CN102382042A - 蒽衍生物及使用该蒽衍生物的有机电场发光元件 - Google Patents

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CN102382042A CN2011102520473A CN201110252047A CN102382042A CN 102382042 A CN102382042 A CN 102382042A CN 2011102520473 A CN2011102520473 A CN 2011102520473A CN 201110252047 A CN201110252047 A CN 201110252047A CN 102382042 A CN102382042 A CN 102382042A
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Abstract

本发明的目的是提供一种发光元件寿命及驱动电压均优异的有机电场发光元件。本发明中,作为电子输送材料使用通过吡啶基苯基和/或吡啶基萘基取代的形成非对称结构的蒽衍生物,制造有机电场发光元件。

Description

蒽衍生物及使用该蒽衍生物的有机电场发光元件
技术领域
本发明涉及蒽衍生物以及使用该蒽衍生物的有机电场发光元件、显示装置以及照明装置。
背景技术
从以往以来,使用通过电场发光的发光元件的显示装置,由于能够节省电能或者进行薄型化,因此,进行了各种研究。进而,由有机材料构成的有机电场发光元件,能够容易地进行轻量化或大型化,因此,一直在活跃地进行研究。特别是,对于具有包括光的三原色之一的蓝色的发光特性的有机材料的开发、以及具有空穴、电子等的电荷输送能力(具有成为半导体或超电导体的可能性)的有机材料的开发,不管是高分子化合物还是低分子化合物,至今为止,一直都在活跃地进行研究。
例如,已报道有使用在蒽的中心骨架上取代有吡啶基苯基的化合物的有机电场发光元件(日本特开2009-173642号公报(专利文献1)、日本特开2005-170911号公报(专利文献2))。另外,也已报道有使用在蒽的中心骨架上取代有联吡啶基的化合物的有机电场发光元件(日本再表2007/086552号公报(专利文献3))。
专利文献1:日本特开2009-173642号公报
专利文献2:日本特开2005-170911号公报
专利文献3:日本再表2007/086552号公报
发明内容
如上所述,已知有几种在蒽的中心骨架上取代吡啶基苯基或联吡啶基的化合物的发光元件用材料,但是,这些已知的材料,为了提高耐热性,在蒽骨架中,在吡啶基苯基或联吡啶基取代的取代位置以外,也具有取代基。其结果是,相应于取代基的程度,能带宽度变小,在蓝色元件中,作为电子输送材料所通常寻求的激励子向发光层的约束(閉じ込め)效果不充分。因此,不能说是得到了适宜于提高特别希望的蓝色的发光元件的特性的电子输送材料,期望能够开发出能带宽度变宽的优异的电子输送材料。
本发明人等,为了解决上述课题,进行了锐意研究,其结果是发现,为了得到特别是蓝色元件中的特性提高的有机电场发光元件,作为电子输送材料具有含有下述式(1)表示的蒽衍生物的有机层,是有效的,从而完成了本发明。本发明通过以下各项构成。
[1]下述式(1)表示的蒽衍生物。
上述式(1)中、R1、R2、R3及R4,分别独立地表示氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数3~6的环烷基、或者取代或未取代的碳原子数6~20的芳基,A及B分别独立地表示下述式(Py-1)~式(Py-12)中的任一者表示的基团,其中,A和B不是相同的结构。
Figure BSA00000566333800031
[2]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢,A及B分别独立地表示上述式(Py-1)~式(Py-12)中的任一者表示的基团,其中,A和B不是相同的结构。
[3]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢,A及B中的一者是上述式(Py-1)~式(Py-9)中的任一者表示的基团,另一者是上述式(Py-1)~式(Py-12)中的任一者表示的基团,其中,A和B不是相同的结构。
[4]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢,A及B中的一者是上述式(Py-1)~式(Py-3)中的任一者表示的基团,另一者是上述式(Py-4)~式(Py-12)中的任一者表示的基团。
[5]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢,A及B中的一者是上述式(Py-4)~式(Py-9)中的任一者表示的基团,另一者是上述式( y-7)~式(Py-12)中的任一者表示的基团。
[6]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-6)表示。
Figure BSA00000566333800041
[7]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-11)表示。
Figure BSA00000566333800042
[8]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-15)表示。
Figure BSA00000566333800043
[9]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-19)表示。
Figure BSA00000566333800051
[10]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-24)表示。
Figure BSA00000566333800052
[11]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-36)表示。
Figure BSA00000566333800053
[12]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-27)表示。
Figure BSA00000566333800054
[13]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-42)表示。
Figure BSA00000566333800061
[14]如上述[1]记载的蒽衍生物,其中,用下述式(1-54)表示。
Figure BSA00000566333800062
[15]一种电子输送材料,其中,含有上述[1]~[14]中任一项所记载的蒽衍生物。
[16]一种有机电场发光元件,其中,具有由阳极及阴极构成的一对电极、在该一对电极之间配置的发光层、在前述阴极和该发光层之间配置的含有上述[15]中记载的电子输送材料的电子输送层和/或电子注入层。
[17]如上述[16]记载的有机电场发光元件,其中,前述电子输送层和电子注入层中的至少一者,还含有选自由喹啉酚系金属络合物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物、硼烷衍生物及苯并咪唑衍生物所构成的群组中的至少一种。
[18]如上述[15]或[17]记载的有机电场发光元件,其中,前述电子输送层和电子注入层中的至少一者,还含有选自由碱金属、碱土类金属、稀土类金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土类金属的氧化物、碱土类金属的卤化物、稀土类金属的氧化物、稀土类金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土类金属的有机络合物及稀土类金属的有机络合物所构成的群组中的至少一种。
[19]一种显示装置,其中,具有如上述[16]~[18]中的任一项记载的有机电场发光元件。
[20]一种照明装置,其中,具有如上述[16]~[18]中的任一项记载的有机电场发光元件。
根据本发明的优选的方式,通过使用结晶性低、能够形成稳定的非晶膜的蒽衍生物,能够形成稳定的电子输送层和/或电子注入层,进而,能够制作稳定的发光元件。另外,根据本发明的优选的方式,通过使用具有能带宽度宽的分子结构的蒽衍生物,能够提供电子输送材料中通常寻求的提高激励子向发光层的约束效果,特别是能够提供适于提高蓝色发光元件的特性的电子输送材料。进一步地,能够制造具有与红色或绿色的发光元件相匹敌的元件寿命的蓝色的发光元件,因此,能够获得全色显示等的高性能的显示装置。
附图说明
图1是表示本实施方式的有机电场发光元件的概略剖面图。
附图标记的说明
100  有机电场发光元件
