ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБАЗОЛА ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНИСЦЕНТНЫХ УСТРОЙСТВ
DERIVATIVES OF CARBAZOLE FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICES

Настоящее изобретение описывает производные карбазола, в частности, для применения в качестве триплетных материалов матрицы в органических электролюминисцентных устройствах. Изобретение также относится к процессу для получения соединений в соответствии с изобретением и к электронным устройствам, которые включают такие соединения.
Структура органических электролюминисцентных устройств (OLED), в которых используются органические полупроводники в качестве функциональных материалов, описывается, например, в US 4539507, US 5151629, ЕР 0676461 и WO 98/27136. Используемые излучающие вещества часто представляют собой органометаллические комплексы, которые демонстрируют фосфоресценцию вместо флуоресценции. Исходя из квантово-механических предпосылок, является возможным четырехкратная эффективность в отношении энергии и мощности при использовании органометаллических соединений в качестве излучателей фосфоресценции. В общем случае все еще существует потребность в улучшении OLED, в частности, также OLED, которые демонстрируют триплетную эмиссию (фосфоресценцию), например, в отношении эффективности, рабочего электрического напряжения и срока службы.
Свойства фосфоресцентных OLED определяются не только используемыми триплетными эмиттерами. В частности, другие используемые материалы, такие как, например, материалы матрицы, также представляют особое значение. Усовершенствование этих материалов может, таким образом, приводить к значительным улучшениям свойств OLED.
В соответствии с уровнем техники используются, среди прочих, индольные производные карбазола (например, в соответствии с WO 2007/063754 или WO 2008/056746) или инденовые производные карбазола (например, в соответствии с WO 2010/136109 или WO 2011/000455), в частности, те, которые являются замещенными электроноакцепторными гетероароматическими соединениями, такими, как триазин, в качестве материалов матрицы для излучателей фосфоресценции. Кроме того, используются производные бисдибензофурана (например, в соответствии с ЕР 2301926), например, в качестве материалов матрицы для излучателей фосфоресценции. Однако все еще существует потребность в усовершенствовании использования таких материалов матрицы, в частности, в отношении эффективности, срока службы и рабочего электрического напряжения такого устройства.
Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении соединения, которое является приемлемым для применения в флуоресцентных или, в частности, в фосфоресцентных OLED, особенно в качестве материала матрицы. В частности, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении материалов матрицы, которые также являются приемлемыми для OLED зеленой и, если это является желательным, также для голубой фосфоресценции, что приводит к хорошей эффективности и, длительному сроку службы и низкому рабочему электрическому напряжению. Свойства материалов матрицы, в частности, имеют огромное влияние на срок службы и эффективность органического электролюминисцентного устройства.
Неожиданно было обнаружено, что электролюминисцентные устройства, которые включают соединения следующей формулы (1), имеют усовершенствования по сравнению с уровнем техники, в частности, при использовании в качестве материалов матрицы для фосфоресцентных легирующих примесей.
Настоящее изобретение, таким образом, относится к соединению следующей формулы(1),
где следующее применяется к используемым символам:
Υ в каждом случае представляет собой, одинаково или различно, CR или Ν;
1
1
1
1
2
X является выбранным из C(R), О, S, PR, P(=O)R или BR;
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
2
2
R, R в каждом случае представляет собой, одинаково или различно, Н, D, F, Cl, Br, I, N(R), N(Ar), C(=O)Ar, P(=O)Ar, S(=O)Ar, S(=O)Ar, CR=CRAr, CN, NO, Si(R), B(OR), OSOR, неразветвленный алкил, группу алкокси или тиоалкокси, содержащую от 1 до 40 С атомов, или разветвленный или циклический алкил, группу алкокси или тиоалкокси, содержащую от 3 до 40 С атомов, каждый из которых может быть замещенным одним или более радикалами R, где одна или более СН групп, которые не являются соседними, могут быть заменены RC=CR, С≡С, Si(R), С=O, C=NR, P(=O)(R), SO, SO, NR, О, S или CONR, и где один или более атомов Η могут быть заменены D, F, Cl, Br, I, CN или ΝO, или ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему, содержащую от 5 до 60 атомов ароматического кольца, которые могут быть в каждом случае замещенными одним или более радикалами R, или группу арилокси или гетероарилокси, содержащую от 5 до 40 атомов ароматического кольца, которые могут быть замещенными одним или более радикалами R, или группу аралкила или гетероаралкила, содержащую от 5 до 40 атомов ароматического кольца, которые могут быть замещенными одним или более радикалами R, или комбинацию этих систем; два или более заместителей R в данном случае, вместе с атомами, с которыми они связаны, или два заместителя R, вместе с атомом, с которым они связаны, могут также образовывать моно- или полициклическую, алифатическую или ароматическую кольцевую систему друг с другом;
3
Ar в каждом случае представляет собой, одинаково или различно, ароматическую или гетероароматическую  кольцевую систему, предпочтительно группу арила или гетероарила, содержащую от 5 до 40 атомов ароматического кольца, которые могут быть замещенными одним или более радикалами R;
2
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
2
2
3
2
2
2
2
2
2
R в каждом случае представляет собой, одинаково или различно, Н, D, F, Cl, Br, I, N(R), N(Ar), С(=O)Ar, Р(=O)Ar, S(=O)Ar, S(=O)Ar, CR=CRAr, CN, NO, Si(R), B(OR), OSOR, неразветвленный алкил, группу алкокси или тиоалкокси, содержащую от 1 до 40 С атомов, или разветвленный или циклический алкил, группу алкокси или тиоалкокси, содержащую от 3 до 40 С атомов, каждый из которых может быть замещенным одним или более радикалами R, где одна или более СН групп, которые не являются соседними, могут быть заменены RC=CR, С≡С, Si(R), С=O, C=NR, P(=O)(R), SO, SO, NR, О, S или CONR, и где один или более атомов Η могут быть заменены D, F, Cl, Br, I, CN или ΝO, или ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему, содержащую от 5 до 60 атомов ароматического кольца, которые могут быть в каждом случае замещенными одним или более радикалами R, или группу арилокси или гетероарилокси, содержащую от 5 до 40 атомов ароматического кольца, которые могут быть замещенными одним или более радикалами R, или группу аралкила или гетероаралкила, содержащую от 5 до 40 атомов ароматического кольца, которые могут быть замещенными одним или более радикалами R, или комбинацию этих систем;
3
R в каждом случае представляет собой, одинаково или различно, Н, D или алифатический углеводородный радикал, содержащий от 1 до 20 С атомов, или группу арила или гетероарила, содержащую от 5 до 40 кольцевых атомов, или комбинацию этих групп;
1
2
3
1
при условии, что, если одна или более групп R, R, R, R, Ar или Ar содержат гетероарильные группы, которые не соответствуют формулам (2), (3) или (4), то таковые не являются электроноакцепторными гетероарильными группами;
которое характеризуются тем, что присутствует, по крайней мере, одна группа R, которая означает, одинаково или различно в каждом случае, группу следующей формулы (2),
2
где пунктирная связь обозначает соединение группы формулы (2), R имеет указанные выше значения, и кроме того:
1
2
Q представляет собой С, если группа формулы (2) является связанной с Ar или с остатком молекулы посредством этой группы; или представляет собой, одинаково или различно в каждом случае, CR или N в других случаях;
2
Ζ представляет собой NR или S;
1
2
Ar представляет собой дивалентную ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему, содержащую от 5 до 40 атомов ароматического кольца, которые могут быть замещенными одним или более радикалами R;
p представляет собой 0 или 1;
1
и/или тем, что, присутствует, по крайней мере, одна группа R, которая означает группу следующей формулы (3) или (4),
2
1
где пунктирная связь обозначает соединение группы формулы (3) или (4), R, Ar, Q и p имеют указанные выше значения, и кроме того:
2
W представляет собой NR, О или S.
