(57)【要約】      （修正有）【課題】良好なデバイス効率及びデバイス寿命を維持しつつ、金属錯体の発光の細かな調節を可能にする新規の配位子を有するりん光ドーパント、およびそれを含有するデバイスを提供する。【解決手段】有機発光デバイスに用いられるりん光ドーパントであって、りん光ドーパントは、室温で有機発光デバイス中のリン光発光体として機能することができ；りん光ドーパントは、少なくとも１つの芳香族環及び少なくとも１つの置換基Ｒを有し；少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ独立して、部分的にフッ素化されたアルキル、部分的にフッ素化されたシクロアルキル、及びこれらの組合せからなる群から選択され；少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ前記芳香族環の１つに直接結合し；少なくとも１つの置換基Ｒのそれぞれにおいて、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも１つの炭素原子によって、芳香族環から離れているりん光ドーパント。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光デバイスに用いられるりん光ドーパントであって、
前記りん光ドーパントは、室温で有機発光デバイス中のリン光発光体として機能することができ；
前記りん光ドーパントは、少なくとも１つの芳香族環及び少なくとも１つの置換基Ｒを有し；
前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ独立して、部分的にフッ素化されたアルキル、部分的にフッ素化されたシクロアルキル、及びこれらの組合せからなる群から選択され；
前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ前記芳香族環の１つに直接結合し；
前記少なくとも１つの置換基Ｒのそれぞれにおいて、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも１つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れていることを特徴とするりん光ドーパント。
【請求項２】
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、請求項１に記載のりん光ドーパントを含有する有機層と；
を含むことを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項２に記載のデバイスを有することを特徴とする消費者製品。
【請求項４】
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）、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、３−Ｄディスプレイ、車、大面積壁、劇場又はスタジアムのスクリーン、或いは看板である請求項３に記載の消費者製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
特許請求されている発明は、大学・企業の共同研究契約の下記の当事者：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｍｉｃｈｉｇａｎ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ、及びＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの理事らの１又は複数によって、その利益になるように、且つ／又は関連して為されたものである。該契約は、特許請求されている発明が為された日付以前に発効したものであり、特許請求されている発明は、該契約の範囲内で行われる活動の結果として為されたものである。
【０００２】
本発明は、発光体としての使用のための金属錯体のための新規の配位子、及び前記配位子を含む有機発光ダイオード等のデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
有機材料を利用する光電子デバイスは、いくつもの理由から、次第に望ましいものとなりつつある。そのようなデバイスを作製するために使用される材料の多くは比較的安価であるため、有機光電子デバイス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、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機光トランジスタ、有機光電池及び有機光検出器を含む。ＯＬＥＤについて、有機材料は従来の材料を上回る性能の利点を有し得る。例えば、有機発光層が光を放出する波長は、概して、適切なドーパントで容易に調整され得る。
【０００４】
ＯＬＥＤはデバイス全体に電圧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。数種のＯＬＥＤ材料及び構成は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、特許文献１、特許文献２及び特許文献３において記述されている。
【０００５】
リン光性発光分子の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。色は、当技術分野において周知のＣＩＥ座標を使用して測定することができる。
【０００６】
緑色発光分子の一例は、下記の構造：
【化１】
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を有する、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と表示されるトリス（２−フェニル）イリジウムである。
【０００７】
この図面及び本明細書における後出の図面中で、本発明者らは、窒素から金属（ここではＩｒ）への配位結合を直線として描写する。
【０００８】
本明細書において使用される場合、用語「有機」は、有機光電子デバイスを製作するために使用され得るポリマー材料及び小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーでない任意の有機材料を指し、且つ「小分子」は実際にはかなり大型であってよい。小分子は、いく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、「小分子」クラスから分子を排除しない。小分子は、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は該骨格の一部として、ポリマーに組み込まれてもよい。小分子は、コア部分上に構築された一連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小分子発光体であってよい。デンドリマーは「小分子」であってよく、ＯＬＥＤの分野において現在使用されているデンドリマーはすべて小分子であると考えられている。
【０００９】
本明細書において使用される場合、「頂部」は基板から最遠部を意味するのに対し、「底部」は基板の最近部を意味する。第一層が第二層「の上に配置されている」と記述される場合、第一層のほうが基板から遠くに配置されている。第一層が第二層「と接触している」ことが指定されているのでない限り、第一層と第二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。
【００１０】
本明細書において使用される場合、「溶液プロセス可能な」は、溶液又は懸濁液形態のいずれかの液体媒質に溶解、分散若しくは輸送することができ、且つ／又は該媒質から堆積することができるという意味である。
【００１１】
配位子は、該配位子が発光材料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。
【００１２】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の「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、第一のエネルギー準位が真空エネルギー準位に近ければ、第二のＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位「よりも大きい」又は「よりも高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）は、真空準位と比べて負のエネルギーとして測定されるため、より高いＨＯＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有するＩＰ（あまり負でないＩＰ）に相当する。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有する電子親和力（ＥＡ）（あまり負でないＥＡ）に相当する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、材料のＬＵＭＯエネルギー準位は、同じ材料のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高い。「より高い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位は、「より低い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位よりもそのような図の頂部に近いように思われる。
【００１３】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の仕事関数がより高い絶対値を有するならば、第一の仕事関数は第二の仕事関数「よりも大きい」又は「よりも高い」。仕事関数は概して真空準位と比べて負数として測定されるため、これは「より高い」仕事関数が更に負であることを意味する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、「より高い」仕事関数は、真空準位から下向きの方向に遠く離れているものとして例証される。故に、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる慣例に準ずる。
