JP2016535723A - Oledでの使用のためのホウ素含有化合物 - Google Patents

Oledでの使用のためのホウ素含有化合物 Download PDF

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Abstract

本発明は、式(I)または(II)の2環式構造単位をもつホウ素含有化合物と前記化合物を含む電子素子、特に、有機エレクトロルミッセンス素子、たとえば、OLEDに関する。【化1】

Description

本発明は、電子素子での使用に適するホウ素含有化合物に関する。本発明は、さらに、それらの製造方法と電子素子に関する。
有機、有機金属および/またはポリマー半導体を含む電子素子は、ますます重要となり、費用の理由とそれらの性能の故に多くの市販製品に使用されている。ここで、例は、複写機における有機物系の電荷輸送材料(たとえば、トリアリールアミン系正孔輸送体)、読み出しおよび表示素子における有機もしくはポリマー発光ダイオード(OLEDまたはPLED)または複写機における有機光受容体を含む。有機太陽電池(O-SC)、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)、有機集積回路(O-IC)、有機光増幅素子および有機レーザーダイオード(O-laser)が、開発の進んだ段階であり、多大な将来における重要性を有する可能性がある。
多くのこれら電子素子は、夫々の最終用途を問わず、以下の一般的層構造を有し、特定の用途に適合することができる。
(1)基板、
(2)電極、多くは、金属もしくは無機であるが、有機もしくはポリマー伝導性材料からも成る、
(3)電荷注入層(複数)もしくは中間層(複数)、たとえば、電極の不均性の補償用のためであり(「平坦化層」)、多くは、伝導性のドープされたポリマーから成る、
(4)有機半導体、
(5)可能ならば、さらなる電荷輸送層、電荷注入層もしくは電荷ブロック層、
(6)対電極、(2)で特定された材料、
(7)被包。
上記配置は、有機電子素子の一般的構造であり、種々の層を結合することが可能であり、その結果は、最も単純な場合には、その間に有機層をもつ二個の電極から成る配置である。この場合、有機層は、OLEDの場合に発光を含むすべての機能を発揮する。この種のシステムは、たとえば、WO 90/13148 A1に記載され、ポリ(p-フェニレン)系のものである。
ホウ素含有化合物を含む電子素子は、特に、公報WO 02/052661 A1およびWO 02/051850 A1に記載されている。そこで明確に詳細にされたフルオレンもしくはスピロ化合物は、環の2,7位または2',7'位でホウ素含有基により置換されている。
公知の電子素子は、有益な特性プロファイルを有する。しかしながら、これらの素子の特性を改善する一定のニーズが存在する。
これらの特性は、特に、それにより電子素子が規定された問題を解決するエネルギー効率を含む。低分子量化合物系かポリマー材料の何れかを基礎とし得る有機発光ダイオードの場合には、光収率は、特に、十分に高くあるべきであり、特定の光束を実現するために最小量の電力が印加されねばならない。さらに、最小電圧が、規定された輝度を実現するために必要ともされるべきである。さらに特別な問題は、電子素子の寿命である。
したがって、改善された特性を有する電子素子をもたらす新規な化合物を提供することが、本発明の目的である。効率、駆動電圧および/または寿命に関して改善された特性を示す正孔ブロック材料、電子注入材料および/または電子輸送材料を提供することが特別な目的である。さらに、化合物は非常に簡単な方法で入手可能であり、良好な溶解性と膜形成性を特に示すべきである。
さらなる目的は、非常に安価で、一定の品質の優秀な特性を有する電子素子を提供することと見なし得る。
さらに、多くの目的のための電子素子を使用し、または適合することが可能であるべきである。より特別には、電子素子の性能は、広範な温度範囲で維持されるべきである。
驚くべきことに、これら目的と、明確に特定されていないが導入部によりここで検討された関連から直接推論され、見つけられ得る他の目的が、請求項1の全ての特徴を有する化合物により実現されることが見出された。本発明の化合物の適当な変形は、請求項1を言及する従属請求項において保護される。
したがって、本発明は、少なくとも一つの式(I)および/または(II)の構造を含む臭素含有化合物を提供することであり;
Figure 2016535723
式中、使用される記号は、以下のとおりである:
、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16は、出現毎に同一か異なり、N、CRまたはC-Zであり、ここで、X、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16基の少なくとも一つは、C-Zであり、2個の隣接するX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16基は、同時にNではなく;
Y、Yは、出現毎に同一か異なり、結合またはBR、O、S、C(R、C(R)=C(R)、N(R)、Si(R、C=O、C=C(R、S=O、SO、C(R-C(Rおよび1,2-フェニレンから、好ましくは、O、S、C(R、C(R)=C(R)、N(R)、Si(R、C=O、C=C(R、S=O、SO、C(R-C(Rおよび1,2-フェニレンから、選ばれる2価ブリッジであり;
、R、Rは、出現毎に同一か異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、C(=O)Ar、P(=O)(Ar、S(=O)Ar、S(=O)Ar、CN、NO、Si(R、B(OR、OSO、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、3〜40個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(夫々は、1以上のR基により置換されてよく、ここで、1以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、SもしくはCONR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で置き代えられてよい。)または、夫々、1以上のR基により置換されてよい5〜40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系、または1以上のR基で置換されてよい5〜40個の芳香族環原子を有するアリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基またはジアリールアミノもしくはジヘテロアリールアミノもしくはアリールヘテロアリールアミノ基またはこれらの系の組み合わせであり;同時に、2個の以上の隣接するR、RもしくはR置換基は、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を互いに形成してもよく;
は、出現毎に同一か異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、C(=O)Ar、P(=O)(Ar、S(=O)Ar、S(=O)Ar、CN、NO、Si(R、B(OR、OSO、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、3〜40個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(夫々は、1以上のR基により置換されてよく、ここで、1以上の隣接しないCH基は、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、SもしくはCONR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で置き代えられてよい。またはこれらの系の組み合わせであり;同時に、2個の以上の隣接するR置換基は、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を互いに形成してもよく;
Arは、出現毎に同一か異なり、1以上のR基により置換されてよい5〜30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系であり;同時に、同じ燐原子に結合する2個のAr基は、単結合またはB(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から選ばれるブリッジにより互いに結合してよく;
は、出現毎に同一か異なり、H、D、Fまたは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炭化水素基(ここで、水素原子は、Fで置き代えられてもよい。)であり;同時に、2個以上の隣接するR置換基は、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を一緒に形成してもよく;
Zは、式(III)の基であり
Figure 2016535723
式中、使用される記号は以下のとおりである:
Ar、Arは、出現毎に同一か異なり、1以上のR基により置換されてよい5〜30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系であり;同時に、ArおよびAr基は、単結合またはB(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から選ばれるブリッジにより互いに結合してもよく;
qは、0または1であり;および
Arは、出現毎に同一か異なり、夫々、1以上のR基により置換されてよい6〜40個の炭素原子を有するアリール基もしくは3〜40個の炭素原子を有するヘテロアリール基であり;ここで、
破線は、芳香族もしくは複素環式芳香族環の炭素原子へのZ基の結合であり、
ただし、YとYの両者が結合である場合には、XとXは、同時に式C-Zの基でなくてよいか、またはX11とX14は、同時に式C-Zの基でなくてよい。
〜X16基の上記定義は、式(I)の化合物と式(II)の化合物両者が、少なくとも一つの式(III)の化合物を含むことを意味し、その化合物が、常に少なくとも一つの臭素原子を含むことを意味する。
この文脈において、「隣接する炭素原子」は、炭素原子が、互いに直接結合することを意味する。さらに、基の定義における「隣接する基」は、これらの基が、同じ炭素原子もしくは隣接する炭素原子に結合することを意味する。これらの定義は、対応して「隣接する基」と「隣接する置換基」にあてはまる。
本発明の文脈でのアリール基は、6〜40個の炭素原子を含む。本発明の文脈でのヘテロアリール基は、2〜40個の炭素原子と少なくとも1個のヘテロ原子を含むが、ただし、炭素原子とヘテロ原子の合計は、少なくとも5個である。ヘテロ原子は、好ましくは、N、Oおよび/またはSから選ばれる。ここで、アリール基もしくはヘテロアリール基は、単純な芳香族環、すなわち、ベンゼン、または、単純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、縮合アリールもしくはヘテロリール基、たとえば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン等の何れかを意味するものと解される。
