説明

電子デバイス用化合物

本発明は、式(1)の化合物に、電子デバイスにおけるその使用に、および電子デバイス、特に本発明の化合物を特に発光層中の青色発光物質として含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
【化1】


【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【0001】
本発明は、新規な有機化合物および電子デバイスにおけるその使用を記述する。
【0002】
有機エレクトロルミネッセンスデバイスの一般的な構造は、例えば、US4539507、US5151629、EP0676461およびWO98/27136に記載されている。しかしながら、これらデバイスは、なお、問題を示し、それについての改善の必要性が存在する:
1.効率の改善の必要性が、特に蛍光OLEDの場合に、なお存在する。このことは、特に暗青色発光OLEDに当てはまる。
【0003】
2.動作寿命のさらなる改善が、特に青色発光の場合に、なお望ましい。
3.動作電圧が、特に蛍光発光OLEDの場合に、非常に高い。従って、パワー効率を改善するためにここでの改善の必要性がなお存在する。このことは、モバイル用途について非常に重要である。
【0004】
4.先行技術による多くの青色発光物質は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属(例えば、Li、Na、K、RbまたはCs)、その無機塩(例えば、LiFまたはCs2CO3)またはその有機塩(例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムもしくはセシウムキノリナート)のようなドナーと混合され、かくしてデバイス中に過剰の電子を生み出すところの、頻繁に使用されている電子注入物質および輸送物質、例えば、ヒドロキシキノリナート/金属錯体(例えば、Alq、Beq)、ベンズイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体(例えば、BCP)もしくはアントラセン誘導体との相溶性がない。この非相溶性は、不適切なデバイス寿命をもたらすだけである。これらの問題は、特に、使用する青色発光物質が縮合芳香族化合物のジアリールアミノ誘導体である場合に、しばしば生じる。しかしながら、このタイプのエミッタは、最も頻繁でこれまで最良の青色エミッタである。従って、ここでは、さらなる改善が望ましい。
【0005】
青色蛍光発光エミッタについての最も近い先行技術は、WO07/140847によるジベンゾインデノフルオレン誘導体、およびWO08/006449によるモノベンゾインデノフルオレン誘導体である。これらの基礎構造から効率的な青色エミッタを得るために、1つまたは2つのジアリールアミノ基の導入が必要である。良好な青色発光OLEDは、これら化合物を用いて既に達成されている。しかしながら、ここでも、効率に関し、さらなる改善が望ましい。また、これらジアリールアミノ置換化合物は、非ドープの電子輸送層との組合せで非常に良好な寿命を呈するが、これら化合物を上記のようなドープされた電子輸送層と組み合わせて用いると、寿命はなお不適切である。従って、特に、デバイス中に過剰の電子をもたらすドープされた電子輸送層との組合せにおいて、寿命に関するさらなる改善も必要である。
【0006】
意外にも、3つのアリール基もしくはヘテロアリール基が2つのインデノブリッジもしくは対応するヘテロブリッジにより橋掛けされている化合物が、特に該3つの芳香族基もしくはヘテロ芳香族基のπ電子の合計が少なくとも28個であるとき、青色エミッタとして特に良好な特性を示すことが見いだされた。ジアリールアミノ置換基をこれらの化合物に導入する必要はない。その置換されていない化合物は既に非常に効率的な暗青色発光を示すからである。さらに、該化合物は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスでの非常に良好な寿命をもたらす。従って、本発明は、それらの化合物および有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおけるその使用に関する。
【0007】
すなわち、本発明は、式(1)
【化1】

【0008】
(ここで、使用された記号および添え字には以下が適用される:
Ar1、Ar2、Ar3は、出現毎に同一であるか、異なり、1つまたはそれ以上の基R1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アリールもしくはヘテロアリール基であるが、ただし、Ar2は、アントラセン、ナフタセンまたはペンタセンを表すことがなく、
Xは、出現毎に同一であるか、異なり、BR2、C(R22、Si(R22、C=O、C=NR2、C=C(R22、O、S、S=O、SO2、NR2、PR2、P(=O)R2およびP(=S)R2から選ばれる基であり、
1、R2は、出現毎に同一であるか、異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(Ar42、C(=O)Ar4、P(=O)(Ar42、S(=O)Ar4、S(=O)2Ar4、CR2=CR2Ar4、CHO、CR3=C(R32、CN、NO2、Si(R33、B(OR32、B(R32、B(N(R322、OSO23、1〜40個のC原子を有する直鎖のアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基もしくは2〜40個のC原子を有する直鎖のアルケニルもしくはアルキニル基もしくは3〜40個のC原子を有する分枝もしくは環式のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基であって、それぞれは、1つまたはそれ以上の基R3により置換されていてもよいものであり(ここで、各場合において、1つまたはそれ以上の非隣接CH2基は、R3C=CR3、C≡C、Si(R32、Ge(R32、Sn(R3)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR3、P(=O)R3、SO、SO2、NR3、O、SまたはCONR3により置き換えられてもよく、そして1つまたはそれ以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNもしくはNO2により置き換えられてもよい)、または各場合において1つまたはそれ以上の基R3により置換されていてもよい、5〜60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、またはこれら系の組合せであり、ここで、2つまたはそれ以上の置換基R1またはR2は、互いに単環もしくは多環の脂肪族もしくは芳香族環を形成していてもよく、
3は、出現毎に同一であるか、異なり、H、Dまたは1〜20個のC原子を有する脂肪族もしくは芳香族炭化水素基であり、
Ar4は、出現毎に同一であるか、異なり、1つまたはそれ以上の非芳香族基R1によって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もしくはヘテロ芳香族環系であり、同じ窒素もしくはリン原子上の2つの基Arは、単結合もしくはブリッジXにより互いに連結していてもよく、
m、nは、0または1であるが、ただし、m+n=1であり、
pは、1、2、3、4、5または6であり、
ここで、Ar1、Ar2およびXは、一緒に、五員環または六員環を形成し、Ar2、Ar3およびXは、一緒に、五員環または六員環を形成するが、ただし、式(1)の化合物におけるすべての記号Xは、五員環中に結合されているか、または式(1)の化合物におけるすべての記号Xは、六員環中に結合されている)の化合物であって、基Ar1、Ar2およびAr3中のすべてのπ電子の合計は、p=1であるとき少なくとも28であり、p=2であるとき少なくとも34であり、p=3であるとき少なくとも40であり、p=4であるとき少なくとも46であり、p=5であるとき少なくとも52であり、p=6であるとき少なくとも58であることを特徴とし、以下の化合物が本発明から除かれ、
【化2】

【0009】
ここで、n=0またはm=0は、対応する基Xが存在せず、その代わりに水素または置換基R1がAr2およびAr3の対応する位置に結合することを意味する化合物に関する。
【0010】
基Ar1、Ar2およびAr3中のすべてのπ電子の合計の決定は、当業者に自明である。すなわち、アリール基(ここで、二重結合は非局在化している)中の各二重結合は、2つのπ電子を表し、例えば、ベンゼンは6個のπ電子を有し、ナフタレンは10個のπ電子を有し、アントラセンおよびフェナントレンは14個のπ電子を有し、ピレンは16個のπ電子を有し、ナフタセン、ベンゾアントラセンおよびクリセンは18個のπ電子を有し、そしてペリレンは20個のπ電子を有することを意味する。アリール基において、π電子の数は、芳香族環構造中のC原子の数に対応する。ヘテロ芳香族化合物において、各二重結合(ここでも、二重結合は非局在化されている)も2個のπ電子に寄与し、ここで、これらの非局在化二重結合は、2つの炭素原子の間、炭素と窒素の間、または2つの窒素原子の間に形成され得る。さらに、五員環ヘテロアリール基において、正式には二重結合として結合していないヘテロ原子(すなわち、例えば、ピロール中の窒素、フラン中の酸素またはチオフェン中の硫黄)も同様に自由電子対を介して全体のπ電子系に2個のπ電子を与える。従って、ピリジン、ピラジン、ピリミジンおよびピリダジンは、それぞれ、6個のπ電子を有し、キノリンおよびイソキノリンは10個のπ電子を有し、フェナントロリンは14個のπ電子を有し、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、チオフェン、チアゾールおよびフランは、それぞれ、6個のπ電子を有し、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチオフェンおよびベンゾフランは、それぞれ、10個のπ電子を有し、カルバゾール、ジベンゾチオフェンおよびジベンゾフランは、それぞれ、14個のπ電子を有する。
【0011】
基Ar1およびAr2としてのフェニルおよびナフタレンの例に関し、Ar1、Ar2およびXからの五員環または六員環の形成が何を意味するのかを以下に示す。
【化3】

