JP2018507849A - 青色蛍光発光体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、式(I)の化合物(式中、C、D、A、mおよびnは詳細な説明に定義されているものである)ならびに前記化合物を含有するオプトエレクトロニクス部品におけるその使用およびそのオプトエレクトロニクス部品に関する。【化1】【選択図】図2

Description

本発明は、本明細書に定義される式(I)の化合物、およびオプトエレクトロニクス部品における発光体または担体材料としてのそれらの使用を提供する。
電子デバイスにおいて使用するための新規機能的化合物の開発は、現在、集中的な研究の対象である。ここでの目的は、今まで電子デバイスにおいて使用されていない化合物の開発および研究、ならびにデバイスの特性の改善されたプロファイルを可能にする化合物の開発である。
本発明によれば、「オプトエレクトロニクス部品」という用語は、とりわけ、有機集積回路(OIC)、有機電界効果トランジスタ(OFET)、有機薄膜トランジスタ(OTFT)、有機発光トランジスタ(OLET)、有機太陽電池(OSC)、有機光検出器、有機感光体、有機電場消光デバイス(OFQD)、有機発光電気化学セル(OLEC)、有機レーザーダイオード(O−レーザー)および有機エレクトロルミネセンスデバイス(OLED)を意味すると理解される。
本明細書に記載される化合物が好ましくは機能的材料として使用され得る、有機エレクトロルミネセンスデバイス(OLED)の構築は当業者に公知であり、とりわけ、特許文献1、特許文献2、特許文献3および特許文献4に記載されている。
OLEDの性能データに関して、特に広範な商業的使用に関して、さらなる改善が依然として必要とされる。これに関して特に重要なものは、OLEDの寿命、効率および作動電圧、ならびに達成される明度である。特に青色発光OLEDの場合、デバイスの寿命に関して改善の可能性がある。さらに、電子デバイスにおける機能的材料として使用するための化合物が、高い熱安定性および高いガラス転移温度を有し、分解せずに昇華性(sublimable)であることが望まれる。OLEDの性能データに関して、特に広範な商業的使用に関して、さらなる改善が依然として必要とされる。これに関して特に重要なものは、OLEDの寿命、効率および作動電圧、ならびに達成される明度および演色評価数である。
特に産業において、さらにまた、安価で生産できる、OLEDについての長寿命で効果的な青色発光体についての差し迫った必要性が存在している。
正孔および電子の再結合の過程で発光体層において形成される励起子は一重項状態と三重項状態との間で1:3の比に分けられる。有機金属錯体構造の使用は、別様で非放射消光プロセスによりエレクトロルミネセンスに対して失われる三重項励起からの利益を受ける。特に従来技術によるイリジウムまたは他の貴金属でドープされたマトリクス材料は、高い頻度で、カルバゾール誘導体、例えばビス(カルバゾリル)ビフェニル、およびまたケトン(特許文献5)、ホスフィンオキシド、スルホン(特許文献6)、トリアジニルスピロビフルオレンなどのトリアジン化合物(特許文献7および特許文献8)を含有し、リン光発光体としての使用が見出され、さらに金属錯体、例えばビス(2−メチル−8−キノリノラト−N1,O8)−(1,1’−ビフェニル−4−オラト)アルミニウム(BAIq)またはビス[2−(2−ベンゾチアゾール)−フェノラート]亜鉛(II)も使用される。
発光体層における電子および正孔の再結合のプロセスにおける回転制限のために、結果として蛍光発光体において電気エネルギーの最大25%のみが光に変換され得る。三重項状態が高エネルギーであり、したがって一重項状態に近い材料において、可逆項間交差(reverse intersystem crossing(RISC))が可能である。これは三重項励起子を一重項状態まで熱的に上昇させ、一重項収集(singlet harvesting)と称される。したがって、エネルギー的に励起された状態で保存されている最大100%のエネルギーが、蛍光エレクトロルミネセンスの形態で発光することは理論的に可能である。最高被占軌道(HOMO)および最低被占軌道(LUMO)が重なるドナーおよびアクセプター構造から構成される有機分子は、貴金属ドープ有機マトリクス材料に対して効果的で安価な代替をわずかに構成する。より特に、これに関して、集中的な熱的に活性化された遅延蛍光によって、p−電子リッチ窒素含有複素環で置換されるp−電子不足サイクルによる改善法が提供され得る。
米国特許第4539507号 米国特許第5151629号 欧州特許第0676461号 国際公開第1998/27136号 国際公開第2004/093207号 国際公開第2005/003253号 国際公開第2005/053055号 国際公開第2010/05306号
本発明の文脈において、現在、驚くべきことに、式(I)の化合物が、特に発光体またはマトリクス材料としてオプトエレクトロニクス部品における使用に関して優れた安定性であることが見出された。式(I)の化合物はそれらの高いエネルギー三重項状態について注目すべきであり、その結果として、式(I)の化合物の最低励起一重項状態はこの三重項状態により熱的に追加され得るので、エネルギー変換効率は理論的に最大で100%の値に達し得る。
したがって本発明の第1の実施形態は、一般式(I)の化合物
(式中、
Cは、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジンおよびピラジンからなる群から選択される、芳香族または複素環式芳香族、窒素含有6員炭素環を示し、
置換基Dは、各場合において独立して、窒素原子を介して芳香族系Cに結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)を示し、
置換基Aは、各場合において独立して、C1−C12ペルフルオロアルキル、特にCF、CCl、Cl、F、Br、SCNまたはCNからなる群から選択される電子受容体を示し、
mは、1、2、3、4および5から選択される整数を示し、
nは、1、2、3、4および5から選択される整数を示し、
ここで、3≦m+n≦6、特に4≦m+n≦6であり、
置換基DおよびAは各々、芳香族系Cに結合し、
但し、多くて1個の置換基AがCNを示す)。
本発明のさらなる実施形態は、オプトエレクトロニクス部品、例えば、有機エレクトロルミネセンスデバイス(OLED)、有機集積回路(O−IC)、有機電界効果トランジスタ(O−FET)、有機薄膜トランジスタ(O−TFT)、有機発光トランジスタ(O−LET)、有機太陽電池(O−SC)、有機光検出器、有機感光体、有機電場消光デバイス(O−FQD)、発光電気化学セル(LEC)または有機レーザーダイオード(O−レーザー)における、本明細書に記載される少なくとも1つの化合物の使用である。
最後に、本発明はまた、本明細書に記載される化合物の少なくとも1つを含む、上述のものなどのオプトエレクトロニクス部品に関する。
OLEDの構造を図1に概略形態で示す。 トルエン中のフォトルミネセンスを決定し、それを図2に示す。 図3は、種々のホスト材料におけるEQE(%)を示す トルエン中のフォトルミネセンスを決定し、それを図4に示す。
本明細書に使用される「少なくとも1つ」は、1つまたはそれ以上、すなわち、1、2、3、4、5、6、7、8、9またはそれ以上を意味する。したがって「少なくとも1つの置換基」は、例えば少なくとも1種の置換基を意味し、これは1種の置換基またはいくつかの異なる置換基の混合物を意味する可能性がある。
本発明の化合物は、一般式(I)の化合物である。
この式において、置換基Dは、窒素含有、電子リッチ、単環式もしくは多環式ヘテロアリール環またはジアリール−もしくはジヘテロアリールアミンであり、置換基Aは特定の配置における電子受容体である。置換基DおよびAは、芳香族またはN−ヘテロ芳香族6員炭素環Cに結合している。添え字mおよびnの各々は、1、2、3、4または5から選択される整数を示し、芳香族系Cにおける置換可能な炭素原子に応じて、m+nは6以下であるが、3以上であり、すなわち3≦m+n≦6である。置換基DおよびAならびに芳香族系Cは本明細書以下の詳細な説明に記載される。
したがって、置換基Aは、各場合において独立して、C1−C12ペルフルオロアルキル、好ましくはCF、Cl、F、Br、SCNまたはCNである。置換基Dは、各場合において独立して、窒素原子を介して芳香族系Cに結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)−、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)である。Cは、それに応じて置換されたベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジンまたはピラジン環を示す。
添え字mおよびnは互いに依存し、各々は1、2、3、4および5から選択される整数を示す。ここでmおよびnの総数は6以下であるが、3以上であり、すなわち3≦m+n≦6である。Cが、例えばベンゼン環を示す場合、芳香族系における合計で6つの位置は、任意の組み合わせで置換基DおよびAにより占められ得、DおよびAの各々は少なくとも1回表される。Cが、例えばピリミジン環を示す場合、芳香族系における合計で4つの位置は、任意の組み合わせで置換基DおよびAによって占められ得、DおよびAの各々は少なくとも1回表される。様々な実施形態において、4≦m+n≦6または4≦m+n≦5または5≦m+n≦6または3≦m+n≦4、特に4≦m+n≦6である。
式(I)の化合物に関して、芳香族系Cにおけるただ1つの置換基AがCNであるというさらなる条件が存在する。
本明細書において異なって定義されない限り、本発明の文脈においてアリール基は、6〜60個の芳香族環原子を含有し、本発明の文脈においてヘテロアリール基は、5〜60個の芳香族環原子を含有し、その少なくとも1つはヘテロ原子である。
さらに、本発明の文脈においてアリール基またはヘテロアリール基は、単環芳香族基、例えばフェニル、または単環ヘテロ芳香族基、例えばピリジニル、ピリミジニルもしくはチエニル、または縮合(アニールされた多環式)芳香族もしくはヘテロ芳香族多環式基、例えばナフタレニル、フェナントレニルまたはカルバゾリルを意味すると理解される。本出願の文脈において、縮合(アニールされた多環式)芳香族またはヘテロ芳香族多環は、互いに縮合した2つ以上の簡単な(単環)芳香族またはヘテロ芳香族環からなる。
