专利名称：芳胺衍生物以及使用该衍生物的有机电致发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及芳胺衍生物和使用该衍生物的有机电致发光(下文中“电致发光”称为EL)器件，更具体地讲，本发明涉及使用寿命长、发光效率高且发射高纯蓝光的有机电致发光器件以及制备所述EL器件的芳胺衍生物。
背景技术：
由有机物制备的有机EL器件可用于大尺寸固体发光类型的廉价的全色彩显示装置，并且各种有机EL器件的开发方兴未艾。通常有机EL器件具有包含发光层和将发光层夹在中间的电极对的结构。有机EL器件的发光为这样一种现象，当在两个电极之间施加电场时，从阴极一侧注入电子，从阳极一侧注入空穴，电子与空穴在发光层中复合，形成激发态，当由激发态转化为基态时产生的能量以光的形式发出。
与无机发光二极管相比，常规的有机EL器件需要的驱动电压高，但亮度低或发光效率低。此外，常规的有机EL器件的特性还显著变劣，因此在实际应用中是不可用的。虽然近来已逐步改进了有机EL器件，仍需要开发在低驱动电压下工作，亮度和发光效率优异的有机EL器件。
例如，公开了一种使用单一的单蒽化合物作为有机发光材料的技术(参考以下的专利文献1)。但是，在该技术中，例如在电流密度为165mA/cm2下使用该材料得到的亮度低至1650cd/m2，且发光效率非常低(即仅为1cd/A)，这样在实际应用中是不可用的。还公开了一种使用单一的双蒽化合物作为有机发光材料的技术(参考以下的专利文献2)。但是，在该技术中，使用该材料得到的发光效率也低至约1-3cd/A。因此，仍需要改进该技术使其在实际应用中可用。此外，还公开了在有机发光介质层中单-或双-蒽化合物与二硬脂酰基化合物一起使用的技术(参考以下的专利文献3)。但是，该文献所述的器件的半衰期不够长，因此，还需要改进。
此外，还公开了使用单-或双-蒽化合物和二苯乙烯基化合物作为有机发光介质层的技术(参考以下的专利文献4)。但是，在该技术中，苯乙烯基化合物的共轭结构延长了发光光谱的波长，且使颜色的纯度变差。此外，以下的专利文献5还公开了使用二氨基衍生物的发蓝光的器件。但是，尽管发光效率优异，但由于其使用寿命不够长，因此还需要改进。
专利文献1日本特开平11-3782A专利文献2日本特开平8-012600专利文献3国际申请公开WO 00/06157专利文献4日本特开2001-284050专利文献5日本特开平11-273860发明公开为了克服上述问题特进行本发明，本发明的一个目标为提供一种发射高纯蓝光且使用寿命长的有机EL器件，本发明的另一个目标为提供一种制备所述有机EL器件的芳胺衍生物。
本发明人进行了深入研究，开发了具有上述合适的性能的芳胺衍生物和使用所述芳胺衍生物的有机EL器件，发现使用以下通式(1)-(4)中任一项表示的萘结构与含有取代基的二苯基氨基相连的芳胺衍生物可实现本发明的目标。在这种情况下，基于上述发现和资料(information)完成了本发明。
也就是说，本发明提供了一种以下通式(1)-(4)中任一项表示的芳胺衍生物
在通式(1)中，R1和R2各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、氰基或卤原子；在通式(1)中，A1-A4各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、取代或未取代的甲硅烷基或卤原子；a、b、c和d各自独立表示0-5的整数；当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，可互相键合形成饱和或不饱和的环；此外，一对A1和A2以及一对A3和A4一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环。
但是，在通式(1)中，R1和R2均为氢原子的情况除外；此外，在通式(1)中，所有的A1-A4均为氢原子的情况也除外。
在通式(2)中，R1、R2、A1-A4、a、b、c和d各自独立如上定义，当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，此外，它们可互相键合形成饱和或不饱和的环；一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环。
但是，在通式(2)中，R1和R2均为氢原子的情况除外；此外，在通式(2)中，至少一个A1-A4为具有3-10个碳原子的取代或未取代的仲或叔烷基。
在通式(3)中，R1、R2、A1-A4、a、b、c和d各自独立如上定义，当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，此外，它们可互相键合形成饱和或不饱和的环；一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环。
但是，在通式(3)中，R1和R2均为氢原子的情况除外；此外，至少一个a、b、c和d为等于或大于2的整数。
在通式(4)中，R1、R2、A1-A4、a、b、c和d各自独立如上定义，当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，此外，它们可互相键合形成饱和或不饱和的环；一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环。
