JP2022546334A - 有機エレクトロルミネッセントデバイスのための材料 - Google Patents
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Abstract
本発明は、電子不足ヘテロアリール基により置換されているジベンゾフラン誘導体、および電子デバイス、特に、三重項マトリックス材料として前記化合物を含有する有機エレクトロルミネッセントデバイスに関する。
Description
本発明は、電子不足ヘテロ芳香族系により置換されているジベンゾフラン誘導体、およびこれらの化合物を含む電子デバイス、とりわけ三重項マトリックス材料としてこれら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を記載する。
発明の背景
リン光性の有機金属錯体は多くの場合、有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)に使用される。一般に、たとえば効率、作動電圧および寿命に関して、OLEDの改善が依然として必要とされている。リン光性のOLEDの特性は、使用する三重項発光体だけで決定されない。より詳細には、使用する他の材料、たとえばマトリックス材料も、ここで特に重要である。したがって、これらの材料の改善はまた、OLED特性の明確な改善をもたらす可能性がある。
発明の概要
先行技術によれば、リン光発光体に使用するためのマトリックス材料には、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、インデノカルバゾール誘導体およびインドロカルバゾール誘導体、とりわけ、電子不足ヘテロ芳香族系、たとえばトリアジンにより置換されているものがある。一般に、マトリックス材料として使用するためのこれらの材料の改善が、依然として必要とされている。本発明によって対処される課題は、リン光性のOLEDにおけるマトリックス材料として使用するのにとりわけ適する化合物の提供である。より詳細には、寿命の改善をもたらすマトリックス材料を提供することが、本発明の目的である。デバイス寿命が、特に、ここでは限定されるので、これは、とりわけ、低から中程度の発光体濃度、即ち3%~20%、とりわけ3%~15%の大きさ程度の発光体濃度の使用に該当する。
発明の背景
リン光性の有機金属錯体は多くの場合、有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)に使用される。一般に、たとえば効率、作動電圧および寿命に関して、OLEDの改善が依然として必要とされている。リン光性のOLEDの特性は、使用する三重項発光体だけで決定されない。より詳細には、使用する他の材料、たとえばマトリックス材料も、ここで特に重要である。したがって、これらの材料の改善はまた、OLED特性の明確な改善をもたらす可能性がある。
発明の概要
先行技術によれば、リン光発光体に使用するためのマトリックス材料には、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、インデノカルバゾール誘導体およびインドロカルバゾール誘導体、とりわけ、電子不足ヘテロ芳香族系、たとえばトリアジンにより置換されているものがある。一般に、マトリックス材料として使用するためのこれらの材料の改善が、依然として必要とされている。本発明によって対処される課題は、リン光性のOLEDにおけるマトリックス材料として使用するのにとりわけ適する化合物の提供である。より詳細には、寿命の改善をもたらすマトリックス材料を提供することが、本発明の目的である。デバイス寿命が、特に、ここでは限定されるので、これは、とりわけ、低から中程度の発光体濃度、即ち3%~20%、とりわけ3%~15%の大きさ程度の発光体濃度の使用に該当する。
驚くべきことに、以下の式(1)の化合物を含有するエレクトロルミネッセントデバイスは、とりわけ、この化合物が、リン光性ドーパントのためのマトリックス材料として使用されると、先行技術を凌ぐ改善を有することが見出された。
したがって、本発明は、以下の式(1)の化合物:
(式中、使用されている記号は、下記の通りであり:
Yは、OまたはSであり;
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、CRまたはNであり、ただし、少なくとも2つのZはNであり;
Ar1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~40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、または5~40個の芳香族環原子を有し、窒素原子を介してジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェンに結合しており、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、または1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェン基であり;
Ar2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、5~40個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
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、Cl、Br、I、N(Ar’)2、N(R1)2、OAr’、SAr’、CN、NO2、OR1、SR1、COOR1、C(=O)N(R1)2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~20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または3~20個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基は、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよい)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Si(R1)2、C=O、NR1、O、SまたはCONR1により置きかえられていてもよい)、または5~60個の芳香族環原子、好ましくは5~40個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2つのRラジカルも共に環系を形成してもよく;
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、5~40個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、同一の窒素原子に結合した2つのAr’ラジカルはまた、単結合またはN(R1)、C(R1)2、OおよびSから選択される架橋により互いに架橋されていてもよく;
R1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、Cl、Br、I、N(R2)2、CN、NO2、OR2、SR2、Si(R2)3、B(OR2)2、C(=O)R2、P(=O)(R2)2、S(=O)R2、S(=O)2R2、OSO2R2、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~20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または3~20個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基は、それぞれ、1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよい)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Si(R2)2、C=O、NR2、O、SまたはCONR2により置きかえられていてもよく、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基中の1個以上の水素原子は、D、F、Cl、Br、IまたはCNにより置きかえられていてもよい)、または5~40個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2つ以上のR1ラジカルは共に脂肪族環系を形成してもよく;
R2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、または1~20個の炭素原子を有する脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル、とりわけヒドロカルビルラジカルであり、ここで1個以上の水素原子も、Fにより置きかえられていてもよく;
p、q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、1、2または3であり;
rは、0、1、2、3または4であり、ただし、rは、(4-j)以下であり;
sは、0、1、2または3であり、ただし、sは、(3-k)以下であり;
j、k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、1、2または3であり、ただし、j+k≧1である)
を提供する。
Yは、OまたはSであり;
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、CRまたはNであり、ただし、少なくとも2つのZはNであり;
Ar1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~40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、または5~40個の芳香族環原子を有し、窒素原子を介してジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェンに結合しており、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、または1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェン基であり;
Ar2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、5~40個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
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、Cl、Br、I、N(Ar’)2、N(R1)2、OAr’、SAr’、CN、NO2、OR1、SR1、COOR1、C(=O)N(R1)2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~20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または3~20個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基は、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよい)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Si(R1)2、C=O、NR1、O、SまたはCONR1により置きかえられていてもよい)、または5~60個の芳香族環原子、好ましくは5~40個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2つのRラジカルも共に環系を形成してもよく;
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、5~40個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、同一の窒素原子に結合した2つのAr’ラジカルはまた、単結合またはN(R1)、C(R1)2、OおよびSから選択される架橋により互いに架橋されていてもよく;
R1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、Cl、Br、I、N(R2)2、CN、NO2、OR2、SR2、Si(R2)3、B(OR2)2、C(=O)R2、P(=O)(R2)2、S(=O)R2、S(=O)2R2、OSO2R2、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~20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または3~20個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基は、それぞれ、1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよい)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Si(R2)2、C=O、NR2、O、SまたはCONR2により置きかえられていてもよく、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基中の1個以上の水素原子は、D、F、Cl、Br、IまたはCNにより置きかえられていてもよい)、または5~40個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2つ以上のR1ラジカルは共に脂肪族環系を形成してもよく;
