Конденсированное циклическое ароматическое соединение для органического светоизлучающего устройства и содержащее его органическое светоизлучающее устройство - RU2434836C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к конденсированному циклическому ароматическому соединению для органического светоизлучающего устройства и органическому светоизлучающему устройству, содержащему конденсированное циклическое ароматическое соединение.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Органическое светоизлучающее устройство представляет собой устройство, содержащее тонкую пленку, содержащую флуоресцентное органическое соединение, помещенное между анодом и катодом. Заряженные электроны и отверстия (правые отверстия) от каждого из электродов производят экситон флуоресцентного соединения, таким образом, когда этот экситон возвращается к основному состоянию, органическое светоизлучающее устройство излучает свет.

Недавний прогресс в органических светоизлучающих устройствах удивителен, и примеры их характеристик включают высокую яркость при низком приложенном напряжении, разнообразие светоизлучающих длин волн, высокоскоростной ответ и способность образования тонкого и легковесного светоизлучающего устройства. В соответствии с этими характеристиками, такая возможность предполагает, что органические светоизлучающие устройства используют в широком диапазоне применений.

В текущем статусе, однако, требуются светоизлучающая способность при дополнительно высокой яркости или высокий коэффициент преобразования. Кроме того, все еще существует много проблем в плане износостойкости, таких как старение из-за изменения во времени вследствие использования в течение длительного периода времени или атмосферный газ, содержащий кислород, и влажность.

Световое излучение, такое как синее, зеленое и красное с отличной чистотой цвета, является необходимым при рассмотрении применения к полноцветному дисплею и подобным, но нельзя считать, что эти проблемы уже полностью решены. Соответственно, требуется материал для создания органического светоизлучающего устройства с хорошей чистотой цвета, высокой светоизлучающей эффективностью и удовлетворительной износостойкостью.

В качестве способа решения вышеописанных проблем было предложено применение конденсированного циклического ароматического соединения для составного материала органического светоизлучающего устройства. Заявка на выдачу патента Японии №2001-102173, заявка на выдачу патента США №2004-0076853, заявка на выдачу патента Японии №2006-256979, заявка на выдачу патента Японии №H10-189248 и заявка на выдачу патента Японии №H09-241629 описывают в качестве примеров использования конденсированное циклическое ароматическое соединение для составного материала органического светоизлучающего устройства. Однако конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения или органическое светоизлучающее устройство, содержащее соединение в качестве составного материала, не раскрыты. Более того, J. Org. Chem. 64, 1650-1656, 1999 также раскрывает конденсированное циклическое ароматическое соединение.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение было сделано для решения вышеописанных проблем общепринятыми методами. То есть целью настоящего изобретения является получение конденсированного циклического ароматического соединения для органического светоизлучающего устройства. Другой целью настоящего изобретения является предоставление органического светоизлучающего устройства, содержащего оптический выход с высокой эффективностью и высокой яркостью и имеющего износостойкость.

Авторы настоящего изобретения проводили исследование для решения вышеописанных проблем, и в результате они достигли завершения настоящего изобретения. То есть конденсированное циклическое ароматическое соединение для органического светоизлучающего устройства, представленное следующей общей формулой [1], предоставлено настоящим изобретением:

В формуле R₁-R₁₆ независимо представлены атомом водорода, атомом галогена, замещенной или незамещенной алкильной группой, замещенной или незамещенной алкокси группой, замещенной или незамещенной арилокси группой, замещенной или незамещенной аминогруппой, замещенной или незамещенной арильной группой или замещенной или незамещенной гетероциклической группой, и они могут быть одинаковыми или различными.

Конденсированное циклическое ароматическое соединение согласно настоящему изобретению имеет высокий квантовый выход, и, следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, может быть предоставлено органическое светоизлучающее устройство, содержащее оптический выход с высокой эффективностью и высокой яркостью и обладающее изноустойчивостью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ.1 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий первый вариант осуществления органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения.

ФИГ.2 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий второй вариант осуществления органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения.

ФИГ.3 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий третий вариант осуществления органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения.

ФИГ.4 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий четвертый вариант осуществления органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения.

ФИГ.5 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий пятый вариант осуществления органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения.

ФИГ.6 представляет собой вид, показывающий спектр фотолюминесценции (длина волны возбуждающего излучения: 340 нм) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л), представленного в качестве примера соединения А-1.

ФИГ.7 представляет собой вид, показывающий спектр фотолюминесценции (длина волны возбуждающего излучения: 355 нм) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л), представленного в качестве примера соединения C-6.

ФИГ.8 представляет собой вид, показывающий спектр фотолюминесценции (длина волны возбуждающего излучения: 355 нм) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л), представленного в качестве примера соединения G-14.

ФИГ.9 представляет собой вид, показывающий спектр фотолюминесценции (длина волны возбуждающего излучения: 355 нм) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л), представленного в качестве примера соединения G-19.

ФИГ.10 представляет собой вид, показывающий спектр фотолюминесценции (длина волны возбуждающего излучения: 355 нм) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л), представленного в качестве примера соединения G-18.

ФИГ.11 представляет собой вид, показывающий спектр фотолюминесценции (длина волны возбуждающего излучения: 355 нм) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л), представленного в качестве примера соединения G-22.

ФИГ.12 представляет собой вид, показывающий спектр фотолюминесценции (длина волны возбуждающего излучения: 355 нм) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л), представленного в качестве примера соединения G-20.

ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сначала будет описано подробно конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения. Конденсированное циклическое ароматическое соединение для органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения представлено следующей общей формулой [1]:

В формуле [1] R₁-R₁₆ независимо представлены атомом водорода, атомом галогена, замещенной или незамещенной алкильной группой, замещенной или незамещенной алкокси группой, замещенной или незамещенной арилокси группой, замещенной или незамещенной аминогруппой, замещенной или незамещенной арильной группой, или замещенной или незамещенной гетероциклической группой, и они могут быть одинаковыми или различными.

Конкретные примеры заместителей, представленных в виде R₁-R₁₆ в общей формуле [1] выше, показаны далее. Однако примеры этим не ограничиваются.

Пример атома галогена, представленного R₁-R₁₆, включает фтор, хлор, бром и йод.

Примеры алкильной группы, представленной в виде R₁-R₁₆, включают метильную группу, этильную группу, нормальную пропильную группу, изопропильную группу, нормальную бутильную группу, трет-бутильную группу, втор-бутильную группу, нормальную пентильную группу, октильную группу, 1-адамантильную группу, 2-адамантильную группу, бензильную группу и фенетильную группу.

Примеры алкокси группы, представленной в виде R₁-R₁₆, включают метокси-группу, этокси-группу, пропокси-группу, 2-этил-октилокси-группу и бензилокси-группу.

Примеры арилокси группы, представленной в виде R₁-R₁₆, включают фенокси-группу, 4-трет-бутилфенилокси-группу и тиенилокси-группу.

Примеры аминогруппы, представленной в виде R₁-R₁₆, включают N-метиламиногруппу, N-этиламиногруппу, N,N-диметиламиногруппу, N,N-диэтиламиногруппу, N-метил-N-этиламиногруппу, N-бензиламиногруппу, N-метил-N-бензиламиногруппу, N,N-дибензиламиногруппу, анилиногруппу, N,N-дифениламиногруппу, N,N-динафтиламиногруппу, N,N-дифлуорениламиногруппу, N-фенил-N-толиламиногруппу, N,N-дитолиламиногруппу, N-метил-N-фениламиногруппу, N,N-дианизориламиногруппу, N-мезитил-N-фениламиногруппу, N,N-димезитиламиногруппу, N-фенил-N-(4-трет-бутилфенил)аминогруппу, N-фенил-N-(4-трифторметилфенил)аминогруппу, N,N-ди(4-трет-бутилфенил)аминогруппу, N,N-ди(3,5-диметилфенил)аминогруппу, N-(9,9-диметилфлуоренил)-N-фениламиногруппу, N-(9,9-диметил-флуоренил)-N-толиламиногруппу, N-(9,9-диметилфлуоренил)-N-(3,5-диметилфенил)аминогруппу и N-(9,9-диметилфлуоренил)-N-(2-нафтил)аминогруппу.

