JP7127095B2 - リンホスト材料及びそれを含む有機電界発光素子 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、第1に、優れた寿命特性を有する有機電界発光素子を生成することができるリンホスト材料を提供することであり、第2に、リンホスト材料を含む有機電界発光素子を提供することである。
本発明者らは、上記の目的が、以下の式1によって表される化合物を含むリンホスト材料によって達成され得ることを見出した。
Zは、NR4、CR5R6、O、またはSを表し、
X1~X4は各々独立して、NまたはC(R7)を表し、それらのうちの1つ以上がNであり、
Y1~Y3は各々独立して、NまたはC(R8)を表し、それらのうちの2つ以上がNであり、
R1~R8は各々独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換(C1-C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6-C30)アリール、置換もしくは非置換3~30員ヘテロアリール、置換もしくは非置換(C3-C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(C1-C30)アルコキシ、置換もしくは非置換トリ(C1-C30)アルキルシリル、置換もしくは非置換ジ(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールシリル、置換もしくは非置換(C1-C30)アルキルジ(C6-C30)アリールシリル、置換もしくは非置換トリ(C6-C30)アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ(C1-C30)アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ(C6-C30)アリールアミノ、または置換もしくは非置換(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式の(C3-C30)脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子(複数可)が、窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1個のヘテロ原子で置き換えられていてもよく、
a及びbは各々独立して、1~4の整数を表し、
cは、1または2を表し、
a、b、またはcは、2以上の整数であり、R1の各々、R2の各々、またはR3の各々は、同じかまたは異なっていてもよく、
ヘテロアリールは、B、N、O、S、Si、及びPから選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含有する。
本発明のリンホスト材料を使用することにより、著しく改善された動作寿命を有する有機電界発光素子を生成することができる。
これより、本発明が詳細に記載される。しかしながら、以下の記述は、本発明を説明するよう意図されており、本発明の範囲をいかようにも制限するようには意図されていない。
R1~R3、X1~X4、Z、及びa~cは、式1で定義されるとおりである。
R1、R2、Z、a、及びbは、式1で定義されるとおりである。
H-(Cz-L4)h-M----------(11)
H-(Cz)i-L4-M----------(12)
Y3~Y5は各々独立して、CR34またはNを表し、
R34は、置換もしくは非置換(C1-C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6-C30)アリール、または置換もしくは非置換5~30員ヘテロアリールを表し、
B1~B2は各々独立して、水素、置換もしくは非置換(C6-C30)アリール、または置換もしくは非置換5~30員ヘテロアリールを表し、
B3は、置換もしくは非置換(C6-C30)アリール、または置換もしくは非置換5~30員ヘテロアリールを表し、
L5は、単結合、置換もしくは非置換(C6~C30)アリーレン、または置換もしくは非置換5~30員ヘテロアリーレンを表す。
R101~R109、及びR111~R123は各々独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換もしくは重水素もしくはハロゲン(複数可)で置換された(C1-C30)アルキル、シアノ、置換もしくは非置換(C1-C30)アルコキシ、置換もしくは非置換(C6-C30)アリール、または置換もしくは非置換(C3-C30)シクロアルキルを表し、R106~R109の隣接する置換基は、互いに連結して、置換もしくは非置換縮合環、例えば、非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成することができ、R120~R123の隣接する置換基は、互いに連結して、置換もしくは非置換縮合環、例えば、非置換またはハロゲン(複数可)、アルキル、もしくはアリールで置換されたキノリンを形成することができ、
R124~R127は各々独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換(C1-C30)アルキル、または置換もしくは非置換(C6-C30)アリールを表し、R124~R127の隣接する置換基は、互いに連結して、置換もしくは非置換縮合環、例えば、非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成することができ、