本発明の文脈での芳香族環系は、6〜60個の炭素原子を環系中に含む。本発明の意味での複素環式芳香族環系は、1〜60個の炭素原子と少なくとも1個のヘテロ原子を環系中に含むが、ただし、炭素原子とヘテロ原子の合計は少なくとも5個である。ヘテロ原子は、好ましくは、N、Oおよび/またはSから選ばれる。本発明の文脈での芳香族もしくは複素環式芳香族環系は、必ずしもアリールもしくはヘテロアリール基のみを含むものではなく、加えて、2個以上のアリールもしくはヘテロアリール基は、たとえば、炭素、窒素もしくは酸素原子またはカルボニル基のような非芳香族単位(好ましくは、H以外の原子は10%未満である。)により中断されることも可能である系を意味するものと解されるべきである。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、スチルベン等の系も、本発明の文脈での芳香族環系を意味するものとみなされるべきであり、2個以上のアリール基が、たとえば、直鎖もしくは環式アルキル基によりまたはシリル基により中断される系も同様である。さらに、2個以上のアリールもしくはヘテロアリール基が、互いに直接結合する系、たとえば、ビフェニルもしくはテルフェニルも、同様に芳香族もしくは複素環式芳香族環系とみなされるべきである。
本発明の文脈での環式アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基は、単環式、二環式もしくは多環式基を意味するものと解される。
本発明の文脈では、C〜C40-アルキル基は、ここで、個々の水素原子もしくはCH基は、上記した基により置換されていてよく、たとえば、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、シクロプロピル、n-ブチル、i-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、シクロブチル、2-メチルブチル、n-ペンチル、s-ペンチル、t-ペンチル、2-ペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、n-ヘキシル、s-ヘキシル、t-ヘキシル、2-ヘキシル、3-ヘキシル、ネオヘキシル、シクロヘキシル、1-メチルシクロペンチル、2-メチルペンチル、n-ヘプチル、2-ヘプチル、3-ヘプチル、4-ヘプチル、シクロヘプチル、1-メチルシクロヘキシル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、シクロオクチル、1-ビシクロ[2.2.2]オクチル、2-ビシクロ[2.2.2]オクチル、2-(2,6-ジメチル)オクチル、3-(3,7-ジメチル)オクチル、アダマンチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチルまたは2,2,2-トリフルオロエチル、1,1-ジメチル-n-ヘキサ-1-イル、1,1-ジメチル-n-ヘプタ-1-イル、1,1-ジメチル-n-オクタ-1-イル、1,1-ジメチル-n-デカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-ドデカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-テトラデカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-ヘキサデカ-1-イル、1,1-ジメチル-n-オクタデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ヘキサ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ヘプタ-1-イル、1,1-ジエチル-n-オクタ-1-イル、1,1-ジエチル-n-デカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ドデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-テトラデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-ヘキサデカ-1-イル、1,1-ジエチル-n-オクタデカ-1-イル、1-(n-プロピル)シクロヘキサ-1-イル、1-(n-ブチル)シクロヘキサ-1-イル、1-(n-ヘキシル)シクロヘキサ-1-イル、1-(n-オクチル)シクロヘキサ-1-イルおよび1-(n-デシルl)シクロヘキサ-1-イル基を意味するものと解される。アルケニル基は、たとえば、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、シクロオクテニルまたはシクロオクタジエニルを
意味するものと解される。アルキニル基は、たとえば、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ものと解される。C〜C40-アルコキシ基は、たとえば、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-ブトキシまたは2-メチルブトキシを意味するものと解される。
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系は、各場合に、上記した基により置換されていてもよく、任意の所望の位置を介して、芳香族もしくは複素環式芳香族系に連結していてもよいが、たとえば、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、ベンゾフルオランテン、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、トリフェニル、トリフェニレン、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、シス-もしくはトランス-モノベンゾインデノフルオレン、シス-もしくはトランス-ジベンゾインデノフルオレン、トルクセン、イソトルクセン、スピロトルクセン、スピロイソトルクセン、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、フェナンスリイミダゾール、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を意味するものと解される。
好ましいのは、式(I)および/または(II)の構造を含む化合物であって、8個を超えない、好ましくは、4個を超えない、より好ましくは、2個を超えないX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16基は、Nであることを特徴とする。最も好ましくは、全てのX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16基は、CRまたはC-Zである。これに関連して、CR基は、C-Zとは異なることが強調されるべきである。
さらに好ましいのは、Yが結合の場合に、XとXが、C-Zの基ではない化合物である。より好ましくは、Yが結合の場合に、XとX基は、式CRの基、好ましくは、CHである。好ましいのは、Yが結合の場合に、X11とX14が、C-Zの基ではない化合物である。より好ましくは、Yが結合の場合に、X11とX14基は、式CRの基、好ましくは、CHである。
追加的に6個を超えない、好ましくは、4個を超えない、より好ましくは、2個を超えないX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15およびX16基は、C-Zである場合であってよい。より好ましくは、丁度1個のX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15およびX16基は、C-Zである。
さらに好ましいのは、式(I)の化合物であって、X、X、XおよびX基の少なくとも1つは、より好ましくは、丁度1個のX、X、XおよびX基は、C-Zである。追加的に、X、X、X、X、X、X12、X13およびX16基が、より好ましくは、X、X、X、X、X、X12、X13およびX16基の丁度1個がC-Zである場合であってよい。
追加的に好ましいのは、式(I)において、X、X、X、X、X、X、XおよびX基の少なくとも4個が、C-Zであり、式(II)において、X、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15およびX16基の少なくとも8個、好ましくは、少なくとも12個は、C-Zである特徴を有する化合物である。
本発明のさらなる形態では、好ましいのは、X、X、X、X、X、X10、X11およびX12基が、CRである化合物である。
さらに好ましいのは、X、X、X11およびX14基の少なくとも2個、好ましくは、少なくとも3個は、式CR、より好ましくはCHの基である化合物である。より好ましくは、全てのX、X、X11およびX14基は、式CR、より好ましくはCHの基であってよい。特に好ましい1態様では、XはC-Zであり、XはCHである。さらに好ましくは、X11はC-Zであってよく、X14はCHであってよく、この場合に特別に好ましいのは、XはC-Zであり、XはCHである。
さらに、式(I)および/または(II)において、qは0であってよく、Z基の臭素原子は、フルオレンもしくはスピロ基に直接結合している。
本発明の特別な側面では、式(I)の化合物は、式(II)の化合物とは異なる。式(I)において、R基が互いに結合しない場合が、より好ましい可能性がある。
好ましくは、式(I)の構造を有する化合物は、R基を含んでもよく、ここでこれらのR基は、出現毎に同一か異なり、好ましくは、H、D、F、Br、I、CN、Si(R、B(OR、C(=O)Ar、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルコキシ基、2〜10個の炭素原子を有するアルケニル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルコキシ基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル基(夫々は、1以上のR基により置換されてよく、ここで、1以上の水素原子は、DもしくはFで置き代えられてよい。)または、各場合に、1以上のR基により置換されてよい5〜30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系から選ばれ;同時に、2個の隣接するR基は一緒になって、またはR基とR基は、一緒になって、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。より好ましくは、これらのR基は、出現毎に同一か異なり、H、D、F、1〜6個の炭素原子を有する直鎖アルコキシ基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルコキシ基、1〜6個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル基(ここで、1以上の水素原子は、DもしくはFで置き代えられてよい。)または、各場合に、1以上のR基により置換されてよい5〜24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系から選ばれ;同時に、2個の隣接するR基は一緒になって、またはR基とR基は、一緒になって、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。より好ましくは、式(I)において、少なくとも1つのおよび2つのR基は、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基または6〜10個の炭素原子を有するアリール基であってよく、3個までのR基により置換されてよく、ここで、R基は、より好ましくは、互いに結合しない。