Арильная группа в контексте изобретения содержит от 6 до 60 С атомов; а гетероарильная группа в контексте изобретения содержит от 2 до 60 С атомов и, по крайней мере, один гетероатом, при условии, что сумма С атомов и гетероатомов составляет, по крайней мере, 5. Гетероатомы являются предпочтительно выбранными из Ν, О и/или S. Арильная группа или гетероарильная группа в данной заявке означает либо простое ароматическое кольцо, то есть, бензол, или простое гетероароматическое кольцо, например, тиофен, и т.д., или приконденсированную (слитую) группу арила или гетероарила, например, нафтален, антрацен, фенантрен, дибензофуран, и т.д. Ароматические кольца, связанные друг с другом с помощью одинарной связи, такие как, например, бифенил, напротив, не называются группой арила или гетероарила, а вместо этого называются ароматической кольцевой системой.
Ароматическая кольцевая система в контексте данного изобретения содержит от 6 до 80 С атомов в кольцевой системе. Гетероароматическая кольцевая система в контексте изобретения содержит от 2 до 60 С атомов и, по крайней мере, один гетероатом в кольцевой системе, при условии, что сумма атомов С и гетероатомов составляет, по крайней мере, 5. Гетероатомы являются предпочтительно выбранными из N, О и/или S. Ароматическая или гетероароматическая кольцевая система в контексте изобретения является предназначенной для обозначения системы, которая с необходимостью не содержит только группы арила или гетероарила, но вместо этого, в которой, дополнительно множество групп арила или гетероарила может быть связано с помощью неароматической единицы (предпочтительно менее чем10% атомов, отличных от Н), такой как, например, атом С, N или О. Таким образом, например, системы, такие как флуорен, 9,9'-спиробифлуорен, 9,9-диарилфлуорен, триариламин, диариловый этер, стилбен, и т.д., также являются предназначенными для того, чтобы считаться ароматическими кольцевыми системами в контексте изобретения, поскольку представляют собой системы, в которых две или более арильные группы являются соединенными, например, с помощью короткой алкильной группы. Кроме того, ароматические кольца, связанные друг с другом одинарной связью, такие как, например, бифенил, относятся к ароматической кольцевой в контексте заявки.
Электроноакцепторная гетероарильная группа в контексте настоящего изобретения определяется как 5-членная кольцевая гетероарильная группа, содержащая, по крайней мере, два гетероатома, например, имидазол, оксазолоксадиазол, и т.д., или как 6-членная кольцевая гетероарильная группа, содержащая, по крайней мере, один гетероатом, например, пиридин, пиримидин, пиразин, триазин, и т.д. Кроме того, 6-членный кольцевой арил или 6-членные кольцевые гетероарильные группы могут быть конденсированными на этих группах, так как, например, в бензимидазоле или хинолине.
2
2
2
Для целей настоящего изобретения алифатический углеводородный радикал или алкильная группа, или алкенильная, или алкинильная группа, которые могут типично содержать от 1 до 40 или также от 1 до 20 С атомов и в которых, кроме того, индивидуальные атомы H или СН группы могут быть замещенными упомянутыми выше группами, предпочтительно взят для обозначения радикалов метила, этила, н-пропила, и-пропила, н-бутила, и-бутила, втор-бутила, трет-бутила, 2-метилбутила, н-пентила, втор-пентила, циклопентила, н-гексила, циклогексила, н-гептила, циклогептила, н-октила, циклооктила, 2-этилгексила, трифторметила, пентафторэтила, 2,2,2-трифторэтила, этенила, пропенила, бутенила, пентенила, циклопентенила, гексенила, циклогексенила, гептенила, циклогептенила, октенила, циклооктенила, этинила, пропинила, бутинила, пентинила, гексинила, гептенила или октинила. Алкокси группа, содержащая от 1 до 40 С атомов, предпочтительно взята для понимания метокси, трифторметокси, этокси, н-пропокси, и-пропокси, н-бутокси, и-бутокси, втор-бутокси, трет-бутокси, н-пентокси, втор-пентокси, 2-метилбутокси, н-гексокси, циклогексилокси, н-гептокси, циклогептилокси, н-октилокси, циклооктилокси, 2-этилагексилокси, пентафторэтокси или 2,2,2-трифторэтокси. Тиоалкильная группа, содержащая от 1 до 40 С атомов, взята для понимания, в частности, метилтио, этилтио, н-пропилтио, и-пропилтио, н-бутилтио,и-бутилтио, втор-бутилтио, трет-бутилтио, н-пентилтио, втор-пентилтио, н-гексилтио, циклогексилтио, н-гептилтио, циклогептилтио, н-октилтио, циклооктилтио, 2-этилагексилтио, трифторметилтио, пентафторэтилтио, 2,2,2-трифторэтилтио, этенилтио, пропенилтио, бутенилтио, пентенилтио, циклопентенилтио, гексенилтио, циклогексенилтио, гептенилтио, циклогептенилтио, октенилтио, циклооктенилтио, этинилтио, пропинилтио, бутинилтио, пентинилтио, гексинилтио, гептинилтио или октинилтио. В общем случае, группы алкила, алкенила, алкинила, алкокси или тиоалкила в соответствии с настоящим изобретением могут быть неразветвленными, разветвленными или циклическими, где одна или более СН групп, которые не являются соседними, могут быть заменены упомянутыми выше группами; кроме того, один или более H атомов могут также быть заменены D, F, Cl, Br, I, CN или NO, предпочтительно F, Cl или CN, кроме того, предпочтительно F или CN, особенно предпочтительно CN.
