发光材料、有机发光元件及化合物的制作方法

文档序号:10693516阅读:657来源:国知局
发光材料、有机发光元件及化合物的制作方法
【专利摘要】本发明的通式(1)所表示的化合物可以用作发光材料。在通式(1)中,Ar1~Ar3表示经取代或未经取代的芳基,Ar1~Ar3中的至少一个为N位经包含吸电子基的基取代的咔唑基。通式(1)
【专利说明】
发光材料、有机发光元件及化合物
技术领域
[0001] 本发明设及一种可W用作发光材料的化合物及使用该化合物的有机发光元件。
【背景技术】
[0002] 业界正盛行提高有机电致发光元件(有机化元件)等有机发光元件的发光效率的 研究。特别是对通过新开发出构成有机电致发光元件的电子传输材料、电桐传输材料、发光 材料等并将运些材料加 W组合而提高发光效率进行了各种研究。其中也能看到有关利用经 巧挫基取代的=级胺的有机电致发光元件的研究。
[0003] 专利文献1中记载了在构成有机电致发光元件的一对电极间存在的发光层中,使 用经N位经乙基取代的1个巧挫基及2个取代苯基取代的=级胺作为发光材料的例子。然而, 专利文献1中并没有记载取代在=级胺上的巧挫基的N位经乙基W外的取代基取代的化合 物。
[0004] 专利文献2中有使用下述式所表示的化合物作为有机电致发光元件的电桐注入层 或电桐传输层的材料的记载。此处,规定R4、Rs分别独立为氨原子、经取代或未经取代的碳数 1~30的烷基、经取代或未经取代的碳数1~30的烷氧基、经取代或未经取代的碳数6~30的 芳基、经取代或未经取代的碳数6~30的芳氧基、经取代或未经取代的碳数2~30的杂环、经 取代或未经取代的碳数5~30的多环缩合环、径基、氯基、经取代或未经取代的氨基,并且规 定An为经取代或未经取代的碳数6~30的芳基、经取代或未经取代的碳数2~30的芳香族 杂环基。然而,专利文献2中并没有记载该通式所表示的化合物作为发光材料的有用性。另 夕h该文献中并没有记载取代在S级胺上的N-苯基巧挫基的苯基经取代基取代的化合物的 具体例。
[0005] [化1]
[0006]
[0007]专利文献3中记载了使用下述式所表示的化合物作为憐光主体的例子。但是,专利 文献3中没有记载该化合物作为发光材料的有用性。另外,该文献中并没有记载取代在=级 胺上的N-苯基巧挫基的苯基经取代基取代的化合物的具体例。
[000引[化2]
[0009]
[0010][现有技术文献]
[0011] [专利文献]
[0012] 专利文献1:美国专利公报第2003/0129448号公报
[0013] 专利文献2:美国专利公报第2007/0231503号公报
[0014] 专利文献3:日本专利特开2006-28176号公报

【发明内容】

[001引[发明要解决的问题]
[0016] 如上所述,专利文献1中有经N位经乙基取代的1个巧挫基及2个取代苯基取代的= 级胺可W用作发光材料的记载。然而,本
【发明人】等人实际地评价了该化合物的发光特性,结 果判断发光特性不能充分令人满意,而需要提供具有更优异的发光特性的发光材料。
[0017] 因此,本
【发明人】等人开始对经巧挫基取代的=级胺进行各种研究,从多个类似骨 架当中初次发现具有N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基的=级胺群具有作为发光材料 的有用性,对此进一步展开研究。如上所述,关于经N-苯基巧挫基取代的S级胺,专利文献 2、3中记载了其可W用作有机电致发光元件的电桐注入层或电桐传输层的电桐传输材料、 主体材料。但是,没有对专利文献2、3所记载的化合物是否能够发挥作为发光材料的功能进 行研究。发光材料所要求的性质或功能不同于电桐传输材料或主体材料,所W专利文献2、3 所记载的化合物作为发光材料的有用性不明确。另一方面,专利文献1虽然设及一种发光材 料,但是该文献中并没有记载取代在=级胺上的巧挫基的N位经包含吸电子基的基取代的 化合物。因此,关于具有N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基的=级胺,无法预测作为发 光材料的有用性。
[0018] 在运种情况下,本
【发明人】等人对具有N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基的= 级胺作为发光材料的有用性进一步展开研究,W发现发光特性优异的化合物为目标而进行 反复研究。并且,W推导出可W用作发光材料的化合物的通式,将发光效率高的有机发光元 件的构成进行一般化为目的,而进行了努力研究。
[0019] [解决问题的技术手段]
[0020] 本
【发明人】等人经过努力研究,结果发现具有N位经包含吸电子基的基取代的巧挫 基的=级胺具有作为发光材料的优异性质。另外,发现在运种化合物群中存在可W用作延 迟巧光材料的化合物,可知能够经济地提供发光效率高的有机发光元件。本
【发明人】等人基 于运些见解,提供W下的本发明作为解决所述问题的手段。
[0021 ] [ 1 ] -种发光材料,其包含下述通式(1)所表示的化合物。
[0022] [化3]
[0023] 诵古 n)
[0024]
[002引[在通式(1)中,Ari~Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳基,Ari~Ar3中的 至少一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基]
[0026] [2]根据[1]所述的发光材料,其特征在于所述N位经包含吸电子基的基取代的巧 挫基为N-取代巧挫-3-基。
[0027] [3]根据[1]或[2]所述的发光材料,其特征在于所述吸电子基为经至少1个吸电子 基取代的苯基。
[0028] [4]根据[3]所述的发光材料,其特征在于所述吸电子基的取代部位为所述苯基的 4位。
[0029] [5]根据[3]或[4]所述的发光材料,其特征在于所述吸电子基为包含氮原子作为 环的构成原子的杂环基或氯基。
[0030] [6]根据[5]所述的发光材料,其特征在于所述包含氮元素作为环的构成原子的杂 环基为下述式中的任一个所表示的杂环基。
[003。[化 4]
[0032]
[0033] [7]根据[1]至[6]中任一项所述的发光材料,其特征在于所述通式(1)的Ari~Ar3 中的2个或3个为所述N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基。
[0034] [引根据[7]所述的发光材料,其中所述N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基具 有相互相同的结构。
[003引[9]根据山至[6忡任一项所述的发光材料,其中所述通式(1)的Ari~Ar3中的1个 或2个为所述N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基,另一个为经取代或未经取代的苯基。
[0036] [10]根据[1]至[9]中任一项所述的发光材料,其特征在于所述N位经包含吸电子 基的基取代的巧挫基为下述通式(2)所表示的基。
[0037] [化5]
[003引通式(2)
[0039