101  基板
102  阳极
103  空穴注入层
104  空穴输送层
105  发光层
106  电子输送层
107  电子注入层
108  阴极
具体实施方式
1.式(1)表示的化合物
下面,对于本发明的蒽衍生物进行详细的说明。本发明的蒽衍生物,是用上述式(1)表示的化合物。
式(1)的R1、R2、R3及R4(以下、也称为“R1~R4”),可分别独立地从氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数3~6的环烷基、或者取代或未取代的碳原子数6~20的芳基中适宜地进行选择。
对于式(1)的R1~R4中的碳原子数1~6的烷基而言,碳原子数1~6的烷基可以是直链,也可以是支链,两者均可。即,是碳原子数1~6的直链烷基或碳原子数3~6的支链烷基。更优选地,是碳原子数1~4的烷基(碳原子数3~4的支链烷基)。作为具体实例,可举出甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基、异丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、异戊基、新戊基、t-戊基、n-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,优选是甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基、异丁基、s-丁基、或t-丁基,更优选是甲基、乙基、或t-丁基。
作为式(1)的R1~R4中的碳原子数3~6的环烷基的具体实例,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、环辛基或者二甲基环己基等。
对于式(1)的R1~R4中的取代或未取代的碳原子数6~20的芳基而言,“碳原子数6~20的芳基”中,优选是碳原子数6~16的芳基。更优选的是碳原子数6~12的芳基。
作为“碳原子数6~20的芳基”的具体实例,可举出单环系芳基的苯基、(o-,m-,p-)甲苯基、(2,3-,2,4-,2,5-,2,6-,3,4-,3,5-)二甲苯基、三甲苯基(2,4,6-三甲基苯基)、(o-,m-,p-)枯烯基;二环系芳基的(2-,3-,4-)联苯基;缩合二环系芳基的(1-,2-)萘基;三环系芳基的三联苯基(m-三联苯基-2’-基、m-三联苯基-4’-基、m-三联苯基-5’-基、o-三联苯基-3’-基、o-三联苯基-4’-基、p-三联苯基-2’-基、m-三联苯基-2-基、m-三联苯基-3-基、m-三联苯基-4-基、o-三联苯基-2-基、o-三联苯基-3-基、o-三联苯基-4-基、p-三联苯基-2-基、p-三联苯基-3-基、p-三联苯基-4-基);缩合三环系芳基的蒽-(1-,2-,9-)基、苊-(1-,3-,4-,5-)基、芴-(1-,2-,3-,4-,9-)基、萉(フエナレン)-(1-,2-)基、(1-,2-,3-,4-,9-)菲基;缩合四环系芳基的苯并(9、10)菲-(1-,2-)基、芘-(1-,2-,4-)基、并四苯(テトラセン)-(1-,2-,5-)基;缩合五环系芳基的二萘嵌苯(ペリレン)-(1-,2-,3-)基等。
优选的“碳原子数6~20的芳基”,是苯基、联苯基、三联苯基或萘基,更优选的是苯基、联苯基、1-萘基、2-萘基或m-三联苯基-5’-基,进一步优选的是苯基、联苯基、1-萘基或2-萘基,最优选的是苯基。
作为式(1)的R1~R4的“碳原子数6~20的芳基”的取代或未取代的“取代基”,可举出烷基,作为优选的烷基,可举出与在R1~R4中的“烷基”部分中说明的烷基相同的烷基。
作为R1~R4的“碳原子数6~20的芳基”的取代或未取代的“取代基”,具体地,可举出甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基、异丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、异戊基、新戊基、t-戊基、n-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。取代基的数目,例如是最大可能取代的数目,优选的是1~3个,更优选的是1~2个,进一步优选的是1个。但是,最优选的是没有取代。
作为R1~R4的具体实例,可举出以下的基团。作为结构式中的R,可举出与在R1~R4中的“烷基”的部分中说明的烷基相同的烷基。
Figure BSA00000566333800101
本发明的蒽衍生物,如后面所述,使式(1)中的A和B不是相同的结构,形成非对称的分子结构,由此,在有机电场发光元件中形成有机层时,可期待打乱分子排列的规则性而妨碍结晶化的效果。因此,R1~R4既可完全相同,也可不同。但在除该效果之外,从能够通过简单的方法进行制造的观点出发考虑,优选R1~R4是氢、甲基、乙基、t-丁基、苯基的化合物、特别优选R1~R4是氢、甲基的化合物,进一步地,从能够使能带宽度更宽的观点出发考虑,优选R1~R4的全部是氢的化合物。
A及B分别独立地是用下述式(Py-1)~式(Py-12)表示的基团,其中,A和B不是相同的结构。使A和B具有不同的结构的主要的目的是,通过使蒽衍生物形成为非对称的分子结构,使结晶性降低。
作为A和B的组合,只要不是相同的结构即可,就没有特别的限制,但是从式(Py-1)~式(Py-3)的群组、式(Py-4)~式(Py-6)的群组、式(Py-7)~式(Py-9)的群组、及式(Py-10)~式(Py-12)的群组的4个群组来考虑的情形,A和B也可以是从相同的群组中选择。该情形下,吡啶环中的氮原子的位置不同,因此形成非对称的分子结构。但是,更优选的是,A和B从不同的群组中选择,形成具有更大的非对称性的分子结构。
作为A和B的组合,进一步地,优选A及B中的一者是选自式(Py-1)~式(Py-6)中的基团。这是由于,在式(Py-1)~式(Py-12)表示的基团中,特别是式(Py-1)~式(Py-6)表示的基团,在取代蒽衍生物时,具有使分子结构的对称性更大地破坏的的结构。
另外,其中,优选A及B中的一者是选自式(Py-1)~式(Py-3)中的情形,另一者是选自式(Py-4)~式(Py-12)中的情形。这是由于,如上所述,使A、B从不同的群组中选择,能够形成具有更大的非对称性的分子结构,因而优选。另外,本发明的一种实施方式中,举出了另一者是选自式(Py-4)~式(Py-9)中的基团的情形,进一步地,在其他的实施方式中,举出了另一者是选自式(Py-7)~式(Py-9)中的基团的情形。
另外,其中,优选A及B中的一者是选自式(Py-4)~式(Py-6)中的情形,另一者是选自式(Py-1)~式(Py-3)、式(Py-7)~式(Py-12)中的基团的情形。这是由于,如上所述,使A、B从不同的群组中选择,能够形成具有更大的非对称性的分子结构,因而优选。另外,本发明的一种实施方式中,举出了另一者是选自式(Py-7)~式(Py-9)中的基团的情形,
以上是从分子结构的非对称性的观点进行考虑的优选的实施方式,但是,经过进一步的研究,在除使A和B形成不同的结构之外,确定了优选选自式(Py-3)、式(Py-6)、式(Py-9)及式(Py-12)表示的基团,即,末端具有4-吡啶基的基团。
本发明的一种实施方式中,A、B均不是选自式(Py-4)~式(Py-6)的群组。另外,本发明的一种实施方式中,A、B均不是选自式(Py-10)~式(Py-12)的群组。
Figure BSA00000566333800131
作为上述式(1)表示的蒽衍生物的具体实例,例如,可举出下述式(1-1)~式(1-66)表示的蒽衍生物。其中,优选下述式(1-1)~式(1-54)表示的蒽衍生物。更优选的是,下述式(1-1)~式(1-45)表示的蒽衍生物。
Figure BSA00000566333800141
Figure BSA00000566333800161
2.式(1)表示的蒽衍生物的制造方法
接下来,对于本发明的蒽衍生物的制造方法进行说明。本发明的蒽衍生物,基本上,可采用公知的化合物,利用公知的合成方法进行合成,例如,利用铃木偶联反应或根岸偶联反应(例如,“Metal-Catalyzed Cross-CouplingReactions-Second,Completely Revised and Enlarged Edition”等中有记载)进行合成。另外,也可组合两反应来进行合成。通过铃木偶联反应或根岸偶联反应合成式(1)表示的蒽衍生物的方案如以下所例示。
在制造本发明的蒽衍生物的情形时,可举出(1)合成使末端基团和中间基团结合的基团,将其结合于蒽的9,10位上的方法;(2)在蒽的9,10位上结合中间基团,在该中间基团上结合末端基团的方法。另外,在这些方法中的中间基团和末端基团的结合或蒽与中间基团的结合,基本上,可使用卤官能团或三氟甲磺酸酯官能团与氯化锌络合物或硼酸(硼酸酯)的偶联反应。
