JP2011506617A - 緑色発光材料 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、米国特許法第119条(e)の下、2007年6月1日に出願の米国仮特許出願第60/941,380号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願は、全体が参照により本明細書に援用される。
R1およびR2が、同じかまたは異なっており、水素、アルコキシ、第三級アルキル、およびシクロアルキルからなる群から選択され;
R3およびR4が、同じかまたは異なっており、フッ素、アリールおよびアルキルからなる群から選択される。
下記の実施形態の詳細に触れる前に、いくつかの用語を定義または説明する。
本明細書に記載される新規な緑色発光材料は、式Iまたは式II
R1およびR2が、同じかまたは異なっており、水素、アルコキシ、第三級アルキル、およびシクロアルキルからなる群から選択され、
R3およびR4が、同じかまたは異なっており、フッ素、アリールおよびアルキルからなる群から選択される)
で表される。
本明細書に記載の緑色発光材料は、一般に、以下のスキームにしたがって調製される。
本明細書に記載の緑色発光材料を含む1つまたは複数の層を有することから利益を得られる有機電子デバイスとしては、(1)電気エネルギーを放射線に変換するデバイス(たとえば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、またはダイオードレーザー)、(2)電子的過程を介して信号を検出するデバイス(たとえば、光検出器、光導電セル、フォトレジスタ、フォトスイッチ、フォトトランジスタ、光電管、赤外(IR)検出器)、(3)放射線を電気エネルギーに変換するデバイス(たとえば、光起電性デバイスまたは太陽電池)、および(4)1つまたは複数の有機半導体層(たとえば、トランジスタまたはダイオード)を含む1つまたは複数の電子部品を含むデバイスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書に記載の緑色発光材料は、光活性層140の光活性材料として特に適している。それらは、単独でか、他の発光材料と組み合わせてか、またはホスト材料において用いることができる。
An−L−An
(式中:
Anがアントラセン部分であり;
Lが二価の連結基である)
で表される。
A−An−A
(式中:
Anがアントラセン部分であり;
Aが芳香族基である)
で表される。
A1およびA2が、出現するごとに同じかまたは異なっており、H、芳香族基、およびアルケニル基からなる群から選択され、またはAが、1つまたは複数の縮合芳香環であってもよく;
pおよびqが、同じかまたは異なっており、1〜3の整数である)
で表される。
からなる群から選択される。
デバイス中の他の層は、そのような層に有用であることが知られている任意の材料でできていてよい。
−SO2−NH−SO2−R
(式中、Rがアルキル基である)
で表される。
デバイス層は、蒸着、液相堆積、および熱転写を含む任意の堆積技術またはそれらの技術の組み合わせによって形成され得る。
これらの実施例は、化合物G1〜G12の調製を示す。これらの化合物の溶液の光ルミネッセンスデータを表2に示す。
この実施例は、中間体である第二級アミン化合物の調製を示す。
(a)アミン1:
(b)アミン2を、4−フルオロアニリンおよび4−フルオロ−ブロモベンゼンを用いて同様の方法で調製した。
この実施例は、化合物G1およびG2の調製を示す。
この実施例は、化合物G3の調製を示す。
7.13g(40mM)のアントラセンおよび10.8gのt−ブタノール(120mM)を40mLのトリフルオロ酢酸中で混合し、激しく攪拌しながら15時間還流させた。次に、冷却した溶液を300mLの氷水に注ぎ入れ、得られたpptをろ過によって回収した。オフホワイトの固体を減圧下で乾燥させ、次に高温のトルエン/メタノールから再結晶させて、約8gの無色の結晶(収率約70%)を得て、2,6−ジ−t−ブチルアントラセンとしてのその属性をnmrによって確認した。