【００１４】
ＯＬＥＤについての更なる詳細及び上述した定義は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる特許文献４において見ることができる。
【発明の概要】
【００１５】
本発明は、有機発光デバイス中のリン光発光体として有用である金属錯体のための新規の配位子を開示する。出願者は、配位子の新しい側鎖の組み入れは、良好なデバイス効率及びデバイス寿命を維持しつつ、金属錯体の発光の細かな調節を可能にすると考える。
【００１６】
実施形態によれば、新規の化合物を含む組成物が開示され、前記化合物は、室温で有機発光デバイス中のリン光発光体として機能することができる。前記化合物は、少なくとも１つの芳香族環及び少なくとも１つの置換基Ｒを有し、前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ独立して、部分的にフッ素化されたアルキル、部分的にフッ素化されたシクロアルキル、及びこれらの組合せからなる群から選択され；前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ前記芳香族環の１つに直接結合し、前記少なくとも１つの置換基Ｒのそれぞれにおいて、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも１つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れている。
【００１７】
他の実施形態によれば、第１の有機発光デバイスを含む第１のデバイスも提供される。前記第１の有機発光デバイスは、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ことができる。前記有機層は、少なくとも１つの芳香族環及び少なくとも１つの置換基Ｒを有する前記化合物を含むことができ、前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ部分的にフッ素化されたアルキル、部分的にフッ素化されたシクロアルキル、及びこれらの組合せからなる群から選択され；前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ前記芳香族環の１つに直接結合し、前記少なくとも１つの置換基Ｒのそれぞれにおいて、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも１つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れている。前記第１のデバイスは、消費者製品、有機発光デバイス、及び／又は照明パネルであることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、有機発光デバイスを示す。
【００１９】
【図２】図２は、別の電子輸送層を有さない、反転された有機発光デバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。いく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。
【００２１】
初期のＯＬＥＤは、例えば、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第４，７６９，２９２号において開示されている通り、その一重項状態から光を放出する発光分子（「蛍光」）を使用していた。蛍光発光は、概して、１０ナノ秒未満の時間枠で発生する。
【００２２】
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」、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。
【００２３】
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、第一の導電層１６２及び第二の導電層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。
【００２４】
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層を持つ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。
【００２５】
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と称されることがある。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、いく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。
【００２６】
図１及び２において例証されている単純な層構造は、非限定的な例として提供されるものであり、本発明の実施形態は多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。記述されている特定の材料及び構造は、事実上例示的なものであり、他の材料及び構造を使用してよい。機能的なＯＬＥＤは、記述されている種々の層を様々な手法で組み合わせることによって実現され得るか、又は層は、設計、性能及びコスト要因に基づき、全面的に省略され得る。具体的には記述されていない他の層も含まれ得る。具体的に記述されているもの以外の材料を使用してよい。本明細書において提供されている例の多くは、単一材料を含むものとして種々の層を記述しているが、ホスト及びドーパントの混合物等の材料の組合せ、又はより一般的には混合物を使用してよいことが理解される。また、層は種々の副層を有してもよい。本明細書における種々の層に与えられている名称は、厳しく限定することを意図するものではない。例えば、デバイス２００において、正孔輸送層２２５は正孔を輸送し、正孔を発光層２２０に注入し、正孔輸送層又は正孔注入層として記述され得る。一実施形態において、ＯＬＥＤは、カソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するものとして記述され得る。有機層は単層を含んでいてよく、又は、例えば図１及び２に関して記述されている通りの異なる有機材料の多層を更に含んでいてよい。
【００２７】
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通りのメサ構造及び／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通りのくぼみ構造等、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。
【００２８】
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ＯＶＪＤ等の堆積法のいく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、且つ好ましくは少なくとも３個の炭素を含有するアルキル及びアリール基等の置換基は、溶液プロセシングを受ける能力を増強するために、小分子において使用され得る。２０個以上の炭素を有する置換基を使用してよく、３〜２０個の炭素が好ましい範囲である。非対称構造を持つ材料は、対称構造を有するものよりも良好な溶液プロセス性を有し得、これは、非対称材料のほうが再結晶する傾向が低くなり得るからである。溶液プロセシングを受ける小分子の能力を増強するために、デンドリマー置換基が使用され得る。
【００２９】
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、バリア層を更に含んでいてよい。バリア層の１つの目的は、電極及び有機層を、水分、蒸気及び／又はガス等を含む環境における有害な種への損傷性暴露から保護することである。バリア層は、基板、電極の上、下若しくは隣に、又はエッジを含むデバイスの任意の他の部分の上に堆積し得る。バリア層は、単層又は多層を含んでいてよい。バリア層は、種々の公知の化学気相堆積技術によって形成され得、単相を有する組成物及び多相を有する組成物を含み得る。任意の適切な材料又は材料の組合せをバリア層に使用してよい。バリア層は、無機若しくは有機化合物又は両方を組み込み得る。好ましいバリア層は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第７，９６８，１４６号、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３０９８号及び同第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４２８２９号において記述されている通りの、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、バリア層を構成する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。ポリマー材料対非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成され得る。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。
【００３０】
本発明の実施形態にしたがって作製されたデバイスは、種々の電気製品又は中間部品に組み込まれることができる多種多様な電子部品モジュール（又はユニット）に組み込まれることができる。このような電気製品又は中間部品としては、エンドユーザー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。本発明の実施形態にしたがって作製されたデバイスは、組み込まれた１つ以上の電子部品モジュール（又はユニット）を有する多種多様な消費者製品に組み込まれることができる。このような消費者製品は、１つ以上の光源及び／又は１つ以上のある種の表示装置を含む任意の種類の製品を含む。このような消費者製品の幾つかの例としては、フラットパネルディスプレイ、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）、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、３−Ｄディスプレイ、車、大面積壁、劇場又はスタジアムのスクリーン、或いは看板を含む。パッシブマトリックス及びアクティブマトリックスを含む種々の制御機構を使用して、本発明に従って製作されたデバイスを制御することができる。デバイスの多くは、摂氏１８度から摂氏３０度、より好ましくは室温（摂氏２０〜２５度）等、ヒトに快適な温度範囲内での使用が意図されているが、この温度範囲外、例えば、摂氏−４０度〜＋８０度で用いることもできる。
