CN107210385B - 含有环内酰胺的电子器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含特殊的环内酰胺的电子器件,更特别是有机电致发光器件,和用于电子器件、更特别是有机电致发光器件的特殊环内酰胺。

Description

含有环内酰胺的电子器件
本发明涉及包含特殊的环内酰胺的电子器件,尤其有机电致发光器件,和用于电子器件、尤其有机电致发光器件的特殊环内酰胺。
利用有机半导体作为功能材料的有机电致发光器件(OLED)的结构在例如US4539507、US 5151629、EP 0676461和WO 98/27136中描述。这里所用的发光材料日益是呈现磷光而不是荧光的有机金属络合物。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能有高达四倍的量子效率和功率效率。一般而言,对于在OLED中、尤其也在呈现三重态发光(磷光)的OLED中的改进,例如在效率、工作电压和寿命方面的改进,仍然有需求。在较短波范围内发光、例如发绿光的OLED也尤其如此。
磷光OLED的性质不只由所使用的三重态发光体决定。更特别地,所使用的其它材料,例如基质材料、空穴阻挡材料、电子传输材料等,在此也有特别的意义。因此改进这些材料也能引起OLED性质的明显改善。对于荧光OLED,还仍有对这些材料的改进的需求。
根据现有技术,内酰胺,例如根据WO 2011/116865、WO 2011/137951或WO 2014/056567,属于有机电致发光器件中用于磷光发光体的基质材料。一般情况下在此希望进一步的完善,尤其在所述材料的效率、寿命和热稳定性方面。
本发明的目的是提供包含适合用作基质材料或用作电子传输或空穴阻挡材料的化合物的电子器件。更特别地,本发明的目的是提供发绿色、黄色和红色磷光并可能也发蓝色磷光的OLED,或提供适合于发绿色和红色磷光并可能也发蓝色磷光的OLED的具体基质材料。
已经令人惊讶地发现,通过在下面详细描述的式(1)化合物达到了这种目的,并且这些导致有机电致发光器件的改进,尤其在寿命、效率和/或工作电压方面。这对于发红色和绿色磷光的电致发光器件尤其如此,特别当式(1)化合物或本发明的化合物用作基质材料时更是如此。所述材料另外的特征是高度热稳定性。因此本发明提供了包含这样的化合物的电子器件,尤其有机电致发光器件。
本发明提供了一种电子器件,其包含至少一种式(1)化合物
或至少两种经由至少一个共同的芳族或杂芳族环系Ar连接的式(1)化合物或至少两种具有共同的结构单元的式(1)化合物
其中所使用的符号如下:
X1,X2,X3,X4各自独立地是CR或N;
Y在每次出现时是
Ar在每次出现时是相同或不同的并且是具有5-60个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系;
Ar1在每次出现时是相同或不同的并且是具有5-30个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系;同时,与同一氮原子或磷原子键合的两个Ar1基团也可通过单键或选自N(R1)、C(R1)2和O的桥连基彼此桥连;
R在每次出现时是相同或不同的并且选自H、D、F、Cl、Br、I、CN、CHO、NO2、Si(R2)3、B(OR2)2、N(Ar1)2、N(R1)2、C(=O)Ar1、C(=O)R1、P(=O)(Ar1)2、S(=O)Ar1、S(=O)(Ar1)2、CR2=CR2Ar1、C≡CAr1、OSO2R1
具有1至40个碳原子的直链烷基、烷氧基或硫代烷基基团或者具有3至40个碳原子的支链或环状烷基、烷氧基或硫代烷基基团或者具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,其中所提到的烃基基团各自可被一个或多个R1基团取代并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可被R1C=CR1、-C≡C-、Si(R1)2、Ge(R1)2、Sn(R1)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR1、P(=O)(R1)、SO、SO2、NR1、O、S或CONR1代替并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2代替;
具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系,
具有5至60个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳氧基或杂芳氧基基团,
具有5至60个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团,
或这些体系的组合,
其中两个或更多个相邻的R取代基可形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,所述环系可被一个或多个R1基团取代,或者
其中X1的R取代基和/或X4的R取代基与相邻的N-Ar一起在每种情况下可形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,所述环系可被一个或多个R1基团取代;
R1在每种情况下独立地选自H、D、F、CN、具有1至20个碳原子的直链或支链烷基基团、具有2至20个碳原子的直链或支链烯基基团、具有5至30个芳族环原子的芳族或杂芳族环系,并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或具有1至10个碳原子的直链或支链烷基基团或具有2至10个碳原子的直链或支链烯基基团代替,
其中两个或更多个相邻的R1取代基一起可形成单或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,且
R2在每种情况下独立地选自H、D和具有1至20个碳原子的脂族、芳族和/或杂芳族烃基基团,其中两个或更多个R2基团一起也可形成环系。
本发明意义上的电子器件是包含至少一个含有至少一种有机化合物的层的器件。该元件也可以包含无机材料或完全由无机材料形成的层。
所述电子器件优选选自有机电致发光器件(OLED)、有机集成电路(O-IC)、有机场效应晶体管(O-FET)、有机薄膜晶体管(O-TFT)、有机发光晶体管(O-LET)、有机太阳能电池(O-SC)、有机染料敏化太阳能电池(O-DSSC)、包含钙钛矿的太阳能电池、有机光学检测器、有机光感受器、有机场猝熄器件(O-FQD)、发光电化学电池(LEC)、有机激光二极管(O-激光器)和有机等离激元发光器件(D.M.Koller等,自然光子学(Nature Photonics)2008,1-4),优选有机电致发光器件(OLED)并更优选磷光OLED。
本发明相应地另外提供了包含如上文和下文关于优选方式描述的式(1)化合物的电子器件,其选自有机电致发光器件、有机集成电路、有机场效应晶体管、有机薄膜晶体管、有机发光晶体管、有机太阳能电池、有机染料敏化太阳能电池、包含钙钛矿的太阳能电池、有机光学检测器、有机光感受器、有机场猝熄器件、发光电化学电池、有机激光二极管和有机等离激元发光器件。
所述电子器件,优选有机电致发光器件,包含阴极、阳极和至少一个发光层。除这些层之外,它还可以包含其它层,例如在每种情况下一个或多个空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、激子阻挡层、电子阻挡层和/或电荷产生层。同样可以在例如两个发光层之间引入具有激子阻挡功能的中间层。然而,应该指出,这些层的每一个不一定必须存在。在这种情况下,所述有机电致发光器件可含有一个发光层,或者它可含有多个发光层。如果存在多个发光层,这些优选总体在380nm和750nm之间具有若干个发光峰值,致使总结果是发白色光;换句话说,在所述发光层中使用可以发荧光或发磷光的各种发光化合物。尤其优选的是具有三个发光层的体系,其中所述三个层显示蓝色、绿色和橙色或红色发光(基本结构参见,例如,WO 2005/011013)。另外,发白色光可优选通过利用蓝色发光层和发红光和绿光的发光层产生,其中这两个发光层可通过电荷产生层彼此分离。
如上所述或优选如下文所述的式(1)化合物可以根据确切的结构用于本发明电子器件的不同层中。优选的有机电致发光器件包含至少一种式(1)化合物或下文列举的优选实施方式或下文描述的式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(11)、(6*)至(11*)、(12)至(33)、(34)至(41)以及(42)至(57)的化合物,其中根据确切的取代,式(1)化合物或下文列举的优选实施方式或下文描述的式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(11)、(6*)至(11*)、(12)至(33)、(34)至(41)以及(42)至(57)的化合物作为用于荧光或磷光发光体、尤其是用于磷光发光体的基质材料,和/或用于空穴阻挡层中和/或电子传输层中和/或电子阻挡或激子阻挡层中和/或空穴传输层中。
