CN101460588A - 用于有机电致发光器件的新材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通式(1)或通式(4)～(10)的化合物，以及它们在有机电致发光器件中的用途，特别是作为磷光器件中的基质材料。

Description

用于有机电致发光器件的新材料
正在开发用于在最广义上归于电子工业的许多不同应用场合的有机半导体。例如在US4539507、US5151629、EP 0676461和WO 98/27136中描述了有机电致发光器件的结构(OLEDs)，在所述器件中这些有机半导体用作功能材料。
最近几年中显著的发展是使用表现出磷光而不是荧光的有机金属络合物(M.A.Baldo et al.，Appl.Phys.Lett.1999，75，4-6)。由于量子力学的原因，利用有机金属化合物作为磷光发光体可以实现高达四倍的能量和功率效率增加。这种发展成功与否取决于是否发现对应的器件组合物，所述组合物同样能实现OLEDs这些优点(与单线态发光＝荧光相比较，三重态发光＝磷光)。
通常，在表现出三重态发光的OLEDs中仍有相当大的问题。操作寿命通常仍太短，这至今仍妨碍将磷光OLEDs引入高质量和长寿命的器件中。而且，在包括现有技术基质材料的磷光器件中的电荷平衡还没有达到平衡。这导致较高的电压，以及因而较低的效率和较短的寿命。而且，许多的现有技术基质材料没有足够的高溶解度，因此这些材料不适于自溶液处理加工。
用于磷光OLEDs的基质材料通常是4，4′-双(N-咔唑基)联苯(CBP)。缺点是用其制造的器件寿命短且工作电压高，这导致功率效率低。另外，CBP具有不足够高的玻璃化转变温度。而且，已经发现CBP不适用于发蓝光的电致发光器件，这导致效率低下。另外，因为必须另外使用空穴阻挡层和电子传输层，所以包含CBP的器件结构很复杂。
在WO 04/093207和WO 05/003253中描述了基于酮化合物和氧化膦化合物的改进的三重态基质材料。然而，在使用其中描述的基质的器件中，电荷平衡仍不能令人满意，因为这些化合物由于它们的HOMO低而仅传输电子。
除咔唑衍生物以外，JP 2005/154396还提及4，4′-双(N，N’-咔唑基)二苯甲酮作为三重态基质材料。由于在咔唑基团和羰基单元之间的直接共轭，这些化合物存在导致电荷转移络合物的缺点。
令人惊讶地，已经发现了双极性化合物与上述现有技术相比较显示出改进，特别是如果在这些基团之间存在共轭中断的话，所述化合物中至少一个芳烃羰基和/或至少一个氧化膦连接到至少一个咔唑和/或至少一个取代的芳基胺。而且，这些材料具有在通常的有机溶剂中非常容易溶解的优点。因此，它们还适合于自溶液制造有机电子器件。另外，该材料自溶液处理时显示出良好的成膜性能。因此本发明涉及这些材料及其在有机电子器件中的用途。
本发明涉及包含至少一个通式(1)结构单元的化合物，
Figure A200780020268D00101
通式(1)
其中使用以下对符号和标记的应用：
X  每一次出现相同或不同，是C、P(Ar)或P(Ar-Y)；
Ar 每一次出现相同或不同，是可被一个或多个基团R1取代的，具有5～60个芳环原子的芳香或杂芳环系；
R1  每一次出现相同或不同，是H，F，Cl，Br，I，N(Ar1)2，CN，NO2，Si(R2)3，B(OR2)2，C(＝O)Ar1，P(＝O)(Ar1)2，S(＝O)Ar1，S(＝O)2Ar1，CR2＝CR2(Ar1)，甲苯磺酸酯，三氟甲磺酸酯，OSO2R2，具有1～40个碳原子的直链烷基、烷氧基或硫代烷氧基，或具有3～40个碳原子的支链或环状烷基、烷氧基或硫代烷氧基，它们每个可被一个或多个基团R2取代，其中一个或多个非相邻的CH2基团可以被R2C＝CR2，C≡C，Si(R2)2，Ge(R2)2，Sn(R2)2，C＝O，C＝S，C＝Se，C＝NR2，P(＝O)(R2)，SO，SO2，NR2，O，S或CONR2替代，且其中一个或多个H原子可以被F、Cl、Br、I、CN或NO2替代，或者具有5～60个芳环原子的芳香或杂芳环系，它们在每一情况下可被一个或多个基团R2取代，或者具有5～60个芳环原子的芳氧基或杂芳氧基基团，它们可被一个或多个基团R2取代，或者这些体系的的组合；此处两个或多个基团R1还可以彼此形成单或多环的脂肪或芳香环系。
Ar1每一次出现相同或不同，是可被一个或多个基团R2取代的，具有5～60个芳环原子的芳香或杂芳环系；
R2每一次出现相同或不同，是H，F或者具有1～20个碳原子的脂肪、芳香和/或杂芳烃基，其中另外H原子可以被F替代；此处两个或多个基团R2还可以彼此形成单或多环的脂肪或芳香环系；
Y每一次出现相同或不同，是通式(2)或通式(3)的基团，
Figure A200780020268D00111
通式(2)                 通式(3)
其中通式(2)的单元经由任意希望的位置连接至Ar，优选经由N，并且通式(3)的单元经由N连接至Ar，其中R1具有上述含义，而且：
E代表O，S，N(R1)，P(R1)，P(＝O)R1，C(R1)2，Si(R1)2或单键；
Ar2每一次出现相同或不同，是具有5～20个芳环原子的芳香或杂芳基团，或具有15～30个芳环原子的三芳基胺基团，它们每个可被一个或多个基团R1取代，条件是在至少一个基团Ar2上存在至少一个代表烷基或甲硅烷基基团的取代基R1；
p每一次出现相同或不同，是0、1、2、3或者4；
q是0或1，其中如果通式(2)的单元经由氮与Ar1结合，则q＝0，并且如果通式(2)的单元经由不同于氮的原子与Ar1结合，则q＝1；
条件是如果通式(1)的化合物正好具有一个羰基官能，则与X和Y结合的基团Ar不连续共轭；
以下化合物除外：