Примеры арильной группы, представленной в виде R₁-R₁₆, включают фенильную группу, нафтильную группу, пенталенильную группу, инденильную группу, азуленильную группу, антрильную группу, пиренильную группу, индаценильную группу, аценафтенильную группу, фенантрильную группу, феналенильную группу, флуорантенильную группу, ацефенантрильную группу, ацеантрильную группу, трифениренильную группу, криценильную группу, нафтаценильную группу, периренильную группу, пентаценильную группу, бифенильную группу, терфенильную группу и флуоренильную группу.

Примеры арильной группы, представленной в виде R₁-R₁₆, также включают заместители, происходящие от следующего соединения:

Соединение, упомянутое выше, может иметь атом галогена, алкильную группу, такую как метильная группа, этильная группа, изопропильная группа, трет-бутильная группа, алкокси группу, такую как метокси-группа, этокси-группа, пропокси-группа, арилокси группу, такую как фенокси-группа, 4-трет-бутилфенокси-группа, аминогруппу, такую как N,N-дифениламиногруппа, N,N-динафтиламиногруппа, арильную группу, такую как фенильная группа, нафтильная группа, или гетероциклическую группу, такую как пиридильная группа и пирролильная группа.

Примеры гетероциклической группы, представленной в виде R₁-R₁₆, включают пиридильную группу, пирролильную группу, оксазолильную группу, оксадиазолильную группу, тиазолильную группу, тиадиазолильную группу, хинолильную группу, изохинолильную группу, карбазолильную группу, акридинильную группу и фенантролильную группу.

Примеры заместителя, который может содержаться в алкильной группе, арильной группе и гетероциклической группе, представленных в виде R₁-R₁₆, включают алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа и пропильная группа; аралкильную группу, такую как бензильная группа; арильные группы, такие как фенильная группа и бифенильная группа; гетероциклические группы, такие как пиридильная группа и пирролильная группа; аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дибензиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и дианизолиламиногруппа; алкокси-группы, такие как метокси-группа, этокси-группа и пропокси-группа; арилокси-группа, такая как феноксильная группа; галогеновые атомы, такие как фтор, хлор, бром и йод; и цианогруппа.

Конденсированное циклическое ароматическое соединение, представленное общей формулой [1], может быть синтезировано, например, способом, как показано на нижеприведенных схемах синтеза 1, или 2, или 3.

Схемы синтеза 1

Конденсированное циклическое ароматическое соединение, представленное общей формулой [1], может быть синтезировано, например, путем использования производного дибромхризена и производного 2-гидроксифенилбороновой кислоты, или производного бромхлорйодбензола, в качестве исходных веществ, как показано на нижеприведенной схеме синтеза 1, однако способ синтеза не ограничивается этой схемой.

Описан конкретный способ по схеме синтеза 1. Во-первых, дигидрокси-форму синтезируют реакцией конденсации Сузуки-Мияура между производным дибромхризена и производным 2-гидроксифенилбороновой кислоты (например, Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483). Другой способ включает, например, способ Ямамото с использованием никелевого катализатора (например, Bull. Chem. Soc. Jpn. 51, 2091, 1978). Затем из синтезированной дигидроксильной формы получают дитрифлатную форму, и указанную дитрифлатную форму подвергают внутримолекулярной циклизации (например, J. Org. Chem. 68, 883-887, 2003). Таким образом, может быть получено конденсированное циклическое ароматическое соединение, представленное общей формулой [1].

Схемы синтеза 2

Конденсированное циклическое ароматическое соединение, представленное общей формулой [1], может быть синтезировано, например, путем использования производного дибромхризена и производного бромхлорйодбензола в качестве исходных веществ, как показано в нижеприведенной схеме синтеза 2.

Описан конкретный способ по схеме синтеза 2.

Схема синтеза 2 представляет собой способ синтеза, использующий дихлорную форму, то есть соединение, полученное на третьей стадии в вышеописанных стадиях синтеза. Эта схема особенно пригодна для простого и легкого введения различных заместителей R₄-R₇ или R₁₂-R₁₅ в общую формулу [1]. Более конкретно, производное дибромхризена превращают в дипинаколатную форму (например, J. Org. Chem. 65, 164, 2000). Затем проводят реакцию конденсации Сузуки-Мияура с производным бромхлорйодбензола и последовательно проводят циклизацию аналогичной методикой, как и при реакции внутримолекулярной циклизации в вышеописанной схеме синтеза 1 (например, J. Org. Chem. 68, 883-887, 2003), таким образом получая дихлорную форму.

Примеры способа синтеза путем введения различных заместителей, используя эту дихлорную форму в качестве промежуточного соединения, описаны далее.

Например, примеры включают реакции конденсации, такие как реакция конденсации Сузуки-Мияура (J. Am. Chem. Soc. 120, 9722, 1998), реакция Стилла (Macromolecules. 18, 321, 1985) и реакция Хека (J. Org. Chem. 46, 1067, 1981).

Схема синтеза 3

Конденсированное циклическое ароматическое соединение, представленное общей формулой [1], также может быть синтезировано, например, путем использования производного дибромхризена в качестве исходного вещества, как показано в нижеприведенной схеме синтеза 3.

Описан конкретный способ по схеме синтеза 3.

Схема синтеза 3 особенно пригодна для простого и легкого введения различных заместителей R₄-R₇ или R₁₂-R₁₅ в общую формулу [1]. Более конкретно, производное дибромхризена превращают в соединение CR-1, которое представляет собой сложноэфирную форму. Затем сложноэфирную форму подвергают гидролизу с получением соединения CR-2, и затем соединение CR-2 превращают в соединение CR-3, которое представляет собой соответствующий хлорангидрид кислоты, посредством следующей стадии. Далее соединение CR-3 подвергают внутримолекулярной циклизации (например, J. Am. Chem. Soc. 105, 7375, 1983), таким образом превращая его в кетонную форму. Эту кетонную форму превращают в дикетонную форму (например, Bull. Chem. Soc. Jpn. 59, 3311, 1986). Этот дикетонный продукт используют как промежуточное соединение, и различные заместители вводят в случае R₄-R₇ или R₁₂-R₁₅ посредством двух стадий реакции Кневенагеля (например, Eur. J. Org. Chem. 4185, 2002) и реакции Дильса-Альдера (например, J. Org. Chem. 62, 530, 1997).

Для улучшения светоизлучающей эффективности органического светоизлучающего устройства, в основном, необходимо, чтобы квантовый выход светоизлучающего центрального материала сам по себе был большим.

Соединение, в котором все R₁-R₁₆ являются атомами водорода в общей формуле [1], имеет высокий квантовый выход в разбавленном растворе, как показано в Примере 1. Следовательно, когда соединение общей формулы [1] используют в качестве материала органического светоизлучающего устройства, можно ожидать, что светоизлучающая эффективность устройства является повышенной.

Кроме того, введение заместителя в R₁-R₁₆ в общей формуле [1] может ослаблять ассоциацию молекул самих по себе, снижая эффективность преобразования светоизлучения. Более конкретно, когда заместители вводят в R₁, R₄, R₇, R₈, R₉, R₁₂, R₁₅, R₁₆, заместители с легкостью располагаются в направлении, перпендикулярном плоскости соединения общей формулы [1] из-за стерического затруднения между соседними заместителями, и поэтому эффект снижения эффективности преобразования светоизлучения из-за молекулярной ассоциации является большим.

Примеры заместителей, самих по себе вызывающих стерическое затруднение в молекуле, включают алкильную группу, алкокси-группу, арилокси-группу, аминогруппу, арильную группу и гетероциклическую группу. Предпочтительные примеры включают аминогруппу, арильную группу и гетероциклическую группу.

