JP2016516085A - 電子素子のための材料 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願の文脈においては、発光層のエミッター化合物は、電子素子の駆動中に発光する化合物である。
Yは、出現毎に同一であるか異なり、単結合、BR1、C(R1)2、Si(R1)2、NR1、PR1、P(=O)R1、O、S、S=OまたはS(=O)2であり;
Bは、出現毎に同一であるか異なり、式(A)の基、H、D、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜20個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキル基(夫々1以上のR1基により置換されてよく、上記言及した基中の1以上のCH2基は、-R1C=CR1-、-C≡C-、Si(R1)2、C=O、C=NR1、-C(=O)O-、-C(=O)NR1-、NR1、P(=O)(R1)、-O-、-S-、SOもしくはSO2で置き代えられてよい。)および、夫々1以上のR1基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造から選ばれ:
RAは、出現毎に同一であるか異なり、F、CF3、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜20個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキル基(夫々1以上のR1基により置換されてよく、上記言及した基中の1以上のCH2基は、-R1C=CR1-、-C≡C-、Si(R1)2、C=O、C=NR1、-C(=O)O-、-C(=O)NR1-、NR1、P(=O)(R1)、-O-、-S-、SOもしくはSO2で置き代えられてよい。)または、1以上のR1基により置換されてよい6〜30個の芳香族環原子を有する芳香族環構造または環窒素原子を介して結合せず、1以上のR1基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する複素環式芳香族環構造であって、ここで、RA基は、R1基に結合してよく、および環を形成してよく;
RBは、H、DおよびRAに対して挙げられた基から選ばれ、ここで、RB基は、R1基に結合してよく、および環を形成してよく;
R1は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、C(=O)R2、CN、Si(R2)3、N(R2)2、P(=O)(R2)2、OR2、S(=O)R2、S(=O)2R2、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキルもしくはアルコキシ基、3〜20個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキルもしくはアルコキシ基(上記言及した基は、夫々1以上のR2基により置換されてよく、上記言及した基中の1以上のCH2基は、-R2C=CR2-、-C≡C-、Si(R2)2、C=O、C=NR2、-C(=O)O-、-C(=O)NR2-、NR2、P(=O)(R2)、-O-、-S-、SOもしくはSO2で置き代えられてよい。)または、夫々1以上のR2基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造であり;ここで、2個以上のR1基は、たがいに結合してよく、および環を形成してよく;
R2は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、1〜20個の炭素原子を有する脂肪族、芳香族もしくは複素環式芳香族有機基であって、さらに、1以上のH原子は、DもしくはFで置き代えられてよく;同時に、2個以上のR2置換基は、たがいに結合してよく、および環を形成してよく;
ただし、少なくとも一つのRA基は、F、CF3、CF2H、CFH2、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1およびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれる。
Xは、出現毎に同一であるか異なり、CR1またはNであり;
Uは、BR1、C(R1)2、Si(R1)2、NR1、OまたはSであり、
R1は、上記定義されるとおりである。
Wは、出現毎に同一であるか異なり、CR1またはVであり、ここで、少なくとも一つのW基は、Vであり、および
VとR1は、それぞれ上記定義のとおりである。
ここで、A、RAおよびRB基は、各々上記定義されるとおりであり、および、ただし、少なくとも一つのRA基は、F、CF3、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1およびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれ、但し書きは、両RA基にあてはまる。
Xは、上記定義されるとおりであり、好ましくは、CR1であり:
RAとRBは、各々上記定義されるとおりであり、および
ただし、少なくとも一つのRA基は、F、CF3、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1およびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれ、ここで、但し書きは、好ましくは、両RA基にあてはまる。
