有机电场发光元件用材料及使用其的有机电场发光元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用邻碳硼烷化合物作为有机电场发光元件用材料的有机电场 发光元件，详细而言涉及一种对包含有机化合物的发光层施加电场而放出光的薄膜型装置 (device)〇
【背景技术】
[0002] 一般情况下，有机电场发光元件（以下称为有机EL(electroluminescence)元件） 的最简单的结构包含发光层及夹持该层的一对对向电极。亦即，在有机EL元件中利用如下 现象:若在两电极间施加电场，则自阴极注入电子，自阳极注入空穴，它们在发光层中再结 合而放出光。
[0003] 近年来，开始进行使用有机薄膜的有机EL元件的开发。特别是为了提高发光效率， 以提高自电极注入载流子的效率为目的而进行电极种类的最佳化，通过开发在电极间设置 包含芳香族二胺的空穴传输层与包含8_羟基喹啉铝络合物(Alq3)的发光层作为薄膜的元 件，与现有的使用蒽等单晶的元件相比较而言进行了大幅度的发光效率的改善，因此以对 具有自发光、高速响应性等特征的高性能平板的实用化为目标而进行。
[0004] 而且，作为提高元件的发光效率的尝试，也研究了并非使用荧光而是使用磷光。以 所述设置有包含芳香族二胺的空穴传输层与包含Alq 3的发光层的元件为代表的众多元件 利用了焚光发光，通过使用磷光发光、亦即利用来自三重激发态(triplet excited state) 的发光，可期待与现有的使用荧光(单重态(singlet))的元件相比而言提高3倍~4倍左右 的效率。为了该目的而开始研究以香豆素衍生物或二苯甲酮衍生物为发光层，但仅仅获得 极低的亮度。而且，作为利用三重态的尝试，开始研究使用铕络合物，但其并未实现高效率 的发光。近年来，如专利文献1所列举那样以发光的高效率化或长寿命化为目的而进行众多 以铱络合物等有机金属络合物为中心的研究。
[0005] 为了获得高的发光效率，元件构成也重要。例如以将空穴封入至发光层内，提高与 发光层内的电子及空穴的再结合概率为目的，可列举在发光层与电子传输层之间层叠空穴 阻挡层。通过使用空穴阻挡层而可期待提高发光效率。
[0006] 如上所述，为了以有机EL元件获得高的发光效率，需要两电荷(空穴、电子)在发光 层内以高概率进行再结合。进而，对于空穴阻挡材料(也包含电子传输材料）自身而言，也期 望一种电化学（electrochemistry)稳定、具有高的耐热性与优异的非晶态(amorphous)稳 定性的化合物，要求进一步的改良。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本专利特表2003-515897号公报 [0010] 专利文献2:日本专利特开2005-162709号公报 [0011] 专利文献3:日本专利特开2005-166574号公报 [0012]专利文献4:US2012/0319088 Al
[0013]专利文献5:W02013/094834 A [0014]非专利文献
[0015] 非专利文献1:《美国化学学会会刊（J.Am.Chem.Soc.)》2012，134，17982-17990
[0016] 在专利文献2~专利文献5以及非专利文献1中揭示了以下所示的碳硼烷化合物。
[0017] [化1]
[0022]然而，并未揭示经由芳香族基而在邻碳硼烷骨架的碳原子上键结有硅烷基的化合 物的有用性。
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
【发明内容】
[0023]为了将有机EL元件应用于平板显示器等显示元件中，需要在改善元件的发光效率 的同时充分地确保驱动时的稳定性。本发明鉴于所述现状，其目的在于提供高效率且具有 高的驱动稳定性的实用上有用的有机EL元件及适于该有机EL元件的化合物。
[0024]本发明者等人进行积极研究的结果是:发现通过将经由芳香族烃基或芳香族杂环 基而键结有硅烷基的邻碳硼烷化合物用于有机EL元件中而显示出优异的特性，从而完成本 发明。
[0025] 本发明是一种有机电场发光元件用材料，其包含通式（1)所表示的邻碳硼烷化合 物。
[0026] [化3]
(1)
[0027]
[0028] 通式（1)中，环A表示式（Ia)所表示的C2BiqH8的2价的邻碳硼烷基。L^L 2分别独立， L1表示p+1价的经取代或未经取代的碳数6~30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3 ~30的芳香族杂环基、或2个~6个选自所述芳香族烃基及所述芳香族杂环基的芳香族基连 结而构成的连结芳香族基，L2表示q+Ι价的经取代或未经取代的碳数6~30的芳香族经基、 经取代或未经取代的碳数3~30的芳香族杂环基、或2个~6个选自所述芳香族烃基及所述 芳香族杂环基的芳香族基连结而构成的连结芳香族基，在为连结芳香族基的情况下，可为 直链状也可为分支上，所连结的芳香环可相同也可不同。办、1? 2、1?3、1?4、1?5、1?6独立地表示碳数 1~12的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6~18的芳香族烃基、或经取代或未经取代 的碳数3~17的芳香族杂环基，R 7、R8独立地表示氢、碳数1~12的脂肪族烃基、经取代或未经 取代的碳数6~18的芳香族烃基、或经取代或未经取代的碳数3~17的芳香族杂环基。p表示 1~5的整数，q表不0~5的整数，r表不1~4的整数。
