JP6426676B2

JP6426676B2 - 新規有機発光材料

Info

Publication number: JP6426676B2
Application number: JP2016198043A
Authority: JP
Inventors: ビン・マ; アラン・ディアンジェリス; チュアンジュン・シャ
Original assignee: ユニバーサルディスプレイコーポレイション
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: US11482684B2; KR20130065595A; US20170047531A1; TWI642758B; JP2013121957A; EP2602302B1; US9512355B2; EP2602302A3; JP2017014275A; TW201728742A; TW201329203A; CN103159798A; KR20190088453A; TWI591155B; CN108358975A; JP6332904B2; KR102148532B1; US10454046B2; US20130146848A1; TW201920599A

Description

特許請求の範囲に記載した発明は、共同の大学・企業研究契約（ｊｏｉｎｔｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈａｇｒｅｅｍｅｎｔ）に関わる以下の団体：ミシガン大学、プリンストン大学、サザン・カリフォルニア大学、およびＵｎｉｖｅｒｓａｌｄｉｓｐｌａｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの評議員；の１つ以上によって、１つ以上のために、および／または１つ以上と共同して行われた。上記契約は、特許請求の範囲に記載の発明がなされる日以前に発効しており、特許請求の範囲に記載の発明は、この契約の範囲内で行われた活動の結果としてなされた。

本発明は、複素環配位子に少なくとも２個の置換基を有する複素環配位子を含有する金属錯体に関する。金属錯体は、ＯＬＥＤデバイスにおける使用に好適である。

有機材料を利用する光電子デバイスは、多くの理由のためにますます望ましいものとなってきている。かかるデバイスを作るために用いられる材料の多くは、比較的安価であり、そのため有機光電子デバイスは、無機デバイスに対してコスト面で有利である可能性を有する。加えて、有機材料の固有の特性、例えばその可撓性は、有機材料を、可撓性基板上における作製などの特定の用途によく適したものにし得る。有機光電子デバイスの例として、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機光トランジスタ、有機光電池、および有機光検出器が挙げられる。ＯＬＥＤについては、有機材料は、従来の材料よりも性能的利点を有し得る。例えば、有機発光層が光を発する波長は、一般に、適切なドーパントで容易に調整され得る。

ＯＬＥＤは、デバイスを横切って電圧を印加したときに光を発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、およびバックライトなどの用途での使用のためにますます興味深い技術となってきている。いくつかのＯＬＥＤ材料および構成は、米国特許第５，８４４，３６３号、同第６，３０３，２３８号、および同第５，７０７，７４５号に記載されており、これらは、全体が参照により本明細書に組み込まれる。

リン光発光分子に関する１つの用途は、フルカラーディスプレイである。かかるディスプレイに関する業界標準は、画素が「飽和」色と称される特定の色を発するように適合されることを要求する。特に、これらの標準は、飽和した赤色、緑色、および青色の画素を要求する。色は、ＣＩＥ座標を用いて測定されてよく、座標は当該分野に周知である。

緑色発光分子の一例は、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３と表されるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムであり、以下の構造を有する：

ここにおいて、およびこれより後の図において、本発明者らは、窒素から金属（ここではＩｒ）までの供与結合を直線で示す。

本明細書において用いられるとき、用語「有機」は、有機光電子デバイスを作製するのに用いられ得るポリマー材料および小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーではないあらゆる有機材料を称し、「小分子」は、実際にはかなり大きくてよい。小分子は、いくつかの状況において繰り返し単位を含んでよい。例えば、長鎖アルキル基を置換基として用いることは、分子を「小分子」分類から除去しない。小分子はまた、ポリマー内に、例えば、ペンダント基としてポリマー骨格上に、または骨格の一部として組み込まれていてもよい。小分子は、デンドリマーのコア部位として機能することもでき、これは、コア部位に構築された一連の化学シェルからなる。デンドリマーのコア部分は、小分子の蛍光またはリン光発光体であってよい。デンドリマーは、「小分子」であってよく、ＯＬＥＤの分野で現在用いられている全てのデンドリマーが小分子であると考えられる。

本明細書において用いられるとき、「トップ（ｔｏｐ）」は、基板から最も離れていることを意味し、一方で、「ボトム（ｂｏｔｔｏｍ）」は基板に最も近いことを意味する。第１層が第２層の「上に配置される」として記載されている場合、第１層は基板からより離れて配置される。第１層が第２層と「接触している」と特定されていない限り、第１層と第２層との間に他の層があってよい。例えば、カソードとアノードとの間に種々の有機層が存在したとしても、カソードはアノードの「上に配置される」と記載され得る。

本明細書において用いられるとき、「溶液処理可能」とは、溶液または懸濁液形態のいずれかで、液体媒体中に溶解、分散、または輸送でき、および／または液体媒体から堆積され得ることを意味する。

配位子は、それが発光材料の光活性特性に直接寄与すると考えられるとき、「光活性」と称され得る。配位子は、それが発光材料の光活性特性に寄与しないと考えられるとき、「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更し得る。

本明細書において用いられるとき、および当業者により一般に理解されているように、第１「最高被占分子軌道」（ＨＯＭＯ）または「最低空分子軌道」（ＬＵＭＯ）エネルギー準位は、第１エネルギー準位が真空エネルギー準位により近いとき、第２のＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位よりも「大きい」か、または「高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）は、真空準位に対する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、より小さな絶対値を有するＩＰ（より負の程度が小さいＩＰ）に相当する。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギー準位は、より小さな絶対値を有する電子親和力（ＥＡ）（より負の程度が小さいＥＡ）に相当する。真空準位がトップにある従来のエネルギー準位ダイアグラムでは、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よりも高い。「より高い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位は、「より低い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位よりも、かかるダイアグラムのトップ近くに現れる。

本明細書において用いられるとき、および当業者により一般に理解されているように、第１仕事関数は、第１仕事関数がより高い絶対値を有するとき、第２仕事関数よりも「大きい」か、または「高い」。仕事関数は、真空準位に対する負の数として一般には測定されるため、これにより、「より高い」仕事関数はより負の程度が大きいことが意味される。真空準位がトップにある従来のエネルギー準位ダイアグラムでは、「より高い」仕事関数は、真空準位から下の方向に、より離れて図示される。したがって、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる規則に従う。

ＯＬＥＤについてのさらなる詳細および上記の定義は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号に見出され得る。

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

Ｂａｌｄｏら、「ＨｉｇｈｌｙＥｆｆｉｃｉｅｎｔＰｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔＥｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＤｅｖｉｃｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ．３９５，１５１−１５４，１９９８Ｂａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅｅｎｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．７５，Ｎｏ．３，４−６（１９９９）

一態様において、式：

を有する化合物が提供される。式Ｉの化合物において、Ｍは、４０より大きい原子量を有する金属であり、Ｌは、第２配位子であり、ｍは、金属Ｍの最大配位数であり、ｄは、Ｌの配座数であり、ｎは、少なくとも１である。Ｒ_１は、各配位子から独立して選択され、２、３、４、５置換、または非置換を表す。各Ｒ_１は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、ゲルミル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

