电子输送材料及使用其的有机电场发光元件的制作方法
【专利摘要】本发明的由式(1)所表示的苯并[a]咔唑化合物是有助于有机电场发光元件的高发光效率与长寿命化等的电子输送材料。通过使用该化合物来制造有机电场发光元件，可实现高发光效率与长期稳定的驱动。式(1)中，a、b、c、及d为1或0，但a及b不同时为0；Py1及Py2为吡啶基或联吡啶基；当a为0时，Ar1为氢或芳基，当a为1时，Ar1为亚芳基，当b为0时，Ar2为氢或芳基，当b为1时，Ar2为亚芳基；A为芳基；R1～R8为氢、烷基、环烷基、芳基、或杂芳基。
【专利说明】电子输送材料及使用其的有机电场发光元件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有吡啶基的新型电子输送材料、使用该电子输送材料的有机电 场发光元件（以下，有时略记为有机电致发光（Electroluminescence,EL)元件或仅略记为 元件）等。
【背景技术】
[0002] 近年来，有机EL元件作为下一代的全彩平板显示器而受到瞩目，且正得到积极的 研究。为了促进有机EL元件的实用化，元件的驱动电压的降低、长寿命化是不可或缺的要 素，为了达成该些要素而开发了新的电子输送材料。尤其，必须使蓝色元件的驱动电压下 降、且使其长寿命化。于专利文献1(日本专利特开2003-123983号公报）中，记载有将啡 啉衍生物或作为其类似物的2, 2联吡啶基化合物用于电子输送材料，藉此能够以低电 压驱动有机EL元件。但是，该文献的实施例中所报告的元件的特性（驱动电压、发光效 率等）仅是以比较例为基准的相对值，并未记载可判断为实用值的实测值。此外，于非专 利文献1(第十届无机及有机电致发光国际研讨会会议论文集（Proceedings of the IOth International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence))、专利文献 2(日本专利特开2002-158093号公报）及专利文献3(国际公开2007/86552手册）中揭示 有将2,2'-联吡啶基化合物用于电子输送材料的例子。非专利文献1中所记载的化合物 的Tg低、且并不实用。专利文献2及专利文献3中所记载的化合物虽然能够以比较低的电 压驱动有机EL元件，但面向实用化而期望进一步的高效率化与长寿命化。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利特开2003-123983号公报
[0006] 专利文献2 :日本专利特开2002-158093号公报
[0007] 专利文献3 :国际公开2007/86552手册
[0008] 非专利文献
[0009] 非专利文献1 :第十届无机及有机电致发光国际研讨会会议论文集 (Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence) (2000)
【发明内容】
[0010] 发明欲解决的课题 toon] 本发明是鉴于此种现有技术所具有的课题而完成的发明。本发明的课题在于提供 一种有助于有机EL元件的高发光效率与长寿命化等的电子输送材料。进而，本发明的课题 在于提供一种使用该电子输送材料的有机EL兀件。
[0012] 解决课题采用的手段
[0013] 本发明人等人努力研究的结果，发现通过将于苯并[a]咔唑的3位和/或9位上直 接或隔着亚芳基而连结吡啶基或联吡啶基而成的化合物用于有机EL元件的电子输送层， 可获得发光效率高、可长时间驱动的有机EL元件，并基于该发现而完成了本发明。
[0014] 上述课题是通过以下所示的各项来解决。
[0015] [1] 一种苯并[a]咔唑化合物，其由下述式⑴表示。
[0016] [化 1]
[0017]
【权利要求】
1. 一种苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1)表示： [化1]
式⑴中， a、b、c、及d独立地为1或0,但a及b不同时为O ; Py1及Py2独立地为吡啶基或联吡啶基，上述吡啶基或联吡啶基的任意的氢可由碳数为 1?6的烷基、碳数为3?6的环烷基、碳数为6?14的芳基、或碳数为2?12的杂芳基取 代； 当a为0时,Ar1为氢或碳数为6?20的芳基，当a为1时,Ar1为碳数为6?20的亚 芳基，当b为0时，Ar2为氢或碳数为6?20的芳基，当b为1时，Ar2为碳数为6?20的 亚芳基，上述芳基或亚芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数为3?6的环烧基、 或碳数为6?14的芳基取代； A为碳数为6?20的芳基，上述芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数为3? 6的环烷基或碳数为6?14的芳基取代； R1?R8独立地为氢、碳数为1?6的烧基、碳数为3?6的环烧基、碳数为6?14的 芳基、或碳数为2?10的杂芳基，上述芳基或杂芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烷基 或碳数为3?6的环烷基取代；且 由式（1)所表示的化合物中的至少1个氢可由氘取代。
2. 根据权利要求1所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1)表示： [化2]
式（1-1)中， Py1及Py2独立地为吡啶基或联吡啶基，上述吡啶基或联吡啶基的任意的氢可由碳数为 1?6的烷基、碳数为3?6的环烷基、碳数为6?14的芳基、或碳数为2?12的杂芳基取 代； Ar1及Ar2独立地为碳数为6?20的亚芳基，上述亚芳基的任意的氢可由碳数为1?6 的烷基、碳数为3?6的环烷基、或碳数为6?14的芳基取代； A为碳数为6?20的芳基，上述芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数为3? 6的环烷基或碳数为6?14的芳基取代； R1?R8独立地为氢、碳数为1?6的烧基、碳数为3?6的环烧基、碳数为6?14的 芳基、或碳数为2?10的杂芳基，上述芳基或杂芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烷基 或碳数为3?6的环烷基取代；且 c及d独立地为1或0。
3. 根据权利要求1所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-2)表示： [化3]
式（1-2)中， Py2为批陡基或联批陡基，上述批陡基或联批陡基的任意的氢!可由碳数为1?6的烧 基、碳数为3?6的环烷基、碳数为6?14的芳基、或碳数为2?12的杂芳基取代； Ar1为氢或碳数为6?20的芳基，上述芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数 为3?6的环烷基、或碳数为6?14的芳基取代； Ar2为碳数为6?20的亚芳基，上述亚芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数 为3?6的环烷基、或碳数为6?14的芳基取代； A为碳数为6?20的芳基，上述芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数为3? 6的环烷基或碳数为6?14的芳基取代； R1?R8独立地为氢、碳数为1?6的烧基、碳数为3?6的环烧基、碳数为6?14的 芳基、或碳数为2?10的杂芳基，上述芳基或杂芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烷基 或碳数为3?6的环烷基取代；且 d为1或0。