[0029] 通式（1)所表示的邻碳硼烷化合物中可列举下述通式(2)所表示的邻碳硼烷化合 物作为优选的化合物。
[0030] [化4]
[0031] (2)
[0032] 通式（2)中，Li、L2、Ri~R8、p~r与通式（1)的Li、L2、Ri ~R8、p~r 同义。
[0033]通式(2)中，优选的是I^L2分别独立地为经取代或未经取代的碳数6~18的芳香族 烃基、经取代或未经取代的碳数3~17的芳香族杂环基、或2个~6个选自所述芳香族烃基及 所述芳香族杂环的芳香族基连结而构成的连结芳香族基。另外，优选的是R 1-R6分别独立地 为碳数1~I 〇的脂肪族烃基或经取代或未经取代的碳数6~12的芳香族烃基。
[0034]而且，本发明是一种有机电场发光元件，其是在基板上层叠阳极、有机层及阴极而 成的有机电场发光元件，其包含有机层，所述有机层包含所述有机电场发光元件用材料。
[0035]此处，所述包含有机电场发光元件用材料的有机层优选为电子传输层、空穴阻挡 层或激子阻挡层。
[0036]由于将本发明的有机电场发光元件中所使用的邻碳硼烷化合物用作有机电场发 光元件用材料，故也称为有机电场发光元件用材料。有机电场发光元件可为磷光发光元件 也可为荧光发光元件，但优选为磷光发光元件。所述邻碳硼烷化合物采用经由芳香族烃基 或芳香族杂环基而在邻碳硼烷骨架上键结有硅烷基的结构。键结有芳香族烃基或芳香族杂 环基的邻碳硼烷骨架的两电荷注入传输能力高，但为了进一步的元件特性的改善而需要电 荷注入传输性的适当化。然而，若在芳香族烃基、芳香族杂环基上仅仅导入其他取代基，则 难以控制与电荷注入传输性的关系深的分子轨道的分布。因此，发现通过导入含有可切断 分子轨道的扩展的硅原子的取代基，可将两电荷特别是电子的注入传输性控制于更优选的 范围。通过将所述化合物用于有机EL元件的电子传输性的发光层主体材料、电子传输层材 料、空穴阻挡层材料或激子阻挡层材料中，可减低元件驱动电压。
[0037]另外，硅原子上所连结的基并不处于同一平面上，因此难以填充(packing)或相互 作用，结晶性低，因此所述磷光元件用材料显示出良好的非晶态特性与高的热稳定性。亦 即，使用所述磷光元件用材料的元件可实现驱动寿命长、耐久性高的有机EL元件。
【附图说明】
[0038] 图1是表示有机EL元件的一结构例的剖面图。
[0039] 图2是邻碳硼烧化合物1的核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)图。
[0040] 图3是邻碳硼烷化合物3的NMR图。
[0041 ]再者，在图1中，各符号表示如下。
[0042] 1基板、2阳极、3空穴注入层、4空穴传输层、5发光层、6电子传输层、7阴极。
【具体实施方式】
[0043] 本发明的有机电场发光元件用材料是所述通式（1)所表示的邻碳硼烷化合物。所 述邻碳硼烷化合物具有被硅烷基所键结的芳香族烃基或芳香族杂环取代的结构，因此可带 来如上所述的优异的效果。通式(1)与通式(2)中共同的记号可解释为具有相同的含义。 [0044]在通式（1)中，L 1SL2分别独立地表示经取代或未经取代的碳数6~30的芳香族烃 基、经取代或未经取代的碳数3~30的芳香族杂环基、或2个~6个选自这些芳香族烃基及芳 香族杂环基的芳香族基的芳香族环连结而构成的连结芳香族基，在连结的情况下可为直链 状也可为分支状，连结的芳香环可相同也可不同。优选的是经取代或未经取代的碳数6~18 的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3~17的芳香族杂环基、或这些芳香族烃基、经取 代或未经取代的碳数3~17的芳香族杂环基、或2个~4个这些芳香族烃基及芳香族杂环基 的芳香族环连结而构成的连结芳香族基。另外，1^%ρ+1价的基，L 2*q+1价的基。
[0045] 未经取代的芳香族烃基的具体例可列举自苯、萘、芴、蒽、菲、荧蒽 (fluoranthene)、花、窟.（chrysene)、三亚苯等芳香族经化合物、或它们多个连结而成的芳 香族烃化合物除去氢而生成的基，优选的是自苯、萘、蒽、菲、或三亚苯除去氢而生成的基。
[0046] 未经取代的芳香族杂环基的具体例可列举自吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、异喹啉、喹喔 啉、萘啶(naphthyridine)、味唑、二苯并咲喃、二苯并噻吩、卩丫啶、氮呼(azepine)、三苯并氮 呼、吩嗪、吩噁嗪、吩噻嗪、二苯并磷杂环戊二稀((1；^6112(^1108卩11〇16)、二苯并硼杂环戊二稀 (dibenzoborole)等芳香族杂环化合物、或它们多个连结而成的芳香族杂环化合物除去氢 而生成的连结基，优选的是自吡啶、嘧啶、三嗪、咔唑、二苯并呋喃、或二苯并噻吩除去氢而 生成的基。
[0047]将自使芳香族烃化合物或芳香