JP7101669B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子(oled)の材料としてのビスベンゾフラン縮合2,8-ジアミノインデノ[1,2-b]フルオレン誘導体およびその関連化合物 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子(oled)の材料としてのビスベンゾフラン縮合2,8-ジアミノインデノ[1,2-b]フルオレン誘導体およびその関連化合物 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、式(1)の化合物に、電子素子におけるその化合物の使用に、および式(1)の化合物を含んでなる電子素子に関する。本発明はさらに、式(1)の化合物の製造方法に、および1つ以上の式(1)の化合物を含んでなる配合物に関する。
電子素子において使用するための機能性化合物の開発は、現在、集中的な研究の対象である。その目的は、特に、例えば、素子の、電力効率および寿命、並びに放出された光の色座標等の1つ以上の関連した点において、電子素子の改善された特性が得られる化合物の開発である。
本発明に従い、電子素子という用語は、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、有機電場消光素子(OFQD)、有機発光電気化学セル(OLEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)、および有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)を意味するものと解される。
特に着目されるのは、最後に記載された、OLEDと云われる電子素子における使用のための化合物の提供である。OLEDの、一般的な構造と機能原理は、当業者に知られており、例えば、米国特許第4539507号に記載されている。
OLEDの性能データに関して、特に、広範な商用利用を視野に入れて、例えば、ディスプレイ装置において、または光源として、さらなる改善が依然として必要とされている。この関連で特に重要なのは、OLEDの、寿命、効率および動作電圧、並びに得られる色値である。特に、青色発光OLEDの場合には、素子の、寿命および効率に関する改善の可能性がある。
前記の改善を達成するための重要な出発点は、電子素子に使用される、発光体化合物とホスト化合物の選択である。
従来技術から知られている青色蛍光発光体は、多数の化合物、特に、1つ以上の縮合した、アリール基および/またはインデノフルオレン基を含有するアリールアミンである。その例は、例えば、国際公開第2008/006449号による、ベンゾインデノフルオレンアミン、および例えば、国際公開第2007/140847号による、ジベンゾインデノフルオレンアミンである。ベンゾインデノフルオレン誘導体およびジベンゾインデノフルオレン誘導体は、OLED中、および他の電子素子中で、マトリックス材料として採用されうる。
さらに、インデノフルオレン誘導体は、OLEDおよびその他の電子素子中で、正孔輸送材料として採用されうる(例えば、国際公開第2006/108497による)。
よって、インデノフルオレン誘導体、ベンゾインデノフルオレン誘導体、およびジベンゾインデノフルオレン誘導体に基づく化合物を、過去何年にもわたり、OLED中の材料として使用することに成功してきた。
しかしながら、このタイプの化合物については、青色発光OLEDの場合において得られる、寿命、効率および色値に関して、更なる改善が依然として必要とされている。より具体的には、色の深さと狭い発光バンドの点で非常に良好な色特性を示すと同時に、OLEDの、寿命、効率、動作電圧の点で依然として優れた特性を示す、OLEDのための深青色蛍光発光体が必要とされている。さらに、特に青色発光OLEDの場合に、溶液処理に好適な化合物も必要とされている。
本発明は、従って、OLED等の電子素子で使用するのに好適であり、青色発光体として、マトリックス材料としておよび/または正孔輸送材料として用いることができ、また真空処理に、および/または溶液処理に好適な化合物を提供するという技術的目的に基づくものである。
電子素子において使用するための新規化合物に関する研究において、今や、以下に定義される式(1)の化合物が、電子素子での使用に極めて適していることが予想外に見出された。特に、それらは、放出された光の深い青色の色座標を有するOLEDの提供、長寿命を有するOLEDの提供、および有機溶剤に良好な溶解性を有する化合物の提供という上記技術的目的の1つ以上、好ましくはすべてを達成する。
本発明は、従って、式(1)の化合物に関する。
Figure 0007101669000001
式中、使用される記号および添え字には下記が適用される:
Zは、CRまたはNであり、そしてZが基Vに、もしくは基Eに結合している場合、ZはCであり;
Vは、CRまたはNであり;またはVが基Zに、もしくは基Eに結合している場合、VはCであり;そして、式(1)中の、いくつかの基Vを含んでなる各6員環において、少なくとも2つの隣接する基Vは、式(V-1)の基を表し、
Figure 0007101669000002
式中、破線の結合は、式(1)の構造への結合を示しており;
Eは、出現毎に同一であるかまたは異なり、-BR-、-C(R-、-C(R-C(R-、-C(R-O-、-C(R-S-、-RC=CR-、-RC=N-、-Si(R-、-Si(R-Si(R-、Ge(R、-C(=O)-、-C(=NR)-、-C(=C(R)-、-O-、-S-、-Se-、-S(=O)-、-SO-、-N(R)-、-P(R)-、および-P((=O)R)-、好ましくは-C(R-、-C(R-C(R-、-RC=CR-、-Si(R-および-Si(R-Si(R-、より好ましくは-C(R-および-Si(R-から選択され;そして、2つの基Eは、互いにシス-またはトランス-位にあってもよく;
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO-、-N(R)-、-BR-、Si(R、-P(R)-および-P((=O)R)-から選択され;
Wは、CRまたはNであり;
R、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、N(Ar)、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)、S(=O)Ar、S(=O)Ar、NO、Si(R、B(OR、OSO、1~40のC原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または、3~40のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、S、またはCONRで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CN、またはNOによって置き換えられていてもよい)、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または5~60の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは、1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで、2つの隣接する置換基Rおよび/または2つの隣接する置換基Rは、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)、S(=O)Ar、S(=O)Ar、NO、Si(R、B(OR、OSO、1~40のC原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3~40のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、S、またはCONRで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CN、またはNOによって置き換えられていてもよい)、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または、5~60の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで、2つの隣接する置換基Rが単環式もしくは多環式の、脂肪族環系または芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、N(Ar)、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)、S(=O)Ar、S(=O)Ar、NO、Si(R、B(OR、OSO、1~40のC原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または、3~40のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、S、またはCONRで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CN、またはNOによって置き換えられていてもよい)、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または5~60の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは、1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで、2つの隣接する置換基Rは、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CN、1~20のC原子を有する、直鎖の、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のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、SO、SO、O、Sで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、またはIによって置き換えられていてもよい)、または5~24のC原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を表わし;
Arは、出現毎に同一であるかまたは異なり、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系(これらはまた、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい。
式(1)に関して、基Eと、VまたはZを含んでなる隣接する6員環との間の結合は、これらの6員環のそれぞれの任意の位置で生じうる。従って、基Eの定義で上記したように、基Eは、互いにシス-またはトランス-位にあることができると理解すべきである。
本発明の趣旨において、隣接する置換基は、互いに直接結合されている原子に結合しているかまたは同じ原子に結合している置換基である。
さらに、化学基の以下の定義は、本出願の目的のために適用される:
本発明の趣旨において、アリール基は、6~60の芳香族環原子、好ましくは、6~40の芳香族環原子、より好ましくは6~20の芳香族環原子を含む;本発明の趣旨において、ヘテロアリール基は、5~60の芳香族環原子、好ましくは、5~40の芳香族環原子、より好ましくは、5~20の芳香族環原子を含み、その少なくとも1つはヘテロ原子である。ヘテロ原子は、好ましくは、N、OおよびSから選択される。これは基本的な定義を表わしている。本発明の記述において、例えば、存在する、芳香族環原子またはヘテロ原子の数に関して、他の優先設定が示されている場合にはこれらが適用される。
ここで、アリール基またはヘテロアリール基は、単一の芳香族環、すなわち、ベンゼン、または単一のヘテロ芳香環、例えば、ピリジン、ピリミジンもしくはチオフェン、または縮合(縮環)芳香族もしくはヘテロ芳香族多環、例えば、ナフタレン、フェナントレン、キノリンもしくはカルバゾールのいずれかを意味するものと解される。本出願の趣旨において、縮合(縮環)芳香族またはヘテロ芳香族多環は、2つ以上の互いに縮合した、単一の芳香族またはヘテロ芳香族環からなる。
