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公開番号2024169315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2024065998
出願日2024-04-16
発明の名称含フッ素四座シクロメタル化白金(II)錯体、電子デバイス及びそれらの応用
出願人浙江工業大学,浙江華顕光電科技有限公司,ZHEJIANG HUAXIAN PHOTOELECTRICITY TECHNOLOGY CO., LTD
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C07F 15/00 20060101AFI20241128BHJP(有機化学)
要約【課題】含フッ素四座シクロメタル化白金(II)錯体、電子デバイス及びそれらの応用を提供する。
【解決手段】含フッ素四座シクロメタル化白金(II)錯体は、式(I)又は式(II)で示される構造を有する。
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[式(I)又は式(II)中、F_nは、位置するベンゼン環上に1つ以上のF置換があることを表し、このnは1～5の正の整数である。]
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体であって、前記錯体は式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で示される構造を有する、
ことを特徴とする含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体。
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85
155
［式（Ｉ）又は式（ＩＩ）中、Ｆ
ｎ
は、位置するベンゼン環上に１つ以上のＦ置換があることを表し、このｎは１～５の正の整数であり、
Ｒ
ａ
は、一、二、三、四置換又は無置換を表し、かつＲ
ａ
はＨ又はＣ１－Ｃ３０アルキルから選択され、
Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
は、それぞれ独立して、水素、Ｆ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＣＮ、Ｃ１－Ｃ３０アルキル基、Ｃ１－Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ１－Ｃ３０シクロヘテロアルキル基、Ｃ１－Ｃ３０ハロアルキル基、Ｃ６－Ｃ６０アリール基、Ｃ６－Ｃ６０ヘテロアリール基からなる群から選択される。］
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
のうちの少なくとも１つの水素が、重水素又はＦで置き換えられてもよい、
ことを特徴とする請求項１に記載の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体。
【請求項３】
前記Ｒ
１
、Ｒ
３
は、それぞれ独立して、水素、或いはＣ１－Ｃ３０アルキル基から選択される、
ことを特徴とする請求項１に記載の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体。
【請求項４】
前記Ｒ
２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ＣＮ、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０ヘテロアルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０シクロヘテロアルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０ハロアルキル基、置換又は非置換のＣ６－Ｃ６０アリール基、置換又は非置換のＣ６－Ｃ６０ヘテロアリール基から選択され、前記ヘテロアルキル基、シクロヘテロアルキル基或いはヘテロアリール基上のヘテロ原子は、Ｏ、Ｓ及び／又はＮのうちの１つ以上から選択される、
ことを特徴とする請求項１に記載の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体。
【請求項５】
以下に示す化学構造式のいずれか１つから選択され、式中、「Ｄ」は重水素を表す、
ことを特徴とする請求項１に記載の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体。
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242
151
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159
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242
157
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240
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248
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252
157
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243
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223
170
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244
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251
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226
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247
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【請求項６】
電子デバイスにおける請求項１～５のいずれか一項に記載の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体の応用。
【請求項７】
前記電子デバイスとしては、有機エレクトロルミネッセンスデバイス、有機集積回路、有機電界効果トランジスタ、有機薄膜トランジスタ、有機発光トランジスタ、有機太陽電池、有機光検出器、有機光受容体、有機電場消光素子、発光電気化学セル及び有機レーザーダイオードが挙げられる、
ことを特徴とする請求項６に記載の応用。
【請求項８】
有機エレクトロルミネッセンスデバイスであって、陰極、陽極及び前記陽極と前記陰極の間に介在する有機機能層を含み、前記有機機能層は請求項１～５のいずれか一項に記載の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体を含有する、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項９】
有機エレクトロルミネッセンスデバイスであって、前記有機機能層は、発光層を含み、前記発光層中には請求項１～５のいずれか一項に記載の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体が含有される、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１０】
前記発光層中には、式（ＢＮ１）～式（ＢＮ５）で表される化合物のいずれか１種以上から選択される蛍光ドーピング材料も含有する、
ことを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
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79
170
［式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ又はＮＲ
３００
であり、
Ｘ
１
、Ｘ
２
、Ｘ