[0040][在通式(2)中,*表示和通式(1)中的氮原子的键合部位;Ri~R7及Rii~Ris分别独 立地表示氨原子或取代基,Rii~Ris的至少一个分别独立为取代基;Rii~Ris也可W相互键合 而形成环状结构;Ri和R2、R4和R5、R5和R 6、R6和R7也可W相互键合而形成环状结构]
[0041 ] [ 11 ] -种延迟巧光体,其包含下述通式(1)所表示的化合物。
[0042] [化6]
[0043] 捕
[0044]
[0045] [在通式(1)中,Ari~Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳基,Ari~Ar3中的 至少一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基]
[0046] [12]-种有机发光元件,其特征在于包含根据[1]至[10]中任一项所述的发光材 料。
[0047] [13]根据[12]所述的有机发光元件,其特征在于发射延迟巧光。
[0048] [14]根据[12]或[13]所述的有机发光元件,其特征在于其为有机电致发光元件。
[0049] [1引一种化合物,其W下述通式(r)表示。
[0050] [化7]
[00引]通式(1,)
[0化2]
[0化3][在通式(r)中,Ari'~Ar3'分别独立地表示经取代或未经取代的芳基,Ari'~Ar3' 中的至少一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基]
[0054] [发明效果]
[0055] 本发明的化合物可W用作发光材料。另外,本发明的化合物中包含发射延迟巧光 的物质。使用本发明的化合物作为发光材料的有机发光元件能够实现高发光效率。
【附图说明】
[0056] 图1是表示有机电致发光元件的层构成例的概略剖视图。
[0057] 图2是实施例1的化合物1的甲苯溶液的发光吸收光谱。
[0058] 图3是实施例1的化合物1的甲苯溶液的瞬态衰减曲线。
[0059] 图4是实施例1的化合物1的薄膜型有机光致发光元件的发光吸收光谱。
[0060] 图5是实施例1的化合物1的薄膜型有机光致发光元件的瞬态衰减曲线。
[0061] 图6是实施例1的化合物1的薄膜型有机光致发光元件的通过光电子分析法所获得 的能量分布。
[0062] 图7是实施例1的化合物1和DPEK)的薄膜型有机光致发光元件的发光光谱。
[0063] 图8是实施例1的化合物1和DPEK)的薄膜型有机光致发光元件的瞬态衰减曲线。
[0064] 图9是实施例1的化合物1和DPEP0的薄膜型有机光致发光元件的巧光光谱及憐光 光谱。
[0065] 图10是实施例2的化合物2的甲苯溶液的发光吸收光谱。
[0066] 图11是实施例2的化合物2的甲苯溶液的瞬态衰减曲线。
[0067] 图12是实施例2的化合物2和mCP的薄膜型有机光致发光元件、及化合物2和CBP的 薄膜型有机光致发光元件的发光光谱。
[0068] 图13是实施例2的化合物2和mCP的薄膜型有机光致发光元件的瞬态衰减曲线。
[0069] 图14是关于实施例2的化合物2和mCP的薄膜型有机光致发光元件的速度常数kRisc 的阿雷尼乌斯图(Arrhenius plot)。
[0070] 图15是实施例3的化合物3的甲苯溶液的发光吸收光谱。
[0071 ]图16是实施例3的化合物3的甲苯溶液的瞬态衰减曲线。
[0072] 图17是实施例3的化合物3的薄膜型有机光致发光元件的吸收光谱。
[0073] 图18是实施例3的化合物3的薄膜型有机光致发光元件的通过光电子分析法所获 得的能量分布。
[0074] 图19是实施例3的化合物3的薄膜型有机光致发光元件的通过楠圆偏光分光法所 获得的薄膜的平面(x,y)及法线方向(Z)的消光系数。
[0075] 图20是实施例3的化合物3和mCP的薄膜型有机光致发光元件的发光光谱。
[0076] 图21是实施例3的化合物3和TPBi的薄膜型有机光致发光元件的发光光谱。
[0077] 图22是实施例3的化合物3和mCP的薄膜型有机光致发光元件的瞬态衰减曲线。
[0078] 图23是实施例3的化合物3和mCP的薄膜型有机光致发光元件的巧光光谱及憐光光 谱。
[0079] 图24是实施例4的化合物1的有机电致发光元件的发光光谱。
[0080] 图25是表示实施例4的化合物1的有机电致发光元件的电压-电流密度特性的图 表。
[0081] 图26是表示实施例4的化合物1的有机电致发光元件的电流密度-外部量子效率特 性的图表。
[0082] 图27是实施例6的化合物3的有机电致发光元件的发光光谱。
[0083] 图28是表示实施例6的化合物3的有机电致发光元件的电压-电流密度特性的图 表。
[0084] 图29是表示实施例6的化合物3的有机电致发光元件的电流密度-外部量子效率特 性的图表。
【具体实施方式】
[0085] W下,对本发明的内容进行详细说明。W下所记载的构成要件的说明有基于本发 明的代表性实施形态或具体例而进行的情况,但本发明并不限定于运些实施形态或具体 例。此外,在本说明书中,使用「~」所表示的数值范围意指包含「~」的前后所记载的数值作 为下限值及上限值的范围。另外,本发明中使用的化合物的分子内存在的氨原子的同位素 种类没有特别限定,例如分子内的氨原子可W均为1山也可W-部分或全部为皆(気D)。
[0086] [通式(1)所表示的化合物]
[0087] 本发明的发光材料的特征在于包含下述通式(1)所表示的化合物。
[008引[化8]
[0089] 通式(1)
[0090]
[0091] 在通式(1)中,Ari~Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳基。其中,Ari~Ar3 中的至少一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基。N位经包含吸电子基的基 取代的巧挫基为Afi~Ar3中的1~3个,优选2个或3个。在Afi~Ar3中的2个或3个为N位经包 含吸电子基的基取代的巧挫基时,运些N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基可W相同也 可W不同,优选相同。
[0092] N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基可W为吸电子基直接键合在巧挫基的N位, 也可W为吸电子基经由苯基之类的连结基而键合在巧挫基的N位。优选吸电子基经由苯基 而键合的情况、和吸电子基直接键合在N位的情况。
[0093] 在吸电子基经由苯基而键合的情况下,和巧挫基中的氮原子的键合部位没有特别 限定,优选苯基的2位或3位,更优选3位。即,优选N-取代苯基巧挫-2-基或N-取代苯基巧挫- 3-基,更优选N-取代苯基巧挫-3-基。另外,在Ari~Ar3中的2个或3个为N-取代苯基巧挫基 时,运些N-取代苯基巧挫基中的和氮原子的键合部位可W相同也可W不同,优选相同。
[0094] N-取代苯基巧挫-3-基可W由下述通式(2)表示。
[0095] [化9]
[0096] 通式(2)
[0097
[009引在通式(2)中,*表示和通式(1)中的氮原子的键合部位。Ri~护及Rii~Ris分别独立 地表示氨原子或取代基,Rii~Ris的至少一个分别独立为取代基。Rii~Ris中的取代基可只有 1个,也可W为2个W上。
