CN100360636C - 配位含芴化合物和电致发光装置 - Google Patents

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Abstract

包含由下式之一表达的配位芴结构的有机化合物,其中:X1、X2、X3和X4各自相同或不同,并且包括含有CH或N的部分;R1、R2、R3和R4为分别独立地是下列基团的取代基:氢,或具有1—40个碳原子的烷基、或链烯基、或炔基或烷氧基;具有6—60个碳原子的芳基或取代的芳基;或具有4—60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;或F、Cl、或Br;或氰基;或硝基;或者R3、或R4或二者是形成稠合的芳环或杂芳环的基团。

Description

配位含芴化合物和电致发光装置
本发明涉及包含配位芴结构的有机化合物。
对于一系列的应用来说,特别是在显示元件的存储器和照明工程中,非常需要大面积的固态光源。任何现有技术都不能充分满足这种需求。电致发光装置例如发光二极管是传统显示和照明元件的替代品。电致发光装置是随电流通过该装置而产生光线发射的光电装置。电致发光的物理模型是电子和空穴的辐射复合。有机和无机材料都可以用于LED的制造。无机材料例如ZnS/Sn、Ga/Bs、Ga/As已被用于半传导激光器、小面积显示器、LED灯等。然而,无机材料的缺陷包括难于加工以及难于获得大的表面积和有效率的蓝光。
有机材料,包括小分子和聚合材料在内,对于LED来说,提供了几个优于无机材料的优点,例如制造较为简单,低运行电压,可以制得大面积的和全色显示器的可能性。共轭聚合物例如聚(苯基亚乙烯基)(PPV)由Burroughes等人于1990年第一次提出作为电致发光材料(Burroughes,J.H.Nature 1990,347,539-41)。从此以后,在改进聚合LED的稳定性、效率和耐用性方面已经有了巨大的进步(Bernius,M.T.等人Adv.Mater.2000,12,1737)。特别是对于大面积显示器,有机LED(OLED)是基于阴极射线管和液晶显示器(LCD)的良好建立的显示器技术的替代品。已经证明OLED比LCD更明亮、更薄、更轻且更耐久。此外,它只需较小的功率来运行,提供较高的对比度和宽阔的视角(>165度),并且具有可以较为廉价制造的巨大潜力,尤其是基于聚合物的LED(PLED)。
OLED技术促进了各个学科的深入研究。目前,将主要的力量集中在了用于全色柔性显示器的新颖材料上。全色显示器要求三种基本色-红色、绿色和蓝色,而柔性基片则要求低温和有机材料易于加工。PLED装置在满足这两个要求方面显示了广阔的前途,因为通过调整化学结构可以对发射颜色加以改变,而溶解工艺方法则使得能够通过喷墨印刷技术进行优良多色象素的微图案形成(Yang,Y.等人,J.Mater.Sci.:Mater.Elecron.,2000,11,89)。然而,可加工、稳定和有效的蓝光发射有机材料对于应对这种挑战仍然是非常合乎需要的。蓝光发射需要宽的能带。以蓝光发射聚合物作为主要材料,用逐渐减弱能量传输的方法,就能够产生其它色彩。例如,通过将少量的绿色或红色发光材料掺入蓝色电致发光基质材料,就可以获得绿色或红色电致发光发射。
本发明的一个目的是提供新的高效率发光材料。
本发明的另一个目的是提供宽能带隙发光材料。
本发明还有一个目的是提供易于加工的新的可加工材料。
这些目的是通过提供用于有机电致发光装置的下列有机材料而实现的。所述有机材料包含由下式(I)、(II)或(III)代表的配位芴结构:
Figure C20038011005200051
其中:
X1、X2、X3和X4各自相同或不同,并且包括含有CH或N的部分;R1、R2、R3和R4为分别独立地是下列基团的取代基:氢,或具有1-40个碳原子的烷基、或链烯基、或炔基或烷氧基;具有6-60个碳原子的芳基或取代的芳基;或具有4-60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;或F、Cl、或Br;或氰基;或硝基;或者R3、或R4或二者是形成稠合的芳环或杂芳环的基团。
本发明提供具有若干优点的有机发光材料,包括极好的溶解性和热稳定性,良好的色彩调谐度,高效能和低驱动电压。
图1说明EL装置基本结构的横截面;
图2说明化合物231的吸收(AB)和光致发光(PL)光谱;
图3说明由化合物231制备的电致发光装置的EL光谱;
图4说明由化合物231制备的电致发光装置的电压-电流密度和发光特性;
图5说明化合物206的吸收(AB)和光致发光(PL)光谱;
图6说明由化合物206制备的电致发光装置的EL光谱;和
图7说明由化合物206制备的电致发光装置的电压-电流密度和发光特性。
本发明提供了具有良好的色彩调谐度、极好的溶解性和热稳定性、以及提高的电子和/或空穴传输能力的包含配位芴结构的高效有机光发射材料。该配位芴由式(I)、(II)或(III)代表,X1、X2、X3和X4各自相同或不同,并且包括含有CH或N的部分;R1、R2、R3和R4为分别独立地是下列基团的取代基:氢,或具有1-40个碳原子的烷基、或链烯基、或炔基或烷氧基;具有6-60个碳原子的芳基或取代的芳基;或具有4-60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;或F、Cl、或Br;或氰基;或硝基;或者R3、或R4或二者是形成稠合的芳环或杂芳环的基团。
例如,R1、R2、R3、和R4独立地是氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、乙基己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十六烷基、环己基、环戊基、甲氧基、乙氧基、丁氧基、己氧基、乙基己氧基、甲氧基乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙氧基乙基、苯基、甲苯基、萘基、二甲苯、蒽、菲、苯基亚甲基苯基、苄基、苯氧基、吡啶基、噻吩基。R1和R4是形成稠合的芳环或杂芳环例如萘、蒽、苝、菲、芘、并四苯、并五苯、苯并[9,10]菲和苯并[a]芘的基团。优选地,R1、R2、R3和R4是氢、叔丁基、己基、2-乙基己基、辛基、3,7-二甲基辛基、癸基、庚基、苯基、2-乙基己氧基或4-甲氧基苯基;二苯基氨基、(4-二苯基氨基氨基)苯基;R3形成稠合的芳族蒽或苝、或芘、菲或并四苯,而R4形成萘或蒽;或R3或R4或二者都代表一个或一个以上的取代基。
包含配位芴结构的有机材料是小分子或聚合物,并且可以将其两种或多种组合在一起使用。小分子包括dendrimers,聚合物包括高支链结构。
包含配位芴结构的小分子由式(IV)代表
(Y1)y1-配位芴-(Y2)y2
(I),(II),或(III)
(IV)
其中Y1和Y2分别独立地代表取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、芳基、或杂芳基或其它缀合基团,y1和y2是0-6的整数,并且Y1和Y2是相同或不同的。
包含配位芴结构的聚合物由式(V)的重复单元和式(VI)的重复单元代表,其中式(V)的重复单元包含作为聚合物主链部分的配位芴结构,式(VI)的重复单元包含作为聚合物侧链部分的配位结构。
;或
(V)
Figure C20038011005200072
其中:
X5和X6是连接基团,Y1和Y2各自独立地代表取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、芳基、或杂芳基或其它缀合基团,且x、y1和y2是0-6的整数。
把Y1和Y2单元引入包含由式(IV)、(V)和(VI)代表的配位芴结构的化合物,可以进一步改进溶解度、或电子或空穴传输能动性、或良好地调谐发射色彩。
X5和X6各独立地自代表连接基团,并且包括而不限于下列基团:
组I:
X5和X6是碳-碳键连接基团:
Figure C20038011005200081
Figure C20038011005200082
-C≡C-
其中R是氢、含有1-40个碳原子的烷基、炔基或链烯基基团;含有6-60个碳原子的芳基或取代的芳基;或含有4-60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;或F、Cl或Br;或氰基、或硝基;
组II:
X5和X6是醚或硫醚连接基团:
-O-;或
-S-
组III:
X5和X6是酯连接基团:
Figure C20038011005200083
Figure C20038011005200084
组IV:
X5和X6是酐连接的基团:
Figure C20038011005200085
组V:
X5和X6是碳酸酯连接基团:
Figure C20038011005200091
组VI:
X5和X6是砜或锍化物连接基团:
Figure C20038011005200092
Figure C20038011005200093
组VII:
X5和X6是胺连接基团:
Figure C20038011005200094
其中R如上所定义。
组VIII:
X5和X6是酰胺连接基团:
Figure C20038011005200096
组IX:
X5和X6是脲连接的基团:
组IX:
X5和X6是芳基或杂芳基连接的基团:
Arn
其中Ar是含有6-60个碳原子的芳基或取代的芳基;或含有4-60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;n是1-6的整数。
X5和X6可以是上述基团中的一个或一个以上的组合。
Y1和Y2代表取代的或未取代的烷基、链烯基、炔基、芳基、杂芳基或其它缀合基团,并且可以相同或不同。
烷基、链烯基和炔基包含1-40个碳原子;
取代或未取代的芳基含有6-60碳原子,所述芳基包括苯基、联苯基、萘基、蒽、芴、菲、螺苯基、苝或芘基团;
取代或未取代的杂芳基含有4-60碳原子,所述杂芳基包括吡啶、噻吩、吡咯、并噻吩、呋喃、苯并呋喃、苯并咪唑、苯并唑、喹喔啉、苯基喹啉、二苯基二唑或咔唑;
上述全部取代基包括但不限于含有1-40个碳原子的烷基或烷氧基,含有6-60个碳原子的芳基或取代的芳基;或含有4-60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;或F、Cl、或Br;或氰基;或硝基。
Y1和Y2可以分为下列的组。
组I:
Y1和Y2是式(VII)的烷基、链烯基或炔基:
-W-(VII)
其中:
W含有1-28碳原子,也可以含有O、N、S、F、Cl或Br或Si原子。
下列的结构构成式(VII)的具体实例
-(CH2)m-
其中:m是1-6的整数;
Figure C20038011005200101
其中:q是0-12的整数;
Figure C20038011005200111
其中:X7是C、O、N或S原子;
Figure C20038011005200112
组II:
Y5和Y6是由式(VIII)的连接基团连接的两个芳基或杂芳基:
-(Ar1)-Z-(Ar2)-
(VIII)
其中:
Ar1和Ar2是含有6-60个碳原子的取代或未取代的芳基,或含有4-60个碳原子的杂芳基;
Z是含有0-40个碳原子的二价连接基团,可以含有N、Si、O、Cl、F、Br或S原子。
下列结构构成式(VIII)的具体实例
Figure C20038011005200113
其中:R如上所定义,并且代表一个以上这样的取代基;
Figure C20038011005200121
其中:X8式C或Si;
Figure C20038011005200122
其中:p和r是1-4的整数;
Figure C20038011005200132
其中:R5和R6是取代基,所述取代基分别独立地是氢,或具有1-40个碳原子的烷基、链烯基、炔基或烷氧基;具有6-60个碳原子的芳基或取代的芳基;或具有4-60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;或F、Cl或Br;或氰基;或硝基;或
Figure C20038011005200133
其中:X9是O或S原子、或N-R;
组III:
Y1和Y2是式(IX)的芳基或杂芳基:
-Ar-
(IX)
其中:
Ar是具有6-60个碳原子的取代或未取代的芳基,或具有4-60个碳原子至少一个或多个N、S或O原子的取代或未取代的杂芳基。
下列结构构成式(IX)的具体实例
Figure C20038011005200151
Figure C20038011005200161
其中:X10是O原子或两个氰基;
Figure C20038011005200162
Y1和Y2可以是上述基团中的一个或一个以上的组合。
下列分子结构构成满足本发明要求的优选化合物的具体实例:
Figure C20038011005200181
化合物1 R1=R2=正己基,R7=H
化合物2 R1=R2=正辛基,R7=H
化合物3 R1=R2=2-乙基己基,R7=正己基
化合物4 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=H
Figure C20038011005200182
化合物5 R1=R2=正辛基,R7=己基
化合物6 R1=R2=2-乙基己基,R7=H
化合物7 R1=正己基,R2=2-乙基己基、R7=H
Figure C20038011005200183
化合物8 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=叔丁基
化合物9 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己基
化合物10 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基
化合物11 R1=R2=R7=2-乙基己基
Figure C20038011005200184
化合物12 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=叔丁基
化合物13 R1=正己基,R2=R7=2-乙基己基
化合物14 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基
化合物15 R1=R2=R7=2-乙基己基
化合物16 R1=R2=2-乙基己基,R7=H
Figure C20038011005200191
化合物17 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=叔丁基
化合物18 R1=正己基,R2=R7=2-乙基己基
化合物19 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基
化合物20 R1=R2=R7=2-乙基己基
化合物21 R1=R2=2-乙基己基,R7=正辛基
Figure C20038011005200192
化合物22 R1=正己基,R2=2-乙基己基
化合物23 R1=R2=正己基
化合物24 R1=R2=2-乙基己基
化合物25 R1=R2=苯基
化合物26 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
化合物27 R1=R2=2-乙基己基
化合物28 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
化合物29 R1=2-乙基己基,R2=正辛基
Figure C20038011005200194
化合物30 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物31 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物32 R1=R7=正己基,R2=2-乙基己基,R8=H
Figure C20038011005200201
化合物33 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物34 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物35 R1=R7=正己基,R2=2-乙基己基,R8=H
化合物36 R1=R2=R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R8=正己基
Figure C20038011005200202
化合物37 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=叔丁基
化合物38 R1=正己基,R2=R7=2-乙基己基
化合物39 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基
化合物40 R1=R2=2-乙基己基,R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
化合物41 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
Figure C20038011005200203
化合物42 R1=正己基,R2=R7=2-基己基
化合物43 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基
化合物44 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
化合物44 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R7=2-乙基己氧基
Figure C20038011005200211
化合物45 R1=R3=正己基,R2=R8=2-乙基己基
化合物46 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基,R8=二苯基氨基
化合物47 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R7=R8=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