R2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、または1~20個の炭素原子を有する脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル、とりわけヒドロカルビルラジカルであり、ここで1個以上の水素原子も、Fにより置きかえられていてもよく;
p、q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、1、2または3であり;
rは、0、1、2、3または4であり、ただし、rは、(4-j)以下であり;
sは、0、1、2または3であり、ただし、sは、(3-k)以下であり;
j、k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、1、2または3であり、ただし、j+k≧1である)
を提供する。
本発明に関するアリール基は、6~40個の炭素原子を含有し;本発明に関するヘテロアリール基は、2~40個の炭素原子および少なくとも1個のヘテロ原子を含有し、ただし炭素原子とヘテロ原子の総和は、少なくとも5である。ヘテロ原子は、N、Oおよび/またはSから好ましくは選択される。ここで、アリール基またはヘテロアリール基は、単純な芳香族環、即ちベンゼン、または単純なヘテロ芳香族環、たとえばピリジン、ピリミジン、チオフェンなど、または縮合(縮環)アリールもしくはヘテロアリール基、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、イソキノリンなどの何れかを意味するものと理解される。単結合によって互いに結合している芳香族系、たとえばビフェニルは、それに反して、アリールもしくはヘテロアリール基と呼ばれないが、芳香族環系と呼ばれる。
本発明に関する芳香族環系は、環系に、6~60個の炭素原子、好ましくは6~40個の炭素原子を含有する。本発明に関するヘテロ芳香族環系は、環系に、2~60個の炭素原子、好ましくは2~40個の炭素原子、および少なくとも1個のヘテロ原子を含有し、ただし炭素原子とヘテロ原子の総和は、少なくとも5である。ヘテロ原子は、好ましくはN、Oおよび/またはSから選択される。本発明に関する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系は、必ずしもアリールもしくはヘテロアリール基のみを含有しないが、2個以上のアリールもしくはヘテロアリール基が、非芳香族単位、たとえば炭素、窒素または酸素原子によって結合されることも可能である系を意味すると当然に理解される。これらは同様に、2個以上のアリールもしくはヘテロアリール基、たとえばビフェニル、テルフェニル、ビピリジンまたはフェニルピリジンが互いに直接結合している系を意味すると当然に理解される。たとえば、系、たとえばフルオレン、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、スチルベンなども、本発明に関する芳香族環系と当然見なされ、同様に2個以上のアリール基が、たとえば、短いアルキル基によって結合されている系も、本発明に関する芳香族環系と当然見なされる。好ましい芳香族もしくはヘテロ芳香族環系は、単純なアリールもしくはヘテロアリール基ならびに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している基、たとえばビフェニルまたはビピリジン、さらにフルオレンまたはスピロビフルオレンである。
本発明に関するアルキル基には、シクロアルキル基も含まれ、本発明に関するアルケニル基には、シクロアルケニル基も含まれる。本発明に関して、1~40個の炭素原子を含有していてもよく、個々の水素原子またはCH2基が上述の基により置換されていてもよい、脂肪族ヒドロカルビルラジカルまたはアルキル基またはアルケニルもしくはアルキニル基は、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、ネオペンチル、シクロペンチル、n-ヘキシル、ネオヘキシル、シクロヘキシル、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ラジカルを意味するものと理解される。1~40個の炭素原子を有するアルコキシ基OR1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および2,2,2-トリフルオロエトキシを意味するものと理解される。1~40個の炭素原子を有するチオアルキル基SR1は、特にメチルチオ、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、プロぺニルチオ、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、ヘクシニルチオ、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。一般に、本発明によるアルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基は、直鎖、分枝または環状であってもよく、ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、上述の基によって置きかえられていてもよく;加えて、1つ以上の水素原子がD、F、Cl、Br、I、CNまたはNO2、好ましくはF、ClまたはCN、より好ましくはFまたはCNによって置きかえられることも可能である。
5~60個の芳香族環原子を有し、各場合において上述のR2ラジカルまたはヒドロカルビルラジカルによって置換されていてもよく、任意所望の位置を介して芳香族もしくはヘテロ芳香族系と結合していてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系は、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、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、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、cis-またはtrans-インデノフルオレン、cis-またはtrans-インデノカルバゾール、cis-またはtrans-インドロカルバゾール、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、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、ベンゾ-5,6-キノリン、ベンゾ-6,7-キノリン、ベンゾ-7,8-キノリン、フェノチアジン、フェノキサジン、ピラゾール、インダゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリジイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、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、ヘキサアザトリフェニレン、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、またはこれらの系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。
2つ以上のラジカルが共に環系を形成してもよいという表現は、脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系の形成を意味することが理解され、本明細書に関して、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、2個の水素原子が形式的に除去されることを意味すると当然に理解される。これは、以下のスキームによって示される:
ただし、これに加えて、上述の表現は、2つのラジカルのうち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ている位置に結合して環を形成することを意味するものとも当然に理解すべきである。これは、以下のスキームによって示される:
本発明の好ましい態様では、3つのZ基が全てNであるか、または2つのZ基はNであり、第3のZ基はCHであるかの何れかである。本発明の特に好ましい態様では、Z基の全てがNである。したがって、この基は、より好ましくは、ジアリールトリアジン基である。
したがって、本発明の好ましい態様では、式(1)に組み込まれている基
は、以下の基(HetAr-1)、(HetAr-2)および(HetAr-3)から選択される:
(式中、Ar2は、上記の定義を有しており、点線の結合は、この基の連結を示す)。
(HetAr-1)が特に好ましく、したがって、式(1)の化合物は、好ましくは、以下の式(2)の化合物である:
(式中、使用されている記号および添え字は、上記の定義を有する)。
本発明のさらに好ましい態様では、YはOであり、したがって、本化合物は、以下の式(3)の1つである:
(式中、使用されている記号および添え字は、上記の定義を有する)。
より好ましくは、全てのZはNであり、同時に、YはOであり、したがって、本化合物は、以下の式(4)の1つである:
(式中、使用されている記号および添え字は、上記の定義を有する)。
式(1)、(2)、(3)および(4)の化合物のさらに好ましい態様では、rおよびs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、より好ましくは0である。式(1)、(2)、(3)および(4)の化合物のさらに好ましい態様では、pおよびq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、1または2であり、より好ましくは0または1であり、最も好ましくは0である。したがって、より好ましくは、ジベンゾフラン基は、Rラジカルを有しておらず、本化合物は、以下の式(5)の1つである:
(式中、使用されている記号および添え字は、上記の定義を有する)。
本発明のさらに好ましい態様では、式(1)、(2)、(3)、(4)および(5)の化合物中のjおよびk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、1または2であり、より好ましくは0または1であり、ただし、j+k≧1である。最も好ましくは、j+k=1であり、したがって、本化合物は、正確に1つのAr1基を有する。本発明の一態様では、j=1およびk=0であり、さらなる態様では、j=0およびk=1であり、j=1およびk=0となる態様が特に好ましい。したがって、以下の式(6a)および(6b)の化合物が好ましい:
(式中、使用されている記号および添え字は、上記の定義を有する)。
以下の式(7a)および(7b)のうちの1つの化合物が特に好ましい:
(式中、使用されている記号は、上記の意味を有する)。
j=1の場合、式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6a)、(6b)、(7a)および(7b)の化合物中のAr1基は、好ましくはジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンの7位または8位で、より好ましくは8位で結合している。さらに好ましくは、k=1の場合、式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6a)、(6b)、(7a)および(7b)の化合物中のAr1基は、好ましくはジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンの3位または4位で、より好ましくは4位で結合している。
ジベンゾフランの番号付けは以下のスキームに示されており、ジベンゾチオフェンの番号付けも同様である:
以下の式(8a)または(8b)の構造が非常に特に好ましい:
(式中、使用されている記号は、上記の意味を有する)。
本発明の好ましい態様では、Ar2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系、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、Ar2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、とりわけ6~13個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系、とりわけ芳香族環系であり、1つ以上の、好ましくは非芳香族の、Rラジカルにより置換されていてもよい。Ar2が、ヘテロアリール基、とりわけトリアジン、ピリミジン、キナゾリンまたはカルバゾールである場合、このヘテロアリール基上の芳香族またはヘテロ芳香族置換基Rも選択してもよい。