4. 根据权利要求1所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-3)表示： [化4]
式（1-3)中， Py1为批陡基或联批陡基，上述批陡基或联批陡基的任意的氢!可由碳数为1?6的烧 基、碳数为3?6的环烷基、碳数为6?14的芳基、或碳数为2?12的杂芳基取代； Ar1为碳数为6?20的亚芳基，上述亚芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数 为3?6的环烷基、或碳数为6?14的芳基取代； Ar2为氢或碳数为6?20的芳基，上述芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数 为3?6的环烷基、或碳数为6?14的芳基取代； A为碳数为6?20的芳基，上述芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烧基、碳数为3? 6的环烷基或碳数为6?14的芳基取代； R1?R8独立地为氢、碳数为1?6的烧基、碳数为3?6的环烧基、碳数为6?14的 芳基、或碳数为2?10的杂芳基，上述芳基或杂芳基的任意的氢可由碳数为1?6的烷基 或碳数为3?6的环烷基取代；且 c为1或0。
5. 根据权利要求2所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2独立地为选自由下述 式（Py-I-I)?式（Py-1-3)及式（Py-2-l)?式（Py-2-18)所表示的基的群组中的1个，
上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、苯基、萘基、或吡啶基取 代； Ar1及Ar2独立地为亚苯基、萘二基、蒽二基、或二基，上述基的任意的氢可由甲基、 乙基、异丙基、第三丁基、环己基、苯基、或萘基取代； A为苯基、萘基或菲基，上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、 苯基、或萘基取代； R1?R8独立地为氢、甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、或苯基；且 c及d独立地为1或0。
6. 根据权利要求3所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py2为选自由下述式（Py-I-I)? 式（Py-1-3)及式（Py-2-l)?式（Py-2-18)所表示的基的群组中的1个，
上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、苯基、萘基、或吡啶基取 代； Ar1为氢、苯基、萘基、蒽基、菲基、或筷基，上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、 第三丁基、环己基、苯基、或萘基取代； Ar2为亚苯基、萘二基、蒽二基、或1?二基，上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、 第三丁基、环己基、苯基、或萘基取代； A为苯基、萘基或菲基，上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、 苯基、或萘基取代； R1?R8独立地为氢、甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、或苯基；且 d为1或0。
7.根据权利要求4所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1为选自由下述式（Py-I-I)? 式（Py-1-3)及式（Py-2-l)?式（Py-2-18)所表示的基的群组中的1个， [化9]
上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、苯基、萘基、或吡啶基取 代； Ar1为亚苯基、萘二基、蒽二基、或彳炎二基，上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、 第三丁基、环己基、苯基、或萘基取代； Ar2为氢、苯基、萘基、蒽基、菲基、或极基，上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、 第三丁基、环己基、苯基、或萘基取代； A为苯基、萘基或菲基，上述基的任意的氢可由甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、 苯基、或萘基取代； R1?R8独立地为氢、甲基、乙基、异丙基、第三丁基、环己基、或苯基；且 c为1或0。
8.根据权利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2独立地为选自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-l)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-7)、 式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、式（Py-2-10)、式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表不的基的群组 中的1个，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、苯基、萘基、或吡啶基取代； Ar1及Ar2独立地为1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、萘-1，4-二基、萘-1，6-二基、萘-2， 6-二基、蔡-2, 7_二基、或葱_9,10-二基，上述基的任意的氧可由甲基、第二丁基、或苯基取 代； A为苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、或苯基 取代； R1?R8均为氢；且 c及d独立地为1或0。
9. 根据权利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py2为选自由式（Py-I-I)、式 (Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-l)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-7)、式（Py-2-8)、 式（Py-2-9)、式（Py-2-10)、式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群组中的1个，上 述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、苯基、萘基、或吡啶基取代； Ar1为氢、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、或 苯基取代； Ar2为1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、萘-1，4-二基、萘-1，6-二基、萘-2,6-二基、萘-2， 7_二基、或蒽_9,10-二基，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、或苯基取代； A为苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、或苯基 取代； R1?R8均为氢；且 d为1或0。