Figure A200780020268D00121
尽管从以上描述的结构中显而易见，但此处应该明确强调的是，根据本发明的化合物还可以包含多个基团X＝O，即多个羰基和/或氧化膦基团，或还包括多个基团Y。
根据本发明的化合物优选包含至少两个基团X＝O，即至少两个羰基和/或氧化膦基团，和/或至少两个基团Y。
在本发明另外优选的实施方式中，基团X＝O对基团Y的比例在1:10与10:1之间，特别优选在1:5与5:1之间，特别是在1:3与3:1之间。
根据本发明的化合物优选具有大于70℃的玻璃化转变温度TG，特别优选大于100℃，非常特别优选大于130℃。
为了本发明的目的，芳基包含6～40个碳原子；为了本发明的目的，杂芳基包含2～40个碳原子和至少一个杂原子，条件是碳原子和杂原子的总数至少为5。杂原子优选选自N、O和/或S。本发明的芳基或者杂芳基认为是指简单的芳环，即苯，或者简单的杂芳环，例如吡啶、嘧啶、噻吩等，或者稠合的芳基或者杂芳基，例如萘、蒽、菲、喹啉、异喹啉等。
为了本发明的目的，芳香环系在环系中包含6～40个碳原子。为了本发明的目的，杂芳环系在环系中包含2～40个碳原子和至少一个杂原子，条件是碳原子和杂原子的总数至少为5。杂原子优选选自N、O和/或S。为了本发明的目的，芳香或杂芳环系认为是指不仅仅包括芳基或杂芳基的体系，而是包括其中多个芳基或杂芳基也可以被非芳香单元(优选小于10％的原子不同于H)间断的体系，所述非芳香单元诸如sp3-杂化的C、N或O原子。因此，比如9，9′-螺二芴、9，9-二芳基芴、三芳基胺、二芳基醚、芪等的体系也被认为是用于本发明目的的芳香环系，其中两个或多个芳基被例如链烷或环烷基团或被甲硅烷基基团间断的体系也是同样的。
为了本发明的目的，如上所述，不连续共轭的芳香环系被认为是芳香环系，其中多个芳基或杂芳基被非共轭单元例如sp3-杂化的碳原子间断。此外不连续共轭的芳香环系被认为是经由奇数个碳原子连接的芳香或杂芳基团，例如间亚苯基或2，6位连接的吡啶，或者是包含至少一个该类型的芳香或杂芳基团的芳香或杂芳环系，因为经由这些位连续共轭是不可能的。
为了本发明的目的，C1～C40烷基，其中另外个别H原子或CH2基团也可以被上述基团取代，特别优选被认为是如下的基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、2-乙基己基、三氟甲基、五氟乙基、  2，2，2-三氟乙基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环已烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基或者辛炔基。C1～C40烷氧基特别优选是指甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基或者2-甲基丁氧基。在每一情况下可以被上述基团R取代，并可以经由任何希望的位置链接到芳香或杂芳环系，具有5～40个芳环原子的芳香或杂芳环系特别是指来源于以下的基团：苯、萘、蒽、菲、芘、
Figure A200780020268D0014105826QIETU
、茈、萤蒽、丁省、戊省、苯并芘、联苯、亚联苯、三联苯、亚三联苯、芴、螺二芴、二氢菲、二氢芘、四氢芘、顺式或者反式茚并芴、三聚茚、异三聚茚、螺三聚茚、螺异三聚茚、呋喃、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、吡咯、吲哚、异吲哚、咔唑、  吡啶、喹啉、异喹啉、吖啶、菲啶、苯并-5，6-喹啉、苯并-6，7-喹啉、苯并-7，8-喹啉、吩噻嗪、吩噁嗪、吡唑、吲唑、咪唑、苯并咪唑、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、噁唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、1，2-噻唑、1，3-噻唑、苯并噻唑、哒嗪、苯并哒嗪、嘧啶、苯并嘧啶、喹喔啉、1，5-二氮杂蒽、2，7-二氮杂芘、2，3-二氮杂芘、1，6-二氮杂芘、1，8-二氮杂芘、4，5-二氮杂芘、4，5，9，10-四氮杂苝、吡嗪、吩嗪、吩噁嗪、吩噻嗪、荧红环、萘啶、氮咔唑、苯并咔啉、菲咯啉、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、苯并三唑、1，2，3-噁二唑、1，2，4-噁二唑、1，2，5-噁二唑、1，3，4-噁二唑、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，3，5-三嗪、1，2，4-三嗪、1，2，3-三嗪、四唑、1，2，4，5-四嗪、1，2，3，4-四嗪、1，2，3，5-四嗪、嘌呤、蝶啶、中氮茚和苯并噻二唑。
优选的包含至少一个通式(1)结构单元的结构是通式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)的化合物，
Figure A200780020268D00141
   
通式(4)              通式(5)
Figure A200780020268D00151
Figure A200780020268D00152
通式(6)                  通式(7)
Figure A200780020268D00153
 
Figure A200780020268D00154
通式(8)              通式(9)
Figure A200780020268D00155
通式(10)
其中符号和标记具有上述含义，而且：
m每一次出现相同或不同，是0或者1；
