JP7618938B2 - Organic electroluminescent materials and devices - Google Patents
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Description
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第119条(e)の定めにより、2019年5月21日出願の米国仮出願第62/850,800号に対する優先権を主張し、その開示内容の全体を参照により本明細書に援用する。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims priority under 35 U.S.C. §119(e) to U.S. Provisional Application No. 62/850,800, filed May 21, 2019, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.
本開示は、一般に、有機金属化合物及び組成物、並びに有機発光ダイオード及び関連する電子デバイスなどのデバイスにおける発光体を含むそれらの各種使用に関する。 This disclosure relates generally to organometallic compounds and compositions and their various uses, including as light emitters in devices such as organic light emitting diodes and related electronic devices.
有機材料を利用する光電子デバイスは、各種理由から、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は無機デバイスを上回るコスト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。 Optoelectronic devices that utilize organic materials are becoming increasingly desirable for a variety of reasons. Many of the materials used to make such devices are relatively inexpensive, so organic optoelectronic devices have the potential for cost advantages over inorganic devices. In addition, the inherent properties of organic materials, such as flexibility, may make them well suited for certain applications, such as fabrication on flexible substrates. Examples of organic optoelectronic devices include organic light emitting diodes/devices (OLEDs), organic phototransistors, organic photovoltaic cells, and organic photodetectors. For OLEDs, organic materials may have performance advantages over conventional materials.
OLEDはデバイス全体に電圧が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。 OLEDs use thin organic films that emit light when a voltage is applied across the device. OLEDs are becoming an increasingly interesting technology for use in applications such as flat panel displays, lighting and backlighting.
リン光性発光分子の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、白色光を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、単一の発光層(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。 One application of phosphorescent emissive molecules is full color displays. Industry standards for such displays require pixels adapted to emit specific colors, referred to as "saturated" colors. In particular, these standards require saturated red, green, and blue pixels. Alternatively, OLEDs can be designed to emit white light. Conventional liquid crystal display emission from a white backlight is filtered with absorbing filters to produce red, green, and blue emission. Similar techniques can be used with OLEDs. White OLEDs can be either single emissive layer (EML) devices or stack structures. Color can be measured using CIE coordinates, which are well known in the art.
剛性で且つコンジュゲート(共役;conjugate)された部分であるナフチレン-アリール二座配位子を有する遷移金属化合物が開示される。そのような遷移金属錯体は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおける発光体材料に有用である。 Transition metal compounds having naphthylene-aryl bidentate ligands that are rigid and conjugated moieties are disclosed. Such transition metal complexes are useful as emitter materials in organic electroluminescent devices.
一態様において、本開示は、下記式1の第1の配位子LAを含む化合物を提供する。
別の態様において、本開示は、本開示の化合物の組成物を提供する。 In another aspect, the present disclosure provides a composition of the disclosed compounds.
更に別の態様において、本開示は、本開示の化合物を含む有機層を有するOLEDを提供する。 In yet another aspect, the present disclosure provides an OLED having an organic layer comprising a compound of the present disclosure.
更に別の態様において、本開示は、本開示の化合物を含む有機層を有するOLEDを含む消費者製品を提供する。 In yet another aspect, the present disclosure provides a consumer product comprising an OLED having an organic layer comprising a compound of the present disclosure.
A.用語
特段の断りがない限り、本明細書に使用される下記用語は、以下のように定義される。
A. Terminology Unless otherwise stated, the following terms used herein are defined as follows.
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低分子有機材料を含む。「低分子」は、ポリマーでない任意の有機材料を指し、且つ「低分子」は実際にはかなり大型であってよい。低分子は、幾つかの状況において繰り返し単位を含み得る。例えば、長鎖アルキル基を置換基として使用することは、「低分子」クラスから分子を排除しない。低分子は、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。低分子は、コア部分上に構築された一連の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低分子発光体であってよい。デンドリマーは「低分子」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全て低分子であると考えられている。 As used herein, the term "organic" includes polymeric and small molecule organic materials that can be used to fabricate organic optoelectronic devices. "Small molecule" refers to any organic material that is not a polymer, and "small molecules" can actually be quite large. Small molecules can include repeat units in some circumstances. For example, the use of long chain alkyl groups as a substituent does not remove a molecule from the "small molecule" class. Small molecules can be incorporated into polymers, for example, as pendant groups on a polymer backbone or as part of the backbone. Small molecules can also serve as the core moiety of a dendrimer, which consists of a series of chemical shells built on the core moiety. The core moiety of the dendrimer can be a fluorescent or phosphorescent small molecule emitter. Dendrimers can be "small molecules," and it is believed that all dendrimers currently used in the field of OLEDs are small molecules.
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、カソードはアノード「の上に配置されている」と記述され得る。 As used herein, "top" means furthest from the substrate, while "bottom" means closest to the substrate. When a first layer is described as "disposed over" a second layer, the first layer is disposed further from the substrate. There may be other layers between the first and second layers, unless it is specified that the first layer is "in contact with" the second layer. For example, a cathode may be described as "disposed over" an anode, even though there may be various organic layers in between.
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。 As used herein, "solution processable" means capable of being dissolved, dispersed or transported in and/or deposited from a liquid medium, either in solution or suspension form.
配位子は、該配位子が発光材料の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。 A ligand may be referred to as "photoactive" if it is believed that the ligand contributes directly to the photoactive properties of the emissive material. A ligand may be referred to as "ancillary" if it is believed that the ligand does not contribute to the photoactive properties of the emissive material, but the ancillary ligand may modify the properties of the photoactive ligand.
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。 As used herein, and as generally understood by those skilled in the art, a first "highest occupied molecular orbital" (HOMO) or "lowest unoccupied molecular orbital" (LUMO) energy level is "greater than" or "higher than" a second HOMO or LUMO energy level if the first energy level is closer to the vacuum energy level. Because ionization potentials (IPs) are measured as negative energies relative to the vacuum level, a higher HOMO energy level corresponds to an IP having a smaller absolute value (a less negative IP). Similarly, a higher LUMO energy level corresponds to an electron affinity (EA) having a smaller absolute value (a less negative EA). In a conventional energy level diagram with the vacuum level at the top, the LUMO energy level of a material is higher than the HOMO energy level of the same material. A "higher" HOMO or LUMO energy level appears to be closer to the top of such a diagram than a "lower" HOMO or LUMO energy level.
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。 As used herein, as generally understood by those skilled in the art, a first work function is "greater than" or "higher than" a second work function if the first work function has a higher absolute value. Since work functions are generally measured as negative numbers relative to the vacuum level, this means that a "higher" work function is more negative. In a conventional energy level diagram with the vacuum level at the top, a "higher" work function is illustrated as being further away from the vacuum level in a downward direction. Thus, the definitions of HOMO and LUMO energy levels follow a different convention than work functions.
「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。 The terms "halo", "halogen" and "halide" are used interchangeably and refer to fluorine, chlorine, bromine and iodine.
「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。 The term "acyl" refers to a substituted carbonyl group (C(O)-- R.sub.s ).
「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。 The term "ester" refers to a substituted oxycarbonyl (--O--C(O)-- R.sub.s or --C(O)--O-- R.sub.s ) group.
「エーテル」という用語は、-ORs基を指す。 The term "ether" refers to the group -OR s .
「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。 The terms "sulfanyl" and "thioether" are used interchangeably and refer to the group --SR.sub.s .
「スルフィニル」という用語は、-S(O)-Rs基を指す。 The term "sulfinyl" refers to the group -S(O) -Rs .
「スルホニル」という用語は、-SO2-Rs基を指す。 The term "sulfonyl" refers to the group -SO 2 -Rs .
「ホスフィノ」という用語は、-P(Rs)3基を指し、各Rsは、同一であっても異なっていてもよい。 The term "phosphino" refers to the group --P( R.sub.s ) .sub.3 , where each R.sub.s can be the same or different.
「シリル」という用語は、-Si(Rs)3基を指し、各Rsは、同一であっても異なっていてもよい。 The term "silyl" refers to the group --Si( R.sub.s ) .sub.3 , where each R.sub.s can be the same or different.
「ボリル」という用語は、-B(Rs)2基、又はそのルイス(Lewis)付加物-B(Rs)3基を指し、Rsは同一であっても異なっていてもよい。 The term "boryl" refers to the group --B( R.sub.s ) .sub.2 , or its Lewis adduct, --B( R.sub.s ) .sub.3 , where R.sub.s can be the same or different.