但是，在通式(4)中，R1和/或R2为具有3-10个碳原子的取代或未取代的仲或叔烷基；此外，所有的A1-A4均为氢原子的情况除外。
此外，本发明提供了一种有机电致发光器件，所述有机EL器件包括至少一层包括夹在由阳极和阴极组成的电极对之间的发光层的有机薄膜层，其中至少一层所述有机薄膜层包含单一组分或其混合物组分形式的芳胺衍生物。
本发明还提供了一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括至少一层包括夹在由阳极和阴极组成的电极对之间的发光层的有机薄膜层，其中在阳极和发光层之间的至少一层所述有机薄膜层包含上述芳胺衍生物作为主要成分。
使用本发明的芳胺衍生物制备的有机EL器件即使在低施加电压下，实际的亮度足够高，发光效率提高，且即使在长时间使用后耐变劣，使用寿命长。
附图简述
图1为作为本发明的芳胺衍生物的化合物(5)的NMR谱图。
图2为作为本发明的芳胺衍生物的化合物(9)的NMR谱图。
图3为作为本发明的芳胺衍生物的化合物(21)的NMR谱图。
图4为作为本发明的芳胺衍生物的化合物(22)的NMR谱图。
图5为作为本发明的芳胺衍生物的化合物(26)的NMR谱图。
实施本发明的优选实施方案本发明提供了一种以下通式(1)-(4)中任一项表示的芳胺衍生物 在通式(1)-(4)中，R1和R2各自独立表示氢原子、具有1-50个(优选1-20个)碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个(优选5-20个)碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个(优选9-20个)碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个(优选5-12个)碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个(优选1-6个)碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个(优选5-18个)碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个(优选5-18个)碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个(优选1-6个)碳原子的取代或未取代的烷基氨基或卤原子。
R1或R2表示的取代或未取代的烷基的实例有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、硬脂酰基、2-苯基异丙基、三氯甲基、三氟甲基、苄基、α-苯氧基苄基、α，α-二甲基苄基、α，α-甲基苯基苄基、α，α-二(三氟甲基)苄基、三苯基甲基、α-苄氧基苄基等。
R1或R2表示的取代或未取代的芳基的实例有苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、联苯基、4-甲基联苯基、4-乙基联苯基、4-环己基联苯基、三联苯基、3，5-二氯苯基、萘基、5-甲基萘基、蒽基、芘基等。
R1或R2表示的取代或未取代的芳烷基的实例有苄基、α，α-甲基苯基苄基、三苯基甲基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、1-苯基异丙基、2-苯基异丙基、苯基-叔丁基、α-萘基甲基、1-α-萘基乙基、2-α-萘基乙基、1-α-萘基异丙基、2-α-萘基异丙基、β-萘基甲基、1-β-萘基乙基、2-β-萘基乙基、1-β-萘基异丙基、2-β-萘基异丙基、α-苯氧基苄基、α-苄氧基苄基、α，α-二(三氟甲基)苄基、1-吡咯基甲基、2-(1-吡咯基)乙基、对-甲基苄基、间-甲基苄基、邻-甲基苄基、对-氯苄基、间-氯苄基、邻-氯苄基、对-溴苄基、间-溴苄基、邻-溴苄基、对-碘苄基、间-碘苄基、邻-碘苄基、对-羟基苄基、间-羟基苄基、邻-羟基苄基、对-氨基苄基、间-氨基苄基、邻-氨基苄基、对-硝基苄基、间-硝基苄基、邻-硝基苄基、对-氰基苄基、间-氰基苄基、邻-氰基苄基、1-羟基-2-苯基异丙基和1-氯-2-苯基异丙基等。
R1或R2表示的环烷基的实例有环丙基、环丁基、环戊基、环己基、降冰片烯基(norborene group)、金刚烷基(adamanthyl group)等。
R1或R2表示的烷氧基的实例有甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、各种戊氧基、各种己氧基等。
R1或R2表示的芳氧基的实例有苯氧基、甲苯氧基、萘氧基等。
R1或R2表示的芳基氨基的实例有二苯基氨基、二甲苯基氨基、异丙基二苯基氨基、叔丁基二苯基氨基、二异丙基二苯基氨基、二叔丁基二苯基氨基、二萘基氨基、萘基苯基氨基等。
R1或R2表示的烷基氨基的实例有二甲基氨基、二乙基氨基、二己基氨基等。
R1或R2表示的卤原子的实例有氟原子、氯原子、溴原子等。