Кроме того, когда соединение, представленное общей формулой [1], используют в качестве светоизлучающего слоя, оно может быть использовано как вещество-хозяин или как вещество-гость. Более конкретно, когда соединение, представленное общей формулой [1], используют как вещество-хозяин светоизлучающего слоя, соединение, предпочтительно, представляет собой вещество, имеющее высокую температуру перехода в стеклообразное состояние, и для этой цели желательно, чтобы в положениях R₁-R₁₆ имелись заместители.

Примеры заместителей для повышения температуры перехода в стеклообразное состояние, предпочтительно включают аминогруппу, арильную группу и гетероциклическую группу.

Пример заместителя, введенного для использования соединения, представленного общей формулой [1], в качестве промежуточного соединения на стадии синтеза, включает атом галогена. В этом случае йод, бром и хлор являются предпочтительными с точки зрения активности в реакции синтеза.

Соединение, применяемое в качестве материала органического светоизлучающего устройства, желательно обладает сильным свойством инжекции электронных носителей заряда. Устройство может работать при низкой разности потенциалов за счет содействия инжекции электронных носителей заряда. Предпочтительные примеры заместителя, введенного для усиления свойства инжекции электронных носителей заряда, включают аминогруппу и гетероциклическую группу. В основном, когда аминогруппа введена в качестве заместителя, свойство инжекции недостатка электронов, как правило, улучшается. С другой стороны, когда гетероциклическая группа введена, улучшается свойство инжекции электронов.

Незамещенная форма конденсированного циклического ароматического соединения по настоящему изобретению показывает синий цвет с предпочтительно чистотой цвета в случае преобразования светоизлучающей длины волны в разбавленном растворителе в координату цветности CIE. Следовательно, введение заместителя, расширяющего π сопряжение, в эту незамещенную форму позволяет переходить к светоизлучающему цвету в длинных волнах от синих цветов. Примеры заместителя для расширения π сопряжения включают аминогруппу, арильную группу и гетероциклическую группу.

Конкретные примеры соединения вышеуказанной общей формулы [1] показаны ниже. Хотя настоящее изобретение не ограничивается этими соединениями.

Далее органическое светоизлучающее устройство настоящего изобретения будет описано подробно.

Органическое светоизлучающее устройство настоящего изобретения включает анод, катод и слой, состоящий из органического соединения, расположенный между анодом и катодом. В органическом светоизлучающем устройстве настоящего изобретения слой, состоящий из органического соединения, содержит конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения.

Органическое светоизлучающее устройство настоящего изобретения может включать другой слой органического соединения в дополнение к вышеописанному слою, состоящему из органического соединения. Примеры другого слоя органического соединения включают переносящий недостаток электронов слой, инжектирующий недостаток электронов слой, блокирующий электроны слой, блокирующий недостаток электронов слой, переносящий электроны слой и инжектирующий электроны слой.

В дальнейшем в этом документе органическое светоизлучающее устройство настоящего изобретения будет описано подробно со ссылками на чертежи.

Во-первых, описаны ссылки на цифры в чертежах.

Ссылка на цифру 1 обозначает подложку; 2 - анод; 3 - светоизлучающий слой; 4 - катод; 5 - переносящий недостаток электронов слой; 6 - переносящий электроны слой; 7 - инжектирующий недостаток электронов слой; и 8 - слой для блокирования недостатка электронов и/или экситона; и 10, 20, 30, 40 и 50 соответственно - органические светоизлучающие устройства.

Фиг.1 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий первый вариант осуществления изобретения в виде органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения. В органическом светоизлучающем устройстве 10 на Фиг.1 анод 2, светоизлучающий слой 3 и катод 4 последовательно расположены на подложке 1. Это органическое светоизлучающее устройство 10 применимо, когда светоизлучающий слой 3 включает в свой состав органическое соединение, имеющее все, что касается способности переноса недостатка электрона, способности переноса электрона и светоизлучающего действия. Более того, органическое светоизлучающее устройство 10 также применимо, когда светоизлучающий слой 3 включает в свой состав смесь органических соединений, каждое из которых обладает какой-либо одной характеристикой из способности переноса недостатка электрона, способности переноса электрона и светоизлучающего действия.

Фиг.2 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий второй вариант осуществления изобретения в виде органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения. В органическом светоизлучающем устройстве 20 на фиг.2 анод 2, переносящий недостаток электронов слой 5, переносящий электроны слой 6 и катод 4 последовательно расположены на подложке 1. Это органическое светоизлучающее устройство 20 применимо, когда светоизлучающее органическое соединение, имеющее все, что касается свойства переноса недостатка электрона и свойства переноса электрона, применяется в комбинации с органическим соединением, обладающим только свойством переноса электрона или свойством переноса недостатка электрона. Кроме того, переносящий недостаток электрона слой 5 или переносящий электрон слой 6 также служит в качестве светоизлучающего слоя в органическом светоизлучающем устройстве 20.

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий третий вариант осуществления изобретения в виде органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения. Органическое светоизлучающее устройство 30 на фиг.3 представляет собой такое устройство, в котором светоизлучающий слой 3 помещен между переносящим недостаток электрона слоем 5 и переносящим электрон слоем 6 в органическом светоизлучающем устройстве 20 на фиг.2. Это органическое светоизлучающее устройство 30 обладает функцией переносчика заряда и светоизлучающей функцией, которые разделены одна от другой, и органические соединения, имеющие каждую из характеристик, касающихся свойства переноса недостатка электрона, свойства переноса электрона и светоизлучающего свойства, могут применяться в приемлемой комбинации. Вследствие этого, очень возрастает степень свободы в выборе вещества и могут применяться различные органические соединения, имеющие различные длины волн излучаемого света, таким образом предоставляется возможность многообразия цветовых оттенков светоизлучения. Более того, органическое светоизлучающее устройство 30 также может быть предназначено для улучшения эффективности светоизлучения посредством эффективного вовлечения переносчика заряда или экситона в светоизлучающий слой 3 в центре.

Фиг.4 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий четвертый вариант осуществления изобретения в виде органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения. Органическое светоизлучающее устройство 40 на фиг.4 представляет собой устройство, в котором инжектирующий недостаток электрона слой 7 помещен между анодом 2 и переносящим недостаток электрона слоем 5 в органическом светоизлучающем устройстве 30 на фиг.3. Это органическое светоизлучающее устройство 40, посредством размещения инжектирующего недостаток электрона слоя 7, является эффективным для восстановления разности потенциалов, таким образом улучшая прочность сцепления между анодом 2 и переносящим недостаток электрона слоем 5 или свойство инжектирования недостатка электрона.

Фиг.5 представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий пятый вариант осуществления изобретения в виде органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения. Органическое светоизлучающее устройство 50 на фиг.5 представляет собой устройство, в котором слой для предотвращения недостатка электрона или экситона, проходя через поверхность катода 4 (блокирующий недостаток электрона/экситона слой 8), помещен между светоизлучающим слоем 3 и переносящим недостаток электрона слоем 6. Эффективность светоизлучения органического светоизлучающего устройства 50 улучшается за счет органического соединения, имеющего очень высокий потенциал ионизации, как и блокирующего недостаток электрона/экситона слоя 8.

Однако вышеописанные с первого по пятый варианты осуществления изобретения имеют только структуры базового устройства и структура органического светоизлучающего устройства, использующего конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения, не ограничивается этими вариантами осуществления изобретения. Например, изолирующий слой, связующий слой или интерференционный слой могут быть размещены на промежуточной поверхности между электродом и органическим слоем, и переносящий недостаток электрона слой может быть образован из различных слоистых структур, содержащих в своем составе два слоя, имеющие различные потенциалы ионизации.

Конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения может быть использовано для любого, с первого по пятый, из вариантов осуществления изобретения. Когда конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения применяется, то может применяться одно соединение, или множество соединений может применяться в комбинации.

Конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения содержится в слое, включающем в свой состав органическое соединение, например, светоизлучающий слой 3, переносящий недостаток электрона слой 5, переносящий электрон слой 6, инжектирующий недостаток электрона слой 7 и блокирующий недостаток электрона/экситон слой 8 в вариантах осуществления изобретения с первого по пятый. Конденсированное циклическое ароматическое соединение предпочтительно содержится в светоизлучающем слое 3. Кроме того, один или два, или несколько видов конденсированного циклического ароматического соединения настоящего изобретения может содержаться в этих слоях.