適する芳香族またはヘテロ芳香族環系Ar2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、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-ビフェニル、テルフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-テルフェニル、または分枝テルフェニル、クアテルフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-クアテルフェニルまたは分枝クアテルフェニル、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいフルオレン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいスピロビフルオレン、1もしくは2位を介して結合していてもよいナフタレン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいカルバゾール、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいジベンゾフラン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいジベンゾチオフェン、インデノカルバゾール、インドロカルバゾール、フェナントレン、トリフェニレン、または2つもしくは3つのこれらの基の組合せから選択され、それぞれは、1つ以上のRラジカル、好ましくは非芳香族Rラジカルにより置換されていてもよい。Ar2がヘテロアリール基、とりわけトリアジン、ピリミジン、キナゾリンまたはカルバゾールである場合、このヘテロアリール基上の芳香族またはヘテロ芳香族Rラジカルも選択してもよい。
好ましくは、ここでのAr2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、以下の式Ar-1~Ar-81のうちの群から選択される:
(式中、Rは、上で定義されている通りであり、点線の結合は、ヘテロアリール基への結合を表し、加えて:
A1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、CR2、NR、OまたはSであり;
Ar3は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~18個の芳香族環原子を有する二価の芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
nは、0または1であり、ここで、n=0は、A1基がこの位置で結合しておらず、代わりにRラジカルが対応する炭素原子に結合していることを意味し;
mは、0または1であり、ここで、m=0は、Ar3基が不在であり、対応する芳香族またはヘテロ芳香族基が、式(1)中のトリアジンまたはピリミジン基と直接結合していることを意味する)。
A1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、CR2、NR、OまたはSであり;
Ar3は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~18個の芳香族環原子を有する二価の芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
nは、0または1であり、ここで、n=0は、A1基がこの位置で結合しておらず、代わりにRラジカルが対応する炭素原子に結合していることを意味し;
mは、0または1であり、ここで、m=0は、Ar3基が不在であり、対応する芳香族またはヘテロ芳香族基が、式(1)中のトリアジンまたはピリミジン基と直接結合していることを意味する)。
本発明のさらに好ましい態様では、Ar1は、6~30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、または1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいN-カルバゾリル、またはそれぞれが1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェンである。より好ましくは、Ar1は、6~24個の芳香族環原子、とりわけ6~18個の芳香族環原子を有し、1つ以上の、好ましくは非芳香族の、Rラジカルにより置換されていてもよい芳香族環系、または1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいジベンゾフラン基である。
適するAr1基は、フェニル、ビフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-ビフェニル、テルフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-テルフェニルまたは分枝テルフェニル、クアテルフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-クアテルフェニルまたは分枝クアテルフェニル、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいフルオレン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいスピロビフルオレン、1もしくは2位を介して結合していてもよいナフタレン、N-カルバゾール、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいジベンゾフラン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいジベンゾチオフェン、フェナントレン、トリフェニレン、または2もしくは3つのこれらの基の組合せから選択され、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。
ここでのAr1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、以下の式Ar-1~Ar-16、Ar-43~Ar-46およびAr-69~Ar-75の基から選択される:
(式中、Rは、上の定義を有しており、点線の結合は、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンへの結合を表し、加えて:
A1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、CR2、OまたはSであり;
Ar3は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~18個の芳香族環原子を有する二価の芳香族環系であり、各場合において1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
nは、0または1であり;
mは、0または1であり、ここで、m=0は、Ar3基が不在であり、対応する芳香族またはヘテロ芳香族基が、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンと直接結合していることを意味する)。
A1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、CR2、OまたはSであり;
Ar3は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~18個の芳香族環原子を有する二価の芳香族環系であり、各場合において1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
nは、0または1であり;
mは、0または1であり、ここで、m=0は、Ar3基が不在であり、対応する芳香族またはヘテロ芳香族基が、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンと直接結合していることを意味する)。
本発明の好ましい態様では、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、N(Ar’)2、CN、OR1、1~10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~10個の炭素原子を有するアルケニル基または3~10個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキルまたはアルケニル基は、それぞれ1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよいが、好ましくは無置換である)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Oにより置きかえられていてもよい)、または6~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2つのRラジカルも共に脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成してもよい。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、N(Ar’)2、1~6個の炭素原子、とりわけ1、2、3もしくは4個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、または3~6個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキル基は、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよいが、好ましくは無置換である)、または6~24個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され、各場合において1つ以上のR1ラジカル、好ましくは非芳香族R1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、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、H、または6~24個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され、各場合において1つ以上のR1ラジカル、好ましくは非芳香族R1ラジカルにより置換されていてもよい。
本発明のさらに好ましい態様では、Ar’は、6~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよい。本発明の特に好ましい態様では、Ar’は、6~24個の芳香族環原子、とりわけ6~13個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上の、好ましくは非芳香族R1ラジカルにより置換されていてもよい。
適する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系RまたはAr’は、フェニル、ビフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-ビフェニル、テルフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-テルフェニルまたは分枝テルフェニル、クアテルフェニル、とりわけオルト-、メタ-もしくはパラ-クアテルフェニルまたは分枝クアテルフェニル、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいフルオレン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいスピロビフルオレン、1もしくは2位を介して結合していてもよいナフタレン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいカルバゾール、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいジベンゾフラン、1、2、3もしくは4位を介して結合していてもよいジベンゾチオフェン、インデノカルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キナゾリン、ベンズイミダゾール、フェナントレン、トリフェニレンまたは2もしくは3つのこれらの基の組合せから選択され、それぞれは、1つ以上の非芳香族R1ラジカルにより置換されていてもよい。RまたはAr’がヘテロアリール基、とりわけトリアジン、ピリミジンまたはキナゾリンの場合、このヘテロアリール基上の芳香族もしくはヘテロ芳香族R1ラジカルも選択してもよい。