[0099] 在Rii~Ris中的1个为取代基时,优选rU~rM中的任一个为取代基,更优选rU为取 代基。
[0100] 另一方面,在Rii~Ris中的2个W上为取代基时,优选至少RU和RU为取代基或者至 少Ri哺RM为取代基。具体而言,在Rii~Ris中的4个为取代基时,优选Rii~RM为取代基或者 rU~Ris为取代基,在Rii~Ris中的3个为取代基时,优选rU~rM为取代基,在Rii~Ris中的2 个为取代基时,优选Ri2和RU为取代基或者RU和RM为取代基。
[0101] 优选Rii~Ris中的取代基的至少1个为吸电子基,且优选至少R"巧基的4位)为吸 电子基。通式(1)所表示的化合物通过Rii~Ris的至少一个为吸电子基,而确保从激发单重 态Si向基态So的福射速度常数kT为充分的值,并且存在激发单重态和激发=重态的能量差 AEst变小的倾向,有利于提高发光效率。推测原因在于,通过导入具有吸电子基的苯基,能 够将分子的结构性扭转抑制为较小,并且将HOMCKHighest Occupied Molecular Orbital, 最高占有分子轨道)和LUMCKLowest化occupied Molecular化b;Ual,最低未占分子轨道) 适度地分离。
[0102] Rii~Ris中的吸电子基可W为1个,也可W为2个W上,优选1个。在Rii~Ris中的吸电 子基为2个W上的情况下,多个吸电子基可W相同也可W不同,优选相同。作为吸电子基,可 列举:包含氮原子的杂环基、氯基、簇基、经由醋而键合的基(例如烷氧基幾基、芳氧基幾基、 酷氧基)、经由幾基而键合的基(例如酷基、胺甲酯基)等,优选包含氮原子的杂环基、氯基。 作为包含氮原子的杂环基,例如可列举下述式所表示的杂环基。但是,本发明中可W使用的 包含氮原子的杂环基并不限定于下述式所表示的基。
[0103] 「化 101
[0104]
[0105] 在Rii~Ris的至少一个为吸电子基时,Rii~Ris中的取代基可W只为吸电子基,也可 W包含吸电子基W外的取代基。在Rii~Ris中的取代基包含吸电子基W外的取代基的情况 下,吸电子基W外的取代基的数量没有特别限制,可W为1个,也可W为2个W上。另外,在Rii ~Ris中的吸电子基W外的取代基为2个W上的情况下,运些取代基可W相同也可W不同,优 选相同。吸电子基w外的取代基没有特别限定,例如可列举烷基等。
[0106] 另一方面,Ri~R7中的取代基的数量没有特别限制,Ri~R7也可W全部未经取代 (即氨原子)。在Ri~R7中的2个W上为取代基的情况下,多个取代基可W相互相同也可W不 同。另外,在Ri~R7中的某个为取代基的情况下,优选该取代基为R4~R6中的任一个。
[0107] 作为Ri~R7可W采用的取代基,例如可列举:径基、面素原子、氯基、碳数1~20的烧 基、碳数1~20的烷氧基、碳数1~20的烧硫基、碳数1~20的烷基取代氨基、碳数2~20的酷 基、碳数6~40的芳基、碳数3~40的杂芳基、碳数2~10的締基、碳数2~10的烘基、碳数2~ 10的烷氧基幾基、碳数1~10的烷基横酷基、碳数1~10的面烷基、酷胺基、碳数2~10的烷基 酷胺基、碳数3~20的二烷基娃烷基、碳数4~20的二烷基娃烷基烷基、碳数5~20的二烷基 娃烷基締基、碳数5~20的=烷基娃烷基烘基及硝基等。在运些具体例中,能够进一步经取 代基取代的也可W经取代。更优选的取代基为面素原子、氯基、碳数1~20的经取代或未经 取代的烷基、碳数1~20的烷氧基、碳数6~40的经取代或未经取代的芳基、碳数3~40的经 取代或未经取代的杂芳基、碳数1~20的二烷基取代氨基。进一步优选的取代基为氣原子、 氯原子、氯基、碳数1~10的经取代或未经取代的烷基、碳数1~10的经取代或未经取代的烧 氧基、碳数6~15的经取代或未经取代的芳基、碳数3~12的经取代或未经取代的杂芳基。
[0108] Ri和R2、R4和R5、R5和R6、R 6和护也可W相互键合而形成环状结构。环状结构可W为芳 香环也可W为脂肪环,或者也可W为包含杂原子的环,此外环状结构也可W为两环W上的 缩合环。作为运里提及的杂原子,优选选自由氮原子、氧原子及硫原子所组成的群中的杂原 子。作为所形成的环状结构的例子,可列举:苯环、糞环、化晚环、化嗦环、喀晚环、化嗦环、化 咯环、咪挫环、化挫环、=挫环、咪挫嘟环、恶挫环、异恶挫环、嚷挫环、异嚷挫环、环己二締 环、环己締环、环戊締环、环庚=締环、环庚二締环、环庚締环等。
[0109] 此外,在通式(1)中的Ari~Ar3中的某个为将3位W外设为和氮原子的键合部位的 N-取代苯基巧挫基的情况下,关于能够取代在该N-取代苯基巧挫基上的取代基的说明及优 选范围、取代基彼此键合而形成的环状结构的优选例,可W参照通式(2)所对应的说明。其 中,有关通式(2)的Ri~R3可W采用的取代基的说明也可W看作是和Ri~R3所键合的苯环对 应的苯环的取代在和氮原子键合的部位W外的取代基的说明。
[0110] 通式(1)中所包含的N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基也可W为N位经吸电子 基直接取代的巧挫基。运种和N位直接键合的吸电子基可W从能够和巧挫基的N位键合的吸 电子基中进行选择,例如可列举具有环状结构的吸电子基或包含苯环或杂芳环的吸电子 基。作为具体例,可列举W下的吸电子基。
[0111]
[0112]
[0113] 在通式(1)中的Ari~Ar3中的1个或2个为N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基 时,N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基W外的Ari~Ar3优选碳数1~4的经取代或未经取 代的芳基,更优选经取代或未经取代的苯基。关于能够取代在芳基上的取代基的说明及优 选范围,可W参照Ri~R7可W采用的取代基的说明及优选范围。
[0114] 通式(1)所表示的化合物中,优选Ari~Ar3的两个为通式(2)所表示的基,另一个为 经取代或未经取代的苯基的化合物。
[0115] W下,例示通式(1)所表示的化合物的具体例。但是,本发明中可W使用的通式(1) 所表示的化合物不应由运些具体例限定地进行解释。
[01161 「化 191
[01'
[0118][化 13]

















[0161
[0162] 例如在希望通过蒸锻法将包含通式(1)所表示的化合物的有机层制膜而利用的情 况下,通式(1)所表示的化合物的分子量优选1500W下,更优选1200W下,进一步优选1000 W下,更进一步优选800W下。分子量的下限值是通式(1)所表示的最小化合物的分子量。
[0163] 通式(1)所表示的化合物也可W不管分子量是多少而均通过涂布法进行成膜。如 果使用涂布法,则即便是分子量相对较大的化合物也能够成膜。
[0164] 也考虑应用本发明,使用分子内包含多个通式(1)所表示的结构的化合物作为发 光材料。
[0165] 例如考虑使通式(1)所表示的结构中预先存在聚合性基,使用通过使该聚合性基 进行聚合而获得的聚合物作为发光材料。具体而言,考虑准备在通式(1)的Ari~Ar3中的任 一个中包含聚合性官能基的单体,使该单体单独聚合或和其他单体一起共聚合,由此获得 具有重复单元的聚合物,使用该聚合物作为发光材料。或者,也考虑通过使具有通式(1)所 表示的结构的化合物彼此反应而获得二聚物或=聚物,使用运些二聚物或=聚物作为发光 材料。
