CN101395106B - 二苯并蒽化合物和具有该化合物的有机发光器件 - Google Patents

二苯并蒽化合物和具有该化合物的有机发光器件 Download PDF

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Abstract

本发明提供具有取代基的新型二苯并[a，c]蒽化合物，其能够用于有机发光器件中。

Description

二苯并蒽化合物和具有该化合物的有机发光器件
技术领域
本发明涉及新型二苯并蒽化合物和具有该化合物的有机发光器件。 
背景技术
对有机发光器件已积极地进行了研究。 
日本专利申请公开No.2001-284050(段落0013)暗示蒽衍生物，其中二苯并蒽的一价残基键接于取代或未取代的二价蒽残基。 
此外，美国公开No.2004/076853(段落1460)在式(W)中记载了二苯并蒽骨架。对R1至R14列举了各种取代基。 
对用于有机发光器件的有机化合物已积极地进行了研究，而且已需要对于新型有机化合物的研究。 
发明内容
本发明的目的在于提供使用二苯并[a，c]蒽衍生物的有机发光器件。 
根据本发明，提供由以下结构式(I)表示的二苯并蒽化合物： 
Figure DEST_PATH_G43629779150138000D000011
其中： 
R1和R2各自表示取代基； 
该取代基包括以下基团中的任一种： 
直链或分支的烷基，其中氢原子可以被氟原子取代， 
取代或未取代的芳基， 
取代或未取代的杂环基， 
取代的氨基，和 
卤素原子； 
R3～R14各自表示氢原子或取代基；并且 
R3～R14中的任一个表示的取代基包括以下基团中的任一种： 
直链或分支的烷基，其中氢原子可以被氟原子取代， 
取代或未取代的芳基， 
取代或未取代的杂环基， 
取代的氨基，和 
卤素原子。 
本发明的化合物能够用作有机场致发光(EL)器件中发光层的主体或客体材料。 
本发明的其他特征由以下对示例性实施方案的描述而变得清楚。 
具体实施方式
本发明涉及由以下结构式(I)表示的二苯并蒽化合物： 
Figure G2007800074605D00021
其中： 
R1和R2各自表示取代基； 
该取代基包括以下基团中的任一种： 
直链或分支的烷基，其中氢原子可以被氟原子取代， 
取代或未取代的芳基， 
取代或未取代的杂环基，
取代的氨基，和 
卤素原子； 
R3～R14各自表示氢原子或取代基；并且 
R3～R14中的任一个表示的取代基包括以下基团中的任一种： 
直链或分支的烷基，其中氢原子可以被氟原子取代， 
取代或未取代的芳基， 
取代或未取代的杂环基， 
取代的氨基，和 
卤素原子。 
此外，由上述结构式(I)表示的二苯并蒽化合物优选是由下述结构式(II)表示的二苯并蒽化合物： 
其中： 
R1和R2各自表示取代基；并且 
该取代基包括以下基团中的任一种： 
直链或分支的烷基，其中氢原子可以被氟原子取代， 
取代或未取代的芳基， 
取代或未取代的杂环基， 
取代的氨基，和 
卤素原子。 
以下对本发明进行详细描述。 
烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、辛基、环己基和三氟甲基。烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、叔丁氧基和三氟甲氧基。 
芳基的实例包括苯基、联苯基、三联苯基、芴基、萘基、荧蒽基、蒽基、菲基、芘基、并四苯基、并五苯基、苯并[9，10]菲基和苝基。 杂环基的实例包括噻吩基、吡咯基、吡啶基、噁唑基、噁二唑基、噻唑基和噻二唑基。取代的氨基的实例包括二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二苯基氨基、二(甲苯基)氨基和二(甲氧基苯基)氨基。 
卤素原子的实例包括氟、氯、溴和碘。 
取代基R1和R2的具体实例包括：烷基例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、辛基、环己基和三氟甲基；烷氧基例如甲氧基、乙氧基、叔丁氧基和三氟甲氧基；芳基例如苯基、联苯基、三联苯基、芴基、萘基、荧蒽基、蒽基、菲基、芘基、并四苯基、并五苯基、苯并[9，10]菲基和苝基；杂环基例如噻吩基、吡咯基、吡啶基、噁唑基、噁二唑基、噻唑基和噻二唑基；和卤素原子例如氟、氯、溴和碘。 
在R1和R2的这些取代基中，优选芳基例如苯基、联苯基、三联苯基、芴基、萘基、荧蒽基、蒽基、菲基、芘基、并四苯基、并五苯基、苯并[9，10]菲基和苝基；杂环基例如吡啶基、噁唑基、噁二唑基、噻唑基和噻二唑基；和氟。 