ここで、
Xは、各々上記定義されるとおりであり、好ましくは、CR1であり:
RAおよびRB基は、各々上記定義されるとおりであり、および、
ただし、少なくとも一つのRA基は、F、CF3、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1およびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれ、ここで、但し書きは、好ましくは、両RA基にあてはまる。
Xは、上記定義されるとおりであり、好ましくは、CR1であり:
RAとは、上記定義されるとおりであり、および
ただし、少なくとも一つのRA基は、F、CF3、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1およびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれ、ここで、但し書きは、好ましくは、両RA基にあてはまる。
式(I)の化合物は、電子素子、特に、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)での使用のために適している。式(I)の化合物は、置換に応じて、異なる機能と層に使用されることができる。化合物は、好ましくは、発光層中で、より好ましくは、発光層中でエミッター化合物として用いられる。
−アノード−
−正孔注入層−
−正孔輸送層−
−随意に、さらなる正孔輸送層−
−発光層−
−電子輸送層−
−電子注入層−
−カソード−。
A)合成例:
以下の合成を、特に断らなければ、保護ガス雰囲気下、無水溶媒中で行う。金属錯体をさらに、遮光して、または黄色光下で処理する。溶媒および試薬をたとえばSigma-ALDRICHまたはABCRから購入することができる。
鉱油中60重量%で分散させた、16.0g(400ミリモル)の水酸化ナトリウムを500mLのTHF中でよく撹拌した懸濁液に対して、氷冷しながら、約+10℃にて、小分けして、66.9g(400ミリモル)のカルバゾール[51555-21-6]を添加する−注意!水素の発生!発泡!。添加が完了した後、混合物をさらに30分間撹拌し、次いで、20.7g(100ミリモル)の1,3,5-トリシアノ-2,4,6-トリフルオロベンゼン[363897-9]を、温度が+20℃を超えないように氷冷しながら、小分けして添加する。添加が完了した後、混合物を+10℃でさらに2時間撹拌し、次いで、氷浴を除去し、混合物を20−25℃に温め、さらに2時間撹拌し、次いで、40℃までさらに12時間加熱する。室温まで冷ました後、30mLのMeOHの滴下により反応を完了させ、反応混合物を減圧下で、濃縮してほぼ乾固させる。残留物を、各回メタノール400mLと水200mLとの混合物600mLで二度、次いでメタノール500mLで一度、熱抽出撹拌に供する。精製を、ジオキサン(約5mL/g)からの三度の再結晶化と、次いでDMF(約2.5mL/g)からの五度の再結晶化と、二度の分別昇華(p約1×10-5ミリバール、T約310−320℃)とによって、実施する。収率:23.6g(36.3ミリモル)、36%;純度:HPLCにより99.9%。
カルバゾールが最初に、THF中に入れられ、次いで、n−ヘキサン中、2.5モルのn−BuLi160mL(400ミリモル)を滴下することを除けば、変形例Aと同じような手順。収率:19.0g(29.3ミリモル)29%。HPLCにより純度:99.9%。
66.9g(400ミリモル)のカルバゾール[51555-21-6]と、20.7g(100ミリモル)の1,3,5-トリシアノ-2,4,6-トリフルオロベンゼンと、106.1g(500ミリモル)のリン酸三カリウム(無水)と、200gのガラスビーズとのよく撹拌した懸濁液を、160℃で16時間、500mLのジメチルアセトアミド中で撹拌する。冷却後、1000mLの水を添加し、沈殿した固形物を濾過し、これらを各回、300mlの水で三度、および各回、200mLのメタノールで二度洗浄し、次いで減圧下で乾燥させる。さらに変形例Aと同じように精製する。収率:20.5g(31.6ミリモル)31%。純度:HPLCにより99.9%。
15.0g(33.5ミリモル)のS74−Vと、11.6g(43.5ミリモル、1.3当量)の2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(CAS 3842-55-5)と、5.3gの炭酸ナトリウムとを、200mLのジオキサンと、200mLのトルエンと、100mLの水との中に懸濁させる。この懸濁液には1.94g(1.68ミリモル、0.05当量)のPd(PPh3)4が添加される。反応混合物を還流下で終夜、加熱する。冷却後、沈殿した固形物を吸引濾過し、水とエタノールとで洗浄し、乾燥させる。残留物をトルエンと共に熱抽出に供し、トルエン/ヘプタンから再結晶化させる。7.23g(13.1ミリモル、39%)の生成物S76−Vが得られる。
以下の例では、本発明の化合物がエミッター化合物として使用されている種々のOLEDの結果を提示する。
基板:
ITO、50nm
正孔注入層/正孔輸送層:
4,4-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル,α−NPD、[123847-85-8]、90nm