本发明另外提供了如下所述的电子器件,其特征在于式(1)化合物或下文列举的优选的式(1)实施方式或下文描述的式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(11)、(6*)至(11*)、(12)至(33)、(34)至(41)以及(42)至(57)的化合物,其中根据确切的取代,式(1)化合物或下文列举的优选的式(1)实施方式或下文描述的式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(11)、(6*)至(11*)、(12)至(33)、(34)至(41)以及(42)至(57)的化合物用作用于荧光或磷光发光体的基质材料和/或用于空穴阻挡层中和/或电子传输层中和/或电子阻挡或激子阻挡层中和/或空穴传输层中。
本发明另外提供了如下所述的电子器件,其特征在于式(1)化合物或下文列举的优选的式(1)实施方式或下文描述的式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(11)、(6*)至(11*)、(12)至(33)、(34)至(41)以及(42)至(57)的化合物用作用于荧光或磷光发光体的基质材料和/或用于空穴阻挡层中和/或电子传输层中。
本发明的有机电致发光器件和发光电化学电池可以用于各种应用,例如用于单色或多色显示器,用于照明应用或用于医疗和/或美容应用,例如用于光疗法中。
本发明意义上的芳基基团含有6至60个碳原子;本发明意义上的杂芳基基团含有2至60个碳原子和至少一个杂原子,条件是碳原子和杂原子的总和至少是5。所述杂原子优选选自N、O和/或S。芳基基团或杂芳基基团在此被理解为是指简单芳族环,即苯,或简单杂芳族环,例如吡啶基、嘧啶基、噻吩基等,或稠合(缩合)的芳基或杂芳基基团,例如萘基、蒽基、菲基、喹啉基或异喹啉基。相比之下,通过单键彼此连接的芳族体系,例如联苯基,不被视为芳基或杂芳基基团但被视为芳族环系。
本发明意义上的芳族环系在所述环系中含有5-60个碳原子。本发明意义上的杂芳族环系在所述环系中含有3-60个碳原子和至少一个杂原子,条件是碳原子和杂原子的总和至少是4。所述杂原子优选选自N、O和/或S。本发明意义上的芳族或杂芳族环系应被理解为是指不一定只含有芳基或杂芳基基团、而是其中两个或更多个芳基或杂芳基基团也可通过非芳族单元例如硼、硅、碳、氮或氧原子连接的体系。例如,源自于芴、9,9'-螺二芴、9,9-二芳基芴、三芳基胺、二芳基醚或茋的体系也应被认为是本发明意义上的芳族环系,并且其中两个或更多个芳基基团通过例如短烷基基团连接的体系也同样。
在本发明的意义上,可含有1至40个碳原子并且其中各氢原子或CH2基团也可被上述基团代替的脂族烃基基团或者烷基基团或者烯基或炔基基团优选被理解为是指: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、新戊基、环戊基、正己基、新己基、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、环己烯基、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、庚炔基或辛炔基基团。
具有1至40个碳原子的烷氧基基团优选被理解为是指甲氧基、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、正戊氧基、仲戊氧基、2-甲基丁氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、环庚氧基、正辛氧基、环辛氧基、2-乙基己氧基、五氟乙氧基和2,2,2-三氟乙氧基。具有1至40个碳原子的硫代烷基基团被理解为尤其是指甲硫基、乙硫基、正丙硫基、异丙硫基、正丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、正戊硫基、仲戊硫基、正己硫基、环己硫基、正庚硫基、环庚硫基、正辛硫基、环辛硫基、2-乙基己硫基、三氟甲硫基、五氟乙硫基、2,2,2-三氟乙硫基、乙烯硫基、丙烯硫基、丁烯硫基、戊烯硫基、环戊烯硫基、己烯硫基、环己烯硫基、庚烯硫基、环庚烯硫基、辛烯硫基、环辛烯硫基、乙炔硫基、丙炔硫基、丁炔硫基、戊炔硫基、己炔硫基、庚炔硫基或辛炔硫基。
一般而言,根据本发明的烷基、烷氧基或硫代烷基基团可以是直链、支链或环状的,其中一个或多个不相邻的CH2基团可以被上文提到的基团代替;另外,一个或多个氢原子也可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2、优选F、Cl或CN、更优选F或CN、尤其优选CN代替。
具有5-60个芳族环原子并且在每种情况下也可被上述R1基团取代并且其可经由任何希望的位置与芳族或杂芳族体系连接的芳族或杂芳族环系,尤其被理解为是指从下列衍生的基团:苯、萘、蒽、菲、芘、苯并蒽、苝、荧蒽、并四苯、并五苯、苯并芘、联苯、偶苯、三联苯、三亚苯、芴、螺二芴、二氢菲、二氢芘、四氢芘、顺式或反式茚并芴、顺式或反式茚并咔唑、顺式或反式吲哚并咔唑、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、唑、苯并唑、萘并唑、蒽并唑、菲并唑、异唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、苯并噻唑、哒嗪、六氮杂三亚苯、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、吩嗪、吩噻嗪、荧红环、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲咯啉、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯并三唑、1,2,3-二唑、1,2,4-二唑、1,2,5-二唑、1,3,4-二唑、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、吲嗪和苯并噻二唑,或从这些体系的组合衍生的基团。
优选的具有5至24个芳族环原子的芳族或杂芳族环系源自于苯、萘、蒽、菲、联苯、三联苯、四联苯、芴、螺二芴、吡啶、嘧啶、噻吩、呋喃、吡咯、三嗪、咔唑、苯并呋喃、苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并噻吩、喹啉、异喹啉、菲啶、菲咯啉、氮杂咔唑、咪唑、苯并咪唑、茚并咔唑、吲哚并咔唑、三苯胺或者两种或三种这些基团的组合。
R1在每种情况下独立地选自H、D、F、CN、具有1至20个碳原子的直链或支链烷基基团、具有2至20个碳原子的直链或支链烯基基团、具有5至30个芳族环原子的芳族或杂芳族环系,并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或具有1至10个碳原子的直链或支链烷基基团或具有2至10个碳原子的直链或支链烯基基团代替,
其中两个或更多个相邻的R1取代基一起可形成单或多环的脂族、芳族或杂芳族环系。
R1优选是H、D、F、CN或具有1至12个碳原子的直链或支链烷基基团。
R1更优选是H、F、CN、具有1至4个碳原子的直链或支链烷基基团。
R2在每种情况下独立地选自H、D和具有1至20个碳原子的脂族、芳族和/或杂芳族烃基基团,其中两个或更多个R2基团一起也可形成环系。
R2优选是H、D或具有1至12个碳原子的烷基基团。R2更优选是H。
本发明的电子器件的优选实施方式包含其中Y是并且Ar在每种情况下独立地具有上文给出的定义的式(1)化合物。
本发明相应地另外提供了如上所述或作为优选方式描述的本发明电子器件,其中式(1)中的Y是并且Ar在每种情况下独立地具有上文给出的定义。
本发明的电子器件的优选实施方式包含其中Y是并且Ar在每种情况下独立地具有上文给出的定义的式(1)化合物。
本发明相应地另外提供了如上所述或作为优选方式描述的本发明电子器件,其中式(1)中的Y是并且Ar在每种情况下独立地具有上文给出的定义。
本发明的电子器件的优选实施方式包含其中Y是的式(1)化合物。
本发明相应地另外提供了如上所述或作为优选方式描述的本发明电子器件,其中式(1)中的Y是
本发明的电子器件的优选实施方式包含如下的式(1)化合物,其中X1、X2、X3和X4基团中的至少一个变量是N并且其余变量是CR,并且R在每种情况下独立地具有式(1)中给出的定义之一。
本发明相应地另外提供了如上所述或作为优选方式描述的本发明电子器件,其中,在式(1)中,X1、X2、X3和X4基团中的至少一个变量是N并且其余变量是CR,并且R在每种情况下独立地具有式(1)中给出的定义之一。
本发明的电子器件的优选实施方式包含式(1)化合物,其中变量X1、X2、X3和X4是CR,并且R在每种情况下独立地具有式(1)中给出的定义之一。
