説明

有機エレクトロルミネセンス素子のための新規な材料

本発明は、式(1)〜(4)の化合物が、発光層中のホスト材料若しくはドーパントとして及び/又は正孔輸送材料として、及び/又は電子輸送材料として使用される有機エレクトロルミネセンス素子、特別に、青色発光素子に関する。
【化1】


【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機半導体と有機電子素子でのその使用に関する。
【0002】
有機半導体は、最も広い意味での電子産業に帰することのできる多くの異なる用途のために開発されている。これらの有機半導体が、機能性材料として使用される有機エレクトロルミネセンス素子(OLED)の構造は、例えば、US 4539507、US 5151629、EP 0676461及びWO 98/27136に記載されている。しかしながら、これらの素子は早急な改善を要するかなりの問題をなお示している。
【0003】
1.通常使用される化合物は、十分に低いLUMO(最低非占有分子軌道)を有していない。比較的低いLUMOを有する化合物は、より容易な電子注入のために、それゆえ、動作電圧の低下のために必要とされる。
【0004】
2.先行技術にしたがうシステムにおいては、1以上のドーパントが、発光層中のホスト材料に通常使用される。発光層中で純粋物質として使用できる化合物を有することは、これが、素子製造の技術的単純化を意味することから、道理にかなったことであろう。
【0005】
3.有機エレクトロルミネセンス素子の寿命は、長期寿命で、高品質な用途のためには、未だ不十分である。
【0006】
4.有機エレクトロルミネセンス素子で現在使用される多くの有機半導体の熱的安定性は、不適切であり、大量の昇華による材料の精製中と熱的蒸発による材料の適用の間の両方で考慮すべき問題が生じることを意味している。これは、特に青色発光化合物としてよく使用されるスチリルアミノ基を含む化合物においてそうである。
【0007】
蛍光OLEDのために、主に縮合芳香族化合物、特に、アントラセン若しくはピレン誘導体が、例えば、9,10-ビス(2-ナフチル)アントラセン(US 5935721)が、先行技術にしたがって、特別に、青色発光エレクトロルミネセンス素子のためのホスト材料として使用される。WO 03/095445及びCN 1362464は、OLEDでの使用のための9,10-ビス(2-ナフチル)アントラセン誘導体を開示する。更なるアントラセン誘導体は、WO 01/076323、WO 01/021729、WO 04/013073、WO 04/018588、WO 03/087023若しくは WO 04/018587に開示されている。アリール置換ピレン及びクリセン系ホスト材料は、WO 04/016575に記載されている。高品質の用途のためには、使用可能な改善されたホスト材料を有する必要がある。
【0008】
青色発光化合物での先行技術として、アリールビニルアミンの使用に言及がなされ得る(例えば、WO 04/013073、WO 04/016575、WO 04/018587。)。しかしながら、これら化合物は、熱的に不安定であり、分解せずに蒸発することはできず、合成とOLED製造のための高度な技術的複雑性を必要とし、それゆえに技術的短所を示している。更なる短所は、これら化合物の発光色である:暗青色発光(0.15〜0.18の範囲のCIEy座標)が、これら化合物を有する先行技術で記載されているが、先行技術にしたがう単純な素子でこれら色座標を再現することはできなかった。逆に、緑色発光が、ここでは、得られる。これら化合物を使用して、如何にして真の青色発光を製造することができるかは明らかではない。したがって、高品質の用途のためには、特に、素子と昇華安定性と発光色に関して使用可能な改善されたエミッターを有する必要がある。
【0009】
燐光OLEDにおいて、使用されるマトリックス材料は、しばしば4,4’-ビス(N-カルバゾリル)ビフェニル(CBP)である。短所は、そこで製造される素子の短い寿命と低いパワー効率をもたらすことのある高い動作電圧である。加えて、CBPは、不適切な高いガラス転移温度を有している。更に、CBPは、青色発光エレクトロルミネッセンス素子には適さず、貧弱な効率をもたらすことが見出された。加えて、CBPを含む素子の構造は、正孔障壁層と電子輸送層が追加的に使用されねばならないことから、複雑である。ケト化合物に基づく改善された三重項マトリックス材料が、WO 04/093207に記載されている。しかしながら、有毒な無機シアン化合物が、そこに記載されたマトリックス材料の最良の合成のために開示されており、その結果、これら材料の調製は環境的に受け入れ不可能である。そこに記載された他のマトリックス材料のガラス転移温度は、未だ不適当である。
【0010】
有機エレクトロルミネセンス素子に使用される電子輸送化合物は、通常AlQ(アルミニウムトリスヒドロキシキノリナート)(US 4539507)である。これは、多くの短所を有する:それは、昇華温度で部分的に分解することから、残留物を残さずに気相堆積することができず、特に製造プラントで主な問題となる。更なる短所は、AlQの高い吸湿性であり、低い電子移動度であることから、より高い電圧とそれゆえのより低いパワー効率をもたらす。表示装置における短絡を防止するために、膜厚を増加することが望ましいが、低い電荷担体移動度とその結果である電圧の増加により、これは、AlQでは可能ではない。更に、再吸収と弱い再放出に基づいて、特別に、青色OLEDにおいて色シフトを生じうるAlQの固有の色(固体中で黄色)は、非常に好ましくないことが判明した。青色OLEDは、かなりの効率の低下若しくは色の局在とを伴って、ここで製造することができるだけである。前記短所にもかかわらず、AlQは、これまでなお、OLEDにおける電子輸送材料の種々の要請のための最良の妥協となっている。
【0011】
したがって、有機電子素子において、熱的に安定で、良好な効率と同時に長い寿命をもたらし、素子の製造と動作に再現性のある結果を与え、合成的に高収率で容易に使用可能で、高い熱安定性を有する改善された材料、特に青色蛍光エミッターと三重項エミッターのためのホスト材料のみならず、エミッター化合物、特に、青色発光化合物、正孔輸送材料及び電子輸送材料に対する需要が引き続き存在する。
【0012】
驚くべきことに、フェニレン基が、2個のナフチル基にパラ位で連結し、ナフチル基が、1位或いは2位を介してフェニレン基に連結してもよく、加えて、少なくとも一つのブリッジが各場合にフェニレン基と2個のナフチル基との間に存在する化合物と、これら化合物の複素環式誘導体は、有機エレクトロルミネセンス素子での使用のために非常に高度に適していることが見出された。これら化合物は、高い熱安定性を有する。これら材料を使用して、先行技術にしたがう材料と比べて有機電子素子の効率と寿命との増加が、更に可能である。更に、これら材料は、非常に高いガラス転移温度を有することから、有機電子素子での使用のために非常に高度に適している。したがって、本発明は、これら材料とそれらの有機電子素子での、特に、有機エレクトロルミネセンス素子での使用に関する。
【0013】
本発明は、式(1)から式(4)の化合物に関する。
【化1】