n每一次出现相同或不同，是1、2、3、4或者5；
优选包含至少一个通式(1)结构单元的化合物以及通式(4)～(10)的化合物，后者中同时与X和Y结合的基团Ar不连续共轭，即，其中Ar具有由于非共轭单元的共轭中断或不连续共轭的亚芳基单元，例如间位连接的亚芳基单元，使得X和Y彼此不共轭。
通式(1)或通式(4)～(10)中优选的基团Ar仅包含苯基和/或萘基，而没有较大的稠合芳香体系。因此，优选的基团Ar是由苯基和/或萘基或这些体系的组合建立的芳香环系，例如联苯、芴、螺二芴等。
特别优选的与X和Y结合的基团Ar选自通式(11)～通式(17)的单元，
Figure A200780020268D00161
通式(11)        通式(12)         通式(13)
Figure A200780020268D00162
通式(14)           通式(15)      通式(16)
Figure A200780020268D00163
通式(17)
其中在每一情况下的虚线键表示连接至X和Y，其中在每一情况下该单元可以被一个或多个基团R1取代，而且：
Z每一次出现相同或不同，是-[C(R1)2]k-、Si(R1)2、O或S；
k是1、2、3、4、5或6。
在通式(11)～(17)中，在每一情况下仅画出一个至X和Y的键。如果根据本发明的化合物包含多个单元X＝O或多个单元Y，比如上述通式(5)的化合物，那么通式(11)～(17)的单元当然也具有相应更更多的至X或Y的键。
通式(2)或通式(3)优选的单元是以下的通式(2a)和(3a)，
Figure A200780020268D00171
通式(2a)               通式(3a)
其中该单元经由氮连接至Ar，其中R1具有上述的含义，而且：
E代表单键、O、S或N(R1)；
Ar2每一次出现相同或不同，是具有5～10个芳环原子的芳香或杂芳基团，或具有18～24个芳环原子的三芳基胺基团，它们每个可被一个或多个基团R1取代，条件是在至少一个基团Ar2上存在至少一个代表烷基或甲硅烷基基团的取代基R1；
Ar2特别优选相同或不同地代表苯基、1-萘基、2-萘基、三苯基胺、萘基二苯基胺或二萘基苯基胺，其中这些基团的至少一个被至少一个甲基或叔丁基或至少一个基团Si(R3)3取代，其中R3代表具有1～4个碳原子的烷基。
此外优选包含至少一个通式(1)结构单元的化合物以及通式(4)～(10)的化合物，其中符号R1每一次出现相同或者不同，代表H，F，Br，N(Ar1)2，P(＝O)(Ar1)2，C(＝O)Ar1，CR2＝CR2Ar1，具有1～5个碳原子的直链烷基、或具有3～5个碳原子的支链烷基，其中在每一情况下，一个或多个不相邻的CH2基团可被-R2C＝CR2-或-O-替代，其中在每一情况下，一个或多个H原子可被F替代，或者具有6～16个碳原子的芳基或具有2～16个碳原子杂芳基，或者螺二芴基团，它们每个可被一个或多个基团R2取代，或这些体系两个或三个的组合。特别优选的基团R1，每一次出现相同或不同，是H、F、Br、甲基、乙基、异丙基、叔丁基，其中在每一情况下一个或多个H原子可被F替代，或者是苯基、萘基或螺二芴基基团，它们每个可被一个或多个基团R2取代，或这些体系两个的组合。当掺入聚合物、低聚物或树枝状高分子中时，以及在自溶液加工化合物的情况下，同样优选具有高达10个碳原子的线性或支化烷基链。为了使用该化合物制备根据本发明的其他化合物，或者为了用作制备聚合物的单体，特别优选溴、硼酸或硼酸衍生物作为取代基。
而且优选对称的和对称取代的化合物，即其中所有的符号X相同的化合物，和其中所有的符号Y相同的化合物。而且对于基团Ar，化合物优选具有对称结构。而且在该结构中也优选选择相同的取代基R1。
包含通式(1)结构单元的优选化合物的实例是下述结构(1)～(140)。这些结构也可以被R1取代。出于对清楚的原因，在大多数场合下没有描述这些可能取代基。
Figure A200780020268D00181
Figure A200780020268D00191
Figure A200780020268D00201
Figure A200780020268D00211
Figure A200780020268D00221
Figure A200780020268D00231
Figure A200780020268D00241
Figure A200780020268D00251
Figure A200780020268D00261
Figure A200780020268D00271
Figure A200780020268D00281
Figure A200780020268D00291
Figure A200780020268D00311
Figure A200780020268D00321
Figure A200780020268D00341
根据本发明的化合物，特别是被反应性离去基团(例如溴、碘、三氟甲磺酸酯、甲苯磺酸酯、硼酸或硼酸酯)取代的化合物，还能用作制造相应聚合物、低聚物的单体，或作为树枝状高分子的核。此处优选经由卤素或硼酸官能团进行聚合。
因此，本发明还涉及包含一个或多个通式(1)结构单元的聚合物、低聚物或树枝状高分子，其中一个或多个基团R1代表从通式(1)结构单元到该聚合物、低聚物或树枝状高分子的结合。
如上所述相同的优选适用于通式(1)或通式(4)～(10)的重复单元。