本发明相应地另外提供了如上所述或作为优选方式描述的本发明电子器件,其中,在式(1)中,变量X1、X2、X3和X4是CR,并且R在每种情况下独立地具有式(1)中给出的定义之一。
如上所述或作为优选方式描述的式(1)化合物可以通过有机合成领域的所属领域技术人员已知的合成方法制备。
本发明还另外提供了通过在式A化合物的N-H基团处
其中X1、X2、X3和X4具有式(1)或下文式(1)化合物的优选实施方式中给出的定义,并且Y在每次出现时是
与式B化合物的偶联反应,
Ar-L
式B
其中Ar具有式(1)中给出的定义并且L对应于适合所述偶联反应的离去基团,来制备如上所述或作为优选方式描述的式(1)化合物的方法。
所述制备方法尤其适用于制备式(42)、(47)至(51)、(56)和(57)的化合物,其中X1、X2、X3和X4以及Y和Ar的定义与这些化合物相配。
已知的偶联反应有许多。合适的例子是Ullmann反应。如果选择这种反应类型,L优选是I或Br。一般而言,Ullmann反应描述亲核体与芳基卤的铜催化偶联。
合适的例子是Hartwig-Buchwald反应。如果选择这种反应类型,L优选是Br。一般而言,Hartwig-Buchwald反应描述亲核体与芳基卤的钯催化偶联。
制备式(1)化合物的其它方法变体在下文的优选实施方式中描述。
其中Y是的式(1)化合物可以由式(2)同义描述
其中X1、X2、X3、X4、Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或关于优选方式给出的定义。
在包含至少一种式(2)化合物或至少两种通过至少一个共同的芳族或杂芳族环系Ar连接的式(2)化合物或至少两种具有如上所述的共同结构单元的式(2)化合物的这种本发明电子器件实施方式中,
优选X1、X2、X3和X4是CR或是第二种式(2)化合物的一部分,其中Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或具有下文给出的优选定义。
存在于本发明电子器件中的所述式(2)化合物的优选实施方式对应于式(2a)。式(2a)相应地描述了这样的式(2a)化合物,其中X1、X2、X3和X4是CR,并且其中X1的R取代基与相邻的N-Ar一起在每种情况下形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,所述环系可以被一个或多个R1基团取代
其中y是0或1,
L是C(=O)或-O-并且
其中Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
本发明器件中的所述式(2)化合物的优选实施方式是式(3)、(4)和(5)的化合物
其中Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
在式(3)的化合物中,R在每种情况下独立地是H或者具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系,其中两个或更多个相邻的R取代基可以形成可被一个或多个R1基团取代的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,或者其中R取代基之一与相邻的N-Ar一起形成可以被一个或多个R1基团取代的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系。优选的这类式(3)化合物可以由式(3a)至(3j)描述。
式(3a)相应地描述了其中所有R取代基是H的式(3)化合物
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
式(3b)、(3c)、(3d)、(3e)和(3f)相应地描述了式(3)的化合物,其中两个或三个R取代基是H并且两个R取代基或一个R取代基是具有5至60个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系
其中Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
式(3g)、(3h)、(3i)和(3j)相应地描述了式(3)的化合物,其中两个或更多个相邻的R取代基形成由符号“(A”指示的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系并且其余的R取代基是H
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
在式(4)的化合物中,R优选是H,对应于式(4a)
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
在式(5)的化合物中,R优选是H,对应于式(5a)
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
在式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)的化合物中,Ar在每种情况下独立地优选是具有5至24个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系。更优选地,Ar在本发明的这种实施方式中被如上所述的优选R1基团取代。更优选地,在这种实施方式中,Ar是未取代的。
在式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)的化合物中,Ar在每种情况下独立地更优选是苯基、萘基、蒽基、菲基或式(Ar-1)至(Ar-145)的基团之一
其中虚线键表示与基本骨架的键并且对Ar指定的基团可以各自被一个或多个R1基团取代,但优选是未取代的。
在如上所述的式(4)或(4a)化合物中,所述连接性芳族或杂芳族环系Ar最优选是式(Ar-10)、(Ar-17)、(Ar-22)、(Ar-23)、(Ar-29)、(Ar-39)或(Ar-43)的基团,其中虚线键表示与一个基本骨架的连接并且与第二基本骨架的第二连接位点可以在任何位点处。在式(4)或(4a)化合物的优选实施方式中,所述连接性芳族或杂芳族环系Ar的两个连接位点优选以对称的方式选择,例如由式(Ar-146)至(Ar-152)显示
或者所述连接性芳族或杂芳族环系Ar的两个连接位点优选选自部分式(Ar-153)或(Ar-154)
优选的式(2a)化合物是式(6)至(11)的化合物
其中Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或上文或下文给出的优选定义。在式(6)至(11)的化合物中,2个R取代基优选是H并且一个R取代基对应于R3取代基,其中
R3选自D、F、CN、具有1至20个碳原子的直链或支链烷基基团、具有2至20个碳原子的直链或支链烯基基团、具有5至30个芳族环原子的芳族或杂芳族环系,并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或具有1至10个碳原子的直链或支链烷基基团或具有2至10个碳原子的直链或支链烯基基团代替。
优选的化合物由式(6*)至(11*)说明
其中Ar、R、R1、R2和R3各自独立地具有上文给出的定义或上文或下文给出的优选定义。
优选的式(3g)、(3h)、(3i)和(3j)化合物是式(12)至(33)的化合物,其可被一个或多个R1基团取代
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或上文或下文给出的优选定义。在式(12)至(33)的化合物中,R1最优选是H。
在如上所述或作为优选的式(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(33)或(6*)至(11*)化合物描述的式(2)化合物中,如上所述,R或R3在每种情况下独立地优选是H或具有5至24个环原子的芳族或杂芳族环系。R在每种情况下独立地更优选是
H,
苯基,
R在每种情况下独立地最优选是H或苯基。
R3在每种情况下独立地更优选是
苯基,
在如上所述或作为优选的式(2a)、(3)、(3a)至(3k)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(33)、(6*)至(11*)化合物描述的式(2)化合物中,Ar在每种情况下独立地优选是对应于式(Ar-1)至(Ar-145)的环系。
本发明所使用的式(2)化合物,如上所述或作为优选所述,可以通过如下文所述的本领域技术人员原则上已知的合成步骤来制备。
如上所述或作为优选所述的芳基取代的式(2)化合物可以按照方案1制备:
方案1
在方案1中,2,4(1H,3H)-喹唑啉基本骨架在Ullmann反应中转化为如上所述的对称或非对称的式(2)化合物。Ullmann反应的反应条件和起始材料是本领域技术人员已知的。
