JP2022031639A - 電子デバイス用材料 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子デバイスへの使用に好適なプロペラン化合物、電子デバイスにおける前記化合物の使用、および公知のプロペラン化合物の1種以上を含有する電子デバイスを提供する。【解決手段】例えば、下記構造を有する化合物を使用する。TIFF2022031639000119.tif47170【選択図】なし

Description

本願は、電子デバイスへの使用に好適な、後に定義される式のプロペラン化合物に関する。本願はさらに、言及した化合物を調製する方法、および言及した化合物を含む電子デバイスに関する。
本願の文脈における電子デバイスは、いわゆる有機電子デバイスであり、有機半導体材料を機能材料として含有するものを意味するものと理解される。より詳細には、これらは、OLED(有機エレクトロルミネッセントデバイス)を意味するものと理解される。OLEDという用語は、有機化合物を含む1つ以上の層を有し、電圧を印加すると光を発する電子デバイスを意味するものと理解される。OLEDの構成および機能の一般的原理は、当業者には公知である。
電子デバイス、とりわけOLEDにおいて、性能データ、とりわけ寿命、効率および動作電圧を向上させることに大きな関心が存在する。これらの側面において、未だに全く申し分のない解決策を何も見出すことができていない。
電子デバイスの性能データに大きな影響力を持つのが、発光層、正孔輸送機能を有する層、および電子輸送機能を有する層である。これらの層に使用するため、新しい材料、とりわけ正孔輸送および電子輸送特性を有する材料が依然として探求されている。
先行技術において、トリアリールアミン化合物が、電子デバイス用の正孔輸送材料として特に公知である。多数の異なるタイプのアリール基、たとえばフェナントレニル基、スピロビフルオレニル基およびフルオレニル基をトリアリールアミンの窒素原子上に置換基として有する公知のトリアリールアミン化合物が存在する。しかし、電子デバイスへの使用に好適な、トリアリールアミンの窒素原子上にアリール基の新規な態様を有する代替的なトリアリールアミン化合物に対する必要性が依然として存在する。同様に、言及した化合物の電子デバイスへの使用に際し、性能データに関して、とりわけ寿命および効率に関して改善の必要性が存在する。
先行技術において同様に開示されている公知の電子輸送材料には、多数の物質のクラス、たとえばトリアジン誘導体、ピリミジン誘導体およびキノリン誘導体が含まれる。ここでも、代替的な基本骨格および物質クラスに対する必要性が存在する。同様に、言及した化合物の電子デバイスへの使用に際し、性能データに関して、とりわけ寿命および効率に関して改善の必要性が存在する。
目下、以下に詳細に定義される式(I)~(IV)の特定のプロペラン化合物が、電子デバイスへの使用、とりわけOLEDへの使用に、この場合もとりわけ正孔輸送または電子輸送材料としての使用に優れた適性を有することが見出されている。これらは、OLEDに使用されると、好ましくは、デバイスの優れた寿命および効率をもたらすものである。
本発明は、式(I)、(II)、(III)または(IV)
Figure 2022031639000001
(式中、出現する可変基は、下記の通りである:
Zは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、NおよびCRから選択されるか、またはCであり、ここで、Z基は、Y基がそれに結合している特定の場合Cであり;
Yは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、BR、C(R、Si(R、NR、P(O)R、O、S、SO、SOから選択され;
nは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、0または1であり;
、Rは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、Si(R、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、および6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRおよび/またはRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに言及した芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;インドール環が、各場合において式(I)~(IV)における6員環の1つ以上に縮合していてもよく、また、Rラジカルにより置換されていてもよく;
は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、Si(R、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、および6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに言及した芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~20個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、および6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに芳香族環系は、FまたはCNにより置換されていてもよい)
の化合物であって、
式(I)、(II)、(III)および(IV)から選択される式1つにつき少なくとも1つのZ基がCRであることを特徴とし;
さらに、式1つにつき厳密に1つのR基が式(A)の基または式(H)の基により置きかえられていることを特徴とし、
Figure 2022031639000002
さらに、式(II)、(II)および(IV)から選択される式1つにつき厳密に1つのR基が式(A)の基により置きかえられていることを特徴とする
(式中:
は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系、または5~24個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系であり、これらのそれぞれは、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
kは、0、1、2または3であり;
Arは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系、または5~24個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系であり、これらは、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
Arは、5~24個の芳香族環原子を有し、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいヘテロ芳香族環系であり;
は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、C(=O)R、CN、Si(R、N(R、P(=O)(R、OR、S(=O)R、S(=O)、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに言及した芳香族環系およびヘテロ芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;言及したアルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基中の1つ以上のCH基は、-RC=CR-、-C≡C-、Si(R、C=O、C=NR、-C(=O)O-、-C(=O)NR-、NR、P(=O)(R)、-O-、-S-、SOまたはSOにより置きかえられていてもよく;
は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~20個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、芳香族環系およびヘテロ芳香族環系は、FまたはCNにより置換されていてもよく;
ここで、式(A)の基または式(H)の基は、*印を付けた結合を介して結合している)、
化合物を提供する。
本発明の文脈におけるアリール基は、6~40個の芳香族環原子を含有し、そのいずれもがヘテロ原子ではない。本発明の文脈におけるアリール基は、単純な芳香族環、即ちベンゼン、または縮合芳香族多環、たとえばナフタレン、フェナントレンもしくはアントラセンの何れかを意味するものと理解される。本願の文脈における縮合芳香族多環は、互いに縮合した2つ以上の単純な芳香族環からなる。環間の縮合は、ここでは、環が少なくとも1つの縁を互いに共有することを意味するものと理解される。
本発明の文脈におけるヘテロアリール基は、5~40個の芳香族環原子を含有し、そのうちの少なくとも1個がヘテロ原子である。ヘテロアリール基のヘテロ原子は、好ましくはN、OおよびSから選択される。本発明の文脈におけるヘテロアリール基は、単純なヘテロ芳香族環、たとえばピリジン、ピリミジンもしくはチオフェン、または縮合ヘテロ芳香族多環、たとえばキノリンもしくはカルバゾールの何れかである。本願の文脈における縮合ヘテロ芳香族多環は、互いに縮合した2つ以上の単純なヘテロ芳香族環からなる。環間の縮合は、ここでは、環が少なくとも1つの縁を互いに共有することを意味するものと理解される。
アリールまたはヘテロアリール基は、それぞれ上記のラジカルにより置換されていてもよく、任意所望の位置を介して芳香族またはヘテロ芳香族系に結合していてもよいが、とりわけ、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、トリフェニレン、フルオランテン、ベンゾアントラセン、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、ベンゾイミダゾール、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理解される。
本発明の文脈における芳香族環系は、環系に6~40個の炭素原子を含有し、如何なるヘテロ原子も芳香族環原子として含まない。本発明の文脈における芳香族環系はしたがって、如何なるヘテロアリール基も含有しない。本発明の文脈における芳香族環系は、必ずしもアリール基のみを含有するとは限らないが、複数のアリール基が単結合により、または非芳香族単位、たとえば1個以上の任意に置換されていてもよいC、Si、N、OもしくはS原子により結合されていることも可能な系を意味すると当然に理解される。この場合、非芳香族単位は好ましくは、系中のH以外の原子の総数を基準として、10%未満のH以外の原子を含む。たとえば、系、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およびスチルベンも、本発明の文脈における芳香族環系とみなすべきであり、2つ以上のアリール基が、たとえば、直鎖状もしくは環状アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基により、またはシリル基により結合している系も同様である。加えて、2つ以上のアリール基が単結合を介して互いに結合している系も、本発明の文脈における芳香族環系、たとえば、系、たとえばビフェニルおよびテルフェニルとみなされる。
好ましくは、芳香族環系は、中に存在するアリール基が互いに共役している化学基を意味するものと理解される。これは、存在するアリール基が、単結合を介して、または共役に関与できる自由パイ電子対を有する連結単位を介して互いに結合していなければならないことを意味する。ここでの連結単位は好ましくは、窒素原子、個々のC=C単位、個々のC≡C単位、互いにおよび/またはC≡C単位に共役した複数のC=C単位、-O-、ならびに-S-から選択される。
本発明の文脈におけるヘテロ芳香族環系は、5~40個の芳香族環原子を含有し、そのうちの少なくとも1個がヘテロ原子である。ヘテロ芳香族環系のヘテロ原子は、好ましくはN、Oおよび/またはSから選択される。ヘテロ芳香族環系は、上述の芳香族環系に関する定義に対応するが、少なくとも1個のヘテロ原子を芳香族環原子の1つとして有する。こうして、ヘテロ芳香族環系は、この定義によれば、芳香族環原子として如何なるヘテロ原子も含有することはできない本願の定義の意味での芳香族環系とは異なっている。
6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、または5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系はとりわけ、アリール基およびヘテロアリール基に関して先に言及した基、ならびにビフェニル、テルフェニル、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、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、インデノカルバゾール、またはこれらの基の組合せから誘導される基を意味するものと理解される。