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。 In each of the above, Rs can be hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, arylalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, and combinations thereof. Preferred Rs are selected from the group consisting of alkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, and combinations thereof.
「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、任意に置換されていてもよい。 The term "alkyl" refers to and includes both straight and branched chain alkyl groups. Preferred alkyl groups contain from 1 to 15 carbon atoms and include methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, and 2,2-dimethylpropyl. Additionally, the alkyl groups may be optionally substituted.
「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、任意に置換されていてもよい。 The term "cycloalkyl" refers to and includes monocyclic, polycyclic, and spiroalkyl groups. Preferred cycloalkyl groups are those containing 3 to 12 ring carbon atoms and include cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, bicyclo[3.1.1]heptyl, spiro[4.5]decyl, spiro[5.5]undecyl, adamantyl, and the like. Additionally, the cycloalkyl groups may be optionally substituted.
「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、任意に置換されていてもよい。 The term "heteroalkyl" or "heterocycloalkyl" refers to an alkyl or cycloalkyl group, respectively, having at least one carbon atom replaced by a heteroatom. Optionally, the at least one heteroatom is selected from O, S, N, P, B, Si, and Se, preferably O, S, or N. Furthermore, the heteroalkyl or heterocycloalkyl group may be optionally substituted.
「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、任意に置換されていてもよい。 The term "alkenyl" refers to and includes both straight and branched chain alkene groups. Alkenyl groups are essentially alkyl groups containing at least one carbon-carbon double bond in the alkyl chain. Cycloalkenyl groups are essentially cycloalkyl groups containing at least one carbon-carbon double bond in the cycloalkyl ring. The term "heteroalkenyl" as used herein refers to an alkenyl group having at least one carbon atom replaced by a heteroatom. Optionally, the at least one heteroatom is selected from O, S, N, P, B, Si, and Se, preferably O, S, or N. Preferred alkenyl, cycloalkenyl, or heteroalkenyl groups are those containing 2 to 15 carbon atoms. Additionally, said alkenyl, said cycloalkenyl, or said heteroalkenyl groups may be optionally substituted.
「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。アルキニル基は、本質的に、アルキル鎖に少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を含むアルキル基である。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、任意に置換されていてもよい。 The term "alkynyl" refers to and includes both straight-chain and branched-chain alkyne groups. An alkynyl group is essentially an alkyl group that contains at least one carbon-carbon triple bond in the alkyl chain. Preferred alkynyl groups are those that contain 2 to 15 carbon atoms. Additionally, said alkynyl groups may be optionally substituted.
「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、任意に置換されていてもよい。 The terms "aralkyl" and "arylalkyl" are used interchangeably and refer to an alkyl group substituted with an aryl group. Additionally, the aralkyl group may be optionally substituted.
「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の環式基を指し、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、任意に置換されていてもよい。 The term "heterocyclic group" refers to and includes aromatic and non-aromatic cyclic groups containing at least one heteroatom. Optionally, the at least one heteroatom is selected from O, S, N, P, B, Si, and Se, preferably O, S, or N. Heteroaromatic cyclic groups may be used interchangeably with heteroaryl. Preferred heteronon-aromatic cyclic groups are those containing 3-7 ring atoms and contain at least one heteroatom, including cyclic amines such as morpholino, piperidino, pyrrolidino, and cyclic ethers/thioethers, such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran, tetrahydrothiophene, and the like. Additionally, the heterocyclic groups may be optionally substituted.
「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、任意に置換されていてもよい。 The term "aryl" refers to and includes both monocyclic aromatic hydrocarbyl groups and polycyclic aromatic ring systems. A polycyclic ring can have two or more rings with two carbons shared between two adjacent rings (the rings are "fused"), at least one of the rings being an aromatic hydrocarbyl group, and the other rings can be, for example, a cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, heterocyclic, and/or heteroaryl. Preferred aryl groups are those containing 6 to 30 carbon atoms, preferably those containing 6 to 20 carbon atoms, and more preferably those containing 6 to 12 carbon atoms. Aryl groups having 6 carbons, 10 carbons, or 12 carbons are particularly preferred. Suitable aryl groups include phenyl, biphenyl, triphenyl, triphenylene, tetraphenylene, naphthalene, anthracene, phenalene, phenanthrene, fluorene, pyrene, chrysene, perylene, and azulene, and are preferably phenyl, biphenyl, triphenyl, triphenylene, fluorene, and naphthalene. Furthermore, the aryl group may be optionally substituted.
「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、インドキサジン、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、任意に置換されていてもよい。 The term "heteroaryl" refers to and includes both monocyclic aromatic groups and polycyclic aromatic ring systems that contain at least one heteroatom. Heteroatoms include, but are not limited to, O, S, N, P, B, Si, and Se. In many instances, O, S, or N are the preferred heteroatoms. Heteromonocyclic aromatic systems are preferably monocyclic rings having 5 or 6 ring atoms, and the rings can have 1 to 6 heteroatoms. Heteropolycyclic ring systems can have two or more rings in which two atoms are common to two adjacent rings (the rings are "fused"), and at least one of the rings is heteroaryl, and the other rings can be, for example, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, heterocyclic, and/or heteroaryl. Heteropolycyclic aromatic ring systems can have 1 to 6 heteroatoms per ring of the polycyclic aromatic ring system. Preferred heteroaryl groups are those that contain 3 to 30 carbon atoms, preferably those that contain 3 to 20 carbon atoms, and more preferably those that contain 3 to 12 carbon atoms. Suitable heteroaryl groups include dibenzothiophene, dibenzofuran, dibenzoselenophene, furan, thiophene, benzofuran, benzothiophene, benzoselenophene, carbazole, indolocarbazole, pyridylindole, pyrrolodipyridine, pyrazole, imidazole, triazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, oxatriazole, dioxazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine, oxazine, oxathiazine, oxadiazine, indole, benzimidazole, indazole, indoxazine, benzoxazole, benziso ... Examples of the heteroaryl group include benzothiazole, quinoline, isoquinoline, cinnoline, quinazoline, quinoxaline, naphthyridine, phthalazine, pteridine, xanthene, acridine, phenazine, phenothiazine, phenoxazine, benzofuropyridine, furodipyridine, benzothienopyridine, thienodipyridine, benzoselenophenopyridine, and selenophenodipyridine, and preferably dibenzothiophene, dibenzofuran, dibenzoselenophene, carbazole, indolocarbazole, imidazole, pyridine, triazine, benzimidazole, 1,2-azaborine, 1,3-azaborine, 1,4-azaborine, borazine, and aza analogs thereof. Furthermore, the heteroaryl group may be optionally substituted.
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。 Of the aryl and heteroaryl groups listed above, the triphenylene, naphthalene, anthracene, dibenzothiophene, dibenzofuran, dibenzoselenophene, carbazole, indolocarbazole, imidazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, triazine, and benzimidazole groups, and their respective aza analogues, are of particular interest.
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。 As used herein, the terms alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aralkyl, heterocyclic, aryl, and heteroaryl are independently unsubstituted or independently substituted with one or more common substituents.
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、ボリル、及びこれらの組合せからなる群から選択される。 In many instances, the typical substituents are selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, arylalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, acyl, carboxylic acid, ether, ester, nitrile, isonitrile, sulfanyl, sulfinyl, sulfonyl, phosphino, boryl, and combinations thereof.
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、ボリル、及びこれらの組合せからなる群から選択される。 In some examples, preferred common substituents are selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, aryl, heteroaryl, nitrile, isonitrile, sulfanyl, boryl, and combinations thereof.
幾つかの例においては、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、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、ボリル、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。 In some examples, more preferred common substituents are selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, boryl, aryl, heteroaryl, sulfanyl, and combinations thereof.
更に他の例においては、最も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。 In yet other examples, the most preferred common substituents are selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, and combinations thereof.
「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がゼロ又は無置換を表す場合、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。 The terms "substituted" and "substitution" refer to a substituent other than H attached to the relevant position (e.g., carbon or nitrogen). For example, if R 1 represents monosubstitution, one R 1 must be other than H (i.e., substituted). Similarly, if R 1 represents disubstitution , two of R 1 must be other than H. Similarly, if R 1 represents zero or no substitution, R 1 can be hydrogen at the available valence of the ring atom, as in the case of carbon atoms in benzene and nitrogen atoms in pyrrole, or simply nothing in the case of ring atoms with fully filled valences (e.g., nitrogen in pyridine). The maximum number of substitutions possible in a ring structure depends on the total number of available valences at the ring atoms.