R201~R211は各々独立して、水素、重水素、ハロゲン、非置換もしくは重水素もしくはハロゲン(複数可)で置換された(C1-C30)アルキル、置換もしくは非置換(C3-C30)シクロアルキル、または置換もしくは非置換(C6-C30)アリールを表し、R208~R211の隣接する置換基は、互いに連結して、置換もしくは非置換縮合環、例えば、非置換もしくはアルキルで置換されたフルオレン、非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾチオフェン、または非置換もしくはアルキルで置換されたジベンゾフランを形成することができ、
f及びgは各々独立して、1~3の整数を表し、fまたはgが2以上の整数である場合、R100の各々は、同じまたは異なってもよく、
nは、1~3の整数を表す。
5-フェニル-5,7-ジヒドロインドロ[2,3-b]カルバゾール(10g、29.72mmol)、5-ブロモ-2-ヨードピリジン(12g、44.58mmol)、CuI(2.8g、14.86mmol)、K3PO4(19g、89.46mmol)、エチレンジアミン(EDA)(2mL、29.72mmol)、及びトルエン150mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で4時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物1-1(10.6g、75%)を得た。
化合物1-1(10.7g、21.91mmol)、ビス(ピナコラト)ジボラン(8.3g、32.86mmol)、PdCl2(PPh3)2(0.76g、1.096mmol)、KOAc(5.3g、54.77mmol)、及び1,4-ジオキサン100mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で2時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物1-2(7g、64%)を得た。
化合物1-2(7g、19.30mmol)、化合物A(4.2g、15.68mmol)、K2CO3(5.4g、0.653mmol)、Pd(PPh3)4(0.75g、0.65mmol)、精製水35mL、トルエン70mL、及びEtOH 35mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物C-1(5.2g、63%)を得た。
12H-ベンゾ[4,5]チエノ[2,3-a]カルバゾール(10g、36.58mmol)、5-ブロモ-2-ヨードピリジン(20g、73.16mmol)、Cu(4.1g、65.84mmol)、Cs2CO3(29g、91.45mmol)、及びDCB 200mLをフラスコに導入した後、混合物を200℃の還流下で4時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物2-1(12g、80%)を得た。
化合物2-1(12g、27.95mmol)、ジボラン(10g、41.93mmol)、PdCl2(PPh3)2(0.98g、1.398mmol)、KOAc(6.8g、69.87mmol)、及び1,4-ジオキサン150mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で2時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物2-2(6.5g、50%)を得た。
化合物2-2(6.5g、13.64mmol)、化合物A(6g、16.37mmol)、K2CO3(5.6g、40.92mmol)、Pd(PPh3)4(0.78g、0.682mmol)、2M K2CO3 35mL、トルエン70mL、及びEtOH 35mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物C-71(4.1g、52%)を得た。
7,7-ジフェニル-5,7-ジヒドロインデノ[2,1-b]カルバゾール(10.0g、24.5mmol)、5-ブロモ-2-ヨードピリジン(13.0g、45.9mmol)、CuI(3.4g、17.7mmol)、エチレンジアミン(2.4mL、35.3mmol)、K3PO4(22.5g、105.9mmol)、及びトルエン180mLをフラスコに導入した後、混合物を135℃の還流下で5時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を塩化メチレン(MC)で抽出し、MgSO4で乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離し、MeOHをそれに添加し、得られた固体を減圧下で濾過して、化合物3-1(12.5g、90%)を得た。
化合物3-1(12g、21.3mmol)、ジオキサボロラン(10.4g、40.9mmol)、PdCl2(PPh3)2(1.9g、2.7mmol)、KOAc(5.4g、55mmol)、及び1,4-ジオキサン140mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で6時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物3-2(9.8g、75%)を得た。
