(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
請求項1〜19何れか1項記載の少なくとも一つの化合物と、蛍光エミッター、燐光エミッター、ホスト材料、マトリックス材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔伝導材料、正孔注入材料、電子ブロック材料および正孔ブロック材料より成る群から選ばれる少なくとも一つのさらなる化合物を含む組成物。
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)、有機エレクトロルミッセンス素子、有機太陽電池(O-SC)、有機光学検査素子、有機光受容体から選ばれる、請求項24記載の電子素子。
有機エレクトロルミッセンス素子が、有機発光トランジスタ(OLET)、有機電場消光素子(OFQD)、有機発光電子化学電池(OLEC、LEEC、LEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)および有機発光ダイオード(OLED)より成る群から選ばれる、請求項25記載の電子素子。
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子伝導および正孔伝導基の特定の配列を有する環状化合物、その電子素子での使用とその製造法と電子素子に関する。
【0002】
有機半導体が機能性材料として使用される有機エレクトロルミネセンス素子(たとえば、OLED−有機発光ダイオードまたはOLEC−有機発光電子化学電池)の構造は、たとえば、US 4539507、US 5151629、EP0676461およびWO98/27136に記載されている。ここで使用される発光材料は、蛍光発光ではなく燐光発光を示す有機金属錯体とますますなっている(M. A. Baldo et al., Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4-6)。量子力学的理由により、4倍までのエネルギー効率とパワー効率が、燐光発光エミッターとして有機金属化合物を使用して可能である。一般的に、一重項発光を示すOLEDの場合と三重項発光を示すOLEDの場合の両方において、特に、効率、駆動電圧および寿命に関して、改善に対する必要性が未だ存在する。これは、特に、より短い波長範囲で、すなわち、緑色および特に、青色で発光するOLEDに、特にあてはまる。
【0003】
有機エレクトロルミッセンス素子の特性は、使用されるエミッターによってのみ決定されるのではない。ここで、特に、ホストおよびマトリックス材料、正孔ブロック材料、電子輸送材料、正孔輸送材料および電子もしくは励起子ブロック材等の使用されるその他の材料が、また、特に重要である。これら材料における改善は、また、エレクトロルミッセンス素子に顕著な改善をもたらし得る。
【0004】
先行技術によれば、ケトン(たとえば、2004/093207もしくはWO 2010/006680による)もしくはホスフィンオキシド(たとえば、WO 2005/003253による)が燐光エミッターのために使用されるマトリックス材料に含まれる。先行技術によるさらなるマトリックス材料は、トリアジンである(たとえば、WO 2008/056746、EP 0906947、EP 0908787、EP 0906948)。
【0005】
先行技術によれば、蛍光OLEDのために、特に、縮合芳香族、特に、アントラセン誘導体、特に、たとえば、9,10-ビス(2-ナフチル)アントラセン(US 5935721)が、青色発光エレクトロルミッセンス素子のためのホスト材料として使用される。WO 03/095445およびCN 1362464は、OLEDでの使用のための9,10-ビス(1-ナフチル)アントラセン誘導体を開示する。さらなるアントラセン誘導体は、WO 01/076323に、WO 01/021729に、WO 2004/013073に、WO 2004/018588に、WO 2003/087023に、もしくはWO 2004/018587に開示されている。アリール置換ピレンおよびクリセン系ホスト材料は、WO 2004/016575に開示されている。ベンズアントラセン誘導体系ホスト材料は、WO 2008/145239に開示されている。入手可能な改善されたホスト材料を有することが高付加価値用途に望ましい。
【0006】
先行技術は、たとえば、WO 2005/039246、US 2005/0069729、JP 2004/288381、EP 1205527もしくはWO 2008/086851において知られる電子素子での一以上のカルバゾール基を含む化合物の使用を開示している。
【0007】
先行技術は、さらに、たとえば、WO 2010/136109およびWO 2011/000455において知られる電子素子での一以上のインデノカルバゾール基を含む化合物の使用を開示している。
【0008】
先行技術は、さらに、たとえば、WO 2010/015306、WO 2007/063754およびWO 2008/056746において知られる電子素子での一以上の電子不足複素環式芳香族6員環を含む化合物の使用を開示している。
【0009】
WO 2009/069442は、電子不足複素環式芳香族(たとえば、ピリジン、ピリミジンもしくはトリアジン)による高レベルの置換を有するカルバゾール、ジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェン等の3環系を開示する。3環系は、正孔伝導基、すなわち、電子リッチ基により置換されていない。
【0010】
JP 2009-21336は、マトリックス材料として、置換カルバゾールを開示し、ここで、カルバゾールは、電子伝導基と正孔伝導基により置換されている。しかしながら、化合物は、対面置換を全く有していない。
【0011】
WO 2011/057706は、マトリックス材料として、置換カルバゾールを開示し、ここで、カルバゾールは、電子伝導基と正孔伝導基により置換されている。しかしながら、開示されたカルバゾールの大部分は、対面置換を全く有していない。しかし、開示された個々の対面置換においては、正孔もしくは電子伝導基は、3環系に直接結合する。
【0012】
しかしながら、これらの材料の場合に、他の材料と同様に、特に、素子の効率と寿命に関して、改善の必要性が未だ存在する。
【0013】
したがって、本発明の目的は、蛍光もしくは、特に、燐光OLEDでの、たとえば、ホスト材料および/またはマトリックス材料として、正孔輸送/電子ブロック材料もしくは励起子ブロック材料として、または電子輸送もしくは正孔ブロック材料としての使用に適し、OLEDで使用されると良好な素子特性をもたらす化合物を提供することと、対応する電子素子を提供することである。
【0014】
驚くべきことに、以下に詳細に説明される特定の化合物が、これらの目的を達成し、特に、寿命、効率と駆動電圧に関する有機エレクトロルミネッセンス素子の良好な特性をもたらすことが見出された。したがって、このような化合物と対応する好ましい化合物とを含む電子素子、特に、有機エレクトロルミッセンス素子が、本発明により提供される。驚くべき効果が、以下に挙げられた式の化合物において、電子伝導基と正孔伝導基の特定の配列(「対面」すなわち、基の相互に反対の配列)により達成される。理論に束縛されるものではないが、そこに分子のある種の短距離秩序が存在する、比較的良好に画定された(高度に秩序ある)分子の平行整列(対面配列)の理由により、迅速な電荷輸送が可能となる。基間の短距離に基づく分子間相互作用、たとえば、直接的π-π相互作用が、迅速な電荷輸送の原因の一つであり得る。
【0015】
本発明の化合物は、また、高いガラス転移温度(T
g)を有し、電子素子製造時の化合物の処理の点で有利である。化合物の高いガラス転移温度は、また、薄い無定形の有機層での化合物の使用をも許容する。
【0016】
さらに、本発明の化合物は、励起状態での電価キャリアーの安定化を可能とし、燐光素子の重要な前提である、十分に高い三重項エネルギーを有する。さらに、本発明の化合物は、先行技術からの化合物と比べて、OLEDでの改善された特性を有する。
【0017】
したがって、本発明は、一般式(1)の化合物を提供し、
【0018】
【化1】
【0019】
式中、使用される記号と添え字は、以下のとおりである;
AおよびA'は、同一であるか異なり、互いに独立であってよい1以上のR
1基により置換されてよい5もしくは6個の環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造であり;
G
1、G
2は、出現毎に同一であるか異なり、電子不足複素環式芳香族基の群から選ばれる有機電子輸送基(ETG)であり、ETGは、好ましくは、5〜60個の芳香族環原子を有するヘテロアリール基であり、N含有ヘテロアリール基が、非常に好ましいヘテロアリール基であり、もっとも好ましいETGは、トリアジン、ピリミジン、ピラジンおよびピリジンの基から選ばれるか;
または、正孔を伝導する電子リッチ有機基(LTG)であり、LTGは、好ましくは、アリールアミン、トリアリールアミン、架橋アミンの基から選ばれ、好ましい架橋アミンは、ジヒドロアクリジン、ジヒドロフェナジン、フェノキサジンとフェノチアジン、カルバゾール、架橋カルバゾール、ビスカルバゾール、インデノカルバゾールとインドロカルバゾールであり;
ここで、G
1およびG
2基の少なくとも一つは、電子輸送基(ETG)であらねばならず、ここで、G
1およびG
2基は、1以上の独立したR
1基により置換されてよく;
Ar
1は、G
1が電子輸送基である場合は、5〜60個の環原子を有する2価の芳香族または複素環式芳香族、好ましくは、芳香族の、環もしくは環構造であり、ここで、環もしくは環構造は、AおよびA'環を含む環構造とも、ETGともブリッジせず、Ar
1が、ピリジレン、ピリミジレン、フェニレン、ビフェニレンもしくはフルオレン、スピロ、テルフェニレン、チオフェンもしくはフラン基であることが好ましく、好ましくは、特に、フェニレン、ビフェニレンもしくはテルフェニレン基であり、非常に特に、フェニレン基であり;
または、G
1が正孔輸送基である場合は、5〜60個の環原子を有する芳香族環もしくは環構造であり、ここで、環もしくは環構造は、AおよびA'環を含む環構造とも、LTGともブリッジせず、Ar
1がフェニレン、ビフェニレンもしくはテルフェニレン基であることが好ましく、特に好ましくは、フェニレン基であり;
Ar
2は、G
2が電子輸送基である場合は、5〜60個の環原子を有する2価の芳香族または複素環式芳香族環もしくは環構造であり、ここで、環もしくは環構造は、AおよびA'環を含む環構造とも、ETGともブリッジせず、Ar
2が、ピリジレン、ピリミジレン、フェニレン、ビフェニレンもしくはフルオレン、スピロ、テルフェニレン、チオフェンもしくはフラン基であることが好ましく、好ましくは、特に、フェニレン、ビフェニレンもしくはテルフェニレン基であり、非常に特には、フェニレン基であり;
または、G
2が正孔輸送基である場合は、5〜60個の環原子を有する芳香族環もしくは環構造であり、ここで、環もしくは環構造は、AおよびA'環を含む環構造とも、LTGともブリッジせず、Ar
2がフェニレン、ビフェニレンもしくはテルフェニレン基であることが好ましく、特に好ましくは、フェニレン基であり;
Vは、単結合、C=O、C(R
1)
2、NAr
3、O、S、Si(R
1)
2、BR
1、PR
1、P(=O)R
1、SOもしくはSO
2であり、単結合の場合には、AおよびA'環の炭素原子は、単結合により互いに直接結合し、好ましくは、単結合、C(R
1)
2、NAr
3、OおよびSであり、特に好ましくは、単結合、C(R
1)
2、OおよびSであり、非常に特に好ましくは、OおよびSであり、特別に好ましくは、Oであり;
Wは、単結合、C=O、C(R
1)
2、NR
1、O、S、Si(R
1)
2、BR
1、PR
1、P(=O)R
1、SOもしくはSO
2であり、単結合の場合には、AおよびA'環の炭素原子は、単結合により互いに直接結合し、好ましくは、単結合、C(R
1)
2、NR
1、OおよびSであり、特に好ましくは、単結合、C(R
1)
2、OおよびSであり、非常に特に好ましくは、OおよびSであり、特別に好ましくは、Oであり;
Wが単結合でない場合には、Vは単結合であり、Vが単結合でない場合には、Wは単結合であることが、さらに好ましく;
WがOもしくはSである場合には、Vは単結合であり、VがOもしくはSである場合にはWは単結合であることが、さらに非常に好ましく;