Светоизлучающий слой 3 предпочтительно включает в свой состав вещества хозяина и гостя. Здесь, в случае, когда светоизлучающий слой 3 включает в свой состав хозяина и гостя, имеющие свойства переносчика заряда, основные процессы, приводящие к излучению света, включают какой-нибудь из нижеследующих процессов.

1. Перенос электрона и недостатка электрона в светоизлучающем слое

2. Образование экситона хозяина

3. Передача энергии возбуждения между молекулами хозяина

4. Перенос энергии возбуждения от хозяина к гостю

Желаемый перенос энергии или излучение света в каждом процессе осуществляются в конкуренции с различными процессами дезактивации.

Излишне говорить, что квантовый выход светоизлучения центрального светоизлучающего вещества самого по себе повышают с целью увеличения эффективности светоизлучения органического светоизлучающего устройства. Однако возникла серьезная проблема в том, как перенос энергии между хозяином и хозяином или между хозяином и гостем может быть эффективно осуществлен. Несмотря на то что причина ухудшения излучения света, связанная с энергией возбуждения, не понятна в настоящее время, предполагают, что причина связана с изменением внешнего окружения светоизлучающего вещества за счет, по крайней мере, светоизлучающего центрального вещества самого по себе или его молекулярного окружения.

Когда конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения применяется как хозяин или гость светоизлучающего слоя, эффективность светоизлучающего устройства, яркость свечения и прочность устройства улучшаются.

Когда конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения применяется в качестве вещества светоизлучающего слоя для органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения, светоизлучающий слой может быть составлен только из конденсированного циклического ароматического соединения настоящего изобретения. Более того, конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения может применяться как вещество-гость (допант) или как вещество-хозяин.

Здесь, когда конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения применяется как вещество-гость, количество применяемого соединения составляет, предпочтительно, от 0,01% масс. до 20% масс. из расчета на вещество-хозяин, более предпочтительно, от 0,1% масс. до 15% масс. Если конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения применяется в этом диапазоне, то концентрационное тушение, существующее за счет перекрывания веществ-гостей друг другом в светоизлучающем слое, может быть соответствующим образом ослаблено.

Когда конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения применяется как вещество-гость, предпочтительно, чтобы дефицит энергии вещества-хозяина был больше, чем дефицит энергии вещества-гостя.

В настоящем изобретении конденсированное циклическое ароматическое соединение настоящего изобретения в особенности применимо в качестве вещества для создания светоизлучающего слоя, но также может быть использовано, если это необходимо, совместно с, например, переносящими недостаток электрона соединениями на основе низкомолекулярных соединений и на полимерной основе, со светоизлучающими соединениями или переносящими электрон соединениями, которые традиционно известны.

Примеры переносящего недостаток электрона соединения включают производные триариламина, производные фенилендиамина, производные триазола, производные оксадиазола, производные имидазола, производные пиразолина, производные пиразолона, производные оксазола, производные флуоренона, производные гидразона, производные стильбена, производные фталоцианина, производные порфирина, поли(винилкарбазол), поли(силилен), поли(тиофен) и другие проводящие полимеры.

Примеры светоизлучающих соединений включают производные нафталина, производные фенантрена, производные флуорена, производные пирена, производные тетрацена, производные коронена, производные хризена, производные перилена, производные 9,10-дифенилантрацена, производные рубрена, производные хинакридона, производные акридона, производные кумарина, производные пирана, нильский красный, производные пиразина, производные бензимидазола, производные бензотиазола, производные бензоксазола, производные стильбена и органические металлокомплексы (например, органические алюминиевые комплексы, такие как трис(8-хинолинолат)алюминий и органические бериллиевые комплексы) и полимерные производные, такие как производные поли(фениленвинилена), производные поли(флуорена), производные поли(фенилена), производные поли(тиениленвинилена) и производные поли(ацетилена), в дополнение к конденсированному циклическому ароматическому соединению настоящего изобретения.

Примеры переносящих электрон соединений включают производные оксадиазола, производные оксазола, производные тиазола, производные тиадиазола, производные пиразина, производные триазола, производные триазина, производные перилена, производные хинолина, производные хиноксалина, производные флуоренона, производные антрона, производные фенантролина и органические металлокомплексы.

Примеры веществ, из которых состоит анод, включают простые металлические вещества, такие как золото, платина, серебро, медь, никель, палладий, кобальт, селен, ванадий и вольфрам, или их сплав и оксиды металлов, таких как оксид олова, оксид цинка, оксид индия, оксид индия-олова (ITO) и оксид индия-цинка. Более того, другие примеры включают, например, проводящие полимеры, такие как полианилин, полипиррол, политиофен и полифениленсульфид. Эти электродные вещества могут использоваться по одиночке или в комбинации из двух или нескольких из них. Кроме того, анод может иметь монослойную или мультислойную структуру.

Примеры веществ, из которых состоит катод, включают металлические простые вещества, такие как литий, натрий, калий, кальций, магний, алюминий, индий, рутений, титан, марганец, итрий, серебро, свинец, олово и хром. Альтернативно, другие примеры включают, например, один или несколько сплавов, таких как литий-индий, натрий-калий, магний-серебро, алюминий-литий, алюминий-магний или магний-индий. Более того, примеры включают оксиды металла, такие как оксид индия-олова (ITO). Эти электродные вещества могут использоваться по одиночке или в комбинации из двух или нескольких из них. Кроме того, катод может иметь монослойную или мультислойную структуру.

Несмотря на то что подложки, применяемые для органического светоизлучающего устройства настоящего изобретения, не ограничены особым образом, применяются светопроницаемые подложки, такие как металлическая подложка и керамическая подложка, и пропускающие свет подложки, такие как стекло, кварц, и листовой пластик.

Цвет люминесценции также можно контролировать, используя для подложки, например, цветную пленку-фильтр, флуоресцентную светопреобразующую пленку-фильтр, диэлектрическую отражательную пленку. Кроме того, устройство также может быть изготовлено посредством образования тонкой пленки полупроводника (TFT) на подложке и соединением ее с устройством.

Далее как и нижняя излучающая структура (структура, получающая свет с поверхности подложки), так и верхняя излучающая структура (структура, получающая свет с поверхности, противоположной подложке) могут применяться в отношении достижения цели получения света от устройства.

Примеры

В дальнейшем настоящее изобретение будет более конкретно описано посредством примеров, но без ограничения этими примерами.

<Пример 1> (Синтез представленного в качестве примера соединения А-1)

(1-1) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-3

Следующие реагенты и растворители загружали в 300-мл реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 60°C в течение 8 ч.

Соединение 1-1: 1,3 г (4,05 ммоль)

Соединение 1-2: 1,22 г (8,90 ммоль)

Тетракистрифенилфосфин палладий (0): 519 мг (0,45 ммоль)

Толуол: 100 мл

Этанол: 50 мл

2М-водный раствор карбоната натрия: 20 мл

После завершения реакции, для отделения органического слоя, добавляли этилацетат и воду, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол/гептан = 1/1), и получали 1,3 г соединения 1-3 (выход 78%).

(1-2) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-4

Реагенты и растворители, приведенные ниже, загружали в реакционную колбу и перемешивали в охлаждающей бане при -20°C в течение 30 минут.

Соединение 1-3: 1,3 г (3,15 ммоль)

Хлороформ: 100 мл

Триэтиламин: 2 мл

Затем 1,58 мл (9,45 ммоль) ангидрида трифторметансульфокислоты медленно добавляли по каплям и перемешивали при комнатной температуре в течение 6 ч. После завершения реакции, для отделения органического слоя, добавляли этилацетат и воду, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол/гептан = 1/2), и получали 1,74 г (выход 82%) соединения 1-4.

(1-3) Синтез представленного в качестве примера соединения А-1

Реагенты и растворители, приведенные ниже, загружали в реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 80°C в течение 8 ч.

