DE102006029417B4

DE102006029417B4 - Verfahren zur Herstellung eines 9,10 Diarylanthracens

Info

Publication number: DE102006029417B4
Application number: DE102006029417A
Authority: DE
Inventors: Jennifer A. Cambridge Coggan
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2026-06-28
Also published as: TWI333943B; CN1900035A; FR2888843B1; JP2007023042A; FR2888843A1; CN1900035B; DE102006029417A1; GB0614246D0; TW200704626A; GB2428685B; US8766023B2; JP4781928B2; GB2428685A; US20070020481A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens offenbart, das beinhaltet das Reagierenlassen einer metall-organischen substituierten oder unsubstituierten Arylverbindung mit einem substituierten oder unsubstituierten Anthrachinon, um ein substituiertes oder unsubstituiertes Diol zu liefern; und Reagierenlassen des substituierten oder unsubstituierten Diols mit einem Reduktionsmittel, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern. Es wird ebenfalls eine elektrolumineszierende Vorrichtung offenbart, umfassend eine lichtemittierende Schicht, die das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen umfasst.

Description

Priorität USA 20.07.2005 11/184776

BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens.
Hintergrund der Offenbarung
Organische lichtemittierende Vorrichtungen (OLEDs) sind nützlich für Anzeigeanwendungen und insbesondere mobile tragbare Anzeigeanwendungen. Um eine wirksame Elektrolumineszenz zu erzielen wurden OLEDs üblicherweise so hergestellt, dass sie separate Schichten eines Leerstellen-Transportmaterials (HTM) und eines emittierenden Elektronen-Transportmaterials (ETM) beinhalten. Während des Betriebs bewirkt ein angelegtes elektrisches Feld, dass positive Ladungen (Leerstellen) und negative Ladungen (Elektronen) jeweils von der Anode und der Kathode der OLED injiziert werden, um zu rekombinieren und auf diese Weise eine Lichtemission zu erzeugen. In anderen bekannten OLED-Anzeigen sind die Leerstellen-Transport- und die Elektronen-Transportschichten mit organischen Farbstoffen dotiert, um die Wirksamkeit zu erhöhen oder die Stabilität der OLED zu verbessern. Es wurden auch OLEDs entwickelt, in denen Leerstellen-Transportmaterial und emittierendes Elektronen-Transportmaterial in einer einzigen Schicht zusammengemischt sind.
Ein mit OLEDs verbundenes Problem ist die Entwicklung von leistungsstarken Materialien mit wünschenswerten Eigenschaften. Es sind viele neue Materialien mit RGB (rot, grün, blau) emittierenden Farben entwickelt worden, um die Erfordernisse für Vollfarbanzeigevorrichtungen zu befriedigen. Während grün emittierende Materialien für OLEDs relativ gut entwickelt sind, sind zufriedenstellende blaue Materialien mit guter Farbreinheit, hoher Wirksamkeit und guter Stabilität immer noch gefragt. Ein solches bekanntes Material ist 2-tert-Butyl-9,10-bis-(β-naphthyl)-anthracen (TBADN).
In einer typischen OLED kann die lichtemittierende Schicht zwischen einer Leerstellen-Transportschicht und einer Elektronen-Transportschicht vorhanden sein. Die lichtemittierende Schicht kann, wie in 1 gezeigt, ein mit einem Gastmaterial (Dotierungsmittel) dotiertes Wirtsmaterial umfassen. Die lichtemittierende Schicht kann einen wirkungsvollen Platz für die Rekombination des injizierten Leerstelle-Elektron-Paares bieten, gefolgt von einem Energietransfer zu dem Gastmaterial, der eine hochwirksame Elektrolumineszenz bereitstellen kann. Idealerweise sollte das gleiche Wirtsmaterial in der Lage sein, mit einem entsprechenden Gastmaterial dotiert zu werden, um eine rote, grüne oder blaue Emission zu erzeugen, abhängig von der Farbemission des Gastmaterials. Es kann schwierig sein, ein Wirtsmaterial mit einer größeren Bandlücke zu finden als das blau emittierende Gastmaterial. Die Verbindung 2-tert-Butyl-9,10-bis-(β-naphthyl)-anthracen (TBADN) kann einen Wirt mit ausgezeichneter weiter Bandlücke für Farb-OLEDs aufweisen.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
In verschiedenen Aspekten der Offenbarung wird ein Verfahren zur Herstellung eines substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens bereitgestellt, umfassend das Reagierenlassen einer metall-organisch substituierten oder ursubstituierten Arylverbindung mit einem substituierten oder unsubstituierten Anthrachinon, um ein substituiertes oder unsubstituiertes Diol zu liefern, und das Reagierenlassen des substituierten oder unsubstituierten Diols mit einem Reduktionsmittel, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern; ein Verfahren zur Herstellung eines substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens, umfassend das Reagierenlassen eines substituierten oder unsubstituierten Diols mit einem Reduktionsmittel, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern; und eine elektrolumineszierende Vorrichtung, umfassend eine lichtemittierende Schicht, umfassend ein substituiertes oder unsubstituiertes 9,10-Diarylanthracen, hergestellt durch Reagierenlassen einer metall-organischen substituierten oder unsubstituierten Arylverbindung mit einem substituierten oder unsubstituierten Anthrachinon, um ein substituiertes oder unsubstituiertes Diol zu liefern, und das Reagierenlassen des substituierten oder unsubstituierten Diols mit einem Reduktionsmittel, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern
Zusätzliche Ziele und Vorteile der Offenbarung werden teilweise in der folgenden Beschreibung ausgeführt und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich, oder können durch die Ausführung der Offenbarung erfahren werden. Die Ziele und Vorteile der Offenbarung werden mit Hilfe der Elemente und Kombinationen realisiert und erreicht, die insbesondere in den anhängenden Patentansprüchen aufgezeigt sind.
Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung lediglich beispielhaft und erläuternd sind, und die Offenbarung wie beansprucht nicht einschränken.
Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil davon bilden, zeigen eine (mehrere) Ausführungsform(en) der Offenbarung und dienen, zusammen mit der Beschreibung, dazu, die Prinzipien der Offenbarung zu erklären.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Schema einer OLED gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit einer Elektroneninjektions- und -transportzone, einer gemischten Ladungs-Transportschicht und einem Leerstelleninjektions- und -transportbereich.
2 zeigt die Standzeit des offenbarten substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens gegenüber einem handelsüblichen TBADN über die Zeit.