アリールまたはヘテロアリール基は、各場合において、上記のラジカルにより置換されていてもよく、また、任意の所望の位置を介して、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系に結合していてもよく、特に、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、フルオランテン、ベンズアントラセン、ベンゾフェナントレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、イソインドール、カルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、ベンゾ-5,6-キノリン、ベンゾ-6,7-キノリン、ベンゾ-7,8-キノリン、フェノチアジン、フェノキサジン、ピラゾール、インダゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ナフトイミダゾール、フェナントルイミダゾール、ピリジイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナントロオキサゾール、イソオキサゾール、1,2-チアゾール、1,3-チアゾール、ベンゾチアゾール、ピリダジン、ベンゾピリダジン、ピリミジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、ピラジン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントロリン、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1,2,3-オキサジアゾール、1,2,4-オキサジアゾール、1,2,5-オキサジアゾール、1,3,4-オキサジアゾール、1,2,3-チアジアゾール、1,2,4-チアジアゾール、1,2,5-チアジアゾール、1,3,4-チアジアゾール、1,3,5-トリアジン、1,2,4-トリアジン、1,2,3-トリアジン、テトラゾール、1,2,4,5-テトラジン、1,2,3,4-テトラジン、1,2,3,5-テトラジン、プリン、プテリジン、インドリジン、およびベンゾチアジアゾールから誘導される基を意味するものと解される。
本発明の定義に従うアリールオキシ基は、上記で定義されるように、酸素原子を介して結合した、アリール基を意味する。同様の定義は、ヘテロアリールオキシ基に適用される。
本発明の趣旨において、芳香族環系は、環系に、6~60のC原子、好ましくは6~40のC原子、より好ましくは6~20のC原子を含有する。本発明の趣旨において、ヘテロ芳香族環系は、5~60の芳香族環原子、好ましくは、5~40の芳香族環原子、より好ましくは、5~20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。ヘテロ原子は、好ましくは、N、Oおよび/またはSから選択される。本発明の趣旨において、芳香族またはヘテロ芳香族環系は、必ずしもアリールまたはヘテロアリール基のみを含む系ではなく、代わりにその系では、さらに、複数のアリールまたはヘテロアリール基が、例えば、sp-混成の、C、Si、NもしくはO原子、sp-混成の、CもしくはN原子、またはsp-混成のC原子等の非芳香族単位(好ましくは、H以外の原子が10%未満)によって接続されていてもよいということを意味すると解されることを意図している。従って、例えば、9,9’-スピロビフルオレン、9,9’-ジアリールフルオレン、トリアリールアミン、ジアリールエーテル、スチルベン等の系はまた、本発明の趣旨においては、例えば、直鎖もしくは環状の、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基によって、またはシリル基によって、2つ以上のアリール基が接続されている系であるとして、芳香族環系であると解されることが意図されている。さらに、2つ以上の、アリールまたはヘテロアリール基が単結合を介して互いに連結されている系はまた、本発明の趣旨において、芳香族またはヘテロ芳香族環系(例えば、ビフェニル、ターフェニルまたはジフェニルトリアジン等の系)であると解される。
5~60の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系は、各場合において、上に定義されたようなラジカルによって置換されていてもよく、また、任意の所望の位置を介して、芳香族またはヘテロ芳香族基に結合していてもよく、特に、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ベンズアントラセン、フェナントレン、ベンゾフェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、フルオランテン、ナフタセン、ペンタセン、ベンゾピレン、ビフェニル、ビフェニレン、ターフェニル、ターフェニレン、クウォーターフェニル、フルオレン、スピロビフルオレン、ジヒドロフェナントレン、ジヒドロピレン、テトラヒドロピレン、シス-もしくはトランス-インデノフルオレン、トルキセン、イソトルキセン、スピロトルキセン、スピロイソトルキセン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、イソインドール、カルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、ベンゾ-5,6-キノリン、ベンゾ-6,7-キノリン、ベンゾ-7,8-キノリン、フェノチアジン、フェノキサジン、ピラゾール、インダゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリジイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントラオキサゾール、フェナントロオキサゾール、イソオキサゾール、1,2-チアゾール、1,3-チアゾール、ベンゾチアゾール、ピリダジン、ベンゾピリダジン、ピリミジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、1,5-ジアザアントラセン、2,7-ジアザピレン、2,3-ジアザピレン、1,6-ジアザピレン、1,8-ジアザピレン、4,5-ジアザピレン、4,5,9,10-テトラアザペリレン、ピラジン、フェナジン、フェノキサジン、フェノチアジン、フルオルビン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントロリン、1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1,2,3-オキサジアゾール、1,2,4-オキサジアゾール、1,2,5-オキサジアゾール、1,3,4-オキサジアゾール、1,2,3-チアジアゾール、1,2,4-チアジアゾール、1,2,5-チアジアゾール、1,3,4-チアジアゾール、1,3,5-トリアジン、1,2,4-トリアジン、1,2,3-トリアジン、テトラゾール、1,2,4,5-テトラジン、1,2,3,4-テトラジン、1,2,3,5-テトラジン、プリン、プテリジン、インドリジン、およびベンゾチアジアゾールから誘導される基、またはこれらの基の組み合わせを意味するものと解される。
本発明の目的のために、1~40のC原子を有する直鎖のアルキル基、または3~40のC原子を有する、分岐状もしくは環状の、アルキル基、または2~40のC原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基は、その中でさらに、個々のH原子もしくはCH基が、ラジカルの定義の下で上述した基により置換されていてもよく、好ましくは、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、2-メチルブチル、n-ペンチル、s-ペンチル、シクロペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、シクロヘキシル、ネオヘキシル、n-ヘプチル、シクロヘプチル、n-オクチル、シクロオクチル、2-エチルヘキシル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、2,2,2-トリフルオロエチル、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニル、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、またはオクチニルのラジカルを意味するものと解される。1~40のC原子を有する、アルコキシまたはチオアルキル基は、好ましくは、メトキシ、トリフルオロメトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、i-プロポキシ、n-ブトキシ、i-ブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシ、n-ペントキシ、s-ペントキシ、2-メチルブトキシ、n-ヘキソキシ、シクロヘキシルオキシ、n-ヘプトキシ、シクロヘプチルオキシ、n-オクチルオキシ、シクロオクチルオキシ、2-エチルヘキシルオキシ、ペンタフルオロエトキシ、2,2,2-トリフルオロエトキシ、メチルチオ、エチルチオ、n-プロピルチオ、s-プロピルチオ、i-プロピルチオ、n-ブチルチオ、i-ブチルチオ、s-ブチルチオ、t-ブチルチオ、n-ペンチルチオ、n-ヘキシルチオ、シクロヘキシルチオ、n-ヘプチルチオ、シクロヘプチルチオ、n-オクチルチオ、シクロオクチルチオ、2-エチルヘキシルチオ、トリフルオロメチルチオ、ペンタフルオロエチルチオ、2,2,2-トリフルオロエチルチオ、エテニルチオ、プロペニルチオ、ブテニルチオ、ペンテニルチオ、シクロペンテニルチオ、ヘキセニルチオ、シクロヘキセニルチオ、ヘプテニルチオ、シクロヘプテニルチオ、オクテニルチオ、シクロオクテニルチオ、エチニルチオ、プロピニルチオ、ブチニルチオ、ペンチニルチオ、ヘキシニルチオ、ヘプチニルチオ、またはオクチニルチオを意味するものと解される。
2つ以上のラジカルが互いに環を形成してもよいという記述は、本出願の目的においては、とりわけ、2つのラジカルが、化学結合によって互いに連結されていることを意味すると解されることが意図されている。これは、以下のスキームにより示される:
Figure 0007101669000003
さらに、しかしながら、上記の表現はまた、2つのラジカルのうちの1つが水素であり、2つ目のラジカルが、その水素原子が結合されていた位置に結合して環を形成することを意味すると解されることが意図されている。これは、以下のスキームにより示される:
Figure 0007101669000004
好ましい形態によれば、式(1)において、Vを含んでなる6員環とZを含んでなる6員環の間の結合はパラ位にある。
上記のように、式(1)中のいくつかの基Vを含んでなるそれぞれの6員環中の少なくとも2つの隣接する基Vは、式(V-1)の基を意味する。好ましくは、式(1)中のいくつかの基Vを含んでなるそれぞれの6員環中のちょうど2つの隣接する基Vが式(V-1)の基を意味する。
好ましい形態によれば、式(1)の化合物は、式(1-1)~(1-18)の化合物から選択される。
Figure 0007101669000005
Figure 0007101669000006
式中、記号E、X、V、WおよびZは上記と同じ意味を有する。
式(1-1)~(1-18)において、基Vを含んでなるそれぞれの6員環中の少なくとも1つの基Vは、基CRを意味することが好ましく、ここでRは、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、これは各場合において1以上のラジカルRによって置換されていてもよい。
式(1-1)~(1-18)の中で、式(1-1)~(1-6)は好ましく、式(1-1)~(1-3)がさらに好ましい。
非常に好ましい形態によれば、式(1)の化合物は、式(1-1a)~(1-6a)の化合物から選択される。
Figure 0007101669000007