基が、式(I)および/または式(II)の構造内で結合する場合には、これらのR基は、出現毎に同一か異なり、好ましくは、H、D、F、Br、I、CN、Si(R、B(OR、C(=O)Ar、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルコキシ基、2〜10個の炭素原子を有するアルケニル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルコキシ基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル基(夫々は、1以上のR基により置換されてよく、ここで、1以上の水素原子は、DもしくはFで置き代えられてよい。)または、各場合に、1以上のR基により置換されてよい5〜30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系から選ばれ;同時に、2個の隣接するR基は一緒になって、またはR基とR基は、一緒になって、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を互いに形成してもよい。より好ましくは、これらのR基は、出現毎に同一か異なり、H、D、F、1〜6個の炭素原子を有する直鎖アルコキシ基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルコキシ基、1〜6個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル基(ここで、1以上の水素原子は、DもしくはFで置き代えられてよい。)または、各場合に、1以上のR基により置換されてよい5〜24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系から選ばれ;同時に、2個の隣接するR基は一緒になって、またはR基とR基は、一緒になって、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を互いに形成してもよい。
追加的に、ArおよびAr基は、3個までのR基により置換されてよい6〜10個の炭素原子、好ましくは、6個の炭素原子を有するアリール基であり;同時に、ArおよびAr基は、単結合またはB(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から選ばれるブリッジにより互いに結合してもよい場合であってよい。特別な側面では、ArおよびAr基は、1〜4個の炭素原子を有する3個までのアルキル基、好ましくは、メチル基により置換されてよい、6個の炭素原子を有するアリール基である。さらなる側面では、ArおよびAr基は、6〜10個の炭素原子を有する2個までのアリール基、好ましくは、フェニル基により置換されてよい、6個の炭素原子を有するアリール基であり、ここで、アリール基は、好ましくは、結合を介して互いに連結してよい。
追加的に、化合物は、式(IV)および/または(V)の構造を含む場合であってよく、
Figure 2016535723
式中、使用される記号は、上記所与の定義を有し、n、m、p、q、rは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
式(IV)の構造を有する化合物においては、Yは、好ましくは、結合、O、S、C=OまたはN(R)、好ましくは、結合、OまたはN(Ar)、特別に好ましくは、結合であり、ここで使用される記号は、上記所与の定義を有する。
式(V)の構造を有する化合物に対しては、Yは、Oもしくは結合であり、Yは、結合、O、S、C=OまたはN(R)、好ましくは、結合、OまたはN(Ar)である場合であってよく、ここで使用される記号は、上記所与の定義を有する。特別な側面では、YがOであり、Yは、結合、O、S、C=OまたはN(R)である式(V)の構造を有する化合物の特徴であってよい。より好ましくは、式(V)の構造を有する化合物において、Yは、結合であり、Yは、結合、O、S、C=OまたはN(R)、特別に好ましくは、結合である。
より好ましくは、化合物は、式(IV−1)および/または(IV−2)の構造を含む場合であってよく、
Figure 2016535723
式中、使用される記号は、上記所与の定義を有し、n、mは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
好ましくは、式(IV−1)または式(IV−2)の構造を有する化合物に対して、Y基は、O、N(Ar)または結合、好ましくは、Oまたは結合、特別に好ましくは、結合である。
好ましくは、式(IV−1)または式(IV−2)の構造と関連して、R基は、出現毎に同一か異なり、好ましくは、H、D、F、Br、I、CN、Si(R、B(OR、C(=O)Ar、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、1〜10個の炭素原子を有する直鎖アルコキシ基、2〜10個の炭素原子を有するアルケニル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルコキシ基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル基(夫々は、1以上のR基により置換されてよく、ここで、1以上の水素原子は、DもしくはFで置き代えられてよい。)または、各場合に、1以上のR基により置換されてよい5〜30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系から選ばれ;同時に、2個の隣接するR基は一緒になって、またはR基とR基は、一緒になって、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。より好ましくは、式(IV−1)または式(IV−2)の構造と関連して、これらのR基は、出現毎に同一か異なり、H、D、F、1〜6個の炭素原子を有する直鎖アルコキシ基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルコキシ基、1〜6個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3〜10個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル基(ここで、1以上の水素原子は、DもしくはFで置き代えられてよい。)または、各場合に、1以上のR基により置換されてよい5〜24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系から選ばれ;同時に、2個の隣接するR基は一緒になって、またはR基とR基は、一緒になって、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。より好ましくは、式(IV−1)または式(IV−2)において、少なくとも1つのおよび2つのR基は、1〜10個の炭素原子を有するアルキル基または6〜10個の炭素原子を有するアリール基であり、3個までのR基により置換されてよく、ここで、R基は、より好ましくは、互いに結合しない。
さらに好ましいのは、式(IV−3)、(IV−4)および/または(IV−5)の構造を含む化合物であり:
Figure 2016535723
式中、使用される記号は、上記所与の定義を有し、nは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
さらに好ましいのは、式(IV−6)、(IV−7)および/または(IV−8)の構造を含む化合物であり:
Figure 2016535723
式中、使用される記号は、上記所与の定義を有し、nは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
より好ましくは、式(V−1)、(V−2)、(V−3)および/または(V−4)の構造を含む化合物の場合であってよく:
Figure 2016535723
式中、使用される記号は、上記所与の定義を有し、nは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
式(V−1)、(V−2)、(V−3)または(V−4)の一つの構造を有する化合物に対して、好ましくは、Yは、Oまたは結合、好ましくは、結合であり、Yは、結合、O、S、C=OまたはN(R)好ましくは、結合、OまたはN(Ar)である場合であってよく、使用される記号は、上記所与の定義を有する。
さらに好ましいのは、式(V−5)、式(V−6)、式(V−7)、式(V−8)、式(V−9)および/または(V−10)の構造を含む化合物であり:
Figure 2016535723
式中、使用される記号は、上記所与の定義を有し、nは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
より特別には、本発明の化合物は、先行技術の化合物と比べてはるかにより高いT1準位を有し、これは、本質的に、緑色と特に青色燐光OLEDの構築のために有利である。この優位性は、三重項マトリックス材料(TMM)、正孔ブロック材料(HBM)および電子輸送材料(ETM)としての材料の使用のために特別に重要である。発光層と隣接層(EBM/ETM)においては、TMM、EBH、ETMのT準位は、発光の消光を回避するために、発光材料より高いか、または同等でなければならない。
分子軌道、特に、最高分子占有軌道(HOMO)と最低非占分子軌道(LUMO)、そのエネルギー準位および最低三重項状態Tのエネルギーと最低励起一重項状態Sのエネルギーは、量子化学計算によって決定される。金属を含まない有機物質の計算のために、最初に、幾何学的な最適化が、「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」法により実行される。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(電荷0、一重項スピン)を用いる「TD−SCF/DFT/デフォルトスピン/B3PW91」法を使用してなされる。金属含有化合物に対しては、ジオメトリーは、「基底状態/ハートリー-フォック/デフォルトスピン/LanL2MB/電荷0/一重項スピン」法を介して最適化される。エネルギー計算は、「LanL2DZ」ベースセットが金属原子のために使用され、「6−31G(d)」ベースセットが金属原子のために使用されるということを除いて、上記記載のとおりの有機物質と同じように実行される。HOMOエネルギー準位HEhまたはLUMOエネルギー準位LEhは、ハートリー単位でのエネルギー計算から得られる。これは、サイクリックボルタンメトリ測定により較正されたHOMOおよびLUMOの電子ボルトでのエネルギー準位を決定するために使用され、以下のとおりである:
HOMO(eV)=((HEh*27.212)−0.9899)/1.1206
LUMO(eV)=((LEh*27.212)−2.0041)/1.385
これらの値は、本出願の文脈で、材料のHOMOおよびLUMOエネルギー準位とみなすべきである。
最低三重項状態T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。
最低励起一重項状態S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。
ここに記載された方法は、使用されるソフトウエアパッケージとは独立しており、常に同じ結果が得られる。この目的のためによく利用されるプログラムの例は、「ガウシアン09W (Gaussian Inc.)とQ-Chem 4.1 (Q-Chem, Inc.)」である。
式(I)および/または(II)の構造を含む本発明のホウ素含有化合物は、構造によりキラルであってもよい。これは、特に、一以上の立体中心を有する置換基、たとえば、アルキル、アルコキシまたはアラルキル基を含む場合である。ホウ素含有化合物の基本構造は、キラル構造であってもよいことから、ジアステレオマーと多くの対のエナンチオマーの形成が可能である。その場合に、本発明の化合物は、異なるジアステレオマーもしくは対応するラセミ体および個々の単離されたジアステレオマーもしくはエナンチオマーの混合物の両者を含む。
好ましくは、化合物は、エナンチオマー混合物、より好ましくは、ジアステレオマー混合物の形態であってよい。結果として、予想外に、本発明の化合物を使用して得ることができる電子素子の特性を向上することが可能である。これらの特性は、特に、素子の寿命を含む。
特に好ましい化合物は、以下の式1〜40による構造を含む。
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
請求項1で特定される条件が集められるならば、上記好ましい態様は、所望のとおりに互いに組み合わせることができる。本発明の特に好ましい1態様では、上記好ましい態様は、同時に適用される。
本発明の化合物は、種々のプロセスにより原則的に調製することができる。しかしながら、今後説明されるプロセスが特に適していることが見出された。
したがって、本発明は、さらに、少なくとも一つのアリールリチウム化合物を、ハロボランおよび/または少なくともボリン酸エステルと反応させることによる、式(I)および/または(II)の構造を含む化合物の製造方法を提供する。
式(I)の構造を含む化合物の調製は、以下のスキームにおける例により示される。
Figure 2016535723
本発明は、さらに、カップリング反応による式(I)および/または(II)の構造を含む化合物の製造方法を提供する。
方法は、アリールブロミドとアリールボロン酸からのスズキカップリングを介する例により図解される。
Figure 2016535723
全てC-C結合をもたらす特に適切で好ましいカップリング反応は、ブッフバルト、スズキ、ヤマモト、スチル、ヘック、ネギシ、ソノガシラおよびヒヤマによるものである。
上記詳細な調製プロセスの原理は、類似化合物のための文献から主として知られており、当業者により、本発明の化合物の調製へ簡単に適合することができる。
これらのプロセスに、必要であれば、精製、たとえば、再結晶化もしくは昇華を続けることができ、式(I)および/または(II)の構造を含む本発明の化合物を、高純度で、好ましくは、99%以上で(H NMRおよび/またはHPLCにより測定される)得ることができる。
本発明の化合物は、たとえば、比較的長いアルキル基(約4〜20個の炭素原子)、特に、分岐アルキル基または随意に置換されたアリール基、たとえば、キシリル、メシチルもしくは分岐テルフェニルあるいはクアテルフェニル基による、適切な置換基を有してもよく、それらは、溶液から錯体を処理することを可能とすることを目的として、通常の有機溶媒、たとえば、トルエンもしくはキシレン中で、室温で十分な濃度で可溶性である溶解度をもたらす。これらの可溶性の化合物は、特に、溶液からの処理、たとえば、印刷法に対して良好に適合的である。さらに、少なくとも一つの式(I)および/または(II)の構造を含む本発明の化合物は、これらの溶媒中で向上した溶解度を既に有することが強調されるべきである。
本発明の化合物をポリマーと混合してもよい。同様に、これらの化合物をポリマー中に共有結合的に組み込むこともできる。これは、特に、臭素、沃素、塩素、ボロン酸もしくはボロン酸エステル等の反応性脱離基またはオレフィンもしくはオキセタン等の反応性重合可能基により置換された化合物により可能である。これらは、対応するオリゴマー、デンドリマーまたはポリマーの製造のためのモノマーとしての使用を見出し得る。オリゴマー化もしくはポリマー化は、好ましくは、ハロゲン官能基もしくはボロン酸官能基または重合可能基によりなされる。追加的に、この種の基を介してポリマーを架橋することもできる。本発明の化合物とポリマーを、架橋もしくは非架橋層の形態で使用してよい。
したがって、本発明は、さらに、一以上の式(I)および/または(II)の上記詳細な構造を含む化合物もしくは本発明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を提供し、ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーへの本発明の化合物または式(I)および/または(II)の構造の化合物の一以上の結合が存在する。式(I)および/または(II)の構造または化合物の結合に応じて、これらは、かくて、オリゴマーもしくはポリマーの側鎖を形成するか、または主鎖内で結合する。ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーは、共役、部分共役もしくは非共役であってよい。オリゴマーまたはポリマーは、直鎖、分岐もしくは樹状であってよい。オリゴマー、デンドリマーおよびポリマー中の本発明の化合物の反復単位に対して、上記記載したのと同じ選好があてはまる。
オリゴマーまたはポリマーの調製のために、本発明のモノマーは、さらなるモノマーとホモ重合するか共重合する。式(I)および/または(II)の単位もしくは上記示した好ましい態様が、0.01〜99.9モル%、好ましくは、5〜90モル%、より好ましくは、20〜80モル%であるコポリマーが好ましい。ポリマー基本骨格を形成する適切で好ましいコモノマーは、フルオレン(たとえば、EP842208もしくはWO2000/22026による)、スピロビフルオレン(たとえば、EP707020、EP894107もしくはWO2006/061181による)、パラ-フェニレン(たとえば、WO92/18552による)、カルバゾール(たとえば、WO2004/070772もしくはWO2004/113468による)、チオフェン(たとえば、EP1028136による)、ジヒドロフェナントレン(たとえば、WO 2005/014689による)、シス-およびトランス-インデノフルオレン(たとえば、WO2004/041901もしくはWO2004/113412による)、ケトン(たとえば、WO2005/040302による)、フェナントレン(たとえば、WO2005/104264もしくはWO0207/017066による)または複数のこれらの単位から選ばれる。ポリマー、オリゴマーおよびデンドリマーは、なおさらなる単位、たとえば、正孔輸送単位、特に、トリアリールアミン系のもの、および/または電子輸送単位をも含んでもよい。
さらに、本発明の化合物は、比較的低い分子量を有してもよい。したがって、本発明は、さらに好ましくは、10000g/molを超えない、より好ましくは、5000g/molを超えない、特別に好ましくは、3000g/molを超えない分子量を有する化合物を提供する。
さらに、昇華可能であることが、好ましい化合物の特徴である。これらの化合物は、一般的に約1200g/mol未満のモル質量を有する。
追加的に、特に関心のあるものは、高いガラス転移温度を特徴とする本発明の化合物である。これに関連して、好ましいものは、DIN51005にしたがって測定された少なくとも70℃の、より好ましくは、少なくとも100℃の、さらにより好ましくは、少なくとも125℃のおよび、特別に好ましくは、少なくとも150℃のガラス転移温度を有する一般式(I)および(II)の構造を含む本発明の化合物である。
本発明は、なおさらに、本発明の化合物または本発明のオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーと少なくとも一種のさらなる化合物とを含む調合物を提供する。さらなる化合物は、好ましくは、溶媒であってよい。さらなる化合物は、代替として、電子素子で同様に使用されるさらなる有機もしくは無機化合物、たとえば、マトリックス材料であってよい。このさらなる化合物は、ポリマー状であってもよい。
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。
本発明は、なおさらに、本発明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機能性材料を含む組成物を提供する。
したがって、本発明は、少なくとも一つの式(I)および/または(II)の構造を含む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も関する。本発明の特別な1側面によれば、さらなるマトリックス材料は、正孔輸送特性を有する。
本発明は、さらに、少なくとも一つの式(I)および/または(II)の構造を含む化合物と少なくとも一つの広バンドギャップ材料らなるマトリックス材料とを含む組成物を提供し、広バンドギャップ材料は、US 7,294,849の開示の意味での材料を意味するものと理解される。これらシステムは、エレクトロルミッセンス素子における特に有利な性能データを示す。
好ましくは、追加的化合物は、2.5eV以上の、より好ましくは、3.0eV以上の、より非常に好ましくは、3.5eV以上のバンドギャップを有する。バンドギャップを計算する一つの方法は、最高分子占有軌道(HOMO)と最低非占分子軌道(LUMO)のエネルギー準位を介する。
本発明は、少なくとも一つの式(I)および/または(II)の構造を含む化合物と少なくとも一つの燐光エミッターとを含む組成物にも関し、用語「燐光エミッター」は、燐光ドーパントを意味するとも解される。
用語「燐光ドーパント」は、発光が、スピン禁制遷移、たとえば、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典型的には包含する。
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、また、20より大きい、好ましくは、38〜84の、より好ましくは、56〜80の原子番号を有する少なくとも一つの原子を含む。燐光発光ドーパントとして使用されるのは、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。
本出願の文脈では、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、次のセクションで加えられる。