【００３１】
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。
【００３２】
本明細書において、「ハロ」、「ハライド」、又は「ハロゲン」という用語は、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素を含む。
【００３３】
本明細書において、「アルキル」という用語は、直鎖及び分岐鎖アルキル基のいずれをも意味する。好ましいアルキル基としては、１〜１５個の炭素原子を含むアルキル基であり、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等を含む。更に、前記アルキル基は、置換されていてもよい。
【００３４】
本明細書において、「シクロアルキル」という用語は、環状アルキル基を意味する。好ましいシクロアルキル基としては、３〜７個の炭素原子を含むシクロアルキル基であり、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等を含む。更に、前記シクロアルキル基は置換されていてもよい。
【００３５】
本明細書において、「アルケニル」という用語は、直鎖及び分岐鎖アルケニル基のいずれをも意味する。好ましいアルケニル基としては、２〜１５個の炭素原子を含むアルケニル基である。更に、前記アルケニル基は、置換されていてもよい。
【００３６】
本明細書において、「アルキニル」という用語は、直鎖及び分岐鎖アルキン基のいずれをも意味する。好ましいアルキニル基は、２〜１５個の炭素原子を含むアルキニル基である。更に、前記アルキニル基は置換されていてもよい。
【００３７】
本明細書において、「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、置換基として芳香族基を有するアルキル基を意味する。更に、前記アラルキル基は、置換されていてもよい。
【００３８】
本明細書において、「ヘテロ環基」という用語は、芳香族環基及び非芳香族環基を意味する。ヘテロ芳香族環基は、ヘテロアリールも意味する。好ましいヘテロ非芳香族環基は、３又は７個の環原子を含む少なくとも１つのヘテロ原子であり、モルホリノ、ピペリジノ、ピロリジノ等の環状アミンを含み、及びテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテルを含む。更に、前記ヘテロ環基は、置換されていてもよい。
【００３９】
本明細書において、「アリール」又は「芳香族基」は、単環及び多環系を意味する。多環とは、２つの隣接する環（前記環は、「縮合」している）により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。更に、前記アリール基は、置換されていてもよい。
【００４０】
本明細書において、「ヘテロアリール」は、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、及びピリミジン等、１〜３個のヘテロ原子を含む単環の複素芳香族基を意味する。ヘテロアリールという用語も、２つの隣接する環（前記環は、「縮合」している）により２つの原子が共されている２つ以上の環を有する多環のヘテロ芳香族系を含み、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。更に、前記ヘテロアリールは、置換されていてもよい。
【００４１】
前記アルキル、前記シクロアルキル、前記アルケニル、前記アルキニル、前記アラルキル、前記ヘテロ環、前記アリール、及び前記ヘテロアリールは、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、環状アミノ、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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組合せから選択される１つ以上の置換基で置換されていてもよい。
【００４２】
本明細書において、「置換（された）」は、Ｈ以外の置換基が炭素等の関連している位置に結合していることを示す。したがって、例えば、Ｒ１が一置換である場合、Ｒ１はＨ以外でなくてはならない。同様に、Ｒ１が二置換である場合、Ｒ１のうちの２つは、Ｈ以外でなくてはならない。同様に、Ｒ１が無置換である場合、Ｒ１は全ての置換位置において水素である。
【００４３】
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、各フラグメント中の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アナログを容易に想像することができ、このようなアナログ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。
【００４４】
分子フラグメントが置換基として記述される、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（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。
【００４５】
実施形態によれば、新規の第１の化合物を含む組成物が開示され、前記第１の化合物は、室温で有機発光デバイス中のリン光発光体として機能することができる。前記第１の化合物は、少なくとも１つの芳香族環及び少なくとも１つの置換基Ｒを有し、前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ独立して、部分的にフッ素化されたアルキル、部分的にフッ素化されたシクロアルキル、及びこれらの組合せからなる群から選択され；前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ前記芳香族環の１つに直接結合し、前記少なくとも１つの置換基Ｒのそれぞれにおいて、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも１つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れている。
【００４６】
前記少なくとも１つの置換基Ｒのそれぞれが前記芳香族環の１つに直接結合していることは、それぞれのＲが異なる芳香族環に結合することができる、又は前記Ｒの一部が同じ芳香族環に結合することができることをを意味する。部分的にフッ素化された基は、基において全ての炭素−水素結合が炭素−フッ素結合で置き換わるわけではなく、言い換えれば、その基において少なくとも１つの炭素−水素結合が残っていることを意味する。
【００４７】
１つの実施形態においては、前記第１の化合物は、室温で、三重項励起状態から基底一重項状態に発光することができる。
【００４８】
１つの実施形態においては、前記第１の化合物は、金属−炭素結合を有する金属配位錯体である。前記金属は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ａｕ、及びＣｕからなる群から選択されることができる。１つの好ましい実施形態においては、前記金属は、Ｉｒである。他の好ましい実施形態においては、前記金属は、Ｐｔである。
【００４９】
前記第１の化合物の１つの実施形態においては、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも２つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れている。他の実施形態においては、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも３つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れている。
【００５０】
前記第１の化合物の１つの実施形態においては、前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ少なくとも１つのＣＦ３基を含む。好ましい実施形態においては、前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれＣＦ３基のみを含み、ＣＦ基又はＣＦ２基を含まない。他の実施形態においては、前記少なくとも１つの置換基Ｒは、任意のＣＦ３基を含まない。
【００５１】
１つの実施形態においては、前記第１の化合物は、少なくとも１つの置換基Ｒ中のＦ原子以外で、Ｆ原子を有さない。
【００５２】
前記第１の化合物の１つの実施形態においては、前記芳香族環は、前記第１の化合物のＬＵＭＯ電子密度を含む。
【００５３】
前記第１の化合物の１つの実施形態においては、式ＣｎＨ２ｎ＋１−ｍＦｍ及びＣｑＨ２ｑ−１−ｍＦｍ中のｍは、３の倍数ではない。他の実施形態においては、ｍは３の倍数である。
【００５４】
本開示の態様によれば、上記で定義されている前記第１の化合物は、Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚの式で表され；Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、同じでも異なっていてもよい。
式中、ｘは、１、２、又は３であり；
ｙは、０、１、又は２であり；
ｚは、０、１、又は２であり；
ｘ＋ｙ＋ｚは、前記金属Ｍの酸化状態であり；
Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される。
【化２】
2020092271.tif 000004
【化３】
2020092271.tif 000005
式中、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、独立して、モノ、ジ、トリ、又はテトラ置換を表す、又は無置換を表し；