本発明の文脈において、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、および3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキル基、および2~40個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基は、個々の水素原子またはCH基がラジカルの定義において先に言及した基によりさらに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、ネオへキシル、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ラジカルを意味するものと理解される。
1~20個の炭素原子を有するアルコキシまたはチオアルキル基は、個々の水素原子またはCH基がラジカルの定義において先に言及した基によりさらに置きかえられていてもよく、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理解される。
本願の文脈における、2つ以上のラジカルが一緒になって環を形成していてもよいという表現は、とりわけ、2つのラジカルが化学結合により互いに結合していることを意味すると当然に理解される。ただし、これに加えて、上記の表現は、2つのラジカルの一方が水素である場合、第2のラジカルは水素原子が結合した位置に結合して環を形成していることを意味するとも当然に理解される。
式(I)~(IV)の中で、式(I)が好ましい。
好ましくは、芳香族環1つにつき3つ以下のZ基がNであり、芳香族環中の残りのZ基は、CRまたはCである。
好ましくは、ZはCRまたはCであり、ここで、Zは、Y基がそれに結合している特定の場合Cである。
好ましくは、Yは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、NR、O、SおよびC(Rから選択される。より好ましくは、Yは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、OおよびNRから選択される。最も好ましくは、Yは、Oである。
好ましくは、式(I)または(II)の化合物における添字nの合計は、1または0であり、より好ましくは0である。好ましくは、式(III)の化合物における添字nの合計は、0である。
好ましくは、nは、それぞれの場合において0である。
Y基の複数の異なる位置が可能な場合、Y基は、好ましくは、式(A)または(H)の基を持つ6員環に結合している。
は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3~12個の炭素原子を有する分枝または環状アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル基および言及した芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;インドール環が、各場合において式(I)~(IV)における6員環の1つに縮合していてもよく、また、Rラジカルにより置換されていてもよい。
式(I)に縮合したインドール環を有する式(I)の化合物の好適な例は、以下に示す式(I-In-1)および(I-In-2)の一方に一致する
Figure 2022031639000003
(式中、出現する基および添字は、式(I)に関して定義した通りであり、その他の場合は本願において規定する優先傾向が適用される)。
より好ましくは、Rは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、12個以下の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され、ここで、言及したアルキル基および言及した芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい。最も好ましくは、Rは、Hである。
は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、F、1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3~12個の炭素原子を有する分枝または環状アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つのRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル基および言及した芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい。より好ましくは、Rは、12個以下の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され、ここで、C(R基において同じ炭素原子に結合しており、アルキル基またはアリール基である2つのRラジカルは、互いに結合して環状アルキル基となるか、またはフルオレン基となっていてもよい。5~6個の炭素原子を有する環状アルキル基が好ましい。
好ましくは、Rは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3~12個の炭素原子を有する分枝または環状アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル基および言及した芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい。
好ましくは、Rは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3~12個の炭素原子を有する分枝または環状アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及したアルキル基および言及した芳香族環系は、それぞれFまたはCNにより置換されていてもよい。
好ましくは、式(I)につき厳密に1つのR基が、式(A)の基により置きかえられている。
式(I)において、式(H)または(A)の基は、好ましくは以下の1、2および4で識別される位置の1つにおいて、より好ましくは以下の3および4で識別される位置の1つにおいて、最も好ましくは以下の4で識別される位置で結合している。
Figure 2022031639000004
式(II)、(III)および(IV)において、式(A)の基は、好ましくは以下の「3」で識別される位置で結合している。
Figure 2022031639000005
式(A)の基において、kは、好ましくは0または1、より好ましくは0である。Lは、好ましくは、6~24個の芳香族環原子を有し、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい芳香族環系である。より好ましくは、Lは、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレン、ナフチレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾールおよびフルオレンから選択される2価基であり、ここで、2価基は、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい。Arは、好ましくは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、フルオレニル、ナフチル、スピロビフルオレニル、ピリジル、ピリミジル、トリアジニル、ジベンゾフラニル、ベンゾ縮合ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾ縮合ジベンゾチオフェニル、カルバゾリル、およびベンゾ縮合カルバゾリル、ならびにこれらの基の2つ、3つまたは4つの組合せから選択され、ここで、言及した基は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい。
式(H)の基において、kは、好ましくは0または1である。Lは、好ましくは6~24個の芳香族環原子を有し、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい芳香族環系である。より好ましくは、Lは、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレン、ナフチレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾールおよびフルオレンから選択される2価基であり、ここで、2価基は、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい。Arは、好ましくは6~24個の芳香族環原子を有し、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいヘテロアリール基である。
より好ましくは、Arは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、下記式:
Figure 2022031639000006
(式中、出現する可変基は、下記の通り定義される:
Vは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、NまたはCRであり、ここで、式(Ar-A)および(Ar-D)のそれぞれにおける少なくとも1つのV基はNであり;
Wは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、NまたはCRであり;
Uは、NRであり;
ここで、式1つにつき1つのR基は、L基への結合またはプロペラン基により置きかえられている)
の基から選択される。
Arは、より好ましくはピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン、カルバゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾイソキノリン、イミダゾフェナントリジン、ベンゾイミダゾフェナントリジン、バトクプロイン、ベンゾイミダゾベンゾイミダゾール、キノリン、キナゾリン、フェナントロリン、フェナントリジン、ジアザフェナントレン、およびアクリジンから選択され、これらのそれぞれは、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい。
式(A)の基は、好ましくは下記の基:
Figure 2022031639000007
Figure 2022031639000008
Figure 2022031639000009
Figure 2022031639000010
Figure 2022031639000011
Figure 2022031639000012
Figure 2022031639000013
Figure 2022031639000014
Figure 2022031639000015
(式中、基は、*で識別される結合を介して式の残部に結合しており、ここで、Rは、先に定義した通りであり、好ましくは先に規定した好ましい態様に一致し、基はそれぞれ、無置換として示される位置でRラジカルにより置換されていてもよいが、それらの位置において好ましくは無置換である)
から選択される。
式(H)の基は、好ましくは下記の基:
Figure 2022031639000016
Figure 2022031639000017
Figure 2022031639000018
Figure 2022031639000019
Figure 2022031639000020
(式中、基は、*で識別される結合を介して式の残部に結合しており、ここで、Rは、先に定義した通りであり、好ましくは先に規定した好ましい態様に一致し、基はそれぞれ、無置換として示される位置でRラジカルにより置換されていてもよいが、それらの位置において好ましくは無置換である)
から選択される。
好ましくは、Rは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、Si(R、N(R、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;ここで、言及したアルキルおよびアルコキシ基、言及した芳香族環系、ならびに言及したヘテロ芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;言及したアルキルまたはアルコキシ基中の1つ以上のCH基は、-C≡C-、-RC=CR-、Si(R、C=O、C=NR、-NR-、-O-、-S-、-C(=O)O-または-C(=O)NR-により置きかえられていてもよい。
