JP6867433B2 - 方法および化合物 - Google Patents
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Description
機光応答性デバイス(特に有機光起電デバイスおよび有機光検出器)、有機トランジスタ
およびメモリ・アレイ・デバイス等のデバイスにおいて使用するために、ますます注目を
集めている。アクティブ有機材料を含有するデバイスは、低重量、低消費電力および柔軟
性等の利益を提供する。その上、可溶性有機材料の使用は、デバイス製造、例えばインク
ジェット印刷またはスピンコーティングにおける溶液処理の使用を可能にする。
たは複数の有機発光層を担持する基板を備えていてよい。
ソードを通して注入される。OLEDデバイス内に存在する発光材料の最高被占分子軌道
(HOMO)における正孔および最低空分子軌道(LUMO)における電子は、組み合わ
さって、そのエネルギーを光として放出する励起子を形成する。
。発光層は、半導体ホスト材料および発光ドーパントを含んでよく、エネルギーはホスト
材料から発光ドーパントへ移動することになる。例えば、J.Appl.Phys.65
,3610,1989は、蛍光発光ドーパント(すなわち、光が一重項励起子の減衰を介
して放射される発光材料)をドープしたホスト材料を開示している。
ために使用される材料の堆積、続いて溶媒の蒸発によるものであってよい。好適な溶液処
理方法の例は、スピンコーティングまたは浸漬コーティング等のコーティング方法および
インクジェット印刷またはロール・ツー・ロール印刷等の印刷方法を包含する。
の溶液処理による形成において使用された溶媒により最初に堆積された層の溶解を防止す
るために、溶液処理方法によるさらなる有機層の堆積前に架橋することによって、不溶性
にさせてよい。
のインサイチュ形成ができる前駆体、または複素環式の付加重合性基を包含する架橋性基
で置換されているフルオレン繰り返し単位を含むポリマーを開示している。ベンゾシクロ
ブタン(BCB)は、例示的な架橋性基として開示されている。
むポリマーを開示している。
対応するベンゾシクロブタンからのキシリレンの形成のための算出された形成エネルギー
を開示している。
2号パンフレットは、ベンゾシクロブタンで置換されている正孔輸送化合物の反応によっ
て形成された正孔輸送層を開示している。
の化合物
Sp1は、独立に各出現時において、スペーサ基を表し、
wは、独立に各出現時において、0または1であり、
Arは、各出現時において独立に、無置換のまたは1つもしくは複数の置換基で置換され
ているアリールまたはヘテロアリール基を表し、
R1は、各出現時において独立に、Hまたは置換基を表し、但し、少なくとも1つのR1
は置換基であり、
nは少なくとも1であり、かつ
*は、式(II)の基とコアとの結合点である]
を含む前駆体層を堆積させるステップと、式(I)の化合物を開環付加反応において反応
させるステップとを含み、ここで、式(I)の化合物は、それ自体と、または非ポリマー
性共反応物質と反応する、方法を提供する。
証するものである。OLED100は、基板107上に担持され、アノード101、カソ
ード105、および該アノードと該カソードとの間に発光層103を備える。アノードと
カソードとの間に、電荷輸送層、電荷ブロッキング層、電荷注入層および励起子ブロッキ
ング層を包含するがこれらに限定されないさらなる層(図示せず)が設けられていてよい
。発光層は、1つまたは複数の発光材料を含有し得る。発光層は、蛍光および/またはリ
ン光発光材料を含有し得る。発光材料または発光層の材料は、小分子、ポリマー性または
デンドリマー性発光材料であってよい。デバイスは、1つを超える発光層を含有し得る。
アノード/正孔注入層/発光層/カソード
アノード/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/カソード。
ロッキング層または励起子ブロッキング層の1つまたは複数の形成において使用され得る
。式(I)の化合物のコアは、形成するために式(I)の化合物が使用される層の必要と
される機能性に従って選択され得る。
ポリマー性共反応物質と反応させたかいずれかの式(I)の化合物の反応生成物から本質
的になっていてもよいし、1つまたは複数のさらなる材料を含有していてもよい。好まし
くは、式(I)の化合物を含有する層を形成するために使用される組成物は、開環反応に
おいて式(I)の化合物と反応することができるポリマー性材料が実質的にない。式(I
)の化合物を含有する層は、いかなるポリマーも実質的になくてよい。
の間に設けられる正孔輸送層を形成するのに使用される。この場合の発光層(1つまたは
複数)において使用するための発光材料は、小分子、ポリマー性およびデンドリマー性発
光材料、ならびにそれらの混合物を包含する。発光層において使用するためのポリマーは
、共役および非共役ポリマーを包含する。発光層のポリマーは、アリーレン繰り返し単位
、例えばフルオレン繰り返し単位またはフェニレン繰り返し単位;およびアリールアミン
繰り返し単位から選択される1つまたは複数の繰り返し単位を含み得る。発光層は、単一
の材料、例えば発光ポリマーを含有していてもよいし、2つ以上の材料、例えばホスト材
料および発光ドーパントを含有していてもよい。例示的なリン光発光材料は、イリジウム
、白金、パラジウム、ルテニウムおよびロジウムの遷移金属錯体を包含する。
この配置において、発光層は、発光ドーパント(リン光遷移金属錯体であってもよい)を
さらに含んでよく、式(I)の化合物の反応によって生成された材料は、ホスト材料とし
て機能し得る。
おいて式(I)の化合物を反応させることによって形成され得る。式(I)の化合物は、
少なくとも1つの溶媒に溶解された化合物を含む配合物から堆積されてよく、続いて少な
くとも1つの溶媒の蒸発により、式(I)の化合物を含む層を残すことができる。コーテ