[0166] 作为具有包含通式(1)所表示的结构的重复单元的聚合物的例子,可列举包含下 述通式(3)或(4)所表示的结构的聚合物。
[0167] [化 35] 通式(3) 通式(4)
[016 引
[0169] 在通式(3)或(4)中,Q表示包含通式(1)所表示的结构的基,Li及L2表示连结基。连 结基的碳数优选0~20,更优选1~15,进一步优选2~10。连结基优选具有-Xii-Lii-所表示 的结构。此处,Xii表示氧原子或硫原子,优选氧原子。Lii表示连结基,优选经取代或未经取 代的烧撑、或者经取代或未经取代的芳撑,更优选碳数1~10的经取代或未经取代的烧撑、 或者经取代或未经取代的苯撑。
[0170] 在通式(3)或(4)中,RW1、rW2、r1w及rIM分别独立地表示取代基。优选碳数1~6的 经取代或未经取代的烷基、碳数1~6的经取代或未经取代的烷氧基、面素原子,更优选碳数 1~3的未经取代的烷基、碳数1~3的未经取代的烷氧基、氣原子、氯原子,进一步优选碳数1 ~3的未经取代的烷基、碳数1~3的未经取代的烷氧基。
[0171] L咳L2所表示的连结基可W和构成Q的通式(1)的结构的Afi~Ar3中的任一个、通 式(2)的结构的Ri~R7和Rii~Ris中的任一个键合。也可W为2个W上的连结基连结在1个Q上 而形成交联结构或网状结构。
[0172] 作为重复单元的具体的结构例,可列举下述式(5)~(8)所表示的结构。
[0173] [化 36] 通式(5) 通式巧)
[017
[0175] 具有包含运些式(5)~(8)的重复单元的聚合物可W通过如下方式合成:对通式 (1)的结构的Ari~Ar3中的任一个导入径基,将其作为连接基和下述化合物进行反应而导入 聚合性基,并使该聚合性基进行聚合。
[0176] [化 37]
[0177
[0178] 分子内包含通式(1)所表示的结构的聚合物可W为只包含具有通式(1)所表示的 结构的重复单元的聚合物,也可W为包含具有除此W外的结构的重复单元的聚合物。另外, 聚合物中所包含的具有通式(1)所表示的结构的重复单元可W为单独一种,也可W为两种 W上。作为不具有通式(1)所表示的结构的重复单元,可列举由通常的共聚合中使用的单体 衍生而成的重复单元。例如可列举由乙締、苯乙締等具有乙締性不饱和键的单体衍生而成 的重复单元。
[0179] [通式(r)所表示的化合物]
[0180] 下述通式(1')所表示的化合物为新颖化合物。
[0181] [化 38]
[0182] 通式(r)
[0183]
[0184] 在通式(r)中,Ari'~Ar3'分别独立地表示经取代或未经取代的芳基,Ari'~Ar 3'中 的至少一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的巧挫基。
[0185] 关于通式(r)中的Ari'~Ar3'的说明及优选范围,可W参照通式(1)所表示的化合 物的说明。
[0186] [通式(r)所表示的化合物的合成方法]
[0187] 通式(r)所表示的化合物可W通过组合已知的反应而合成。例如通式(r)的Ari' 和Ar2'为通式(2)所表示的基、RU为吸电子基的化合物可W通过使W下两种化合物进行反 应而合成。
[0188] [化 39]
[0189]
[0190] 关于所述反应式中的Ar。、r~护、护\护\护\1?"的说明,可^参照通式(1')中所 对应的记载。A表示吸电子基。关于吸电子基的优选例,可W参照Rii~Ris可W采用的吸电子 基的优选例。X表示面素原子,可列举氣原子、氯原子、漠原子、舰原子,优选氯原子、漠原子、 舰原子。
[0191] 所述反应是应用公知反应而进行,可适当选用公知的反应条件。关于所述反应的 详细内容,可W参考下述合成例。另外,通式(r)所表示的化合物也可W通过组合其他公知 的合成反应而合成。
[0192] [有机发光元件]
[0193] 本发明的通式(1)所表示的化合物可W用作有机发光元件的发光材料。因此,本发 明的通式(1)所表示的化合物能够有效地用作有机发光元件的发光层中的发光材料。通式 (1)所表示的化合物中包含发射延迟巧光的延迟巧光材料(延迟巧光体)。即,本发明还提供 具有通式(1)所表示的结构的延迟巧光体的发明、使用通式(1)所表示的化合物作为延迟巧 光体的发明、及使用通式(1)所表示的化合物而使其发出延迟巧光的方法的发明。使用运种 化合物作为发光材料的有机发光元件具有发射延迟巧光、发光效率高的特征。如果W有机 电致发光元件为例而说明原理,则如下所述。
[0194] 在有机电致发光元件中,从正负两电极向发光材料注入载子,生成激发状态的发 光材料而使其发光。通常,在为载子注入型有机电致发光元件的情况下,所生成的激子中, 被激发为激发单重态者占25 %,剩余75 %被激发为激发=重态。因此,利用来自激发=重态 的发光即憐光时,能量的利用效率更高。然而,激发=重态因为寿命长,所w多数情况下会 因激发状态的饱和或和激发=重态激子的相互作用而引发能量失活,憐光的量子产率一般 不高。另一方面,延迟巧光材料是在能量通过系间窜越等而跃迁到激发=重态后,通过=重 态重态煙灭或热能吸收,反向系间窜越到激发单重态而发射巧光。认为在有机电致发光 元件中,尤其是利用热能吸收的热活化型延迟巧光材料特别有用。在有机电致发光元件中 利用延迟巧光材料的情况下,激发单重态的激子像通常一样发射巧光。另一方面,激发=重 态的激子会吸收装置所发出的热,系间窜越到激发单重态而发射巧光。此时,由于是来自激 发单重态的发光,所W和巧光为相同波长的发光,但是通过从激发=重态向激发单重态的 反向系间窜越,所产生的光的寿命(发光寿命)比通常的巧光或憐光长,因此观察到比运些 通常的巧光或憐光延迟的巧光。可W将所观察到的巧光定义为延迟巧光。如果采用运种热 活化型激子转移机制,则通过在注入载子后经过吸收热能,能够将通常只产生25 %的激发 单重态的化合物的比率提高到25% W上。如果使用在不到10(TC的低溫下也能发出强巧光 及延迟巧光的化合物,则利用装置的热而充分地产生从激发S重态向激发单重态的系间窜 越,从而发射延迟巧光,所W能够飞跃性地提升发光效率。
[01M]通过使用本发明的通式(1)所表示的化合物作为发光层的发光材料,能够提供有 机光致发光元件(有机化元件)或有机电致发光元件(有机化元件)等优异的有机发光元件。 此时,本发明的通式(1)所表示的化合物也可W作为所谓辅助渗杂剂而具有辅助发光层中 所包含的其他发光材料的发光的功能。即,发光层中所包含的本发明的通式(1)所表示的化 合物可W具有发光层中所包含的主体材料的最低激发单重态能级和发光层中所包含的其 他发光材料的最低激发单重态能级之间的最低激发单重态能级。
[0196] 有机光致发光元件具有在基板上至少形成有发光层的结构。另外,有机电致发光 元件具有至少有阳极、阴极、及形成在阳极和阴极之间的有机层的结构。有机层至少包含发 光层,可W只包含发光层,也可W具有除发光层W外的1层W上的有机层。作为运种其他有 机层,可列举:电桐传输层、电桐注入层、电子阻挡层、电桐阻挡层、电子注入层、电子传输 层、激子阻挡层等。电桐传输层可W为具有电桐注入功能的电桐注入传输层,电子传输层可 W为具有电子注入功能的电子注入传输层。将有机电致发光元件的具体结构例示于图1。在 图1中,1表示基板,2表示阳极,3表示电桐注入层,4表示电桐传输层,5表示发光层,6表示电 子传输层,7表示阴极。