Ароматическая или гетероароматическая кольцевая система, содержащая 5-80 атомов ароматического кольца, которые могут быть также в каждом случае замещенными упомянутыми выше радикалами и которые могут быть связаны посредством любого желательного положения на ароматической или гетероароматической группе, взята для того, чтобы обозначать, в частности, группы, которые имеют происхождение от бензола, нафталена, антрацена, бензантрацена, фенантрена, бензофенантрена, пирена, хризена, перилена, флуорантена, нафтацена, пентацена, бензопирена, бифенила, бифенилена, терфенила, трифенилена, флуорена, спиробифлуорена, дигидрофенантрена, дигидропирена, тетрагидропирена, цис- или транс-инденофлуорена, цис- или транс-инденокарбазола, цис- или транс-индолокарбазола, труксена, изотруксена, спиротруксена, спироизотруксена, фурана, бензофурана, изобензофурана, дибензофурана, тиофена, бензотиофена, изобензотиофена, дибензотиофена, пиррола, индола, изоиндола, карбазола, пиридина, хинолина, изохинолина, акридина, фенантридина, бензо-5,6-хинолина, бензо-6,7-хинолина, бензо-7,8-хинолина, фенотриазина, феноксазина, пиразола, индазола, имидазола, бензимидазола, нафтимидазола, фенантримидазола, пиридимидазола, пиразинимидазола, хинолинимидазола, оксазола, бензоксазола, нафтоксазола, антроксазола, фенантроксазола, изоксазола, 1,2-тиазола, 1,3-тиазола, бензотиазола, пиридазина, гексаазатрифенилена, бензопиридазина, пиримидина, бензопиримидина, хинолина, 1,5-диазаантрацена, 2,7-диазапирена, 2,3-диазапирена, 1,6-диазапирена, 1,8-диазапирена, 4,5-диазапирена, 4,5,9,10-тетраазаперилена, пиразина, феназина, феноксазина, фенотриазина, флуорубина, нафтиридина, азакарбазола, бензокарболина фенантролина, 1,2,3-триазола, 1,2,4- триазола, бензотриазола, 1,2,3-оксадиазола, 1,2,4-оксадиазола, 1,2,5-оксадиазола, 1,3,4-оксадиазола, 1,2,3-тиадиазола, 1,2,4-тиадиазола, 1,2,5-тиадиазола, 1,3,4-тиадиазола, 1,3,5- триазина, 1,2,4-триазина, 1,2,3-триазина, тетразола, 1,2,4,5-тетразина, 1,2,3,4-тетразина, 1,2,3,5-тетразина, пурина, птеридина, индолизина и бензотиадиазола или групп, которые имеют происхождение от комбинации этих систем. Каждая из этих групп может быть замещенной упомянутыми выше радикалами.
2
В предпочтительном воплощении изобретения радикал R1, который является связанным с атомом азота, означает ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему, содержащую от 5 до 60 атомов ароматического кольца, предпочтительно, содержащую от 6 до 24 атомов ароматического кольца, которые могут также быть замещенными одним или более радикалами R, или группу в соответствии с упомянутой выше формулой (3) или (4).
1
1
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
В дополнительном предпочтительном воплощении соединения в соответствии с изобретением X означает C(R). В этом случае радикалы R, которые являются связанными с атомом углерода, предпочтительно означают, одинаково или различно в каждом случае, неразветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 10 С атомов или разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую от 3 до 10 С атомов, каждый из которых может быть замещенным одним или более радикалами R, где одна или более групп, которые не являются соседними СН группами, могут быть заменены RC=CR, С≡С, Si(R), С=O, О, S или CONR, и где один или более Η атомов могут быть заменены D, F или CN, или ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему, содержащую от 5 до 60, предпочтительно, содержащую от 5 до 24, атомов ароматического кольца, которые могут быть также замещенными одним или более радикалами R. Два радикала R, которые являются связанными с тем же атомом углерода, могут также образовывать алифатическую или ароматическую кольцевую систему друг с другом.
В дополнительном предпочтительном воплощении изобретения, максимально одна группа Υ на кольцо означает Ν, а оставшиеся группы Υ обозначают, одинаково или различно в каждом случае, CR. Υ особенно предпочтительно обозначает, одинаково или различно в каждом случае, CR.
Предпочтительные воплощения соединений формулы (1), таким образом, представляют собой соединения следующей формулы (5):
где используемые символы имеют указанные выше значения, и, как описывалось выше, присутствует, по крайней мере, одна из групп формул от (2) до (4).
Особенно предпочтительные воплощения структур формулы (5) представляют собой структуры следующей формулы (5а):
где используемые символы имеют указанные выше значения.
Особое предпочтение отдается структурам следующих формул (6), (7) и (8):
и очень предпочтительными являются соединения следующих формул (6а), (7а) и (8а):
где используемые символы имеют указанные выше значения.
Особое предпочтение отдается соединениям следующих формул (6b), (7b) и (8b):
где используемые символы имеют указанные выше значения.
1
Два радикала R, которые в данном случае являются связанными с одним и тем же С атомом в формуле (6) или (6а) или (6b), могут также образовывать алифатическую, ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему, например, флуорен, вместе с атомом углерода, с которым они являются связанными, и таким образом, формируют спиро систему.
Особое предпочтение отдается инденопроизводным карбазола, то есть соединениям формулы (6) или (6а), или (6b).
1
Как описывается выше, соединение в соответствии с изобретением содержит, по крайней мере, одну группу R формулы (2) и/или, по крайней мере, одну группу R формулы (3) или (4).
В дополнительном предпочтительном воплощении изобретения соединение формулы (1) содержит одну, две или три группы одной или более из формул от (2) до (4), особенно предпочтительно одну или две группы одной или более из формул от (2) до (4), очень предпочтительно одну группу одной из формул от (2) до (4).
Если соединение в соответствии с изобретением содержит группу формулы (3) или (4), то эта группа формулы (3) или (4) является предпочтительно связанной с атомом азота соединения, то есть, предпочтительно не с группой X.
Предпочтительные воплощения групп формул от (2) до (4) описваются ниже.
2
1
1
2
2
В предпочтительном воплощении изобретения максимально одна группа Q на кольцо в каждой из групп формул от (2) до (4) означает N и оставшиеся группы Q обозначают, одинаково или различно в каждом случае, CR или С, если группа Ar или оставшаяся часть молекулы является связанной с этой группой. В особенно предпочтительном воплощении изобретения Q означает С, если группа формулы (2) или (3) является связанной с Ar или с остатком молекулы с помощью этой группы, а оставшиеся группы Q обозначают, одинаково или различно, CR, или в формуле (4) все Q означают CR.
Предпочтительные воплощения формул от (2) до (4), таким образом, представляют собой группы следующих формул от (2а) до (4а):
2
1
где пунктирная связь обозначает соединение группы с остальной частью молекулы, а используемые символы и индексы имеют указанные выше значения, и в формулах (2а) и (3а) ни одна из групп R не является связанной в положении, в котором группа Ar или остальная часть молекулы является связанной.
Особенно предпочтительные воплощения формул от (2а) до (4а) представляют собой структуры формул (2b), (2с), (2d), (3b), (3с), (3d) и (4b):
где пунктирная связь обозначает соединение группы с остальной частью молекулы, а используемые символы и индексы имеют указанные выше значения.
2
2
В упомянутых выше структурах Ζ и W предпочтительно означают NR, где R означает ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему в соответствии с упомянутым выше определением, которые могут быть также замещенными упомянутыми выше радикалами.
2
Кроме того, радикалы R, которые являются связанными с упомянутым атомом углерода в упомянутых выше структурах, предпочтительно обозначают Н.
В дополнительном предпочтительном воплощении изобретения индекс p=0.
Особое предпочтение отдается структурам формул (2b), (3b) и (4b).