化合物48 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R7=2-乙基己氧基,R8=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
Figure C20038011005200212
化合物49 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物50 R1=R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=R8=H
化合物51 R1=R2=R7=R8=4-正癸基苯基
Figure C20038011005200213
化合物52 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物53 R1=R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=R8=H
化合物54 R1=R2=R7=R8=4-正癸基苯基
化合物55 R1=R2=R7=R8=正辛基
化合物56 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物57 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=R8=H
化合物58 R1=R2=R7=R8=4-正癸基苯基
Figure C20038011005200222
化合物59 R1=R2=正己基,R7=H,R8=2-乙基己基
化合物60 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=H,R8=正己氧基
化合物61 R1=R2=R8=4-正癸基苯基,R7=CN
Figure C20038011005200223
化合物62 R1=R2=正己基,R7=H,R8=2-乙基己基
化合物63 R1=R2=R8=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=H
化合物64 R1=R2=4-正癸基苯基,R7=CN,R8=正己氧基
Figure C20038011005200224
化合物65 R1=R2=正己基,R7=2-乙基己基,R8=叔丁基
化合物66 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=4-叔丁基苯基、R8=叔丁基
化合物67 R1=己基,R2=4-正癸基苯基,R7=2-乙基己基,R8=苯基
Figure C20038011005200231
化合物68 R1=R2=正己基,R7=2-乙基己基,R8=CN
化合物69 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=苯基,R8=H
化合物70 R1=己基,R2=4-正癸基苯基,R7=2-乙基己氧基,R8=苯基
Figure C20038011005200232
化合物71 R1=R7=正己基,R2=R8=2-乙基己基
化合物72 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基,R8=二苯基氨基
化合物73 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R7=R8=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
化合物74 R=H,R2=R8=4-正癸基苯基,R7=2-乙基己氧基
Figure C20038011005200233
化合物71 R=R3=正己基,R2=R4=2-乙基己基
化合物72 R1=正己基,R2=2-乙基己基,R3=R4=2-乙基己氧基
化合物73 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R3=R4=4-(叔丁基苯基)
化合物74 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R3=2-乙基己氧基,R4=2-乙基己基
Figure C20038011005200241
化合物75 R1=R7=正己基,R2=R8=2-乙基己基
化合物76 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物77 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=R8=H
化合物78 R1=H,R2=4-正癸基苯基,R7=R8=2-乙基己氧基
Figure C20038011005200242
化合物79 R1=R7=正己基,R2=R8=2-乙基己基
化合物80 R1=R2=2-乙基己基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物81 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=R8=叔丁基
Figure C20038011005200243
化合物82 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=R8=叔丁基
化合物83 R1=H,R2=4-辛基苯基,R7=R8=2-乙基己基
化合物84 R1=R2=2-乙基己基,R7=2-乙基己氧基,R8=3,7-二甲基辛基
Figure C20038011005200244
化合物85 R1=R2=2-乙基己基
化合物86 R1=3,7-二甲基辛基,R2=4-辛基苯基
化合物87 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
Figure C20038011005200251
化合物88 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=R8=正己基
化合物89 R1=H,R2=4-辛基苯基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物90 R1=R2=2-乙基己基,R7=4-叔丁基苯基,R8=3,7-二甲基辛基
Figure C20038011005200252
化合物91 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=正己基,R8=叔丁基
化合物92 R1=H,R2=4-辛基苯基,R7=R8=2-乙基己基
化合物93 R1=R2=2-乙基己基,R7=3,7-二甲基辛氧基,R8=正己基
化合物94 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=正己基,R8=苯基
化合物95 R1=R2=2-乙基己基,R7=3,7-二甲基辛氧基,R8=正己基
化合物96 R1=R2=2-乙基己基,R7=3,7-二甲基辛氧基,R8=正己基
Figure C20038011005200261
化合物97 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
化合物98 R=乙基=R2
化合物99 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物100 R1=H,R2=R7=4-辛基苯基,R8=2-乙基己氧基
化合物101 R1=R2=2-乙基己基,R7=叔丁基,R8=二苯基氨基
化合物102 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=H,R8=苯基
Figure C20038011005200263
化合物103 R1=R2=2-乙基己基,R7=二甲基氨基
化合物104 R1=正己基,R2=4-辛基苯基,R7=叔丁基
化合物105 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=H
化合物106 R1=R2=2-乙基己基,R7=R8=苯基
化合物107 R1=H,R2=R7=4-辛基苯基,R8=2-乙基己氧基
化合物108 R1=R2=正辛基,R7=二苯基氨基,R8=叔丁基
化合物109 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=叔丁基,R8=苯基
Figure C20038011005200271
化合物110 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物111 R1=R2==R8=正己基,R7=苯基
化合物112 R1=R7=正己基,R2=(4-二苯基氨基)苯基,R8=2-乙基己基
化合物113 R1=H,R2=4-癸基苯基,R7=正己基,R8=3,7-二甲基辛基
Figure C20038011005200272
化合物114 R1=R2=2-乙基己基,R7=R8=苯基
化合物115 R1=R7=H,R2=R8=4-辛基苯基
化合物116 R1=R2=正辛基,R7=(4-二苯基氨基)苯基,R8=2-乙基己基
化合物117 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=正癸基,R8=3,7-二甲基辛基
Figure C20038011005200273
化合物118 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物119 R1=R7=正己基,R2=R8=4-辛基苯基
化合物120 R1=R2=正辛基,R7=(4-二苯基氨基)苯基,R8=2-乙基己基
化合物121 R1=R2=R7=2-乙基己基,R8=4-己基苯基
化合物122 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=2-乙基己基
化合物123 R1=R7=(4-二苯基氨基)苯基,R2=正辛基,R8=正己基化合物124 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基、R7=正癸基,R8=H
Figure C20038011005200282
化合物125 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物126 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物127 R1=R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=R8=正癸基
Figure C20038011005200283
化合物128 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基,m=10,q=6
化合物129 R1=H,R2=4-癸基苯基,R7=R8=3,7-二甲基辛基,m=2,q=5
化合物130 R1=R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=R8=正癸基,m=q=1
Figure C20038011005200291
化合物131 R1=R2=2-乙基己基,R7=正己氧基,R8=乙基,m=10化合物132 R1=R2=4-癸基苯基,R7=H,R8=正己基,m=1
化合物133 R1=R2=正己基,R7=R8=H,m=11
化合物134 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R3=二苯基氨基,R4=H,m=17
Figure C20038011005200292
化合物135 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基,m=3
化合物136 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基,m=2
化合物137 R1=R7=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=R8=正癸基,m=3
Figure C20038011005200293
化合物137 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物138 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物139 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=叔丁基,R8=正己氧基
Figure C20038011005200301
化合物140 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物141 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物142 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=叔丁基,R8=正己氧基
化合物143 R1=4-(N-咔唑)苯基,R2=正癸基,R7=2-乙基己氧基,R8=正己基
化合物144 R1=4-(正癸基)苯基,R2=R7=R8=H
Figure C20038011005200302
化合物145 R1=R2=2-乙基己基,R7=正己氧基,R8=乙基,m=10
化合物146 R1=R2=4-癸基苯基,R7=H,R8=正己基,m=1
化合物147 R1=R7=R8=H,R2=4-癸基苯基,m=11
化合物148 R1=R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=二苯基氨基,R8=H,m=17
Figure C20038011005200303
化合物149 R1=R2=2-乙基己基,R7=正己氧基,R8=乙基,X=C
化合物150 R1=R2=2-乙基己基,R7=正己基,R8=CF3,X=C
化合物151 R1=R7=4-癸基苯基,R2=H,R8=正丁基,X=Si
化合物152 R1=H,R2=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R7=二苯基氨基,R8=正己基,X=Si
化合物153 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物154 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物155 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=叔丁基,R8=正己氧基
化合物156 R1=4-(N-咔唑)苯基,R2=正癸基,R7=2-乙基己氧基,R8=正己基
化合物157 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物158 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物159 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=叔丁基,R8=正己氧基
化合物160 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物161 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物162 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=叔丁基、R8=正己氧基
Figure C20038011005200321
化合物163 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物164 R1=正己基,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物165 R1=R2=正己基,R7=R8=H
化合物166 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=叔丁基,R8=正己氧基
化合物167 R1=R2=正己基,R7=R8=正辛基
化合物168 R1=R2=正己基,R7=R8=正己氧基
Figure C20038011005200322
化合物169 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物170 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物171 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=R8=正己基
Figure C20038011005200323
化合物172 R1=R2=正己基,R7=R8=4-辛基苯基
化合物173 R1=正己基,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物174 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物175 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=R8=正辛基
Figure C20038011005200331
化合物176 R1=R2=正己基,R7=正己氧基,R8=2-乙基己基
化合物177 R1=R7=正己基,R2=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物178 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物179 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=甲基,R8=正己基
Figure C20038011005200332