Ｒ_１の少なくとも２つは、２〜６個の炭素を含有するアルキル、シリル、ゲルミル、シクロアルキル、およびこれらの組み合わせから独立して選択される。Ｒ_２は、１、２、３、４置換、または非置換を表してよく、各Ｒ_２は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

一態様において、Ｒ_１は、２置換を表す。一態様において、Ｒ_１は、２アルキル置換を表す。別の態様において、Ｒ_１は、シリルまたはゲルミル置換を表す。

一態様において、化合物は、式：

式中、Ｒ_３およびＲ_４はアルキルである；を有する。

一態様において、化合物は、式：

を有する。

一態様において、Ｒ_１は、ＣＨ（ＣＨ_３）_２、ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２、ＣＨ_２Ｃ（ＣＨ_３）_３、シクロペンチル、シクロヘキシル、エチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、およびトリイソプロピルゲルミルからなる群から独立して選択される。

一態様において、ｎＭはＩｒである。一態様において、ｎは２である。一態様において、Ｌは、モノアニオン性二座配位子である。一態様において、Ｌは、

であり、Ｒ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚは、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群からそれぞれ独立して選択される。

一態様において、Ｒ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚは、アルキル、水素、重水素、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

一態様において、Ｒ_ｚは、水素または重水素であり、Ｒ_ｘおよびＲ_ｙは、メチル、ＣＨ（ＣＨ_３）_２、およびＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２からなる群から独立して選択される。

一態様において、化合物は、式：

を有する。

一態様において、化合物は、化合物１〜化合物５０から選択される。

一態様において、第１デバイスが提供される。第１デバイスは、第１有機発光デバイスを含み、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間に配置された有機層において、式：

を有する化合物を含む有機層とをさらに含む。式Ｉの化合物において、Ｍは、４０より大きい原子量を有する金属であり、Ｌは、第２配位子であり、ｍは、金属Ｍの最大配位数であり、ｄは、Ｌの配座数であり、ｎは、少なくとも１である。Ｒ_１は、各配位子から独立して選択され、２、３、４、５置換、または非置換を表す。各Ｒ_１は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、ゲルミル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

一態様において、第１デバイスは消費者製品である。一態様において、第１デバイスは有機発光デバイスである。一態様において、有機層は、発光層であり、化合物は非発光ドーパントである。一態様において、有機層は、ホストをさらに含む。

一態様において、ホストは、金属８−ヒドロキシキノレートである。

一態様において、ホストは：

およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。

図１は、有機発光デバイスを示す。図２は、別個の電子輸送層を有さない反転有機発光デバイスを示す。図３は、式Ｉの化合物を示す。

一般に、ＯＬＥＤは、アノードとカソードとの間に配置され、これらと電気的に接続された少なくとも１の有機層を含む。電流が印加されたとき、アノードは正孔を有機層に注入し、カソードは電子を有機層に注入する。注入された正孔および電子は、それぞれ、逆に帯電した電極に向かって移動する。電子および正孔が同じ分子に局在するとき、励起されたエネルギー状態を有する局在した電子−正孔対である「励起子」が形成される。光は、励起子が光電子放出メカニズムを介して緩和するときに発せられる。いくつかの場合において、励起子は、エキシマーまたはエキシプレックスに局在していてよい。熱緩和などの非放射メカニズムが生じてもよいが、一般には望ましくないと考えられる。

一重項状態から光（「蛍光」）を放出する発光分子を用いた初期のＯＬＥＤは、例えば、米国特許第４，７６９，２９２号に開示されており、これはその全体が参照により組み込まれる。蛍光発光は、１０ナノ秒未満の時間枠で一般に生じる。

より最近では、三重項状態から光（「リン光」）を放出する発光材料を有するＯＬＥＤが実証されている。Ｂａｌｄｏら、「ＨｉｇｈｌｙＥｆｆｉｃｉｅｎｔＰｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔＥｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＤｅｖｉｃｅｓ」、Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ．３９５，１５１−１５４，１９９８；（「Ｂａｌｄｏ−Ｉ」）およびＢａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅｅｎｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．７５，Ｎｏ．３，４−６（１９９９）（「Ｂａｌｄｏ−Ｉ」）（これらの全体が、参照により組み込まれる）。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号の第５〜６段落にさらに詳細に記載されている。

図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は、必ずしも原寸に比例して描かれていない。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、電子ブロック層１３０、発光層１３５、正孔ブロック層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、およびカソード１６０を含んでいてよい。カソード１６０は、第１導電層１６２および第２導電層１６４を有する複合カソードである。デバイス１００は、記載した層を順に堆積することにより作製されてよい。これらの種々の層の特性および機能、ならびに例としての材料は、参照により組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号の第６〜１０段落に、さらに詳細に記載されている。

これらの各層に対するさらなる例が利用可能である。例えば、可撓性かつ透明な基板−アノードの組み合わせが、その全体が参照により組み込まれる米国特許第５，８４４，３６３号に開示されている。ｐ−ドープ正孔輸送層の例は、５０：１のモル比でＦ．ｓｕｂ．４−ＴＣＮＱがドープされたｍ−ＭＴＤＡＴＡであり、その全体が参照により組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号に開示されている。発光材料およびホスト材料の例は、その全体が参照により組み込まれる、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらの米国特許第６，３０３，２３８号に開示されている。ｎ−ドープ電子輸送層の例は、１：１のモル比でＬｉがドープされたＢＰｈｅｎであり、その全体が参照により組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号に開示されている。その全体が参照により組み込まれる米国特許第５，７０３，４３６号および同第５，７０７，７４５号は、上部の、透明かつ電気伝導性の、スパッタ−堆積したＩＴＯ層と共に、Ｍｇ：Ａｇなど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。ブロック層の理論および使用は、その全体が参照により組み込まれる米国特許第６，０９７，１４７号および米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号に、より詳細に記載されている。注入層の例は、その全体が参照により組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号に開示されている。保護層の記載は、その全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号に見出され得る。

図２は、反転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、およびアノード２３０を含む。デバイス２００は、記載した層を順に堆積することにより作製されてよい。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するが、デバイス２００はアノード２３０の下にカソード２１５を有するため、デバイス２００が「反転」ＯＬＥＤと称されてもよい。デバイス１００に関して記載したものと同様の材料が、デバイス２００の対応する層に用いられてよい。図２は、デバイス１００の構造からどのようにいくつかの層が省略され得るかの一例を提供する。