1
1
2
1
Если присутствует группа Ar, то она предпочтительно означает дивалентную ароматическую или гетероароматическую кольцевую систему, содержащую от 6 до 24 атомов ароматического кольца, которая предпочтительно не содержит конденсированной группы арила или гетероарила, содержащей более, чем два шестичленных кольца, которые непосредственно конденсированы друг с другом. Предпочтительные группы Ar являются выбранными из группы, которая состоит из орто-, мета- или пара-бензола, орто-, мета- или пара-бифенила, терфенила, в частности, орто-, мета- или пара-терфенила, кватерфенила, в частности, орто-, мета- или пара-кватерфенила, флуорена, фурана, бензофурана, дибензофурана, дибензотиофена, пиррола, индола или карбазола. Эти группы могут быть замещенными одним или более радикалами R, но они предпочтительно не являются замещенными. Если Ar означает флуорен, то он предпочтительно является замещенным в 9-положении двумя алкильными группами, каждая из которых содержит от 1 до 10 С атомов.
Упомянутые выше воплощения изобретения могут сочетаться друг с другом, если это является желательным. В частности, упомянутая выше общая формула (1) или предпочтительные воплощения могут сочетаться, если это является желательным, с формулами от (2) до (4) или предпочтительными воплощениями и с упомянутыми выше предпочтительными воплощениями других символов и индексов, если это является желательным. В предпочтительном воплощении изобретения упомянутые выше предпочтения существуют одновременно. Таким образом, в частности, является возможным сочетать каждую из формул (5), (5а), (6), (6а), (6b), (7), (7а), (7b), (8), (8а) и (8b) с каждой из формул (2а), (2b), (2с), (2d), (3а), (3b), (3с), (3d), (4а) и (4b).
2
2
2
Если один или более радикалов R, которые не являются равными H или D и не обозначают группу формулы (2) или (3), присутствуют в соединении общей формулы (1), то эти радикалы являются предпочтительно выбранными из группы, которая состоит из N(Ar), предпочтительно дифениламино, замещенного или незамещенного ариламина, неразветвленной алкильной группы, содержащей от 1 до 20 С атомов, предпочтительно от 1 до 10 С атомов, разветвленной алкильной группы, содержащей от 3 до 20 С атомов, предпочтительно от 1 до 10 С атомов, или ароматической или гетероароматической кольцевой системы, содержащей от 5 до 40 атомов ароматического кольца, которые могут быть замещенными одним или более радикалами R. Ароматическая или гетероароматическая кольцевая система является предпочтительно выбранной из замещенного или незамещенного фенила, нафтила, тиофена, дибензотиофена, дибензофурана, трифениламина или комбинаций этих групп, каждая из которых может быть замещенной одним или более радикалами R.
1
1
2
В дополнительном предпочтительном воплощении изобретения X в формуле (1) означает C(R), где радикалы R образуют кольцевую систему друг с другом, так что формируется структура следующей формулы (9) или (10):
1
где используемые символы имеют указанные выше значения, a Υ предпочтительно означает, одинаково или различно в каждом случае, CR.
Еще в одном дополнительном предпочтительном воплощении изобретения два соседних радикала R на основной структуре формулы (1) образуют ароматическую кольцевую систему, так, что образуется структура следующей формулы (11) или (12):
1
где используемые символы имеют указанные выше значения, а Υ предпочтительно означает, одинаково или различно в каждом случае, CR.
Такие же предпочтения, как описывается выше, применяются к соединениям формул от (9) до (12).
Примеры соединений в соответствии с изобретением представляют собой структуры, показанные ниже:
Соединения в соответствии с изобретением могут быть получены с помощью этапов синтеза, известных квалифицированному специалисту в области техники, таких как, например, бромирование, связывание Судзуки, связывание Ульмана, связывание Хартвига-Бухвальда, и т.д. Единицу одной из формул от (2) до (4) предпочтительно вводят в инденокарбазольную основную структуру или соответствующую производную с О или S в мостике с помощью связывания Судзуки, связывания Ульмана, связывания Хартвига-Бухвальда.
Таким образом, изобретение, кроме того, относится к процессу для получения соединения в соответствии с изобретением, которое характеризуется тем, что группу формулы (2), (3) или (4) вводят с помощью связывания Судзуки, связывания Ульмана, связывания Хартвига-Бухвальда.
Настоящее изобретение, кроме того, относится к смесям, которые включают, по крайней мере, одно соединение в соответствии с изобретением и, по крайней мере, одно дополнительное соединение. Дополнительное соединение может представлять собой, например, флуоресцентное или фосфоресцентное легирующее вещество, если соединение в соответствии с изобретением используется в качестве материала матрицы, в частности, фосфоресцентное легирующее вещество. Такие легирующие примеси упоминаются ниже в связи с органическими электролюминисцентными устройствами и также являются предпочтительными для смесей в соответствии с изобретением.
Для процессинга из раствора или жидкой фазы, например, путем нанесение покрытия методом центрифугирования или с помощью процессов фотолитографии, являются необходимыми растворы или композиции соединения или смеси в соответствии с изобретением. Может быть предпочтительным использовать смеси двух или более растворителей. Приемлемые и предпочтительные растворители представляют собой, например, толуол, анизол, о-, м- или п-ксилен, метил бензоат, диметил анизол, мезитилен, тетралин, вератрол, ТГФ, метил-ТГФ, тетрагидропиранил, хлорбензол, диоксан или смеси этих растворителей.
Настоящее изобретение, таким образом, кроме того, относится к композиции, в частности, к раствору, суспензии или миниэмульсии, которая включает, по крайней мере, одно соединение или смесь в соответствии с изобретением и один или более растворителей, в частности, органических растворителей. Способы, с помощью которых растворы этого типа могут быть получены, являются известными в области техники и описываются, например, в WO 2002/072714, WO 2003/019694 и литературе, которая там приводится.
Соединения и смеси в соответствии с изобретением являются приемлемыми для применения в электронных устройствах. Электронное устройство означает в данном случае устройство, которое включает, по крайней мере, один слой, который включает, по крайней мере, одно органическое соединение. Однако компонент может также включать неорганические материалы, а также слои, которые полностью состоят из неорганических материалов.
Настоящее изобретение, таким образом, кроме того, относится к применению соединения или смеси в соответствии с изобретением в электронном устройстве, в частности, в органическом электролюминисцентном устройстве.
Настоящее изобретение также, кроме того, относится к электронному устройству, которое включает, по крайней мере, одно соединение или смесь в соответствии с изобретением, упомянутые выше. Предпочтения, указанные выше для соединений, также применяются к электронным устройствам.
Электронное устройство является предпочтительно выбранным из группы, которая состоит из органических электролюминисцентных устройств (OLEDs, PLED), органических интегрированных блоков (O-IC), органических транзисторов с управляемым полем (O-FET) органических тонкопленочных транзисторов (O-TFT), органических светоизлучающих транзисторов (O-LET), органических фоточувствительных элементов (O-SC), органических чувствительных к красителю фотоэлементов, органических оптических детекторов, органических светочувствительных элементов, органических устройств для подавления поля (O-FQD), светоизлучающих электрохимических элементов (LEC), органических лазерных диодов (О-лазеры) и "органических плазмонных излучающих устройств" (D.M. Koller и др., Nature Photonics 2008, 1-4), предпочтительными являются органические электролюминисцентные устройства (OLED, PLED), в частности, фосфоресцентные OLED.