[0197] W下,对有机电致发光元件的各部件及各层进行说明。此外,基板及发光层的说明 也适用于有机光致发光元件的基板及发光层。
[019引(基板)
[0199] 本发明的有机电致发光元件优选由基板加 W支撑。该基板没有特别限制,只要是 一直W来有机电致发光元件所惯用的基板即可,例如可W使用包含玻璃、透明塑料、石英、 娃等的基板。
[0200] (阳极)
[0201] 作为有机电致发光元件中的阳极,优选使用W功函数大(4eVW上)的金属、合金、 导电性化合物及运些物质的混合物作为电极材料的阳极。作为运些电极材料的具体例,可 列举Au等金属、Cul、氧化铜锡(IT0, indium tin oxide)、Sn〇2、ZnO等导电性透明材料。另 外,也可W使用IDIXO(In2〇3-ZnO)等能够制作透明导电膜的非晶质材料。阳极可W通过蒸锻 或瓣锻等方法将运些电极材料形成为薄膜,并通过光微影法形成所需形状的图案,或者在 不太需要图案精度的情况下(lOOwnW上左右),也可W在所述电极材料的蒸锻或瓣锻时隔 着所需形状的掩模而形成图案。或者,在使用像有机导电性化合物那样能够进行涂布的材 料的情况下,也可W使用印刷方式、涂覆方式等湿式成膜法。在从该阳极提取发光的情况 下,理想的是使透过率大于10%,另外,优选作为阳极的薄片电阻为数百n/DW下。此外, 膜厚虽然也取决于材料,但通常在10~lOOOnm、优选10~200nm的范围内选择。
[0202] (阴极)
[0203] 另一方面,作为阴极,使用W功函数小(4eVW下)的金属(称为电子注入性金属)、 合金、导电性化合物及运些物质的混合物作为电极材料的阴极。作为运些电极材料的具体 例,可列举:钢、钢-钟合金、儀、裡、儀/铜混合物、儀/银混合物、儀/侣混合物、儀/铜混合物、 侣/氧化侣(Al2〇3)混合物、铜、裡/侣混合物、稀±金属等。在运些中,就电子注入性及对氧化 等的耐久性的方面而言,优选电子注入性金属和功函数的值大于该电子注入性金属且更稳 定的金属即第二金属的混合物,例如儀/银混合物、儀/侣混合物、儀/铜混合物、侣/氧化侣 (Al2〇3)混合物、裡/侣混合物、侣等。阴极可W通过利用蒸锻或瓣锻等方法将运些电极材料 形成为薄膜而制作。另外,作为阴极的薄片电阻优选数百Q/DW下,膜厚通常在lOnm~扣 m、优选50~2(K)nm的范围内选择。此外,为了使发出的光透过,如果有机电致发光元件的阳 极或阴极中的任一个为透明或半透明,则发光亮度提升,从而优选。
[0204] 另外,通过将阳极的说明中所列举的导电性透明材料用于阴极,能够制作透明或 半透明的阴极,通过应用该透明或半透明的阴极而能够制作阳极和阴极两电极都具有透光 性的元件。
[020引(发光层)
[0206] 发光层是通过分别从阳极及阴极注入的电桐及电子再结合而生成激子后发光的 层,可W在发光层中单独使用发光材料,但优选包含发光材料和主体材料。作为发光材料, 可W使用选自通式(1)所表示的本发明的化合物群中的1种或巧中W上。为了使本发明的有 机电致发光元件及有机光致发光元件表现出高发光效率,重要的是将发光材料中生成的单 重态激子及=重态激子密封在发光材料中。因此,优选在发光层中除发光材料W外还使用 主体材料。作为主体材料,可W使用激发单重态能量、激发=重态能量中的至少任一项的值 高于本发明的发光材料的有机化合物。结果能够将本发明的发光材料中生成的单重态激子 及=重态激子密封在本发明的发光材料的分子中,而能够充分地引导出该发光材料的发光 效率。当然也有即便无法充分地密封单重态激子及=重态激子但也能够获得高发光效率的 情况,所W只要是能够实现高发光效率的主体材料,则可W没有特别限制地用于本发明。在 本发明的有机发光元件或有机电致发光元件中,发光是由发光层所包含的本发明的发光材 料所产生。该发光包括巧光发光及延迟巧光发光两种发光。但是,发光的一部分或部分地来 自主体材料的发光也是可W的。
[0207] 在使用主体材料的情况下,作为发光材料的本发明的化合物在发光层中所含有的 量优选0.1重量% W上,更优选1重量% W上,另外,优选50重量% W下,更优选20重量% W 下,进一步优选10重量% W下。
[0208] 作为发光层中的主体材料,优选具有电桐传输能力、电子传输能力,且防止发光的 长波长化,此外具有高玻璃转移溫度的有机化合物。
[0209] (注入层)
[0210] 注入层是指为了实现驱动电压降低或发光亮度提升而设置在电极和有机层之间 的层,有电桐注入层和电子注入层,也可W使其存在于阳极和发光层或电桐传输层之间、及 阴极和发光层或电子传输层之间。注入层可W根据需要而设置。
[0211] (阻挡层)
[0212] 阻挡层是能够阻挡发光层中存在的电荷(电子或电桐)及/或激子向发光层外扩散 的层。电子阻挡层可W配置在发光层和电桐传输层之间而阻挡电子朝向电桐传输层而通过 发光层。同样地,电桐阻挡层可W配置在发光层和电子传输层之间而阻挡电桐朝向电子传 输层而通过发光层。阻挡层还可W用于阻挡激子扩散到发光层的外侧。即,电子阻挡层、电 桐阻挡层分别还可W兼备作为激子阻挡层的功能。本说明书中所说的电子阻挡层或激子阻 挡层是在包括W-层具有电子阻挡层及激子阻挡层的功能的层的含义下使用。
[0213] 化桐阻挡层)
[0214] 电桐阻挡层在广义上具有电子传输层的功能。电桐阻挡层具有传输电子、并阻挡 电桐到达电子传输层的作用,由此可提升发光层中的电子和电桐的再结合概率。作为电桐 阻挡层的材料,可W根据需要使用下述电子传输层的材料。
[0215] (电子阻挡层)
[0216] 电子阻挡层在广义上具有传输电桐的功能。电子阻挡层具有传输电桐、并阻挡电 子到达电桐传输层的作用,由此可提升发光层中的电子和电桐的再结合概率。
[0217] (激子阻挡层)
[0218] 激子阻挡层是用W阻挡在发光层内因电桐和电子再结合而产生的激子扩散到电 荷传输层的层,通过插入该层而能够有效率地将激子密封在发光层内,从而能够提升元件 的发光效率。激子阻挡层可W邻接于发光层而插入到阳极侧、阴极侧中的任一侧,也可W两 侦洞时插入。即,在阳极侧具有激子阻挡层的情况下,可W在电桐传输层和发光层之间邻接 于发光层而插入该层,在插入到阴极侧的情况下,可W在发光层和阴极之间邻接于发光层 而插入该层。另外,在阳极和邻接于发光层阳极侧的激子阻挡层之间可W具有电桐注入层 或电子阻挡层等,在阴极和邻接于发光层阴极侧的激子阻挡层之间可W具有电子注入层、 电子传输层、电桐阻挡层等。在配置阻挡层的情况下,优选用作阻挡层的材料的激发单重态 能量及激发=重态能量中的至少任一项高于发光材料的激发单重态能量及激发=重态能 量。
[0219] 化桐传输层)
[0220] 电桐传输层包含具有传输电桐的功能的电桐传输材料,电桐传输层可W设置单层 或多层。