化合物3-2(9.3g、15.2mmol)、2-クロロ-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(6.1g、23.0mmol)、Pd(PPh3)4(1.1g、0.96mmol)、K2CO3(5.3g、38.3mmol)、トルエン80mL、EtOH 20mL、及びH2O 20mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で5時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物C-84(4.0g、37%)を得た。
3,5-ジブロモピリジン(25g、105.5mmol)、ジボラン(28g、110.8mmol)、PdCl2(PPh3)2(3.7g、5.27mmol)、KOAc(20.7g、211mmol)、及び1,4-ジオキサン527mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で2時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物4-1(25g、86%)を得た。
化合物4-1(20g、70.4mmol)、化合物A(12.5g、46.7mmol)、Cs2CO3(30g、93.3mmol)、Pd(PPh3)4(5g、4.67mmol)、トルエン150mL、EtOH 50mL、及びH2O 50mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物4-2(7.5g、41%)を得た。
化合物4-2(7g、17.19mmol)、化合物B(5g、15mmol)、Pd(OAc)(169mg、0.75mmol)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2′,6′-ジメトキシビフェニル(S-phos)(617mg、1.5mmol)、及びNaOtBu(3.6g、37.4mmol)をキシレン150mLに溶解した後、混合物を150℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物C-46(4.8g、50%)を得た。
12H-ベンゾ[4,5]チエノ[2,3-a]カルバゾール(20g、60.2mmol)、2,5-ジブロモピリミジン(7.4g、50.2mmol)、ジメチルアミノピリジン(DMAP)(367mg、3.01mmol)、K2CO3(25g、180.3mmol)、及びジメチルホルムアミド(DMF)200mLをフラスコに導入した後、混合物を50℃で8時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物5-1(23g、85.8%)を得た。
化合物5-1(18g、40.5mmol)、ジボラン(15.4g、60.71mmol)、PdCl2(PPh3)2(1.4g、2mmol)、KOAc(10g、101.3mmol)、及び1,4-ジオキサン150mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で12時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物5-2(6.3g、29%)を得た。
化合物5-2(5.8g、10.8mmol)、化合物A(3.5g、12.9mmol)、Cs2CO3(8.8g、27mmol)、Pd(PPh3)4(0.64g、0.54mmol)、H2O 22mL、トルエン44mL、及びEtOH 22mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で2時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物C-56(2g、28.8%)を得た。
(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)ボロン酸(20g、69.65mmol)、1-ブロモ-2-ニトロベンゼン(13g、63.32mmol)、Pd(PPh3)4(4g、3.483mmol)、2M Na2CO3 100mL、トルエン310mL、及びEtOH 100mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物6-1(23.7g、99%)を得た。
化合物6-1(23.7g、65.03mmol)及びトリフェニルホスフィン(43g、533mmol)を、フラスコ内でジクロロベンゼン330mLに溶解した後、混合物を還流下で150℃で6時間撹拌した。反応が完了した後、混合物を蒸留し、MeOHで粉砕して化合物6-2(17g、80%)を得た。
化合物6-2(17g、51.14mmol)、5-ブロモ-2-ヨードピリジン(28g、102.28mmol)、Cu(6g、92.05mmol)、Cs2CO3(41g、127.85mmol)、及びDCB 260mLをフラスコに導入した後、混合物を200℃の還流下で4時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物6-3(17g、71%)を得た。