其中，R1或R2优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、环戊基、环己基、苯基、萘基和4-甲基苯基，更优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、环己基、苯基和萘基。
在通式(1)-(4)中，A1-A4各自独立表示氢原子、具有1-50个(优选1-20个)碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个(优选5-20个)碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个(优选9-20个)碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个(优选5-12个)碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个(优选1-6个)碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个(优选5-18个)碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个(优选5-18个)碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个(优选1-6个)碳原子的取代或未取代的烷基氨基、取代或未取代的甲硅烷基或卤原子。
其中，A1-A4优选氢原子、具有1-10个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-20个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-10个碳原子的取代或未取代的环烷基或取代或未取代的甲硅烷基，A1-A4更优选氢原子、具有1-4个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-18个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-18个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-6个碳原子的取代或未取代的环烷基或取代或未取代的甲硅烷基。
此外，优选至少一个A1-A4为取代或未取代的甲硅烷基。
上述A1-A4表示的烷基、芳基、芳烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、芳基氨基、烷基氨基和卤原子的具体实例与上述R1和R2所述的相同。
A1-A4表示的取代或未取代的甲硅烷基的实例有三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、甲基二苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等。
在通式(1)-(4)中，a、b、c和d各自独立表示0-5的整数，优选0-3的整数，更优选0-2的整数。
当a、b、c和d均等于或大于2时，多个A1-A4可相同或互不相同，它们可互相键合形成饱和或不饱和的环；此外一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环；但是，在通式(1)中，R1和R2均为氢原子的情况除外；此外，在通式(1)中，所有的A1-A4均为氢原子的情况也除外。
此外，在通式(2)中，R1和R2均为氢原子的情况除外；此外，在通式(2)中，至少一个A1-A4为具有3-10个碳原子的取代或未取代的仲或叔烷基。
此外，在通式(3)中，R1和R2均为氢原子的情况除外；此外，至少一个a、b、c和d为等于或大于2的整数。
此外，在通式(4)中，R1和/或R2为具有3-10个碳原子的取代或未取代的仲或叔烷基；此外，所有的A1-A4均为氢原子的情况除外。
通式(1)-(4)表示的芳胺衍生物的具体实例如下所示，但不特别局限于此。在以下化合物中，Me表示甲基。
在本发明的通式(1)-(4)中任一项表示的芳胺衍生物中，由于苯环与作为发光中心的二氨基萘结构相连，避免了化合物之间的缔合作用，导致其使用寿命延长。此外，向萘主链上距氨基的键合位置(2-位、6-位)远的位置(4-位、8-位)上引入庞大的取代基，由于避免了化合物之间的缔合作用，氨基和萘之间没有空间位阻斥力(stericrepulsion)，进一步延长了使用寿命。
此外，所述芳胺衍生物在固态下荧光性强，场发光效果优异，导致荧光量子效率高达等于或大于0.3。此外，本发明的芳胺衍生物不仅能很好地从金属电极或有机薄膜层注入并传输空穴，并且能很好地从金属电极或有机薄膜层注入并传输电子，因此可作为有机EL器件的发光材料。此外，本发明的芳胺衍生物还可与其他空穴传输材料、电子传输材料或掺杂材料一起使用。
本发明的有机EL器件为包括夹在阳极和阴极之间的单层或多层有机化合物薄膜的器件。当所述有机化合物薄膜为单层时，在阳极和阴极之间夹有发光层。所述发光层包含发光材料，为了有效地将从阳极注入的空穴或从阴极注入的电子传输至发光材料，所述发光层还包含空穴注入材料和电子注入材料。通式(1)表示的芳胺衍生物发光性能好，空穴注入能力和空穴传输能力优异，同时电子注入能力和电子传输能力优异，因此可作为发光层中的发光材料。