在取代基R1和R2中可以含有的取代基的实例包括：烷基例如甲基、乙基和丙基；芳基例如苯基和联苯基；杂环基例如噻吩基、吡咯基和吡啶基；氨基例如二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二苯基氨基、二(甲苯基)氨基和二(甲氧基苯基)氨基；和卤素原子例如氟、氯、溴和碘。 
其中，优选烷基例如甲基、乙基和丙基，芳基例如苯基和联苯基，和氟。 
此外，结构式(I)中所表示的R1和R2，换言之，二苯并[a，c]蒽的9-和14-位建立在电子上与蒽的9-和10-位之间相同的位置关系。 
通常，蒽的9-和10-位均具有高反应性，并且容易被氧化。 
氧化或还原在有机发光器件中产生。 
本发明的发明人已注意到，当将二苯并蒽化合物用于有机发光器件时，将不包括氢原子的取代基与二苯并蒽的这些位置中的任一个位置键接是有效的。即，提供这些位置中的任一个位置不是氢原子而是取代基能够削弱化合物的反应性，具体地说，能够防止氧化。本发明的发明人 已注意到作为该防止的结果，有机发光器件的稳定性能够得到改善。 
此外，二苯并[a，c]蒽具有平面分子。由于二苯并[a，c]蒽的分子之间的相互作用如此强以致这些分子易于堆积，因此产生激基缔合物的可能性高。二苯并[a，c]蒽的分子优选具有取代基以抑制上述现象。优选将具有高振子强度的芳基引入上述的位置。 
在二苯并[a，c]蒽的9-和14-位的取代基可以彼此不同，由于中间体的合成变得简单，并且简单的合成在成本方面有利，因此优选取代基彼此相同。 
根据本发明的二苯并蒽化合物的具体实例如下所示。 
Figure G2007800074605D00051
Figure G2007800074605D00061
Figure G2007800074605D00071
接下来，对本发明的有机发光器件进行描述。 
有机发光器件具有阳极、阴极和夹在该阳极和阴极之间的有机层。 
该有机层具有根据本发明的二苯并蒽化合物。更具体地说，该有机层本身可以是由根据本发明的二苯并蒽化合物形成的层，或者该有机层可以是含有根据本发明的二苯并蒽化合物的层。 
当该有机层是含有根据本发明的二苯并蒽化合物的有机层时，该二苯并蒽化合物可以是形成该有机层的主成分(主体材料)或副成分(客 体材料)。 
当根据本发明的二苯并蒽化合物为客体材料时，该化合物优选占该有机层的50重量％或更少，更优选0.1重量％～30重量％，或者特别优选0.1重量％～15重量％。 
此外，当根据本发明的二苯并蒽化合物为客体材料时，该有机层可以含有另一种化合物。 
该有机层优选为发光层。或者，该有机层可以是发光层以外的不发光的层。 
该有机层以外的层可以夹在阳极和阴极之间。当由根据本发明的二苯并蒽化合物组成或含有根据本发明的二苯并蒽化合物的有机层是发光层时，术语“有机层以外的层”是指空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层或电子注入层。可以在考虑发光色相的情况下适当设置这些层中的每一种层。或者，可以适当设置这些层中的每一种层以使这些层的功能可以彼此分离，即，可以分配载流子注入能力、载流子传输能力和发光能力的每一种能力。 
该有机层以外的各层可以只由有机化合物形成，可以只由无机化合物形成，或者可以由有机化合物和无机化合物形成。 
含有根据本发明的二苯并蒽化合物的有机层和该有机层以外的任何层均需由优选的方法适当地形成。该方法的具体实例包括气相沉积法和涂布法。 
阳极和阴极均需适当选择。例如，将阴极和阳极中的一个用作光取出电极，并且将另一个用作放置在自发发出的光被反射的一侧的电极是足够的。 
此外，可以设置用于保护该有机发光器件免受外部氧或湿气或外部应力影响的保护层。 
本发明的有机发光器件可以放置在显示部分上。在这种情况下，可以设置具有有机发光器件的显示装置和用于控制该有机发光器件是否发光的驱动器。该驱动器用于驱动该有机发光器件，并且该驱动器的实例是开关器件，更具体地说，是TFT。
本发明的有机发光器件还可以应用于电子照相图像形成设备的感光部件的曝光光源。 
(实施例1) 
(例示化合物No.A-7的合成) 
(1-1)合成中间体化合物3的合成 
Figure G2007800074605D00091
将化合物1(7g，32.4mmol)、化合物2(7.5g，35.7mmol)和150ml乙醇加入到500-ml反应容器中。在室温下将其中溶解有KOH(2g)的10ml乙醇滴入该溶液中。在已确认化合物1完全溶解后，将反应容器放置在80℃的油浴中，进而，将其中溶解有KOH(2g)的10ml乙醇滴入生成物中。在滴加结束后，将反应溶液搅拌约5分钟，然后用冰进行冷却。然后，将沉淀的晶体过滤并重结晶，由此得到合成中间体化合物3(7.4g，收率＝60％)。 