ィングおよび印刷方法を包含する任意の溶液処理方法を使用して、式(I)の化合物を含
む層を堆積させることができる。
ーを生成する場合、層の溶解性の低下をもたらし得る。次いで、溶液処理方法を使用して
、さらなる層を反応層の頂面に堆積させてよい。溶解性の低減は、式(I)の化合物の反
応後の層の溶解性と比較して、溶媒または溶媒混合物中における式(I)の化合物の層の
溶解性を決定することによって測定することができる。溶解性は、溶媒または溶媒混合物
で洗浄する前後に層の厚さを測定することによって測定することができる。
式(I)の化合物は非ポリマー性である。「非ポリマー性」化合物は、本明細書のどこ
かに記述されている通り、多分散性を有さない化合物および/または5,000ダルトン
未満もしくは3,000ダルトン未満の分子量を持つ化合物を包含し得る。
アを含有する。式(I)のnは、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10であっ
てもよい。
環を含有する。
キシ;無置換の、または1つもしくは複数の置換基、例えばC1〜10アルキル基、C1
〜10フルオロアルキル基およびフッ素から選択される1つもしくは複数の置換基で置換
されている、アリールまたはヘテロアリール、例えばフェニル;ならびに置換されている
ケイ素、例えばトリ(ヒドロカルビル)シリル[ここで、ヒドロカルビルは、各出現時に
おいて、C1〜10アルキル、無置換のフェニルおよび1つまたは複数のC1〜10アル
キル基で置換されているフェニルから選択されていてもよい]からなる群から選択されて
いてもよい。好ましくは、少なくとも1つのR1は、直鎖状または分枝状C1〜20アル
キルまたはC1〜20アルコキシからなる群から選択される。
あってもよい。置換基は、C1〜20アルキルから選択されていてもよく、ここで、1つ
または複数の隣接しないC原子は、O、S、COまたはCOOで置きかえられていてよく
、1つまたは複数のH原子は、Fで置きかえられていてよい。
−置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール基、例えば1つまたは複数のC1
〜10アルキル基で置換されていてもよいフェニル基;ならびに
−C1〜20n−アルキル鎖[ここで、該n−アルキル鎖の1つまたは複数の隣接しない
C原子は、置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、O、S、置換されてい
るN、置換されているSi−C=Oおよび−COO−で置きかえられていてよく、該n−
アルキル鎖の1つまたは複数のH原子は、C1〜5アルキル、Fまたはアリールもしくは
ヘテロアリール基で置きかえられていてよい]
を包含する。
ルキルを包含する。C原子がアリールまたはヘテロアリール基で置きかえられている場合
、該アリールまたはヘテロアリール基は、好ましくは、1つまたは複数のC1〜10アル
キル基で置換されていてもよいフェニルである。
〜20アルキルおよびフェニル−C1〜20アルキルから選択される。スペーサ基は、少
なくとも2つまたは少なくとも3つの脂肪族炭素原子を含んでいてもよい。
基で置換されていてもよい芳香族またはヘテロ芳香族基;炭素原子であってもよいC1〜
10アルカン;およびカチオン性またはアニオン性基を包含する。
基、電子輸送基、励起子ブロッキング基またはドーパント基等の官能基であってよい。
結させるC1〜40ヒドロカルビル基、例えば、炭素原子、フェニル基またはテトラフェ
ニルメタン基等の連結基であってよい。この場合、官能基は、以下でさらに詳細に記述す
る通り、共反応物質のコアとして提供されていてよい。
使用されてよく、コアがともに使用される発光層の発光材料のものよりも高い最低励起一
重項状態S1または最低励起三重項状態T1を有し得る。
それよりも負である、最高被占分子軌道(HOMO)準位を有し得る。正孔輸送化合物は
、5.0eVより大きい(すなわち、それよりも真空準位から離れた)、5.1eVより
大きい、または5.3eVより大きい、HOMO準位を有し得る。
それに比べると負でない、最低空分子軌道(LUMO)準位を有し得る。電子輸送化合物
は、最大3eVの(すなわち、それよりも真空準位から離れた)LUMO準位を有し得る
。
ることができる。芳香族またはヘテロ芳香族コア基は、フェニルおよび縮合アリール基を
包含し、これらのそれぞれは、無置換であっても1つまたは複数の置換基で置換されてい
てもよい(式IIの基以外)。アリールまたはヘテロアリールコアのための例示的な置換
基は、C1〜60ヒドロカルビル基、例えばC1〜20アルキル;無置換のフェニル;お
よび1つまたは複数のC1〜20アルキル基で置換されているフェニルを包含する。
アを含有する化合物は、OLEDの正孔輸送または発光層において使用され得る。
Ar1は、各出現時において独立に、無置換のまたは1つもしくは複数の置換基で置換さ
れているアリールまたはヘテロアリール基を表し、
Ar3は、各出現時において独立に、無置換のまたは1つもしくは複数の置換基で置換さ
れているアリールまたはヘテロアリール基を表し、
R8は、各出現時において独立に、置換基を表し、かつ、同じN原子に直接結合している
R8およびAr3は、連結して環を形成していてよく、
xは、正の整数であり、1、2または3であってもよく、
yは、各出現時において、独立に、0または正の整数であり、1または2であってもよく
、
mは、各出現時において、正の整数であり、1または2であってもよく、
式(II)の前記または各基は、独立に各出現時において、Ar1;yが正の整数である
場合はAr3;およびyが0である場合はNの1つと結合している]
であってよい。
って分離される。
いてもよいフェニルまたは縮合アリールであってもよい。
−C1〜20アルキル[ここで、該アルキル基の1つまたは複数の隣接しないC原子は、
O、S、COOまたはCOで置きかえられていてよく、1つまたは複数のH原子は、Fで