3 zeigt die Treiberspannung gegen die Zeit für das offenbarte substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen gegenüber einem handelsüblichen TBADN.
BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
Es wird nun detailliert Bezug genommen auf die vorliegenden Ausführungsformen der Offenbarung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Wann immer möglich werden in den gesamten Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens, umfassend das Reagierenlassen einer metall-organischen substituierten oder unsubstituierten Arylverbindung mit einem substituierten oder unsubstituieretn Anthrachinon, um ein substituiertes oder unsubstituiertes Diol zu liefern, und das Reagierenlassen des substituierten oder unsubstituierten Diols mit einem Reduktionsmittel, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern.
Das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen kann durch die Formel (1) repräsentiert werden:
worin R₁ und R₂, die gleich oder unterschiedlich sein können, jeweils individuell aus den folgenden Gruppen gewählt sein können:
Gruppe 1 – Wasserstoff, oder Alkyl von ungefähr 1 bis ungefähr 24 Kohlenstoffatomen; Gruppe 2 – Aryl oder substituiertes Aryl mit ungefähr 5 bis ungefähr 20 Kohlenstoffatomen; Gruppe 3 – Kohlenstoffatome von ungefähr 4 bis ungefähr 24, worin die Kohlenstoffatome einen kondensierten aromatischen Anthracenyl-, Pyrenyl- oder Perylenylring vervollständigen können; Gruppe 4 – Heteroaryl oder substituiertes Heteroaryl von ungefähr 5 bis ungefähr 24 Kohlenstoffatomen, wobei die Kohlenstoffatome einen kondensierten heteroaromatischen Ring von Furyl-, Thienyl-, Pyridyl-, Chinolinyl- oder anderen heterocyclischen Systemen vervollständigen können; Gruppe 5 – Alkoxyl, Amino, Alkylamino oder Arylamino von ungefähr 1 bis ungefähr 24 Kohlenstoffatome; und Gruppe 6 – Halogenatome, wie zum Beispiel Fluor, Chlor, Brom oder Cyano; und worin R₃ und R₄ gleich oder unterschiedlich sein können und individuell ausgewählt sein können aus den Gruppen 2, 3, 4 und dem Arylamino aus Gruppe 5 wie oben angegeben. In einer Ausführungsform kann das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen 2-tert-Butyl-9,10-bis-(β-naphthyl)anthracen (TBADN) sein.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren durch das folgende Reaktionsschema veranschaulicht werden:
Das Anthrachinon kann mit typischen Substituenten substituiert sein, einschließlich Alkylgruppen, Alkylengruppen, Arylgruppen, Arylengruppen, Alkoxygruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen und Halogenen wie zum Beispiel Fluor, Chlor und Brom. Die verschiedenen Alkyl- und Alkylenreste können von ungefähr 1 bis ungefähr 8 Kohlenstoffatome umfassen, wie zum Beispiel von ungefähr 2 bis ungefähr 7 Kohlenstoffatome, und als weiteres Beispiel ungefähr 4 Kohlenstoffatome. Die Cycloalkylreste können von ungefähr 3 bis ungefähr 10 Kohlenstoffatome umfassen, zum Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 7 Kohlenstoffatome, und als weiteres Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatome. Die Aryl- und Arylenreste können Phenyl und Phenylenreste sein. In einer Ausführungsform kann das Anthracen durch eine t-Butylgruppe substituiert sein. Zum Beispiel kann das substituierte oder ursubstituierte Anthracen 2-(t-Butyl)anthracen sein.
Das substituierte oder ursubstituierte Anthrachinon kann einer metall-organischen Kopplungsreaktion mit einer substituierten oder unsubstituierten Arylverbindung unterworfen werden. Die metall-organische substituierte oder ursubstituierte Arylverbindung kann aus einer halogenierten substituierten oder unsubstituierten Arylgruppe hergestellt werden. Die metall-organische substituierte Arylverbindung und die halogenierte substituierte Arylverbindung können jeweils individuell mit typischen Substituenten einschließlich Alkylgruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen und Halogenen, wie zum beispiel Fluor, Chlor und Brom substituiert sein. Die unterschiedlichen Alkyl- und Alkylenreste können von unegfähr 1 bis ungefähr 8 Kohlenstoffatome umfassen, wie zum Beispiel von ungefähr 2 bis ungefähr 8 Kohlenstoffatome, und als weiteres Beispiel ungefähr 4 Kohlenstoffatome. Die Cycloalkylreste können von ungefähr 3 bis ungefähr 10 Kohlenstoffatome umfassen, zum Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 7 Kohlenstoffatome, und als weiteres Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatome. Die Aryl- und Arylenreste löhnen Phenyl- und Phenylenreste sein.
In einer Ausführungsform kann die halogenierte substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung eine Verbindung sein, die durch die Formel (2) repräsentiert wird.
wobei R₇ ein Halogen, wie zum Beispiel Chlor, Brom oder Iod, und R₆ irgendeiner der in Formel (1) beschriebenen Substituenten sein kann. In einer Ausführungsform kann die halogenierte substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung 2-Bromnaphthalin sein.
Die metall-organische substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung kann hergestellt werden durch Reaktion der halogenierten substituierten oder unsubstituierten Arylverbindung, wie in Formel (2) gezeigt, mit einem Metall oder Organometallaten. Das Metall kann gewählt werden aus Magnesium, Lithium, Natrium, Beryllium, Calcium, Zink, Kupfer, Titan, Zirkon, Mangan, Palladium und dergleichen, oder kann gewählt werden aus Organometallaten wie zum Beispiel n-Butyllithium und t-Butyllithium. Die Metallquelle können Metallocene mit Ferrocen als Beispiel sein. Der begriff „Metall" soll alle Elemente wie zum Beispiel Silizium, Arsen oder Bor umfassen, die nicht metallisch sind, aber als Metalloide betrachtet werden.