化合物180 R1=R2=R9=R10=正己基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物181 R1=R9=正己基,R2=R7=R10=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物182 R1=R2=R9=R10=正己基,R7=正己氧基,R8=H
化合物183 R1=R9=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=R10=正癸基,R7=叔丁基,R8=正己氧基
化合物184 R1=R2=R9=R10=正己基,R7=正己氧基,R8=正辛基化合物185 R1=R2=R9=R10=正己基,R7=R8=正己氧基
Figure C20038011005200333
化合物186 R1=R2=R9=R10=正己基,R7=正己氧基,R8=H
化合物187 R1=R2=R9=R10=正己基,R7=R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物188 R1=R2=R7=R8=R9=R10=正己基
化合物189 R1=R9=4-癸基苯基,R2=R10=H,R7=R8=正己氧基
Figure C20038011005200341
化合物190 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物191 R1=H,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物192 R1=4(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=R8=正己基
Figure C20038011005200342
化合物193 R1=R2=正己基,R7=R8=正丁基
化合物194 R1=R2=2-乙基己基,R7=R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物195 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物196 R1=4-癸基苯基,R2=H,R7=R8=CF3
Figure C20038011005200343
化合物197 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物198 R1=R2=正己基,R7=R8=H
化合物199 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=R8=H
化合物200 R1=正己基,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物201 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=R8=正己氧基
化合物202 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=叔丁基,R8=正己氧基
Figure C20038011005200351
化合物203 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物204 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=R8=H
化合物205 R1=正己基,R2=R8=3,7-二甲基辛基,R7=(4-二苯基氨基)苯基
化合物206 R1=R2=正己基,R7=叔丁基,R8=H
化合物207 R1=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基,R2=正癸基,R7=正丁基,R8=正己氧基
Figure C20038011005200352
化合物208 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己氧基
化合物209 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=R8=正丁基
化合物210 R1=正己基,R2=(4-二苯基氨基)苯基,R7=H,R8=3,7-二甲基辛基
化合物211 R1=R2=正己基,R7=R8=4-(二(4-甲基苯基)氨基)苯基
Figure C20038011005200353
化合物212 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物213 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=4-叔丁基苯基,R8=H
化合物214 R1=正己基,R2=R8=3,7-二甲基辛基,R7=(4-二苯基氨基)苯基
化合物215 R1=R2=正己基,R7=2-乙基己基,R8=H
Figure C20038011005200361
化合物216 R1=R2 =正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物217 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=4-叔丁基苯基,R8=H
化合物218 R1=正己基,R2=3,7-二甲基辛基,R7=(4-二苯基氨基)苯基,R8=正己氧基
Figure C20038011005200362
化合物219 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物220 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=4-叔丁基苯基,R8=正己氧基
化合物221 R1=R2=正己基,R7=2-乙基己基,R8=H
Figure C20038011005200363
化合物222 R1=R2=正己基,R7=R8=正丁基
化合物223 R1=R2=2-乙基己基,R7=R8 =(4-二苯基氨基)苯基
化合物224 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物225 R1=4-癸基苯基,R2=H,R7=R8=CF3
Figure C20038011005200364
化合物226 R1=R2=正己基,R7=正丁基,R8=H
化合物227 R1=R2=2-乙基己基,R7=4-叔丁基苯基,R8=CN
化合物228 R1=4-癸基苯基,R2=H,R7=CF3,R8=苯基
Figure C20038011005200371
化合物229 R1=R2=正己基,R7=苯基,R8=R9=2-乙基己基
化合物230 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=R8=H,R9=4-叔丁基苯基
化合物231 R1=R2=正己基,R7=H,R8=甲氧基,R9=3,7-二甲基辛氧基
化合物232 R1=正己基,R2=R8=3,7-二甲基辛基,R7=H,R9=(4-二苯基氨基)苯基
Figure C20038011005200372
化合物233 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=CN,R8=R9=4-叔丁基苯基
化合物234 R1=R2=正己基,R7=R8=H,R9=2-乙基己基
化合物235 R1=4-癸基苯基,R2=R8=3,7-二甲基辛基,R7=H,R9=(4-二苯基氨基)苯基
Figure C20038011005200373
化合物236 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=CN,R8=R9=4-叔丁基苯基
化合物237 R1=R2=正己基,R7=R8=H,R9=2-乙基己基
化合物238 R1=4-癸基苯基,R2=R8=3,7-二甲基辛基,R7=H,R9=(4-二苯基氨基)苯基
Figure C20038011005200381
化合物239 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=叔丁基,R8=H
化合物240 R1=R2=正己基,R7=苯基,R8=CN
化合物241 R1=4-癸基苯基,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=甲基
Figure C20038011005200382
化合物242 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物243 R1=R2=正己基,R7=4-癸基苯基,R8=2-乙基己氧基
化合物244 R1=(4-二氨基苯基)苯基,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=H
Figure C20038011005200383
化合物245 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=叔丁基,R8=H
化合物246 R1=R2=正己基,R7=正辛氧基,R8=CN
化合物247 R1=4-癸基苯基,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=CN
Figure C20038011005200384
化合物248 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=叔丁基
化合物249 R1=R2=正己基,R7=苯基
化合物250 R1=4-癸基苯基,R2=正辛基,R7=CN
化合物251 R1=4-(二苯基氨基)苯基,R2=正己基,R7=正己氧基
Figure C20038011005200391
化合物252 R1=R2=2-乙基己基,R7=R8=4-叔丁基苯基
化合物253 R1=R2=R7=R8=正辛基
化合物254 R1=R7=4-癸基苯基,R2=R8=3,7-二甲基辛基
Figure C20038011005200392
化合物255 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=CN,R8=R9=4-叔丁基苯基
化合物256 R1=R2=正己基,R7=H,R8=正己氧基,R9=2-乙基己基
化合物257 R1=4-癸基苯基,R2=R8=3,7-二甲基辛基,R7=H,R9=(4-二苯基氨基)苯基
Figure C20038011005200393
化合物258 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=正己基,R8=H
化合物259 R1=R2=正己基,R7=正辛氧基,R8=CN
化合物260 R1=R7=4-癸基苯基,R2=3,7-二甲基辛基,R8=CN
Figure C20038011005200401
化合物261 R1=R2=R7=R8=2-乙基己基
化合物262 R1=R7=正己基,R2=R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物263 R1=正己基,R2=(4-二苯基氨基)苯基,R7=H,R8=4-癸基苯基
Figure C20038011005200402
化合物264 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=叔丁基,R8=正丁氧基
化合物265 R1=R2=正己基,R7=苯基,R8=H
化合物266 R1=4-癸基苯基,R2=R7=3,7-二甲基辛基,R8=甲氧基
Figure C20038011005200403
化合物267 R1=R2=R7=R8=R9=R10=2-乙基己基
化合物268 R1=R7=R9=正己基,R2=R8=R10=4-叔丁基苯基
Figure C20038011005200411
化合物269 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物270 R1=R7=H,R2=R8=4-叔丁基苯基
化合物271 R1=4-(二苯基氨基)苯基,R2=R7=正己基,R8=4-叔丁基苯基
Figure C20038011005200412
化合物272 R1=R2=正己基,R7=2-乙基己基
化合物273 R1=正己基,R2=R7=2-乙基己基
化合物274 R1=R2=2-乙基己基,R7=4-叔丁基苯基
Figure C20038011005200413
化合物275 R1=R2=正己基,R7=R8=2-乙基己基
化合物276 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=4-叔丁基苯基,R8=H
化合物277 R1=正己基,R2=R8=3,7-二甲基辛基,R7=(4-二苯基氨基)苯基
化合物278 R1=苯基,R2=4-癸基苯基,R7=2-乙基己基,R8=H
Figure C20038011005200414
化合物279 R1=R2=正己基,R7=R8=正丁基
化合物280 R1=R2=正己基,R7=叔丁基,R8=H
化合物281 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物282 R1=4-癸基苯基,R2=苯基,R7=叔丁基,R8=H
Figure C20038011005200421
化合物283 R1=R2=正己基,R7=R8=正丁基
化合物284 R1=R2=正己基,R7=正己氧基,R8=H
化合物285 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物286 R1=R2=正己基,R7=正辛基,R8=H
化合物287 R1=4-癸基苯基,R2=苯基,R7=叔丁基,R8=H
Figure C20038011005200422
化合物288 R1=R2=正己基,R7=R8=正丁基
化合物289 R1=R2=正己基,R7=叔丁基,R8=H
化合物290 R1=R2=R7=R8=正己基
化合物291 R1=4-癸基苯基,R2=苯基,R7=叔丁基,R8=H
Figure C20038011005200423
化合物292 R1=R2=正己基,R7=R8=R9=2-乙基己基
化合物293 R1=2-乙基己基,R2=正己基,R7=4-叔丁基苯基、R8=R9=H
化合物294 R1=R2=R9=3,7-二甲基辛基,R7=R8=(4-二苯基氨基)苯基
化合物295 R1=苯基,R2=4-癸基苯基,R7=2-乙基己基,R8=H,R9=二(4-甲基苯基)氨基
具体的分子结构可以是任何上面所描绘结构的组合。
包含配合芴结构(I)、(II)或(III)的有机化合物可以用已知的方法来合成。对于聚合物,用于本发明的所得聚合物的聚合方法和分子量不必要予以特别限制。聚合物的分子量至少为1000,而优选至少2000。聚合物可以用如下方法制备:缩聚作用例如偶联反应,包括Pd催化的Suzuki偶联,Stille偶联或Heck偶联,或Ni介导的Yamamoto偶联,或者在碱存在下二-(酰氯)与二-胺、二元醇类或二酚之间的缩合反应,或者其它缩合方法例如Wittig反应、或Horner-Emmons反应、或Knoevenagel反应、或二苄基卤的脱卤反应,或者乙烯基化合物的自由基聚合反应、或开环聚合环状化合物、或开环复分解聚合反应。优选地,通过Suzuki偶联反应制备聚合物。
Suzuki偶联反应首先是由Suzuki等人报道,他们报道了芳族硼酸衍生物与芳族卤化物的偶联(Suzuki,A.等人,Synthetic Comm.1981,11(7),513)。从此以后,该反应被广泛用于制备各种用途的聚合物(Ranger,M.等人,Macromolecules,1997,30,7686)。该反应包括使用钯基催化剂例如Pd(II)或Pd(0)状态的可溶性Pd化合物,碱例如无机碱性碳酸盐或碳酸氢盐水溶液,以及反应物和/或产物的溶剂。优选的Pd催化剂是具有叔膦配位体的Pd(0)配合物例如Pd(PPh3)4或Pd(II)盐例如Pd(PPh3)2Cl2或Pd(OAc)2,并且以基于反应物官能团的0.01-10mol%的量使用。虽然极性溶剂例如THF和非极性溶剂甲苯都可以使用,但据信非极性溶剂会使反应变慢。由芳族卤化物和芳族硼衍生物的Suzuki偶联制备用于电致发光装置的共聚物的方法有过报道(Inbasekaran,M.等人US-A-5,777,070(1998);Towns,C.R.等人PCT WO00/53656,2000)。Suzuki偶联反应的变更方法是用芳族三氟甲磺酸酯代替芳族卤化物(Ritter,K.合成,1993,735)。芳族三氟甲磺酸酯可以容易地由相应的苯酚衍生物制备。使用芳族三氟甲磺酸酯的优点是,苯酚衍生物容易使用,并且在配合物的合成过程中可以将其保护/脱保护。例如,芳族卤化物通常要在各种偶联条件下反应,结果产生不需要的副产物并导致非常复杂的合成步骤。然而,苯酚衍生物可以容易地用各种保护基加以保护,该保护基不会干涉官能团的转化,并且可以将保护基去除以重新产生苯酚基团,然后苯酚基团就可以被转变成三氟甲磺酸酯。二硼衍生物可以由相应的二卤化物或双三氟甲磺酸酯制备。
本发明还提供了制备共轭聚合物的方法,所述方法在聚合反应混合物中包括(a)具有至少两个反应性三氟甲磺酸酯基团的芳族单体和具有至少两个选自硼酸、硼酸酯或硼烷基团的反应性硼衍生物基团的芳族单体,或具有一个反应性三氟甲磺酸酯基团和一个选自硼酸、硼酸酯或硼烷基团的硼衍生物基团的芳族单体,(b)催化量的钯催化剂,(c)有机或无机碱,和(d)有机溶剂。本发明方法在较短的反应时间内产生具有低的多分散性、高分子量的共轭聚合物。术语“共轭聚合物”是指沿着其全部链长共轭并沿着链产生离域π电子系统的完全共轭的聚合物,或者含有共轭和非共轭链段的部分共轭聚合物。