置きかえられていてよい];および
−式(II)の基
を包含する。
てもよいアリールまたはヘテロアリール基Ar2(フェニルであってもよい)から独立に
選択されてもよい。Ar2の置換基は、C1〜40ヒドロカルビル(C1〜20アルキル
であってもよい)から選択されてもよい。
で置換されていてもよいフェニルである。
置換されていてもよい縮合アリールまたはヘテロアリール基である。
ぞれは、無置換であっても1つまたは複数の置換基で置換されていてもよい:
−C1〜60ヒドロカルビル
−C1〜20アルキル[ここで、該アルキル基の1つまたは複数の隣接しないC原子は、
O、S、COOまたはCOで置きかえられていてよく、1つまたは複数のH原子は、Fで
置きかえられていてよい];および
−式(II)の基
から選択される置換基R9から選択され得る。
溶解性を強化し得る。
成)環炭素原子上に提供されてよい。単位(IV)〜(IX)の非芳香族環炭素原子は、
1または2つの置換基R9で置換されていてもよい。
てよい。この場合、式(I)の化合物は、式(Ia):
において、式(I)の化合物は、式(Ic)[式中、nは1より大きくてよい]:
、式(II)の基で置換されている。
カチオンまたはアニオンであってよい。コアは、カルボカチオンを含んでいてもよい。式
(I)の化合物は、式(Id)の置換されていてもよい化合物:
ば式B(Ar7)4−のホウ酸塩[式中、Ar7は、各出現時において、アリールおよび
ヘテロアリールから独立に選択され、各Ar7は、独立に、無置換であるかまたは1つも
しくは複数の置換基で置換されている]である。例示的な基Ar7は、無置換のフェニル
、および1つまたは複数のアルキル、フッ素またはフルオロアルキル基で置換されている
フェニルを包含する。ホウ酸塩の具体例は、B(C6F5)4およびB(3,5−(CF
3)2C6H3)4である。
または複数の隣接しないC原子は、O、S、COまたはCOOによって置きかえられてい
てよく、1つまたは複数のH原子は、Fで置きかえられていてよい]から選択され得る。
ドーパントとして使用され得る。
る。
以下の化合物は、式(II)の基のシクロブタン環上のR1の特定の置換位置を例証する
ものであるが、置換基R1は、シクロブタン環上のいずれかの位置に提供され得ることが
分かるであろう。式(I)の化合物の合成および使用は、R1がシクロブタン環上の単一
位置にある単一異性体、または異性体混合物の合成および使用を包含し得る。
式(I)の化合物の反応
式(I)の化合物は、式(I)の化合物のシクロブタン環(複数可)が互いにおよび/
または共反応物質と反応する開環反応によって反応する。
証される通り、それ自体と反応することができる(平易にするために、1つのみの可能な
異性体が示されている):
エノフィルであってよい。共反応物質は、式(X)の化合物:
であってもよい)からそれぞれ独立に選択されてもよい。少なくとも1つのR6は、Hで
あってもよい。
応することができる(平易にするために、1つのみの可能な異性体が示されている):
成物の構造に影響を及ぼすことになる。
すことになる。
ーは、式(II)の2つの反応性基を含有する式(I)の化合物間の、2つの反応性基を
含有する共反応物質の存在下であってもよい反応によって生成され得る。
物質が2つを超える反応性基を含有する場合、反応は、分枝状ポリマーの形成をもたらし
得る。
、少なくとも3つの反応性基(例えば、3または4つの反応性基)を有する反応物質の割
合によって決まることが分かるであろう。反応性化合物(式(I)の化合物および、存在
する場合、共反応物質を包含する)の少なくとも2mol%または少なくとも5mol%
は、少なくとも3つの反応性基を含有していてもよい。反応層を形成するために使用され
る反応性化合物の最大100%は、少なくとも3つの反応性基を含有していてもよい。
、nは少なくとも3である];および式(I)の化合物[式中、nは少なくとも2であっ
てよい]と組み合わせて使用される少なくとも3つの反応性基を持つ共反応物質を包含す
る。
響を及ぼし得、少なくとも3つの反応性基を含有する反応性化合物の割合は、反応前の反
応性化合物を含有する層の溶解性と比較して溶解性が低く、完全に不溶性であってよい反
応層を取得するために選択されてよい。
てのR1基がHである場合と比較して、式(I)の化合物の層を硬化させるのに必要とさ
れる反応温度を低減させ得ることを見出した。
(例えばUV光)への曝露によって反応し得る。熱処理は、最大約180℃(最大約16
0℃であってもよく、最大約140℃または120℃であってもよく、最大100℃であ
ってもよい)の温度におけるものであってよい。処理時間は、最大約60分間であってよ
い。処理時間は、処理温度によって決まり得る。例えば、180℃を上回る温度での処理
は、約10分間未満行われる場合に好適となり得る。
II)の基の反応性に対して有する影響に従って選択され得る。例えば、アルコキシ等の
置換基R1は、極低温反応(例えば100℃未満)を可能にする反応性の大幅な増大を引
き起こし得る。
るプラスチック基板を使用して、式(I)の化合物からの層の形成を可能にし得る。式(
I)の化合物の高い反応性は、より高速な反応も可能にし、デバイスの製造時間を低減さ
せることができる。
式(I)の化合物を使用して、表面上に反応層を形成することができる。式(I)の化
合物を含む層を表面上に堆積させ、反応させて、反応層を形成することができる。
む溶液を表面上に堆積させ、該少なくとも1つの溶媒を蒸発させることによって形成され
得る。
化合物が堆積される表面は、反応層の機能および最終デバイスの構造によって決まる。例
えば、式(I)の化合物は、正孔輸送層を形成するために使用される場合には、アノード
層または正孔注入層上に堆積されてよく、発光層を形成するために使用される場合には、
正孔輸送層、アノード層または正孔注入層上に堆積されてよい。
ことができる。