方案2显示了制备如上所述的芳基取代的式(2)化合物的另一种可选方案,其中还原任选R取代的喹唑啉并且所形成的胺通过Buchwald反应被相应地芳基化并随后用氧化剂、例如高锰酸钾氧化。
方案2
在方案2中,R和Ar如上文定义。标号Ar'仅仅是指Ar在每种情况下是独立的。用于还原和Buchwald芳基化的反应条件是本领域技术人员已知的。所述还原可以,例如,通过与四氢硼酸钠反应来实行。
方案3显示了如上所述的式(2)化合物的可选制备,其中所使用的起始材料是任选R取代的2-氨基-5-溴苯甲酸。
方案3
方案4显示了如上所述的式(2)化合物的可选制备,其中所使用的起始材料是任选R取代的2-氨基-5-溴苯甲酸。
在方案3和方案4中,标号R和Ar如上文定义。标号Ar'仅仅是指Ar在每种情况下是独立的。
Suzuki反应、Ullmann反应或Buchwald反应的反应条件是本领域技术人员已知的。
方案4
合适的反应条件也在实施部分中描述。
其中Y是的式(1)化合物可以通过式(34)同义描述
其中X1、X2、X3、X4、Ar、R、R1和R2各自独立地具有式(1)中给出的定义。
在式(34)化合物的优选实施方式中,X1、X2、X3和X4是CR。更优选地,在这种实施方式中,三个R取代基是H并且一个取代基优选对应于
苯基,
或者两个相邻的R取代基彼此连接,从而形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系。
最优选地,在这种实施方式中,三个R取代基是H并且一个取代基优选对应于苯基,
其中两个相邻的R取代基彼此连接从而形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系的式(34)化合物的实施方式优选由式(35)至(38)的化合物描述
其中Ar具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
所述电子器件的优选实施方式包含式(39)的化合物,所述化合物中其中Y是的两种式(1)化合物经由芳族或杂芳族环系彼此连接
其中Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。所述连接性芳族或杂芳族环系Ar优选是亚苯基或对应于式(Ar-146)至(Ar-152)之一。
优选地,在式(39)的化合物中,所述R取代基是H或苯基或者它们彼此连接从而形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系。
优选的式(39)化合物对应于式(40)和(41)
其中R在每种情况下独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。在式(41)的化合物中,最优选地,3个R取代基是H且1个R取代基是苯基。
在如上所述或在R取代基方面作为优选方式描述的式(34)至(41)化合物的一种实施方式中,Ar优选是苯基、萘基、蒽基、菲基或式(Ar-1)至(Ar-145)的基团之一。
在如上所述或在所述R取代基方面作为优选方式描述的式(34)至(41)化合物的一种实施方式中,Ar更优选是式(Ar-2)、(Ar-4)、(Ar-18)、(Ar-27)、(Ar-48)、(Ar-113)、(Ar-126)或(Ar-129)的基团之一。
式(34)的化合物可以例如,从二芳基胺通过与草酰氯的反应进行制备。方案5描述了这种反应,其中Ar和R具有上文给出的定义或优选定义:
方案5
或者,式(34)的化合物可以通过可商购的1H-吲哚-2,3-二酮与芳基卤在Ullmann反应条件下反应或根据文献有机化学通讯(Organic Letters),2004,6,18,3079-82与芳基硼酸反应而制备。任选也可以从苯胺衍生物制备1H-吲哚-2,3-二酮。方案6概述了这种可选合成法,其中Ar和R具有上文给出的定义或优选定义:
其中Y是的式(1)的化合物
可以由式(42)同义描述
其中X1、X2、X3、X4、Ar、R、R1和R2各自独立地具有式(1)中给出的定义。
本发明电子器件的优选实施方式包含式(42)的化合物,其中变量X1、X2、X3和X4是CR,并且R和Ar各自独立地具有式(1)中给出的定义之一。
本发明相应地另外提供了如上文所述并作为优选方式描述的电子器件,其中,在式(42)中,变量X1、X2、X3和X4是CR,并且R和Ar各自独立地具有式(1)中给出的定义之一。
本发明电子器件的优选实施方式包含如上所述或作为优选方式描述的式(42)的化合物,其中X1、X2、X3和X4各自独立地是CR并且R在每种情况下独立地是H或者具有5至60个芳族环原子并在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系,或者
其中两个或更多个相邻的R取代基可以形成可被一个或多个R1基团取代的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,或者
其中X1中的R取代基和/或X4中的R取代基在每种情况下与相邻的N-Ar一起形成可被一个或多个R1基团取代的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系。
R1优选是H、D、F、CN或具有1至12个碳原子的直链或支链烷基基团。
R1更优选是H、F、CN、具有1至4个碳原子的直链或支链烷基基团。
式(43)相应地描述了其中X1至X4取代基是CR的式(42)化合物,
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义并且R是H或者具有5至60个芳族环原子并在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系。
在包含至少一种式(43)化合物的这种电子器件实施方式中,R更优选在每种情况下独立地是H,苯基,
式(44)、(45)和(46)相应地描述了式(42)的化合物,其中X1、X2、X3和X4各自独立地是CR并且两个或更多个相邻的R取代基形成由符号“(A”指示的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系并且其余的R取代基是H
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
优选的式(44)至(46)化合物对应于式(47)至(51)的化合物
其中Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
本发明电子器件的优选实施方式包含式(42)的化合物,其中X1、X2、X3和X4各自独立地是CR,其中X1中的R取代基和/或X4中的R取代基在每种情况下与相邻的N-Ar一起形成可被一个或多个R1基团取代的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,
并且Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
本发明同样地提供了式(42)的化合物
其中X1、X2、X3和X4各自独立地是CR,其中X1中的R取代基和/或X4中的R取代基在每种情况下与相邻的N-Ar一起形成可被一个或多个R1基团取代的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,
并且Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
式(52)相应地描述了式(42)的化合物,其中X1、X2、X3和X4各自独立地是CR,且X1中的R取代基和/或X4中的R取代基在每种情况下与相邻的N-Ar一起形成可被一个或多个R1基团取代的单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,
其中
y在每种情况下独立地是0或1,
L在每种情况下独立地是–C(R1)2-并且Ar、R、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义或下文给出的优选定义。
优选的式(52)化合物由式(53)至(55)描述
其可被一个或多个R1基团取代,并且Ar、R1和R2各自独立地具有上文给出的定义。
在式(42)至(55)的化合物中,Ar在每种情况下独立地优选是具有5至24个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系。更优选地,Ar在本发明的这种实施方式中被如上所述的优选的R1基团取代。更优选地,在这种实施方式中,Ar是未取代的。
在式(42)至(55)的化合物中,Ar在每种情况下独立地更优选是苯基、萘基、蒽基、菲基或式(Ar-1)至(Ar-145)的基团之一。
本发明还提供了式(56)的新化合物
其中
Ar是具有5-60个芳族环原子并可以被一个或多个非芳族R1基团取代的芳族或杂芳族环系;
Ar2是具有13至40个碳原子的芳族环系或具有4至40个碳原子的杂芳族环系并可以被一个或多个非芳族R1基团取代,