10. 根据权利要求7所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1为选自由式（Py-I-I)、式 (Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-l)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-7)、式（Py-2-8)、 式（Py-2-9)、式（Py-2-10)、式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群组中的1个，上 述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、苯基、萘基、或吡啶基取代； Ar1为1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、萘-1，4-二基、萘-1，6-二基、萘-2,6-二基、萘-2， 7_二基、或蒽_9,10-二基，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、或苯基取代； Ar2为氢、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、环 己基、或苯基取代； A为苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氢可由甲基、第三丁基、或苯基 取代； R1?R8均为氢；且 c为1或0。
11. 根据权利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2独立地为选自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、 式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群组中的1个； Ar1及Ar2独立地为1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、萘-1，4-二基、萘-2,6-二基、萘-2， 7- _基、或恩-9, IO- _基； A为苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、间联二苯-基、I -蔡基、2-蔡基、或 9_菲基； R1?R8均为氢；且 c及d独立地为1或0。
12. 根据权利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2独立地为选自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、 式（Py-2-11)、及式（Py-2-12)所表示的基的群组中的1个； Ar1为氢、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基； Ar2为1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、萘-1，4-二基、萘-2,6-二基、萘-2, 7-二基、或蒽-9， 10-二基； A为苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、间联二苯-5 ^ -基、I-蔡基、2-蔡基、或 9_菲基； R1?R8均为氢；且 d为1或0。
13. 根据权利要求7所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2独立地为选自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、 式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群组中的1个； Ar1为1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、萘-1，4-二基、萘-2,6-二基、萘-2, 7-二基、或蒽-9， 10-二基； Ar2为氢、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基； A为苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、间联二苯-基、I -蔡基、2-蔡基、或 9_菲基； R1?R8均为氢；且 c为1或0。
14. 根据权利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-66)或式（1-1-758) 表不·
15. 根据权利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-2-8)或式（1-2-28) 表不：
16. 根据权利要求7所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-3-206)或式 (1-3-300)表示：
17. 根据权利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-2)表示： [化 14] ^ ^
〇
18. 根据权利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-765)表示： [化 15]
19. 根据权利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-893)表示： [化 16]
20. 根据权利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-973)表示： [化 17]
21. 根据权利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-2-125)表示： [化 18] ' r
〇
22. -种电子输送材料，其包括如权利要求1-21中任一项所述的苯并[a]咔唑化合物。
23. -种有机电场发光兀件，其包括：一对电极，包含阳极及阴极；发光层，配置于上述 一对电极间；以及电子输送层和/或电子注入层，配置于上述阴极与上述发光层之间，并含 有如权利要求22所述的电子输送材料。
24. 根据权利要求23所述的有机电场发光元件，其中上述电子输送层及电子注入层的 至少1个进而含有选自由羟喹啉系金属错合物、联吡啶衍生物、啡啉衍生物及硼烷衍生物 所组成的群组中的至少1种。
25. 根据权利要求23所述的有机电场发光元件，其中电子输送层及电子注入层的至少 1个进而含有选自由碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物、碱金属的齒化物、碱土 金属的氧化物、碱土金属的齒化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的齒化物、碱金属的有机 错合物、碱土金属的有机错合物及稀土金属的有机错合物所组成的组群中的至少1种。
【文档编号】C07D401/14GK104379572SQ201380032113
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】王国防, 小野洋平 申请人:捷恩智株式会社