用于形成本发明共轭聚合物的芳族单体必须具有适宜的官能团:三氟甲磺酸酯和硼衍生物基团。术语芳族或芳基是指任何具有直接联结到芳环或杂芳环上的三氟甲磺酸酯或硼衍生物基团的单体。本发明方法可以用来聚合两个系统以形成线型聚合物:1)含有两个反应性三氟甲磺酸酯基团的芳基双-三氟甲磺酸酯单体和含有两个反应性硼衍生物官能团的芳基二硼单体;和2)含有反应性三氟甲磺酸酯和硼衍生物官能团的芳基单体。为了使用本发明方法制备支链或高支链聚合物,在两个单体系统中,两个芳基单体都必须含有至少两个反应性三氟甲磺酸酯或硼衍生物基团;在一个单体系统中,该单体必须含有至少一个三氟甲磺酸酯或硼衍生物基团和一个以上的另一基团。硼衍生物官能团选自由B(OH)2代表的硼酸基团和由B(OR12)(OR13)代表的硼酸酯基团,其中R12是具有1-6个碳原子的取代或未取代的烷基,且R13是氢或具有1-6个碳原子的取代和未取代的烷基,R12和R13可以相同或不同,并且R12和R13可以连接以形成环状硼酸酯,优选5或6元环;和由BR14R15代表的硼烷基团,其中R14和R15分别是具有1-20个碳原子的取代和未取代的烷基。硼衍生物基团优选是硼酸或环状硼酸酯基团。可以用单体混合物制备聚合物以形成具有所要求特性和结构的共聚物。为了制备线型聚合物,聚合反应系统优选包含大约相等百分比摩尔的活性反应性三氟甲磺酸酯和硼衍生物基团。这两种活性基团的摩尔比优选为0.98-1.10,更优选为1.05以下,最优选1.00。如果需要,可以用单官能三氟甲磺酸酯或硼衍生物将链末端封端。
用于单体的芳基的实例包括但不限于芳族烃例如苯基、萘基、蒽、芴、苯并芴、二苯并芴、菲、苝、芘、红荧烯、
Figure C20038011005200451
、并四苯、并五苯、苯并[9,10]菲、二苯基蒽、二萘基蒽和苯并[a]芘;和杂芳族基团例如噻吩、吡咯、呋喃、吡啶、三嗪、四氨烯、唑、咪唑、二唑、噻二唑、苯并唑、喹啉、苯并咪唑、咔唑、苯并噻唑和吖啶;和三芳基胺例如三苯胺、二萘基苯胺和N,N′-二苯基联苯胺。优选地,芳基基团选自芴、苯并芴、二苯基蒽、二萘基蒽、噻吩、二唑、苯并噻唑、苯并咪唑和咔唑。
适用于本发明方法的碱包括无机碱水溶液例如碱金属氢氧化物、碳酸盐、醋酸盐和碳酸氢盐,碱土金属氢氧化物、碳酸盐、醋酸盐和碳酸氢盐,碱土金属醇盐和碱金属醇盐,有机碱例如氢氧根离子源和路易斯碱例如在水存在下产生氢氧根离子源的那些。有机碱应当在有机溶剂和/或水中是可溶的。无机碱水溶液的实例包括锂、钠、钾、铯和钡的氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐。优选地,碱水溶液是浓度为1-2M的碳酸钠、碳酸钾或碳酸铯的水溶液。有机碱的实例包括烷基铵的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、氟化物和硼酸盐,吡啶类碱,有机胺。优选地,用于本发明方法的有机碱是四烷基铵的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐例如四甲基、四乙基或四丙基铵的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐。用于本发明方法的碱的量并非特别重要,只要碱的摩尔数等于或高于单体的摩尔数即可。优选地,每摩尔硼衍生物官能基团使用1-10摩尔当量的碱。更优选地,使用1-5摩尔当量的碱。最优选地,使用1.5-4摩尔当量,特别是1.8-2.5摩尔当量的碱。在本发明方法中可以使用单一碱或不同碱的混合物。
用于本发明方法的催化剂,优选是以具有配位体的Pd(0)或Pd(II)配合物或Pd(II)盐为形式的钯催化剂。适用于钯配合物的配位体的实例是膦例如三烷基膦、三环烷基膦和三芳基膦,其中磷上的三个取代基可以相同或不同,并且一个或多个配位体可连接多个膦的磷基团,其中这种连接的一部分也可以是一个或多个金属原子,二酮例如二亚苄基丙酮(dba)、乙酰丙酮和八氟乙酰乙酮,和叔胺例如三乙胺、三甲胺、三丙胺。也可以将这些配位体通过连接阳离子或阴离子基团来衍生化以具有水溶性。使用一种以上的配位体的混合物也是可能的。用于本发明方法的膦配位体的特定实例是三甲基膦、三丁基膦、三环己基膦、三甲苯基膦、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、三苯基膦、1,3-双(二苯基膦基)丙烷和1,1′-(二苯基膦基)二茂铁(dppf)。优选地,配位体是三苯基膦(Ph3P)、1,1′-(二苯基膦基)二茂铁(dppf)、1,2-双(二苯基膦基)烷基和1,3-双(二苯基膦基)丙烷,更优选三苯基膦(Ph3P)和1,1′-(二苯基膦基)二茂铁(dppf)。最优选的Pd(0)配合物是Ph(Ph3P)4。优选的Pd(II)盐是乙酸钯(II),丙酸钯(II)、丁酸钯(II)和氯化钯(II),而更优选的Pd(II)盐是乙酸钯(II)。当使用钯(II)盐时,每摩尔Pd盐向反应化合物中加入2-4摩尔当量的其它配位体例如Ph3P或dppf是有利的。可以将Pd(II)配合物例如PdCl2(PPh3)2、氯化双(乙腈)钯、二氯双(二甲基亚砜)钯(II)、氯化双(苄氰)钯或PdCl2(dppf)用作替代物。也可以将钯催化剂在载体材料例如惰性有机树脂上使用。通常,在反应混合物中使用的钯催化剂的量为每摩尔单体0.001-1mol%,优选每摩尔单体0.01-1mol%。
适用于本发明方法的有机溶剂包括能够将单体溶解为至少1%、优选至少2%溶液浓度的有机溶剂。适用于本发明方法的溶剂的实例是烃例如己烷、庚烷、石油醚、环己烷、苯、氯苯、乙基苯、1,3,5-三甲基苯、甲苯和二甲苯,醚例如茴香醚、乙醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷、二氧杂环戊烷、二异丙醚、二甲氧基乙烷、叔丁基甲基醚、和二甘醇二甲醚,酮例如丙酮、甲乙酮、和异丁基甲基酮,醇例如甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和丁醇,和酰胺例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮、和它们的氟化类似物,及其混合物。
优选的有机溶剂包括聚合物在其中是可溶解的一种溶剂。该优选溶剂的实例是醚例如四氢呋喃、二氧杂环己烷、二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、二异丙醚,烃例如苯、氯苯、甲苯、二甲苯、庚烷和环己烷,酮例如甲乙酮和异丁基甲基酮,酰胺例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮、及其混合物。
更优选的有机溶剂是醚例如四氢呋喃、二甲氧基乙烷和二氧杂环己烷,烃例如甲苯、氯苯和二甲苯,酰胺例如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺。
本发明方法的最优选的有机溶剂是一种或多种水不溶性溶剂例如甲苯或二甲苯或四氢呋喃,或它们的混合物。应当将本发明方法的溶剂的体积保持在当混合物随着聚合物分子量的增加而变得更为粘稠时,在回流下能有效混合和搅拌的水平。
聚合反应混合物也可以含有如US-A-5,777,070中所公开的相转移催化剂,本发明方法中所用的适宜的相转移催化剂包括季铵和盐、冠醚和穴状配体。优选地,相转移催化剂是卤化四烷基铵或硫酸氢盐。最优选的相转移催化剂的实例是氯化四丁基铵和氯化三辛基甲基铵(称为Aliquat,得自Aldrich Chemical)。相转移催化剂的量的优选范围为每摩尔单体0.01-0.5摩尔,更优选每摩尔单体0.05-0.1摩尔。
聚合反应在0-200℃,优选30-170℃,更优选50-150℃,最优选60-120℃温度下进行。反应时间为1-100小时,优选5-70小时,更优选5-50小时,最优选5-48小时。
也可以将本发明方法扩展到使用其中一些或全部反应性官能团不直接连接到芳环上的单体,特别是其它种类的不饱和单体。
本发明的化合物的合成方案示于反应方案1-11。
本发明方法为光学装置提供特别有用的共轭聚合物。该光学装置可以包含发光装置例如电致发光装置,其中本发明聚合物或小分子被沉积在阴极和阳极之间。通过蒸气沉积方法,或通过从溶液中离心涂涂、喷雾涂布、沉浸涂布、辊式涂布或喷墨递送,将聚合物或小分子或它们的组合沉积成薄膜。该薄膜可以直接用基片承载,优选透明基片,或者间接用基片承载,其中在基片和薄膜之间有一层或多层惰性夹层。该薄膜可以被用作发射层或电荷载体传输层。
普通的电致发光装置构造:
本发明可以用于大多数有机电致发光装置构造中。这些电致发光装置构造包括包含单一阳极和阴极的简单结构和更为复杂的装置,例如由形成象素的阳极和阴极正交阵列构成的被动矩阵显示器,和其中每一象素是独立控制的例如用薄膜晶体管(TFT)控制的主动显示器。
有许多可以成功实施本发明的有机层构造。典型的结构显示于附图1中,其包括基片101、阳极103、空穴注入层105、空穴传输层107、发光层109、电子传输层111和阴极113。下面对这些层予以详细描述。该图仅供举例说明,并且单一层的厚度不是按照实际尺寸来确定比例的。注意,可以使基片与阴极邻接,或者基片可以实际构成阳极或阴极。阳极和阴极之间的有机层可以便利地称为有机EL元件。同样,有机层的全部组合厚度优选小于500nm。
通过电导体260将OLED的阳极和阴极连接到电压/电流源250上。通过在阳极和阴极之间施加电位以使阳极比阴极处于更高的电势,就可以使OLED工作。空穴被从阳极注入有机EL元件,因而电子就被注入阳极上的有机EL元件。当OLED在交流电状态下工作时,在回路中某些期间电压偏压改变方向而无电流流动的情况下,有时可以获得提高的装置稳定性。交流电驱动OLED的一个实例描述于US-A-5,552,678中。
基片:
通常把OLED装置设置在能够与阴极或阳极相接触的承载基片101上。将与基片相接触的电极便利地称为底部电极。按常规,底部电极为阳极,但本发明并不受限于这种结构。基片可以是透光的或不透光的,这取决于发光的预定方向。对于通过基片观察电致发光发射来说,透光性是合乎需要的。在这种情况中通常使用透明玻璃或塑料。基片可以是包含多层材料的复合结构。对于将TFT设置在电致发光层下面的主动矩阵基片来说,情况通常是这样的。至少在发射象素化(pixilated)区域,基片主要由透明材料例如玻璃或聚合物构成,还是必要的。对于通过顶部电极观察EL发射的应用来说,底部承载物的透射特性是不重要的,因此可以是透光、吸光或反光的。用于这种情况下的基片包括但不限于玻璃、塑料、半导体材料、硅、陶瓷和线路板材料。同样,基片可以是在例如主动矩阵TFT构造中所组成的包含多层材料的复合结构。当然,在这些装置构造中设置透光顶部电极是不必要的。
阳极:
当通过阳极103观察EL发射时,有意义的是,阳极应当是透明的或基本上透明的。本发明中使用的普通透明阳极材料是铟-锡氧化物(ITO)、铟-锌氧化物(IZO)和氧化锡,但也可以使用其它金属氧化物,包括而不限于掺杂铝或铟的氧化锌、镁-铟氧化物和镍-钨氧化物。除了这些氧化物以外,金属的氮化物,例如氮化镓,和金属的硒化物,例如硒化锌,和金属的硫化物,例如硫化锌,可以被用作阳极103。阳极可以用等离子沉积的氟碳化合物进行改良。对于仅通过阴极电极观察电致发光发射的应用来说,阳极的透明特性是不重要的,因而任何传导材料,穿透性的、不透光的或反射性的,都可以予以使用。这种应用的实例性导体包括,但不限于,金、铱、钼和铂。典型的阳极材料,透明的或别样的,具有4.1eV或更高的工作函数。通常用任何适宜的方法例如蒸发、溅射、化学蒸气沉积或电化学方法,来沉积所要求的阳极材料。可以用众所周知的照像平板印刷法给阳极提供图案。任选地,在施加其它层之前将阳极抛光降低表面粗糙度,以便把漏电的可能性减至最小程度或提高反射率。
空穴注入层(HIL):
尽管并不总是必要的,但将空穴注入层105设置在阳极103与空穴传输层107之间往往是有用的。空穴注入材料可以被用来改善随后有机层薄膜的形成特性,并有利于空穴注入空穴传输层。用于空穴注入层的适宜材料包括但不限于如描述于US-A-4,720,432中的卟啉(porphyrinic)化合物,如描述于US-A-6,208,075中的等离子沉积碳氟化合物、和某些芳族胺,例如,m-MTDATA(4,4′,4″-三[(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯基胺)。用于有机电致发光装置的可供选择的空穴注入材料描述于EP0891121A1和EP1029909A1中。
空穴传输层(HTL)
有机电致发光装置的空穴传输层一般包含至少一种空穴传输化合物例如芳族叔胺,其中后者是包含至少一个只键合到碳原子上的三价氮原子的化合物,所述碳原子中的至少一个是芳环的一个单元。在一种形式中,芳族叔胺可以是芳基胺,例如单芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或聚芳基胺。Klupfel等人的US-A-3,180,730对示例性单体三芳基胺进行了说明。其它适宜的被一个或多个乙烯基取代和/或包含至少一个含活性氢的基团的三芳基胺由Brantley等人公开于US-A-3,567,450和US-A-3,658,520中。
更优选的芳族叔胺类化合物,是如US-A-4,720,432和US-A-5,061,569中描述的包含至少两个芳族叔胺部分的那些。这样的化合物包括由式(A)代表的那些化合物:
Figure C20038011005200491
其中Q1和Q2独立地选自芳族叔胺部分,G是连接基团例如具有碳-碳键的亚芳基、亚环烷基或亚烷基。在一个实施方案中,Q1或Q2中至少一个包含多环稠合环结构,例如萘。当G是芳基时,其适宜地为亚苯基、二亚苯基或萘部分。
有用类的满足结构式(A)并包含两个三芳基胺部分的三芳基胺由结构式(B)代表:
Figure C20038011005200501
其中:
R15和R16独立地代表氢原子、芳基或烷基,或者R1和R2共同代表构成环烷基的原子;且
R17和R18分别独立地代表芳基,所述芳基又被如由结构式(C)代表的二芳基取代的氨基取代:
Figure C20038011005200502
其中R19和R20独立地选自芳基。在一个实施方案中,R19或R20中至少一个含有多环稠合环结构,例如萘。
另一类芳族叔胺是四芳基二胺。合乎需要的四芳基二胺包括例如式(C)所代表的通过亚芳基连接的两个二芳基氨基。有用的四芳基二胺包括由式(D)代表的那些:
其中每个Ar3独立地选自亚芳基例如亚苯基或蒽部分,
t是1-4的整数,且
Ar4、R21、R22和R23独立地选自芳基。
在一个典型的实施方案中,Ar4、R21、R22和R23中至少一个是多环稠合环结构,例如萘。
上述结构式(A)、(B)、(C)、(D)的各种烷基、亚烷基、芳基和亚芳基部分,各自本身又可以被取代。典型的取代基包括烷基、烷氧基、芳基、芳氧基和卤素例如氟、氨和溴。各种烷基和亚烷基部分通常包含约1-6个碳原子。环烷基部分可以包含3-10碳原子,但通常含有5、6、或7个环碳原子,例如,环戊基、环己基和环庚基环结构。芳基和亚芳基部分通常是苯基和亚苯基部分。
空穴传输层可以由单一的芳族叔胺化合物或芳族叔胺化合物的混合物形成。尤其是,可以将三芳基胺例如满足式(B)的三芳基与四芳基二胺例如由式(D)代表的四芳基二胺联合在一起使用。当将三芳基胺与四芳基二胺联合在一起使用时,后者是作为介入三芳基胺与电子注入和传输层之间的夹层设置的。有用的芳族叔胺的示例如下:
1,1-二(4-二-对甲苯基氨基苯基)环己烷
1,1-二(4-二-对甲苯基氨基苯基)-4-苯基环己烷
4,4′-二(二苯基氨基)四联苯(quadriphenyl)
二(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)-甲苯
N,N,N-三(对甲苯基)胺
4-(二-对甲苯基氨基)-4′-[4(二-对甲苯基氨基)-苯乙烯基]均二苯代乙烯
N,N,N′,N′-四-对甲苯基-4-4′-二氨基联苯
N,N,N′,N′-四苯基-4,4′-二氨基联苯
N,N,N′,N′-四-1-萘基-4,4′-二氨基联苯
N,N,N′,N′-四-2-萘基-4,4′-二氨基联苯
N-苯基咔唑
4,4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯
4,4′-二[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]联苯
4,4 ″-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]对三联苯
4,4′-二[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]联苯
4,4′-二-[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]联苯
1,5-二-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘
4,4′-二-[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]联苯
4,4 ″-二-[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]对三联苯
4,4′-二-[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]联苯
4,4′-二-[N-(8-荧蒽基)-N-苯基氨基]联苯
4,4′-二-[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]苯基
4,4′-二-[N-(2-并四苯基)-N-苯基氨基]联苯
4,4′-二-[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]联苯
4,4′-二-[N-(1-蔻基)-N-苯基氨基]联苯
2,6-二-(二-对甲苯基氨基)萘
2,6-二-[二-(1-萘基)氨基]萘
2,6-二-[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘
N,N,N′,N′-四(2-萘基)-4,4″-二氨基-对三联苯
4,4′-二-{N-苯基-N-[4-(1-萘基)-苯基]氨基}联苯
4,4′-二-[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]联苯
2,6-二-[N,N-二(2-萘基)胺]芴
1,5-二-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘
4,4′,4″-三[(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯胺
另一类有用的空穴传输材料包括如EP1009041中描述的多环芳族化合物。可以使用具有两个以上胺基团的叔芳族胺,包括低聚物材料。另外,也可以使用聚合空穴传输材料例如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺(Yang,Y.等人Appl.Phys.Lett.1994,64,1245)和共聚物例如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯),也被称为PEDOT/PSS(Groenendaal,L.B.等人Adv.Mater.2000,12,481)。
发光层(LEL)
如共同转让的US-A-4,769,292和US-A-5,935,721中所更为充分描述的,有机电致发光元件的发光层(LEL)109包括发光或荧光材料,其中电发光是作为电子-空穴在该区域耦合重组的结果而产生的。发光层可以由包括小分子和聚合物在内的单一材料构成,但更通常的是由涂以辅助化合物的基片材料构成,其中光主要是从掺杂物中发射出来并可以呈各种颜色。发光层中的基片材料可以是如下面所述的电子传输材料,如上面所述的空穴传输材料,或能够保持空穴-电子重组的另一种材料或材料的组合。掺杂物通常选自强荧光染料,但如WO98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676、和WO 00/70655中描述的磷光化合物也是有用的。同时,使用不同发射波长的掺杂物,电致发光装置的颜色可以发生改变。通过使用掺杂物混合物,单一掺杂物的混合光谱电致发光颜色特性就产生了。在共同转让的关于荧光染料的US-A-4,769,292中,对用于电致发光装置的掺杂物配置做了相当详细的描述。通常将掺杂物以0.01-10%重量涂布到基片材料上。聚合材料例如聚芴和聚(亚芳基亚乙烯基)(例如聚(对亚苯基亚乙烯基),PPV)也可以被用作基片材料。在这种情况下,可以使小分子掺杂物以分子形态分散到聚合基片中,或者通过将较小的组分共聚到基片聚合物中来添加掺杂物。
选择作为掺杂物的染料的一个重要关系,是在分子最高的已充满的分子轨道(HOMO)与最低的未充满的分子(LUMO)之间对带隙电势进行比较。对于从基片到掺杂物分子的有效的能量转移来说,必要的条件是掺杂物的带隙小于基片材料的带隙。对于磷光发射体来说,同样重要的是,基片的基质三态能量水平应当足够高以便能够使能量从基片转移到掺杂物。
对于小分子来说,已知可用的基片和小分子包括,但不限于,公开于下列文献的那些:US-A-4,768,292;US-A-5,141,671;US-A-5,150,006;US-A-5,151,629;US-A-5,405,709;US-A-5,484,922;US-A-5,593,788;US-A-5,645,948;US-A-5,683,823;US-A-5,755,999;US-A-5,928,802;US-A-5,935,720;US-A-5,935,721,和US-A-6,020,078。
例如,8-羟基喹啉和类似衍生物(式E)的小分子金属配合物构成一类能够支持电发光的有用的基质化合物,并且特别适合于波长长于500nm例如绿、黄、橙和红色光的光发射。
Figure C20038011005200531
其中:
M代表金属;
t是1-4的整数;且
T在每次出现时独立地代表形成具有至少两个稠合芳环的核的原子。
从上面所述,显而易见的是,金属可以是单价、二价、三价或四价金属。金属可以例如是碱金属,例如锂、钠、或钾;碱土金属,例如镁或钙;土金属例如铝或镓,过渡金属例如锌或锆。通常,任何已知有用的螯合金属的单价、二价三价或四价金属都可予以使用。
T形成含有至少两个稠合芳环的杂环,所述稠合芳环中的至少一个是吡咯或吖嗪环。如果需要,可以用两个需要的环与包括脂族环和芳环在内的另外的环稠合。为了避免没有改进功能却使分子尺寸增加,环原子的数目通常保持在18或以下。
有用的螯合oxinoid化合物如下:
CO-1:三喔星铝[别名,三(8-羟基喹啉醇化)铝(III)]
CO-2:二喔星镁[别名,二(8-羟基喹啉醇化)镁(II)]
CO-3:双[苯并{f}-8-羟基喹啉醇化]锌(II)
CO-4:二(2-甲基-8-羟基喹啉醇化)铝(III)-μ-氧代-二(2-甲基-8-羟基喹啉醇化)铝(III)
CO-5:三喔星铟[别名,三(8-羟基喹啉醇化)铟]
CO-6:三(5-甲基喔星)铝[别名,三(5-甲基-8-羟基喹啉醇化)铝(III)]
CO-7:喔星锂[别名,(8-羟基喹啉醇化)锂(I)]
CO-8:喔星镓[别名,三(8-羟基喹啉醇化)镓(III)]
CO-9:喔星锆[别名,四(8-羟基喹啉醇化)锆(IV)]
9,10-二-(2-萘基)蒽(式F)的衍生物构成一类有用的能够支持电发光的基质材料,并且特适合于波长长于400nm例如兰、绿、橙或红色光的光发射。
其中:R24、R25、R26、R27、R28和R29代表每个环上的一个或多个取代基,其中每个取代基各自选自下列基团:
组1:氢或具有1-24个碳原子的烷基;
组2:具有5-20个碳原子的芳基或取代的芳基;
组3:形成蒽基、芘基或苝基的稠合芳环所必须的4-24个碳原子;
组4:形成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它杂环系所必须的具有5-24碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;
组5:具有1-24个碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基;和
组6:氟、氯、溴或氰基。
例证性实例包括9,10-二-(2-萘基)蒽和2-叔丁基-9,10-二-(2-萘基)蒽。其它的蒽衍生物可以用作LEL中的基质,包括9,10-双[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽的衍生物。
苯并唑衍生物(式G)构成另一类有用的能够支持电发光的基质,并且特别适合于波长长于400nm例如兰、绿、黄、橙、或红色光的光发射。
Figure C20038011005200551
其中:
t1是3-8的整数;
Z1是O、NR31或S;且
R30和R31各自是氢;具有1-24个碳原子的烷基,例如丙基、叔丁基、庚基等;具有5-20个碳原子的芳基或杂原子取代的芳基例如苯基和萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基和其它杂环系;和卤素例如氯、氟;或形成稠合芳环所必须的原子;
Z2是由烷基、芳基、取代的烷基或取代的芳基构成的连接单元,所述连接单元共轭或非共轭地将多个苯并唑连接在一起。有用的苯并唑的实例是2,2′,2 ″-(1,3,5-亚苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
二苯乙烯基亚芳基衍生物也是有用的基质,如US-A-5,121,029中所描述。咔唑衍生物特别适用于磷光发射体。
掺合了如式(E)、(F)和(G)代表的上述小分子部分的聚合物是有用的基质材料。含有9,10-二-(2-萘基)蒽的聚合物的实例公开于US-A-6,361,887中。
有用的荧光掺杂物(FD)包括但不限于蒽的衍生物、并四苯、呫吨、苝、红荧烯、香豆素、若丹明、和喹吖啶酮、二氰基亚甲基吡喃化合物、噻喃化合物、聚次甲基化合物、吡喃和噻喃化合物、芴衍生物、periflanthene衍生物、茚并苝衍生物、双(吖嗪基)胺硼化合物、双(吖嗪基)甲烷化合物和carbostyryl化合物。有用的磷光掺杂物(PD)包括但不限于铱、铂、钯或锇过渡金属的有机金属配合物。有用的掺杂物的例证性实例包括但不限于以下:
Figure C20038011005200571
FD 1 R=H
FD 2 R=CO2Pr-i
Figure C20038011005200572
FD 3 R=H,R’=t-Bu
FD 4 R=R’=t-Bu
Figure C20038011005200573
Figure C20038011005200581
FD 8 R=R’=H
FD 9 R=Me,R’=H
FD 10 R=Pr-i,R’=H
FD 11 R=Me,R’=F
FD 12 R=苯基,R’=H
Figure C20038011005200582
FD 13 R=R’=H,X=O
FD 14 R=H,R’=Me,X=O
FD 15 R=Me,R’=H,X=O
FD 16 R=Me,R’=Me,X=O
FD 17 R=H,R’=t-Bu,X=O
FD 18 R=t-Bu,R’=H,X=O
FD 19 R=R’=t-Bu,X=O
FD 20 R=R’=H,X=S
FD 21 R=H,R’=Me,X=S
FD 22 R=Me,R’=H,X=S
FD 23 R=Me,R’=Me,X=S
FD 24 R=H,R’=t-Bu,X=S
FD 25 R=t-Bu,R’=H,X=S
FD 26 R=R’=t-Bu,X=S
Figure C20038011005200591
FD 27 R=R’=H,X=O
FD 28 R=H,R’=Me,X=O
FD 29 R=Me,R’=H,X=O
FD 30 R=Me,R’=Me,X=O
FD 31 R=H,R’=t-Bu,X=O
FD 32 R=t-Bu,R’=H,X=O
FD 33 R=R’=t-Bu,X=O
FD 34 R=R’=H,X=S
FD 35 R=H,R’=Me,X=S
FD 36 R=Me,R’=H,X=S
FD 37 R=Me,R’=Me,X=S
FD 38 R=H,R’=t-Bu,X=S
FD 39 R=t-Bu,R’=H,X=S
FD 40 R=R’=t-Bu,X=S
Figure C20038011005200592
FD 41 R=苯基
FD 42 R=Me
FD 43 R=t-Bu
FD 44 R=基
Figure C20038011005200601
FD 45 R=苯基
FD 46 R=Me
FD 47 R=t-Bu
FD 48 R=基
Figure C20038011005200611
电子传输层(ETL):
优选的用于形成本发明有机电致发光装置的电子传输层111的薄膜形成材料是金属螯合oxinoid化合物,包括喔星本身(通常也称作8-喹啉醇或8-羟基喹啉)的螯合物。这样的化合物有助于发射和传输电子并显示二者的高水平运作,并且易于构造形成薄膜。预料的薄膜形成材料的实例是上述满足式(E)的那些化合物。
其它电子传输材料包括如US-A-4,356,429中所公开的各种丁二烯衍生物和如US-A-4,539,507中所公开的各种杂环光学增亮剂。满足结构式(G)的吲哚也是有用的电子传输材料。三嗪已知也是有用的电子传输材料。如US-A-6,451,457中所述,包括小分子和聚合物在内的二唑化合物是有用的电子传输材料。
阴极:
当完全通过阳极观察发光时,用于本发明的阴极113可以几乎由任何传导材料构成。合乎要求的材料具有良好的薄膜形成特性以保证与底面有机层接触良好,促进电子在低电压的发射,并且具有稳定性。有用的阴极材料通常含有低工作函数金属(<4.0eV)和金属合金。一种优选的阴极金属材料是由Mg:Ag合金构成,其中如共同转让的US-A-4,885,221中所描述,银的百分比为1-20%。另一适宜种类的阴极材料,包括含有与有机层(例如ETL)相接触的薄电子发射层(EIL)的双层,所述有机层被覆以一厚层传导材料。这时,EIL优选包含低工作函数金属或金属盐,而如果这样,该较厚的覆盖层不需要具有低工作功能函数。如共同传让的US-A-5,677,572中所描述,一种这样的阴极由一LIF的薄层再加上一较厚层A1构成。其它有用的阴极金属装置包括,但不限于,在共同转让的US-A-5,059,861、US-A-5,059,862和US-A-6,140,763中所公开的那些。
当通过阴极观察发光时,阴极必须是透明的或几乎透明的。对于这种运用,金属必须薄或者阴极必须用透明的传导氧化物,或者是这些材料的组合。光学透明阴极被详细描述于下列文献中:US-A-5,837,391、US-A-5,677,572、US-A-5,776,622、US-A-5,776,623、US-A-5,714,838、US-A-5,969,474、US-A-5,739,545、US-A-5,981,306、US-A-6,137,223、US-A-6,140,763、US-A-6,172,459、US-A-6,278,236、US-A-6,284,3936、EP1076368和JP 3,234,963。阴极材料通常通过蒸发、溅射、或化学蒸气沉积方法来沉积。在需要时,可以通过已知的方法来得到构图,所述方法包括,但不限于,完全掩模沉积、如US-A-5,276,380和EP0732868中描述的整体影像掩模、激光烧蚀和选择性化学蒸气沉积。
其它有用的有机层和装置的结构
在某些实例中,可以任选将层109和111做成保持光发射和电子传输的单一层。另一方面,可以任选将层107、109和111做成保持光发射以及通路和电子传输的单一层。这是本发明优选的电致发光装置,并且将其称作“单一层”装置。
可以将发射掺杂物加到作为基片的通路-传输层中,这在本领域也是已知的。可以将多种掺杂物加到一层和多层中,以便产生白光发射的电致发光装置,例如,通过将蓝色和黄色发射材料、兰绿色和红色发射材料、和红色、绿色、和蓝色发射材料结合在一起。白光发射装置被描述于,例如EP1187235、EP1182244、美国专利文献20020025419、和US-A-5,683,823、US-A-5,503,910、US-A-5,405,709、和US-A-5,283,182中。
另外的层例如为本领域所知的电子或通路-阻断层可以被用于本发明装置中。通路-阻断层通常被用于改善磷光发射装置的功效,如美国专利文献20020015859中所描述。
本发明可以被用于通常所说的重叠装置结构,例如US-A-5,703,436和US-A-6,337,492所描述。
有机层的沉积
通过各种方法例如蒸气沉积或升华方法、电子束方法、溅射方法、热传输方法、分子叠片方法和涂布方法例如溶液浇注、离心涂布或喷墨印刷,附之以任选的结合剂以改善薄膜形成,可以将有机层沉积为高质量的透明薄膜。如果材料是聚合物,溶剂沉积通常为优选。通过升华进行沉积的材料,可以将其从通常由钽构成的(如美国US-A-6,237,529中所描述)升华器“舟皿”中蒸发,或者首先将其涂布到供体薄片上,然后以较为接近的距离升华到基片上。以材料混合物涂层可以用分别的升华舟皿,或者将材料混合物预先混合,然后由单一舟皿或施主薄片涂布。图案化沉积可以用影像掩模、整体影像掩模(US-A-5,294,870)、由供体薄片的空间限定热染料传递(US-A-5,688,551、US-A-5,851,709和US-A-6,066,357)和喷墨方法(US-A-6,066,357)来获得。
优选地,用离心涂布或喷墨印刷技术来沉积本发明有机材料,在单层装置中只沉积一种化合物。
封装:
大多数电致发光装置都对潮湿或氧气或对二者敏感,所以通常将它们与干燥剂例如氧化铝、铝土矿、硫酸钙、粘土、或金属的卤化物和高氯酸盐一道密封在惰性气氛例如氮气或氩气中。封装和干燥方法包括,但不限于,US-A-6,226,890中所描述的那些。另外,阻挡层例如SiOx、Teflon、和交替无机/聚合物层使本领域已知的用于封装的材料。
光学最优化:
如果需要,本发明有机电致发光装置可以运用各种众所周知的光学效应来提高其性能。这些光学效应包括将层的厚度最优化以产生最大的光透射,设置介质镜结构,用光吸收电极替换反射电极,在显示器上提供抗炫目和抗反射涂层,或者在显示器上设置有色、中性色度或色彩转换滤光片。可以将滤光片、偏振滤片、和抗炫目或抗反射涂层特别提供于盖面上或成为盖面的部分。
实施例
通过下面的具体实施例对本发明及其优点予以进一步说明:
小分子的合成
用于本发明构成聚合物的单体没有必要对之加以特别限制。只要所形成的聚合物满足通式(V)和(VI),任何单体都可以使用。典型的合成步骤显示于反应方案1-11中。
Figure C20038011005200651
反应方案1
反应方案2
Figure C20038011005200671
反应方案3
Figure C20038011005200681
反应方案4
Figure C20038011005200691
反应方案5
Figure C20038011005200692
反应方案6
Figure C20038011005200701
反应方案7
Figure C20038011005200711
反应方案8
Figure C20038011005200721
反应方案9
Figure C20038011005200722
反应方案10
Figure C20038011005200731
反应方案11
实施例1:化合物1(2,5-二甲氧基-庚酰苯)
把1,4-二甲氧基苯(15.0g,0.11mol)溶解于100mL二氯甲烷中,然后将溶液冷却至0℃。向溶液中分批加入氯化铝(17.37g,0.13mol)并将化合物搅拌10分钟。通过添加漏斗加入庚酰氯(17.75g,0.12mol)。2小时后,反应完成并用稀的HCl溶液谨慎地将反应中止。将有机相分离,用稀的碳酸氢钠洗涤,然后用硫酸镁干燥。用庚烷(10/90)作为洗脱剂,将粗产物经由硅胶柱纯化,获得纯的产物,其为澄清的油状物(产率75%)。FD-MS:250(M+)。
实施例2:化合物2(2,5-二羟基-庚酰苯)
把化合物1(10.0g,0.040mol)溶解于150mL甲苯中。向该溶液中分批加入氯化铝(11.72g,0.088mol)。将反应在80℃加热过夜。冷却至室温后,把反应倒入稀的HCl溶液中。将有机相分离,并用二氯甲烷萃取水相。把合并的有机相用硫酸镁干燥。通过从己烷/乙酸乙酯中重结晶将粗产物纯化,获得6.42g纯的产物,为黄色蓬松固体(产率72%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.89(t,J=6.6Hz,3H),1.28-1.39(m,6H),1.67-1.76(m,2H),2.91(t,J=7.5Hz,2H),5.37(br,1H),6.87(d,J=8.9Hz,1H),7.03(dd,J1=8.9Hz,J2=3.0Hz,1H),7.22(d,J=3.0Hz,1H),12.06(s,1H);FD-MS:222(M+).