式(I)の好ましい態様は、下記式(I-H-1)~(I-H-7)および(I-A-1)~(I-A-7):
Figure 2022031639000021
Figure 2022031639000022
Figure 2022031639000023
Figure 2022031639000024
(式中、出現する基は、先に定義した通りであり、好ましくはその好ましい態様に一致し、ここで、「式(A)」は、先に定義した通りの式(A)の基であり、「式(H)」は、先に定義した通りの式(H)の基である)
に一致する。上記式において、ZがCRであることがとりわけ好ましい。
式(II)の好ましい態様は、下記式(II-A-1)~(II-A-3):
Figure 2022031639000025
(式中、出現する基は、先に定義した通りであり、好ましくはその好ましい態様に一致し、ここで、「式(A)」は、先に定義した通りの式(A)の基である)
に一致する。上記式において、ZがCRであることがとりわけ好ましい。
上記式の中で、式(II-A-3)が特に好ましい。
式(III)の好ましい態様は、下記式(III-A-1)~(III-A-3):
Figure 2022031639000026
(式中、出現する基は、先に定義した通りであり、好ましくはその好ましい態様に一致し、ここで、「式(A)」は、先に定義した通りの式(A)の基である)
に一致する。上記式において、ZがCRであることがとりわけ好ましい。
上記式の中で、式(III-A-3)が特に好ましい。
式(IV)の好ましい態様は、下記式(IV-A-1)~(IV-A-3):
Figure 2022031639000027
(式中、出現する基は、先に定義した通りであり、好ましくはその好ましい態様に一致し、ここで、「式(A)」は、先に定義した通りの式(A)の基である)
に一致する。上記式において、ZがCRであることがとりわけ好ましい。
上記式の中で、式(IV-A-3)が特に好ましい。
式(I)~(IV)の好ましい化合物を、下記の表に示す:
Figure 2022031639000028
Figure 2022031639000029
Figure 2022031639000030
Figure 2022031639000031
本発明の化合物は、公知の合成方法によって調製することができる。
式(I)の化合物は、アルコキシ-ブロモ-ビフェニル誘導体から開始して合成され、これは、リチウムオルガニルまたはマグネシウムとの反応によって反応性求核試薬に変換され、次いで任意に官能化されたスピロ[9H-フルオレン-9,9’(10’H)-フェナントレン]-10’-オンに付加される(スキーム1参照)。こうして得られた第3級アルコールは、酸触媒作用下で分子内転位を伴って環化し、アルコキシ官能化[4.4.4]-プロペランとなる(工程1および2)。溶融塩酸ピリジニウム中でのメチルエーテル開裂(工程3)と、それに続く形成されるフェノールのトリフルオロメタンスルホン酸無水物によるエステル化(工程4)が反応性トリフラートをもたらし、次いでこれを、パラジウムまたは銅触媒作用下で標準的な文献から公知の方法により、C-Nカップリング(たとえば、ハートウィッグ-ブッフバルトカップリング)において第2級アミンと、またはC-Cカップリング(たとえば、スズキ、スティル、ネギシカップリングなど)においてアリール/ヘテロアリールボロン酸もしくはボロン酸エステル、有機スズもしくは亜鉛化合物と反応させ、本発明の化合物を得る(工程5)。
Figure 2022031639000032
スキーム1に示す合成手順の変形(スキーム1a)においては、ブロモ-アルコキシ-ビフェニル誘導体ではなく、対応する架橋誘導体、たとえばブロモ-アルコキシ-置換ジベンゾフラン誘導体を使用することが可能である。これにより、スキーム1に記載するのと同じ合成経路によって、式(I)の架橋誘導体が得られる:
Figure 2022031639000033
スキーム1に示す反応手順と同様、式(III)の本発明の化合物は、アルコキシ-ブロモ-ビフェニル誘導体ではなく、アルコキシ-ブロモ-ナフタレン誘導体を使用して得ることができる(スキーム2)。
Figure 2022031639000034
式(III)の化合物は、G.Dykerら、Angewandte Chemie、105(12)、1805と同様にして、メトキシアセナフト[1,2-a]アセナフチレン誘導体とヨードベンゼンから調製することができ、ここで、以下に示すスキーム3における第1の工程の後に、スキーム1における上記工程3~5が続く。
Figure 2022031639000035
式(IV)の化合物は、アルコキシ置換1,2-アセナフテンおよび置換または無置換1-ナフチルマグネシウムブロミドと、中間体ジオールの酸触媒転位から調製することができ、ここで、スキーム4における以下に示す工程1の後に、スキーム1における上記工程3~5が続く。
Figure 2022031639000036
先に示した合成は、当業者が拘束されない例である。当業者は、式(I)~(IV)の化合物に到達するために、自身の一般的な技術的知識の範囲内で、改良された合成を実施することができる。
本願は、アルコキシ置換基本骨格がまず調製され、次いで、さらなる工程において反応性化合物、好ましくはトリフラート誘導体に変換され、それが、さらなる工程において遷移金属触媒カップリング反応、好ましくはハートウィッグ-ブッフバルト、スズキ、スティル、またはネギシカップリングによって本発明の化合物に変換されることを特徴とする、本発明の化合物を調製する方法を提供する。ここでは、基本骨格に直接結合したアミノ基を持つ本発明の化合物の調製にはハートウィッグ-ブッフバルトカップリングが、基本骨格に直接結合したアリールまたはヘテロアリール基を持つ本発明の化合物の調製にはスズキカップリングが好ましい。
式(I)の化合物を調製するには、上記アルコキシ置換基本骨格の合成のために、置換基としてアルコキシ基とハロゲン原子、好ましくは臭素の両方を持つビフェニル誘導体が使用される。このビフェニル誘導体がまず、好ましくはリチウムオルガニルまたはマグネシウムによりメタル化され、次いで、メタル化誘導体がスピロ[9H-フルオレン-9,9’(10’H)-フェナントレン]-10’-オン誘導体に付加され、形成される最終生成物が式(I)の上記アルコキシ置換基本骨格である第3級アルコールの環化と転位がその後に続く。
式(II)の化合物を調製するには、上記アルコキシ置換基本骨格の合成のために、置換基としてアルコキシ基とハロゲン原子、好ましくは臭素の両方を持つナフチル誘導体が使用される。このナフチル誘導体がまず、好ましくはリチウムオルガニルまたはマグネシウムによりメタル化され、次いで、メタル化誘導体がスピロ[9H-フルオレン-9,9’(10’H)-フェナントレン]-10’-オン誘導体に付加され、形成される最終生成物が式(I)の上記アルコキシ置換基本骨格である第3級アルコールの環化と転位がその後に続く。
式(III)の化合物を調製するには、上記アルコキシ置換基本骨格の合成のために、ヨードベンゼン誘導体が使用される。このヨードベンゼン誘導体を、ヘック反応とPd触媒C-CカップリングとC-H活性化を伴うPd触媒C-Cカップリングで構成される手順において、Pd触媒作用下でメトキシアセナフト[1,2-a]アセナフチレン誘導体と反応させる。形成される最終生成物は、式(III)の上記アルコキシ置換基本骨格である。
式(IV)の化合物を調製するには、上記アルコキシ置換基本骨格の合成のために、1-ナフチルマグネシウムブロミド誘導体をアルコキシ置換1,2-アセナフテンと反応させ、形成される中間体ジオールの酸触媒転位により式(IV)のアルコキシまたはハロゲン置換基本骨格が得られる。
上記化合物、とりわけ反応性脱離基、たとえば臭素、ヨウ素、塩素、ボロン酸またはボロン酸エステルにより置換された化合物は、対応するオリゴマー、デンドリマーまたはポリマーの製造のためのモノマーとしての用途があり得る。好適な反応性脱離基は、たとえば、臭素、ヨウ素、塩素、ボロン酸、ボロン酸エステル、アミン、末端C-C二重結合またはC-C三重結合を有するアルケニルまたはアルキニル基、オキシラン、オキセタン、付加環化、たとえば1,3-双極性付加環化に関与する基、たとえばジエンまたはアジド、カルボン酸誘導体、アルコールおよびシランである。
したがって、本発明は、式(I)、(II)、(III)または(IV)の1種以上の化合物を含有するオリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーをさらに提供し、ここでポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーへの結合(複数可)は、言及した式中のR、RまたはRにより置換される任意所望の位置に局在していてもよい。式(I)、(II)、(III)または(IV)の化合物の結合によっては、化合物は、オリゴマーまたはポリマーの側鎖の一部、または主鎖の一部である。本発明の文脈におけるオリゴマーは、少なくとも3つのモノマー単位から形成される化合物を意味するものと理解される。本発明の文脈におけるポリマーは、少なくとも10個のモノマー単位から形成される化合物を意味するものと理解される。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、部分共役または非共役であってもよい。本発明のオリゴマーまたはポリマーは、直鎖状、分枝または樹枝状であってもよい。直鎖状結合を有する構造において、上記式の単位は互いに直接結合していてもよく、2価基を介して、たとえば置換もしくは無置換アルキレン基を介して、ヘテロ原子を介して、または2価芳香族もしくはヘテロ芳香族基を介して互いに結合していてもよい。分枝および樹枝状構造において、たとえば上記式の3つ以上の単位が、3価以上の基を介して、たとえば3価以上の芳香族またはヘテロ芳香族基を介して結合して、分枝または樹枝状オリゴマーまたはポリマーとなることが可能である。
オリゴマー、デンドリマーおよびポリマーにおける式(I)、(II)、(III)または(IV)の反復単位については、上記式化合物について先に記載した同じ優先傾向が当てはまる。
オリゴマーまたはポリマーを調製するには、本発明のモノマーを単独重合させるか、さらなるモノマーと共重合させる。好適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WO1992/18552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WO2005/014689もしくはWO2007/006383による)、cis-およびtrans-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WO2007/017066による)、またはこれらの単位の複数から選択される。ポリマー、オリゴマーおよびデンドリマーは、典型的にはさらに別の単位、たとえば発光(蛍光もしくはリン光)単位、たとえばビニルトリアリールアミン(たとえばWO2007/068325による)もしくはリン光金属錯体(たとえばWO2006/003000による)、および/または電荷輸送単位、とりわけトリアリールアミンに基づくものを含有する。
本発明のポリマーおよびオリゴマーは一般に、1種以上のモノマー種の重合によって調製され、そのうちの少なくとも1種のモノマーが、ポリマー中に式(I)、(II)、(III)または(IV)の反復単位をもたらす。好適な重合反応は当業者に公知であり、文献に記載されている。C-CまたはC-N結合の形成をもたらす特に好適で好ましい重合反応は、スズキ重合、ヤマモト重合、スティル重合およびハートウィッグ-ブッフバルト重合である。
液相から本発明の化合物を、たとえばスピンコーティングまたは印刷法により処理するには、本発明の化合物の調合物が必要である。これらの調合物は、たとえば溶液、分散物またはエマルションであってもよい。この目的のため、2種以上の溶媒の混合物の使用が好ましいことがある。好適で好ましい溶媒は、たとえば、トルエン、アニソール、o-、m-もしくはp-キシレン、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、クロロベンゼン、ジオキサン、フェノキシトルエン、とりわけ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。
したがって、本発明は、式(I)、(II)、(III)または(IV)の少なくとも1種の化合物と、少なくとも1種の溶媒、好ましくは有機溶媒を含む調合物、とりわけ溶液、分散物またはエマルションをさらに提供する。こうした溶液を調製することができる方法は当業者に公知であり、たとえばWO2002/072714、WO2003/019694およびそれらに引用されている文献に記載されている。
本発明の化合物は、電子デバイス、とりわけ有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)への使用に好適である。置換次第では、化合物は、異なる機能および層に使用される。
