JP2021529234A - リン光発光化合物 - Google Patents
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Abstract
式(I)のリン光発光化合物。(式中、MはPd(II)またはPt(II)であり;Ar1は、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されている芳香族基又はヘテロ芳香族基であり;各出現におけるR2−R4は、以下で構成される基から独立して選択され、1つ以上の非隣接、非末端C原子がO、S、COまたはCOOで置換されていてもよく、および1つ以上のH原子はFで置換されてもよいC1−20アルキル;式(Ar2)pの基であって、pが少なくとも1であり、各出現におけるAr2が独立して、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されているC6−20アリールまたは5−20員のヘテロアリールであり;及び、R1は、少なくとも1つのAr2がC及びN環原子を有する6員ヘテロ芳香族環である、式(Ar2)pの基である。)式(I)の化合物は、近赤外有機発光デバイスとして使用することができる。
Description
本開示の実施形態は、リン光発光化合物、特に近赤外発光化合物に関する。
活性有機材料を含む電子デバイスには、有機発光ダイオード(OLED)、有機光応答デバイス(特に、有機光起電デバイスおよび有機光センサ)、有機トランジスタおよびメモリアレイデバイスなどのデバイスが含まれる。活性有機材料を含有するデバイスは、低重量、低消費電力、および柔軟性などの利点を提供することができる。さらに、可溶性有機材料の使用はデバイス製造における溶液処理、例えば、インクジェット印刷またはスピンコーティングの使用を可能にする。
OLEDは、アノードと、カソードと、少なくとも1つの有機発光層を含むアノードとカソードとの間の1つ以上の有機層とを含む。
正孔はアノードを通してデバイスに注入され、電子はデバイスの動作中にカソードを通して注入される。発光材料の最高占有分子軌道(HOMO)内の正孔と最低非占有分子軌道(LUMO)内の電子とが結合して、そのエネルギーを光として放出する励起子を形成する。
発光層は、半導体ホスト材料と、ホスト材料から発光ドーパントにエネルギーが移動する発光ドーパントとを含むことができる。例えば、J. Appl. Phys. 65, 3610, 1989(非特許文献1)は蛍光発光ドーパント(すなわち、光が一重項励起子の減衰を介して発光される発光材料)をドープしたホスト材料を開示している。リン光性ドーパントも知られている(つまり、光が三重項励起子の崩壊を経て放出される発光性ドーパント)。
赤外線発光材料を含有するOLEDはまた、例えば、Chuk-Lam Ho, Hua Li and Wai-Yeung Wong, “Red to near-infrared organometallic phosphorescent dyes for OLED applications”, J. Organomet. Chem. 751 (2014), 261-285及びXiang et al, “Near-infrared phosphorescence: materials and applications “, Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 6128(非特許文献2及び3)に開示されているように公知である。
国際公開第2012/034066号(特許文献1)は、メタロポルフィリンを含む多発色性アセンブリを開示している。
特開2011―061095号公報(特許文献2)には、2つのメソ位置が1価の有機基で置換されたテトラベンゾポルフィリン半導体が開示されている。
国際公開第2013/168945号(特許文献3)には、ベンゾポルフィリン誘導体および有機薄膜トランジスタにおけるその使用が開示されている。
国際公開第2013/168945号(特許文献3)には、ベンゾポルフィリン誘導体および有機薄膜トランジスタにおけるその使用が開示されている。
J. Appl. Phys. 65, 3610, 1989
Chuk-Lam Ho, Hua Li and Wai-Yeung Wong, "Red to near-infrared organometallic phosphorescent dyes for OLED applications", J. Organomet. Chem. 751 (2014), 261-285
Xiang et al, "Near-infrared phosphorescence: materials and applications ", Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 6128
近赤外発光材料は、可視領域で発光する材料と比較して、比較的小さなバンドギャップを有する。その結果、エネルギーギャップ法則に従って非放射的に減衰する励起子の割合が高いため、赤外線材料の効率が低くなる可能性がある。
さらに、パルスオキシメトリを含むがこれに限定されない特定の用途に対しては、近赤外線エミッタが広い(〜700〜900nmのピーク波長)近赤外線範囲内の比較的狭い窓内にピークを有することが望ましい。
本発明者らは特定のリン光性金属ポルフィリン化合物の1つ以上のメソ位置を、CおよびN環原子を含有する6員ヘテロ芳香族基を含有する置換基で置換することにより、例えば電気刺激または光刺激下で、化合物によって放出されるピーク波長の微調整が可能になることを見出した。
MはPd(II)またはPt(II)である。
Ar1は、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されている芳香族またはヘテロ芳香族基である。
各出現におけるR2−R4は、以下で構成される群から独立して選択される:
1つ以上の非隣接非末端C原子がO、S、CO又はCOOで置換されていてもよく、1つ以上のH原子はFで置換されてもよいC1−20アルキル、及び
pが少なくとも1であり、各出現におけるAr2が独立して、1つ以上の置換で置換または置換されていないC6−20アリールまたは5−20員ヘテロアリールである式(Ar2)pの基。
1つ以上の非隣接非末端C原子がO、S、CO又はCOOで置換されていてもよく、1つ以上のH原子はFで置換されてもよいC1−20アルキル、及び
pが少なくとも1であり、各出現におけるAr2が独立して、1つ以上の置換で置換または置換されていないC6−20アリールまたは5−20員ヘテロアリールである式(Ar2)pの基。
本明細書のいずれかで使用されるアルキル基の「非末端C原子」とは、n−アルキル基のメチル炭素または分岐アルキル基の各メチル炭素以外のアルキル基の炭素原子を意味する。
R1は、Ar2(p=1の場合)または少なくとも1つのAr2(pが1より大きい場合)がCおよびN環原子を有する6員のヘテロ芳香族環である式(Ar2)pの群である。
いくつかの実施形態では、ホスト材料および式(I)のリン光発光化合物を含む組成物が提供される。
いくつかの実施形態では、1つ以上の溶媒に溶解された式(I)の化合物を含む溶液が提供される。
いくつかの実施形態では、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間の発光層とを含み、発光層が式(I)の化合物を含む有機発光デバイスが提供される。