Соединение 1-4: 270 мг (0,4 ммоль)

LiCl: 100 мг (2,4 ммоль)

1,8-диазобицикло[5.4.0]7-ундецен: 146 мг (0,96 ммоль)

Дихлорид бистрифенилфосфин палладия (II): 40 мг (0,04 ммоль)

Диметилформамид: 50 мл

После завершения реакции, для отделения органического слоя, добавляли этилацетат и воду, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол/гептан = 1/3), и получали 72 мг (выход 48%) представленного в качестве примера соединения А-1.

Физические свойства полученного соединения измеряли и оценивали.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что соединение имеет М+ 376,4 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и было идентифицировано представленное в качестве примера соединение А-1.

(ЯМР)

Структура этого представленного в качестве примера соединения А-1 была подтверждена при помощи измерения ЯМР.

¹Н-ЯМР (THF-d8, 400 МГц) σ (м.д.): 9,36 (с, 2H), 8,80 (д, 2H, J=8,0 Гц), 8,18-8,16 (м, 2H), 8,07 (д, 2H, J=8,0 Гц), 7,97-7,95 (м, 2H), 7,82 (м, 2H), 7,38 (м, 4H).

(Температура плавления)

Было подтверждено, что температура плавления представленного в качестве примера соединения А-1 составляла 378°C при помощи дифференционной сканирующей калориметрии (DSC).

(Характеристики светоизлучения)

Спектр излучения представленного в качестве примера соединения А-1 измеряли в растворе. Для измерения спектра излучения, в дополнение был измерен спектр поглощения в растворе толуола (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения А-1, используя спектрофотометр U-3010 (производство Hitachi, Ltd.). После измерения спектра поглощения, был измерен спектр излучения раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения А-1, используя спектрофотометр F-4500 (производство Hitachi, Ltd.). При этом, в результате измерения спектра поглощения, длина волны возбуждающего излучения была определена при 340 нм. В результате измерения получали спектр фотолюминесценции (PL), показанный на ФИГ.6. В соответствии со спектром фотолюминесценции, показанным на ФИГ.6, максимумы с длинами волн для представленного в качестве примера соединения А-1 имеют первый пик и второй пик при 436 нм и 461 нм соответственно, и соединение проявляет хорошее синее излучение.

Измеряли квантовый выход представленного в качестве примера соединения А-1 в растворе толуола (1×10^-5 моль/л), и в результате было показано высокое значение, такое как 0,91. Кроме того, при измерении квантового выхода, значения вычисляли, используя флуорантен в качестве сравнительного контрольного соединения для сравнения. Квантовый выход в разбавленном растворе флуорантена составляет 0,35 (Steven L, Murov., Handbook of Phtochemistry, Second Edition, Revised and Exapanded, (1993)).

<Пример 2> (Синтез представленного в качестве примера соединения C-6)

Представленное в качестве примера соединение C-6 синтезировали аналогичным Примеру 1 способом. Более конкретно, синтез проводили при тех же условиях, что и в Примере 1, за исключением того, что соединение 1-2 заменяли соединением 1-5.

Относительно полученного соединения его физические свойства измеряли и оценивали.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что соединение имеет М+ 488,6 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и было идентифицировано представленное в качестве примера соединение С-6.

(ЯМР)

Структуру этого представленного в качестве примера соединения C-6 подтверждали при помощи измерения ЯМР.

¹Н-ЯМР (CDCl₃, 400 МГц) σ (м.д.): 9,15 (с, 2H), 8,69 (д, 2H, J=8,0 Гц), 8,08-8,01 (м, 6H), 7,87-7,83 (м, 2H), 7,52-7,48 (м, 2H), 1,54 (с, 18H).

(Температура плавления)

Было подтверждено, что температура плавления представленного в качестве примера соединения C-6 составляла 459°C при помощи дифференционной сканирующей калориметрии.

(Характеристики светоизлучения)

Спектр поглощения в растворе толуола (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения C-6 измеряли в растворе. После измерения спектра поглощения измеряли спектр излучения (спектр фотолюминесценции) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения C-6. При этом, в результате измерения спектра поглощения, длина волны возбуждающего излучения была определена при 355 нм. В результате измерения получали спектр фотолюминесценции, показанный на ФИГ.7. В соответствии со спектром фотолюминесценции, показанным на ФИГ.7, максимумы с длинами волн для представленного в качестве примера соединения C-6 имеют первый пик и второй пик при 446 нм и 472 нм соответственно, и соединение проявляет хорошее синее излучение.

<Пример 3> (Синтез представленных в качестве примера соединений G-14 и G-19)

(3-1) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-6

Следующие реагенты и растворитель загружали в 300-мл реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 80°C в течение 8 ч.

Соединение 1-1: 2,5 г (6,48 ммоль)

4,4,5,5-тетраметил-1,3,2-диоксаборолан: 5,63 мл (38,8 ммоль)

[1,3-бис(дифенилфосфино)пропан]дихлорникель(II): 325 мг (0,65 ммоль)

Толуол: 100 мл

Триэтиламин: 30 мл

После завершения реакции температуру понижали до комнатной температуры, и затем туда добавляли воду. Дополнительно добавляли водный раствор хлорида аммония и перемешивали в течение 3 ч. Затем, для отделения органического слоя, добавляли этилацетат и воду, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол), и получали 2,1 г (выход 68%) соединения 1-6.

(3-2) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-8

Следующие реагенты и растворитель загружали в 300-мл реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 80°C в течение 4 ч.

Соединение 1-6: 2,0 г (4,16 ммоль)

Соединение 1-7: 2,7 г (8,5 ммоль)

Тетракистрифенилфосфин палладий (0): 485 мг (0,42 ммоль)

Толуол: 100 мл

Этанол: 50 мл

2М-водный раствор карбоната натрия: 20 мл

После завершения реакции толуол и воду добавляли для отделения органического слоя, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол/гептан = 1/9), и получали 1,81 г (выход 72%) соединения 1-8.

(3-3) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-9

Следующие реагенты и растворитель загружали в реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 100°C в течение 8 ч.

Соединение 1-8: 1,5 г (2,47 ммоль)

LiCl: 636 мг (15,0 ммоль)

1,8-диазобицикло[5.4.0]7-ундецен: 943 мг (6,20 ммоль)

Дихлорид бистрифенилфосфин палладия (II): 40 мг (0,24 ммоль)

Диметилформамид: 150 мл

После завершения реакции в нее добавляли воду и перемешивали при комнатной температуре в течение 1 ч. Подтверждали наличие оранжевого осадка в реакционном растворе и затем фильтровали, и фильтрат промывали с помощью воды, метанола и ацетона. Фильтрат сушили, и получали 1,1 г (выход 51%) соединения 1-9.

По отношению к полученному соединению измеряли молекулярную массу.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что соединение имеет М+ 445,3 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и было идентифицировано соединение 1-9.

(3-4) Синтез представленных в качестве примера соединений G-14 и G-19

Следующие реагенты и растворитель загружали в реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 80°C в течение 8 ч.

Соединение 1-9: 500 мг (1,12 ммоль)

Соединение 1-10: 100 мг (2,4 ммоль)

Ацетат палладия (II): 75 мг (0,33 ммоль)

2-дициклогексилфосфино-2',6'-диметоксибифенил: 410 мг (0,99 ммоль)

Трифосфат калия: 713 мг (3,36 ммоль)

Толуол: 50 мл

После завершения реакции толуол и воду добавляли для отделения органического слоя, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол/гептан = 1/3), и получали 209 мг (выход 32%) представленного в качестве примера соединения G-14 и 97 мг (выход 18%) представленного в качестве примера соединения G-19.

Физические свойства полученного соединения измеряли и оценивали.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что каждое соединение имеет M+ 584,7 и 480,6 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и идентифицировали представленные в качестве примера соединения G-14 и G-19.

(ЯМР)

Структуру представленного в качестве примера соединения G-14 подтверждали при помощи измерения ЯМР.