したがって、本発明は、電子デバイスにおける式(I)、(II)、(III)または(IV)の化合物の使用をさらに提供する。この電子デバイスは好ましくは、有機集積回路(OIC)、有機電界効果トランジスター(OFET)、有機薄膜トランジスター(OTFT)、有機発光トランジスター(OLET)、有機ソーラーセル(OSC)、有機光学検出器、有機光受容器、有機電場消光デバイス(OFQD)、有機発光電気化学セル(OLEC)、有機レーザーダイオード(O-レーザー)からなる群から選択され、より好ましくは有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)である。
本発明は、既に先に記載したように、少なくとも1種の本発明の化合物を含む電子デバイスをさらに提供する。この電子デバイスは好ましくは、上記のデバイスから選択される。
電子デバイスはより好ましくは、アノード、カソード、および少なくとも1つの発光層を含み、少なくとも1つの有機層が、これは発光層、正孔輸送層または別の層であってもよいが、少なくとも1種の本発明の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)である。
カソード、アノード、および発光層の他に、有機エレクトロルミネッセントデバイスは、さらなる層を含んでもよい。これらはたとえば、各場合において1つ以上の正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、励起子阻止層、中間層、電荷生成層(IDMC2003、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/または有機もしくは無機p/n接合から選択される。
式(I)、(II)、(III)または(IV)の化合物を含む有機エレクトロルミネッセントデバイスの層配列は、好ましくは下記の通りである:
アノード-正孔注入層-正孔輸送層-任意のさらなる正孔輸送層(複数可)-任意の電子阻止層-発光層-任意の正孔阻止層-電子輸送層-電子注入層-カソード。加えて、さらなる層がOLED中に存在することも可能である。
本発明の有機エレクトロルミネッセントデバイスは、2つ以上の発光層を含有してもよい。より好ましくは、これらの発光層はこの場合、全体として380nm乃至750nmに幾つかの発光極大を有し、全体として白色発光を生じるものである;換言すれば、蛍光またはリン光を発することができ、青色、緑色、黄色、橙色または赤色の光を発する様々な発光化合物が、発光層に使用される。とりわけ好ましいのは、3層系、即ち、3つの発光層を有する系であり、ここで、3層は青色、緑色および橙色または赤色の発光を示す(基本的構造については、たとえばWO2005/011013を参照されたい)。本発明の化合物は好ましくは、ここでは正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層および/または電子輸送層に、より好ましくは正孔輸送層に、マトリックス材料として発光層に、正孔阻止層に、および/または電子輸送層に存在する。
本発明によると、本発明の化合物が1種以上のリン光発光化合物を含む電子デバイスに使用される場合が好ましい。この場合、化合物は、異なる層に、好ましくは正孔輸送層、電子阻止層、正孔注入層、発光層、正孔阻止層および/または電子輸送層に存在してもよい。より好ましくは、リン光発光化合物と組み合わせて発光層に存在する。
「リン光発光化合物」という用語は典型的には、スピン禁制遷移、たとえば励起三重項状態または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って光が発せられる化合物を包含する。
好適なリン光発光化合物(=三重項発光体)はとりわけ、適切に励起されると、好ましくは可視領域の光を発する化合物であり、原子番号が20より大きい、好ましくは38より大きく84より小さい、より好ましくは56より大きく80より小さい少なくとも1種の原子をさらに含有する。リン光発光化合物として、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有する化合物、とりわけ、イリジウム、白金または銅を含有する化合物を使用することが好ましい。本発明の文脈において、発光性のイリジウム、白金または銅錯体は全て、リン光発光化合物であるとみなされる。
上記発光化合物の例は、出願WO00/70655、WO01/41512、WO02/02714、WO02/15645、EP1191613、EP1191612、EP1191614、WO05/033244、WO05/019373およびUS2005/0258742に見出すことができる。一般に、先行技術によりリン光OLEDに使用され、有機エレクトロルミネッセントデバイスの分野の当業者に公知であるようなリン光錯体は全て好適である。当業者は、独創的な技術を用いることなく、さらなるリン光錯体を本発明の化合物と組み合わせて有機エレクトロルミネッセントデバイスに使用することが可能である。さらなる例を、下記の表に挙げる:
Figure 2022031639000037
Figure 2022031639000038
Figure 2022031639000039
Figure 2022031639000040
Figure 2022031639000041
Figure 2022031639000042
Figure 2022031639000043
Figure 2022031639000044
Figure 2022031639000045
Figure 2022031639000046
Figure 2022031639000047
本発明の好ましい態様において、本発明の化合物は、正孔輸送材料として使用される。
この目的にとりわけ好適なのは、厳密に1つの式(A)の基を含有する式(I)~(IV)の化合物である。その場合、化合物は好ましくは、正孔輸送層、電子阻止層または正孔注入層に存在する。
本願による正孔輸送層は、アノードと発光層の間の正孔輸送機能を有する層である。
正孔注入層および電子阻止層は、本願の文脈において正孔輸送層の特定の態様であると理解される。正孔注入層は、アノードと発光層の間に複数の正孔輸送層がある場合、アノードに直接隣接しているか、アノードの単一のコーティングのみでアノードから分離されている正孔輸送層である。電子阻止層は、アノードと発光層の間に複数の正孔輸送層がある場合、アノード側の発光層に直接隣接している正孔輸送層である。好ましくは、本発明のOLEDは、アノードと発光層の間に2つ、3つまたは4つの正孔輸送層を含み、そのうちの少なくとも1つが好ましくは、式(I)、(II)、(III)または(IV)の化合物を含有し、より好ましくは厳密に1つまたは2つが式(I)、(II)、(III)または(IV)の化合物を含有する。
本発明の化合物が正孔輸送層、正孔注入層または電子阻止層における正孔輸送材料として使用される場合、化合物は、純粋な材料として、即ち100%の割合で正孔輸送層に使用することができ、または1種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。好ましい態様において、本発明の化合物を含む有機層はその場合、これに加えて、1種以上のp-ドーパントを含有する。本発明により使用されるp-ドーパントは好ましくは、混合物中の他の化合物の1種以上を酸化できる有機電子受容体化合物である。
p-ドーパントの特に好ましい態様は、WO2011/073149、EP1968131、EP2276085、EP2213662、EP1722602、EP2045848、DE102007031220、US8044390、US8057712、WO2009/003455、WO2010/094378、WO2011/120709、US2010/0096600、WO2012/095143およびDE102012209523に開示されている化合物である。
特に好ましいp-ドーパントは、キノジメタン化合物、アザインデノフルオレンジオン、アザフェナレン、アザトリフェニレン、I、金属ハロゲン化物、好ましくは遷移金属ハロゲン化物、金属酸化物、好ましくは、少なくとも1種の遷移金属または第3主族の金属を含有する金属酸化物、ならびに遷移金属錯体、好ましくは結合部位として少なくとも1個の酸素原子を含有する配位子をもつCu、Co、Ni、PdおよびPtの錯体である。さらに、遷移金属酸化物がドーパントとして好ましく、好ましくは、レニウム、モリブデンおよびタングステンの酸化物、より好ましくはRe、MoO、WOおよびReOである。
p-ドーパントは好ましくは、p-ドープ層に実質的に均一に分布する。これは、p-ドーパントと正孔輸送材料マトリックスとの共蒸発によって達成することができる。
好ましいp-ドーパントはとりわけ、下記の化合物である:
Figure 2022031639000048
本発明のさらなる好ましい態様において、本発明の化合物は、正孔輸送材料として、US2007/0092755に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体と組み合わせて使用される。ここでは、ヘキサアザトリフェニレン誘導体を別の層に使用することが特に好ましい。この別の層は好ましくは、直接アノードに隣接させ、アノードとアノードに最も近い正孔輸送層との間に配置される。
本発明の好ましい態様において、本発明の化合物は、発光層にマトリックス材料として、1種以上のリン光発光化合物と組み合わせて使用される。この目的にとりわけ好適なのは、厳密に1つの式(H)の基を有する式(I)~(IV)の化合物、とりわけ1つ以上のカルバゾール基を含有する厳密に1つの式(H)の基を有する上記の式の化合物である。好ましくは、少なくとも1つのL基がカルバゾールであり、および/またはAr基がカルバゾールである。
発光層中のマトリックス材料の割合はこの場合、体積で50.0%乃至99.9%、好ましくは体積で80.0%乃至99.5%、より好ましくは体積で85.0%乃至97.0%である。
これに対応して、発光化合物の割合は、体積で0.1%乃至50.0%、好ましくは体積で0.5%乃至20.0%、より好ましくは体積で3.0%乃至15.0%である。
有機エレクトロルミネッセントデバイスの発光層はまた、複数のマトリックス材料を含む系(混合マトリックス系)および/または複数の発光化合物を含有してもよい。この場合も、発光化合物は一般に、系中での割合が低い方の化合物であり、マトリックス材料は、系中での割合が高い方の化合物である。ただし、個々の場合において、系中での単一のマトリックス材料の割合は、単一の発光化合物の割合より低くてもよい。
本発明の化合物は、混合マトリックス系の成分として使用されることが好ましい。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。好ましくは、この場合、2種の材料の一方は、正孔輸送特性を有する材料であり、他方の材料は、電子輸送特性を有する材料である。本発明の化合物は好ましくは、正孔輸送特性を有するマトリックス材料である。ただし、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が主として、あるいは完全に併せ持っていてもよく、この場合、さらなる混合マトリックス成分(複数可)は、他の機能を果たす。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の比で存在してもよい。リン光有機エレクトロルミネッセントデバイスにおいては混合マトリックス系を使用することが好ましい。混合マトリックス系に関するより詳細な情報源の1つは、出願WO2010/108579である。
混合マトリックス系は、1種以上の発光化合物、好ましくは1種以上のリン光発光化合物を含んでもよい。一般に、混合マトリックス系が、好ましくはリン光有機エレクトロルミネッセントデバイスに使用される。
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できる特に好適なマトリックス材料は、どのタイプの発光化合物が混合マトリックス系に使用されるかに応じて、以下に規定するリン光発光化合物用の好ましいマトリックス材料、または蛍光発光化合物用の好ましいマトリックス材料から選択される。
混合マトリックス系に使用する好ましいリン光発光化合物は、一般に好ましいリン光発光体材料として先に詳述したものと同じである。
さらなる好ましい態様において、本発明の化合物は、電子輸送側の1つ以上の層、好ましくは正孔阻止層および/または電子輸送層に使用される。この目的にとりわけ好適なのは、厳密に1つの式(H)の基、とりわけ少なくとも1つのL基またはAr基がトリアジンおよびピリミジンから選択される式(H)の基を有する式(I)~(IV)の化合物である。電子輸送層に使用する場合、これらは、金属錯体、好ましくは金属キノリン酸塩、より好ましくはキノリン酸リチウムと組み合わせて使用されることが好ましい。
電子デバイスにおける様々な機能材料の好ましい態様を、以下に挙げる。
好ましい蛍光発光化合物は、アリールアミンのクラスから選択される。本発明の文脈におけるアリールアミンまたは芳香族アミンは、直接窒素に結合している3つの置換または無置換の芳香族またはヘテロ芳香族環系を含有する化合物を意味するものと理解される。