(1)使“末端-中间”基团在蒽的9,10位上结合的方法
<“末端-中间”基团:具有反应性的取代基的吡啶基苯基的合成>
首先,按照下述反应式(1),合成吡啶的氯化锌络合物,接下来,按照下述反应式(2),使吡啶的氯化锌络合物和m-二溴代苯反应,由此,能够合成2-(3-溴代苯基)吡啶。其中,反应式(1)中的“ZnCl2·TMEDA”是氯化锌的四甲基乙二胺络合物。在反应式(1)中的“RLi”或“RMgX”中,R表示直链或支链的烷基,优选的是碳原子数1~4的直链或碳原子数3~4的支链烷基,X是卤素。
反应式(1)
Figure BSA00000566333800201
反应式(2)
Figure BSA00000566333800202
此处,举例说明了作为末端基团的原料使用2-溴代吡啶的合成方法,但是,作为原料,也可使用3-溴代吡啶或4-溴代吡啶,另外,也可以不使用溴化物,而是使用碘化物,获得相对应的目的产物。
另外,此处,举例说明了作为中间基团的原料使用m-二溴代苯的合成方法,但是,作为原料,也可使用p-二溴代苯、1,4-二溴代萘、2,6-二溴代萘,进一步地,也可以不使用二溴代物,而是使用二氯化物、二碘化物、双(三氟甲磺酸酯)或其夹杂物(例如:1-溴代-3-碘苯等),获得对应的目的产物。另外,也可使如溴代苯甲醚的作为取代基具有卤原子及烷氧基的苯或萘衍生物与吡啶的氯化锌络合物反应,然后,经过使用三溴化硼或吡啶盐酸盐的脱甲基化,以及接下来的三氟甲烷磺酸酯化,获得目的产物。
另外,也可代替使m-二溴代苯与吡啶的氯化锌络合物反应,通过使吡啶基硼酸或吡啶基硼酸酯发生反应的偶联反应,获得上述目的产物。
<将反应性的取代基变换为硼酸/硼酸酯的方法>
按照下述反应式(3),将2-(3-溴代苯基)吡啶,使用有机锂试剂锂化,或者使用镁或有机镁试剂作为格氏试剂(Grignard试剂),使其与硼酸三甲基酯、硼酸三乙基酯或硼酸三异丙基酯等反应,由此,合成(3-(吡啶-2-基)苯基)硼酸酯。进一步地,按照下述反应式(4),使该(3-(吡啶-2-基)苯基)硼酸酯水解,能够合成(3-(吡啶-2-基)苯基)硼酸。在反应式(3)中的“RLi”或”RMgX”中,R表示直链或支链的烷基,优选的是碳原子数1~4的直链或碳原子数3~4的支链烷基,X是卤素。
反应式(3)
Figure BSA00000566333800211
反应式(4)
Figure BSA00000566333800212
另外,按照下述反应式(5),将2-(3-溴代苯基)吡啶,使用有机锂试剂锂化,或使用镁或有机镁试剂作为格氏试剂,使其与双(频那醇合)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷反应,由此,能够合成其它的3-(吡啶-2-基)苯基)硼酸酯。另外,按照下述反应式(6),使用钯催化剂和碱使2-(3-溴代苯基)吡啶和双(频那醇合)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷发生偶联反应,能够合成同样的2,2’-联吡啶硼酸酯。在反应式(5)中的“RLi”或”RMgX”中,R是表示直链或支链的烷基,优选的是碳原子数1~4的直链或碳原子数3~4的支链烷基,X是卤素。
反应式(5)
Figure BSA00000566333800221
Figure BSA00000566333800222
另外,在上述反应式(3)、(5)或(6)中,代替2-(3-溴代苯基)吡啶,使用其他的位置异构体,也能够合成对应的硼酸/硼酸酯。进一步地,代替如2-(3-溴代苯基)吡啶的溴化物,使用氯化物、碘化物或三氟甲磺酸酯,也能够同样地合成。
<具有反应性取代基的中心骨架蒽的合成>
<9,10-二溴代蒽>
如下述反应式(7)所示地,通过使用适当的溴化剂使蒽溴化,可得到9,10-二溴代蒽。作为适当的溴化剂,可举出溴、或N-溴化琥珀酸酰亚胺(NBS)等。
反应式(7)
另外,在希望获得在2位上具有取代基(烷基、环烷基、芳基等)的蒽衍生物的情形下,通过2位上被卤素或三氟甲磺酸取代的蒽和与前述取代基对应的基团的硼酸(或硼酸酯)的铃木偶联反应,能够合成在2位上具有取代基的蒽衍生物。另外,作为其他方法,可举出,通过2位上被卤素或三氟甲磺酸取代的蒽和与前述取代基相对应的基团的锌络合物的根岸偶联反应进行的合成方法。进一步地,也可举出,通过2-蒽硼酸(或硼酸酯)和由卤素或三氟甲磺酸取代的与前述取代基对应的基团的铃木偶联反应的合成方法,更进一步地,可举出,通过2-蒽锌络合物和由卤素或三氟甲磺酸取代的与前述取代基对应的基团的根岸偶联反应进行的合成方法。对于在2位以外的位上具有取代基的蒽衍生物,也可通过使用使在蒽上取代的卤素、三氟甲磺酸、硼酸(或硼酸酯)或锌络合物的位置在所希望的位置上的原料,进行同样地合成。
<9,10-二蒽锌络合物>
如下述反应式(8)所示,将9,10-二溴代蒽,使用有机锂试剂锂化,或者使用镁或有机镁试剂作为格氏试剂,使其与氯化锌或氯化锌四甲基乙二胺络合物(ZnCl2·TMEDA)发生反应,由此,能够合成9,10-二蒽锌络合物。在反应式(8)中,R表示直链或支链的烷基,优选的是碳原子数1~4的直链或碳原子数3~4的支链烷基。其中,也可代替如9,10-二溴代蒽的溴化物,使用氯化物或碘化物,进行同样地合成。
反应式(8)
<9,10-蒽二硼酸(或硼酸酯)>
如下述反应式(9)所示,将9,10-二溴代蒽,使用有机锂试剂锂化,或者使用镁或有机镁试剂作为格氏试剂,使其与硼酸三甲基酯、硼酸三乙基酯或硼酸三异丙基酯等反应,由此,能够合成9,10-蒽二硼酸酯。进一步地,通过下述反应式(10)使该9,10-蒽二硼酸酯水解,由此,能够合成9,10-蒽二硼酸。在反应式(9)中,R是表示直链或支链的烷基,优选的是碳原子数1~4的直链或碳原子数3~4的支链烷基。
反应式(9)
Figure BSA00000566333800241
反应式(10)
Figure BSA00000566333800242
另外,如下述反应式(11)所示,将9,10-二溴代蒽,使用有机锂试剂锂化,或者使用镁或有机镁试剂作为格氏试剂,使其与双(频那醇合)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷反应,由此,能够合成其它的9,10-蒽二硼酸酯。另外,如下述反应式(12)所示,使用钯催化剂和碱,使9,10-二溴代蒽和双(频那醇合)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷发生偶联反应,由此,能够合成同样的9,10-蒽二硼酸酯。在反应式(11)中,R是表示直链或支链的烷基,优选的是碳原子数1~4的直链或碳原子数3~4的支链烷基。
反应式(11)
Figure BSA00000566333800251
Figure BSA00000566333800252
其中,在上述反应式(9)、(11)或(12)中,也可代替如9,10-二溴代蒽的溴化物,使用氯化物、碘化物或三氟甲磺酸,进行同样地合成。
<具有取代基的蒽与“末端-中间”基团结合的方法>
如上所述,对于“末端-中间”基团而言,能够合成吡啶基苯基的溴代物(反应式(1)~(2))、硼酸、硼酸酯(反应式(3)~(6)),对于具有取代基的蒽而言,能够合成蒽的溴代物(反应式(7))、氯化锌络合物(反应式(8))、硼酸、硼酸酯(反应式(9)~(12))。因此,参考上述的说明中所使用的偶联反应,使“末端-中间”基团与蒽结合,由此,能够合成本发明的蒽衍生物。
在该最终的偶联反应中,为了使式(1)表示的蒽衍生物的A和B成为不同的结构,首先,使具有取代基的蒽和1倍摩尔相当的“末端-中间”基团的化合物反应,然后,使该中间体和与先前不同的“末端-中间”基团的化合物反应(即,使分成2步进行反应)。
(2)在9,10位上结合有中间基团的蒽上结合末端基团的方法
对于该方法而言,也可参考上述各种偶联反应,首先,在蒽的9,10位上结合中间基团,然后,在该中间基团上结合末端基团即可。此时,为了使式(1)表示的蒽衍生物的A和B成为不同的结构,可以在蒽上结合中间基团的结合阶段中,通过2步反应结合不同的中间基团,或者在中间基团上结合末端基团的结合阶段中,通过2步反应结合不同的末端基团,由此,能够合成所希望的蒽衍生物。
<在该反应中使用的试剂>
作为在偶联反应中使用的钯催化剂的具体实例,可举出Pd(PPh3)4、PdCl2(PPh3)2、Pd(OAc)2、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)三氯甲烷络合物、双(二亚苄基丙酮)钯(0)、双(三t-丁基膦基)钯(0)、或(1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁)二氯钯(II)。