図１および２に示されている簡単な層状構造は、非限定的な例として提供されており、本発明の実施形態は、広範な他の構造と関連して用いられ得ると理解される。記載されている具体的な材料および構造は、本質的に例示的なものであり、他の材料および構造が用いられてよい。機能的なＯＬＥＤは、設計、性能、およびコスト要因に基づいて、記載の種々の層を様々な様式で組み合わせることにより達成されても、あるいは層が完全に省略されてもよい。具体的に記載していない他の層が含まれていてもよい。具体的に記載した材料以外の材料が用いられてよい。本明細書において提供される例の多くは、単一の材料を含むものとして種々の層を記載しているが、ホストおよびドーパントの混合物などの材料の組み合わせ、またはより一般には混合物が用いられてよい。また、層は、種々の副層を有してよい。本明細書における種々の層に付与されている名称は、厳密に限定的であることを意図していない。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に注入しており、正孔輸送層または正孔注入層と記載されてよい。一実施形態において、ＯＬＥＤは、カソードとアノードとの間に配置された「有機層」を有すると記載されてよい。この有機層は、単一の層を含んでいてもよく、または例えば図１および２に関連して記載されているような異なる有機材料の複数の層をさらに含んでもよい。

例えば、その全体が参照により組み込まれる、Ｆｒｉｅｎｄらの米国特許第５，２４７，１９０号に開示されている、ポリマー材料（ＰＬＥＤ）で構成されるＯＬＥＤなどの、具体的に記載されていない構造および材料が用いられてもよい。さらなる例として、単一の有機層を有するＯＬＥＤが用いられてよい。ＯＬＥＤは、例えば、その全体が参照により組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５，７０７，７４５号に記載されているように、積み重ねられていてよい。ＯＬＥＤ構造は、図１および２に示されている簡単な層状構造から逸脱してよい。例えば、基板は、取り出しを改善するために、例えば、その全体が参照により組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，０９１，１９５号に記載されているメサ構造、および／または、その全体が参照により組み込まれるＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５，８３４，８９３号に記載されているピット構造などの角度のついた反射面を含んでいてよい。

別途特定しない限り、種々の実施形態の層のいずれもが、任意の好適な方法により堆積されてよい。有機層については、好ましい方法として、熱蒸着、インクジェット（例えば、その全体が参照により組み込まれる米国特許第６，０１３，９８２号および第６，０８７，１９６号に記載されている）、有機気相成長（ＯＶＰＤ）（例えば、その全体が参照により組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，３３７，１０２号に記載されている）、および有機蒸気ジェット印刷（ＯＶＪＰ）による堆積（例えば、その全体が参照により組み込まれる米国特許出願第１０／２３３，４７０号に記載されている）が挙げられる。他の好適な堆積方法として、スピンコーティングおよび他の溶液系プロセスが挙げられる。溶液系プロセスは、好ましくは、窒素または不活性雰囲気中で行われる。他の層については、好ましい方法として熱蒸着が挙げられる。好ましいパターン化方法として、マスクを通しての堆積、冷間圧接（例えば、その全体が参照により組み込まれる米国特許第６，２９４，３９８号および第６，４６８，８１９号に記載されている）、ならびにインクジェットおよびＯＶＪＤなどの堆積方法のいくつかと関連させたパターン化が挙げられる。他の方法が用いられてもよい。堆積される材料は、材料が特定の堆積方法と適合可能となるように改変されてよい。例えば、分岐した、または分岐していない、好ましくは少なくとも３個の炭素を含むアルキルおよびアリール基などの置換基は、溶液処理を経る能力を向上させるために小分子において用いられてよい。２０個以上の炭素を有する置換基が用いられてよく、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処理性を有し得る、なぜなら、非対称材料が、より低い再結晶化傾向を有し得るからである。デンドリマー置換基は、小分子が溶液処理を経る能力を向上させるために用いられてよい。

本発明の実施形態に従って作製されるデバイスは、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、医療モニタ、テレビ、広告板、室内または屋外の照明灯および／または信号灯、ヘッドアップディスプレイ、完全に透明なディスプレイ、可撓性ディスプレイ、レーザプリンタ、電話機、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダ、ビューファインダ、マイクロディスプレイ、乗物、大面積壁面、映画館またはスタジアムのスクリーン、あるいは標識を含めた広範な消費者製品に組み込まれ得る。パッシブマトリックスおよびアクティブマトリックスを含めた、本発明により作製されたデバイスを制御するために、種々の制御メカニズムが用いられ得る。デバイスの多くは、１８℃〜３０℃、より好ましくは室温（２０〜２５℃）などの人にとって快適な温度範囲での使用が意図されている。

本明細書に記載されている材料および構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにも用途を有し得る。例えば、有機太陽電池および有機光検出器などの他の光電子デバイスは、これらの材料および構造を使用することができる。より一般には、有機トランジスタなどの有機デバイスが、これらの材料および構造を使用することができる。

用語ハロ、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールキル、複素環式基、アリール、芳香族基、およびヘテロアリールは、当該分野に公知であり、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号の第３１〜３２段落に定義されている。

一実施形態において、式：

を有する化合物が提供される。式Ｉの化合物において、Ｍは、４０より大きい原子量を有する金属であり、Ｌは、第２配位子であり、ｍは、金属Ｍの最大配位数であり、ｄは、Ｌの配座数であり、ｎは、少なくとも１である。「配座数」により、ｄが、第２配位子Ｌが金属Ｍと一緒に作る結合の数を数値的に表すことを意味する。したがって、Ｌが単座配位子であるとき、ｄは１であり、Ｌが二座配位子であるとき、ｄは２である、などである。Ｌは１個以上の配位子であってよく、Ｌが１を超える配位子を表すとき、配位子は同じであっても異なっていてもよい。

Ｒ_１は、各配位子から独立して選択され、２、３、４、５置換、または非置換を表す。各Ｒ_１は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、ゲルミル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

式Ｉの化合物における複素環式環上の２個以上の位置で置換されている（すなわち、Ｒ_１が少なくとも２置換を表す）と、望ましい特性を有する化合物が生じることが予想外にも発見された。その特性により、式Ｉの化合物を組み込むＯＬＥＤデバイスが、より高い効率およびより長い寿命などの改善された特性を有することを可能にする。上記のような２個以上の位置の置換により、化合物が非置換または１置換化合物（１置換が複素環式環上にある）よりも高い分子量を有するという事実にも関わらず、より低い昇華温度を有する化合物も生じる。理論によって拘束されないが、この昇華温度の低下は、固体状態における低下したまたはより効率が低い分子スタッキングの結果であるため、結晶格子を破壊するのに必要とされるエネルギーを少なくして、昇華温度を低下させることができると考えられる。より低い昇華温度は、式Ｉの化合物のより容易な精製および製造時のより良好な熱安定性を可能にする。

一実施形態において、Ｒ_１は、２置換を表す。一実施形態において、Ｒ_１は、２アルキル置換を表す。別の実施形態において、Ｒ_１は、シリルまたはゲルミル置換を表す。

一実施形態において、化合物は、式：

式中、Ｒ_３およびＲ_４はアルキルである；を有する。

一実施形態において、化合物は、式：

を有する。

一実施形態において、Ｒ_１は、ＣＨ（ＣＨ_３）_２、ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２、ＣＨ_２Ｃ（ＣＨ_３）_３、シクロペンチル、シクロヘキシル、エチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、およびトリイソプロピルゲルミルからなる群から独立して選択される。