好ましくは、これらの芳香族またはヘテロ芳香族環系の少なくとも1つは、縮合環系であり、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、ジアリールアミノ基がアントラセン基に、好ましくは9位において直接結合している化合物を意味するものと理解される。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、好ましくは9、10位において直接結合している化合物を意味するものと理解される。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も同様に定義され、ここで、ジアリールアミノ基は、ピレンに、好ましくは1位または1、6位において結合している。さらに好ましい発光化合物は、たとえばWO2006/108497またはWO2006/122630によるインデノフルオレンアミンまたはジアミン、たとえばWO2008/006449によるベンゾインデノフルオレンアミンまたはジアミン、およびたとえばWO2007/140847によるジベンゾインデノフルオレンアミンまたはジアミン、ならびにWO2010/012328に開示の縮合アリール基を有するインデノフルオレン誘導体である。同様に好ましいのは、WO2012/048780およびWO2013/185871に開示のピレンアリールアミンである。同様に好ましいのは、WO2014/037077に開示のベンゾインデノフルオレンアミン、WO2014/106522に開示のベンゾフルオレンアミン、WO2014/111269および未公開出願EP15182993.4に開示の拡張ベンゾインデノフルオレン、未公開出願EP15181178.3およびEP15181177.5に開示のフェノキサジン、ならびにWO2016/150544に開示のフラン単位またはチオフェン単位に結合しているフルオレン誘導体である。
好ましくは蛍光発光化合物用の有用なマトリックス材料は、様々な物質クラスの材料を含む。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EP676461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)、とりわけ、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(たとえばEP676461によるDPVBiもしくはスピロ-DPVBi)、ポリポダル金属錯体(たとえばWO2004/081017による)、正孔伝導化合物(たとえばWO2004/058911による)、電子伝導化合物、とりわけケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシドなど(たとえばWO2005/084081およびWO2005/084082による)、アトロプ異性体(たとえばWO2006/048268による)、ボロン酸誘導体(たとえばWO2006/117052による)、またはベンゾアントラセン(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/もしくはピレンを含むオリゴアリーレン、またはこれらの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、ならびに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/もしくはピレンを含むオリゴアリーレン、またはこれらの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当然に理解される。さらに、WO2006/097208、WO2006/131192、WO2007/065550、WO2007/110129、WO2007/065678、WO2008/145239、WO2009/100925、WO2011/054442およびEP1553154に開示のアントラセン誘導体、EP1749809、EP1905754およびUS2012/0187826に開示のピレン化合物、WO2015/158409に開示のベンゾアントラセニルアントラセン化合物、未公開出願EP15180777.3に開示のインデノベンゾフラン、ならびに未公開出願EP15182962.9に開示のフェナントリルアントラセンが好ましい。
リン光発光化合物用の好ましいマトリックス材料は、本発明の化合物に加え、たとえばWO2004/013080、WO2004/093207、WO2006/005627もしくはWO2010/006680による芳香族ケトン、芳香族ホスフィンオキシドまたは芳香族スルホキシドもしくはスルホン、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WO2005/039246、US2005/0069729、JP2004/288381、EP1205527もしくはWO2008/086851に開示の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WO2010/136109、WO2011/000455もしくはWO2013/041176によるインデノカルバゾール誘導体、たとえばEP1617710、EP1617711、EP1731584、JP2005/347160によるアザカルバゾール誘導体、たとえばWO2007/137725による双極性マトリックス材料、たとえばWO2005/111172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WO2010/015306、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、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、たとえばUS2009/0136779、WO2010/050778、WO2011/042107、WO2011/088877もしくはWO2012/143080による架橋カルバゾール誘導体、たとえばWO2012/048781によるトリフェニレン誘導体、またはたとえばWO2011/116865もしくはWO2011/137951によるラクタムである。
本発明の電子デバイスの正孔注入もしくは正孔輸送層または電子阻止層に、または電子輸送層に使用可能な好適な電荷輸送材料は、本発明の化合物に加え、たとえばY.Shirotaら、Chem.Rev.2007、107(4)、953-1010に開示の化合物、または先行技術によりこれらの層に使用されるような他の材料である。
好ましくは、本発明のOLEDは、2つ以上の異なる正孔輸送層を含む。本発明の化合物は、ここで、正孔輸送層の1つ、または2つ以上、または全てに使用してもよい。好ましい態様において、本発明の化合物は、厳密に1つ、または厳密に2つの正孔輸送層に使用され、他の化合物、好ましくは芳香族アミン化合物が、存在するさらなる正孔輸送層に使用される。本発明の化合物と共に、好ましくは本発明のOLEDの正孔輸送層に使用されるさらなる化合物はとりわけ、インデノフルオレンアミン誘導体(たとえばWO06/122630またはWO06/100896による)、EP1661888に開示のアミン誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体(たとえばWO01/049806による)、縮合芳香族化合物とのアミン誘導体(たとえばUS5,061,569による)、WO95/09147に開示のアミン誘導体、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WO07/140847による)、スピロビフルオレンアミン(たとえばWO2012/034627またはWO2013/120577による)、フルオレンアミン(たとえばWO2014/015937、WO2014/015938、WO2014/015935およびWO2015/082056による)、スピロジベンゾピランアミン(たとえばWO2013/083216による)、ジヒドロアクリジン誘導体(たとえばWO2012/150001による)、たとえばWO2015/022051ならびに未公開出願PCT/EP2015/002475およびPCT/EP2016/000084によるスピロジベンゾフランおよびスピロジベンゾチオフェン、たとえばWO2015/131976による、フェナントレンジアリールアミン、たとえば未公開出願PCT/EP2015/002225によるスピロトリベンゾトロポロン、たとえば未公開出願PCT/EP2015/002112によるメタフェニルジアミン基を持つスピロビフルオレン、たとえばWO2015/158411によるスピロビスアクリジン、たとえばWO2014/072017によるキサンテンジアリールアミン、ならびにWO2015/086108によるジアリールアミノ基を持つ9,10-ジヒドロアントラセンスピロ化合物である。
電子輸送層用に使用される材料は、先行技術により電子輸送層に電子輸送材料として使用されるような任意の材料であってもよい。とりわけ好適なのは、アルミニウム錯体、たとえばAlq、ジルコニウム錯体、たとえばZrq、リチウム錯体、たとえばLiq、ベンゾ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。さらなる好適な材料は、JP2000/053957、WO2003/060956、WO2004/028217、WO2004/080975およびWO2010/072300に開示された通りの上記化合物の誘導体である。
電子デバイスの好ましいカソードは、低い仕事関数を有する金属、金属合金、または様々な金属、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など)で構成される多層構造である。これに加え、好適なのは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と銀で構成される合金、たとえばマグネシウムと銀で構成される合金である。多層構造の場合、言及した金属に加え、比較的高い仕事関数を有するさらなる金属、たとえばAgまたはAlを使用することも可能であり、この場合、金属の組合せ、たとえばCa/Ag、Mg/AgまたはBa/Agなどが一般に使用される。高誘電率を有する材料の薄い中間層を金属製カソードと有機半導体の間に導入することが好ましいこともある。この目的に有用な材料の例は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属フッ化物に加え、対応する酸化物または炭酸塩(たとえばLiF、LiO、BaF、MgO、NaF、CsF、CsCOなど)である。この目的のため、キノリン酸リチウム(LiQ)を使用することも可能である。この層の層厚は、好ましくは0.5乃至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。好ましくは、アノードは、対真空で4.5eVを超える仕事関数を有する。第一に、高い酸化還元電位を有する金属がこの目的に好適であり、たとえばAg、PtまたはAuである。第二に、金属/金属酸化物電極(たとえば、Al/Ni/NiO、Al/PtO)が好ましいこともある。用途によっては、電極の少なくとも一方は、有機材料の放射(有機ソーラーセル)または発光(OLED、O-レーザー)の何れかを可能とするため、透明または部分的に透明でなければならない。ここでの好ましいアノード材料は、導電性混合金属酸化物である。インジウムスズ酸化物(ITO)またはインジウム亜鉛酸化物(IZO)が特に好ましい。さらに、導電性のドープされた有機材料、とりわけ導電性のドープされたポリマーが好ましい。加えて、アノードは、2つ以上の層、たとえばITOの内側層と金属酸化物、好ましくは酸化タングステン、酸化モリブデンまたは酸化バナジウムの外側層からなるものであるのもよい。
デバイスは(用途に応じて)適切に構造化され、接点が接続され、水と空気の有害な作用を排除するために、最後に封止される。
好ましい態様において、電子デバイスは、1つ以上の層が昇華プロセスによりコーティングされることを特徴とする。この場合、材料は、真空昇華系において、10-5mbar未満、好ましくは10-6mbar未満の初期圧力で蒸着により適用される。ただし、この場合、初期圧力をこれよりもさらに低く、たとえば10-7mbar未満とすることも可能である。
同様に、1つ以上の層がOVPD(有機気相堆積)法により、または担体ガス昇華を援用してコーティングされることを特徴とする電子デバイスが好ましい。この場合、材料は、10-5mbar乃至1barの圧力で適用される。この方法の特殊なケースが、OVJP(有機蒸気ジェット印刷)法であり、この方法では、材料がノズルにより直接適用され、したがって構造化される(たとえばM.S.Arnoldら、Appl.Phys.Lett.2008、92、053301)。