式中、記号X、E、Z、V、W、Rは上記と同じ意味を有する。
さらに、式(1-1a)~(1-6a)において、基Rが5~60の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系を意味することが好ましく、これらは各場合において1以上のラジカルRによって置換されていてもよい。
式(1-1a)~(1-6a)のうち、式(1-1a)~(1-3a)が好ましい。
特に好ましい形態によれば、式(1)の化合物は、式(1-1b)~(1-6c)の化合物から選択される。
Figure 0007101669000008
Figure 0007101669000009
式中、記号X、Z、V、W、RおよびRは、上記と同じ意味を有する。
さらに、式(1-1b)~(1-6c)において、基Rが5~60の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系を意味することが好ましく、これらは各場合において1以上のラジカルRによって置換されていてもよい。
式(1-1b)~(1-6c)の中で、式(1-1b)~(1-3b)および(1-1c)~(1-3c)が好ましい。
さらに特に好ましい形態によれば、式(1)の化合物は、式(1-1d)~(1-6e)の化合物から選択される。
Figure 0007101669000010
Figure 0007101669000011
式中、記号X、E、RおよびRは上記と同じ意味を有する。
さらに、式(1-1d)~(1-6e)において、基Rが5~60の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系を意味することが好ましく、これらは各場合において1以上のラジカルRによって置換されていてもよい。
式(1-1d)~(1-6e)の中で、式(1-1d)~(1-3d)および(1-1e)~(1-3e)が好ましい。
基Rが芳香族またはヘテロ芳香族環系を意味する場合、これは好ましくは以下の式(R-1)から選択される。
Figure 0007101669000012
式中、破線の結合は構造への結合を示し;
Ar、Arは、出現毎に同一であるかまたは異なり、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、ベンゾフルオレン、スピロビフルオレン、シス-もしくはトランス-インデノフルオレン、シス-もしくはトランス-ベンゾインデノフルオレン、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、カルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、ピリジン、キノリン、ピラゾール、インダゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピリダジン、ベンゾピリダジン、ピリミジン、ベンゾピリミジン、ピラジン、キノキサリン、1,3,5-トリアジン、1,2,4-トリアジン、および1,2,3-トリアジン(これらは各場合において1つ以上Rによって置換されていてもよい)から選択され;かつ
nは、0~20、より好ましくは0~10、特に好ましくは0~5の整数である。
nが0である場合、基Arは存在せず、かつ基Arが構造単位に直接結合されると解されるべきである。
例として、式(1-1a)は以下に対応する:
-Rが式(R-1)の基を意味する場合、以下の式(1-1a-1)に。ここでnは0である;
-Rが式(R-1)の基を意味する場合、以下の式(1-1a-2)に。ここでnは1である;
-Rが式(R-1)の基を意味する場合、以下の式(1-1a-3)に。ここでnは2である。
Figure 0007101669000013
基ArおよびArは、好ましくは、出現毎に同一であるかまたは異なり、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、ベンゾフルオレン、スピロビフルオレン、シス-もしくはトランス-インデノフルオレン、シス-もしくはトランス-ベンゾインデノフルオレン、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、カルバゾール、インドロカルバゾール、およびインデノカルバゾール(これらは各場合において1つ以上Rによって置換されていてもよい)から選択される。
好ましい形態によれば、存在する場合に、Arは式(Ar3-1)~(Ar3-25)のうちの1つから選択される。
Figure 0007101669000014
Figure 0007101669000015
式中、破線の結合は、式(1)の構造単位および基ArまたはArへの結合を示し、ここで、式(Ar3-1)~(Ar3-25)の基は、上記と同じ意味を有する基Rによって、各々任意の位置で置換されていてもよく、かつここで
式(Ar3-2)~(Ar3-17)中のEは、-B(R0-)、-C(R-、-C(R-C(R-、-Si(R-、-C(=O)-、-C(=NR)-、-C=(C(R))-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO-、-N(R)-、-P(R)-および-P((=O)R)-から選択され、ここで置換基Rは上記と同じ意味を有する。
好ましくは、Eは、-C(R-、-C(R-C(R-、-O-、-S-および-N(R)-から選択され、ここで置換基Rは上記と同じ意味を有する。さらに好ましくは、Eは-C(R-を意味する。
式(Ar3-1)~(Ar3-25)の中で、式(Ar3-1)、(Ar3-2)、(Ar3-4)、(Ar3-10)、(Ar3-13)、(Ar3-16)、(Ar3-19)および(Ar3-22)が好ましい。式(Ar3-1)、(Ar3-2)、(Ar3-4)および(Ar3-19)は特に好ましい。
さらに好ましい形態によれば、Arは、式(Ar3-1-1)~(Ar3-25-3)にうちの1つから選択される。
Figure 0007101669000016
Figure 0007101669000017
Figure 0007101669000018
式中、破線の結合は、式(1)の構造単位および基ArまたはArへの結合を示し、ここで、式(Ar3-1-1)~(Ar3-25-3)の基は、上記と同じ意味を有する基Rによって、各々任意の位置で置換されていてもよく、かつEは上記と同じ意味を有する。
式(Ar3-1-1)~(Ar3-25-3)の中で、式(Ar3-1-1)、(Ar3-2-1)、(Ar3-4-1)、(Ar3-10-1)、(Ar3-13-1)、(Ar3-16-1)、(Ar3-19-1)および(Ar3-22-1)が好ましい。式(Ar3-1-1)、(Ar3-2-1)および(Ar3-4-1)および(Ar3-19-1)は特に好ましい。
好ましい形態によれば、Arは、式(Ar4-1)~(Ar4-27)のうちの1つから選択される。
Figure 0007101669000019
Figure 0007101669000020
式中、破線の結合は、式(1)の構造単位またはArへの結合を示し、Eは上記と同じ意味を有し、かつここで式(Ar4-1)~(Ar4-27)の基は、上記と同じ意味を有する基Rによって、各々任意の位置で置換されていてもよい。
式(Ar4-1)~(Ar4-27)の中で、式(Ar4-1)、(Ar4-2)、(Ar4-3)、(Ar4-9)、(Ar4-15)、(Ar4-23)および(Ar4-25)が好ましい。式(Ar4-1)、(Ar4-2)および(Ar4-3)は特に好ましい。
さらに好ましい形態によれば、Arは、式(Ar4-1-1)~(Ar4-27-3)のうちの1つから選択される。
Figure 0007101669000021
Figure 0007101669000022
Figure 0007101669000023
式中、破線の結合は、Arへの結合を示し、Eは上記と同じ意味を有し、かつここで式(Ar4-1-1)~(Ar4-27-3)の基は、上記と同じ意味を有する基Rによって、各々任意の位置で置換されていてもよい。
式(Ar4-1-1)~(Ar4-27-3)の中で、式(Ar4-1-1)、(Ar4-2-1)、(Ar4-3-1)、(Ar4-9-1)、(Ar4-15-1)、(Ar4-23-1)および(Ar4-25-1)が好ましい。式(Ar4-1-1)、(Ar4-2-1)および(Ar4-3-1)は特に好ましい。
好ましくは、基Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OおよびSから選択される。より好ましくは、Xは出現毎にOを表わす。
好ましくは、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~10のC原子を有する、直鎖のアルキル基、または、3~10のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において、1つ以上のH原子は、Fによって置き換えられていてもよい)、または5~25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(これは、各場合において、1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく)を表し、ここで、2つの隣接する置換基Rは、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい。
2つの隣接する置換基Rが、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成する場合、好ましくは、以下の環が形成される:
Figure 0007101669000024
式中、破線の結合は、ブリッジ-C(R-を含んでなる5員環に隣接する6員環を示す。
別の好ましい形態によれば、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~10のC原子を有する、直鎖のアルキル基、または、3~10のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において、1つ以上のH原子は、Fによって置き換えられていてもよい)を表わす。
好ましい形態によれば、式(1)、(1-1)~(1-18)、(1-1a)~(1-6a)、(1-1b)~(1-6b)および(1-1c)~(1-6c)の化合物は、2~10のC原子を有する直鎖アルキル基、または3~10のC原子を有する、分岐状もしくは環状の、アルキル基を表わす、少なくとも1つの基R、R、RまたはRを含む。
好ましい形態によれば、R、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CN、1~20の、好ましくは1~10のC原子を有する、直鎖の、アルキルもしくはアルコキシ基、または3~20の、好ましくは3~10のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、OまたはSによって置き換えられていてもよく、ここで1つ以上のH原子がDまたはFによって置き換えられていてもよい)、5~30の、好ましくは5~20の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで2つの隣接する置換基Rが、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系また芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
より好ましくは、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、Si(R、または5~60の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)からなる群から選択される。