R0在每种情况下独立地选自H、D、F、CN、具有1至20个碳原子的直链或支链烷基基团、具有2至20个碳原子的直链或支链烯基基团、具有5至30个芳族环原子的芳族环系,并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或具有1至10个碳原子的直链或支链烷基基团或具有2至10个碳原子的直链或支链烯基基团代替,并且
其中R1和R各自独立地具有式(1)中给出的定义。
式(56)的化合物是如上所述的具体的式(42)化合物。
在优选的式(56)化合物中,R0是H或苯基。
在式(56)的特别优选的化合物中,R0是H或苯基并且Ar在每种情况下独立地是苯基、萘基、蒽基、菲基或式(Ar-1)至(Ar-133)的基团之一。
在式(56)的特别优选的实施方式中,R0是H或苯基并且Ar2在每种情况下独立地是式(Ar-1)至(Ar-133)的基团之一。
在式(56)的非常特别优选的化合物中,R0是H或苯基并且Ar2在每种情况下独立地是式(Ar-1)至(Ar-145)的基团之一并且Ar在每种情况下独立地是苯基、萘基、蒽基、菲基或式(Ar-1)至(Ar-145)的基团之一。
本发明的电子器件的优选实施方式包含式(42)的化合物,其中基团X1、X2、X3和X4中的至少一个变量是N并且其余变量是CR或N,并且R和Ar各自独立地具有式(1)中给出的定义之一。
本发明相应地另外提供了如上文所述并作为优选方式描述的本发明电子器件,其中,在式(42)中,基团X1、X2、X3和X4中的至少一个变量是N并且其余变量是CR,并且R和Ar各自独立地具有式(1)中给出的定义之一。
优选的式(42)化合物,其中X1、X2、X3和X4基团中的至少一个变量是N并且其余变量是CR或N,并且R和Ar各自独立地具有式(1)中给出的定义之一,符合式(57)
其中
X5是CR或N并且Ar具有式(1)中给出的定义。
本发明也另外提供了式(57)的化合物
其中
X5是CR或N并且Ar和R具有式(1)中给出的定义。
式(57)的化合物是如上所述的具体的式(42)化合物。
在优选的式(57)化合物中,Ar在每种情况下独立地是苯基、萘基、蒽基、菲基或式(Ar-1)至(Ar-133)的基团之一,其可以任选被R1单或多取代,并且R和R1具有在式(1)中给出的定义或以优选方式给出的定义。
在式(57)的特别优选的化合物中,Ar在每种情况下独立地是苯基、萘基、蒽基、菲基或式(Ar-1)至(Ar-133)的基团之一,其可以任选被R1单或多取代,并且R是H。
本发明所使用的式(42)化合物或本发明的式(42)化合物,如上所述或作为优选所述,可以通过如下文所述的本领域技术人员原则上已知的合成步骤来制备。如后面的方案中所示的一些合适的起始材料是可商购的,或者它们可以通过已知的合成方法制备。
式(42)的1,4-二氢-1,4-二芳基-2,3-喹喔啉二酮衍生物,例如,通过使邻二溴取代的芳族化合物与伯胺或邻二氨基取代的芳族化合物与芳基溴在Hartwig-Buchwald偶联中反应并然后利用草酸乙酯进行反应来合成,如方案7中所述,其中R和Ar具有如上所述或作为优选所述的定义:
方案7
或者,所述合成可以按照方案8进行,其中R和Ar具有上文给出的定义或优选定义。标号Ar'是指Ar各自独立地具有如上文给出的定义。
方案8
Ullmann反应的反应条件是本领域技术人员已知的并且也在实施部分中描述。
或者,所述合成可以按照方案9进行,其中R和Ar具有上文给出的定义或优选定义。标号Ar'是指Ar各自独立地具有如上文给出的定义。
方案9
方案9描述了任选R取代的喹喔啉的还原和通过Buchwald反应形成的胺的相应芳基化,继之以用氧化剂例如高锰酸钾氧化。Buchwald反应的反应条件是本领域技术人员已知的。所使用的还原剂可以是四氢硼酸钠。
接下来列举存在于本发明的电子器件中的优选的式(1)化合物。所述个体化合物也可以指派给已经指定为优选并为式(2)、(2a)、(3)、(3a)至(3j)、(4)、(4a)、(5)和(5a)、(6)至(11)、(6*)至(11*)、(12)至(33)、(34)至(41)和(42)至(57)的化合物。所述个体化合物在所述电子器件中可以以非常特别的优选方式来使用。
如上所述或作为优选方式描述的优选式(1)化合物是:
本发明用于电子器件中的特别优选的个体化合物是化合物1、2、6、34、55、56、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、123、124、125、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、157、162、164、170、172、178、181、184、186、187、188、199、200、201、202、203、204、205和206。
对于从液相加工本发明的化合物或本发明所使用的化合物,例如通过旋涂或通过印刷方法,需要包含上述化合物的制剂。这些制剂可以是,例如,溶液、分散体或乳液。为此,可以优选使用两种或更多种溶剂的混合物。合适并且优选的溶剂是,例如,甲苯,苯甲醚,邻-、间-或对-二甲苯,苯甲酸甲酯,均三甲苯,萘满,邻二甲氧基苯,THF,甲基-THF,THP,氯苯,二烷,苯氧基甲苯,尤其是3-苯氧基甲苯,(-)-葑酮,1,2,3,5-四甲基苯,1,2,4,5-四甲基苯,1-甲基萘,2-甲基苯并噻唑,2-苯氧基乙醇,2-吡咯烷酮,3-甲基苯甲醚,4-甲基苯甲醚,3,4-二甲基苯甲醚,3,5-二甲基苯甲醚,苯乙酮,α-萜品醇,苯并噻唑,苯甲酸丁酯,异丙苯,环己醇,环己酮,环己基苯,十氢化萘,十二烷基苯,苯甲酸乙酯,茚满,苯甲酸甲酯,NMP,对甲基异丙基苯,苯乙醚,1,4-二异丙基苯,二苄醚,二乙二醇丁甲醚,三乙二醇丁甲醚,二乙二醇二丁醚,三乙二醇二甲醚,二乙二醇单丁醚,三丙二醇二甲醚,四乙二醇二甲醚,2-异丙基萘,戊苯,己苯,庚苯,辛苯,1,1-双(3,4-二甲基苯基)乙烷或这些溶剂的混合物。
本发明因此另外提供了包含至少一种本发明的式(42)、(47)、(48)、(49)、(50)、(51)、(56)或(57)化合物和至少一种其它化合物的制剂。所述其它化合物可以是,例如,溶剂,尤其上述溶剂之一或这些溶剂的混合物。所述其它化合物或者可以是同样用于电子器件中的另一种有机或无机化合物,例如发光化合物,尤其磷光化合物。
本发明另外提供了本发明的式(42)、(47)、(48)、(49)、(50)、(51)、(56)或(57)化合物在如上所述的电子器件、尤其在有机电致发光器件中的用途。
关于所述包含至少一种式(1)化合物的本发明电子器件的详情也相应地适用于作为式(42)、(47)、(48)、(49)、(50)、(51)、(56)或(57)的化合物描述的具体的式(1)化合物。
在本发明的另一种实施方式中,所述有机电致发光器件在光输出耦合层中包含式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物。光输出耦合层应理解为是指不在阳极和阴极之间而是施加于实际器件外部的电极、例如电极和基板之间以便改善光输出耦合的层。
在本发明的一种优选实施方式中,本发明的化合物用作发光层中荧光或磷光化合物、尤其磷光化合物的基质材料。在这种情况下,所述有机电致发光器件可以含有一个发光层,或者它可以含有多个发光层,其中至少一个发光层含有至少一种式(1)化合物或指定为优选方式的化合物作为基质材料。
当式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物用作发光层中发光化合物的基质材料时,它优选与一种或多种磷光材料(三重态发光体)相结合使用。本发明意义上的磷光应理解为是指从自旋多重度>1的激发态、尤其从激发三重态发光。在本申请的意义上,所有具有过渡金属或镧系元素的发光络合物,尤其所有铱、铂和铜络合物,都应该被认为是磷光化合物。
基于发光体和基质材料的总混合物,式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物和所述发光化合物的混合物含有99体积%和1体积%之间、优选98体积%和10体积%之间、更优选97体积%和60体积%之间并尤其95体积%和80体积%之间的式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物。相应地,基于发光体和基质材料的总混合物,所述混合物含有1体积%和99体积%之间、优选2体积%和90体积%之间、更优选3体积%和40体积%之间、并尤其是5体积%和20体积%之间的所述发光体。按照基质材料的选择,更低的发光体浓度也可能是优选的,如例如未公布的申请EP 11002816.4中所述。