另外,为了促进反应,根据情形,可在这些的钯化合物中添加磷化氢化合物。作为该磷化氢化合物的具体实例,可举出三(t-丁基)磷化氢、三环己基磷化氢、1-(N,N-二甲基氨基甲基)-2-(二t-丁基膦基)二茂铁、1-(N,N-二丁基氨基甲基)-2-(二t-丁基膦基)二茂铁、1-(甲氧基甲基)-2-(二t-丁基膦基)二茂铁、1,1’-双(二t-丁基膦基)二茂铁、2,2’-双(二t-丁基膦基)-1,1’-双萘基、2-甲氧基-2’-(二t-丁基膦基)-1,1’-双萘基、或2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基联苯基。
作为反应中所使用的碱的具体实例,可举出炭酸钠、炭酸钾、炭酸铯、炭酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、乙氧基钠、t-丁氧基钠、乙酸钠、磷酸三钾、或氟化钾。
另外,作为反应中使用的溶剂的具体实例,可举出苯、甲苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二乙基醚、t-丁基甲基醚、1,4-二噁烷、甲醇、乙醇、环戊基甲基醚或异丙基醇。能够适宜地选择这些的溶剂,即可单独使用,也可作为混合溶剂使用。
3.有机电场发光元件
本发明的蒽衍生物,例如,可作为有机电场发光元件的材料使用。下面,对于本实施方式的有机电场发光元件,按照附图进行详细的说明。图1是表示本实施方式的有机电场发光元件的概略剖面图。
<有机电场发光元件的结构>
如图1所示的有机电场发光元件100,具有基板101、在基板101上设置的阳极102、在阳极102上设置的空穴注入层103、在空穴注入层103上设置的空穴输送层104、在空穴输送层104上设置的发光层105、在发光层105上设置的电子输送层106、在电子输送层106上设置的电子注入层107、在电子注入层107上设置的阴极108。
另外,有机电场发光元件100,也可使其制作顺序相反,例如,是具有基板101、在基板101上设置的阴极108、在阴极108上设置的电子注入层107、在电子注入层107上设置的电子输送层106、在电子输送层106上设置的发光层105、在发光层105上设置的空穴输送层104、在空穴输送层104上设置的空穴注入层103、在空穴注入层103上设置的阳极102而构成。
另外,上述各层并不是均必须具有,作为最小构成单元,由阳极102、发光层105、电子输送层106和/或电子注入层107、和阴极108构成,空穴注入层103及空穴输送层104是任意设置的层。另外,上述各层可分别由单一层构成,也可由复数层构成。
作为构成有机电场发光元件的层的实施方式,在上述的“基板/阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”的构成方式之外,也可以是“基板/阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴输送层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子输送层/阴极”、”基板/阳极/发光层/电子输送层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子注入层/阴极”的构成方式。
<有机电场发光元件中的基板>
基板101是有机电场发光元件100的支撑体,通常,使用石英、玻璃、金属、塑料等。基板101,根据目的,形成为板状、膜状、或片状,例如,使用玻璃板、金属板、金属箔、塑料膜、塑料片等。其中,优选使用玻璃板、及聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜等的透明的合成树脂制的板。作为玻璃基板,可使用碱石灰玻璃或无碱玻璃等,另外,厚度是只要能够保持机械强度所需的充分的厚度即可,例如,0.2mm以上即可。作为厚度的上限值,例如,2mm以下,优选的是1mm以下。作为玻璃的材质,优选从玻璃溶出的离子少,因此,优选是无碱玻璃,但是实施了SiO2等的遮蔽涂层的碱石灰玻璃能够通过市售获得,因此,可使用该碱石灰玻璃。另外,在基板101上,为了提高气密性,可至少在单面上设置致密的硅氧化膜等的气体遮蔽膜,特别是,在使用气密性低的合成树脂制的板、膜或片作为基板101的情形时,优选设置气体遮蔽膜。
<有机电场发光元件中的阳极>
阳极102,具有向发光层105注入空穴的作用。在阳极102和发光层105之间,设置有空穴注入层103和/或空穴输送层104的情形中,通过这些层,向发光层105注入空穴。
作为形成阳极102的材料,可举出无机化合物及有机化合物。作为无机化合物,例如,可举出金属(铝、金、银、镍、钯、铬等)、金属氧化物(铟的氧化物、锡的氧化物、铟-锡氧化物(ITO)、铟-锌氧化物(IZO)等)、卤化金属(碘化铜等)、硫化铜、炭黑、ITO玻璃或奈塞玻璃(ネサガラス)等。作为有机化合物,例如,可举出聚(3-甲基噻吩)等的聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等的导电性聚合物等。另外,可从作为有机电场发光元件的阳极使用的物质中适宜选择来使用。
透明电极的电阻,只要是能够供给发光元件的发光充分的电流即可,没有特别限定,但是,从发光元件的电能消耗的观点来考虑,优选是低电阻。例如,只要是300Ω/□以下的ITO基板就能够作为元件电极发挥作用,但是,现在,可以提供10Ω/□程度的基板,因此,使用例如100~5Ω/□、优选的是50~5Ω/□的低电阻制品,是特别优选的。ITO的厚度可根据电阻值进行任意的选择,但是,通常多使用位于100~300nm之间。
<有机电场发光元件中的空穴注入层、空穴输送层>
空穴注入层103,具有将从阳极102移动来的空穴有效地注入发光层105内或空穴输送层104内的作用。空穴输送层104,具有将从阳极102注入的空穴或从阳极102经由空穴注入层103注入的空穴,有效地输送至发光层105的作用。空穴注入层103及空穴输送层104,可分别通过层叠、混合空穴注入·输送材料的一种或两种以上,或者通过空穴注入·输送材料和高分子粘结剂的混合物来形成。另外,也可在空穴注入·输送材料中添加如氯化铁(III)的无机盐来形成层。
作为空穴注入·输送性物质,需要在给予电场的电极间,有效地注入·输送从正极来的空穴,因此,优选空穴注入效率高,并且有效地输送注入的空穴的物质。为此,优选离子化势能小而且空穴移动度大,进而,稳定性优异,在制造时及使用时难以发生成为陷阱(trap)的杂质的物质。
作为形成空穴注入层103及空穴输送层104的材料,可从在光导电材料中,作为空穴的电荷输送材料在以前以来惯用的化合物、p型半导体、有机电场发光元件的空穴注入层及空穴输送层中所使用的公知的材料中任意选择。作为其具体实例,是咔唑衍生物(N-苯基咔唑、聚乙烯基咔唑等)、双(N-芳基咔唑)或双(N-烷基咔唑)等的双咔唑衍生物;三芳基胺衍生物(在主链或侧链上具有芳香族叔氨基的聚合物、1,1-双(4-二-p-甲苯基氨基苯基)环己烷、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二氨基联苯基、N,N’-二苯基-N,N’-二萘基-4,4’-二氨基联苯基、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺、N,N’-二萘基-N,N’-二苯基-4,4’-二苯基-1,1’-二胺、4,4’,4”-三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺等的三苯基胺衍生物);星形胺(starburst aminec)衍生物等、芪衍生物、酞菁衍生物(无金属、铜酞菁等)、吡唑啉衍生物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物或噻吩衍生物、氧代二吡咯衍生物、卟啉衍生物等的杂环化合物、聚硅烷等。聚合物系中,优选在侧链上具有前述单体的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚乙烯基咔唑及聚硅烷等,但是,只要是在发光元件的制作时形成必要的薄膜,能够从阳极注入空穴,进一步地,能够输送空穴的化合物即可,并没有特别限定。
另外,有机半导体的导电性,也已知通过掺杂会受到强的影响。该有机半导体基质物质,由供电子性良好的化合物、或受电子性良好的化合物构成。因为供电子物质的掺杂,已知有四氰基醌二甲烷(TCNQ)或2,3,5,6-四氟四氰基-1,4-苯并醌二甲烷(F4TCNQ)等的强的受电子体(例如,参照文献“M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)”及文献“J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(6),729-731(1998)”)。这些中,通过供电子型基体物质(空穴输送物质)中的电子移动过程,生成所谓的空穴。通过空穴的数量及移动度,基质物质的传导性,会发生很大的变化。作为具有空穴输送特性的基质物质,例如,已知有联苯胺衍生物(TPD等)或星形胺衍生物(TDATA等),或者,特定的金属酞菁(特别是,锌酞菁ZnPc等)(日本特开2005-167175号公报)。