好ましい形態によれば、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CN、N(Ar)、1~20の、好ましくは1~10のC原子を有する、直鎖の、アルキルもしくはアルコキシ基、または3~20の、好ましくは3~10のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、OまたはSによって置き換えられていてもよく、ここで1つ以上のH原子がDまたはFによって置き換えられていてもよい)、5~30の、好ましくは5~20の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで2つの隣接する置換基Rが、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系また芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
好ましい形態によれば、Arは、5~18の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、これらはまた、各場合において1つ以上のラジカルRで置換されていてもよい。
以下の化合物は、式(1)の化合物の例である:
Figure 0007101669000025
Figure 0007101669000026
Figure 0007101669000027
Figure 0007101669000028
Figure 0007101669000029
Figure 0007101669000030
Figure 0007101669000031
Figure 0007101669000032
Figure 0007101669000033
Figure 0007101669000034
Figure 0007101669000035
Figure 0007101669000036
Figure 0007101669000037
Figure 0007101669000038
Figure 0007101669000039
Figure 0007101669000040
Figure 0007101669000041
Figure 0007101669000042
Figure 0007101669000043
Figure 0007101669000044
Figure 0007101669000045
Figure 0007101669000046
Figure 0007101669000047
Figure 0007101669000048
Figure 0007101669000049
Figure 0007101669000050
Figure 0007101669000051
Figure 0007101669000052
Figure 0007101669000053
Figure 0007101669000054
Figure 0007101669000055
Figure 0007101669000056
Figure 0007101669000057
Figure 0007101669000058
Figure 0007101669000059
Figure 0007101669000060
Figure 0007101669000061
Figure 0007101669000062
Figure 0007101669000063
Figure 0007101669000064
式(1)の化合物は、有機化学の、既知の、プロセスまたは反応工程により製造することができる。
式(1)の化合物を製造するための好ましいプロセスは、以下のスキーム1~スキーム3で示される:
スキーム1
Figure 0007101669000065
この目的のために、二重カップリング反応(例えば、鈴木カップリング反応)は、多くの場合、商業的に入手可能である出発物質を用いて行われ、これにより、化合物I(上記参照)が得られる。化合物Iは、架橋基Eの形成と共に閉環を行うことができる官能基Eを含んでおり、化合物IIが得られる。その後、反応基Yは、例えば、臭素化により、または臭素化とそれに続くホウ素化により、化合物IIに導入される。二重カップリング反応(例えば、鈴木カップリング)は、引き続いて行われ、これにより2つのさらなる芳香族基が導入される。
同様のプロセスが、スキーム2において使用される。
スキーム2
Figure 0007101669000066
スキーム3において、化合物Iは、以下のように2つの工程で得られる:
スキーム3
Figure 0007101669000067
概略的に上に示したプロセスの詳細は、実施例から得ることができる。
当業者は、式(1)の化合物を得るために、それが必要な場合、上に概略的に示されているプロセスから逸脱したり、またはそれらを変更することができるであろう。これは、当業者の通常の能力の範囲内で行われる。
本出願は、従って、少なくとも1つの金属を触媒とするカップリング反応および少なくとも1つの閉環反応を含んでなることを特徴とする、式(1)の化合物の製造方法に関する。
ここで、金属を触媒とするカップリング反応は、好ましくは、遷移金属を触媒とするカップリング反応、特に好ましくは、鈴木反応である。
上記の本発明による化合物、特に、臭素、ヨウ素、塩素、ボロン酸またはボロン酸エステル等の反応性脱離基によって置換されている化合物は、対応するオリゴマー、デンドリマーまたはポリマーを製造するためのモノマーとして使用することができる。好適な反応性脱離基は、例えば、臭素、ヨウ素、塩素、ボロン酸、ボロン酸エステル、アミン、それぞれ末端C-Cの、二重もしくは三重結合を含む、アルケニルもしくはアルキニル基、オキシラン、オキセタン、環状付加、例えば、1,3-双極性環状付加を起こす、例えば、ジエンまたはアジド等の基、カルボン酸誘導体、アルコールおよびシランである。
従って、本発明はさらに、ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーへの結合が、R、RまたはRによって置換されている式(1)における任意の所望の位置に配置されていてもよい、式(1)の化合物を1つ以上含んでなる、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーに関する。式(1)の化合物の結合に応じて、その化合物は、オリゴマーもしくはポリマーの側鎖の一部、または主鎖の一部である。オリゴマーは、本発明の趣旨において、少なくとも3つのモノマー単位から構築されている化合物を意味すると解される。ポリマーは、本発明の趣旨において、少なくとも10のモノマー単位から構築されている化合物を意味すると解される。本発明の、ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーは、共役していても、部分的に共役していても、または非共役であってもよい。本発明による、オリゴマーまたはポリマーは、直鎖、分岐状または樹状であってもよい。直線状に連結された構造では、式(1)の単位は、互いに直接結合されているか、または、二価の基を介して、例えば、置換もしくは非置換の、アルキレン基を介して、ヘテロ原子を介して、または二価の芳香族もしくはヘテロ芳香族基を介して、互いに連結されていてもよい。分枝状および樹枝状構造では、例えば、3つ以上の、式(1)の単位は、三価もしくは多価の、基を介して、例えば、三価もしくは多価の、芳香族もしくはヘテロ芳香族基を介して結合して、分岐状もしくは樹枝状の、オリゴマーもしくはポリマーを生じさせてもよい。
式(1)の化合物についての上記したのと同じ優先設定は、オリゴマー、デンドリマーおよびポリマーにおける、式(1)の繰り返し単位に適用される。
オリゴマーまたはポリマーの製造のために、本発明によるモノマーは単独重合されるか、または他のモノマーと共重合される。適切で好ましいコモノマーは、フルオレン(例えば、欧州特許第842208号、または国際公開第00/22026号による)、スピロビフルオレン(例えば、欧州特許第707020号、欧州特許第894107号、または国際公開第06/061181号による)、パラ-フェニレン(例えば、国際公開第1992/18552号による)、カルバゾール(例えば、国際公開第04/070772号、または国際公開第2004/113468号による)、チオフェン(例えば、欧州特許第1028136号による)、ジヒドロフェナントレン(例えば、国際公開第2005/014689号、または国際公開第2007/006383号による)、シス-およびトランス-インデノフルオレン(国際公開第2004/041901号、または国際公開第2004/113412号による)、ケトン(例えば、国際公開第2005/040302号による)、フェナントレン(例えば、国際公開第2005/104264号、または国際公開第2007/017066号による)、または複数のこれらの単位から選択される。ポリマー、オリゴマーおよびデンドリマーは、通常はまた、さらなる単位、例えば、ビニルトリアリールアミン(例えば、国際公開第2007/068325号による)等の発光性(蛍光または燐光)単位、または燐光性金属錯体(例えば、国際公開第2006/003000号による)、および/または電荷輸送単位、特にトリアリールアミンをベースとするこれらのものを含む。
本発明のポリマー、オリゴマーおよびデンドリマーは、有利な特性、特に、長い寿命、高い効率および良好な色座標を有する。
本発明のポリマーおよびオリゴマーは、一般的に少なくとも1種のモノマーの重合により製造されるが、そのうちの少なくとも1つのモノマーは、ポリマー中で式(1)の繰り返し単位となる。適当な重合反応は、当業者に知られており、文献に記載されている。C-CまたはC-Nの連結を生じさせる、特に適切で好ましい重合反応は、以下のものである:
(A)鈴木重合;
(B)山本重合;
(C)スティル(Stille)重合;および
(D)ハートウィッグ-ブッフバルト(Hartwig-Buchwald)重合
重合をこれらの方法によって行うことができる手法、および次いでポリマーを反応媒体から分離し、そして精製することができる手法は、当業者に知られており、文献に、例えば、国際公開第2003/048225号、国際公開第2004/037887号、および国際公開第2004/037887号に詳細に記載されている。
本発明の化合物を、例えば、スピンコーティングもしくは印刷プロセスによって、液相から処理するためには、本発明に係る化合物の配合物が必要とされる。これらの配合物は、例えば、溶液、分散液またはエマルジョンであることができる。2つ以上の溶媒の混合物を使用することがこの目的のためには好ましい。適当で好ましい溶媒は、例えば、トルエン、アニソール、o-、m-もしくはp-キシレン、安息香酸メチル、メシチレン、テトラリン、ベラトロール、THF、メチル-THF、THP、ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、ジオキサン、フェノキシトルエン、特に3-フェノキシトルエン、(-)-フェンコン、1,2,3,5-テトラメチルベンゼン、1,2,4,5-テトラメチルベンゼン、1-メチルナフタレン、2-メチルベンゾチアゾール、2-フェノキシエタノール、2-ピロリジノン、3-メチルアニソール、4-メチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、3,5-ジメチルアニソール、アセトフェノン、α-テルピネオール、ベンゾチアゾール、安息香酸ブチル、クメン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロヘキシルベンゼン、デカリン、ドデシルベンゼン、安息香酸エチル、インダン、安息香酸メチル、NMP、p-シメン、フェネトール、1,4-ジイソプロピルベンゼン、ジベンジルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、2-イソプロピルナフタレン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、1,1-ビス(3,4-ジメチルフェニル)エタン、またはこれらの溶媒の混合物である。
従って、本発明はさらに、配合物、特に、式(1)の化合物の少なくとも1つ、または式(1)の単位の少なくとも1つを含有する、ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーの少なくとも1つ、および溶媒、好ましくは有機溶媒、の少なくとも1つを含んでなる、溶液、分散液またはエマルジョンに関する。このタイプの溶液を調製することができる方法は、当業者に知られており、また、例えば、国際公開第2002/072714号、国際公開第2003/019694号、およびその中で引用された文献に記載されている。