Органическое электролюминисцентное устройство включает катод, анод и, по крайней мере, один излучающий слой. Кроме этих слоев оно может также включать дополнительные слои, например, в каждом случае, один или более слоев введения дырок, слоев транспорта дырок, слоев блокирования дырок, слоев транспорта электронов, слоев введения электронов, экситон-блокирующих слоев, блокирующих электроны слоев и/или слоев образования зарядов. Также является возможным для внутренних слоев, которые имеют, например, экситон-блокирующую функцию, введение между двумя излучающими слоями. Однако следует указать на то, что каждый из этих слоев не обязательно должен присутствовать. Органическое электролюминисцентное устройство может включать один излучающий слой или ряд излучающих слоев. В случае присутствия ряда излучающих слоев, они предпочтительно имеют в общем случае множественное значение максимума эмиссии от 380 нм до 750 нм, что приводит в целом к белому излучению, то есть, в излучающих слоях используются различные излучающие соединения, которые являются способными к флуоресценции или фосфоресценции. Особое предпочтение отдается системам, содержащим три излучающих слоя, где эти три слоя демонстрируют голубое, зеленое и оранжевое или красное излучение (для основной структуры смотри, например, WO 2005/011013). Таковые могут представлять собой флуоресцентные или фосфоресцентные слои эмиссии или гибридные системы, в которых фруоресцентные и фосфоресцентные излучающие слои сочетаются друг с другом.
Соединение изобретения в соответствии с воплощением, указанным выше, может использоваться в различных слоях, в зависимости от конкретной структуры. Предпочтение отдается органическому электролюминисцентному устройству, которое включает соединение формулы (1) или в соответствии с предпочтительными воплощениями используется в качестве материала матрицы для излучателей флуоресценции или фосфоресценции, в частности, для излучателей фосфоресценции, и/или в слое транспорта электронов, и/или в слое блокирования электронов, или в экситон-блокирующем слое, и/или в слое транспорта дырок, в зависимости от конкретного замещения. Предпочтительные воплощения, указанные выше, также применяются для использования материалов в органических электронных устройствах.
В предпочтительном воплощении изобретения соединение формулы (1) или в соответствии с предпочтительными воплощениями используется в качестве материала матрицы для флуоресцентного или фосфоресцентного соединения, в частности, для фосфоресцентного соединения, в излучающем слое. Органическое электролюминисцентное устройство может включать один излучающий слой или множество излучающих слоев, где, по крайней мере, один излучающий слой включает, по крайней мере, одно соединение в соответствии с изобретением в качестве материала матрицы.
Если соединение формулы (1) или в соответствии с предпочтительными воплощениями используется в качестве материала матрицы для излучающего соединения в излучающем слое, то оно предпочтительно используется в комбинации с одним или более фосфоресцентными материалами (триплетные источники излучения). Фосфоресценция в контексте изобретения представляет собой люминисценцию в результате возбужденного состояния, имеющую спиновые мультиплетности > 1, в частности, в результате возбужденного триплетного состояния. Для целей этого применения все люминисцентные комплексы переходных металлов и комплексы люминисцентных лантаноидов, в частности, все комплексы иридия, платины и меди, могут рассматриваться в качестве фосфоресцентного соединения.
Смесь, которая включает соединение формулы (1) или в соответствии с предпочтительными воплощениями и излучающее соединение, содержит от 99 до 1 об.%, предпочтительно от 98 до 10 об.%, особенно предпочтительно от 97 до 60 об.%, в частности, от 95 до 80 об.%, соединения формулы (1) или в соответствии с предпочтительными воплощениями, на основе полной смеси, которая включает источник излучения и материал матрицы. В соответствии с этим смесь включает от 1 до 99 об.%, предпочтительно от 2 до 90 об.%, особенно предпочтительно от 3 до 40 об.%, в частности, от 5 до 20 об.%, источника излучения, на основе полной смеси, которая включает источник излучения и материал матрицы.
Дополнительное предпочтительное воплощение настоящего изобретения представляет собой применение соединения формулы (1) или в соответствии с предпочтительными воплощениями в качестве материала матрицы для фосфоресцентного источника излучения в комбинации с дополнительным материалом матрицы. Особенно приемлемые материалы матрицы, которые могут использоваться в комбинации с соединением формулы (1) или в соответствии с предпочтительными воплощениями, представляют собой ароматические кетоны, ароматические окиси фосфинов или ароматические сульфоксиды или сульфоны, например, в соответствии с WO 2004/013080, WO 2004/093207, WO 2006/005627 или WO 2010/006680, триариламины, производные карбазола, например, СВР (Ν,Ν-бис-карбазолилбифенил) или производные карбазола, раскрытые в WO 2005/039246, US 2005/0069729, JP 2004/288381, ЕР 1205527 или WO 2008/086851, индольные производные карбазола, например, в соответствии с WO 2007/063754 или WO 2008/056746, инденопроизводные карбазола, например, в соответствии с WO 2010/136109 и WO 2011/000455, азапроизводные карбазола, например, в соответствии с ЕР 1617710, ЕР 1617711, ЕР 1731584, JP 2005/347160, биполярные материалы матрицы, например, в соответствии с WO 2007/137725, силаны, например, в соответствии с WO 005/111172, азаборолы или бороновые эстеры, например, в соответствии с WO 2006/117052, производные триазина, например, в соответствии с WO 2010/015306, WO 2007/063754 или WO 2008/056746, комплексы цинка, например, в соответствии с ЕР 652273 или WO 2009/062578, производные диазасилола или тетра-азасилола, например, в соответствии с WO 2010/054729, производные диазафосфола, например, в соответствии с WO 2010/054730, соединенный мостиковой связью производные карбазола, например, в соответствии с US 2009/0136779, WO 2010/050778, WO 2011/042107, WO 2011/088877 или в соответствии с неопубликованной заявкой ЕР 11003232.3, производные трифенилена, например, в соответствии с WO 2012/048781, или лактамы, например, в соответствии с WO 2011/116865 или WO 2011/137951. Дополнительные фосфоресцентный источник излучения, который излучает при более короткой длине волны, чем фактически существующий источник излучения, может также присутствовать в смеси в качестве совместного источника.
Приемлемые фосфоресцентные соединения (= триплетные источники излучения) представляют собой, в частности, соединения, которые излучают свет, предпочтительно в видимом диапазоне, при приемлемом возбуждении и в дополнение содержат, по крайней мере, один атом, имеющий атомное число больше, чем 20, предпочтительно больше чем 38 и меньше чем 84, особенно предпочтительно больше чем 56 и меньше чем 80, в частности, металл, имеющий такое атомное число. Используемые излучатели фосфоресценции предпочтительно представляют собой соединения, которые содержат медь, молибден, вольфрам, рений, рутений, осмий, родий, иридий, палладий, платину, серебро, золото или европий, в частности, соединения, которые содержат иридий или платину. Для целей настоящего изобретения все люминисцентные соединения, которые содержат упомянутые выше металлы, рассматриваются в качестве фосфоресцентных соединений.