発光層:
ドーパントとして、5体積%の本発明の化合物(表1参照)でドープされた、マトリックス材料としての4,4-ビス(N-カルバゾール)ビフェニル CBP、[58328-31-7]、15nm
電子輸送層:
1,3,5-トリ(1-フェニル 1H-ベンズイミダゾール-2-イル)ベンゼン TPBi,[192198-85-9]、50nm
電子注入層:
LiF、1nm
カソード:
Al、100nm
タイプ1a
90nmではなく120の厚さのα−NPD層と、50nmではなく60の厚さのTPBI層が使用されることを除いて、タイプ1と同じ構造である。
基板:
ITO、50nm
正孔注入層/正孔輸送層:
4,4-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル,α−NPD、[123847-85-8],80nm
正孔輸送層:
1,3-ビス(9-カルバゾリル)ベンゼン,mCP、[550378-78-4]、10nm
発光層:
ドーパントとして、5体積%の本発明の化合物(表1参照)でドープされた、マトリックス材料としての2,8-ビス(ジフェニルホスホリル)ジベンゾ[b,d]チオフェン PPT、[1019842-99-9]、20nm
電子輸送層:
2,8-ビス(ジフェニルホスホリル)ジベンゾ[b,d]チオフェン PPT、[1019842-99-9]、50nm
電子注入層:
LiF、1nm
カソード:
Al、100nm
OLEDにおけるエミッター材料としての本発明の化合物の使用
本発明の化合物を特に、OLEDの発光層中でエミッター材料として使用することができる。パワー効率、電圧、色座標について測定した値を表1に要約する。
Claims (15)
- 式(I)の化合物または、単結合もしくはL基を介して互いに結合した丁度2もしくは3個の式(I)の単位を含む化合物;
Lは、任意の2価または3価の有機基であり;
Aは、点線の結合を介して結合する式(A)の基であり;
Yは、出現毎に同一であるか異なり、単結合、BR1、C(R1)2、Si(R1)2、NR1、PR1、P(=O)R1、O、S、S=OまたはS(=O)2であり;
Bは、出現毎に同一であるか異なり、式(A)の基、H、D、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜20個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキル基(夫々1以上のR1基により置換されてよく、上記言及した基中の1以上のCH2基は、-R1C=CR1-、-C≡C-、Si(R1)2、C=O、C=NR1、-C(=O)O-、-C(=O)NR1-、NR1、P(=O)(R1)、-O-、-S-、SOもしくはSO2で置き代えられてよい。)および、夫々1以上のR1基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造から選ばれ:
RAは、出現毎に同一であるか異なり、F、CF3、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜20個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキル基(夫々1以上のR1基により置換されてよく、上記言及した基中の1以上のCH2基は、-R1C=CR1-、-C≡C-、Si(R1)2、C=O、C=NR1、-C(=O)O-、-C(=O)NR1-、NR1、P(=O)(R1)、-O-、-S-、SOもしくはSO2で置き代えられてよい。)または、1以上のR1基により置換されてよい6〜30個の芳香族環原子を有する芳香族環構造または環窒素原子を介して結合せず、1以上のR1基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する複素環式芳香族環構造であって、ここで、RA基は、R1基に結合してよく、および環を形成してよく;
RBは、H、DおよびRAに対して挙げられた基から選ばれ、ここで、RB基は、R1基に結合してよく、および環を形成してよく;
R1は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、C(=O)R2、CN、Si(R2)3、N(R2)2、P(=O)(R2)2、OR2、S(=O)R2、S(=O)2R2、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキルもしくはアルコキシ基、3〜20個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキルもしくはアルコキシ基(上記言及した基は、夫々1以上のR2基により置換されてよく、上記言及した基中の1以上のCH2基は、-R2C=CR2-、-C≡C-、Si(R2)2、C=O、C=NR2、-C(=O)O-、-C(=O)NR2-、NR2、P(=O)(R2)、-O-、-S-、SOもしくはSO2で置き代えられてよい。)または、夫々1以上のR2基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造であり;ここで、2個以上のR1基は、たがいに結合してよく、および環を形成してよく;