本発明の文脈において窒素含有ヘテロアリール(HetAr)とは、少なくとも1つの窒素原子ならびに任意に、好ましくはSおよびOから選択されるさらなるヘテロ原子を含有する芳香族環系を指す。窒素含有ヘテロアリールは、電子リッチ置換基Dとして一般構造式(I)における芳香族系Cに少なくとも1つの窒素原子を介して結合する。窒素含有ヘテロアリール基は置換されていてもよく、置換基は、例えば、ハロゲン、1〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換、分枝もしくは環状アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または2〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換アルケニルもしくはアルキニル基から選択され、上述の基の各々は、Si、O、S、Se、NおよびPから選択される1つ以上のヘテロ原子を含んでもよい。窒素含有ヘテロアリール基についての好ましい置換基は、置換または非置換メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、c−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチルおよびt−ブチル基ならびにそれらの対応するアルコキシおよびチオアルキル等価物である。次に窒素含有ヘテロアリール基の上述の置換基が置換される場合、その置換基は、以下に定義されるように、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル、アルコキシまたはチオアルキル基、3〜20個の炭素原子を有する環状または分枝アルキル、アルコキシまたはチオアルキル基、2〜20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、カルボキシル、ヒドロキシル、チオール、アミノ、ヒドラジンまたはニトロ基、アリールまたはヘテロアリール基、ならびにハロゲン、特にフッ素、および擬ハロゲン(−CN、−N、−OCN、−NCO、−CNO、−SCN、−NCS、−SeCN)から選択される。
本発明の文脈において、さらなる基によって置換されていてもよい窒素含有ヘテロアリールは、特に、ピロリル、インドリル、イソインドリル、カルバゾリル、ピリジニル、キノリニル、イソキノリニル、アクリジニル、フェナントリジニル、ベンゾ−5,6−キノリニル、ベンゾ−6,7−キノリニル、ベンゾ−7,8−キノリニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、ピラゾリル、インダゾリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ナフトイミダゾリル(naphthimidazolyl)、フェナントロイミダゾリル(phenanthrimidazolyl)、ピリジミダゾリル(pyridimidazolyl)、ピラジンイミダゾリル(pyrazinimidazolyl)、キノキサリンイミダゾリル(quinoxalinimidazolyl)、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、ナフトオキサゾリル、アントロオキサゾリル(anthroxazolyl)、フェナントロオキサゾリル(phenanthroxazolyl)、イソオキサゾリル、1,2−チアゾリル、1,3−チアゾリル、ベンゾチアゾリル、ピリダジニル、ベンゾピリダジニル、ピリミジニル、ベンゾピリミジニル(benzpyrimidinyl)、キノキサリニル、ピラジニル、フェナジニル、ナフチリジニル、カルバゾリル、ベンゾカルボリニル(benzocarbolinyl)、フェナントロリニル、プリニル、プテリジニルおよびインドリジニルから選択されるか、またはそれらから誘導される基を意味すると理解される。
本発明の文脈において、式−N(Ar)は、窒素原子を介して一般式(I)における芳香族系Cに結合し、2つの芳香族置換基(Ar)を有するジアリールアミンを示す。2つのアリール置換基は同一であってもよく、異なっていてもよい。種々の実施形態において、それらは以下に特定される芳香族基から選択される。ヘテロアリール基との対照によって、ジアリールアミン基−N(Ar)の2つの芳香族置換基Arは、それらの芳香環構造においてヘテロ原子を含まない。しかしながら、それらは、置換基が、好ましくは、窒素含有ヘテロアリール基に関して上記の置換基から選択される場合、置換されていてもよい。
本発明の文脈において、各場合、さらなる基によって置換されていてもよいアリール(Ar)基は、特に、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、フルオレニル、ピレニル、ジヒドロピレニル、クリセニル、ペリレニル、フルオランテニル、ベンズアントラセニル、ベンズフェナントレニル(benzphenanthrenyl)、テトラセニル、ペンタセニルおよびベンゾピレニルからなる群から選択される基であって、上述の基は各々置換されていてもよいか、または置換されていなくてもよい、基を意味すると理解される。それらが置換される場合、置換基は、好ましくは、窒素含有ヘテロアリール基に関連した上記の置換基から選択される。さらに、本発明の文脈におけるアリール基はまた、それらの置換基を介して互いに架橋されていてもよい。対応する架橋ジアリールアミンの例は、イミノジベンジル(10,11−ジヒドロベンザゼピン)または9H−アクリジンであるが、それらはフェノキサジンおよびフェノチアジンを含むことが理解され得る。
本発明の文脈において、式−N(HetAr)(Ar)はアリール基およびヘテロアリール基によって置換され、窒素原子を介して一般式(I)における芳香族系Cに結合しているアミンを示す。アリール基は上記に定義される通りである。ヘテロアリール基は、好ましくはN、SおよびOから選択され、さらに置換されていてもよい、少なくとも1つのヘテロ原子を含む芳香族環系を示し、ここで置換基は好ましくは窒素含有ヘテロアリール基に関連した上記の置換基から選択される。
同様に、式−N(HetAr)は、ヘテロアリール置換基を有し、窒素原子を介して一般構造式(I)における芳香族系Cに結合しているアミンを示す。ヘテロアリール基は、同一であっても、異なっていてもよく、上記に定義される通りである。より特に、それらはまた、置換基が好ましくは窒素含有ヘテロアリール基に関連した上記の置換基から選択される場合、置換されていてもよい。
本発明の文脈において、各場合、さらなる基によって置換されていてもよく、任意の所望の位置を介して芳香族系に結合していてもよいヘテロアリール(HetAr)基は、特に、フラニル、ジフラニル、ターフラニル(terfuranyl)、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、チエニル、ジチエニル、ターチエニル、ベンゾチエニル、イソベンゾチエニル、ベンゾジチエニル、ベンゾトリチエニル、ピロリル、インドリル、イソインドリル、カルバゾリル、ピリジニル、キノリニル、イソキノリニル、アクリジニル、フェナントリジニル、ベンゾ−5,6−キノリニル、ベンゾ−6,7−キノリニル、ベンゾ−7,8−キノリニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、ピラゾリル、インダゾリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ナフトイミダゾリル、フェナントロイミダゾリル、ピリジミダゾリル、ピラジンイミダゾリル、キノキサリンイミダゾリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、ナフトオキサゾリル、アントロオキサゾリル、フェナントロオキサゾリル、イソオキサゾリル、1,2−チアゾリル、1,3−チアゾリル、ベンゾチアゾリル、ピリダジニル、ベンゾピリダジニル、ピリミジニル、ベンゾピリミジニル、キノキサリニル、ピラジニル、フェナジニル、ナフチリジニル、カルバゾリル、ベンゾカルボリニル、フェナントロリニル、フェノキサジン、フェノチアジン、イミノスチルベン、プリニル、プテリジニルおよびインドリジニル、ならびにまた、互いおよび/またはアリール基、例えばナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、フルオレニル、ピレニル、ジヒドロピレニル、クリセニル、ペリレニル、フルオランテニル、ベンズアントラセニル、ベンズフェナントレニル、テトラセニル、ペンタセニルおよびベンゾピレニルとの上記の縮合系からなる群から選択される基であって、上述の基は各々置換されていてもよいか、または置換されていなくてもよい、基を意味すると理解される。それらが置換される場合、置換基は好ましくは窒素含有ヘテロアリール基に関連した上記の置換基から選択される。さらに、本発明の文脈におけるヘテロアリール基はまた、それらの置換基を介して互いに架橋されていてもよい。
様々な実施形態において、一般式(I)の化合物は式(Ia)〜(VIc)の1つの化合物である。
様々な好ましい実施形態において、一般式(I)の化合物は一般式(Ia)の化合物である
(式中、
Xは、C−CF、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
は、F、Cl、Br、C1−C12ペルフルオロアルキル、特にCF、CNまたはHであり、
は、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
、YおよびYは各々独立して、C1−C12ペルフルオロアルキル、特にCF、CCl、F、Cl、Br、SCN、CN、H、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
但し、
a)置換基Y1〜3およびRの1つのみがCNであり、
b)XがC−CNである場合、置換基Y1〜3およびRのいずれもCNではなく、
c)XがC−F、C−ClまたはC−CNである場合、YおよびYは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、YはF、Cl、BrまたはCNではない)。
様々な実施形態において、式(Ia)の化合物は、XがC−CNである場合、Nは窒素原子を介して結合しているカルバゾールであり、Y、YおよびYは各々、窒素原子を介して結合しているカルバゾールであり、RはFではない、これらに化合物に限定される。
