JP7221283B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子のための材料 - Google Patents
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Description
A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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR3によって置換されていてもよい)を表し;ここで、環Aは、式(1)に示されるように、Eを含んでなる5員環に2つの隣接する炭素原子を介して縮合されており;
Ar1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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい);
-式(Ar1-1)の基、
-基ArL;
ArLは、式(ArL-1)の基を表す
を表し;
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CR3またはNを表し;
Eは、出現毎に同一であるかまたは異なり、-BR0-、-C(R0)2-、-C(R0)2-C(R0)2-、-C(R0)2-O-、-C(R0)2-S-、-R0C=CR0-、-R0C=N-、Si(R0)2、-Si(R0)2-Si(R0)2-、-C(=O)-、-C(=NR0)-、-C(=C(R0)2)-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO2-、-N(R0)-、-P(R0)-および-P((=O)R0)-から選択されるか;または、Eは、式(E-1)の基であり、
E0は、出現毎に同一であるかまたは異なり、単結合、-BR0-、-C(R0)2-、-C(R0)2-C(R0)2-、-C(R0)2-O-、-C(R0)2-S-、-R0C=CR0-、-R0C=N-、Si(R0)2、-Si(R0)2-Si(R0)2-、-C(=O)-、-C(=NR0)-、-C(=C(R0)2)-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO2-、-N(R0)-、-P(R0)-および-P((=O)R0)-からなる群から選択され;
E1、E2は、出現毎に同一であるかまたは異なり、単結合、-C(R0)2-、Si(R0)2、-O-および-S-からなる群から選択され;ただし、基E1およびE2を含んでなる環では、基E1およびE2のうちの1つが、単結合、-C(R0)2-またはSi(R0)2であり、かつもう1つの基が、OまたはSであり;
R0、R1、R2、R3、R4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)2、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)2、S(=O)Ar、S(=O)2Ar、NO2、Si(R)3、B(OR)2またはOSO2R;または
-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(これらのそれぞれは、1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、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH2基が、RC=CR、C≡C、Si(R)2、Ge(R)2、Sn(R)2、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO2、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよく、かつここで、1以上のH原子がD、F、Cl、Br、I、CNまたはNO2によって置き換えられていてもよい);または
-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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または5~40の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは、1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
-基ArL(これは、1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、
かつ、ここで、2つの隣接する置換基R0、2つの隣接する置換基R1およびR2、2つの隣接する置換基R3および/または2つの隣接する置換基R4が、単環状もしくは多環状の、脂肪族環系または芳香族環系(これは、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を形成していてもよく;
Ar2、Ar3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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し;
mは、1~10から選択される整数であり;
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)2、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)2、S(=O)Ar、S(=O)2Ar、NO2、Si(R’)3、B(OR’)2、OSO2R’、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(これらのそれぞれは、1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、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH2基は、R’C=CR’、C≡C、Si(R’)2、Ge(R’)2、Sn(R’)2、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R’)、SO、SO2、O、SまたはCONR’によって置き換えられていてもよく、かつここで、1以上のH原子が、D、F、Cl、Br、I、CNまたはNO2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、芳香族またはヘテロ芳香族環系(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR’によって置換されていてもよい)、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、単環状もしくは多環状の、脂肪族環系または芳香族環系(これは、1以上のラジカルR’によって置換されていてもよい)を形成していてもよく;