这些化合物均聚或与另外的单体共聚。适当和优选的共聚单体选自芴(例如描述于EP 842208或WO 00/22026)，螺二芴(例如描述于EP 707020、EP 894107或WO 06/061181)，对亚苯基(例如描述于WO 92/18552)，咔唑(例如描述于WO 04/070772或WO 04/113468)，噻吩(例如描述于EP 1028136)，二氢菲(例如描述于WO 05/014689)，顺式和反式茚并芴(例如描述于WO 04/041901或WO 04/113412)，酮(例如描述于WO 05/040302)，菲(例如描述于WO 05/104264或未公开申请DE 102005037734.3)，或者多个这些单元。这些聚合物也可以包含另外的单元，例如发光单元，比如磷光金属络合物(例如描述于WO 06/003000)和/或电荷传输单元，特别是基于三芳基胺的那些。发光单元，例如磷光金属络合物，也可以与聚合物混合。
根据本发明的化合物能通过有机化学的标准方法合成。因此，可以例如通过Friedel-Crafts酰化形成芳香酮。而且能通过芳腈与芳香有机金属化合物，例如芳基锂化合物或芳香格氏试剂反应，随后水解作为中间体形成的亚胺，合成芳香酮。这些酮能被官能化(例如溴化)，并在另外的步骤中与芳香胺反应，例如在Hartwig-Buchwald偶联中与咔唑或二芳基胺反应，得到根据本发明的化合物。
因此，本发明还涉及通过Hartwig-Buchwald偶联，将芳香酮偶联至二芳基胺化合物合成根据本发明化合物的方法，所述芳香酮被一个或多个卤素(优选溴或碘)或基团OSO2R2(优选三氟甲磺酸酯或甲苯磺酸酯)取代，所述二芳基胺化合物中两个芳基还可以通过基团E桥接。
该溴化的化合物，或者直接或者在转化为硼酸衍生物之后，能进一步用作制造聚合物、低聚物或树枝状高分子的单体。
根据本发明的化合物和相应的聚合物、低聚物和树枝状高分子适合用于有机电致发光器件(OLEDs，PLEDs)中，特别是作为三重态基质材料。
因此，本发明还涉及包含至少一个通式(1)结构单元的化合物，或者通式(4)～(10)的化合物，以及相应的聚合物、低聚物和树枝状高分子，在有机电子器件，特别是在有机电致发光器件中的用途。
本发明还进一步涉及有机电子器件，其包括含至少一个通式(1)结构单元的化合物或通式(4)～(10)的化合物的至少一种，或者至少一种相应的聚合物、低聚物或树枝状高分子，特别是有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括阳极、阴极和至少一层发光层，特征在于至少一层包括至少一种包含至少一个通式(1)结构单元的化合物，或者至少一种通式(4)～(10)的化合物。
除阴极、阳极和发光层之外，该有机电致发光器件还可以包含另外的层，例如在每一情况下，一层或多层空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层和/或电荷产生层(IDMC 2003，台湾；Session21 OLED(5)，T.Matsumoto，T.Nakada，J.Endo，K.Mori，N.Kawamura，A.Yokoi，J.Kido，Multiphoton Organic EL Device Having ChargeGeneration Layer)。同样可能在两个发光层之间引入中间层，所述中间层具有例如阻挡激子的功能。然而，应该指出不是这些层的每一个都必须存在。
在本发明另外优选实施方式中，该有机电致发光器件包括多层发光层，其中至少一层包括至少一种根据本发明的化合物，或至少一种相应的聚合物、低聚物或树枝状高分子。这些发光层特别优选在380nm和750nm之间具有总的多个发光最大值，总体得到白色发光，即在该发光层中使用能够发荧光或发磷光以及发黄色光、发橙色光或发红色光各种发光化合物。特别优选三层体系，其中这些层的至少一层包括至少一种根据本发明的化合物，或者至少一种相应的聚合物、低聚物或树枝状高分子，并且其中所述三层表现出蓝色、绿色以及橙色或红色发光(对于基本结构，例如见WO 05/011013)。同样适合于白色发光的是具有宽波段发光波段的发光体，因此显示白色发光。
为了用作功能材料，根据本发明的化合物或其混合物，或包含通式(1)结构单元的聚合物或树枝状高分子或其混合物，任选与发光化合物和/或另外的化合物一起，通过对于本领域普通技术人员熟悉的、通常已知的方法，例如真空蒸发，在载体气流中蒸发，或通过旋涂自溶液施用，或使用不同的印刷方法(例如喷墨印刷、胶版印刷、LITI印刷等)，以膜的形式施用于基材上。在制造的可量测性以及在共混层使用中混合比的设置方面，使用印刷方法及其他基于溶液的方法具有优点。由于良好的溶解性和良好的成膜性能，本发明的化合物还特别适合于自溶液制造有机电子器件。
在本发明的优选实施方案中，根据本发明的化合物或者相应的聚合物、低聚物或树枝状高分子用作磷光掺杂物的基质。这些磷光发光体包含至少一种化合物，所述化合物经适当的激发会发光(优选在可见光区域)，所述化合物还含有至少一种原子序数大于20，优选大于38但小于84，特别优选大于56但小于80的原子。使用的磷光发光体优选是这样的化合物，所述化合物含有铜、钼、钨、铼、钌、锇、铑、铱、钯、铂、银、金或者铕，特别是含有铱的化合物。
特别优选的有机电致发光器件包含作为磷光发光体的至少一种通式(18)～(21)的化合物，
Figure A200780020268D00381
通式(18)           通式(19)
Figure A200780020268D00382
通式(20)           通式(21)
其中R1具有与上述相同的含义，并且使用以下对其他符号的应用：
DCy每一次出现相同或不同，是包含至少一种施主原子优选氮或者磷的环状基团，经由所述施主原子所述环状基团结合到所述金属，而且所述施主原子反过来可以带有一个或多个取代基R1；所述基团DCy和CCy经由共价键彼此结合；
CCy每一次出现相同或不同，是包含碳原子的环状基团，经由所述碳原子所述环状基团与金属结合，而且所述碳原子反过来带有一个或多个取代基R1；