【0014】
ここで、記号と添字は、以下が適用される:
Yは、出現毎に同一であるか異なり、CR若しくはNであり、
Zは、ブリッジXが基Zに結合するならばCと等しく、ブリッジXが基Zに結合しないならばYと等しく、
Xは、出現毎に同一であるか異なり、B(R)、C(R、Si(R、C=O、C=NR、C=C(R、O、S、S=O、SO、N(R)、P(R)及びP(=O)Rより選択される2価のブリッジであり、
は、出現毎に同一であるか異なり、H、F、Cl、Br、I、N(Ar)、C(=O)Ar、P(=O)Ar、S(=O)Ar、S(=O)Ar、CR=CRAr、CN、NO、Si(R、B(OR、OSO、又は1〜40個のC原子を有する直鎖アルキル、アルコキシ若しくはチオアルコキシ基、又は3〜40個のC原子を有する分岐或いは環状アルキル、アルコキシ若しくはチオアルコキシ基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよく、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=S、C=Se、C=NR、P(=O)(R)、SO、SO、NR、O、S若しくはCONRで置き代えられていてもよく、また、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CN若しくはNOで置き代えられていてもよい)、又は各場合に1以上の基Rにより置換されていてもよい5〜40個の芳香族環原子を有する芳香族若しくは複素環式芳香族環構造、又は1以上の基R基により置換されていてもよい5〜40個の芳香族環原子を有するアリールオキシ若しくはヘテロアリールオキシ基、又は、これらの構造の組み合わせであり;ここで、2以上の隣接する置換基Rは、互いにモノ或いはポリ環状、脂肪族若しくは芳香族環構造を形成するものであってもよく;
Arは、出現毎に同一であるか異なり、1以上の非芳香族基Rにより置換されていてもよい、5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族若しくは複素環式芳香族環構造であり、ここで、同一の窒素若しくは燐原子上の2個の基Arは、単結合若しくはブリッジXにより互いに連結してもよく、
は、出現毎に同一であるか異なり、H又は1〜20個のC原子を有する脂肪族、芳香族及び/又は複素環式芳香族炭化水素基であって、加えて、H原子はFにより置き代えられてもよく;ここで、2以上の隣接する置換基Rは、互いにモノ或いはポリ環状、脂肪族若しくは芳香族環構造を形成するものであってもよく;
a、b、c、dは、出現毎に同一であるか異なり、0若しくは1であるが、但し、a+b=1若しくは2及びc+d=1若しくは2であり、a=0及びb=0及びc=0及びd=0は、各場合に、対応するブリッジXが存在しないことを意味し、
次の化合物を除く。
【化2】

【0015】
式(1)〜式(4)の化合物は、好ましくは、70℃より大きい、特に、好ましくは、100℃より大きい、非常に特に、好ましくは、130℃より大きいガラス転移温度Tを有する。
【0016】
本発明の目的のためには、隣接する基RとRは、同一の炭素原子或いは同一のへテロ原子に結合するか、若しくは隣接する炭素原子或いはへテロ原子に結合するかの何れかである基を意味するものと解される。
【0017】
本発明の目的のために、アリール基は、6〜40個のC原子を含み、本発明の目的のために、ヘテロアリール基は、2〜40個のC原子と少なくとも1個のヘテロ原子を含むが、但し、C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及び/又はSから選ばれる。ここで、アリール基若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、又は例えば、ピリジン、ピリミジン、チオフェン等の単純な複素環式芳香族環、又は、例えば、ナフタレン、アントラセン、ピレン、キノリン、イソキノリン等の縮合アリール若しくはヘテロリール基の何れかを意味するものと解される。
【0018】
本発明の目的のために、芳香族環構造は、6〜40個のC原子を環構造中に含む。本発明の目的のために、複素環式芳香族環構造は、2〜40個のC原子と少なくとも1個のヘテロ原子を環構造中に含むが、但し、C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及び/又はSから選ばれる。本発明の目的のために、芳香族若しくは複素環式芳香族環構造は、必ずしもアリール若しくはヘテロアリール基のみを含む構造ではなく、加えて、複数のアリール若しくはヘテロアリール基は、例えば、sp混成のC、N或いはO原子のような短い非芳香族単位(H以外の原子は、好ましくは、10%より少ない)により中断されていてもよい構造を意味するものと解される。このように、例えば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、スチルベン等のような構造も、本発明の目的のための芳香族環構造を意味するものと解されることを意図されている。
【0019】
本発明の目的のためには、C〜C40-アルキル基は、ここで、加えて、個々のH原子若しくはCH基は、上記した基により置換されていてよく、特に、好ましくは、基メチル、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、n-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、ヘキシニル或い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、特に、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、又は2-メチルブトキシを意味するものと解される。5〜40個の芳香族環原子を有する芳香族又は複素環式芳香族環構造は、各場合に、上記した基Rにより置換されていてもよく、任意の所望の位置で、芳香族又は複素環式芳香族系に連結していてもよいが、特に、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、フルオランセン、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、ターフェニル、ターフェニレン、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-若しくはトランス-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、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、フェナントリイミダゾール、ピリジンイミダゾール、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、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、フェナントリリン、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、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。
【0020】
式(1)〜(4)の好ましい構造は、a+b=1及びc+d=1である。
【0021】
式(1)〜(4)の好ましい化合物は、式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、若しくは(16)の構造から選択される。
【化3】

【0022】
ここで、記号XとYは、上記と同じ意味を有する。
【0023】
式(1)〜式(16)のさらに好ましい化合物は、記号Yが、合計0、1、2、3若しくは4度、窒素を表わし、その他の記号Yは、CRを表わす。式(1)〜式(16)の特に好ましい化合物は、記号Yが、合計0、1若しくは2度、窒素を表わす。本発明の特に好ましい具体例では、記号Yは、CRを表わす。
【0024】
非常に特に好ましい具体例では、式(1)〜(4)の構造は、式(5a)、(6a)、(7a)、(8a)、(9a)、(10a)及び(11a)から選択される。
【化4】

【0025】
ここで、記号XとRは、上記と同じ意味を有する。
【0026】
式(5a)〜(11a)の構造において、2個の基Rは、各場合に、特に好ましくは、水素以外のものである。
【0027】
式(1)〜(16)及び式(5a)〜(11a)の更に好ましい化合物は、記号Rは、出現毎に同一であるか異なり、H、F、Br、C(=O)Ar、P(=O)Ar、CR=CRAr、又は1〜5個のC原子を有する直鎖アルキル基、又は3〜5個のC原子を有する分岐アルキル基(1以上の隣接しないCH基は、-RC=CR-、-C≡C-若しくは-O-で置き代えられていてもよく、また、1以上のH原子は、Fにより置き代えられていてもよい)、又は6〜16個のC原子を有するアリール基、又は2〜16個のC原子を有するヘテロアリール基、又はスピロビフルオレン基(各場合に1以上の基Rにより置換されていてもよい。)、又は、2若しくは3個のこれらの構造の組み合わせをあらわす。特に好ましい基Rは、出現毎に同一であるか異なり、H、F、Br、C(=O)Ar、P(=O)Ar、メチル、エチル、イソプロピル、tert-ブチル(1以上のH原子は、Fにより置き代えられていてもよい)、又は6〜14個のC原子を有するアリール基又はスピロビフルオレン(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)、又は2個のこれらの構造の組み合わせである。
【0028】
ポリマー、オリゴマー若しくはデンドリマーへの組み込み時と溶液から加工される化合物の場合には、10個までのC原子を有する直鎖或いは分岐アルキル鎖も好ましい。置換基としての臭素は、本発明による他の化合物の調製のためのこの化合物の使用のため又はポリマーの調製のためのモノマーとしての使用のために好ましい。
【0029】
式(1)〜(16)及び式(5a)〜(11a)の更に好ましい化合物は、少なくとも一つの記号Rは、式(17)若しくは(18)の基N(Ar)を表わす。
【化5】