Arは、5~24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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR’によって置換されていてもよい)であり;
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(ここで、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH2基が、SO、SO2、O、Sによって置き換えられていてもよく、かつここで、1以上のH原子が、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し;
ただし、環Aがベンゼン環を表す場合に、基R1または基R2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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)から選択される。
-5~40、好ましくは5~30、より好ましくは5~30、特に好ましくは6~18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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい);
-上記の式(Ar1-1)の基;または
-基ArL
で表す。
-フェニル、ビフェニル、フルオレン、スピロビフルオレン、ナフタレン、フェナントレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、トリアジン、ベンゾピリジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジンもしくはキナゾリン、または2つもしくは3つのこれらの基の組み合わせ(これらのそれぞれは、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい);
-上記の式(Ar1-1)の基;または
-基ArL
を表す。
-フェニル、ビフェニル、フルオレン、スピロビフルオレン、ナフタレン、フェナントレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、または2つもしくは3つのこれらの基の組み合わせ(これらのそれぞれは、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい);
-上記の式(Ar1-1)の基;または
-基ArL
を表す。
-以下で示される式(Ar-1)~(Ar-9)のうちの1つの芳香族またはヘテロ芳香族環系;
-上記の式(Ar1-1)の基;または
-基ArL
を表す。
Xは、CR2もしくはNであるか;または、Xは、基-NAr1がXに結合される場合にCを表し;かつ
E3は、出現毎に同一であるかまたは異なり、-C(R0)2-、-O-、-S-または-N(R0)-から選択され;ここで、R0は、上記と同じ意味を有する。
好ましくは、E3は、-C(R0)2-を表す。
-H、D、F、N(Ar)2、Si(R)3;
-1~20、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、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、アルコキシ基(これらのそれぞれは、1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、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH2基が、RC=CR、OたはSによって置き換えられていてもよく、かつここで、1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);
-5~40、好ましくは5~20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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい);または
-上記に定義される基ArL(これは、1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、
かつ、ここで、2つの隣接する置換基R1およびR2、2つの隣接する置換基R3および/または2つの隣接する置換基R4が、単環状もしくは多環状の、脂肪族環系または芳香族環系(これは、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を形成していてもよい。
E4は、-B(R0-)、-C(R0)2-、-C(R0)2-C(R0)2-、-Si(R0)2-、-C(=O)-、-C(=NR0)-、-C=(C(R0))2-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO2-、-N(R0)-、-P(R0)-および-P((=O)R0)-から選択され、ここで、置換基R0は上記と同じ意味を有する。
(Ar2-1)、(Ar2-2)、(Ar2-3)、(Ar2-18)、(Ar2-19)、(Ar2-20)、(Ar2-21)、(Ar2-22)および(Ar2-25)。
(Ar3-1)、(Ar3-2)、(Ar3-23)、(Ar3-24)、(Ar3-25)および(Ar3-27)。
式(Ar2-2-1)中の破線の結合は、式(1)の構造および基Ar2またはAr3への結合を示し;
式(Ar3-2-1)中の破線の結合は、Ar2への結合を表し;
E4は、上記と同じ意味を有し;かつ、
式(Ar2-2-1)および(Ar3-2-1)の基は、任意の位置で、基R(これは、上記と同じ意味を有する)によって置換されていてもよい。
式(Ar2-2-1b)中の破線の結合は、式(1)の構造および基Ar2またはAr3への結合を示し;
式(Ar3-2-1b)中の破線の結合は、Ar2への結合を表し;
R0は、上記と同じ意味を有し;かつ、
式(Ar2-2-1b)および(Ar3-2-1b)の基は、任意の位置で、基R(これは、上記と同じ意味を有する)によって置換されていてもよい。
スキーム1
化合物Int1.1の合成
収率:34.2g(83.4mmol;88%)
OLED素子の製造は、適用される層厚および層順で、WO04/058911の記載によって行われる。以下の例V1、E1~E9は、さまざまなOLED素子のデータを示す。
構造化ITO(50nm、酸化インジウムスズ)を備えるガラス基板が、20nmのPEDOT:PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホネート)、Heraeus Precious Metals GmbH(ドイツ)からCLEVIOS(商標名)PVP AI 4083として購入され、水ベースの溶液からスピンコートされる)で被覆され、OLED素子が製造される基板が形成される。