4.94g(17mM)の2,6−ジ−t−ブチルアントラセンを100mLの四塩化炭素中に溶解させ、1.76mLの臭素(34mM)を室温で攪拌しながら滴下添加し、得られた混合物を室温で4時間攪拌した。薄いオレンジ色の溶液を水に注ぎ入れ、過剰な亜硫酸ナトリウムを加えて、残っている臭素を全て消費させた。有機相を回収し、水性層を抽出するために用いられる塩化メチレンと組み合わせた。有機層を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、次に蒸発させた。回収した固体を高温のエタノールから再結晶させた。回収した黄色の固体を塩化メチレン/メタノールからさらに再結晶させて、約4.9gの淡黄色の結晶を得て、その属性を1−H nmrによって確認した。
9,10−ジブロモアントラセンの代わりに工程2からの9,10−ジブロモ−2,6−ジ−t−ブチルアントラセンを用いて、上の実施例2に記載された化合物G1に用いられる手順にしたがった。
この実施例は、工程1のt−ブタノールの代わりに1−メチルシクロヘキサノールを出発物質として、化合物G3と同様の方法で作製された化合物G4およびG5の調製および分離を示す。
この実施例は、化合物G6の調製を示す。
この実施例は、化合物G7およびG8の調製を示す。
(G7)
(G8)
この実施例は、化合物G9の調製を示す。
この実施例は、化合物G10の調製を示す。
この実施例は、化合物G11の調製を示す。
この実施例は、化合物G12の調製を示す。
この実施例は、正孔輸送材料HT1の調製を示す。
窒素の雰囲気下で、250mLの丸底フラスコに、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(25.0g、45.58mmol)、フェニルボロン酸(12.23g、100.28mmol)、Pd2(dba)3(0.42g、0.46mmol)、PtBu3(0.22g、1.09mmol)および100mLトルエンを入れた。反応混合物を5分間攪拌し、その後、KF(8.74g、150.43mmol)を2度に分けて加え、得られた溶液を室温で一晩攪拌した。この混合物を500mLのTHFで希釈し、シリカおよびセライトのプラグを通してろ過し、減圧下でろ液から揮発分を除去した。黄色油を、ヘキサンを溶離剤として用いた、シリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製した。生成物を、80.0%(19.8g)の収率で白色固体として得た。その構造を1−H nmr分析によって確認した。
凝縮器および滴下漏斗を装備した250mLの3つ口丸底フラスコを、30分間N2でフラッシュした。9,9−ジオクチル−2,7−ジフェニルフルオレン(19.8g、36.48mmol)(上記の化合物11−2)を加え、100mLのジクロロメタンに溶解させた。透明な溶液を−10℃に冷却し、20mLのジクロロメタン中の臭素(12.24g、76.60mmol)の溶液を滴下添加した。この混合物を0℃で1時間攪拌し、次に室温に温め、一晩攪拌した。100mLの10%のNa2S2O3水溶液を加え、反応混合物を1時間攪拌した。有機層を抽出し、水層を100mLのジクロロメタンで3回洗浄した。組み合わされた有機層を、Na2SO4で乾燥させ、ろ過し、濃縮乾固させた。得られた油にアセトンを加えると、白色の沈殿物が得られた。ろ過し乾燥させると、白色粉末が得られた(13.3g、52.2%)。その構造を1−H nmr分析によって確認した。
窒素の雰囲気下で、250mLの丸底フラスコに、化合物11−3(13.1g、18.70mmol)、アニリン(3.66g、39.27mmol)、Pd2(dba)3(0.34g、0.37mmol)、PtBu3(0.15g、0.75mmol)および100mLのトルエンを入れた。この反応混合物を10分間攪拌し、その後、NaOtBu(3.68g、38.33mmol)を加え、反応混合物を室温で1日攪拌した。得られた反応混合物を、3Lのトルエンで希釈し、シリカおよびセライトのプラグを通してろ過した。揮発分を蒸発させると、得られた暗褐色の油を、溶離剤として酢酸エチル:ヘキサンの1:10の混合物を用いた、シリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製した。生成物を、50.2%(6.8g)の収率で淡黄色の粉末として得た。その構造を1−H nmr分析によって確認した。