A每一次出现相同或不同，是单价阴离子、双齿螯合配位体，优选二酮酸盐配位体；
此处通过在多个基团R1之间形成环系，也可能在基团DCy和CCy之间存在桥连。
上述发光体的实例能在申请WO 00/70655、WO 01/41512、WO02/02714、WO 02/15645、EP 1191613、EP 1191612、EP 1191614和WO 05/033244中找到。通常，如现有技术中用于磷光OLEDs使用的磷光络合物此处是适合的。如果自溶液制造OLED，为了发光体同样具有足够的用于自溶液处理的溶解度，它们应该被相应地取代。
根据本发明的混合物，基于作为含发光体和基质材料的整体的混合物，包括的磷光发光体在1wt％与99wt％之间，优选在3wt％与95wt％之间，特别优选在5wt％与50wt％之间，特别是在7wt％与20wt％之间。相应地，根据本发明的混合物，基于作为含发光体和基质材料的整体的混合物，包括的根据本发明的基质在99wt％与1wt％之间，优选在97wt％与5wt％之间，特别优选在95wt％与50wt％之间，特别是在93wt％与80wt％之间。
在本发明另外优选实施方式中，在荧光与磷光发光层之间的中间层中引入根据本发明的化合物，特别是在蓝色荧光与绿色、黄色、橙色或红色磷光层之间。在该类型中间层中使用根据本发明的化合物导致OLED效率增加。如果通式(1)或通式(4)～(10)的化合物在该类型的中间层中使用，优选作为纯物质使用。
进一步优选的有机电致发光器件，特征在于通过升华方法涂覆一层或多层，其中在真空升华设备中，在低于10-5毫巴，优选低于10-6毫巴，特别优选低于10-7毫巴的压力下气相沉积所述材料。
同样优选的有机电致发光器件，特征在于通过OVPD(有机气相沉积)方法或者在载气升华的辅助下，涂覆一层或多层，其中在10-5毫巴与1巴之间的压力下施用所述材料。
还优选的有机电致发光器件，特征在于自溶液比如通过旋涂产生一层或多层，或者通过任何希望的印刷方法，比如丝网印刷、柔性版印刷或者胶版印刷产生一层或多层，但是特别优选LITI(光引发热敏成像，热转移印刷)或者喷墨印刷。因为本发明的化合物在通常的有机溶剂中具有高的溶解度，并具有良好的成膜性能，因此它们还特别适合于自溶液处理。
在用于有机电致发光器件中时，根据本发明的化合物相对于现有技术具有以下令人惊讶的优点：
1.使用根据本发明的化合物制造的OLEDs，其电荷平衡比现有技术的OLEDs更好地达到平衡。这导致工作电压降低，因此效率更高。
2.还改进了器件的寿命。
3.根据本发明的化合物容易溶于通常的有机溶剂中。而且，它们在自溶液的处理中具有良好的成膜性能。这有利于特别是基于溶液处理根据本发明的化合物与可溶的三线态发光体的混合物。
4.在荧光和磷光发光层之间的中间层中使用根据本发明的化合物导致有机电致发光器件效率的增加。
本发明申请文本涉及根据本发明的化合物在OLEDs和PLEDs以及相应显示器中的用途。尽管描述是有限的，但对于本领域普通技术人员而言，不需要另外创造性的劳动，有可能将根据本发明的化合物也用于其它的电子器件，例如有机场效应晶体(O-FETs)，有机薄膜晶体管(O-TFTs)，有机发光晶体管(O-LETs)，有机集成电路(O-ICs)，有机太阳能电池(O-SCs)，有机场猝熄器件(O-FQDs)，发光电化学电池(LECs)，有机激光二极管(O-lasers)，或者有机光感受器。
本发明同样涉及根据本发明的化合物在相应器件中的用途和这些器件本身。
通过以下实施例更详细地阐明本发明，而不希望将本发明限制于此。
实施例：
除非另外注明，以下合成在保护性气氛下在干燥的溶剂中进行。原料购自ALDRICH[氰化铜(I)、乙酰氯、N-甲基吡咯烷酮(NMP)]。2-溴代-9，9′-螺二芴(J.Pei et al.，J.Org.Chem.2002，67(14)，4924-4936)通过文献方法制备。2-氰基-9，9′-螺二芴如WO 04/093207中描述的方法合成。
实施例1：化合物M1的合成
a)2，7-二溴-2′-氰基-9，9′-螺二芴
Figure A200780020268D00411
将80.0g(234mmol)的2-氰基-9，9′螺二芴溶解在800ml的二氯甲烷中。加入69.0g(5.62mol)的Na2CO3和660ml的水。在50℃下逐滴地加入80ml(0.97mol)的溴，并在室温下搅拌该混合物16个小时。将饱和的亚硫酸钠溶液在搅拌下于0℃加入反应混合物中，直到该混合物变色。用二氯甲烷稀释有机相，用饱和亚硫酸钠溶液和水洗涤，用硫酸镁干燥并蒸发至干燥。自甲苯多次重结晶粗产物。在真空中于50℃下干燥晶体，得到76.5g产品，纯度97％，相当于理论值的65.4％。
b)2，7-二溴-9，9`-螺二芴-2′-基9，9′-螺二芴-2-基酮
Figure A200780020268D00412
由40.0g(101mmol)的2-溴代-9，9′-螺二芴和1ml的1，2-二氯乙烷在30ml的1，2-二甲氧基乙烷和300ml的THF中的溶液与2.8g(115mmol)的镁，在沸点温度下制备相应的格氏试剂。在15分钟之内，将50.6g(101mmol)的2，7-二溴-2′-氰基-9，9′-螺二芴在130ml的THF与130ml的甲苯混合物中的溶液，逐滴加入0～5℃的格氏溶液中。该混合物随后在回流下加热16小时。冷却之后，该反应混合物蒸发至干燥。该固体溶解在1100ml的NMP中，在用40ml水和0.05ml冰醋酸回流下加热24个小时。加入600ml的甲醇与600ml的1N盐酸的混合物，通过过滤分离沉淀的固体并干燥。从二氧六环中多次重结晶粗产物。根据HPLC纯度>97％，产量为41.5g，相当于理论值的50.2％。