在本发明的有机EL器件中，所述发光层包含优选0.1-20％重量，更优选1-10％重量的本发明的芳胺衍生物。此外，本发明的芳胺衍生物不仅荧光量子效率极高，而且空穴传输能力和电子传输能力强，还能形成均匀的薄膜，因此可仅由所述芳胺衍生物形成所述发光层。另一方面，当本发明的有机EL器件包括夹在阴极和阳极之间的包括至少一层发光层的两层或多层有机薄膜层时，优选所述有机薄膜层包括含有作为夹在阳极和发光层之间的本发明的芳胺衍生物作为主要成分的有机层。这种有机层可为空穴注入层、空穴传输层等。
此外，在本发明的芳胺衍生物作为掺杂材料时，优选使用至少一种选自以下通式(5)的蒽衍生物、以下通式(6)的蒽衍生物和以下通式(7)的芘衍生物的化合物作为基质材料。
在通式(5)中，X1和X2各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳基、具有6-50个环碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个环碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的杂环基或卤原子；e和f各自独立表示0-4的整数；当e和f等于或大于2时，X1和X2可相同或互不相同Ar1和Ar2各自独立表示具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳基或具有5-50个环碳原子的取代或未取代的杂环基；至少一个Ar1或Ar2表示含有稠环并具有10-50个环碳原子的取代或未取代的芳基；m表示1-3的整数。当m等于或大于2时，括号[]内的基团可相同或互不相同。
X1、X2、Ar1和Ar2的具体实例和取代基与上述通式(1)-(4)中说明的相同。
在通式(6)中，X1-X3各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳基、具有6-50个环碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个环碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、具有5-50个环碳原子的取代或未取代的杂环基或卤原子；e、f和g各自独立表示0-4的整数。当e、f和g等于或大于2时，X1、X2和X3可相同或互不相同Ar1表示含有稠环并具有10-50个环碳原子的取代或未取代的芳基，Ar3表示具有5-50个环碳原子的取代或未取代的芳基；n表示1-3的整数。当n等于或大于2时，括号[]内的基团可相同或互不相同。
X1-X3、Ar1和Ar3的具体实例和取代基与上述通式(1)-(4)中说明的相同。
通式(5)和(6)表示的蒽衍生物的具体实例如下所示，但不特别局限于此。
在通式(7)中，Ar5和Ar6各自表示具有6-50个环碳原子的取代或未取代的芳基；L1和L2各自表示取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚芴基或取代或未取代的二苯并silolylene基；s表示0-2的整数，p表示1-4的整数，q表示0-2的整数，r表示0-4的整数；且L1或Ar5与芘的1-5位中的任一位置键合，L2或Ar6与芘的6-10位中的任一位置键合。
但是，当p+r为偶数时，Ar5、Ar6、L1和L2满足以下条件(1)或条件(2)(1)Ar5≠Ar6和/或L1≠L2(其中≠是指各基团具有不同的结构)(2)当Ar5＝Ar6且L1＝L2时，(2-1)s≠q和/或p≠r，或(2-2)当s＝q且p＝r时，(2-2-1)L1和L2或芘分别与Ar5和Ar6的不同位置键合，或(2-2-2)L1和L2或芘分别与Ar5和Ar6的相同位置键合，但以下情况的芘衍生物除外L1和L2或Ar5和Ar6与芘的1位和6位键合或与芘的2位和7位键合。
Ar5、Ar6、L1和L2的具体实例和取代基与上述通式(1)-(4)中说明的相同。
通式(7)表示的芘衍生物的具体实例如下所示，但不特别局限于此。
多层类型的有机EL器件的实例有具有以下多层结构的器件，例如阳极/空穴注入层/发光层/阴极、阳极/发光层/电子注入层/阴极和阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极。
除了本发明的芳胺衍生物以外，根据需要，所述发光层还可任选包含常规的已知材料，例如发光材料、掺杂材料、空穴注入材料和电子注入材料。具有这种多层结构的有机EL器件可防止由于猝灭引起的亮度下降和寿命缩短。如果需要，可互相结合使用发光材料、掺杂材料、空穴注入材料和电子注入材料。使用掺杂材料能提高所得到的器件的发光亮度和发光效率，还能发红光或蓝光。此外，在本发明的有机EL器件中，所述空穴注入层、发光层和电子注入层可分别具有包括两层或多层的多层结构。在这种情况下，所述多层空穴注入层可包括从电极注入空穴的空穴注入层和接受来自空穴注入层的空穴并将空穴传输至发光层的空穴传输层。同样，所述多层电子注入层可包括从电极注入电子的电子注入层和接受来自电子注入层的电子并将电子传输至发光层的电子传输层。根据各因素(例如使用的材料的能量水平、耐热性和与有机薄膜层或金属电极的粘附性)来选择性地使用这些层。