实施例3:化合物3(5-苄氧基-2-羟基-庚酰苯)的合成
把化合物2(53.60g,0.24mol)溶解于500mL丙酮中。向溶液中加入无水碳酸钾(36.66g,0.26mol)。将混合物搅拌10分钟,然后滴加苄基溴(45.37g,0.26mol)。把反应回流过夜。冷却至室温后,将反应过滤并蒸发去丙酮。用乙醚萃取残余物并用硫酸镁干燥。用庚烷/乙酸乙酯(98/2)作为洗脱剂,将粗产物经由硅胶柱纯化。在从庚烷中进一步重结晶后获得50.12g产物,为浅黄色固体(产率0.67%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.90(t,J=6.6Hz,3H),1.32-1.39(m,6H),1.64-1.71(m,2H),2.88(t,J=7.5Hz,2H),5.03(s,2H),6.91(d,J=9.0Hz,1H),7.15(dd,J1=9.0Hz,J2=3.0Hz,1H),7.25(d,J=3.0Hz,1H),7.32-7.43(m,5H),11.99(s,1H);FD-MS:222(M+).
实施例4:化合物4的合成
将化合物3(50.0g,0.16mol)溶解于二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中加入三乙胺(19.4g,0.19mol),继之缓慢加入三氟甲磺酸酐(54.2g,0.19mol)。在室温把混合物搅拌几小时直到反应完成为止。将反应用水中止,用二氯甲烷萃取,然后用MgSO4干燥。使粗产物通过硅胶短垫重结晶,然后再从庚烷中重结晶,获得55.0g纯的产物,为蓬松白色粉末(产率77%)。FD-MS:444(M+)。
实施例5:化合物5(2-溴-6-苄氧基萘)的合成
把6-溴-2-萘酚(50.0g,0.22mol)溶解于150mL DMF中,然后加入碳酸钾(123.92g,0.90mol)。将混合物搅拌10分钟,然后加入苄基溴(95.84g,0.56mol)。把反应混合物在90℃加热4小时,然后倒入水中。收集粗产物,为黄色粉末,然后通过从乙醇中重结晶纯化,获得68.05g纯的产物,为闪亮白色针状物(产率97%)。
1HNMR(CDCl3)δppm:5.17(s,2H),7.18(d,J=2.4Hz,1H),7.25(dd,J1=8.9Hz,J2=2.5Hz,1H),7.35-7.52(m,6H),7.60(d,J=8.8Hz,1H),7.67(d,J=8.9Hz,1H),7.92(d,J=1.6Hz,1H);13C NMR(CDCl3):70.08,107.09,109.74,117.15,120.08,127.56,128.11,128.42,128.55,128.64,129.62,130.09,132.96,136.57;FD-MS:313(M+).
实施例6:化合物6(6-苄氧基-2-萘硼酸)的合成
把化合物5(15.65g,0.050mol)溶解于200mL无水THF中,然后冷却至-78℃。向冷的溶液中滴加n-BuLi(30mL,2.5M再己烷中的溶液,0.075mol)以将温度保持在-60℃以下。1小时后,加入硼酸三甲酯(10.39g,0.10mol),然后将反应搅拌3小时。将反应用稀的HCl中止,在室温搅拌1小时,然后用二氯甲烷萃取。把有机相用MgSO4干燥,然后浓缩。将粗产物从甲苯中重结晶,获得浅灰色固体,将该固体在甲醇中重结晶以除去不溶解的副产物。把纯的产物从滤液中浓缩,为白色固体,6.1g(产率44%)。FD-MS:278(M+)。
实施例7:化合物7的合成
把化合物4(24.16g,0.054mol)和化合物6(13.60g,0.049mol)溶解于100mL甲苯和2M Na2CO3溶液(36mL,0.072mol)中,然后加入几滴相转移试剂Aquat 336。将混合物通入氮气10分钟,然后加入催化剂四(三苯基膦)钯(0.85g,1.5mol%)。将反应在105℃加热3小时。冷却下来后,把有机相分离,用二氯甲烷萃取有机相。将合并的有机相用MgSO4干燥。将粗产物从己烷中重结晶两次,获得15.13g纯的产物,为白色粉末(产率58%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.73(t,J=7.2Hz,3H),0.92-0.97(m,4H)1.04-1.10(m,2H),1.35-1.40(m,2H),2.22(t,J=7.4Hz,2H),5.15(s,2H),5.21(s,2H),7.11-7.16(m,2H),7.26-7.52(m,14H),7.67(d,J=1.3Hz,1H),7.76(d,J=8.4Hz,2H);13C NMR(CDCl3):14.04,22.36,24.56,28.59,31.35,42.92,70.06,70.24,106.87,113.39,117.12,119.62,127.12,127.31,127.37,127.44,127.96,128.01,128.53,128.83,129.51,131.51,135.40,136.61,142.18,156.89,157.82,208.15;FD-MS:528(M+).
实施例8:化合物8的合成
把化合物7(11.20g,0.021mol)溶解于100mL无水THF中,然后冷却至0℃。在氮气氛下分批加入LAH(1.60g,0.042mol)。加入后,将反应搅拌15分钟,然后谨慎地用硫酸钠十水合物中止反应。把反应过滤,并将沉淀固体用二氯甲烷洗涤。将滤液浓缩,获得纯的产物,定量产率11.35g。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.78(t,J=7.1Hz,3H),1.11-1.69(m,10H),4.81-4.85(m,1H,OH),5.15(s,2H),5.21(s,2H),6.96(dd,J1=8.5Hz,J2=2.6Hz,2H),7.20-7.52(m,14H),7.65(s,1H),7.73(d,J=2.2Hz,1H),7.73-7.77(m,1H);13C NMR(CDCl3):14.00,22.50,25.81,28.95,31.60,38.76,70.07,70.48,106.97,109.76,111.76,113.77,119.47,126.49,127.55,127.98,128.03,128.54,128.59,128.63,128.79,129.46,131.37,133.26,133.54,136.82,143.92,156.84;FD-MS:530(M+).
实施例9:化合物9的合成
把化合物8(14.10g,0.028mol)溶解于100mL二氯甲烷,然后冷却至0℃。向溶液中加入乙醚合三氟化硼(5.9g,0.042mol)。20分钟后,将反应谨慎地用饱和碳酸氢钠溶液中止。把有机相分离,用二氯甲烷萃取水相。将合并的有机相用MgSO4干燥。把粗产物从己烷中重结晶两次,获得8.21g产物,为灰白色固体(产率56%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.72(t,J=7.1Hz,3H),0.80-0.83(m,2H),1.03-1.12(m,6H);2.02-2.14(m,1H),2.17-2.27(m,1H),4.26-4.29(m,1H),5.10(s,2H),5.14(s,2H),6.96(dd,J1=8.3Hz,J2=2.2Hz,1H),7.16-7.47(m,14 H),7.59(d,J=8.3Hz,1H),7.65-7.73(m,2H),7.93(d,J=8.7Hz,1H);13C NMR(CDCl3):14.00,22.57,24.41,29.52,31.52,33.66,47.10,70.03,70.40,108.66,111.51,113.19,118.79,119.16,119.70,125.36,126.83,127.56,127.60,127.94,128.01,128.57,128.61,133.82,135.35,136.64,136.93,137.15,142.34,149.97,155.86,157.93;FD-MS:512(M+).
实施例10:化合物10的合成
把化合物9(8.20g,0.016mol)悬浮于16mL DMSO中,然后通过向混合物通以氮气10分钟对混合物进行脱气处理。在氮气氛下向该混合物中加入3滴相转移试剂Aquat336和50% NaOH水溶液(2.56g,0.032mol)。反应立即变成鲜亮的橙色。然后滴加正己基溴(3.20g,0.019mol),把反应加热至80℃。橙色消失,反应变成浅黄色并且澄清。20分钟后,把反应倒入水中,然后用乙醚萃取。将合并的有机相用水洗涤,然后用MgSO4干燥。除去溶剂后,获得纯的产物,为浅褐色至黄色油状物(定量产率)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.44-0.52(m,4H),0.76(t,J=7.1Hz,6H),0.94-1.12(m,12H),2.13-2.23(m,2H),2.42-2.52(m,2H),5.21(s,2H),5.24(s,2H),7.05(dd,J1=8.2Hz,J2=2.3Hz,1H),7.11(d,J=2.1Hz,1H),7.33-7.58(m,14H),7.68(d,J=8.2Hz,1H),7.76-7.84(m,2H),8.16(d,J=9.2Hz);13C NMR(CDCl3):13.94,22.50,23.50,29.54,31.31,40.52,57.22,69.97,70.35,108.93,109.42,112.98,118.68,118.82,119.41,124.78,125.97,127.01,127.62,127.91,127.99,128.52,128.58,134.22,135.02,136.94,137.01,137.09,143.56,153.66,155.55,158.24;
FD-MS:596(M+).
实施例11:化合物11的合成
把化合物10(9.55g,0.016mol)溶解于100mL二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中滴加三溴化硼(6.05g,0.024mol)。30分钟后,将反应用饱和碳酸氢钠溶液中止。用二氯甲烷萃取水层,并将合并有机层用水洗涤,然后用MgSO4干燥。将粗产物用最小量的二氯甲烷洗涤至4.21g,获得纯的产物,为浅棕黄色固体,把滤液经由硅胶柱色谱法纯化,获得1.42g产物(总产率84%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.34-0.47(m,4H),0.69(t,J=7.0Hz,6H),0.90-1.05(m,12H),2.05-2.13(m,2H),2.33-2.43(m,2H),4.78(br,1H),4.93(br,1H),6.82(dd,J1=8.1Hz,J2=2.3Hz,1H),6.90(d,J=2.2Hz,1H),7.15(J1=9.0Hz,J2=2.3Hz,1H),7.24(d,J=2.4Hz,1H),7.57(d,J=8.0Hz,1H),7.67(d,J=8.2Hz,1H),7.75(d,J=8.4Hz,1H),8.06(d,J=9.1Hz,1H);13C NMR(CDCl3):13.93,22.50,23.51,29.55,31.34,40.53,109.45,109.75,111.37,113.78,117.60,118.85,118.88,119.61,125.09,126.58,128.80,128.80,134.92,143.47,152.08,154.80;FD-MS:416(M+).
实施例12:化合物12的合成
把化合物11(5.60g,0.013mol)三乙胺(3.56g,0.035mol)溶解于80mL二氯甲烷中,然后将溶液冷却至0℃。缓慢加入三氟甲磺酸酐(9.10g,0.032mol)。30分钟后,用水中止反应,然后用二氯甲烷萃取水相。将合并的有机相用水洗涤,然后用MgSO4干燥。把粗产物从庚烷中重结晶,获得7.12g纯的产物,为浅奶油色针状物(产率79%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.30-0.40(m,4H),0.69(t,J=6.9Hz,6H),0.88-1.04(m,12H),2.17-2.67(m,2H),2.38-2.48(m,2H),7.31-7.34(m,2H),7.48(dd,J1=9.2Hz,J2=2.5Hz,1H),7.83(d,J=8.2Hz,1H),7.87(d,J=2.5Hz,1H),7.91-7.98(m,2H),8.25(d,J=9.3Hz,1H);13C NMR(CDCl3):13.80,22.32,23.40,29.22,31.15,40.03,58.08,115.56,120.12,120.23,120.27,120.76,120.98,125.93,128.91,129.10,133.98,138.58,140.81,145.08,146.56,149.20,154.48;FD-MS:680(M+).
实施例13:化合物13的合成
把化合物12(1.81g,0.003mol)、双(新戊基甘醇酸化)二硼(1.31g,0.006mol)和乙酸钠(1.55g,0.016mol)混合于15mL二氧杂环己烷中。向混合物通以氮气5分钟,然后加入催化剂双(二苯基膦基)二茂铁钯氯化物(Pd(dppf)2Cl2)(70mg,0.03mol%)和配位dppf(40mg,0.03mol%)。在氮气氛下把反应加热至80℃。将反应用二氯甲烷和水萃取,然后使粗产物通过硅胶短垫,获得1.31g纯的产物,为浅黄色泡沫状物(产率82%)。
1H NMR(CDCl3):0.26-0.40(m,4H),0.66(t,J=7.0Hz,6H),0.83-0.98(m,12H),1.07(s,12H),2.21-2.31(m,2H),2.42-2.52(m,2H),3.83(s,4H),3.84(s,4H),7.75(d,J=8.8Hz,1H),7.83(d,J=8.4Hz,1H),7.85-7.92(m,4H),8.18(d,J=8.5Hz,1H),8.44(s,1H);13C NMR(CDCl3):13.91,21.95,22.04,22.49,23.48,29.54,31.31,31.92,31.97,40.09,57.31,72.35,72.44,109.77,118.47,122.62,127.10,129.00,130.06,131.75,132.61,133.18,136.64,139.72,144.00,144.78,151.40;FD-MS:608(M+).