加えて、1つ以上の層が、溶液から、たとえばスピンコーティングにより、または任意の印刷法、たと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であるが、より好ましくはLITI(光誘起熱イメージング、熱転写印刷)もしくはインクジェット印刷により生成されることを特徴とする電子デバイスが好ましい。この目的のためには式(I)、(II)、(III)または(IV)の可溶性化合物が必要である。
高い溶解度は、化合物の好適な置換によって達成することができる。
本発明の電子デバイスは、1つ以上の層を溶液から、1つ以上の層を昇華法により適用することで製造することがさらに好ましい。
本発明によると、本発明の1種以上の化合物を含む電子デバイスは、表示装置に、照明用途の光源として、医療および/または美容用途(たとえば光線療法)の光源として使用することができる。
[例]
A)合成例
以下に続く合成は、特に断らない限り、保護ガス雰囲気下、乾燥溶媒中で行う。加えて、金属錯体は、遮光して、または黄色光下で取り扱う。溶媒と試薬は、たとえばSigma-ALDRICH社またはABCR社から購入することができる。角括弧内のそれぞれの数字または個々の化合物について引用された番号は、文献から既知の化合物のCAS番号に関する。
これ以降、明確さのため、[4.4.4]-プロペランは、文献でも慣例となっているように、ニューマン投影式の形態で示す;たとえば、M.Kimuraら、Bull.Chem.Soc.Jpn.、2006、79、11、1793を参照されたい。
A:シントンの合成
例S1:
Figure 2022031639000049
31.3g(100mmol)の1-ブロモ-2-ヨード-6-メトキシベンゼン[74128-84-0]、12.2g(100mmol)のベンゼンボロン酸[98-80-6]、g(300mmol)のリン酸三カリウム、g(1mmol)のテトラキス(トリフェニルホスフィノ)パラジウム(0)、200mlのトルエン、80mlのジオキサン、および200mlの水の混合物を還流下16時間加熱する。冷却後、水相を除去し、有機相を毎回200mlの水で3回、200mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、次いで、硫酸マグネシウム上で乾燥させる。乾燥剤をろ過し、有機相を乾燥するまで濃縮し、残留する油を高真空下クーゲルロール蒸留に供する。収率:16.1g(61mmol)、61%;純度:H NMRにより97%。
例S10:
Figure 2022031639000050
-78℃に冷却した、26.3g(100mmol)のS1を1000mlのジエチルエーテルに溶解させた溶液と、40ml(100mmol)のn-ヘキサン中2.5Mのn-ブチルリチウムを使用して、対応するリチウム試薬を調製する。十分に撹拌しながら、34.4g(100mmol)のスピロ[9H-フルオレン-9,9’(10’H)-フェナントレン]-10’-オン[1749-36-6]を添加し、混合物を-70℃でさらに30分間撹拌し、次いで、混合物を室温まで温め、さらに24時間撹拌する。200mlの水と200mlの飽和塩化アンモニウム溶液を添加することにより反応を停止させ、有機相を取り出し、硫酸マグネシウム上で乾燥させる。乾燥剤をろ過し、溶媒を減圧下で除去し、残留物を500mlの氷酢酸中に取り出し、加熱しながら均質化させる。次いで、1の濃硫酸と20gの五酸化リンを十分に撹拌しながら添加し、混合物を還流下2時間加熱する。混合物を80℃に放冷させ、次いで、さらに加熱することなく400mlの水を少しずつ滴加し、沈殿する固体を吸引ろ過し、毎回200mlの水で3回、100mlのメタノールで1回洗浄し、減圧下で乾燥させる。収率:38.9g(76mmol)、76%;純度:H NMRにより97%。
同様の方法で、下記の化合物を調製することが可能である:
Figure 2022031639000051
Figure 2022031639000052
例S30:
Figure 2022031639000053
100mlのDMF中、3.1g(10mmol)の3-メトキシアセナフト[1,2-a]アセナフチレン[1088585-98-1]、20.4g(100mmol)のヨードベンゼン[591-50-4]、11.1g(80mmol)の炭酸カリウム、6.5g(20mmol)の臭化テトラ-n-ブチルアンモニウム、および112mg(0.5mmol)の酢酸パラジウム(II)の混合物を、撹拌オートクレーブ中120℃で、アルゴン下10日間撹拌する。冷却後、反応混合物を1000mlのジクロロメタンで希釈し、スラリーの形態のシリカゲル床を通してろ過する。ろ液から減圧下でジクロロメタンを、次いで高真空下で過剰なヨードベンゼンを取り除く。残留物を、自動カラムシステム(A.Semrau社製Torrent)にてフラッシュクロマトグラフィーにより分離する。収率:2.6g(5.6mmol)、56%;純度:H NMRにより95%。
例S50:
Figure 2022031639000054
51.2g(100mmol)のS10と250gの塩酸ピリジニウムの混合物を200℃に6時間加熱する。反応混合物を100℃に放冷させ、1000mlの水、次いで50mlの2N塩酸を、十分に撹拌しながらさらなる加熱をすることなく慎重に滴加する。
約30℃に冷却後、沈殿する固体を吸引ろ過し、毎回200mlの水で3回、100mlのメタノールで1回洗浄し、減圧下で乾燥させる。収率:38.8g(73mmol)、73%;純度:H NMRにより97%。
同様の方法で、下記の化合物を調製することが可能である:
Figure 2022031639000055
Figure 2022031639000056
Figure 2022031639000057
例S100:
Figure 2022031639000058
0℃に冷却した、49.7g(100mmol)のS50と24.2ml(300mmol)のピリジンの混合物に、1時間かけて25.2ml(150モル)のトリフルオロメタンスルホン酸無水物O(Tf)[358-23-6]を滴加する。混合物を0℃でさらに1時間撹拌し、次いで、室温まで温め、さらに12時間撹拌する。反応混合物を1lの氷水に十分に撹拌しながら注ぎ、さらに10分間撹拌し、毎回300mlのジクロロメタンで3回抽出する。合わせた有機相を300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、次いで、硫酸マグネシウム上で乾燥させる。乾燥剤をろ過した後、溶媒を除去し、残留物をアセトニトリルから再結晶させる。50.3g(80mmol)、80%;純度:H NMRにより97%。
同様の方法で、下記の化合物を調製することが可能である:
Figure 2022031639000059
Figure 2022031639000060
例S150:
Figure 2022031639000061
800mlのTHF中、23.8g(100mmol)の1-ブロモナフタレン[90-11-9]と2.4g(100mmol)の削り状マグネシウムを使用して、対応するグリニャール試薬を調製する。13.1g(50mmol)の3-ブロモ-1,2-アセナフチレンジオン[21170-55-8]を十分に撹拌しながら添加し、混合物を50℃でさらに4時間撹拌する。室温に冷却後、20mlの水を慎重に添加することにより混合物をクエンチする。減圧下でTHFを大部分除去し、残留物を1500mlのトルエン中に取り出し、水で2回、飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄する。乾燥のため、500mlのトルエンを水分離器にて除去し、次いで、10mlのトリフルオロメタンスルホン酸を十分に撹拌しながら添加し、反応混合物を水分離器にてさらに16時間加熱する。次いで、さらに800mlのトルエンを留去し、混合物を約50℃に冷却し、500mlのメタノールを滴加し、混合物をさらに30分間撹拌し、固体を吸引ろ過し、毎回100mlのメタノールで3回洗浄し、減圧下で乾燥させる。収率:8.2g(17mmol)、34%;純度:H NMRにより97%。
同様の方法で、下記の化合物を調製することが可能である:
Figure 2022031639000062
B:本発明の化合物
例H1
Figure 2022031639000063
62.8g(100mmol)のS100、18.6g(110mmol)のジフェニルアミン、13.5g(120mmol)のナトリウムtert-ブトキシド、449mg(2mmol)の酢酸パラジウム、1230mg(3mmol)のSPhos、および800mlのトルエンの混合物を、還流下16時間加熱する。1mlのヒドラジン水和物を添加し、混合物を還流下1時間加熱する。撹拌しながら400mlの水を反応混合物に50℃で添加し、次いで、有機相を分離し、まだ温かいうちにトルエンスラリーの形態でCelite床を通してろ過する。ろ液を約100mlに濃縮し、次いで、熱いうちに十分に撹拌しながら200mlのメタノールをろ液に添加する。混合物を撹拌しながら放冷させ、結晶化する生成物をろ過し、毎回100mlのメタノールで3回洗浄する。さらなる精製を、トルエン(初期充填量250ml)を用いた5回の高温抽出と、それに続く減圧下での2回の分別昇華(T約300℃、p約10-5mbar)により実施する。収率:45.0g(68mmol)、68%;純度:HPLCにより約99.9%。
同様の方法で、下記の化合物を調製することが可能である:
Figure 2022031639000064
Figure 2022031639000065
Figure 2022031639000066
Figure 2022031639000067
Figure 2022031639000068
Figure 2022031639000069
Figure 2022031639000070
Figure 2022031639000071
Figure 2022031639000072
Figure 2022031639000073
Figure 2022031639000074
Figure 2022031639000075
Figure 2022031639000076
Figure 2022031639000077
Figure 2022031639000078
Figure 2022031639000079
Figure 2022031639000080
例H100
Figure 2022031639000081
62.8g(100mmol)のS100、37.1g(110mmol)のN,N-ジフェニルアミノ-4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)ベンゼン[267221-88-5]、63.7g(300mmol)のリン酸三カリウム、820mg(2mmol)のSPhos、225mg(1mmol)の酢酸パラジウム、400mlのトルエン、200mlのジオキサン、および400mlの水の混合物を、還流下20時間加熱する。1mlのヒドラジン水和物を添加し、混合物を還流下1時間加熱する。混合物を60℃に放冷させ、水相を分離し、有機相を毎回300mlの水で2回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、まだ熱いうちにトルエンスラリーの形態でCelite床を通してろ過する。ろ液を約100mlに濃縮し、次いで、まだ熱いうちにろ液に200mlのメタノールを十分に撹拌しながら添加する。混合物を撹拌しながら放冷させ、結晶化する生成物をろ過し、毎回100mlのメタノールで3回洗浄する。さらなる精製を、酢酸ブチル(初期充填量250ml)を用いた5回の高温抽出と、それに続く減圧下での2回の分別昇華(T約310℃、p約10-5mbar)により実施する。収率:31.9g(44mmol)、44%;純度:HPLCにより約99.9%。
同様の方法で、下記の化合物を調製することが可能である:
Figure 2022031639000082
Figure 2022031639000083
Figure 2022031639000084
Figure 2022031639000085
Figure 2022031639000086
Figure 2022031639000087
Figure 2022031639000088
Figure 2022031639000089
Figure 2022031639000090
例E1:
Figure 2022031639000091
62.8g(100mmol)のS100、47.9g(110mmol)の2,4-ジフェニル-6-[4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル]-1,3,5-トリアジン[1219956-23-6]、63.7g(300mmol)のリン酸三カリウム、820mg(2mmol)のSPhos、225mg(1mmol)の酢酸パラジウム、400mlのトルエン、200mlのジオキサン、および400mlの水の混合物を、還流下20時間加熱する。混合物を60℃に放冷させ、水相を分離し、有機相を毎回300mlの水で2回、300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、まだ熱いうちにトルエンスラリーの形態でCelite床を通してろ過する。ろ液を約100mlに濃縮し、次いで、まだ熱いうちにろ液に200mlのメタノールを十分に撹拌しながら添加する。混合物を撹拌しながら放冷させ、結晶化する生成物をろ過し、毎回100mlのメタノールで3回洗浄する。さらなる精製を、トルエン(初期充填量250ml)を用いた5回の高温抽出と、それに続く減圧下での2回の分別昇華(T約320℃、p約10-5mbar)により実施する。収率:38.6g(49mmol)、49%;純度:HPLCにより約99.9%。