式(Ia)の化合物の様々な実施形態において、窒素含有ヘテロアリール基(N)は、ピロリル、インドリル、イソインドリル、カルバゾリル、ピペリジニル、テトラヒドロキノリニル、ピロリジニル、テトラヒドロイソキノリニル、アクリジニル、フェナントリジニル、ベンゾ−5,6−キノリニル、ベンゾモルホリニル、ベンゾチオモルホリニル、ベンゾ−6,7−キノリニル、ベンゾ−7,8−キノリニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、ピラゾリル、インダゾリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ナフトイミダゾリル、フェナントロイミダゾリル、ピリジミダゾリル、ピラジンイミダゾリル、キノキサリンイミダゾリル、ベンゾピリダジニル、ベンゾピリミジニル、キノキサリニル、ピラジニル、フェナジニル、ナフチリジニル、カルバゾリル、ベンゾカルボリニル、プリニル、プテリジニルまたはインドリジニルである。ここで特に好ましくは、インドリル、イソインドリル、カルバゾリル、ピリジニル、キノリニル、イソキノリニル、アクリジニルおよびフェナントリジニルが挙げられる。上述のものは、置換されていてもよいか、または置換されていなくてもよく、上述の窒素含有ヘテロアリール基の置換基は、例えば、水素、ハロゲン、1〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換分枝、もしくは環状アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または2〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換アルケニルもしくはアルキニル基からなる群から選択される置換基であり、上述の基の各々は、Si、O、S、Se、NおよびPから選択される1つ以上のヘテロ原子を含んでもよい。次に、上述の窒素含有ヘテロアリール基の置換基が置換されると仮定すると、その置換基は、既に定義されているように、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル、アルコキシまたはチオアルキル基、3〜20個の炭素原子を有する環状または分枝アルキル、アルコキシまたはチオアルキル基、2〜20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、ヒドロキシル、チオール、アミノ、ヒドラジン、ニトロまたはニトリル基、非置換アリールまたはヘテロアリール基、およびハロゲンから選択される。窒素含有ヘテロアリール基の好ましい置換基は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、c−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチルおよびt−ブチル基ならびにそれらの対応するアルコキシおよびチオアルキル等価物である。上述の窒素含有ヘテロアリール基はさらに、1つ以上のアリール基または1つ以上のヘテロアリール基と縮合されてもよい。このような縮合系の好ましい例は、ジベンザゼピンおよび2,3−インドロカルバゾールである。また、このような縮合アリール(ヘテロアリール)系は次に置換されてもよいか、または置換されなくてもよい。好ましい置換基は上記に定義される通りである。このような置換縮合系の好ましい例は、2,3−(1−メチルインドロ)カルバゾールである。
式(Ia)の化合物の様々な実施形態において、式−N(Ar)および−N(HetAr)(Ar)の基におけるアリール基は、独立して好ましくは、置換または非置換フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、フルオレニル、ピレニル、ジヒドロピレニル、クリセニル、ペリレニル、フルオランテニル、ベンズアントラセニル、ベンズフェナントレニル、テトラセニル、ペンタセニルおよびベンゾピレニルである。上述のアリール基の置換基は、例えば、ハロゲン、1〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換、分枝もしくは環状アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル、または2〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換アルケニルもしくはアルキニル基からなる群から選択される置換基であり、上述の基の各々は、Si、O、S、Se、NおよびPから選択される1つ以上のヘテロ原子を含んでもよい。アリール基の上述の置換基が次に置換されると仮定すると、その置換基は、既に定義されているように、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、3〜20個の炭素原子を有する環状もしくは分枝アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、2〜20個の炭素原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基、ヒドロキシル、チオール、アミノ、ヒドラジン、ニトロもしくはニトリル基、非置換アリールもしくはヘテロアリール基、およびハロゲンから選択される。式−N(Ar)および−N(HetAr)(Ar)の基におけるアリール基についての好ましい置換基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、c−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチルおよびt−ブチル基ならびにそれらの対応するアルコキシおよびチオアルキル等価物である。上述のアリール基はさらに、上述のアリール基の1つ以上のアリール基または1つ以上のヘテロアリール基と縮合されてもよい。また、このような縮合アリール(ヘテロアリール)系は次に置換されてもよいか、または置換されなくてもよい。好ましい置換基は上記の定義される通りである。式−N(Ar)および−N(HetAr)(Ar)における上述のアリール基はまた、互いにまたはそれらのそれぞれの置換基を介してヘテロアリールと架橋されてもよい。このような架橋ジアリールアミンの好ましい例は、9H−アクリジンおよび10,11−ジヒドロベンザゼピンである。これらの式−N(Ar)の架橋ジアリールアミンまたは式−N(HetAr)(Ar)のアリール−ヘテロアリールアミンもまた、置換されていてもよいか、または置換されていなくてもよく、好ましい置換基は上記に定義される通りである。置換された架橋ジアリールアミンのいくつかの好ましい例は、9,9−ジメチルアクリジン、9,9−ジヒドロアクリジン、カルバゾール、イミノジベンジル、フェノキサジン、フェノチアジン、イミノスチルベン(ジベンザゼピン)、アリールインドリン、アリールベンゾモルホリン、アリールベンゾチオモルホリンまたはアリールテトラヒドロキノリンである。
式(Ia)の化合物の様々な実施形態において、式−N(HetAr)(Ar)および−N(HetAr)の基におけるヘテロアリール基は、独立して好ましくは、置換または非置換フラニル、ジフラニル、ターフラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、チエニル、ジチエニル、ターチエニル、ベンゾチエニル、イソベンゾチエニル、ベンゾジチエニル、ベンゾトリチエニル、ピロリル、インドリル、イソインドリル、カルバゾリル、ピリジニル、キノリニル、イソキノリニル、アクリジニル、フェナントリジニル、ベンゾ−5,6−キノリニル、ベンゾ−6,7−キノリニル、ベンゾ−7,8−キノリニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、ピラゾリル、インダゾリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ナフトイミダゾリル、フェナントロイミダゾリル、ピリジミダゾリル、ピラジンイミダゾリル、キノキサリンイミダゾリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、ナフトオキサゾリル、アントロオキサゾリル、フェナントロオキサゾリル、イソオキサゾリル、1,2−チアゾリル、1,3−チアゾリル、ベンゾチアゾリル、ピリダジニル、ベンゾピリダジニル、ピリミジニル、ベンゾピリミジニル、キノキサリニル、ピラジニル、フェナジニル、ナフチリジニル、カルバゾリル、ベンゾカルボリニル、フェナントロリニル、1,2,3−トリアゾリル、1,2,4−トリアゾリル、ベンゾトリアゾリル、1,2,3−オキサジアゾリル、1,2,4−オキサジアゾリル、1,2,5−オキサジアゾリル、1,3,4−オキサジアゾリル、1,2,3−チアジアゾリル、1,2,4−チアジアゾリル、1,2,5−チアジアゾリル、1,3,4−チアジアゾリル、1,3,5−トリアジニル、1,2,4−トリアジニル、1,2,3−トリアジニル、テトラゾリル、1,2,4,5−テトラジニル、1,2,3,4−テトラジニル、1,2,3,5−テトラジニル、プリニル、プテリジニル、インドリジニルおよびベンゾチアジアゾリルである。上述のヘテロアリール基の置換基は、例えば、ハロゲン、1〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換、直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換、分枝もしくは環状アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または2〜20個の炭素原子を有する置換もしくは非置換アルケニルもしくはアルキニル基からなる群から選択される置換基であり、上述の基の各々は、Si、O、S、Se、NおよびPから選択される1つ以上のヘテロ原子を含んでもよい。ヘテロアリール基の上述の置換基が次に置換されると仮定すると、その置換基は、既に定義されているように、1〜20個の炭素原子を有する直鎖アルキル、アルコキシまたはチオアルキル基、3〜20個の炭素原子を有する環状または分枝アルキル、アルコキシまたはチオアルキル基、2〜20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、ヒドロキシル、チオール、アミノ、ヒドラジン、ニトロまたはニトリル基、非置換アリールまたはヘテロアリール基、およびハロゲンから選択される。式−N(HetAr)(Ar)および−N(HetAr)の基におけるヘテロアリール基の好ましい置換基は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、c−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチルおよびt−ブチル基ならびにそれらの対応するアルコキシおよびチオアルキル等価物である。上述のヘテロアリール基はさらに、上述のヘテロアリール基の1つ以上のヘテロアリール基または1つ以上のアリール基と縮合されてもよい。また、このような縮合アリール(ヘテロアリール)系は次に置換されてもよいか、または置換されなくてもよい。式−N(HetAr)(Ar)および−N(HetAr)における上述のヘテロアリール基はまた、互いにまたはそれらのそれぞれの置換基を介してアリールと架橋されてもよい。これらの式−N(Ar)の架橋ジアリールアミンまたは式−N(HetAr)(Ar)のアリール−ヘテロアリールアミンもまた、置換されていてもよいか、または置換されていなくてもよく、好ましい置換基は上記に定義される通りである。
さらなる実施形態において、一般式(I)の化合物は、式(II)の化合物である:
式(II)の化合物において、Xは、C−CF、C−CCl、C−Cl、C−SCNまたはC−CNであり、Nは、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基であり、R、R、RおよびRの各々は独立して、F、Cl、Br、CF、SCN、CNまたはHを示し、但し、1つの置換基R1〜4のみがCNであり、XがC−CNである場合、置換基R1〜4のいずれもCNではないことを条件とする。
式(II)の化合物の様々な実施形態において、式(Ia)の化合物について上記に定義したものと同じ好ましい選択基準が窒素含有ヘテロアリール基(N)に適用可能である。
式(II)の化合物の様々な実施形態において、さらに、式(Ia)の化合物について上記に定義したものと同じ選択基準が、式−N(Ar)および−N(HetAr)(Ar)の基におけるアリール基ならびに式−N(HetAr)(Ar)および−N(HetAr)の基におけるヘテロアリール基に適用可能である。