ここでのR基(芳香族またはヘテロ芳香族環系の場合)、またはAr’は、以下の式R-1~R-81の基から好ましくは選択される:
(ここで、R1は、上記の定義を有しており、点線の結合は、式(1)もしくは好ましい態様における基本骨格の炭素原子への、またはAr1もしくはAr2への、またはN(Ar’)2基の窒素原子への結合を表し、加えて:
Ar3は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~18個の芳香族環原子を有する二価の芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
A1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、C(R1)2、NR1、OまたはSであり;
nは、0または1であり、ここで、n=0は、A基がこの位置で結合しておらず、代わりにR1ラジカルが対応する炭素原子に結合していることを意味し;
mは、0または1であり、ここで、m=0は、Ar3基が不在であり、対応する芳香族もしくはヘテロ芳香族基が、式(1)もしくは好ましい態様における基本骨格の炭素原子と、またはN(Ar’)2基の窒素原子と直接結合していることを意味し;ただし、これらの基がAr’の態様である場合、構造(R-12)、(R-17)、(R-21)、(R-25)、(R-26)、(R-30)、(R-34)、(R-38)および(R-39)についてm=1である)。
Ar3は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~18個の芳香族環原子を有する二価の芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
A1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、C(R1)2、NR1、OまたはSであり;
nは、0または1であり、ここで、n=0は、A基がこの位置で結合しておらず、代わりにR1ラジカルが対応する炭素原子に結合していることを意味し;
mは、0または1であり、ここで、m=0は、Ar3基が不在であり、対応する芳香族もしくはヘテロ芳香族基が、式(1)もしくは好ましい態様における基本骨格の炭素原子と、またはN(Ar’)2基の窒素原子と直接結合していることを意味し;ただし、これらの基がAr’の態様である場合、構造(R-12)、(R-17)、(R-21)、(R-25)、(R-26)、(R-30)、(R-34)、(R-38)および(R-39)についてm=1である)。
Ar1もしくはAr2について上述のAr-1~Ar-81基、またはRもしくはAr’についてR-1~R-81が、2つ以上のA1基を有している場合、これらの可能な選択肢には、A1の定義からの全ての組合せが含まれる。その場合における好ましい態様は、一方のA1基がNRまたはNR1であり、もう一方のA1基がC(R)2もしくはC(R1)2であるか、または両方のA1基がNRもしくはNR1であるか、または両方のA1基がOであるものである。本発明の特に好ましい態様において、2つ以上のA1基を有するAr1、Ar2、RまたはAr’基では、少なくとも1つのA1基は、C(R)2もしくはC(R1)2またはNRもしくはNR1である。
A1がNRまたはNR1の場合、窒素原子と結合している置換基RまたはR1は、好ましくは5~24個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、また1つ以上のR1またはR2ラジカルにより置換されていてもよい。特に好ましい態様において、このRまたはR1置換基は、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、好ましくは6~12個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、2つ以上の芳香族もしくはヘテロ芳香族6員環基が互いに直接縮合した縮合アリール基またはヘテロアリール基を含まず、各場合において1つ以上のR1またはR2ラジカルにより置換されていてもよい。Ar-1~Ar-11またはR-1~R-11について上記に列挙されたような結合パターンを有するフェニル、ビフェニル、テルフェニルおよびクアテルフェニルが特に好ましく、ここで、これらの構造は、1つ以上のR1またはR2ラジカルにより置換されていてもよいが、好ましくは無置換である。
A1がC(R)2またはC(R1)2である場合、この炭素原子と結合している置換基RまたはR1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、1~10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または3~10個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基または5~24個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、また1つ以上のR1またはR2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またはR1は、メチル基またはフェニル基である。この場合、RまたはR1ラジカルも共に環系を形成してもよく、それはスピロ系をもたらす。
本発明のさらに好ましい態様において、R1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、OR2、1~10個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~10個の炭素原子を有するアルケニル基または3~10個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキルもしくはアルケニル基は、各場合において1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよい)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Oにより置きかえられていてもよい)、または6~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され、各場合において1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2個以上のR1ラジカルも共に脂肪族環系を形成してもよい。本発明の特に好ましい態様において、R1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、1~6個の炭素原子、とりわけ1、2、3もしくは4個の炭素原子を有する直鎖アルキル基、または3~6個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、アルキル基は、1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよいが、好ましくは無置換である)、または6~24個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され、各場合において1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよいが、好ましくは無置換である。
本発明のさらに好ましい態様において、R2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、F、1~4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、それは1~4個の炭素原子を有するアルキル基により置換されていてもよいが、好ましくは無置換である。
上述の好ましいものは、個別にまたは一緒に生じ得る。上述の好ましいものは、一緒に生じると好ましい。
適する本発明の化合物の例は、以下に図示されている構造である:
本発明の化合物は、当業者に公知の合成工程、たとえば、ブロモ化、鈴木カップリング、ウルマンカップリング、ハートウィッグ-バックワルドカップリングなどによって調製することができる。適する合成法は、以下のスキーム1に一般用語で示されており、ここで、使用されている記号および添え字は、上記の定義を有する。
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って、液相から処理するために、本発明の化合物の調合物が必要とされる。これらの調合物は、たとえば、溶液、分散液または乳濁液であってもよい。このために、2つ以上の溶媒の混合物を使用することが好ましいかもしれない。適する好ましい溶媒は、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、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、2-メチルビフェニル、3-メチルビフェニル、1-メチルナフタレン、1-エチルナフタレン、オクタン酸エチル、セバシン酸ジエチル、オクタン酸オクチル、ヘプチルベンゼン、イソ吉草酸メチル、ヘキサン酸シクロヘキシルまたはこれらの溶媒の混合物である。
したがって、本発明はさらに、少なくとも1つの本発明の化合物および少なくとも1つのさらなる化合物を含む調合物を提供する。さらなる化合物は、たとえば、溶媒、とりわけ上述の溶媒の1つまたはこれらの溶媒の混合物であってもよい。さらなる化合物は、あるいは、電子デバイスで同様に使用される少なくとも1つのさらなる有機もしくは無機化合物、たとえば発光化合物および/またはさらなるマトリックス材料であってもよい。適する発光化合物およびさらなるマトリックス材料は、有機エレクトロルミネッセントデバイスに関連して後方に列挙されている。このさらなる化合物はまた、ポリマーであってもよい。
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で使用するのに適している。したがって、本発明はさらに、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における本発明の化合物の使用を提供する。
本発明はまたさらに、本発明の少なくとも1つの化合物を含む電子デバイスを提供する。
本発明に関する電子デバイスは、少なくとも1つの有機化合物を含む少なくとも1つの層を含むデバイスである。この成分はまた、無機材料あるいは完全に無機材料から形成された層を含んでいてもよい。電子デバイスは、好ましくは有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)、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)、色素増感有機太陽電池(DSSC)、有機光検出器、有機感光体、有機電場消光デバイス(O-FQD)、発光電気化学セル(LEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)および有機プラズモン発光デバイスからなる群から選択されるが、好ましくは有機エレクトロルミネッセントデバイス(OLED)、より好ましくはリン光性のOLEDである。
有機エレクトロルミネッセントデバイスは、カソード、アノードおよび少なくとも1つの発光層を含む。これらの層の他に、さらなる層、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、励起子阻止層、電子阻止層および/または電荷発生層も含んでいてよい。同様に、励起子阻止機能を有する中間層を、たとえば、2つの発光層の間に導入することも可能である。しかしながら、これらの層の全てが必ずしも存在している必要がないことを指摘しておくべきである。この場合、有機エレクトロルミネッセントデバイスが発光層を含有すること、またはそれが複数の発光層を含有することが可能である。複数の発光層が存在する場合、これらは、好ましくは、全体として380nm~750nmにいくつかの発光極大を有しているので、全体的な結果は白色発光であり;言い換えれば、蛍光またはリン光を発し得る種々の発光化合物が発光層で使用される。特に好ましいのは、3つの発光層を有する系であり、ここで、3つの層は、青色、緑色および橙色または赤色発光を示す。本発明の有機エレクトロルミネッセントデバイスはまた、とりわけ白色発光OLEDの場合は、タンデム式OLEDであってもよい。
上記の詳細な態様による本発明の化合物は、正確な構造に基づいて異なる層で使用してもよい。式(1)の化合物または上記に列挙した好ましい態様を、リン光発光体またはTADF(熱活性化遅延蛍光)を示す発光体、とりわけリン光発光体のマトリックス材料として発光層に含む有機エレクトロルミネッセントデバイスが好ましい。この場合、有機エレクトロルミネッセントデバイスは、発光層を含有していてもよく、またはそれは複数の発光層を含有していてもよく、ここで、少なくとも1つの発光層は、マトリックス材料として少なくとも1つの本発明の化合物を含有する。さらに、本発明の化合物はまた、電子輸送層および/または正孔阻止層に使用されてもよい。