化合物6-3(17g、34.81mmol)、ジボラン(13g、52.21mmol)、PdCl2(PPh3)2(1.2g、1.740mmol)、KOAc(8.5g、87.02mmol)、及び1,4-ジオキサン180mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で2時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物6-4(18g、99%)を得た。
化合物6-4(10g、18.67mmol)、化合物A(8.2g、22.41mmol)、Pd(PPh3)4(1.0g、0.933mmol)、2M Na2CO3 50mL、トルエン100mL、及びEtOH 50mLをフラスコに導入した後、混合物を120℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物C-115(1.3g、11%)を得た。
化合物7-5(2-ブロモカルバゾール)(100g、406mmol)、2-クロロアニリン(85.47mL、813mmol)、Pd2(dba)3(11.16g、12mmol)、P(t-Bu)3(4.9g、24mmol)、及びNaOtBu(117.16g、1219mmol)をフラスコに導入した後、トルエン2Lをそれに添加して混合物を溶解し、混合物を還流下で48時間撹拌した。反応が完了した後、反応物を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物7-4(89g、収率74%)を得た。
化合物7-4(89g、304mmol)、2-ブロモナフタレン(75g、365mmol)、CuI(29g、152mmol)、1,2-シクロヘキサンジアミン(34.7g、304mmol)、及びCs2CO3(198g、608mmol)をフラスコに導入した後、キシレンをそれに添加して混合物を溶解し、混合物を150℃の還流下で6時間撹拌した。反応が完了した後、反応物をセライトで濾過し、次いで、濾過物をカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物7-3(71g、収率:55%)を得た。
化合物7-3(71g、169mmol)、Pd(OAc)2(3.8g、17mmol)、PCy3HBF4(18.72g、51mmol)、及びCs2CO3(165g、508mmol)をフラスコに導入した後、ジメチルアミド(DMA)をそれに添加して混合物を溶解し、混合物を200℃の還流下で2時間撹拌した。反応が完了した後、反応物を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物7-2(30g、収率46%)を得た。
化合物A(12.76g、48mmol)、2-クロロピリジン-4-ボロン酸(5g、32mmol)、Pd(PPh3)4(1.8g、2mmol)、及びK2CO3(8.7g、64mmol)を、フラスコ内でエタノール31mL、水31mL、及びトルエン100mLの混合溶媒に溶解した後、混合物を120℃の還流下で4時間撹拌した。反応が完了した後、反応物を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物7-1(4.6g、収率41%)を得た。
化合物7-2(4.2g、11mmol)、化合物7-1(4.6g、13mmol)、Pd(OAc)2(123mg、0.54mmol)、S-Phos(451mg、1mmol)、及びNaOtBu(2.63g、27mmol)を、フラスコ内でキシレン110mLに溶解した後、混合物を150℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、生成された固体を濾過し、乾燥させた。乾燥した固体をクロロホルムに溶解し、シリカゲルフィルターで精製し、メタノールで再結晶化して化合物C-118(2.4g、収率:31%)を得た。
化合物8-1(10g、26mmol)、1-ヨード-4-ブロモピリジン(14.85g、52mmol)、CuI(2.5g、13mmol)、EDA(1.5g、26mmol)、及びK3PO4(16.7g、78mmol)をフラスコに導入した後、トルエン130mLをそれに添加して混合物を溶解し、混合物を還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、反応物をセライトで濾過し、ジクロロメタンで抽出した。残りの水分を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物8-2(7.7g、収率55%)を得た。
化合物8-2(8.6g、16mmol)、4,4,4′,4′5,5,5′,5′-オキサメチル-2,2′-ビ(1,3,2-ジオキサボロラン)(4.4g、18mmol)、PdCl2(PPh3)2(448mg、0.639mmol)、KOAc(6.9g、70mmol)をフラスコに導入した後、1,4-ジオキサンをそれに添加して混合物を溶解し、混合物を還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、反応物をセライトで濾過し、ジクロロメタンで抽出した。残りの水分を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物8-3(6.7g、収率71%)を得た。
化合物8-3(5.3g、9mmol)、化合物8-4(2.2g、8mmol)、Pd(PPh3)4(950mg、0.822mmol)、及びK2CO3(3.4g、25mmol)を、フラスコ内でエタノール13mL、水13mL、及びトルエン100mLの混合溶媒に溶解した後、混合物を120℃の還流下で3時間撹拌した。反応が完了した後、生成された固体を濾過し、乾燥させた。乾燥した固体をクロロホルムに溶解し、シリカゲルフィルターで精製し、メタノールで再結晶化して化合物C-123(2.0g、収率:35%)を得た。