【0012】
単純な、非縮合アリールもしくはヘテロアリール基については、例えばフェニルについては、常に五員環を形成することが可能なだけである。縮合アリールもしくはヘテロアリール基については、例えばナフタレンについては、連結に依存して、五員環または六員環の形成が可能である。同じ連結原理が、対応して、他の縮合アリール基または縮合もしくは非縮合ヘテロアリール基に当てはまり得る。かくして、五員環において、アリールもしくはヘテロアリール基Ar1もしくはAr2もしくはAr3の一辺が、それぞれの場合において、Xとともに五員環を形成する。六員環において、縮合アリールもしくはヘテロアリール基Ar1もしくはAr2もしくはAr3の二辺が、さらなるアリールもしくはヘテロアリール基Ar1もしくはAr2もしくはAr3の一辺とともに、かつXとともに六員環を形成する。
【0013】
本発明の好ましい態様において、Ar1、Ar2およびXは五員環を形成し、Ar2、Ar3およびXは五員環を形成する。添え字p=2または3である場合、好ましくは、2つの基Ar2が、また、Xとともに五員環を形成する。
【0014】
本発明の目的にとって、アリール基もしくはヘテロアリール基は、それぞれ共通の芳香族電子系を有する芳香族基もしくはヘテロ芳香族基であり、ここで、アリール基は6〜30個のC原子を含有するものであり、ヘテロアリール基は2〜30個のC原子を含有し、合計で少なくとも5個の芳香族環原子を含有するものであることを意味するものと解される。ヘテロ原子は、好ましくは、N、Oおよび/またはSから選ばれる。本発明の目的にとって、これは、単一のホモもしくはヘテロ環、例えば、ベンゼン、ピリジン、チオフェン等であり得、または少なくとも2つの芳香族もしくはヘテロ芳香族環例えばベンゼン環が互いに縮合し、すなわち互いにアネレーション(anellation)により縮合し、すなわち少なくとも1つの共通の辺を持ち、かくしてまた共通の芳香族系を有する縮合アリールもしくはヘテロアリール基であり得る。このアリールもしくはヘテロアリール基は、置換されていても、あるいは無置換でもよく、存在するいずれの置換基も、同様に、さらなる環構造を形成し得る。かくして、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン等のような系は、本発明の目的にとってアリール基とみなされ、キノリン、アクリジン、ベンゾチオフェン、カルバゾール等は、本発明の目的にとってヘテロアリール基とみなされる一方、例えばビフェニル、フルオレン、スピロビフルオレン等は、そこには分離した芳香族電子系が存在する故に、アリール基ではない。
【0015】
本発明の目的にとって、芳香族環系は、その環系内に6〜60個のC原子を含有する。本発明の目的にとって、ヘテロ芳香族環系は、その環系内に2〜60個のC原子および少なくとも1個のヘテロ原子を有するが、ただし、C原子とヘテロ原子の合計数は、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から選ばれる。本発明の目的にとって、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系は、アリールもしくはヘテロアリール基のみを含む必要はなく、加えて、複数のアリールもしくはヘテロアリール基が例えばC、NまたはO原子のような短い非芳香族単位(H以外の原子の10%未満、好ましくはH以外の原子の5%未満)により介在されていてもよい系を意味するものと解される。かくして、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等のような系は、また、本発明の目的にとって、芳香族環系とみなされる。
【0016】
本発明の目的にとって、個々のH原子またはCH2基が上記基により置換されていてもよいC1〜C40アルキル基は、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、tert−ペンチル、2−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、s−ヘキシル、tert−ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、シクロヘキシル、2−メチルペンチル、n−ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、4−ヘプチル、シクロヘプチル、1−メチルシクロヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、シクロオクチル、1−ビシクロ[2.2.2]オクチル、2−ビシクロ[2.2.2]オクチル、2−(2,6−ジメチル)オクチル、3−(3,7−ジメチル)オクチル、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、ヘプチニル、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を意味するものと解される。C1〜C40アルコキシ基は、特に好ましくは、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシまたは2−メチルブトキシを意味するものと解される。使用に応じて一価もしくは二価であり得、それぞれの場合、上記基R1により置換されてもよく、またいずれかの所望の位置を介して上記芳香族もしくはヘテロ芳香族環系に連結してもよいC2〜C24アリールもしくはヘテロアリール基は、特に、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、フルオランテン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェナントレン、ベンゾフルオランテン、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(pyridimidazole)、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、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。上記アリールおよびヘテロアリール基に加えて、芳香族およびヘテロ芳香族環系は、本発明の目的にとって、特に、ビフェニレン、テルフェニレン、フルオレン、ベンゾフルオレン、ジベンゾフルオレン、スピロビフルオレン、ジヒドロフェナントレン、テトラヒドロピレン、cis−もしくはtrans−インデノフルオレン、cis−もしくはtrans−モノベンゾインデノフルオレン、またはcis−もしくはtrans−ジベンゾインデノフルオレンを意味するものと解される。
【0017】
本発明の好ましい態様において、添え字p=1、2または3であり、特に好ましくは1または2であり、非常に特に好ましくは1である。
【0018】
本発明の好ましい態様において、基Ar1、Ar2およびAr3中のすべてのπ電子の合計は、p=1であるとき、28〜50、特に好ましくは28〜46、非常に特に好ましくは28〜42、殊に28〜36であり、p=2であるとき、34〜56、特に好ましくは34〜52、非常に特に好ましくは34〜48、殊に34〜40であり、p=3であるとき、40〜62、特に好ましくは40〜58、非常に特に好ましくは40〜54、殊に40〜46である。
【0019】
さらに、記号Ar1、Ar2およびAr3が出現毎に同一であるか、異なり、5〜22個の芳香族環原子、特に5〜18個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基を表すところの式(1)の化合物が好ましい。ここで、基Ar1、Ar2およびAr3は、特に好ましくは、互いに独立に、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオランテン、ナフタセン、ベンゾアントラセン、クリセン、ピレン、ベンゾフルオランテン、トリフェニレン、ペリレン、ジベンゾアントラセン、ベンゾピレン、ピセン、ペンタセン、ペンタフェン、ベンゾフェナントレン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、フェナントロリン、アクリジンからなる群の中から選ばれる。記号Ar1、Ar2およびAr3は、特に好ましくは、出現毎に同一であるか、異なり、6〜18個の芳香族環原子を有するアリール基を表し、特に、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオランテン、ナフタセン、ベンゾアントラセン、クリセン、ピレン、ベンゾフルオランテンおよびトリフェニレンから選ばれる。
【0020】
Ar2とともに五員環を形成する特に好ましい基Ar1およびAr3は、以下に示す式(2)〜(85)の基であり、その各々は、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい。記号*は、Ar1またはAr3からAr2への連結の位置を表し、記号#は、Ar1またはAr3からXへの連結の位置を表す。
【化4−1】