In einer Ausführungsform kann die metall-organische substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung hergestellt werden durch Addition eines Metalls oder eines Organometallats wie zum Beispiel n-Butyllithium an die halogenierte substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung über eine Zeitspanne von ungefähr 1 Minute bis ungefähr 1 Stunde, zum Beispiel von ungefähr 10 Minuten bis ungefähr 45 Minuten, und als weiteres Beispiel ungefähr 15 Minuten. Die Reaktion kann von ungefähr 1 Stunde bis ungefähr 5 Stunden fortschreiten, zum beispiel von ungefähr 2 Stunden bis ungefähr 4 Stunden, und als weiteres Beispiel ungefähr 3 Stunden, während die Temperatur ungefähr Raumtemperatur (23°C) erreichen kann. Die Reaktionstemperatur kann bis zu weniger als ungefähr Raumtemperatur erniedrigt werden, zum Beispiel auf weniger als ungefähr 0°C, und als weiteres Beispiel auf weniger als ungefähr –76°C. Das substituierte oder unsubstituierte Anthrachinon kann der Reaktion zugegeben werden. Die Reaktionstemperatur kann auf mehr als –76°C erhöht werden, zum Beispiel auf mehr als etwa 0°C, und als weiteres Beispiel auf mehr als Raumtemperatur, um ein substituiertes oder unsubstituiertes Diol zu liefern.
In einer Ausführungsform kann das Diol mit irgendeinem der typisches Substituenten der Formel (1) substituiert sein, wie zum Beispiel einer Alkylgruppe, zum beispiel einer t-Butylgruppe. Das Diol kann zum Beispiel durch die Formel (3) repräsentiert sein:
Das substituierte oder unsubstituierte Diol kann mit einem Reduktionsmittel reagieren, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern. Das Reduktionsmittel kann gewählt werden aus Zinnchlorid, Vanadiumchlorid und Titanchlorid in einer Säure wie zum Beispiel Essigsäure oder Salzsäure und mit oder ohne Wasser, und kann in einem Lösungsmittel wie zum Beispiel Dioxan durchgeführt werden. In einer Ausführungsform kann das Reduktionsmittel Kaliumiodid in einer Säure wie zum Beispiel Essigsäure oder Salzsäure sein, und mit oder ohne Kaliumhypophosphit, und optional sollte ein Lösungsmittel vorhanden sein. Der Fachmann kann sich denken, dass andere Reagenzien einschließlich Kombinationen von Reagenzien verwendet werden können, um diesen Umsetzung zu bewirken.
Das Reduktionsmittel kann zugegeben werden und die Reaktionstemperatur kann für eine Zeitspanne von mindestens ungefähr 1 Stunde, zum Beispiel mindestens 2 Stunden, uns als weiteres Beispiel mindestens ungefähr 3 Stunden bis mindestens Raumtemperatur erhöht werden, zum Beispiel bis mindestens ungefähr 40°C, und als weiteres Beispiel bis mindestens ungefähr 50°C. Die Reaktion kann auf ungefähr Raumtemperatur gekühlt, gefiltert und gewaschen werden.
Das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen kann getrocknet und gereinigt werden, zum Beispiel durch eine Kaufman-Säule und Sublimation bei 320°C.
Wie in 2 gezeigt, kann das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen eine erhöhte Standzeit in einer OLED aufweisen, verglichen mit einem handelsüblichen TBADN. Darüber hinaus kann, wie in 3 gezeigt, das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen ungefähr die gleiche Treiberspannung im Vergleich zur Zeit aufweisen wie ein handelsübliches TBADN.
Eine beispielhafte Ausführungsform einer organischen lichtemittierenden Vorrichtung (OLED) gemäß dieser Offenbarung ist in 1 gezeigt. Die organische lichtemittierende Vorrichtung 10 kann einen lumineszierenden Bereich 20 umfassen, der eine gemischte Ladungs-Transportschicht 30, eine Elektroneninjektions- und -transportzone 40 und eine optionale Leerstelleninjektions- und -transportzone 50 umfasst. Der Elektroneninjektions- und -transportzone 40 benachbart und in Kontakt damit kann eine Kathode 60 vorgesehen sein. Eine Anode 70 kann entweder der gemischten Ladungs-Transportschicht 30 direkt benachbart und in Kontakt damit oder alternativ der optionalen Leerstelleninjektions- und -transportzone 50 direkt benachbart und in Kontakt damit vorgesehen sein. Obwohl in 1 nicht gezeigt, kann die organische lichtemittierende Vorrichtung auf einem Substrat vorgesehen sein, wobei die Anode 70 dem Substrat direkt benachbart und obenauf in Kontakt damit steht. Es kann eine optionale Schutzschicht auf und in Kontakt mit der Kathode 60 vorgesehen sein. Die Anthracenverbindungen der Offenbarung können innerhalb der Elektroneninjektions- und -transportzone 40 und/oder in der gemischten Ladungs-Transportschicht 30 vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform kann die elektrolumineszierende Vorrichtung (EL) der vorliegenden Offenbarung ein Stützsubstrat aus, zum Beispiel, Glas umfassen, eine Anode darüber aus, zum Beispiel Indium-Zinnioxid in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 500 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 30 bis ungefähr 100 Nanometer (durchweg sind die Dickenbereiche für jede Schicht Beispiele und andere geeignete Dicken können ausgewählt werden), optional eine Pufferschicht in Kontakt mit der Anode und bestehend aus einer leitfähigen Komponente oder Leerstellen-Transportmaterialien in einer Dicke von ungefähr 5 bis ungefähr 500 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Nanometer, einer organischen Leerstelleninjektions- und -transportzone darüber aus, zum Beispiel, einem aromatischen tertiären Amin in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 200 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 100 Nanometer; eine organische Elektroneninjektions- und -transportzone in Kontakt mit der Leerstelleninjektions- und -transportzone bestehend aus den Anthracenverbindungen in einer Dicke von ungefähr 5 bis ungefähr 300 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Nanometer, und in Kontakt damit ein Metall mit niedriger Austrittsarbeit als Kathode. In einer Ausführungsform können die Leerstelleninjektions- und -transportzone oder die Elektroneninjektions- und -transportzone optional weiterhin ein lumineszierendes Material beispielsweise von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 10 Gewichtsprozent eines fluoreszierenden Farbstoffes oder von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 25 Gewichtsprozent eines phosphoreszierenden Farbstoffes enthalten.