-基板、
-ITO(50nm)、
-バッファー(20nm)、
-正孔輸送層(HTL)、
-任意の中間層(IL)、
-発光層(EML)
-所望により正孔ブロック層(HBL)、
-電子輸送層(ETL)、
-電子注入層(EIL)、
-カソード。
カソードは、100nm厚のアルミニウム層で形成される。積層順序の詳細は表Aに示される。OLEDの製造に使用される材料は、表Cに示される。
本発明の化合物は、青色蛍光OLED素子の発光層を形成する青色蛍光マトリックスに混合された発光体(ドーパント)として特に適している。代表的な例は、D1~D9である。最先端の比較化合物は、SdT1で示される(構造は表C参照)。本発明の化合物の青色蛍光OLED中での発光体(ドーパント)としての使用により、顕著に改善された素子データを示す(E1~E9)(素子データは表B参照)。
溶液ベースのOLEDの製造方法は、既に文献に何度も開示されている。例えば、WO2004/037887およびWO2010/097155。このプロセスは、以下に記載される状況に適合される(層厚の変化、材料)。
-基板、
-ITO(50nm)、
-バッファー(40nm)、
-発光層(EML)(40nm)、
-正孔ブロック層(HBL)(10nm)、
-電子輸送層(ETL)(30nm)、
-カソード(AI)(100nm)。
Claims (17)
- 式(1)の化合物。
(ここで、使用される記号および添え字には以下が適用される:
A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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR3によって置換されていてもよい)を表し;ここで、環Aは、式(1)に示されるように、Eを含んでなる5員環に2つの隣接する炭素原子を介して縮合されており;
Ar1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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい);
-式(Ar1-1)の基、
(ここで、破線は、式(1)で示される窒素原子への結合を示し、Aは、上記と同じ意味を有する);または
-基ArL;
ArLは、式(ArL-1)の基を表す
(ここで、式(ArL-1)中の破線の結合は、式(1)の構造への結合を示す)
を表し;
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CR3またはNを表し;
Eは、出現毎に同一であるかまたは異なり、-BR0-、-C(R0)2-、-C(R0)2-C(R0)2-、-C(R0)2-O-、-C(R0)2-S-、-R0C=CR0-、-R0C=N-、Si(R0)2、-Si(R0)2-Si(R0)2-、-C(=O)-、-C(=NR0)-、-C(=C(R0)2)-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO2-、-N(R0)-、-P(R0)-および-P((=O)R0)-から選択されるか;または、Eは、式(E-1)の基であり、
(ここで、式(E-1)中の記号*は、式(1)中の対応する基Eを示す);かつ
E0は、出現毎に同一であるかまたは異なり、単結合、-BR0-、-C(R0)2-、-C(R0)2-C(R0)2-、-C(R0)2-O-、-C(R0)2-S-、-R0C=CR0-、-R0C=N-、Si(R0)2、-Si(R0)2-Si(R0)2-、-C(=O)-、-C(=NR0)-、-C(=C(R0)2)-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO2-、-N(R0)-、-P(R0)-および-P((=O)R0)-からなる群から選択され;
E1、E2は、出現毎に同一であるかまたは異なり、単結合、-C(R0)2-、Si(R0)2、-O-および-S-からなる群から選択され;ただし、基E1およびE2を含んでなる環では、基E1およびE2のうちの1つが、単結合、-C(R0)2-またはSi(R0)2であり、かつもう1つの基が、OまたはSであり;
R0、R1、R2、R3、R4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)2、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)2、S(=O)Ar、S(=O)2Ar、NO2、Si(R)3、B(OR)2またはOSO2R;
-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(これらのそれぞれは、1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、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH2基が、RC=CR、C≡C、Si(R)2、Ge(R)2、Sn(R)2、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO2、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよく、かつここで、1以上のH原子がD、F、Cl、Br、I、CNまたはNO2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、芳香族またはヘテロ芳香族環系(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)、または5~40の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(これは、1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
-基ArL(これは、1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、
かつ、ここで、2つの隣接する置換基R0、2つの隣接する置換基R1およびR2、2つの隣接する置換基R3および/または2つの隣接する置換基R4が、単環状もしくは多環状の、脂肪族環系または芳香族環系(これは、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を形成していてもよく;
Ar2、Ar3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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)を表し;
mは、1~10から選択される整数であり;