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、独立して、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、スルフォニル、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；
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄの２つの隣接する置換基は、結合して環又は多座配位子を形成してもよく；Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄの少なくとも１つは、少なくとも１つのＲを含む。
【００５５】
上記で定義されている前記第１の化合物の１つの実施形態においては、Ｍは、Ｉｒであり、前記第１の化合物は、Ｉｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）の式で表される。前記Ｉｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）の式で表される前記第１の化合物において、Ｌ１は、下記からなる群から選択される式で表され；
【化４】
2020092271.tif 000006
Ｌ２は、下記の式で表され；
【化５】
2020092271.tif 000007
式中、Ｒａ、Ｒｂ、及びＲｃは、独立して、モノ、ジ、トリ、又はテトラ置換を表す、又は無置換を表し；
Ｒａ、Ｒｂ、及びＲｃは、独立して、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、スルフォニル、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；
Ｒａ、Ｒｂ、及びＲｃの２つの隣接する置換基は、結合して環又は多座配位子を形成してもよく；Ｒａ、Ｒｂ、及びＲｃの少なくとも１つは、少なくとも１つのＲを含む。
【００５６】
上記で定義されている前記第１の化合物の他の実施形態においては、Ｍは、Ｉｒであり、前記第１の化合物は、式Ｉｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）で表され、Ｌ１は、下記からなる群から選択され；
【化６】
2020092271.tif 000008
Ｌ２は、下記の式で表され；
【化７】
2020092271.tif 000009
Ｒａ及びＲｂは、上記で定義され、Ｒｅ、Ｒｆ、Ｒｈ、及びＲｉは、独立して、アルキル、シクロアルキル、アリール、及びヘテロアリールからなる群から選択され；
Ｒｅ、Ｒｆ、Ｒｈ、及びＲｉの少なくとも１つは、少なくとも２つの炭素原子を有し；
Ｒｇ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、スルフォニル、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；
Ｒａ及びＲｂの少なくとも１つは、少なくとも１つのＲを含む。
【００５７】
上記で定義されているＩｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）の式で表される前記第１の化合物の他の実施形態においては、Ｌ１及びＬ２は、異なっており、それぞれ独立して、下記からなる群から選択され；
【化８】
2020092271.tif 000010
Ｒａ及びＲｂの少なくとも１つは、少なくとも１つのＲを含む。
【００５８】
Ｉｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）の式で表される前記第１の化合物の他の実施形態においては、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される。
【化９】
2020092271.tif 000011
式中、Ｒａ、Ｒｂ、及びＲｃの少なくとも１つは、少なくとも１つのＲを含む。
【００５９】
前記第１の化合物が上記で定義されている式Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚの構造で表される実施形態においては、前記化合物は、Ｐｔ（Ｌ１）２又はＰｔ（Ｌ１）（Ｌ２）で表される。Ｐｔ（Ｌ１）２の式で表される化合物においては、Ｌ１は、他のＬ１と結合することができる。式Ｐｔ（Ｌ１）（Ｌ２）で表される化合物においては、Ｌ１は、Ｌ２と結合し、四座配位子を形成することができる。１つの実施形態においては、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄの少なくとも１つは、ＣＤ、ＣＤ２、又はＣＤ３を含むアルキル基又はシクロアルキル基を含み、Ｄは重水素である。
【００６０】
本開示の他の態様によれば、Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚの式で表される前記第１の化合物においては；
Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、同じでも異なっていてもよく；
ｘは、１、２、又は３であり；
ｙは、０、１、又は２であり；
ｚは、０、１、又は２であり；
ｘ＋ｙ＋ｚは、前記金属Ｍの酸化状態であり；
Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される。
【化１０】
2020092271.tif 000012
【化１１】
2020092271.tif 000013
【化１２】
2020092271.tif 000014
【化１３】
2020092271.tif 000015
式中、ＲＡ１〜ＲＡ４１は、下記の式で表される。
【化１４】
2020092271.tif 000016
【００６１】
１つの実施形態においては、前記第１の化合物は、Ｉｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）の式の構造で表され、Ｌ１は、ＬＡ１〜ＬＡ４５０、及びＬＡ４５１からなる群から選択され、Ｌ２は、下記からなる群から選択される。
【化１５】
2020092271.tif 000017
【００６２】
上記の構造においては、破線は、現行の基と結合する次の基との間の結合を表す。例えば、ＬＡ１においては、破線は、前記Ｍと配位子との間の結合を表し；ＲＡ１においては、破線は、Ｒと前記芳香族環との間の結合を表す。
【００６３】
他の実施形態においては、前記第１の化合物は、化合物１〜化合物５，８６３からなる群から選択され、化合物ｘは、それぞれ式Ｉｒ（ＬＡｋ）２（ＬＢｊ）で表され、ｘ＝４５１ｊ＋ｋ−４５１であり、ｋは１から４５１までの整数であり、ｊは１から１３までの整数である。ＬＡ１〜ＬＡ４５１及びＬＢ１〜ＬＢ１３は、上記で定義される。
【００６４】
本明細書に開示される前記第１の化合物の例は、１−フェニルイソキノリン、２−フェニルキノリン、８−（キノリン−２−イル）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン、８−（イソキノリン−１−イル）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン、４−（４−フルオロフェニル）キナゾリン、又は２−フェニルピリジン等を含む配位子に基づいた金属錯体である。前記配位子は、それぞれ、ベンジルではない、少なくとも１つのフッ素原子を含むアルキル化された側鎖を含む。これらの側鎖の存在は、主に僅かな赤色シフトとして、金属錯体の色の細かな調節を提供する。芳香族ユニットとフッ素原子との間のスペース（ｓｐａｃｅｒ）が短いほど、最終錯体における赤色シフトは大きくなる。良好な効率はこれらの化合物から観察された。より重要なことには、ベンジル部分にフッ素を有する化合物よりも、発明化合物がより良好な寿命を示したことが予想外に観察された。トリフルオロメチル置換及びパーフルオロアルキル置換を有する従来の化合物は、非常に不十分なデバイス安定性を示した。
【００６５】
他の態様によれば、第１の有機発光デバイスを含む第１のデバイスが開示される。前記第１の有機発光デバイスは、アノードと；カソードと；前記アノードと前記カソードの間に配置された有機層とを含むことができる。前記有機層は、本明細書に開示される前記第１の化合物を含む。前記第１のデバイスに組み込まれた前記第１の化合物は、実施形態及び本明細書に記載される前記第１の化合物の具体化合物のいずれか１つ以上であることができる。例えば、前記第１の化合物は、室温でリン光発光体として機能することができ、前記第１の化合物は、少なくとも１つの芳香族環及び少なくとも１つの置換基Ｒを有し、前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ独立して、部分的にフッ素化されたアルキル、部分的にフッ素化されたシクロアルキル、及びこれらの組合せからなる群から選択され；前記少なくとも１つの置換基Ｒは、それぞれ前記芳香族環の１つに直接結合し、前記少なくとも１つの置換基Ｒのそれぞれにおいて、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも１つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れている。
【００６６】
実施形態によれば、前記第１のデバイスは、消費者製品、電子部品モジュール、有機発光デバイス、及び照明パネルからなる群から選択される。
【００６７】
前記第１のデバイスにおいては、前記有機層は発光層であり、前記化合物は、発光ドーパントである。
【００６８】
前記第１のデバイスの１つの実施形態においては、前記有機層は、更にホストも含み；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；前記ホスト材料中のいずれの置換基は、独立して、ＣｎＨ２ｎ＋１、ＯＣｎＨ２ｎ＋１、ＯＡｒ１、Ｎ（ＣｎＨ２ｎ＋１）２、Ｎ（Ａｒ１）（Ａｒ２）、ＣＨ＝ＣＨ−ＣｎＨ２ｎ＋１、Ｃ≡Ｃ−ＣｎＨ２ｎ＋１、Ａｒ１、Ａｒ１−Ａｒ２、及びＣｎＨ２ｎ−Ａｒ１からなる群から選択される非縮合置換基である、又は無置換であり；ｎは１から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物からなる群から選択されることができる。