In einer anderen Ausführungsform kann die hierin offenbarte EL-Vorrichtung ein Stützsubstrat aus, zum Beispiel, Glas umfassen, eine Anode darüber aus, zum Beispiel Indium-Zinnoxid in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 500 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 30 bis ungefähr 100 Nanometer, optional eine Pufferschicht in Kontakt mit der Anode und bestehend aus einer leitfähigen Komponente oder Leerstellen-Transportmaterialien in einer Dicke von ungefähr 5 bis ungefähr 500 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Nanometer, eine organische Leerstelleninjektions- und -transportzone darüber aus, zum Beispiel, einem aromatischen tertiären Amin in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 200 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 100 Nanometer; eine gemischte Ladungs-Transportschicht bestehend aus einem organischen lumineszierenden Material aus, beispielsweise, einem fluoreszierenden oder phosphoreszierendem Material, in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 200 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 100 Nanometer; eine organische Elektroneninjektions- und -transportzone in Kontakt mit der gemischten Ladungs-Transportschicht bestehend aus den Anthracenverbindungen in einer Dicke von ungefähr 5 bis ungefähr 300 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Nanometer, und in Kontakt damit ein Metall mit niedriger Austrittsarbeit als Kathode. In einer EL-Vorrichtung kann die Lichtemission von der gemischten Ladungs-Transportschicht ausgehen, die optional weiterhin ein lumineszierendes Dotierungsmaterial, beispielsweise von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 10 Gewichtsprozent eines fluoreszierenden Farbstoffes oder von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 25 Gewichtsprozent eines phosphoreszierenden Farbstoffes umfassen kann.
In noch einer anderen Ausführungsform kann die offenbarte EL-Vorrichtung ein Stützsubstrat aus, zum Beispiel, Glas umfassen, eine Anode darüber aus, zum Beispiel Indium-Zinnoxid in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 500 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 30 bis ungefähr 100 Nanometer, optional eine Pufferschicht in Kontakt mit der Anode und bestehend aus einer leitfähigen Komponente oder Leerstellen-Transportmaterialien in einer Dicke von ungefähr 5 bis ungefähr 500 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Nanometer, eine organische Leerstelleninjektions- und -transportzone darüber aus, zum Beispiel, einem aromatischen tertiären Amin in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 200 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 100 Nanometer; eine gemischte Ladungs-Transportschicht, bestehend aus einem Leerstellen-Transportmaterial und einem Elektronen-Transportmaterial in einer Dicke von ungefähr 1 bis ungefähr 200 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 5 bis ungefähr 100 Nanometer, eine organische Elektroneninjektions- und -transportzone in Kontakt mit der gemischten Ladungs-Transportschicht bestehend aus den Anthracenverbindungen in einer Dicke von ungefähr 5 bis ungefähr 300 Nanometer und zum Beispiel von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Nanometer, und in Kontakt damit ein Metall mit niedriger Austrittsarbeit als Kathode. Typischerweise kann die hierin beschriebene gemischte Ladungs-Transportschicht von ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 80 Gewichtsprozent des Leerstellen-Transportmaterials und von ungefähr 80 Gewichtsprozent bis ungefähr 20 Gewichtsprozent des Elektronen-Transportmaterials umfassen, und umfasst, zum Beispiel, von ungefähr 35 Gewichtsprozent bis ungefähr 65 Gewichtsprozent des Leerstellen-Transportmaterials und von ungefähr 65 Gewichtsprozent bis ungefähr 35 Gewichtsprozent des Elektronen-Transportmaterials. Geeignete Leerstellen-Transportmaterialien zur Ausbildung der gemischten Schicht beinhalten aromatische tertiäre Amine, Indolcarbazole, aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen und Mischungen davon. Das Elektronen-Transportmaterial der gemischten Schicht kann eine Anthracenverbindung umfassen, oder das Elektronen-Transportmaterial kann alternativ herkömmliche Elektronen-Transportmaterialien umfassen, wie zum Beispiel Metallchelate, Stilbene, Triazine, aromatische Kohlenwasserstoffe, und dergleichen, und Mischungen davon. Des weiteren kann die gemischte Ladungs-Transportschicht weiterhin ein lumineszierendes Material umfassen, zum Beispiel, von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 10 Gewichtsprozent eines fluoreszenten lumineszierenden Materials, oder von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 25 Gewichtsprozent eines phosphoreszenten lumineszierenden Materials, wobei alle Gewichtsprozentangaben auf dem Gesamtgewicht der in der gemischten Schicht enthaltenen Materialien basieren. In Bezug auf diese Ausführungsform kann die organische Elektroneninjektions- und -transportzone alternativ bekannte herkömmliche Elektronen-Transportmaterialien umfassen, wie zum Beispiel Metallchelate, Stilbene, Triazine, aromatische Kohlenwasserstoffe, und dergleichen, und Mischungen davon. Das Elektronen-Transportmaterial der gemischten Ladungs-Transportschicht kann Anthracenverbindungen umfassen. So lange wie zumindest eine der der Kathode benachbarte Elektroneninjektions- und -transportzone oder des in der gemischten Ladungs-Transportschicht vorhandenen Elektronen-Transportmaterials (oder beide) eine Anthracenverbindung der Offenbarung umfasst. In dieser Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, eine Anthracenverbindung der vorliegenden Offenbarung innerhalb der Elektroneninjektions- und -transportzone vorzusehen, als auch in der gemischten Ladungs-Transportschicht. Des weiteren kann, wo die gemischte Ladungs-Transportschicht Leerstellen-Transportmaterial umfasst, eine weitere Leerstelleninjektions- und -transportzone innerhalb des lumineszierenden Bereichs der Vorrichtung optional sein.
Es ist für den Fachmann klar, dass die Elektroneninjektions- und -transportzone in jeder offenbarten Ausführungsform eine oder mehrere Schichten umfassen kann, wobei eine oder mehrere der Schichten eine Anthracenverbindung enthalten können. Es ist ebenfalls klar, dass solche Schichten auch ein oder mehrere üblicherweise verwendete Elektronen-Transportmaterialien wie zum Beispiel Alq₃ umfassen können. Des weiteren können die Anthracenverbindungen lediglich in nur einen Teil oder einen Abschnitt jeder Schicht oder in jede der Schichten der Elektroneninjektions- und -transportzone eingebunden sein.
Alle hierin beschriebenen organischen Schichten, die Pufferschicht, die Leerstellen-Transportschicht, die lichtemittierende Schicht und die Elektronen-Transportschicht können durch jedwedes geeignete Verfahren ausgebildet werden, zum Beispiel durch Verdampfen im Vakuum, wie dem Fachmann klar ist. Das Verfahren kann ebenfalls zur Ausbildung jede der Schichten verwendet werden, die mehr als eine Komponente umfasst. Zum Beispiel kann die gemischte Schicht durch Co-Verdampfung des Leerstellen-Transportmaterials, des Elektronen-Transportmaterials und des optionalen lumineszierenden Materials gebildet werden.