除了上述通式(5)-(7)的化合物以外，与本发明的芳胺衍生物一起用于发光层的基质材料或掺杂材料的实例还有稠合的芳族化合物，例如萘、菲、红荧烯、蒽、并四苯、芘、苝、、十环烯、蔻、四苯基环戊二烯、五苯基环戊二烯、芴、螺芴、9，10-二苯基蒽、9，10-双(苯基-乙炔基)蒽、1，4-双(9′-乙炔基蒽基)苯及其衍生物；有机金属络合物，例如三(8-喹啉酚根)合铝、二(2-甲基-8-喹啉酚根)·(4-苯酚根)合铝等；叔胺衍生物、苯乙烯胺衍生物、均二苯乙烯衍生物、香豆素衍生物、吡喃衍生物、嗪酮衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并唑衍生物、苯并咪唑衍生物、吡嗪衍生物、肉桂酸酯衍生物、二酮基吡咯并吡咯衍生物、吖啶酮衍生物、喹吖啶酮衍生物等；但是，所述材料不特别局限于此。
优选所述空穴注入材料由这样的化合物制备，该化合物的空穴传输能力强，并且接受从阳极注入的空穴并将空穴注入发光层或发光材料的能力优异，防止在发光层中形成的激子移动至电子注入层或电子注入材料，并且形成薄膜的能力极好。所述空穴注入材料的具体实例有酞菁衍生物、萘酞菁衍生物、卟啉衍生物、唑、二唑、三唑、咪唑、咪唑啉酮、咪唑啉硫酮、吡唑啉、吡唑啉酮、四氢咪唑、腙、酰基腙、多芳基烷烃、均二苯乙烯、丁二烯、联苯胺型三苯基胺、苯乙烯胺型三苯基胺、二元胺型三苯基胺及其衍生物，以及聚乙烯基咔唑、聚硅烷和高分子材料(例如导电聚合物)，但所述空穴注入材料不特别局限于此。
在可用于本发明的有机EL器件中的那些空穴注入材料中，更有效的空穴注入材料为芳族叔胺衍生物和酞菁衍生物。
所述芳族叔胺衍生物的具体实例有三苯基胺、三甲苯基胺、甲苯基二苯基胺、N，N′-二苯基-N，N′-(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺、N，N，N′，N′-(4-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺、N，N，N′，N′-(4-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺、N，N′-二苯基-N，N′-二萘基-1，1′-联苯-4，4′-二胺、N，N′-(甲基苯基)-N，N′-(4-正丁基苯基)-菲-9，10-二胺、N，N-二(4-二-4-甲苯基氨基苯基)-4-苯基-环己烷及具有这些芳族叔胺主链的低聚物和聚合物，但所述芳族叔胺衍生物不特别局限于此。
所述酞菁(Pc)衍生物的具体实例有酞菁衍生物，例如H2Pc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、Cl2SiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc-O-GaPc和萘酞菁衍生物，但所述酞菁衍生物不特别局限于此。
同样，在本发明的有机EL器件中，优选在发光层和阳极之间提供包含这些芳族叔胺衍生物和/或酞菁衍生物的层，例如上述空穴传输层或空穴注入层。
优选所述电子注入材料由这样的化合物制备，该化合物电子传输能力强，并且接受从阴极注入的电子并将电子注入发光层或发光材料的能力优异，防止在发光层中形成的激子移动至空穴注入层，并且形成薄膜的能力极好。所述电子注入材料的具体实例有芴酮、蒽醌二甲烷(anthraquinodimethane)、二苯并苯醌、噻喃二氧化物、唑、二唑、三唑、咪唑、苝四甲酸、亚芴基甲烷、蒽酮及其衍生物，但所述电子注入材料不特别局限于此。此外，通过分别向空穴注入材料和电子注入材料中加入受电子的物质和给电子的物质可提高其敏感性。
在本发明的有机EL器件中，在这些电子注入材料中，更有效的电子注入材料为金属络合物和含氮的五元环衍生物。
所述金属络合物的具体实例有8-喹啉酚根合锂、二(8-喹啉酚根)合锌、二(8-喹啉酚根)合铜、二(8-喹啉酚根)合锰、三(8-喹啉酚根)合铝、三(2-甲基-8-喹啉酚根)合铝、三(8-喹啉酚根)合镓、二(10-苯并[h]喹啉酚根)合铍、二(10-苯并[h]喹啉酚根)合锌、氯·二(2-甲基-8-喹啉酚根)合镓、二(2-甲基-8-喹啉酚根)·(邻甲酚根)合镓、二(2-甲基-8-喹啉酚根)·(1-萘酚根)合铝和二(2-甲基-8-喹啉酚根)·(2-萘酚根)合镓，但所述金属络合物不特别局限于此。所述含氮的五元环衍生物优选为唑、噻唑、二唑、噻二唑或三唑的衍生物。
所述含氮的五元环衍生物的具体实例有2，5-二(1-苯基)-l，3，4-唑、二甲基POPOP、2，5-二(1-苯基)-1，3，4-噻唑、2，5-二(1-苯基)-l，3，4-二唑、2-(4′-叔丁基苯基)-5-(4″-联苯基)-1，3，4-二唑、2，5-二(1-萘基)-1，3，4-二唑、1，4-二[2-(5-苯基二唑基)]苯、1，4-二[2-(5-苯基二唑基)-4-叔丁基苯]、2-(4′-叔丁基苯基)-5-(4″-联苯基)-1，3，4-噻二唑、2，5-二(1-萘基)-1，3，4-噻二唑、1，4-二[2-(5-苯基噻二唑基)]苯、2-(4′-叔丁基苯基)-5-(4″-联苯基)-1，3，4-三唑、2，5-二(1-萘基)-1，3，4-三唑和1，4-二[2-(5-苯基三唑基)]苯，但所述含氮的五元环衍生物不特别局限于此。