WがOである場合には、Vは単結合であり、VがOである場合にはWは単結合であることが、さらに非常に特に好ましく;
mは、0もしくは1の何れかであり;
nは、0もしくは1の何れかであり;
ここで、m=nであり;
pは、0もしくは1の何れかであり;
qは、0もしくは1の何れかであり、ここで、p+qは、1もしくは2の何れかであり;
Ar
3は、1以上のR
3基により置換されてよい1以上のR
2基によりそれぞれ置換されてよい5〜30個の環原子を有する芳香族または複素環式芳香族環もしくは環構造であり、ここで、2以上のR
2基は一緒に環を形成してよく;
R
1は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R
2)
2、CN、NO
2、Si(R
2)
3、B(OR
2)
2、C(=O)R
2、P(=O)(R
2)
2、S(=O)R
2、S(=O)
2R
2、OSO
2R
2、1〜40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コキシ基、2〜40個の炭素原子を有する直鎖アルケニルもしくはアルキニル基、3〜40個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルアルコキシもしくはチオアルコキシ基(夫々、1以上のR
2基により置換されてよく、1以上の隣接しないCH
2基は、R
2C=CR
2、C≡C、Si(R
2)
2、Ge(R
2)
2、Sn(R
2)
2、C=O、C=S、C=Se、C=NR
2、P(=O)(R
2)、SO、SO
2、NR
2、O、SもしくはCONR
2で置き代えられてよく、ここで、1以上の水素原子は、D、F、Cl、Br、I、CNもしくはNO
2で置き代えられてよい。)、各場合に、1以上のR
2基により置換されてよい5〜60個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造、1以上のR
2基により置換されてよい5〜60個の芳香族環原子を有するアリールオキシ、アリールアルコキシもしくはヘテロアリールオキシ基、1以上のR
2基により置換されてよい10〜40個の芳香族環原子を有するジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基もしくはアリールヘテロアリールアミノ基または2個以上のこれらの基の組み合わせ、または架橋可能Q基であり;
R
2は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R
3)
2、CN、NO
2、Si(R
3)
3、B(OR
3)
2、C(=O)R
3、P(=O)(R
3)
2、S(=O)R
3、S(=O)
2R
3、OSO
2R
3、1〜40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コキシ基、2〜40個の炭素原子を有する直鎖アルケニルもしくはアルキニル基、3〜40個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルアルコキシもしくはチオアルコキシ基(夫々、1以上のR
3基により置換されてよく、1以上の隣接しないCH
2基は、R
3C=CR
3、C≡C、Si(R
3)
2、Ge(R
3)
2、Sn(R
3)
2、C=O、C=S、C=Se、C=NR
3、P(=O)(R
3)、SO、SO
2、NR
3、O、SもしくはCONR
3で置き代えられてよく、ここで、1以上の水素原子は、D、F、Cl、Br、I、CNもしくはNO
2で置き代えられてよい。)、各場合に、1以上のR
3基により置換されてよい5〜60個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造、1以上のR
3基により置換されてよい5〜60個の芳香族環原子を有するアリールオキシ、アリールアルコキシもしくはヘテロアリールオキシ基、1以上のR
3基により置換されてよい10〜40個の芳香族環原子を有するジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基もしくはアリールヘテロアリールアミノ基または2個以上のこれらの基の組み合わせであり;同時に、2個以上の隣接するR
2基は、一緒に、単環式あるいは多環式の脂肪族もしくは芳香族環構造を形成してよく;
R
3は、出現毎に同一であるか異なり、H、D、F、1〜20個の炭素原子を有する脂肪族、芳香族および/または複素環式芳香族ヒドロカルビル基であって、ここで、1以上の水素原子は、Fで置き代えられてよく、同時に、2個以上のR
3置換基は、一緒に単環式あるいは多環式の脂肪族もしくは芳香族環構造を形成してもよく;
ただし、A環中の1個を超えないR
1置換基とA'環中の1個を超えないR
1置換基は、5〜30個の環原子を含む芳香族もしくは複素環式芳香族基を含む。
【0020】
したがって、たとえば、一般式(1)の化合物に対して、m=n=1で、V=W=単結合の場合には、一般式は、以下のとおりである。
【0021】
【化2】
【0022】
さらに、たとえば、一般式(1)の化合物に対して、m=n=1で、V=N-Ar
3でW=単結合の場合には、一般式は、以下のとおりである。
【0023】
【化3】
【0024】
さらに、たとえば、一般式(1)の化合物に対して、m=n=0の場合には、一般式は、以下のとおりである。
【0025】
【化4】
【0026】
本発明の好ましい1態様では、G
1およびG
2基は、1種類の電荷輸送基のみを含む。これは、たとえば、G
1がETGならば、G
1は正孔伝導性である如何なる基も含むことができないことを意味する。
【0027】
トリアジンがETGとして使用されるならば、さらに好ましい1態様では、トリアジンは置換形態であり、ETG中のトリアジンの何れもが、トリアジンに直接結合する水素原子を有さないことを意味する。トリアジンが、トリアジンに直接結合する水素原子を未だ有するならば、これは、トリアジンに直接結合する水素原子を全く有さないトリアジンと比べて、電子、特に、エレクトロルミッセンス素子のより劣る性能データをもたらす。
【0028】
好ましい1態様では、化合物は、一般式(2)の化合物から選ばれ、
【0029】
【化5】
【0030】
式中、追加的に使用される記号は、以下のとおりである:
Xは、出現毎に同一であるか異なり、NまたはCR
1であり;
Qは、出現毎に同一であるか異なり、X=X、S、OまたはNR
1、好ましくは、X=X、SおよびO、非常に好ましくは、X=XおよびS、最も好ましくは、X=Xである。
【0031】
したがって、非常に好ましい化合物は、一般式(3)〜(11)であり、
【0032】
【化6-1】
【0033】
【化6-2】
【0034】
【化6-3】
【0035】
非常に特に好ましくは、一般式(3)〜(8)の化合物であり、特別に好ましくは、一般式(4)の化合物である。
【0036】
式(1)〜(11)中のXが、CR
1であること、さらに非常に特に好ましい。
【0037】
好ましい1態様では、本発明は、式(4)の化合物に関し、好ましくは、Xが、CR
1であり、m=1である式(4)の化合物であり、非常に好ましくは、Xが、CR
1であり、n=1で、VがOである式(4)の化合物であり、ここで、上記定義と好ましい態様は、その他の記号と添え字に適用される。
【0038】
さらに好ましい1態様では、本発明は、Xが、CR
1であり、m=1で、VがN-Ar
3である式(4)の化合物であり、ここで、上記定義と好ましい態様は、その他の記号と添え字に適用される。
【0039】
さらに好ましい1態様では、本発明は、一般式(12)の化合物に関し、
【0040】
【化7】
【0041】
式中、Vは、OもしくはSであり、ここで、挙げられた定義と好ましい態様が、使用される記号と添え字に適用される。式(12)の化合物中のVがOであることが、非常に好ましい。
【0042】
さらに好ましい1態様では、本発明は、一般式(13)の化合物に関し、
【0043】
【化8】
【0044】
式中、Vは、OまたはSであり、ここで、挙げられた定義と好ましい態様が、使用される記号と添え字に適用され、ここで、芳香族環AおよびA'は、各々1個を超えないR
1置換基を有し、すなわち、sは、0または1であり、tは、0または1であり、ここで、s+tは、0、1または2であってよい。式(13)の化合物中のVがOであることが、非常に好ましい。
【0045】
非常に好ましい1態様では、本発明は、一般式(14)の化合物に関し、
【0046】
【化9】
【0047】
式中、挙げられた定義と好ましい態様が、使用される記号と添え字に適用され、ここで、芳香族環AおよびA'は、各々1個を超えないR
1置換基を有する。
【0048】
非常に好ましい1態様では、本発明は、一般式(15)の化合物に関し、
【0049】
【化10】
【0050】
式中、挙げられた定義と好ましい態様が、使用される記号と添え字に適用され、ここで、芳香族環は、各々1個を超えないR
1置換基を有する。
【0051】
さらに非常に好ましい1態様では、本発明は、一般式(16)の化合物に関し、
【0052】
【化11】
【0053】
式中、挙げられた定義と好ましい態様が、使用される記号と添え字に適用され、ここで、芳香族環は、各々1個を超えないR
1置換基を有する。
【0054】
式(12)〜(16)の化合物中の環AおよびA'中のR
1は、Hであると、さらに特に好ましい。
【0055】
好ましい1態様では、式(12)〜(16)中の2個の添え字pとqの合計は、1である。
【0056】
別の好ましい1態様では、式(12)〜(16)中の2個の添え字pとqの合計は、2である。
【0057】
二個以上の基が、一緒に環を形成してもよいという表現は、本出願の文脈では、特に、二個の基が化学結合により互いに結合することを意味すると理解されるべきである。これは、以下のスキームにより図解される。
【0058】
【化12】
【0059】
しかしながら、さらに、上記言及した表現は、二個の基の一つが水素である場合には、第二の基は、水素原子が結合した位置で結合して環を形成することを意味すると理解されるべきである。これは、以下のスキームにより図解される。
【0060】
【化13】
【0061】
縮合アリール基は、互いに縮合した2個以上の芳香族環を含むアリール基を意味すると理解され、それらは、一以上の芳香族端部を共有することを意味する。対応する定義が、ヘテロアリール基にあてはまる。縮合アリール基の例は、その環原子の数にかかわらず、ナフチル、アントラセニル、ピレニル、フェナントレニルおよびペリレニルである。縮合ヘテロアリール基の例は、キノリニル、インドリル、カルバゾリルおよびアクリジニルである。
【0062】
本発明の文脈での化学基の一般的定義は以下のとおりである。
【0063】
アリール基は、本発明の文脈では、6〜60個の芳香族環原子を含有し、ヘテロアリール基は、本発明の文脈では、5〜60個の芳香族環原子を含み、その中の少なくとも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。これが基本的な定義である。他の選好が、たとえば、芳香族環原子もしくはヘテロ原子の数に関して説明で述べられる場合には、これが、適用可能である。
【0064】
アリール基またはヘテロアリール基は、簡単な芳香族環、すなわち、ベンゼン、または簡単な複素環式芳香族環、たとえば、ピリジン、ピリミジン、チオフェン等、または縮合(縮合環化)芳香族もしくは複素環式芳香族多環、たとえば、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等のいずれかの意味であると理解される。縮合(縮合環化)芳香族もしくは複素環式芳香族多環は、本発明の文脈では、互いに縮合した2個以上の簡単な芳香族もしくは複素環式芳香族環から成る。
【0065】
本発明の文脈で、電子不足ヘテロアリール基は、少なくとも2つのヘテロ原子を含む5員ヘテロアリール基、たとえば、イミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール等、または少なくとも1つのヘテロ原子を含む6員ヘテロアリール基、たとえば、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等と定義される。さらなる6員アリールもしくは6員ヘテロアリール基がこれらの基に縮合することも可能であり、たとえば、ベンズイミダゾール、キノリンもしくはフェナントロリンがその場合である。