[0221] 电桐传输材料是具有电桐的注入或传输、电子的障壁性中的任一性质的材料,可 W为有机物也可W为无机物。作为可W使用的公知的电桐传输材料,例如可列举挫衍生 物、恶二挫衍生物、咪挫衍生物、巧挫衍生物、嘲噪并巧挫衍生物、聚芳基烧控衍生物、化挫 嘟衍生物及化挫嘟酬衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、氨基取代查耳酬衍生物、恶挫衍 生物、苯乙締基蔥衍生物、巧酬衍生物、腺衍生物、巧衍生物、娃氮烧衍生物、苯胺系共聚物, 另外还可W列举导电性高分子低聚物、特别是嚷吩低聚物等,优选使用化嘟化合物、芳香族 =级胺化合物及苯乙締基胺化合物,更优选使用芳香族=级胺化合物。
[0222] (电子传输层)
[0223] 电子传输层包含具有传输电子的功能的材料,电子传输层可W设置单层或多层。
[0224] 作为电子传输材料(有时也兼作电桐阻挡材料),只要具有将从阴极注入的电子传 送给发光层的功能即可。作为可W使用的电子传输材料,例如可列举:硝基取代巧衍生物、 二苯基苯酿(diphenylquinone)衍生物、嚷喃二氧化物衍生物、碳二酷亚胺、亚巧基甲烧衍 生物、蔥酿二甲烧及蔥酬衍生物、恶二挫衍生物等。此外,将所述恶二挫衍生物中的恶二挫 环的氧原子取代为硫原子而成的嚷二挫衍生物、具有已知作为吸电子基的哇恶嘟环的哇恶 嘟衍生物也可W用作电子传输材料。此外,也可W使用在高分子链中导入有运些材料或W 运些材料作为高分子的主链的高分子材料。
[0225] 在制作有机电致发光元件时,将通式(1)所表示的化合物用于发光层,除此W外还 可W用于发光层W外的层。此时,发光层中使用的通式(1)所表示的化合物和发光层W外的 层中使用的通式(1)所表示的化合物可W相同也可W不同。例如还可W在所述注入层、阻挡 层、电桐阻挡层、电子阻挡层、激子阻挡层、电桐传输层、电子传输层等中也使用通式(1)所 表示的化合物。运些层的制膜方法没有特别限定,可W通过干式制程、湿式制程中的任一方 法制作。
[0226] W下,具体地例示可W用于有机电致发光元件的优选材料。但是,本发明中可W使 用的材料并不由W下的例示化合物限定地进行解释。另外,即便是作为具有特定功能的材 料所例示的化合物,也可W转用作具有其他功能的材料。此外,W下的例示化合物的结构式 中的R、Ri~Rio分别独立地表示氨原子或取代基。n表示3~5的整数。
[0227] 首先,列举可W用作发光层的主体材料的优选化合物。
[022引[化 40]
[0229;
[0230][化 41]














[0273] 通过所述方法所制作的有机电致发光元件通过在所获得的元件的阳极和阴极之 间施加电场而发光。此时,如果是利用激发单重态能量的发光,则和其能级对应的波长的光 确认为巧光发光及延迟巧光发光。另外,如果是利用激发=重态能量的发光,则和其能级对 应的波长确认为憐光。由于通常的巧光的巧光寿命短于延迟巧光发光,所W发光寿命可W 在巧光和延迟巧光之间加 W区别。
[0274] 另一方面,关于憐光,在像本发明的化合物运样的通常的有机化合物中,激发=重 态能量不稳定而转换为热等,寿命短且很快失活,所W在室溫下几乎无法观测到。为了测定 通常的有机化合物的激发=重态能量,可W通过观测极低溫条件下的发光而进行测定。
[0275] 本发明的有机电致发光元件可W应用于单一元件、包含呈阵列状配置的结构的元 件、阳极和阴极呈X-Y矩阵状配置的结构的元件中的任一种元件。根据本发明,通过使发光 层含有通式(1)所表示的化合物,能够获得发光效率得到大幅改善的有机发光元件。本发明 的有机电致发光元件等有机发光元件可W进一步应用于各种用途。例如可W使用本发明的 有机电致发光元件而制造有机电致发光显示装置,关于详细内容,可W参照时任静±、安达 千波矢、村田英幸共著的《有机化显示器》(出版社:〇hmsha)。另外,特别是本发明的有机电 致发光元件也可W应用于需求量大的有机电致发光照明或背光源。
[0276] 实施例
[0277] W下,列举合成例及实施例而更具体地说明本发明的特征。W下所示的材料、处理 内容、处理顺序等可W在不脱离本发明的宗旨的范围内适当变更。因此,本发明的范围不应 由W下所示的具体例限定地进行解释。此外,发光特性的评价是使用电源电表(吉时利 (Keithley)公司制造的2400系列)、半导体参数分析仪(安捷伦科技(Agilent Technologies)公司制造的E5273A)、光功率测定装置(理波(Newpod)公司制造的1930C)、 光学分光器(海洋光学(Ocean Optics)公司制造的USB2000)、分光发射计(拓普康(Topcon) 公司制造的SR-3)及快速照相机(滨松光子化amamatsu Photonics)股份有限公司制造的 C4334型)而进行。
[0278] (合成例1)化合物1的合成
[0279] [化 59]
[0280]
[02川在100ml双口烧瓶中添加 N,N-双(9H-巧挫-3-基)苯胺(0.68g、1.6mmo 1)、碳酸钟 (0.96邑、7.211111101),进行氮气置换。然后,添加4-氣苯甲腊(0.58邑、4.811111101)、二甲基甲酯胺 (20ml ),在100 °C下加热揽拌24小时。放置冷却到室溫,添加水并揽拌10分钟,过滤所析出的 固体。使该固体溶解于二氯甲烧中,进行热过滤。使用正己烧对滤液进行再沉淀,获得 0.688g( 1. Immol、产率69% )的作为白色粉末的化合物1。
[0282] 1h 醒R(500MHz,CDCl3):d = 7.97(d,J = 7.8Hz,2H;ArH),7.93(d,J = 8.0Hz,2H; Aril),7.90(d,J = 8.7Hz,4H;A^),7.76(d,J = 8.7Hz,4H;ArH),7.46-7.38(m,6H;ArH), 7.31-7.21(m,6H;ArH),7.10(dd,J〇rth〇 = 8.7Hz,Jmeta=l.lHz,2H;ArH),6.95(t,J = 7.4Hz, lH;ArH).
[0283] (合成例2)化合物2的合成
[0284] [化 60]
[0285]
[02化]在100ml的S 口烧瓶中添加叔下醇钢(0.29g、3.0mmol)并进行真空干燥。然后,进 行氮气置换,添加所获得的N,N-双(9H-巧挫-3-基)苯胺(0.21g、0.50mmol)、2-(4-漠苯基)- 4,6-二苯基-1,3,5-S嗦(0.427g、1. Immol)、醋酸钮(II) (13mg、0.0 eOmmol)、S叔下基麟 (0.03ml、0.060mmol)及二甲苯20ml,在110°C下加热揽拌72小时。放置冷却到室溫,通过过 滤获得固体。利用甲苯、水及甲醇清洗该固体,进行真空干燥,由此获得0.14g(0.14mmol、产 率27%)的作为黄色粉末的化合物2。
[0287] 1h 醒R(500MHz,丙酬d6):d = 9.14(d,J = 8.5Hz,4H;ArH),8.88(d,J = 7.1Hz,8H; ArH),8.13(d,J = 7.9Hz,2H;ArH),8.12(s,J = 2.0Hz,2H;ArH),7.99(d,J = 8.6Hz,4H;ArH), 7.74-7.63(m,16H;ArH),7.49(t,J = 7.3Hz,2H;ArH),7.39(dd,J。rth。= 8.細z,Jmeta = 2.1Hz 2H;ArH),7.30-7.24(m,4H;ArH),7.09(d,J = 7.細z,2H;ArH),6.93(t,J = 7.3Hz,lH;ArH).