Примеры источников излучения, описанных выше, можно обнаружить в WO 00/70655, WO 2001/41512, WO 2002/02714, WO 2002/15645, ЕР 1191613, ЕР 1191612, ЕР 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 или WO 2012/007086. В общем случае, являются приемлемыми все фосфоресцентные комплексы, как используется в соответствии с уровнем техники для фосфоресцентных OLED и как является известным квалифицированному специалисту в области органической электролюминисценции, и квалифицированный специалист будет в состоянии использовать дополнительные фосфоресцентные комплексы без изобретательского шага.
В дополнительном воплощении изобретения органическое электролюминисцентное устройство в соответствии с изобретением не содержит отдельного слоя введения дырок и/или слоя транспорта дырок, и/или слоя блокирования дырок, и/или слоя транспорта электронов, то есть, излучающий слой непосредственно граничит со слоем введения дырок или анодом, и/или излучающий слой непосредственно граничит со слоем транспорта электронов или слоем введения электронов или катодом, как описывается, например, в WO 2005/053051. Кроме того, является возможным использовать металлический комплекс, который является идентичным или подобным металлическому комплексу в излучающем слое, в качестве материала транспорта дырок или материала введения дырок, который непосредственно примыкает к излучающему слою, как описывается, например, в WO 2009/030981.
Кроме того, является возможным использовать соединения в соответствии с изобретением в слое транспорта дырок или в слое введения дырок, или в экситон- или электронблокирующем слое.
В дополнительных слоях органического электролюминисцентного устройства в соответствии с изобретением является возможным использовать все материалы, которые обычно используются в соответствии с уровнем техники. Квалифицированный специалист в данной области техники может, таким образом, при отсутствии изобретательского шага использовать все материалы, известные для органических электролюминисцентных устройств в комбинации  с соединениями формулы (1) в соответствии с изобретением или в соответствии с предпочтительными воплощениями.
-5
-6
-7
Предпочтение, таким образом, отдается органическому электролюминисцентному устройству, которое характеризуется тем, что один или более слоев применяются с помощью процесса сублимации, при котором материалы наносятся с помощью испарения в вакуумных сублимационных единицах при исходном давлении меньше чем 10 мбар, предпочтительно меньше чем 10 мбар. Однако также является возможным, чтобы исходное давление было ниже или выше, например, было меньше чем 10 мбар.
-5
Предпочтение также отдается органическому электролюминисцентному устройству, которое характеризуется тем, что один или более слоев применяются с помощью процесса OVPD (органическое парофазное нанесение слоя) или с помощью сублимации газа-носителя, где материалы применяются при давлении от 10 мбар до 1 бар. Особый случай этого процесса представляет собой процесс OVJP (органическая парофазная струйная печать), где материалы непосредственно наносятся с помощью форсунки и, таким образом, являются структурированными (например M.S. Arnold и др., Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301).
Предпочтение, таким образом, отдается органическому электролюминисцентному устройству, которое характеризуется тем, что один или более слоев получают из раствора, как, например, с помощью нанесения покрытия методом центрифугирования, или при использовании средств любого процесса фотолитографии, такого как, например, краскоструйная печать, LITI (светоиндуцированное термическое формирование изображений), растровая печать, флексографическая печать, оффсетная печать или печать при использовании распылителя.
Растворимые соединения, которые получают, например, путем приемлемой замены, являются необходимыми для этой цели. Эти процессы также являются особенно приемлемыми для олигомеров, дендримеров и полимеров.
Также являются возможными гибридные процессы, в которых, например, один или более слоев наносятся в форме раствора, а один или более дополнительных слоев наносятся с помощью парофазного осаждения. Таким образом, является возможным, например, наносить излучающий слой из раствора и наносить слой транспорта электронов путем парофазного осаждения.
Эти процессы в общем случае являются известными квалифицированному специалисту в данной области техники и могут применяться при отсутствии изобретательского шага к органическим электролюминисцентным устройствам, которые включают соединения в соответствии с изобретением.
Соединения в соответствии с изобретением обладают одним или более из следующих удивительных преимуществ по сравнению с уровнем техники при использовании в органических электролюминисцентных устройствах:
1. Коэффициент использования энергии соответствующих устройств становится выше по сравнению с системами в соответствии с уровнем техники.
2. Стабильность соответствующих устройств становится выше по сравнению с системами в соответствии с уровнем техники, что явствует, в частности, из значительно более длительного срока службы.
3. Органические электролюминисцентные устройства в соответствии с изобретением имеют сниженное рабочее электрическое напряжение.
4. Если соединения в соответствии с изобретением используются в качестве материала матрицы для источника излучения фосфоресценции, то является возможным достичь очень хороших результатов с низкой концентрацией электронного излучателя в диапазоне меньше, чем 10 об.%
5. Соединения в соответствии с изобретением обладают очень хорошей термостабильностью.
Изобретение иллюстрируется более подробно следующими примерами при отсутствии намерения ограничить его таковыми.
ПРИМЕРЫ
Осуществляли следующий процесс синтеза, если не указано иное, в атмосфере защитного газа в высушенных растворителях. Растворители и реагенты могут быть закуплены, например, от Sigma-ALDRICH или ABCR. В каждом случае являются также указанными соответствующие CAS номера для соединений, известных из литературы.
Часть А: Синтез предшественников
S1: 3-Бром-9-[1,1';3',1'']терфенил-5'-ил-9Н-карбазол
10 г (41 ммоль) 3-бром-9Н-карбазола (CAS 86-74-8) и 16 г (45 ммолей, 1,1 экв.) 5'-иод-[1,1';3',1'']терфенила растворяли в 500 мл п-ксилена вместе с 51 г (270 ммолей, 6,6 экв.) элементной меди, 115 г (540 ммолей, 13 экв.) карбоната калия и 0,52 г (4,5 ммоля, 0,11 экв.) 18-краун-6 и нагревали при кипении. Когда реакция завершалась, смесь трижды экстрагировали с помощью воды, органическую фазу высушивали над сульфатом натрия, растворитель удаляли в вакууме, и полученную твердую фазу очищали с помощью колоночной хроматографии (этилаацетат/гептан), что обеспечивало получение 17 г (36 ммолей, 53%) продукта.
S5: 9-[1,1';3',1'']-Терфенил-5'-ил-3-(4,4,5,5-тетраметил-1,3,2-диоксаборолан-2-ил)-9Н-карбазол
20 г (42 ммоля) 3-бром-9-[1,1';3',1'']терфенил-5'-ил-9Н-карбазола S1, 13 г (50 ммолей, 1,2 экв.) бис(пинаколато)диборана (CAS 73183-34-4) и 12 г (130 ммолей, 3 экв.) ацетата калия первоначально вводили в 300 мл 1,4-диоксана и подвергали дегазации с помощью азота в течение 30 минут. Последовательно прибавляли 470 мг (0,84 ммоля, 0,02 экв.) 1,1'-бис(дифенилфосфино)ферроцена и 190 мг (0,84 ммоля, 0,02 экв.) палладия(II) ацетата и нагревали до внутренней температуры 100°С. Когда реакция завершалась, этил ацетат прибавляли к партии, и смесь трижды экстрагировали с помощью воды. Выпаривали органическую фазу, и бороновый эстер осаждали из гептана. Перекристаллизация из ацетонитрила обеспечивала получение 20 г (38 ммолей, 91%) продукта.
