电子传输材料及使用该电子传输材料的有机电致发光元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有噻唑基/噁唑基的新颖的电子传输材料、使用该电子传输材 料的有机电致发光元件（以下有时记作有机EL (Electroluminescent)元件或简单地记作 元件）等。
【背景技术】
[0002]近年来，作为下一代的全彩平板显示器（full-color flat panel display)，有机 EL元件受到关注，且正在进行活跃的研究。为了促进有机EL元件的实用化，元件的消耗电 力的降低（低电压化、外部量子产率提高）、长寿命化为不可或缺的要素，为了达成这些特 性，正在开发新的电子传输材料。尤其蓝色发光元件的低消耗电力化、长寿命化成为课题， 正在研究各种电子传输材料。像专利文献1~专利文献4及非专利文献1所记载那样，已 知通过使用吡啶衍生物或联吡啶衍生物作为电子传输材料，能以低电压使有机EL元件驱 动。其一部分已实用化，但为了将有机EL元件用于更多的显示器中，特性不充分。另外，也 正在研究将苯并咪唑或苯并噻唑衍生物作为电子传输材料用于有机EL元件（参照专利文 献5~专利文献7)。与吡啶衍生物或联吡啶衍生物同样地，其一部分已实用化，但特性不充 分，需求进一步的改善。
[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
[0006][专利文献2]日本专利特开2002-158093
[0007][专利文献3]日本专利特开2009-173642
[0008][专利文献4]国际公开2007/086552
[0009][专利文献5]美国专利公开2003/215667
[0010][专利文献6]国际公开2003/060956
[0011][专利文献7]国际公开2008/117976
[0012] [非专利文献]
[0013][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记录 (Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence))) (2000)
【发明内容】
[0014][发明所欲解决的问题]
[0015] 本发明是鉴于此种现有技术所具有的问题而成。本发明的问题在于提供一种电子 传输材料，所述电子传输材料有助于改善驱动电压降低、高效率化、长寿命化等有机EL元 件所需求的特性，尤其有助于改善高效率化。进而，本发明的问题在于提供一种使用所述电 子传输材料的有机EL兀件。
[0016] [解决问题的技术手段]
[0017] 本发明人等进行了努力研究，结果发现，通过将两处以上经噻唑基苯基、噁唑基苯 基、噻唑基吡啶基或噁唑基吡啶基所代表的一价基团取代的芳香族烃或芳香族杂环用于有 机EL元件的电子传输层，而有助于改善驱动电压降低、高效率化、长寿命化等特性，其中有 助于改善高效率化，并根据该发现而完成了本发明。
[0018] 所述问题是通过以下所示的各项而解决。
[0019] [1] 一种下述式（1)所表示的化合物：
[0020] [化 1]
[0021]
[0022] 式（1)中，
[0023] Ar为来源于碳数6~40的芳香族经的m价基团或来源于碳数2~40的芳香族杂 环的m价基团，这些基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基或碳数3~12的环烷基取 代；
[0024] X1~X6独立地为=CR1-或=N-J 1~X6中的至少两个为=CR^X1~X6中的两 个=CR 1-中的R1为与Ar或唑环键结的结合键，其他=CR ^中的R1为氢或碳数1~4的烷 基；
[0025] Y独立地为-0-或-S-;唑环的至少一个氢可经碳数1~4的烷基、苯基或萘基取 代；
[0026] m为2~4的整数，由唑环与六员环所形成的基团可相同也可不同；而且，
[0027] 式中的各环及烷基的至少一个氢可经氘取代。
[0028] [2]根据所述[1]项所记载的化合物，其中Ar为选自下述式（Ar-1)~式（Ar-22) 所表示的基团的组群中的一个：
[0029] [化 2]
[0030]