Die organischen EL-Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung können ein Stützsubstrat umfassen. Erläuternde Beispiele von Stützsubstraten beinhalten polymere Komponenten, Glas und dergleichen, und Polyester wie MYLAR^®, Polycarbonate, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polysulfone, Quartz und dergleichen. Andere Substrate können ebenso ausgewählt werden, vorausgesetzt, zum Beispiel, es kann die anderen Schichten wirksam stützen, und dass es nicht mit der funktionalen Leistung der Vorrichtung interferiert. Die Dicke des Substrats kann zum Beispiel von ungefähr 25 bis ungefähr 1000 Mikron oder mehr betragen, und zum Beispiel von ungefähr 50 bis ungefähr 500 Mikron, abhängig zum Beispiel von den strukturellen Anforderungen der Vorrichtung.
Beispiele der Anode, die mit dem Substrat zusammenhängt, beinhalten Elektroden, die positive Ladungen injizieren, wie zum Beispiel Indium-Zinn-Oxid, Zinnoxid, Gold, Platin oder andere geeignete Materialien wie zum Beispiel elektrisch leitfähigen Kohlenstoff, π-konjugierte Polymere wie zum Beispiel Polyanilin, Polypyrrol und dergleichen mit zum Beispiel einer Austrittsarbeit gleich oder größer als, z.B., ungefähr 4 eV, und genauer, von ungefähr 4 eV bis ungefähr 6 eV. Die Dicke der Anode kann sich im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 500 Nanometer bewegen, wobei zum Beispiel der Bereich durch die optischen Konstanten des Anodenmaterials diktiert wird. Ein nicht beschränkender beispielhafter Bereich der Anodendicke kann zwischen ungefähr 30 und ungefähr 100 Nanometer liegen.
Der Anode einer elektrolumineszenten Vorrichtung gemäß der Offenbarung benachbart kann eine alternative Pufferschicht vorgesehen sein. Die Pufferschicht dient hauptsächlich dazu, eine wirksame Injektion von Leerstellen von der Anode zu vereinfachen, und verbessert die Haftung zwischen der Anode und der organischen Leerstellen- und -transportzone, auf diese Weise wird die Arbeitsstabilität der Vorrichtung weiter verbessert. Die Pufferschicht kann leitfähige Materialien umfassen, wie zum Beispiel Polyanilin und seine säuredotierten Formen, Polypyrrol, Polyphenylenvinylen und bekannte halbleitende organische Materialien; Porphyrinderivate, die in dem US-Patent Nr. 4,356,429 offenbart sind (dessen Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen wird), wie zum Beispiel 1,10,15,20-Tetraphenyl-21H,23H-porphyrin-kupfer (II); Kupfer-Phthalocyanin, Kupfertetramethyl-Phthalocyanin; Zink-Phthalocyanin; Titanoxid-Phthalocyanin; Magnesium-Phthalocyanin; und dergleichen.
Eine andere Klasse von Leerstellen-Transportmaterialien, die für die Pufferschicht gewählt werden können, sind die aromatischen tertiären Amine, wie zum Beispiel solche, die in dem US-Patent Nr. 4,539,507 offenbart sind (dessen Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen wird). Beispielhafte aromatische tertiäre Amine beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Bis(4-dimethylamino-2-methylphenyl)phenylmethan; N,N,N-Tri(p-tolyl)amin; 1,1-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohexan; 1,1-Bis(4-di-p-tolylaminophenyl)-4-phenylcyclohexan; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-methoxyphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin; N,N,N',N'-Tetra-p-tolyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine; N,N'-Di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin und dergleichen. Eine andere Klasse von aromatischen tertiären Aminen, die für die Pufferschicht gewählt werden können, sind die polynuklearen aromatischen Amine, zum Beispiel N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]anilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]anilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-Phenyl-N-p-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-Phenyl-N-m-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-m-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-chlorphenylamino)-4-biphenylyl]-p-toluidin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-p-chloranilin; N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-p-tolylamino)-4-biphenylyl]-m-chloranilin, N,N-Bis-[4'-(N-phenyl-N-m-tolylamino)-4-biphenylyl]-1-aminonaphthalin und dergleichen.
Die Pufferschicht kann ebenfalls aromatische tertiäre Amine umfassen und kann weiterhin einen Stabilisator beinhalten, wie im US-Patent Nr. 5,846,666 offenbart (dessen Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen wird), einen Stabilisator, der bestimmte Kohlenwasserstoff-Verbindungen umfasst wie zum Beispiel Rubren, 4,8-Diphenylanthracen und dergleichen. Die Pufferschicht kann hergestellt werden durch Ausformen der oben beschriebenen Materialien in einen Dünnfilm durch bekannte Verfahren, wie zum Beispiel Dampfabscheidung oder Schleuderbeschichtung. Die Dicke der so gebildeten Pufferschicht ist nicht besonders beschränkt und kann im Bereich von ungefähr 5 Nanometer bis ungefähr 300 Nanometer liegen, und zum Beispiel von ungefähr 10 Nanometer bis ungefähr 100 Nanometer.
Die Leerstelleninjektions- und -transportzone kann ein Leerstellen-Transportmaterial mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 1 Nanometer bis ungefähr 200 Nanometer umfassen, und zum Beispiel von ungefähr 5 Nanometer bis ungefähr 100 Nanometer. Jedes herkömmliche geeignete, für die Pufferschicht beschriebene Leerstellen-Transportmaterial aus aromatischen Aminen kann auch für die Ausbildung dieser Schicht gewählt werden.
Eine beispielhafte Klasse von Leerstellen-Transportmaterialien, die ausgewählt werden zur Bildung der Leerstelleninjektions- und -transportzone oder zur Verwendung als Leerstellen-Transportmaterial in der gemischten Ladungs-Transportschicht sind N,N,N',N'-Tetraarylbenzidine, wie zum Beispiel N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-methoxyphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, N,N,N',N-Tetra-p-tolyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, N,N'-Di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine und dergleichen und 4,4'-Bis(9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl-Verbindungen, wie zum Beispiel 4,4'-Bis(9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl-Verbindungen einschließlich 4,4'-Bis(9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl und 4,4'-Bis(3-methyl-9-carbazolyl)-1,1'-biphenyl und dergleichen.