いくつかの実施形態では、アノードおよびカソードの一方の上に式(I)の化合物を含む発光層を堆積させるステップと、発光層の上にアノードおよびカソードの他方を堆積させるステップとを含む、有機発光デバイスを形成する方法が提供される。
開示された技術および添付の図面は、開示された技術のいくつかの実装を説明する。
図1は、いくつかの実施形態によるOLEDを示す。
図2は、一実施形態によるホスト−エミッタ組成物および2つの比較組成物のフォトルミネセンススペクトルである。
図面は、一定の縮尺で描かれておらず、様々な視点および視点を有する。図面は、いくつかの実施および例である。さらに、いくつかの構成要素および/または動作は開示された技術の実施形態のいくつかの説明の目的のために、異なるブロックに分離されるか、または単一のブロックに組み合わされてもよい。さらに、本技術は様々な修正形態および代替形態を受け入れることができるが、特定の実施形態が例として図面に示され、以下で詳細に説明される。しかしながら、その意図は、技術を記述された特定の実施に限定することではない。それどころか、本技術は、添付の特許請求の範囲によって定義される本技術の範囲内にあるすべての修正形態、均等物、および代替形態を包含することが意図される。
詳細な説明
文脈が明らかに他のことを要求しない限り、明細書および特許請求の範囲全体を通して、単語「含む」、「含んでいる」などは、排他的または網羅的な意味とは対照的に、包含的な意味で解釈されるべきであり、すなわち、「限定されるものではないが含む」という意味で解釈されるべきである。本明細書で使用される「接続される」、「結合される」、またはその任意の変形は、2つ以上の要素の間での、直接的又は間接的な接続又は結合を意味し、要素間の結合または接続は物理的、論理的、電磁気的、またはそれらの組合せとすることができる。さらに、「本明細書」、「上」、「下」、および類似の意味の単語は本出願で使用される場合、本出願全体を指し、本出願の任意の特定の部分を指すものではない。文脈が許す場合、単数または複数を使用する詳細な説明の単語はそれぞれ複数または単数を含むこともできる。2つ以上の項目のリストに関する「または」という単語、以下の単語の解釈のすべてを対象とする:リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目のすべて、およびリスト内の項目の任意の組み合わせ。
文脈が明らかに他のことを要求しない限り、明細書および特許請求の範囲全体を通して、単語「含む」、「含んでいる」などは、排他的または網羅的な意味とは対照的に、包含的な意味で解釈されるべきであり、すなわち、「限定されるものではないが含む」という意味で解釈されるべきである。本明細書で使用される「接続される」、「結合される」、またはその任意の変形は、2つ以上の要素の間での、直接的又は間接的な接続又は結合を意味し、要素間の結合または接続は物理的、論理的、電磁気的、またはそれらの組合せとすることができる。さらに、「本明細書」、「上」、「下」、および類似の意味の単語は本出願で使用される場合、本出願全体を指し、本出願の任意の特定の部分を指すものではない。文脈が許す場合、単数または複数を使用する詳細な説明の単語はそれぞれ複数または単数を含むこともできる。2つ以上の項目のリストに関する「または」という単語、以下の単語の解釈のすべてを対象とする:リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目のすべて、およびリスト内の項目の任意の組み合わせ。
本明細書で提供される技術の教示は、必ずしも以下に記載されるシステムではなく、他のシステムに適用することができる。以下に記載される様々な例の要素および動作は、本技術のさらなる実装を提供するために組み合わせることができる。技術のいくつかの代替的な実装は、以下に述べるそれらの実装に対する追加的な要素だけでなく、より少ない要素を含んでもよい。
これらおよび他の変更は、以下の詳細な説明に照らして、本技術に対してなされ得る。説明は技術の特定の例を説明し、企図される最良の形態を説明するが、説明がどれほど詳細に現れても、技術は多くの方法で実施することができる。システムの詳細は本明細書に開示される技術によって依然として包含されながら、その特定の実施においてかなり変化し得る。上述したように、技術の特定の特徴または態様を説明するときに使用される特定の用語は、その用語が関連付けられる技術の任意の特定の特性、特徴、または態様に限定されるように本明細書で用語が再定義されることを暗示するものと解釈されるべきではない。一般に、以下の特許請求の範囲で使用される用語は詳細な説明の項でそのような用語を明示的に定義しない限り、本技術を本明細書で開示される特定の例に限定すると解釈されるべきではない。したがって、本技術の実際の範囲は、開示された例だけでなく、特許請求の範囲の下で本技術を実施または実施するすべての同等の方法も包含する。
特許請求の範囲の数を減らすために、本技術の特定の態様は特定の特許請求の形態で以下に提示されるが、出願人は任意の数の特許請求の形態で本技術の様々な態様を企図する。
以下の説明では、説明の目的のために、開示された技術の実装の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、開示された技術の実施形態はこれらの特定の詳細のいくつかがなくても実施され得ることが、当業者には明らかであろう。
図1はいかなる縮尺にも描かれていないが、いくつかの実施形態によるOLED 100を概略的に示す。OLED 100は、基板107上に担持されてもよい。OLEDは、アノード101、カソード105、およびアノードとカソードとの間の発光層103を含む。
本明細書で使用されるように、2つの他の層の「間」の層は、他の層の一方または両方と直接接触してもよく、または1つ以上の介在層によって他の層の一方または両方から離間されていてもよい。さらに、アノードとカソードとの間に、これに限定されないが、正孔輸送層、電子輸送層、正孔阻止層、電子阻止層、正孔注入層および電子注入層を含む層(図示せず)を設けてもよい。
1つ以上のさらなる層を含む例示的なOLED構造は限定されないが、以下である。
アノード/正孔注入層/発光層/カソード
アノード/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/カソード
好ましくは、デバイスが正孔注入層および正孔輸送層の一方または両方、より好ましくは両方を含む。
好ましくは、デバイスが電子輸送層および電子注入層のうちの少なくとも1つを含む。
好ましくは、発光層103がデバイスの唯一の発光層である。
アノード/正孔注入層/発光層/カソード
アノード/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/カソード
好ましくは、デバイスが正孔注入層および正孔輸送層の一方または両方、より好ましくは両方を含む。
好ましくは、デバイスが電子輸送層および電子注入層のうちの少なくとも1つを含む。
好ましくは、発光層103がデバイスの唯一の発光層である。
Mは、Pd(II)またはPt(II)、好ましくはPt(II)であってもよい。
Ar1は、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されている芳香族またはヘテロ芳香族基である。好ましくは、各Ar1はベンゼンである。
式中、各々のR6およびR7は、Hまたは置換基である。
各々のR6はHであることが好ましい。