一実施形態において、ｎＭはＩｒである。一実施形態において、ｎは２である。一実施形態において、ｎは２である。一実施形態において、Ｌはモノアニオン性二座配位子である。一実施形態において、Ｌは、

一実施形態において、Ｒ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚは、アルキル、水素、重水素、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

一実施形態において、Ｒ_ｚは、水素または重水素であり、Ｒ_ｘおよびＲ_ｙは、メチル、ＣＨ（ＣＨ_３）_２、およびＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２からなる群から独立して選択される。

一実施形態において、化合物は、式：

を有する。

一実施形態において、化合物は：

からなる群から選択される。

一実施形態において、第１デバイスが提供される。第１デバイスは、第１有機発光デバイスを含み、第１有機発光デバイスは、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間に配置された有機層とをさらに含み、有機層は、式：

を有する化合物を含む。式Ｉの化合物において、Ｍは、４０より大きい原子量を有する金属であり、Ｌは、第２配位子であり、ｍは、金属Ｍの最大配位数であり、ｄは、Ｌの配座数であり、ｎは、少なくとも１である。Ｒ_１は、各配位子から独立して選択され、２、３、４、５置換、または非置換を表す。各Ｒ_１は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、ゲルミル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

一実施形態において、第１デバイスは消費者製品である。一実施形態において、第１デバイスは有機発光デバイスである。一実施形態において、有機層は、発光層であり、化合物は非発光ドーパントである。一実施形態において、有機層は、ホストをさらに含む。

一実施形態において、ホストは、金属８−ヒドロキシキノレートである。

一実施形態において、ホストは：

およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。

デバイス例

全ての例としてのデバイスを高真空（＜１０^−７Ｔｏｒｒ）熱蒸着（ＶＴＥ）によって作製した。アノード電極は、１２００Åの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。カソードは、１０ÅのＬｉＦ、続いての１０００ÅのＡｌからなった。窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ_２ＯおよびＯ_２）において、エポキシ樹脂で封止したガラス製の蓋によって全てのデバイスを作製後すぐにカプセル化し、水分ゲッタをパッケージ内に組み込んだ。

デバイス例の有機スタックは、順次ＩＴＯ表面から、正孔注入層（ＨＩＬ）としての１００Åの化合物Ａ、正孔輸送層（ＨＴＬ）としての４００Åの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）としての、４〜１２重量％のイリジウム含有リン光化合物を含むホストとしてのＢＡｌｑによってドープされた、３００Åの式Ｉの化合物、電子輸送層（ＥＴＬ）としての４５０または５５０ÅのＡｌｑ_３（トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）からなった。化合物ＢおよびＣによる比較例を、化合物ＢおよびＣをＥＭＬにおいてエミッタとして用いたことを除いてデバイス例と同様に作製した。

デバイスの結果およびデータを、これらデバイスから表１、２、および３にまとめる。化合物Ａ、Ｂ、およびＣは、本明細書において用いられるとき、以下の構造を有する：

表２は、デバイスデータのまとめである。発光効率（ＬＥ）、外部量子効率（ＥＱＥ）および出力効率（ＰＥ）を１０００ｎｉｔｓで測定した一方で、寿命（ＬＴ_８０％）を、デバイスが、一定の電流密度（４０ｍＡ／ｃｍ^２）下に初期の輝度の８０％まで減衰するのに必要とされる時間として定義した。

表２から、３種の異なるドーピング濃度における、式Ｉの化合物である化合物１、２、３、および２２のＥＱＥ、ＬＥおよびＰＥ（正孔ブロック層を含まない）が、いずれも、比較化合物ＢおよびＣのものよりも高いことが分かる。例えば、デバイスが、正孔ブロック層を有さずに、同じ６％のエミッタドーピング濃度を有するとき、化合物２２は、１９．１％のＥＱＥ、１４．３Ｃｄ／ＡのＬＥ、および５．１ｌｍ／ＷのＰＥをそれぞれ有する。これは、１８．３および１９．１％のＥＱＥ、１０．８および１２．２Ｃｄ／ＡのＬＥ、ならびに３．４および３．７ｌｍ／ＷのＰＥをそれぞれ有する比較化合物ＢおよびＣと匹敵する。デバイス結果は、驚くべきことに、２アルキル置換化合物１、２、３および２２が、比較化合物Ｂおよび１置換化合物Ｃよりも効率的であることを示す。また、表２から、種々のデバイス構造下、化合物１、２、３、および２２のＦＷＨＭ（半値全幅）値が４８〜６４ｎｍの範囲内にあり、これは、６３〜６６ｎｍの範囲内にある化合物ＢおよびＣのものよりも大幅に狭いことも分かる。ディスプレイ用途においては、より小さなＦＷＨＭ値が望ましいことが多い。したがって、含有される複素環式環上で少なくとも２置換されている式Ｉの化合物の使用は、デバイス性能を改善することができる、なぜなら、化合物が、高いＥＱＥ、ＬＥ、ＰＥ値および低いＦＷＨＭ値を有するからである。

式Ｉの化合物における複素環式芳香族環上の２置換は、表３に示すように錯体の昇華温度を低下し得ることが分かる。２置換の式Ｉの化合物が、非置換または１置換化合物よりも低い昇華温度を有することが驚くべきことに発見された。例えば、化合物２２は、化合物２２が比較化合物Ｂよりも高い分子量を有するという事実にも関わらず、比較化合物Ｂよりも大幅に低い昇華温度を有した（１９４℃対２１０℃）。

他の材料との組み合わせ
有機発光デバイスにおける特定の層に有用である、本明細書に記載の材料は、デバイスに存在する種々の他の材料と組み合わせて用いられてよい。例えば、本明細書に開示されている発光ドーパントは、存在していてよい種々のホスト、輸送層、ブロック層、注入層、電極および他の層と併せて用いられてよい。以下に記載または称される材料は、本明細書に開示されている化合物と組み合わせて有用であり得る材料の非限定的な例であり、当業者は、組み合わせて有用であ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。

ＨＩＬ／ＨＴＬ：
本発明において用いられる正孔注入／輸送材料は特に限定されず、正孔注入／輸送材料として典型的に用いられる限りにおいていずれの化合物が用いられてもよい。材料の例として、限定されないが：フタロシアニンまた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；導電ドーパントを有するポリマー；導電性ポリマー、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ；ホスホン酸およびシラン誘導体などの化合物から誘導される自己集合モノマー；金属酸化物誘導体、例えばＭｏＯ_ｘ；ｐ型半導体有機化合物、例えば、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；金属錯体、ならびに架橋性化合物が挙げられる。