[0288] (合成例3)化合物3的合成
[0289] [化 61]
[0290]
[0291] 在300ml的S 口烧瓶中添加叔下醇钢(1.2g、12mmol)并进行真空干燥。然后,进行 氮气置换,添加 N,N-双(9H-巧挫-3-基)苯胺(0.85肖、2.〇111111〇1)、2-(4-漠苯基)-苯并嚷挫 (1.3g、4.4mmo1)、醋酸钮(II) (54mg、0.24mmol)、S叔下基麟(0.12ml、0.24mmol)及二甲苯 (20ml),在100°C下加热揽拌22小时。冷却至室溫,利用蒸发器将反应溶液加 W浓缩。利用二 氯甲烧和水进行分液操作。利用硫酸儀将有机层加 W干燥,并利用蒸发器将其浓缩。通过色 谱柱法(载体:硅胶、展开溶剂:甲苯)进行精制,并通过升华精制对所获得的目标化合物进 行精制,由此获得0.90g( 1.07mmol、产率54% )的作为黄色玻璃状固体的化合物3。
[0巧2] 1h 醒R(500MHz,CDCl3):d = 8.34(d,J = 8.5Hz,4H;ArH),8.11(d,J = 8.0Hz,2H; Aril) ,8.01-7.95(m,6H;ArH),7.76(d,J = 8.5Hz,4H;ArH) ,7.55-7.50(m,4H; Aril) ,7.44- 7.40(111,細;八巧),7.33((1,1。加。=9.9化^。6*3=1.4化,2山八巧),7.25-7.22(111,4山八巧), 7.11(d,J = 8.6Hz,2H;ArH),6.92(t,J = 6.9,lH;ArH).
[0293] (实施例1)使用化合物1的有机光致发光元件的制作及评价
[0294] 在氣气环境的手套箱中制备化合物1的甲苯溶液(浓度lXl(T5mol/U。
[0295] 另外,通过真空蒸锻法,在真空度5X1(T咕aW下的条件下在石英基板上W50nm的 厚度形成化合物1的薄膜,而制作有机光致发光元件。
[0296] 此外,通过真空蒸锻法,在真空度5Xl(T4PaW下的条件下,从不同的蒸锻源蒸锻化 合物1和DPEP0而在石英基板上W10化m的厚度形成化合物1的浓度为6重量%的薄膜,从而 制作有机光致发光元件。
[0297] 对化合物1的甲苯溶液测定300nm及355nm激发光的发光光谱、吸收光谱、瞬态衰减 曲线。将其中的337nm激发光的发光光谱及吸收光谱示于图2,将瞬态衰减曲线示于图3。该 瞬态衰减曲线表示对化合物照射激发光,并测定发光强度逐渐失活的过程而获得的发光寿 命测定结果。通常的一种成分的发光(巧光或憐光)的发光强度W单一指数函数进行衰减。 运意味着在图表的纵轴为半对数的情况下W直线状进行衰减。在图3所示的化合物1的瞬态 衰减曲线中,在观测初期观测到运种线性成分(巧光),但在数微秒W后出现偏离直线性的 成分。运是延迟成分的发光,和初期成分相加的信号在长时间侧成为呈裙摆形状的平缓曲 线。通过W上方式测定发光寿命,由此确认化合物1是除包含巧光成分W外还包含延迟成分 的发光体。关于光致发光量子效率,在没有通入气体的甲苯溶液中为13.5% (355nm激发 光)、在通入了氮气的甲苯溶液中为20.5 % (355nm激发光)或32.7 % (300nm激发光)。另外, 根据图3能够确认延迟巧光。
[0298] 另外,针对具有只含化合物1的薄膜的有机光致发光元件,将由365nm激发光引起 的发光光谱及吸收光谱的测定结果示于图4,将瞬态衰减曲线的测定结果示于图5,将通过 光电子分光法所获得的能量分布示于图6。光致发光量子效率为35.4%,根据图5确认到延 迟巧光。另外,根据图6确认HOMO的能级为5.63eV,LUM0的能级为2.85eV,H0M0-LUM0能隙为 2.78eV,HOMO 和 LUM0 适度分离。
[0299] 针对具有化合物1和DPEP0的薄膜的有机光致发光元件,测定由290nm、300nm及 31化m激发光引起的发光光谱。将其中由290nm激发光引起的发光光谱示于图7。关于光致发 光量子效率,在290nm激发光下为52.3 %,在300nm激发光下为44.2 %,在31化m激发光下为 44.5%。
[0300] 另外,针对具有化合物1和DPEP0的薄膜的有机光致发光元件,将瞬态衰减曲线的 测定结果示于图8,将巧光光谱及憐光光谱的测定结果示于图9。根据图如角认为延迟巧光成 分随着溫度上升而增加的热活性型延迟巧光。另外,根据图9,激发单重态和激发=重态的 能量差AEst为0.21eV。
[0301] (实施例2)使用化合物2的有机光致发光元件的制作及评价
[0302] 变更为使用化合物2代替化合物1而制备化合物2的甲苯溶液。另外,变更为使用化 合物2代替化合物1,并使用mCP或CBP代替DPEP0,而制作具有化合物巧日mCP的薄膜的有机光 致发光元件、及具有化合物2和CBP的薄膜的有机光致发光元件。
[0303] 针对化合物2的甲苯溶液,将由39化m激发光引起的发光光谱及吸收光谱的测定结 果示于图10,将瞬态衰减曲线的测定结果示于图11。关于光致发光量子效率,在没有通入气 体的甲苯溶液中为31.8%,在通入了氮气的甲苯溶液中为49.5%。另外,根据图11确认到延 迟巧光。
[0304] 另外,针对具有化合物2和mCP的薄膜的有机光致发光元件、及具有化合物2和CBP 的薄膜的有机光致发光元件,将由337nm激发光引起的发光光谱的测定结果示于图12。另 夕h针对具有化合物2和mCP的薄膜的有机光致发光元件,将在100K、200K、300K的各溫度下 所测得的瞬态衰减曲线示于图13,将关于自激发=重态Ti向激发单重态Si的反向系间窜越 的速度常数kRisc的阿雷尼乌斯图示于图14。关于光致发光量子效率,在具有化合物2和mCP 的薄膜的有机光致发光元件中为76%,在具有化合物2和CBP的薄膜的有机光致发光元件中 为73%,根据图13确认为延迟巧光成分随着溫度上升而增加的热活性型延迟巧光。另外,根 据图14,激发单重态和激发=重态的能量差A Est为0.025eV。
[0305] (实施例3)使用化合物3的有机光致发光元件的制作及评价
[0306] 变更为使用化合物3代替化合物1,而制作化合物3的甲苯溶液及具有仅化合物3的 薄膜的有机光致发光元件。
[0307] 另外,变更为使用化合物3代替化合物1,并使用mCP或TPBi代替DPEP0,而制作具有 化合物3和mCP的薄膜的有机光致发光元件、及具有化合物3和TPBi的薄膜的有机光致发光 元件。
[0308] 针对化合物3的甲苯溶液,将由37化m激发光引起的发光光谱及吸收光的测定结果 示于图15,将瞬态衰减曲线的测定结果示于图16。关于光致发光量子效率,在没有通入气体 的甲苯溶液中为34.6%,在通入了氮气的甲苯溶液中为56.1%。另外,根据图16确认到延迟 巧光。
[0309] 另外,针对具有只含化合物3的薄膜的有机光致发光元件,将吸收光谱的测定结果 示于图17,将通过光电子分光法所获得的能量分布示于图18。另外,将通过楠圆偏光分光法 所获得的薄膜的平面(x,y)及法线方向(Z)的消光系数示于图19。
[0310] 根据图18确认HOMO的能级为5.42eV,LUM0的能级为2.83eV,H0M0-LUM0能隙为 2.59eV,HOMO 和 LUM0 适度分离。