同様の方法で、下記の化合物を調製することが可能である:
Figure 2022031639000092
Figure 2022031639000093
Figure 2022031639000094
Figure 2022031639000095
Figure 2022031639000096
B)デバイス例
1)OLEDの製造および分析に関する一般的記述
以下に続く例において、様々なOLEDの製造およびデバイスデータを提示する。
OLEDは、下記のようにして製造することができる:厚さ50nmの構造化されたITO(インジウムスズ酸化物)でコーティングした清浄なガラスプラーク(Miele実験室ガラス洗浄機で洗浄、Merck Extran洗浄剤)を、UVオゾンで25分間(UVP社製PR-100UVオゾン発生器)前処理し、30分以内に、加工性向上のため、25nmのPEDOT:PSS(CLEVIOS(商標)P VP AI 4083としてHeraeus Precious Metals GmbH Deutschland社から購入、水溶液からスピンオン)でコーティングし、次いで、180℃で10分間焼成する。これらのコーティングしたガラスプラークが、OLEDが適用される基板を形成する。
OLEDは、下記の層構造を有する:基板/5%NDP-9(Novaled社が市販)でドープした化合物HTM(表3参照)からなる正孔輸送層1(HTL1)、20nm/正孔輸送層2(HTL2)/任意の電子阻止層(EBL)/発光層(EML)/正孔阻止層(HBL)/電子輸送層(ETL)、および最後にカソード。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。層HTL1、EBL(存在する場合)、EML、HBLおよびETLの正確な組成を、以下に続く表に示す。
OLEDを製造するために、1つの層に対応して使用される材料は、真空チャンバにおいて熱蒸着により適用される。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)と、特定の体積割合で共蒸発によりマトリックス材料(複数可)に添加される発光ドーパント(発光体)からなる。M1:M2:Ir1(55%:35%:10%)のような形式で与えられる詳細は、ここでは、層中に材料M1が体積で55%の割合で、M2が35%の割合で、Ir1が10%の割合で存在することを意味する。同様に、電子輸送層も、2種の材料の混合物からなっていてもよい。OLEDの正確な構造は、表1に見出すことができる。OLEDの製造に使用した材料を、表3に示す。
OLEDは、標準的な方法で特徴決定される。この目的のため、エレクトロルミネッセンススペクトル、ランバート放射特性を仮定する電流-電圧-輝度特性(IUL特性)から計算される輝度の関数としての外部量子効率(EQE、パーセント単位で測定)、および寿命を判定する。エレクトロルミネッセンススペクトルは、1000cd/mの輝度で判定され、CIE1931xおよびy色座標がそれから計算される。表2中のパラメータU1000は、1000cd/mの輝度に必要とされる電圧を意味する。EQE1000は、1000cd/mの動作輝度での外部量子効率を意味する。
寿命LD80は、40mA/cmの一定電流での作動過程で、輝度が初期輝度の80%に低下するまでの時間と定義される。
2)正孔輸送層における本発明の化合物の使用
以下に続く例は、本発明の化合物が正孔輸送材料として正孔輸送層に使用できることを示す。
例D1~D11およびD14において、本発明の化合物H3、H5、H6、H9、H10、H13、H26およびH104が、緑色発光三重項OLED(各場合において発光体Ir1またはIr2)において正孔輸送材料として使用されている。
例D18~D24において、本発明の化合物H9、H37、H47、H49およびH131が、黄色発光三重項OLED(各場合において発光体Ir3またはIr4)において正孔輸送材料として使用されている。
Figure 2022031639000097
対象のOLEDに関して優れた性能データが測定され、それを以下に示す:
Figure 2022031639000098
3)本発明の化合物の正孔輸送層における使用、および発光層におけるマトリックス材料としての使用
以下に続く例は、本発明の化合物が正孔輸送材料として正孔輸送層に使用でき、加えて、同じOLEDにおいて、マトリックス材料として発光層にも使用できることを示す。
例D12およびD13のそれぞれにおいて、本発明の化合物H26が使用されている。
加えて、本発明の化合物H32またはH34が、発光層にさらなるマトリックス材料M1と共にコホスト(hタイプTMM)として存在する。各場合において使用した三重項発光体は、緑色発光体Ir-2である。
Figure 2022031639000099
対象のOLEDに関して優れた性能データが測定され、それを以下に示す:
Figure 2022031639000100
4)正孔阻止層および電子輸送層における本発明の化合物の使用、ならびに場合により、これに加えての発光層、電子阻止層および正孔輸送層におけるさらなる使用
例D15は、本発明の化合物が、正孔阻止層の材料として使用でき、加えて、同じOLEDにおいて、電子輸送層の材料としても使用できることを示す。
例D15において、本発明の化合物E3が、各場合において正孔阻止材料として使用されている。加えて、同じ化合物E3が、電子輸送層においてさらなる電子輸送材料ETM2との混合物中に存在する。使用した三重項発光体は、緑色発光体Ir-2である。
Figure 2022031639000101
対象のOLEDに関して優れた性能データが測定され、それを以下に示す:
Figure 2022031639000102
例D16、D17およびD21において、本発明の化合物がさらに正孔輸送層(D16、D17)に使用されている。例D21において、本発明の化合物は、実際にはHTLからETLまでOLEDの全ての層に存在する:
Figure 2022031639000103
対象のOLEDに関して優れた性能データが測定され、それを以下に示す:
Figure 2022031639000104
6)本発明の化合物H9と化合物HTM-Refとの比較
様々なデバイス構成において、材料H9を含むOLEDの性能を、材料HTM-Refを含む参考OLEDと比較する。
6種の異なるデバイス構成a)~f)を使用する:
a)D-Ref1対D1
b)D-Ref2対D2
c)D-Ref3対D3
d)D-Ref4対D4
e)D-Ref5対D18
f)D-Ref6対D19
三重項発光体が異なり、マトリックス材料が異なる構成を含む正確なデバイス構成は、下記の通りである:
Figure 2022031639000105
とりわけ効率および寿命に関して得られた測定データを、下記の表に示す:
Figure 2022031639000106
測定データから明らかなように、H9とHTM-Refとの直接的比較全てにおいて、CIE座標と電圧は同等であるが、寿命および効率が大きく向上している。
Figure 2022031639000107
Figure 2022031639000108
Figure 2022031639000109

Claims (24)

  1. 式(I)、(II)、(III)または(IV)
    Figure 2022031639000110
    (式中、出現する可変基は、下記の通りである:
    Zは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、NおよびCRから選択されるか、またはCであり、ここで、Z基は、Y基がそれに結合している特定の場合Cであり;
    Yは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、BR、C(R、Si(R、NR、P(O)R、O、S、SO、SOから選択され;
    nは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、0または1であり;
    、Rは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、Si(R、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、および6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRおよび/またはRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及した前記アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに言及した前記芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;ここで、インドール環が、各場合において式(I)~(IV)における6員環の1つ以上に縮合していてもよく、また、Rラジカルにより置換されていてもよく;
    は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、Si(R、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、および6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及した前記アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに言及した前記芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
    は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~20個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、および6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及した前記アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに前記芳香族環系は、FまたはCNにより置換されていてもよい)
    の化合物であって、
    前記式(I)、(II)、(III)および(IV)から選択される式1つにつき少なくとも1つのZ基がCRであることを特徴とし;
    さらに、式(I)につき厳密に1つのR基が式(A)の基または式(H)の基により置きかえられていることを特徴とし、
    Figure 2022031639000111
    さらに、前記式(II)、(II)および(IV)から選択される式1つにつき厳密に1つのR基が前記式(A)の基により置きかえられていることを特徴とする(式中:
    は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系、または5~24個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系であり、これらのそれぞれは、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
    kは、0、1、2または3であり;
    Arは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系、または5~24個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系であり、これらは、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
    Arは、5~24個の芳香族環原子を有し、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいヘテロ芳香族環系であり;
    は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、C(=O)R、CN、Si(R、N(R、P(=O)(R、OR、S(=O)R、S(=O)、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及した前記アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに言及した前記芳香族環系およびヘテロ芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;言及した前記アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基中の1つ以上のCH基は、-RC=CR-、-C≡C-、Si(R、C=O、C=NR、-C(=O)O-、-C(=O)NR-、NR、P(=O)(R)、-O-、-S-、SOまたはSOにより置きかえられていてもよく;