c)化合物M1的合成
Figure A200780020268D00421
将39.0g(223mmol)咔唑、75.5g(92.5mmol)的2，7-二溴-9，9`-螺二芴-2′-基9，9′-螺二芴-2-基酮和128.0g(0.555mol)的碳酸铷悬浮在2500ml的二甲苯中。随后加入三叔丁基膦和乙酸钯。该反应混合物在回流下搅拌40小时。冷却之后，该反应混合物用水和1N盐酸洗涤多次。用硫酸镁干燥化合的有机相，使用旋转蒸发仪去除溶剂。自甲苯多次重结晶粗产物。根据HPLC纯度>99.99％，产量是58.4g，相当于理论值的31.8％，TG＝213℃，Tm＝350℃。
实施例2：化合物M2的合成
a)三对溴苯基氧化膦的合成
Figure A200780020268D00422
化合物的制备描述于Journal of Fluorine Chemistry 2003，124，45-54中。
b)三-对-(9H-咔唑基)苯基氧化膦(m2)的合成
将4.6m1(18.7mmol)的三叔丁基膦加入充分搅拌并已脱气的33.8g(315mmol)的三对溴苯基氧化膦、52.6g(315mmol)的咔唑和140g(1466mmol)的K3PO4在二甲苯的悬浮物中，并在5分钟后，加入0.84g(3.7mmol)的乙酸钯(II)，该混合物在回流下加热96小时。冷却之后，分离出有机相，用200ml水洗涤三次，用300ml饱和的氯化钠水溶液洗涤一次，随后用硫酸镁干燥。在过滤掉干燥剂之后，在旋转蒸发仪中在真空下蒸发有机相至干燥。以这种方法从得到的黄色残余物自DMF重结晶。用抽滤沉积的晶体，用少许甲醇洗涤，随后在真空中干燥，产量为24.6g，为理论值的48.4％，根据HPLC纯度为99.9％。TG＝170℃，Tm＝322℃。
实施例3：M3的合成
a)  1，3-双(4-溴代苯甲酰基)-5-叔丁基苯的合成
Figure A200780020268D00432
该化合物的制备描述于Macromolecules 2004，32，8269-8277中。
b)1，3-双[4-(二苯基胺)苯甲酰基-5-叔丁基]苯的合成(M3)
Figure A200780020268D00441
将3.5ml(14.9mmol)的三叔丁基膦加入充分搅拌并已脱气的67g(133mmol)的1，3-双(4-溴代苯甲酰基-5-叔丁基)苯、56.2g(332.5mmol)的二苯基胺和36g(373.6mmol)的叔丁醇钠在甲苯的悬浮物中，并在5分钟后，加入0.70g(3.15mmol)的乙酸钯(II)，该混合物在回流下加热8小时。冷却之后，分离出有机相，用200ml水洗涤三次，用300ml饱和的氯化钠水溶液洗涤一次，随后用硫酸镁干燥。在过滤掉干燥剂之后，在旋转蒸发仪中在真空下蒸发有机相至干燥。以这种方法得到的黄色残余物自DMF重结晶。抽滤沉积的晶体，用少许甲醇洗涤，随后在真空中干燥，产量为43.1g，为理论值的48％，根据HPLC纯度为99.9％。TG＝96.1℃，Tm＝196.8℃。
实施例4：M4的合成
a)  1，3，5-三(4-溴代苯甲酰基)苯的合成
Figure A200780020268D00442
该化合物的制备描述于Synthesis 2003，15，2301-2303中。
b)1，3，5-三[4-(二苯基胺)苯甲酰基]苯(M4)
Figure A200780020268D00451
将1.3ml(5.38mmol)的三叔丁基膦加入充分搅拌并已脱气的67g(106.8mmol)的1，3，5-三(4-溴代苯甲酰基)苯、68.7g(405.9mmol)的二苯基胺和42.4g(441.2mmol)的叔丁醇钠在甲苯的悬浮物中，并在5分钟之后，加入0.72g(3.2mmol)的乙酸钯(II)，该混合物在回流下加热8小时。冷却之后，分离出有机相，用200ml水洗涤三次，用300ml饱和的氯化钠水溶液洗涤一次，随后用硫酸镁干燥。在干燥剂已经过滤去之后，在旋转蒸发仪中在真空下蒸发有机相至干燥。以这种方法得到的黄色残余物自DMF重结晶。抽滤沉积的晶体，用少许甲醇洗涤，随后在真空中干燥，产量为35g，为理论值的37.4％，根据HPLC纯度为99.9％。TG＝114℃，Tm＝207℃。
实施例5：包含本发明化合物的有机电致发光器件的制造和表征
根据本发明的电致发光器件用例如WO 05/003253中描述的方法制造。此处比较各种OLEDs的结果。基本结构、使用的材料、掺杂度及其层厚是相同的，以提供更好的可比较性。只是改变发光层中的主体。第一实施例描述了根据现有技术的比较标准，其中发光层由主体材料BAlq和客体材料(掺杂物)Ir(piq)3组成。而且，描述了具有由基质材料M1～M4和客体材料(掺杂物)Ir(piq)3组成的发光体层的OLED。具有以下结构的OLEDs类似上述提及的惯常方法制造：
空穴注入层(HIL)  20nm的2，2′，7，7′-四(二对甲苯基氨)螺-9，9’-
                 二芴。
空穴传输层(HTL)  20nm的NPB(N-萘基-N-苯基-4，4′-二氨基
                 联苯)。
发光层(EML)      主体：BAlq(气相沉积；购买自SynTec，
                 双(2-甲基-8-喹啉)-(对苯基苯酚氧基)铝
                 (III))作为比较，或者M1～M4。
                 掺杂物：Ir(piq)3(10％掺杂，气相沉积；
                 合成描述在如WO 03/0068526中)。
空穴阻挡层(HBL)  10nm的BAlq(购买自SynTec，双(2-甲基