在本发明的有机EL器件中，除了通式(1)-(4)表示的芳胺衍生物以外，所述发光层还任选包含至少一种选自发光材料、掺杂材料、空穴注入材料和电子注入材料的材料。为了提高本发明的有机EL器件耐温度、湿度、大气等的稳定性，在所述器件的表面上还可提供保护层，或者所述器件的整个部件可用硅油、树脂等保护。
本发明的有机EL器件的阳极可适当地由功函数大于4eV的导电性材料制备。所述用于阳极的导电性材料的实例有碳、铝、钒、铁、钴、镍、钨、银、金、铂、钯及其合金、金属氧化物(例如氧化锡和氧化铟，用于ITO底材或NESA底材)和有机导电树脂(例如聚噻吩和聚吡咯)。本发明的有机EL器件的阴极可适当地由功函数等于或小于4eV的导电性材料制备。所述用于阴极的导电性材料的实例有镁、钙、锡、铅、钛、钇、锂、钌、锰、铝、氟化锂及其合金，但所述材料不特别局限于此。所述合金的典型的实例有镁和银的合金、镁和铟的合金以及锂和铝的合金，但所述合金不特别局限于此。根据蒸汽淀积源的温度、气氛、真空度等可控制并选择适当地确定合金中组成金属的比率。如果需要，所述阳极和阴极可由两层或多层组成。
为了提高发光效率，优选本发明的有机EL器件的至少一个表面在发光波长范围内足够透明。此外，优选所述器件的底材也是透明的。采用蒸汽淀积法、溅射法等，使用上述导电性材料形成透明电极，使得可保证所需的透明性。优选布置在所述器件的发光表面上的电极的透光率等于或大于10％。只要具有适当的机械强度和热强度以及良好的透明性，不特别限定所述底材。所述底材的实例有玻璃底材和透明树脂薄膜。所述透明树脂薄膜的实例有由以下物质制备的薄膜聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、尼龙、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰亚胺和聚醚酰亚胺。
本发明的有机EL器件的各层可采用干膜形成法(例如真空淀积、溅射、等离子体和离子电镀法)或湿膜形成法(例如旋涂、浸涂和流涂)来形成。不特别限定各层的厚度，但必须调节为适当的范围。当薄膜厚度太厚时，为了获得预定的光输出，必须对所述器件施加高电压，因此发光效率低。另一方面，当薄膜厚度太薄时，在层中易形成针孔，即使对其施加电场也不能得到足够亮度的发光。通常各层合适的厚度为5nm-10μm，优选10nm-0.2μm。
在采用湿膜形成法时，将组成各层的材料溶解或分散于合适的溶剂(例如乙醇、氯仿、四氢呋喃和二烷)中以形成薄膜。不特别限定用于形成各层的溶剂。同时，为了改进成膜性能，防止在所得到的薄膜上形成针孔等，可向各有机薄膜层中加入合适的树脂或添加剂。用于上述目的的树脂的实例有绝缘树脂(例如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯和纤维素及其共聚物)、光导树脂(例如聚-N-乙烯基咔唑和聚硅烷)以及导电树脂(例如聚噻吩和聚吡咯)。所述添加剂的实例有抗氧化剂、紫外吸收剂和增塑剂。
本发明的有机EL器件适用于以下用途，例如用作壁挂型电视机的平板显示器的表面发光部件；复印机、印刷机、液晶显示器的背光和测量仪器的光源；显示板、标志灯等。此外，本发明的材料不仅可用于有机EL器件，而且可用于其他应用，例如电子照相部件、光电转换器、太阳能电池、图象传感器等实施例参考以下实施例来更详细地描述本发明。
合成实施例1合成化合物(5)在常压氩气气流下，将3.1g(10mmol)4，8-二甲基-6，12-二溴、6.7g(25mmol)2-氨基联萘、0.03g(1.5％mol)乙酸钯、0.06g(3％mol)三叔丁基膦、2.4g(25mmol)叔丁醇钠和100ml无水甲苯置于配备冷却管的300ml三颈烧瓶中，于100℃下将所得到的溶液搅拌加热一夜。反应停止后，过滤分离沉淀的晶体，并用50ml甲苯和100ml甲醇洗涤，得到6.2g浅黄色粉末。由NMR谱(图1)的结果并根据场解吸质谱(FD-MS)测定的结果可确定该浅黄色粉末为化合物(5)(收率90％)。使用DRX-500(商品名，Brucker Optics Inc.生产)得到NMR谱。
合成实施例2合成化合物(9)在氩气气流下，将4.2g(10mmol)2-异丙基-6，12-二溴、5.6g(25mmol)4-异丙基苯基-对甲苯基胺、0.03g(1.5％mol)乙酸钯、0.06g(3％mol)三叔丁基膦、2.4g(25mmol)叔丁醇钠和100ml无水甲苯置于配备冷却管的300ml三颈烧瓶中，于100℃下将所得到的溶液搅拌加热一夜。反应停止后，过滤分离沉淀的晶体，并用50ml甲苯和100ml甲醇洗涤，得到5.6g浅黄色粉末。由NMR谱(图2)的结果并根据FD-MS测定的结果可确定该浅黄色粉末为化合物(9)(收率94％)。使用DRX-500(商品名，Brucker Optics Inc.生产)得到NMR谱。
合成实施例3合成化合物(21)在氩气气流下，将4.3g(10mmol)4，8-二苯基-2，6-二溴萘、4.9g(25mmol)二(间甲苯基)胺、0.03g(1.5％mol)乙酸钯、0.06g(3％mol)三叔丁基膦、2.4g(25mmol)叔丁醇钠和100ml无水甲苯置于配备冷却管的300ml三颈烧瓶中，于100℃下将所得到的溶液搅拌加热一夜。反应停止后，过滤分离沉淀的晶体，并用50ml甲苯和100ml甲醇洗涤，得到5.6g浅黄色粉末。由NMR谱(图3)的结果并根据FD-MS测定的结果可确定该浅黄色粉末为化合物(21)(收率75％)。使用DRX-500(商品名，Brucker Optics Inc.生产)得到NMR谱。