【００６９】
前記第１のデバイス中の前記ホストは、トリフェニレン、カルバゾール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、アザトリフェニレン、アザカルバゾール、アザ−ジベンゾチオフェン、アザ−ジベンゾフラン、及びアザ−ジベンゾセレノフェンからなる群から選択される少なくとも１つの化学基を含むことができる。
【００７０】
前記ホストは、下記からなる群から選択されることができる。
【化１６】
2020092271.tif 000018
【００７１】
請求項６に記載の第１のデバイスにおいて、前記ホスト材料は、金属錯体を含む。
【００７２】
本開示の更に別の態様に置いては、ＣｎＨ２ｎ＋１−ｍＦｍ及びＣｑＨ２ｑ−１−ｍＦｍからなる群から選択される、少なくとも１つの非共役の置換基Ｒを有する化合物を含む組成物が開示され；Ｒは、芳香族環に直接結合される。ｎは、１超の整数であり、ｑは２超の整数であり、ｍは０超の整数であり、Ｆを結合して有するＣは、少なくとも１つの炭素原子によって、前記芳香族環から離れている。前記組成物は、本明細書に記載される溶媒、ホスト、正孔注入材料、正孔輸送材料、及び電子輸送層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ができる。
【００７３】
材料合成
【００７４】
特段の断りがない限り、反応はいずれも、窒素保護下で行われた。反応のための溶媒は、いずれも無水であり、商業的供給源から入手したものを使用した。
【００７５】
比較化合物１の合成
【００７６】
（２−アミノ−６−（トリフルオロメチル）フェニル）メタノールの合成
【化１７】
2020092271.tif 000019
添加の漏斗及び冷却器を装備した三ツ口のＲＢフラスコ中で、テトラヒドロフラン（１２０ｍＬ）中で２−アミノ−６−（トリフルオロメチル）安息香酸（２０ｇ、９７ｍｍｏｌ）を溶解した。溶液を氷水浴中で冷却した。ＬｉＡｌＨ４（８３ｍＬ、１６６ｍｍｏｌ）（ＴＨＦ中２Ｍ溶液）をその後滴下した。全てのＬｉＡｌＨ４溶液を添加した後、反応混合物を室温まで温め、室温で一晩撹拌した。１０ｍＬの水を添加し、その後１０ｍＬの１５％ＮａＯＨを添加し、更にその後２５ｍＬの水を添加して、反応物をクエンチした。塩を濾過し、溶媒を真空下で蒸発させた。生成物をそのまま用いた（１８ｇ、収率９７％）。
【００７７】
２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（トリフルオロメチル）キノリンの合成
【化１８】
2020092271.tif 000020
トルエン（３１０ｍｌ）中、（２−アミノ−６−（トリフルオロメチル）フェニル）メタノール（１８ｇ、９４ｍｍｏｌ）、１−（３，５−ジメチルフェニル）エタノン（１９．５ｍｌ、１３０ｍｍｏｌ）、粉末状水酸化カリウム（０．９０ｇ、１６．０ｍｍｏｌ）、及びＲｕＣｌ２（ＰＰｈ３）３（０．４５ｇ、０．４７ｍｍｏｌ）との混合物を一晩還流した。室温まで冷却すると、混合物を水で洗浄し、酢酸エチルで抽出した（３回）。粗生成物をセライトに塗布し、ヘプタン中５％ＥＡを用いて始めるＣＣで精製した。得られた生成物をメタノールから再結晶化し、黄色結晶として２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（トリフルオロメチル）キノリンを得た（１０ｇ、収率３５％）。
【００７８】
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体の合成
【化１９】
2020092271.tif 000021
エトキシエタノール（３０ｍＬ）及び水（１０ｍＬ）中で、２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（トリフルオロメチル）キノリン（３．００ｇ、９．９６ｍｍｏｌ）を溶解し、３０分間窒素で脱気した。その後、塩化イリジウム（０．９２ｇ、２．４９ｍｍｏｌ）を溶液に添加し、反応物を窒素下で２４時間還流した。室温まで冷却した後、固体を濾過し、メタノールで洗浄し、乾燥して、茶色の粉末として、Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体を得た（１．０ｇ、収率４９％）。
【００７９】
比較化合物１の合成
【化２０】
2020092271.tif 000022
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体（１．０８ｇ、０．６５ｍｍｏｌ）及び３，７−ジエチルノナン−４，６−ジオン（１．３８ｇ、６．５２ｍｍｏｌ）をエトキシエタノール（２２ｍＬ）中で希釈し、混合物を１５分間窒素ガスでバブルして脱気した。Ｋ２ＣＯ３（０．９０ｇ、６．５２ｍｍｏｌ）をその後添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。混合物をジクロロメタン（“ＤＣＭ”）で希釈し、セライトのパッドに通して濾過し、ＤＣＭで洗浄した。ヘプタン／ＤＣＭが８０／２０の溶媒系を用いたカラムクロマトグラフィー（トリエチルアミン（ＴＥＡ）で前処理したシリカ）で粗生成物を精製した。回収された純粋な画分をメタノールから粉砕し、ジクロロメタン／メタノールから固体を再結晶化し、暗赤色の粉末として比較化合物１を得た（０．８５ｇ、収率６５％）。
【００８０】
化合物４５３の合成
【００８１】
２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（３，３，３−トリフルオロプロピル）キノリンの合成
【化２１】
2020092271.tif 000023
５−ブロモ−２−（３，５−ジメチルフェニル）キノリン（１．１５ｇ、３．６８ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）（０．０１７ｇ、０．０７４ｍｍｏｌ）、及びＣＰｈｏｓ（０．０６４ｇ、０．１４７ｍｍｏｌ）をフラスコに投入し、１００ｍＬのテトラヒドロフランで希釈した。この混合物を窒素で脱気し、シリンジを介して（３，３，３−トリフルオロプロピル）ヨウ化亜鉛（ＩＩ）（１．０７ｇ、３．６８ｍｍｏｌ）を添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌した。反応混合物を塩化アンモニウム水溶液でクエンチし、その後２００ｍＬの酢酸エチルで２回抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥した。粗生成物をセライトに塗布し、２０％のヘプタン中ＤＣＭ溶媒系を用いたカラムクロマトグラフィーで精製した。生成物をヘプタン中で再結晶化し、０．９０ｇの目的化合物を得た（収率８１％）。
【００８２】
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体の合成
【化２２】
2020092271.tif 000024
エトキシエタノール（１５ｍＬ）及び水（５ｍＬ）中に、２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（３，３，３−トリフルオロプロピル）キノリン（１．８０ｇ、５．４７ｍｍｏｌ）を溶解し、３０分間窒素で脱気した。その後、塩化イリジウム（０．５４ｇ、１．４６ｍｍｏｌ）を溶液に添加し、反応物を窒素下で２４時間還流した。室温まで冷却した後、固体を濾過し、メタノールで洗浄し、乾燥し、茶色の粉末としてＩｒ（ＩＩＩ）二量体を得た（０．９５ｇ、収率７４％）。
【００８３】
化合物４５３の合成
【化２３】
2020092271.tif 000025
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体（０．９５ｇ、０．５３７ｍｍｏｌ）及び３，７−ジエチルノナン−４，６−ジオン（１．１４ｇ、５．３７ｍｍｏｌ）をエトキシエタノール（１５ｍＬ）中で希釈し、混合物を窒素ガスで１５分間バブルして脱気した。その後、Ｋ２ＣＯ３（０．７４ｇ、５．３７ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。混合物をＤＣＭで希釈し、セライトのパッドに通して濾過し、ＤＣＭで洗浄した。ヘプタン／ＤＣＭ（１００／０〜９７／３）の溶媒系を用いたカラムクロマトグラフィー（ＴＥＡで前処理したシリカ）で粗生成物を精製した。回収した純粋な画分をメタノールから粉砕し、ジクロロメタン／メタノールから固体を再結晶化し、暗赤色の粉末として化合物４５３を得た（０．８３ｇ、収率７３％）。
【００８４】
化合物７８１の合成
【００８５】
２，６−ジメチル−８−（５−（３，３，３−トリフルオロプロピル）キノリン−２−イル）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジンの合成
【化２４】
2020092271.tif 000026
８−（５−クロロキノリン−２−イル）−２，６−ジメチルベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン（３．４０ｇ、９．４８ｍｍｏｌ）、２’−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−Ｎ２，Ｎ２，Ｎ６，Ｎ６−テトラメチル−［１，１’−ビフェニル］−２，６−ジアミン（０．３３ｇ、０．７６ｍｍｏｌ）、及びジアセトキシパラジウム（０．０９ｇ、０．３８ｍｍｏｌ）をフラスコに投入し、ＴＨＦ（１５０ｍＬ）で希釈した。この混合物を窒素でバブルして脱気し、その後、シリンジを介して（３，３，３−トリフルオロプロピル）ヨウ化亜鉛（ＩＩ）（４０ｍＬ、１１．８ｍｍｏｌ）を添加した。この混合物を室温で一晩撹拌した。反応が完了すると、塩化アンモニウム水溶液でクエンチし、その後２回２００ｍＬの酢酸エチルで抽出した。これらの抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、その後濾過し、真空下で濃縮した。２０／８０の酢酸エチル／ヘプタンを用いたカラムクロマトグラフィーで粗残渣を精製した。合わせた画分をヘプタン中で粉砕し、オフホワイトの粉末として２，６−ジメチル−８−（５−（３，３，３−トリフルオロプロピル）キノリン−２−イル）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジンを得た（２．５５ｇ、収率６４％）。