本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。 As used herein, "combinations thereof" refers to one or more members of the applicable list being combined to form a known or chemically stable configuration that one of skill in the art can envision from the applicable list. For example, alkyl and deuterium can be combined to form a partially or fully deuterated alkyl group; halogen and alkyl can be combined to form a halogenated alkyl substituent; halogen, alkyl, and aryl can be combined to form a halogenated aryl alkyl. In one example, the term substituted includes combinations of 2-4 of the listed groups. In another example, the term substituted includes combinations of 2-3 groups. In yet another example, the term substituted includes combinations of 2 groups. Preferred combinations of substituents include those that contain up to 50 atoms that are not hydrogen or deuterium, or those that contain up to 40 atoms that are not hydrogen or deuterium, or those that contain up to 30 atoms that are not hydrogen or deuterium. In many examples, preferred combinations of substituents include up to 20 atoms that are not hydrogen or deuterium.
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。 The designation "aza" in the fragments described herein, e.g., aza-dibenzofuran, aza-dibenzothiophene, etc., means that one or more of the C-H groups in each aromatic ring can be replaced by a nitrogen atom, e.g., but without any limitation, azatriphenylene includes both dibenzo[f,h]quinoxaline and dibenzo[f,h]quinoline. One of skill in the art can easily imagine other nitrogen analogs of the above aza derivatives, and all such analogs are intended to be encompassed by the terms described herein.
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。 As used herein, "deuterium" refers to an isotope of hydrogen. Deuterated compounds can be readily prepared using methods known in the art. For example, U.S. Pat. No. 8,557,400, International Publication No. WO 2006/095951, and U.S. Patent Application Publication No. 2011/0037057, the contents of which are incorporated by reference in their entireties, describe the preparation of deuterium-substituted organometallic complexes. Further references include Tetrahedron 2015, 71, 1425-30 (Ming Yan et al.) and Angew. Chem. Int. Ed., the contents of which are incorporated by reference in their entireties. (Reviews) 2007, 46, 7744-65 (Atzrodt et al.), which describes efficient routes for deuteration of methylene hydrogens in benzylamines and replacement of aromatic ring hydrogens with deuterium, respectively.
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。 When a molecular fragment is described as being a substituent or attached to another moiety, it is understood that the name may be described as being the fragment (e.g., phenyl, phenylene, naphthyl, dibenzofuryl) or the entire molecule (e.g., benzene, naphthalene, dibenzofuran). Different designations of the substituents or attached fragments are considered equivalent herein.
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。
B.本開示の化合物
In some cases, the adjacent substituents of a pair can be optionally bonded or fused to form a ring. Preferred rings are 5-, 6-, or 7-membered carbocyclic or heterocyclic rings, including both cases where the portion of the ring formed by the pair of substituents is saturated and cases where the portion of the ring formed by the pair of substituents is unsaturated. As used herein, "adjacent" means that the two related substituents can be on the same ring adjacent to each other, or on the two adjacent rings with the two nearest available substitutable positions, such as 2- and 2'-positions in biphenyl and 1- and 8-positions in naphthalene, as long as a stable fused ring system can be formed.
B. Compounds of the Disclosure
一態様において、本開示は、下記式1の第1の配位子LAを含む化合物を提供する。
化合物の幾つかの実施形態においては、各RA及びRBは、独立して、水素である、又は本明細書に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。 In some embodiments of the compounds, each R A and R B is independently hydrogen or a substituent selected from the group of preferred general substituents defined herein.
幾つかの実施形態においては、Mは、Ru、Os、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、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、Ptである。MがPtである実施形態においては、第1の配位子LAは、1つ又は2つの他の配位子と結合して、三座又は四座配位子を形成することができる。 In some embodiments, M is selected from the group consisting of Ru, Os, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, and Au. In some embodiments, M is Pt. In embodiments where M is Pt, the first ligand L A can be combined with one or two other ligands to form a tridentate or tetradentate ligand.
幾つかの実施形態においては、RA及びRBの少なくとも1つは、5員又は6員のヘテロ環である。幾つかの実施形態においては、RA及びRBの少なくとも1つは、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、及びN-ヘテロ環カルベンからなる群から選択される。 In some embodiments, at least one of R A and R B is a 5- or 6-membered heterocycle. In some embodiments, at least one of R A and R B is selected from the group consisting of pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, pyrazole, triazole, and N-heterocyclic carbene.
幾つかの実施形態においては、X1~X10の少なくとも1つは、Nである。幾つかの実施形態においては、X3は、Nである。幾つかの実施形態においては、X3がNであり、X1~X10の残りがCである。幾つかの実施形態においては、各X1~X10は、Cである。幾つかの実施形態においては、2つのRA置換基が互いに結合して、6員の炭素環、又はヘテロ環を形成する。幾つかの実施形態においては、2つ以上のRB置換基が互いに結合して、1つ以上の、6員の炭素環、又はヘテロ環を形成する。 In some embodiments, at least one of X 1 -X 10 is N. In some embodiments, X 3 is N. In some embodiments, X 3 is N and the remainder of X 1 -X 10 are C. In some embodiments, each of X 1 -X 10 is C. In some embodiments, two R A substituents are bonded together to form a 6-membered carbocyclic or heterocyclic ring. In some embodiments, two or more R B substituents are bonded together to form one or more 6-membered carbocyclic or heterocyclic rings.
化合物の幾つかの実施形態においては、化合物は、下記式2の化合物である。
化合物の幾つかの実施形態においては、化合物は、下記からなる群から選択される。
化合物の幾つかの実施形態においては、化合物は、下記からなる群から選択される。
化合物の幾つかの実施形態においては、化合物は、下記からなる群から選択される。
別の態様において、本開示は、本開示の前記化合物セクションに開示される化合物を含有する第1の有機層を含むOLEDデバイスも提供する。 In another aspect, the present disclosure also provides an OLED device comprising a first organic layer containing a compound disclosed in the Compounds section of the present disclosure.
幾つかの実施形態においては、OLEDは、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。前記有機層は、下記式1の第1の配位子LAを含む化合物を含むことができる。
幾つかの実施形態においては、前記有機層は、発光層であることができ、本明細書に記載される化合物は、発光ドーパント又は非発光ドーパントであることができる。 In some embodiments, the organic layer can be an emissive layer, and the compounds described herein can be emissive or non-emissive dopants.
幾つかの実施形態においては、前記有機層は、更に、ホストを含むことができ、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を含み、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、CnH2n-Ar1からなる群から選択される非縮合置換基である、又は無置換であることができ、nは1~10であり、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。 In some embodiments, the organic layer can further comprise a host, the host comprising a triphenylene, including a benzo-fused thiophene or a benzo-fused furan, any substituent in the host can be independently a non-fused substituent selected from the group consisting of C n H 2n+1 , OC n H 2n+1 , OAr 1 , N(C n H 2n+1 ) 2 , N(Ar 1 )(Ar 2 ), CH═CH—C n H 2n+1 , C≡C—C n H 2n+1 , Ar 1 , Ar 1 -Ar 2 , C n H 2n -Ar 1 or unsubstituted, where n is 1 to 10, and Ar 1 and Ar 2 can be independently selected from the group consisting of benzene, biphenyl, naphthalene, triphenylene, carbazole, and heteroaromatic analogs thereof.
幾つかの実施形態においては、前記有機層は、更に、ホストを含むことができ、前記ホストは、トリフェニレン、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、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、5,9-ジオキサ-13b-ボラナフト[3,2,1-de]アントラセン、アザ-トリフェニレン、アザ-カルバゾール、アザ-インドロカルバゾール、アザ-ジベンゾチオフェン、アザ-ジベンゾフラン、アザ-ジベンゾセレノフェン、及びアザ-(5,9-ジオキサ-13b-ボロナフト[3,2,1-de]アントラセン)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。 In some embodiments, the organic layer may further include a host, the host including at least one chemical group selected from the group consisting of triphenylene, carbazole, indolocarbazole, dibenzothiophene, dibenzofuran, dibenzoselenophene, 5,9-dioxa-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracene, aza-triphenylene, aza-carbazole, aza-indolocarbazole, aza-dibenzothiophene, aza-dibenzofuran, aza-dibenzoselenophene, and aza-(5,9-dioxa-13b-boronaphtho[3,2,1-de]anthracene).