式(1)の化合物は、電子素子における、特に有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)における使用に好適である。置換に応じて、この化合物は、種々の機能および層に使用される。
式(1)の化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子における任意の機能、例えば、正孔輸送材料として、マトリックス材料として、発光材料として、または電子輸送材料として使用することができる。
従って、本発明はさらに、式(1)の化合物の、電子素子における使用に関する。ここで、電子素子は、好ましくは、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、有機電場消光素子(OFQD)、有機発光電気化学セル(OLEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)、そして、特に好ましくは、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)からなる群から選択される。
本発明はさらに、式(1)の化合物の少なくとも1つを含んでなる電子素子に関する。電子素子は、好ましくは、上に示した素子から選択される。特に好ましいのは、少なくとも1つの有機層が、式(1)の化合物を少なくとも1つ含んでなることを特徴とする、アノード、カソード、および少なくとも1つの発光層を具備してなる有機エレクトロルミネッセンス素子である。
アノード、カソード、および発光層とは別に、有機エレクトロルミネッセンス素子は、更なる層を含んでいてもよい。これらは、例えば、各場合において、1つ以上の、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電子ブロック層、励起子ブロック層、中間層、電荷発生層(IDMC 2003,台湾;セッション21 OLED(5),T.Matsumoto,T.Nakada,J.Endo,K.Mori,N.Kawamura,A.Yokoi,J.Kido,「電荷発生層を有する、多光子有機エレクトロルミネッセンス素子」)、および/または有機もしくは無機の、p/n接合から選択される。
有機エレクトロルミネッセンス素子の層の配列は以下の通りであることが好ましい:アノード-正孔注入層-正孔輸送層-発光層-電子輸送層-電子注入層-カソード。前記層の全てが存在する必要はなく、そして、例えば、アノード側で発光層に隣接する電子ブロック層、またはカソード側で発光層に隣接する正孔ブロック層のような他の層が、さらに存在していてもよい。
本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の発光層を含んでいてもよい。この場合、これらの発光層は、特に好ましくは、380nm~750nmの間全体で複数の発光極大を有し、その結果、全体として白色発光を生じる、すなわち、蛍光または燐光を発することができ、かつ、青色、緑色、黄色、橙色または赤色の光を発する種々の発光化合物が発光層中に用いられる。特に好ましいのは、三層系、すなわち、3つの発光層を有する系であり、これらの層の少なくとも1つは、好ましくは、少なくとも1つの、式(1)の化合物を含んでなり、かつ、この三層は、青色、緑色、黄色、橙色または赤色の発光を示す(基本的な構造については、例えば、国際公開第2005/011013号参照)ものである。白色光発生のためには、広い波長領域で発光する、個別的に使用される発光体化合物はまた、有色発光する複数の発光体化合物の代わりに、適切であり得ることに留意すべきである。代替的におよび/または追加的に、本発明の化合物はまた、このタイプの有機エレクトロルミネッセンス素子において、正孔輸送層中、または他の層中に存在してもよい。種々の発光層は、互いに直接隣接していてもよく、またはそれらは非発光層によって互いに分離されていてもよい。本発明の好ましい形態によれば、白色発光OLEDは、いわゆるタンデム式OLEDである、すなわち、2つ以上の完全なOLED層の配列が、OLEDに存在しており、そこでは、各場合におけるOLED層配列は、電荷発生層によって互いに分離されている、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を含んでなる。
式(1)の化合物は、発光層中に使用されることが好ましい。式(1)の化合物は、発光層における、発光化合物としての、またはマトリックス材料としての使用に特に適している。
本発明の化合物は、青色発光発光体化合物としての、または青色発光発光体化合物のためのマトリックス化合物としての使用に特に適している。
本発明の化合物は、発光層中の発光化合物として使用される場合、好ましくは1つ以上のマトリックス材料と組み合わせて使用される。ここで、マトリックス材料は、好ましくは、主要成分として、発光層中に存在するが、素子の動作においては光を発しない材料を意味するものと解される。
発光層の混合物中の発光化合物の割合は、0.1~50.0%、好ましくは0.5~20.0%、特に好ましくは1.0~10.0%である。これに対応して、マトリックス材料の割合は、50.0~99.9%、好ましくは、80.0~99.5%、特に好ましくは、90.0~99.0%である。
割合%の明細は、本出願の目的のために、化合物が気相から適用される場合は体積%を、また化合物が溶液から適用される場合は重量%を意味するものと解される。
本発明の化合物は、マトリックス材料として使用される場合、すべての既知の発光化合物と組み合わせて使用することができる。それは、好ましくは、以下に示す好ましい発光化合物、特に、以下に示す好ましい蛍光化合物と組み合わせて使用される。
式(1)の化合物は、マトリックス材料として発光層中で燐光発光体と組み合わせて使用される場合、燐光発光体は、好ましくは、以下に示す燐光発光体の形態から選択される。この場合には、1つ以上のさらなるマトリックス材料が、発光層中にさらに存在することが好ましい。
このタイプの、いわゆる混合マトリックス系は、好ましくは2つまたは3つの異なるマトリックス材料、特に好ましくは、2つの異なるマトリックス材料を含んでなる。ここで、2つの材料のうちの1つは、好ましくは、正孔輸送特性を有する材料であり、もう1つの材料は、電子輸送特性を有する材料である。式(1)の化合物は、好ましくは、正孔輸送特性を有する材料を表す。
しかしながら、混合マトリックス成分の、所望の電子輸送および正孔輸送特性はまた、さらなる混合マトリックス成分が他の機能を満たす個々の混合マトリックス成分中に、主として、または完全に組み合わせることができる。ここで、2つの異なるマトリックス材料は、1:50~1:1、好ましくは、1:20~1:1、特に好ましくは、1:10~1:1、そして極めて特に好ましくは、1:4~1:1の割合で存在することができる。混合マトリックス系は、好ましくは、燐光性の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる。混合マトリックス系に関するより正確な情報は、とりわけ、国際公開第2010/108579号の出願に開示されている。
混合マトリックス系のマトリックス成分として本発明の化合物と組み合わせて使用することができる、特に適切なマトリックス材料は、混合マトリックス系にどのようなタイプの発光化合物が使用されるかによって、以下に示される、燐光発光化合物に対して好ましいマトリックス材料、または蛍光発光化合物に対して好ましいマトリックス材料から選択される。
本発明の化合物はまた、発光層以外の層に、例えば、正孔輸送材料として、正孔注入もしくは正孔輸送層または電子ブロック層に使用することができる。
式(1)の化合物が、例えば、正孔輸送層、正孔注入層または電子ブロック層において、正孔輸送材料として使用される場合、その化合物は、純粋な物質として、すなわち、正孔輸送層中、100%の割合で使用することができ、または、それは、1つ以上のさらなる化合物と組み合わせて使用することができる。好ましい形態によれば、式(1)の化合物を含んでなる有機層は、その上、さらに1つ以上のp型ドーパントを含んでなる。本発明に従って使用される好ましいp型ドーパントは、混合物中の、1つ以上の他の化合物を酸化することができる有機電子受容性化合物である。
p型ドーパントの特に好ましい形態は、国際公開第2011/073149号、欧州特許第1968131号、欧州特許第2276085号、欧州特許第2213662号、欧州特許第1722602号、欧州特許第2045848号、独国出願公開第102007031220号明細書、米国特許第8044390号、米国特許第8057712号、国際公開第2009/003455号、国際公開第2010/094378号、国際公開第2011/120709号、米国特許出願公開第2010/0096600号明細書、および国際公開第2012/095143号に開示されている化合物である。
電子素子がアノードと発光層の間に正孔輸送層を複数有することは、この場合、さらに好ましい。これらの層のすべてが式(1)の化合物を含んでなるか、またはこれらのうちの個々の層だけが、式(1)の化合物を含んでなるケースがありうる。
式(1)の化合物が正孔輸送材料として使用される場合、HOMOとLUMOのエネルギーレベル間に大きな間隔を有することが好ましい。それは、置換基としてアミノ基を含まないことがさらに好ましい。それは、芳香族環上に全く置換基を含有しないこと、すなわち、RおよびRが、HまたはDに等しく、特にHに等しいことがさらに好ましい。
式(1)の化合物は、さらに、電子輸送層、正孔ブロック層または電子注入層において、電子輸送性化合物として使用することができる。この目的のためには、式(1)の化合物は、例えば、トリアジン、ピリミジンまたはベンズイミダゾール等の電子欠損ヘテロアリール基から選ばれる、1つ以上の置換基を含むことが好ましい。
本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子における、対応する機能性材料として使用するための材料の一般的に好ましい部類は、以下に示される。
好適な燐光発光化合物は、特に、適当な励起の際に、好ましくは、可視領域において、光を発する化合物であり、そしてさらに、20より大きく、好ましくは、38より大きく、かつ84より小さい、特に好ましくは、56より大きく、かつ80より小さい原子番号を有する原子を少なくとも1つ含む。使用される燐光発光化合物は、好ましくは、銅、モリブデン、タングステン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、銀、金、またはユーロピウムを含有する化合物、特に、イリジウム、白金、または銅を含む化合物である。
全ての発光性の、イリジウム、白金または銅の錯体は、本発明の趣旨において、燐光化合物とみなされる。
上記の燐光発光化合物の例は、国際公開第2000/70655号、国際公開第2001/41512号、国際公開第2002/02714号、国際公開第2002/15645号、欧州特許第1191613号、欧州特許第1191612号、欧州特許第1191614号、国際公開第2005/033244号、国際公開第2005/019373号、および米国特許出願公開第2005/0258742号明細書の出願によって明らかにされている。一般的には、燐光性のOLEDについての先行技術に従って有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるような、また、有機エレクトロルミネッセンス素子の領域において当業者に知られているような、すべての燐光性の錯体は、本発明に係る素子での使用に適している。当業者はまた、発明的ステップなしに、OLEDにおいて、さらなる燐光性の錯体を本発明の化合物と組み合わせて使用することができるであろう。