【００８６】
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体の合成
【化２５】
2020092271.tif 000027
２，６−ジメチル−８−（５−（３，３，３−トリフルオロプロピル）キノリン−２−イル）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン（２．５５ｇ、６．０７ｍｍｏｌ）を２−エトキシエタノール（１９ｍＬ）及び水（６ｍＬ）中に溶解し、窒素で３０分間バブルして脱気した。その後、塩化イリジウム（０．５６ｇ、１．５２ｍｍｏｌ）を溶液（幾つかの配位子が沈殿した）に添加し、反応物を窒素下で２４時間還流した。室温まで冷却した後、固体を濾過し、メタノールで洗浄し、赤色粉末としてＩｒ（ＩＩＩ）二量体を得た（１．１０ｇ、収率６８％）。
【００８７】
化合物７８１の合成
【化２６】
2020092271.tif 000028
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体（１．００ｇ、０．４７ｍｍｏｌ）及び３，７−ジエチルノナン−４，６−ジオン（０．９１ｇ、４．２６ｍｍｏｌ）を２−エトキシエタノール（１４ｍＬ）中で希釈し、混合物を窒素ガスで１５分間バブルして脱気した。その後、Ｋ２ＣＯ３（０．５９ｇ、４．２６ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。混合物をジクロロメタンで希釈し、セライトのパッドに通して濾過し、ＤＣＭで洗浄した。ヘプタン／ジクロロメタンが８０／２０の溶媒系を用いたカラムクロマトグラフィー（ＴＥＡで前処理したシリカ）で粗生成物を精製した。合わせた画分をメタノールから粉砕し、固体をジクロロメタン／メタノールから１回再結晶化した。表題の生成物を赤色粉末として得た（０．８ｇ、収率７６％）。
【００８８】
化合物６９９の合成
【００８９】
２−（４−フルオロ−３，５−ジメチルフェニル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成
【化２７】
2020092271.tif 000029
５−ブロモ−２−フルオロ−１，３−ジメチルベンゼン（２０ｇ、１００ｍｍｏｌ）、４，４，４’，４’，５，５，５’，５’−オクタメチル−２，２’−ビ（１，３，２−ジオキサボロラン）（５１ｇ、２００ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（１．８３ｇ、２．００ｍｍｏｌ）、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（ＳＰｈｏｓ）（３．２８ｇ、８．００ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（２４．５ｇ、２５０ｍｍｏｌ）、及びジオキサン（６００ｍＬ）を三ツ口丸底フラスコに合わせた。冷却器を取り付け、系を排気し、窒素で３回パージした。反応物を加熱して一晩還流した。完了すると、反応物をセライトに通して濾過し、酢酸エチルで洗浄した。濾液を暗赤色の油状物に濃縮し、４００ｍＬのヘプタン中に溶解し、焼結フィルター漏斗においてシリカゲルのプラグに充填した。シリカゲルを２Ｌのヘプタンで洗浄し、その後９８／２のヘプタン／酢酸エチル１Ｌを添加し、生成物の多くを再結晶化し、ビスピノコレートを除去した。これらの部分を合わせて、濃縮し、３０ｇの黄色油状物を得て、ヘプタン〜９５／５ヘプタン／酢酸エチル溶媒系を用いたシリカゲルで精製した。所望の生成物を含む画分を合わせて、濃縮し、１７．５ｇの淡黄色の固体を７０％の収率で得た。
【００９０】
７−クロロ−４−（４−フルオロ−３，５−ジメチルフェニル）キナゾリンの合成
【化２８】
2020092271.tif 000030
４，７−ジクロロキナゾリン（４．０ｇ、２０．１ｍｍｏｌ）、２−（４−フルオロ−３，５−ジメチルフェニル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン（５．５３ｇ、２２．１ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム（５．３３ｇ、５０．２ｍｍｏｌ）、パラジウムテトラキス（０．７０ｇ、０．６０ｍｍｏｌ）、ジメトキシエタン（“ＤＭＥ”）（１６０ｍＬ）、及び水（４０ｍＬ）を３つ口丸底フラスコに合わせた。冷却器を取り付け、その後系を排気し、窒素で３回パージした。反応物を一晩活発に還流した。反応物を酢酸エチル、水、及び食塩水で希釈した。水溶液を分割し、有機物を食塩水で一回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、その後濃縮して黄色固体とした。ＤＣＭ〜８５／１５ＤＣＭ／酢酸エチル溶媒系を用いたシリカゲルで黄色固体を精製し、淡黄色の固体４．１ｇを収率７１％で得た。
【００９１】
４−（４−フルオロ−３，５−ジメチルフェニル）−７−（３，３，３−トリフルオロプロピル）キナゾリンの合成
【化２９】
2020092271.tif 000031
７−クロロ−４−（４−フルオロ−３，５−ジメチルフェニル）キナゾリン（２．７５ｇ、９．５９ｍｍｏｌ），２’−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−Ｎ２，Ｎ２，Ｎ６，Ｎ６−テトラメチル−［１，１’−ビフェニル］−２，６−ジアミン（ＣＰｈｏｓ）（０．３４ｇ、０．７７ｍｍｏｌ）、及びジアセトキシパラジウム（０．０９０ｇ、０．３８ｍｍｏｌ）、及び１００ｍＬの無水ＴＨＦをオーブン乾燥した（炉乾燥した）３つ口丸底フラスコに置いた。系を排気し、窒素で３回パージした。（３，３，３−トリフルオロプロピル）ヨウ化亜鉛（ＩＩ）（８６ｍｌ、１９．２ｍｍｏｌ）をシリンジを介して添加した。反応が完了すると、塩化アンモニウム溶液でクエンチし、酢酸エチルが入った分液漏斗に移した。水溶液を分離し、有機物を食塩水で一回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し濃縮した。ＤＣＭ〜９０／１０ＤＣＭ／酢酸エチル溶媒系を用いたシリカゲルで粗固体を精製し、紅褐色固体を３．３ｇ得た。８０／２０〜８５／１５アセトニトリル／水の溶媒系を用いたＣ１８カートリッジを用いて、３．３ｇの固体を精製した。合わせた画分を濃縮し、一晩真空オーブンで乾燥し、２．３６ｇの白色固体を７１％の収率で得た。
【００９２】
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体の合成
【化３０】
2020092271.tif 000032
４−（４−フルオロ−３，５−ジメチルフェニル）−７−（３，３，３−トリフルオロプロピル）キナゾリン（２．５６ｇ、７．３４ｍｍｏｌ）をＲＢＦに入れ、エトキシエタノール（２３ｍＬ）及び水（８ｍＬ）中に溶解した。混合物を１５分間窒素ガスで脱気し、その後塩化イリジウム（０．６８ｇ、１．８４ｍｍｏｌ）を入れ、反応物を１０５℃で２４時間加熱した。反応物を室温まで冷却し、１０ｍＬのＭｅＯＨで希釈し、ＭｅＯＨで洗浄した。オレンジ色の粉末としてＩｒ（ＩＩＩ）二量体を得た（１．５０ｇ、収率８９％）。
【００９３】
化合物６８１の合成
【化３１】
2020092271.tif 000033
前記二量体（１．５０ｇ、０．８１ｍｍｏｌ）、３，７−ジエチルノナン−４，６−ジオン（１．７３ｇ、８．１３ｍｍｏｌ）、及び２−エトキシエタノール（５０ｍｌ）を丸底フラスコに合わせた。１５分間窒素を懸濁液に直接バブルした。炭酸カリウム（１．１２ｇ、８．１３ｍｍｏｌ）を添加し、反応を室温で一晩進めた。完了すると、赤色になるまで、ＤＣＭを用いて反応物をセライトに通して濾過した。溶液を濃縮して暗赤色の油状固体を得て、ＤＣＭ中に溶解し、セライトに吸着させた。サンプルをシリカゲルで精製し、０．２４ｇの暗赤色固体を１３％の収率で得た。
【００９４】
化合物２２の合成
【００９５】
（４，４，４−トリフルオロ−３−（トリフルオロメチル）ブチル）ヨウ化亜鉛（ＩＩ）の合成
【化３２】
2020092271.tif 000034
塩化リチウム（１．８７ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）を反応フラスコに投入した。フラスコを排気し、ヒートガンで１０分間加熱した。フラスコを室温まで冷却し、亜鉛（２．８８ｇ、４４．１ｍｍｏｌ）をフラスコに添加した。フラスコを再度排気し、ヒートガンで１０分間加熱した。フラスコを室温まで冷却し、ＴＨＦ（８０ｍＬ）を反応物に注入し、１，２−ジブロモエタン（０．４２ｍＬ、４．９０ｍｍｏｌ）を添加した。この混合物を６０℃に設定したオイルバス中で３０分間撹拌した。４ｍＬのＴＨＦに溶解した二ヨウ素（０．２５ｇ、０．９８ｍｍｏｌ）及びクロロトリメチルシラン（０．１２ｍｌ、０．９８ｍｍｏｌ）を添加して、混合物を室温まで冷却した。混合物を再度６０℃に設定したオイルバス中で３０分間撹拌した。混合物を再度室温まで冷却した。その後、シリンジを介して反応混合物に１，１，１−トリフルオロ−４−ヨード−２−（トリフルオロメチル）ブタン（７．５０ｇ、２４．５ｍｍｏｌ）を注入した。不均一な反応混合物を撹拌し、５０℃に設定したオイルバス中で一晩加熱した。反応混合物を室温まで冷却し、撹拌を停止した。生成物をそのまま使用した。
【００９６】
２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（４，４，４−トリフルオロ−３−（トリフルオロメチル）ブチル）キノリンの合成
【化３３】
2020092271.tif 000035