合成实施例4合成化合物(22)在氩气气流下，将4.3g(10mmol)4，8-二苯基-2，6-二溴萘、5.6g(25mmol)二(3，5-二甲基苯基)胺、0.03g(1.5％mol)乙酸钯、0.06g(3％mol)三叔丁基膦、2.4g(25mmol)叔丁醇钠和100ml无水甲苯置于配备冷却管的300ml三颈烧瓶中，于100℃下将所得到的溶液搅拌加热一夜。反应停止后，过滤分离沉淀的晶体，并用50ml甲苯和100ml甲醇洗涤，得到5.6g浅黄色粉末。由NMR谱(图4)的结果并根据FD-MS测定的结果可确定该浅黄色粉末为化合物(22)(收率94％)。使用DRX-500(商品名，Brucker Optics Inc.生产)得到NMR谱。
合成实施例5合成化合物(26)在氩气气流下，将4.3g(10mmol)4，8-二苯基-2，6-二溴萘、7.5g(25mmol)4-异丙基-4′-环己基二苯胺、0.03g(1.5％mol)乙酸钯、0.06g(3％mol)三叔丁基膦、2.4g(25mmol)叔丁醇钠和100ml无水甲苯置于配备冷却管的300ml三颈烧瓶中，于100℃下将所得到的溶液搅拌加热一夜。反应停止后，过滤分离沉淀的晶体，并用50ml甲苯和100ml甲醇洗涤，得到8.2g浅黄色粉末。由NMR谱(图5)的结果并根据FD-MS测定的结果可确定该浅黄色粉末为化合物(26)(收率95％)。使用DRX-500(商品名，Brucker Optics Inc.生产)得到NMR谱。
实施例1制备有机EL器件在25mm×75mm×1.1mm大小的玻璃底材上由氧化铟制备120nm厚的透明电极。该带有透明电极的玻璃底材用紫外线和臭氧照射清洗。将这样清洗后的带有透明电极的玻璃底材安装在真空蒸汽淀积装置上。
首先，蒸汽淀积N′，N″-二[4-(二苯基氨基)苯基]-N′，N″-二苯基联苯-4，4′-二胺，形成60nm厚的空穴注入层，随后在该空穴注入层上蒸汽淀积N，N，N′，N′-四(4-联苯基)-4，4′-联苯二胺(bendizine)，形成20nm厚的空穴传输层。随后在该空穴传输层上以40∶2的重量比率同时蒸汽淀积10，10′-二[1，1′，4′，1″]-三联苯-2-基-9，9′-双蒽基化合物(bianthracenyl)和上述化合物(9)，形成40nm厚的发光层。
随后，在该发光层上蒸汽淀积三(8-喹啉酚根)合铝，形成20nm厚的电子注入层。随后，蒸汽淀积氟化锂，形成1nm厚的层，在其上再蒸汽淀积铝，形成150nm厚的铝层。该铝/氟化锂层用作阴极。这样制备了有机EL器件。
将这样得到的有机EL器件经过通电流测试，结果证实在7.0V电压、10mA/cm2电流密度下，发出亮度为300cd/m2的蓝光(发光峰的波长455nm；CIEx＝0.154，CIEy＝0.157)，电流效率为3cd/A。此外，将该器件于1,000cd/m2初始亮度下通直流电连续测试，结果证实其半衰期为1,500小时。
实施例2制备有机EL器件采用与实施例1相同的方法制备有机EL器件，不同之处在于用化合物(22)代替化合物(5)。
将这样得到的有机EL器件经过通电流测试，结果证实在7.5V电压、10mA/cm2电流密度下，发出亮度为700cd/m2的蓝光(发光峰的波长480nm；CIEx＝0.173，CIEy＝0.305)，电流效率为7cd/A。此外，将该器件于2,000cd/m2初始亮度下通直流电连续测试，结果证实其半衰期等于或大于2,000小时。
比较实施例1采用与实施例1相同的方法制备有机EL器件，不同之处在于用2，6-二(2-萘基氨基)萘代替化合物(5)。
将这样得到的有机EL器件经过通电流测试，结果证实在7.5V电压、10mA/cm2电流密度下，发出亮度为150cd/m2的蓝光(发光峰的波长453nm；CIEx＝0.154，CIEy＝0.150)，电流效率为1.5cd/A。此外，将该器件于2,000cd/m2初始亮度下通直流电连续测试，结果证实其半衰期短至500小时。
由上述结果可见，显然当使用二氨基萘主链上不含任何取代基的化合物作为有机EL器件的材料时，由于化合物之间的缔合作用，发光颜色的波长变长，电流效率、亮度和使用寿命差。
实施例3制备有机EL器件采用与实施例1相同的方法制备有机EL器件，不同之处在于用N，N，N′，N′-四(4-联苯基)-4，4′-联苯二胺代替化合物(1)作为空穴传输材料。
将这样得到的有机EL器件经过通电流测试，结果证实在7.0V电压、10mA/cm2电流密度下，发出亮度为290cd/m2的蓝光(发光峰的波长455nm；CIEx＝0.154，CIEy＝0.152)，电流效率为7cd/A。此外，将该器件于1,000cd/m2初始亮度下通直流电连续测试，结果证实其半衰期等于或大于1,400小时。
工业适用性使用本发明的通式(1)-(4)中任一项表示的芳胺衍生物制备的有机EL器件亮度优异且发光效率提高，此外，所述器件即使在长时间使用后性能不变劣，因此，使用寿命长。因此，所述器件非常适于用作具有实际性能的有机EL器件。
权利要求