子デバイスの層を形成することができる。
応しない1つまたは複数のさらなる化合物も含有し得る。例えば、発光層は、1つまたは
複数の共反応物質を伴うまたは伴わない式(I)の化合物を含有する層、および1つまた
は複数の蛍光またはリン光発光ドーパントを堆積させることによって形成され得る。
伝導性有機または無機材料から形成され得る伝導性正孔注入層は、アノードから半導体
ポリマーの層(1つまたは複数)への正孔注入を改善するために、アノードとOLEDの
発光層(1つまたは複数)との間に設けられていてよい。正孔輸送層がアノードと発光層
との間に存在する場合、正孔注入層は、アノードと正孔輸送層との間に設けられていてよ
い。ドープされた有機正孔注入材料の例は、置換されていてもよい、ドープされたポリ(
エチレンジオキシチオフェン)(PEDT)、特に、欧州特許第0901176号明細書
および欧州特許第0947123号明細書において開示されている通りのポリスチレンス
ルホン酸(PSS)、ポリアクリル酸またはフッ素化スルホン酸、例えばナフィオン(N
afion)(登録商標)等の電荷平衡ポリ酸(charge−balancing p
olyacid)をドープしたPEDT;米国特許第5723873号明細書および米国
特許第5798170号明細書において開示されている通りのポリアニリン;ならびに置
換されていてもよいポリチオフェンまたはポリ(チエノチオフェン)を包含する。伝導性
無機材料の例は、Journal of Physics D:Applied Phy
sics(1996),29(11),2750〜2753において開示されている通り
、VOx、MoOxおよびRuOx等の遷移金属酸化物を包含する。
OLEDのカソードは、発光層への電子の注入を可能にする仕事関数を有する材料から
選択される。カソードと発光材料との間の有害な相互作用の可能性等の他の要因は、カソ
ードの選択に影響を与える。カソードは、アルミニウムの層等の単一の材料からなってよ
い。代替として、カソードは、複数の金属、例えば、国際公開第98/10621号パン
フレットにおいて開示されている通りのカルシウムおよびアルミニウム等、低仕事関数材
料および高仕事関数材料の二重層を含み得る。カソードは、国際公開第98/57381
号パンフレット、Appl.Phys.Lett.2002,81(4),634および
国際公開第02/84759号パンフレットにおいて開示されている通りの元素バリウム
の層を含有し得る。カソードは、電子注入を補助するために、OLEDの発光層(複数可
)と1つまたは複数の伝導性カソード層、例えば1つまたは複数の金属層との間に金属化
合物の薄層(例えば、約1〜5nm)を含有し得る。金属化合物は、特に、アルカリまた
はアルカリ土類金属の酸化物またはフッ化物、例えば国際公開第00/48258号パン
フレットにおいて開示されている通りのフッ化リチウム;Appl.Phys.Lett
.2001,79(5),2001において開示されている通りのフッ化バリウム;およ
び酸化バリウムを包含する。デバイスへの効率的な電子の注入を提供するために、カソー
ドは、好ましくは3.5eV未満、より好ましくは3.2eV未満、最も好ましくは3e
V未満の仕事関数を有する。金属の仕事関数は、例えば、Michaelson,J.A
ppl.Phys.48(11),4729,1977において見ることができる。
バイス中の透明なアノードを経由する放出が、放出性ピクセルの下に設置されている駆動
回路によって少なくとも部分的にブロックされるため、アクティブ・マトリクス・デバイ
スに特に有利である。透明なカソードは、透明であるために十分に薄い電子注入材料の層
を含む。典型的には、その薄さの結果として、この層の側方導電率は低くなる。この場合
、電子注入材料の層は、酸化インジウムスズ等の透明な伝導性材料のより厚い層と組み合
わせて使用される。
透明なデバイスが望まれる場合は除く)、そのため、底部放出デバイスに使用される透明
なアノードは、アルミニウムの層等の反射性材料の層で置きかえられ、または補われてい
てよいことが分かるであろう。透明なカソードデバイスの例は、例えば英国特許第234
8316号明細書において開示されている。
有機光電子デバイスは、水分および酸素に対して感受性の高い傾向がある。したがって
、基板は、好ましくは、デバイスへの水分および酸素の侵入を防止するために良好な障壁
特性を有する。基板は一般にガラスであるが、特にデバイスの柔軟性が望ましい場合、代
替的な基板を使用してよい。例えば、基板は、1つまたは複数のプラスチック層、例えば
、代替のプラスチックおよび誘電体障壁層の基板または薄ガラスおよびプラスチックのラ
ミネートを含み得る。
ていてよい。好適な封止材は、ガラスシート、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素
もしくはポリマーおよび誘電体の代替スタック等の好適な障壁特性を有する膜、または気
密容器を包含する。透明なカソードデバイスの場合、一酸化ケイ素または二酸化ケイ素等
の透明な封止層は、ミクロンレベルの厚さまで堆積させてよいが、1つの好ましい実施形
態において、そのような層の厚さは20〜300nmの範囲内である。あらゆる大気中の
水分および/または酸素の吸収のために、基板または封止材を透過し得るゲッター材料を
、基板と封止材との間に置いてよい。
式(I)の化合物を、溶媒または2つ以上の溶媒の混合物中に分散させて、または溶解
して配合物を形成することができ、これを使用して、配合物を堆積させ溶媒(1つまたは
複数)を蒸発させることにより、化合物を含有する層を形成することができる。配合物は
、式(I)の化合物に加えて1つまたは複数のさらなる材料を含有してよく、例えば、配
合物は共反応物質を含有し得る。配合物の成分すべてを溶媒または溶媒混合物に溶解して
よく、この場合配合物は溶液であり、あるいは1つまたは複数の成分を、溶媒または溶媒