Nicht beschränkende Beispiel von lumineszierenden Materialien, die zur Verwendung in der gemischten Ladungs-Transportschicht geeignet sind, beinhalten die Metallchelate von 8-Hydroxychinolin, wie sie in den US-Patenten Nr. 4,539,507 ; 5,151,629 und 5,150,006 offenbart sind (deren Offenbarungen hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen werden). Erläuternde spezielle Beispiel von lumineszierenden Materialien oder Verbindungen beinhalten Tris(8-hydroxychinolinat)aluminium, was bevorzugt ist, Tris(8-hydroxychinolinat)gallium, Bis(8-hydroxychinolinat)magnesium, Bis(8-hydroxychinolinat)zink, Tris(5-methyl-8-hydroxychinolinat)aluminium, Tris(7-propyl-8-chinolinat)aluminium, Bis[benzo{f}-8-chinolinat]zink, Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinat)beryllium und dergleichen. Eine andere beispielhafte Klasse von lumineszierenden Materialien beinhalten auch Butadiene, wie zum Beispiel 1,4-Diphenylbutadien und Tetraphenylbutadien, und Stilbene und dergleichen wie in den US-Patenten Nr. 4,356,429 und 5,516,577 gezeigt (deren Offenbarungen hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen werden).
Die fluoreszierenden Materialien können beispielsweise von ungefähr 0,01 Gewichtsprozent bis ungefähr 10 Gewichtsprozent vorhanden sein; und zum Beispiel von ungefähr 1 bis ungefähr 5 Gewichtsprozent der Schicht. Erläuternde Beispiele von fluoreszierenden Materialien beinhalten Farbstoffe, ausgewählt zum Beispiel aus Coumarin, Dicyanomethylenpyranen, Polymethin, Oxabenzanthran, Xanthen, Pyrylium, Carbostyl, Perylen und dergleichen; einem Farbstoff ausgewählt aus Chinacridon-Derivaten. Erläuternde Beispiele von Chinacridon-Farbstoffen beinhalten Chinacridon, 2-Methylchinacridon, 2,9-Dimethylchinacridon, 2-Chlorchinacridon, 2-Fluorchinacridon, 1,2-Benzochinacridon, N,N'-Dimethylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2-methylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2,9-dimethylchinacridon, N,N'-Dimethyl-2-chlorchinacridon, N,N'-Dimethyl-2-fluorchinacridon, N,N'-Dimethyl-1,2-benzochinacridon und dergleichen. Eine beispielhafte Klasse von fluoreszierenden Materialien sind fluoreszierende Farbstoffe mit kondensierten Ringen, Beispiele davon sind Perylen, Rubren, Anthracen, Coronen, Phenanthrecen, Pyren und dergleichen, wie im US-Patent Nr. 3,172,862 gezeigt (dessen Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen wird). Ebenso beinhalten fluoreszierende Materialien, die als Dotierungsmittel verwendet werden können Butadiene, wie zum Beispiel 1,4-Diphenylbutadien und Tetraphenylbutadien, und Stilbene und dergleichen, wie in den US-Patenten Nr. 4,356,429 und 5,516,577 gezeigt (deren Offenbarungen hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen werden).
Der phosphoreszierende Farbstoff kann zum Beispiel gewählt werden aus metallorganischen Verbindungen, die ein Schwermetallatom enthalten, das in einer starken Spin-Bahn-Kopplung resultiert, wie zum Beispiel in Baldo et al., „Highly efficient organic phosphorescent emission from organic electroluminescent devices", Letters to Nature, Band 395, Seiten 151–154 (1998) offenbart. Nicht beschränkende Beispiele beinhalten 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H23H-porphin-platin(II) (PtOEP) und andere, wie zum Beispiel die im US-Patent Nr. 6.048,630 offenbarten (dessen Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen wird) und fac Tris(2-phenylpyridin)iridium (Ir(ppy)₃).
Die Kathode kann jedes geeignete Metall enthalten, wie zum Beispiel ein Metall mit einer Komponente mit hoher Austrittsarbeit, zum Beispiel von ungefähr 4 eV bis ungefähr 6 eV, oder Komponenten mit niedriger Austrittsarbeit, wie zum Beispiel von ungefähr 2 eV bis ungefähr 4 eV (Elektronenvolt). Die Kathode kann abgeleitet sein aus einer Kombination eines Metalls mit niedriger Austrittsarbeit (ungefähr 4 eV, zum Beispiel von ungefähr 2 bis ungefähr 4 eV) und mindestens einem weiteren Metall. Wirksame Verhältnisse des Metalls mit niedriger Austrittsarbeit zu dem zweiten oder anderen Metall liegen zwischen weniger als ungefähr 0,1 Gewichtsprozent bis ungefähr 99,9 Gewichtsprozent. Veranschaulichende Beispiele von Metallen mit niedriger Austrittsarbeit beinhalten Alkalimetalle wie zum Beispiel Lithium oder Natrium; Metalle der Gruppe 2A oder Erdalkalimetalle wie zum Beispiel Beryllium, Magnesium, Calcium oder Barium; und Metalle der Gruppe III einschließlich Seltenerdmetalle und die Metalle der Actinidengruppe wie zum Beispiel Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Europium, Terbium oder Actinium. Lithium, Magnesium und Calcium können beispielsweise Metalle mit niedriger Austrittsarbeit sein.
Die Dicke einer Kathode kann im Bereich von, zum Beispiel, ungefähr 10 Nanometer bis ungefähr 500 Nanometer liegen. Die Mg:Ag-Kathoden des US-Patents Nr. 4,885,211 (dessen Offenbarung durch Bezugnahme vollständig hierin aufgenommen wird), stellen eine beispielhafte Kathodenanordnung dar. Eine andere besipielhafte Kathode ist beschrieben im US-Patent Nr.5,429,884 (dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird), worin die Kathoden aus Lithiumlegierungen mit anderen Metallen mit hoher Austrittsarbeit wie zum Beispiel Aluminium oder Indium, hergestellt werden.
