特許ウォッチ

公開番号2025004739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-15
出願番号2024031257
出願日2024-03-01
発明の名称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 20060101AFI20250107BHJP(有機化学)
要約【課題】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課題とする。
【解決手段】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、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。本発明は、配位子の適切な位置に2,6-ジ(フェニル)tert-ブチルフェニルを導入することにより、ピリジンユニット間の二面角が増加し、分子間のスタッキングが減少する。同時に、励起状態の電荷分布を改善し、材料の励起状態により多くの金属からピリドカルベンへの電荷移動状態を持たせて、デバイス寿命を延長し、良好な化学的安定性及び熱的安定性を有し、蒸着型OLEDデバイスを製造するのが容易である。蛍光ドーピング材料と組み合わせた後、正孔と電子の輸送のバランスが取れ、ホストとゲスト間のエネルギー伝達がより効率的になる。有機エレクトロルミネッセンスデバイスとして使用すると、電流効率及び寿命の点で明らかに改善され、点灯電圧が大幅に低下する。OLEDディスプレイ及び照明の分野への幅広い応用が期待されている。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体であって、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」は重水素を表し、「Ｐｈ」はフェニル基を表すことを特徴とする、四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体。
JPEG
2025004739000038.jpg
99
170
JPEG
2025004739000039.jpg
204
170
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
電子デバイスにおける請求項１に記載の四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体の応用。
【請求項３】
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２に記載の応用。
【請求項４】
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に記載の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５】
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に記載の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６】
前記発光層中には蛍光ドーピング材料も含有し、前記蛍光ドーピング材料は式（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ことを特徴とする、請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
JPEG
2025004739000040.jpg
77
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、前記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７】
前記Ｒ
４
、Ｒ
５
、Ｒ
６
、Ｒ
９
は、それぞれ独立して、置換又は非置換のジフェニルアミン、置換又は非置換のカルバゾリル基から選択され、前記置換は複数回の置換であってもよく、置換基を含む場合、前記置換基は重水素、Ｃ１－Ｃ３０アルキル基、Ｃ６－Ｃ３０アリール基から選択されることを特徴とする、請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項８】
前記Ｒ
７
～Ｒ
８
、Ｒ
１０
～Ｒ
１１
は、それぞれ独立して、水素、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ることを特徴とする、請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項９】
前記蛍光ドーピング材料は、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、Ｐｈはフェニル基を表し、Ｄ４及びＤ５はそれぞれ４個及び５個の重水素原子で置換されていることを意味することを特徴とする、請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
JPEG
2025004739000041.jpg
136
166
JPEG
2025004739000042.jpg
247
166
JPEG
2025004739000043.jpg
242
166
JPEG
2025004739000044.jpg
246
166
JPEG
2025004739000045.jpg
239
166
JPEG
2025004739000046.jpg
231
166
JPEG
2025004739000047.jpg
115
166
【請求項１０】
有機光エレクトロニクスデバイスであって、基板層と、前記基板上にある第１電極と、前記第１電極の上にある有機発光機能層と、前記有機発光機能層の上にある第２電極とを備え、前記有機発光機能層は請求項１に記載の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、有機光エレクトロニクスデバイス。
（【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、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 2,600 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、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、以下に示す化学構造式のいずれか１つから選択される四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体を提供する。式中、「Ｄ」は重水素を表し、「Ｐｈ」はフェニル基を表す。
【０００６】
JPEG
2025004739000001.jpg
99
170
JPEG
2025004739000002.jpg
204
170
【０００７】
また、本発明は、電子デバイスにおける上記式Ｐｔ１～Ｐｔ４５で示される構造を有する四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体の応用も提供する。
【０００８】
また、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（ＯＬＥＤ）、有機集積回路（Ｏ－ＩＣ）、有機電界効果トランジスタ（Ｏ－ＦＥＴ）、有機薄膜トランジスタ（Ｏ－ＴＦＴ）、有機発光トランジスタ（Ｏ－ＬＥＴ）、有機太陽電池（Ｏ－ＳＣ）、有機光検出器、有機光受容体、有機電場消光素子（Ｏ－ＦＱＤ）、発光電気化学セル（ＬＥＣ）及び有機レーザーダイオード（Ｏ－ｌａｓｅｒ）が挙げられる。
【０００９】
別の態様において、本発明は、上記式Ｐｔ１～Ｐｔ４５で示される構造を有する四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスも提供する。
【００１０】
また、前記有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、陰極、陽極及び陽極と陰極の間に介在する有機機能層を含み、前記有機機能層は上述したように式（Ｉ）又は式（ＩＩ）で示される構造を有する四座シクロメタル化白金（ＩＩ）錯体を含有する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許