混合物に分散させてよい。単独でまたは溶媒混合物中で使用するための例示的な溶媒は、
無置換であっても、C1〜10アルキル、C1〜10アルコキシおよびハロゲン、好まし
くは塩素から選択される1つまたは複数の置換基で置換されていてもよい芳香族化合物、
好ましくはベンゼン、例えばトルエン、キシレンまたはアニソールを包含する。
キソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷およびインクジェット印刷等の印刷およびコー
ティング技術を包含する。
形成され得る。式(I)の化合物を含む層の反応は、該層を、覆う層を堆積させるために
使用される溶媒または溶媒混合物に実質的に不溶性なものとすることができる。
、例えば、照明用途または単純なモノクロ分割ディスプレイに特に好適である。
スプレイに特に好適である。第一の電極上にパターニングされた層を設け、一色(モノク
ロデバイスの場合)または多色(マルチカラー、特にフル・カラー・デバイスの場合)の
印刷用のウェルを画定することによって、デバイスにインクジェットプリントを施すこと
ができる。パターニングされた層は、典型的には、例えば欧州特許第0880303号明
細書において記述されている通りのウェルを画定するようにパターニングされたフォトレ
ジストの層である。
てもよい。特に、フォトレジストをパターニングすると、ウェルとは異なって、複数のピ
クセルの上に延び、チャネル端で開閉できるチャネルを形成し得る。
る。
メチル置換ベンゾシクロブタンは、下記の方法に従って調製した:
−100℃のTHF(500ml)中の3−ブロモビシクロ[4.2.0]オクタ−1
,3,5−トリエン(50.0g、0.27mol)の溶液に、n−BuLi(2.5M
、115ml、0.29mol)を、内部温度を−95℃未満に維持するように、滴下添
加した。混合物を−100℃で3時間撹拌し、それに、トリメチルシリルクロリド(36
.7ml、0.29mol)を、内部温度を−95℃未満に維持するように、滴下添加し
た。混合物を室温まで終夜加温させた。
残留物をヘキサン(3×200ml)で抽出し、合わせた有機抽出物をH2O(3×20
0ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、減圧下で濃縮して、3−トリメチルシリルビ
シクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエンを橙色油(56g、GC−MS:M
+=176)として産出し、これをさらに精製することなく次のステップにおいて使用し
た。
エン
−74℃のTHF(1000ml)中のt−BuOK(45.9g、0.41mol)
の溶液に、3−トリメチルシリルビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン
(48.2g、0.27mol)、続いてn−BuLi(164ml、0.41mol)
を添加し、得られた溶液を−74℃で1時間撹拌した。次いで、ヨウ化メチル(50.2
ml、0.30mol)を溶液に滴下添加し、反応混合物を室温まで終夜加温させた。
ンチし、減圧下で濃縮した。残留物をヘキサン(3×200ml)で抽出し、合わせた有
機抽出物をH2O(3×200ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、減圧下で濃縮し
て、橙色油を得た。油をプラグ(シリカ、ヘキサン)に通して濾過して、48.1gの7
−メチル−3−トリメチルシリルビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン
を無色油(48.1g、GC−MS:M+=190、92.8%収率、異性体の混合物と
して単離される)として産出した。
25℃のMeOH(1000ml)中の7−メチル−3−トリメチルシリルビシクロ[
4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン(48.1g、0.25mol)の溶液に、
N−クロロコハク酸イミド(37.1g、0.28mol)、続いて臭化リチウム(24
.1g、0.28mol)を添加し、反応混合物をこの温度で2時間撹拌させた。次いで
これをH2O(200ml)でクエンチし、減圧下で濃縮した。残留物をヘキサン(20
0ml×4)で抽出し、合わせた有機抽出物をH2O(3×200ml)で洗浄し、Mg
SO4で乾燥させ、減圧下で濃縮して、淡黄色油を得た。油をカラムクロマトグラフィー
(シリカ、ヘキサン)によって精製して、所望生成物3−ブロモ−7−メチル−ビシクロ
[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエンを無色油(42.6g、GC−MS:M+
=196、M−=198、異性体の混合物として単離される)として得た。
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=1.37(d,J=7.1Hz,3H
),2.68(d,J=14.2Hz,1H),3.36(dd,J=14.1Hz,5
.2Hz,1H),3.49(m,1H),6.92(d,J=7.7Hz,1H),7
.20(s,1H),7.33(d,J=7.7Hz,1H)。
式(I)の化合物は、後述する一般的な合成方法に従って調製した。これらの方法にお
いて使用されるようなAr1−NH2は、例えば、Organic Letters,2
001,3,21,3417〜3419頁;J.Org.Chem.,2009,74,
4634〜4637頁;J.Org.Chem.,2000,65,2612〜2614
頁において開示されている通りに形成され得る。
では、シクロブタン環の開環を回避するために、中間体1または中間体2を形成するため
の反応温度を60℃未満に保つことが必要な場合がある。
Ar1と中間体1または中間体2との反応により合成され得る:
とができ、ここで、トリス(4−ブロモフェニル)トリアジンは、Chemistry
Letters,(7),545〜546;1999または国際公開第2010/084
977号パンフレットにおいて記述されている通りに形成される。
モデル化合物5a〜5cは、ベンゾシクロブタンの反応性に対する広範な置換基R1の
影響を示すために、下記の反応スキームに従って調製したものであり、ここで、R1は、
置換されていてもよいフェニル基Ar6である:
ン(2)
室温のクロロホルム(2000ml)中の3−ブロモビシクロ[4.2.0]オクタ−
1,3,5−トリエン(1)(100.0g、0.546mol)の懸濁液に、N−ブロ
モコハク酸イミド(233.4g、1.311mol)、続いて1,1’−アゾビス(シ
アノシクロヘキサン)(ABCN)(13.3g、0.054mol)を添加した。混合
物を終夜還流させた。
抽出物をH2O(3×500ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、減圧下で濃縮して
、250gの橙色油を産出した。油をプラグ(シリカ、90%ヘキサン:ジクロロメタン
)に通して濾過して、3−ブロモ−7,7−ジブロモ−ビシクロ[4.2.0]オクタ−
1,3,5−トリエン(2)を淡黄色油(178g、GC−MS:M3+=337、M+
=339、M−=441、M3−=443、3−ブロモ−7−ブロモ−ビシクロ[4.2
.0]オクタ−1,3,5−トリエンおよび3−ブロモ−7,7,8−トリブロモ−ビシ
クロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエンとの混合物中の主要な異性体)として
産出し、これをさらに精製することなく次のステップにおいて使用した。
H2O(1000ml)中の3−ブロモ−7,7−ジブロモ−ビシクロ[4.2.0]
オクタ−1,3,5−トリエン(2)(186.2g、0.546mol、理論上)の懸
濁液に、硫酸(97%、50ml)を15℃で添加した。得られた混合物を75℃で4.
5日間撹拌した。
物をNaOAc(3wt%水溶液、300ml)およびH2O(2×300ml)で洗浄
し、MgSO4で乾燥させ、減圧下で濃縮して、黄色油を得た。油をプラグ(シリカ、ヘ
キサン:ジクロロメタンの勾配)に通して濾過して、3−ブロモビシクロ[4.2.0]
オクタ−1,3,5−トリエン−7−オン(3)を淡黄色油(55.7g、GC−MS:
M+=196、M−=198、51%収率、異性体の混合物として単離される)として産
出した。
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=3.99(s,2H),7.22(d
,J=8.0Hz,1H),7.58(d,J=8.0Hz,1H),7.72(s,1
H)。
5)の合成のための一般的な方法:
3−ブロモ−7−アリール−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−
7−オール(4):
−10℃のジエチルエーテル(20ml)中の3−ブロモビシクロ[4.2.0]オク
タ−1,3,5−トリエン−7−オン(3)(2.0g、10.1mmol)の溶液に、
アリールグリニャールを添加した。得られた混合物を室温で1時間撹拌し、0℃のHCl
(2M水溶液、10ml)でクエンチした。相を分離し、有機抽出物をH2O(3×20
ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、減圧下で濃縮した。残留物をプラグ(シリカ、
ヘキサン:ジクロロメタンの勾配)に通して濾過して、3−ブロモ−7−アリール−ビシ
クロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−7−オール(4)を異性体の混合物
として産出した。
5):
0℃のヘキサン中の3−ブロモ−7−アリール−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,
3,5−トリエン−7−オール(4)(1当量)の懸濁液に、トリエチルシラン(1.5
当量)、続いてトリフルオロ酢酸(5当量)を添加した。得られた混合物を室温で1時間
撹拌し、氷/水(20ml)に注ぎ入れた。相を分離し、有機抽出物をNaOAc(10
wt%水溶液、20ml)、H2O(4×20ml)で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、
減圧下で濃縮した。残留物をプラグ(シリカ、ヘキサン)に通して濾過して、3−ブロモ
−7−アリール−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン(5)を異性体
の混合物として産出した。
3−ブロモ−7−フェニル−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−
7−オール(4a):
3−ブロモビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−7−オン(3)(
2.0g、10.1mmol)、ジエチルエーテル(20ml)、フェニルマグネシウム
ブロミド(ジエチルエーテル中3M、3.4ml、10.1mmol)を使用して、3−
ブロモ−7−フェニル−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−7−オ
ール(4a)を淡黄色油(2.1g、GC−MS:M+=274、M−=276、75%
収率、異性体の混合物として単離される)として生じさせた。
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=2.65(s,1H),3.57(d
,J=14.3Hz,1H),3.64(d,J=14.3Hz,1H),7.16(d