(1-2)例示化合物No.A-7的合成 
Figure G2007800074605D00092
在氩气下，在500-mL反应容器中，将合成中间体化合物3(5g，13mmol)、和用于生成化合物4的苯重氮-2-羧化物盐酸盐(2.4g，13mmol)和环氧丙烷(2.8g，48mmol)加入1，2-二氯乙烷(100mL)中。在氮气下将混合的液体回流5小时。在冷却后，用100ml氯仿将溶液稀释，并且用碳酸氢钠的饱和水溶液(200mL×2次)对生成物进行洗涤。收集有机层，用饱和盐溶液进行洗涤，并且用无水MgS04进行干燥。然后，将溶液浓缩并采用硅胶色谱(己烷/甲苯)进行纯化。然后，将生成物重结 晶，由此得到例示的化合物No.A-7(2.4g，收率＝48％)。 
基质辅助激光解析/离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)证实该化合物具有430的M+。 
此外，通过NMR测定对该化合物的结构进行鉴定。 
1H NMR(CDCI3，400MHz)δ(ppm)：8.27(dd，2H)，7.93(m，2H)，7.57-7.49(m，12H)，7.48-7.43(m，2H)，7.34(t，2H)，6.97(t，2H)。 
(实施例2) 
(例示化合物No.A-10的合成) 
例示化合物No.A-10可以采用与实施例1相同的合成方法合成，所不同的是使用化合物5代替化合物2。 
Figure G2007800074605D00101
(实施例3) 
(例示化合物No.A-23的合成) 
例示化合物No.A-23可以采用与实施例1相同的合成方法合成，所不同的是使用化合物6代替化合物2。 
Figure G2007800074605D00102
(实施例4) 
(例示化合物No.A-12的合成) 
例示化合物No.A-12可以采用与实施例1相同的合成方法合成，所不同的是使用化合物8代替化合物2。 
Figure G2007800074605D00103
(实施例5)
(例示化合物No.A-35的合成) 
例示化合物No.A-35可以采用与实施例1相同的合成方法合成，所不同的是使用化合物9代替化合物2。 
Figure G2007800074605D00111
(实施例6) 
作为阳极，采用溅射法在玻璃基板上形成厚度为120nm的氧化铟锡(ITO)膜，并且将生成物用作透明导电支持基板。依次对该所得基板进行在丙酮和异丙醇(IPA)中的超声波清洗。然后，在沸腾的IPA中对该基板进行洗涤并干燥。对该基板进一步进行UV/臭氧清洗以用作透明导电支持基板。 
采用旋涂法在该透明导电支持基板上将由以下所示的化合物B2所示的化合物的氯仿溶液形成厚度为20nm的膜，由此形成空穴传输层。 
此外，在具有10-5Pa的压力的真空室中通过基于电阻加热的真空沉积连续地形成下述有机层和电极层，由此制成器件。 
发光层(20nm)：例示化合物No.A-7(重量比为2％)：化合物B1 
电子传输层(30nm)：Bphen(由DOJINDO LABORATORIES制造) 
金属电极层1(0.5nm)：LiF 
金属电极层2(150nm)：A1
Figure G2007800074605D00121
用由Hewlett-Packard Company制造的微安培计4140B测定所得EL器件的电流-电压特性，并且用由TOPCON CORPORATION制造的BM7测定该器件的发光亮度，由此观察发光。 
此外，在氮气氛下对该器件施加电压100小时。结果，观察到该器件以有利的方式连续地发光。 
如上所述，实现了使用在R1和R2处都具有取代基的二苯并[a，c]蒽化合物的发光器件的制备。 
本申请要求2006年4月20日提交的日本专利申请No.2006-116903和2007年2月21日提交的日本专利申请No.2007-040900的权益，在此通过参考将它们全部引入本文。

Claims (2)

1.有机发光器件，其包含阳极、阴极和夹在该阳极和该阴极之间的有机层，其中：
该有机层包含由以下结构式(II)表示的二苯并蒽化合物：
Figure FSB00000865141200011
其中：
R1和R2各自表示苯基并且该苯基可具有选自甲基、乙基、丙基、苯基、联苯基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二苯基氨基、二(甲苯基)氨基和二(甲氧基苯基)氨基的取代基。
2.显示装置，其包含：
该显示装置的显示部分上的权利要求1所述的有机发光器件；和
用于驱动该有机发光器件的驱动器。
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