Sowohl die Anode als auch die Kathode der EL-Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung können eine Schutzschicht darauf aufweisen, wie dem Fachmann klar ist. Des weiteren können die Anode und die Kathode von jeder geeigneten Form sein. Es kann eine dünne leitfähige Schicht auf ein lichtdurchlässiges Substrat, zum Beispiel eine transparente oder teilweise transparente Glasplatte oder einen Kunststofffilm, aufgebracht sein. Die EL-Vorrichtung kann eine lichtdurchlässige Anode beinhalten, die aus auf eine Glasplatte aufgebrachtem Zinnoxid oder Indium-Zinnoxid gebildet ist. Ebenso können sehr dünne, zum Beispiel weniger als ungefähr 200 Ẵngström, und genauer, von ungefähr 75 bis ungefähr 150 Ẵngström, lichtdurchlässige metallische Anoden verwendet werden, wie zum Beispiel Gold, Palladium und dergleichen. Zusätzlich können transparente oder halbtransparente Dünnschichten, zum Beispiel von 50 bis ungefähr 175 Ẵngström, von leitfähigem Kohlenstoff oder konjugierten Polymeren wie zum Beispiel Polyanilin, Polypyrrol und dergleichen als Anoden gewählt werden. Jeder lichtdurchlässige polymere Film kann als Substrat verwendet werden. Zusätzliche geeignete Formen der Anode und der Kathode sind in dem US-Patent Nr. 4,885,211 gezeigt (dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird).
Eine optionale, über der Kathode und in Kontakt damit vorgesehene Schutzschicht kann jedes geeignete Metall umfassen, wie zum Beispiel Silber, Gold, oder nicht-leitende Materialien wie zum Beispiel Siliziumoxid und dergleichen.
BEISPIEL I
2-Bromnaphthalin (11,75 g, 56,76 mmol), das in wasserfreiem THF (150 ml) gelöst wurde, wurde unter Argon in einem 500 ml Rundkolben platziert. Die Reaktion wurde auf –78°C gekühlt (Trockeneis/Aceton) und das ⁿBuLi (28,4 ml, 56,76 mmol) wurde langsam während 15 Minuten zugegeben. Die Reaktion wurde 3 Stunden lang gerührt, während sie sich auf Raumtemperatur erwärmte. Die Reaktion wurde erneut auf –78°C gekühlt und das 2-^tButylanthrachinon (5,0 g, 18,92 mmol) (gelöst in 20 ml THF) wurde der Reaktion tropfenweise zugegeben. Sobald die Reaktion vollständig war, wurde sie über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktion wurde mit gesättigter wässriger Ammoniumchloridlösung abgeschreckt und es wurde Ethylacetat (100 ml) zugegeben. Die wässrige Phase wurde entfernt und die organische Phase wurde noch zweimal mit Ammoniumchloridlösung gewaschen. Die organische Phase wurde gesammelt, getrocknet (MgSO₄) und im Vakuum aufkonzentriert, um ein gelbes Öl zu liefern, das direkt im nächsten Schritt verwendet wurde. Das Produkt wurde in 1,4-Dioxan (50 ml) gelöst und es wurde eine Mischung von 1:1 H₂O:AcOH (25 ml) zugegeben. Es wurde Zinn(II)chlorid-Dihydrat (21,34 g, 94,60 mmol) zugegeben und die Reaktion wurde bei 50°C 3 Stunden lang erhitzt. Die Reaktion wurde auf Raumtemperatur gekühlt und Methanol (50 ml) wurde zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde filtriert und das Filtrat mit Methanol gewaschen. Der Feststoff wurde gesammelt, getrocknet und auf einer Kaufman-Säule gereinigt (Aluminiumoxid, Cyclohexan). Die weitere Reinigung wurde durch (zweimalige) Sublimation bei 320°C erreicht, was ein TBADN in einer Reinheit von > 99% ergab.
BEISPIEL II
2-Brombenzol (10 g, 63,69 mmol), das in wasserfreiem THF (150 ml) gelöst wurde, wurde unter Argon in einem 500 ml Rundkolben platziert. Die Reaktion wurde auf –78°C gekühlt (Trockeneis/Aceton) und das ⁿBuLi (32 ml, 63,69 mmol) wurde langsam während 15 Minuten zugegeben. Die Reaktion wurde 3 Stunden lang gerührt, während sie sich auf Raumtemperatur erwärmte. Die Reaktion wurde erneut auf –78°C gekühlt und das 2-^tButylanthrachinon (5,6 g, 21,23 mmol) (gelöst in 20 ml THF) wurde der Reaktion tropfenweise zugegeben. Sobald die Reaktion vollständig war, wurde sie über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktion wurde mit gesättigter wässriger Ammoniumchloridlösung abgeschreckt und es wurde Ethylacetat (100 ml) zugegeben. Die wässrige Phase wurde entfernt und die organische Phase wurde noch zweimal mit Ammoniumchloridlösung gewaschen. Die organische Phase wurde gesammelt, getrocknet (MgSO₄) und im Vakuum aufkonzentriert, um ein gelbes Öl zu liefern, das direkt im nächsten Schritt verwendet wurde. Das Produkt wurde in 1,4-Dioxan (50 ml) gelöst und es wurde eine Mischung von 1:1 H₂O:AcOH (75 ml) zugegeben. Es wurde Zinn(II)chlorid-Dihydrat (33,48 g, 148,73 mmol) zugegeben und die Reaktion wurde bei 50°C 3 Stunden lang erhitzt. Die Reaktion wurde auf Raumtemperatur gekühlt und Methanol (50 ml) wurde zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde filtriert und das Filtrat mit Methanol gewaschen. Der Feststoff wurde gesammelt, getrocknet und auf einer Kaufman-Säule gereinigt (Aluminiumoxid, Cyclohexan). Die weitere Reinigung wurde durch (zweimalige) Sublimation bei 260°C erreicht, was 2-t-Butyl-9,10-diphenylanthracen in einer Reinheit von > 99% ergab.
BEISPIEL III
2-Bromtoluol (10 g, 58,47 mmol), das in wasserfreiem THF (150 ml) gelöst wurde, wurde unter Argon in einem 500 ml Rundkolben platziert. Die Reaktion wurde auf –78°C gekühlt (Trockeneis/Aceton) und das ⁿBuLi (29,2 ml, 58,47 mmol) wurde langsam während 15 Minuten zugegeben. Die Reaktion wurde 3 Stunden lang gerührt, während sie sich auf Raumtemperatur erwärmte. Die Reaktion wurde erneut auf –78°C gekühlt und das 2-^tButylanthrachinon (5,2 g, 19,5 mmol) (gelöst in 20 ml THF) wurde der Reaktion tropfenweise zugegeben. Sobald die Reaktion vollständig war, wurde sie über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktion wurde mit gesättigter wässriger Armoniumchloridlösung abgeschreckt und es wurde Ethylacetat (100 ml) zugegeben. Die wässrige Phase wurde entfernt und die organische Phase wurde noch zweimal mit Ammoniumchloridlösung gewaschen. Die organische Phase wurde gesammelt, getrocknet (MgSO₄) und im Vakuum aufkonzentriert, um ein gelbes Öl zu liefern, das direkt im nächsten Schritt verwendet wurde. Das Produkt wurde in 1,4-Dioxan (50 ml) gelöst und es wurde eine Mischung von 1:1 H₂O:AcOH (50 ml) zugegeben. Es wurde Zinn(II)chlorid-Dihydrat (21,93 g, 97,45 mmol) zugegeben und die Reaktion wurde bei 50°C 3 Stunden lang erhitzt. Die Reaktion wurde auf Raumtemperatur gekühlt und Methanol (50 ml) wurde zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde filtriert und das Filtrat mit Methanol gewaschen. Der Feststoff wurde gesammelt, getrocknet und auf einer Kaufman-Säule gereinigt (Aluminiumoxid, Cyclohexan). Die weitere Reinigung wurde durch (zweimalige) Sublimation bei 320°C erreicht, was 2-t-Butyl-9,10-diphenylanthracen in einer Reinheit von > 99% ergab.