好ましくは、各々のR7は、独立して、Hまたは置換基である。置換基R7は、それぞれの出現において独立に、F、CN、NO2およびC1−20のアルキルからなる群から選択することができ、ここで、1つ以上の隣接しない非末端C原子はO、S、COまたはCOOで置き換えることができ、1つ以上のHアトムは、Fで置き換えることができる。
いくつかの実施形態では、各々のR7はHである。
R1は式(Ar2)pの基であり、ここでpは少なくとも1であり、各々の出現におけるAr2は独立に、1つ以上の置換基と非置換または置換されるC6−20の芳香族基又は5−20員のヘテロ芳香族基であり、但し、少なくとも1つのAr2がCおよびN環原子を有する6員のヘテロ芳香族基である。
各々の出現におけるR2−R4は、以下で構成される群から独立して選択される。
− 1つ以上の非隣接非末端C原子がO、S、COまたはCOOで置き換えられてもよく、および1つ以上のH原子はFで置き換えられてもよいC1−20アルキル。
− pは少なくとも1であり、各々の出現におけるAr2が、独立して、1つ以上の置換基で置換されているか、または置換されていないC6−20芳香族基又は5−20員のヘテロ芳香族基である、式(Ar2)pの基。
− 1つ以上の非隣接非末端C原子がO、S、COまたはCOOで置き換えられてもよく、および1つ以上のH原子はFで置き換えられてもよいC1−20アルキル。
− pは少なくとも1であり、各々の出現におけるAr2が、独立して、1つ以上の置換基で置換されているか、または置換されていないC6−20芳香族基又は5−20員のヘテロ芳香族基である、式(Ar2)pの基。
いくつかの実施形態では、R2−R4の1つ、2つまたは3つすべては基R1、すなわち、少なくとも1つのAr2がCおよびN環原子を有する6員のヘテロ芳香族環である式(Ar2)pの基である。
いくつかの実施形態において、R2−R4のいずれも基R1ではない。
基R1ではない任意のグループR2−R4は、各々の出現において任意選択で独立して、C1−40ヒドロカルビル基である。ヒドロカルビル基R2−R4は、独立して、C1−20 のアルキルおよび式(Ar2)pのグループから任意に選択され、ここで、当該Ar2又は各々のAr2は、各々の出現において独立して、置換されていないか、または1つ以上のC1−12のアルキル基で置換されるベンゼンである。いくつかの実施形態では、R2−R4の各々は基R1であり、R1−R4は同じである。
R1基の数、これらの基の位置、および/またはこれらの基における(Ar2)pの構造は、式(I)の化合物のピーク放出スペクトルを調整するために選択されてもよい。
pは、1〜10、任意に1〜5であってもよい。
例示的なC6−20アリール基Ar2はベンゼンおよびナフタレンであり、これは、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されている。
C及びN環原子を有する6員ヘテロ芳香族基Ar2は任意に、以下から選択される:ピリジン;1,2−ジアジン、1,3−ジアジン;1,4−ジアジン;1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジン;および1,3,5−トリアジン(これらの各々は、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されている)。
それぞれのAr2は、独立して、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されている。存在する場合、Ar2の置換基は、F、CN、NO2およびC1−20 のアルキル(1つ以上の隣接しない非末端C原子は、O、S、CO又はCOOで置き換えることができ、1つ以上のH原子は、Fで置き換えることができる)からなる置換基R5から選択することができる。
pが2より大きいときは、(Ar2)pのAr2基を線状または分岐状に配置してもよい。
線状配置では、各Ar2基が1つの他のAr2基のみにつなげられた末端Ar2基であるか、または2つの他のAr2基のみに直接的につなげられた鎖Ar2基である。線状配置では、(Ar2)pは2つの端末Ar2基のみを含む。
分岐した配置において、少なくとも1つのAr2は式(I)のポルフィリンおよび少なくとも2つの他のAr2基に結合される分岐基であり、および/または、少なくとも1つのAr2が少なくとも3つの他のAr2基に結合される分岐基である。
式中、*は式(I)のポルフィリンへの結合を表す。
いくつかの実施形態において、式(I)のポルフィリンに直接的に結合するR1のAr2基がCおよびN環原子を有する6員ヘテロ芳香族環である。任意選択的に、これらの実施形態によれば、pは1である。
いくつかの実施形態において、該又は各々のR1のポルフィリンに直接的に結合したAr2基がCおよびN環原子を有する6員ヘテロ芳香族環ではない。場合により、これらの実施形態によれば、R1 の(Ar2)p基はC及びN環原子を有する6員ヘテロ芳香族環と、式(I)のポルフィリンとの間に、少なくとも1つのC6−20アリーレン基、好ましくは少なくとも1つのフェニレン基を含むか、または、それらから構成される。
ここで、*は結合を表す。各々のXは、N及びCR12から独立に選択され、ここで、R12はHまたはC1−20ヒドロカルビル基であり、各々のR5は上述のように独立に置換基を表す。nは0−5であり、mは0−4である。ヒドロカルビル基R12は、C1−12 のアルキル、及び置換されていない、または1つ以上のC1−12のアルキル基と置換されているフェニルからなる群から選択することができる。
いくつかの実施形態において、R1−R4の各々は、式(III)の基である。
式(I)の例示的な化合物は以下である。
式(I)の化合物はリン光性化合物である。式(I)の化合物は、好ましくは700〜900nm、好ましくは750〜850nmの範囲のピークを有するフォトルミネセンススペクトルを有する。
式(I)の化合物のフォトルミネセンススペクトルはポリスチレンフィルム中の材料の5重量%を石英基板上に流延し、Hamamatsu製の装置C9920−02を用いて窒素環境下で測定することによって測定することができる。
好ましくは使用時にデバイスによって放出される光の少なくとも90%または95%、より好ましくは全ての光は赤外線エミッタから放出される光である。
式(I)の化合物は、ホスト材料から式(I)のリン光性化合物への三重項励起子の移動を可能にするために、式(I)の化合物と少なくとも同じまたはそれより高い三重項励起状態エネルギー準位T1を有するホスト材料と組合せて使用することができる。発光層103は、ホスト材料および式(I)の化合物を含んでもよく、または、それらからなっていてもよい。
ホスト材料およびリン光性化合物の三重項励起状態エネルギーレベルは低温リン光分光法によって測定されるそのリン光スペクトルのエネルギー開始から決定することができる(Y.V. Romaovskii et al, Physical Review Letters, 2000, 85 (5), p1027, A. van Dijken et al, Journal of the American Chemical Society, 2004, 126, p7718)。
ホスト材料は、ポリマーまたは非ポリマー材料であってもよい。
式(I)の化合物は、ホスト材料とブレンドされてもよく、またはホスト材料に共有結合されてもよい。
式(I)の化合物は、ホストと式(I)の化合物との混合物を含むかまたはそれからなる組成物中で、ホストに対して0.1〜40重量%の範囲の量で提供することができる。
ホストポリマーの場合、式(I)の化合物は、ポリマー主鎖の側基または末端基として、またはポリマー主鎖中の繰り返し単位として提供されてもよい。この場合、式(I)の化合物を含む繰り返し単位は、ポリマーの繰り返し単位の0.1〜40モル%を形成し得る。