８−（５−クロロキノリン−２−イル）−２，６−ジメチルベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン（３．４０ｇ、９．４８ｍｍｏｌ）、２’−（ジシクロヘキシルホスフィノ）−Ｎ２，Ｎ２，Ｎ６，Ｎ６−テトラメチル−［１，１’−ビフェニル］−２，６−ジアミン（ＣＰｈｏｓ）（０．３３ｇ、０．７６ｍｍｏｌ）、及びジアセトキシパラジウム（０．０９ｇ、０．３８ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（１９０ｍＬ）で希釈した。この混合物を窒素ガスで１５分間バブルして脱気し、シリンジを介して（３，３，３−トリフルオロプロピル）ヨウ化亜鉛（ＩＩ）（３５ｍＬ、１０．４ｍｍｏｌ）を添加した。この混合物を室温で一晩撹拌した。反応が完了すると、混合物を塩化アンモニウム水溶液でクエンチし、２００ｍＬの酢酸エチルで２回抽出した。これらの抽出物を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、真空下で濃縮した。ヘプタン／ＥＡ（９５／５〜９０／１０）の溶媒系を用いたカラムクロマトグラフィーを介して粗生成物を精製した。生成物をメタノールで粉砕し、ヘプタンから再結晶化し、白色固体として２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（４，４，４−トリフルオロ−３−（トリフルオロメチル）ブチル）キノリンを得た（２．５ｇ、収率５１％）。
【００９７】
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体の合成
【化３４】
2020092271.tif 000036
２−（３，５−ジメチルフェニル）−５−（４，４，４−トリフルオロ−３−（トリフルオロメチル）ブチル）キノリン（２．４８ｇ、６．０２ｍｍｏｌ）を丸底フラスコに入れ、エトキシエタノール（２４ｍＬ）及び水（８ｍＬ）中に溶解した。混合物を窒素ガスで１５分間バブルして脱気し、その後塩化イリジウム（０．７２ｇ、１．９４ｍｍｏｌ）を入れて、反応物を１０５℃で２４時間加熱した。反応物を室温まで冷却し、１０ｍＬのＭｅＯＨで希釈し、濾過し、ＭｅＯＨで洗浄し、Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体を得た（１．２ｇ、収率５９％）。
【００９８】
化合物２２の合成
【化３５】
2020092271.tif 000037
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体（０．５０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）をエトキシエタノール（８ｍＬ）中に溶解し、ペンタン−２，４−ジオン（０．２５ｍＬ、２．３９ｍｍｏｌ）を添加した。混合物を窒素ガスで１５分間バブルして脱気し、その後Ｋ２ＣＯ３（０．３３ｇ、２．３９ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。反応が完了すると、混合物をＤＣＭで希釈し、セライトに通して濾過し、ＤＣＭで洗浄した。粗生成物をセライトに塗布し、ヘプタン／ＤＣＭ（９５／５）の溶媒系を用いたカラムクロマトグラフィー（ＴＥＡで前処理した）を介して精製した。ＭｅＯＨ／ＤＣＭ、ＥｔＯＨ／ＤＣＭ、及びＴＨＦ／ｉ−ＰｒＯＨから生成物を数回（５回）再結晶化し、０．１８ｇの目的化合物を得た（収率３４％）。
【００９９】
化合物４７３の合成
【化３６】
2020092271.tif 000038
Ｉｒ（ＩＩＩ）二量体（０．７０ｇ、０．３３ｍｍｏｌ）をエトキシエタノール（１５ｍＬ）中に溶解し、３，７−ジエチルノナン−４，６−ジオン（０．７１ｇ、３．３４ｍｍｏｌ）を添加した。混合物を１５分間窒素ガスでバブルして脱気し、その後Ｋ２ＣＯ３（０．４６ｇ、３．３４ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。反応が完了すると、混合物をＤＣＭで希釈し、セライトに通して濾過し、ＤＣＭで洗浄した。粗生成物をセライトに塗布し、ヘプタン／ＤＣＭ（９５／５〜９０／１０）の溶媒系を用いたカラムクロマトグラフィー（ＴＥＡで前処理した）を介して精製した。生成物をメタノールから粉砕し、０．２１ｇのドーパントを得た（収率２６％）。
他の材料との組合せ
【０１００】
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。
ＨＩＬ／ＨＴＬ：
【０１０１】
本発明の実施形態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持つポリマー；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。
【０１０２】
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。
【化３７】
2020092271.tif 000039
【０１０３】
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る２から１０個の環式構造単位からなる群から選択され、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。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、スルフォニル、ホスフィノ及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更に置換されている。
【０１０４】
一態様において、Ａｒ１からＡｒ９は、
【化３８】
2020092271.tif 000040
からなる群から独立に選択される。
式中、ｋは１から２０までの整数であり；Ｘ１０１からＸ１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮであり；Ｚ１０１はＮＡｒ１、Ｏ、又はＳであり；Ａｒ１は、上記で定義したものと同じ基を有する。
【０１０５】
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。
【化３９】
2020092271.tif 000041
式中、Ｍｅｔは、４０より大きい原子量を有し得る金属であり；（Ｙ１０１−Ｙ１０２）は二座配位子であり、Ｙ１０１及びＹ１０２は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌ１０１は補助配位子であり；ｋ’は、１から金属に付着し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｋ’＋ｋ’’は、金属に付着し得る配位子の最大数である。
【０１０６】
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。
ホスト：
【０１０７】
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るホスト材料を含んでいてもよい。前記ホスト材料の例は、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ものより大きい限り、任意の金属錯体又は有機化合物を使用してよい。下記の表において、各色を発光するデバイスに好ましいホスト材料が分類されているが、三重項の基準が満たされれば、いずれのホスト材料もいずれのドーパントと共に用いてもよい。
【０１０８】
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。
【化４０】
2020092271.tif 000042
式中、Ｍｅｔは金属であり；（Ｙ１０３−Ｙ１０４）は二座配位子であり、Ｙ１０３及びＹ１０４は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌ１０１は他の配位子であり；ｋ’は、１から金属に付着し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｋ’＋ｋ’’は、金属に付着し得る配位子の最大数である。
【０１０９】
一態様において、金属錯体は、下記の錯体である。
【化４１】
2020092271.tif 000043
式中、（Ｏ−Ｎ）は、原子Ｏ及びＮに配位された金属を有する二座配位子である。
【０１１０】
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。
【０１１１】
ホスト材料として使用される有機化合物の例は、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、スルフォニル、ホスフィノ、及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更に置換されている。
【０１１２】
一態様において、ホスト化合物は、分子中に下記の群の少なくとも１つを含有する。
【化４２】
2020092271.tif 000044
式中、Ｒ１０１からＲ１０７は、独立して、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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有する。ｋは０から２０又は１から２０までの整数であり；ｋ’’’は、０から２０までの整数である。Ｘ１０１からＸ１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮから選択される。Ｚ１０１及びＺ１０２はＮＲ１０１、Ｏ、又はＳである。
ＨＢＬ：
【０１１３】
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。デバイスにおける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をもたらし得る。また、ブロッキング層を使用して、発光をＯＬＥＤの所望の領域に制限することもできる。
【０１１４】
一態様において、前記ＨＢＬ中に使用される前記化合物は、上述したホストとして使用されるものと同じ分子を含有する。
【０１１５】
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つを含有する。
【化４３】
2020092271.tif 000045
式中、ｋは１から２０までの整数であり；Ｌ１０１は他の配位子であり、ｋ’は１から３までの整数である。
ＥＴＬ：
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【化４４】
2020092271.tif 000046