                 -8-喹啉)-(对苯基苯酚氧基)铝(III))。
电子导体(ETL)    20nm的AlQ3(购买自SynTec，三(喹啉)
                 铝(III)))。
阴极             在顶部1nm的LiF，150nm的Al
为清楚起见，Ir(piq)3的结构示出如下。
Figure A200780020268D00461
这些仍没有优化的OLEDs通过标准方法表征；为此目的，确定电致发光光谱，作为明亮度的函数，由电流/电压/明亮度特性线(IUL特性线)计算的效率(以cd/A测定)，以及寿命。
使用标准主体BAlq制造的OLEDs，在彩色坐标CIE：x＝0.68，y＝0.32处，在上述条件下具有最高约8.1cd/A的效率。对于参考的1000cd/m2的亮度，需要7.2V的电压。在1000cd/m2的初始亮度下寿命大约为6300小时(见表1)。相反，使用根据本发明主体M1～M4生产的OLEDs，在其他结构相同的情况下，在CIE彩色坐标：x＝0.68，y＝0.32下，显示高达到8.9cd/A的效率，对于参考亮度1000cd/m2，需要的电压是5.6V(见表1)。在1000cd/m2的初始亮度下寿命为7900小时，比参考材料BAlq的寿命更长(见表1)。
表1：利用根据本发明的主体材料，Ir(piq)3作为掺杂物的器件结果
 
试验 EML 最大效率[cd/A] 在1000cd/m2的电压[V]            CIE(x，y) 起始亮度为1000[cd/m2]的寿命[小时]      
实施例6(比较)     BAlq：10％Ir(piq)3(30nm)              8.1        7.2            0.68/0.32        6300            
实施例7 M1：10％Ir(piq)3(30nm)               8.5        6.0            0.68/0.32        7500            
实施例8 M2：10％Ir(piq)3(30nm)              8.5        5.8            0.68/0.32        7900            
实施例9 M3：10％Ir(piq)3(30nm)               8.7        5.6            0.68/0.32        8200            
实施例10 M4：10％Ir(piq)3(30nm)              8.9        5.7            0.68/0.32        7800            

Claims (16)

1.一种包含至少一个通式(1)结构单元的化合物，
Figure A200780020268C00021
通式(1)
其中使用以下对符号和标记的应用：
X每一次出现相同或不同，是C、P(Ar)或P(Ar-Y)；
Ar每一次出现相同或不同，是可被一个或多个基团R1取代的，具有5～60个芳环原子的芳香或杂芳环系；
R1每一次出现相同或不同，是H，F，Cl，Br，I，N(Ar1)2，CN，NO2，Si(R2)3，B(OR2)2，C(＝O)Ar1，P(＝O)(Ar1)2，S(＝O)Ar1，S(＝O)2Ar1，CR2＝CR2(Ar1)，甲苯磺酸酯，三氟甲磺酸酯，OSO2R2，具有1～40个碳原子的直链烷基、烷氧基或硫代烷氧基，或具有3～40个碳原子的支链或环状烷基、烷氧基或硫代烷氧基，它们每个可被一个或多个基团R2取代，其中在每一情况下，一个或多个非相邻的CH2基团可以被R2C＝CR2，C≡C，Si(R2)2，Ge(R2)2，Sn(R2)2，C＝O，C＝S，C＝Se，C＝NR2，P(＝O)(R2)，SO，SO2，NR2，O，S或CONR2替代，且其中在每一情况下，一个或多个H原子可以被F、Cl、Br、I、CN或NO2替代，或者具有5～60个芳环原子的芳香或杂芳环系，它们在每一情况下可被一个或多个基团R2取代，或者具有5～60个芳环原子的芳氧基或杂芳氧基基团，它们可被一个或多个基团R2取代，或者这些体系的的组合；此处两个或多个基团R1还可以彼此形成单或多环的脂肪或芳香环系。
Ar1每一次出现相同或不同，是可被一个或多个基团R2取代的，具有5～60个芳环原子的芳香或杂芳环系；
R2每一次出现相同或不同，是H，F或者具有1～20个碳原子的脂肪、芳香和/或杂芳烃基，其中另外H原子可以被F替代；此处两个或多个基团R2还可以彼此形成单或多环的脂肪或芳香环系；
Y每一次出现相同或不同，是通式(2)或通式(3)的基团，
Figure A200780020268C00031
通式(2)                 通式(3)
其中通式(2)的单元经由任何希望的位置连接至Ar，通式(3)的单元经由N连接至Ar，其中R1具有上述含义，而且：
E代表O、S、N(R1)、P(R1)、P(＝O)R1、C(R1)2、Si(R1)2或单键；
Ar2每一次出现相同或不同，是具有5～20个芳环原子的芳香或杂芳基团，或具有15～30个芳环原子的三芳基胺基团，它们每个可被一个或多个基团R1取代，条件是在至少一个基团Ar2上存在至少一个代表烷基或甲硅烷基基团的取代基R1；
p每一次出现相同或不同，是0、1、2、3或4；
q是0或1，其中如果通式(2)的单元经由氮与Ar1结合，则q＝0，并且如果通式(2)的单元经由不同于氮的原子与Ar1结合，则q＝1；
条件是如果通式(1)的化合物正好具有一个羰基官能，则与X和Y结合的基团Ar不连续共轭；
以下化合物除外：
Figure A200780020268C00032