様々な実施形態において、以下の定義が式(II)の化合物の置換基に当てはまる:
置換基Xは好ましくはC−CFまたはC−CNを示し;置換基Nは好ましくは置換または非置換フェノキサジン、フェノチアジン、インドール、ベンゾイミダゾール、キノリン、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(II)の芳香族系に結合し、最も好ましくはフェノキサジン、フェノチアジン、2−フェニルインドリン、2−フェニルベンゾイミダゾール、2−ナフチルベンゾイミダゾール、2−フェニル−1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、ジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン−、2,3−インドロカルバゾール、2,3−(1−メチルインドロ)カルバゾール、9H−アクリジンまたは9,9−ジメチルアクリジン基であり、その各々は主な炭素環における窒素原子を介して式(II)の芳香族系に結合し;置換基Rは好ましくはCFまたはFを示し;置換基R、RおよびRは好ましくはFまたはHを示す。
一般式(II)の化合物の特定の実施形態は化合物1a〜1yおよび4F1Czである:
本発明の一実施形態において、一般式(I)の化合物は一般式(III)の化合物である:
一般式(III)の化合物において、Xは、C−CF、C−SCN、C−CCl、C−Cl、C−F、C−CNまたはNを示し;NおよびNの各々は独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基であり、R、RおよびRの各々は独立して、F、Cl、Br、C1−C12ペルフルオロアルキル、CF、SCN、CNまたはHを示し、但し、1つの置換基R2、3、4のみがCNであり、XがC−CNである場合、置換基R2、3、4のいずれもCNではないことを条件とする。
式(III)の化合物の様々な実施形態において、式(Ia)の化合物について上記に定義したものと同じ好ましい選択基準が、窒素含有ヘテロアリール基(N1、2)に適用可能である。
式(III)の化合物の様々な実施形態において、さらに、式(Ia)の化合物について上記に定義したものと同じ選択基準が、式−N(Ar)および−(HetAr)(Ar)の基におけるアリール基ならびに式−N(HetAr)(Ar)および−N(HetAr)の基におけるヘテロアリール基に適用可能である。
様々な実施形態において、以下の定義は式(III)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基Xは好ましくはC−CF、C−ClまたはNを示し;置換基NおよびNは好ましくは各々独立して、置換または非置換キノリン、ベンゾイミダゾール、フェノキサジン、ベンゾモルホリン、ベンゾチオモルホリン、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(III)の芳香族系に結合し、最も好ましくは2−フェニル−1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、2−フェニルベンゾイミダゾール、フェノキサジン、3−フェニルベンゾモルホリン、3−フェニルベンゾチオモルホリン、ジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン、2,3−インドロカルバゾール、2,3−(1−メチルインドロ)カルバゾール、9H−アクリジンまたは9,9−ジメチルアクリジン基であり、その各々は主な炭素環における窒素原子を介して式(III)の芳香族系に結合し;置換基Rは好ましくはCN、CF、FまたはClを示し;置換基RおよびRは好ましくはH、CN、CF、FまたはClを示す。
一般式(III)の化合物の特定の実施形態は化合物2a〜2tおよび3F2Czである:
本発明のさらなる実施形態において、一般式(I)の化合物は一般式(IV)の化合物である:
一般式(IV)の化合物において、Xは、C−CF、C−Cl、C−Cl、C−F、C−SCN、C−CNまたはNを示し;Rは、F、Cl、Br、CF、SCN、CNまたはHを示し、但し、XがC−CNである場合、RはCNではないという条件であり;N、N、NおよびNの各々は独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である。
式(IV)の化合物の様々な実施形態において、式(Ia)の化合物について上記に定義されているものと同じ好ましい選択基準が、窒素含有ヘテロアリール基(N1〜4)に適用可能である。
式(IV)の化合物の様々な実施形態において、さらに、式(Ia)の化合物について上記に定義されているものと同じ選択基準が、式−N(Ar)および−N(HetAr)(Ar)の基におけるアリール基ならびに式−N(HetAr)(Ar)および−N(HetAr)の基におけるヘテロアリール基に適用可能である。
様々な実施形態において、以下の定義が式(IV)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基Xは好ましくはC−CN、C−CF、C−ClまたはNを示し;置換基N1〜4は好ましくは各々独立して、置換または非置換キノリン、ベンゾモルホリン、ベンゾチオモルホリン、インドール、ベンゾイミダゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(IV)の芳香族系に結合し、最も好ましくは2−フェニルインドール、2−フェニルベンゾイミダゾール、1,4−ジヒドロ−2−フェニルキノリン、3−フェニル−1,4−ベンゾオキサジン、3−フェニル−1,4−ベンゾチアジン、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン、2,3−インドロカルバゾール、2,3−(1−メチルインドロ)カルバゾール、または9,9−ジメチルアクリジン基であり、その各々は主な炭素環における窒素原子を介して式(IV)の芳香族系に結合し、置換基Rは好ましくはCF、SCN、FまたはCNを示す。
一般式(IV)の化合物の特定の実施形態は化合物3a〜3lf、4aaa〜4aaeおよび1F4Czである:
様々な実施形態において、式(IV)の化合物は、XがC−CNであり、N、N、NおよびNの各々が窒素原子を介して結合しているカルバゾールである場合、RがFではない、これらの化合物に限定される。
本発明のさらなる実施形態において、一般式(I)の化合物は、一般式(Va)〜(Vd)の化合物である:
一般式(Va)の化合物において、XおよびXの各々は独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNを示し;N、N、NおよびNの各々は独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である。これは、XがC−CN、C−FまたはC−Clである場合、XがC−CNではないという条件を対象とする。
一般式(Vb)の化合物において、XおよびXの各々は独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNを示し;NおよびNの各々は独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基であり、RおよびRの各々は独立してHまたはFを示す。
一般式(Vc)の化合物において、XおよびXの各々は独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNを示し;NおよびNの各々は独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基であり、RおよびRの各々は独立してHまたはFを示す。
一般式(Vd)の化合物において、XおよびXの各々は独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNを示し;Nは窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基であり、R、RおよびRの各々は独立してHまたはFを示す。
式(Va)〜(Vd)の化合物の様々な実施形態において、式(Ia)の化合物について上記に定義されているものと同じ好ましい選択基準が、窒素含有ヘテロアリール基(N1〜4)に適用可能である。
式(Va)〜(Vd)の化合物の様々な実施形態において、さらに、式(Ia)の化合物について上記に定義されているものと同じ選択基準が、式−N(Ar)および−N(HetAr)(Ar)の基におけるアリール基ならびに式−N(HetAr)(Ar)およびN(HetAr)の基におけるヘテロアリール基に適用可能である。
様々な実施形態において、以下の定義が式(Va)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基XおよびXは好ましくは各々独立してC−CF、C−CNまたはNを示し、XおよびXは同時にC−CNではなく、置換基N1〜4は好ましくは各々独立して、置換または非置換ベンゾイミダゾール、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(Va)の芳香族系に結合し、最も好ましくは2−フェニルベンゾイミダゾール、ジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピンまたは9,9−ジメチルアクリジン基であり、その各々は窒素原子を介して式(Va)の芳香族系に結合する。
一般式(Va)の化合物の特定の実施形態は化合物VIIa〜VIIsである:
様々な実施形態において、以下の定義が式(Vb)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基XおよびXは好ましくは各々独立してC−CF、C−CNまたはNを示し、XおよびXは同時にC−CNではなく、置換基NおよびNは好ましくは各々独立して置換または非置換ベンゾイミダゾール、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(Vb)の芳香族系に結合し、より好ましくはジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン、カルバゾール、9H−アクリジン、9,9−ジメチルアクリジンまたは2−フェニルベンゾイミダゾール基であり、それらの各々は窒素原子を介して式(Vb)の芳香族系に結合し、置換基RおよびRは各々独立してHまたはFを示す。
一般式(Vb)の化合物の具体的な実施形態は化合物VIIt〜VIIzおよびXa〜Xeである:
様々な実施形態において、以下の定義が式(Vc)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基XおよびXは好ましくは各々独立してC−CF、C−CNまたはNを示し、XおよびXは同時にC−CNではなく、置換基NおよびNは好ましくは各々独立して置換または非置換ベンゾイミダゾール、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(Vc)の芳香族系に結合し、より好ましくは2−フェニルベンゾイミダゾール、カルバゾール、ジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン、9H−アクリジンまたは9,9−ジメチルアクリジン基であり、それらの各々は窒素原子を介して式(Vc)の芳香族系に結合し、置換基RおよびRは各々独立してHまたはFを示す。