ＨＩＬまたはＨＴＬにおいて用いられる芳香族アミン誘導体の例として、限定されないが以下の一般構造：

が挙げられる。

Ａｒ^１〜Ａｒ^９のそれぞれは、芳香族炭化水素環式化合物、例えば、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、アズレンからなる群；芳香族複素環式化合物、例えば、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、およびセレノフェノジピリジンからなる群；ならびに芳香族炭化水素環式基および芳香族複素環式基から選択される同じタイプまたは異なるタイプの基であって、直接、または酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位および脂肪族環式基のうちの少なくとも１つを介して互いに結合している２〜１０個の環式構造単位からなる群から選択される。ここで、各Ａｒは、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される置換基によってさらに置換されている。

一態様において、Ａｒ^１〜Ａｒ^９は、以下：

からなる群から独立して選択される。

ｋは、１〜２０の整数であり；Ｘ^１〜Ｘ^８は、Ｃ（ＣＨを含む）またはＮであり；Ａｒ^１は、上記と同じ基である。

ＨＩＬまたはＨＴＬにおいて用いられる金属錯体の例として、限定されないが以下の一般式：

が挙げられる。

Ｍは、４０より大きい原子量を有する金属であり；（Ｙ^１−Ｙ^２）は、二座配位子であり、Ｙ^１およびＹ^２は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、およびＳから独立して選択され；Ｌは、補助配位子であり；ｍは、１から、金属に結合され得る配位子の最大数までの整数値であり；ｍ＋ｎは、金属に結合され得る配位子の最大数である。

一態様において、（Ｙ^１−Ｙ^２）は、２−フェニルピリジン誘導体である。

別の態様において、（Ｙ^１−Ｙ^２）は、カルベン配位子である。

別の態様において、Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、およびＺｎから選択される。

さらなる態様において、金属錯体は、溶液ｖｓ．Ｆｃ^＋／Ｆｃ対において約０．６Ｖ未満の最低酸化電位を有する。

ホスト：
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好ましくは含有し、ドーパント材料として金属錯体を用いたホスト材料を含有していてもよい。ホスト材料の例は、特に限定されず、ホストの三重項エネルギーがドーパントの三重項エネルギーよりも大きい限りにおいて、いずれの金属錯体または有機化合物が用いられてもよい。以下の表は、種々の色を発するデバイスに好ましいとされるホスト材料を分類するが、三重項の基準が満たされる限りにおいて、いずれのホスト材料がいずれのドーパントと共に用いられてもよい。

ホストとして用いられる金属錯体の例は、以下の一般式：

を有することが好ましい。

Ｍは金属であり；（Ｙ^３−Ｙ^４）は二座配位子であり、Ｙ^３およびＹ^４は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、およびＳから独立して選択され；Ｌは、補助配位子であり；ｍは、１から、金属に結合され得る配位子の最大数までの整数値であり；ｍ＋ｎは、金属に結合され得る配位子の最大数である。

一態様において、金属錯体は：

である。

（Ｏ−Ｎ）は、原子ＯおよびＮに配位された金属を有する二座配位子である。

別の態様において、Ｍは、ＩｒおよびＰｔから選択される。

さらなる態様において、（Ｙ^３−Ｙ^４）は、カルベン配位子である。

ホストとして用いられる有機化合物の例は、芳香族炭化水素環式化合物、例えば、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、アズレンからなる群；芳香族複素環式化合物、例えば、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、およびセレノフェノジピリジンからなる群；ならびに芳香族炭化水素環式基および芳香族複素環式基から選択される同じタイプまたは異なるタイプの基であって、直接、または酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位および脂肪族環式基のうちの少なくとも１つを介して互いに結合している２〜１０個の環式構造単位からなる群から選択される。ここで、各基は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される置換基によってさらに置換されている。

一態様において、ホスト化合物は、分子内に以下の基：

のうちの少なくとも１つを含有する。

Ｒ^１〜Ｒ^７は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択され、アリールまたはヘテロアリールであるとき、先に言及したＡｒと同様の定義を有する。

ｋは、０〜２０の整数である。

Ｘ^１〜Ｘ^８は、Ｃ（ＣＨを含む）またはＮから選択される。Ｚ^１およびＺ^２は、ＮＲ^１、Ｏ、またはＳから選択される。

ＨＢＬ：
正孔ブロック層（ＨＢＬ）は、発光層を離れる正孔および／または励起子の数を低減するのに用いられ得る。デバイスにおいてかかるブロック層が存在することで、ブロック層を欠く同様のデバイスと比較して実質的により高い効率をもたらし得る。また、ブロック層は、発光をＯＬＥＤの所望の領域に制限するのに用いられ得る。

一態様において、ＨＢＬにおいて用いられる化合物は、上記のホストとして用いられるものと同じ分子または同じ官能基を含有する。

別の態様において、ＨＢＬにおいて用いられる化合物は、分子内に以下の基：

のうちの少なくとも１つを含有する。

ｋは、０〜２０の整数であり；Ｌは、補助配位子であり、ｍは１〜３の整数である。

ＥＴＬ：
電子輸送層（ＥＴＬ）は、電子を輸送することが可能である材料を含んでいてよい。電子輸送層は、固有のもの（非ドープ）であっても、ドープされていてもよい。ドーピングは、導電率を向上させるのに用いられ得る。ＥＴＬ材料の例は特に限定されず、電子を輸送するのに典型的に用いられる限りにおいて、いずれの金属錯体または有機化合物が用いられてもよい。

一態様において、ＥＴＬにおいて用いられる化合物は、分子内に以下の基：

のうちの少なくとも１つを含有する。

Ｒ^１は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、アリールまたはヘテロアリールであるとき、先に言及したＡｒと同様の定義を有する。

Ａｒ^１〜Ａｒ^３は、先に言及したＡｒと同様の定義を有する。

ｋは、０〜２０の整数である。

Ｘ^１〜Ｘ^８は、Ｃ（ＣＨを含む）またはＮから選択される。

別の態様において、ＥＴＬにおいて用いられる金属錯体は、限定されないが、以下の一般式：

を含有する。

（Ｏ−Ｎ）または（Ｎ−Ｎ）は、原子Ｏ、ＮまたはＮ，Ｎに配位された金属を有する二座配位子であり；Ｌは、補助配位子であり；ｍは、１から、金属に結合され得る配位子の最大数までの整数値である。

ＯＬＥＤデバイスの各層において用いられる先に言及したあらゆる化合物において、水素原子が部分的または完全に重水素化されていてもよい。

本明細書に開示されている材料に加えておよび／またはこれと組み合わせて、多くの正孔注入材料、正孔輸送材料、ホスト材料、ドーパント材料、励起子／正孔ブロック層材料、電子輸送および電子注入材料がＯＬＥＤにおいて用いられてよい。本明細書に開示されている材料と組み合わせてＯＬＥＤにおいて用いられ得る材料の非限定例を以下の表４に列挙する。表４は、非限定的な分類の材料、各分類についての非限定的な化合物例、および材料を開示している参照文献を列挙する。

