL)を添加した。Nの保護下で、95℃で144h加熱反応させた。反応が冷却した後、珪藻土で濾過した。珪藻土の上方における黄色固体をメタノール、n-ヘキサンでそれぞれ2回洗浄した後、ジクロロメタンで溶解させた。有機相を回収し、減圧し、溶剤を回転して除去した。カラムクロマトグラフィーによって精製して黄色固体である金属錯体150(0.21g、収率8.2%)を得た。該生成物は、分子量が1069.4の目標生成物として確認された。
【0163】
当業者であれば、上記調製方法は、例示的なものに過ぎず、それを改良することによって本発明の他の化合物の構造を取得することができることを知るべきである。
【0164】
素子の実施例1
【0165】
まず、厚みが80nmのインジウムスズ酸化物(ITO)陽極を有するガラス基板を洗浄した後、酸素プラズマおよびUVオゾンで処理した。処理した後、基板をグローブボックスで乾燥させて水を除去した。その後、基板を基板ホルダ上に取り付けて真空室に置いた。以下、指定された有機層に対して、真空度が約10-8トルの場合、0.2~2オングストローム/秒の速度でホット真空蒸着によって順にITO陽極上に蒸着を行った。化合物HIを正孔注入層(HIL)として用いた。化合物HTを正孔輸送層(HTL)として用いた。化合物H1を電子ブロッキング層(EBL)として用いた。そして、本発明における金属錯体134を化合物H1および化合物H2にドーピングし、共蒸着して発光層(EML)として用いた。EML上において、化合物H3を正孔ブロッキング層(HBL)として用いた。その後、化合物ETおよび8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を電子輸送層(ETL)として共蒸着した。最後に、厚み1nmの8-ヒドロキシキノリン-リチウム(Liq)を電子注入層として蒸着するとともに、120nmのアルミニウムを陰極として蒸着した。そして、該素子をグローブボックスに転移させ、ガラスカバーを用いてカプセル化して該素子を完成させた。
【0166】
素子の実施例2
【0167】
素子の実施例2の実施形態は、発光層(EML)において金属錯体150で本発明における金属錯体134を代替する以外、素子の実施例1と同様である。
【0168】
素子の比較例1
【0169】
素子の比較例1の実施形態は、発光層(EML)において化合物GD1で本発明における金属錯体134を代替する以外、素子の実施例1と同様である。
【0170】
素子の比較例2
【0171】
素子の比較例2の実施形態は、発光層(EML)において化合物GD2で本発明における金属錯体134を代替する以外、素子の実施例1と同様である。
【0172】
素子の比較例3
【0173】
素子の比較例3の実施形態は、発光層(EML)において化合物GD3で本発明における金属錯体134を代替する以外、素子の実施例1と同様である。
【0174】
詳細な素子の層構造および厚みを、以下の表に示す。用いられる材料が1種超えの層は、前記重量比で異なる化合物をドーピングすることにより得られる。
【0175】
【表1】
【0176】
素子に用いられる材料の構造は、以下のように表される。
【化48】
【0177】
素子のIVL特性を測定した。1000cd/mで、素子のCIEデータ、最大放射波長λmax、半値全幅(FWHM)、電圧(V)、電流効率(CE)、電力効率(PE)および外部量子効率(EQE)を測定した。これらのデータは、表2に記録されて示される。
【0178】
【表2】
【0179】
まとめ
【0180】
表2には、本発明に係る金属錯体と比較金属錯体の素子の性能が示されている。実施例1および実施例2と比較例1を比較すると、素子に用いられた発光材料は、それぞれ本発明における金属錯体134、金属錯体150、および本発明以外の金属錯体GD1である。それらの相違点は、主に、L配位子のピリジン基における置換基が異なること、及びジベンゾフラン基においてシアノ基置換基があるか否かのことである。比較例1に対して、実施例1および実施例2における半値全幅がそれぞれ28.3nmおよび27.1nm狭くなり、駆動電圧がそれぞれ0.5Vおよび0.48V低下し、CEがそれぞれ10.2%および11.2%向上し、PEがそれぞれ31.6%および32.6%向上し、EQEがそれぞれ9.7%および10.1%向上し、最大放射波長が4nmブルーシフトした。その結果、本発明では、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格構造を有するL配位子において、前記アザ6員環に特定の位置のフッ素置換を有し、且つ前記ヘキサペンタ六縮合環構造にシアノ基置換を有する金属錯体は、素子に適用されることにより、素子の各々の性能を大幅に向上させ、たとえば、駆動電圧を低下させ、素子の効率(CE、PEおよびEQE)を向上させ、且つ素子の発光飽和度を大幅に向上させ、素子の綜合性能を顕著に向上させることができることが証明されている。
【0181】