【0066】
アリールもしくはヘテロアリール基は、各々上記言及した基により置換されていてもよく、任意の所望の位置を介して、芳香族または複素環式芳香族構造に連結していてもよいが、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、ベンズフェナントレン、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、フェナンスロイミダゾール、ピリドイミダゾール、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、ベンズオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナンスロオキサゾール、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、フェナンスロリン、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と理解される。
【0067】
本発明で定義されるアリールオキシ基は、酸素原子を介して結合する上記定義のとおりのアリール基を意味すると理解される。同様の定義が、ヘテロアリールオキシ基にあてはまる。
【0068】
芳香族環構造は、本発明の文脈では、環構造中に6〜60個の炭素原子を含有する。複素環式芳香族環構造は、本発明の文脈では、5〜60個の芳香族環原子を含み、その中の少なくとも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。芳香族または複素環式芳香族環構造は、本発明の文脈では、必ずしもアリールまたはヘテロアリール基だけを含有するとは限らない構造であって2以上のアリールまたはヘテロアリール基が、非芳香族単位(好ましくは、H以外の原子は10%未満)、たとえば、sp
3混成の炭素、シリコン、窒素もしくは酸素、sp
2混成の炭素もしくは、窒素またはsp混成の炭素原子などによって連結されていてもよい構造を意味すると理解される。たとえば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、スチルベン等の構造は、2つ以上のアリール基が、たとえば、直鎖あるいは環状アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基により、もしくはシリル基により連結される構造であるから、同様に、本発明の文脈での芳香族環構造とみなされるべきである。さらに、たとえば、ビフェニル、テルフェニルもしくはジフェニルトリアジン等の二個以上のアリールもしくはヘテロアリール基が、単結合を介して互いに結合する構造も、本発明の文脈での芳香族もしくは複素環式芳香族環構造とみなされるべきである。
【0069】
5〜60個の芳香族環原子を有する芳香族または複素環式芳香族環構造は、各場合に、上記した基により置換されていてもよく、任意の所望の位置で、芳香族または複素環式芳香族構造に連結していてもよいが、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、ベンズフェナントレン、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、テルフェニル、テルフェニレン、クアテルフェニル、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、cis-またはtrans-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、フェナンスロイミダゾール、ピリドイミダゾール、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、フェナンスロオキサゾール、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、フェナンスロリン、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またはこれら構造の組み合わせから得られる基を意味すると理解される。
【0070】
本発明の文脈では、1〜40個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または3〜40個の炭素原子を有する分岐あるいは環状アルキル基または2〜40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は、ここで、加えて、個々の水素原子もしくはCH
2基は、基の定義の元で上記言及した基により置換されていてよく、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、ヘプチニルまたはオクチニルを意味すると理解される。1〜40個の炭素原子を有するアルコキシもしく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、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、s-ペンチルチオ、n-ヘキシルチオ、シクロヘキシルチオ、n-ヘプチチオル、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、ブテニルチオル、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と理解される。
【0071】
G
1もしくはG
2基が、電子輸送基(ETG)であるならば、基は、好ましくは、1以上のR
1基により置換されてよい電子不足複素環式芳香族基である。さらにより好ましくは、少なくとも1つが窒素原子である6個の芳香族環原子を有する複素環式芳香族基または、少なくとも2つが窒素原子である5個の芳香族環原子を有する複素環式芳香族基であり、好ましくは、それらの少なくとも一つは、R
1により置換されてよい窒素原子であり、ここで、さらなるアリールもしくはヘテロアリール基が、これらの基の各々に縮合してもよい。
【0072】
好ましい電子不足複素環式芳香族基は、以下の基から選ばれ、
【0073】
【化14】
【0074】
式中、破線の結合は付属する位置の印であり、R
1は上記定義されるとおりであり、および
Q'は、出現毎に同一であるか異なり、CR
1またはNであり;
Q"は、NR
1、OまたはSであり;
ここで、少なくとも一つのQ'は、Nであり、および/または少なくとも一つのQ"は、NR
1である。
【0075】
電子不足複素環式芳香族基の好ましい例は、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、1,2,4-トリアジン、1,3,5-トリアジン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、ピラゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、チアゾール、ベンゾチアゾール、オキサゾールもしくはベンズオキサゾールであり、それぞれ、R
1で置換されてよい。さらにより好ましくは、電子輸送基は、一以上のR
1の基で置換されたピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジンおよび1,3,5-トリアジンである。
【0076】
非常に好ましい電子不足複素環式芳香族基は、以下の基から選ばれる。
【0077】
【化15】
【0078】
ETG中のR
1置換基は、好ましくは、Hおよび各々一以上のR
2基で置換されてよい5〜60個の芳香族環原子を有する芳香族もしくは複素環式芳香族環構造より成る基から選ばれる。
【0079】
R
1基を有する非常に特に好ましいETGの例は、一以上の独立したR
2基で置換されてよい以下の基であり、ここで、破線の結合は、Ar
1とAr
2基への結合位置を示す。
【0080】
【化16-1】
【0081】
【化16-2】
【0082】
【化16-3】
【0083】
電子輸送基は、好ましくは、−1.3eV未満の、非常に好ましくは、−2.5eV未満の、最も好ましくは、−2.7eV未満の、LUMO(最低非占分子軌道)エネルギーを有する。
【0084】
材料のHOMO(最高占有分子軌道)とLUMO(最低非占分子軌道)エネルギー準位と最低三重項状態のエネルギーS
1と最低励起一重項状態のエネルギーS
1とを量子化学計算によって決定することができる。この目的のために、「ガウシアン09W」ソフトウェア(Gaussian Inc.)を使用する。有機物質を計算するために、「基底状態/準実験的/デフォルトスピン/AM1/電荷0/一重項スピン」法を使用して、最初に幾何学的な最適化を実施する。続いて幾何学的な最適化を基準にしてエネルギー計算を実施する。これは、「6−31G(d)」ベースセットと共に「TD−SCF/DFT/デフォルトスピン/B3PW91」法を使用してなされる(電荷0/一重項スピン)。HOMOエネルギー準位HEhもしくはLUMOエネルギー準位LEhは、ハートリー単位でエネルギー計算により得られる。これは、以下のとおりに、サイクリックボルタンメトリ測定を参照して較正される電子ボルトにおけるLUMOの値を決定するために使用される:
HOMO(eV)=((HEh*27.212)−0.9899)/1.1206
LUMO(eV)=((LEh*27.212)−2.0041)/1.385
これらの値は、本願の文脈で、材料のHOMOおよびLUMOエネルギー準位としてみなすべきである。
【0085】
最低三重項準位T
1を、上記量子化学計算から明らかな、最低エネルギーを有する三重項状態のエネルギーとして定義する。
【0086】
最低励起一重項準位S
1を、上記量子化学計算から明らかな、最低エネルギーを有する励起一重項状態のエネルギーとして定義する。
【0087】
さらに好ましくは、電子輸送基は、電子移動度μが、10
−6cm
2/(Vs)、非常に好ましくは、10
−5cm
2/(Vs)、よりおよび最も好ましくは、10
−4cm
2/(Vs)以上であることを特徴とする。
【0088】
式(1)の化合物において、LUMOは、好ましくは、電子輸送基に局在化される。LUMOは、電子輸送基上で80%以上局在化されると非常に好ましく、さらにより好ましくは、LUMOは、LTG(たとえば、アミンもしくはカルバゾール基)上で全く局在化されない。本発明の化合物のHOMOとLUMOが、全く重複しないことが、特に、好ましい。当業者は、軌道の重複を測定することに全く困難性を有さない。この目的のために、ここで特定された計算法が使用され、90%の確率密度を有する軌道が仮定される。重複は、重複全体を測定することにより計算することができる。
【0089】
正孔輸送基は、使用されるアノードの電子仕事関数(Φ
anode)プラス+1.5eV以下の範囲のHOMOエネルギー(HOMO
LTG)を、好ましくは有する。
【0090】
HOMO
LTG≦(Φ
anode+1.5eV)
使用されるアノードが、−5eV以下の電子仕事関数を有すると、正孔輸送基のHOMOエネルギーは、−3.5eV未満(すなわち、−3.5eVより負である。)である。正孔輸送基が、アノードの電子仕事関数以下の、最も好ましくは、未満のHOMOエネルギーを有することが、非常に好ましい。
【0091】
さらに好ましくは、正孔輸送基は、正孔移動度μ
+が、10
−6cm
2/(Vs)以上、非常に好ましくは、10
−5cm
2/(Vs)以上、より最も好ましくは、10
−4cm
2/(Vs)以上であることを特徴とする。
【0092】
式(1)の化合物において、HOMOは、正孔輸送基上で著しく局在化される。ここで、「著しく」とは、HOMOは、正孔輸送基上で80%以上の範囲まで局在化されるか、または電子不足電子輸送基上で局在化されないことを意味する。
【0093】
好ましくは、LTGは、以下の一般式の基であり、ここで、破線の結合により示される位置は、Ar
1とAr
2基への結合位置であり、ここで、基は、出現毎に同一であるか異なってよい一以上のR
1基により置換されてよく、
【0094】
【化17】
【0095】
式中、
Ar
4は、出現毎に同一であるか異なり、1以上のR
1基により置換されてよい6〜13個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基から選ばれ;
Ar
5は、出現毎に同一であるか異なり、1以上のR