本発明の化合物が発光層のリン光性化合物のマトリックス材料として使用される場合、好ましくは1つ以上のリン光性の材料(三重項発光体)と組み合わせて使用される。本発明に関するリン光は、スピン多重度がより高い励起状態、即ちスピン状態>1、とりわけ励起三重項状態からのルミネセンスを意味するものと理解される。本出願に関して、遷移金属またはランタニドを含む全てのルミネセント錯体、とりわけ全てのイリジウム、白金および銅錯体は、リン光性化合物と見なされるだろう。
上記の発光体の例は、出願WO 00/70655、WO 2001/41512、WO 2002/02714、WO 2002/15645、EP 1191613、EP 1191612、EP 1191614、WO 05/033244、WO 05/019373、US 2005/0258742、WO 2009/146770、WO 2010/015307、WO 2010/031485、WO 2010/054731、WO 2010/054728、WO 2010/086089、WO 2010/099852、WO 2010/102709、WO 2011/032626、WO 2011/066898、WO 2011/157339、WO 2012/007086、WO 2014/008982、WO 2014/023377、WO 2014/094961、WO 2014/094960、WO 2015/036074、WO 2015/104045、WO 2015/117718、WO 2016/015815、WO 2016/124304、WO 2017/032439、WO 2018/011186およびWO 2018/041769、WO 2019/020538、WO 2018/178001、WO 2019/115423およびWO 2019/158453に見つけることができる。一般に、先行技術に従ってリン光性OLEDに使用され、有機エレクトロルミネッセンスの分野の当業者に知られているような全てのリン光性錯体が適切であり、当業者は本発明の技術を使うことなくさらなるリン光性錯体を使用することができるであろう。
リン光性ドーパントの例を以下に挙げる。
本発明の化合物と発光化合物の混合物は、発光体とマトリックス材料の混合物全体に基づいて、本発明の化合物を99%~1体積%、好ましくは98%~10体積%、より好ましくは97%~60体積%、とりわけ95%~80体積%含有している。これに対して、混合物は、発光体とマトリックス材料の混合物全体に基づいて、発光体を1%~99体積%、好ましくは2%~90体積%、より好ましくは3%~40体積%、とりわけ5%~20体積%含有する。
本発明のさらに好ましい態様は、さらなるマトリックス材料と組み合わせた、リン光発光体のためのマトリックス材料としての本発明の化合物の使用である。本発明の化合物と組み合わせて使用できる適するマトリックス材料は、たとえばWO 2004/013080、WO 2004/093207、WO 2006/005627もしくはWO 2010/006680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WO 2005/039246、US
2005/0069729、JP 2004/288381、EP 1205527、WO 2008/086851もしくはWO 2013/041176に開示された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 2010/136109、WO 2011/000455、WO 2013/041176もしくはWO 2013/056776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 2007/137725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 2007/063754、WO 2008/056746、WO 2010/015306、WO 2011/057706、WO 2011/060859もしくはWO 2011/060877によるトリアジン誘導体、たとえばEP 652273もしくはWO 2009/062578による亜鉛錯体、たとえばWO 2010/054729によるジアザシロールもしくはテトラアザシロル誘誘導体、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 2011/042107、WO 2011/060867、WO 2011/088877およびWO 2012/143080による架橋カルバゾール誘導体、たとえばWO 2012/048781によるトリフェニレン誘導体、またはたとえばWO 2015/169412、WO 2016/015810、WO 2016/023608、WO 2017/148564もしくはWO 2017/148565によるジベンゾフラン誘導体である。たとえば、WO 2010/108579に記載されているように、実際の発光体よりも短い波長発光を有するさらなるリン光発光体が、混合物中に共ホスト、またはもしあってもかなりの程度まで電荷輸送に関与しない化合物として存在することが同様に可能である。
2005/0069729、JP 2004/288381、EP 1205527、WO 2008/086851もしくはWO 2013/041176に開示された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 2010/136109、WO 2011/000455、WO 2013/041176もしくはWO 2013/056776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 2007/137725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 2007/063754、WO 2008/056746、WO 2010/015306、WO 2011/057706、WO 2011/060859もしくはWO 2011/060877によるトリアジン誘導体、たとえばEP 652273もしくはWO 2009/062578による亜鉛錯体、たとえばWO 2010/054729によるジアザシロールもしくはテトラアザシロル誘誘導体、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 2011/042107、WO 2011/060867、WO 2011/088877およびWO 2012/143080による架橋カルバゾール誘導体、たとえばWO 2012/048781によるトリフェニレン誘導体、またはたとえばWO 2015/169412、WO 2016/015810、WO 2016/023608、WO 2017/148564もしくはWO 2017/148565によるジベンゾフラン誘導体である。たとえば、WO 2010/108579に記載されているように、実際の発光体よりも短い波長発光を有するさらなるリン光発光体が、混合物中に共ホスト、またはもしあってもかなりの程度まで電荷輸送に関与しない化合物として存在することが同様に可能である。
本発明の好ましい態様では、材料は、さらなるマトリックス材料、とりわけ正孔輸送性マトリックス材料と組み合わせて使用される。好ましい共マトリックス材料は、カルバゾールおよびトリアリールアミン誘導体、とりわけビスカルバゾール、架橋カルバゾール、トリアリールアミン、ジベンゾフラン-カルバゾール誘導体またはジベンゾフラン-アミン誘導体、およびカルバゾールアミンの群から選択される。
好ましい正孔輸送性マトリックス材料は、以下の式(9)の化合物である:
(式中、R、R1、R2およびAr’は、上で詳述した定義を有しており、使用されているさらなる記号および添え字は、以下の通りであり:
RAは、H、-L3-Ar5または-L1-N(Ar’)2であり;
RBは、Ar4または-L2-N(Ar’)2であり;
L1、L2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、単結合、または5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
L3は、単結合、または5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよく、ここで、1つの置換基R1は、カルバゾール上に置換基Rを有する環を形成してもよく;
Ar4は、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であり、これらは、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
Ar5は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、無置換もしくは置換9-アリールカルバゾリル、または無置換もしくは置換カルバゾール-9-イルであり、これらは、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく、ここで、1つ以上の場合、2つのR1ラジカルの各々は、または1つのR1ラジカルは1つのRラジカルと一緒になって、単環状または多環状、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環を独立に形成してもよく、ここで、アリールは、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、R1により置換されていてもよく;
uは、それぞれの場合において独立に、0、1、2または3であり;
vは、それぞれの場合において独立に、0、1、2、3または4である)。
RAは、H、-L3-Ar5または-L1-N(Ar’)2であり;
RBは、Ar4または-L2-N(Ar’)2であり;
L1、L2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、単結合、または5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
L3は、単結合、または5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよく、ここで、1つの置換基R1は、カルバゾール上に置換基Rを有する環を形成してもよく;
Ar4は、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であり、これらは、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
Ar5は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、無置換もしくは置換9-アリールカルバゾリル、または無置換もしくは置換カルバゾール-9-イルであり、これらは、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく、ここで、1つ以上の場合、2つのR1ラジカルの各々は、または1つのR1ラジカルは1つのRラジカルと一緒になって、単環状または多環状、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環を独立に形成してもよく、ここで、アリールは、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、R1により置換されていてもよく;
uは、それぞれの場合において独立に、0、1、2または3であり;
vは、それぞれの場合において独立に、0、1、2、3または4である)。
式(9)の化合物は、以下の式(9a)、(9b)、(9c)および(9d)によって表されてもよい;
(式中、L1、L2、L3、Ar’、Ar4、Ar5、R、uおよびvは、上記または以下の定義を有する)。
式(9)または(9a)の好ましい化合物は、式(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物である
(ここで、RB、Ar’、R、R1、R2、uおよびvは、上記または以下の定義を有しており、式(9h)および(9i)中のL3は、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく、ここで、カルバゾール上の1つの置換基Rは、置換基R1と、環(X=C(R1)2、NAr’、OまたはSおよびt=0または1)を形成してもよい)。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物では、1つの置換基Rおよび1つの置換基R1は、たとえば、式(9f)中の[X]tによっても定義される環を形成してもよく、好ましくは、以下の環X-1~X-7を形成し、ここで、点線は、各場合において、カルバゾールへの結合を表す:
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物では、1つ以上の場合において2つの置換基Rは一緒になって、環を形成してもよいか、または1つ以上の場合において2つの置換基R1は、以下の構造(S1)~(S9)から好ましくは選択される環を形成してもよく、ここで、#および#は、炭素原子へのそれぞれの結合部位を表し、これらの構造は、1つ以上の置換基R1によってそれぞれ置換されていてもよい:
部分構造(S1)~(S9)中のR1は、好ましくは、H、または5~40個の環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、R2により置換されていてもよく、好ましくはHまたはフェニルである。構造(S1)~(S9)が、2つの置換基R1による環形成により生じる構造である場合、これらの構造は、R1によってよりはむしろR2により置換される。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物において、リンカーL1、L2およびL3は、単結合ではない場合、リンカーL-2.1~L-2.33からそれぞれ独立に選択される:
(式中、Wは、NAr’、O、SまたはC(CH3)2であり、Ar’は、上記の定義を有しており、リンカーL-2.1~L-2.33は、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく、点線は、カルバゾールへの結合を表す。リンカーL3の場合、リンカーL-2.1~L-2.33の1つにあるR1ラジカルは、カルバゾールのRラジカルと環を形成してもよい。
好ましくは、リンカーL-2.1~L-2.33は、無置換であるか、またはフェニルにより置換されている。
L1の場合の好ましいリンカーは、構造L-2.1~L-2.33から選択され、ここでは、Wは、SまたはOと定義され、より好ましくはOと定義される。
L3の場合の好ましいリンカーは、構造L-2.1~L-2.33から選択され、ここでは、Wは、O、SまたはNAr’と定義され、より好ましくはOまたはNAr’と定義される。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物の好ましい態様では、2つのカルバゾールは、それぞれ3位で互いに結合している。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物では、uは、好ましくは0、1または2であり、Rは、上記の定義または以下の定義を有する。より好ましくは、u=0または1である。最も好ましくは、u=0である。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物において、uが0より大きい場合、置換基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、D、F、1~10個の炭素原子を有するアルキル基、または6~24個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から好ましくは選択され、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよい。このRにおいて、6~24個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系は、ベンゼン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、9-フェニルカルバゾール、ビフェニルおよびテルフェニルから好ましくは誘導され、これらは、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよい。置換基(複数可)[R]uの好ましい位置は、1、2、3もしくは4位、または1位と4位、および1位と3位、より好ましくは1位と3位の組合せ、2位または3位、最も好ましくは3位であり、Rは、上記の好ましい定義の1つを有しており、uは0より大きい。[R]uにおける特に好ましい置換基Rは、カルバゾール-9-イル、ビフェニル、テルフェニルおよびジベンゾフラニルである。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物では、vは、好ましくは0、1または2であり、Rは、上記または以下の定義を有する。より好ましくは、v=0または1、最も好ましくは0である。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物において、vが0より大きい場合、置換基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、D、F、1~10個の炭素原子を有するアルキル基、または5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から好ましくは選択され、ここで、1個以上の水素原子は、D、F、Cl、Br、I、1~4個の炭素原子またはCNを有する直鎖もしくは分枝アルキル基により置きかえられていてもよい。2つ以上の隣接R置換基は一緒になって、単環状または多環状環系を形成することがここでは可能である。このRにおいて、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系は、ベンゼン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、9-フェニルカルバゾール、ビフェニル、テルフェニルおよびトリフェニレンから好ましくは誘導される。
置換基(複数可)[R]vの好ましい位置は、1、2または3位、より好ましくは3位であり、Rは、上記の好ましい定義の1つを有しており、vは、0より大きい。
N(Ar’)2におけるAr’は、1つ以上の置換基R1により置換されていてもよい、ベンゼン、ジベンゾフラン、フルオレン、スピロビフルオレン、ジベンゾチオフェン、9-フェニルカルバゾール、ビフェニルおよびテルフェニルから好ましくは誘導される。ここでのAr’は、好ましくは無置換である。
好ましい置換基RおよびR1は、式(1)の化合物に関して好ましいものと上で既に詳述した物と同じである。
上記の式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物では、Ar4は、各場合において独立に、6~30個の芳香族環原子を有する芳香族環系、または10~30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R1ラジカルにより置換されていてもよい。Ar4は、ベンゼン、ジベンゾフラン、フルオレン、スピロビフルオレン、ジベンゾチオフェン、9-フェニルカルバゾール、ビフェニルおよびテルフェニルから好ましくは誘導され、これらは、1つ以上の置換基R1により置換されていてもよく、R1は、上記の定義を有する。
10~40個の炭素原子を有し、1つ以上の置換基R1により置換されていてもよいヘテロ芳香族環系の場合、電子豊富環系が特に好ましくは、ここでは、任意に、R1置換されている環系は、その全体にちょうど1個の窒素原子を好ましくは含有するか、または任意に、R1置換されている環系は、その全体に、1個以上の酸素原子および/もしくは硫黄原子を含有する。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物において、Ar’およびAr4は独立に、それぞれの場合において、構造R-1~R-81として上で列挙されているものと同じ基から好ましくは選択される。
式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の適した化合物の例は、以下の表に図示されている構造である。
特に、本発明により選択される、式(9)、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)、(9g)、(9h)および(9i)の化合物の適した例は、以下に図示されている化合物H1~H27である:
さらに、正孔阻止層および/または電子輸送層中で本発明の化合物を使用することが可能である。
本発明の有機エレクトロルミネッセントデバイスのさらなる層において、先行技術に従って通常使用される任意の材料を使用することが可能である。したがって、当業者は、本発明の技術を使うことなく、式(1)である、または好ましい態様による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知られている任意の材料を使用することができる。
1つ以上の層が昇華プロセスにより施されることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセントデバイスがさらに好ましい。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付与される。初期圧力をさらに低く、またはさらに高く、たとえば10-7mbar未満とすることも可能である。
1つ以上の層がOVPD(有機気相堆積)法により、またはキャリヤーガス昇華の助力により施されることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセントデバイスが同様に好ましい。この場合、材料は、10-5mbar~1barの圧力で付与される。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付与され、したがって構造化される(たとえば、M.S.Arnold et al., Appl.Phys.Lett.2008,92,053301)。
1つ以上の層が、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、たとえばインクジェット印刷、LITI(光誘起熱イメージング、熱転写印刷)、スクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷またはノズル印刷によって、溶液から生成されることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセントデバイスがさらに選択される。このために、たとえば、適する置換によって得られる可溶性化合物が必要である。
加えて、たとえば、1つ以上の層を溶液から付与し、1つ以上のさらなる層を蒸着により付与するハイブリッド法が可能である。たとえば、溶液から発光層を施すこと、および蒸着によって電子輸送層を施すことが可能である。
これらの方法は、一般的に当業者に知られており、本発明の化合物を含む有機エレクトロルミネセントデバイスに本発明の技術を使うことなく当業者によって付与することができる。
本発明の化合物は、一般に、有機エレクトロルミネッセントデバイスにおける使用に非常に良好な特性を有する。とりわけ、有機エレクトロルミネッセントデバイスにおける本発明の化合物の使用の場合、寿命は、先行技術によれば、類似化合物に比べて良好である。同時に、有機エレクトロルミネッセントデバイスのさらなる特性、とりわけ効率および電圧は、同等であるか、または優れている。
本発明を、これより、それによって本発明を限定することを何ら意図することなく、以下に続く例によって詳細に例示される。
[例]
次の合成は、特に指定のない限り、乾燥溶媒中の保護ガス雰囲気下で実施される。溶媒および試薬は、たとえば、Sigma-ALDRICHまたはABCRから購入することができる。角括弧内のそれぞれの数字または個々の化合物について引用されている番号は、文献から知られている化合物のCAS番号に関連している。
シントンの調製:
S1:
次の合成は、特に指定のない限り、乾燥溶媒中の保護ガス雰囲気下で実施される。溶媒および試薬は、たとえば、Sigma-ALDRICHまたはABCRから購入することができる。角括弧内のそれぞれの数字または個々の化合物について引用されている番号は、文献から知られている化合物のCAS番号に関連している。
シントンの調製:
S1:
2-(8-クロロジベンゾフラン-1-イル)-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン[2140871-51-6](32.86g、100.0mmol)、2-クロロ-4-ジベンゾフラン-3-イル-6-フェニル-1,3,5-トリアジン[2142681-84-1](37.57g、105.0mmol)および炭酸ナトリウム(22.26g、210.0mmol)を600mlのエチレングリコールジメチルエーテルおよび300mlの水に懸濁させて、30分間不活性化させる。続いて、トリ-o-トリルホスフィン(913mg、3.0mmol)、次に酢酸パラジウム(II)(112mg、0.5mmol)を加え、この反応混合物を20時間、還流下で加熱する。冷却後、沈殿した固体を吸引ろ過し、エタノールで洗浄する。粗製生成物は、m-キシレンから再結晶する。収量:46.11g(88mmol、88%)の固体、HPLCによって98%。
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して行うことができ、または再結晶は、標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサン、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うことができる。
S50:
1,4-ジオキサン(700ml)中のS1(46.11g、88.0mmol)、ビス(ピナコラト)ジボロン[73183-34-3](25.39g、100.0mmol)および酢酸カリウム(28.82g、293.6mmol))の初期投入は、アルゴンで2分間不活性化させる。続いて、XPhos[564483-18-7](456mg、0.96mmol)およびPd2(dba)3[51364-51-3](435mg、0.48mmol)を添加し、反応混合物を26時間、還流させながら撹拌する。冷却した後、溶媒を回転蒸発によって取り除き、残留物をトルエン/水を用いた抽出によって処理する。有機相をNa2SO4で乾燥させ回転蒸発によって濃縮乾固する。残留物を還流下、2時間、酢酸エチルと共に沸騰させて、固体を吸引ろ過し、酢酸エチルで洗浄する。収量:49.4g(80.2mmol、91%)の固体;1H NMRにより97%。
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して行うことができ、または再結晶は、標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサン、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うことができる。
S100:
不活性雰囲気下で、6-ブロモ-1-クロロジベンゾフラン[2144800-21-3](28.15g、100mmol)、8H-[1]ベンゾチエノ-[2,3-c]カルバゾール[1255309-17-1](28.70g、105mmol)およびナトリウムtert-ブトキシド(19.21g、200mmol)を1000mlのオルト-キシレン中に最初に投入した。続いて、トリ-tert-ブチルホスフィン[13716-12-6](トルエン中の1mol/l溶液、5.0ml、5.0mmol)およびトリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム[51364-51-3](1.14g、1.25mmol)を順次、加え、反応混合物を還流下で16時間、加熱する。反応混合物を室温まで冷却し、トルエン/水を用いた抽出によって処理する。有機相を一緒にして、Na2SO4で乾燥し、溶媒を減圧下、回転式蒸発器で取り除く。得られた固体を300mlのエタノールに懸濁させて、1時間、還流させながら撹拌し、吸引ろ過する。粗製生成物は、酢酸エチルから再結晶する。収量:32.2g(68mmol、68%)の固体、1H NMRにより97%。
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して行うことができ、または再結晶は、標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサン、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うことができる。
S150:
不活性雰囲気下、DMF(350ml)中の1-ブロモ-8-ヨードジベンゾフラン[1822311-11-4](37.28g、100mmol)、3-フェニル-9H-カルバゾール[103012-26-6](16.71g、100mmol)、炭酸カリウム(34.55g、250mmol)、ヨウ化銅(3.81g、20.0mmol)および1,3-ジ(2-ピリジニル)プロパン-1,3-ジオン(4.52g、20.0mmol)の初期投入は、アルゴンでさらに15分間不活性化させ、次に、115℃で32時間、撹拌する。混合物を室温まで冷ましておき、セライト床でろ過し、DMF200mlで2回洗い流し、ろ液を回転蒸発装置で濃縮乾固する。残留物を、ジクロロメタン/水を用いた抽出によって処理し、有機相を水で2回および飽和NaCl溶液で1回洗浄し、Na2SO4で乾燥させる。エタノール150mlを添加し、回転蒸発装置で500mbarまで下げてジクロロメタンを取り除き、沈殿した固体を吸引ろ過し、エタノールで洗浄する。収量:24.71g(50.6mmol、51%)の灰色の固体;1H NMRにより95%。
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して行うことができ、または再結晶は、標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサン、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うことができる。
S200:
フラスコ中の8-ブロモジベンゾフラン-1-イルトリフルオロメタンスルホネート[2247123-46-0](47.00g、118.9mmol)、4,4,5,5-テトラメチル-2-(2-トリフェニレニル)-1,3,2-ジオキサボロラン(49.72g、140.4mmol)およびK2CO3(32.88g、237.9mmol)の初期投入に、トルエン(500ml)および水(150ml)を加え、混合物をアルゴンで30分間不活性化させる。続いて、Pd2(dba)3(545mg、0.59mmol)およびトリ-オルト-トリルホスフィン[6163-58-2](724mg、2.38mmol)を添加し、混合物を還流下、24時間、加熱する。冷却後、沈殿した固体を吸引ろ過し、エタノールで2回、洗浄する。エタノール中で2時間、還流下で撹拌することによって粗製生成物を抽出し、固体を冷却後、吸引ろ過する。収量:58.8g(108mmol、91%)の固体;純度1H NMRにより98%。
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して行うことができ、または再結晶は、標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサン、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うことができる。
本発明の化合物の調製:
P1の合成:
P1の合成:
フラスコ中の2,4-ジフェニル-6-[8-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-1-ジベンゾフラニル]-1,3,5-トリアジン[2138490-96-5](15.31g、29.1mmol)、S200(15.06g、27.8mmol)およびK3PO4(12.17g、57.3mmol)の初期投入に、テトラヒドロフラン(200ml)および水(50ml)を加え、混合物をアルゴンで30分間不活性化させる。続いて、Pd(OAc)2(124mg、0.55mmol)およびXPhos[564483-18-7](556mg、1.11mmol)を添加し、混合物を還流下、24時間、加熱する。冷却後、沈殿した固体を吸引ろ過し、水で2回、およびエタノールで2回、洗浄する。粗製生成物を、トルエン/ヘプタン(1:1)を用いる熱抽出に3回かけ、次に、トルエンから3回、再結晶し、最終的に高真空下で昇華させる。収量:14.8g(18.7mmol、67%);純度:HPLCにより>99.9%
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。ここで使用する触媒系(パラジウム源およびリガンド)は、SPhos[657408-07-6]を用いるPd2(dba)3またはビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド[13965-03-2]であってもよい。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して、または再結晶もしくは熱抽出は、他の標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサンを使用して、または再結晶は高沸点物質、たとえばジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うこともできる。
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。ここで使用する触媒系(パラジウム源およびリガンド)は、SPhos[657408-07-6]を用いるPd2(dba)3またはビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド[13965-03-2]であってもよい。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して、または再結晶もしくは熱抽出は、他の標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサンを使用して、または再結晶は高沸点物質、たとえばジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うこともできる。
P100:
フラスコ中の2,4-ジフェニル-6-[8-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-1-ジベンゾフラニル]-1,3,5-トリアジン[2138490-96-5](15.31g、29.1mmol)、S150(14.41g、29.5mmol)およびNa2CO3(6.17g、58.2mmol)の初期投入に、トルエン(300ml)および水(100ml)を加え、混合物をアルゴンで30分間不活性化させる。続いて、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)[14221-01-3](1.00g、0.87mmol)を添加し、混合物を還流下、36時間、加熱する。冷却後、反応混合物は、トルエンおよび水を用いて抽出することによって処理し、合わせた有機相をNa2SO4で乾燥し、ろ液を回転蒸発によって濃縮乾固する。残留物を350mlの熱EtOH中に懸濁させて、1時間、還流しながら撹拌し、冷却後、固体を吸引ろ過する。粗製生成物を、トルエン/ヘプタン(1:1)を用いる熱抽出に2回かけ、次に、酢酸n-ブチルから3回、再結晶し、最終的に高真空下で昇華させる。収量:14.8g(18.7mmol、67%);純度:HPLCにより>99.9%
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。ここで使用する触媒系は、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)よりも、SPhos[657408-07-6]を使用するPd2(dba)3(パラジウム源およびリガンド)またはビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド[13965-03-2]であってもよい。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して、または再結晶もしくは熱抽出は、他の標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサンを使用して、または再結晶は高沸点物質、たとえばジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うこともできる。
類似の方法で、以下の化合物を調製することができる。ここで使用する触媒系は、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)よりも、SPhos[657408-07-6]を使用するPd2(dba)3(パラジウム源およびリガンド)またはビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)クロリド[13965-03-2]であってもよい。精製は、カラムクロマトグラフィーを使用して、または再結晶もしくは熱抽出は、他の標準的な溶媒、たとえばエタノール、ブタノール、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、メタノール、テトラヒドロフラン、酢酸n-ブチル、1,4-ジオキサンを使用して、または再結晶は高沸点物質、たとえばジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンなどを使用して行うこともできる。
デバイス例
例V1~V5、E1~E28およびB1~B54の前処理
厚さ50nmの構造化されたITO(インジウムスズ酸化物)をコーティングしたガラスプラークを、コーティングより前に、最初に酸素プラズマ、続いてアルゴンプラズマで処理する。これらのプラズマ処理ガラスプラークは、OLEDが適用される基板を形成する。
例V1~V5、E1~E28およびB1~B54の前処理
厚さ50nmの構造化されたITO(インジウムスズ酸化物)をコーティングしたガラスプラークを、コーティングより前に、最初に酸素プラズマ、続いてアルゴンプラズマで処理する。これらのプラズマ処理ガラスプラークは、OLEDが適用される基板を形成する。
OLEDは基本的に、下記の層構造を有する:基板/正孔注入層(HIL)/正孔輸送層(HTL)/電子阻止層(EBL)/発光層(EML)/任意選択の正孔阻止層(HBL)/電子輸送層(ETL)/任意選択の電子注入層(EIL)および最終的にカソード。カソードは、厚さ100nmのアルミニウム層により形成される。OLEDの正確な構造は、表1に見出すことができる。OLEDの生成に必要とされる材料を表3に示す。OLEDのデータを表2に列挙する。