【化4−2】

【化4−3】

【化4−4】

【化4−5】

【0021】
同様に、Ar2とともに六員環を形成する上記基Ar1およびAr3が好ましい。六員環の形成は、以下にアントラセン基の例に関し例示するように、ペリ位にある2つの基を介して生じる。
【化5】

【0022】
特に好ましい基Ar2は、下記式(86)〜(110)の基であり、その各々は、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい。記号*は、Ar2からAr1またはAr3への連結の位置を表し、記号#は、Ar2からXへの連結の位置を表す。
【化6−1】

【化6−2】

【0023】
全体的に類似として、ここでは、Ar1またはAr3およびXと六員環を形成する基Ar2も可能である。
【0024】
さらに、基Ar1、Ar2およびAr3のうちの少なくとも1つが少なくとも3つの縮合した環を、すなわち少なくとも14個のπ電子を有する化合物が好ましい。特に好ましくは、基Ar1、Ar2およびAr3のうちの少なくとも1つが少なくとも4つの縮合した環を、すなわち少なくとも16個のπ電子を有する。非常に特に好ましくは、基Ar1、Ar2およびAr3のうちの少なくとも1つが少なくとも4つの縮合した環を、すなわち少なくとも16個のπ電子を有し、他の2つの基Ar1、Ar2もしくはAr3のうちの少なくとも1つが少なくとも2つの縮合した環を、すなわち少なくとも10個のπ電子を有する。
【0025】
Ar1、Ar2およびAr3の好ましい組合せは、表1および表2に示す組合せである。ここで、Ar1、Ar2およびAr3は、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい。
【表1−1】

【表1−2】

【表1−3】

【表1−4】

【0026】
上記単位は、好ましくは、式(2)〜(110)の単位から選ばれる。すなわち、表1中のAr1またはAr3について、ベンゼンは式(2)から選ばれ、ナフタレンは式(3)〜(5)の構造から選ばれ、ピレンは式(16)〜(18)の構造から選ばれ、ナフタセンは式(33)〜(35)の構造から選ばれ、ベンゾアントラセンは式(36)〜(49)の構造から選ばれ、クリセンは、式(50)〜(57)の構造から選ばれ、ベンゾフェナントレンは式(58)〜(65)の構造から選ばれ、フルオランテンは式(19)〜(32)の構造から選ばれ、トリフェニレンは式(66)〜(68)の構造から選ばれる。基Ar2について、ベンゼンは式(96)〜(100)の構造から選ばれ、ナフタレンは式(101)〜(105)の構造から選ばれる。これらの構造は、それぞれ、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい。
【表2−1】

【表2−2】

【表2−3】

【表2−4】

【表2−5】

【0027】
表2中のAr1およびAr3について、ベンゼンは式(2)の基であり、ナフタレンは式(3)〜(5)の構造から選ばれる。基Ar2について、ピレンは式(112)〜(115)の構造から選ばれ、ナフタセンは式(117)〜(120)の構造から選ばれ、トリフェニレンは式(116)の構造から選ばれる。これらの構造は、それぞれ、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい。
【0028】
Ar1、Ar2およびAr3の具体的な特に好ましい組合せは、例えば、以下の表3により示されている。これらの構造についてのブリッジXは、特に好ましくは、C(R22基である。非常に特に好ましくは、両ブリッジXはC(CH32を表すか、あるいは両ブリッジXはC(フェニル)2を表すか、あるいは一方のブリッジXがC(CH32を表し、他方のブリッジXがC(フェニル)2を表す。ここで、基Ar1、Ar2およびAr3は、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよいが、好ましくは置換されていない。
【表3−1】

【表3−2】

【表3−3】

【表3−4】

【表3−5】

【表3−6】

【表3−7】

【表3−8】

【表3−9】

【表3−10】

【表3−11】

【表3−12】

【0029】
さらに、記号p=1またはp=2である式(1)の化合物が好ましい。特に好ましくは、p=1である化合物である。この好ましさは、上に表1、2および3中に示したAr1、Ar2およびAr3の組合せにも当てはまる。
【0030】
さらに、記号Xが、出現毎に同一であるか、異なり、B(R2)、C(R22、Si(R2)2、O、SまたはN(R2)からなる群の中から選ばれ、特に好ましくはC(R22、SまたはN(R2)である式(1)の化合物が好ましい。非常に特に好ましくは、すべての記号Xが、出現毎に同一であるか、異なり、C(R22を表す。ここで、R2は、好ましくは、アルキルまたはアリール基を表す。
【0031】
Ar1、Ar2およびAr3は、特に好ましくは、表1および2に示すように選択され、Xは、同時に、出現毎に同一であるか、異なり、C(R22を表す。ここで、R2は、好ましくは、アルキルまたはアリール基を表す。
【0032】
特に好ましくは、式(111)〜(141)から選ばれる式(1)の化合物であり、ここで芳香族系は、それぞれ、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい。
【化7−1】

【化7−2】

【化7−3】

【化7−4】

【0033】
さらに、置換基としてAr1、Ar2またはAr3に結合してもよい記号R1が出現毎に同一であるか、異なり、H、D、F、Si(R33、1〜10個のC原子を有する直鎖アルキルもしくはアルコキシ基または3〜10個のC原子を有する分枝もしくは環式アルキルもしくはアルコキシ基であって、それぞれは、1つまたはそれ以上の基R3により置換されていてもよく、ここで各場合において1つまたはそれ以上の非隣接CH2基はR3C=CR3またはOにより置き換えられてもよく、ここで1つまたはそれ以上のH原子はFにより置き換えられていてもよいもの、あるいは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、またはこれらの系の組合せからなる群の中から選ばれ、ここで、2つまたはそれ以上の置換基R1はまた、互いに単環もしくは多環の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。置換基R1は、特に好ましくは、H、D、1〜6個のC原子を有する直鎖アルキル基、3〜6個のC原子を有する分枝もしくは環式アルキル基、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から選ばれ、ここで、2つまたはそれ以上の置換基R1はまた、互いに単環もしくは多環の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。置換基R1は、非常に特に好ましくは、H、D、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、シクロペンチルまたはシクロヘキシルから選ばれるアルキル基、特にメチルまたはtert−ブチル、並びに無置換であるかR3で置換されたフェニルもしくはナフチル、フェニルにより置換されていてもよいベンゾイミダゾール、当該ベンゾイミダゾールがフェニルもしくは他の基R3により置換されていてもよいフェニルベンゾイミダゾール、またはフェニルもしくは他の基R3により置換されていてもよいトリアジンから選ばれる芳香族もしくはヘテロ芳香族環系から選ばれる。
【0034】
さらに、基Xに結合する記号R2が出現毎に同一であるか、異なり、H、1〜10個のC原子を有する直鎖アルキル基、3〜10個のC原子を有する分枝もしくは環式アルキル基であって、それぞれの場合、1つまたはそれ以上の非隣接CH2基が−R2C=CR2−または−O−により置き換えられていてもよく、そして、1つまたはそれ以上のH原子がFにより置き換えられてもよいもの、または1つまたはそれ以上の非芳香族基R2により置換されていてもよい、5〜16個の芳香族環原子を有する一価のアリールもしくはヘテロアリール基から選ばれ、同じ基X中に結合する2つの基R2は互いに環構造を形成してもよいところの式(1)の化合物が好ましい。基R2は、特に好ましくは、1〜4個のC原子を有する直鎖アルキル基もしくは3個または4個のC原子を有する分枝もしくは環式アルキル基特にメチル基、またはフェニル基から選ばれ、ここで、2つまたはそれ以上の基R2は互いに環構造を形成してもよい。複数の基R2が互いに環構造を形成する場合、それによりスピロ構造が形成される。これは、基R2がフェニル基を表すか、あるいは2つの基R2が互いに環構造を形成するアルキル基を表す場合に特に、好ましい。
【0035】
式(1)の好ましい化合物の例は、以下に示す構造(1)〜(246)である。
【化8−1】