式中、Ar5およびAr6は、それぞれ独立して、置換されていなくてもよく、または1個以上、任意に1、2、3または4個の置換基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリールであり;uおよびvは、各々の出現において、独立して、少なくとも1個、任意に1、2または3個、好ましくは1個であり;R8は置換基であり;YはNまたはCR9であり、ここで、R9はHまたは置換基、好ましくはHまたはC1−10アルキルであり、ただし、少なくとも1個のYはNである。
好ましくは、Ar5およびAr6がそれぞれ独立に非置換または置換C6−20アリールであり、より好ましくはC10−20アリールである。例示的な基Ar5およびAr6は、フェニルおよびナフチル、好ましくはナフチルである。
好ましくは、R8は、C1−20アルキル又は式−(Ar7)wの基であり、ここで、Ar7は、各々の出現において独立して、置換されていないか、または、1つ以上、任意で1、2、3または4の置換基で置換され得るアリールまたはヘテロアリール基であり、wは、少なくとも1、任意で1、2または3である。好ましくは、各々のAr7は、非置換または置換フェニル、ピリジル、ピリミジン、ピラジンおよびトリアジンから独立して選択される。
Ar5、Ar6およびAr7の置換基はm置換または非置換のアルキル、任意にC1−20 のアルキルから選択することができ、ここで、1つ以上の非隣接の非末端C原子はO、S、C=Oまたは−COO−で置き換えられ得、1つ以上のH原子はFで置き換えられ得る。
1つの好ましい実施形態において、3つの基YはすべてNである。
好ましくは、uおよびvはそれぞれ1である。
好ましくは、wは1、2または3である。
式中、各々のR11は、独立して、Hまたは置換基である。任意選択で、置換基R11 は、置換されていなくてもよく、または1つ以上の置換基、任意選択で1つ以上のC1−10アルキル基(1つ以上の非隣接非末端C原子はO、S、COOまたはCOで置換されていてもよく、1つ以上のH原子はFで置換されていてもよい)で置換されていてもよいC6−20 アリールから独立して選択される。好ましくはそれぞれのR11は、HおよびC1−20 アルキルから独立して選択される。
式中、Ar8、Ar9およびAr10は、それぞれの出現において独立して、置換または非置換アリールまたはヘテロアリールから選択され、gは0、1または2、好ましくは0または1であり、R13はそれぞれの出現において独立して置換基であり、d、eおよびfはそれぞれ独立して1、2または3である。
gが1または2である場合、それぞれの出現において同一または異なっていてもよいR13は、好ましくは、アルキル、場合によりC1−20アルキル、Ar11及びAr11基の分岐状又は線状鎖からなる群から選択され、ここで、各出現におけるAr11は、独立して、置換または非置換のアリールまたはヘテロアリールである。
Ar8、Ar9、および、もし存在すれば、同一のN原子に直接的に結合するAr10 およびAr11から選択される2つの芳香族またはヘテロ芳香族基は、直接結合または2価の連結原子または基によって連結され得る。好ましい二価の連結原子および基には、O、S;置換N;および置換Cが含まれる。
Ar8およびAr10は好ましくはC6−20アリールであり、より好ましくはフェニルであり、これは、置換されていなくてもよく、または1つ以上の置換基で置換されていてもよい。
g=0のとき、Ar9は好ましくはC6−20アリール、より好ましくはフェニルであり、これは、置換されていなくてもよく、または1個以上の置換基で置換されていてもよい。
g=1のとき、Ar9は好ましくはC6−20アリール、より好ましくはフェニルまたは多環式芳香族基、例えばナフタレン、ペリレン、アントラセンまたはフルオレンであり、これらは置換されていなくてもよいし、1個以上の置換基で置換されていてもよい。
R13は、好ましくはAr11、またはAr11基の分岐または直線状の連鎖である。各出現におけるAr11なのは、好ましくは置換されていなくてもよいか、または1個以上の置換基で置換されていてもよいフェニルである。
deおよびfは、好ましくはそれぞれ1である。
Ar8、Ar9、および、存在する場合、Ar10 およびAr11は、それぞれ独立して、置換されないか、または1つ以上、場合により1、2、3または4の置換基で置換される。例示的な置換基は置換または非置換アルキル、場合によりC1−20 アルキルから選択されてもよく、ここで、1個以上の非隣接、非末端C原子は場合により置換されたアリールまたはヘテロアリール(好ましくはフェニル)で置換されてもよく、O、S、C=Oまたは−COO−および1個以上のH原子はFで置換されてもよい。
Ar8、Ar9、および、存在する場合、Ar10およびAr11の好ましい置換基は、C1−40 ヒドロカルビル、好ましくはC1−20アルキルである。
ホストポリマーはアリーレン反復単位、好ましくはC6−20 アリーレン反復単位を含むことができ、これは、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基で置換されていてもよい。例示的なアリーレン反復単位はフェニレン、フルオレン、インデノフルオレンおよびフェナントレン反復単位であり、これらの各々は、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基で置換されていてもよい。好ましい置換基は、C1−40 ヒドロカルビル基から選択される。
式中、各出現におけるtは、独立して、0、1、2、3または4、好ましくは1または2であり;R14は各出現において独立して、置換基であり;各出現におけるsは独立して、0、1または2、好ましくは0または1であり;及び、各出現におけるR15は、独立して、2つのR8基が連結されて、非置換または置換環を形成し得る置換基である。
存在する場合、それぞれのR14およびR15は以下から成る群から独立して選択されてもよい。
− アルキル、場合によりC1−20アルキルであって、1つ以上の非隣接、非末端C原子が任意に置換されたアリールまたはヘテロアリール、O、S、置換されたN、C=Oまたは−COO−で置き換えられていてもよく、1個以上のH原子がFで置き換えられていてもよい;
− アリール及びヘテロアリール基、好ましくはC6−20アリール基、より好ましくはフェニル(これらは非置換であってもよいし、1個以上の置換基で置換されていてもよい);及び
− アリールまたはヘテロアリール基、好ましくはC6−20アリール基、より好ましくはフェニル基の直鎖または分岐鎖(これらの基の各々は独立して置換されていてもよい)、任意に式−(Ar12)r(式中、各Ar12は独立してアリールまたはヘテロアリール基であり、rは少なくとも2、好ましくはフェニル基の分岐鎖または直鎖である)の基。
− アルキル、場合によりC1−20アルキルであって、1つ以上の非隣接、非末端C原子が任意に置換されたアリールまたはヘテロアリール、O、S、置換されたN、C=Oまたは−COO−で置き換えられていてもよく、1個以上のH原子がFで置き換えられていてもよい;
− アリール及びヘテロアリール基、好ましくはC6−20アリール基、より好ましくはフェニル(これらは非置換であってもよいし、1個以上の置換基で置換されていてもよい);及び