凝縮器を装備した250mLの3つ口丸底フラスコにおいて、化合物11−4(4.00g、5.52mmol)、1−ブロモ−4−ヨードベンゼン(4.68g、16.55mmol)、Pd2(dba)3(0.30g、0.33mmol)およびDPPF(0.37g、0.66mmol)を80mLのトルエンと組み合わせた。得られた混合物を10分間攪拌した。NaOtBu(1.17g、12.14mmol)を加え、混合物を4日間80℃に加熱した。得られた反応混合物を、1Lのトルエンおよび1LのTHFで希釈し、シリカおよびセライトのプラグを通してろ過して、不溶性の塩を除去した。揮発分を蒸発させると、得られた褐色の油を、溶離剤としてジクロロメタン:ヘキサンの1:10の混合物を用いた、シリカゲル上でのフラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製した。乾燥後、黄色の粉末を得た(4.8g、84.8%)。その構造を1−H nmr分析によって確認した。
Klaerner,G.;Lee,J.−I.;Lee,V.Y.;Chan,E.;Chen,J.−P.;Nelson,A.;Markiewicz,D.;Siemens,R.;Scott,J.C.;Miller,R.D.,Chemistry of Materials(1999)、11(7)、1800〜1805に公開された手順にしたがってこの化合物を作製した。
この実施例は、ホスト材料H1の調製を示す。
H1を以下のスキームにしたがって調製した。
化合物12−22を、米国特許出願公開第2005/0245752号明細書の手順にしたがって合成した。
この実施例は、ホストH2の調製を示す。
これらの実施例は、緑色発光を有する有機電子デバイスの製造および性能を示す。
デバイスを以下のように構成した。
インジウムスズ酸化物(ITO):100nm
バッファ層=バッファ1(25nm)(これはポリピロールおよびポリマーフッ素化スルホン酸の水性分散体である)。この材料を、米国特許出願公開第2005/0205860号明細書の実施例1に記載の手順と同様の手順を用いて調製した。
正孔輸送層=ポリマーHT1(20nm)
光活性層=13:1のホスト:ドーパント(48nm)
電子輸送(ET)層=(20nm)
カソード=LiF/Al(0.5/100nm)
対照のドーパント=2−t−ブチル−N,N,N’,N’−テトラ−p−トリル−アントラセン−9,10−ジアミン
AlQ=トリス(8−ヒドロキシキノラト)アルミニウム
ZrQ=テトラキス(8−ヒドロキシキノラト)ジルコニウム
Claims (19)
- R1およびR2の少なくとも一方が水素でない請求項1に記載の発光材料。
- R1およびR2の少なくとも一方が、メトキシおよびエトキシからなる群から選択されるアルコキシ基である請求項1に記載の発光材料。
- R1およびR2の少なくとも一方が、t−ブチルおよびネオペンチルからなる群から選択される第三級アルキル基である請求項1に記載の発光材料。
- R1およびR2の少なくとも一方が、シクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、および1−アダマンチルからなる群から選択されるシクロアルキルである請求項1に記載の発光材料。
- R1およびR2の少なくとも一方が水素でない請求項7に記載のデバイス。
- R1およびR2の少なくとも一方が、メトキシおよびエトキシからなる群から選択されるアルコキシ基である請求項7に記載のデバイス。
- R1およびR2の少なくとも一方が、t−ブチルおよびネオペンチルからなる群から選択される第三級アルキル基である請求項7に記載のデバイス。
- R1およびR2の少なくとも一方が、シクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、および1−アダマンチルからなる群から選択されるシクロアルキルである請求項7に記載のデバイス。
- 前記光活性層が、ホスト材料をさらに含む請求項7に記載のデバイス。
- 前記ホスト材料が、少なくとも1つのジアリールアントラセンを含む請求項13に記載のデバイス。
- A1およびA2の少なくとも一方がナフチル基を含む請求項15に記載のデバイス。
- 請求項1の緑色発光材料を含む光活性層。
- 少なくとも1つのジアリールアントラセンを含むホスト材料をさらに含む請求項18に記載の光活性層。
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