実験

本文献を通して用いた化学略号は、以下の通りである：Ｃｙはシクロヘキシルであり、ｄｂａはジベンジリデンアセトンであり、ＥｔＯＡｃは酢酸エチルであり、ＤＭＥはジメトキシエタンであり、ｄｐｐｅは１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタンであり、ＴＨＦはテトラヒドロフランであり、ＤＣＭはジクロロメタンであり、ＤＭＦはジメチルホルムアミドであり、Ｓ−Ｐｈｏｓはジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシ−［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ホスフィンである。

化合物１の合成

Ｎ−（３，５−ジクロロベンジリデン）−２，２−ジエトキシエタナミンの合成。３，５−ジクロロベンズアルデヒド（５１．２ｇ、２８４ｍｍｏｌ）、２，２−ジエトキシエタナミン（３８．６ｇ、２８４ｍｍｏｌ）および２７０ｍＬのトルエンを５００ｍＬの三ツ口フラスコに仕込んだ。混合物をＤｅａｎ−Ｓｔａｒｋ装置を用いてＮ_２下に２４時間加熱還流し、副生成物である水を収集した。溶媒の蒸発後、８６ｇ（１００％）の淡黄色液体を得た。生成物をＧＣ−ＭＳおよびＮＭＲによって確認し、さらに精製することなく次のステップに採用した。

５，７−ジクロロイソキノリンの合成。トリフルオロメタンスルホン酸（１５．８３ｇ、１０３ｍｍｏｌ）を、Ｄｅａｎ−Ｓｔａｒｋ装置および添加漏斗を具備した１００ｍＬの三ツ口フラスコに仕込んだ。トリフルオロメタンスルホン酸をまず１２０℃に加熱し、その酸に、４ｍＬのＤＣＭに溶解したＮ−（３，５−ジクロロベンジリデン）−２，２−ジエトキシエタナミン（４ｇ、１３．７８ｍｍｏｌ）を滴加した。添加後、混合物を１２０℃でさらに２時間加熱し、次いで室温まで冷却し、８ｍＬのＭｅＯＨを添加して反応をクエンチした。反応混合物を水酸化アンモニウム水溶液（１２０ｍｍｏｌ）に注ぎ入れ、追加の水性水酸化アンモニウムによって塩基性にし、撹拌および濾過した。蒸留後、白色固体（２．１ｇ、７７％）を得た。生成物の同一性をＧＣおよびＨＰＬＣによって確認した。３２．２ｇのＮ−（３，５−ジクロロベンジリデン）−２，２−ジエトキシエタナミンとのより大規模な反応を同様に行い、次のステップ用の１６．５ｇ（７５％）の生成物を得た。

５，７−ジイソブチルイソキノリンの合成。５，７−ジクロロイソキノリン（５．８ｇ、２９．３ｍｍｏｌ）、イソブチルホウ酸（８．９６ｇ、８８ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシ−［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ホスフィン（０．９６２ｇ、２．３４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（０．５３６ｇ、０．５８６ｍｍｏｌ）、Ｋ_３ＰＯ_４（２１．８ｇ、１０３ｍｍｏｌ）、１５０ｍＬのトルエンおよび１５ｍＬの水をフラスコに仕込んだ。反応混合物を、Ｎ_２をバブリングすることによって３０分間パージし、次いで一晩中加熱還流した。ＧＣ−ＭＳ分析により、反応が完了したことが示された。溶離液としてヘキサン中１５％の酢酸エチル（ｖ／ｖ）を用いたシリカゲルクロマトグラフィにより、６．７ｇ（９５％）の生成物を得た。

１−（３，５−ジメチルフェニル）−５，７−ジイソブチルイソキノリンの合成。５０ｍＬの乾燥ＴＨＦ中の５，７−ジイソブチルイソキノリン（７．４ｇ、３０．７ｍｍｏｌ）を（３，５−ジメチルフェニル）臭化マグネシウム（１００ｍＬ、５０．０ｍｍｏｌ）に室温で滴加し、１６時間撹拌させ、その後、反応混合物を５時間加熱還流した。ＧＣおよびＨＰＬＣ分析により、反応が完了したことが示唆されたが、少量の還元された副生成物を含有しており、これらをＴＨＦ中ＤＤＱによって数分間処理することにより所望の生成物に変換した。水性ワークアップ後、６．５ｇ（６１．４％）の生成物を得た。

イリジウムダイマーの合成。１−（３，５−ジメチルフェニル）−５，７−ジイソブチルイソキノリン（６．０ｇ、１７．３７ｍｍｏｌ）およびＩｒＣｌ_３・Ｈ_２Ｏ（２．５７ｇ、６．９５ｍｍｏｌ）、９０ｍＬの２−エトキシエタノールおよび３０ｍＬの水を２５０ｍＬのフラスコに仕込んだ。反応混合物を窒素下に１９時間加熱還流した。濾過およびメタノールによる洗浄後、３．１ｇ（２４．３％）のダイマーを得、これをさらに精製することなく次のステップに用いた。

化合物１の合成。２−（３，５−ジメチルフェニル）−５，７−ジイソブチルキノリンイリジウムダイマー（１．５ｇ、０．８２ｍｍｏｌ）、２，４−ペンタンジオン（１．６３ｇ、１６．３６ｍｍｏｌ）、Ｎａ_２ＣＯ_３（１．７３ｇ、１６．３６ｍｍｏｌ）および２−エトキシエタノール（６０ｍＬ）を２５０フラスコに仕込み、室温で７２時間撹拌した。得られた沈殿物を濾過し、メタノールで洗浄した。（ヘキサン中１５％のトリエチルアミンで前処理した）シリカゲルプラグを通過させることによって固体をさらに精製した。０．５５ｇ（３４．３％）の生成物をワークアップ後に得た。生成物の同一性をＬＣ−ＭＳによって確認した。

化合物２の合成

５，７−ジ（プロプ−１−エン−２−イル）イソキノリンの合成：５，７−ジクロロイソキノリン（５．１ｇ、２５．８ｍｍｏｌ）、４，４，５，５−テトラメチル−２−（プロプ−１−エン−２−イル）−１，３，２−ジオキサボロラン（９．９５ｇ、５９．２ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシ−［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ホスフィン（０．８４６ｇ、２．０６ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（０．４７２ｇ、０．５１５ｍｍｏｌ）、Ｋ_３ＰＯ_４（１９．１３ｇ、９０ｍｍｏｌ）、１００ｍＬのトルエンおよび１０ｍＬの水をフラスコに仕込んだ。反応混合物を、Ｎ_２をバブリングすることによって３０分間パージし、次いで一晩中加熱還流した。ＧＣ−ＭＳ分析により、反応が完了したことが示された。シリカゲルカラムクロマトグラフィ後、５．１ｇ（９１％）の生成物を得、ＧＣ−ＭＳによって確認した。