マトリックス材料とドーパントとを含む系中でのドーパントは、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解される。対応して、マトリックス材料は、マトリックス材料とドーパントとを含む系中で、混合物中でより多い割合を有する成分を意味するものと解される。
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、以後特定される好ましい燐光ドーパントである。
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に見出され得る。一般的には、先行技術による燐光発光OLEDのために使用され、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、本発明の素子での使用のために適切である。
燐光ドーパントの明確な例は、以下の表に示される。
Figure 2016535723
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式(I)および/または(II)の構造を含む上記化合物もしくは上記詳細な好ましい態様は、好ましくは、電子素子での活性成分として使用することができる。電子素子は、アノード、カソードおよび少なくとも1つの層を含む素子を意味すると理解され、前記層は、少なくとも1種の有機または有機金属化合物を含む。したがって、本発明の電子素子は、アノード、カソード、およびの式(I)および/または(II)の構造を含む少なくとも1種の化合物を含む少なくとも1つの層を含む。ここで、好ましい電子素子は、有機エレクトロルミネッセント素子(OLED、PLED)、有機集積回路(O−IC)、有機電界効果トランジスタ(O−FET)、有機薄膜トランジスタ(O−TFT)、有機発光トランジスタ(O−LET)、有機太陽電池(O−SC)、有機光学検出器、有機光受容体、有機電場消光素子(O−FQD)、発光電気化学電池(LEC)および有機レーザーダイオード(O−laser)からなる群から選択され、少なくとも1つの層に前述の式(I)および/または(II)の構造を含む少なくとも1種の化合物を含む。有機エレクトロルミネッセント素子が、特に好ましい。活性成分は、一般に、アノードとカソードの間に導入された有機または無機材料、たとえば電荷注入、電荷輸送または電荷ブロック材料であるが、特に、発光材料およびマトリックス材料である。本発明の化合物は、有機エレクトロルミッセンス素子において、発光材料として、特に良好な特性を示す。したがって、本発明の好ましい1態様は、有機エレクトロルミネッセント素子である。さらに、本発明の化合物は、一重項酸素の製造のために、または光触媒で使用することができる。
有機エレクトロルミネセンス素子は、カソード、アノードと少なくとも一つの発光層を含む。これらの層とは別に、さらなる層、たとえば、各場合に、一以上の正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、励起子ブロック層、電子ブロック層、電荷生成層および/または有機もしくは無機P/N接合を含んでもよい。同時に、一以上の正孔輸送層が、たとえば、MoOもしくはWO等の金属酸化物または(過)フッ素化電子不足芳香族系によりp-ドープされ、および/または一以上の電子輸送層が、n-ドープされることも可能である。たとえば、エレクトロルミネセンス素子中で励起子ブロック機能および/または電荷バランス調節能を有する中間層も、同様に二個の発光層の間に導入されることも可能である。しかしながら、これらの層の夫々は、必ずしも存在する必要がないことに留意する必要がある。
この場合に、有機エレクトロルミネセンス素子は、一つの発光層または複数の発光層を含むことができる。複数の発光層が存在するならば、これらは、好ましくは、380nm〜750nm間に全体で複数の最大発光長を有し、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することができる種々の発光化合物が、発光層に使用される。特に、好ましいのは、三層構造であり、その三層は青色、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。)か、または三層xz以上の発光層を有する構造である。システムは一以上の層が蛍光であり、一以上の他の層が燐光であるハイブリッドシステムであってもよい。
本発明の好ましい1態様では、有機エレクトロルミッセンス素子は、一以上の発光層に、マトリックス材料として、好ましくは、電子伝導マトリックス材料として、好ましくは、さらなるマトリックス材料、好ましくは、正孔伝導マトリックス材料と組み合わせて、式(I)および/または(II)の構造を含む化合物もしくは上記詳細な好ましい態様を含む。発光層は、少なくとも一つの発光化合物を含む。
使用されるマトリックス材料は、一般的に、先行技術によりその目的のために知られる任意の材料であってよい。マトリックス材料の三重項準位は、好ましくは、エミッターの三重項準位よりも高い。
本発明の化合物のために適切なマトリックス材料は、たとえば、WO2004/013080、WO2004/093207、W2006/005627もしくはWO 2010/006680によるケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシドおよびスルホンであり、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)、m-CBPまたはWO2005/039246、US2005/0069729、JP 2004/288381、EP1205527、WO2008/086851もしくはUS2009/0134784に記載されたカルバゾール誘導体、たとえば、WO2007/063754もしくはWO2008/056746によるインドロカルバゾール誘導体、たとえば、WO 2010/136109もしくはWO 2011/000455によるインデノカルバゾール誘導体、たとえば、EP1617710、EP1617711、EP1731584、JP 2005/347160によるアザカルバゾール、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、WO2005/111172によるシラン、たとえば、WO 2006/117052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、WO 2010/054729によるジアザシロール誘導体、たとえば、WO 2010/054730によるジアザホスホール誘導体、たとえば、WO 2010/015306、WO2007/063754もしくはWO02008/056746によるトリアジン誘導体、またはたとえば、EP652273もしくはWO2009/062578による亜鉛錯体、たとえば、WO 2009/148015によるジベンゾフラン誘導体またはたとえば、US 2009/0136779、WO 2010/050778、WO 2011/042107もしくはWO 2011/088877による架橋カルバゾール誘導体である。
複数の異なるマトリックス材料、特に、少なくとも一つの電子伝導性マトリックス材料と少なくとも一つの正孔伝導性マトリックス材料を混合物として使用することも好ましいこともある。好ましいのは、同様に、電荷輸送マトリックス材料と、たとえば、WO 2010/108579に記載されたとおりの、あるとしても電荷輸送に顕著な関与を有さない電気的に不活性なマトリックス材料との混合物の使用である。
マトリックスと一緒に二個以上の三重項エミッターの混合物を使用することがさらに好ましい。この場合に、より短い波長の発光スペクトルを有する三重項エミッターは、より長い波長の発光スペクトルを有する三重項エミッターのためのコマトリックスとしての役割を果たす。
より好ましくは、好ましい1態様において、式(I)および/または式(II)の構造を含む本発明の化合物を、有機電子素子、特に、有機エレクトロルミッセンス素子、たとえば、OLEDもしくはOLECにおいて、発光層でのマトリックス材料として使用することができる。この場合に、式(I)および/または式(II)の構造を含む化合物を含む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。
この場合に、発光層中のマトリックス材料の割合は、蛍光発光層に対して、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、85.0〜97.0体積%である。
対応して、ドーパントの割合は、蛍光発光層に対して、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、3.0〜15.0体積%である。
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む系を含んでもよい。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それらの材料であり、マトリックス材料は、系中でより多い割合を有するそれらの材料である。しかしながら、個々の場合では、系中の単一のマトリックス材料の割合は、単一のドーパントの割合よりも少なくてよい。
本発明のさらに好ましい態様では、式(I)および/または式(II)の構造を含む化合物は、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、2または3種の異なるマトリックス材料、より好ましくは、2種の異なるマトリックス材料を含む。この場合に、2種の材料の内の一つは、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、2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使用される。混合マトリックス系に関するより詳細な情報源の一つは、特に、出願WO 2010/108579である。
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のできる特に適切なマトリックス材料は、どのタイプ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、燐光ドーパントのために以下に特定される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。
本発明は、さらに、一以上の本発明の化合物および/または少なくとも一つの本発明のオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーを一以上の電子伝導層中に電子伝導化合物として含む電子素子、好ましくは、有機エレクトロルミッセンス素子を提供する。