[0031] 式（Ar-1)~式（Ar-22)中，Z独立地为-0-、-S-、下述式（2)或式（3)所表示的 二价基团，各基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳数3~12的环烷基或碳数6~ 24的芳基取代，
[0032] [化3]
[0033]
[0034] 式（2)中，R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基，式（3)中，R3独立地为甲基或苯基， 两个R 3也可相互连结而形成环。
[0035] [3]根据所述[1]项所记载的化合物，其中Ar为选自下述式（Ar-1)~式（Ar-13) 所表示的基团的组群中的一个：
[0036][化4]
[0037]
[0038] 式（Ar-1)~式（Ar-13)中，Z独立地为-0-、-S-、下述式⑵或式⑶所表示的 二价基团，各基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳数3~12的环烷基或碳数6~ 24的芳基取代，
[0039][化5]
[0040]
[0041] 式（2)中，R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基，式（3)中，R3独立地为甲基或苯基， 两个R 3也可相互连结而形成环。
[0042] [4]根据所述[1]项所记载的化合物，其是由下述式（1-3)所表示，
[0043][化6]
[0044]
[0045] [5]根据所述[1]项所记载的化合物，其是由选自下述式（1-4)、式（1-21)、式 (1-25)、式（1-29)、式（1-37)、式（1-45)、式（1-53)及式（1-85)中的一个所表示，
[0046] [化 7]
[0047]
[0048] [6]根据所述[1]项所记载的化合物，其是由下述式（1-166)或式（1-274)所表 示，
[0049] [化 8]
[0050]
[0051] [7]根据所述[1]项所记载的化合物，其是由选自下述式（1-382)、式（1-383)、式 (1-404)、式（1-408)、式（1-416)、式（1-424)、式（1-557)、式（1-558)及式（1-611)中的一 个所表示，
[0052] [化 9]
[0053]
[0054] [8] -种电子传输材料，含有根据所述[1]至[7]中任一项所记载的化合物。
[0055] [9] -种有机电致发光元件，具有：包含阳极及阴极的一对电极；配置在所述一对 电极间的发光层；以及配置在所述阴极与所述发光层之间、且含有根据所述[8]项所记载 的电子传输材料的电子传输层及/或电子注入层。
[0056] [10]根据所述[9]项所记载的有机电致发光元件，其中所述电子传输层及电子注 入层的至少一个进而含有选自由羟基喹啉系金属络合物、联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物及 硼烷衍生物所组成的组群中的至少一种。
[0057] [11]根据所述[9]项或[10]项所记载的有机电致发光元件，其中电子传输层及电 子注入层的至少一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 属的卤化物、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的卤化 物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物及稀土金属的有机络合物所组成的组群 中的至少一种。
[0058] [发明的效果]
[0059] 本发明的化合物具有以下特征：即便以薄膜状态施加电压也稳定，另外电荷的传 输能力高。本发明的化合物适合作为有机EL元件中的电荷传输材料。通过将本发明的化 合物用于有机EL元件的电子传输层，而有助于改善驱动电压降低、高效率化、长寿命化等 特性，其中尤其有助于改善高效率化。通过使用本发明的有机EL元件，可制作全彩显示等 的尚性能的显不器装置。
【具体实施方式】
[0060] 以下，对本发明进行更详细说明。此外，本说明书中，例如有时将"式（1-1)所表示 的化合物"称为"化合物（1-1)"。有时将"式（1-2)所表示的化合物"称为"化合物（1-2)"。 关于其他式记号、式编号，也同样地进行处理。
[0061] <化合物的说明>
[0062] 本申请的第一发明为下述式（1)所表示的具有噻唑基或噁唑基的化合物。