一般式(Vc)の化合物の具体的な実施形態は化合物VIIzzおよびXf〜Xjである:
様々な実施形態において、以下の定義は式(Vd)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基Xは好ましくはC−CF、C−CNまたはNを示し、置換基Xは好ましくはNを示し、置換基Nは好ましくは置換または非置換ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(Vd)の芳香族系に結合し、最も好ましくはカルバゾール、9H−アクリジン、9,9−ジメチルアクリジン、ジベンザゼピンまたは10,11−ジヒドロベンザゼピン基であり、その各々は窒素原子を介して式(Vd)の芳香族系に結合し、置換基R、RおよびRの各々は独立してHまたはFを示す。
一般式(Vd)の化合物の具体的な実施形態は化合物VIIaa〜VIIaeである:
本発明の様々な実施形態において、一般式(I)の化合物は一般式(VIa)または(VIb)の化合物である:
一般式(VIa)の化合物において、X、XおよびXの各々は独立してC−CF、C−CCl、C−Cl、C−F、C−CNまたはNを示し、N、NおよびNの各々は独立して窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である。これは、但し、X、XおよびXは全て同時にC−CN、C−Cl、C−FまたはNではなく、XおよびXが各々C−CNである場合、XはC−CFまたはNであるという条件を対象とする。
一般式(VIb)の化合物において、XおよびXの各々はNを示し、N、N、NおよびNの各々は独立して窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である。
一般式(VIc)の化合物において、XはC−CNまたはNを示し、XはNを示し、NおよびNの各々は独立して窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基を示し、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基であり、RおよびRの各々は独立してHまたはFを示す。
式(VIa)〜(VIc)の化合物の様々な実施形態において、式(Ia)の化合物について上記に定義されているものと同じ好ましい選択基準が窒素含有ヘテロアリール基(N1〜4)に適用可能である。
式(VIa)〜(VIc)の化合物の様々な実施形態において、さらに、式(Ia)の化合物について上記に定義されているものと同じ選択基準が、式−N(Ar)および−N(HetAr)(Ar)の基におけるアリール基ならびに式−N(HetAr)(Ar)および−N(HetAr)の基におけるヘテロアリール基に適用可能である。
様々な実施形態において、以下の定義が式(VIa)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基X1〜3は好ましくは各々独立してC−CF、C−CN、C−Cl、C−FまたはNを示し、置換基N1、2、4は好ましくは各々独立して置換または非置換ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VI)の芳香族系に結合し、最も好ましくはジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン、または9,9−ジメチルアクリジン基であり、その各々は窒素原子を介して式(VI)の芳香族系に結合する。
様々な実施形態において、式(VIa)の化合物において、置換基X1〜3は好ましくは各々独立してC−CF、C−CN、C−ClまたはC−Fを示し、置換基N1、2、4は好ましくは各々独立してジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン、または9,9−ジメチルアクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VI)の芳香族系に結合する。
さらなる実施形態において、式(VIa)の化合物において、置換基Xは好ましくはNを示し、置換基XおよびXは好ましくは各々独立してC−CF、C−FまたはC−Clを示し、置換基N1、2、4は好ましくは各々独立してジベンザゼピン、10,11−ジヒドロベンザゼピン、または9,9−ジメチルアクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VIa)の芳香族系に結合する。
さらなる実施形態において、式(VIa)の化合物において、置換基Xは好ましくはNを示し、置換基XおよびXは好ましくは各々独立してC−CF、C−FまたはC−Clを示し、置換基N1、2、4は好ましくは各々独立してジベンザゼピンまたは10,11−ジヒドロベンザゼピン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VIa)の芳香族系に結合する。
なおさらなる実施形態において、式(VIa)の化合物において、置換基XおよびXは好ましくは各々Nを示し、置換基Xは好ましくはC−CF、C−FまたはC−Clを示し、置換基N1、2、4は好ましくは各々独立してジベンザゼピンまたは10,11−ジヒドロベンザゼピン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VIa)の芳香族系に結合する。
なおさらなる実施形態において、式(VIa)の化合物において、置換基XおよびXは好ましくは各々Nを示し、置換基Xは好ましくはC−CF、C−F、C−ClまたはC−CNを示し、置換基N1、2、4は好ましくは各々独立してジベンザゼピンまたは10,11−ジヒドロベンザゼピン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VIa)の芳香族系に結合する。
一般式(VIa)の化合物の具体的な実施形態は化合物5a〜5l、6a〜6iおよび2F3Czである:
様々な実施形態において、以下の定義が式(VIb)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基XおよびXの各々はNを示し、置換基N1〜4は好ましくは各々独立して置換または非置換インドール、ベンゾイミダゾール、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VIb)の芳香族系に結合し、最も好ましくは2−フェニルインドールまたは2−フェニルベンゾイミダゾール基であり、その各々は窒素原子を介して式(VIb)の芳香族系に結合する。
一般式(VIb)の化合物の具体的な実施形態は化合物3aqおよび4aafである:
本発明はさらに、オプトエレクトロニクス部品における式(I)の少なくとも1つの化合物の使用に関する。
様々な実施形態において、以下の定義が式(VIc)の化合物の置換基に適用可能である:
置換基XはC−CNまたはNを示し、置換基XはNを示し、置換基NおよびNは好ましくは各々独立して置換または非置換インドール、ベンゾイミダゾール、ジベンザゼピン、カルバゾールまたは9H−アクリジン基を示し、その各々は窒素原子を介して式(VIc)の芳香族系に結合し、最も好ましくは2−フェニルインドールまたは2−フェニルベンゾイミダゾール基であり、その各々は窒素原子を介して式(VIc)の芳香族系に結合し、RおよびRの各々は独立してHまたはFを示す。
一般式(VIc)の化合物の具体的な実施形態は化合物2aadである:
様々な実施形態において、式(VIa)の化合物は、X、XおよびXの1つがC−CNであり、X、XおよびXの残りが各々Fである場合、N、NおよびNの全ては各場合、同時に窒素原子を介して結合しているカルバゾールではない、これらの化合物に制限される。
様々な実施形態において、オプトエレクトロニクス部品は光活性有機層を有するOSCである。この光活性層は、有機コーティング材として低分子量化合物、オリゴマー、ポリマーまたはそれらの混合物を含む。好ましくは不透明または半透明電極は外側接触層としてこの薄層成分に塗布される。
本発明のさらなる実施形態において、オプトエレクトロニクス部品はフレキシブルな基板上に堆積される。
本発明の文脈において、フレキシブルな基板は、外力の結果として変形を確保する基板を意味すると理解される。これにより、同様にこの種のフレキシブルな基板は湾曲した表面上に配置されるのに適している。フレキシブルな基板には、例えば、プラスチックフィルムまたは金属箔が含まれるが、それらに限定されない。
様々な実施形態において、オプトエレクトロニクス部品を生成するためのコーティングは、本発明の有機化合物の真空処理によってなされる。様々な実施形態において、したがってオプトエレクトロニクス部品を生成するために使用される本発明の化合物は、低い蒸発温度、好ましくは<300℃、より好ましくは<250℃であるが、150℃以上である。様々な実施形態において、しかしながら、蒸発温度は少なくとも120℃である。本発明の有機化合物が高真空下で昇華性があることが特に有益である。
本発明のさらなる構造において、オプトエレクトロニクス部品を生成するためのコーティングは、本明細書に記載される化合物の溶液処理によってなされる場合がある。市販の吹きつけロボットの利用可能性により、この塗布方法が有益には、簡単な手段でロール・ツー・ロール法において工業規模までスケールアップされ得ることを意味する。
様々な実施形態において、本発明の文脈においてオプトエレクトロニクス部品は一般的な種類の太陽電池である。このようなオプトエレクトロニクス部品は典型的に、それぞれの最下層および最上層が電気接点を形成するための電極および対電極として構成される、層構造を有する。様々な実施形態において、オプトエレクトロニクス部品は、基板、例えばガラス、プラスチック(PETなど)または金属リボン上に配置される。少なくとも1つの有機化合物を含む少なくとも1つの有機層は、近接基板電極と対電極との間に配置される。本明細書に使用される有機化合物は、有機低分子量化合物、オリゴマー、ポリマーまたは混合物であってもよい。様々な実施形態において、有機層は光活性層である。様々な実施形態において、光活性層は、例えば、電子ドナー材料および電子アクセプター材料から構成される混合層の形態で形成され得る。電荷担体輸送層は少なくとも1つの光活性層に隣接して配置され得る。構造に応じて、それらは好ましくはそれぞれの電極からまたはそれぞれの電極に電子(=負電荷)または正孔(=正電荷)を輸送できる。様々な実施形態において、オプトエレクトロニクス部品は直列または並列部品として構成される。この場合、少なくとも2つのオプトエレクトロニクス部品は層システムとして交互に堆積される。様々な実施形態において、接点として構成される基層および外層の上または下に部品またはさらなる部品のコーティングまたは封入のために追加の層を付加してもよい。