幾つかの実施形態においては、前記ホストは、下記からなる群から選択されるホスト群から選択することができる。
幾つかの実施形態においては、有機層は、更に、ホストを含むことができ、前記ホストは、金属錯体を含む。 In some embodiments, the organic layer can further include a host, the host including a metal complex.
幾つかの実施形態においては、本明細書に記載の化合物は、増感剤であることができ、デバイスは、更に、アクセプターを含むことができ、前記アクセプターは、蛍光発光体、遅延蛍光発光体、及びこれらの組合せから選択することができる。 In some embodiments, the compounds described herein can be sensitizers and the device can further include an acceptor, which can be selected from fluorescent emitters, delayed fluorescent emitters, and combinations thereof.
更に別の態様において、本開示のOLEDは、また、本開示の前記化合物セクションに開示される化合物を含む発光領域を含むことができる。 In yet another aspect, the OLED of the present disclosure can also include a light-emitting region that includes a compound disclosed in the Compounds section of the present disclosure.
幾つかの実施形態においては、発光領域は、下記式1の第1の配位子LAを含む化合物を含むことができる。
更に別の態様において、本開示は、また、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有する有機発光デバイス(OLED)であって、前記有機層が、本開示の前記化合物セクションに開示される化合物を含むOLEDを含む消費者製品を提供する。 In yet another aspect, the present disclosure also provides a consumer product comprising an organic light emitting device (OLED) having an anode, a cathode, and an organic layer disposed between the anode and the cathode, the organic layer comprising a compound disclosed in the Compounds section of the present disclosure.
幾つかの実施形態においては、消費者製品は、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有するOLEDであって、前記有機層が、下記式1の第1の配位子LAを含む化合物を含むことができるOLEDを含む。
幾つかの実施形態においては、消費者製品は、フラットパネルディスプレイ、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/又は信号送信用のライト、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、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(PDA)、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、対角で2インチ未満のマイクロディスプレイ、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、劇場又はスタジアムのスクリーン、光療法デバイス、及び看板のうちの1つであることができる。 In some embodiments, the consumer product can be one of a flat panel display, a computer monitor, a medical monitor, a television, a billboard, a light for indoor or outdoor illumination and/or signaling, a head-up display, a fully or partially transparent display, a flexible display, a laser printer, a telephone, a mobile phone, a tablet, a phablet, a personal digital assistant (PDA), a wearable device, a laptop computer, a digital camera, a camcorder, a viewfinder, a microdisplay less than 2 inches diagonal, a 3-D display, a virtual reality or augmented reality display, a vehicle, a video wall including multiple displays aligned together, a theater or stadium screen, a light therapy device, and a sign.
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、アノードが正孔を注入し、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。 In general, an OLED comprises at least one organic layer disposed between and electrically connected to an anode and a cathode. When a current is applied, the anode injects holes and the cathode injects electrons into the organic layer(s). The injected holes and electrons migrate to the oppositely charged electrode, respectively. When an electron and hole localize on the same molecule, an "exciton" is formed, which is a localized electron-hole pair having an excited energy state. Light is emitted via a photoemissive mechanism when the exciton relaxes. In some cases, the exciton may be localized on an excimer or exciplex. Nonradiative mechanisms such as thermal relaxation can also occur, but are generally considered undesirable.
幾つかのOLEDの材料及び構成が、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第5,844,363号明細書、米国特許第6,303,238号明細書、及び米国特許第5,707,745号明細書に記載されている。 Some OLED materials and configurations are described in U.S. Pat. Nos. 5,844,363, 6,303,238, and 5,707,745, which are incorporated by reference in their entireties.
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号明細書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。 Early OLEDs used emissive molecules that emitted light from their singlet state ("fluorescence"), as disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 4,769,292, which is incorporated by reference in its entirety. Fluorescence emission typically occurs in a time frame of less than 10 nanoseconds.
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。 More recently, OLEDs having emissive materials that emit light from triplet states ("phosphorescence") have been demonstrated. See Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices," Nature, Vol. 395, pp. 151-154, 1998; ("Baldo-I") and Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light emitting devices based on electrophosphorescence," Appl. Phys. Lett., 1998, pp. 151-154, 1998, all of which are incorporated by reference in their entireties. 75, No. 3, 4-6 (1999) ("Baldo-II"). Phosphorescence is described in further detail in U.S. Pat. No. 7,279,704, columns 5-6, which are incorporated by reference.
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。 Figure 1 shows an organic light emitting device 100. The figures are not necessarily drawn to scale. The device 100 may include a substrate 110, an anode 115, a hole injection layer 120, a hole transport layer 125, an electron blocking layer 130, an emissive layer 135, a hole blocking layer 140, an electron transport layer 145, an electron injection layer 150, a protective layer 155, a cathode 160, and a barrier layer 170. The cathode 160 is a compound cathode having a first conductive layer 162 and a second conductive layer 164. The device 100 may be fabricated by depositing the layers described, in order. The properties and functions of these various layers, as well as example materials, are described in more detail in US 7,279,704, columns 6-10, which are incorporated by reference.
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。 Further examples are available for each of these layers. For example, a flexible and transparent substrate-anode combination is disclosed in U.S. Patent No. 5,844,363, which is incorporated by reference in its entirety. An example of a p-doped hole transport layer is m-MTDATA doped with F 4 -TCNQ in a 50:1 molar ratio as disclosed in U.S. Patent Application Publication No. 2003/0230980, which is incorporated by reference in its entirety. Examples of emissive and host materials are disclosed in U.S. Patent No. 6,303,238 to Thompson et al., which is incorporated by reference in its entirety. An example of an n-doped electron transport layer is BPhen doped with Li in a 1:1 molar ratio as disclosed in U.S. Patent Application Publication No. 2003/0230980, which is incorporated by reference in its entirety. U.S. Patent Nos. 5,703,436 and 5,707,745, which are incorporated by reference in their entirety, disclose examples of cathodes including composite cathodes having a thin layer of metal such as Mg:Ag with an overlying transparent, conductive, sputter-deposited ITO layer. The theory and use of blocking layers are described in more detail in U.S. Patent No. 6,097,147 and U.S. Patent Application Publication No. 2003/0230980, which are incorporated by reference in their entirety. Examples of injection layers are provided in U.S. Patent Application Publication No. 2004/0174116, which is incorporated by reference in its entirety. A description of protective layers can be found in U.S. Patent Application Publication No. 2004/0174116, which is incorporated by reference in its entirety.
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。 Figure 2 shows an inverted OLED 200. The device includes a substrate 210, a cathode 215, an emissive layer 220, a hole transport layer 225, and an anode 230. Device 200 may be fabricated by depositing the layers described, in order. Because the most common OLED configuration has the cathode disposed above the anode, and device 200 has the cathode 215 disposed below the anode 230, device 200 may be referred to as an "inverted" OLED. Materials similar to those described with respect to device 100 may be used in the corresponding layers of device 200. Figure 2 provides an example of how some layers may be omitted from the structure of device 100.
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、本開示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。 The simple layer structures illustrated in Figures 1 and 2 are provided as non-limiting examples, and it is understood that embodiments of the present disclosure may be used in conjunction with a wide variety of other structures. The specific materials and structures described are exemplary in nature, and other materials and structures may be used. A functional OLED may be achieved by combining the various layers described in various ways, or layers may be omitted entirely, based on design, performance, and cost factors. Other layers not specifically described may also be included. Materials other than those specifically described may be used. While many of the examples provided herein describe the various layers as including a single material, it is understood that combinations of materials, such as mixtures of hosts and dopants, or more generally mixtures, may be used. Layers may also have various sublayers. The names given to the various layers herein are not intended to be strictly limiting. For example, in device 200, hole transport layer 225 transports holes and injects holes into emissive layer 220, and may be described as a hole transport layer or a hole injection layer. In one embodiment, an OLED may be described as having an "organic layer" disposed between a cathode and an anode. The organic layer may include a single layer, or may further include multiple layers of different organic materials, such as those described with respect to Figures 1 and 2.