[0063] [化 10]
[0064]
[0065] 式⑴中，Ar为来源于碳数6~40的芳香族经的m价基团或来源于碳数2~40 的芳香族杂环的m价基团，这些基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基或碳数3~12 的环烷基取代。
[0066] 式（1)中，唑环的至少一个氢可经碳数1~4的烷基、苯基或萘基取代，Y独立地 为-0-或-s-。另外，m为2~4的整数，优选m为2的情况，由唑环与六员环所形成的基团 可相同也可不同，优选相同。进而，式中的各环及烷基的至少一个氢可经氘取代。
[0067] 式（1)中，X1~X6独立地为=CR1-或=U 1~X6中的至少两个为=CR^X1~ X6中的两个=CR 1-中的R1为与Ar或唑环键结的结合键，其他=CR1-中的R1为氢或碳数 1~4的烷基。
[0068] 作为唑环的取代基的碳数1~4的烷基及R1为烷基时的碳数1~4的烷基为相 同含意，碳数1~4的烷基可为直链及分支链的任一种。即，为碳数1~4的直链烷基或者 碳数3或4的分支链烷基。具体例可举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲 丁基或叔丁基等，更优选甲基、乙基或叔丁基。
[0069] 式（1)中，具体来说，优选的Ar为选自下述式（Ar-1)~式（Ar-22)所表示的基团 的组群中的一个，其中更优选的是选自式（Ar-1)~式（Ar-13)所表示的基团的组群中的一 个。
[0070] [化 11]
[0071]
[0072] 式中，Z独立地为-0_、-S-、下述式⑵或式（3)所表示的二价基团。
[0073][化12]
[0074]
[0075] 式（2)中，R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基。式（3)中，R3独立地为甲基或苯 基。两个R3也可相互连结而形成环。具体来说，可举出两个苯基的邻位经单键连结而形成 螺环的结构。
[0076] 式（Ar-1)~式（Ar-22)所表示的基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳 数3~12的环烷基或碳数6~24的芳基取代。
[0077] 可将式（Ar-1)~式（Ar-22)所表示的基团的至少一个氢取代的碳数1~12的烷 基为碳数1~12的直链烷基或碳数3~12的分支链烷基。优选碳数1~6的烷基（碳 数3~6的分支链烷基），更优选碳数1~4的烷基（碳数3~4的分支链烷基）。具体例 可举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊 基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3, 3-二甲基丁基或2-乙基丁基等，优选 甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，更优选甲基、乙基或叔丁基。
[0078] 可将式（Ar-1)~式（Ar-22)所表示的基团的至少一个氢取代的碳数3~12的环 烷基的具体例可举出：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环戊基、环庚基、甲基环己基、 环辛基或二甲基环己基等。
[0079] 可将式（Ar-1)~式（Ar-22)所表示的基团的至少一个氢取代的碳数6~24的 芳基的具体例可举出：作为单环系芳基的苯基、（邻、间、对）甲苯基、（2, 3-、2,4-、2, 5_、 2,6-、3,4-、3,5_)二甲苯基、均三甲苯基（2,4,6_三甲基苯基）、（邻、间、对）枯烯基，作为 二环系芳基的（2-、3-、4_)联苯基，作为缩合二环系芳基的（1-、2_)萘基，作为三环系芳基 的三联苯基（间三联苯-2' _基、间三联苯_4' -基、间三联苯-5' -基、邻三联苯-3' -基、 邻三联苯-4' -基、对三联苯-2' -基、间三联苯-2-基、间三联苯-3-基、间三联苯-4-基、 邻二联苯_2-基、邻二联苯基、邻二联苯基、对二联苯基、对二联苯基、 对三联苯-4-基），作为缩合三环系芳基的蒽-(1-、2-、9_)基、苊-(1-、3-、4-、5-)基、 荷 _(1_、2-、3-、4-、9-)基、菔-(1-、2-)基、（1-、2-、3-、4-、9_)菲基，作为缩合四环系芳基 的三亚苯-(1-、2_)基、芘-(1-、2-、4_)基、稠四苯-(1-、2-、5_)基，作为缩合五环系芳基的 花 _(1_、2-、3_)基等。