Für die Zwecke dieser Beschreibung und der anhängenden Patentansprüche sind, wenn nicht anders angegeben, alle Zahlen, die Mengen, Prozentanteile oder Verhältnisse angeben, und andere in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete numerische Werte in allen Fällen als durch den Begriff „ungefähr" modifiziert anzusehen. Demzufolge sind die in der folgenden Beschreibung und den anhängenden Patentansprüchen ausgeführten numerischen Parameter, wenn nicht gegenteilig angegeben, Näherungen, die abhängig von den durch die vorliegende Offenbarung erstrebten gewünschten Eigenschaften variieren können. Allermindestens, und nicht als Versuch, die Anwendung der Äquivalenzlehre auf den Umfang der Patentansprüche zu beschränken, soll jeder numerische Parameter mindestens im Licht der Anzahl mitgeteilter signifikanter Stellen und durch die Anwendung gewöhnlicher Rundungstechniken ausgelegt werden.
Es ist anzumerken, dass, wie in dieser Beschreibung und den anhängenden Patentansprüchen verwendet, die Singularformen „ein" und „der"/"die"/"das" Pluralbeziehungen einschließen, wenn sie nicht ausdrücklich und eindeutig auf einen Bezug beschränkt sind. So beinhaltet beispielsweise der Bezug auf „eine polare Flüssigkeit" zwei oder mehr unterschiedliche polare Flüssigkeiten. Wie hierin verwendet ist der Begriff „beinhalten" und seine grammatikalischen Varianten nicht beschränkend gemeint, so dass die Nennung von Elementen in einer Liste andere ähnliche Elemente nicht ausschließt, die die gelisteten Elemente ersetzen oder diesen hinzugefügt werden können.
Obwohl spezielle Ausführungsformen beschrieben wurden, können sich für Anmelder oder andere Fachleuten Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente ergeben, die derzeit unvorhergesehen sind oder sein können. Dementsprechend sind die anhängenden Patentansprüche wie eingereicht bzw. wie sie abgeändert werden können dazu gedacht, alle solche Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente zu umfassen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: Reagierenlassen einer metall-organischen substituierten oder unsubstituierten Arylverbindung mit einem substituierten oder unsubstituierten Anthrachinon, um ein substituiertes oder unsubstituiertes Diol zu liefern, und Reagierenlassen des substituierten oder unsubstituierten Diols mit einem Reduktionsmittel, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen 2-tert-Butyl-9,10-bis-(β-naphthyl)anthracen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen durch die folgende Formel (1) repräsentiert wird
worin R₁ und R₂ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus den folgenden Gruppen: Gruppe 1: Wasserstoff; oder Alkylgruppe, umfassend von 1 bis 24 Kohlenstoffatome; Gruppe 2: unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, umfassend von 5 bis 20 Kohlenstoffatome; Gruppe 3: Kohlenstoffatome von 4 bis 24, worin die Kohlenstoffatome einen kondensierten aromatischen Anthracenyl-, Pyrenyl- oder Perylenylring vervollständigen können; Gruppe 4: unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl, umfassend von 5 bis 24 Kohlenstoffatome, worin die Kohlenstoffatome einen kondensierten heterocyclischen Ring vervollständigen können; Gruppe 5: Alkoxyl, Amino, Alkylamino oder Arylamino, umfassend von 1 bis 24 Kohlenstoffatome; und Gruppe 6: Halogenatome; und worin R₃ und R₄, die gleich oder unterschiedlich sind, individuell ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus den Gruppen 2, 3, 4 und dem Arylamino aus der Gruppe 5, die oben beschrieben sind.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das substituierte oder substituierte Anthrachinon mit mindestens einem Substituenten substituiert ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkylgruppen, Alkylengruppen, Arylgruppen, Arylengruppen, Alkoxygruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen und Halogenen.
Verfahren nach Anspruch 4, worin das substituierte oder substituierte Anthrachinon mit einer Alkylgruppe substituiert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, worin das substituierte oder substituierte Anthrachinon 2-tert-Butylanthrachinon ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Reagierenlassen einer halogenierten substituierten oder unsubstituierten Arylverbindung mit einem Metall, um die metall-organische substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 7, worin die halogenierte substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung 2-Bromnaphthalin ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die metall-organische substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung eine Naphthyllithiumverbindung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die metall-organische substituierte oder unsubstituierte Arylverbindung mit dem substituierten oder unsubstituierten Anthrachinon bei Raumtemperatur reagieren gelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das substituierte oder unsubstituierte Diol 3 Stunden lang mit dem Reduktionsmittel bei 50°C reagieren gelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das substituierte oder unsubstituierte Diol durch die Formel (3) repräsentiert wird:
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Reduktionsmittel Zinn(II)chlorid-Dihydrat ist.
Verfahren zur Herstellung eines substituierten oder unsubstituierten 9,10-Diarylanthracens, umfassend: Reagierenlassen eines substituierten oder unsubstituierten Diols mit einem Reduktionsmittel, um das substituierte oder unsubstituierte 9,10-Diarylanthracen zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 14, worin das substituierte oder unsubstituierte Diol durch die Formel (3) repräsentiert wird:
Verfahren nach Anspruch 14, worin das substituierte oder unsubstituierte Diol 3 Stunden lang mit dem Reduktionsmittel bei 50°C reagieren gelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin das Reduktionsmittel Zinn(II)chlorid-Dihydrat ist.