化合物9-1(7g、18mmol)、2-ヨード-5-ブロモピリジン(10.4g、37mmol)、CuI(1.74g、9mmol)、EDA(1.1g、18mmol)、及びK3PO4(11.7g、55mmol)をフラスコに導入した後、トルエン100mLをそれに添加して混合物を溶解し、混合物を120℃の還流下で撹拌した。反応が完了した後、反応物を室温に冷却し、セライトで濾過し、有機層を酢酸エチルで抽出した。残りの水分を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物9-2(8.6g、収率87%)を得た。
化合物9-2(8.6g、16mmol)、4,4,4′,4′,5,5,5′,5′-オキサメチル-2,2′-ビ(1,3,2-ジオキサボロラン)(4.4g、18mmol)、PdCl2(PPh3)2(0.448g、0.638mmol)、及びKOAc(6.9g、70mmol)をフラスコに導入した後、1,4-ジオキサン110mLをそれに添加して混合物を溶解し、混合物を110℃の還流下で撹拌した。反応が完了した後、反応物を室温に冷却し、セライトで濾過し、有機層を酢酸エチルで抽出した。残りの水分を硫酸マグネシウムで除去し、乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物9-3(6.7g、収率71%)を得た。
化合物9-3(6.7g、11mmol)、化合物9-4(3.6g、14mmol)、Pd(PPh3)4(661mg、0.572mmol)、及びK2CO3(4.7g、34mmol)を、フラスコ内でトルエン50mL、EtOH 17mL、及びH2O 17mLの混合溶媒に溶解した後、混合物を120℃の還流下で撹拌した。反応が完了した後、生成された固体を室温に冷却し、濾過し、乾燥させた。固体をクロロホルムに溶解し、シリカゲルフィルターで精製し、メタノールで再結晶化して化合物C-128(4.5g、収率:57%)を得た。
11-フェニル-11,12-ジヒドロインドロ[2,3-a]カルバゾール(10g、29.72mmol)、5-ブロモ-2-ヨードピリジン(17g、59.44mmol)、Cu(3.4g、53.49mmol)、及びCs2CO3(24g、74.20mmol)を、フラスコ内で1,2-ジクロロベンゼン150mLに溶解した後、混合物を220℃で4時間還流させた。反応が完了した後、反応物を蒸留し、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物10-1(9.6g、収率68%)を得た。
化合物10-1(8.6g、17.46mmol)、ジボラン(6.6g、26.19mmol)、PdCl2(PPh3)2(0.61g、0.873mmol)、及びKOAc(4.2g、43.65mmol)を、フラスコ内で1,4-ジオキサン100mLに溶解した後、混合物を120℃で4時間還流させた。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物10-2(7.4g、収率79%)を得た。
化合物10-2(7.4g、13.82mmol)、化合物A(4.5g、16.58mmol)、K2CO3(5.7g、41.46mmol)、及びPd(PPh3)4(0.80g、0.69mmol)を、フラスコ内で2M K2CO3 30mL、トルエン70mL、及びEtOH 30mLの混合溶媒に溶解した後、混合物を120℃で3時間還流させた。反応が完了した後、有機層を酢酸エチルで抽出し、残りの水分を硫酸マグネシウムで除去して乾燥させた。次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物C-8(3.9g、収率44%)を得た。
化合物11-1(4g、25.4mmol)、化合物11-2(10.2g、38.1mmol)、Pd(PPh3)4(1.5g、1.3mmol)、及びK2CO3(7.0g、50.8mmol)を、フラスコ内でトルエン130mL、EtOH 35mL、及びH2O 35mLの混合溶媒に溶解した後、混合物を130℃で4時間還流させた。反応が完了した後、反応物をEAで抽出し、次いで、残りの生成物をカラムクロマトグラフィーによって分離して、化合物11-3(4.0g、収率:45%)を得た。
化合物11-4(3.0g、8.96mmol)、化合物11-3(3.4g、9.86mmol)、Pd(OAc)2(100mg、0.45mmol)、S-Phos(370mg、0.90mmol)、及びNaOtBu(2.20g、22.4mmol)を、フラスコ内でキシレン45mLに溶解した後、混合物を1時間還流させた。次いで、混合物を室温に冷却し、MeOHをそれに添加した。生成された固体を濾過し、濾過物をカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物C-36(3.5g、収率:61%)を得た。