− アリールまたはヘテロアリール基、好ましくはC6−20アリール基、より好ましくはフェニル基の直鎖または分岐鎖(これらの基の各々は独立して置換されていてもよい)、任意に式−(Ar12)r(式中、各Ar12は独立してアリールまたはヘテロアリール基であり、rは少なくとも2、好ましくはフェニル基の分岐鎖または直鎖である)の基。
R14もしくはR15がアリールもしくはヘテロアリール基、またはアリールもしくはヘテロアリール基の直鎖もしくは分枝鎖を含む場合は、当該又は各々のアリールもしくはヘテロアリール基は、以下からなる群から選択される1つ以上の置換基R8で置換されていてもよい:
アルキル、例えばC1−20アルキル(ここで、1個以上の非隣接の非末端C原子はO、S、置換N、C=Oおよび−COO−で置換されていてもよく、アルキル基の1個以上のH原子はFで置換されていてもよい);
NR9 2、OR9、SR9、SiR9 3および
フッ素、ニトロおよびシアノ;
式中、各々のR9は、独立して、アルキル、好ましくはC1−20アルキル、及び、1個以上のC1−20アルキル基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、好ましくはフェニル、からなる群から選択される。
アルキル、例えばC1−20アルキル(ここで、1個以上の非隣接の非末端C原子はO、S、置換N、C=Oおよび−COO−で置換されていてもよく、アルキル基の1個以上のH原子はFで置換されていてもよい);
NR9 2、OR9、SR9、SiR9 3および
フッ素、ニトロおよびシアノ;
式中、各々のR9は、独立して、アルキル、好ましくはC1−20アルキル、及び、1個以上のC1−20アルキル基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、好ましくはフェニル、からなる群から選択される。
置換されたN(存在する場合)は、−NR10−であってもよく、ここで、R10は置換基であり、任意選択でC1−40のヒドロカルビル基、場合によりC1−20のアルキル基である。
R14またはR15のアリールまたはヘテロアリール基の好ましい置換基は、C1−20アルキルから選択される。
2つの基がR15環を形成する場合は、環の1つ以上の置換基が存在するならば、C1−20アルキル基から任意に選択される。
好ましくは、各々のR14(存在する場合)、及びR15は、C1−40ヒドロカルビルから独立して選択される。好ましいC1−40ヒドロカルビル基はC1−20アルキル;非置換フェニル;1つ以上のC1−20アルキル基で置換されたフェニル;およびフェニル基の直鎖または分枝鎖であり、ここで、各々のフェニルは、非置換であり得るか、または1つ以上のC1−20アルキル基で置換され得る。
ホストポリマーは、式(V)、(VI)および/または(XI)の繰り返し単位、ならびに本明細書に記載される1つ以上のアリーレン繰り返し単位、任意選択で式(VII)〜(X)の1つ以上のアリーレン繰り返し単位を含むか、またはそれらからなってもよい。
式(V)、(VI)および/または(XI)の繰り返し単位は、それぞれ、ホストポリマー中に1〜50モル%、任意に5〜50モル%の範囲の量で提供されてもよい。
アリーレン繰り返し単位は、ホストポリマーの繰り返し単位の1〜99モル%、好ましくは10〜95モル%を形成することができる。
母体ポリマーを含むがこれに限定されない本明細書に記載のポリマーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定したポリスチレン当量数平均分子量(Mn)が約1×103〜1×108、好ましくは1×103〜5×106であってもよい。本明細書に記載されるポリマーのポリスチレン当量重量平均分子量(Mw)は、1×103〜1×108、好ましくは1×104〜1×107であり得る。
ホストポリマーを含むがこれに限定されない本明細書に記載のポリマーは、好ましくは非晶質である。
電荷輸送および電荷阻止層
OLEDのアノードと式(I)の化合物を含む発光層との間に正孔輸送層を設けてもよい。
OLEDのアノードと式(I)の化合物を含む発光層との間に正孔輸送層を設けてもよい。
OLEDのカソードと式(I)の化合物を含む発光層との間に電子輸送層を設けてもよい。
アノードと発光層との間に電子阻止層を設けてもよい。
カソードと発光層との間に正孔阻止層を設けてもよい。
輸送層と阻止層とを組み合わせて使用することができる。HOMO準位とLUMO準位に依存して、単一層は正孔と電子の一方を輸送し、正孔と電子の他方をブロックする。
電荷輸送層または電荷阻止層は、特に、その電荷輸送層または電荷阻止層の上にある層が溶液から堆積される場合、架橋されてもよい。この架橋に用いる架橋性基は、ビニル基、アクリレート基等の反応性二重結合を含む架橋性基、ベンゾシクロブタン基であってもよい。架橋性基は、電荷輸送または電荷阻止ポリマーの主鎖からの置換基ペンダントとして提供されてもよい。電荷輸送層または電荷阻止層の形成に続いて、架橋性基は、熱処理または照射によって架橋され得る。
存在する場合、アノードと式(I)の化合物を含有する発光層との間に位置する正孔輸送層は、サイクリックボルタンメトリーによって測定して、好ましくは5.5eV以下、より好ましくは約4.8〜5.5eVのHOMOレベルを有する正孔輸送材料を含有する。正孔輸送層の正孔輸送材料のHOMOレベルは、正孔輸送に対する小さな障壁を提供するために、(I)式の化合物の0.2eV以内、任意には0.1 eV以内になるように選択されてもよい。
正孔輸送ポリマーの正孔輸送材料は、本明細書に記載の式(VI)の繰り返し単位を含むポリマー、任意に式(VI)の繰り返し単位のホモポリマー、または式(VI)の繰り返し単位および1つ以上の共繰り返し単位、任意に本明細書に記載の1つ以上のアリーレン共繰り返し単位を含むコポリマーであってもよい。このような正孔輸送ポリマーの1つ以上の繰り返し単位は、正孔輸送ポリマーの堆積後に架橋されて正孔輸送層を形成し得る架橋可能な基、場合により架橋可能な二重結合基および/または架橋可能なベンゾシクロブタン基で置換されてもよい。
存在する場合、発光層とカソードとの間に位置する電子輸送層は方形波サイクリックボルタンメトリーによって測定して、約2.5〜3.5 eVのLUMOレベルを有することが好ましい。一酸化ケイ素又は二酸化ケイ素の層、または、0.2〜2nmの範囲の厚さを有する他の薄い誘電体層の層を、カソードに最も近い発光層とカソードとの間に設けることができる。
電子輸送層は、フルオレン反復単位の鎖のような、任意に置換されたアリーレン反復単位の鎖を含むポリマーを含有してもよい。
本明細書に記載のHOMOおよびLUMOレベルは、以下のようにサイクリックボルタンメトリー(CV)によって測定することができる。
作用電極電位は、時間に対して直線的にランプ(ramp)される。サイクリックボルタンメトリーが設定電位に達すると、作用極の電位ランプは反転する。この反転は、単一の実験中に複数回起こり得る。作動電極における電流を印加電圧に対してプロットし、サイクリックボルタモグラムトレースを与える。
CVによってHOMOまたはLUMOエネルギーレベルを測定するための装置は、アセトニトリル中のtert−ブチルアンモニウム過塩素酸塩/またはtert−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート溶液を含有するセル、サンプルがフィルムとしてコーティングされるガラス状炭素作用電極、白金対電極(電子のドナーまたはアクセプター)、およびAg/AgClを漏らさない参照ガラス電極を含み得る。フェロセンは、計算目的のために実験の終わりにセルに添加される。(Ag/AgCl/フェロセンと試料/フェロセンとの電位差の測定)。