本发明的另一种优选实施方式是式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物与其它基质材料相结合作为磷光发光体的基质材料的用途。本发明的另一种优选实施方式是式(1)或根据所述优选实施方式的化合物与其它基质材料相结合作为磷光发光体的基质材料的用途。可与式(1)或根据所述优选实施方式的化合物相结合使用的特别合适的基质材料是芳族酮、芳族氧化膦或者芳族亚砜或砜,例如根据WO 2004/013080、WO 2004/093207、WO2006/005627或WO 2010/006680的,三芳基胺,咔唑衍生物,例如CBP(N,N-双咔唑基联苯)或在WO 2005/039246、US 2005/0069729、JP 2004/288381、EP 1205527或WO 2008/086851中公开的咔唑衍生物,吲哚并咔唑衍生物,例如根据WO 2007/063754或WO 2008/056746的,茚并咔唑衍生物,例如根据WO 2010/136109、WO 2011/000455或WO 2013/041176的,氮杂咔唑衍生物,例如根据EP 1617710、EP 1617711、EP 1731584、JP 2005/347160的,双极性基质材料,例如根据WO 2007/137725的,硅烷,例如根据WO 005/111172的,氮杂硼杂环戊二烯或硼酸酯,例如根据WO 2006/117052的,三嗪衍生物,例如根据WO 2010/015306、WO 2007/063754或WO 2008/056746的,锌络合物,例如根据EP 652273或WO 2009/062578的,二氮杂硅杂环戊二烯或四氮杂硅杂环戊二烯衍生物,例如根据WO 2010/054729的,二氮杂磷杂环戊二烯衍生物,例如根据WO 2010/054730的,桥连咔唑衍生物,例如根据US 2009/0136779、WO 2010/050778、WO 2011/042107、WO 2011/088877或WO 2012/143080的,三亚苯衍生物,例如根据WO 2012/048781的,或内酰胺,例如根据WO 2011/116865或WO 2011/137951的。发射比实际发光体短的波长的其它磷光发光体也可以在所述混合物中作为共主体存在。
合适的磷光化合物(=三重态发光体)尤其是,在适当激发时发光、优选在可见区发光并还含有至少一个原子序数大于20、优选大于38并小于84、更优选大于56并小于80的原子、尤其是具有该原子序数的金属的化合物。所使用的优选的磷光发光体是含有铜、钼、钨、铼、钌、锇、铑、铱、钯、铂、银、金或铕的化合物,尤其是含有铱、铂或铜的化合物。
上述发光体的例子可见于申请WO 00/70655、WO 01/41512、WO 02/02714、WO 02/15645、EP 1191613、EP 1191612、EP 1191614、WO 05/033244、WO 05/019373和US 2005/0258742。一般而言,根据现有技术用于磷光OLED并且是有机电致发光领域内的所属领域技术人员所知的所有磷光络合物都是合适的,并且本领域技术人员将能够在不运用创造性技能的情况下使用其它磷光络合物。
在本发明的另一种实施方式中,本发明的有机电致发光器件不含任何单独的空穴注入层和/或空穴传输层和/或空穴阻挡层和/或电子传输层,意味着发光层直接与空穴注入层或阳极相邻,和/或发光层直接与电子传输层或电子注入层或阴极相邻,如在例如WO2005/053051中描述的。另外,可以使用与发光层中的金属络合物相同或相似的金属络合物作为直接与发光层相邻的空穴传输或空穴注入材料,如在例如WO 2009/030981中描述的。
在本发明的另一种优选实施方式中,所述式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物用作电子传输或电子注入层中的电子传输材料。在这种情况下,所述发光层可以是发荧光或发磷光的。当所述化合物用作电子传输材料时,它可以优选是掺杂的,例如用碱金属络合物、例如LiQ(羟基喹啉锂)掺杂。
在本发明的又一种优选实施方式中,所述式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物用于空穴阻挡层。空穴阻挡层应理解为是直接与发光层在阴极侧相邻的层。
另外,所述式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物可以既用于空穴阻挡层或电子传输层中又用作发光层中的基质。
在本发明的又一种优选实施方式中,所述式(1)或上文列举的优选实施方式的化合物用于空穴传输层中或者用于电子阻挡层或激子阻挡层中。
在本发明的有机电致发光器件的其它层中,可以使用如根据现有技术通常使用的任何材料。本领域技术人员因此将无需运用创造性技能,就能够将已知用于有机电致发光器件的任何材料与式(1)或上文列举的优选实施方式的本发明化合物组合使用。
此外优选的是如下的有机电致发光器件,其特征在于通过升华过程涂布一个或多个层。在这种情况下,所述材料在真空升华系统中在小于10-5毫巴、优选小于10-6毫巴的初始压力下通过气相沉积施加。初始压力也可以甚至更低,例如小于10-7毫巴。
同样优选的是如下的有机电致发光器件,其特征在于通过OVPD(有机气相沉积)法或借助于载气升华涂布一个或多个层。在这种情况下,在10-5毫巴和1巴之间的压力下施加材料。这种方法的特殊情况是OVJP(有机蒸气喷印)法,其中材料通过喷嘴直接施加并因此是结构化的(例如M.S.Arnold等,应用物理快报(Appl.Phys.Lett.)2008,92,053301)。
此外优选的是如下的有机电致发光器件,其特征在于从溶液中例如通过旋涂、或通过任何印刷方法例如丝网印刷、柔性版印刷、平版印刷、LITI(光引发热成像,热转印)、喷墨印刷或喷嘴印刷,来产生一个或多个层。为此,需要可溶性化合物,所述化合物通过例如适当的取代获得。这些方法也尤其适合于低聚物、树枝状大分子和聚合物。
另外,混合方法是可能的,例如,其中一个或多个层从溶液施加而一个或多个其它层通过气相沉积施加。
这些方法一般是本领域技术人员已知的并且本领域技术人员无需运用创造性技能就能应用于包含本发明化合物的有机电致发光器件。
本发明的化合物和本发明的有机电致发光器件在超越现有技术的一个或多个以下令人惊讶的优点上是显著的:
1.本发明的化合物用作荧光或磷光发光体的基质材料导致很高的效率和长寿命。当所述化合物用作发红色或绿色磷光的发光体的基质材料时尤其如此。
2.本发明的化合物具有高度热稳定性。
3.本发明的化合物用于有机电致发光器件中导致高效率和在低使用电压下陡峭的电流-电压曲线。
4.当用作电子传输材料时,本发明的化合物在有机电致发光器件的效率、寿命和工作电压方面也导致很好的性质。
这些上述优点不伴有其它电子性质的劣化。
本发明通过下面的实施例详细说明,而不旨在以此限制本发明。本领域技术人员将能够利用给出的信息在所公开的整个范围内执行本发明并无需运用创造性技能就能制备其它的本发明化合物并将它们用于电子器件中或运用本发明的方法。
实施例:
下面的合成,除非另有说明,都在保护性气体气氛下进行。反应物可以来源于ALDRICH或ABCR(乙酸钯(II),三邻甲苯基膦,无机材料,溶剂)。在从文献得知的反应物情况下的数字是CAS编号。
所用的起始化合物可以是,例如,N,N'-二苯基-1,2-苯二胺(有机化学通讯(Organic Letters)2007,9(7),1339-1342)或N-苯基邻苯二胺(印度药物科学杂志(IndianJournal of Pharmaceutical Sciences)2003,65(2),135-138)。
实施例a:6-(4-溴苯基)-1H-喹唑啉-2,4-二酮
将15.47g(75毫摩尔)的4-溴苯硼酸、18g(75毫摩尔)的6-溴-1H-喹唑啉-2,4-二酮(75毫摩尔)和110mL的2M含NaHCO3水溶液(163毫摩尔)悬浮在500mL二甲氧基乙烷中。向该悬浮液添加3.0g(3.45毫摩尔)的四(三苯基膦)钯(0),并将反应混合物在回流下加热22小时。冷却后,取出有机相,通过硅胶过滤,用400mL水洗涤四次,然后浓缩至干。这之后在甲苯中重结晶。产率是16.5g(52毫摩尔),相当于理论的70%。
以下化合物以类似的方式制备:
实施例b:6-苯基-1H-喹唑啉-2,4-二酮
将16.3g(67.7毫摩尔)的6-溴-1H-喹唑啉-2,4-二酮、7.3g(80毫摩尔)的苯基硼酸和136g(980毫摩尔)的磷酸三钾悬浮在1000mL THF、300mL水中。向该悬浮液依次添加178mg(0.67毫摩尔)三苯基膦和152mg(0.67毫摩尔)乙酸钯(II),并且反应混合物在回流下加热16小时。冷却后,取出有机相,通过硅胶过滤,用200mL水洗涤三次,然后浓缩至干。残渣从甲苯/庚烷重结晶。产率是13.4g(56毫摩尔),相当于理论的85%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例c:6-(3-苯基咔唑-9-基)-1H-喹唑啉-2,4-二酮
将27.7g(114毫摩尔)的3-苯基-9H-咔唑、27.4g(114毫摩尔)的6-溴-1H-喹唑啉-2,4-二酮和30.5g的NaOtBu悬浮在1.5L对二甲苯中。向该悬浮液添加0.5g(2.11毫摩尔)的Pd(OAc)2和1.6mL的1M三叔丁基膦溶液。所述反应混合物在回流下加热16小时。冷却后,取出有机相,用200mL水洗涤三次,然后浓缩至干。将残渣用甲苯热提取并且从甲苯重结晶。产率是39g(97毫摩尔),相当于理论的87%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例d:1,3,6-三苯基-1H-喹唑啉-2,4-二酮