本発明の一実施形態において、有機層は真空処理された低分子量化合物または有機ポリマーの1つ以上の薄層の形態を取る。従来技術は、真空処理された低分子量化合物およびポリマーに基づいた複数のオプトエレクトロニクス部品を開示している(Walzerら、Chemical reviews 2007、107(4)、1233−1271;Peumansら、J.Appl.Phys.2003、93(7)、3693−3722)。
好ましくは、有機層は、本明細書に記載される本発明の化合物の真空処理可能な化合物を使用して基板上に堆積される。本発明の代替の好ましい実施形態において、有機層は溶液を使用して湿式化学手段によって基板上に堆積される。
上記の本発明の化合物を含むオプトエレクトロニクス部品の典型的な例が同様に提供される。この種の実施形態において、本発明の化合物は、種々の実施形態において、上記に定義される化合物1a〜1y、2a〜2t、3a〜3lf、4aaa〜4aaf、5a〜5l、6a〜6i、VIIa〜VIIzz、Xa〜Xj、4F1Cz、3F2Cz、2F3Czおよび1F4Czからなる群から選択される。
本発明の種々の他の実施形態において、本明細書に記載される式(I)の化合物の少なくとも1つを含むオプトエレクトロニクス部品は有機発光ダイオード(OLED)である。
本発明のOLEDは、原則として、いくつかの層、例えば以下から形成される:
1.陽極
2.正孔伝導体層
3.発光層
4.正孔/励起子のための遮断層
5.電子導体層
6.陰極。
上述の構造以外の層の順序も可能であり、それらは当業者に公知である。例えば、OLEDは述べられている層を全て有さず、例えば、OLEDは、層(1)陽極、(3)(発光層)および(6)(陰極)が同様に適切であり、層(2)(正孔伝導体層)および(4)(正孔/励起子のための遮断層)および(5)(電子導体層)は隣接層によって想定される。層(1)、(2)、(3)および(6)または層(1)、(3)、(4)、(5)および(6)を有するOLEDが同様に適している。さらに、OLEDは陽極(1)と正孔伝導体層(2)との間に電子/励起子のための遮断層を有してもよい。OLEDの構造は図1に概略形態で示される(BPhen Cs=Csでドープされたバソフェナントロリン、HBL=正孔遮断層、mCP=1,3−ビス(N−カルバゾリル)−ベンゼン、spiro−TTB=2,2’,7,7’−テトラ(N,N−ジトリル)アミノ−9,9−スピロビフルオレン、TCTA=トリス(4−カルバゾイル−9−イルフェニル)アミン、F6−TCNNQ=2,2−(ペルフルオロナフタレン−2,6−ジイリデン)ジマロノニトリル、ITO=インジウムスズ酸化物、Al=アルミニウム、1F4Cz=9,9’,9’’,9’’’−(2−フルオロ−6−(トリフルオロメチル)ベンゾ−1,3,4,5−テトライル)テトラキス(9H−カルバゾール))。
式(I)の化合物は、発光層における発光体またはマトリクス材料として使用してもよい。
式(I)の化合物は、発光層においてさらなる添加物を有さずに唯一の発光体および/またはマトリクス材料として存在してもよい。しかしながら、また、本発明によって使用される式(I)の化合物と同様に、さらなる化合物が発光層に存在することも可能である。例えば、1つ以上の蛍光染料が、存在する発光体分子の発光色を変化させるために存在してもよい。さらに、希釈材料を使用することも可能である。希釈材料は、ポリマー、例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)またはポリシランであってもよい。しかしながら、希釈材料はまた、小分子、例えば、4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CBP=CDP)または第三級芳香族アミンであってもよい。
次に、上述のものの中でOLEDの個々の層が2つ以上の層から形成されてもよい。例えば、正孔輸送層は、正孔が電極から注入される層、および正孔注入層から離れて発光層内に正孔を輸送する層から形成されてもよい。また、電子輸送層は、多層、例えば電子が電極によって注入される層、および電子注入層から電子を受け取り、それらを発光層内に輸送する層からなってもよい。これらの前記層は各々、エネルギー準位、耐熱性および電荷担体移動性、ならびに有機層または金属電極に関して述べられている層のエネルギー差などの要因に応じて選択される。当業者は、発光体物質として本発明によって使用される有機化合物について最適化されるようにOLEDの構造を選択することができる。
特に効率的なOLEDを得るために、正孔輸送層のHOMO(最高被占軌道)は陽極の仕事関数と一致するはずであり、電子輸送層のLUMO(最低空軌道)は陰極の仕事関数と一致するはずである。
陽極(1)は正電荷担体を提供する電極である。それは、例えば、金属、種々の金属の混合物、金属合金、金属酸化物または種々の金属酸化物の混合物を含む材料から形成され得る。あるいは、陽極は導電性ポリマーであってもよい。適切な金属としては、元素周期表の11、4および5族の金属ならびに9および10族の遷移金属が挙げられる。陽極が透明である場合、一般に、元素周期表の12、13および14族の混合金属酸化物、例えばインジウムスズ酸化物(ITO)が使用される。また、陽極(1)が、有機材料、例えば、Nature、Vol.357、477〜479頁(1992年6月11日)に記載されているようにポリアニリンを含むことも可能である。少なくとも陰極または陽極のいずれかは、形成された光を発することができるように少なくとも部分的に透明であるべきである。好ましくは、陽極(1)のために使用される材料はITOである。
本発明のOLEDの層(2)のための適切な正孔伝導体材料は、例えば、Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology、第4版、vol.18、837〜860頁、1996年に開示されている。正孔輸送分子およびポリマーの両方は正孔輸送材料として使用され得る。通常使用される正孔輸送分子は、トリス−[N−(1−ナフチル)−N−(フェニルアミノ)]トリフェニルアミン(1−NaphDATA)、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)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(TPD)、1,1−ビス[(ジ−4−トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(TAPC)、N,N’−ビス(4−メチルフェニル)−N,N’−ビス(4−エチルフェニル)−[1,1’−(3,3’−ジメチル)ビフェニル]−4,4’−ジアミン(ETPD)、テトラキス−(3−メチルフェニル)−N,N,N’,N’−2,5−フェニレンジアミン(PDA)、α−フェニル−4−N,N−ジフェニルアミノスチレン(TPS)、p−(ジエチルアミノ)−ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン(DEH)、トリフェニルアミン(TPA)、ビス[4−(N,N−ジエチルアミノ)−2−メチルフェニル)(4−メチル−フェニル)メタン(MPMP)、1−フェニル−3−[p−(ジエチルアミノ)スチリル]−5−[p−(ジエチルアミノ)フェニル]ピラゾリン(PPRまたはDEASP)、1,2−トランス−ビス(9H−カルバゾール−9−イル)シクロブタン(DCZB)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TTB)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(TDTA)、ポルフィリン化合物および銅フタロシアニンなどのフタロシアニンからなる群から選択される。通常使用される正孔輸送ポリマーは、ポリビニルカルバゾール、(フェニルメチル)ポリシランおよびポリアニリンからなる群から選択される。また、正孔輸送分子を、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマー内にドープすることによって正孔輸送ポリマーを得ることも可能である。適切な正孔輸送分子は既に上述した分子である。
さらに、様々な実施形態において、正孔伝導体材料としてカルベン複合体を使用することも可能であり、少なくとも1つの正孔伝導体材料のバンドギャップは、一般に、使用される発光体材料のバンドギャップよりも高い。本発明の文脈において、「バンドギャップ」は三重項エネルギーを意味すると理解される。適切なカルベン錯体は、例えば、国際公開第2005/019373 A2号、国際公開第2006/056418 A2号および国際公開第2005/113704号、ならびに本出願の優先日に既に公開されていた先行の欧州出願EP06112228.9およびEP06112198.4に記載されているカルベン錯体である。
発光層(3)は少なくとも1つの発光体材料を含む。発光体は、原則として、蛍光またはリン光発光体であってもよく、適切な発光体材料は当業者に公知である。好ましくは、少なくとも1つの発光体材料はリン光発光体である。ここで、発光層(3)に存在する発光体材料の少なくとも1つは本明細書に記載される式(I)の化合物である。さらに、追加的にマトリクス材料として式(I)の少なくとも1つの化合物を使用することも可能である。あるいは、従来技術において通常一般に使用されるマトリクス材料は当業者に公知である。例示的なマトリクス材料は、オリゴアリレン(例えば、2,2’,7,7’−テトラフェニルスピロビフルオレンまたはジナフチルアントラセン)、特に、縮合芳香族基を含有するオリゴアリレン、例えば、アントラセン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、フェナントレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレン、スピロフルオレン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、デカシクレン、ルブレン、オリゴアリレンビニレン(例えば、DPVBi=4,4’−ビス(2,2−ジフェニルエテニル)−1,r−ビフェニルまたはEP676461によるスピロ−DPVBi)、またはポリポダル(polypodal)金属錯体、特に、8−ヒドロキシキノリン、例えばAlQ(=アルミニウム(III)トリス(8−ヒドロキシキノリン))またはビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−(フェニルフェノリノラト)アルミニウムの金属錯体のクラスから選択される。一般に、適切なマトリクス材料は、例えば、Organic Light−Emitting Materials and Devices(Optical Science and Engineering Series;Ed.:Z.Li,H.Meng、CRC Press Inc.、2006年公開)から当業者に公知である。