【0030】
ここで、記号Rは、上記と同じ意味を有し、更に、
Eは、単結合、O、S、N(R)若しくはC(Rを表わし、
記号Arは、出現毎に同一であるか異なり、5〜20個の芳香族環原子を有するアリール若しくはヘテロアリール基、又は15〜30個の芳香族環原子を有するトリアリールアミン基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)、好ましくは、6〜14個の芳香族環原子を有するアリール若しくはヘテロアリール基、又は18〜22個の芳香族環原子を有するトリアリールアミン基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)であり、
pは、出現毎に同一であるか異なり、0若しくは1である。
【0031】
上記式(5a)〜(11a)の特に好ましい化合物は、記号Rは、式(17)若しくは(18)の基を表わす。
【0032】
Arは、特に好ましくは、出現毎に同一であるか異なり、フェニル、オルト-、メタ-或いはパラ-トリル、パラ-フルオロフェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、トリフェニルアミン、ナフチルジフェニルアミン若しくはジナフチルフェニルアミンを表わす。
【0033】
式(1)〜(16)及び式(5a)〜(11a)の更に好ましい化合物は、記号Xは、出現毎に同一であるか異なり、C(R、C=O、C=NR、O、S、S=O、SO、N(R)、P(R)及びP(=O)Rから選択される二価のブリッジである。式(1)〜(16)及び式(5a)〜(11a)の特に好ましい化合物は、記号Xは、出現毎に同一であるか異なり、C(R、N(R)、P(R)及びP(=O)Rから、非常に特に好ましくは、C(R及びN(R)から、特に、C(Rから選択される。複数の隣接する基Rは、同様に、互いに芳香族或いは脂肪族環構造を形成してもよいことは、ここで再度明確に指摘されるべきである。基C(R上の複数の基Rが、互いに環構造を形成するならば、これはスピロ構造をもたらす。C(R上の2個の基R間の環構造の形成によるこの型のスピロ構造の形成は、本発明の更なる好ましい具体例である。これは、特に、Rが、置換或いは非置換フェニル基を表わし、2個のフェニル基が、ブリッジXと一緒に環構造を形成するならばそうである。
【0034】
ブリッジXに結合する好ましい基Rは、同一であるか異なり、H、又は1〜5個のC原子を有する直鎖アルキル基、又は3〜5個のC原子を有する分岐アルキル基(各場合に、1以上の隣接しないCH基は、-RC=CR-、-C≡C-若しくは-O-で置き代えられていてもよく、また、1以上のH原子は、Fで置き代えられていてもよい)、又は6〜16個のC原子を有するアリール基、又は2〜16個C原子を有するヘテロアリール基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)、又は、2若しくは3個のこれらの構造の組み合わせであり、ここで、同一のブリッジに結合する2個の基Rは、互いに環構造を形成してもよい。ブリッジXに結合する特に好ましい基Rは、同一であるか異なり、各場合に、1以上のH原子は、Fにより置き代えられていてもよいメチル、エチル、イソプロピル、tert-ブチル、又は1以上の基Rにより置換されていてもよい6〜14個のC原子を有するアリール基、又は2個のこれらの構造の組み合わせであり、ここで、同一のブリッジに結合する2個の基Rは、互いに環構造を形成してもよい。ポリマー、オリゴマー若しくはデンドリマーへの組み込み時と溶液から加工される化合物の場合には、10個までのC原子を有する直鎖或いは分岐アルキル鎖も好ましい。
【0035】
更に好ましいのは、対称であり、対称に置換された化合物、すなわち、記号Xが同一である化合物である。式(5a)〜(11a)の構造中の置換基Rは、更に好ましくは、同一に選択される。
【0036】
式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の好ましい化合物の例は、以下に挙げられる化合物(1)乃至(132)である。
【化6−1】

【化6−2】

【化6−3】

【化6−4】

【化6−5】

【化6−6】

【化6−7】

【化6−8】

【化6−9】

【化6−10】

【化6−11】

【化6−12】

【0037】
上記本発明による化合物、特に、臭素、沃素、ボロン酸若しくはボロン酸エステルのような反応性脱離基により置換される化合物は、対応する共役、部分共役或いは非共役ポリマー、オリゴマーの製造のためのコモノマー若しくはデンドリマーのコアとしても使用することができる。ここで、重合は、好ましくは、ハロゲン官能基若しくはボロン酸官能基を介して実行される。
【0038】
したがって、本発明は、更に、1以上の基Rが式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物に結合する、1以上の式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物を含むポリマー、オリゴマー若しくはデンドリマーに関する。これら、ポリマー、オリゴマー若しくはデンドリマーは、共役、部分共役或いは非共役であってよい。
【0039】
上記が適用される同様に好ましいものは、式(1)〜(16)若しくは(5a)〜(11a)の反復単位に適用される。
【0040】
これら化合物は、更なるモノマーによりホモ重合若しくは共重合される。適切で好ましいコモノマーは、(例えば、EP 842208若しくはWO 00/22026にしたがう)フルオレン、(例えば、EP 707020、EP 894107若しくはWO 06/061181にしたがう)スピロビフルオレン、(例えば、WO 92/18552にしたがう)パラ-フェニレン、(例えば、WO 04/070772若しくはWO 04/113468にしたがう)カルバゾール、(例えば、EP 1028136にしたがう)チオフェン、(例えば、WO 05/014689にしたがう)ジヒドロフェナントレン、(例えば、WO 04/041901若しくはWO 04/113412にしたがう)シス-及びトランス-インデノフルオレン、(例えば、WO 05/040302にしたがう)ケトン、(例えば、WO 05/104264若しくは未公開出願DE 102005037734.3にしたがう)フェナントレン若しくは複数のこれら単位より成る群より選択される。これらポリマーは、通常、更なる単位を、例えば、(例えば、未公開出願DE 102005060473.0にしたがう)ビニルトリアリールアミン若しくは(例えば、WO 06/003000にしたがう)燐光金属錯体及び/又は電荷輸送単位、特に、トリアリールアミン系のもののような、例えば、発光(蛍光或いは燐光)単位を含む。
【0041】
本発明による式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物は、当業者に知られる合成工程により調製することができる。したがって、種々の骨格を調製することができ、例えば、式(1)の化合物に対しては、スキーム1での一般的用語で示されるような、対応する3級アルコ−ルの酸触媒環化により調製することができる。骨格は標準的な方法、例えば、フリーデルクラフツアルキル化或いはアシル化により、官能化することができる。更に、骨格は有機化学の標準的な方法により臭素化することができる。臭素化された化合物は、更なる官能化のための基礎となる。したがって、それらは、鈴木カップリングによるアリールボロン酸或いはアリールボロン酸誘導体との、またはスチル法による有機錫化合物との反応により、拡張された芳香族化合物を与える。ハートビッヒ-ブッフバルト法による芳香族或いは脂肪族アミンへのカップリングは、対応するアミンを与える。更に、臭素化誘導体は、リチウム化とベンゾニトリルのような求電子基との反応と引き続く酸加水分解によりケトンに変換されることができ、クロロジフェニルホスフィンとの反応と引き続く酸化によりホスフィンに変換されることができる。
【0042】
スキーム1
【化7】