【化8−2】

【化8−3】

【化8−4】

【化8−5】

【化8−6】

【化8−7】

【化8−8】

【化8−9】

【化8−10】

【化8−11】

【化8−12】

【化8−13】

【化8−14】

【化8−15】

【化8−16】

【化8−17】

【化8−18】

【化8−19】

【化8−20】

【化8−21】

【化8−22】

【化8−23】

【0036】
本発明による化合物は、式(112)の化合物についてのスキーム1に示すように、例えばスズキカップリングおよび環化反応のような当業者に知られた合成工程により調製することができる。この合成は、他のアリール基Ar1、Ar2およびAr3についても全く同様に行うことができる。同様に、まずナフタレンとのカップリングを行い、ついでピレンとのカップリングを行うこともできる。
【化9】

【0037】
この目的のために、芳香族基Ar1のボロン酸誘導体、この場合ピレンボロン酸を、パラジウム触媒を用いて、芳香族基Ar2のブロモクロロビス(カルボキシレート)誘導体、この場合2−ブロモ−5−クロロ−テレフタル酸ジエチルにカップリングさせ、ついで芳香族基Ar3のボロン酸誘導体、この場合1−ナフチルボロン酸のカップリングを行う。これらの選択的カップリング工程は、塩素と臭素の異なる反応性故に成功する。カルボキシレート基は、アルキルもしくはアリール金属化合物、例えばアルキルもしくはアリールリチウム化合物またはアルキルもしくはアリールグリニャール化合物の付加反応により、対応するアルコールに変換される。このアルコールは、酸性条件下で環化され得、そこでは、正確な反応条件が、五員環、六員環もしくは五員環と六員環の混合物が得られるかどうかを決定する。五員環と六員環の混合物が生成する場合、これは、例えば再結晶もしくはクロマトグラフィー法により分離することができる。この反応は、他のアリールボロン酸誘導体および他のクロロブロモジカルボン酸誘導体についても全く同様に可能である。同様に、すでに置換されたアリールを用いることもできる。さらに、3−ブロモ−6−クロロフタル酸エステルの使用は、対応するcis結合した誘導体を合成することを可能にする。同様に、スズキカップリングの代わりに、他のC−C結合反応を用いることもできる。
【0038】
したがって、本発明は、さらに、以下の反応工程:
a)適切な置換基が例えばカルボキシレート基であり得る適切に置換したAr1、Ar2およびAr3のカップリング、および
b)ブリッジXの導入のための上記置換基の環化
を包含する本発明による化合物の製造方法に関する。
【0039】
以下の反応工程:
a)ボロン酸もしくはAr1のボロン酸誘導体の、Ar2のブロモクロロビス(カルボキシレート)誘導体へのカップリング、
b)a)からの反応生成物の、ボロン酸もしくはAr3のボロン酸誘導体へのカップリング、
c)カルボキシレート基のアルコール基への変換、および
d)酸性条件下での環化
を包含する式(1)の化合物の製造方法が好ましい。
【0040】
上記本発明による化合物、特に臭素、ヨウ素、あるいはボロン酸もしくはボロン酸エステルのような反応性離脱基により置換された化合物も、対応する共役、部分共役もしくは非共役ポリマーもしくはオリゴマーの製造のためのモノマーとして、またはデンドリマーのコアとして用いることができる。ここで、重合は、好ましくは、ハロゲン官能基もしくはボロン酸官能基を介して行われる。
【0041】
本発明は、さらに、本発明による1種またはそれ以上の化合物を含むポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーに関し、ここで、1つまたはそれ以上の基R1またはR2は、1の化合物からポリマーもしくはデンドリマーへの結合を表す。これらのポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーは、共役でも、部分共役でも、あるいは非共役でもよい。
【0042】
上記の好ましさは、本発明によるポリマーの繰り返し単位にも当てはまる。
【0043】
これらの化合物は、単独重合されるか、あるいはさらなるモノマーと共重合される。好適であり、そして好ましいモノマーは、フルオレン(例えば、EP842208またはWO00/22026によるもの)、スピロビフルオレン(例えばEP707020、EP894107またはWO06/061181によるもの)、パラ−フェニレン(例えば、WO92/18552によるもの)、カルバゾール(例えば、WO04/070772またはWO04/113468によるもの)、チオフェン(例えば、EP1028136によるもの)、ジヒドロフェナントレン(例えば、WO05/014689によるもの)、cis−およびtrans−インデノフルオレン(例えば、WO04/041901またはWO04/113412によるもの)、ケトン(例えば、WO05/040302によるもの)、フェナントレン(例えば、WO05/104264または未公開出願DE102005037734.3によるもの)あるいはまた複数のこれら単位から選ばれる。これらのポリマーは、通常、さらなる単位、例えば発光(蛍光発光もしくは燐光発光)単位例えばビニルトリアリールアミン(例えば、未公開出願DE102005060473.0によるもの)または燐光発光金属錯体(例えば、WO06/003000によるもの)および/または電荷輸送単位、特にトリアリールアミンに基づくものから選ばれる。
【0044】
本発明による式(1)の化合物およびその対応するポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマーは、電子デバイスにおける、特に有機エレクトロルミネッセンスデバイス(OLED、PLED)における使用に好適である。構造に依存して、化合物は、異なる機能および層に使用される。化合物の正確な使用は、特に、アリール基Ar1、Ar2およびAr3の選定に、および基Xに依存する。
【0045】
従って、本発明は、さらに、本発明による式(1)の化合物またはその対応するポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマーの電子デバイスにおける、特に有機エレクトロルミネッセンスデバイス(OLED)、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)、有機電場消光デバイス(field-quench device)(O−FQD)、発光電気化学電池(LEC)、有機感光体(photoreceptor)もしくは有機レーザーダイオード(O−レーザー)における使用に関する。
【0046】
本発明は、さらに、本発明による式(1)の少なくとも1種の化合物またはその対応するポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマーを含む上記電子デバイス、特にアノードと、カソードと、少なくとも1つの発光層を備え、発光層または他の層であり得る少なくとも1つの有機層が式(1)の少なくとも1種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スデバイスに関する。
【0047】
上記の好ましい態様は、上記電子デバイスにおける使用にも当てはまる。
【0048】
カソード、アノードおよび発光層以外に、有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、さらなる層を含み得る。それらは、例えば、各場合において、1つまたはそれ以上のホール注入層、ホール輸送層、ホールブロック層、電子輸送層、電子注入層、電子ブロック層、エキシトンブロック層、電荷発生層および/または有機もしくは無機のp/n接合から選ばれる。しかしながら、これらの層のそれぞれは、必ず存在しなければならないというものではなく、そして層の選定は、常に、使用する化合物に依存し、特にそれが蛍光発光エレクトロルミネッセンスデバイスであるか燐光発光エレクトロルミネッセンスデバイスであるかに依存する。
【0049】
有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、また、複数の発光層を含み得、ここで、少なくとも1つの有機層は式(1)の少なくとも1種の化合物または対応するオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーを含む。それらの発光層は、特に好ましくは、合計で、380nm〜750nmに複数の発光極大を有し、全体で白色発光をもたらすものであり、すなわち、蛍光発光または燐光発光し得、そして青色および黄色、橙色または赤色光を発する種々の化合物が発光層に用いられる。3層系、すなわち、3つの発光層を有し、それら層の少なくとも1つが式(1)の少なくとも1種の化合物または対応するオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーを含み、上記3つの層が青色、緑色および橙色もしくは赤色発光を示す系(基本構造については、例えば、WO05/011013を参照のこと)並びに4つ以上の発光層を有する系が特に好ましい。広域発光バンドを有し、従って白色発光を示すエミッタも、同様に、白色発光に適している。
【0050】
式(1)の化合物を発光層に用いることが特に好ましい。この場合、該化合物は、発光物質として(発光ドーパント)として、あるいは発光物質のためのホスト物質として使用することができる。式(1)の化合物は、発光物質として特に好ましく適している。
【0051】
式(1)の化合物を発光層中の発光物質として用いる場合、それは、好ましくは、ホスト物質と組み合わせて使用される。ホスト物質は、ホストとドーパントを含む系における成分であって、当該系において最も高い割合で存在する成分を意味するものと解される。1つのホストと複数のドーパントを含む系の場合、ホストは、当該混合物中の割合が最も高い成分を意味するものと解される。
【0052】
発光層の混合物中における式(1)の化合物の割合は、0.1〜50.0体積%、好ましくは0.5〜20.0体積%、特に好ましくは1.0〜10.0体積%である。対応して、ホスト物質の割合は、50.0〜99.9体積%、好ましくは80.0〜99.5体積%、特に好ましくは90.0〜99.0体積%である。
【0053】
この目的のために好適なホスト物質は、種々のクラスの物質からの物質である。好ましいホスト物質は、オリゴアリーレン(例えば、EP676461による2,2’,7,7’−テトラフェニルスピロビフルオレン、またはジナフチルアントラセン)、特に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(例えばEP676461によるDPVBiまたはスピロ−DPVBi)、多脚(polypodal)金属錯体(例えば、WO04/081017によるもの)、ホール伝導性化合物(例えば、WO04/058911によるもの)、電子伝導性化合物、特にケトン、ホスフィン、ホスフィンオキシド、スルホキシド等(例えば、WO05/084081およびWO05/084082によるもの)、アトロプ異性体(例えば、WO06/048268によるもの)、ボロン酸誘導体(例えば、WO06/117052によるもの)またはベンゾアントラセン(例えば、未公開出願DE102007024850.6によるもの)のクラスから選ばれる。特に好ましいホスト物質は、ナフタレン、アントラセン、ベンゾアントラセンおよび/またはピレンを含有するオリゴアリーレン、またはこれら化合物のアトロプ異性体、ケトン、ホスフィンオキシドおよびスルホキシドのクラスから選ばれる。非常に特に好ましいホスト物質は、アントラセン、ベンゾアントラセンおよび/またはピレンを含有するオリゴアリーレン、またはこれら化合物のアトロプ異性体のクラスから選ばれる。本発明の目的にとって、オリゴアリーレンは、少なくとも3つのアリールもしく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ものと解される。