1基により置換されてよい6〜13個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基から選ばれ;
X
2は、出現毎に同一であるか異なり、C(R
2)
2、Si(R
2)
3、C=O、O、S、S=O、SO
2およびNR
2から選ばれ;
Yは、単結合であり;
nは、出現毎に同一であるか異なり、0、1、2、3もしくは4であり;
iは、出現毎に同一であるか異なり、0もしくは1であり;
kは、出現毎に同一であるか異なり、0もしくは1であり、ここで、環毎の少なくとも一つの添え字kは、1であらねばならず;
その他について、上記定義があてはまる。
【0096】
式(L−1)の特に好ましい基は、以下の式(L−5)〜(L−10)の基であり:
【0097】
【化18-1】
【0098】
【化18-2】
【0099】
式中、出現する記号は、上記特定したとおりに定義される。本出願で特定した基の好ましい態様は、同様に好ましいと見なされる。
【0100】
式(L−2)の特に好ましい基は、以下の式(L−11)〜(L−12)の基であり:
【0101】
【化19】
【0102】
式中、出現する記号は、上記特定したとおりに定義される。本出願で特定した基の好ましい態様は、同様に好ましいと見なされる。
【0103】
式(L−11)〜(L−12)において、Ar
4は、同一であるか異なり、フェニル、ナフチル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、ピラジニルおよびトリアジニルから選ばれ、それぞれ1以上のR
2基により置換されてよい。X基が、出現毎に同一であるか異なり、C(R
2)
2、C=O、O、SおよびNR
2から選ばれることがさらに好ましい。
【0104】
式(L−11)が、特に好ましい。
【0105】
式(L−3)の特に好ましい基は、以下の式であり:
【0106】
【化20】
【0107】
式中、出現する記号は、上記特定したとおりに定義される。本出願で特定した基の好ましい態様は、同様に好ましいと見なされる。
【0108】
式(L−13)〜(L−16)において、Ar
4とAr
5は、同一であるか異なり、フェニル、ナフチル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、ピラジニルおよびトリアジニルから選ばれ、それぞれ1以上のR
2基により置換されてよい。
【0109】
式(L−4)の特に好ましい基は、以下の式であり:
【0110】
【化21】
【0111】
式中、Ar
4は、同一であるか異なり、フェニル、ナフチル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、ピラジニルおよびトリアジニルから選ばれ、それぞれ1以上のR
2基により置換されてよい。
【0112】
式(L−5)〜(L−10)において、Ar
4とAr
5は、出現毎に同一であるか異なり、フェニル、ナフチル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、ピラジニルおよびトリアジニルから選ばれ、それぞれ1以上のR
2基により置換されてよいことが、特に好ましい。X
2基は、出現毎に同一であるか異なり、C(R
2)
2、C=O、O、SおよびNR
2から選ばれることが、さらに好ましい。
【0113】
特に、好ましいのは、式(L−5)と(L−6)である。
【0114】
R
1基を有する非常に特に好ましいLTGの例は、1以上の独立したR
2基により置換されてよい以下の基であり、ここで、点線は、Ar
4とAr
5基への結合位置を示す。
【0115】
【化22-1】
【0116】
【化22-2】
【0117】
【化22-3】
【0118】
【化22-4】
【0119】
【化22-5】
【0120】
【化22-6】
【0121】
本発明の化合物は、スキーム1と2により調製され得る。
【0122】
対応するモノボロン酸をスズキカップリングと引き続くシリル化により調製することができる(スキーム1)。さらなる選択肢は、ブッフバルトカップリングと引き続くシリル化から進めて、対応するモノボロン酸を調製することである(スキーム2)。スズキカップリングを介するこれらのモノボロン酸と適当な臭素化アリールと塩素化アリールとの反応は、目標化合物をもたらす。
【0123】
【化23】
【0124】
式中、上記特定した定義とその好ましい態様とが、使用される記号と添え字に適用される。
【0125】
【化24】
【0126】
式中、G
3-N
P/S-H基は、G
2基であり、ここで、G
2基は、1級アミンもしくは2級アミンを含み、LTGである。この場合に、G
1基は、ETGである。さらに、pは1である。上記特定した定義とその好ましい態様とが、使用される記号と添え字に適用される。スズキおよびブッフバルト反応は、当業者に周知であり、当業者は、当分野の技術常識を考慮して、クレームされた範囲の化合物を調製するために、本発明の化合物に対して反応とその公知の変形を適用することに何の困難性も有さない。さらに、スズキ反応およびブッフバルト反応の両者においては、化学官能基を、置換基とAおよびA'環を含む構造との間で交換することができる。これは、G
1とG
2とを含む置換基が、ボロン酸を含んでもよく、ここでAおよびA'環を含む構造がハロゲン化物を含むことを意味する。以下のスキームは、より特別な場合を使用する例により、言及したプロセスの適用を例示し、上記定義が使用する記号と添え字に適用される。以下のスキーム中でAr基は、出現毎に同一であるか異なり、ETG、LTGと式(1)の一般的なそれに対する上記定義が満足されるように選択されてよい芳香族もしくは複素環式芳香族基である。
【0127】
【化25】
【0128】
式中、N(Ar
3)単位を含む基は、LTGであり、その他の基はETGである。
【0129】
【化26】
【0130】
本発明の化合物の調製のためのさらなる選択肢は、2ハロゲン化物(Hal=Br、I)と1当量の対応するボロン酸との反応と引き続くスズキカップリングであり、スキーム1で示されるのと同様の工程を使用する合成手順により、所望の化合物をもたらす。
【0131】
さらなる選択肢は、2ハロゲン化物と2当量のETGのボロン酸との反応である。
【0132】
【化27】
【0133】
スキーム6
多くの2ハロゲン化物と2ボロン酸が、市販されているか、またはスキーム6で特定されるとおりに合成することができる。それらは、引き続き、スズキカップリングにより所望の生成物に変換することができる。
【0134】
【化28】
【0135】
スキーム7
本発明の化合物の調製のためのさらなる選択肢は、カルバゾール誘導体の変換と、引き続くウルマンもしくはブッフバルトカップリングである。
【0136】
【化29】
【0137】
本発明の化合物の合成のために示されるプロセスは、例として理解するべきである。当業者は、当分野の技術常識の範囲内で代替合成経路を開発することができるであろう。
【0138】
以下の概観は、ここで説明されたプロセスの一つにより調製することができる化合物の例を含む。
【0139】
【化30-1】
【0140】
【化30-2】
【0141】
【化30-3】
【0142】
【化30-4】
【0143】
【化30-5】
【0144】
【化30-6】
【0145】
【化30-7】
【0146】
【化30-8】
【0147】
【化30-9】
【0148】
【化30-10】
【0149】
【化30-11】
【0150】
【化30-12】
【0151】
【化30-13】
【0152】
【化30-14】
【0153】
【化30-15】
【0154】
【化30-16】
【0155】
【化30-17】
【0156】
【化30-18】
【0157】
【化30-19】
【0158】
【化30-20】
【0159】
【化30-21】
【0160】
【化30-22】
【0161】
【化30-23】
【0162】
【化30-24】
【0163】
【化30-25】
【0164】
【化30-26】
【0165】
【化30-27】
【0166】
【化30-28】
【0167】
【化30-29】
【0168】
【化30-30】
【0169】
【化30-31】
【0170】
【化30-32】
【0171】
本発明は、さらに、式(1)の化合物の電子素子での、好ましくは、電子輸送層でのおよび/または発光層での使用を提供する。
【0172】
本発明の電子素子は、好ましくは、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(OLET)、有機太陽電池(O-SC)、有機光学検査素子、有機光受容器、有機電場消光素子(OFQD)、有機発光電子化学電池(OLEC、LEEC、LEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)および有機発光ダイオード(OLED)より成る群から選ばれる。特に好ましくは、有機エレクトロルミッセンス素子、非常に特に好ましくは、OLECおよびOLED、特に好ましくは、OLEDである。
【0173】
式(1)の化合物を含む有機層は、好ましくは、電子輸送機能を有する層である。より好ましくは、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層または発光層である。
【0174】
非常に特に好ましい1態様では、式(1)の化合物中のG
1とG
2の両者はETGであり、その場合、式(1)の化合物は、電子輸送機能を有する前記電子素子の層中に、最も好ましくは存在し、化合物は、特に好ましくは、電子注入層(EIL)、電子輸送層(ETL)、正孔ブロック層(HBL)もしくは発光層(EML)に存在し、EILおよびETLが、特に好ましく、ETLが、さらにより好ましい。
【0175】
さらに非常に特に好ましい1態様では、式(1)の化合物中の2つのG
1とG
2はLTGであり、その他の基はETGであり、その場合、式(1)の化合物は、電子輸送機能を有する前記電子素子の層中に、最も好ましくは存在し、化合物は、特に好ましくは、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層もしくは発光層に存在し、この化合物が、発光層中に、特に、マトリックス材料として存在すると、さらにより好ましい。
【0176】
本出願による正孔輸送層は、アノードと発光層との間の正孔輸送機能を有する層である。
【0177】
本出願による電子輸送層は、カソードと発光層との間の電子輸送機能を有する層である。
【0178】
正孔注入層と正孔ブロック層は、本出願の文脈では、正孔輸送層の特別な態様であると理解される。正孔注入層は、アノードと発光層との間の複数の正孔輸送層の場合には、アノードに直接隣接する正孔輸送層であるか、またはアノードの単一被覆によってのみそこから分離される。電子ブロック層は、アノードと発光層との間の複数の正孔輸送層の場合には、アノード側の発光層に直接隣接する正孔輸送層である。
【0179】
既に上記言及したとおり、式(1)の化合物は、好ましい1態様では、特に、有機エレクトロルミッセンス素子で、たとえば、OLEDもしくはOLECで、有機電子素子の発光層でマトリックス材料として使用される。この場合、式(1)のマトリックス材料は、一以上のドーパント、好ましくは、燐光ドーパントと組み合わせて電子素子中に存在する。
【0180】
用語燐光ドーパントは、典型的には、発光が、スピン禁制遷移、たとえば、励起三重項状態または比較的より高いスピン量子数を有する状態、たとえば、五重項状態からの遷移により生じる化合物を包含する。
【0181】
適切な燐光発光ドーパントは、特に、適切な励起により、好ましくは、可視域で発光する化合物であり、加えて、20より大きい原子番号、好ましくは、38〜84の原子番号、特に好ましくは、56〜80の原子番号を有する少なくとも一つの原子を含む。使用される燐光発光ドーパントは、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、金またはユウロピウムを含む化合物、特に、イリジウム、白金または銅を含む化合物である。
【0182】
本発明の文脈で、すべてのルミネッセントイリジウム、白金または銅錯体が、燐光化合物とみなされる。燐光ドーパントの例は、以下のセクションで示される。
【0183】
マトリックス材料とドーパントとを含む系中のドーパントは、混合物中でより少ない割合を有する成分を意味するものと理解される。対応して、マトリックス材料とドーパントとを含む系中のマトリックス材料は、混合物中でのより多い割合を有する成分を意味するものと理解される。