【0043】
上記プロセスは、最初のカップリング工程で1-ナフチルボロン酸に代えて2-ナフチルボロン酸が使用されるならば、まったく類似して、式(3)若しくは式(4)の化合物を導く。
【0044】
更に、臭素化化合物は、直接若しくはボロン酸誘導体への変換後のいずれかで、ポリマー、オリゴマー若しくはデンドリマーのためのモノマーとして使用することができる。
【0045】
合成において、5員環/5員環誘導体及び6員環/6員環誘導体、5員環/6員環誘導体或いはこれら化合物の混合物が、共に、合成条件に応じて、形成される。これらは単離されるか、更に純粋化合物として加工することができるか、または混合物として使用することもできる。
【0046】
本発明は、更に、以下の工程を含む式(1)〜(4)の化合物の合成のためのプロセスに関する。
【0047】
a)官能化されたナフタレンの四官能化されたベンゼン誘導体へのカップリング、
b)随意に、ベンゼン誘導体上の官能基の更なる官能化、
b)酸触媒による環閉鎖及び
c)臭素化と、引き続くハートビッヒ-ブッフバルト(Hartwig-Buchwald)カップリンングによる芳香族アミン又は鈴木カップリンングによるアリールボロン酸若しくはアリールボロン酸誘導体による、工程a)及び工程b)により得られた親構造の官能化。
【0048】
ここで、ナフタレン上の官能基は、好ましくは、ボロン酸或いはボロン酸誘導体である。ベンゼン誘導体上のカップリングのための2個の官能基は、好ましくは、塩素、臭素若しくは沃素、特に好ましくは、臭素である。ベンゼン誘導体上の更なる2個の官能基は、好ましくは、式C(=O)-O-Rのエステル基であり、ここで、Rは、1〜20個のC原子を有するアルキル基を表わす。工程b)での更なる官能化は、例えば、有機リチウム化合物の付加により実行され、4級アルコールを与える。
【0049】
式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物は、有機エレクトロルミネセンス素子(OLED、PLED)での使用のために適している。置換基に応じて、化合物は、OLEDでの異なる機能と層に使用される。
【0050】
したがって、本発明は、更に、特に、有機電子素子、特に、有機エレクトロルミネセンス素子での、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物と、特に、好ましい上記具体例の使用に関する。
【0051】
本発明は、なお更に、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物より選択される少なくとも一つの化合物を含む有機電子素子、特に、陽極、陰極及び少なくとも1つの発光層を含む有機エレクトロルミネセンス素子に関し、少なくとも一つの層が、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物、特に、好ましい上記具体例から選択される少なくとも一つの化合物を含むことを特徴とする。
【0052】
陽極、陰極及び発光層に加えて、有機エレクトロルミネセンス素子は更なる層を含んでもよい。これら層は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及び/又は電荷生成層から選択される(IDMC 2003, Taiwan; Session 21 OLED (5), T. Matsumoto, T. Nakada, J.Endo, K. Mori, N. Kawamura, A. Yokoi, J.Kido, Multiphoton Organic EL Device Having Charge Generation Layer)。しかしながら、これら層の夫々は、必ずしも存在する必要はないことが指摘されるべきである。
【0053】
本発明の更に好ましい具体例では、有機エレクトロルミネセンス素子は、複数の発光層を有し、少なくとも一つの層は、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の少なくとも一つの化合物を含む。これら発光層は、特に好ましくは、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、蛍光若しくは燐光を発することができ、黄色、オレンジ色若しくは赤色光を発光する種々の発光化合物が発光層に使用される。特に好ましいものは、3層構造であり、これら層の少なくとも一つの層は、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の少なくとも一つの化合物を含み、その3層は青色、緑色及びオレンジ色若しくは赤色発光を呈する(基本構造については、例えば、WO 05/011013参照。)。広帯域発光帯を有し、それゆえ白色発光を呈するエミッターも、同様に白色発光のために適している。
【0054】
本発明の具体例では、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物は、蛍光ドーパントのホストとして使用される。この場合に、1以上の置換基Rは、好ましくは、単純或いは縮合アリール若しくはヘテロアリール、特に、フェニル、o-、m-或いはp-ビフェニル、1-或いは2-ナフチル、アントリリル、特に、フェニルアントリリル若しくは1-或いは2-ナフチルアントリリル、2-フルオレニル若しくは2-スピロビフルオレニルから選択され、それぞれは、1以上の基Rにより置換されていてもよい。これは、特に、式(5a)〜(11a)の構造上の基Rに適用される。
【0055】
ホストとドーパントとを含む系中のホスト材料は、より高い割合で系中に存在する成分を意味するものと解される。ホストと複数のドーパントを含む系では、ホストは、その割合が混合物中で最も高い成分を意味するものと解される。
【0056】
発光層中の本発明によるホスト材料の割合は、50.0〜99.9重量%、好ましくは、80.0〜99.5重量%、特に好ましくは90.0〜99.0重量%である。対応して、ドーパントの割合は、0.1〜50.0重量%、好ましくは、0.5〜20.0重量%、特に好ましくは1.0〜10.0重量%である。
【0057】
蛍光素子中の好ましいドーパントは、モノスチリルアミン、ジスチリルアミン、トリスチリルアミン、テトラチリルアミン及びアリールアミンのクラスより選択される。モノスチリルアミンは、1個のスチリル基と少なくとも1個のアミン好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。ジスチリルアミンは、2個のスチリル基と少なくとも1個のアミン好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。トリスチリルアミンは、3個のスチリル基と少なくとも1個のアミン好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。テトラスチリルアミンは、4個のスチリル基と少なくとも1つのアミン好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。本発明の目的のために、アリールアミン若しくは芳香族アミンは、窒素に直接結合した3個の芳香族若しくは複素環式芳香族環構造を含み、スチリル基が、構造中に存在しないならば、その少なくとも一つは、好ましくは、少なくとも14個の芳香族環原子を有する縮合環構造である化合物を意味すると解される。スチリル基は、特に好ましくはスチルベンであり、2重結合或いは芳香族環上で、更に置換されていてもよい。この型のドーパントの例は、置換或いは非置換トリスチルベンアミン若しくは例えば、WO 06/000388、WO 06/058737、WO 06/000389及び非公開特許出願DE 102005058543.4及びDE 102006015183.6に記載された更なるドーパントである。加えて、WO 06/122630に記載されるような化合物も、以下に言及する本発明による式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)のドーパントと同様に好ましい。
【0058】
本発明の更なる具体例では、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物は、燐光ドーパントのマトリックスとして使用される。この場合に、1以上の置換基R及び/又はブリッジXは、好ましくは、少なくとも一つの基C(=O)、P(=O)及び/又はSOを含む。これらの基は、特に好ましくは、本発明による中心単位に直接結合しており、更に、特に好ましくは、1個の、或いはホスフィンオキシドの場合は2個の更なる芳香族置換基をも含む。これは、特に、式(5a)〜(11a)の構造上の基Rに適用される。