５，７−ジイソプロピル）イソキノリンの合成：５，７−ジ（プロプ−１−エン−２−イル）イソキノリン（５．１ｇ、２４．３７ｍｍｏｌ）をガラス製ボトルにおいて５０ｍＬのＥｔＯＨに溶解し、Ｎ_２によって３０分間パージした。その溶液に、１０％Ｐｄ／Ｃ（１．３ｇ、１．２１８ｍｍｏｌ）を窒素下にボトル内に添加した。水素化を４時間行い、その後、ＧＣ−ＭＳ分析により反応が完了したことが示唆された。

１−（３，５−ジメチルフェニル）−５，７−ジイソプロピルイソキノリンの合成。５０ｍＬの乾燥ＴＨＦ中の５，７−ジイソプロピルイソキノリン（３．１ｇ、１４．５ｍｍｏｌ）を０．５Ｍ（３，５−ジメチルフェニル）臭化マグネシウムＴＨＦ溶液（５０ｍＬ、２５．０ｍｍｏｌ）と共に室温で滴加し、１６時間撹拌させ、その後、反応混合物を５時間加熱還流した。ＧＣおよびＨＰＬＣ分析により、反応が完了したことが示唆されたが、少量の還元された副生成物を含有しており、これらをＴＨＦ中ＤＤＱによって数分間処理することにより所望の生成物に変換した。水性ワークアップ後、２．４ｇ（５２％）の生成物を得た。

イリジウムダイマーの合成。１−（３，５−ジメチルフェニル）−５，７−ジイソプロピルイソキノリン（２．４ｇ、７．５６ｍｍｏｌ）およびＩｒＣｌ_３・Ｈ_２Ｏ（１．１６７ｇ、３．１５ｍｍｏｌ）、４５ｍＬの２−エトキシエタノールおよび１５ｍＬの水を２５０ｍＬのフラスコに仕込んだ。反応混合物を窒素下に１９時間加熱還流した。反応物を冷却し、濾過し、メタノールで洗浄した後、１．２ｇ（４４．２％）のダイマーを得、これをさらに精製することなく次のステップに用いた。

化合物２の合成。２−（３，５−ジメチルフェニル）−５，７−ジイソプロピルキノリンイリジウムダイマー（１．２ｇ、０．６９７ｍｍｏｌ）、２，４−ペンタンジオン（０．６９７ｇ、６．９７ｍｍｏｌ）、Ｎａ_２ＣＯ_３（０．７３９ｇ、６．９７ｍｍｏｌ）および２−エトキシエタノール（４０ｍＬ）を室温で４８時間撹拌した。沈殿物を濾過し、メタノールで洗浄した。（ヘキサン中１５％のトリエチルアミンで前処理した）シリカゲルプラグを通過させることによって固体をさらに精製した。反応のワークアップ後、０．６８ｇ（５２．８％）の生成物を得、これをＬＣ−ＭＳによって確認した。

化合物３の合成

４−クロロ−２−メチルベンゾイルクロリドの合成。ジクロロメタン（２０ｍＬ）およびジメチルホルムアミド（４ｍＬ）中の４−クロロ−２−メチル安息香酸（２４．０ｇ、１４１ｍｍｏｌ）の混合物に、塩化オキサリル（２６．８ｇ、２５８ｍｍｏｌ）を室温で滴加した。反応を室温で２時間撹拌した。ヘキサンを添加し、反応塊を濃縮して４−クロロ−２−メチルベンゾイルクロリド（２６．６ｇ、定量）を与え、精製することなく次のステップにおいて用いた。

４−クロロ−２−メチルベンズアミドの合成。３０％水酸化アンモニウム（３００ｍＬ、４．７６ｍｏｌ）を塩氷浴において冷却した。テトラヒドロフラン（１５０ｍＬ）中の４−クロロ−２−メチルベンゾイルクロリド（２６．４ｇ、１４０ｍｍｏｌ）を添加し、１時間撹拌した。水を添加した。結晶を濾別し、水で洗浄し、真空下に乾燥して、４−クロロ−２−メチルベンズアミドを与えた（２０．０ｇ、８４％の収率）。

４−クロロ−Ｎ−（（ジメチルアミノ）メチレン）−２−メチルベンズアミドの合成。テトラヒドロフラン（２５０ｍＬ）中、４−クロロ−２−メチルベンズアミド（２０．８ｇ、１２３ｍｍｏｌ）および１，１−ジメチルメタンアミン（１７．５ｇ、１４７ｍｍｏｌ）の混合物を２．５時間還流し、次いで濃縮した。得られた結晶をヘキサン中でトリチュレートし、濾過して、４−クロロ−Ｎ−（（ジメチルアミノ）メチレン）−２−メチルベンズアミドを与えた（２５．７ｇ、９３％の収率）。

６−クロロイソキノリン−１−オールの合成。４−クロロ−Ｎ−（（ジメチルアミノ）メチレン）−２−メチルベンズアミド（２５．７ｇ、１１４ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（２５．７ｇ、２６７ｍｍｏｌ）およびテトラヒドロフラン（４５０ｍＬ）の混合物をＮ_２下に３時間還流し、次いで水（１Ｌ）に注ぎ入れた。ｐＨを水性ＨＣｌによって４に調整した。固体を濾別し、水で洗浄し、真空下に乾燥して、６−クロロイソキノリン−１−オールを与えた（１４．７ｇ、７１．６％の収率）。

４，６−ジクロロイソキノリン−１−オールの合成。６−クロロイソキノリン−１−オール（１３．５ｇ、７５ｍｍｏｌ）およびアセトニトリル（４００ｍＬ）の混合物を加熱還流した。アセトニトリル（１１０ｍＬ）中のＮ−クロロスクシンイミド（１０．５７ｇ、７９ｍｍｏｌ）を滴加した。混合物を一晩中還流した。結晶を濾別した。濾液を濃縮し、得られた結晶を水で洗浄し、上記結晶と合わせ、真空下に乾燥し、４，６−ジクロロイソキノリン−１−オールを与えた（１４．２ｇ、８８％の収率）。分析を行うことなく次のステップに採用した。

４，６−ジクロロイソキノリン−１−イルトリフルオロメタンスルホネートの合成。４，６−ジクロロイソキノリン−１−オール（１４．２ｇ、６６．５ｍｍｏｌ）、ピリジン（１０．８ｍＬ、１３３ｍｍｏｌ）およびジクロロメタン（２００ｍＬ）の混合物を氷浴において冷却した。トリフルオロメタンスルホン酸無水物（２２．４ｍＬ、１３３ｍｍｏｌ）を滴加した。混合物を室温で一晩中撹拌した。水を添加し、ＮａＨＣＯ_３（２０ｇ）をゆっくりと添加した。有機層をＮａ_２ＳＯ_４で乾燥し、濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィを用いたフラッシュクロマトグラフィに付して（４：１のヘキサン：ジクロロメタン、ｖ／ｖ）、４，６−ジクロロイソキノリン−１−イルトリフルオロメタンスルホネートを与えた（３．７ｇ、１６％の収率）。