【0184】
発光層中のマトリックス材料の割合は、この場合、蛍光発光層に対しては、50.0〜99.9体積%、好ましくは、80.0〜99.5体積%、より好ましくは、92.0〜99.5体積%であり、燐光発光層に対しては、85.0〜97.0体積%である。
【0185】
対応して、ドーパントの割合は、蛍光発光層に対しては、0.1〜50.0体積%、好ましくは、0.5〜20.0体積%、より好ましくは、0.5〜8.0体積%であり、燐光発光層に対しては、3.0〜15.0体積%である。
【0186】
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層は、また、複数のマトリックス材料(混合マトリックス系)および/または複数のドーパントを含んでもよい。この場合にも、ドーパントは、一般的には、系中でより少ない割合を有する材料であり、マトリックス材料は、系中でより多い割合を有する材料である。しかしながら、個々の場合では、系中の個々の単一のマトリックス材料の割合は、個々の単一のドーパントの割合よりも少なくてよい。
【0187】
本発明のさらに好ましい態様では、式(1)の化合物は、混合マトリックス系の成分として使用される。混合マトリックス系は、好ましくは、二または三種の異なるマトリックス材料、より好ましくは、二種の異なるマトリックス材料を含む。ここで、二種の材料の一つは、好ましくは、正孔輸送特性を有する材料であり、他方は電子輸送特性を有する材料である。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、単一の混合マトリックス成分中で主としてまたは完全に結合されてもよく、この場合には、さらなる混合マトリックス成分が他の機能を果たす。ここで、二種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、より好ましくは、1:10〜1:1、最も好ましくは、1:4〜1:1の比で存在してよい。混合マトリックス系は、好ましくは、燐光有機エレクトロルミッセンス素子中で用いられる。混合マトリックス系に関するより詳細な情報は、特に、出願WO 2010/108579で得られる。
【0188】
本発明の化合物と組み合わせて混合マトリックス系のマトリックス成分として使用することのできる特に適するマトリックス材料は、どの型のドーパントが混合マトリックス系に使用されるかに応じて、以下に示される燐光ドーパントのための好ましいマトリックス材料または蛍光ドーパントのための好ましいマトリックス材料から選ばれる。
【0189】
したがって、本発明は、また、少なくとも一つの式(1)の化合物と少なくとも一つのさらなるマトリックス材料とを含む組成物に関する。
【0190】
本発明は、また、少なくとも一つの式(1)の化合物と少なくとも一つの広帯域ギャップ材料とを含む組成物に関し、広帯域ギャップ材料は、US 7,294,849の開示の意味での材料を意味すると理解される。これらの系は、エレクトロルミッセンス素子で有利な性能データを特に呈する。
【0191】
本発明は、さらに、少なくとも一つの式(1)の化合物と、蛍光エミッター、燐光エミッター、ホスト材料、マトリックス材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔伝導材料、正孔注入材料、電子ブロック材料および正孔ブロック材料より成る群から選ばれる少なくとも一つのさらなる有機半導体材料とを含む組成物に関する。
【0192】
混合マトリックス系での使用のための好ましい燐光ドーパントは、以下に特定される好ましい燐光ドーパントである。
【0193】
燐光ドーパントの例は、出願WO 2000/70655、WO 2001/41512、WO 2002/02714、WO 2002/15645、EP 1191613、EP 1191612、EP 1191614、WO 2005/033244、WO 2005/019373およびUS2005/0258742に見出すことができる。一般的には、燐光発光OLEDのために先行技術にしたがって使用され、有機エレクトロルミネッセンス素子分野の当業者に知られるようなすべての燐光発光錯体が適切である。
【0194】
燐光ドーパントの明確な例が、以下の表により示される。
【0195】
【化31-1】
【0196】
【化31-2】
【0197】
【化31-3】
【0198】
【化31-4】
【0199】
【化31-5】
【0200】
【化31-6】
【0201】
【化31-7】
【0202】
【化31-8】
【0203】
【化31-9】
【0204】
【化31-10】
【0205】
好ましい蛍光ドーパントは、アリールアミンのクラスから選ばれる。本発明の文脈でのアリールアミンもしくは芳香族アミンは、窒素に直接結合した3個の置換あるいは非置換芳香族もしくは複素環式芳香族環構造を含む化合物の意味であると理解される。好ましくは、これら芳香族もしくは複素環式芳香族環構造の少なくとも1個は、縮合環構造であり、より好ましくは、少なくとも14個の芳香族環原子を有する。これらの好ましい例は、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もしく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、一個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-位で結合する化合物の意味であると理解される。芳香族アントラセンジアミンは、二個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-位で結合する化合物の意味であると理解される。芳香族ピレンアミン、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、同様に定義され、ここで、ジアリールアミノ基は、好ましくは、ピレンに、1位もしくは1.6-位で結合する。さらに好ましいドーパントは、たとえば、WO 2006/108497もしくはWO 2006/122630によるインデノフルオレンアミンあるいはインデノフルオレンジアミン、たとえば、WO 2008/006449によるベンゾインデノフルオレンアミンあるいはベンゾインデノフルオレンジアミン、および、たとえば、WO 2007/140847によるジベンゾインデノフルオレンアミンあるいはジベンゾインデノフルオレンジアミンおよびWO 2010/ 012328に開示された縮合アリール基を含むインデノフルオレン誘導体である。
【0206】
好ましくは、蛍光ドーパントのための適切なマトリックス材料は、式(1)の化合物に加えて、種々のクラスの物質からである。好ましいマトリックス材料は、オリゴアリーレン(たとえば、EP 676461による2,2’,7,7’-テトラフェニルスピロビフルオレンもしくはジナフチルアントラセン)、特に、縮合芳香族基を含むオリゴアリーレン、オリゴアリーレンビニレン(たとえば、DPVBiもしくはEP 676461によるスピロ-DPVBi)、ポリポダル金属錯体(たとえば、WO 2004/081017による)、正孔伝導化合物(たとえば、WO 2004/058911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(たとえば、WO 2005/084081およびWO 2005/084082による)、アトロプ異性体(たとえば、WO 2006/048268による)、ボロン酸誘導体(たとえば、WO 2006/177052による)またはベンズアントラセン(たとえば、WO2008/145239による)のクラスから選択される。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、ベンゾアントラセンおよび/またはピレンを含むオリゴアリーレンもしくはこれら化合物のアトロプ異性体、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クラスから選択される。非常に特に好ましいマトリックス材料は、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および/またはピレンを含むオリゴアリーレンもしくはこれら化合物のアトロプ異性体のクラスから選択される。本発明の文脈でのオリゴアリーレンは、少なくとも三個のアリールもしくはアリーレン基が互いに結合した化合物の意味であると理解される。
【0207】
燐光ドーパントのための好ましいマトリックス材料は、式(1)の化合物と同様に、芳香族アミン、特に、たとえば、US2005/0069729によるトリアリールアミン、カルバゾール誘導体、たとえば、CBP(N,N-ビスカルバゾリルビフェニル)または、WO 2005/039246、US 2005/0069729、JP 2004/288381、EP1205527もしくはWO2008/086851による化合物、たとえば、WO 2011/088877およびWO 2011/128017による架橋カルバゾール誘導体、WO2010/136109およびWO2011/000455によるインデノカルバゾール誘導体、たとえば、EP 1617710、EP 1617711、EP 1731584、JP 2005/347160によるアザカルバゾール誘導体、たとえば、WO 2007/063754もしくはWO 2008/056746によるインドロカルバゾール誘導体、たとえば、WO 2004/093207もしくはWO 2010/006680によるケトン、たとえば、WO 2005/003253によるホスフィンオキシド、スルホキシドおよびスルホン、オリゴアリーレン、たとえば、WO 2007/137725によるバイポーラーマトリックス材料、たとえば、WO 2005/111172によるシラン、たとえば、WO2006/117052によるアザボロールもしくはボロン酸エステル、たとえば、WO2010/15306、WO2007/063754もしくはWO2008/056746によるトリアジン誘導体、たとえば、EP652273もしくはWO2009/062578による亜鉛錯体、アルミニウム錯体、たとえば、BAlq、たとえば、WO2010/054729によるジアザシロールもしくはテトラアザシロール誘導体、たとえば、WO2010/054730によるジアザホスホール誘導体、アルミニウム錯体、たとえば、BAlqである。
【0208】
カソード、アノードおよび式(1)の化合物を含む層とは別に、電子素子は、さらなる層を含んでよい。これらは、たとえば、各場合に、1以上の正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、発光層、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、電荷生成層(IDMC 2003, Taiwan; Session 21 OLED (5), T. Matsumoto, T. Nakada, J.Endo, K. Mori, N. Kawamura, A. Yokoi, J.Kido, Multiphoton Organic EL Device Having Charge Generation Layer)および/または有機あるいは無機p/n接合を含んでもよい。しかしながら、これら層の夫々は、必ずしも存在する必要はないことが指摘されねばならない。
【0209】
有機エレクトロルミッセンス素子での層配列は、好ましくは、以下のとおりである:
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。
【0210】
同時に、前記層の全てが必ずしも存在する必要がないことおよび/またはさらなる層が追加的に存在してもよいことを、ここで、再度指摘する必要がある。
【0211】
本発明の有機エレクトロルミッセンス素子は、2以上の発光層を含んでもよい。この場合に、これらの発光層は、より好ましくは、380nm〜750nm間に全体で複数の最大発光波長を有し、全体として、白色発光が生じるものであり、換言すれば、蛍光もしくは燐光を発し、青色もしくは黄色、オレンジ色もしくは赤色発光することができる種々の発光化合物を、発光層に使用することができる。特に、好ましいものは、3層構造であり、すなわち、3個の発光層を有する構造であり、ここで、その3層は青色、緑色およびオレンジ色もしくは赤色発光を呈する(基本構造については、たとえば、WO 2005/011013参照。)。白色光の生成のためには、広波長範囲で発光する個々に使用されるエミッター化合物が、色発光する複数のエミッター化合物に代えて適当である可能性があることに注意する必要がある。