【0059】
燐光素子においては、ドーパントは、20より大で、好ましくは、38より大で、84より小な、特に好ましくは、56より大で、80より小な原子番号を有する少なくとも一つの元素を含む金属錯体のクラスから、好ましくは、選択される。好ましいのは、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、金若しくはユウロピウム、特に、イリジウム若しくは白金を含む金属錯体の使用である。先行技術にしたがって使用される燐光材料は、一般的にこの目的のために適する。
【0060】
本発明のなお更なる具体例では、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物は、発光材料として使用される。化合物は、特に、少なくとも一つの置換基Rが、少なくとも一つのビニルアリール単位、少なくとも一つのビニルアリールアミン単位及び/又は少なくとも一つのジアリールアミノ単位及び/又N(Ar)を含むならば、発光化合物として適している。これは、特に、式(5a)〜(11a)の構造上の基Rに適用される。式(5a)〜(11a)の構造上の2個の基Rは、好ましくは、同一に選択される。
【0061】
発光層中の混合物中の式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の発光化合物の割合は、0.1〜50.0重量%、好ましくは、0.5〜20.0重量%、特に好ましくは1.0〜10.0重量%である。対応して、ホスト体材料の割合は、50.0〜99.9重量%、好ましくは、80.0〜99.5重量%、特に好ましくは90.0〜99.0重量%である。
【0062】
本発明の目的のために適切なホスト材料は、種々なクラスの物質である。好ましいホスト材料は、オリゴアリーレン(例えば、EP 676461に記載される2,2’,7,7’-テトラフェニルスピロビフルオレン若しくはジナフチルアントラセン)、特に、縮合芳香族基を含むオリゴアリーレン、オリゴアリ−レンビニレン(例えば、DPVBi若しくはEP 676461に記載されるスピロ-DPVBi)、ポリポダル金属錯体(例えば、WO 04/081017に記載される)、正孔伝導化合物(例えば、WO 04/058911に記載される)、電子伝導化合物、特に、ケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシド等(例えば、WO 05/084081及びWO 05/084082に記載される)、アトロプ異性体(例えば、WO 06/048268に記載される)若しくはボロン酸誘導体(例えば、WO 06/177052に記載される)のクラスから選択される。適切なホスト材料は、さらに、上記本発明による式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物でもある。特に好ましいホスト材料は本発明による化合物に加えて、ナフタレン、アントラセン及び/又はピレンを含むオリゴアリーレン若しくはこれら化合物のアトロプ異性体、オリゴアリ−レンビニレン、ケトン、ホスフィンオキシド及びスルホキシド、特に、同一であるか異なってもよい2個の芳香族基により置換されたアントラセン誘導体のクラスから選択される。本発明の目的のために、オリゴアリーレンは、少なくとも3個のアリール或いはアリーレン基が互いに結合する化合物を意味するものと解されることを意図されている。
【0063】
本発明のなお更なる具体例では、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物は、正孔輸送料として若しくは正孔注入材料として使用される。そのとき、化合物は、好ましくは、少なくとも1個の基N(Ar)、好ましくは、少なくとも2個の基N(Ar)により置換される。基N(Ar)は、好ましくは、上記式(17)及び(18)から選択される。これは、特に、式(5a)〜(11a)の構造上の基Rに適用される。化合物は、好ましくは、正孔輸送材料或いは正孔注入材料中で使用される。本発明の目的のために、正孔注入層は、陽極に直接に隣接する層である。本発明の目的のために、正孔輸送層は、正孔注入層と発光層との間にある層である。本発明による化合物が、正孔輸送或いは正孔注入材料として使用されるならば、それらは、電子受容体化合物、例えば、F-TCNQまたはEP 1476881若しくはEP 1596445に記載されるような化合物でドープされることが好まれてよい。
【0064】
本発明のなお更なる具体例では、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の化合物は、電子輸送材料として使用される。1以上の置換基Rは、少なくとも1個の単位C=O、P(=O)及び/又はSOを含むがことが、ここで好ましい。これら基は、特に好ましくは、本発明による中心単位に直接結合しており、更に、特に好ましくは、1個の、或いはホスフィンオキシドの場合は2個の更なる芳香族置換基をも含む。これは、特に、式(5a)〜(11a)の構造上の基Rに適用される。更に、化合物は、電子供与性化合物でドープされることが好まれてよい。
【0065】
ポリマー中でも、式(1)〜(16)及び(5a)〜(11a)の反復単位が、ポリマーの主鎖として、発光単位として、正孔輸送単位として及び/又は電子輸送単位としてのいずれかで使用することができる。好ましい置換パターンは、ここで、上記のものに対応する。
【0066】
更に好ましい有機エレクトロルミネッセンス素子は、1以上の層が、昇華プロセスにより被覆され、材料は、10−5mbar未満、好ましくは10−6mbar未満、特に好ましくは10−7mbar未満の圧力で、真空昇華ユニット中で真空蒸着されることを特徴とする。
【0067】
同様に好ましい有機エレクトロルミネッセンス素子は、1以上の層が、OVPD(有機気相堆積)プロセス若しくはキャリアガス昇華により被覆され、材料は、10−5mbar〜1barの圧力で、適用されることを特徴とする。
【0068】
更に、好ましい有機エレクトロルミネッセンス素子は、1以上の層が、溶液から、例えば、スピンコーティングにより、若しくは、例えばスクリーン印刷、フレキソ印刷或いはオフセット印刷、特に好ましくはLITI(光誘起熱画像化、熱転写印刷)或いはインクジェット印刷のような任意の所望の印刷プロセスにより製造されることを特徴とする。可溶性の化合物が、この目的のためには必要である。高い溶解度は、化合物の適切な置換により達成することができる。
【0069】
本発明による化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子での使用に関して先行技術を超える以下の驚くべき効果を有する。
【0070】
1.本発明による化合物は、先行技術にしたがって通常使用される化合物より、より低いLUMO(最低非占有電子軌道)を有し、その結果、より還元しやすい。これは、改善された電子注入性とそれゆえの動作電圧の低下をもたらす。
【0071】
2.本発明による化合物は、小さい帯域分離を有し、それゆえ、十分に還元され、十分に酸化もされることができる両極性構造とみなすことができる。それゆえ、それらは、正孔注入と電子注入のために等しく適している。それゆえ、これら化合物は、ただ1つの純粋物質を含む発光層へ向けての手段である。これは、素子製造での技術的単純化となる。
【0072】
3.有機エレクトロルミネッセンス素子での使用に関して、本発明による化合物は、先行技術と比べて、顕著に改善された寿命をもたらす。
【0073】
4.本発明による化合物は、非常に高い熱安定性を有し、化合物の純化のための直接の大量の昇華と、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造中の分解しない化合物の熱的気相堆積を共に推進する。
【0074】
本出願のテキストは、OLED及びPLEDと対応する表示装置に関する本発明による化合物の使用に向けられている。説明の制限にもかかわらず、当業者は、更なる発明性を要することなく他の電子素子、例えば、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)、有機集積回路(O-IC)、有機太陽電池(O-SC)、有機電場消光素子(O-FQD)、発光電子化学電池(LEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)及び有機光受容器での更なる使用のために本発明の化合物を使用することができる。
【0075】
本発明は、同様に、対応する素子での本発明による化合物の使用とこれら素子自体に関する。
【0076】
本発明は、以下の例により、より詳細に説明されるが、それにより限定されることを望むものではない。
【0077】