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。 Structures and materials not specifically described may be used, such as OLEDs (PLEDs) composed of polymeric materials such as those disclosed in U.S. Pat. No. 5,247,190 to Friend et al., which is incorporated by reference in its entirety. As a further example, OLEDs having a single organic layer may be used. OLEDs may be stacked, for example, as described in U.S. Pat. No. 5,707,745 to Forrest et al., which is incorporated by reference in its entirety. OLED structures may deviate from the simple layered structures illustrated in FIGS. 1 and 2. For example, the substrate may include angled reflective surfaces to improve outcoupling, such as the mesa structures described in U.S. Pat. No. 6,091,195 to Forrest et al. and/or the recessed structures described in U.S. Pat. No. 5,834,893 to Bulovic et al., which are incorporated by reference in their entirety.
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、低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低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。 Unless otherwise specified, any of the layers of the various embodiments may be deposited by any suitable method. For organic layers, preferred methods include deposition by thermal evaporation, such as those described in U.S. Pat. Nos. 6,013,982 and 6,087,196, which are incorporated by reference in their entirety, inkjet, organic vapor phase deposition (OVPD), such as that described in U.S. Pat. No. 6,337,102 to Forrest et al., which is incorporated by reference in its entirety, and organic vapor jet printing (OVJP), such as that described in U.S. Pat. No. 7,431,968, which is incorporated by reference in its entirety. Other suitable deposition methods include spin coating and other solution-based processes. Solution-based processes are preferably carried out in a nitrogen or inert atmosphere. For other layers, preferred methods include thermal evaporation. Preferred patterning methods include patterning associated with some of the deposition methods such as deposition via mask, cold welding, and inkjet and organic vapor jet printing (OVJP), such as those described in U.S. Pat. Nos. 6,294,398 and 6,468,819, which are incorporated by reference in their entirety. Other methods may be used. The material to be deposited may be modified to be compatible with the particular deposition method. For example, substituents such as alkyl and aryl groups, branched or unbranched, and preferably containing at least 3 carbons, may be used in small molecules to enhance their ability to undergo solution processing. Substituents with 20 or more carbons may be used, with 3-20 carbons being a preferred range. Materials with asymmetric structures may have better solution processability than those with symmetric structures, since asymmetric materials may be less prone to recrystallization. Dendrimer substituents may be used to enhance the ability of small molecules to undergo solution processing.
本開示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。 Devices fabricated according to embodiments of the present disclosure may further include a barrier layer. One purpose of the barrier layer is to protect the electrodes and organic layers from damaging exposure to harmful species in the environment, including moisture, vapors and/or gases. The barrier layer may be deposited on, under or next to the substrate, the electrodes, or on any other portion of the device, including the edges. The barrier layer may include a single layer or multiple layers. The barrier layer may be formed by various known chemical vapor deposition techniques and may include compositions having a single phase and compositions having multiple phases. Any suitable material or combination of materials may be used for the barrier layer. The barrier layer may incorporate inorganic or organic compounds or both. Preferred barrier layers include mixtures of polymeric and non-polymeric materials, as described in U.S. Pat. No. 7,968,146, PCT Patent Application Nos. PCT/US2007/023098 and PCT/US2009/042829, which are incorporated herein by reference in their entireties. To be considered a "mixture," the polymeric and non-polymeric materials comprising the barrier layer should be deposited under the same reaction conditions and/or simultaneously. The weight ratio of polymeric to non-polymeric materials can be in the range of 95:5 to 5:95. The polymeric and non-polymeric materials can be made from the same precursor materials. In one example, the mixture of polymeric and non-polymeric materials consists essentially of polymeric silicon and inorganic silicon.
本開示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、エンドユーザーの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。本開示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つ以上のある種のビジュアルディスプレイ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/又は信号送信用のライト、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(PDA)、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、劇場又はスタジアムのスクリーン、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、本開示にしたが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(20~25℃)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℃で用いることもできる。 Devices made according to embodiments of the present disclosure can be incorporated into a wide variety of electronic component modules (or units) that can be incorporated into various electrical products or intermediate components. Such electrical products or intermediate components include display screens, lighting devices (such as discrete light source devices or lighting panels) that can be utilized by end-user product manufacturers. Such electronic component modules can optionally include driving electronics and/or power sources. Devices made according to embodiments of the present disclosure can be incorporated into a wide variety of consumer products having one or more electronic component modules (or units) incorporated therein. Disclosed are consumer products that include OLEDs that include compounds of the present disclosure in the organic layer of the OLED. Such consumer products include any type of product that includes one or more light sources and/or one or more visual displays of some kind. Some examples of such consumer products include flat panel displays, curved displays, computer monitors, medical monitors, televisions, billboards, lights for indoor or outdoor illumination and/or signaling, heads-up displays, fully or partially transparent displays, flexible displays, rollable displays, foldable displays, stretchable displays, laser printers, telephones, cell phones, tablets, phablets, personal digital assistants (PDAs), wearable devices, laptop computers, digital cameras, camcorders, viewfinders, microdisplays (displays less than 2 inches diagonal), 3-D displays, virtual reality or augmented reality displays, vehicles, video walls including multiple displays aligned together, theater or stadium screens, phototherapy devices, and signage. A variety of control mechanisms, including passive matrix and active matrix, can be used to control devices made according to the present disclosure. Many of the devices are intended for use within a temperature range that is comfortable for humans, such as 18 degrees Celsius to 30 degrees Celsius, and more preferably room temperature (20-25° C.), but may also be used outside this temperature range, for example, −40 degrees Celsius to +80 degrees Celsius.
OLEDに関する更なる詳細、及び前記した定義は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第7,279,704号明細書に見ることができる。 Further details regarding OLEDs and the above definitions can be found in U.S. Pat. No. 7,279,704, which is incorporated by reference in its entirety.
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。 The materials and structures described herein may have application in devices other than OLEDs. For example, other optoelectronic devices such as organic solar cells and organic photodetectors may use the materials and structures. More generally, organic devices such as organic transistors may use the materials and structures.
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。 In some embodiments, the OLED has one or more properties selected from the group consisting of being flexible, rollable, foldable, stretchable, and bendable. In some embodiments, the OLED is transparent or semi-transparent. In some embodiments, the OLED further comprises a layer comprising carbon nanotubes.
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。 In some embodiments, the OLED further comprises a layer comprising a delayed fluorescent emitter. In some embodiments, the OLED comprises an RGB pixel array or a white and color filter pixel array. In some embodiments, the OLED is a mobile device, a handheld device, or a wearable device. In some embodiments, the OLED is a display panel having a diagonal of less than 10 inches or an area of less than 50 square inches. In some embodiments, the OLED is a display panel having a diagonal of at least 10 inches or an area of at least 50 square inches. In some embodiments, the OLED is a lighting panel.
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出願第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に富む(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なっている)。金属に配位する配位子が1超存在する場合、幾つかの実施形態においては、これらの配位子は、全て同一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つの配位子が、他の配位子と異なる。幾つかの実施形態においては、全ての配位子が、互いに異なることができる。このことは、金属に配位している配位子が、その金属に配位している他の配位子と結合し、三座、四座、五座、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も当てはまる。したがって、配位している配位子が互いに結合されている場合、幾つかの実施形態においては、配位子の全てが同一であることができ、幾つかの他の実施形態においては、結合している配位子の少なくとも1つが、他の配位子と異なることができる。 In some embodiments, the compound can be an emissive dopant. In some embodiments, the compound can generate luminescence via phosphorescence, fluorescence, thermally activated delayed fluorescence, or TADF (also called E-type delayed fluorescence; see, e.g., U.S. Application No. 15/700,352, incorporated by reference in its entirety), triplet-triplet annihilation, or a combination of these processes. In some embodiments, the emissive dopant can be a racemic mixture or can be enriched in one enantiomer. In some embodiments, the compound can be homoleptic (each ligand is the same). In some embodiments, the compound can be heteroleptic (at least one ligand is different from the others). When there is more than one ligand that coordinates to the metal, in some embodiments, the ligands can all be the same. In some other embodiments, at least one ligand is different from the other ligands. In some embodiments, all of the ligands can be different from each other. This is true even in embodiments where a ligand coordinated to a metal can be bonded to other ligands coordinated to the metal to form tridentate, tetradentate, pentadentate, or hexadentate ligands. Thus, when the coordinating ligands are bonded to one another, in some embodiments, all of the ligands can be the same, and in some other embodiments, at least one of the bonded ligands can be different from the other ligands.