<有机电场发光元件中的发光层>
发光层105,在给予电场的电极间,使从阳极102注入的空穴和从阴极108注入的电子重新结合,由此,进行发光。作为形成发光层105的材料,只要是能够通过空穴和电子的重新结合而被激励发光的化合物(发光性化合物)即可,优选是能够形成稳定的薄膜形状并且在固体状态显示强的发光(荧光和/或磷光)效率的化合物。
发光层可以是单一层构成,也可以是由复数层构成,分别通过发光材料(基质材料、掺杂材料)来形成。基质材料和掺杂材料,可以分别是一种材料,也可以是多种材料的组合,两者均可。掺杂材料既可以在基质材料的全体中含有,也可以部分的含有,两者均可。作为掺杂方法,可以通过与基质材料的共同蒸镀的方法来形成,也可以预先与基质材料混合,然后同时蒸镀。
基质材料的用量,根据基质材料的种类的不同而不同,考虑到基质材料的特性进行决定即可。作为基质材料的用量的估计,优选的是发光材料全体的50~99.999重量%,更优选的是80~99.95重量%,进一步优选的是90~99.9重量%。
掺杂材料的用量,根据掺杂材料的种类的不同而不同,考虑到掺杂材料的特性进行决定即可。作为掺杂材料的用量的估计,优选的是发光材料全体的0.001~50重量%,更优选的是0.05~20重量%,进一步优选的是0.1~10重量%。例如,从能够防止浓度消光现象方面考虑,优选在上述的范围内。
本实施方式的发光元件的发光材料,可以是荧光性,也可以是磷光性,两者皆可。
作为基质材料,没有特别限定,可以适宜地使用从以前就作为发光体已知的蒽或芘等的缩合环衍生物、包括三(8-喹啉)铝的金属螯合物化喔星(オキシノイド)化合物、双苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等的双苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、香豆素衍生物、氧代二吡咯衍生物、吡咯并吡啶衍生物、紫环酮衍生物、环戊二烯衍生物、氧代二吡咯衍生物、噻二唑吡啶衍生物、吡咯并吡咯衍生物、芴衍生物、苯并芴衍生物,以及聚合物系中的聚亚苯基亚乙烯基衍生物、聚对亚苯基衍生物、以及聚噻吩衍生物。
另外,作为基质材料,可适宜从《化学工业》的2004年6月号第13页及其提供的参考文献等中记载的化合物等中选择使用。
另外,作为掺杂材料,没有特别限定,可使用已知的化合物,可根据所希望的发光色从各种材料中进行选择。具体地,例如,可举出菲、蒽、芘、并四苯、并五苯、二萘嵌苯、萘并芘、二苯并芘、红荧烯及1,2-苯并菲等的缩合环衍生物;苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并三唑衍生物、噁唑衍生物、氧代二吡咯衍生物、噻唑衍生物、咪唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、吡唑啉衍生物、芪衍生物、噻吩衍生物、四苯基丁二烯衍生物、环戊二烯衍生物、双苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等的双苯乙烯基衍生物(日本特开平1-245087号公报)、双苯乙烯基亚芳香基衍生物(日本特开平2-247278号公报)、二氮杂吲丹烯(diazaindacene)衍生物、呋喃衍生物、苯并呋喃衍生物、苯基异苯并呋喃、二-三甲苯基异苯并呋喃、二(2-甲基苯基)异苯并呋喃、二(2-三氟甲基苯基)异苯并呋喃、苯基异苯并呋喃等的异苯并呋喃衍生物;二苯并呋喃衍生物、7-二烷基氨基香豆素衍生物、7-哌啶并香豆素衍生物、7-羟基香豆素衍生物、7-甲氧基香豆素衍生物、7-乙酸基香豆素衍生物、3-苯并噻唑基香豆素衍生物、3-苯并咪唑香豆素衍生物、3-苯并噁唑基香豆素衍生物等的香豆素衍生物;二氰基亚甲基吡喃衍生物、二氰基亚甲基硫代吡喃衍生物、聚甲炔衍生物、花菁衍生物、氧代苯并蒽衍生物、氧杂蒽衍生物、若丹明衍生物、荧光黄衍生物、吡喃鎓(ピリリウム)衍生物、2-羟基喹啉衍生物、吖啶衍生物、噁嗪衍生物、亚苯基氧化物衍生物、喹吖啶酮衍生物、喹唑啉衍生物、吡咯并吡啶衍生物、呋喃并吡啶衍生物、1,2,5-噻二唑芘衍生物、吡咯甲川衍生物、紫环酮衍生物、吡咯并吡咯衍生物、方酸盐衍生物、紫蒽酮衍生物、吩嗪衍生物、吖啶酮衍生物、脱氮黄素衍生物、芴衍生物及苯并芴衍生物等。
按照每一发色光进行例示,则作为蓝~蓝绿色掺杂材料,可举出萘、蒽、菲、芘、苯并(9、10)菲、二萘嵌苯、芴、茚、1,2-苯并菲等的芳香族烃化合物或其衍生物;呋喃、吡咯、噻吩、噻咯、9-硅杂芴、9,9’-螺双硅杂芴、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡嗪、萘啶、苯并吡嗪、吡咯并吡啶、噻吨等的芳香族杂环化合物或其衍生物;二苯乙烯基苯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、芪衍生物、醛连氮衍生物、香豆素衍生物、咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、氧代二吡咯、三唑等的吡咯衍生物及其金属络合物及以N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺为代表的芳香族胺衍生物等。
另外,作为绿~黄色掺杂材料,可举出香豆素衍生物、邻苯二甲酰亚胺衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、紫环酮衍生物、吡咯并吡咯衍生物、环戊二烯衍生物、吖啶酮衍生物、喹吖啶酮衍生物及红荧烯等的萘并萘衍生物等。进一步地,在作为上述蓝~蓝绿色掺杂材料例示的化合物上,导入芳基、异芳基、芳基乙烯基、氨基、氰基等可使长波长化的取代基的化合物,也可作为优选实例举出。
进一步地,作为橙~红色掺杂材料,可举出双(二异丙基苯基)二萘嵌苯四羧酸酰亚胺等的萘二甲酰亚胺衍生物;紫环酮衍生物、乙酰基丙酮或苯甲酰基丙酮和菲咯啉等作为配位子的Eu络合物等的稀土类络合物;4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃或其类似物;镁酞菁、铝氯酞菁等的金属酞菁衍生物;若丹明化合物、脱氮黄素衍生物、香豆素衍生物、喹吖啶酮衍生物、吩噁嗪衍生物、噁嗪衍生物、喹唑啉衍生物、吡咯并吡啶衍生物、方酸盐衍生物、紫蒽酮衍生物、吩嗪衍生物、吩噁嗪酮衍生物及噻二唑芘衍生物等;进一步地,在作为上述蓝~蓝绿色及绿~黄色掺杂材料所例示的化合物上,导入芳基、异芳基、芳基乙烯基、氨基、氰基等可使长波长化的取代基的化合物,也可作为优选实例举出。进一步地,以三(2-苯基吡啶)铱(III)为代表的以铱或白金作为中心金属的磷光性金属络合物,也可作为优选的实例举出。
另外,作为掺杂剂,可从《化学工业》2004年6月号第13页及其中举出的参考文献等中记载的化合物等中适宜选择。
上述的掺杂材料中,特别是优选二萘嵌苯衍生物、硼烷衍生物、含胺苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、香豆素衍生物、吡喃衍生物、铱络合物或白金络合物。
作为二萘嵌苯衍生物,例如,可举出3,10-双(2,6-二甲基苯基)二萘嵌苯、3,10-双(2,4,6-三甲基苯基)二萘嵌苯、3,10-二苯基二萘嵌苯、3,4-二苯基二萘嵌苯、2,5,8,11-四-t-丁基二萘嵌苯、3,4,9,10-四苯基二萘嵌苯、3-(1’-芘基)-8,11-二(t-丁基)二萘嵌苯、3-(9’-蒽基)-8,11-二(t-丁基)二萘嵌苯、3,3’-双(8,11-二(t-丁基)苝基)(3,3’-ビス(8,11-ジ(t-ブチル)ペリレニル))等。
另外,也可使用日本特开平11-97178号公报、日本特开2000-133457号公报、日本特开2000-26324号公报、日本特开2001-267079号公报、日本特开2001-267078号公报、日本特开2001-267076号公报、日本特开2000-34234号公报、日本特开2001-267075号公报、及日本特开2001-217077号公报等中记载的二萘嵌苯衍生物。
作为硼烷衍生物,例如,可举出1,8-二苯基-10-(二-三甲苯基硼基)蒽、9-苯基-10-(二-三甲苯基硼基)蒽、4-(9’-蒽基)二-三甲苯基硼基萘、4-(10’-苯基-9’-蒽基)二-三甲苯基硼基萘、9-(二-三甲苯基硼基)蒽、9-(4’-联苯基)-10-(二-三甲苯基硼基)蒽、9-(4’-(N-氮芴基)苯基)-10-(二-三甲苯基硼基)蒽等。
另外,也可使用国际公开第2000/40586号小册子等中记载的硼烷衍生物。