正孔/励起子(4)の遮断層は、典型的にOLEDにおいて使用される正孔遮断材料、例えば、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(バトクプロイン、(BCP))、ビス−(2−メチル−8−キノリナト)−4−フェニルフェニラト)アルミニウム(III)(BAIq)、フェノチアジンS,S−ジオキシド誘導体および1,3,5−トリス(N−フェニル−2−ベンジルイミダゾール)ベンゼン)(TPBI)を含んでもよく、TPBIおよびBAIqはまた、電子伝導材料としても適している。さらなる実施形態において、正孔/励起子(4)のための遮断層として、または発光層(3)におけるマトリクス材料として、国際公開第2006/100298号に開示されているように、カルボニル基を含有する基を介して結合している芳香族またはヘテロ芳香族環を含有する化合物を使用することも可能である。
様々な実施形態において、本発明は以下の層を含む本発明のOLEDに関する:(1)陽極、(2)正孔伝導体層、(3)発光層、(4)正孔/励起子のための遮断層、(5)電子伝導体層および(6)陰極、ならびに任意にさらなる層、ここで発光層(3)は式(I)の少なくとも1つの化合物を含む。
本発明のOLEDの層(5)のための適切な電子伝導体材料は、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alqβ)、ビス−(2−メチル−8−キノリナト)−4−フェニルフェニラト)アルミニウム(III)(BAIq)などのオキシノイド化合物、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(DDPA=BCP)または4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(DPA)などのフェナントロリン系化合物、ならびに2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)および3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(TAZ)および2,2’,2’’−(1,3,5−フェニレン)トリス−[1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール](TPBI)などのアゾール化合物にキレートされた金属を含む。ここで、層(5)は、電子輸送を容易にし、OLEDの層の接触面における励起子のクエンチングを防ぐために緩衝層としてまたは障壁層としての両方で機能することが可能である。好ましくは、層(5)は電子の移動性を改良し、励起子のクエンチングを減少させる。優先的に適した電子伝導体材料はTPBIおよびBAIqである。
正孔伝導体材料および電子伝導体材料としての上述の材料のいくつかは複数の機能を果たし得る。例えば、電子伝導材料のいくつかは、それらが低い(low−lying)HOMOを有する場合、同時に正孔遮断材料でもある。これらは、例えば、正孔/励起子(4)のための遮断層において使用されてもよい。しかしながら、また、正孔/励起子遮断物としての機能は、層(4)がなくてもよいように層(5)によって想定されることが可能である。
電荷輸送層はまた、第1に層厚さをより厚くし(ピンホール/短絡の回避)、第2にデバイスの作動電圧を最小化するために、使用される材料の輸送特性を改良するために電子的にドープされてもよい。例えば、正孔伝導体材料は電子受容体でドープされてもよく、例えば、TPDまたはTDTAなどのフタロシアニンまたはアリールアミンは、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ)でドープされてもよい。電子伝導体材料は、例えば、アルカリ金属、例えば、リチウムと共にAlqでドープされてもよい。電子ドーピングは当業者に公知であり、例えば、W.Gao、A.Kahn、J.Appl.Phys.、vol.94、no.1、2003年7月1日(p−doped organic layers);A.G.Werner、F.Li、K.Harada、M.Pfeiffer、T.Fritz、K.Leo.Appl.Phys.Lett.、vol.82、no.25、2003年6月23日およびPfeifferら、Organic Electronics 2003年、4、89−103に開示されている。
陰極(6)は、電子または負電荷担体を導入するために役立つ電極である。陰極のための適切な材料は、Ia族のアルカリ金属、例えばLi、Cs、IIa族のアルカリ土類金属、例えばカルシウム、バリウムまたはマグネシウム、ランタニドおよびアクチニド、例えばサマリウムを含む元素の周期表(古いILJPACバージョン)のIIb族の金属からなる群から選択される。さらに、アルミニウムまたはインジウムなどの金属、および述べられた全ての金属の組み合わせを使用することも可能である。さらに、リチウム含有有機金属化合物またはLiFが、作動電圧を低減させるために有機層と陰極との間に適用されてもよい。
本発明によるOLEDは、追加的に当業者に公知のさらなる層を含んでもよい。例えば、正電荷の輸送を容易にするおよび/または互いに対する層のバンドギャップを調節する層が層(2)と発光層(3)との間に適用されてもよい。あるいは、このさらなる層は保護層として役立ち得る。類似した方法で、さらなる層が、負電荷の輸送を容易にし、および/または互いに対する層の間のバンドギャップを調節するために、発光層(3)と層(4)との間に存在することも可能である。あるいは、この層は保護層として役立ち得る。
様々な実施形態において、層(1)〜(6)に加えて、本発明のOLEDは以下のさらなる層の少なくとも1つを含む:
陽極(1)と正孔輸送層(2)との間の正孔注入層;正孔輸送層(2)と発光層(3)との間の電子のための遮断層;電子輸送層(5)と陰極(6)との間の電子注入層。
当業者は、適切な材料がどのように選択されるべきであるかを知っている(例えば電気化学研究に基づく)。個々の層のための適切な材料は当業者に公知であり、例えば、国際公開第00/70655号に開示されている。
さらに、本発明のOLEDに使用される層の一部または全ては、電荷担体輸送の効率を増加させるために表面処理されることが可能である。述べられた層の各々についての材料の選択は、好ましくは、高い効率および寿命を有するOLEDを得るように決定される。
本発明のOLEDは当業者に公知の方法によって生成され得る。一般に、本発明のOLEDは適切な基材上への個々の層の連続蒸着によって生成される。適切な基材は、例えば、ガラス、無機半導体またはポリマー膜である。蒸着は、熱蒸発、化学蒸着(CVD)、物理蒸着(PVD)およびその他などの慣用の技術を使用して達成され得る。代替のプロセスにおいて、OLEDの有機層は、当業者に公知のコーティング技術を利用して、溶液または適切な溶媒中の分散液から適用されてもよい。
一般に、種々の層は以下の厚さを有する:陽極(1)50〜500nm、好ましくは100〜200nm、正孔伝導層(2)5〜100nm、好ましくは20〜80nm、発光層(3)1〜100nm、好ましくは10〜80nm、正孔/励起子のための遮断層(4)2〜100nm、好ましくは5〜50nm、電子伝導層(5)5から100nm、好ましくは20〜80nm、陰極(6)20〜1000nm、好ましくは30〜500nm。陰極に関連する本発明のOLEDにおける正孔および電子の再結合領域の相対位置、ならびにそれ故、OLEDの発光スペクトルは、各層の相対厚さを含む要因による影響を受け得る。このことは、電子輸送層の厚さが好ましくは、再結合領域の位置が、ダイオードの光共振器特性と一致し、それ故、発光体の発光波長と一致するように選択されるべきであることを意味する。OLEDにおける個々の層の層厚さの比は、使用される材料に依存する。使用される任意のさらなる層の層厚さは当業者に公知である。電子伝導層および/または正孔導電層は、それらが電気的にドープされたときに指定される層厚さより大きな厚さを有することが可能である。
本発明によれば、発光層および/または任意に本発明のOLEDに存在するさらなる層の少なくとも1つは、一般式(I)の少なくとも1つの化合物を含む。一般式(I)の少なくとも1つの化合物は発光層における発光体材料および/またはマトリクス材料として存在するが、一般式(I)の少なくとも1つの化合物は、各場合、単独で、または対応する層に適した上述のさらなる材料の少なくとも1つと一緒に本発明のOLEDの少なくとも1つのさらなる層において使用されてもよい。同様に、発光層は1つ以上のさらなる発光体および/またはマトリクス材料ならびに式(I)の化合物を含むことが可能である。
本発明のOLEDの効率は、例えば、個々の層を最適化することによって改良され得る。例えば、任意にLiFの中間層と組み合わせてCaまたはBaなどの高効率の陰極を使用することが可能である。成形された基板および作動電圧の低下または量子効率の増加をもたらす新規正孔輸送材料が同様に本発明のOLEDにおいて使用可能である。さらに、追加の層が、種々の層のエネルギー準位を調整するために、およびエレクトロルミネセンスを促進するためにOLEDに存在してもよい。
本発明のOLEDは、エレクトロルミネセンスが有用である全てのデバイスにおいて使用され得る。適切なデバイスは、好ましくは、固定およびモバイルディスプレイスクリーンならびに照明ユニットから選択される。固定ディスプレイスクリーンは、例えば、コンピュータ、テレビのスクリーン、プリンタ、台所用器具および広告パネルにおけるスクリーン、照明ユニットおよび情報パネルである。モバイルディスプレイスクリーンは、例えば、携帯電話、ラップトップ、デジタルカメラ、自動車、ならびにバスおよび電車での目的地ディスプレイにおけるスクリーンである。
さらに、逆構造を有するOLEDの種々の実施形態において式(I)の化合物を使用することが可能である。逆OLEDの構造および典型的にそれに使用される材料は当業者に公知である。
引用される全ての文書はそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらなる実施形態が以下の実施例に見出され得るが、本発明はそれらに限定されない。
記載される化合物と併せて本明細書に開示される全ての実施形態は、記載される使用および方法に同等に適用可能であり、その逆も同様に適用可能であることは理解されるであろう。したがってこの種の実施形態は同様に本発明の範囲に含まれる。
9−(2,3,5,6−テトラフルオロ−4−(トリフルオロメチル)フェニル)−9H−カルバゾール(4F1Cz)
10mlの乾燥DMF(ジメチルホルムアミド)中の炭酸カリウム(0.99g;7.2mmol)の存在下でオクタフルオロトルエン(1.41g;5.98mmol)とカルバゾール(1g;7.2mmol)との反応によって生成物を得た。反応混合物を室温にて26時間にわたって撹拌した。標的物質をカラムクロマトグラフィーによって精製し、86%の収率(1.46g)で得た。トルエン中のフォトルミネセンスを決定し、それを図2に示す。
9−(2,4,6−トリクロロ−3,5−ジフルオロフェニル)−9H−カルバゾール
10mlの乾燥DMSO(ジメチルスルホキシド)中の炭酸カリウム(3.3g;23.9mmol)の存在下で1,3,5−トリクロロ−2,4,6−トリフルオロベンゾール(1.98g;14.4mmol)とカルバゾール(2g;11.98mmol)との反応によって生成物を得た。反応混合物を7時間にわたって撹拌し、50℃で加熱した。標的物質をカラムクロマトグラフィーによって精製し、13%の収率(0.56g)で得た。