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。 In some embodiments, the compound can be used as a phosphorescent sensitizer in an OLED, where one or more layers in the OLED contain an acceptor in the form of one or more fluorescent and/or delayed fluorescent emitters. In some embodiments, the compound can be used as one component of an exciplex used as a sensitizer. As a phosphorescent sensitizer, the compound must be capable of energy transfer to the acceptor, which either emits energy or further transfers energy to the final emitter. The acceptor concentration can range from 0.001% to 100%. The acceptor can be in the same layer as the phosphorescent sensitizer or in one or more different layers. In some embodiments, the acceptor is a TADF emitter. In some embodiments, the acceptor is a fluorescent emitter. In some embodiments, the emission can come from any or all of the sensitizer, the acceptor, and the final emitter.
他の態様によれば、本明細書に記載される化合物を含む組成物も開示される。 According to another aspect, compositions including the compounds described herein are also disclosed.
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。 The OLEDs disclosed herein can be incorporated into one or more of a consumer product, an electronic component module, and a lighting panel. The organic layer can be an emissive layer, and in some embodiments, the compound can be an emissive dopant, and in other embodiments, the compound can be a non-emissive dopant.
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組成物が記載される。前記組成物は、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。 In yet another aspect of the present disclosure, a composition is described that includes the novel compounds disclosed herein. The composition may also include one or more components selected from the group consisting of a solvent, a host, a hole injection material, a hole transport material, an electron blocking material, a hole blocking material, and an electron transport material disclosed herein.
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、及び超分子(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。
D.本開示の化合物の他の材料との組合せ
The present disclosure encompasses any chemical structure that includes the novel compounds of the present disclosure, or monovalent or polyvalent variants thereof. In other words, the compounds of the present invention, or monovalent or polyvalent variants thereof, can be part of a larger chemical structure. Such chemical structures can be selected from the group consisting of monomers, polymers, macromolecules, and supramolecules (also known as supermolecules). As used herein, a "monovalent variant of a compound" refers to a moiety that is identical to the compound, except that one hydrogen has been removed and replaced with a bond to the remainder of the chemical structure. As used herein, a "polyvalent variant of a compound" refers to a moiety that is identical to the compound, except that more than one hydrogen has been removed and replaced with a bond to the remainder of the chemical structure. In the example of a supramolecule, the compounds of the present invention can also be incorporated into the supramolecular complex without a covalent bond.
D. Combinations of Compounds of the Present Disclosure with Other Materials
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。
a)伝導性(導電性)ドーパント:
The materials described herein as useful for a particular layer in an organic light-emitting device can be used in combination with a wide variety of other materials present in the device.For example, the emissive dopants disclosed herein can be used in conjunction with a wide variety of hosts, transport layers, blocking layers, injection layers, electrodes, and other layers that may be present.The materials described or referenced below are non-limiting examples of materials that may be useful in combination with the compounds disclosed herein, and those skilled in the art can easily consult the literature to identify other materials that may be useful in combination.
a) Conductive dopants:
電荷輸送層は、伝導性ドーパントでドープされ、電荷キャリアの密度を大きく変え、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、半導体の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。 The charge transport layer is doped with a conductive dopant to significantly change the density of charge carriers and therefore its conductivity. The conductivity can be increased by creating charge carriers in the matrix material or, depending on the type of dopant, a change in the Fermi level of the semiconductor can also be achieved. The hole transport layer can be doped with a p-type conductive dopant and an n-type conductive dopant is used in the electron transport layer.
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
EP01617493, EP01968131, EP2020694, EP2684932, US20050139810, US20070160905, US20090167167, US2010288362, WO06081780, WO2009003455, WO2009008277, WO2009011327, WO2014009310, US2007252140, US2015060804, US20150123047, and US2012146012
本開示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。 The hole injection/transport material used in the present disclosure is not particularly limited, and any compound may be used as long as the compound is typically used as a hole injection/transport material. Examples of the material include, but are not limited to, phthalocyanine or porphyrin derivatives, aromatic amine derivatives, indolocarbazole derivatives, polymers containing fluorocarbons, polymers with conductive dopants, conductive polymers such as PEDOT/PSS, self-assembly monomers derived from compounds such as phosphonic acid and silane derivatives, metal oxide derivatives such as MoOx , p-type semiconducting organic compounds such as 1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile, metal complexes, and crosslinkable compounds.
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。
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。 Each of Ar 1 to Ar 9 is a group consisting of aromatic hydrocarbon cyclic compounds such as benzene, biphenyl, triphenyl, triphenylene, naphthalene, anthracene, phenalene, phenanthrene, fluorene, pyrene, chrysene, perylene, and azulene; dibenzothiophene, dibenzofuran, dibenzoselenophene, furan, thiophene, benzofuran, benzothiophene, benzoselenophene, carbazole, indolocarbazole, pyridyl indole, pyrrolodipyridine, pyrazole, imidazole, triazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, oxatriazole, dioxazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine, oxazine, oxathiazine, oxadiazine, indole, benzimidazole, indazole, indo and aromatic heterocyclic compounds such as xazine, benzoxazole, benzisoxazole, benzothiazole, quinoline, isoquinoline, cinnoline, quinazoline, quinoxaline, naphthyridine, phthalazine, pteridine, xanthene, acridine, phenazine, phenothiazine, phenoxazine, benzofuropyridine, furodipyridine, benzothienopyridine, thienodipyridine, benzoselenophenopyridine and selenophenodipyridine; and aromatic hydrocarbon ring groups and aromatic heterocyclic groups, which may be of the same or different types and are bonded to each other directly or via at least one of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom, a boron atom, a chain structural unit and an aliphatic ring group. Each Ar can be unsubstituted or substituted with a substituent selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, arylalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, acyl, carboxylic acid, ether, ester, nitrile, isonitrile, sulfanyl, sulfinyl, sulfonyl, phosphino, and combinations thereof.
一態様において、Ar1からAr9は、
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。
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。 In one embodiment, (Y 101 -Y 102 ) is a 2-phenylpyridine derivative. In another embodiment, (Y 101 -Y 102 ) is a carbene ligand. In another embodiment, Met is selected from Ir, Pt, Os, and Zn. In a further embodiment, the metal complex has a minimum oxidation potential in solution of less than about 0.6 V relative to the Fc + /Fc couple.
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
CN102702075, DE102012005215, EP01624500, EP01698613, EP01806334, EP01930964, EP01972613, EP01997799, EP02011790, EP02055700, EP0205 5701, EP1725079, EP2085382, EP2660300, EP650955, JP07-073529, JP200 5112765, JP2007091719, JP2008021687, JP2014-009196, KR20110088898 , KR20130077473, TW201139402, US06517957, US20020158242, US2003016 2053, US20050123751, US20060182993, US20060240279, US20070145888, US20070181874, US20070278938, US20080014464, US20080091025, US200 80106190, US20080124572, US20080145707, US20080220265, US20080233 434, US20080303417, US2008107919, US20090115320, US20090167161, US 2009066235, US2011007385, US20110163302, US2011240968, US20112785 51, US2012205642, US2013241401, US20140117329, US2014183517, US506 1569, US5639914, WO05075451, WO07125714, WO08023550, WO08023759, WO 2009145016, WO2010061824, WO2011075644, WO2012177006, WO201301853 0, WO2013039073, WO2013087142, WO2013118812, WO2013120577, WO20131 57367, WO2013175747, WO2014002873, WO2014015935, WO2014015937, WO2 014030872, WO2014030921, WO2014034791, WO2014104514, WO2014157018
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。
d)ホスト:
An electron blocking layer (EBL) can be used to reduce the number of electrons and/or excitons that leave the emissive layer. The presence of such a blocking layer in a device can result in significantly higher efficiency and/or longer lifetime compared to a similar device lacking a blocking layer. A blocking layer can also be used to confine emission to a desired region of an OLED. In some embodiments, the EBL material has a higher LUMO (closer to the vacuum level) and/or a higher triplet energy than the emitter closest to the EBL interface. In some embodiments, the EBL material has a higher LUMO (closer to the vacuum level) and/or a higher triplet energy than one or more of the hosts closest to the EBL interface. In one aspect, the compound used in the EBL contains the same molecule or the same functional group used as one of the hosts described below.
d) Host:
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。 The light-emitting layer of the organic EL device of the present invention preferably contains at least a metal complex as a light-emitting material, and may contain a host material using the metal complex as a dopant material. The host material is not particularly limited, and any metal complex or organic compound may be used as long as the triplet energy of the host is greater than that of the dopant. Any host material may be used with any dopant as long as the triplet criteria are met.