1.一种以下通式(1)表示的芳胺衍生物 其中R1和R2各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、氰基或卤原子；A1-A4各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、取代或未取代的甲硅烷基或卤原子；a、b、c和d各自独立表示0-5的整数，当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，可互相键合形成饱和或不饱和的环；此外，一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环；在通式(1)中，R1和R2均为氢原子的情况除外，此外，在通式(1)中，所有的A1-A4均为氢原子的情况也除外。
2.一种以下通式(2)表示的芳胺衍生物 其中R1和R2各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、氰基或卤原子；A1-A4各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、取代或未取代的甲硅烷基或卤原子；a、b、c和d各自独立表示0-5的整数，当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，并且可互相键合形成饱和或不饱和的环；此外，一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环；在通式(2)中，R1和R2均为氢原子的情况除外，此外，在通式(2)中，至少一个A1-A4为具有3-10个碳原子的取代或未取代的仲或叔烷基。
3.一种以下通式(3)表示的芳胺衍生物 其中R1和R2各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、氰基或卤原子；A1-A4各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、取代或未取代的甲硅烷基或卤原子；a、b、c和d各自独立表示0-5的整数，当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，可互相键合形成饱和或不饱和的环；此外，一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环；在通式(3)中，R1和R2均为氢原子的情况除外，此外，至少一个a、b、c和d为等于或大于2的整数。
4.一种以下通式(4)表示的芳胺衍生物 其中R1和R2各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、氰基或卤原子；A1-A4各自独立表示氢原子、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有3-50个碳原子的取代或未取代的环烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个碳原子的取代或未取代的芳基氨基、具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基氨基、取代或未取代的甲硅烷基或卤原子；a、b、c和d各自独立表示0-5的整数，当a、b、c和d均等于或大于2时，A1-A4可相同或互不相同，可互相键合形成饱和或不饱和的环；此外，一对A1和A2以及一对A3和A4可互相键合形成饱和或不饱和的环；至少一个R1和R2为具有3-10个碳原子的取代或未取代的仲或叔烷基，此外，所有的A1-A4均为氢原子的情况除外。
5.上述权利要求1-4中任一项的芳胺衍生物，其中至少一个A1-A4表示取代或未取代的甲硅烷基。
6.上述权利要求1-4中任一项的芳胺衍生物，所述芳胺衍生物为用于有机电致发光器件的掺杂材料。
7.一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括夹在由阳极和阴极组成的电极对之间的至少一层包含发光层的有机薄膜层，其中至少一层所述有机薄膜层包含单一组分或其混合物组分形式的上述权利要求1-4中任一项的芳胺衍生物。
8.权利要求7的有机电致发光器件，所述有机电致发光器件在所述阳极和所述发光层之间包含上述权利要求1-4中任一项的所述芳胺衍生物作为主要成分。
9.权利要求7的有机电致发光器件，其中所述发光层包含0.1-20％重量的上述权利要求1-4中任一项的芳胺衍生物。
10.权利要求7的有机电致发光器件，所述有机电致发光器件发蓝光。
全文摘要
本发明提供了一种有机电致发光器件和制备所述有机电致发光器件的芳胺衍生物，所述有机电致发光器件发光亮度高、发光效率高且使用寿命长。所述芳胺衍生物具有特定的结构，所述结构包括与萘结构键合的包含含有取代基的二苯基氨基。所述有机电致发光器件包括含有至少一层发光层的包含单层或多层结构的有机薄膜层，并且所述有机薄膜层位于阴极和阳极之间。在所述有机电致发光器件中，至少一层所述有机薄膜层包含单一组分或其混合物组分形式的所述芳胺衍生物作为唯一成分。
文档编号H05B33/14GK1906153SQ200580001480
公开日2007年1月31日 申请日期2005年6月17日 优先权日2004年6月28日
发明者舟桥正和 申请人:出光兴产株式会社