¹Н-ЯМР (CDCl₃, 400 МГц) σ (м.д.): 9,22 (с, 2H), 8,74 (д, 2H, J=9,6 Гц), 8,19 (д, 2H, J=9,2 Гц), 8,03 (д, 2H, J=8,2 Гц), 7,88 (дд, 2H, J=8,4 Гц, J=8,2 Гц), 7,78 (д, 2H, J=0,96 Гц), 7,27-7,20 (м, 8H), 2,18 (с, 12H).

Структуру представленного в качестве примера соединения G-19 подтверждали при помощи измерения ЯМР.

¹Н-ЯМР (CDCl₃, 400 МГц) σ (м.д.): 9,10 (с, 2H), 9,08 (с, 2H), 8,63 (д, 2H, J=9,6 Гц), 8,14 (д, 1H, J=7,2 Гц), 8,01-8,06 (м, 1H), 7,99 (дд, 1H, J=7,2 Гц, J=11,2 Гц), 7,95-7,92 (м, 1H), 7,84-7,76 (м, 2H), 7,46-7,42 (м, 2H), 7,26-7,18 (м, 4H), 2,19 (с, 6H).

(Характеристики светоизлучения)

Измерение светоизлучающих характеристик проводили аналогично Примеру 1.

Спектр поглощения в растворе толуола (1×10^-5 моль/л) представленных в качестве примера соединений G-14 и G-19 измеряли в растворе. После измерения спектра поглощения измеряли спектр излучения (Спектр фотолюминесценции) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л) представленных в качестве примера соединений G-14 и G-19. При этом, в результате измерения спектра поглощения, длина волны возбуждающего излучения была определена при 340 нм. В результате измерения получали спектр фотолюминесценции, показанный на ФИГ.7. В соответствии со спектром фотолюминесценции, показанным на ФИГ.7, максимумы с длинами волн для представленного в качестве примера соединения G-14 имеют первый пик и второй пик при 444 нм и 470 нм соответственно, и соединение проявляет синее излучение, и максимумы с длинами волн для представленного в качестве примера соединения G-19 имеют первый пик и второй пик при 440 нм и 467 нм соответственно, и соединение проявляет синее излучение.

<Пример 4> (Синтез представленного в качестве примера соединения G-18)

Представленное в качестве примера соединение G-18 синтезировали аналогичным Примеру 3 способом. Более конкретно, синтез проводили при тех же условиях, что и в Примере 3, за исключением того, что соединение 1-10 заменяли соединением 1-11 в Примере 1.

Физические свойства полученного соединения измеряли и оценивали.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что соединение имеет М+ 656,8 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и было идентифицировано представленное в качестве примера соединение G-18.

(ЯМР)

Структуру этого соединения подтверждали при помощи измерения ЯМР.

¹H-ЯМР (CDCl₃, 600 МГц) σ (м.д.): 9,34 (с, 2H), 8,82 (д, 2H, J=5,8 Гц), 8,30 (д, 2H, J=6,3 Гц), 8,06 (д, 2H, J=5,8 Гц), 7,93-7,86 (м, 8H), 7,62 (д, 2H, J=7,1 Гц), 7,51 (д, 2H, J=7,1 Гц), 7,46-7,39 (м, 6H), 2,40 (с, 6H).

(Характеристики светоизлучения)

Измерение светоизлучающих характеристик проводили аналогично Примеру 1.

Спектр поглощения в растворе толуола (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения G-18 измеряли в растворе. После измерения спектра поглощения измеряли спектр излучения (Спектр фотолюминесценции) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения G-18. При этом, в результате измерения спектра поглощения, длина волны возбуждающего излучения была определена при 355 нм. В результате измерения получали спектр фотолюминесценции, показанный на ФИГ.7. В соответствии со спектром фотолюминесценции, показанным на ФИГ.7, максимумы с длинами волн для представленного в качестве примера соединения G-18 имеют первый пик и второй пик при 442 нм и 469 нм соответственно, и соединение проявляет хорошее синее излучение.

<Пример 5> (Синтез представленного в качестве примера соединения G-22)

(5-1) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-12

Следующие реагенты и растворитель загружали в 300-мл реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 80°C в течение 18 ч.

Соединение 1-1: 5,0 г (13,0 ммоль)

Этилацетоацетат: 6,74 г (51,8 ммоль)

Трифосфат калия: 16,5 г (77,7 ммоль)

Ацетат палладия (II): 116 мг (0,52 ммоль)

2-(дитретичный-бутилфосфино)-2'-метоксибифенил: 324 мг (1,04 ммоль)

Толуол: 100 мл

Этанол: 15 мл

После завершения реакции толуол и воду добавляли для отделения органического слоя, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол/хлороформ = 1/1), и получали 2,87 г (выход 55%) соединения 1-12.

(5-2) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-13

Следующие реагенты и растворитель загружали в реакционную колбу и перемешивали при 90°C в течение 24 ч.

Соединение 1-12: 3,76 г (89,6 ммоль)

Диоксан: 30 мл

Моногидрат гидроксида лития: 3,76 г (89,6 ммоль)

Концентрированную хлороводородную кислоту (20 мл) медленно добавляли к этой суспензии и полученную в результате смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 5 ч. Затем воду (200 мл) добавляли к смеси, и выпавшие кристаллы отделяли фильтрованием. Кристаллы последовательно промывали водой, метанолом и диэтиловым эфиром, и затем выдерживали и сушили в высоком вакууме, получая 2,87 г соединения 1-3 (выход: 93%).

(5-3) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-15

Следующие реагенты и растворитель загружали в реакционную колбу и перемешивали при 80°C в течение 2 ч.

Соединение 1-13: 2,87 г (6,36 ммоль)

Тионилхлорид: 50 мл

Диметилформамид: 300 мкл

Эту суспензию отгоняли при пониженном давлении и последовательно добавляли к полученному в результате остатку дихлорметан (50 мл) и трихлорид алюминия (2,1 г, 15,9 ммоль), и смесь интенсивно перемешивали при комнатной температуре в течение 18 ч. Концентрированную хлороводородную кислоту (180 мл) добавляли к полученной в результате суспензии, и смесь перемешивали в течение 1 ч. Эту суспензию разделяли фильтрованием, и фильтрат подвергали экстракции в аппарате Соксклета, используя хлороформ в качестве растворителя, и полученный в результате экстракт концентрировали. Экстракт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: хлороформ/этилацетат = 15/1), получая 1,2 г соединения 1-15 (выход: 61%).

(5-4) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-16

Следующие реагенты и растворитель загружали в реакционную колбу и перемешивали при 130°C в течение 18 ч.

Соединение 1-15: 1,2 г (3,89 ммоль)

Бензолселенистый ангидрид: 4,4 г (8,56 ммоль)

Хлорбензол: 60 мл

Эту суспензию охлаждали до 100°С, и выпавшие кристаллы отделяли фильтрованием. Полученные кристаллы промывали гексаном и сушили в высоком вакууме, получая 1,27 г соединения 1-16 (выход: 97%).

(5-5) Синтез синтетического промежуточного соединения 1-18

Следующие реагенты и растворитель загружали в реакционную колбу и перемешивали в токе газообразного азота при 80°C в течение 18 ч.

Соединение 1-16: 37 мг (0,0046 ммоль)

Соединение 1-17: 40 мг (0,0092 ммоль)

Этанол: 2 мл

Толуол: 0,4 мл

6N-гидроксид калия: 300 мкл

После завершения реакции кристаллы оставляли для охлаждения до комнатной температуры и отделяли их фильтрованием. Эти кристаллы промывали метанолом и IPE (изопропиловым эфиром) и сушили в высоком вакууме, получая 55 мг соединения 1-18 (выход: 99%).

(5-6) Синтез представленного в качестве примера соединения G-22

Следующий реагент, растворитель и ацетиленовый газ загружали в автоклав, и запаивали, и перемешивали при 190°C в течение 24 ч.

Соединение 1-18: 200 мг (0,176 ммоль)

Дихлорэтан: 4 мл

После завершения реакции кристаллы оставляли для охлаждения до комнатной температуры и отделяли их фильтрованием. Эти кристаллы тщательно промывали смесью гексан/толуол = 2/1.