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)2、C(=O)Ar、P(=O)(Ar)2、S(=O)Ar、S(=O)2Ar、NO2、Si(R’)3、B(OR’)2、OSO2R’、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(これらのそれぞれは、1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、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH2基は、R’C=CR’、C≡C、Si(R’)2、Ge(R’)2、Sn(R’)2、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R’)、SO、SO2、O、SまたはCONR’によって置き換えられていてもよく、かつここで、1以上のH原子が、D、F、Cl、Br、I、CNまたはNO2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、芳香族またはヘテロ芳香族環系(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR’によって置換されていてもよい)、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、単環状もしくは多環状の、脂肪族環系または芳香族環系(これは、1以上のラジカルR’によって置換されていてもよい)を形成していてもよく;
Arは、5~24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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR’によって置換されていてもよい)であり;
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(ここで、それぞれのケースにおいて、1以上の隣接しないCH2基が、SO、SO2、O、Sによって置き換えられていてもよく、かつここで、1以上のH原子が、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し;
ただし、環Aがベンゼン環を表す場合に、基R1または基R2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(これは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルRによって置換されていてもよい)から選択される) - 環Aが、フェニル、ナフチル、アントラセン、フェナントレン、フルオレン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフランまたはカルバゾール(これらは、それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR3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ことを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- Ar1が、
-フェニル、ビフェニル、フルオレン、スピロビフルオレン、ナフタレン、フェナントレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、トリアジン、ベンゾピリジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジンもしくはキナゾリン、または2つもしくは3つのこれらの基の組み合わせ(これらのそれぞれは、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい);
-上記の式(Ar1-1)の基;または
-基ArL
を表すことを特徴とする、請求項1または2のいずれか一項に記載の化合物。 - 同一の環中に存在する基R1およびR2の少なくとも1つが、請求項1に定義される式(ArL-1)の基ArLに対応することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の化合物。
- E1、E2が、出現毎に同一であるかまたは異なり、単結合、-O-および-S-からなる群から選択され;ただし、基E1およびE2を含んでなる環中で、E1およびE2のうちの1つが単結合であり、かつもう1つの基がOまたはSであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の化合物。
- E1およびE2を含んでなる環中で、E1がOであり、かつE2が単結合であるか、またはE1が単結合であり、かつE2がOであることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の化合物。
- Eが-C(R0)2-であることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の化合物。
- 式(ArL-1)中の基Ar2が、式(Ar2-1)~(Ar2-25)の基から選択されることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の化合物。
(ここで、破線は、式(1)の構造および基Ar2またはAr3への結合を示し、かつ式(Ar2-1)~(Ar2-25)の基は、任意の位置で、基R(これは、請求項1と同じ意味を有する)によって置換されていてもよく、かつここで、
E4は、-B(R0-)、-C(R0)2-、-C(R0)2-C(R0)2-、-Si(R0)2-、-C(=O)-、-C(=NR0)-、-C=(C(R0))2-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO2-、-N(R0)-、-P(R0)-および-P((=O)R0)-から選択され、ここで、置換基R0は、請求項1と同じ意味を有する) - 請求項1~14のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物および少なくとも1つの溶媒を含んでなる配合物。
- 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、色素増感有機太陽電池、有機光学検査器、有機光受容器、有機電場消光素子、発光電子化学電池、有機レーザーダイオード、および有機プラズマ発光素子からなる群から選択される、請求項1~14のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物を含んでなる電子素子。
- 請求項1~14のいずれか一項に記載の化合物が、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、採用され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16に記載の電子素子。
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