以下の合成は、他に断らない限り、保護ガス雰囲気下で行われる。出発物質は、アルドリッチ(ALDRICH)若しくはABCRから購入された。
【0078】
例1:3,8-ビス(N,N-ジフェニルアミノ)1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレンの合成
a)ジエチル2,5-ジナフト-1-イルテレフタレート
【化8】

【0079】
193.3g(0.82ミリモル)のナフチルボロン酸、180.4g(474ミリモル)のジエチルジブロモテレフタレートと315.9g(2.29モル)の炭酸カリウムが、まず、850mlのトルエンと850mlの水の混合物中に導入され、Nで30分間飽和される。1.36g(1.18ミリモル)のPd(PPhの添加後、混合物は、4時間沸点で加熱される。RTまでの冷却と400mlのEtOH添加の後、混合物は室温に冷却され、1時間攪拌され、沈殿物が吸引ろ過され、水、EtOHとヘプタンで洗浄され、80℃で真空乾燥される。無色固形物の収率は、160.7g(71%)である。
【0080】
b)2-[4-(1-ヒドロキシ-1-メチルエチル)-2,5-ジナフト-1-イルフェニル]プロパン2-オル
【化9】

【0081】
64.6g(136.4ミリモル)のジエチル2,5-ジナフト-1-イルテレフタレートが、まず、600mlのTHF中に導入され、混合物は、−70℃まで冷却され、400ml(600ミリモル)の1.6Mメチルリチウム溶液が、−70℃で60分間にわたって滴下される。−70℃で2時間後、まず、30mlの氷水次いで60mlの50%酢酸が滴下され、反応混合物は酢酸エチル/水による抽出により集成され、有機相は、NaSOで乾燥され、真空中で溶媒から除去され、60.3g(99%)の無色固形物が得られる。
【0082】
c)1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレン
【化10】

【0083】
34.12g(76ミリモル)の2-[4-(1-ヒドロキシ-1-メチルエチル)-2,5-ジナフト-1-イルフェニル]プロパン-2-オルが、まず、600mlのトルエン中に導入され、1mlの濃硫酸が添加され、混合物は、水の蒸発が終了するまで、水分離機上で沸点で加熱される。RTまで冷却後、沈殿した反応生成物(H-NMRによると2個の5員環のみ)は、吸引ろ過され、NMPから再結晶化され、>99.5%の純度で、32g(78%)の収率の黄色様の粉末が得られる。
【0084】
d)3,8-ジブロモ-1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレン
【化11】

【0085】
17.5g(43ミリモル)の1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレンが、まず、500mlのジクロロメタン中に遮光下導入され、5℃まで冷却され、40mlのジクロロメタン中の4.7ml(86ミリモル)の臭素が15分間にわたり滴下され、混合物は、5℃で6時間攪拌される。反応は、反応分取分のHPLC分析により監視される。変換が完了すると、反応は20mlのEtOHの添加により終了され、生成物は、吸引ろ過され、EtOHで何度も洗浄され、引き続きNMPから2度再結晶化され、21.3g(88%)の収率の薄黄色の固形物が得られ、HPLC分析により>99.8%の純度を有する。
【0086】
e)3,8-ビス(N,N-ジフェニルアミノ)-1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレン
【化12】

【0087】
40g(70ミリモル)の3,8-ジブロモ-1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレンと31g(184ミリモル)のジフェニルアミンが、750mlの無水トルエン中に懸濁され、600mg(3ミリモル)のトリ-tert-ブチルホスフィンと340mg(1.5ミリモル)のPd(OAc)と20g(211ミリモル)のNaOBuが、引き続き添加され、反応混合物は、4時間沸点で加熱される。反応が完了すると、400mlの水が添加され、固形物は、吸引ろ過され、EtOHで洗浄され、乾燥される。NMPからの4度の再結晶化、沸騰エタノールによる1度の洗浄と引き続く2度の昇華(340℃、2×10−5mbar)により、HPLC分析により測定される>99.9%の純度を有する、41.7g(80%)の薄黄色の固形物が得られる。
【0088】
以下の化合物は、上記プロセスに類似して調製される(純度>99.9%で昇華後の収率)(例2〜9)。
【化13】

【0089】
例10:3,8-ビス(4-トリフェニルアミノ)-1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレン
【化14】

【0090】
69g(122ミリモル)の3,8-ジブロモ-1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレン(例1dから)と115g(365ミリモル)のトリフェニルアミン-4-ボロン酸エステルと109g(512ミリモル)の燐酸三カリウムが、450mlのトルエン、150mlのジオキサンと600mlの水の混合物中に懸濁され、混合物は窒素で飽和され、4.4g(14.6ミリモル)のトリス-o-トリルホスフィンと引き続き0.5g(2.4ミリモル)の酢酸パラジウムが添加され、混合物は、12時間沸点で加熱される。500mlのEtOHの添加後、沈殿物は、吸引ろ過され、乾燥され、NMPから4度再結晶化される。沸騰EtOHによる洗浄と2度の昇華(370℃、2×10−5mbar)は>99.9%の純度(HPLC)を有する、70g(78ミリモル)のジアミンを与える。
【0091】
以下の化合物は、上記プロセスに類似して調製される(純度>99.9%で昇華後の収率)(例11〜13)。
【化15】

【0092】
例14: 1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラ-(4-tert-ブチルフェニル)-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレンの合成
a){4-[ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヒドロキシメチル]-2,5-ジナフト-1-イルフェニル}ビス(4-tert-ブチルフェニル)メタノール
【化16】

【0093】
42.5g(200ミリモル)のtert-ブチルブロモベンゼンが、まず、200mlの無水THF中に導入され、混合物は、−75℃まで冷却され、100ml(200ミリモル)のn-BuLi(シクロヘキサン中2M)が、−75℃で30分間にわたって滴下され、混合物は、−75℃で更に2時間攪拌される。(例1aのとおり調製された)21.3g(45ミリモル)のジエチル2,5-ジナフト-1-イルテレフタレートが、160mlの無水THF中に溶解され、溶液は、−75℃で30分間にわたって滴下され、混合物は、−75℃で1時間攪拌され、RTまで暖められた後、20mlの50%の酢酸が滴下される。反応混合物は酢酸エチルと水による抽出により集成され、有機相は、NaSOで乾燥され、溶媒は、真空中で除去され、H-NMR分光分析法により測定される純度>99%を有する無色固形物としてのジオール(40.5g、98%)が得られる。
【0094】
b)1,2,6,7-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラ-(4-tert-ブチルフェニル)-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレン
【化17】