【0212】
本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の正孔注入もしくは正孔輸送層中で、または電子ブロック層中でまたは電子輸送層中で使用することができる適切な電荷輸送材料は、たとえば、Y. Shirota et al., Chem. Rev. 2007, 107(4), 953-1010に開示された化合物または先行技術によりこれらの層に使用される他の材料である。
【0213】
電子輸送層のために使用される材料は、電子輸送層中で電子輸送材料として先行技術により使用されるとおりのすべての材料である。特に適切なものは、アルミニウム錯体、たとえば、Alq
3、ジルコニウム錯体、たとえば、Zrq
4、ベンズイミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、芳香族ケトン、ラクタム、ボラーン、ジアザホスホール誘導体およびホスフィンオキシド誘導体である。さらに、適切な材料は、JP2000/053957、WO2003/060956、WO 2004/028217、WO 2004/080975およびWO 2010/072300に開示されたとおりの上記言及した化合物の誘導体である。
【0214】
正孔輸送、正孔注入もしくは電子ブロック層中で使用することができる好ましい正孔輸送材料は、インデノフルオレンアミン誘導体(たとえば、WO 06/122630もしくはWO06/100896)による)、EP1661888に開示されたアミン誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体(たとえば、WO 01/049806による)、縮合芳香族環を持つアミン誘導体(たとえば、US5,061,569による)、WO95/09147に開示されたアミン誘導体、モノベンゾインデノフルオレンアミン(たとえば、WO08/006449による)、ジベンゾインデノフルオレンアミン(たとえば、WO 07/140847による)、スピロビフルオレンアミン(たとえば、WO2012/034627もしくは未公開EP12000929.5による)、フルオレンアミン(たとえば、未公開出願EP12005369.9、EP12005370.7およびEP12005371.5による)、スピロジベンゾピランアミン(たとえば、未公開出願EP 11009127.9による)およびジヒドロアクリジン誘導体(たとえば、未公開出願EP 11007067.9による)である。
【0215】
好ましい電子素子のカソードは、低い仕事関数を有する金属、種々の金属を含む金属合金もしくは多層構造、たとえば、アルカリ土類金属、アルカリ金属、主族金属あるいはランタノイド金属(たとえば、Ca、Ba、Mg、Al、In、Mg、Yb、Sm等)を含む。また、適切なのは、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属を含む合金と銀、たとえば、マグネシウムと銀とを含む合金である。多層構造の場合、たとえば、AgあるいはAlのような比較的高い仕事関数を有するさらなる金属を前記金属に加えて使用することもでき、その場合、たとえば、Ca/Ag、Mg/AgもしくはBa/Agのような金属の組み合わせが一般的に使用される。高い誘電定数を有する材料の薄い中間層を金属カソードと有機半導体との間に挿入することも好ましい可能性がある。この目的のために有益な材料の例は、アルカリ金属フッ化物もしくはアルカリ土類金属フッ化物だけでなく対応する酸化物もしくは炭酸塩である(たとえば、LiF、Li
2O、BaF
2、MgO、NaF、CsF、Cs
2CO
3等)。リチウムキノリナート(LiQ)も、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。
【0216】
好ましいアノードは、高い仕事関数を有する材料である。アノードは、好ましくは、真空に対して4.5eVより高い仕事関数を有する。第1に、たとえば、Ag、PtもしくはAuのような高い還元電位を有する金属が、この目的に適切である。第2に、金属/金属酸化物電極(たとえば、Al/Ni/NiO
x、Al/PtO
x)も好ましい可能性がある。いくつかの用途のためには、少なくとも一つの電極は、有機材料の照射(有機太陽電池)もしくは発光(OLED、O−LASER)の何れかを可能とするために、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、伝導性混合金属酸化物である。特に好ましいものは、インジウム錫酸化物(ITO)もしくはインジウム亜鉛酸化物(IZO)である。さらに好ましいものは、伝導性のドープされた有機材料、特に、伝導性のドープされたポリマーである。さらに、アノードは、2以上の層、たとえば、ITOの内部層と金属酸化物の外部層、好ましくは、タングステン酸化物、モリブデン酸化物またはバナジウムから成ってもよい。
【0217】
製造中に、電子素子は(用途により)適切に構造化され、接点を供され、本発明による素子の寿命が水および/または空気の存在で短くなることから、最後に封止される。
【0218】
好ましい1態様では、本発明の電子素子は、1以上の層が、昇華プロセスにより適用されることを特徴とする。この場合に、材料は、10
−5mbar未満、好ましくは、10
−6mbar未満の初期圧力で、真空昇華ユニット中で真空気相堆積される。しかしながら、この場合に、初期圧力は、さらにより低くても、たとえば、10
−7mbar未満でも可能である。
【0219】
同様に好ましい有機エレクトロルミネッセンス素子は、1以上の層が、OVPD(有機気相堆積)法もしくはキャリアガス昇華により適用されることを特徴とする。この場合に、材料は、10
−5mbar〜1barの圧力で適用される。このプロセスの特別な場合は、OVJP(有機気相ジェット印刷)法であり、材料はノズルにより直接適用され、そしてそれにより構造化される(たとえば、M. S. Arnold et al., Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301)。
【0220】
追加的に好ましい有機エレクトロルミネッセンス素子は、1以上の層が、溶液から、たとえば、スピンコーティングにより、もしくは、たとえばスクリーン印刷、フレキソ印刷、ノズル印刷あるいはオフセット印刷、特に好ましくは、LITI(光誘起熱画像化、熱転写印刷)、あるいはインクジェット印刷のような任意の所望の印刷プロセスにより製造されることを特徴とする。可溶性の式(1)の化合物が、この目的のために必要である。高い溶解性は、化合物の適切な置換により成し遂げることができる。
【0221】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、一以上の層を溶液からまた一以上の層を昇華プロセスにより適用することにより製造されることが、さらに好ましい。
【0222】
したがって、本発明は、少なくとも一つの有機層が気相堆積により、または溶液から適用されることを特徴とする本発明の電子素子の製造方法に関する。
【0223】
本発明によると、一以上の式(I)の化合物を含む電子素子は、照明用途の光源として、医療および/または美容用途(たとえば、光治療)の光源として、表示装置において使用することができる。
【0224】
本発明は、また、少なくとも一つの式(I)の化合物もしくは少なくとも一つの上記言及した組成物と少なくとも一つの溶媒を含む調合物に関する。
【0225】
適切で好ましい溶媒は、たとえば、トルエン、アニソール、o-、m-もしくはp-キシレン、メチルベンゾエート、メシチレン、テトラリン、ベラトール、THF、メチル-THF、THP、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、(-)-フェンコンヌ、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、ブチルベンゾエート、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、エチルベンゾエート、インダン、メチルベンゾエート、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−テル、トリプロピレングリコールジメチルエ−テル、テトラエチレングリコールジメチルエ−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)エタンもしくはこれら溶媒の混合物である。
【0226】
式(1)の化合物を含む素子を、非常に多用途で使用することができる。よって、たとえば式(1)の1以上の化合物を含むエレクトロルミネッセンス素子を、テレビジョン、モバイル電話機、コンピュータ、カメラ用の表示装置で使用することができる。代替として、素子を照明用途にも使用することができる。さらに、たとえばOLEDまたはOLECにおいて、式(1)の少なくとも1つの化合物を含むエレクトロルミネッセンス素子を、医学あるいは美容における光線療法に利用できる。したがって、多数の病気(乾癬、アトピー性皮膚炎、炎症、にきび、皮膚癌等)、あるいは皮膚の皺、皮膚の発赤、皮膚の老化の予防または低減の処置をすることができる。さらに、飲料、食物または食品を新鮮に保つため、あるいは装置(例えば医療機器)を滅菌するために、発光素子を利用することができる。
【0227】
したがって、本発明は、医学での光線療法に用いるための、少なくとも1つの式(1)の化合物を含む、電子素子、好ましくは、有機エレクトロルミネッセンス素子、非常に好ましくは、OLEDまたはOLEC、最も好ましくは、OLEDにも関する。
【0228】
したがって、本発明は、さらに、皮膚疾患の光線療法に用いるための、少なくとも1つの式(1)の化合物を含む、電子素子、好ましくは、有機エレクトロルミネッセンス素子、非常に好ましくは、OLEDまたはOLEC、最も好ましくは、OLEDにも関する。
【0229】
したがって、本発明は、さらに、乾癬、アトピー性皮膚炎、炎症、にきび、皮膚癌の光線療法に用いるための、少なくとも1つの式(1)の化合物を含む、電子素子、好ましくは、有機エレクトロルミネッセンス素子、非常に好ましくは、OLEDまたはOLEC、最も好ましくはOLEDにも関する。
【0230】
したがって、本発明は、さらに、ニキビ、皮膚の老化の、およびセルライトの治療用に美容用に用いるための、少なくとも1つの式(1)の化合物を含む、電子素子、好ましくは、有機エレクトロルミネッセンス素子、非常に好ましくは、OLEDまたはOLEC、最も好ましくは、OLEDにも関する。
【0231】
本発明の化合物と本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、先行技術より優れた以下の驚異的な利点により、先行技術とは異なる。
【0232】
1.本発明の化合物は、発光層での使用のための極めて良好な安定性を有し、先行技術からの化合物を超える改善された性能を示す。
【0233】
2.本発明の化合物は、比較的低い昇華温度、高い温度安定性を有し、分解することなく、残留物もなく昇華することができる。さらに、それらは、高い酸化安定性と高いガラス転移温度を有し、このことはたとえば溶液からのまたは気相からの加工能性と、電子素子での使用との両者について好都合である。
【0234】
3.電子素子における本発明の化合物の使用、特に、電子輸送または電子注入材料として、さらに発光材料として用いることは、高い効率、低い駆動電圧と長い寿命をもたらす。
【0235】
本発明で説明された態様の変形が、本発明の範囲に入ることが指摘されねばならない。本発明で開示された各特長は、明確に除外されなければ、同じか、等価か、類似する目的に役立つ代替的特徴により置き代えられてよい。したがって、特に断らなければ、本発明で開示された各特長は、一般的な一連の例としてか、等価か類似する特長とみなされなければならない。
【0236】
本発明のすべての特長は、特定の特徴および/または工程が相互に排除しないならば、とにかく互いに組み合わせることができる。これは、特に、本発明の好ましい特徴にあてはまる。同様に、非本質的な組み合わせの特徴は、(組み合わせではなく)別に、使用することができる。
【0237】