作为含胺苯乙烯基衍生物,例如,可举出N,N,N’,N’-四(4-联苯基)-4、4’-二氨基芪、N,N,N’,N’-四(1-萘基)-4、4’-二氨基芪、N,N,N’,N’-四(2-萘基)-4、4’-二氨基芪、N,N’-二(2-萘基)-N,N’-二苯基-4、4’-二氨基芪、N,N’-二(9-菲基)-N,N’-二苯基-4、4’-二氨基芪、4,4’-双[4”-双(二苯基氨基)苯乙烯基]-联苯基、1,4-双[4’-双(二苯基氨基)苯乙烯基]-苯、2,7-双[4’-双(二苯基氨基)苯乙烯基]-9,9-二甲基芴、4,4’-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-联苯基、4,4’-双(9-苯基-3-咔唑乙烯基)-联苯基等。另外,也可以使用日本特开2003-347056号公报、及日本特开2001-307884号公报等中记载的含胺苯乙烯基衍生物。
作为芳香族胺衍生物,例如,可举出N,N,N,N-四苯基蒽-9,10-二胺、9,10-双(4-二苯基氨基-苯基)蒽、9,10-双(4-二(1-萘基氨基)苯基)蒽、9,10-双(4-二(2-萘基氨基)苯基)蒽、10-二-p-甲苯基氨基-9-(4-二-p-甲苯基氨基-1-萘基)蒽、10-二苯基氨基-9-(4-二苯基氨基-1-萘基)蒽、10-二苯基氨基-9-(6-二苯基氨基-2-萘基)蒽、[4-(4-二苯基氨基-苯基)萘-1-基]-二苯基胺、[4-(4-二苯基氨基-苯基)萘-1-基]-二苯基胺、[6-(4-二苯基氨基-苯基)萘-2-基]-二苯基胺、4,4’-双[4-二苯基氨基萘-1-基]联苯基、4,4’-双[6-二苯基氨基萘-2-基]联苯基、4,4”-双[4-二苯基氨基萘-1-基]-p-三联苯基、4,4”-双[6-二苯基氨基萘-2-基]-p-三联苯基等。
另外,也可使用日本特开2006-156888号公报等中记载的芳香族胺衍生物。
作为香豆素衍生物,可举出香豆素-6、香豆素-334等。
另外,也可使用日本特开2004-43646号公报、日本特开2001-76876号公报、及日本特开平6-298758号公报等中记载的香豆素衍生物。
作为吡喃衍生物,可举出下述的DCM、DCJTB等。
Figure BSA00000566333800351
另外,也可使用日本特开2005-126399号公报、日本特开2005-097283号公报、日本特开2002-234892号公报、日本特开2001-220577号公报、日本特开2001-081090号公报、及日本特开2001-052869号公报等中记载的吡喃衍生物。
作为铱络合物,可举出下述的Ir(ppy)3等。
Figure BSA00000566333800352
另外,也可使用日本特开2006-089398号公报、日本特开2006-080419号公报、日本特开2005-298483号公报、日本特开2005-097263号公报、及日本特开2004-111379号公报等中记载的铱络合物。
作为白金络合物,可举出下述的PtOEP等。
另外,也可使用日本特开2006-190718号公报、日本特开2006-128634号公报、日本特开2006-093542号公报、日本特开2004-335122号公报、及日本特开2004-331508号公报等中记载的白金络合物。
<有机电场发光元件中的电子注入层、电子输送层>
电子注入层107,具有将从阴极108移动来的电子有效地注入发光层105内或电子输送层106内的作用。电子输送层106,具有将从阴极108注入的电子或从阴极108经由电子注入层107注入的电子有效地输送至发光层105的作用。电子输送层106及电子注入层107,可分别通过层叠、混合电子输送·注入材料的一种或二种以上,或者通过电子输送·注入材料和高分子粘结剂的混合物来形成。
电子注入·输送层,是被从阴极注入电子,进而掌管输送电子的任务的层,优选其电子注入效率高且有效地输送注入的电子。为此,优选电子亲和力大,而且电子移动度大,进而稳定性优异,在制造时及使用时难以发生成为陷阱的杂质的物质。但是,在考虑到空穴和电子的输送平衡的情形下,在主要起到能够有效地阻止从阳极来的空穴不进行重新结合而是流向阴极侧的作用的情形下,电子输送能力即使没有那么高,其提高发光效率的效果,也与电子输送能力高的材料,具有同等的效果。因此,在本实施方式中的电子注入·输送层,也可含有能够有效地阻止空穴的移动的层的功能。
作为形成电子输送层106或电子注入层107的材料(电子输送材料),可使用上述式(1)表示的化合物。其中,优选上述式(1-1)~式(1-66)表示的蒽衍生物。
在电子输送层106或电子注入层107中的上述式(1)表示的蒽衍生物的含量,根据衍生物的种类的不同而不同,可根据其衍生物的特性进行决定即可。上述式(1)表示的蒽衍生物的含量的估计,优选的是电子输送层用材料(或电子注入层用材料)的全体的1~100重量%,更优选的是10~100重量%,进一步优选的是50~100重量%,特别优选的是80~100重量%。在非单独(100重量%)使用上述式(1)表示的蒽衍生物的情形下,也可混合以下详述的其他的材料。
作为其他的形成电子输送层或电子注入层的材料,可从在光导电材料中作为电子传导化合物以往以来所惯用的化合物、有机电场发光元件的电子注入层及电子输送层中所使用的公知的化合物中任意选择使用。
作为在电子输送层或电子注入层中所使用的材料,优选是含有从由从碳、氢、氧、硫、硅及磷中选出的一种以上的原子构成的芳香环或杂环芳香环构成的化合物、吡咯衍生物及其缩合环衍生物及具有受电子性氮的金属络合物中选出的至少一种。具体地,可举出萘、蒽等的缩合环系芳香环衍生物;以4,4’-双(二苯基乙烯基)联苯基为代表的苯乙烯基系芳香环衍生物;紫环酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、蒽醌或联苯醌等的醌衍生物;磷氧化物衍生物、咔唑衍生物及吲哚衍生物等。作为具有受电子性氮的金属络合物,例如,可举出羟基苯基噁唑络合物等的羟基吡咯络合物、甲亚胺络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物及苯并喹啉金属络合物等。这些材料即可单独使用,也可与不同的材料混合使用。其中,从耐久性的观点来看,优选使用9,10-双(2-萘基)蒽等的蒽衍生物、4,4’-双(二苯基乙烯基)联苯基等的苯乙烯基系芳香环衍生物、4,4’-双(N-氮芴基)联苯基、1,3,5-三(N-氮芴基)苯等的咔唑衍生物。
另外,作为其他的电子传导化合物的具体实例,可举出吡啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、菲咯啉衍生物、紫环酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、蒽醌衍生物、联苯醌衍生物、二苯基醌衍生物、二萘嵌苯衍生物、氧代二吡咯衍生物(1,3-双[(4-t-丁基苯基)-1,3,4-氧代二唑基]亚苯基等)、噻吩衍生物、三唑衍生物(N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等)、噻二唑衍生物、喔星衍生物的金属络合物、喹啉酚系金属络合物、苯并吡嗪衍生物、苯并吡嗪衍生物的聚合物、吲哚类化合物、镓络合物、吡唑衍生物、全氟化亚苯基衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物、苯并喹啉衍生物(2,2’-双(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9’-螺二芴等)、咪唑并吡啶衍生物、硼烷衍生物、苯并咪唑衍生物(三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯等)、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、喹啉衍生物、联三吡啶等的低聚吡啶衍生物、联吡啶衍生物、联三吡啶衍生物(1,3-双(4’-(2,2’:6’2”-联三吡啶基))苯等)、萘啶衍生物(双(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基膦氧化物等)、醛连氮衍生物、咔唑衍生物、吲哚衍生物、磷氧化物衍生物、双苯乙烯基衍生物等。
另外,也可使用具有受电子性氮的金属络合物,例如,可举出喹啉酚系金属络合物或羟基苯基噁唑络合物等的羟基吡咯络合物、甲亚胺络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物及苯并喹啉金属络合物等。
上述材料,即可单独使用,也可与不同的材料混合使用。
上述材料中,优选喹啉酚系金属络合物、联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物、硼烷衍生物或苯并咪唑衍生物。
喹啉酚系金属络合物,是下述通式(E-1)表示的化合物。