5-フェニル-5,7-ジヒドロインドロ[2,3-b]カルバゾール(37.4g、112.6mmol)、2,6-ジブロモピリジン(40g、168.8mmol)、CuI(10.7g、56.3mmol)、K3PO4(71.7g、337.8mmol)、1,2-エチレンジアニメ(ethylenedianime)(12mL、168.8mmol)、及びトルエン500mLをフラスコに導入した後、混合物を6時間還流させた。反応が完了した後、混合物を室温に冷却して、ジクロロメタン及び精製水で抽出し、抽出した有機層を減圧下で蒸留し、残渣をカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物12-1(44g、収率:80%)を得た。
化合物12-1(44g、90.1mmol)、ピナコラトジボロン(22.9g、90.1mmol)、PdCl2(PPh3)2(6g、9mmol)、酢酸カリウム(22g、225mmol)、及び1,4-ジオキサン500mLをフラスコに導入した後、混合物を還流下で3時間撹拌した。次いで、混合物をEA及び精製水で抽出し、抽出した有機層を減圧下で蒸留し、残渣をカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物12-2(31g、収率:64.3%)を得た。
化合物12-2(8.3g、15.5mmol)、化合物12-3(3.3g、10.3mmol)、Pd(OAc)2(116mg、0.516mmol)、S-Phos(425mg、0.103mmol)、Cs2CO3(8.4g、25.8mmol)、CuCl(1.02g、10.3mmol)、及び1,4-ジオキサン80mLをフラスコに導入した後、混合物を3時間還流させた。次いで、混合物をEA及び精製水で抽出し、抽出した有機層を減圧下で蒸留し、残渣をカラムクロマトグラフィーによって分離して化合物C-42(2.3g、収率:32%)を得た。
OLED素子を、本発明に従ったリンホスト材料を使用して生成した。有機発光ダイオード(OLED)素子(Samsung-Corning,Korea)用のガラス基板上の透明電極インジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、トリクロロエチレン、アセトン、エタノール、及び蒸留水での連続超音波洗浄に供し、次いで、イソプロパノール中で保管した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダ上に載置した。ジピラジノ[2,3-f:2′,3′-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(化合物HI-1)を、該真空蒸着装置のセルに導入し、次いで、該装置のチャンバ内の圧力を10-6トルに制御した。その後、電流をセルに印加して上記の導入材料を蒸着させ、それにより5nmの厚さを有する第1の正孔注入層をITO基板上に形成した。次いで、N,N′-ビス(ナフタレン-1-イル)-N,N′-ビス(フェニル)-ベンジジン(化合物HI-2)を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより95nmの厚さを有する第2の正孔注入層を第1の正孔注入層上に形成した。N-([1,1′-ビフェニル]-4-イル)-N-(4-(9-(ジベンゾ[b,d]フラン-4-イル)-9H-フルオレン-9-イル)フェニル)-[1,1′-ビフェニル]-4-アミン(化合物HT-1)を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより20nmの厚さを有する第1の正孔輸送層を第2の正孔注入層上に形成した。その後、化合物C-1を、ホストとして真空蒸着装置の1つのセルに導入し、化合物D-74を、ドーパントとして別のセルに導入した。2つの材料を、異なる比率で蒸着させ、ホスト及びドーパントの総量に基づいて12重量%の注入量(ドーパント量)で蒸着させて、30nmの厚さを有する発光層を正孔輸送層上に形成した。次いで、2,4,6-トリス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-1,3,5-トリアジン(化合物ET-1)を、別のセルに導入し、蒸着させて35nmの厚さを有する電子輸送層を発光層上に形成した。次に、電子輸送層上に2nmの厚さを有する電子注入層として8-ヒドロキシキノラトリチウム(化合物EI-1)を蒸着させた後、80nmの厚さを有するAlカソードを、別の真空蒸着装置により電子注入層上に蒸着させた。このように、OLED素子を生成した。
OLED素子を、発光層のホストとして化合物A-1を使用したことを除いて、素子実施例1-1と同じ様式で生成した。
OLED素子を、本発明に従ったリンホスト材料を使用して生成した。有機発光ダイオード(OLED)素子(Geomatec,Japan)用のガラス基板上の透明電極インジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、アセトン、エタノール、及び蒸留水での連続超音波洗浄に供し、その後、イソプロパノール中で保管した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダ上に載置した。化合物HI-3を、該真空蒸着装置のセルに導入し、次いで、該装置のチャンバ内の圧力を10-6トルに制御した。その後、電流をセルに印加して上記の導入された材料を蒸着させ、それにより80nmの厚さを有する第1の正孔注入層をITO基板上に形成した。次いで、化合物HI-1を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより5nmの厚さを有する第2の正孔注入層を第1の正孔注入層上に形成した。