全ての材料は、真空チャンバーにおいて熱蒸着により付与される。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、共蒸着により特定の体積割合でマトリックス材料(複数可)に添加される発光ドーパント(発光体)からなる。ここで、IV1:H4:TEG2(44%:44%:12%)のような形態で与えられる詳細は、材料IV1および42がそれぞれ、44%の体積割合で、およびTEG1が12%の体積割合で層中に存在することを意味する。同様に、電子輸送層も、2種の材料の混合物からなっていてもよい。
OLEDは、標準的な方法により特徴付けされる。このために、エレクトロルミネッセンススペクトル、電流効率(CE、cd/Aで測定)および外部量子効率(EQE、%で測定)は、寿命と同様に、ランバート放射特性を仮定する電流-電圧-輝度特性から計算される輝度の関数として求められる。エレクトロルミネッセンススペクトルを1000cd/m2の輝度で求め、それからCIE1931xおよびy色座標を計算する。表2中のパラメーターU1000は、1000cd/m2の輝度に必要な電圧を指す。CE1000およびEQE1000は、1000cd/m2で得られる電流効率および外部量子効率をそれぞれ意味する。表2中のパラメーターU10は、10mA/cm2の電流密度に必要な電圧を指す。CE10およびEQE10は、10mA/m2で得られる電流効率および外部量子効率をそれぞれ意味する。
寿命LTは、定電流密度j0での動作中に、輝度が、開始輝度から特定の割合L1に低下するまでの時間と定義される。表2中のL1=80%の数字は、LTカラムで報告されていた寿命が、輝度がその開始値の80%に落ちた後の時間に対応することを意味する。
リン光性のOLEDの発光層中での本発明の材料の使用
本発明の材料IV1~IV31は、緑色のリン光性OLEDの発光層におけるマトリックス材料として、例E1~E28およびB1~B54に使用される。OLEDの他の点で同等な性能データを用いることにより、本発明の化合物の使用は、PA1と比べて、明確に一層長い寿命を実現する(表2を参照されたい)。E1~E3は、ここで、V1と直接、E4~E7は、V2と直接、E8~E12は、V3と直接、E13~E17は、V4と直接、およびE18~E28は、V5と直接、比較することができ、各比較は、PA1に対する寿命の改善を示している。
リン光性のOLEDの発光層中での本発明の材料の使用
本発明の材料IV1~IV31は、緑色のリン光性OLEDの発光層におけるマトリックス材料として、例E1~E28およびB1~B54に使用される。OLEDの他の点で同等な性能データを用いることにより、本発明の化合物の使用は、PA1と比べて、明確に一層長い寿命を実現する(表2を参照されたい)。E1~E3は、ここで、V1と直接、E4~E7は、V2と直接、E8~E12は、V3と直接、E13~E17は、V4と直接、およびE18~E28は、V5と直接、比較することができ、各比較は、PA1に対する寿命の改善を示している。
Claims (14)
- 式(1)の化合物
Yは、OまたはSであり;
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、CRまたはNであり、ただし、少なくとも2つのZはNであり;
Ar1は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~40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、または5~40個の芳香族環原子を有し、窒素原子を介してジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェンに結合しており、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、または1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェン基であり;
Ar2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、5~40個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく;
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、Cl、Br、I、N(Ar’)2、N(R1)2、OAr’、SAr’、CN、NO2、OR1、SR1、COOR1、C(=O)N(R1)2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~20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または3~20個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、前記アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基は、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよい)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Si(R1)2、C=O、NR1、O、SまたはCONR1により置きかえられていてもよい)、または5~60個の芳香族環原子、好ましくは5~40個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2つのRラジカルも共に環系を形成してもよく;
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、5~40個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、同一の窒素原子に結合した2つのAr’ラジカルはまた、単結合またはN(R1)、C(R1)2、OおよびSから選択される架橋により互いに架橋されていてもよく;
R1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、Cl、Br、I、N(R2)2、CN、NO2、OR2、SR2、Si(R2)3、B(OR2)2、C(=O)R2、P(=O)(R2)2、S(=O)R2、S(=O)2R2、OSO2R2、1~20個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または2~20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または3~20個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、前記アルキル、アルケニルもしくはアルキニル基は、それぞれ、1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよい)(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、Si(R2)2、C=O、NR2、O、SまたはCONR2により置きかえられていてもよく、前記アルキル、アルケニルまたはアルキニル基中の1個以上の水素原子は、D、F、Cl、Br、IまたはCNにより置きかえられていてもよい)、または5~40個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、各場合において1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよく;同時に、2つ以上のR1ラジカルは共に脂肪族環系を形成してもよく;
R2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、または1~20個の炭素原子を有する脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル、とりわけヒドロカルビルラジカルであり、ここで1個以上の水素原子も、Fにより置きかえられていてもよく;
p、q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、1、2または3であり;
rは、0、1、2、3または4であり、ただし、rは、(4-j)以下であり;
sは、0、1、2または3であり、ただし、sは、(3-k)以下であり;
j、k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、1、2または3であり、ただし、j+k≧1である)。 - 3つのZ基が全てNであるか、または2つのZ基がNであり、第3のZ基がCHであることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- j=1である場合、前記Ar1基は、前記ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンの7位または8位で結合しており、k=1である場合、前記Ar1基は、前記ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェンの3位または4位で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。
- Ar2が、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、6~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系を表し、1つ以上の非芳香族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。
- Ar1が、6~30個の芳香族環原子を有し、1つ以上の非芳香族Rラジカルにより置換されていてもよい芳香族環系、または1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいN-カルバゾリル、またはそれぞれが1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよいジベンゾフランもしくはジベンゾチオフェンであることを特徴とする、請求項1~8の何れか1項に記載の化合物。
- 請求項1~9の何れか1項に記載の少なくとも1つの化合物および少なくとも1つのさらなる化合物および/または溶媒を含む調合物。
- 電子デバイスにおける請求項1~9の何れか1項に記載の化合物の使用。
- 請求項1~9の何れか1項に記載の少なくとも1つの化合物を含む電子デバイス。
- 請求項1~9の何れか1項に記載の化合物が、発光層中のリン光発光体のためのマトリックス材料として使用されることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセントデバイスである、請求項12に記載の電子デバイス。
- 請求項1~9の何れか1項に記載の化合物が、さらなるマトリックス材料と組み合わせて使用され、前記さらなるマトリックス材料が、式(9)の化合物
RAは、H、-L3-Ar5または-L1-N(Ar’)2であり;
RBは、Ar4または-L2-N(Ar’)2であり;
L1、L2は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、単結合、または5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
L3は、単結合、または5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり、1つ以上のR2ラジカルにより置換されていてもよく、ここで、1つの
置換基R1は、カルバゾール上に置換基Rを有する環を形成してもよく;
Ar4は、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であり、これらは、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく;
Ar5は、それぞれの場合において同じであるかまたは異なり、無置換もしくは置換9-アリールカルバゾリル、または無置換もしくは置換カルバゾール-9-イルであり、これらは、1つ以上のR1ラジカルにより置換されていてもよく、ここで、1つ以上の場合、2つのR1ラジカルの各々は、または1つのR1ラジカルは1つのRラジカルと一緒になって、単環状または多環状、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環を独立に形成してもよく、ここで、アリールは、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり、R1により置換されていてもよく;
uは、それぞれの場合において独立に、0、1、2または3であり;
vは、それぞれの場合において独立に、0、1、2、3または4である)
であることを特徴とする、請求項13に記載の電子デバイス。
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