多くの特徴、特に、本発明の好ましい態様の特徴は、それ自身で発明性があり、本発明の態様の単なる部分としてだけではないとみなされねばならない。現在クレームされた発明に加えてまたその代替として、独立した保護が、これらの特徴のために与えられてよい。
【0238】
本発明で開示された技術的機能に関する教示を抽出し、他の例と組み合わせることができる。
【0239】
本発明を、以下の例によってより詳細に説明するが、それにより本発明が制限されるものではない。
【0240】
例:
以下の合成を、別段の指定がない限り、無水溶媒中で保護ガス雰囲気下で実施する。溶媒及び試薬を、たとえば、Sigma-ALDRICHまたはABCRから購入することができる。文献から公知の化合物に対して示されている角括弧中の数字は、CAS番号である。
【0241】
例1
3-ジベンゾフラン-4-イル-9-フェニル-9H-カルバゾールの合成
【0242】
【化32】
【0243】
28.9g(136ミリモル)のジベンゾフラン-4-ボロン酸と、40g(124.1ミリモル)の3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾールと、78.9mL(158ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのトルエンと、120mLのエタノールと、100mLの水との中に懸濁させる。2.6g(2.2ミリモル)のPd(PPh
3)
4をこの懸濁液に添加し、反応混合物を還流下で、16時間加熱する。冷却後、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過し、200mLの水で三度洗浄し、その後濃縮乾固させる。残留物をトルエンから再結晶化させる。収率は49.7g(121ミリモル)であり、理論値の97%に対応する。
【0244】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0245】
【化33-1】
【0246】
【化33-2】
【0247】
例2
ビス(ビフェニル-4-イル)ジベンゾフラン-4-イルアミンの合成
【0248】
【化34】
【0249】
600mLのトルエン中の、36.6g(147ミリモル)の4-ブロモジベンゾフランと、39.5g(123ミリモル)のビス(ビフェニル-4-イル)アミンとの脱気溶液を1時間、N
2で飽和させる。その後、この溶液には、最初に2.09mL(8.6ミリモル)のP(tBu)
3と、次いで1.38g(6.1ミリモル)の酢酸パラジウム(II)と、次いで、固体状態の17.7g(185ミリモル)のNaOtBuとを、添加する。反応混合物を還流下で1時間加熱する。室温まで冷却後、500mlの水を慎重に添加する。水相を3×50mLのトルエンで洗浄し、MgSO
4で脱水し、溶媒を減圧下で除去する。その後、粗生成物を、ヘプタン/酢酸エチル(20:1)と共に、シリカゲルを使用して、クロマトグラフィーによって精製する。
【0250】
収率は57.7g(118ミリモル)であり、理論値の80%に対応する。
【0251】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0252】
【化35】
【0253】
例3
9-フェニル-3-(6-トリメチルシラニルジベンゾフラン-4-イル)-9H-カルバゾールの合成
【0254】
【化36】
【0255】
1000mLのTHF中、49g(121ミリモル)の3-ジベンゾフラン-4-イル-9-フェニル-9H-カルバゾールと、28g(242ミリモル)のTMEDAとの、20℃に冷却された溶液に対して、127mL(225.4ミリモル)のn-ブチルリチウム(ヘキサン中2.5M)を滴下する。反応混合物を室温で3時間撹拌し、次いで0℃に冷却し、26g(242ミリモル)のクロロトリメチルシランを30分間以内に滴下し、その混合物を室温で8時間撹拌する。その後、溶媒を減圧下で除去し、残留物を溶離剤としてのクロロホルムと共に、シリカゲルを使用して、カラムクロマトグラフィーによって精製する。収率:34g(72ミリモル)、理論値の60%。
【0256】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0257】
【化37-1】
【0258】
【化37-2】
【0259】
【化37-3】
【0260】
例4
B-[6-(フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-4-ジベンゾフラニル]ボロン酸の合成
【0261】
【化38】
【0262】
保護ガス下で、21g(86ミリモル)の三臭化臭素を、500mlのジクロロメタン中の34g(72ミリモル)のN-フェニル-3-(6-トリメチルシラニルジベンゾフラン-4-イル)-9H-カルバゾールの溶液に滴下し、その混合物を室温で10時間撹拌する。その後、少量の水を徐々にその混合物に添加し、沈殿した残留物を濾過し、ヘプタンで洗浄する。収率は28g(62ミリモル)であり、理論値の86%に対応する。
【0263】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0264】
【化39-1】
【0265】
【化39-2】
【0266】
【化39-3】
【0267】
例5
B-[6-(フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-4-ジベンゾフラニル]ボロン酸の合成
【0268】
【化40】
【0269】
9g(32ミリモル)のB,B’-4,6-ジベンゾフランジイルビスボロン酸と、15g(31.6ミリモル)の3-ブロモ-9-フェニル-9H-カルバゾールと、31mL(63ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのトルエンと、120mLのエタノール中に懸濁させる。0.73g(0.63ミリモル)のPd(PPh
3)
4をこの懸濁液に添加し、反応混合物を還流下で16時間加熱する。冷却後、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過し、200mlの水で三度洗浄し、その後、濃縮乾固させる。残留物をトルエンから再結晶化させる。収率は11.1g(24ミリモル)であり、理論値の70%に対応する。
【0270】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0271】
【化41】
【0272】
例6
3-(6-ブロモジベンゾフラン-4-イル)-9-フェニル-9H-カルバゾールの合成
【0273】
【化42】
【0274】
10.43g(32ミリモル)のB-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸と、8.9g(31.6ミリモル)の4,6-ジブロモジベンゾフランと、31mL(63ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのトルエンと、120mLのエタノールとの中に懸濁させる。0.73g(0.63ミリモル)のPd(PPh
3)
4をこの懸濁液に添加し、反応混合物を還流下で16時間加熱する。冷却後、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過し、200mLの水で三度洗浄し、次いで、濃縮乾固させる。残留物をトルエンから再結晶化させる。収率は11.4g(23ミリモル)であり、理論値の73%に対応する。
【0275】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0276】
【化43-1】
【0277】
【化43-2】
【0278】
【化43-3】
【0279】
同じような方法で、以下の化合物を、適切なボロン酸との第二の添加によって、得ることもできる:残留物をトルエンから再結晶化させ、最後に高真空下(p=5×10
−5ミリバール)で昇華させる。
【0280】
【化44-1】
【0281】
【化44-2】
【0282】
【化44-3】
【0283】
例7
3-{6-[3-(4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジン-2-イル)フェニル]ジベンゾフラン-4-イル}-9-フェニル-9H-カルバゾールの合成
【0284】
【化45】
【0285】
32.1g(70ミリモル)のB-[6-(フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-4-ジベンゾフラニル]ボロン酸と、27g(70ミリモル)の2-(3-ブロモフェニル)-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンと、78.9mL(158ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのエタノールと、100mLの水との中に懸濁させる。1.3g(1.1ミリモル)のPd(PPh
3)
4をこの懸濁液に添加し、反応混合物を還流下で16時間加熱する。冷却後、ジクロロメタンをこの混合物に添加し、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過する。収率は44g(61ミリモル)であり、理論値の87%に対応する。残留物をトルエンから再結晶化させ、最後に高真空下(p=5×10
−5ミリバール)で昇華させる。純度は99.9%である。
【0286】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0287】
【化46-1】
【0288】
【化46-2】
【0289】
【化46-3】
【0290】
【化46-4】
【0291】
【化46-5】
【0292】
例8
9,9’-ジフェニル-8-(3-{4-フェニル-6-[(E)-((Z)-1-プロペニル)-ブタ-1,3-ジエニル]-[1,3,5]トリアジン-2-イル}-フェニル)-9H,9’H-[1,2’]ビカルバゾリルの合成
【0293】
【化47】
【0294】
50g(70.58ミリモル)の8-[3-(4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジン-2-イル)-フェニル]-9’-フェニル)-9H,9’H-[1,2’]ビカルバゾリルと、16.4g(105.87ミリモル)のブロモベンゼンとをトルエン中に溶解させ、保護ガスの導入により脱気させる。これに続いて、7mL(7ミリモル、トルエン中1M溶液)のトリ-tert-ブチルホスフィンと、633.8mg(2.82ミリモル)のPd(PPh
3)
4と、10.2g(105.87ミリモル)のNaOtBuとを添加する。固形物を前もって脱気しておき、反応混合物を事後脱気し、次いで還流下で3時間、撹拌する。温い反応溶液をAlox B(活性レベル1)を通して濾過し、水で洗浄し、乾燥させ、濃縮させる。収率は42g(53ミリモル)であり、理論値の77%に対応する。残留物をトルエンから再結晶化させ、最後的に高真空下(p=5×10
−5ミリバール)で昇華させる。純度は99.9%である。
【0295】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0296】
【化48】
【0297】
例9
2-{6-[4-(2,6-ジフェニルピリジン-4-イル)フェニル]ジベンゾフラン-4-イル}-4,6-ジフェニル[1,3,5]トリアジンの合成
【0298】
【化49】
【0299】
9g(32ミリモル)のB,B’-4,6-ジベンゾフランジイルビスボロン酸と、6.5g(31.6ミリモル)の2-クロロ-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンと、31mL(63ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのトルエンと120mLのエタノールとの中に懸濁させる。0.73g(0.63ミリモル)のPd(PPh
3)
4を、この懸濁液に添加し、その反応混合物を還流下で8時間、加熱する。その後、6.5g(31.6ミリモル)の4-(4-ブロモフェニル)-2,6-ジフェニルピリジンを添加し、混合物を還流下で、さらに8時間加熱する。冷却後、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過し、200mLの水で三度洗浄し、次いで濃縮乾固させる。残留物をトルエンから再結晶化させる。収率は19.1g(26ミリモル)であり、理論値の77%に対応する。