2.通式(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)的化合物，
Figure A200780020268C00041
通式(4)                       通式(5)
Figure A200780020268C00042
   
Figure A200780020268C00043
通式(6)                      通式(7)
Figure A200780020268C00044
通式(8)                      通式(9)
Figure A200780020268C00045
通式(10)
其中符号和标记具有在权利要求1中指出的含义，而且：
m每一次出现相同或不同，是0或者1，其中m＝0意思是基团R1代替Y结合；
n每一次出现相同或不同，是1、2、3、4或者5。
3.如权利要求1或2所述的化合物，其特征在于所述化合物含有至少两个基团X＝O和/或至少两个基团Y。
4.如权利要求1～3一项或多项所述的化合物，其特征在于基团X＝O对基团Y的比例为1:10～10:1。
5.如权利要求1～4一项或多项所述的化合物，其特征在于同时与X和Y结合的基团Ar不连续共轭。
6.如权利要求1～5一项或多项所述的化合物，其特征在于基团Ar仅含有苯基和/或萘基，而没有较大的稠合芳香体系。
7.如权利要求1～6一项或多项所述的化合物，其特征在于与X和Y结合的基团Ar选自通式(11)～通式(17)的单元，
Figure A200780020268C00051
      
Figure A200780020268C00052
通式(11)          通式(12)              通式(13)
通式(14)          通式(15)            通式(16)
Figure A200780020268C00054
通式(17)
其中在每一情况下，虚线键表示连接至X和Y，其中在每一情况下，所述单元可以被一个或多个基团R1取代，而且：
Z每一次出现相同或不同，是-[C(R1)2]k-、Si(R1)2、O或S；
k是1、2、3、4、5或者6。
8.如权利要求1～7一项或多项所述的化合物，其特征在于单元Y在每一次出现中相同或不同，是通式(2a)或(3a)的基团，
Figure A200780020268C00061
通式(2a)               通式(3a)
其中所述单元经由氮连接至Ar，其中R1具有上述的含义，而且：
E代表单键O、S或N(R1)；
Ar2每一次出现相同或不同，是具有5～10个芳环原子的芳香或杂芳基基团，或具有18～24个芳环原子的三芳基胺基团，它们每个可被一个或多个基团R1取代，条件是在至少一个基团Ar2上存在至少一个代表烷基或甲硅烷基基团的取代基R1。
9.如权利要求1～8一项或多项所述的化合物，其特征在于所述标记R1，每一次出现相同或不同，代表H，F，Br，N(Ar1)2，P(＝O)(Ar1)2，C(＝O)Ar1，CR2＝CR2Ar1，具有1～5个碳原子的直链烷基或具有3～5个碳原子的支链烷基，其中一个或多个非相邻的CH2基团可被-R2C＝CR2-或-O-替代，并且其中一个或多个H原子可以被F替代，或者具有6～16个碳原子的芳基，或具有2～16个碳原子的杂芳基，或螺二芴基基团，它们的每个可被一个或多个基团R2取代，或者这些体系两个或三个的组合，或者特征在于符号R1还代表具有高达10个碳原子的直链或支链烷基基团，如果通式(1)的结构单元用于聚合物中或自溶液加工的话。
10.包括如权利要求1～9一项或多项所述一个或多个单元的聚合物、低聚物或树枝状高分子，其中一个或多个基团R1代表从通式(1)化合物到聚合物、低聚物或树枝状高分子的结合。
11.制备如权利要求1～9一项或多项所述化合物的方法，其特征在于所述化合物通过芳香酮与二芳基胺基团的Hartwig-Buchwald偶联合成，所述芳香酮被一个或多个卤素或一个或多个基团OSO2R2取代，所述二芳基胺基团的两个芳基还可以通过基团E桥接。
12.如权利要求1～10一项或多项所述化合物在有机电子器件中的用途。
13.一种包括阳极，阴极和至少一层有机层的器件，其特征在于至少一层包括至少一种如权利要求1～10一项或多项所述的化合物，所述器件优选有机电致发光器件。
14.如权利要求13所述的有机电致发光器件，其特征在于如权利要求1～10一项或多项所述的化合物用作发光层中磷光掺杂物的基质。
15.如权利要求14所述的有机电致发光器件，其特征在于所述磷光发光体选自通式(18)～(21)的化合物，
Figure A200780020268C00071
通式(18)               通式(19)
通式(20)              通式(21)
其中R1具有如上所述相同的含义，并且使用以下对其他符号的应用：
DCy每一次出现相同或不同，是包含至少一种施主原子优选氮或者磷的环状基团，经由所述施主原子所述环状基团结合到所述金属，而且所述施主原子反过来可以带有一个或多个取代基R1；所述基团DCy和CCy经由共价键彼此结合；
CCy每一次出现相同或不同，是包含碳原子的环状基团，经由所述碳原子所述环状基团与金属结合，而且所述碳原子反过来带有一个或多个取代基R1；
A每一次出现相同或不同，是单价阴离子、双齿螯合配位体，优选二酮酸盐配位体。
16.如权利要求13～15一项或多项所述的有机电致发光器件，其特征在于将如权利要求1～10一项或多项所述化合物引入荧光和磷光发光层之间的中间层中。
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