好ましい蛍光発光体は、本発明による化合物の他に、アリールアミンの類から選択される。本発明の趣旨において、アリールアミンは、窒素に直接結合した、3つの、置換されたもしくは非置換の、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を含む化合物を意味するものと解される。これらの芳香族もしくはヘテロ芳香族環系の少なくとも1つは、好ましくは、縮合環系、特に好ましくは、少なくとも14の芳香族環原子を有する縮合環系である。その好ましい例は、芳香族アントラセンアミン、芳香族アントラセンジアミン、芳香族ピレンアミン、芳香族ピレンジアミン、芳香族クリセンアミン、または芳香族クリセンジアミンである。芳香族アントラセンアミンは、1つのジアリールアミノ基がアントラセン基に直接、好ましくは、9位で結合している化合物を意味すると解される。芳香族アントラセンジアミンは、2つのジアリールアミノ基がアントラセン基に、直接、好ましくは、9,10-位で結合している化合物を意味すると解される。
芳香族の、ピレンアミン、ピレンジアミン、クリセンアミン、およびクリセンジアミンは、それと同様に定義され、ジアリールアミノ基は、好ましくは、1-位または1,6-位でピレンに結合している。さらなる好ましい発光体は、例えば、国際公開第2006/108497号または国際公開第2006/122630号による、インデノフルオレンアミンまたはインデノフルオレンジアミン;例えば、国際公開第2008/006449号による、ベンゾインデノフルオレンアミンまたはベンゾインデノフルオレンジアミン;および、例えば、国際公開第2007/140847号による、ジベンゾインデノフルオレンアミンまたはジベンゾインデノフルオレンジアミン;並びに国際公開第2010/012328号に開示されている縮合アリール基を含有するインデノフルオレン誘導体である。国際公開第2012/048780号および国際公開第2013/185871号に開示されている、ピレンアリールアミンが同様に好ましい。国際公開第2014/037077号に開示されているベンゾインデノフルオレンアミン、未公開の欧州特許出願第13000012.8号明細書に開示されているベンゾフルオレンアミン、および未公開の欧州特許出願第13004921.6号明細書に開示されているインデノフルオレンも同様に好ましい。
好ましい蛍光発光化合物は、本発明による化合物の他に、以下の表に示される:
Figure 0007101669000068
Figure 0007101669000069
Figure 0007101669000070
Figure 0007101669000071
Figure 0007101669000072
蛍光発光化合物と組み合わせて使用するのに好ましいマトリックス材料は、オリゴアリーレン(例えば、欧州特許第676461号による、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ーレン、オリゴアリーレンビニレン(例えば、欧州特許第676461号による、DPVBiまたはスピロ-DPVBi)、ポリポーダル金属錯体(例えば、国際公開第2004/081017号による)、正孔伝導化合物(例えば、国際公開第2004/058911号による)、電子伝導化合物、特にケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシド等(例えば、国際公開第2005/084081号および国際公開第2005/084082号による)、アトロプ異性体(例えば、国際公開第2006/048268号による)、ボロン酸誘導体(例えば、国際公開第2006/117052号による)、またはベンゾアントラセン(例えば、国際公開第2008/145239号による)の類から選択される。特に好ましいマトリックス材料は、ナフタレン、アントラセン、ベンズアントラセンおよび/またはピレン、またはこれらの化合物のアトロプ異性体を含んでなるオリゴアリーレン、オリゴアリーレンビニレン、ケトン、ホスフィンオキシド、およびスルホキシドの類から選択される。極めて特に好ましいマトリックス材料は、アントラセン、ベンズアントラセン、ベンゾフェナントレンおよび/またはピレン、またはこれらの化合物のアトロプ異性体を含んでなるオリゴアリーレンの類から選択される。本発明の趣旨におけるオリゴアリーレンは、少なくとも3つの、アリールまたはアリーレン基が互いに結合している化合物を意味すると解されることを意図している。
発光層中で式(1)の化合物と組み合わせて使用するのに特に好ましいマトリックス材料は、以下の表に示される。
Figure 0007101669000073
Figure 0007101669000074
Figure 0007101669000075
Figure 0007101669000076
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の、正孔注入もしくは正孔輸送層に、または電子ブロック層に、または電子輸送層に使用することができるような適当な電荷輸送材料は、例えば、Y.Shirota et al.,Chem.Rev.2007,107(4),953-1010に開示された化合物、または従来技術により、これらの層に使用されているような他の材料である。
本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子における正孔輸送、正孔注入または電子ブロック層において、式(1)の化合物の他に使用することができる好ましい正孔輸送材料の例は、インデノフルオレンアミン誘導体(例えば、国際公開第06/122630号または国際公開第06/100896号による)、欧州特許第1661888号に開示されているアミン誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体(例えば、国際公開第01/049806号による)、縮合芳香環を含有するアミン誘導体(例えば、米国特許第5,061,569号による)、国際公開第95/09147号に開示されているアミン誘導体、モノベンゾインデノフルオレンアミン(例えば、国際公開第08/006449号による)、ジベンゾインデノフルオレンアミン(例えば、国際公開第07/140847号による)、スピロビフルオレナミン(例えば、国際公開第2012/034627号または国際公開第2013/120577号による)、フルオレンアミン(例えば、未公開の欧州特許出願第12005369.9号明細書、欧州特許出願第12005370.7号明細書および欧州特許出願第12005371.5号明細書による)、スピロジベンゾピランアミン(例えば、国際公開第2013/083216号による)、およびジヒドロアクリジン誘導体(例えば、国際公開第2012/150001号による)である。
有機エレクトロルミネッセンス素子のカソードは、好ましくは、低仕事関数を有する金属、金属合金、または、例えば、アルカリ土類金属、アルカリ金属、主族金属もしくはランタノイド(例えばCa、Ba、Mg、Al、In、Mg、Yb、Sm等)等の種々の金属を含む多層構造を含んでなる。また、適当なのは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、および銀を含んでなる合金、例えば、マグネシウムと銀を含んでなる合金である。多層構造の場合、前記金属以外に加えて、例えば、AgやAl等の比較的高い仕事関数を有する更なる金属をまた、使用することができるが、その場合は、例えば、Ca/Ag、Mg/Ag、またはAg/Ag等の金属の組み合わせが、一般に使用される。金属カソードと有機半導体との間に、高誘電率を有する材料の薄い中間層を導入することも好ましい。この目的に好適なのは、例えば、アルカリ金属フッ化物またはアルカリ土類金属フッ化物であり、また、対応する酸化物または炭酸塩(例えば、LiF、LiO、BaF、MgO、NaF、CsF、CsCO等)である。さらに、リチウムキノリナート(LiQ)は、この目的のために使用することができる。この層の層厚は、好ましくは、0.5~5nmである。
アノードは、好ましくは、高い仕事関数を有する材料を含んでなる。アノードは、好ましくは、真空に対して4.5eVより大きな仕事関数を有する。この目的に好適なのは、一方では、例えば、Ag、PtおよびAu等の高い酸化還元電位を有する金属である。他方では、金属/金属酸化物電極(例えば、Al/Ni/NiO、Al/PtO)もまた好ましい。いくつかの用途では、電極の少なくとも1つは、有機材料の照射(有機太陽電池)または光取り出し(OLED、O-laser)のいずれかを容易にするために、透明または部分的に透明でなければならない。ここで、好ましいアノード材料は、導電性の混合金属酸化物である。特に好ましいのは、酸化インジウムスズ(ITO)または酸化インジウム亜鉛(IZO)である。好ましいのはさらに、導電性の、ドープされた有機材料、特に、導電性の、ドープされたポリマーである。
本発明による素子の寿命は、水および/または空気の存在下で短縮されるので、素子は適切に(用途に応じて)構成され、接点が設けられ、最後に封止される。
好ましい形態では、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、1つ以上の層が昇華プロセスによって塗布され、その際、材料は、真空昇華ユニット中、10-5ミリバール未満、好ましくは10-6ミリバール未満の初期圧力での蒸着によって適用されることを特徴とする。しかし、ここではまた、初期圧力は、より低く、例えば、10-7ミリバール未満とすることもできる。
同様に、OVPD(有機気相蒸着)法により、または10-5ミリバール~1バールの圧力で材料を塗布する、キャリヤガスを用いた昇華により、1つ以上の層を塗布したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子も好ましい。この方法の特別な場合は、OVJP(有機蒸気ジェット印刷)法であり、この方法では、材料は、ノズルを通して直接塗布され、そしてこのようにして構造化される(例えば、M.S.Arnold et al.,Appl.Phys.Lett.2008,92,053301)。
1つ以上の層を溶液から、例えば、スピンコーティングにより、または、例えば、スクリーン印刷、フレキソ印刷、ノズル印刷、もしくはオフセット印刷等の任意の所望の印刷法により、しかし、特に好ましくは、LITI(光誘起熱画像化、熱転写印刷)もしくはインクジェット印刷により作成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子がさらに好ましい。この目的のためには、溶解性の、式(1)の化合物が必要とされる。高い溶解性は、化合物の適当な置換により得られる。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造には、溶液から1つ以上の層と、昇華プロセスによる1つ以上の層を塗布することがさらに好ましい。
本発明によれば、本発明に係る1つ以上の化合物を含んでなる電子素子は、ディスプレイに、照明用途における光源として、および医療および/または化粧品用途における光源(例えば、光線療法)として用いることができる。
実施例
A)合成例
合成スキーム:
Figure 0007101669000077
化合物Ia
Figure 0007101669000078
2,5-ジブロモテレフタル酸ジエチルエステル(20g、53mmol)、ジベンゾフラン-1-ボロン酸(29g、137mmol)およびリン酸三カリウム一水和物(48.5g、160mmol)を、水/トルエン/ジオキサン(1:1:1、0.5L)に添加した。溶液をアルゴンで飽和させた。酢酸パラジウム(II)(118mg、0.5mmol)およびトリ-o-トリルホスフィン(480mg、1.6mmol)を添加し、反応混合物を16時間、還流させた。室温に冷却した後、トルエン(500mL)を添加し、有機相を水(3×500mL)で洗浄し、次いで減圧下で濃縮した。残渣をトルエン/エタノールからの再結晶により精製した。収量:22.2g(40mol;76%)。
同様の方法で、以下の化合物を得ることができる:
Figure 0007101669000079
化合物Ic-A
Figure 0007101669000080