【0095】
41.4g(45ミリモル)の{4-[ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヒドロキシメチル]-2,5-ジナフト-1-イルフェニル}ビス(4-tert-ブチルフェニル)メタノールが、500mlの濃酢酸中に懸濁され、2mlの濃塩酸が添加され、混合物は、4時間沸点で加熱される。粗生成物は、ろ過され、H-NMR分析によると、2個の5員環を得るために結合した生成物と2個の6員環を得るために結合した生成物との混合物(約3:1)から成る。分離と純化がジクロロベンゼンからの7度の再結晶化により実行される。トルエンの2度の添加と蒸留による除去、沸騰n-ヘプタンによる洗浄と最後の2度の昇華(400℃、2×10−5mbar)により、無色の固形物(16.7g、42%)の形の生成物が得られる。
【0096】
例14による化合物は、例1及び10と類似に更に官能化することができる。
【0097】
例15:2,7-ビス(N,N-ジフェニルアミノ)-3,4,8,9-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレンの合成
a)2,7-ビス(N,N-ジフェニルアミノ)-3,4,8,9-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレン
【化18】

【0098】
化合物は、1-ナフタレンボロン酸に代えて、2-ナフタレンボロン酸から出発して、例1と類似に調製され、クロロベンゼンからの4度の再結晶化と最後の昇華(T=350℃、p=2×10−5mbar)により純化される。アミノ化収率は、純度>99.9%(HPLC)で66%である。
【0099】
以下の化合物は、上記プロセスに類似して調製される(純度>99.9%で昇華後の収率)(例16〜23)。
【化19】

【0100】
例24:2,7-ビス(4-トリフェニルアミノ)-3,4,8,9-ジベンゾ-6,6,12,12-テトラメチル-6,12-ジヒドロインデノ[1,2-b]フルオレンの合成
【化20】

【0101】
化合物は、1-ナフタレンボロン酸に代えて、2-ナフタレンボロン酸から出発して、例10と類似に調製され、NMPからの4度の再結晶化と引き続く昇華(T=390℃、p=2×10−5mbar)により純化される。鈴木反応の収率は、純度>99.9%(HPLC)で77%である。
【0102】
以下の化合物は、上記プロセスに類似して調製される(純度>99.9%で昇華後の収率)(例25〜27)。
【化21】

【0103】
例28:OLEDの製造
OLEDが、WO 04/058911に記載される一般的プロセスにより製造されるが、これは、特別な状況(例えば、最適な効率と色を達成するための層の厚さの変化)に対する個々の場合において適合される。
【0104】
種々のOLEDの結果が、以下の例29〜47に示される。構造化されたITO(インジウム錫酸化物)で被覆された硝子板が、基板を形成する。改善された加工のために、PEDOT(水からスピンコート、H.C.Stack,Goslar独から購入。ポリ(3,4-エチレンジオキシ-2,5-チオフェン))が、基板に直接適用される。OLEDは、常に以下の層配列から成る。基板/20nmのPEDOT/20nmの正孔注入層(HIL1)/20nmの正孔輸送層(HTM1)/30nmの発光層(EML)/20nmの電子輸送層(ETM)及び最後に陰極。PEDOTとは別の材料が、真空室で熱蒸着される。EMLは、共蒸発によりホストと前混合されるマトリックス材料(ホスト、Hと略される)とドーパント(ゲスト或いはドーパント、Dと略される)から常に成る。陰極は、1nmの薄いLiF層と頂上に堆積された150nmのAl層により形成される。表1は、使用された材料の構造を示す。
【0105】
表1:使用された材料の構造
【表1】

【0106】
ETM-1は、ここで、先行技術にしたがう電子輸送材料である。ETM-2は、本発明による電子輸送材料である。H1、H2及びH3は、先行技術にしたがうホスト材料である。H4は、本発明によるホスト材料である。D1は、先行技術にしたがうドーパント材料である。D2、D3、D4、D5、D6及びD7は、本発明によるドーパント材料である。
【0107】
これらのOLEDは、標準方法により特性決定される。この目的のために、エレクトロルミネセンススペクトル、効率(cd/Aで測定)、電流/電圧/輝度密度特性線(IUL特性線)から計算した、輝度の関数としてのパワー効率(Im/Wで測定)及び寿命が測定される。寿命は、初期輝度2000cd/mが半分に低下した時間として定義される。
【0108】
表2は、いくつかのOLEDのための層構造(例29〜47)とその結果を示す。
【0109】
表1:OLEDの層構造と結果
【表2】

【0110】
a)先行技術にしたがう比較実験
表2の結果から見て取れるように、本発明によるOLEDは、先行技術にしたがうOLED(例29)より、より長い寿命を有する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)乃至式(4)の化合物。
【化1】

(ここで、使用される記号と添字は、以下が適用される:
Yは、出現毎に同一であるか異なり、CR若しくはNであり、
Zは、ブリッジXが基Zに結合するならばCと等しく、ブリッジXが基Zに結合しないならばYと等しく、
Xは、出現毎に同一であるか異なり、B(R)、C(R、Si(R、C=O、C=NR、C=C(R、O、S、S=O、SO、N(R)、P(R)及びP(=O)Rより選択される2価のブリッジであり、
は、出現毎に同一であるか異なり、H、F、Cl、Br、I、N(Ar)、C(=O)Ar、P(=O)Ar、S(=O)Ar、S(=O)Ar、CR=CRAr、CN、NO、Si(R、B(OR、OSO、又は1〜40個のC原子を有する直鎖アルキル、アルコキシ若しくはチオアルコキシ基、又は3〜40個のC原子を有する分岐或いは環状アルキル、アルコキシ若しくはチオアルコキシ基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよく、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=S、C=Se、C=NR、P(=O)(R)、SO、SO、NR、O、S若しくはCONRで置き代えられていてもよく、また、1以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CN若しくはNOで置き代えられていてもよい)、又は各場合に1以上の基Rにより置換されていてもよい5〜40個の芳香族環原子を有する芳香族若しくは複素環式芳香族環構造、又は1以上の基R基により置換されていてもよい5〜40個の芳香族環原子を有するアリールオキシ若しくはヘテロアリールオキシ基、又は、これらの構造の組み合わせであり;ここで、2以上の隣接する置換基Rは、互いにモノ或いはポリ環状、脂肪族若しくは芳香族環構造を形成するものであってもよく;
Arは、出現毎に同一であるか異なり、1以上の非芳香族基Rにより置換されていてもよい、5〜30個の芳香族環原子を有する芳香族若しくは複素環式芳香族環構造であり、ここで、同一の窒素若しくは燐原子上の2個の基Arは、単結合若しくはブリッジXにより互いに連結してもよく、
は、出現毎に同一であるか異なり、H又は1〜20個のC原子を有する脂肪族、芳香族及び/又は複素環式芳香族炭化水素基であって、加えて、H原子はFで置き換えられてもよく;ここで、2以上の隣接する置換基Rは、互いにモノ或いはポリ環状、脂肪族若しくは芳香族環構造を形成するものであってもよく;
a、b、c、dは、出現毎に同一であるか異なり、0若しくは1であるが、但し、a+b=1若しくは2及びc+d=1若しくは2であり、ここで、a=0及びb=0及びc=0及びd=0は、各場合に、対応するブリッジXが存在しないことを意味し、
次の化合物を除く。
【化2】