好ましいカソードは、低仕事関数を有する金属、金属合金または、たとえば、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(たとえば、Ca、Ba、Mg、Al、In、Mg、Yb、Sm等)のような種々の金属を含む多層構造である。追加的に適切なのは、アルカリ金属、アルカリ土類金属および銀より成る合金、たとえば、マグネシウムと銀から成る合金である。多層構造の場合、前記金属に加えて、比較的高仕事関数を有するさらなる金属、たとえば、Agが使用されてもよく、その場合、たとえば、Mg/Ag、Ca/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。金属カソードと有機半導体との間に高誘電定数を有する材料の薄い中間層を導入することが好ましいこともある。この目的に有益な材料の例は、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属フッ化物だけでなく、また対応する酸化物もしくは炭酸塩(たとえば、LiF、LiO、BaF、MgO、NaF、CsF、CsCO等)である。この目的に有益なものは、同様に有機アルカリ金属錯体、たとえば、Liq(リチウムキノリナート)である。この層の層厚は、好ましくは、0.5〜5nmである。
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、4.5eV対真空超の仕事関数を有する。第1に、たとえば、Ag、PtもしくはAuのような高レドックスポテンシャルを有する金属が、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、Al/PtO)が、また、好まれてもよい。幾つかの用途のために、少なくとも一つの電極は、有機材料の放射(O-SC)もしくは発光(OLED/PLED、O−laser)の何れかを可能にするために透明もしくは一部透明である必要がある。ここで、好ましいアノード材料は、導電性混合金属酸化物である。特に好ましいのは、イリジウム錫酸化物(ITO)またはイリジウム亜鉛酸化物(IZO)である。さらに、ドープされた導電性有機材料、特にドープされた導電性ポリマー、たとえばPEDOT、PANIまたはこれらのポリマーの誘導体が好ましい。p-ドープされた正孔輸送材料を正孔注入層としてアノードに適用することがさらに好ましく、この場合、適切なpドーパントは、金属酸化物、たとえばMoOもしくはWOまたは(過)フッ素化された電子不足芳香族系である。さらに適切なp-ドーパントは、HAT−CN(ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン)またはNovaled製の化合物NPD9である。このような層により、大きさの観点で、低HOMO、すなわち高いHOMO値を有する材料における正孔注入が簡単になる。
さらなる層において、一般的に、層のために先行技術により使用されるとおりの任意の材料を使用することができ、当業者は、発明性を要さず、電子素子において、本発明による材料とこれら任意の材料を組み合わせることができるだろう。
このような素子の寿命は、水および/または空気の存在でひどく低下することから、素子は、(用途に応じて)対応して構造化され、接点を接続され、最後に気密シールされる。
追加的に好ましいのは、電子素子、特に、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、1以上の層が、昇華プロセスにより被覆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、真空昇華システム中での気相堆積により適用される。初期圧力は、さらにより低くても、たとえば、10−7mbar未満でも可能でもある。
同様に好ましいのは、電子素子、特に、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、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被覆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。この方法の特別な場合は、OVJP(有機蒸気ジェット印刷)プロセスであり、材料はノズルにより直接適用され、ひいては構造化される(たとえば、M. S. Arnold et al., Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301)。
追加的に好ましい電子素子、特に、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、フレキソ印刷あるいはオフセット印刷、より好ましくは、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。この目的では、可溶性の化合物が必要であり、それらは、たとえば適切な置換により得られる。
電子素子、特に、有機エレクトロルミネセンス素子は、また、1以上の層を溶液から適用し、また、1以上の他の層を気相堆積により適用することによりハイブリッドシステムとしても製造され得る。たとえば、式(I)および/または(II)の構造を含む本発明の化合物とマトリックス材料を含む発光層を溶液から適用し、正孔ブロック層および/または電子輸送層をそこに減圧下気相堆積により適用することもできる。
これらの方法は当業者に一般的に知られており、当業者により問題なく、式(I)および/または(II)の構造を含む本発明の化合物または上記詳細な好ましい態様を含む電子素子、特に、有機エレクトロルミネセンス素子に適用することができる。
本発明の電子素子、特に、有機エレクトロルミネセンス素子は、先行技術を凌駕する一以上の以下の驚くべき優位性で注目すべきである。
1.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーを、特に、電子伝導材料として含む電子素子、特に、有機エレクトロルミネセンス素子は、極めて良好な寿命を有する。
2.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーを、電子伝導材料として含む電子素子、特に、有機エレクトロルミネセンス素子は、優秀な効率を有する。より特別には、効率は、式(I)または式(II)の構造単位を含まない類似化合物と比べて、遙かにより高い。
3.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーは、極めて高い安定性を示し、極めて長い寿命を有する化合物をもたらす。
4.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーにより、電子素子、特に、有機エレクトロルミネセンス素子におけるチャンネルの光学的損失の形成を回避することができる。結果として、これらの素子は、エミッターの高いPL効率とそれゆえの高いEL効率と優れたマトリックスのドーパントへのエネルギー移送を特徴とする。
5.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーの電子素子、特に、有機エレクトロルミッセンス素子の層での使用は、電子伝導構造の高い移動度をもたらす。
6.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーは、優秀な熱安定性を特色とし、約1200g/mol未満のモル質量を有する化合物は、良好な昇華性を有する。
7.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーは、優秀なガラス膜形成性を有する。
8.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーは、溶液から極めて良好な膜を形成する。
9.式(I)および/または(II)の構造を有する化合物、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーは、驚くほど高い三重項準位Tをも有する。
上記したこれらの利点は、さらなる電子特性での低下を伴わない。
本発明は、さらに、本発明の化合物および/または本発明のオリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーの、正孔ブロック材料、電子注入材料および/または電子輸送材料としての電子素子での使用を提供する。
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任意の特徴は、明確に除外されなければ、同じ目的か、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任意の特徴は、一般的な一連の例としてか、等価か類似する特徴とみなされなければならない。
本発明のすべての特徴は、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てよい。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、使用されてよい。
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任意の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。
本発明で開示された技術的教示を抽出し、他の例と組み合わせてよい。
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。
当業者は、所与の説明を使用して発明性を使うことなく、本発明のさらなる電子素子を製造することができ、したがって特許請求の範囲の全般にわたって本発明を実施することができよう。

以下の合成は、他に断らない限り、保護ガス雰囲気下、無水溶媒中で行われる。金属錯体を遮光して、または黄色光下で、追加的な処理をする。溶媒および試薬を、たとえばSigma-ALDRICHまたはABCRから購入することができる。角括弧内の夫々の番号または個々の化合物について示された番号は、文献から知られた化合物のCAS番号である。
一般的な調製方法:
A:シントンSの合成:
例S1: 4-ブロモスピロ-9,9’-ビフルオレン
Figure 2016535723
2000mLのTHF中、−78℃に冷却した250g(785ミリモル)の2,2’-ジブロモビフェニルの溶液に対して、撹拌しながら、n−ヘキサン中、318mLのn−BuLiの2.5Mを滴下し、その混合物をさらに30分間撹拌する。次いで、1000mLのTHF中、144g(785ミリモル)のフルオレンの溶液を滴下し、その混合物をさらに30分間撹拌し、冷却槽を撤去し、その混合物を終夜、室温まで温めておく。溶媒を実質的に減圧下で除去し、残留物を2000mLの氷酢酸に取込み、200mLのEtOHと、100mLの濃塩酸とを添加し、その混合物を還流下で2時間加熱する。冷却後、沈殿した固形物を吸引濾過し、その度毎に500mLの氷酢酸で二度、次いで、その度毎に300mLのエタノールで三度、洗浄し、減圧下で脱水させる。収率:265g(667ミリモル)、85%。NMRによる純度約98%。
B:ボランの合成:
変形1:
1000mLのTHF中、−78℃に冷却した100ミリモルの一臭化物または50ミリモルの二臭化物または33ミリモルの三臭化物または25ミリモルの四臭化物のよく撹拌した溶液または懸濁液に対して、n−ヘキサン中の105mLのn−BuLiの2.5Mを、温度が−55℃を超えない速度で滴下する。添加の終了後、その混合物をさらに2時間撹拌し、次いで、200mLのTHF中の110ミリモルのフルオロボランの溶液を、温度が−55℃を超えない速度で滴下する。その混合物をさらに−78℃で1時間撹拌し、次いで、徐々に室温まで温めておく。50mLのメタノールの添加後、溶媒を実質的に減圧下で除去し、残留物を500mLのジクロロメタンに取込み、有機相を、その度毎に200mLの水で五度、200mLの飽和塩化ナトリウム溶液で一度、洗浄し、次いで硫酸マグネシウムで脱水させる。溶媒の除去後に得られた残留物を(たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールと組み合わせて、トルエン、アセトン、酢酸エチルから)反復して再結晶化することにより精製し、最後に高真空(p=約10―5〜10−6mbar、T約250〜400℃)で、二度、分別昇華させる。