CVによってHOMOまたはLUMOエネルギーレベルを測定するための装置は、アセトニトリル中のtert−ブチルアンモニウム過塩素酸塩/またはtert−ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート溶液を含有するセル、サンプルがフィルムとしてコーティングされるガラス状炭素作用電極、白金対電極(電子のドナーまたはアクセプター)、およびAg/AgClを漏らさない参照ガラス電極を含み得る。フェロセンは、計算目的のために実験の終わりにセルに添加される。(Ag/AgCl/フェロセンと試料/フェロセンとの電位差の測定)。
方法と設定:
直径3mmのガラス状炭素作用電極
Ag/AgCl/リークなし基準電極
Pt線補助電極
アセトニトリル中の0.1Mテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート
LUMO = 4.8 − フェロセン(ピーク・トゥ・ピーク最大平均)+ 開始
試料:5mg/mLのトルエン回転液1滴、3000rpm LUMO(還元)測定:
良好な可逆的還元事象は、典型的には200 mV/sおよび−2.5Vのスイッチング電位で測定された厚膜について観察される。還元事象は10サイクルにわたって測定され、比較されるべきであり、通常、測定は、3回サイクルで行われる。開始は、縮小事象の最も急峻な部分における最良適合線とベースラインとの交点で行われる。
直径3mmのガラス状炭素作用電極
Ag/AgCl/リークなし基準電極
Pt線補助電極
アセトニトリル中の0.1Mテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート
LUMO = 4.8 − フェロセン(ピーク・トゥ・ピーク最大平均)+ 開始
試料:5mg/mLのトルエン回転液1滴、3000rpm LUMO(還元)測定:
良好な可逆的還元事象は、典型的には200 mV/sおよび−2.5Vのスイッチング電位で測定された厚膜について観察される。還元事象は10サイクルにわたって測定され、比較されるべきであり、通常、測定は、3回サイクルで行われる。開始は、縮小事象の最も急峻な部分における最良適合線とベースラインとの交点で行われる。
正孔注入層
導電性有機または無機材料から形成され得る導電性正孔注入層はアノードから半導体ポリマーの1つまたは複数の層への正孔注入を補助するために、アノードと1つまたは複数の発光層との間に提供され得る。正孔輸送層は、正孔注入層と組み合わせて使用されてもよい。
導電性有機または無機材料から形成され得る導電性正孔注入層はアノードから半導体ポリマーの1つまたは複数の層への正孔注入を補助するために、アノードと1つまたは複数の発光層との間に提供され得る。正孔輸送層は、正孔注入層と組み合わせて使用されてもよい。
ドープされた有機正孔注入材料の例には、任意に置換されたドープされたポリ(エチレンジオキシチオフェン)(PEDT)、特にEP0901176およびEP 0947123に開示されているような電荷平衡ポリ酸、例えばポリスチレンスルホネート(PSS)、ポリアクリル酸またはフッ素化スルホン酸、例えばNafion(登録商標)、US5723873およびUS5798170に開示されているようなポリアニリン、および任意に置換されたポリチオフェンまたはポリ(チエノチオフェン)がドープされたPEDTが含まれる。導電性無機材料の例には、Journal of Physics D: Applied Physics(1996)、29(11)、2750-2753に開示されているように、VOx、MoOxおよびRuOxのような遷移金属酸化物が含まれる。
カソード
カソードは、発光層または複数の層への電子の注入を可能にする仕事関数を有する材料から選択される。カソードと発光材料との間の不利な相互作用の可能性などの他の要因が、カソードの選択に影響を及ぼす。カソードは、アルミニウムの層のような単一の材料からなっていてもよい。あるいは、国際公開第98/10621号に開示されているように、複数の金属、例えば低仕事関数材料と高仕事関数材料、例えばカルシウムおよびアルミニウムの二重層を含んでいてもよい。カソードは例えば、国際公開第98/57381、Appl. Phys. Lett. 2002, 81(4), 634 及びWO02/84759号に開示されているように、元素状バリウムまたは元素状マグネシウムを含有する層を含むことができる。カソードはOLEDの発光層とカソードの1つ以上の導電層(例えば、1つ以上の金属層)との間に、金属化合物の薄い(例えば、1〜5nmの厚さ)層を含み得る。例示的な金属化合物には、電子注入を補助するためのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物またはフッ化物、例えば、国際公開第00/48258号に開示されているフッ化リチウム;Appl. Phys. Lett. 2001, 79(5), 2001に開示されているフッ化バリウム、及び酸化バリウムが含まれる。デバイスへの電子の効率的な注入を提供するために、カソードは、好ましくは3.5eV未満、より好ましくは3.2eV未満、最も好ましくは3eV未満の仕事関数を有する。金属の仕事関数は例えば、Michaelson, J. Appl. Phys. 48(11), 4729, 1977に見出すことができる。
カソードは、発光層または複数の層への電子の注入を可能にする仕事関数を有する材料から選択される。カソードと発光材料との間の不利な相互作用の可能性などの他の要因が、カソードの選択に影響を及ぼす。カソードは、アルミニウムの層のような単一の材料からなっていてもよい。あるいは、国際公開第98/10621号に開示されているように、複数の金属、例えば低仕事関数材料と高仕事関数材料、例えばカルシウムおよびアルミニウムの二重層を含んでいてもよい。カソードは例えば、国際公開第98/57381、Appl. Phys. Lett. 2002, 81(4), 634 及びWO02/84759号に開示されているように、元素状バリウムまたは元素状マグネシウムを含有する層を含むことができる。カソードはOLEDの発光層とカソードの1つ以上の導電層(例えば、1つ以上の金属層)との間に、金属化合物の薄い(例えば、1〜5nmの厚さ)層を含み得る。例示的な金属化合物には、電子注入を補助するためのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物またはフッ化物、例えば、国際公開第00/48258号に開示されているフッ化リチウム;Appl. Phys. Lett. 2001, 79(5), 2001に開示されているフッ化バリウム、及び酸化バリウムが含まれる。デバイスへの電子の効率的な注入を提供するために、カソードは、好ましくは3.5eV未満、より好ましくは3.2eV未満、最も好ましくは3eV未満の仕事関数を有する。金属の仕事関数は例えば、Michaelson, J. Appl. Phys. 48(11), 4729, 1977に見出すことができる。
カソードは、不透明であっても透明であってもよい。透明なカソードは、そのようなデバイスにおける透明アノードを通る放出が放射ピクセルの下に位置する駆動回路によって少なくとも部分的に遮断されるため、アクティブマトリクスデバイスにとって特に有利である。透明カソードは、透明になるのに十分に薄い電子注入材料の層を含む。典型的には、この層の横方向導電率がその薄さの結果、低くなるのであろう。この場合、電子注入材料の層は、酸化インジウムスズなどの透明導電材料のより厚い層と組み合わせて使用される。