【0054】
好ましいホスト物質は、特に、式(138)の化合物から選ばれる。
【0055】
Ar4−(Ar5)p−Ar6 式(138)
(ここで、Ar4、Ar5、Ar6は出現毎に同一であるか、異なり、1つまたはそれ以上の基R1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アリールもしくはヘテロアリール基であり、R1およびpは、上記と同じ意味を有し、Ar4、Ar5およびAr6中のπ電子の合計は、p=1であるとき少なくとも30であり、p=2であるとき少なくとも36であり、p=3であるとき少なくとも42である)。
【0056】
式(138)のホスト物質中の基Ar5は、特に好ましくは、1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよいアントラセンを表し、そして基Ar4およびAr6は、9−位および10−位に結合している。非常に特に好ましくは、基Ar4および/またはAr6のうちの少なくとも1つは、それぞれ1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい、1−および2−ナフチル、2−、3−および9−フェナントレニル並びに2−、3−、4−、5−、6−および7−ベンゾアントラセニルから選ばれる縮合アリール基である。
【0057】
さらに、式(1)の化合物を、特に蛍光発光ドーパントのための、ホスト物質として用いることが好ましい。
【0058】
好適な蛍光発光エミッタは、例えば、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、テトラスチリルアミン、スチリルホスフィン、スチリルエーテルおよびアリールアミンのクラスから選ばれる。モノスチリルアミンは、1つのスチリル基と、好ましくは芳香族である少なくとも1つのアミンを含有する化合物を意味するものと解される。ジスチリルアミンは、2つのスチリル基と、好ましくは芳香族である少なくとも1つのアミンを含有する化合物を意味するものと解される。トリスチリルアミンは、3つのスチリル基と、好ましくは芳香族である少なくとも1つのアミンを含有する化合物を意味するものと解される。テトラスチリルアミンは、4つのスチリル基と、好ましくは芳香族である少なくとも1つのアミンを含有する化合物を意味するものと解される。スチリル基は、特に好ましくはスチルベンであり、これはさらに置換されていてもよい。対応するホスフィンおよびエーテルは、上記アミンと類似的に定義される。本発明の目的にとって、アリールアミンもしくは芳香族アミンは、窒素に直接結合した3個の置換もしくは無置換芳香族もしく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解される。その好ましい例は、芳香族アントラセンアミン、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、1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−位もしくは2−位において、直接結合した化合物を意味するものと解される。芳香族ピレンアミン、ピレンジアミン、クリセンアミンおよびクリセンジアミンはこれと類似的に定義され、ここで、ジアリールアミノ基は、好ましくは、ピレンに1−位もしくは1,6−位において結合する。さらなる好ましいドーパントは、インデノフルオレンアミン、またはインデノフルオレンジアミン、例えば、WO06/122630によるもの、ベンゾインデノフルオレンアミンまたはベンゾインデノフルオレンジアミン、例えばWO08/006449によるもの、およびジベンゾインデノフルオレンアミンまたはジベンゾインデノフルオレンジアミン、例えばWO07/140847によるものから選ばれる。スチリルアミンのクラスからのドーパントは、置換もしくは無置換のトリスチルベンアミンまたはWO06/000388、WO06/058737、WO06/000389、WO07/065549およびWO07/115610に記載されているドーパントである。
【0059】
置換パターンに依存して、式(1)の化合物は、他の層にも使用することができる。
【0060】
式(1)の化合物のさらなる可能な使用は、ホール輸送層もしくはホール注入層中のホール輸送物質もしくはホール注入物質としての使用である。この使用は、1つまたはそれ以上のブリッジXがSまたはNR2を表す場合に特に好適である。
【0061】
式(1)の化合物のさらなる可能な使用は、電子輸送層中の電子輸送物質としての使用である。この目的に特に好適なものは、少なくとも1種の電子不足ヘテロ芳香族基により置換された式(1)の化合物である。電子不足ヘテロ芳香族基は少なくとも1つの窒素原子を有する六員ヘテロ芳香族基および対応する縮合系、例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリンもしくはフェナントロリン、または少なくとも1つの窒素原子と、N、OおよびSから選ばれるさらなるヘテロ原子を有する五員へテロ芳香族基および対応する縮合系、例えばピラゾール、イミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾールまたはベンゾイミダゾールである。さらに、好適な電子輸送物質は、Ar1、Ar2および/またはAr3が電子不足ヘテロ環を表すところの化合物である。式(1)の化合物を電子輸送物質として用いる場合、ブリッジXは、好ましくは、C(R22を表す。加えて、少なくとも1つのブリッジX、好ましくは両方のブリッジXがC=O、P(=O)R2、SOまたはSO2を表す場合、その化合物は、また、電子輸送物質として好適である。
【0062】
さらに、1つまたはそれ以上の層が昇華法により塗布されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイスが好ましい。ここで、物質は、真空昇華装置内で、10-5mbar未満、好ましくは10-6mbar未満の初期圧力で気相堆積される。しかしながら、初期圧力は、より低い圧力、例えば、10-7mbar未満であることも可能である。
【0063】
同様に、1つまたはそれ以上の層がOVPD(有機気相堆積)法によりまたはキャリヤーガス昇華の補助をもって塗布されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイスが好ましい。ここで、物質は、10-5mbar〜1barの圧力で適用される。この方法の特別な場合は、OVJP(有機気相ジェット印刷)法であり、ここでは物質はノズルを介して適用され、したがって構造化される(例えば、M.S.アーノルドら、Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301)。
【0064】
さらに、1つまたはそれ以上の層が溶液から、例えばスピンコートによるように、またはいずれかの所望の印刷法、例えばスクリーン印刷もしくはオフセット印刷、特に好ましくは、LITI(光誘起サーマルイメージング、熱転写印刷)またはインクジェット印刷により作られていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイスが好ましい。この目的には、式(1)の可溶性化合物が必要である。高い溶解性は、化合物の適切な置換により達成することができる。オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーについては、溶液からの塗布法も特に好ましい。
【0065】
溶液からの適用のために、1種もしくはそれ以上の溶媒中の本発明による化合物の溶液が必要である。したがって、本発明は、さらに、本発明による化合物または対応するオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーの、1種またはそれ以上の溶媒中の溶液に関する。ここで、溶液は、さらなる成分を、例えば本発明による化合物に対するホスト物質を含むことができる。
【0066】
有機エレクトロルミネッセンスデバイス中に使用すると、本発明による化合物は、先行技術に対して以下の驚くべき利点を示す。
【0067】
1.本発明による化合物は、有機エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて発光物質として使用すると、暗青色発光を示し(CIE yは0.10〜0.13の範囲内)、したがって暗青色発光エレクトロルミネッセンスデバイスの製造に非常に好適である。
【0068】
2.基Ar1、Ar2およびAr3の適切な選定は、化合物からの発光の色位置を、本発明による化合物を用いて簡単に設定することを可能にする。すなわち、深青色そしてまた淡青色発光化合物が入手可能であり、ここで色位置は、それぞれの場合、所望の用途について最適化することができる。
【0069】
3.本エレクトロルミネッセンスデバイスは、さらに、非常に優れた効率を示す(EQE>6%)。
【0070】
4.さらに、本発明による化合物を含むエレクトロルミネッセンスデバイスは、寿命に関して有意な改善を示す。
【0071】
5.特に、デバイス中に過剰の電子をもたらすドープされた電子輸送物質の電子注入層および電子輸送層中での使用の際、本発明による化合物は、エミッタとして用いられた場合、ジアリールアミノ基を含有する先行技術によるエミッタと比べて、効率および寿命に関し、有意な改善を示す。このことは本質的な利点である。LiQのベンゾイミダゾール誘導体とのまさにその組み合わせが電子輸送物質として頻繁に使用されるからである。
【0072】
本発明を以下の例により、さらに詳細に説明するが、本発明を限定するものではない。当業者は、創作力を要することなく、開示された範囲を通じて本発明を実施し、かくして本発明によるさらに他の化合物および有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造することができるであろう。
【0073】
例:
以下の合成は、別段の指摘がない限り、保護ガス雰囲気下で行った。出発物質は、アルドリッチ(ALDRICH)またはABCRから購入した。
【0074】
例1:1,1−ジメチルベンゾインデノ−1,1−ジメチルインデノ[a]ピレンの合成
a)2−クロロ−5−ピレン−1−イルテレフタル酸ジエチル
【化10】