将23g(40毫摩尔)的6-苯基-1H-喹唑啉-2,4-二酮和61.2g(85毫摩尔)的4-碘苯和44.7g(320毫摩尔)的碳酸钾、3g(16毫摩尔)的碘化酮(I)和3.6g(16毫摩尔)的1,3-二(吡啶-2-基)丙-1,3-二酮在100mL DMF中于150℃搅拌30小时。所述溶液用水稀释并用乙酸乙酯提取两次,合并的有机相经过Na2SO4干燥并通过旋转蒸发浓缩。残渣通过色谱(EtOAc/己烷:2/3)提纯。残渣从甲苯重结晶并最后在高真空(p=5x 10-5毫巴)下升华。纯度是99.9%。产率是24g(62毫摩尔),理论的65%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
以类似的方式,可以利用一当量的单取代喹唑啉-2,4-二酮化合物制备下列化合物:
实施例e:1,4-双[1,1';3',1”]三联苯-5'-基-1,4-二氢喹喔啉-2,3-二酮
将5.6g(40毫摩尔)的6-苯基-1H-喹唑啉-2,4-二酮和30g(85毫摩尔)的4-碘苯和44.7g(320毫摩尔)的碳酸钾、3g(16毫摩尔)的碘化铜(I)和3.6g(16毫摩尔)的1,3-二(吡啶-2-基)丙烷-1,3-二酮在100mL的DMF中于150℃搅拌30小时。所述溶液用水稀释并用乙酸乙酯提取两次,合并的有机相经过Na2SO4干燥并通过旋转蒸发浓缩。残渣从甲苯重结晶并最后在高真空(p=5x 10-5毫巴)下升华。纯度是99.9%。产率是14g(23毫摩尔),理论的61%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例f:1,3-二苯基-6-苯基氨基-1H-喹唑啉-2,4-二酮
将71.9g(183毫摩尔)的6-溴-1,3-二苯基-1H-喹唑啉-2,4-二酮、20mL的苯胺(220毫摩尔)、1.5g的DPPF(2.7毫摩尔)、0.5g的乙酸钯(II)和45g的叔丁醇钠(486毫摩尔)在1.5L甲苯中在保护气氛下加热到沸腾18小时。所述混合物随后在甲苯和水之间分配,并且有机相用水洗涤三次,经过Na2SO4干燥并通过旋转蒸发浓缩。剩余的残渣从庚烷/乙酸乙酯重结晶。产率是54g(110毫摩尔,57%)。
实施例g:1,3-二苯基-1,6-二氢嘧啶并[5,4-b]咔唑-2,4-二酮(a)和2,4-二苯基-4,7-二氢嘧啶并[4,5-c]咔唑-1,3-二酮(b)
将14g(35毫摩尔)的1,3-二苯基-6-苯基氨基-1H-喹唑啉-2,4-二酮、0.4g的乙酸钯(II)(1.78毫摩尔)和0.5g的碳酸钾(3.62毫摩尔)添加到35mL特戊酸中并将所述混合物在120℃搅拌9小时。在此时间之后,添加0.4g的乙酸钯(II)(1.78毫摩尔),并将所述混合物继续在120℃搅拌9小时。然后添加200mL的二氯甲烷和0.1M Na2CO3溶液。所述混合物在水和二氯甲烷之间分配,水相用二氯甲烷提取三次,合并的有机相经过Na2SO4干燥并通过旋转蒸发浓缩。残渣通过色谱分离。产率是3g(9.9毫摩尔)的(a)和9g(29毫摩尔)的(b)。
类似于实施例g,可以得到以下化合物:
实施例h:N,N'-二芳基-1,2-苯二胺的通用合成
向660mL脱气甲苯添加1.06g(4.75毫摩尔)的Pd(OAc)2和14.46mL(14.46毫摩尔)的三叔丁基膦(1M甲苯溶液),并将所述混合物搅拌5min。然后向所述溶液添加240毫摩尔的1,2-二溴苯衍生物、505毫摩尔芳基胺和67.22g(700毫摩尔)的叔丁醇钠,然后脱气并在保护性气体气氛下于140℃搅拌10小时。冷却之后,向所述溶液添加600mL的NH4Cl溶液和150mL的乙酸乙酯,并进行相分离,用水洗涤,经过MgSO4干燥并浓缩。所述固体溶解在甲苯中并且所述混合物通过硅藻土过滤。粗产物用热庚烷搅拌。
实施例h1:N,N'-双(联苯-4-基)-1,2-苯二胺的合成
所述合成从56.6g(240毫摩尔)的1,2-二溴苯和85.4g(505毫摩尔)的4-氨基联苯通过实施例h的通用方法实行。沉淀的固体从甲苯/乙腈(5:1)重结晶并且残渣用MeOH洗涤。这产生78g(189毫摩尔)的结晶固体。总产率是80%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例j:联苯-4-基(2-溴苯基)胺的合成
所述合成从118g(700毫摩尔)的1,2-二溴苯和85.4g(505毫摩尔)的4-氨基联苯通过实施例h的通用方法实行。沉淀的固体从甲苯/乙腈(5:1)重结晶并且残渣用MeOH洗涤。这产生82g(255毫摩尔)的结晶固体。总产率是71%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例i:联苯-4-基(2-溴苯基)胺的合成
所述合成从105.5g(505毫摩尔)的联苯-4-基(2-溴苯基)胺和163g(505毫摩尔)的9,9-二甲基-9H-芴-2-基胺按照实施例h的通用方法实行。沉淀的固体从甲苯/乙腈(5:1)重结晶并且残渣用MeOH洗涤。这产生146g(324毫摩尔)的结晶固体。总产率是87%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例k:N-联苯-4-基-N'-苯基-1,2-苯二胺的合成
向660mL脱气甲苯添加0.35g(1.58毫摩尔)的Pd(OAc)2和4.8mL(4.86毫摩尔)的三叔丁基膦(1M甲苯溶液),并将所述混合物搅拌5min。然后向所述溶液添加37.2g(160毫摩尔)的4-溴联苯、29.4g(160毫摩尔)的N-苯基邻苯二胺和22.4g(233毫摩尔)的叔丁醇钠,然后脱气并在保护性气体气氛下于140℃搅拌10小时。冷却之后,向所述溶液添加200mL的NH4Cl溶液和50mL的乙酸乙酯,并进行相分离,用水洗涤,经过MgSO4干燥并浓缩。所述固体溶解在甲苯中并且所述混合物通过硅藻土过滤。粗产物用热庚烷搅拌并用MeOH洗涤。这产生47g(140毫摩尔)的结晶固体。总产率是80%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例l:1-联苯-4-基-4-{4-[(E)-((Z)-1-丙烯基)-丁-1,3-二烯基]-苯基}-1,4-二氢喹喔啉-2,3-二酮
将50mL的草酸二乙酯和78.2g(190毫摩尔)的N,N'-双(联苯-4-基)苯-1,2-二胺的混合物在氩气氛下加热到160℃达24小时。在此过程中,形成的乙醇被连续蒸馏掉。所述反应混合物在减压下浓缩至干并且剩余的残渣从乙醇重结晶两次。这产生67g(144毫摩尔)的结晶固体。总产率是76%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例m:1-(9,9'-螺[9H-芴-2-基])-1H-吲哚-2,3-二酮
将14.7g(100毫摩尔)的螺-9,9‘-二氟-2-硼酸、12g(34毫摩尔)的1H-吲哚-2,3-二酮、64g(52毫摩尔)铜粉和12mL(88毫摩尔)的NEt3悬浮在800mL的CH2Cl2中,添加少许分子筛并且将所述混合物在室温下剧烈搅拌28小时,并将所述反应混合物在回流下加热16小时。此后,将所述混合物与40mL的MeOH混合,过滤出固体并浓缩所述混合物。残渣从甲苯和从二氯甲烷重结晶并最后在高真空下升华;纯度是99.9%。产率是12.1g(26毫摩尔),相当于理论的79%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
以类似的方式,后面的化合物可以按照实施例m的方法从250毫摩尔的芳基硼酸和20毫摩尔的1H-吲哚-2,3-二酮得到。沉淀的固体从甲苯/乙腈(5:1)重结晶并且残渣用MeOH洗涤。残渣从甲苯和从二氯甲烷重结晶并最后在高真空下升华;纯度是99.9%。
实施例n:1-(9,9'-螺[9H-芴-2-基])-1H-吲哚-2,3-二酮
将14.7g(102.4毫摩尔)的1H-吲哚-2,3-二酮、44g(112毫摩尔)的螺-9,9‘-二氟-2-硼酸和2.3(10.2毫摩尔)的1,3-二[2-吡啶基]-1,3-丙二酮、28.3g(204毫摩尔)的碳酸钾和1.9g(10.2)的碘化铜在1000mL的DMF中在回流下搅拌90小时。所述溶液用水稀释并用乙酸乙酯提取两次,合并的有机相经过Na2SO4干燥并通过旋转蒸发浓缩并通过色谱(EtOAc/己烷:2/3)提纯。残渣从甲苯和从二氯甲烷重结晶并最后在高真空下升华;纯度是99.9%。产率是36g(79毫摩尔),相当于理论的80%。
以类似的方式,可以得到以下化合物:
实施例1:OLED的制造