实施例14:化合物14(2,6-二己氧基萘)的合成
在碳酸钾(129.6g,0.94mol)存在下,在95℃使2,6-二羟基萘(30.0g,0.19mol)与正己基溴(68.06g,0.41mol)在400mL DMF中反应3小时。把反应倒入700mL水中,然后将沉淀物过滤,用水洗涤,并干燥。将粗产物从乙醇中重结晶,获得54.5g(产率88%)纯的产物白色晶体。
1H NMR CDCl3)δ(ppm):0.91(t,J=6.9Hz,6H),1.32-1.40(m,8H),1.44-1.54(m,4H),1.77-2.86(m,4H),4.02(t,J=6.6Hz,4H),7.06-7.12(m,4H),7.60(d,J=8.8Hz,2H);M.p.78-79℃;
FD-MS:328(M+).
实施例15:化合物15的合成
把化合物14(25.5g,0.078mol)溶解于250mL二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中分批加入氯化铝(12.7g,0.085mol),然后经由添加漏斗加入庚酰氯(12.4g,0.093mol)。用TLC监控反应,然后用2N HCl溶液谨慎地将反应中止。将反应用二氯甲烷萃取,然后把合并的有机相用MgSO4干燥。将粗产物从庚烷中重结晶,获得25.4g(产率74%)浅黄色粉末。
1H NMR CDCl3)δ(gpm):0.77-0.85(m,9H),1.21-1.39(m,18H),1.61-1.76(m,6H),2.84(t,J=7.4Hz,2H),3.91-4.00(m,4H),6.98(d,J=2.4Hz,1H),7.04(dd,J1=9.1Hz,J2=2.4Hz,1H),7.09(d,J=9.1Hz,1H),7.48(d,J=9.2Hz,1H),7.61(d,J=9.1Hz,1H);FD-MS:440(M+).
实施例16:化合物16的合成
将化合物15(20.0g,0.045mol)溶解于200mL二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中缓慢加入三溴化硼(34.45g(13.0mL),0.14mol)。把反应搅拌1小时,然后谨慎地用饱和NaHCO3溶液中止反应。将反应用二氯甲烷萃取,把合并的有机相用MgSO4干燥。将粗产物从庚烷中重结晶,获得10.2g(产率83%)纯的产物,为黄色固体。
1H NMR CDCl3)δ(ppm):0.85(t,J=7.0Hz,3H),1.29-1.35(m,6H),1.77-1.84(m,2H),3.13(t,J=7.4Hz,2H),5.04(br,1H),7.10-7.19(m,3H),7.72(d,J=9.9Hz,1H),7.94(d,J=9.3Hz,1H),12.75(s,1H);FD-ES:273(M+1)+.
实施例17:化合物17的制备
把化合物16(30.02g,0.11mol)溶解于200mL丙酮中。向溶液中加入碳酸钾(38.05g,0.28mol)和催化量的18-冠-6。将混合物搅拌5分钟,然后加入苄基溴(47.2g,0.28mol)。把反应加热回流2小时,然后除去溶剂。用二氯甲烷/水萃取残余物。通过用庚烷重结晶获得纯的产物(40.1g,产率80%)。
1H NMR CDCl3)δ(ppm):0.72(t,J=7.4Hz,3H),1.12-1.19(m,6H),1.52-1.61(m,2H),2.78(t,J=7.5Hz,2H),5.01(s,2H),5.04(s,2H),7.03(d J=2.5Hz,1H),7.09(d,J=9.4Hz,1H),7.10(d,J=9.1Hz,1H),7.18-7.34(m,10H),7.46(d,J=9.2Hz,1H),7.56(d,J=9.1Hz,1H);FD-ES:453(M+1)+.
实施例18:化合物18的制备
把化合物17(16.0g,0.035mol)溶解于200mL甲苯中。向溶液中加入无水溴化镁/乙醚配合物(9.12g,0.035mol)。将反应回流过夜。把反应冷却然后加入水。将有机相分离,用醚萃取水相。把合并的有机相用MgSO4干燥。用庚烷/醚作为洗脱剂,经由硅胶柱色谱法纯化,获得纯的产物(11.5g,产率90%)。
1H NMR CDCl3)δ(ppm):0.85(t,J=7.0Hz,3H),1.29-1.35(m,6H),1.77-1.84(m,2H),3.08(t,J=7.4Hz,2H),5.11(s,2H),7.93-7.46(m,8H),7.68(d,J=9.1Hz,1H),7.92(d,J=9.2Hz,1H),12.74(s,1H);FD-MS:362(M+).
实施例19:化合物19的合成
把化合物18(3.02g,0.0083mol)溶解于30mL二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中滴加三乙胺(1.01g,0.0099mol)和三氟甲烷磺酸酐(2.85g,0.01mol)。20分钟后,将反应用水中止,然后用二氯甲烷萃取。经由通过短硅胶柱获得纯的产物(4.0g,定量产率)。FD-MS:494(M+)。
实施例20:化合物20的合成
把化合物6(9.27g,0.033mol)和化合物19(15.0g,0.030mol)溶解于150mL甲苯中。向溶液中加入2M Na2CO3(30mL,0.060mol),然后一滴相转移试剂Aliquat 336。将混合物通以氮气10分钟,然后加入催化剂Pd(PPh3)4(0.52g,1.5mol%)。把反应在105℃加热3小时然后冷却。将反应用二氯甲烷萃取,然后把合并的有机相用MgSO4干燥。将粗产物从庚烷中重结晶,获得10.34g(产率60%)纯的产物,为浅黄色固体。FD-MS:578(M+)。
实施例21:化合物21的合成
把化合物20(1.0g,1.7mmol)溶解于10mL无水THF中,然后冷却至0℃。向溶液中加入LiAlH4(0.10g,2.6mmol)。将反应搅拌20分钟,用硫酸钠十水合物中止反应,然后过滤。把沉淀物用二氯甲烷彻底洗涤。将滤液蒸发,获得0.81g(产率81%)纯的产物,为黄色固体。FD-MS:580(M+)。
实施例22:化合物22的合成
把化合物21(8.85g,0.015mol)溶解于二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中滴加三氟乙酸(2.47g,0.022mol)。20分钟后,用水中止反应,然后用二氯甲烷萃取。将粗产物从庚烷中重结晶,获得纯的产物白色浆状固体(6.36g,产率75%)。
1H NMR CDCl3)δ(ppm):0.32-0.37(m,2H),0.61(t,J=7.0Hz,3H),0.83-0.92(m,4H),1.26-1.38(m,2H),2.53-2.55(m,2H),4.86(br,1H),5.21(s,4H),7.25-7.53(m,17H),7.68(d,J=8.3Hz,1H),7.92(d,J=8.3Hz,1H),8.09(d,J=8.8Hz,1H);13C NMR(CDCl3):13.87,22.42,29.38,31.29,33.79,46.36,70.06,108.61,118.85,119.26,125.45,125.81,126.73,127.62,128.03,128.63,133.96,136.94,137.77,143.45,155.95;FD-MS:562(M+).
实施例23:化合物23的合成
把化合物22(1.0g,1.78mmol)悬浮于2mL DMSO中。通以氮气5分钟对悬浮液进行脱气处理。向悬浮液中加入50%NaOH水溶液(0.28g,3.56mmol)和一滴相转移试剂Aliquat 336,继之缓慢加入正己基溴(0.35g,2.13mmol)。在加入NaOH时,反应变成鲜亮的橙色,而当加入正己基溴时则变为浅黄色。将反应加热至80℃ 20分钟,在此过程中,反应变成澄清的浅黄色溶液。把反应倒入水中,用乙醚萃取并干燥,获得定量纯的产物,为灰白色固体。
1H NMR CDCl3)δ(ppm):0.21-0.25(m,4H),0.59(t,J=7.0Hz,6H),0.74-0.92(m,8H),1.26-1.34(m,4H),2.65-2.70(m,4H),5.19(s,4H),7.30-7.44(m,10H),7.51(d,J=7.2Hz,4H),7.77(d,J=8.3Hz,2H),7.90(d,J=8.3Hz,2H),8.30(d,J=9.2Hz,2H);13C NMR(CDCl3):13.83,22.36,23.54,29.39,31.15,40.12,59.95,69.99,109.15,118.58,118.77,124.67,125.38,127.11,127.64,128.01,128.60,134.65,136.92,137.48,145.14,155.54;FD-MS:646(M+).
实施例24:化合物24的合成
把化合物23(1.0g,1.5mmol)溶解于30mL二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中滴加三溴化硼(0.85g,3.4mmol)。30分钟后,用饱和碳酸氢钠中止反应。用二氯甲烷萃取水层,把合并的有机层用水洗涤,然后用MgSO4干燥。将粗产物用最小量的二氯甲烷洗涤至0.41g,获得纯的产物,为浅棕黄色固体,并用乙醚/庚烷作为洗脱剂,将滤液经由硅胶柱色谱法纯化,获得0.19g产物(总产率74%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.18-0.28(m,4H),0.60(t,J=7.0Hz,6H),0.74-0.98(m,8H),1.12-1.31(m,4H),2.63-2.68(m,4H),5.08(br,2H),7.20(dd,J1=9.1Hz,J2=2.6Hz,2H),7.30(d,J=2.6Hz,2H),7.73(d,J=8.4Hz,2H),7.89(d,J=8.4Hz,2H);FD-MS:466(M+).
实施例25:化合物25的合成
把化合物24(1.0g,2.14mmol)溶解于二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中加入三乙胺(0.54g,5.36mmol),继之缓慢加入三氟甲烷磺酸酐(1.51g,5.36mmol)。将反应在室温搅拌30分钟,然后用水中止。用二氯甲烷萃取反应,然后把有机相用MgSO4干燥,将粗产物从庚烷中重结晶,获得1.1g纯的产物,为浅黄色晶体(产率70%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.13-0.23(m,4H),0.59(t,J=7.0Hz,6H),0.74-0.89(m,12H),2.66-2.72(m,4H),7.50(dd,J1=9.3Hz,J2=2.5Hz,2H),7.90(d,J=2.6Hz,2H),7.97(d,J=8.4Hz,2H),8.09(d,J=8.4Hz,2H),8.44(d,J=9.4Hz,2H);13.74,22.24,23.39,29.13,31.04,40.06,60.53,119.88,120.07,121.18,125.61,128.59,128.81,133.98,139.87,145.87,146.25,FD-MS:730(M+).
实施例26:化合物26的合成
把化合物22(7.0g,12.46mmol)悬浮于15mL DMSO中。通过通入氮气5分钟对悬浮液进行脱气处理。向悬浮液中加入50% NaOH水溶液(1.96g,24.92mmol)和3滴相转移试剂Aliquat 336,继之缓慢加入2-乙基己基溴(2.89g,14.94mmol)。在加入NaOH时,反应变成鲜亮的橙色,而当加入2-乙基己基溴时则变为浅黄色。将反应在80℃加热20分钟,在此过程中,反应变成澄清的浅黄色溶液。把反应倒入水中,用乙醚萃取并干燥,获得定量6.8g纯的产物,为浅黄色粘稠油状物(产率92%)。FD-MS:674(M+)
实施例27:化合物27的合成
将化合物26(8.0g,11.87mmol)溶解于二氯甲烷中,然后加热至0℃。向溶液中滴加三溴化硼(7.47g,29.68mmol)。把反应搅拌20分钟,用饱和Na2CO3溶液中止反应,然后用二氯甲烷萃取。用1/1二氯甲烷/庚烷作为洗脱剂,将粗产物经由硅胶柱色谱法纯化,获得3.5g纯的产物,为浅褐色固体(产率60%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.16-0.87(m,26H),2.62-2.67(m,4H),7.20(dd,J1=9.1Hz,J2=1.3Hz,2H),7.28(d,J=2.6Hz,2H),7.73(d,J=8.3Hz,2H),7.88(dd,J1=8.3Hz,J2=1.2Hz,2H),8.28(dd,J1=9.1Hz,J2=2.6Hz,2H);13C NMR(CDCl3):10.34,13.86,13.96,22.46,22.55,23.25,26.51,27.70,29.42,31.22,32.79,35.64,41.18,43.51,59.70,111.47,111.50,131.31,117.33,117.36,118.76,125.35,125.47,125.54,.61,126.68,126.73,134.53,134.62,137.25,137.32,145.34,145.46,151.85;FD-MS:494(M+).
实施例28:化合物28
把化合物27(3.50g,7.1mmol)溶解于100mL二氯甲烷中,然后冷却至0℃。向溶液中加入三乙胺(1.43g,14.1mmol),继之缓慢加入三氟甲磺酸酐(4.41g,15.6mmol)。将反应在室温搅拌20分钟,然后用水中止反应。用二氯甲烷萃取反应,然后将有机相用MgSO4干燥。用二氯甲烷/庚烷(5/95)作为洗脱剂,将粗产物经由硅胶柱色谱法纯化,获得2.35g纯的产物,为浅奶油色固体(产率44%)。
1H NMR(CDCl3)δppm:0.11-1.26(m,26H),2.67-2.71(m,4H),7.50(d,J=9.4Hz,2H),7.89(d,J=2.4Hz,2H),7.97(d,J=8.4Hz,2H),8.08(d,J=8.4Hz,2H),8.45(d,J=9.3Hz,1H),8.47(d,J=9.3Hz,1H);13C NMR(CDCl3):10.12,13.50,13.66,22.23,22.36,22.72,23.09,26.56,27.54,29.09,31.03,32.79,35.76,40.96,43.36,60.27,119.74,120.09,121.05,121.13,126.09,128.87,128.97,133.94,133.99,139.91,139.93,146.22,146.33,146.37,146.38;FD-MS:758(M+).