実施例1と比較例2を比較すると、素子に用いられた発光材料は、それぞれ、本発明における金属錯体134、および本発明以外の金属錯体GD2である。それらの相違点は、L配位子のジベンゾフラン基においてAr置換基が異なるのみである。比較例2に対して、実施例1におけるCEおよび半値全幅が相当し、駆動電圧が0.17V低下し、PEおよびEQEがそれぞれ11.2%および5.2%向上した。その結果、本発明では、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格構造を有するL配位子において、前記ヘキサペンタ六縮合環構造に本発明におけるAr置換を有する金属錯体は、素子に適用されることにより、素子の駆動電圧を低下させ、素子の効率(PEおよびEQE)を大幅に向上させ、素子の綜合性能を顕著に向上させることができることが証明されている。
【0182】
実施例1および実施例2と比較例3を比較すると、素子に用いられた発光材料は、それぞれ本発明における金属錯体134、金属錯体150、および本発明以外の金属錯体GD3である。それらの相違点は、L配位子のピリジン基における1つの置換基がFからCDとなること、及びベンゾフラン基におけるAr置換基が異なることである。比較例3に対して、実施例1および実施例2における半値全幅が2.1nmおよび3.3nm広くなったが、駆動電圧がそれぞれ0.17Vおよび0.15V低下し、CEがそれぞれ16.1%および17.2%向上し、PEがそれぞれ24%および25%向上し、EQEがそれぞれ16.8%および17.2%向上した。その結果、本発明では、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格構造を有するL配位子において、前記アザ6員環に特定の位置のフッ素置換を有し、且つ前記ヘキサペンタ六縮合環構造に本発明におけるAr置換を有する金属錯体は、素子に適用されることにより、素子の各々の性能を大幅に向上させ、例えば、駆動電圧を低下させ、素子の効率(CE、PEおよびEQE)を向上させ、素子の綜合性能を顕著に向上させることができることが証明されている。
【0183】
以上のように、本発明では、アザ6員環-ヘキサペンタ六縮合環の骨格構造を有するL配位子において、前記アザ6員環に特定の位置のフッ素置換を有し、且つ前記ヘキサペンタ六縮合環構造に本発明におけるAr及び特徴置換を有する金属錯体は、素子に適用されることにより、素子の各々の性能を大幅に向上させ、たとえば、駆動電圧を低下させ、素子の効率(CE、PEおよびEQE)を向上させ、素子の綜合性能を顕著に向上させることができることが証明されている。
【0184】
ガウシアン(Gaussian)09ソフトウェアを用いた。計算方法は、以下の通りである。B3LYP混成汎関数(Hybrid functional)の方法、および有効核ポテンシャルを含むCEP-31G基底関数によって幾何最適化計算を行い、それぞれ金属錯体133、金属錯体149、および本発明以外の金属錯体GD4、GD5のHOMOエネルギーレベルおよびLUMOエネルギーレベルを算出し、これらのHOMO-LUMOエネルギーレベルの差Eを算出した。それらの相違点は、L配位子のピリジン基におけるF置換の位置が異なるのみである。
【0185】
DFT計算結果は、表3に記録されて示される。
【0186】
【表3】
【0187】
DFTから算出された金属錯体の構造は、以下の通りである。
【化49】
【0188】
まとめ
【0189】
表3には、本発明に係る金属錯体および比較金属錯体のDFT計算結果が示されている。本発明に係る金属錯体133と金属錯体149のHOMO-LUMOエネルギーレベルの差がそれぞれ3.20eVおよび3.18eVである。本発明以外の金属錯体GD4とGD5のHOMO-LUMOエネルギーレベルの差がそれぞれ僅かに3.11eVおよび3.04eVである。より大きいエネルギーレベルの差は、エレクトロルミネッセンス素子を製造するときに生成した励起子がより大きいエネルギーで基底状態に帰還可能であることで、よりブルーシフトした発光スペクトルを実現し、より飽和した緑色発光の実現に有利であり、BT2020の広い色域の表示を実現することに対して重大な意義がある。その結果、本発明では、L配位子を有する金属錯体は、エレクトロルミネッセンス素子の発光層にける発光材料として用いられることができ、本発明における金属錯体を用いることにより、より高い発光効率、より狭い半値全幅、およびより飽和した緑色光スペクトルを提供することができ、素子の綜合性能を明らかに向上させることができる。
【0190】
ここで記載される各種の実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではないことを理解すべきである。そのため、当業者にとって、保護しようとする本発明は、本明細書に記載される具体的な実施例および好ましい実施例の変形を含むことが自明である。本発明の構想を逸脱しない前提で、本明細書に記載される材料および構造の多くは、他の材料および構造で代替することができる。本発明がなぜ機能するかについての様々な理論は、限定的ではないことを理解すべきである。
【符号の説明】
【0191】
100 有機発光装置
101 基板
102 カプセル化層
110 陽極
120 正孔注入層
130 正孔輸送層
140 電子ブロッキング層
150 発光層
160 正孔ブロッキング層
170 電子輸送層
180 電子注入層
190 陰極
200 有機発光装置
図1
図2