【0075】
28.9g(103mmol)のブロモピレンを275mlの乾燥THFに溶解し、その溶液を−75℃に冷却し、同温度で、52ml(104mmol)の、n−ブチルリチウムの2M溶液を滴下する。その黄色懸濁液を−75℃で1時間攪拌し、ついで、17.5ml(155mmol)のホウ酸トリメチルを滴下する。その混合物をRTまで温めた後、34.5g(103mmol)のクロロブロモテレフタル酸ジエチル、22g(206mmol)のNa2CO3、1.2g(1.03mmol)のテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、140mlのH2O、280mlのトルエンおよび140mlのEtOHを添加し、その混合物を沸騰下に2時間加熱する。有機相が分離した後、水で2回洗浄し、Na2SO4上で乾燥し、溶媒を真空中で除去し、残った油状物をヘプタン中での再結晶に供する。2回の再結晶で、純度>98%で無色の固体の形態の生成物(33g、70%)を得、これをそのまま次の反応に用いる。
【0076】
b)2−ナフタレン−1−イル−5−ピレン−1−イルテレフタル酸ジエチル
【化11】

【0077】
43.5g(90mmol)の2−クロロ−5−ピレン−1−イルテレフタル酸ジエチル、21.5g(120mmol)の1−ナフチルボロン酸および58.1gのCs2CO3を、まず、230mlのジオキサンに導入し、その混合物をN2で30分間飽和させる。ついで、2.7mlの、トルエン中のトリ−tert−ブチルホスフィンの1.0M溶液、ついで、300mg(1.3mmol)のPd(OAc)2を添加する。その混合物を沸騰下に4時間加熱し、水およびEtOHで増量し、沈殿を吸引濾別し、水およびEtOHで洗浄し、乾燥する。その固体をジオキサンから3回再結晶させると、1H−NMRによる純度>99%を有する。生成物は、無色固体44.2g(90%)である。
【0078】
以下の化合物(例2b〜10b)を上記方法と類似的に調製する。
【化12−1】

【化12−2】

【化12−3】

【0079】
c)2−[4−(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)−2−ナフタレン−1−イル−5−ピレン−1−イル−フェニル]プロパン−2−オール
【化13】

【0080】
30g(55mol)の2−ナフタレン−1−イル−5−ピレン−1−イルテレフタル酸ジエチルを270mlの乾燥THFに溶解し、110ml(330mmol)の、THF中の3M塩化メチルマグネシウムを5℃で滴下し、その混合物をRTで12時間攪拌する。反応を180mlの25%酢酸の添加により中断した後、その混合物を酢酸エチル/水での抽出により処理し、Na2SO4上で乾燥し、ロータリーエバポレータ中で蒸発に供する。EtOH/トルエンからの再結晶により、26.3g(92%)の無色固体が残り、これは、1H−NMRによる純度>98%を有する。
【0081】
以下の化合物(例2c〜9c)を上記方法と類似的に調製する。例10cにおいて、試薬として、塩化メチルマグネシウムの代わりにフェニルリチウムを用いる。
【化14−1】

【化14−2】

【化14−3】

【0082】
d)1,1−ジメチルベンゾインデノ−1,1−ジメチルインデノ[a]ピレン
【化15】

【0083】
26.3g(50.5mmol)の2−[4−(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)−2−ナフタレン−1−イル−5−ピレン−1−イルフェニル]プロパン−2−オールを750mlのジクロロメタンに溶解し、70gのポリリン酸中のメタンスルホン酸45mlを−20℃で滴下し、その混合物を同温度で1時間攪拌する。反応が完結したら、400mlのEtOHを滴下し、その混合物を沸騰下に1時間加熱し、黄色固体を濾別する。NMPから4回再結晶させ、真空中で2回昇華(p=1×10-5mbar、T=340℃)させて、純度>99.9%を有する黄色粉末を得る(16g、65%)。
【0084】
以下の化合物(例2d〜10d)を上記方法と類似的に調製する。
【化16−1】

【化16−2】

【0085】
例11:1,1−ジメチルベンゾインデノ−1,1−ジメチルインデノ[b]フルオランテンの合成
a)2−クロロ−5−ナフタレン−1−イルテレフタル酸ジエチル
【化17】

【0086】
51g(298mmol)の1−ナフチルボロン酸、100g(298mmol)のクロロブロモテレフタル酸ジエチルおよび144g(626mmol)のリン酸カリウム一水和物を、まず、600mlの蒸留水、400mlのトルエンおよび200mlのジオキサンの混合物に導入し、N2で30分間飽和させる。ついで、5.4g(18mmol)のトリ(o−トリル)ホスフィンおよび669mg(3mmol)の酢酸パラジウム(II)を添加し、その混合物を沸騰下に3時間加熱する。トルエンで希釈した後、有機相を分離し、水で2回洗浄し、Na2SO4上で乾燥し、真空中で蒸発に供する。残った油状物を、薄膜エバポレータ(p=5×10-3mbar、T=130℃)中で蒸留し、黄色油状物の形態で単離し(74g、65%)、これは1H−NMRによる純度>95%を有する。
【0087】
b)2−フルオランテン3−イル−5−ナフタレン−1−イルテレフタル酸ジエチル
【化18】