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。
一態様において、金属錯体は、下記の錯体である。
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。 In another embodiment, Met is selected from Ir and Pt. In a further embodiment, (Y 103 -Y 104 ) is a carbene ligand.
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。 In one embodiment, the host compound is a group consisting of aromatic hydrocarbon cyclic compounds such as benzene, biphenyl, triphenyl, triphenylene, tetraphenylene, naphthalene, anthracene, phenalene, phenanthrene, fluorene, pyrene, chrysene, perylene, and azulene; dibenzothiophene, dibenzofuran, dibenzoselenophene, furan, thiophene, benzofuran, benzothiophene, benzoselenophene, carbazole, indolocarbazole, pyridyl indole, pyrrolodipyridine, pyrazole, imidazole, triazole, oxazole, thiazole, oxadiazole, oxatriazole, dioxazole, thiadiazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, triazine, oxazine, oxathiazine, oxadiazine, indole, benzimidazole, indazo and aromatic heterocyclic compounds such as benzofuropyridine, indoxazine, benzoxazole, benzisoxazole, benzothiazole, quinoline, isoquinoline, cinnoline, quinazoline, quinoxaline, naphthyridine, phthalazine, pteridine, xanthene, acridine, phenazine, phenothiazine, phenoxazine, benzofuropyridine, furodipyridine, benzothienopyridine, thienodipyridine, benzoselenophenopyridine and selenophenodipyridine; and aromatic hydrocarbon ring groups and aromatic heterocyclic groups, which may be of the same or different types and which are bonded to each other directly or via at least one of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom, a boron atom, a chain structural unit and an aliphatic cyclic group. Each option within each group can be unsubstituted or substituted with a substituent selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, arylalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, acyl, carboxylic acid, ether, ester, nitrile, isonitrile, sulfanyl, sulfinyl, sulfonyl, phosphino, and combinations thereof.
一つの態様においては、前記ホスト化合物は、分子中に、下記の基の少なくとも1つを含む。
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
EP2034538, EP2034538A, EP2757608, JP2007254297, KR20100079458, KR20120088644, KR20120129733, KR20130115564 , TW201329200, US20030175553, US20050238919, US20060280965, US20090017330, US20090030202, US20090167162, US2 0090302743, US20090309488, US20100012931, US20100084966, US20100187984, US2010187984, US2012075273, US2012 126221, US2013009543, US2013105787, US2013175519, US2014001446, US20140183503, US20140225088, US2014034914, US7154114, WO2001039234, WO2004093207, WO2005014551, WO2005089025, WO2006072002, WO2006114966, WO200706375 4, WO2008056746, WO2009003898, WO2009021126, WO2009063833, WO2009066778, WO2009066779, WO2009086028, WO20100 56066, WO2010107244, WO2011081423, WO2011081431, WO2011086863, WO2012128298, WO2012133644, WO2012133649, WO 2013024872, WO2013035275, WO2013081315, WO2013191404, WO2014142472, US20170263869, US20160163995, US9466803
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。 One or more additional emitter dopants can be used with the compounds of the present disclosure. Examples of the additional emitter dopants are not particularly limited, and any compound can be used as long as the compound is typically used as an emitter material. Examples of suitable emitter materials include, but are not limited to, compounds that can generate luminescence via phosphorescence, fluorescence, thermally activated delayed fluorescence, i.e., TADF (also known as E-type delayed fluorescence), triplet-triplet annihilation, or a combination of these processes.
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
CN103694277, CN1696137, EB01238981, EP01239526, EP01961743, EP1239526, EP1244155, EP1642951, EP1647554, EP1841834, EP184 1834B, EP2062907, EP2730583, JP2012074444, JP2013110263, JP4478555, KR1020090133652, KR20120032054, KR20130043460, TW20 1332980, US06699599, US06916554, US20010019782, US20020034656, US20030068526, US20030072964, US20030138657, US20050123 788, US20050244673, US2005123791, US2005260449, US20060008670, US20060065890, US20060127696, US20060134459, US20060134 462, US20060202194, US20060251923, US20070034863, US20070087321, US20070103060, US20070111026, US20070190359, US200702 31600, US2007034863, US2007104979, US2007104980, US2007138437, US2007224450, US2007278936, US20080020237, US2008023341 0, US20080261076, US20080297033, US200805851, US2008161567, US2008210930, US20090039776, US20090108737, US20090115322, US20090179555, US2009085476, US2009104472, US20100090591, US20100148663, US20100244004, US20100295032, US2010102716, U S2010105902, US2010244004, US2010270916, US20110057559, US20110108822, US20110204333, US2011215710, US2011227049, US20 11285275, US2012292601, US20130146848, US2013033172, US2013165653, US2013181190, US2013334521, US20140246656, US201410 3305, US6303238, US6413656, US6653654, US6670645, US6687266, US6835469, US6921915, US7279704, US7332232, US7378162, US753 4505, US7675228, US7728137, US7740957, US7759489, US7951947, US8067099, US8592586, US8871361, WO06081973, WO06121811, WO0 7018067, WO07108362, WO07115970, WO07115981, WO08035571, WO2002015645, WO2003040257, WO2005019373, WO2006056418, WO2008 054584, WO2008078800, WO2008096609, WO2008101842, WO2009000673, WO2009050281, WO2009100991, WO2010028151, WO2010054731 , WO2010086089, WO2010118029, WO2011044988, WO2011051404, WO2011107491, WO2012020327, WO2012163471, WO2013094620, WO201 3107487, WO2013174471, WO2014007565, WO2014008982, WO2014023377, WO2014024131, WO2014031977, WO2014038456, WO2014112450
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。 A hole blocking layer (HBL) can be used to reduce the number of holes and/or excitons that leave the emissive layer. The presence of such a blocking layer in a device can result in significantly higher efficiency and/or longer lifetime compared to a similar device lacking a blocking layer. A blocking layer can also be used to confine emission to a desired region of the OLED. In some embodiments, the HBL material has a lower HOMO (further away from the vacuum level) and/or a higher triplet energy than the emitter closest to the HBL interface. In some embodiments, the HBL material has a lower HOMO (further away from the vacuum level) and/or a higher triplet energy than one or more of the hosts closest to the HBL interface.
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。 In one embodiment, the compound used in the HBL contains the same molecule or the same functional group as used in the host described above.
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。
g)ETL:
In another embodiment, the compound used in the HBL comprises at least one of the following groups in the molecule:
g) ETL:
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。 The electron transport layer (ETL) may include a material capable of transporting electrons. The electron transport layer may be intrinsic (undoped) or doped. Doping may be used to enhance conductivity. Examples of ETL materials are not particularly limited, and any metal complex or organic compound typically used to transport electrons may be used.
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。
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。
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
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。 In tandem or stacked OLEDs, the CGL plays a key role in performance and consists of an n-doped layer and a p-doped layer for the injection of electrons and holes, respectively. Electrons and holes are supplied from the CGL and electrodes. The consumed electrons and holes in the CGL are replenished by electrons and holes injected from the cathode and anode, respectively, after which the bipolar current gradually reaches a steady state. Typical CGL materials contain n-type and p-type conductive dopants used in the transport layers.
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、こ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、こ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。 In any of the above-mentioned compounds used in each layer of the OLED device, the hydrogen atoms may be partially or fully deuterated. Thus, any of the specifically mentioned substituents, such as but not limited to methyl, phenyl, pyridyl, etc., can be non-deuterated, partially deuterated, and fully deuterated versions thereof. Similarly, the classes of substituents, such as but not limited to alkyl, aryl, cycloalkyl, heteroaryl, etc., can be non-deuterated, partially deuterated, and fully deuterated versions thereof.
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。 It is understood that the various embodiments described herein are by way of example only and are not intended to limit the scope of the invention. For example, many of the materials and structures described herein can be substituted with other materials and structures without departing from the spirit of the invention. Thus, the invention as claimed may include variations from the specific examples and preferred embodiments described herein, as will be apparent to those of skill in the art. It is understood that the various theories as to why the invention works are not intended to be limiting.