４，６−ジクロロ−１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンの合成。４，６−ジクロロイソキノリン−１−イルトリフルオロメタンスルホネート（４．０ｇ、１１．６ｍｍｏｌ）、３，５−ジメチルフェニル）ホウ酸（１．６ｇ、１０．８ｇ）、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４（０．６７ｇ、０．５８ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（４．７９、３４．７ｍｍｏｌ）、トルエン（１００ｍＬ）および水（１０ｍＬ）の混合物を窒素でパージし、一晩中還流した。濃縮したトルエン層をシリカゲルクロマトグラフィを用いたクロマトグラフィに付し（２：１のヘキサン：ジクロロメタン、ｖ／ｖ）、４，６−ジクロロ−１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンを与えた（３．０ｇ、９２％の収率）。

１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンの合成。４，６−ジクロロ−１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリン（３．２ｇ、１０．５９ｍｍｏｌ）、イソブチルホウ酸（４．３２ｇ、４２．４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（０．３８８ｇ、０．４２４ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシ−［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ホスフィン（０．６９６ｇ、１．６９４ｍｍｏｌ）、Ｋ_３ＰＯ_４・Ｈ_２Ｏ（２４．３８ｇ、１０６ｍｍｏｌ）、トルエン（１３３ｍＬ）および水（１１ｍＬ）の混合物を窒素で３０分間パージし、一晩中還流した。トルエン層を、シリカゲルクロマトグラフィを用いたクロマトグラフィに付し（１００％のジクロロメタンから４：１のジクロロメタン：酢酸エチル、ｖ／ｖ）、１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンを与えた（３．３ｇ、９０％の収率）。

１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンイリジウムダイマーの合成。１−（３，５−ジメチルフェニル）−４，６−ジイソブチルイソキノリン（３．３ｇ、９．５５ｍｍｏｌ）、ＩｒＣｌ_３・３Ｈ_２Ｏ（１．４７５ｇ、３．９８ｍｍｏｌ）、２−エトキシエタノール（４５ｍＬ）および水（１５ｍＬ）の混合物を一晩中還流し、次いで濾過し、メタノールで洗浄して、１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンイリジウムダイマーを与えた（２．０ｇ、５４．８％の収率）。

化合物３の合成。１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンイリジウムダイマー（１．２ｇ、０．６５５ｍｍｏｌ）、ペンタン−２，４−ジオン（０．６５５ｇ、６．５５ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（０．９０５ｇ、６．５５ｍｍｏｌ）および２−エトキシエタノール（６０ｍＬ）の混合物を室温で一晩中撹拌し、濾過し、メタノールで洗浄して、シリカゲルクロマトグラフィを用いたクロマトグラフィに付した（４：１のヘキサン：ジクロロメタン、ｖ／ｖ、トリエチルアミンで前処理したシリカゲル）。残渣をジクロロメタンおよび２−プロパノールに溶解した。ジクロロメタンを回転蒸発器において除去し、０．６８ｇの結晶を濾別し、次いで２３０℃で昇華させて、化合物３を与え（０．３２ｇ、２４．９％）、これをＬＣ−ＭＳによって確認した。

化合物２２の合成

化合物２２の合成。１−（３，５−ジメチルフェニル）イソキノリンイリジウムダイマー（０．８ｇ、０．４３６ｍｍｏｌ）、２，６−ジメチルヘプタン−３，５−ジオン（０．６８２ｇ、４．３６ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（０．６０３ｇ、４．３６ｍｍｏｌ）および２−エトキシエタノール（６０ｍＬ）の混合物を室温で一晩中撹拌し、濾過し、メタノールで洗浄し、シリカゲル上のクロマトグラフィに付した（４：１のヘキサン：ジクロロメタン、ｖ／ｖ、トリエチルアミンで前処理したシリカゲル）。残渣をジクロロメタンおよび２−プロパノールに溶解した。ジクロロメタンを回転蒸発器において除去し、濾過後、０．６０ｇの結晶を得た。これをＬＣ−ＭＳによって確認した。

本明細書に記載されている種々の実施形態は、単なる例であり、本発明の範囲を限定することは意図されないことが理解される。例えば、本明細書に記載されている材料および構造の多くが、本発明の精神から逸脱することなく他の材料および構造によって置換されていてもよい。したがって、特許請求の範囲に記載されている本発明は、当業者に明らかであるように、本明細書に記載されている特定の例および好ましい実施形態からの変形例を含むことができる。本発明がなぜ作用するかに関する種々の理論は限定的であることは意図されないことが理解される。

Claims

式：

式中、Ｍは、Ｉｒであり；
Ｌは、第２配位子であり；
ｍは、金属Ｍの最大配位数であり；
ｄは、Ｌの配座数であり；
ｎは、少なくとも１であり；
Ｒ_１は、各配位子について独立して選択され、２、３、４、又は５置換を表し；
Ｒ_１で置換されていないイソキノリン環の炭素原子はそれぞれその炭素原子の原子価を満たす水素原子を有しており；
前記２〜５個の置換基Ｒ_１のそれぞれは、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、およびトリイソプロピルゲルミル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択され；
Ｒ_１の少なくとも２つは、２〜６個の炭素を含有するアルキル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、およびトリイソプロピルゲルミル、シクロアルキル、およびこれらの組み合わせから独立して選択され；
Ｒ_２は、１、２、３、４置換、または非置換を表してよく；
各Ｒ_２は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される；
を有する化合物からなる、有機発光デバイス用発光ドーパント材料。
Ｒ_１が２置換を表す、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
Ｒ_１が２アルキル置換を表す、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
Ｒ_１が、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、およびトリイソプロピルゲルミルから選択されるシリルまたはゲルミル置換を表す、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
式Ｉの化合物が、式：

式中、Ｒ_３およびＲ_４はアルキルである；で表される化合物である、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
式Ｉの化合物が、式：

で表される化合物である、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
Ｒ_１が、ＣＨ（ＣＨ_３）_２、ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２、ＣＨ_２Ｃ（ＣＨ_３）_３、シクロペンチル、シクロヘキシル、エチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリメチルゲルミル、トリエチルゲルミル、およびトリイソプロピルゲルミルからなる群から独立して選択される、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
ｎが２である、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
Ｌがモノアニオン性二座配位子である、請求項１に記載の発光ドーパント材料。
Ｌが

であり、
式中、Ｒ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚが、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、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、カルボニル、カルボン酸、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、およびこれらの組み合わせからなる群からそれぞれ独立して選択される、請求項９に記載の発光ドーパント材料。
Ｒ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚが、アルキル、水素、重水素、およびこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される、請求項１０に記載の発光ドーパント材料。
Ｒ_ｚが水素または重水素であり、Ｒ_ｘおよびＲ_ｙがメチル、ＣＨ（ＣＨ_３）_２、及びＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）_２からなる群から独立して選択される、請求項１１に記載の発光ドーパント材料。
式Ｉの化合物が、式：

で表される化合物である、請求項１０に記載の発光ドーパント材料。
式Ｉの化合物が、以下：

からなる群から選択される、請求項１に記載の発光ドーパント材料。