实施例29:化合物29的合成
向500mL圆底烧瓶中加入200mL二氯甲烷和苯基癸烷(37.6g,0.17mol)。将溶液冷却至0℃,然后分批加入氯化铝(18.4g,0.14mol),继之缓慢加入邻溴苯甲酰氯(25.2g,0.11mol)。把反应在室温搅拌直到反应完成为止,然后冷却至0℃,用2N HCl溶液谨慎地中止反应。将反应用二氯甲烷萃取,然后把合并的有机相用MgSO4干燥。将粗产物经由硅胶柱色谱法纯化,获得41.6g纯的产物,为澄清油状物(产率90%)。FD-MS:m/z 401(M+)。
实施例30:化合物30(4-(2-乙基己氧基)-溴苯)的合成
向1-L圆底烧瓶中加入4-溴苯酚(60.0g,0.35mol)、碳酸钾(52.7g,0.38mol)、2-乙基己基溴(73.7g,0.38mol)和DMF 200mL。把反应混合物在90℃于氮气氛下搅拌过夜。把反应倒入水中,用醚萃取三次,将合并的有机相用水洗涤三次,然后用MgSO4干燥。除去溶剂后,获得粗产物,为浅褐色液体。用乙醚/己烷(10/90)作为洗脱剂,经由硅胶色谱法纯化,获得纯的产物,为浅黄色液体,71.2g(产率72%)。
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.88-0.93(m,6H,CH3),1.27-1.46(m,8H),1.65-1.74(m,1H),3.78(d,J=5.7Hz,2H,OCH2),6.76(d,J=8.9Hz,2H),7.33(d,J=8.9Hz,2H);13C NMR(CDCl3):11.08,14.08,23.03,23.80,29.05,30.46,39.29,70.72,112.42,116.29,132.11,158.47;FD-MS:m/z285(M+).
实施例31:化合物31(2,6-二(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)蒽醌
向2-L圆底烧瓶中加入2,6-二羟基蒽醌(80.0g,0.33mol)、咪唑(108.8g,1.6mol)、叔丁基二甲基甲硅烷基氯(115.5g,0.77mol)和DMF 600mL。将黑红色混合物在加热至90℃3小时。TLC指示反应完成。将反应冷却,然后倒入2L冷水中。过滤去黑绿色针状沉淀物,然后用水和甲醇洗涤。把黑绿色晶体溶解于醚中,然后过滤去黑色不溶解部分。将鲜亮黄色滤液浓缩,把粗产物悬浮于沸腾的甲醇中,然后过滤获得85.1g纯的产物,为黄色丝状晶体(产率54%)。
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.28(s,12H),1.00(s,18H),7.14(dd,J1=8.5Hz,J2=2.5Hz,2H),7.64(d,J=2.5Hz,2H),8.17(d,J=8.5Hz,2H);13C NMR(CDCl3):-4.36,25.53,117.35,125.34,127.57,129.73,135.73,161.26,182.17;M.p.131-133℃;FD-MS:m/z468(M+).
实施例32:化合物32(2,6-二羟基-9,10-二(4-(2-乙基己氧基)苯基)蒽)
把化合物30(18.3g,0.064mol)溶解于60mL无水THF中,然后冷却至-78℃。向溶液中缓慢加入n-BuLi(2.5M在己烷中的溶液,25.6mL,0.064mol)以便将温度保持在-60℃以下。加入后,将橙黄色溶液在-78℃搅拌一小时。把化合物31(10.0g,0.021mol)溶解于30mL无水THF中,然后滴加到上述冷的溶液中。3小时后TLC分析指示反应完成。将反应稍微升温,然后缓慢加入HI溶液(47%在水中的溶液,39mL,0.21mol)以便中止反应并去保护TBDMS基团。把深褐色反应加热回流10分钟,然后减压去除大部分溶剂。然后将反应混合物用二氯甲烷萃取三次。把合并的有机相用饱和偏硫酸氢钠溶液、水、和盐水洗涤,然后用MgSO4干燥。获得粗产物,为褐色粘性油状物,然后用15/85醚/己烷作为洗脱剂,经由硅胶柱色谱法纯化。获得纯的产物,为浅绿黄色固体5.5g(产率42%)。
1HNMR(CDCl3)δ(ppm):0.92-1.01(m,12H,CH3),1.26-1.46(m,16H),1.77-1.86(m,2H),3.96(d,J=5.7Hz,4H,OCH2),4.93(s,br,2H,OH),6.91(d,J=2.3Hz,2H),6.95(dd,J1=9.5Hz,J2=2.4Hz,2H),7.09(d,J=8.6Hz,4H,phenyl),7.31(d,J=8.6Hz,4H,phenyl),7.60(d,J=9.4Hz,2H);13C NMR(CDCl3):11.17,14.13,23.09,23.91,29.13,30.58,39.46,70.62,106.88,114.49,118.59,127.33,129.00,129.93,131.02,132.21,151.75,158.72;M.p.195-197℃;FD-MS:m/z618(M+).
实施例33:化合物33(2,6-二(三氟甲磺酸根合)-9,10-二(4-(2-乙基己氧基)苯基)蒽)
把化合物32(4.5g,0.007mol)溶解于50mL无水吡啶中,然后冷却至0℃。向该褐红色溶液缓慢加入三氟甲磺酸酐(6.2g,0.022mol)。将黑绿色反应在室温搅拌20分钟。TLC指示反应完成。把反应倒入水中,然后用乙醚萃取(3×200mL)。将合并的有机相用2N HCl(2×200mL)洗涤,然后用MgSO4干燥。用CH2Cl2/己烷(10/90)作为作为洗脱剂,将粗产物经由硅胶柱色谱法纯化,获得5.9g蓝色荧光的黄色晶状产物(产物92%)。
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.94-1.04(m,12H,CH3),1.38-1.60(m,16H),1.81-1.88(m,2H),4.01(d,J=5.7Hz,4H,OCH2),7.16(d,J=8.5Hz,4H,苯基),7.25(dd,J1=9.5Hz,J2=2.4Hz,2H),7.35(d,J=8.5Hz,4H,苯基),7.66(d,J=2.3Hz,2H),7.88(d,J=9.5Hz,2H);M.p.103-104℃;FD-MS:m/z 882(M+).
实施例34:化合物34(2,6-二(2,2-二甲基三亚甲基乙硼酸根合)-9,10-二(4-(2-乙基己氧基)苯基)蒽)
将化合物33(4.1g,0.005mol)、双(新戊基甘醇酸化)二硼(2.3g,0.01mol)、1,1′-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯化钯(II)/二氯甲烷配合物(0.23g,相对于化合物33是6mol%),1,1′-双(二苯基膦基)二茂铁(0.15g,相对于化合物33是6mol%)和乙酸钾(2.7g,0.028mol)与50mL二氧杂环己烷混合。用氮气将混合物脱气10分钟,然后加热至80℃过夜。把反应冷却,然后加入冰水50mL。形成褐色沉淀物,将其过滤,用水和己烷洗涤。把褐黄色固体溶解于醚中,用水(5循环100mL)洗涤除去副产物新戊二醇,获得3.3g产物,为浅褐黄色固体(产率88%)。
1H NMR(CDCl3)δ(ppm):0.94-1.04(m,24H,CH3),1.21-1.43(m,16H),1.80-1.88(m,2H),3.72(s,8H),4.02(d,J=5.7Hz,4H,OCH2),7.14(d,J=8.5Hz,4H,苯基),7.38(d,J=8.5Hz,4H,苯基),7.62-7.70(m,4H),8.28(s,2H);13C NMR(CDCl3):11.24,14.16,21.95,23.12,23.95,29.20,30.64,31.83,39.57,70.71,72.24,114.38,126.02,128.25,130.20,130.98,131.26,132.38,132.49,134.41,134.52,137.47,158.59;M.p.191-193℃;FD-MS:m/z 810(M+).
聚合物的合成
实施例35:通过Suzuki偶联反应合成聚合物的一般方法
把等摩尔的芳族二溴化物或二-三氟甲磺酸酯和芳族二硼化合物以及和相转移试剂Aliquat336(相对于单体是0.10当量)溶解于甲苯(甲苯与水的比例(v/v)为约3/1)中。向该溶液中加入2M Na2CO3水溶液(相对于单体是3.3当量)。将反应通入干燥氮气15分钟,然后加入催化剂四(三苯基膦)钯(相对于单体是0.03当量)。在强力回流下把反应加热12-24小时,然后加入少量苯基硼酸以将溴基团封端。将反应加热5小时,然后加入溴苯以封端硼酸酯基团。把反应加热另外4小时,然后倒入200mL甲醇中。将沉淀的聚合物用甲醇洗涤,用HCl溶液稀释,并干燥。用二硫代氨基甲酸二乙酯将聚合物处理两次:把聚合物溶解于甲苯中,二硫代氨基甲酸二钠在水中的溶液(1g在10mL水中的溶液),然后在氮气氛下于60℃将混合物搅拌过夜。把甲苯层分离、浓编,然后将聚合物在甲醇中沉淀两次。使用Sohxlet装置用丙酮将聚合物萃取过夜以除去低聚物。将聚合物在真空下于45℃干燥。
电致发光装置的构造和性能
实施例36
满足本发明要求的电致发光装置是按照以下方法制造的。有机电致发光介质具有本发明所述的有机化合物单一层。
a)将铟-锡氧化物(ITO)涂布的玻璃基片相继在商用清洁剂中超声处理,用去离子水清洗,在甲苯蒸气中脱脂,然后暴露于紫外线和臭氧中几分钟。
b)在有控制的旋转速度下,将PEDOT(1.3%在水中的溶液,得自H.C.Stark的Baytron P试验产品AI 4083)离心涂布到ITO上,以获得500埃的厚度。将涂布层在烘箱中于110℃烘烤10分钟。
c)将化合物的甲苯溶液(300mg在30mL溶剂中)通过0.2μmTeflon过滤器过滤,然后在有控制的旋转速度下把溶液离心涂布到PEDOT上。薄膜厚度为500-700埃。
d)在有机薄膜的顶面沉积包括15埃的CsF盐的阴极层,继之沉积2000埃的10∶1原子比例的Mg和Ag。
上述步骤完成了电致发光装置的沉积。然后将装置密封包装在防护周围环境的带手套的干燥箱中。
表1概述了按照本发明制备的聚合物的表征。由聚合物的稀溶液和固体薄膜获得吸收(AB)和光致发光(PL)光谱,由ITO/PEDOT/有机化合物/CsF/Mg:Ag电致发光装置获得电致发光光谱。实施例36示例说明了电致发光装置的构造。附图2和5分别显示化合物231和206的AB和PL光谱。附图3和6分别显示化合物231和206的EL光谱。化合物231和206的电致发光装置的电压-电流特性分别显示于附图4和7中。
表1.实施例的聚合物的表征
  化合物   M<sub>w</sub><sup>a</sup>  PDI  T<sub>d</sub>(℃) T<sub>g</sub>(℃) UV<sup>b</sup>(λ<sub>max</sub> nm) PL<sup>c</sup>(λ<sub>max</sub> nm) EL(λ<sub>max</sub> nm)
    165  16300  1.70  428  183     380  420(382)     452
    167  23200  2.30  441  50     342  396(342)     412
    168  29200  1.97  418  86     376  420(380)     452
    174  34400  2.01  429  138     392  424(394)     456
    190  7000  1.85  426  137     378  424(394)     476
    221  14100  1.80  430  190     362  410(364)     440
    206  38200  2.15  358  NO     392  432(394)     468
    231  39300  2.62  405  123     428  522(430)     520
    215  13100  1.65  433  140     388  426(384)     456
    133  29000  2.27  420  72     358  422(360)     468
    280  976  1.21  278  70     NA<sup>d</sup>  NA     NA
    282  4920  1.57  454  182     394<sup>e</sup>  448(396)<sup>e</sup>     488
    278  2550  1.35  449  128     380<sup>e</sup>  428(382)<sup>e</sup>     NA
    284  1860  1.28  236  54     368<sup>e</sup>  430(370)<sup>e</sup>     NA
    198  7990  2.52  436  174     384  448(386)     452
    199  6890  1.50  421  NO     384  424(386)     NA
    201  14100  1.68  405  76     388  450(378)     460
    273  5190  1.38  409  175     364  442(366)     468
a平均分子量,使用聚苯乙烯作为标准,通过尺寸排阻色谱法测定的。b为固体状态薄膜,c为固体状态薄膜,括号里的数字是激发波长,d不能得到,e在甲苯溶液中,f未观察到。

Claims (7)

1.包含由下式之一代表的配位芴结构的有机化合物:
Figure C2003801100520002C1
其中:
X1、X2、X3和X4各自相同或不同,并且包括含有CH或N的部分;R1、R2、R3和R4为分别独立地是下列基团的取代基:氢,或具有1-40个碳原子的烷基、或链烯基、或炔基或烷氧基;具有6-60个碳原子的芳基或取代的芳基;或具有4-60个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基;或F、Cl、或Br;或氰基;或硝基;或者R3、或R4或二者是形成稠合的芳环或杂芳环的基团。
2.权利要求1的具有配位芴结构的有机化合物,其中所述化合物是小分子或聚合物或其混合物。
3.权利要求1的具有配位芴结构的有机化合物,其中所述化合物是由式(IV)代表的小分子
Figure C2003801100520002C2
其中Y1和Y2分别独立地代表取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、芳基、或杂芳基或其它缀合基团,y1和y2是0-6的整数,且其中Y1和Y2是相同或不同的。
4.权利要求1的具有配位芴结构的有机化合物,其中所述化合物是由式(V)或(VI)的重复单元代表的聚合物
Figure C2003801100520002C3
Figure C2003801100520003C1
其中:
X5和X6是连接基团,Y1和Y2各自独立地代表取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、芳基、或杂芳基或其它缀合基团,x、y1和y2是0-6的整数,并且其中Y1和Y2是相同或不同的。
5.包含一种或多种权利要求1的具有配位芴结构的有机化合物的电致发光材料。
6.制备权利要求1的电致发光材料的方法,所述方法包括将一种或多种权利要求1的具有配位芴结构的有机化合物施加到任选包含另外层的基片上。
7.包含一种或多种活性层的电致发光装置,其中这些层当中至少有一层包含一种或种权利要求1的具有配位芴结构的有机化合物。
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