【請求項2】
添字a、b、c及びdに対して、a+b=1でc+d=1であることを特徴とする、請求項1記載の化合物。
【請求項3】
式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)若しくは(16)の化合物から選択される、請求項1又は2記載の化合物。
【化3】

(ここで、記号XとYは、請求項1に記載されるのと同じ意味を有する。)
【請求項4】
記号Yが、合計0、1、2、3若しくは4度、窒素を表わし、その他の記号Yは、CRを表わすことを特徴とする、請求項1乃至3何れか1項記載の化合物。
【請求項5】
式(5a)、(6a)、(7a)、(8a)、(9a)、(10a)及び(11a)の化合物から選択される、請求項1乃至4何れか1項記載の化合物。
【化4】

(ここで、記号XとRは、請求項1に記載されるのと同じ意味を有する。)
【請求項6】
記号Rは、出現毎に同一であるか異なり、H、F、Br、C(=O)Ar、P(=O)Ar、CR=CRAr、又は1〜5個のC原子を有する直鎖アルキル基、又は3〜5個のC原子を有する分岐アルキル基(1以上の隣接しないCH基は、-RC=CR-、-C≡C-若しくはOで置き代えられていてもよく、また、1以上のH原子は、Fで置き代えられていてもよい)、又は6〜16個のC原子を有するアリール基、又は2〜16個のC原子を有するヘテロアリール基、又はスピロビフルオレン基(夫々、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)、又は、2若しくは3個のこれらの構造の組み合わせであることを特徴とし、及び/又は、少なくとも一つの記号Rは、式(17)若しくは(18)の基N(Ar)を表わすことを特徴とする、請求項1乃至5何れか1項記載の化合物。
【化5】

(ここで、記号Rは、請求項1に記載されるのと同じ意味を有し、更に、
Eは、単結合、O、S、N(R)若しくはC(Rであり、
Arは、出現毎に同一であるか異なり、5〜20個の芳香族環原子を有するアリール若しくはヘテロアリール基、又は15〜30個の芳香族環原子を有するトリアリールアミン基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)、好ましくは、6〜14個の芳香族環原子を有するアリール若しくはヘテロアリール基、又は18〜22個の芳香族環原子を有するトリアリールアミン基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)であり
pは、出現毎に同一であるか異なり、0若しくは1である。)
【請求項7】
記号Xは、出現毎に同一であるか異なり、C(R、C=O、C=NR、O、S、S=O、SO、N(R)、P(R)及びP(=O)Rから選択される二価のブリッジであることを特徴とする、請求項1乃至6何れか1項記載の化合物。
【請求項8】
ブリッジXに結合する基Rは、同一であるか異なり、H、又は1〜5個のC原子を有する直鎖アルキル基、又は3〜5個のC原子を有する分岐アルキル基(1以上の隣接しないCH基は、-RC=CR-、-C≡C-若しくはOで置き代えられていてもよく、また、1以上のH原子は、Fで置き代えられていてもよい)、又は6〜16個のC原子を有するアリール基、又は2〜16個C原子を有するヘテロアリール基(夫々は、1以上の基Rにより置換されていてもよい。)、又は、2若しくは3個のこれらの構造の組み合わせであり、ここで、同じブリッジに結合する2個の基Rは、互いに環構造を形成してもよいことを特徴とする、請求項1乃至7何れか1項記載の化合物。
【請求項9】
1以上の基Rが、ポリマー、オリゴマー若しくはデンドリマーへの結合を表わすことを特徴とする、請求項1乃至8何れか1項記載の1以上の化合物を含むポリマー、オリゴマー若しくはデンドリマー。
【請求項10】
a)官能化されたナフタレンの四官能化されたベンゼン誘導体へのカップリング、
b)酸触媒による環閉鎖及び
c)臭素化と、引き続くハートビッヒ-ブッフバルト(Hartwig-Buchwald)カップリンングによる芳香族アミン又は鈴木カップリンングによるアリールボロン酸若しくはアリールボロン酸誘導体による、工程a)及び工程b)により得られた親構造の官能化
の工程を含む、請求項1乃至8何れか1項記載の化合物の調製方法。
【請求項11】
請求項1乃至9何れか1項記載の化合物の有機電子素子での使用。
【請求項12】
陽極、陰極及び請求項1乃至9何れか1項記載の少なくとも1つの化合物を含む少なくとも1つの有機層を含む有機電子素子。
【請求項13】
有機エレクトロルミネセンス素子(OLED、PLED)、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)、有機集積回路(O-IC)、有機太陽電池(O-SC)、有機電場消光素子(O-FQD)、発光電子化学電池(LEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)及び有機光受容器から選択される請求項12記載の有機電子素子。
【請求項14】
陽極、陰極、1以上の発光層及び場合によっては、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及び/又は電荷生成層から選択される更なる層を含むことを特徴とする、請求項13記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項15】
1以上の置換基Rが、単純或いは縮合アリール若しくヘテロアリール基から選択され、請求項1乃至8何れか1項記載の化合物が、蛍光ドーパントのためのホストとして使用することを特徴とする、及び/又は、1以上の置換基R及び/又はブリッジXが、少なくとも一つの基、C=O、P(=O)及び/又はSOを含み、請求項1乃至8何れか1項記載の化合物が、燐光ドーパントのためのマトリックスとして使用すること特徴とする、及び/又は、1以上の置換基Rが、少なくとも一つのビニルアリール単位、少なくとも一つのビニルアリールアミン単位及び/又は少なくとも一つのアリールアミノ単位を含み、請求項1乃至8何れか1項記載の化合物が、発光材料として使用することを特徴とする、及び/又は、1以上の置換基Rが、N(Ar)を表わし、請求項1乃至8何れか1項記載の化合物が、随意に電子受容体化合物でドープされてもよく、それが、正孔輸送材料若しくは正孔注入材料として、好ましくは、正孔輸送若しくは正孔注入層に使用されることを特徴とする、及び/又は、1以上の置換基Rが、少なくとも一つの単位C=O、P(=O)及び/又はSOを含み、請求項1乃至8何れか1項記載の化合物が、場合によっては、電子供与性化合物でドープされてもよく、電子輸送材料として使用されることを特徴とする、請求項14記載の有機エレクトロルミネセンス素子。

【公表番号】特表2009−538839(P2009−538839A)
【公表日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−512440(P2009−512440)
【出願日】平成19年5月3日(2007.5.3)
【国際出願番号】PCT/EP2007/003886
【国際公開番号】WO2007/140847
【国際公開日】平成19年12月13日(2007.12.13)
【出願人】(597035528)メルク パテント ゲーエムベーハー (209)
【Fターム(参考)】