在下面实施例I1至I11中(参见表1.1和1.2),介绍了各种OLED的数据。将涂有厚度50nm的结构化ITO(氧化铟锡)的清洁玻璃板(在Miele实验室玻璃清洗机中清洁)用UV臭氧预处理25分钟(PR-100UV臭氧发生器,来自UVP)并且,在30min之内,涂布20nm的PEDOT:PSS(聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸盐),作为CLEVIOSTM P VP AI 4083购自德国贺利氏贵金属公司(Heraeus Precious Metals GmbH),通过从水溶液旋涂施加)并然后在180℃烘烤10min以改善加工。这些涂层玻璃板形成施加OLED的基板。
OLED基本上具有以下层结构:基板/空穴传输层(HTL)/中间层(IL)/电子阻挡层(EBL)/发光层(EML)/任选的空穴阻挡层(HBL)/电子传输层(ETL)/任选的电子注入层(EIL)和最后的阴极。所述阴极由厚度100nm的铝层形成。所述OLED的确切结构见于表1.1。表1.3显示了制造所述OLED需要的其它材料和所使用的缩写。
全部材料通过在真空室中热气相沉积施加。在这种情况下,发光层始终由至少一种基质材料(主体材料)和以特定的体积比例通过共同蒸发添加至所述基质材料的发光掺杂剂(发光体)组成。以如同d46:BIC1:TEG1(50%:40%:10%)这样的形式给出的细节在此是指在所述层中化合物117以50%的体积比例、BIC1以40%的比例和TEG1以10%的比例存在。类似地,电子传输层也可以由两种材料的混合物组成。
以标准方式表征OLED。为了该目的,确定电致发光光谱、电流效率(以cd/A计量)、功率效率(以lm/W计量)和外量子效率(EQE,以百分比计量),其作为亮度的函数从呈现郎伯发射特征的电流-电压-亮度特性(IUL特性)进行计算,以及确定寿命。所述电致发光光谱在1000cd/m2的亮度下确定,并由其计算CIE 1931x和y色坐标。表1.2中的参数U1000是指1000cd/m2的亮度所需要的电压。CE1000和PE1000分别是指在1000cd/m2下达到的电流和功率系数。最后,EQE1000是指在工作亮度1000cd/m2下的外量子效率。
各种OLED的数据在表1.2中整理。
表1.1:OLED的结构
表1.2:OLED的数据
表1.3:用于OLED的材料的结构式

Claims (17)

1.电子器件,其包含至少一种式(1)化合物
或至少两种经由至少一个共同的芳族或杂芳族环系Ar连接的式(1)化合物或至少两种具有共同的结构单元的式(1)化合物
其中所使用的符号如下:
X1,X2,X3,X4各自独立地是CR或N;
Y在每次出现时是
Ar在每次出现时是相同或不同的并且是具有5-60个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系;
Ar1在每次出现时是相同或不同的并且是具有5-30个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系;同时,与同一氮原子或磷原子键合的两个Ar1基团也可通过单键或选自N(R1)、C(R1)2和O的桥连基彼此桥连;
R在每次出现时是相同或不同的并且选自H、D、F、Cl、Br、I、CN、CHO、NO2、Si(R2)3、B(OR2)2、N(Ar1)2、N(R1)2、C(=O)Ar1、C(=O)R1、P(=O)(Ar1)2、S(=O)Ar1、S(=O)(Ar1)2、CR2=CR2Ar1、C≡CAr1、OSO2R1
具有1至40个碳原子的直链烷基、烷氧基或硫代烷基基团或者具有3至40个碳原子的支链或环状烷基、烷氧基或硫代烷基基团或者具有2至40个碳原子的烯基或炔基基团,其中所提到的烃基基团各自可被一个或多个R1基团取代并且其中一个或多个不相邻的CH2基团可被R1C=CR1、-C≡C-、Si(R1)2、Ge(R1)2、Sn(R1)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR1、P(=O)(R1)、SO、SO2、NR1、O、S或CONR1代替并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2代替;
具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R1基团取代的芳族或杂芳族环系,
具有5至60个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳氧基或杂芳氧基基团,
具有5至60个芳族环原子并可被一个或多个R1基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团,
或这些体系的组合,
其中两个或更多个相邻的R取代基可形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,所述环系可被一个或多个R1基团取代,或者
其中X1的R取代基和/或X4的R取代基与相邻的N-Ar一起在每种情况下可形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,所述环系可被一个或多个R1基团取代;
R1在每种情况下独立地选自H、D、F、CN、具有1至20个碳原子的直链或支链烷基基团、具有2至20个碳原子的直链或支链烯基基团、具有5至30个芳族环原子的芳族或杂芳族环系,并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或具有1至10个碳原子的直链或支链烷基基团或具有2至10个碳原子的直链或支链烯基基团代替,
其中两个或更多个相邻的R1取代基一起可形成单或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,且
R2在每种情况下独立地选自H、D或为具有1至20个碳原子的脂族、芳族和/或杂芳族烃基基团,其中两个或更多个R2基团一起也可形成环系。
2.如权利要求1所述的电子器件,其选自有机电致发光器件、有机集成电路、有机场效应晶体管、有机发光晶体管、有机太阳能电池、有机光学检测器、有机光感受器、有机场猝熄器件、发光电化学电池、有机激光二极管和有机等离激元发光器件。
3.如权利要求1所述的电子器件,其选自有机薄膜晶体管。
4.如权利要求1所述的电子器件,其选自有机染料敏化太阳能电池。
5.如权利要求1所述的电子器件,其选自包含钙钛矿的太阳能电池。
6.如权利要求1至5的任一项所述的电子器件,其特征在于式(1)化合物用作荧光或磷光发光体的基质材料和/或用于空穴阻挡层中和/或电子传输层中和/或电子阻挡或激子阻挡层中和/或空穴传输层中。
7.如权利要求1至5的任一项所述的电子器件,其特征在于式(1)中的Y是
并且Ar在每种情况下独立地具有权利要求1中给出的定义。
8.如权利要求1至5的任一项所述的电子器件,其特征在于式(1)中的Y是
并且Ar在每种情况下独立地具有权利要求1中给出的定义。
9.如权利要求1至5的任一项所述的电子器件,其特征在于式(1)中的Y是
10.如权利要求1至5的任一项所述的电子器件,其特征在于X1、X2、X3和X4基团中的至少一个变量是N并且其余变量是CR,并且R在每种情况下独立地具有权利要求1中给出的定义之一。
11.如权利要求1至5的任一项所述的电子器件,其特征在于变量X1、X2、X3和X4是CR,并且R在每种情况下独立地具有权利要求1中给出的定义之一。
12.式(42)的化合物
其中X1、X2、X3和X4各自独立地是CR,其中X1的R取代基和/或X4的R取代基与相邻的N-Ar一起在每种情况下形成单环或多环的脂族、芳族或杂芳族环系,所述环系可被一个或多个R1基团取代,
并且Ar、R、R1和R2各自独立地具有权利要求1中给出的定义。
13.式(47)至(51)之一的化合物
其中Ar在每种情况下独立地具有权利要求1中给出的定义。
14.式(56)的化合物
其中
Ar是具有5-60个芳族环原子并可以被一个或多个非芳族R1基团取代的芳族或杂芳族环系;
Ar2是具有13至40个碳原子的芳族环系或具有4至40个碳原子的杂芳族环系并可以被一个或多个非芳族R1基团取代,
R0在每种情况下独立地选自H、D、F、CN、具有1至20个碳原子的直链或支链烷基基团、具有2至20个碳原子的直链或支链烯基基团、具有5至30个芳族环原子的芳族环系,并且其中一个或多个氢原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或具有1至10个碳原子的直链或支链烷基基团或具有2至10个碳原子的直链或支链烯基基团代替,并且
其中R1和R各自独立地如权利要求1中所定义的。
15.式(57)的化合物
其中
X5是CR或N并且Ar和R具有权利要求1中给出的定义。
16.制剂,其包含至少一种如权利要求12至15的任一项所述的化合物。
17.如权利要求12至15的任一项所述的化合物在电子器件中的用途。
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