2-ブロモー5-クロロテレフタル酸ジエチルエステル(60.5g、0.24mol、CAS:340148-60-9)、ジベンゾフラン-1-ピナコラトボロン酸エステル(78.5g、0.27mol)およびリン酸三カリウム一水和物(223.4g、0.97mol)を、水/トルエン/ジオキサン(1:1:1、1L)に添加した。溶液をアルゴンで飽和させた。酢酸パラジウム(II)(547mg、2.4mmol)およびトリ-o-トリルホスフィン(2.2g、7.3mmol)を添加し、反応混合物を16時間、還流させた。室温に冷却した後、トルエン(500mL)を添加し、有機相を水(3×500mL)で洗浄し、次いで減圧下で濃縮した。残渣をトルエン/エタノールからの再結晶により精製した。収量:65.5g(0.19mol;72%)。
化合物IIa
Figure 0007101669000081
0.5LのTHFで希釈した、21g(38mmol)のIaを、37.5g(40mmol)の塩化セリウム(III)および200mLのTHFに添加し、混合物を30分間、撹拌し、そして0℃に冷却した。101mL(304mol)のメチルマグネシウムクロリド(THF中、3M)を0℃で反応混合物に滴下した。反応混合物を室温に温めた。16時間後、塩化アンモニウムの飽和水溶液800mLを0℃で添加した。酢酸エチル(2×300mL)を加え、合わせた有機相を水(2×300mL)で洗浄し、減圧下で濃縮した。残留物をエタノール中で撹拌することにより精製した。収量:18.6g(35.3mmol、93%)。
同様の方法で、以下の化合物を得ることができる:
Figure 0007101669000082
化合物IIIa
Figure 0007101669000083
18.4g(34mmol)のIIaを、750mLのトルエンに溶解し、そして5gのアンバーリスト15を添加した。反応混合物を、ディーン・スターク装置を用いて16時間還流させた。室温まで冷却した後、アンバーリストを濾過により除去し、有機相を減圧下で濃縮した。残留物をエタノールおよびヘプタン/トルエンからの、数回の再結晶により精製した。収量:12.2g(25mmol;73%)。
同様の方法で、以下の化合物を得ることができる:
Figure 0007101669000084
化合物IV
Figure 0007101669000085
IIIa(12.5g、25mmol)を、0.5Lのクロロホルムに懸濁させた。350mLのクロロホルム中の臭素(9g、56mmol)を滴下した。反応混合物を室温で撹拌した。16時間後、塩化アンモニウムの飽和水溶液20mLを添加し、混合物を15分間、撹拌した。水(1L)を添加し、有機相を水(3×500mL)で洗浄し、合わせた有機相を減圧下で濃縮した。残留物をクロロホルムおよびトルエンからの、数回の再結晶により精製した。収量:12.0g(19mmol;73%)
同様の方法で、以下の化合物を得ることができる:
Figure 0007101669000086
化合物Va
Figure 0007101669000087
IVa(12.1g、19mmol)、9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-ボロン酸(13.7g、58mmol)およびリン酸三カリウム一水和物(25.7g、0.11mol)を、300mLのトルエン/ジオキサン/水(2:1:1)中で混合した。酢酸パラジウム(II)(0.31g、0.45mmol)およびトリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート(0.26g、1.4mmol)を添加し、反応混合物を16時間、還流させた。室温まで冷却した後、200mLの水を加え、有機相を水(3×200mL)で洗浄した。合わせた有機相を減圧下で濃縮した。残渣を、トルエンからの、数回の再結晶により、そして最後に昇華により精製した。収量:8.7g(0.010mol、53%)。
同様の方法で、以下の化合物を得ることができる:
Figure 0007101669000088
Figure 0007101669000089
B)素子例
B-1)蒸着処理された素子の例:OLEDの製造
OLED素子の製造は、膜厚および層配列を適合させて、国際公開第04/05891号に従って行われる。以下の例V1、V2、E3およびE4(表1参照)はさまざまなOLED素子のデータを示す。
例V1~E4の基板の前処理:
構造化したITO(50nm、酸化インジウムスズ)を有するガラス板に、20nmのPEDOT:PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホン酸塩、ドイツ国、ヘレウス・プレシャス・メタルズ社(Heraeus Precious Metals GmbH)製、クレヴィオス(CLEVIOS(商標名))P VP AI4083、水性溶液からスピンコートされる)を塗布し、OLED素子がその上に作製される基板を形成する。
OLED素子は、原則として以下の層構造を有する:
-基板
-ITO(50nm)
-バッファー(20nm)
-正孔注入層(HTL1:95%、HIL:5%)(20nm)
-正孔輸送層(HTL)(表1参照)
-発光層(EML)
-電子輸送層(ETL)(20nm)
-電子注入層(EIL)(3nm)
-カソード
カソードは、厚さ100nmのアルミニウム層によって形成される。詳細なスタックシーケンスの例を表1に示す。OLEDの製造に使用される材料を表3に示す。
全ての材料は、真空チャンバ内で熱蒸着によって適用される。ここでの発光層は、常に、少なくとも1つのマトリックス材料(ホスト材料=H)と、共蒸着することにより一定の体積割合でマトリックス材料と混合された、発光ドーパント(発光体=D1)からなる。H1:D1(97%:3%)等の表現は、ここでは、材料Hが97%の体積割合で層中に存在し、一方、D1が3%の割合で層中に存在することを意味する。同様に、電子輸送層は、2つの以上の材料の混合物からなることができる。
OLEDは、標準的な方法によって特徴づけられる。この目的のために、エレクトロルミネッセンススペクトル、電流効率(cd/Aで測定)および外部量子効率(EQE、1000cd/mでの%で測定)が、ランベルト放射特性を想定した電流/電圧/光束密度特性直線(IUL特性直線)から算出される。エレクトロルミネッセンス(EL)スペクトルは、光束密度1000cd/mで記録され、そしてELスペクトルから、CIE1931規定のxおよびy色座標が算出すされる。EQE@1000は、光束密度1000cd/mでの外部量子効率として定義される。全ての実験において、寿命LT80が決定される。寿命LT80@60mA/cmは、60mA/cmの一定電流密度での、初期拘束密度(cd/m)が、20%低下するまでに経過する時間として定義される。さまざまなOLEDから得られるデータを表2にまとめる。
例V1およびV2は最先端の技術による比較例である。例E3およびE4は本発明のOLED素子のデータを示す。
以下のセクションにおいて、いくつかの例について、本発明のOLED素子の優位性を示すために、より詳細に開示される。
蛍光OLEDにおける発光体化合物としての本発明の化合物の使用
本発明の化合物は、蛍光発光青色OLED素子の発光層を形成する蛍光発光青色マトリックスに混合された場合に、発光体(ドーパント)として特に好適である。代表的な例は、D1およびD2である。最先端の比較化合物は、VD-1およびVD-2で示される(構造は、表3参照)。本発明の化合物を蛍光発光青色OLEDの発光体(ドーパント)として使用することで、最先端の例(V1およびV2)と比較して、特に、外部量子効率および深青色の点で、顕著に改善されたデータ(E3およびE4)となる。このことは、本発明の化合物を蛍光発光OLED素子における発光体として適用できることを示す。この材料は、また、正孔輸送材料としても使用されうる。
Figure 0007101669000090
Figure 0007101669000091
Figure 0007101669000092
B-2)溶液処理された素子の例:OLEDの製造
溶液ベースのOLEDの製造は、主に文献に開示されている(例えば、国際公開第2004/037887号および国際公開第2010/097155号)。以下の例において、2つの製造方法(ガス層および溶液処理からの適用)が組み合わされ、発光層を含むそれまでの層が溶液から製造され、その後の層(正孔ブロック層/電子輸送層)が減圧下で蒸着により適用された。上記の一般的な方法は、ここで記載される状況に適合される(層厚の変化、材料)、以下のように組み合わされる。
使用される素子構造は、以下のとおりである:
-基板
-ITO(50nm)
-PEDOT(20nm)
-正孔輸送層(HTL)(20nm)
-発光層(ホスト92%、ドーパント8%)(60nm)
-電子輸送層(ETL2)(20nm)
-電子注入層(EIL)(3nm)
-カソード(A1)(100nm)
使用される基板は、膜厚50nmの構造化ITO(インジウムスズ酸化物)で被覆されたガラス基板である。よりよい処理のために、これらはバッファーPEDOT:PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシ-2,5-チオフェン)ポリスチレンスルホン酸塩、Heraeus Precious Metals GmbH&Co.KG(ドイツ)のCLEVIOS(商標名)P VP AI 4083)で被覆される。バッファーのスピンコートは、空気下で水から行われる。その層は、引き続き、180℃10分間加熱されることにより乾燥される。正孔輸送層および発光層は、このように被覆されたガラス基板に適用される。
正孔輸送層は、国際公開第2010/097155号に従って合成された、表5に示した構造のポリマーである。ポリマーはトルエンに溶解されるので、そこにおけるように、素子に対して典型的な20nmの層の厚さがスピンコーティングによって達成される場合、溶液は、典型的には約5g/Lの固形分を有する。層は、不活性ガス雰囲気中で、本発明の場合はアルゴン中で、スピンコーティングにより塗布し、60分間、180℃で加熱することにより乾燥させる。
発光層(EML)は、常に、少なくとも1つのマトリックス材料(ホスト=H)と発光ドーパント(発光体=D)から構成される。ここで、H1(92%):D1(8%)という表現は、材料H1が発光層中に92重量%の割合で、ドーパントD1が発光層中に8重量%の割合で存在することを意味する。発光層のための混合物をトルエン中に溶解させる。そこにおけるように、素子に対して典型的な60nmの層の厚さがスピンコーティングによって達成される場合、そのような溶液の典型的な固形分は約18g/Lである。層は、不活性ガス雰囲気中、本ケースにおいてはアルゴン中で、スピンコーティングにより塗布し、10分間、140℃で加熱することにより乾燥させる。使用される材料は表5に示される。
電子輸送層、電子注入層およびカソードの材料は、真空チャンバ内で熱的蒸着によって適用される。例えば、電子輸送層は、1より多い材料からなっていてもよく、材料は互いに共蒸着により特定の体積比で加えられる。ETM:EIL(50%:50%)の形で与えられる場合、ここでは、ETMおよびEIL材料がそれぞれ50%の体積比で存在することを意味する。使用される材料は、表5に示される。
OLEDは、標準方法により特性決定される。この目的のために、エレクトロルミネッセンススペクトルが測定され、電流効率(cd/Aで測定)および外部量子効率(EQE、パーセントで測定)は、電流-電圧-輝度特性(IUL特性線)からランベルト発光特徴を想定して、輝度関数として計算され、最終的に部品の寿命が決定される。エレクトロルミネッセンススペクトルは、光束密度1000cd/mで測定され、CIE1931xおよびy色座標はこのデータから計算される。用語EQE@1000cd/mは、1000cd/mの作動輝度の外部量子効率を意味する。寿命LD80@10mA/cmは、作動電流密度10mA/cmで初期輝度が20%下がる時間である。さまざまなOLEDで得られたデータを表4に示す。
本発明による化合物の有機発光ダイオードにおける蛍光発光体としての使用
本発明による化合物は、青色蛍光OLEDにおける発光材料における発光材料として特に好適である。発光体D3およびD4は、本発明による化合物として示される。比較として、最先端の化合物は、V-D3およびV-D4で示される。全ての発光体は、ホストH1またH2と組み合わせて使用される。
例E9~E12は、比較例V5~V8を用いた比較試験において、本発明による化合物D3、およびD4が、比較材料V-D1およびV-D2と比べて、深青発光を備えた、改良された外部量子効率(EQE)および改良された寿命(LD80)を達成することを示す。