Очистку проводили при помощи колоночной хроматографии на силикагеле (элюирующий растворитель: гексан/хлороформ = 4/1), и получали 0,14 г (выход 70%) представленного в качестве примера соединения G-22.

Физические свойства полученного соединения измеряли и оценивали.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что соединение имеет М+ 1129,68 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и было идентифицировано представленное в качестве примера соединение G-22.

(ЯМР)

Структура этого представленного в качестве примера соединения G-22 была подтверждена при помощи измерения ЯМР.

¹H-ЯМР (CDCl₃, 400 МГц) σ (м.д.): 8,01 (с, 2H), 7,80 (д, 2H, J=8,0 Гц), 7,80 (т, 2H, J=2,0 Гц), 7,57 (т, 2H, J=2,0 Гц), 8,18-8,16 (м, 2H), 8,07 (т, 2H, J=2,0 Гц), 7,54 (д, 4H, J=2,0 Гц), 7,53 (д, 4H, J=2,0 Гц), 7,40-7,32 (м, 4H), 1,42 (с, 36H), 1,40 (с, 36H).

(Характеристики светоизлучения)

Измерение светоизлучающих характеристик проводили аналогично Примеру 1.

Спектр поглощения в растворе толуола (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения G-22 измеряли в растворе. После измерения спектра поглощения измеряли спектр излучения (Спектр фотолюминесценции) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения G-22. При этом, в результате измерения спектра поглощения, длина волны возбуждающего излучения была определена при 355 нм. В результате измерения получали спектр фотолюминесценции, показанный на ФИГ.11. В соответствии со спектром фотолюминесценции, показанным на ФИГ.11, максимумы с длинами волн для представленного в качестве примера соединения G-22 имеют первый пик и второй пик при 458 нм и 486 нм соответственно, и соединение проявляет хорошее синее излучение.

<Пример 6> (Синтез представленного в качестве примера соединения G-24)

Следующие реагенты и растворитель загружали в реакционную колбу и перемешивали при 150^оС в течение 1 ч в токе газообразного азота.

Соединение 1-19: 500 мг (0,603 ммоль)

LiCl: 76 мг (1,81 ммоль)

1,8-диазобицикло[5.4.0]7-ундецен: 918 мг (6,03 ммоль)

Ацетат палладия: 13,5 мг (0,0603 ммоль)

2-дициклогексилфосфино-2',6'-диметоксибифенил: 56,8 мг (0,133 ммоль)

Диметилформамид: 30 мл

После завершения реакции для отделения органического слоя добавляли этилацетат и воду, сушили над сульфатом магния, и затем растворитель отгоняли. Полученный в результате продукт очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: толуол/гептан = 1/2), и получали 32 мг (выход 10%) представленного в качестве примера соединения G-24.

Физические свойства полученного соединения измеряли и оценивали.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что соединение имеет М+ 528,6 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и было идентифицировано представленное в качестве примера соединение G-24.

<Пример 7> (Синтез представленного в качестве примера соединения G-20)

(7-1) Синтез соединения 1-20

20,0 г (87,6 ммоль) хризена, 46,7 г (350 ммоль) хлорида алюминия и 400 мл дихлорметана загружали в 500-мл трехгорлую колбу, и во время перемешивания добавляли 55,6 г (438 ммоль) оксалилхлорида по каплям в атмосфере азота при температуре -78°C, и затем смесь дополнительно перемешивали в течение 30 минут, и температуру реакции повышали до комнатной температуры больше 2 ч. Реакционную смесь выливали в 4 л воды со льдом при перемешивании, и образовавшийся твердый остаток отфильтровывали, и твердый остаток диспергировали и промывали 100 мл метанола. Твердый остаток фильтровали и сушили при нагревании в вакууме с получением 21,5 г (выход: 87%) соединения 1-20 (оранжевый порошок).

(7-2) Синтез соединения 1-22

2,01 г (7,10 ммоль) соединения 1-20, 1,50 г (7,13 ммоль) соединения 1-21 и 100 мл этанола загружали в 200-мл трехгорлую колбу, и добавляли по каплям 4,00 г гидроксида калия, растворенного в 25 мл воды, в атмосфере азота при комнатной температуре при перемешивании. Затем смесь нагревали до 75°C и перемешивали в течение одного часа 30 минут. Реакционную жидкость охлаждали, и осажденный твердый остаток фильтровали и сушили с получением 3,08 г (выход: 95%) соединения 1-22 (зеленый порошок).

(7-3) Синтез соединения 1-23

3,00 г (6,58 ммоль) соединения 1-22, 4,97 г (54 ммоль) 2,5-норборнадиена, и 40 мл ангидрида уксусной кислоты загружали в 200-мл трехгорлую колбу, и смесь нагревали до 90°C в атмосфере азота, и перемешивали в течение 18 ч. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры, и растворитель отгоняли при пониженном давлении, и затем остаток очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: смесь толуола и гептана) с получением 1,58 г (выход: 53%) соединения 1-23 (желтый порошок).

(7-4) Синтез соединения 1-24

1,00 г (2,20 ммоль) соединения 1-23, 1,06 г (7,92 ммоль) хлорида алюминия и 50 мл дихлорметана загружали в 100-мл трехгорлую колбу, и 1,11 г (8,80 ммоль) оксалилхлорида добавляли по каплям в атмосфере азота при температуре -78°C во время перемешивания, и затем смесь перемешивали дополнительно в течение 30 минут, и температуру реакции повышали до комнатной температуры больше 2 ч. Реакционную смесь выливали в 1 л воды со льдом при перемешивании, и образовавшийся твердый остаток отфильтровывали, и твердый остаток диспергировали и промывали 30 мл метанола. Твердый остаток фильтровали и сушили при нагревании в вакууме с получением 0,894 г (выход: 80%) соединения 1-24 (оранжевый порошок).

(7-5) Синтез соединения 1-26

0,890 г (1,75 ммоль) соединения 1-24, 0,855 г (1,97 ммоль) соединения 1-25, 100 мл этанола и 10 мл толуола загружали в 200-мл трехгорлую колбу, и добавляли по каплям 1,11 г гидроксида калия, растворенного в 5 мл воды, в атмосфере азота при комнатной температуре при перемешивании. Затем смесь нагревали до 75°C и перемешивали в течение двух часов 30 минут. Реакционную жидкость охлаждали, и осажденный твердый остаток фильтровали и сушили с получением 0,49 г (выход: 31%) соединения 1-26 (зеленый порошок).

(7-6) Синтез представленного в качестве примера соединения G-20

0,49 г (0,541 ммоль) соединения 1-26, 4,97 г (54 ммоль) 2,5-норборнадиена и 40 мл ангидрида уксусной кислоты загружали в 200-мл трехгорлую колбу, и смесь нагревали до 90°C в атмосфере азота и перемешивали в течение 18 ч. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры, и растворитель отгоняли при пониженном давлении, и затем остаток очищали колоночной хроматографией на силикагеле (элюирующий растворитель: смесь толуола и гептана) с получением 0,17 г (выход: 35%) представленного в качестве примера соединения G-20 (желтый порошок).

Физические свойства полученного соединения измеряли и оценивали.

(Молекулярная масса)

Было подтверждено, что соединение имеет М+ 905,5 посредством MALDI-TOF-MS (времяпролетного масс-спектрометра с ионизацией лазерной десорбцией с использованием матрицы), и было идентифицировано представленное в качестве примера соединение G-20.

(ЯМР)

Структура этого представленного в качестве примера соединения G-20 была подтверждена при помощи измерения ЯМР.

¹Н-ЯМР (CDCl₃, 400 МГц) σ (м.д.): 8,35 (с, 1H), 8,00 (с, 1H), 7,81 (дд, 2H, J=8,4 Гц, J=10,4 Гц), 7,76-7,73 (м, 3H), 7,69-7,64 (м, 5H), 7,56-7,50 (м, 8H), 7,45-7,30 (м, 7H), 7,22 (д, 1H, J=7,2 Гц), 1,42 (с, 18H), 1,40 (с, 18H).