材料の合成 Material synthesis
7-ブロモ-3,4-ジヒドロナフタレン-1-イル・トリフルオロメタンスルホネートの合成
6-ブロモ-4-(3-クロロフェニル)-1,2-ジヒドロナフタレンの合成
7-ブロモ-1-(3-クロロフェニル)ナフタレンの合成
4,4,5,5-テトラメチル-2-(3-(7-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)ナフタレン-1-イル)フェニル)-1,3,2-ジオキサボロランの合成
4-(tert-ブチル)-2-(3-(7-(4-(tert-ブチル)ピリジン-2-イル)ナフタレン-1-イル)フェニル)ピリジンの合成
本発明実施例化合物I-A34の合成
上の表1は、各化合物のHOMO/LUMO準位、HOMO-LUMOギャップ、及び最低三重項(T1)励起状態のエネルギーを決定するために行ったDFT計算の結果を示す。データは、プログラムGaussian16を用いて集めた。ジオメトリを、B3LYP関数とCEP-31G基底関数系を用いて最適化した。励起状態エネルギーを、最適化された基底状態ジオメトリでTDDFTによってコンピュータ処理した。THF溶媒を、自己無撞着反応場(self-consistent reaction field)を用いてシミュレートし、実験との一致性を更に改善した。本発明実施例化合物I-A1、化合物I-A34、化合物I-A501、化合物II-A1、化合物XXXII-A1、及び化合物XXXV-A1のT1エネルギーは、713、706、732、825、718、及び710nmと計算された。いずれの化合物も、フェニル-ナフタレンのコンジュゲート部分に起因して、深赤色から近赤外(NIR)領域にリン光を示す。 Table 1 above shows the results of DFT calculations performed to determine the HOMO/LUMO levels, HOMO-LUMO gap, and lowest triplet (T 1 ) excited state energy of each compound. Data were collected using the program Gaussian 16. The geometries were optimized using the B3LYP function and CEP-31G basis set. The excited state energies were computed by TDDFT with the optimized ground state geometries. THF solvent was simulated using a self-consistent reaction field to further improve the agreement with experiment. The T1 energies of the present invention examples Compound I-A1, Compound I-A34, Compound I-A501, Compound II-A1, Compound XXXII-A1, and Compound XXXV-A1 were calculated to be 713, 706, 732, 825, 718, and 710 nm. All of the compounds exhibit phosphorescence in the deep red to near infrared (NIR) region due to the phenyl-naphthalene conjugate moiety.
室温で2-メチルTHF溶液中にて取得した本発明実施例化合物I-A34のフォトルミネッセンス(PL)スペクトルを、図3に示す。PL強度は、最大である1番目の発光ピークに対して規格化した。本発明実施例化合物I-A34の最大発光と2番目の発光ピークは、658nmと723nmである。高度に剛性で且つコンジュゲートされたフェニル-ナフタレンにより、本発明実施例は、深赤色から近赤外発光を示す。本発明実施例化合物を有機エレクトロルミネセンスデバイスの発光ドーパントとして用いると、良好なデバイス性能で、深赤色から近赤外光を発光することが期待される。 The photoluminescence (PL) spectrum of the present invention example compound I-A34 obtained in 2-methyl-THF solution at room temperature is shown in Figure 3. The PL intensity was normalized to the maximum first emission peak. The maximum and second emission peaks of the present invention example compound I-A34 are 658 nm and 723 nm. Due to the highly rigid and conjugated phenyl-naphthalene, the present invention example exhibits deep red to near infrared emission. When the present invention example compound is used as an emitting dopant in an organic electroluminescence device, it is expected to emit deep red to near infrared light with good device performance.
前記したDFT関数系及び基底関数系での計算は、理論的なものである。本明細書で用いられるB3LYP及びCEP-31Gプロトコルを伴うGaussian09などのコンピュータによる複合プロトコルは、電子的作用は、付加的(additive)であり、そのため、より大きな基底関数系は、完全基底系(CBS)限界への外挿に用いることができるという仮定に依存している。しかし、研究の目的が、一連の構造的に関連した化合物におけるHOMO、LUMO、S1、T1、結合解離エネルギーなどのばらつきを理解することである場合、付加的効果は、類似すると予想される。したがって、B3LYPを用いることによる絶対誤差は、他のコンピュータ手法に比べて顕著であり得るものの、B3LYPプロトコルで計算されるHOMO、LUMO、S1、T1、及び結合解離エネルギーの各値の間の相対的な差は、実験を非常によく再現すると期待される。例えば、Hongら、Chem.Mater.2016,28,5791~98,5792~93及びSupplemental Information(OLED材料に関してDFT計算の信頼性について論じている)を参照されたい。更に、OLED技術において有用なイリジウム又は白金錯体に関して、DFT計算で得られたデータは、実際の実験データと非常によく相関する。Tavasliら、J.Mater.Chem.2012,22,6419~29,6422(表3)(DFT計算が、各種発光錯体について、実際のデータと非常に相関性が高いことを示す);Morello,G.R.,J.Mol.Model.2017,23:174(各種DFT関数系と基底関数系を研究し、B3LYPとCEP-31Gの組合せが、発光錯体の場合、特に正確であると結論付けている)を参照されたい。 The calculations with the DFT functions and basis sets mentioned above are theoretical. Computational hybridization protocols such as Gaussian09 with B3LYP and CEP-31G protocols used herein rely on the assumption that electronic effects are additive, and therefore larger basis sets can be used to extrapolate to the complete basis set (CBS) limit. However, when the goal of the study is to understand the variability of HOMO, LUMO, S 1 , T 1 , bond dissociation energies, etc. in a series of structurally related compounds, the additive effects are expected to be similar. Thus, although the absolute errors from using B3LYP may be significant compared to other computational methods, the relative differences between the HOMO, LUMO, S 1 , T 1 , and bond dissociation energy values calculated with the B3LYP protocol are expected to reproduce the experiments very well. See, e.g., Hong et al., Chem. Mater. 2016, 28, 5791-98, 5792-93 and Supplemental Information (discussing the reliability of DFT calculations with respect to OLED materials). Moreover, for iridium or platinum complexes useful in OLED technology, the data obtained with DFT calculations correlate very well with actual experimental data. Tavasli et al., J. Mater. Chem. 2012, 22, 6419-29, 6422 (Table 3) (showing that DFT calculations correlate very well with actual data for various emissive complexes); Morello, G. R., J. Mol. Model. 2017, 23:174 (studying a variety of DFT functions and basis sets and concluding that the combination of B3LYP and CEP-31G is particularly accurate for luminescent complexes).
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
100 organic light emitting device 110 substrate 115 anode 120 hole injection layer 125 hole transport layer 130 electron blocking layer 135 emissive layer 140 hole blocking layer 145 electron transport layer 150 electron injection layer 155 protective layer 160 cathode 162 first conductive layer 164 second conductive layer 170 barrier layer 200 inverted OLED device 210 substrate 215 cathode 220 emissive layer 225 hole transport layer 230 anode
Claims (10)
各X 2 ~X 9 は、C又はNであり;
A 1 ~A 8 は、それぞれ独立して、C又はNであり、同一の環中のN原子の最大数は、3であり;
RA、RB 、R C 、R D 、は、それぞれ、モノから最大の許容される置換を表す、又は無置換を表し;
Mは、Pd又はPtであり;
各RA及びRBは、独立して、水素である、又は重水素、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置換基であり;
各R C 及びR D は、独立して、水素である、又は重水素、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、ボリル、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り;
R X 及びR Y は、それぞれ独立して、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;
任意の2つの置換基は、互いに結合又は縮合して環を形成することができる。)
ただし、前記化合物が、
Each X 2 to X 9 is C or N;
A 1 to A 8 are each independently C or N, the maximum number of N atoms in the same ring being 3;
R A , R B , R C , and R D each represent the maximum allowable substitution from mono or no substitution;
M is Pd or Pt;
each R A and R B is independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, fluorine , alkyl, cycloalkyl, aryl , heteroaryl, and combinations thereof;
Each R C and R D is independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, aryl, heteroaryl, nitrile, isonitrile, sulfanyl, boryl, and combinations thereof;
R X and R Y are each independently selected from the group consisting of alkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, and combinations thereof;
Any two substituents can be bonded or fused to each other to form a ring.
However, the compound is
カソードと、A cathode;
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)であって、an organic layer disposed between the anode and the cathode,
前記有機層が、請求項1に記載の化合物を含むことを特徴とする有機発光デバイス(OLED)。13. An organic light emitting device (OLED) characterized in that the organic layer comprises a compound according to claim 1.
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