式中、Ｒ１０１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、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有する。Ａｒ１からＡｒ３は、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有する。ｋは１から２０までの整数である。Ｘ１０１からＸ１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮから選択される。
【０１１８】
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。
【化４５】
2020092271.tif 000047
式中、（Ｏ−Ｎ）又は（Ｎ−Ｎ）は、原子Ｏ、Ｎ又はＮ、Ｎに配位された金属を有する二座配位子であり；Ｌ１０１は他の配位子であり；ｋ’は、１から金属に付着し得る配位子の最大数までの整数値である。
【０１１９】
ＯＬＥＤデバイスの各層中に使用される任意の上記で言及した化合物において、水素原子は、部分的に又は完全に重水素化されていてよい。故に、メチル、フェニル、ピリジル等であるがこれらに限定されない任意の具体的に挙げられている置換基は、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンを包含する。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は、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンも包含する。
【０１２０】
本明細書において開示されている材料に加えて且つ／又はそれらと組み合わせて、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／正孔ブロッキング層材料、電子輸送及び電子注入材料がＯＬＥＤにおいて使用され得る。ＯＬＥＤ中で本明細書において開示されている材料と組み合わせて使用され得る材料の非限定的な例を、以下の表Ａに収載する。表Ａは、材料の非限定的なクラス、各クラスについての化合物の非限定的な例、及び該材料を開示している参考文献を収載する。
【表Ａ−１】
2020092271.tif 000048
【表Ａ−２】
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【表Ａ−３】
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【表Ａ−４】
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【表Ａ−５】
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【表Ａ−６】
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【表Ａ−７】
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【表Ａ−８】
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【表Ａ−９】
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【表Ａ−１０】
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【表Ａ−１１】
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【表Ａ−１２】
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【表Ａ−１３】
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【表Ａ−１４】
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【表Ａ−１５】
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【表Ａ−１６】
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【表Ａ−１７】
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【表Ａ−１８】
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【表Ａ−１９】
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【表Ａ−２０】
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【表Ａ−２１】
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【表Ａ−２２】
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【実施例】
【０１２１】
デバイス実施例
【０１２２】
実施例デバイスはいずれも高真空下（＜１０−７Ｔｏｒｒ）における熱蒸着で作製した。アノード電極は、１２００Åの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）であった。カソードは、１０ÅのＬｉＦと、１，０００ÅのＡｌとからなった。デバイスはいずれも、作製後直ちに、窒素グローブボックス（Ｈ２Ｏ及びＯ２は、＜１ｐｐｍ）中で、エポキシ樹脂で封止したガラス製の蓋で封入し、水分ゲッターをパッケージに入れた。デバイス実施例の有機積層体は、ＩＴＯ表面から順に、正孔注入層（ＨＩＬ）として１００ÅのＬＧ１０１（ＬＧ  ｃｈｅｍから購入）と；正孔輸送層（ＨＴＬ）として４００Åの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＤ）と；ホストとして化合物Ｈ（７９％）、安定ドーパント（ＳＤ）（１８％）、及び発光体として化合物４５３、化合物７８１，又は化合物６９９を含む３００Åの発光層（ＥＭＬ）と；ブロッキング層として１００Åの化合物Ｈと；及びＥＴＬとして４５０ÅのＡｌｑ３（トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）とからなった。発光体は、所望の色を提供するために選ばれ、安定ドーパント（ＳＤ）は、電子輸送ホスト及び発光体と混合し、発光層中で正荷電を輸送することを助ける。ＥＭＬ中の発光体として比較化合物１を使用した以外は、比較例デバイスは、デバイス実施例と同様に作製した。表１は、デバイス中のＥＭＬの組成を表し、デバイス結果及びデータは表２にまとめた。本明細書では、ＮＰＤ、化合物Ｈ、ＳＤ、及びＡｌＱ３は、下記の構造で表される。
【化４６】
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【０１２３】
比較例
実験で使用された比較化合物１は、下記の構造で表される。
【化４７】
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【０１２４】
発明化合物：
実験で使用された代表的な発明化合物である化合物４５３、化合物７８１、化合物６９９、化合物２２、及び化合物４７３は、下記の構造で表される。
【化４８】
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【０１２５】
下記表１は、実験デバイスにおけるＥＭＬ層中の発光ドーパントとして使用された化合物の一覧である。
【表１】
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【０１２６】
下記表２は、発明デバイス実施例１、２、３、４、及び５、並びに比較デバイス例１のデバイス性能データを提供する。
【表２】
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【０１２７】
表２は、実験デバイスの性能をまとめる。１９３１ＣＩＥ値を１０ｍＡ／ｃｍ２で測定した。発光効率を１０００ｃｄ／ｍ２で測定した。比較例１のＥＱＥ及びＬＴ９５％は、１．００の値とした。発明実施例から得られた値は、比較例から得られた値に対する相対値である。発明デバイス実施例のいずれも、比較例１よりもより高い外部量子効率（ＥＱＥ）を示す（１．７４、１．７４、１．８２、１．６４、及び１．８０対１．００）。発明化合物である化合物４５３、７８１、６９９、２２、及び４７３（発明デバイス実施例１、２、３、４、及び５）の１，０００ニトにおける、ＬＴ９５％で表される寿命も、比較化合物１（比較例１）の寿命よりもより安定していた（８．５５、９．０９、５．７３、１．５３、及び１．５４対１．００）。
【０１２８】
本明細書において記述されている種々の実施形態は、単なる一例としてのものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。例えば、本明細書において記述されている材料及び構造の多くは、本発明の趣旨から逸脱することなく他の材料及び構造に置き換えることができる。したがって、特許請求されている通りの本発明は、当業者には明らかとなるように、本明細書において記述されている特定の例及び好ましい実施形態からの変形形態を含み得る。なぜ本発明が作用するのかについての種々の理論は限定を意図するものではないことが理解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２９】
【特許文献１】米国特許第５，８４４，３６３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献４】米国特許第７，２７９，７０４号明細書
【符号の説明】
【０１３０】
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  第一の導電層
１６４  第二の導電層
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
【図１】
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【図２】
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