[0080] 优选的"碳数6~24的芳基"为苯基、联苯基、三联苯基或萘基，更优选苯基、联苯 基、1 _蔡基、2_蔡基或间二联苯_5' -基。
[0081] 式（1)中，
[0082] [化 13]
[0083]
[0084] 所表示的环具体来说，优选苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三嗪环，更优 选苯环或吡啶环。
[0085] 式（1)中，
[0086] [化 14]
[0087]
[0088] 所表示的基团具体可例示以下所举出的基团：
[0089] 4_(噻唑-2-基）苯基、4_(噻唑-4-基）苯基、4_(噻唑-5-基）苯基、4_(噁 唑-2-基）苯基、4-(噁唑-4-基）苯基、4-(噁唑-5-基）苯基、3-(噻唑-2-基）苯基、 3-(噻唑-4-基）苯基、3-(噻唑-5-基）苯基、3-(噁唑-2-基）苯基、3-(噁唑-4-基）苯基、 3- (噁唑-5-基）苯基、6-(噻唑-2-基）吡啶-3-基、6-(噻唑-4-基）吡啶-3-基、6-(噻 唑-5-基）吡啶-3-基、6-(噁唑-2-基）吡啶-3-基、6-(噁唑-4-基）吡啶-3-基、6-(噁 唑-5-基）吡啶-3-基、5-(噻唑-2-基）吡啶-2-基、5-(噻唑-4-基）吡啶-2-基、5-(噻 唑-5-基）吡啶-2-基、5-(噁唑-2-基）吡啶-2-基、5-(噁唑-4-基）吡啶-2-基、5-(噁 唑-5-基）吡啶-2-基、6-(噻唑-2-基）吡啶-2-基、6-(噻唑-4-基）吡啶-2-基、6-(噻 唑-5-基）吡啶-2-基、6-(噁唑-2-基）吡啶-2-基、6-(噁唑-4-基）吡啶-2-基、6-(噁 唑-5-基）吡啶-2-基、2-(噻唑-2-基）吡啶-4-基、2-(噻唑-4-基）吡啶-4-基、2-(噻 唑-5-基）吡啶-4-基、2-(噁唑-2-基）吡啶-4-基、2-(噁唑-4-基）吡啶-4-基、2-(噁 唑-5-基）吡啶-4-基、5-(噻唑-2-基）吡啶-3-基、5-(噻唑-4-基）吡啶-3-基、5-(噻 唑-5-基）吡啶-3-基、5-(噁唑-2-基）吡啶-3-基、5-(噁唑-4-基）吡啶-3-基、5-(噁 唑-5-基）吡啶-3-基、4-(噻唑-2-基）吡啶-2-基、4-(噻唑-4-基）吡啶-2-基、4-(噻 唑-5-基）吡啶-2-基、4-(噁唑-2-基）吡啶-2-基、4-(噁唑-4-基）吡啶-2-基、4-(噁 唑-5-基）吡啶-2-基、2-(噻唑-2-基）嘧啶-5-基、2-(噻唑-4-基）嘧啶-5-基、2-(噻 唑-5-基）嘧啶-5-基、2-(噁唑-2-基）嘧啶-5-基、2-(噁唑-4-基）嘧啶-5-基、2-(噁 唑-5-基）嘧啶-5-基、5-(噻唑-2-基）嘧啶-2-基、5-(噻唑-4-基）嘧啶-2-基、5-(噻 唑-5-基）嘧啶-2-基、5-(噁唑-2-基）嘧啶-2-基、5-(噁唑-4-基）嘧啶-2-基、5-(噁 唑-5-基）嘧啶-2-基、2-(噻唑-2-基）嘧啶-4-基、2-(噻唑-4-基）嘧啶-4-基、2-(噻 唑-5-基）嘧啶-4-基、2-(噁唑-2-基）嘧啶-4-基、2-(噁唑-4-基）嘧啶-4-基、2-(噁 唑-5-基）嘧啶-4-基、4-(噻唑-2-基）嘧啶-2-基、4-(噻唑-4-基）嘧啶-2-基、4-(噻 唑-5-基）嘧啶-2-基、4-(噁唑-2-基）嘧啶-2-基、4-(噁唑-4-基）嘧啶-2-基、4-(噁 唑-5-基）嘧啶-2-基、6-(噻唑-2-基）嘧啶-4-基、6-(噻唑-4-基）嘧啶-4-基、6-(噻 唑-5-基）嘧啶-4-基、6-(噁唑-2-基）嘧啶-4-基、6-(噁唑-4-基）嘧啶-4-基、6-(噁 唑-5-基）嘧啶-4-基、5-(噻唑-2-基）吡嗪-2-基、5-(噻唑-4-基）吡嗪-2-基、5-(噻 唑-5-基）吡嗪-2-基、5-(噁唑-2-基）吡嗪-2-基、5-(噁唑-4-基）吡嗪-2-基、5-(噁 唑-5-基）吡嗪-2-基、6-(噻唑-2-基）吡嗪-2-基、6-(噻唑-4-基）吡嗪-2-基、6-(噻 唑-5-基）吡嗪-2-基、6-(噁唑-2-基）吡嗪-2-基、6-(噁唑-4-基）吡嗪-2-基、6-