R2は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、1〜20個の炭素原子を有する脂肪族、芳香族もしくは複素環式芳香族有機基であって、さらに、1以上のH原子は、DもしくはFで置き代えられてよく;同時に、2個以上のR2置換基は、たがいに結合してよく、および環を形成してよく;
ただし、少なくとも一つのRA基は、F、CF3、CF2H、CFH2、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1およびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれる。 - 基Lは、1〜20個の炭素原子を有するアルキレン基(1以上のCH2基は、Si(R2)2、O、S、C=O、C=NR1、-C=O-O、-C=O-NR1、NR1、P(=O)(R1)、SOもしくはSO2で置き代えられてよく、1以上のR1基により置換されてよい。)または、夫々1以上のR1基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造から選ばれる2価基であるか、または夫々1以上のR1基により置換されてよい5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造から選ばれる3価基であることを特徴とする、請求項1記載の化合物。
- Ar1は、出現毎に同一であるか異なり、1以上のR1基により置換されてよい6〜20個の芳香族環原子を有する芳香族環構造であることを特徴とする、請求項1または2記載の化合物。
- Y基は、出現毎に同一であるか異なり、単結合、C(R1)2、NR1、OまたはSであることを特徴とする、請求項1〜3何れか1項記載の化合物。
- B基は、出現毎に同一であるか異なり、式(A)の基、H、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキル基(上記言及した基は、夫々1以上のR1基により置換されてよい。)または、夫々1以上のR1基により置換されてよい6〜14個の芳香族環原子を有するアリール基であることを特徴とする、請求項1〜4何れか1項記載の化合物。
- B基は、出現毎に同一であるか異なり、式(A)の基またはHであることを特徴とする、請求項1〜5何れか1項記載の化合物。
- B基は、出現毎に同一であるか異なり、式(A)の基であることを特徴とする、請求項1〜6何れか1項記載の化合物。
- 2個のRA基は、出現毎に同一であるか異なり、F、CF3、CNおよびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜14個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれ、ここで、ヘテロアリール基は、窒素原子を介して結合しないことを特徴とする、請求項1〜7何れか1項記載の化合物。
- RBは、出現毎に同一であるか異なり、H、F、CF3、CN、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキル基(夫々1以上の基R1により置換されてよい。)または、各々1以上のR1基により置換されてよい6〜14個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基であって、ヘテロアリール基は、窒素原子を介して結合していないことを特徴とする、請求項1〜8何れか1項記載の化合物。
- 式(1)の化合物が、式(I−1)〜(I−3)の一つに対応することを特徴とする、請求項1〜9何れか1項記載の化合物:
ここで、A、RAおよびRB基は、各々請求項1〜9何れか1項で定義されるとおりであり、および
ただし、少なくとも一つのRA基は、F、CF3、C(=O)R1、CN、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1およびE基(1以上のR1基により置換されてよく、芳香族環の構成成分として一以上のV基を含む6〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基である。)から選ばれ、ここで、V基は、出現毎に同一であるか異なり、=N-、=C(F)-、=C(CN)-および=C(CF3)-から選ばれる。 - 少なくとも一つのカルバゾール誘導体が、求核芳香族置換もしくはブッフバルトカップリングにより導入されることを特徴とする、または少なくとも一つの電子不足ヘテロアリール基が、スズキカップリングより導入されることを特徴とする、請求項1〜10何れか1項記載の式(1)の化合物の製造方法。
- オリゴマーへの結合が、式(I)中でR1またはR2により置換された任意の所望の位置に位置してよい、請求項1〜10何れか1項記載の一以上の式(I)の化合物を含むオリゴマー。
- 請求項1〜10何れか1項記載の少なくとも一つの式(I)の化合物または少なくとも一つの請求項12記載のオリゴマーを含む、電子素子。
- アノード、カソードと少なくとも一つの有機層を含み、素子中の少なくとも一つ有機層が、請求項1〜10何れか1項記載の少なくとも一つの化合物または少なくとも一つの請求項12記載のオリゴマーを含む発光層から選ばれる有機エレクトロルミッセンス素子。
- 請求項1〜10何れか1項記載の化合物または少なくとも一つの請求項12記載のオリゴマーの電子素子での使用。
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