,J=7.9Hz,1H),7.30(m,1H),7.35(m,2H),7.40(
s,1H),7.45(d,J=8.8Hz,2H),7.47(d,J=7.8Hz,
1H)。
4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−7−オール(4b):
3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルマグネシウムブロミドは、ジエチルエー
テル中溶液(3.8ml)中の3,5−ビス(トリフルオロメチル)−ブロモベンゼン(
3.27g、11.7mmol)から調製した。これを、マグネシウム削り屑(0.30
g、12.2mmol)および触媒量のヨウ素に添加した。これを1時間還流させ、室温
まで冷却し、そのまま使用した。
2.0g、0.015mol)、ジエチルエーテル(20ml)、3,5−ビス(トリフ
ルオロメチル)フェニルマグネシウムブロミド(ジエチルエーテル中3M、3.8ml、
11.7mmol)を使用して、3−ブロモ−7−(3’,5’−ビス(トリフルオロメ
チル)ベンジル)−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−7−オール
(4b)(3.17g、GC−MS:M+=410、M−=412、76%収率、異性体
の混合物として単離される)を生じさせた。
5−トリエン−7−オール(4c):
ペンタフルオロフェニルマグネシウムブロミドは、ジエチルエーテル中溶液(12ml
)中のブロモペンタフルオロベンゼン(2.88g、11.7mmol)から調製した。
これを、マグネシウム削り屑(0.30g、12.2mmol)および触媒量のヨウ素に
添加した。これを1時間還流させ、室温まで冷却し、そのまま使用した。
2.0g、0.015mol)、ジエチルエーテル(10ml)、ペンタフルオロフェニ
ルマグネシウムブロミド(ジエチルエーテル中1M、12ml、11.7mmol)を使
用して、3−ブロモ−7−ペンタフルオロフェニル−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1
,3,5−トリエン−7−オール(4c)を油(3.2g、GC−MS:M+=364、
M−=366、86%収率、異性体の混合物として単離される)として生じさせた。
5a):
3−ブロモ−7−フェニル−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−
7−オール(4a)(2.1g、7.6mmol)、ヘキサン(10ml)、トリエチル
シラン(1.3g、11.5mmol)、トリフルオロ酢酸(4.3g、38.2mmo
l)を使用して、3−ブロモ−7−フェニル−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,
5−トリエン(5a)を淡黄色油(1.5g、GC−MS:M+=258、M−=260
、76%収率、異性体の混合物として単離される)として生じさせた。
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=3.06(dd,J=14.2Hz,
1.8Hz,1H),3.71(dd,J=14.2Hz,5.6Hz,1H),4.6
2(m,1H),7.03(d,J=7.7Hz,1H),7.23(m,3H),7.
31(m,3H),7.42(d,J=7.8Hz,1H)。
4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン(5b):
3−ブロモ−7−(3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル)−ビシクロ[
4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン(4b)(3.2g、7.7mmol)、ヘ
キサン(10ml)、トリエチルシラン(1.3g、11.5mmol)、トリフルオロ
酢酸(4.4g、38.6mmol)を使用して、3−ブロモ−7−(3’,5’−ビス
(トリフルオロメチル)ベンジル)−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリ
エン(5b)(0.8g、GC−MS:M+=394、M−=396、26%収率、異性
体の混合物として単離される)を生じさせた。
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=3.11(dd,J=14.3Hz,
2.5Hz,1H),3.81(dd,J=14.3Hz,5.7Hz,1H),4.7
2(m,1H),7.05(d,J=7.9Hz,1H),7.36(s,1H),7.
48(d,J=7.8Hz,1H),7.66(s,2H),7.76(s,1H)。
5−トリエン(5c):
3−ブロモ−7−ペンタフルオロフェニル−ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,
5−トリエン−7−オール(4c)(3.1g、8.5mmol)、ヘキサン(15ml
)、トリエチルシラン(1.08g、9.34mmol)、トリフルオロ酢酸(9.7g
、84.9mmol)を使用して、3−ブロモ−7−ペンタフルオロフェニル−ビシクロ
[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン(5c)(2.7g、GC−MS:M+=
348、M−=351、73%収率、異性体の混合物として単離される)を生じさせた。
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=3.43(dd,J=14.3Hz,
2.8Hz,1H),3.76(dd,J=14.3Hz,5.7Hz,1H),4.8
6(m,1H),6.99(d,J=7.9Hz,1H),7.30(s,1H),7.