Figure BSA00000566333800381
式中,R1~R6是氢或取代基;M是Li、Al、Ga、Be或Zn;n是1~3的整数。
作为喹啉酚系金属络合物的具体实例,可举出8-喹啉酚锂、三(8-羟基喹啉)铝、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(3,4-二甲基-8-羟基喹啉)铝、三(4,5-二甲基-8-羟基喹啉)铝、三(4,6-二甲基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2-甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3-甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2-苯基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3-苯基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,3-二甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,6-二甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3,4-二甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二-t-丁基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,6-二苯基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,4,6-三苯基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,4,6-三甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,4,5,6-四甲基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(1-萘氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2-萘氧基)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(2-苯基苯氧基)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(3-苯基苯氧基)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯氧基)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二甲基苯氧基)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二-t-丁基苯氧基)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-4-乙基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-4-乙基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-4-甲氧基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-4-甲氧基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-5-氰基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-5-氰基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-5-三氟甲基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-5-三氟甲基-8-羟基喹啉)铝、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍等。
联吡啶衍生物,是下述通式(E-2)表示的化合物。
Figure BSA00000566333800391
式中,G是表示单纯的结合键基或n价的连结基团,n是2~8的整数。另外,吡啶-吡啶或吡啶-G的结合中没有使用的碳原子,可以取代,也可以未取代。
作为通式(E-2)的G,例如,可举出以下的结构式。其中,下述结构式中的R,分别独立地表示氢、甲基、乙基、异丙基、环己基、苯基、1-萘基、2-萘基、联苯基或三联苯基。
Figure BSA00000566333800401
作为吡啶衍生物的具体实例,可举出2,5-双(2,2’-联吡啶-6-基)-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯、2,5-双(2,2’-联吡啶-6-基)-1,1-二甲基-3,4-二-三甲苯基噻咯、2,5-双(2,2’-联吡啶-5-基)-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯、2,5-双(2,2’-联吡啶-5-基)-1,1-二甲基-3,4-二-三甲苯基噻咯、9,10-二(2,2’-联吡啶-6-基)蒽、9,10-二(2,2’-联吡啶-5-基)蒽、9,10-二(2,3’-联吡啶-6-基)蒽、9,10-二(2,3’-联吡啶-5-基)蒽、9,10-二(2,3’-联吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,3’-联吡啶-5-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,2’-联吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,2’-联吡啶-5-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,4’-联吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,4’-联吡啶-5-基)-2-苯基蒽、9,10-二(3,4’-联吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(3,4’-联吡啶-5-基)-2-苯基蒽、3,4-二苯基-2,5-二(2,2’-联吡啶-6-基)噻吩、3,4-二苯基-2,5-二(2,3’-联吡啶-5-基)噻吩、6’6”-二(2-吡啶基)2,2’:4’,4”:2”,2”’-四联吡啶等。
菲咯啉衍生物,是下述通式(E-3-1)或(E-3-2)表示的化合物。
Figure BSA00000566333800411
式中、R1~R8是氢或取代基;邻接的基团之间,也可相互结合形成缩合环,G表示单纯的结合键基或n价的连结基团,n是2~8的整数。另外,作为通式(E-3-2)的G,例如,可举出与联吡啶衍生物的部分中说明的相同的基团。
作为菲咯啉衍生物的具体实例,可举出4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、9,10-二(1,10-菲咯啉-2-基)蒽、2,6-二(1,10-菲咯啉-5-基)吡啶、1,3,5-三(1,10-菲咯啉-5-基)苯、9,9’-二氟代-双(1,10-菲咯啉-5-基)、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲或1,3-双(2-苯基-1,10-菲咯啉-9-基)苯等。
下面,特别对于在电子输送层、电子注入层中使用菲咯啉衍生物的情形进行说明。为了在长时间内获得稳定的发光,优选热稳定性或薄膜形成性优异的材料,在菲咯啉衍生物中,优选取代基自身具有三维的立体结构,或者是与菲咯啉骨架或者是与邻接取代基的立体排斥而具有三维的立体结构的衍生物,或者是连结多个菲咯啉骨架的衍生物。进一步地,在连结多个菲咯啉骨架的情形下,更优选在连结单元中含有共价结合、取代或未取代的芳香族烃、取代或未取代的芳香杂环的化合物。
硼烷衍生物,是下述通式(E-4)表示的化合物,其具体情形公开在日本特开2007-27587号公报中。
Figure BSA00000566333800421
式中,R11及R12,分别独立地表示氢原子、烷基、取代或未取代的芳基、取代甲硅烷基、取代或未取代的含氮杂环基、或氰基中的至少一种;R13~R16,分别独立地表示取代或未取代的烷基、或取代或未取代的芳基;X表示取代或未取代的亚芳香基;Y表示取代或未取代的碳原子数16以下的芳基、取代硼基、或取代或未取代的咔唑基;n分别独立地表示0~3的整数。