３
、Ｘ
４
は、それぞれ独立して、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ又はＮで表され、
Ｒ
ｂ
～Ｒ
ｅ
は、それぞれ独立して、一、二、三、四置換又は無置換を表す。Ｒ
ｂ
～Ｒ
ｅ
は、それぞれ独立して、水素、重水素、Ｎ、Ｃ１－Ｃ３０アルキル基、Ｃ６－Ｃ６０アリール基からなる群から選択され、Ｒ
４
～Ｒ
１１
は、それぞれ独立して、水素、重水素、Ｎ、Ｃ１－Ｃ３０アルキル基、Ｃ６－Ｃ６０アリール基からなる群を表す。］
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンスの技術分野に属し、特に、含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体、電子デバイス及びそれらの応用に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、新世代のフルカラーディスプレイ及び照明技術である。応答速度が遅い、視野角が狭い、バックライトが必要、消費電力が高いなどの欠点がある液晶ディスプレイに比べ、ＯＬＥＤは自発光デバイスとしてバックライトが不要で省エネルギー、駆動電圧が低く、応答速度が速く、解像度とコントラストが高く、視野角が広く、抜群の低温特性を有する。ＯＬＥＤデバイスは、より薄く柔軟な構造にすることができる。なお製造コストが低く、製造工程が簡単で、大面積に製造できるという利点もある。したがってＯＬＥＤは、ハイエンド電子製品航空宇宙分野で幅広く巨大な応用可能性を秘めており、投資が徐々に増加し、研究開発がさらに深くなり、製造設備がアップグレードや改良されることで、ＯＬＥＤｓは将来的に非常に幅広い応用シナリオと発展の見通しを持つことになる。
【０００３】
ＯＬＥＤ発展の中核は、発光材料の設計及び開発である。現在応用されているＯＬＥＤデバイス中の発光層の多くは、ホスト材料にゲスト発光材料をドープするホストゲスト発光系の仕組みを使用し、一般にホスト材料のエネルギーギャップは一般にゲスト発光材料より大きく、エネルギーをホスト材料からゲスト材料に伝達し、ゲスト材料が励起されて発光する。一般的に使用される有機燐光ゲスト材料は、一般にイリジウム（ＩＩＩ）、白金（ＩＩ）、Ｐｄ（ＩＩ）などの重金属原子である。一般的に使用される燐光有機材料ｍＣＢＰ（３，３´－ｂＩｓ（９－ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）－ｂＩｐｈｅｎｙｌ）及び２，６－ｍＣＰｙ（２，６－ｂＩｓ（９－ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）－ｐｙｒＩｄＩｎｅ）は、高効率と高い三重項エネルギー準位を備え、有機材料として使用するとき、有機発光材料からゲスト燐光発光材料へ三重項エネルギーを効率的に移動させることができる。しかし正孔は、輸送しやすいが電子が流れにくいというｍＣＢＰの特性と、２，６－ｍＣＰｙは正孔輸送が劣るため、発光層の電荷のバランスが崩れ、発光層の電流効率が低下してしまう。また、現在応用されている重金属燐光性有機錯体分子シクロメタル化イリジウム（ＩＩＩ）錯体分子の数は限られている。地殻中の金属白金元素の存在量及び世界全体の年間生産量は、金属イリジウム元素の１０倍程度であり、イリジウム（ＩＩＩ）錯体燐光材料を調製するために用いられるＩｒＣｌ
３
．
Ｈ
２
Ｏの価格も白金（ＩＩ）錯体燐光材料の調製に用いられるＰｔＣｌ
２
の価格よりもはるかに高い。さらにイリジウム（ＩＩＩ）錯体燐光材料の調製には、イリジウム（ＩＩＩ）含有二量体、イリジウム（ＩＩＩ）中間体の配位子交換、ｍｅｒ－イリジウム（ＩＩＩ）錯体の合成、及びｍｅｒ－からｆａｃ－イリジウム（ＩＩＩ）錯体異性体への変換という４段反応に関与し、全収率を大幅に低下させ、原料ＩｒＣｌ
３
．
Ｈ
２
Ｏの利用率を大幅に低下させ、イリジウム（ＩＩＩ）錯体燐光材料の調製コストをアップさせる。これに対し白金（ＩＩ）錯体燐光材料の調製は、最終段の配位子の金属化・設計白金塩の反応だけで済み、白金元素の利用率が高く、白金（ＩＩ）錯体燐光材料の調製コストをさらに削減することができる。要するに白金（ＩＩ）錯体燐光材料の調製コストは、イリジウム（ＩＩＩ）錯体燐光材料の調製コストよりもはるかに低い。しかし、白金錯体材料及びデバイスの開発にはやはり技術的な困難があり、デバイスの効率及び寿命をいかに向上させるかが重要な研究課題となっている。したがって、新しい燐光性金属白金（ＩＩ）錯体の開発が急務となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体、電子デバイス及びそれらの応用を提供することを目的とする。本発明の含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体は、発光層のゲスト燐光材料としてデバイスに優れた性能を持たせることができる。さらに、四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体を特定のホスト材料と組み合わせると、電子デバイス、特に有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電流効率を向上させ、デバイス寿命を延ばすことができるだけではなく、コンポーネントの動作電圧も低下できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で示される構造を有する含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体を提供する。
【０００６】
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［式（Ｉ）又は式（ＩＩ）中、Ｆ
ｎ
は、位置するベンゼン環上に１つ以上のＦ置換があることを表し、このｎは１～５の正の整数であり、
Ｒ
ａ
は、一、二、三、四置換又は無置換を表し、かつＲ
ａ
はＨ又はＣ１－Ｃ３０アルキルから選択され、
Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
は、それぞれ独立して、水素、Ｆ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＣＮ、Ｃ１－Ｃ３０アルキル基、Ｃ１－Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ１－Ｃ３０シクロヘテロアルキル基、Ｃ１－Ｃ３０ハロアルキル基、Ｃ６－Ｃ６０アリール基、Ｃ６－Ｃ６０ヘテロアリール基からなる群から選択される。］
【０００７】
好ましくは、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
のうちの少なくとも１つの水素が、重水素又はＦで置き換えられてもよい。
【０００８】
好ましくは、前記Ｒ
１
、Ｒ
３
は、それぞれ独立して、水素、或いはＣ１－Ｃ３０アルキル基から選択される。
【０００９】
より好ましくは、前記Ｒ
２
は、それぞれ独立して、水素、重水素、ＣＮ、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０アルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０ヘテロアルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０シクロアルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０シクロヘテロアルキル基、置換又は非置換のＣ１－Ｃ３０ハロアルキル基、置換又は非置換のＣ６－Ｃ６０アリール基、置換又は非置換のＣ６－Ｃ６０ヘテロアリール基から選択され、前記ヘテロアルキル基、シクロヘテロアルキル基或いはヘテロアリール基上のヘテロ原子は、Ｏ、Ｓ及び／又はＮのうちの１つ以上から選択される。
【００１０】
より好ましくは、前記含フッ素四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体は、以下に示す化学構造式のいずれか１つから選択され、式中、「Ｄ」は重水素を表す。
（【００１１】以降は省略されています）

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