Часть В: Синтез соединений в соответствии с изобретением
В1: 12,12-Диметил-10-(9-[1,1';3',1'']терфенил-5'-ил-9Н-карбазол-3-ил)-10,12-дигидро-10-азаиндено[2,1-b]флуорен
7,6 г (33 ммоля) 12,12-диметил-10,12-дигидро-10-азаиндено[2,1-b]-флуорена (WO 2010/136109), 17 г (36 ммолей, 1,1 экв.) 3-бром-9-[1,1';3',1'']терфенил-5'-ил-9H-карбазола S1 и 12,1 г (12 ммолей, 0,36 экв.) иодида меди(I) суспендировали в 1 л 1,4-диоксана с 150 г (706 ммолей, 4 экв.) фосфата калия. Реакционную смесь последовательно подвергали дегазации в течение 30 минут, и 17,6 мл (147 ммолей, 0,83 экв.) транс-циклогексиламина прибавляли в защитной газовой среде. Партию нагревали при кипении в течение 12 часов, и тогда, когда реакция завершалась, прибавляли дихлорметан. Осажденное твердое вещество отфильтровывали путем аспирации, растворяли в толуоле и фильтровали через силикагель. После удаления растворителя в вакууме остаток многократно перекристаллизовывали из толуола/гептана и в завершение сублимировали. Это обеспечивало получение 17,6 г (33,5 ммоля, 57%) бесцветного твердого вещества, имеющего ВЭЖХ чистоту >99,9%.
В28: 12,12-Диметил-10-фенил-7(9-[1,1';3',1'']терфенил-5'-ил-9Н-карбазол-3-ил)-10,12-дигидро-10-азаиндено[2,1-b]флуорен
20 г (38 ммолей) 9-[1,1';3',1'']-терфенил-5'-ил-3-(4,4,5,5-тетраметил-1,3,2-диоксаборолан-2-ил)-9Н-карбазола S5 и 17 г (38 ммолей, 1 экв.) 7-бром-12,12-диметил-10-фенил-10,12-дигидро-10-азаиндено[2,1-b]флуорена (WO 2010/136109) изначально вводили в 250 мл ацетона, и прибавляли 62 мл (84 ммоля, 2,2 экв.) гидроксида тетраэтиламмония (20% раствор в воде). Реакционную подвергали дегазации с помощью азота в течение 30 минут и последовательно прибавляли 0,88 г (0,76 ммоля, 0,02 экв.) тетракис(трифенилфосфин) палладия (0) d, и смесь перемешивали в течение ночи при 50°С. Осажденное твердое вещество отфильтровывали путем аспирации и очищали с помощью горячей экстракции, повторяли перекристаллизацию из гептана/толуола и осуществляли заключительную сублимацию, что обеспечивало получение 14 г (19 ммолей, 51%) продукта, имеющего ВЭЖХ чистоту >99,9%.
3,7-дибром-5-фенилдибензофосфол 5-оксид:
66 мл (106 ммолей, 2,0 экв.) н-бутиллития (1,6 Μ в гексане) прибавляли к раствору 30 г (53 ммоля) 4,4'-дибром-2,2'-дииодбифенила в 500 мл сухого ТГФ при -78°С, и смесь перемешивали при этой температуре в течение 30 минут. 11 г (56 ммолей, 1,06 экв.) оксида дихлорфенилфосфина последовательно прибавляли по каплям, и когда реакция завершалась, реакционную смесь нагревали до комнатной температуры. После гидролиза при использовании воды органическю фазу экстрагировали с помощью этера, и объединенные органические фазы высушивали над сульфатом натрия. Удаляли растворитель в ротационном испарителе, и полученный сырьевой продукт очищали путем колоночной хроматографии (гептан/этилацетат 6:1), что обеспечивало получение 20 г (45 ммолей, 85%) продукта.
3-Бром-5-фенилдибензофосфол 5-оксид:
20 г (45 ммолей) 3,7-дибром-5-фенилдибензофосфол 5-оксида в 400 мл сухого ТГФ охлаждали до -78°С, и 28 мл (45 ммолей, 1,0 экв.) н-бутиллития (1,6 Μ в гексане) медленно прибавляли при этой температуре. Через 1 час смесь медленно нагревали до комнатной температуры, прибавляли 50 мл 1М HCl, и смесь перемешивали в течение дополнительных 2 часов. Смесь последовательно экстрагировали с помощью этил ацетата, промывали водой, и объединенные органические фазы высушивали над сульфатом натрия. Растворители удаляли в ротационном испарителе, и полученный продукт использовали без этапов дополнительной очистки, что обеспечивало получение 16 г (43 ммол, 96%) монобромида.
(2-Хлорфенил)-(5-оксо-5-фенил-5Н-5лямбда*5*-дибензофосфол-3-ил)амин:
16 г (43 ммоля) 3-бром-5-фенилдибензофосфол 5-оксида изначально вводили в 400 мл толуола вместе с 6,6 мл (52 ммоля, 1,2 экв.) 2-хлоранилена и 11 г (112 ммолей, 2,6 экв.) трет-бутоксида натрия и 480 мг (0,86 ммоля, 0,2 экв.) DPPF и прибавляли 97 мг (0,43 ммоля, 0,01 экв.) ацетата палладия. Реакционную смесь нагревали при кипении в течение ночи, и когда реакция завершалась, прибавляли 200 мл воды. Разделяли фазы, и водную фазу экстрагировали с помощью толуола. Объединенные органические фазы высушивали над сульфатом натрия и фильтровали через оксид алюминия. Растворитель удаляли в вакууме, и полученный остаток очищали путем колоночной хроматографии (гептан/этилацетат 5:1), что обеспечивало получение 16 г (39 ммолей, 91%) продукта.
12-Фенил-10Н-10-аза-12-фосфаиндено[2,1-b]флуорен 12-оксид:
16 г (39 ммолей) (2-хлорфенил)-(5-оксо-5-фенил-5Н-5лямбда*5*-дибензофосфол-3-ил)амина и 14 г (100 ммолей, 2,6 экв.) карбоната калия изначально вводили в 250 мл н-метил-2-пирролидона и прибавляли 1,4 г (13 ммолей, 0,34 экв.) пивалевой кислоты. 3,1 мл 1М раствора три-трет-бутилфосфина в толуоле (3,1 ммоля, 0,08 экв.) и последовательно прибавляли 440 мг (2,0 ммоля, 0,05 экв.) ацетата палладия, и реакционную смесь нагревали в течение ночи при внутренней температуре 130°С. Партию охлаждали до комнатной температуры и прибавляли 300 мл толуола и 100 мл воды. Водную фазу трижды экстрагировали с помощью толуола, и объединенные органические фазы также три раза промывали с помощью воды и, в завершение, высушивали над сульфатом натрия. После удаления растворителя полученный сырьевой продукт очищали путем колоночной хроматографии, что обеспечивало получение 13 г (35 ммолей, 89%) продукта.
В31: 12-Фенил-10-(9-фенил-9Н-карбазол-3-ил)-10Н-10-аза-12-фосфаиндено[2,1-b]флуорен 12-оксид:
Эксперименты осуществляли аналогично В1, что обеспечивало получение 14 г (23 ммоля, 67%) целевого продукта В31.