4−(9H−カルバゾール−9−イル)−3−(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル
10mlの乾燥DMF(ジメチルホルムアミド)中の炭酸カリウム(1.44g;10.4mmol)の存在下で4−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)ベンゾニトリル(1g;5.2mmol)とカルバゾール(0.88g;5.2mmol)との反応によって生成物を得た。反応混合物を20時間にわたって撹拌し、80℃で加熱した。標的物質をエーテル/ヘキサン混合物から再結晶によって精製し、47%の収率(0.8g)で得た。
9−(3−カルバゾール−9−イル−2,4,6−トリクロロ−5−フルオロフェニル)カルバゾール
10mlの乾燥DMSO(ジメチルスルホキシド)中の炭酸カリウム(3.3g;23.9mmol)の存在下で1,3,5−トリクロロ−2,4,6−トリフルオロベンゼン(1.98g;14.4mmol)とカルバゾール(2g;11.98mmol)との反応によって生成物を得た。反応混合物を7時間にわたって撹拌し、50℃で加熱した。標的物質をカラムクロマトグラフィーによって精製し、52%の収率(1.63g)で得た。
9,9’−(2,4,5−トリフルオロ−6−(トリフルオロメチル)−1,3−フェニレン)ビス(9H−カルバゾール)(3F2Cz)
10mlの乾燥DMF(ジメチルホルムアミド)中の炭酸カリウム(1.93g;13.9mmol)の存在下でオクタフルオロトルエン(1.5g;6.3mmol)とカルバゾール(2.12g;12.7mmol)との反応によって生成物を得た。反応混合物を室温にて24時間にわたって撹拌した。標的物質をカラムクロマトグラフィーによって精製し、53%の収率(1.76g)で得た。トルエン中のフォトルミネセンスを決定し、図2に示す。
9,9’,9’’−(2,4−ジフルオロ−6−(トリフルオロメチル)ベンゾ−1,3,5−トリル)トリス(9H−カルバゾール)(2F3Cz)
35mlの乾燥アセトン中の水酸化カリウム(1.93g;33.9mmol)の存在下でオクタフルオロトルエン(1.5g;6.3mmol)とカルバゾール(2.83g;16.9mmol)との反応によって生成物を得た。反応混合物を1時間にわたって加熱還流した。標的物質をカラムクロマトグラフィーによって精製し、53%の収率(2.42g)で得た。トルエン中のフォトルミネセンスを決定し、図2に示す。図2における1F4Czは、9,9’,9’’,9’’’−(2−フルオロ−6−(トリフルオロメチル)ベンゾ−1,3,4,5−テトライル)テトラキス(9H−カルバゾール)(1F4Cz)を示す。化合物1F4Czに関して、図3はまた、種々のホスト材料におけるEQE(%)を示す:B3PYMPM=ビス−4,6−(3,5−ジ−3−ピリジルフェニル)−2−メチルピリミジン、mCP=1,3−ビス−(N−カルバゾイル)ベンゼン、TCTA=トリス(4−カルバゾイル−9−イルフェニル)アミン)。

Claims (9)

  1. 一般式(I)の化合物
    (式中、
    Cは、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジンおよびピラジンからなる群から選択される、芳香族または複素環式芳香族、窒素含有6員炭素環を示し、
    置換基Dは、各場合において独立して、窒素原子を介して芳香族系Cに結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)を示し、
    置換基Aは、各場合において独立して、C1−C12ペルフルオロアルキル、特にCF、Cl、F、Br、SCNまたはCNからなる群から選択される電子受容体を示し、
    mは、1、2、3、4および5から選択される整数を示し、
    nは、1、2、3、4および5から選択される整数を示し、
    ここで、3≦m+n≦6、特に4≦m+n≦6であり、
    置換基DおよびAは各々、芳香族系Cに結合し、
    但し、多くて1個の置換基AがCNを示す)。
  2. 前記化合物が、式(Ia)の化合物
    (式中、
    Xは、C−CF、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
    は、F、Cl、Br、C1−C12ペルフルオロアルキル、特にCF、CCl、SCN、CNまたはHであり、
    は、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    、YおよびYは各々独立して、F、Cl、Br、C1−C12ペルフルオロアルキル、CF、CCl、SCN、CN、H、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    但し、
    i.置換基Y1〜3およびRの1つのみがCNであり、
    ii.XがC−CNである場合、置換基Y1〜3およびRのいずれもCNではなく、
    iii.XがC−F、C−ClまたはC−CNである場合、YおよびYは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、YはF、Cl、BrまたはCNではない)
    である、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記化合物が、式(II)の化合物
    (式中、
    Xは、C−CF、C−CCl、C−Cl、C−F、C−SCN、C−CNまたはNであり、
    は、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    、R、RおよびRは各々独立して、F、Cl、Br、CF、SCN、CNまたはHであり、
    但し、
    i.置換基R1〜4の1つのみがCNであり、
    ii.XがC−CNである場合、置換基R1〜4のいずれもCNではない)
    である、請求項1または2に記載の化合物。
  4. 前記化合物が、式(III)の化合物
    (式中、
    Xは、C−CF、C−SCN、C−CCl、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
    およびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    、RおよびRは各々独立して、F、Cl、Br、CCl、C1−C12ペルフルオロアルキル、特にCF、CNまたはHであり、
    但し、
    i.置換基R2、3、4の1つのみがCNであり、
    ii.XがC−CNである場合、置換基R2、3、4のいずれもCNではない)
    である、請求項1または2に記載の化合物。
  5. 前記化合物が、式(IV)の化合物
    (式中、
    Xは、C−CF、C−Cl、C−F、C−SCN、C−CCl、C−CNまたはNであり、
    は、F、Cl、Br、SCN、CF、CNまたはHであり、
    、N、NおよびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    但し、XがC−CNである場合、RはCNではない)
    である、請求項1または2に記載の化合物。
  6. 前記化合物が、式(Va)〜(Vd)の化合物であり、
    (a)式(Va)の化合物において、
    およびXは各々独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
    、N、NおよびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    但し、XがC−CN、C−FまたはC−Clである場合、XはC−CNではなく、
    (b)式(Vb)の化合物において、
    およびXは各々独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
    およびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    およびRは各々独立してHまたはFであり、
    (c)式(Vc)の化合物において、
    およびXは各々独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
    およびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    およびRは各々独立してHまたはFであり、
    (d)式(Vd)の化合物において、
    およびXは各々独立して、C−CF、C−SCN、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
    は、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    、RおよびRは各々独立してHまたはFである、
    請求項1に記載の化合物。
  7. 前記化合物が、式(VIa)〜(VIc)
    の化合物であり、
    (a)式(VIa)の化合物において、
    、XおよびXは各々独立して、C−CF、C−CCl、C−Cl、C−F、C−CNまたはNであり、
    、NおよびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    但し、
    i.X、XおよびXは、全て同時にC−CN、C−Cl、C−FまたはNではなく、
    ii.XおよびXが各々C−CNである場合、XはC−CFまたはNであり、
    (b)式(VIb)の化合物において、
    およびXは各々Nであり、
    、N、NおよびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    (c)式(VIc)の化合物において、
    はC−CNまたはNであり、
    はNであり、
    およびNは各々独立して、窒素原子を介して結合している窒素含有ヘテロアリール基、または式−N(Ar)、−N(HetAr)(Ar)、−N(HetAr)の基(式中、各Arは独立してアリール基であり、各HetArは独立してヘテロアリール基である)であり、
    およびRは各々独立してHまたはFである、
    請求項1に記載の化合物。
  8. オプトエレクトロニクス部品、例えば、有機エレクトロルミネセンスデバイス(OLED)、有機集積回路(O−IC)、有機電界効果トランジスタ(O−FET)、有機薄膜トランジスタ(O−TFT)、有機発光トランジスタ(O−LET)、有機太陽電池(O−SC)、有機光検出器、有機感光体、有機電場消光デバイス(O−FQD)、発光電気化学セル(LEC)または有機レーザーダイオード(O−レーザー)における、請求項1〜7のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物の使用。
  9. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物を含むオプトエレクトロニクス部品。
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