41(d,J=7.8Hz,1H)。
下記の反応スキームにおける化合物6とのディールス・アルダー型反応において、モデ
ル化合物の相対反応性を決定した:
.1mmol、0.118g、化合物6)とを混合することによって行った。反応混合物
を、窒素雰囲気下、以下の表に記載されている温度で4時間撹拌した。
て測定した。
する)によって置換されているモデル化合物について、置換されているモデル化合物の特
に高い反応性を示している。
下記の構造を有するデバイスを調製した:
ITO/HIL/HTL/LEL/カソード
[ここで、ITOは酸化インジウムスズカソードであり、HILは正孔注入層であり、H
TLは正孔輸送層であり、かつLELは発光層である]。
た。正孔輸送層は、式(I)の化合物を溶液からスピンコーティングすることによって形
成した。層をホットプレート上で加熱して、式(I)の化合物を反応させた。発光層は、
正孔輸送層上に蛍光ポリフルオレンをスピンコーティングすることによって形成した。カ
ソードは、金属フッ化物の第一層、アルミニウムの第二層および銀の第三層の蒸発によっ
て形成した。
いて説明する通りの本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書において開示されてい
る特色の種々の修正形態、変更形態および/または組み合わせが当業者に明らかとなるこ
とが分かるであろう。
101 アノード
103 発光層
105 カソード
107 基板
Claims (9)
- アノードとカソードとの間に発光材料を含有する発光層を備える有機発光デバイスにおける正孔輸送層を形成する方法であって、式(I)の化合物
Ar3は、各出現時において独立に、無置換のまたは1つもしくは複数の置換基で置換されているアリールまたはヘテロアリール基を表し、
R8は、各出現時において独立に、置換基を表し、かつ、同じN原子に直接結合しているR8およびAr3は、連結して環を形成していてよく、
xは、正の整数であり、1、2または3であってもよく、
yは、各出現時において、独立に、0または正の整数であり、1または2であってもよく、
mは、各出現時において、正の整数であり、1または2であってもよく、
式(II)の反応性基は、Ar1;yが正の整数である場合はAr3;およびyが0である場合はNの1つと結合しており;
各反応性基は、各出現時において同じであっても異なっていてもよく、式(II)の基:
Sp1は、独立に各出現時において、スペーサ基を表し、
wは、独立に各出現時において、0または1であり、
Arは、各出現時において独立に、無置換の、またはC1〜20アルキルから選択される1つもしくは複数の置換基で置換されているフェニル基を表し、ここで、該C1〜20アルキルにおいて、1つまたは複数の隣接しないC原子は、O、S、COまたはCOOで置きかえられていてよく、1つまたは複数のH原子は、Fで置きかえられていてよく、
R1は、各出現時において独立に、H、または、C1〜20アルキル;C1〜20アルコキシ;無置換の、またはC1〜10アルキル基から選択される1つもしくは複数の置換基で置換されていてもよいフェニル;およびシリルよりなる群から選択される置換基を表し、但し、少なくとも1つのR1は置換基であり、
nは少なくとも1であり、かつ
*は、式(II)の基と前記コアとの結合点である]
を含む前駆体層を堆積させるステップと、
式(I)の化合物を開環付加反応において反応させるステップとを含み、
ここで、式(I)の化合物は、それ自体と、または非ポリマー性共反応物質と反応する、該方法。 - 式(II)の少なくとも1つの基のwが1であり、かつSp1が、C1〜20n−アルキル鎖からなる群から選択され、ここで、前記n−アルキル鎖の1つまたは複数の隣接しないC原子は、置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、O、S、置換されているN、置換されているSi−C=Oおよび−COO−で置きかえられていてよく、かつ、前記n−アルキル鎖の1つまたは複数のH原子は、C1〜5アルキル、Fまたはアリールもしくはヘテロアリール基で置きかえられていてよい、請求項1に記載の方法。
- 式(II)の少なくとも1つの基が、1つのR1置換基のみを有する、請求項1または2のいずれかに記載の方法。
- R8が式(II)の基である、請求項1に記載の方法。
- Ar1が、無置換であっても1つまたは複数の置換基で置換されていてもよいフェニル、および無置換であっても1つまたは複数の置換基で置換されていてもよい縮合アリールまたはヘテロアリール基からなる群から選択される、請求項1または4に記載の方法。
- 式(I)の化合物がそれ自体と反応して前記層を形成する、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 式(I)の化合物:
Ar3は、各出現時において独立に、無置換のまたは1つもしくは複数の置換基で置換されているアリールまたはヘテロアリール基を表し、
R8は、各出現時において独立に、置換基を表し、かつ、同じN原子に直接結合しているR8およびAr3は、連結して環を形成していてよく、
xは、正の整数であり、1、2または3であってもよく、
yは、各出現時において、独立に、0または正の整数であり、1または2であってもよく、
mは、各出現時において、正の整数であり、1または2であってもよく、
式(II)の反応性基は、Ar1;yが正の整数である場合はAr3;およびyが0である場合はNの1つと結合しており;
各反応性基は、各出現時において同じであっても異なっていてもよく、式(II)の基:
Sp1は、独立に各出現時において、スペーサ基を表し、
wは、独立に各出現時において、0または1であり、
Arは、各出現時において独立に、無置換の、またはC1〜20アルキルから選択される1つもしくは複数の置換基で置換されているフェニル基を表し、ここで、該C1〜20アルキルにおいて、1つまたは複数の隣接しないC原子は、O、S、COまたはCOOで置きかえられていてよく、1つまたは複数のH原子は、Fで置きかえられていてよく、
R1は、各出現時において独立に、H、または、C1〜20アルキル;C1〜20アルコキシ;無置換の、またはC1〜10アルキル基から選択される1つもしくは複数の置換基で置換されていてもよいフェニル;およびシリルよりなる群から選択される置換基を表し、但し、少なくとも1つのR1は置換基であり、
nは少なくとも1であり、かつ
*は、式(II)の基と前記コアとの結合点である]。
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