化合物HT-2を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより10nmの厚さを有する第1の正孔輸送層を第2の正孔注入層上に形成した。化合物HT-1を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより30nmの厚さを有する第2の正孔輸送層を第1の正孔輸送層上に形成した。その後、下記の表2に列挙される素子実施例の第1のホスト化合物及び第2のホスト化合物を、ホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、化合物D-74を、ドーパントとして別のセルに導入した。2つのホスト材料を、同じ比率1:1で蒸着させ、ホスト及びドーパントの総量に基づいて10重量%の注入量(ドーパント量)で蒸着させて、40nmの厚さを有する発光層を正孔輸送層上に形成した。次いで、化合物ET-2及び化合物EI-1を、別の2つのセルに導入し、4:6の比率で蒸着させて、35nmの厚さを有する電子輸送層を発光層上に蒸着形成した。次に、電子輸送層上に2nmの厚さを有する電子注入層として化合物EI-1を蒸着させた後、80nmの厚さを有するAlカソードを、別の真空蒸着装置により電子注入層上に蒸着させた。このように、OLED素子を生成した。OLED素子を生成するために使用された全ての材料は、10-6トルで真空昇華により精製されたものであった。
OLED素子を、発光層のホストとして下記の表2に列挙される比較例の第1及び第2のホスト化合物を使用したことを除いて、素子実施例1-2と同じ様式で生成した。
OLED素子を、発光層のホストとして化合物C-1の代わりに化合物A-2を使用したことを除いて、素子実施例2-1~2-6と同じ様式で生成した。
OLED素子を、本発明に従ったリンホスト材料を使用して生成した。有機発光ダイオード(OLED)素子(Geomatec,Japan)用のガラス基板上の透明電極インジウムスズ酸化物(ITO)薄膜(10Ω/sq)を、アセトン、エタノール、及び蒸留水での連続超音波洗浄に供し、その後、イソプロパノール中で保管した。次に、ITO基板を真空蒸着装置の基板ホルダ上に載置した。化合物HI-3を、該真空蒸着装置のセルに導入し、次いで、該装置のチャンバ内の圧力を10-6トルに制御した。その後、電流をセルに印加して上記の導入された材料を蒸着させ、それにより80nmの厚さを有する第1の正孔注入層をITO基板上に形成した。次いで、化合物HI-1を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより5nmの厚さを有する第2の正孔注入層を第1の正孔注入層上に形成した。化合物HT-2を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより10nmの厚さを有する第1の正孔輸送層を第2の正孔注入層上に形成した。化合物HT-1を、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をそのセルに印加することにより蒸着させ、それにより30nmの厚さを有する第2の正孔輸送層を第1の正孔輸送層上に形成した。その後、化合物B-10及び化合物C-71を、ホストとして真空蒸着装置の2つのセルに導入し、化合物D-102を、ドーパントとして別のセルに導入した。2つのホスト材料を、同じ比率1:1で蒸着させ、ホスト及びドーパントの総量に基づいて10重量%の注入量(ドーパント量)で蒸着させて、40nmの厚さを有する発光層を第2の正孔輸送層上に形成した。次いで、化合物ET-2及び化合物EI-1を、別の2つのセルに導入し、4:6の比率で蒸着させて、35nmの厚さを有する電子輸送層を発光層上に蒸着形成した。次に、電子輸送層上に2nmの厚さを有する電子注入層として化合物EI-1を蒸着させた後、80nmの厚さを有するAlカソードを、別の真空蒸着装置により電子注入層上に蒸着させた。このように、OLED素子を生成した。OLED素子を生成するために使用された全ての材料は、10-6トルで真空昇華により精製されたものであった。
OLED素子を、発光層のホストとして化合物C-71の代わりに化合物A-3を使用したことを除いて、素子実施例3-1と同じ様式で生成した。
OLED素子を、発光層のホストとして化合物C-71の代わりに化合物C-46を使用したことを除いて、素子実施例3-1と同じ様式で生成した。
OLED素子を、発光層のホストとして化合物C-46の代わりに化合物A-4を使用したことを除いて、素子実施例3-2と同じ様式で生成した。
OLED素子を、発光層のホストとして化合物C-71の代わりに化合物C-84を使用したことを除いて、素子実施例3-1と同じ様式で生成した。
OLED素子を、発光層のホストとして化合物C-84の代わりに化合物A-5を使用したことを除いて、素子実施例3-3と同じ様式で生成した。
Claims (6)
- 以下の式4’、4’’、または5’によって表される化合物を含むリン光ホスト材料であって、
下記構造:
下記構造:
下記構造:
但し、式4’及び式4’’が各々式9または10の構造を含む場合、ZはOまたはSを表し、