例B1:
Figure 2016535723
39.5g(100ミリモル)の4-ブロモスピロ-9,9’-ビフルオレン、S1と、n−ヘキサン中、42.0mL(105ミリモル)のn−BuLiの2.5Mと、29.5g(110ミリモル)のフルオロジメチルボラン[436-59-9]。トルエン/EtOHからの五度の再結晶化。二度の分別昇華:p約10―5mbar、T=300〜315℃。収率:19.2g(34ミリモル)、34%。純度:HPLCによると99.9%。
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:
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
変形2:
100ミリモルの臭化物と、110ミリモルのボロン酸と、300ミリモルの炭酸水素ナトリウムと、2ミリモルのS−Phosと、1ミリモルの酢酸パラジウム(II)と、300mLのトルエンと、200mLのジオキサンと、300mLの水との混合物を還流下で16時間加熱する。冷却後、水相を除去し、有機相を、その度毎に300mLの水で三度、300mLの塩化ナトリウム溶液で一度、洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水させ、乾燥剤をセライト床を使用して濾過する。溶媒の除去後に得られた残留物を(たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールと組み合わせて、トルエン、アセトン、酢酸エチルから)反復して再結晶化することにより精製し、最後に高真空(p=約10―5〜10−6mbar、T約250〜400℃)で、二度、分別昇華させる。
例B25:
Figure 2016535723
46.1g(100ミリモル)の(4-ブロモ-2,3,5,6-テトラメチルフェニル)ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)ボラン[321735-74-4]、39.6g(110ミリモル)のスピロ-9,9’-ビフルオレン-4-ボロン酸[1421789-05-0]と、25.2g(300ミリモル)の炭酸水素ナトリウムと、821mg(2ミリモル)のS−Phosと、249mg(1ミリモル)の酢酸パラジウム(II)。トルエン/EtOHからの五度の再結晶化。二度の分別昇華:p約10―5mbar、T=330〜340℃。収率:20.2g(29ミリモル)、29%。純度:HPLCによると99.9%。
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:
Figure 2016535723
Figure 2016535723
OLEDの製造
1)真空処理された素子:
本発明のOLEDおよび先行技術のOLEDは、WO 2004/058911による一般的な方法により製造されるが、ここに記載される状況(層の厚さの変化、使用する材料)に適合される。
種々のOLEDの結果を、以下の例に提示する。ガラス薄板は、構造化ITO(酸化インジウムスズ)と共に、OLEDが適用される基板を形成する。OLEDは、原則的に次の層構造を有する:基板/3%のNDP−9(Novaledから市販されている)でドープされているHTMからなる正孔輸送層1(HTL1)、20nm/正孔輸送層2(HTL2)/随意に正孔輸送層3(HTL3)/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って形成される。
最初に、真空処理されたOLEDについて記載する。この目的では、すべての材料は、真空チャンバ中で熱気相堆積によって適用される。この場合、発光層は、常に、少なくとも1種のマトリックス材料(ホスト材料)、および1種以上のマトリックス材料と特定の体積割合で共蒸発によって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)からなる。ここでM3:M2:Irドーパント(55%:35%:10%)のような形で与えられている詳細は、材料M3が55%の体積割合で層中に存在し、M2が35%の割合で層中に存在し、Irドーパントが10%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、2種の材料の混合物からなってもよい。OLEDの正確な構造が、表1に見られる。OLEDの製造のために使用した材料を、表4に示す。
OLEDは、標準の方法によってその特性が決定される。この目的では、エレクトロルミネッセンススペクトル、パワー効率(cd/Aで測定)および電圧(1000cd/mにおいてVで測定)は、電流/電圧/輝度特性線(IUL特性線)から決定される。選択された実験について、寿命を測定する。寿命は、輝度が特定の開始輝度から一定割合に低下するまでの時間と定義される。数値「LT50」は、所与の寿命が、輝度が開始輝度の50%に低下した、すなわち、たとえば、1000cd/mから500cd/mに低下した時点までであることを意味する。発光色に応じて、異なる開始輝度を選択した。寿命の値は、当業者に公知の変換式を用いて他の開始輝度の数値に変換することができる。ここでは、開始輝度の寿命1000cd/mが通常値である。
本発明のOLEDの化合物の使用
本発明の化合物の使用は、蛍光および燐光OLEDにおけるTMM、ETM、HBMとしての使用を含んでいる。
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
2)溶液処理された素子:
A:可溶性機能的材料から
本発明の化合物は、溶液から処理することもでき、プロセス技術に関して、真空処理されたOLEDと比較すると著しく単純であるにもかかわらず良好な特性を有するOLEDが得られる。このような素子の製造は、既に何度も文献(たとえばWO 2004/037887)に記載されているポリマー発光ダイオード(PLED)の製造に基づく。
構造は、基板/ITO/PEDOT(80nm)/中間層(80nm)/発光層(80nm)/カソードからなる。この目的のために、Technoprint製の基板(ソーダ石灰ガラス)を使用し、それにITO構造(インジウム錫酸化物、透明な導電性アノード)を適用する。基板を、クリーンルーム中でDI水および洗浄剤(Deconex 15PF)を用いて清浄にし、次いで、UV/オゾンプラズマ処理によって活性化する。その後、80nmのPEDOT(PEDOTは、ポリチオフェン誘導体(Baytron P VAI 4083sp)H.C.Stack,Goslar製、水性分散液として供給される)層が、同様に、クリーンルーム内で、スピンコーティングにより適用される。必要なスピン速度は、希釈度および特定のスピンコーターの形状次第である(典型的に80nm:4500rpm)。層から残留水を除去するために、基板を、180℃でホットプレート上で10分間加熱する。使用する中間層は、正孔注入として働き、この場合、Merck製のHIL-012が使用される。あるいは、中間層は、1つ以上の層により置きかえられていてもよく、これらは、その後の溶液からのEML堆積の処理工程によって再び剥離しない条件を単に満たすだけのものである。発光層を製造するために、本発明のエミッターを、トルエン中にマトリックス材料と共に溶解させる。ここでのように、素子の典型的な層厚80nmがスピンコーティングを用いて達成される場合、このような溶液の典型的な固形分は16〜25g/lである。溶液処理された素子は、(ポリスチレン):マトリックス1:マトリックス2:Ir−G−Sol(25%:35%:20%:20%)を含む発光層を含む。発光層を、不活性ガス雰囲気中、本発明の場合にはアルゴン中でスピンし、130℃で30分間加熱する。最後に、バリウム(5nm)および次いでアルミニウム(100nm)からなるカソード(Aldrich製の高純度金属、特にバリウム99.99%(注文番号474711);中でもLesker製の気相堆積装置、典型的な気相堆積圧力は5×10−6mbarである)を、気相堆積によって適用する。随意に、最初に正孔ブロック層、次いで電子輸送層、そしてその次にカソード(たとえばAlまたはLiF/Al)を、減圧下で気相堆積によって適用することができる。空気および湿気から素子を保護するために、素子を最後に封止し、次いでその特性を決定する。引用したOLEDの例は、まだ最適化されていないが、得られたデータを表3にまとめる。
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
Figure 2016535723
HOMOおよびLUMO位置と三重項レベルの決定
化合物の三重項レベルTを、量子化学計算によって決定する。この目的のために、「ガウシアン03W」(Gaussian Inc.)ソフトウエアパッケージを使用する。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)」法によって、第一に、幾何学的な最適化を実行する。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行する。これを、「6−31G(d)」ベースセット(電荷0/一重項スピン)を用いる「TD−SCF/DFT/デフォルトスピン/B3PW91」法を使用して実施する。エネルギー計算は、eVでT1状態のエネルギーを与え、これを表1では2つの化合物である参照1と例18について報告している。
表1:計算された三重項エネルギー
Figure 2016535723
データは、先行技術と比べて、本発明の方法により、三重項レベルを驚異的に上昇できることを示している。

Claims (25)

  1. 式(I)および/または(II)の少なくとも一つの構造を含む臭素含有化合物;
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は、以下のとおりである:
    、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16は、出現毎に同一か異なり、N、CRまたはC-Zであり、ここでX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16基の少なくとも一つは、C-Zであり、2個の隣接するX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16基は、同時にNではなく;
    Y、Yは、出現毎に同一か異なり、結合またはBR、O、S、C(R、C(R)=C(R)、N(R)、Si(R、C=O、C=C(R、S=O、SO、C(R-C(Rおよび1,2-フェニレンから選ばれる2価ブリッジであり;