【0088】
15.4g(40mmol)の2−クロロ−5−ナフタレン−1−イルテレフタル酸ジエチル、14.0g(56mmol)のフルオランテン−3−ボロン酸および17.7gのCs2CO3を、まず、70mlの乾燥ジオキサンに導入し、N2で30分間飽和させる。次に、0.8mlの、トルエン中のトリ−tert−ブチルホスフィンの1.0M溶液、ついで91mg(0.4mmol)のPd(OAc)2を添加する。その混合物を、沸騰下に4時間加熱し、水およびEtOHで増量し、沈殿を吸引濾別し、ヘプタンで洗浄し、乾燥する。その固体をトルエンから再結晶させると、1H−NMRによる純度>95%を有する。生成物は、8.5g(38%)の無色固体である。
【0089】
c)2−[4−(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)−2−フルオランテン−3−イル−5−ナフタレン−1−イルフェニル]プロパン−2−オール
【化19】

【0090】
8.5g(15mol)の2−フルオランテン−3−イル−5−ナフタレン−1−イルテレフタル酸ジエチルを75mlの乾燥THFに溶解し、31ml(93mmol)の、THF中の塩化メチルマグネシウムの3M溶液を5℃で添加し、その混合物をRTで12時間撹拌する。30mlの25%酢酸の添加により反応を中断した後、その混合物を酢酸エチル/水での抽出により処理し、Na2SO4上で乾燥し、ロータリーエバポレータ中で蒸発に供し、8.0g(99%)の粗製生成物を得、これを、さらに精製することなく、次の工程に用いる。
【0091】
d)1,1−ジメチルベンゾインデノ−1,1−ジメチルインデノ[b]フルオランテン
【化20】

【0092】
8.0g(15.4mmol)の2−[4−(1−ヒドロキシ−1−メチルエチル)−2−フルオランテン−3−イル−5−ナフタレン−1−イルフェニル]プロパン−2−オールを250mlのジクロロメタンに溶解し、22gのポリリン酸中のメタンスルホン酸15mlを−20℃で滴下し、その混合物を同温度で1時間撹拌する。反応が完結したら、130mlのEtOHを滴下し、その混合物を沸騰下に1時間加熱し、黄色固体を濾別する。トルエンから2回再結晶させ、真空(p=4×10-6mbar、T=300℃)中で2回昇華させることにより、純度>99.9%を有する黄色粉末を得る(1.9g、25%)。
【0093】
例12:1,1−ジフェニルベンゾインデノ−1,1−ジフェニルインデノ[a]ピレンの合成
【化21】

【0094】
工程c)において塩化メチルマグネシウム溶液の代わりに塩化フェニルマグネシウムを用いて、例1と類似的に合成をおこなう。
【0095】
例13:OLEDの製造
WO04/058911に一般的に記載されている方法で、それぞれの場合に個々の状況に適合(例えば、最適な効率または色を達成するための層厚の変更)させてOLEDを製造する。
【0096】
種々のOLEDについての結果を以下の例14および例31に示す。構造化されたITO(インジウムスズ酸化物)で塗布されたガラス板がOLEDの基板を構成する。OLEDは、以下の層順序からなる:基板/ホール注入層(HIM)/ホール輸送層(HTM1)60nm/ホール輸送層(HTM2)20nm/発光層(EML)30nm/電子輸送層(ETM)20nmおよび最後にカソード。材料は、真空チャンバ中で熱気相堆積させる。ここで、発光層は、常に、マトリックス物質(ホスト)と、共蒸着によりホストと混合されたドーパントからなる。カソードは、1nmの薄さのLiF層およびその上に堆積された100nmのAl層により形成される。表4は、OLEDを構築するために使用された物質の化学構造を示す。
【0097】
これらのOLEDは、標準的な方法により特性決定される。この目的のために、エレクトロルミネッセンススペクトル、効率(cd/Aで測定)、電流−電圧−輝度特性線(IUL特性線)から算出した、輝度の関数としてのパワー効率(lm/Wで測定)および寿命を測定する。寿命は、6000cd/m2(青色発光OLEDについて)もしくは25,000cd/m2(緑色発光OLEDについて)の初期の輝度が半分まで低下するまで時間として定義される。
【0098】
表5および表6は、いくつかのOLED(例14〜31)についての結果を示す。本発明によるホスト物質およびエミッタ物質は、例1d、2d、5dおよび12の化合物である。使用した比較例は、先行技術によるホストH1およびエミッタD1、D2またはD3である。
【0099】
表5および表6における結果から明白なように、先行技術による物質と比べて、本発明による化合物を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、マトリックス材料としての本発明の化合物の使用について有意に長い寿命を有し、ドーパントとしての使用について改善された色座標および有意に長い寿命を有する。
【表4】

【表5】

【表6】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)
【化1】

(ここで、使用された記号および添え字には以下が適用される:
Ar1、Ar2、Ar3は、出現毎に同一であるか、異なり、1つまたはそれ以上の基R1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アリールもしくはヘテロアリール基であるが、ただし、Ar2は、アントラセン、ナフタセンまたはペンタセンを表すことがなく、
Xは、出現毎に同一であるか、異なり、BR2、C(R22、Si(R22、C=O、C=NR2、C=C(R22、O、S、S=O、SO2、NR2、PR2、P(=O)R2およびP(=S)R2から選ばれる基であり、
1、R2は、出現毎に同一であるか、異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(Ar42、C(=O)Ar4、P(=O)(Ar42、S(=O)Ar4、S(=O)2Ar4、CR2=CR2Ar4、CHO、CR3=C(R32、CN、NO2、Si(R33、B(OR32、B(R32、B(N(R322、OSO23、1〜40個のC原子を有する直鎖のアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基もしくは2〜40個のC原子を有する直鎖のアルケニルもしくはアルキニル基もしくは3〜40個のC原子を有する分枝もしくは環式のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基であって、それぞれは、1つまたはそれ以上の基R3により置換されていてもよいものであり(ここで、各場合において、1つまたはそれ以上の非隣接CH2基は、R3C=CR3、C≡C、Si(R32、Ge(R32、Sn(R3)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR3、P(=O)R3、SO、SO2、NR3、O、SまたはCONR3により置き換えられてもよく、そして1つまたはそれ以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNもしくはNO2により置き換えられてもよい)、または各場合において1つまたはそれ以上の基R3により置換されていてもよい、5〜60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、またはこれら系の組合せであり、ここで、2つまたはそれ以上の置換基R1またはR2は、互いに単環もしくは多環の脂肪族もしくは芳香族環を形成していてもよく、
Ar4は、出現毎に同一であるか、異なり、1つまたはそれ以上の非芳香族基R1によって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もしくはヘテロ芳香族環系であり、同じ窒素もしくはリン原子上の2つの基Arは、単結合もしくはブリッジXにより互いに連結していてもよく、
3は、出現毎に同一であるか、異なり、H、または1〜20個のC原子を有する脂肪族もしくは芳香族炭化水素基であり、
m、nは、0または1であるが、ただし、m+n=1であり、
pは、1、2または3であり、
ここで、Ar1、Ar2およびXは、一緒に、五員環または六員環を形成し、Ar2、Ar3およびXは、一緒に、五員環または六員環を形成するが、ただし、式(1)の化合物におけるすべての記号Xは、五員環中に結合されているか、または式(1)の化合物におけるすべての記号Xは、六員環中に結合されている)の化合物であって、基Ar1、Ar2およびAr3中のすべてのπ電子の合計は、p=1であるとき少なくとも28であり、p=2であるとき少なくとも34であり、p=3であるとき少なくとも40であり、p=4であるとき少なくとも46であり、p=5であるとき少なくとも52であり、p=6であるとき少なくとも58であることを特徴とする化合物(ただし、以下の化合物を除く)。
【化2】