透明カソードデバイスは(もちろん、完全に透明なデバイスが望まれない限り)透明アノードを有する必要はなく、したがって、底面発光デバイスに使用される透明アノードはアルミニウムの層などの反射材料の層で置き換えられるか、または補足されてもよいことが理解されるのであろう。透明カソードデバイスの例は、例えばGB2348316に開示されている。
カプセル化
有機オプトエレクトロニクスデバイスは、水分および酸素に敏感である傾向がある。したがって、基板101は、素子内への水分や酸素の侵入を防止するための良好なバリア性を有することが好ましい。基板は一般にガラスであるが、特にデバイスの可撓性が望ましい場合には代替の基板を使用することができる。例えば、基板は、プラスチック層とバリア層とが交互になった基板を開示している米国特許第6268695号に開示されているようなプラスチック、または、EP 0949850に開示されているように薄いガラスとプラスチックとの積層体を含むことができる。
有機オプトエレクトロニクスデバイスは、水分および酸素に敏感である傾向がある。したがって、基板101は、素子内への水分や酸素の侵入を防止するための良好なバリア性を有することが好ましい。基板は一般にガラスであるが、特にデバイスの可撓性が望ましい場合には代替の基板を使用することができる。例えば、基板は、プラスチック層とバリア層とが交互になった基板を開示している米国特許第6268695号に開示されているようなプラスチック、または、EP 0949850に開示されているように薄いガラスとプラスチックとの積層体を含むことができる。
デバイスは水分および酸素の侵入を防ぐために、封入剤(図示せず)で封入されてもよい。適切な封止材には、ガラスのシート、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素などの適切なバリア特性を有するフィルム、または、例えばWO01/81649に開示されているようなポリマーと誘電体の交互スタック、または例えばWO01/19142に開示されているような気密容器が含まれる。透明カソードデバイスの場合、一酸化ケイ素または二酸化ケイ素などの透明封入層をミクロンレベルの厚さまで堆積させることができるが、1つの好ましい実施形態ではそのような層の厚さは20〜300nmの範囲である。基板または封止材を透過し得る任意の大気中の水分および/または酸素を吸収するためのゲッター材料が、基板と封止材との間に配置され得る。
溶液処理
式(I)の発光化合物およびその組成物の溶液処理可能な製剤を形成するための適切な溶媒は、トルエンおよびキシレンなどのモノアルキルベンゼンまたはポリアルキルベンゼン、ならびにモノアルコキシベンゼンまたはポリアルコキシベンゼン、およびそれらの混合物などの一般的な有機溶媒から選択されてもよい。
式(I)の発光化合物およびその組成物の溶液処理可能な製剤を形成するための適切な溶媒は、トルエンおよびキシレンなどのモノアルキルベンゼンまたはポリアルキルベンゼン、ならびにモノアルコキシベンゼンまたはポリアルコキシベンゼン、およびそれらの混合物などの一般的な有機溶媒から選択されてもよい。
式(I)の化合物を含む発光層を形成するための例示的な溶液堆積技術は、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールツーロールコーティングまたはロールツーロール印刷、ドクターブレードコーティング、スロットダイコーティング、グラビア印刷、スクリーン印刷およびインクジェット印刷などの印刷およびコーティング技術を含む。
上述のような被覆方法は発光層または層のパターン化が不要なデバイス−例えば、照明アプリケーションまたは単純なモノクロセグメント化ディスプレイ−に特に好適である。
正孔注入層、電荷輸送層、および電荷阻止層(存在する場合)を含むOLEDの他の層を形成するために、同じコーティングおよび印刷方法を使用することができる。
アプリケーション
本明細書に記載される有機発光ダイオードは、暗視ゴーグル、パルスオキシメータを含むセンサ、およびCMOSチップ(これらに限定されない)において使用されてもよいが、これらに限定されない。センサは、本明細書に記載されるような1つ以上のOLEDと、少なくとも1つの光検出器デバイスとを含むことができ、1つ以上の光検出器デバイスまたは各光検出器デバイスは、1つ以上のOLEDからの放出を検出するように構成される。任意に、センサのOLED、好ましくはウェアラブルセンサのOLEDは、5V以下の動作電圧を有する。
本明細書に記載される有機発光ダイオードは、暗視ゴーグル、パルスオキシメータを含むセンサ、およびCMOSチップ(これらに限定されない)において使用されてもよいが、これらに限定されない。センサは、本明細書に記載されるような1つ以上のOLEDと、少なくとも1つの光検出器デバイスとを含むことができ、1つ以上の光検出器デバイスまたは各光検出器デバイスは、1つ以上のOLEDからの放出を検出するように構成される。任意に、センサのOLED、好ましくはウェアラブルセンサのOLEDは、5V以下の動作電圧を有する。
4,5,6,7−テトラヒドロ−2H−イソインドールは、Chem.Mater.、2011、23、5296に記載されているように合成することができる。
段階1
出発物質1(3.1g、25.5mmol)および出発物質2(11.4g、25.5mmol)を2.2Lのジクロロメタンに溶解した。トリフルオロ酢酸(1.74g、15.3mmol)を添加し、暗緑色反応物を室温で3時間撹拌した。2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン(7.4g、32.6mmol)を添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。トリエチルアミン(60mL)を加え、反応混合物を〜500mLに濃縮した後、シリカプラグに通してベースライン不純物を除去した。濾液を濃縮して、暗黄色固体を得た。固体を、シリカ(直径8cm、高さ80cm)上のカラムクロマトグラフィーによって、最初にヘキサン、次にジクロロメタン、最後にジクロロメタン中の1%メタノールで溶出して精製し、緑色固体を得、これをメタノールから再結晶し、次の工程で使用した。
出発物質1(3.1g、25.5mmol)および出発物質2(11.4g、25.5mmol)を2.2Lのジクロロメタンに溶解した。トリフルオロ酢酸(1.74g、15.3mmol)を添加し、暗緑色反応物を室温で3時間撹拌した。2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン(7.4g、32.6mmol)を添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。トリエチルアミン(60mL)を加え、反応混合物を〜500mLに濃縮した後、シリカプラグに通してベースライン不純物を除去した。濾液を濃縮して、暗黄色固体を得た。固体を、シリカ(直径8cm、高さ80cm)上のカラムクロマトグラフィーによって、最初にヘキサン、次にジクロロメタン、最後にジクロロメタン中の1%メタノールで溶出して精製し、緑色固体を得、これをメタノールから再結晶し、次の工程で使用した。
段階2
酢酸白金(210mg)をベンゾニトリル(50mL)に溶解した。段階1の物質(800mg)を添加し、暗緑色の液を1時間脱気した後、200℃に加熱して5時間得た。冷却後、次にベンゾニトリルを蒸留により除去し、暗赤色残渣をシリカ(直径2.2cm、高さ50cm)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、1〜50%ジクロロメタン(ヘキサン)で溶出し、Pt錯体を赤色固体(130mg)として単離した。