【0300】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
対称化合物の場合、最初の0.5当量の反応物2と、次いで0.5当量の反応物3とを添加する。
【0301】
【化50-1】
【0302】
【化50-2】
【0303】
例10
2-{6-[4-(2,6-ジフェニル-[1,3,4]トリアジン-4-イル)フェニル]-ジベンゾフラン-4-イル}-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンの合成
a) 2-(6-ブロモジベンゾフラン-4-イル)-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンの調製
【0304】
【化51】
【0305】
80g(245ミリモル)の4,6-ジブロモジベンゾフランを、500mLの無水THFに、ベークアウトフラスコ中で溶解させる。その反応混合物を−78℃に冷却する。この温度で、ジブチルエーテル(115ミリモル)中、57mLのn−フェニルリチウムの1.9M溶液をゆっくりと滴下する。その混合物を−73℃でさらに1時間、撹拌する。その後、65gの2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(245ミリモル)を150mLのTHF中に溶解させ、−70℃で滴下する。添加の完了後、反応混合物を徐々に室温まで温め、室温で終夜、撹拌し、水でさまし、次いで、ロータリーエバポレーターで濃縮させる。この期間に、白色の固形物が沈殿する。混合物を次いで、室温まで冷まし、沈殿した固形物を吸引濾過し、メタノールで洗浄する。収率は40g(84ミリモル)であり、理論値の34%に対応する。
【0306】
b) 2-{6-[4-(2,6-ジフェニル-[1,3,4]トリアジン-4-イル)フェニル]-ジベンゾフラン-4-イル}-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンの調製
【0307】
【化52】
【0308】
33.4g(70ミリモル)の2-(6-ブロモジベンゾフラン-4-イル)-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンと、24.7g(70ミリモル)の4-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)フェニルボロン酸と、78.9mL(158ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのエタノールと100mLの水との中に懸濁させる。1.3g(1.1ミリモル)のPd(PPh
3)
4を、この懸濁液に添加し、その反応混合物を還流下で16時間、加熱する。冷却後、ジクロロメタンをこの混合物に添加し、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過し、トルエンから再結晶化させる。収率は42g(59ミリモル)であり、理論値の85%に対応する。
【0309】
例11
2-(4-ジベンゾフラン-3-イル-フェニル)-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンの調製
【0310】
【化53】
【0311】
24g(70ミリモル)の4-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イルフェニル)ボロン酸と、17.3g(70ミリモル)の3-ブロモジベンゾフランと、78.9mL(158ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのエタノールと100mLの水との中に懸濁させる。1.3g(1.1ミリモル)のPd(PPh
3)
4を、この懸濁液に添加し、その反応混合物を還流下で16時間、加熱する。冷却後、ジクロロメタンをこの混合物に添加し、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過し、トルエンから再結晶化させる。収率は28g(58ミリモル)であり、理論値の86%に対応する。
【0312】
同じような方法で、以下の化合物を得ることができる:
【0313】
【化54】
【0314】
例12
2,4-ジフェニル-6-[4-(6-トリメチルシラニル-ジベンゾフラン-3-イル)フェニル]- [1,3,5]トリアジンの調製
【0315】
【化55】
【0316】
1000mlのTHF中、57.4g(121ミリモル)の2-(4-ジベンゾフラン-3-イル-フェニル)-4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジンと、28g(242ミリモル)のTMEDAとの、20℃に冷却された溶液に対して、127mL(225.4ミリモル)のn-ブチルリチウム(ヘキサン中2.5M)を滴下する。その反応混合物を室温で3時間撹拌し、次いで、0℃に冷却し、26g(242ミリモル)のクロロトリメチルシランを30分間以内に滴下する。混合物を室温で8時間撹拌する。その後、溶媒を減圧下で除去し、残留物を溶離剤としてのクロロホルムと共に、シリカゲルを使用して、カラムクロマトグラフィーによって精製する。収率:41g(74ミリモル)、理論値の63%。
【0317】
同じような方法で、以下の化合物を調製することができる:
【0318】
【化56】
【0319】
例13
3-[4-(4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジン-2-イル)フェニル]-ジベンゾフラン-6-ボロン酸の調製
【0320】
【化57】
【0321】
保護ガス下で、21g(86ミリモル)の三臭化臭素を、500mlのジクロロメタン中の39gの2,4-ジフェニル-6-[4-(6-トリメチルシラニルジベンゾフラン-3-イル)フェニル]-[1,3,5]トリアジンの溶液に滴下し、その混合物を室温で10時間撹拌する。その後、少量の水を徐々にその混合物に添加し、沈殿した残留物を濾過し、ヘプタンで洗浄する。収率は32g(62ミリモル)であり、理論値の87%に対応する。
【0322】
同じような方法で、以下の化合物を調製することができる:
【0323】
【化58】
【0324】
例14
3-{7-[4-(4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジン-2-イル)フェニル]-ジベンゾフラン-4-イル}-9-フェニル-9H-カルバゾールの調製
【0325】
【化59】
【0326】
36g(70ミリモル)の3-[4-(4,6-ジフェニル-[1,3,5]トリアジン-2-イル)フェニル]-ジベンゾフラン-6ボロン酸と、22.5g(70ミリモル)の3-ブロモジベンゾフランと、78.9mL(158ミリモル)のNa
2CO
3(2M溶液)とを、120mLのエタノールと100mLの水との中に懸濁させる。1.3g(1.1ミリモル)のPd(PPh
3)
4を、この懸濁液に添加し、その反応混合物を還流下で16時間、加熱する。冷却後、ジクロロメタンをこの混合物に添加し、有機相を除去し、シリカゲルを通して濾過し、トルエンから再結晶化させる。残留物をトルエンから再結晶化させ、最後に高真空下(p=5×10
−5ミリバール)で昇華させる。収率は39g(54ミリモル)であり、理論値の80%に対応する。
【0327】
同じような方法で、以下の化合物を調製することができる:
【0328】
【化60】
【0329】
例15
OLEDの製造および特性決定
以下の例C1〜I22(表1と2を参照)では、種々のOLEDのデータが提示されている。厚さ50nmの構造化されたITO(インジウム錫酸化物)で被覆された、清浄にした(研究室の食器洗浄機、Merck Extran洗浄剤で洗浄した)ガラス薄板が、改善された加工のために、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)で水溶液からのスピン、Heraeus Clevios Metals GmbH独国からCLEVIOS(登録商標)P VP AI 4083として購入)で被覆される。これらの被覆されたガラス薄板はOLEDが適用される基板を形成する。
【0330】
OLEDは、基本的に、次の層構造を有する:基板/正孔輸送層(HTL)/中間層(IL)/電子ブロック層(EBL)/発光層(EML)/随意に、正孔ブロック層(HBL)/電子輸送層(ETL)/随意に、電子注入層(EIL)および最後にカソード。カソードは、100nm厚のアルミニウム層により形成される。OLEDの正確な構造を、表1に見ることができる。OLEDの製造のために必要な材料を、表3に示す。
【0331】
すべての材料は、真空室において、熱気相堆積により適用される。この場合、発光層は、常に、少なくとも一種のマトリックス材料(ホスト材料)と、共蒸発により特定の体積割合で一種または複数種のマトリックス材料に添加される発光ドーパント(エミッター)とから成る。ここでは、INV−1:IC3:TEG1(60%:35%:5%)等の形で与えられている詳細は、材料INV−1が60体積%の割合で層中に存在し、IC3が35体積%の割合で層中に存在し、TEG1が5体積%の割合で層中に存在することを意味する。同じように、電子輸送層も、二種の材料の混合物から成ってもよい。
【0332】
OLEDは、標準方法により特性決定される。この目的のために、エレクトロルミネセンススペクトル、ランベルト発光特性を仮定して、電流-電圧-輝度特性線(IUL特性線)から計算した、輝度の関数としての電流効率(cd/Aで測定)、パワー効率(Im/Wで測定)、外部量子効率(EQE、パーセントで測定)が測定される。エレクトロルミネセンススペクトルは、輝度1000cd/m
2で測定され、CIE1931xおよびy色座標はそこから計算される。表2でのパラメータU1000は、輝度1000cd/m
2に対して必要とされる電圧を示す。CE1000とPE1000は、1000cd/m
2で達成される電流およびパワー効率をそれぞれ示す。最後に、EQE1000は、駆動輝度1000cd/m
2での外部量子効率を示す。
【0333】
種々のOLEDについてのデータを、表2に列挙する。例C1−C8は比較例であり、先行技術による材料を含むOLEDを示している。例I1−I22は、本発明の材料を含むOLEDのデータを示している。
【0334】
いくつかの例を、本発明による化合物の優位性を証明するために、以下により詳細に説明する。しかしながら、これは、表2に示されるデータの単なる選択であることが指摘されねばならない。表から察することができるように、先行技術と比べて顕著な改善が、特に詳細には言及されていない本発明の化合物を使用するときでさえも、達成することもできるが、それらは、ある場合には、すべてのパラメータにおいて、ある場合には効率または電圧での改善のみを観察することができる。しかしながら、種々の用途が、異なるパラメータに関する最適化を必要とすることから、前記パラメータの一つの改善でさえも、著しい進歩である。
【0335】
電子輸送材料としての本発明の化合物の使用
先行技術による材料VG−6がETLで使用されるOLEDと比べて、本発明の材料INV−5、INV−7、INV−15、INV−21、INV−20を使用するとき、電圧と効率の著しい改善が観察される。特に、物質INV−5を使用するとき、VG−6と比べて、1.5Vまでの改善された電圧が得られ、たとえば35%のより良好な外部量子効率と、二倍を超える電力効率が得られる(例C6、I5)。
【0336】
燐光OLEDでのマトリックス材料としての、本発明の化合物の使用
ピリミジンとジベンゾフランとの間にフェニル環を挿入することによって、15%までのEQEの改善と、0.1Vまでの電圧の改善が可能である(例C1、I1)。このことはトリアジンを含む化合物の同じような方法にもあてはまる(例C2、I2、I3)。
【0337】
さらに、トリアジンまたはカルバゾール基を、ジベンゾフランに関して対面で結合させるとき好都合である(例C4,I2、I3)。このことはカルバゾールとトリアジンとの間の基の接続がジベンゾフランではなく、カルバゾールであるとき同じような方法にあてはまる(例C5、I4)。
【0338】
【表1】
【0339】
【表2】
【0340】
【表3-1】
【0341】
【表3-2】
【0342】
【表3-3】
【0343】
【表3-4】
【0344】
【表3-5】