R1~R4が各々独立して、水素、重水素、ハロゲン、シアノ、置換もしくは非置換(C1-C30)アルキル、置換もしくは非置換(C6-C30)アリール、置換もしくは非置換3~30員ヘテロアリール、置換もしくは非置換(C3-C30)シクロアルキル、置換もしくは非置換(C1-C30)アルコキシ、置換もしくは非置換トリ(C1-C30)アルキルシリル、置換もしくは非置換ジ(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールシリル、置換もしくは非置換(C1-C30)アルキルジ(C6-C30)アリールシリル、置換もしくは非置換トリ(C6-C30)アリールシリル、置換もしくは非置換モノもしくはジ(C1-C30)アルキルアミノ、置換もしくは非置換モノもしくはジ(C6-C30)アリールアミノ、または置換もしくは非置換(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールアミノを表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式の(C3-C30)脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子(複数可)が、窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも1個のヘテロ原子で置き換えられていてもよく、
但し、式4’及び4’’が各々式7の構造を含み、かつ式7のZがNR4を表す場合、R1又はR2は隣接する置換基(複数可)に連結して、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式の(C3-C12)芳香族環を形成し、
a及びbが各々独立して、1~4の整数を表し、
cが、1または2を表し、
a、b、またはcが、2以上の整数であり、R1の各々、R2の各々、またはR3の各々が、同じかまたは異なっていてもよく、
前記ヘテロアリールは、B、N、O、S、Si、及びPから選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含有する、リン光ホスト材料。 - R1~R4における前記置換(C1-C30)アルキル、前記置換(C6-C30)アリール、前記置換3~30員ヘテロアリール、前記置換(C3-C30)シクロアルキル、前記置換(C1-C30)アルコキシ、前記置換トリ(C1-C30)アルキルシリル、前記置換ジ(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールシリル、前記置換(C1-C30)アルキルジ(C6-C30)アリールシリル、前記置換トリ(C6-C30)アリールシリル、前記置換モノまたはジ(C1-C30)アルキルアミノ、前記置換モノまたはジ(C6-C30)アリールアミノ、前記置換(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールアミノ、及び前記置換の単環式または多環式の(C3-C30)脂環式または芳香族環の置換基は各々独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、カルボキシル、ニトロ、ヒドロキシル、(C1-C30)アルキル、ハロ(C1-C30)アルキル、(C2-C30)アルケニル、(C2-C30)アルキニル、(C1-C30)アルコキシ、(C1-C30)アルキルチオ、(C3-C30)シクロアルキル、(C3-C30)シクロアルケニル、3~7員ヘテロシクロアルキル、(C6-C30)アリールオキシ、(C6-C30)アリールチオ、非置換または(C6-C30)アリールで置換された5~30員ヘテロアリール、非置換または5~30員ヘテロアリールで置換された(C6-C30)アリール、トリ(C1-C30)アルキルシリル、トリ(C6-C30)アリールシリル、ジ(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールシリル、(C1-C30)アルキルジ(C6-C30)アリールシリル、アミノ、モノもしくはジ(C1-C30)アルキルアミノ、モノもしくはジ(C6-C30)アリールアミノ、(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールアミノ、(C1-C30)アルキルカルボニル、(C1-C30)アルコキシカルボニル、(C6-C30)アリールカルボニル、ジ(C6-C30)アリールボロニル、ジ(C1-C30)アルキルボロニル、(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールボロニル、(C6-C30)アリール(C1-C30)アルキル、及び(C1-C30)アルキル(C6-C30)アリールからなる群から選択される少なくとも1個である、請求項1に記載のリン光ホスト材料。
- 式中、
R1~R4が各々独立して、水素、置換もしくは非置換(C1-C6)アルキル、または置換もしくは非置換(C6-C15)アリールを表すか、あるいは隣接する置換基(複数可)に連結して、置換もしくは非置換の単環式もしくは多環式の(C3-C12)芳香族環を形成する、請求項1に記載のリン光ホスト材料。 - 式中、
R1及びR2が各々独立して、水素を表すか、または隣接する置換基(複数可)に連結して、置換もしくは非置換の単環式の(C3-C12)芳香族環を形成し、
R3及びR4が各々独立して、非置換(C1-C6)アルキル、または非置換もしくは(C1-C6)アルキルで置換された(C6-C15)アリールを表す、
請求項1に記載のリン光ホスト材料。 - 請求項1に記載のリン光ホスト材料を含む、有機電界発光素子。
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