酢酸白金(210mg)をベンゾニトリル(50mL)に溶解した。段階1の物質(800mg)を添加し、暗緑色の液を1時間脱気した後、200℃に加熱して5時間得た。冷却後、次にベンゾニトリルを蒸留により除去し、暗赤色残渣をシリカ(直径2.2cm、高さ50cm)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、1〜50%ジクロロメタン(ヘキサン)で溶出し、Pt錯体を赤色固体(130mg)として単離した。
段階3
段階2の物質(130mg)をTHF(15mL)に溶解した。2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン(196ml)を加え、反応物を70o℃で2時間加熱した。冷却後、反応物をトリメチルアミンでクエンチし、濃縮した。粗物質を、ヘキサン中20〜100%ジクロロメタンで溶出するシリカ(直径0.8cm、高さ40cm)上の繰り返しカラムクロマトグラフィーにより精製し、続いてメタノールから繰り返し再結晶して、生成物を暗緑色固体として得た。
段階2の物質(130mg)をTHF(15mL)に溶解した。2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン(196ml)を加え、反応物を70o℃で2時間加熱した。冷却後、反応物をトリメチルアミンでクエンチし、濃縮した。粗物質を、ヘキサン中20〜100%ジクロロメタンで溶出するシリカ(直径0.8cm、高さ40cm)上の繰り返しカラムクロマトグラフィーにより精製し、続いてメタノールから繰り返し再結晶して、生成物を暗緑色固体として得た。
組成物実施例1
ホストポリマー1(95重量%)および化合物実施例1(5重量%)の組成物を、これらの化合物を混合キシレンに溶解し、石英ディスク上にフィルムをスピンキャスティングすることによって形成した。
ホストポリマー1(95重量%)および化合物実施例1(5重量%)の組成物を、これらの化合物を混合キシレンに溶解し、石英ディスク上にフィルムをスピンキャスティングすることによって形成した。
正確な波長の選択のためにキセノンランプL8474とモノクロメータで浜松C9920‐02に接続した積分球で光ルミネセンスピーク値と光ルミネセンス量子収率(PLQY)値を測定した。
比較の目的のために、組成物例1を、比較例1に代えて、それぞれ比較エミッタ1および比較エミッタ2を使用したことを除いて、組成物例1について記載したように調製した比較組成物1Aおよび1Bと比較した。
比較化合物1および2は国際公開第2017/103584号に開示されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
ホストポリマー1は国際公開第00/53656号に開示されているように、以下のモノマーのスズキ重合によって形成された。
ホストポリマー1は国際公開第00/53656号に開示されているように、以下のモノマーのスズキ重合によって形成された。
図2および表1を参照すると、比較組成物1Aは組成物実施例1と同様のPLQYを有するが、かなり短いピーク波長を有する。
赤外線発光材料は、可視領域で発光する材料と比較して、比較的小さなバンドギャップを有する。その結果、このような材料はエネルギーギャップの法則に従って非放射的に減衰する励起子の高い割合に影響されやすく、しかも、組成物実施例1はそのより短いピーク波長にもかかわらず、比較組成物1Aのものに匹敵するPLQYを有する。
比較組成物1Bは組成物実施例1と同様のピーク波長を有するが、PLQYはるかに低い。
モデル化例
モデル化された化合物実施例2〜5の発光レベルのコンピュータモデリングを、Gaussian09 RevC.01を用いて行い、モデル化された比較化合物3と比較した。
モデル化された化合物実施例2〜5の発光レベルのコンピュータモデリングを、Gaussian09 RevC.01を用いて行い、モデル化された比較化合物3と比較した。
表2に示すように、化合物実施例2〜5のトリフェニルトリアジン基は発光ピークをより長い波長にシフトさせ、発光色はトリフェニルトリアジン置換基の数および/または位置の選択によって調整することができる。
Claims (17)
- 式(I)のリン光発光化合物。
(式中、
MはPd(II)またはPt(II)であり;
Ar1は、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されている芳香族基又はヘテロ芳香族基であり;
各出現におけるR2−R4は、以下で構成される基から独立して選択され:
1つ以上の非隣接、非末端C原子がO、S、COまたはCOOで置換されていてもよく、および1つ以上のH原子はFで置換されてもよいC1−20アルキル、及び
式(Ar2)pの基であって、pが少なくとも1であり、各出現におけるAr2が独立して、置換されていないか、または1つ以上の置換基で置換されているC6−20 アリールまたは5−20員のヘテロアリールであり;
及び、R1は、少なくとも1つのAr2がC及びN環原子を有する6員ヘテロ芳香族環である、式(Ar2)pの基である。) - MがPt(II)である、請求項1に記載のリン光発光化合物。
- 各々のAr1が、非置換または1つ以上の置換基で置換されたベンゼン環である、請求項1又は2に記載のリン光発光化合物。
- R2−R4の少なくとも1つが、式(Ar2)pの基であり、少なくとも1つのAr2がC及びN環原子を有する6員ヘテロ芳香族環である、先行する請求項のいずれか1項に記載のリン光発光化合物。
- R2−R4の各々が、式(Ar2)pの基であり、R2−R4の各々の少なくとも1つのAr2が、CとN環原子を有する6員ヘテロ芳香族環である請求項4に記載のリン光発光化合物。
- R1−R4が同じである、請求項5に記載のリン光発光化合物。
- 各々のAr2が、ベンゼン、ピリジン、1,2−ジアジン、1,3−ジアジン、1,4−ジアジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジンおよび1,3,5−トリアジンから独立して選択される、請求項1に記載のリン光発光化合物。
- C及びN環原子を有する6員のヘテロ芳香族環がトリアジンである、先行する請求項のいずれか1項に記載のリン光発光化合物。
- R1−R4が式(III)の基である、請求項10に記載のリン光発光化合物。
- 化合物が750〜850nmの範囲にピークを有するフォトルミネセンススペクトルを有する、先行する請求項のいずれか1項に記載のリン光化合物。
- ホスト材料と先行する請求項のいずれか1項に記載のリン光発光化合物とを含む組成物。
- 1つ以上の溶媒に溶解された、先行する請求項のいずれか1項に記載の化合物または組成物を含む溶液。
- アノード、カソード、およびアノードとカソードとの間の発光層を含み、発光層が請求項1〜13のいずれか1項に記載の化合物または組成物を含む有機発光デバイス。
- 前記アノードおよびカソードの一方の上に前記発光層を堆積させる工程と、前記発光層の上に前記アノードおよびカソードの他方を堆積させる工程とを含む、請求項15に記載の有機発光デバイスを形成する方法。
- 前記発光層は、請求項14に記載の溶液を堆積させ、前記1つ以上の溶媒を蒸発させることによって形成される、請求項16に記載の方法。
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