(Характеристики светоизлучения)

Измерение светоизлучающих характеристик проводили аналогично Примеру 1.

Спектр поглощения в растворе толуола (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения G-20 измеряли в растворе. После измерения спектра поглощения измеряли спектр излучения (Спектр фотолюминесценции) раствора в толуоле (1×10^-5 моль/л) представленного в качестве примера соединения G-20. При этом, в результате измерения спектра поглощения, длина волны возбуждающего излучения была определена при 355 нм. В результате измерения получали спектр фотолюминесценции, показанный на ФИГ.12. В соответствии со спектром фотолюминесценции, показанным на ФИГ.12, максимумы с длинами волн для представленного в качестве примера соединения G-20 имеют первый пик и второй пик при 456 нм и 482 нм соответственно, и соединение проявляет хорошее синее излучение.

Представленные в качестве примера соединения B-2, C-12, D-1, E-8, F-6, G-1, G-2, G-7, G-10, G-40, G-41 и H-2 могут быть синтезированы аналогично Примеру 1, за исключением того, что использовали соединения, показанные в Таблицах 1 и 2, приведенные ниже, вместо соединений 1-1 и 1-2 в Примере 1.

<Пример 8> (Изготовление органического светоизлучающего устройства)

В этом Примере было изготовлено органическое светоизлучающее устройство, показанное на Фиг.3. Сначала оксид индия-олова (ITO) (анод 2) был сформирован в виде пленки толщиной 100 нм на стеклянной подложке (подложка 1), и таким образом была изготовлена стеклянная подложка с ITO электродом. Затем слой, включающий органическое соединение, и катод подвергали напылению в вакууме, используя электрический нагрев, для постоянного формирования пленки на этой стеклянной подложке с ITO электродом. Более конкретно, сначала соединение 2, приведенное ниже, применяли в качестве переносящего недостаток электрона слоя 5 для формирования пленки толщиной 20 нм. Затем соединение 3, приведенное ниже, служащее в качестве хозяина, и представленное в качестве примера соединение А-1, служащее в качестве гостя, были совместно напылены в качестве светоизлучающего слоя 3 таким образом, что содержание представленного в качестве примера соединения А-1 составляло 1% масс. из расчета на соединение 3. В этом случае светоизлучающий слой 3 был сформирован в виде пленки толщиной 30 нм. Далее соединение 4, приведенное ниже, применяли в качестве электронпереносящего слоя, формируя пленку толщиной 30 нм. Затем KF применяли для формирования пленки толщиной 1 нм, и в довершении всего применяли Al для формирования пленки толщиной 100 нм. Здесь KF и алюминий функционируют как катод 4.

Следует заметить, что давление в вакуумной камере устанавливали 10^-5 Па в процессе формирования пленки. Кроме того, при изготовлении устройства каждый из электродов, противолежащий другому электроду, формировали таким образом, чтобы у него была площадь 3 мм². Как описано выше, было получено органическое светоизлучающее устройство.

Измеряли и оценивали свойства полученного органического светоизлучающего устройства. Более конкретно, вольт-амперные характеристики устройства измеряли микроамперметром 4140B, произведенным компанией Hewlett-Packard Co., и яркость свечения устройства измеряли измерителем яркости BM7, произведенным Topcon Corporation. В результате наблюдали синее излучение, показывающее яркость свечения 360 кд/м² при используемой разности потенциалов 4,0 В. Когда устройство эксплуатировали при плотности тока 30 мА/см² в атмосфере азота и применении разности потенциалов в течение 100 часов, первичное свечение составляло 800 кд/м² до 740 кд/м². В соответствии с описанием выше, может быть определено, что получено органическое светоизлучающее устройство с привлекательной светоизлучающей эффективностью и отличной износостойкостью.

<Пример 9> (Изготовление органического светоизлучающего устройства)

Оценку устройства, представленного в качестве примера соединения C-6, проводили способом изготовления устройства, аналогичным Примеру 8. Более конкретно, устройство получали при тех же условиях, что и в Примере 8, за исключением того, что представленное в качестве примера соединение А-1 заменяли на представленное в качестве примера соединение C-6 в Примере 8.

В результате наблюдали синее излучение, показывающее яркость свечения 810 кд/м² при используемой разности потенциалов 4,0 В. Когда устройство эксплуатировали при плотности тока 30 мА/см² в атмосфере азота и применении разности потенциалов в течение 100 часов, первичное свечение составляло 1250 кд/м² до 1000 кд/м². В соответствии с описанием выше, может быть определено, что получено органическое светоизлучающее устройство с привлекательной светоизлучающей эффективностью и отличной износостойкостью.

<Пример 10> (Изготовление органического светоизлучающего устройства)

Оценку устройства, представленного в качестве примера соединения G-14, проводили способом изготовления устройства, аналогичным Примеру 8. Более конкретно, устройство получали при тех же условиях, что и в Примере 8, за исключением того, что представленное в качестве примера соединение А-1 заменяли на представленное в качестве примера соединение G-14 в Примере 8.

В результате наблюдали синее излучение, показывающее яркость свечения 950 кд/м² при используемой разности потенциалов 4,0 В. Когда устройство эксплуатировали при плотности тока 30 мА/см² в атмосфере азота и применении разности потенциалов в течение 100 часов, первичное свечение составляло 1320 кд/м² до 1210 кд/м². В соответствии с описанием выше, может быть определено, что получено органическое светоизлучающее устройство с привлекательной светоизлучающей эффективностью и отличной износостойкостью.

<Пример 11> (Изготовление органического светоизлучающего устройства)

Оценку устройства, представленного в качестве примера соединения G-18, проводили способом изготовления устройства, аналогичным Примеру 8. Более конкретно, устройство получали при тех же условиях, что и в Примере 8, за исключением того, что представленное в качестве примера соединение А-1 заменяли на представленное в качестве примера соединение G-18 в Примере 8.

В результате наблюдали синее излучение, показывающее яркость свечения 1250 кд/м² при используемой разности потенциалов 4,0 В. Когда устройство эксплуатировали при плотности тока 30 мА/см² в атмосфере азота и применении разности потенциалов в течение 100 часов, первичное свечение составляло 1500 кд/м² до 1400 кд/м². В соответствии с описанием выше, может быть определено, что получено органическое светоизлучающее устройство с привлекательной светоизлучающей эффективностью и отличной износостойкостью.

<Пример 12> (Изготовление органического светоизлучающего устройства)

Оценку устройства, представленного в качестве примера соединения G-20, проводили способом изготовления устройства, аналогичным Примеру 8. Более конкретно, устройство получали при тех же условиях, что и в Примере 8, за исключением того, что представленное в качестве примера соединение А-1 заменяли на представленное в качестве примера соединение G-20 в Примере 8.

В результате наблюдали синее излучение, показывающее яркость свечения 1340 кд/м² при используемой разности потенциалов 4,0 В. Когда устройство эксплуатировали при плотности тока 30 мА/см² в атмосфере азота и применении разности потенциалов в течение 100 часов, первичное свечение составляло 1480 кд/м² до 1320 кд/м². В соответствии с описанием выше, может быть определено, что получено органическое светоизлучающее устройство с привлекательной светоизлучающей эффективностью и отличной износостойкостью.

Эта заявка испрашивает приоритет японских патентных заявок №№2007-096343, поданной 2 апреля 2007 г., и 2008-038298, поданной 20 февраля 2008 г., которые, таким образом, включены в качестве ссылки в настоящее описание во всей своей полноте.

Реферат

Настоящее изобретение относится к новым конденсированным циклическим ароматическим соединениям, представленным следующими формулами А-1, С-6, G-14 и G-18: ! , ! , , ! а также к органическому светоизлучающему устройству, включающему анод, катод и слой конденсированного циклического ароматического соединения, выбранного из А-1, С-6, G-14 и G-18, расположенный между анодом и катодом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 ил.

Формула

1. Конденсированные циклические ароматические соединения для органического светоизлучающего устройства, представленные следующими формулами А-1, С-6, G-14 и G-18:

,

,

,