[0311] 针对具有化合物3和mCP的薄膜的有机光致发光元件,将发光光谱的测定结果示于 图20,针对具有化合物3和TPBi的薄膜的有机光致发光元件,将发光光谱的测定结果示于图 21。关于光致发光量子效率,在具有化合物3和mCP的薄膜的有机光致发光元件中为59.7%, 在具有化合物3和TPBi的薄膜的有机光致发光元件中为54.7%。另外,针对具有化合物3和 mCP的薄膜的有机光致发光元件,将在5K~300K的范围的各溫度下所测得的瞬态衰减曲线 示于图22,将巧光光谱及憐光光谱示于图23。根据图22确认为延迟巧光成分随着溫度上升 而增加的热活性型延迟巧光。另外,根据图23,激发单重态和激发=重态的能量差A Est为 0.36eV〇
[0312] (实施例4)使用化合物1的有机电致发光元件的制作及评价
[0313] 在形成有膜厚100皿的包含氧化铜锡(IT0)的阳极的玻璃基板上,通过真空蒸锻法 在5Xl〇-4PaW下的真空度下积层各薄膜。首先,在IT0上将a-NTO形成为厚度35nm,将mCBP形 成为厚度10皿。其次,从不同的蒸锻源共蒸锻化合物1和DPEP0,形成厚度15nm的层,而制成 发光层。此时,化合物1的浓度设为X重量%。其次,将TPBi形成为厚度40nm,进一步真空蒸锻 〇.5nm的氣化裡化iF),接着蒸锻厚度10化m的侣(A1),由此形成阴极,而制作有机电致发光 元件。
[0314] 针对所制造的有机电致发光元件,将发光光谱示于图24,将电压-电流密度特性示 于图25,将电流密度-外部量子效率特性示于图26。使用化合物1作为发光材料的有机电致 发光元件在电压3.66V、电流密度1.451 X l(T3mA/cm2的条件下实现6.64%的高外部量子效 率。
[0315] (实施例5)使用化合物3的有机电致发光元件的制作及评价
[0316] 在形成有膜厚100皿的包含氧化铜锡(IT0)的阳极的玻璃基板上,通过真空蒸锻法 在5Xl(T4PaW下的真空度下积层各薄膜。首先,在IT0上将a-NPD形成为厚度35nm,将mCP形 成为厚度10皿。其次,从不同的蒸锻源共蒸锻化合物3和mCP,形成厚度10皿的层,而获得第1 发光层。此时,化合物3的浓度设为6重量%。接着,从不同的蒸锻源共蒸锻化合物3和TPBi, 形成厚度20皿的层,而获得第2发光层。此时,化合物3的浓度设为6重量%。其次,将TPBi形 成为厚度45nm,进一步真空蒸锻lOOnm的儀/银(Mg/Ag)混合物,接着蒸锻厚度20nm的银 (Ag),由此形成阴极,而制作有机电致发光元件。
[0317]针对所制造的有机电致发光元件,将在lmA、10mA、100mA的各条件下所测得的发光 光谱示于图27,将电压-电流密度特性示于图28,将电流密度-外部量子效率特性示于图29。 使用化合物3作为发光材料的有机电致发光元件在电压3.88V、电流密度0.005mA/cm2的条 件下实现14.07%的高外部量子效率。
[031 引[化62]
[031
[0320] [工业上的可利用性]
[0321] 本发明的化合物可W用作发光材料。因此,本发明的化合物可W有效地用作有机 电致发光元件等有机发光元件用的发光材料。本发明的化合物中还包含放射延迟巧光的物 质,所W还能够提供发光效率高的有机发光元件。因此,本发明在工业上的可利用性高。
[0322] [符号说明]
[0323] 1 基板
[0324] 2 阳极
[0325] 3 电桐注入层
[0326] 4 电桐传输层
[0327] 5 发光层
[032引6 电子传输层
[0329] 7 阴极
【主权项】
1. 一种发光材料,其包含下述通式(1)所表不的化合物, [化1] 通式(1)[在通式(1)中,Ar1~Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳基,Ar1~Ar 3中的至少 一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的咔唑基]。2. 根据权利要求1所述的发光材料,其特征在于:所述N位经包含吸电子基的基取代的 咔唑基为N-取代咔唑-3-基。3. 根据权利要求1或2所述的发光材料,其特征在于:所述吸电子基为经至少1个吸电子 基取代的苯基。4. 根据权利要求3所述的发光材料,其特征在于:所述吸电子基的取代部位为所述苯基 的4位。5. 根据权利要求3或4所述的发光材料,其特征在于:所述吸电子基为包含氮原子作为 环的构成原子的杂环基或氰基。6. 根据权利要求5所述的发光材料,其特征在于:所述包含氮元素作为环的构成原子的 杂环基为下述式中的任一个所表示的杂环基, [化2]〇7. 根据权利要求1至6中任一项所述的发光材料,其特征在于:所述通式(1)的Ar1~Ar3 中的2个或3个为所述N位经包含吸电子基的基取代的咔唑基。8. 根据权利要求7所述的发光材料,其中所述N位经包含吸电子基的基取代的咔唑基具 有相互相同的结构。9. 根据权利要求1至6中任一项所述的发光材料,其中所述通式(1)的Ar1~Ar3中的1个 或2个为所述N位经包含吸电子基的基取代的咔唑基,另一个为经取代或未经取代的苯基。10. 根据权利要求1至9中任一项所述的发光材料,其特征在于:所述N位经包含吸电子 基的基取代的咔唑基为下述通式(2)所表示的基, [化3] 通式(2)[在通式⑵中,*表示和通式(1)中的氮原子的键合部位;R1~R7及R11~R 15分别独立地 表示氢原子或取代基,R11~R15的至少一个分别独立为取代基;R11~R 15也可以相互键合而形 成环状结构;R1和R2、R4和R 5、R5和R6、R6和R7也可以相互键合而形成环状结构]。11. 一种延迟荧光体,其包含下述通式(1)所表示的化合物, [化4] 通式(1)[在通式(1)中,Ar1~Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳基,Ar1~Ar 3中的至少 一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的咔唑基]。12. -种有机发光元件,其特征在于:包含根据权利要求1至10中任一项所述的发光材 料。13. 根据权利要求12所述的有机发光元件,其特征在于:发射延迟荧光。14. 根据权利要求12或13所述的有机发光元件,其特征在于:其为有机电致发光元件。15. -种化合物,其以下述通式0- )表示, [化5] 通式0-)[在通式(Γ )中,Ar1'~Ar3'分别独立地表示经取代或未经取代的芳基,Ar1'~Ar 3'中的 至少一个分别独立为N位经包含吸电子基的基取代的咔唑基]。
【文档编号】C07D403/10GK106062127SQ201580012014
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年3月4日 公开号201580012014.8, CN 106062127 A, CN 106062127A, CN 201580012014, CN-A-106062127, CN106062127 A, CN106062127A, CN201580012014, CN201580012014.8, PCT/2015/56286, PCT/JP/15/056286, PCT/JP/15/56286, PCT/JP/2015/056286, PCT/JP/2015/56286, PCT/JP15/056286, PCT/JP15/56286, PCT/JP15056286, PCT/JP1556286, PCT/JP2015/056286, PCT/JP2015/56286, PCT/JP2015056286, PCT/JP201556286
【发明人】野田大贵, 种田将嗣, 志津功将, 田中启之, 安达千波矢
【申请人】九州有机光材股份有限公司
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