【請求項2】
p=1、2または3であり、基Ar1、Ar2およびAr3中のすべてのπ電子の合計は、p=1であるとき、28〜50、好ましくは28〜46、特に好ましくは28〜42、殊に28〜36であり、p=2であるとき、34〜56、好ましくは34〜52、特に好ましくは34〜48、殊に34〜40であり、p=3であるとき、40〜62、好ましくは40〜58、特に好ましくは40〜54、殊に40〜46であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。
【請求項3】
記号Ar1、Ar2およびAr3が出現毎に同一であるか、異なり、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオランテン、ナフタセン、ベンゾアントラセン、クリセン、ピレン、ベンゾフルオランテン、トリフェニレン、ペリレン、ジベンゾアントラセン、ベンゾピレン、ピセン、ペンタセン、ペンタフェン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、フェナントロリン、アクリジンからなる群の中から選ばれる5〜22個の芳香族環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基を表すことを特徴とする請求項1または2に記載の化合物。
【請求項4】
基Ar1およびAr3が、互いに独立に、それぞれ1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい式(2)〜(85)の基から選ばれ、ここで記号*は、Ar1またはAr3からAr2への連結の位置を表し、記号#は、Ar1またはAr3からXへの連結の位置を表すことを特徴とする請求項1〜3の一項またはそれ以上に記載の化合物。
【化3−1】

【化3−2】

【化3−3】

【化3−4】

【化3−5】

【請求項5】
Ar2が、同一であるか、異なり、それぞれ1つまたはそれ以上の基R1により置換されていてもよい式(86)〜(110)の基から選ばれ、ここで記号*は、Ar2からAr1またはAr3への連結の位置を表し、記号#は、Ar2からXへの連結の位置を表すことを特徴とする請求項1〜4の一項またはそれ以上に記載の化合物。
【化4−1】

【化4−2】

【請求項6】
基Ar1、Ar2およびAr3のうちの少なくとも1つが少なくとも4つの縮合環、すなわち少なくとも16個のπ電子を有することを特徴とする請求項1〜5の一項またはそれ以上に記載の化合物。
【請求項7】
記号Xが、出現毎に同一であるか、異なり、BR2、C(R22、Si(R22、O、SまたはNR2からなる群の中から選ばれ、好ましくはC(R22、SまたはNR2あり、特に好ましくはC(R22であることを特徴とする請求項1〜6の一項またはそれ以上に記載の化合物。
【請求項8】
前記化合物が、当該芳香族系がそれぞれ1つまたはそれ以上の基R1で置換されていてもよい式(111)〜(141)から選ばれることを特徴とする請求項1〜7の一項またはそれ以上に記載の化合物。
【化5−1】

【化5−2】

【化5−3】

【化5−4】

【化5−5】

【請求項9】
記号R1が、出現毎に同一であるか、異なり、H、D、F、Si(R33、1〜10個のC原子を有する直鎖のアルキルもしくはアルコキシ基または3〜10個のC原子を有する分枝もしくは環式のアルキルもしくはアルコキシ基であって、それぞれは、1つまたはそれ以上の基R3により置換されていてもよく、そして各場合において1つまたはそれ以上の非隣接CH2基はR3C=CR3またはOにより置き換えられてもよく、そして1つまたはそれ以上のH原子はFにより置き換えられていてもよいもの、もしくは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、またはこれらの系の組合せから選ばれ、ここで、2つまたはそれ以上の置換基R1はまた、互いに単環もしくは多環の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよいことを特徴とする請求項1〜8の一項またはそれ以上に記載の化合物。
【請求項10】
記号R2が、出現毎に同一であるか、異なり、H、1〜10個のC原子を有する直鎖アルキル基もしくは3〜10個のC原子を有する分枝もしくは環式アルキル基であって、各場合において1つまたはそれ以上の非隣接CH2基は−R2C=CR2−または−O−により置き換えられてもよく、そして1つまたはそれ以上のH原子はFにより置き換えられていてもよいもの、もしくは1つまたはそれ以上の置換基R2により置換されていてもよい、5〜16個の芳香族環原子を有する一価のアリールもしくはヘテロアリール基から選ばれ、同じ基X中に結合した2つの基R2は、また、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1〜9の一項またはそれ以上に記載の化合物。
【請求項11】
請求項1〜10の一項またはそれ以上に記載の1種またはそれ以上の化合物を含むオリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーであって、基R1および/またはR2の少なくとも1つが、前記オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーへの結合を表すオリゴマー、ポリマーまたはデンドリマー。
【請求項12】
請求項1〜10の一項またはそれ以上に記載の化合物の製造方法であって、以下の反応工程:
a)適切に置換されたAr1、Ar2およびAr3のカップリング(ここで、適切な置換基は、例えばカルボキシレート基であり得る)、および
b)ブリッジXの導入のための前記置換基の環化
を含む方法。
【請求項13】
電子デバイスにおける、特に有機エレクトロルミネッセンスデバイス(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)、有機電場消光デバイス(O−FQD)、発光電気化学電池(LEC)、有機感光体もしくは有機レーザーダイオード(O−レーザー)における請求項1〜11の一項もしくはそれ以上に記載の化合物の使用
【請求項14】
有機電子デバイス、特に有機エレクトロルミネッセンスデバイス(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)、有機電場消光デバイス(O−FQD)、発光電気化学電池(LEC)、有機感光体もしくは有機レーザーダイオード(O−レーザー)から選ばれるものであって、少なくとも1つの有機層が、請求項1〜11の一項またはそれ以上に記載の化合物を含むことを特徴とする有機電子デバイス。
【請求項15】
請求項1〜11の一項またはそれ以上に記載の化合物が、発光層における発光物質としてもしくはホスト物質として、もしくはホール輸送層もしくはホール注入層におけるホール輸送物質もしくはホール注入物質として、または電子輸送層における電子輸送物質として使用されていることを特徴とする請求項14に記載の有機ルミネッセンスデバイス。
【請求項16】
請求項1〜11の一項またはそれ以上に記載の化合物が、ホスト物質と組み合わせて発光層における発光物質として使用され、前記ホスト物質が、オリゴアリーレン、縮合芳香族基を含有するオリゴアリーレン、アントラセン、オリゴアリーレンビニレン、多脚金属錯体、ホール伝導性化合物、電子伝導性化合物、ケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシド、ボロン酸誘導体、ベンゾアントラセンまたは式(138)の化合物から選ばれることを特徴とする請求項14または15に記載の有機ルミネッセンスデバイス。
Ar4−(Ar5)p−Ar6 式(138)
(ここで、Ar4、Ar5、Ar6は、出現毎に同一であるか、異なり、1つまたはそれ以上の基R1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アリールもしくはヘテロアリール基であり、R1およびpは、請求項1において記述したものと同じ意味を有し、ここで、Ar4、Ar5およびAr6中のπ電子の合計は、p=1であるとき少なくとも30であり、p=2であるとき少なくとも36であり、p=3であるとき少なくとも42である)。
【請求項17】
請求項1〜11の一項またはそれ以上に記載の少なくとも1種の化合物および少なくとも1種の溶媒を含む溶液または組成物。

【公表番号】特表2011−529455(P2011−529455A)
【公表日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−520335(P2011−520335)
【出願日】平成21年5月20日(2009.5.20)
【国際出願番号】PCT/EP2009/003602
【国際公開番号】WO2010/012328
【国際公開日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【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)】