    、R、Rは、出現毎に同一か異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、C(=O)Ar、P(=O)(Ar、S(=O)Ar、S(=O)Ar、CN、NO、Si(R、B(OR、OSO、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、3〜40個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(夫々は、1以上のR基により置換されてよく、ここで、1以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、SもしくはCONR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で置き代えられてよい。)または、夫々、1以上のR基により置換されてよい5〜40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系、または1以上のR基で置換されてよい5〜40個の芳香族環原子を有するアリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基またはこれらの構造の組み合わせであり;同時に、2個の以上の隣接するR、RもしくはR置換基は、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を互いに形成してもよく;
    は、出現毎に同一か異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、C(=O)Ar、P(=O)(Ar、S(=O)Ar、S(=O)Ar、CN、NO、Si(R、B(OR、OSO、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、3〜40個の炭素原子を有する分岐あるいは環式アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(夫々は、1以上のR基により置換されてよく、ここで、1以上の隣接しないCH基は、C≡C、Si(R、Ge(R、Sn(R、C=O、C=Se、P(=O)(R)、SO、SO、O、SもしくはCONR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で置き代えられてよい。)またはこれらの系の組み合わせであり;同時に、2個の以上の隣接するR置換基は、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を互いに形成してもよく;
    Arは、出現毎に同一か異なり、1以上のR基により置換されてよい5〜30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系であり;同時に、同じ燐原子に結合する2個のAr基は、単結合またはB(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から選ばれるブリッジにより互いに結合してよく;
    は、出現毎に同一か異なり、H、D、Fまたは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炭化水素基(ここで、水素原子は、Fで置き代えられてもよい。)であり;同時に、2個以上の隣接するR置換基は、モノあるいはポリ環式の脂肪族もしくは芳香族環系を一緒に形成してもよく;
    Zは、式(III)の基であり
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は以下のとおりである:
    Ar、Arは、出現毎に同一か異なり、1以上のR基により置換されてよい5〜30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系であり;同時に、ArおよびAr基は、単結合またはB(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から選ばれるブリッジにより互いに結合してもよく;
    qは、0または1であり;および
    Arは、出現毎に同一か異なり、夫々、1以上のR基により置換されてよい6〜40個の炭素原子を有するアリール基もしくは3〜40個の炭素原子を有するヘテロアリール基であり;ここで、
    破線は、芳香族もしくは複素環式芳香族環の炭素原子へのZ基の結合であり、
    ただし、YとYの両者が結合である場合には、XとXは、同時に式C-Zの基でなくてよいか、またはX11とX14は、同時に式C-Zの基でなくてよい。
  2. 2個を超えないX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16基は、Nであることを特徴とする、請求項1記載の化合物。
  3. 2個を超えず、好ましくは、丁度1個のX、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15およびX16基は、C-Zであることを特徴とする、請求項1または2記載の化合物。
  4. 、X、X、X、X、X10、X11およびX12基は、CRであることを特徴とする、請求項1〜3何れか1項記載の化合物。
  5. 、X、X11およびX14基は、式CRの基であることを特徴とする、請求項1〜4何れか1項記載の化合物。
  6. 、X、X11およびX14基の少なくとも2個、および好ましくは、少なくとも3個は、式C-Hの基であることを特徴とする、請求項1〜5何れか1項記載の化合物。
  7. qは0であり、それで、Z基の臭素原子は、フルオレンもしくはスピロ基に直接結合していることを特徴とする、請求項1〜6何れか1項記載の化合物。
  8. 式(I)において、X、X、X、X、X、X、XおよびX基の少なくとも4個は、C-Hであり、および/または式(II)において、X、X、X、X、X、X、X、X、X、X10、X11、X12、X13、X14、X15およびX16基の少なくとも8個、および好ましくは、少なくとも12個は、C-Hであることを特徴とする、請求項1〜7何れか1項記載の化合物。
  9. 式(I)において、X、X、XおよびX基の少なくとも1個は、C-Zであり、および/または式(II)において、X、X、X、X、X、X12、X13およびX16基の少なくとも1個は、C-Zであることを特徴とする、請求項1〜8何れか1項記載の化合物。
  10. 式(I)において、R基の少なくとも1個は、好ましくは、2個のR基は、3個までのR基により置換されてよい1〜10個の炭素原子を有するアルキル基または6〜10個の炭素原子を有するアリール基であることを特徴とする、請求項1〜9何れか1項記載の化合物。
  11. 化合物は、式(IV)および/または(V)の構造を含むことを特徴とする、請求項1〜10何れか1項記載の化合物:
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は、請求項1での所与の定義を有し、n、m、p、q、rは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
  12. 化合物は、式(IV−1)および/または(IV−2)の構造を含むことを特徴とする、請求項1〜11何れか1項記載の化合物:
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は、請求項1での所与の定義を有し、n、mは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
  13. Yが、Oまたは結合、好ましくは、結合であることを特徴とする、請求項12記載の化合物。
  14. 化合物は、式(IV−3)、(IV−4)および/または(IV−5)の構造を含むことを特徴とする、請求項1〜13何れか1項記載の化合物:
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は、請求項1での所与の定義を有し、nは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
  15. 化合物は、式(IV−6)、(IV−7)および/または(IV−8)の構造を含むことを特徴とする、請求項1〜14何れか1項記載の化合物:
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は、請求項1での所与の定義を有し、nは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
  16. 化合物は、式(V−1)、(V−2)、(V−3)および/または(V−4)の構造を含むことを特徴とする、請求項1〜15何れか1項記載の化合物:
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は、請求項1での所与の定義を有し、n、mは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
  17. Yは、Oまたは結合、好ましくは、結合であり、Yは、結合、O、S、C=OまたはN(R)、好ましくは、結合、OまたはN(Ar)であり、使用される記号は、請求項1での所与の定義を有することを特徴とする、請求項1〜12何れか1項記載の化合物。
  18. 化合物は、式(V−5)、(V−6)、(V−7)、(V−8)、(V−9)および/または(V−10)の構造を含むことを特徴とする、請求項1〜17何れか1項記載の化合物:
    Figure 2016535723
    式中、使用される記号は、請求項1での所与の定義を有し、nは、出現毎に同一か異なり、0または1である。
  19. ArおよびAr基は、3個までのR基により置換されてよい6個の炭素原子を有するアリール基であり;同時に、AおよびA基は、単結合またはB(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から選ばれる2価ブリッジにより互いに結合してよいことを特徴とする、請求項1〜18何れか1項記載の化合物。
  20. 化合物が、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーであることを特徴とする、請求項1〜19何れか1項記載の化合物。
  21. 請求項1〜20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とを含む組成物。
  22. 請求項1〜20何れか1項記載の少なくとも一つの化合物または請求項21記載の少なくとも一つの組成物と少なくとも一つの溶媒とを含む調合物。
  23. 少なくとも一つのアリールリチウム化合物を、少なくとも一つのハロボランおよび/または少なくともボリン酸エステルと反応させることによる、請求項1〜20何れか1項記載の化合物の製造方法。
  24. 請求項1〜20何れか1項記載の化合物の、正孔ブロック材料、電子注入材料および/または電子輸送材料としての電子素子での使用。
  25. 請求項1〜20何れか1項記載の少なくとも一つの化合物または請求項21記載の組成物を含む電子素子であって、電子素子は、好ましくは、有機エレクトロルミッセンス素子、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、有機光学検査素子、有機光受容器、有機電場消光素子、発光電子化学電池および有機レーザーダイオードより成る群から選ばれる電子素子。
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