Часть С: Сравнение термостабильности
-2
Если 100 мг соединения ICvCbz1 расплавляли в стеклянной ампуле в вакууме (давление приблизительно 10 мбар) и продукт сохраняли при 310°С в течение 14 дней в печи, то чистота в соответствии с ВЭЖХ изменялась с 99,7% до 89,2%. При использовании соединения В29 чистота в соответствии с ВЭЖХ в той же процедуре изменялась с 99,8% до 99,6%, то есть, образуется значительно меньше продуктов распада при той же термальной нагрузке. Это представляет собой значительное промышленное преимущество, поскольку материалы при промышленном получении органических электролюминисцентных устройств подвергаются действию высоких температур в течение длительного времени.
Часть D: Органические электролюминисцентные устройства
OLED в соответствии с изобретением и OLED в соответствии с уровнем техники получали при использовании общего процесса в соответствии с WO 2004/058911, который является адаптированным к условиям, описанным в данной заявке (вариация толщины слоя, материалы).
Данные в отношении OLED являются представленными ниже в Примерах V1-Е17 (смотри Таблицы 1 и 2). Стеклянные планшеты, покрытые структурированным ITO (оксид индия олова) толщиной 50 нм, покрывали с помощью 20 нм PEDOT:PSS (поли(3,4-этилендиокситиофен)поли(стиренсульфонат), закупленного как CLEVIOS™ Ρ VP AI 4083 от Heraeus Precious Metals GmbH, Германия, который наносили при использовании нанесения покрытия методом центрифугирования из водного раствора) для улучшенного процессинга. Эти стеклянные планшеты с покрытием образовывали субстраты, к которым применяли OLED. OLED имели следующую структуру слоев: субстрат / слой транспорта дырок (HTL) / промежуточный слой (IL) / слой блокирования электронов (EBL) / эмиссионный слой (EML) / слой блокирования дырок (HBL) / слой транспорта электронов (ETL) и, в завершение, алюминиевый катод толщиной 100 нм. Точная структура OLED является представленной в Таблице 1. Материалы, используемые для получения OLED, представлены в Таблице 3.
Все материалы наносили с помощью парофазного осаждения в вакуумной камере. Эмиссионный слой всегда состоял, по крайней мере, из материала матрицы (материал основа) и излучающего легирующего вещества (источника излучения), который является смешанным с материалом матрицы или материалами в определенных объемных соотношениях посредством совместного выпаривания. Обозначение, такое, как IC1:IC2:TEG1 (30%:60%:10%), в данной заявке означает, что материал IC1 является представленным в слое в объемном соотношении 30%, IC2 является представленным в слое в объемном соотношении 60% и TEG1 является представленным в слое в объемном соотношении 10%. Аналогичная ситуация применяется к слою транспорта электронов.
2
2
2
2
2
2
2
OLED характеризуются при использовании стандартных способов. С этой целью определяли электролюминисцентные спектры, коэффициент полезного действия тока (который измеряется в кд/А), коэффициент использования энергии (который измеряется в лм/Ват) и внешнюю квантовую эффективность (EQE, которая измеряется в процентах) в качестве функции плотности светового потока, подсчитанного из характеристических линий силы электрического тока/напряжения/ плотности светового потока (IUL характеристические линии), принимая во внимание характеристики эмиссии Ламберта и срок службы. Из этого рассчитывали спектры электролюминисценции при плотности светового потока 1000 кд/м и CIE 1931 x и y цветные координаты. Обозначение U1000 в Таблице 2 обозначает напряжение, необходимое для плотности светового потока 1000 кд/м. СЕ1000 и РЕ1000 означает силу электрического тока и коэффициент использования энергии, который достигается при 1000 кд/м. В завершение, EQE означает внешнюю квантовую эффективность при рабочей плотности светового потока 1000 кд/м. Срок службы LT означает время, после которого плотность светового потока при работе при постоянном электрическом токе падает с начальной плотности светового потока L0 до определенного относительного значения L1. Определение L0=10000 кд/м и L1=70% в Таблице 2 означает, что срок службы, указанный в колонке LT, соответствует времени, после которого исходная плотность светового потока падает с 10000 кд/м до 7000 кд/м.
Данные различных OLED являются подытоженными в Таблице 2. Примеры V1-V8 представляют собой сравнительные примеры в соответствии с уровнем техники, Примеры Е1-Е17 показывают данные для OLED, которые включают материалы в соответствии с изобретением.
Некоторые примеры объясняются более подробно ниже для того, чтобы продемонстрировать преимущества соединений в соответствии с изобретением. Однако следует указать, что это представляет собой только отбор данных, представленных в Таблице 2. Как можно увидеть из Таблицы, значительные усовершенствования, сравнимые с уровнем техники, также достигаются при использовании соединений в соответствии с изобретением, которые не описываются подробно.
Применение соединений в соответствии с изобретением в качестве компонента системы смешанной матрицы
В следующих примерах представлены данные в отношении OLED, в которых соотношение для смешивания является выбранным таким образом, чтобы был показан полученный максимальный срок службы.
Если сравнивать Примеры V2 и Е1, то можно увидеть, что соединение В2 в соответствии с изобретением, которое несет карбазольный заместитель на азоте, дает более хорошие значения, чем соединение IC2 в соответствии с уровнем техники, содержащее терфенильный заместитель. При использовании В2 коэффициент использования энергии улучшается почти на 15%, а срок службы приблизительно на 20%.
Значительное усовершенствование также получают при замене инденокарбазола карбазольным заместителем (Примеры V1 и Е2). В этом случае срок службы повышается практически до двойного, и усовершенствование коэффициента использования энергии на 20% также является высоким. Значительно улучшенный срок службы и коэффициент использования энергии также получают при использовании В29 по сравнению с бискарбазолом BCbzl (Примеры V3 и Е2).
При замене мостикового карбазола карбазолом, не связанным мостиком (Примеры V5 и Е2), срок службы повышается на 60%. Несмотря на то, что получают в некоторой степени улучшенный квантовый выход при использовании соединения ICvCbz1 в соответствии с уровнем техники по сравнению с соединением В29 в соответствии с изобретением, возникает одинаковый коэффициент использования энергии, однако это происходит благодаря лучшему напряжению.
Если концентрация эмиттера в OLED, который включает материалы в соответствии с уровнем техники, снижается значительно ниже 10%, то эффективность и срок службы снижаются существенно. При использовании соединения IC2, например, внешняя квантовая эффективность снижается почти на 10%, когда концентрация эмиттера снижается с 10% до 4%. Наиболее значимым является нарушение в сроке службы на коэффициент, который составляет более 1,5 (Примеры V7 и V8). В противовес этому, при использовании материалов в соответствии с изобретением никакого ухудшения действия не может наблюдаться (Пример Е1 по сравнению с Е12) или может наблюдаться даже слабое улучшение (Пример Е2 по сравнению с Е13-Е15).
Использование в качестве материалов матрицы в фосфоресцентных OLED материалах в соответствии с изобретением, таким образом, обеспечивает повышение до значительного усовершенствования по сравнению с уровнем техники по некоторым или всем параметрам. Кроме того, OLED, содержащие низкие концентрации эмиттера, могут быть получены с материалами в соответствии с изобретением без ухудшения действия.