Figure 0007101669000093
Figure 0007101669000094
本発明による化合物は適切な溶解性を有し、よって、溶液プロセスにも十分に適している。この技術によって、優れたパフォーマンスデータを有する青色蛍光発光体に基づく電子素子が製造されうる。
代替として、または付加的に、本発明による化合物は、有機発光ダイオードの、発光層(EML)の内側のホスト材料として、正孔注入材料(HIL)として、正孔輸送材料(HTL)として、電子輸送材料(ETL)として、または電子注入材料(EIL)として、使用されていてもよい。

Claims (9)

  1. 式(1-1b)~(1-6c)の化合物から選択される化合物。
    Figure 0007101669000095
    Figure 0007101669000096
    (式中、使用される記号および添え字には下記が適用される:
    Zは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり
    Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、-O-または-S-から選択され;
    Wは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
    R、Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、N(Ar)、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)、S(=O)Ar、S(=O)Ar、NO、Si(R、B(OR、OSO、1~40のC原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または、3~40のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、S、またはCONRで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CN、またはNOによって置き換えられていてもよい)、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または、5~60の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは、1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで、2つの隣接する置換基Rおよび/または2つの隣接する置換基Rは、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)、S(=O)Ar、S(=O)Ar、NO、Si(R、B(OR、OSO、1~40のC原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3~40のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、S、またはCONRで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CN、またはNOによって置き換えられていてもよい)、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または、5~60の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで、2つの隣接する置換基Rが単環式もしくは多環式の、脂肪族環系または芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、N(Ar)、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)、S(=O)Ar、S(=O)Ar、NO、Si(R、B(OR、OSO、1~40のC原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または、3~40のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、S、またはCONRで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CN、またはNOによって置き換えられていてもよい)、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または5~60の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは、1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し、ここで、2つの隣接する置換基Rは、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく;
    は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CN、1~20のC原子を有する、直鎖の、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のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(ここで、各場合において1つ以上の隣接しないCH基は、SO、SO、O、Sで置き換えられていてもよく、またここで、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、またはIによって置き換えられていてもよい)、または5~24のC原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を表わし;
    Arは、出現毎に同一であるかまたは異なり、5~60の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族環系(これらはまた、各場合において1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表す)
  2. が、芳香族またはヘテロ芳香族環系を表し、そしてRが出現毎に同一であるかまたは異なり、下記式(R-1)の基から選択されることを特徴とする、請求項に記載の化合物。
    Figure 0007101669000097
    (式中、破線の結合は、式(1-1b)~(1-6c)の構造への結合を示し;
    Ar、Arは、出現毎に同一であるかまたは異なり、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、ベンゾフルオレン、スピロビフルオレン、シス-もしくはトランス-インデノフルオレン、シス-もしくはトランス-ベンゾインデノフルオレン、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、カルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、ピリジン、キノリン、ピラゾール、インダゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピリダジン、ベンゾピリダジン、ピリミジン、ベンゾピリミジン、ピラジン、キノキサリン、1,3,5-トリアジン、1,2,4-トリアジン、および1,2,3-トリアジン(これらは各場合において1つ以上Rによって置換されていてもよい)から選択され;
    nは、0~20の整数である)
  3. ArおよびArが、出現毎に同一であるかまたは異なり、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、ベンゾフルオレン、スピロビフルオレン、シス-もしくはトランス-インデノフルオレン、シス-もしくはトランス-ベンゾインデノフルオレン、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、カルバゾール、インドロカルバゾール、およびインデノカルバゾール(これらは各場合において1つ以上Rによって置換されていてもよい)から選択されることを特徴とする、請求項に記載の化合物。
  4. が、出現毎に同一であるかまたは異なって、H、D、F、CN、1~10のC原子を有する、直鎖のアルキル基、または、3~10のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において、1つ以上のH原子は、Fによって置き換えられていてもよい)、または5~25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(これは、各場合において、1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、2つの隣接する置換基Rは、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成していてもよく、これらは1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表わすことを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物。
  5. が、出現毎に同一であるかまたは異なって、H、D、F、CN、1~10のC原子を有する、直鎖のアルキル基、または、3~10のC原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(これらの各々は1つ以上のラジカルRによって置換されていてもよく、ここで、各場合において、1つ以上のH原子は、Fによって置き換えられていてもよい)を表わすことを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物。
  6. ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーへの結合が、RまたはRによって置換されている式(1)における任意の所望の位置に配置されていてもよい、請求項1~のいずれか一項に記載の化合物を含む、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマー。
  7. 請求項1~のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物、または請求項に記載の、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーの少なくとも1つ、および少なくとも1つの溶媒を含んでなる配合物。
  8. 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機集積回路、有機電界効果トランジスタ、有機薄膜トランジスタ、有機発光トランジスタ、有機太陽電池、色素増感型有機太陽電池、有機光検出器、有機感光体、有機電場消光素子、発光電気化学セル、有機レーザーダイオード、および有機プラズモン発光素子からなる群から選択される、請求項1~のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物、または請求項に記載の少なくとも1つの、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーを含んでなる電子素子。
  9. 請求項1~のいずれか一項に記載の化合物、または請求項に記載の、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーが、蛍光発光体として、または蛍光発光体のためのマトリックス材料として、または正孔輸送材料として使用されていることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項に記載の電子素子。
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