    は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~20個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、2~20個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及した前記アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、芳香族環系およびヘテロ芳香族環系は、FまたはCNにより置換されていてもよく;
    ここで、前記式(A)の前記基または前記式(H)の前記基は、*印を付けた結合を介して結合している)、
    化合物。
  2. 式(I)が、式(I-H-1)~(I-H-7)および(I-A-1)~(I-A-7)
    Figure 2022031639000112
    Figure 2022031639000113
    Figure 2022031639000114
    の1つに一致すること、
    および/または式(II)が式(II-A-1)~(II-A-3)
    Figure 2022031639000115
    の1つに一致すること、
    および/または式(III)が式(III-A-1)~(III-A-3)
    Figure 2022031639000116
    の1つに一致すること、
    および/または式(IV)が式(IV-A-1)~(IV-A-3)
    Figure 2022031639000117
    の1つに一致すること
    (式中、出現する基は、請求項1において定義した通りであり、ここで、「式(A)」は、請求項1において定義した通りの前記式(A)の基であり、「式(H)」は、請求項1において定義した通りの前記式(H)の基である)
    を特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  3. Zが、CRまたはCであり、ここで、Zは、Y基がそれに結合している特定の場合Cであることを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
  4. Yが、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、OおよびNRから選択されることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の化合物。
  5. 前記式(II)の化合物における添字nの合計が1もしくは0であること、および/または前記式(III)の化合物における添字nの合計が0であることを特徴とする、請求項1~4の何れか1項に記載の化合物。
  6. 添字nが0であることを特徴とする、請求項1~5の何れか1項に記載の化合物。
  7. 前記Y基が、前記式(A)または(H)の基を持つ6員環に結合していることを特徴とする、請求項1~6の何れか1項に記載の化合物。
  8. が、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、12個以下の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、言及した前記アルキル基および言及した前記芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいことを特徴とする、請求項1~7の何れか1項に記載の化合物。
  9. が、12個以下の炭素原子を有する直鎖または分枝アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され、ここで、C(R基において同じ炭素原子に結合しており、アルキル基またはアリール基である2つのRラジカルは、互いに結合して環状アルキル基となるか、またはフルオレン基となっていてもよいことを特徴とする、請求項1~8の何れか1項に記載の化合物。
  10. が、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3~12個の炭素原子を有する分枝または環状アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及した前記アルキル基および言及した前記芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいことを特徴とする、請求項1~9の何れか1項に記載の化合物。
  11. が、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、D、F、CN、1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、3~12個の炭素原子を有する分枝または環状アルキル基、および6~24個の芳香族環原子を有する芳香族環系から選択され;ここで、2つ以上のRラジカルは、互いに結合していても、環を形成していてもよく;言及した前記アルキル基および言及した前記芳香族環系は、FまたはCNにより置換されていてもよいことを特徴とする、請求項1~10の何れか1項に記載の化合物。
  12. 式(I)につき厳密に1つのR基が、前記式(A)の基により置きかえられていることを特徴とする、請求項1~11の何れか1項に記載の化合物。
  13. が、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレン、ナフチレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾールおよびフルオレンから選択される2価基であり、ここで、前記2価基は、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいことを特徴とする、請求項1~12の何れか1項に記載の化合物。
  14. Arが、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、フルオレニル、ナフチル、スピロビフルオレニル、ピリジル、ピリミジル、トリアジニル、ジベンゾフラニル、ベンゾ縮合ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、ベンゾ縮合ジベンゾチオフェニル、カルバゾリル、およびベンゾ縮合カルバゾリル、ならびにこれらの基の2つ、3つまたは4つの組合せから選択され、ここで、言及した基は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいことを特徴とする、請求項1~13の何れか1項に記載の化合物。
  15. が、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレン、ナフチレン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾールおよびフルオレンから選択される2価基であり、ここで、前記2価基は、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいことを特徴とする、請求項1~14の何れか1項に記載の化合物。
  16. Arが、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、下記式:
    Figure 2022031639000118
    (式中、出現する可変基は、下記の通り定義される:
    Vは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、NまたはCRであり、ここで、式(Ar-A)および(Ar-D)のそれぞれにおける少なくとも1つのV基はNであり;
    Wは、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、NまたはCRであり;
    Uは、NRであり;
    ここで、式1つにつき1つのR基は、L基への結合またはプロペラン基により置きかえられている)
    の基から選択されることを特徴とする、請求項1~15の何れか1項に記載の化合物。
  17. Arが、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン、カルバゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾイソキノリン、イミダゾフェナントリジン、ベンゾイミダゾフェナントリジン、バトクプロイン、ベンゾイミダゾベンゾイミダゾール、キノリン、キナゾリン、フェナントロリン、フェナントリジン、ジアザフェナントレン、およびアクリジンから選択され、これらのそれぞれは、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいことを特徴とする、請求項1~16の何れか1項に記載の化合物。
  18. が、H、D、F、CN、Si(R、N(R、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個の炭素原子を有する分枝または環状アルキルまたはアルコキシ基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;ここで、言及した前記アルキルおよびアルコキシ基、言及した前記芳香族環系、ならびに言及した前記ヘテロ芳香族環系は、それぞれ1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;言及した前記アルキルまたはアルコキシ基中の1つ以上のCH基は、-C≡C-、-RC=CR-、Si(R、C=O、C=NR、-NR-、-O-、-S-、-C(=O)O-または-C(=O)NR-により置きかえられていてもよいことを特徴とする、請求項1~17の何れか1項に記載の化合物。
  19. アルコキシ置換基本骨格がまず調製され、次いで、さらなる工程において反応性化合物、好ましくはトリフラート誘導体に変換され、それが、さらなる工程において遷移金属触媒カップリング反応、好ましくはハートウィッグ-ブッフバルト、スズキ、スティル、またはネギシカップリングにより請求項1~18の何れか1項に記載の化合物に変換されることを特徴とする、請求項1~18の何れか1項に記載の化合物を調製する方法。
  20. 請求項1~18の何れか1項に記載の1種以上の化合物を含有するオリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーであって、前記ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーへの結合(複数可)が、R、RまたはRにより置換されている任意所望の位置に局在していてもよい、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマー。
  21. 請求項1~18の何れか1項に記載の1種以上の化合物と、少なくとも1種の溶媒を含む、調合物。
  22. 請求項1~18の何れか1項に記載の少なくとも1種の化合物を含む、有機集積回路(OIC)、有機電界効果トランジスター(OFET)、有機薄膜トランジスター(OTFT)、有機発光トランジスター(OLET)、有機ソーラーセル(OSC)、有機光学検出器、有機光受容器、有機電場消光デバイス(OFQD)、有機発光電気化学セル(OLEC)、有機レーザーダイオード(O-レーザー)および有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)からなる群から選択される電子デバイス。
  23. アノード、カソードおよび少なくとも1つの有機層を含み、前記化合物が正孔輸送層に、マトリックス材料として発光層に、または電子輸送層に存在する、請求項22に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
  24. 有機集積回路(OIC)、有機電界効果トランジスター(OFET)、有機薄膜トランジスター(OTFT)、有機発光トランジスター(OLET)、有機ソーラーセル(OSC)、有機光学検出器、有機光受容器、有機電場消光デバイス(OFQD)、有機発光電気化学セル(OLEC)、有機レーザーダイオード(O-レーザー)および有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)からなる群から選択される電子デバイスにおける、請求項1~18の何れか1項に記載の化合物の使用。
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