上述通式(E-4)表示的化合物中,优选下述通式(E-4-1)表示的化合物,进一步优选是用下述通式(E-4-1-1)~(E-4-1-4)表示的化合物。作为具体实例,可举出9-[4-(4-二-三甲苯基硼基萘-1-基)苯基]咔唑、9-[4-(4-二-三甲苯基硼基萘-1-基)萘-1-基]咔唑等。
Figure BSA00000566333800422
式中,R11及R12,分别独立地表示氢原子、烷基、取代或未取代的芳基、取代甲硅烷基、取代或未取代的含氮杂环基、或氰基中的至少一种;R13~R16,分别独立地表示取代或未取代的烷基、或取代或未取代的芳基;R21及R22,分别独立地是表示氢原子、烷基、取代或未取代的芳基、取代甲硅烷基、取代或未取代的含氮杂环基、或氰基中的至少一种;X1,是取代或未取代的碳原子数20以下的亚芳香基;n是分别独立地表示0~3的整数;m是分别独立地表示0~4的整数。
Figure BSA00000566333800431
各式中,R31~R34是分别独立地表示甲基、异丙基或苯基中的任意一种;R35及R36是分别独立地表示氢、甲基、异丙基或苯基中的任意一种。
上述通式(E-4)表示的化合物中,优选下述通式(E-4-2)表示的化合物,更优选下述通式(E-4-2-1)表示的化合物。
Figure BSA00000566333800432
式中,R11及R12,分别独立地表示氢原子、烷基、取代或未取代的芳基、取代甲硅烷基、取代或未取代的含氮杂环基、或氰基中的至少一种;R13~R16,是分别独立地表示取代或未取代的烷基、或取代或未取代的芳基;X1是表示取代或未取代的碳原子数20以下的亚芳香基;n是分别独立地表示0~3的整数。
Figure BSA00000566333800441
式中,R31~R34,分别独立地表示甲基、异丙基或苯基中的任意一种;R35及R36,是分别独立地表示氢、甲基、异丙基或苯基中的任意一种。
上述通式(E-4)表示的化合物中,优选是下述通式(E-4-3)表示的化合物,更优选是下述通式(E-4-3-1)或(E-4-3-2)表示的化合物。
Figure BSA00000566333800442
式中,R11及R12,分别独立地表示氢原子、烷基、取代或未取代的芳基、取代甲硅烷基、取代或未取代的含氮杂环基、或氰基中的至少一种;R13~R16,分别独立地表示取代或未取代的烷基、或取代或未取代的芳基;X1是表示取代或未取代的碳原子数10以下的亚芳香基;Y1是表示取代或未取代的碳原子数14以下的芳基;n分别独立地表示0~3的整数。
Figure BSA00000566333800451
各式中,R31~R34,分别独立地表示甲基、异丙基或苯基中的任意一种;R35及R36,分别独立地表示氢、甲基、异丙基或苯基中的任意一种。
苯并咪唑衍生物,是下述通式(E-5)表示的化合物。
式中,Ar1~Ar3分别独立地表示氢或取代或未取代的碳原子数6~30的芳基。特别是,优选Ar1是取代或未取代的蒽基的苯并咪唑衍生物。
作为碳原子数6~30的芳基的具体实例,是苯基、1-萘基、2-萘基、苊-1-基、苊-3-基、苊-4-基、苊-5-基、芴-1-基、芴-2-基、芴-3-基、芴-4-基、芴-9-基、萉-1-基、萉-2-基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基,9-菲基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、荧蒽-1-基、荧蒽-2-基、荧蒽-3-基、荧蒽-7-基、荧蒽-8-基、苯并(9、10)菲-1-基、苯并(9、10)菲-2-基、芘-1-基、芘-2-基、芘-4-基、1,2-苯并菲-1-基、1,2-苯并菲-2-基、1,2-苯并菲-3-基、1,2-苯并菲-4-基、1,2-苯并菲-5-基、1,2-苯并菲-6-基、萘并萘-1-基、萘并萘-2-基、萘并萘-5-基、二萘嵌苯-1-基、二萘嵌苯-2-基、二萘嵌苯-3-基、并五苯-1-基、并五苯-2-基、并五苯-5-基、并五苯-6-基。
作为苯并咪唑衍生物的具体实例,是1-苯基-2-(4-(10-苯基蒽-9-基)苯基)-1H-苯并[d]咪唑、2-(4-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、2-(3-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、5-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)-1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑、1-(4-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑、2-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、1-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑、5-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)-1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑。
在电子输送层或电子注入层中,也可进一步地含有能够还原形成电子输送层或电子注入层的材料的物质。该还原性物质,只要是具有一定的还原性的物质即可,可使用各种物质,例如,可从由碱金属、碱土类金属、稀土类金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土类金属的氧化物、碱土类金属的卤化物、稀土类金属的氧化物、稀土类金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土类金属的有机络合物及稀土类金属的有机络合物所构成的群组中选择至少一种,适宜地使用。
作为优选的还原性物质,可举出Na(功函数2.36eV)、K(功函数2.28eV)、Rb(功函数2.16eV)或Cs(功函数1.95eV)等的碱金属、或Ca(功函数2.9eV)、Sr(功函数2.0~2.5eV)或Ba(功函数2.52eV)等的碱土类金属,特别优选功函数是2.9eV以下的物质。其中,更优选的还原性物质,是K、Rb或Cs的碱金属,进一步优选的是Rb或Cs,最优选的是Cs。这些的碱金属,特别是还原能力高,通过往形成电子输送层或电子注入层的材料中添加较少的量,就能够获得有机EL元件中的发光辉度的提高或长寿命化。另外,作为功函数是2.9eV以下的还原性物质,也优选将这2种以上的碱金属进行组合使用,特别优选是含有Cs的组合,例如,优选是Cs和Na、Cs和K、Cs和Rb、或Cs和Na和K的组合。通过含有Cs,能够有效地发挥还原能力,通过往形成电子输送层或电子注入层的材料中添加,能够获得有机EL元件中的发光辉度的提高或长寿命化。
<有机电场发光元件中的阴极>
阴极108,具有通过电子注入层107及电子输送层106,向发光层105中注入电子的作用。
作为形成阴极108的材料,只要是能够将电子有效地注入有机层中的物质即可,没有特别的限定,可使用与形成阳极102的材料相同的材料。其中,优选锡、镁、铟、钙、铝、银、铜、镍、铬、金、白金、铁、锌、锂、钠、钾、铯及镁等的金属或其合金(镁-银合金、镁-铟合金、氟化锂/铝等的铝-锂合金等)等。为了提高电子注入效率使元件特性提高,锂、钠、钾、铯、钙、镁或含有这些低功函数金属的合金是有效的。但是,这些的低功函数金属,通常多数在大气中是不稳定的。为了改善该点,例如,已知有在有机层中掺杂微量的锂、铯或镁,使用稳定性高的电极的方法。作为其他的掺杂剂,也可使用氟化锂、氟化铯、氧化锂及氧化铯等的无机盐。但是,并不限定于此。
进一步地,为了进行电极保护,作为优选实例,可举出层叠白金、金、银、铜、铁、锡、铝及铟等的金属、或使用这些金属的合金;以及二氧化硅、二氧化钛及氮化硅等的无机物、聚乙烯基醇、氯化乙烯、烃系高分子化合物等。这些电极的制作方法,可以是电阻加热、电子射线束、溅射、离子镀膜及涂层等,只要能够取得导通即可,没有特别限制。
<可在各层中使用的粘结剂>
以上的空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层及电子注入层中使用的材料,可单独形成各层,但是也可分散在作为高分子粘结剂的聚氯化乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚(N-乙烯基咔唑)、聚甲基丙烯酸甲基酯、聚甲基丙烯酸丁基酯、聚酯、聚砜、聚亚苯基氧化物、聚丁二烯、烃树脂、酮树脂、苯氧树脂、聚酰胺、乙基纤维素、乙酸乙烯基树脂、ABS树脂、聚氨酯树脂等的溶剂可溶性树脂,或酚醛树脂、二甲苯树脂、石油树脂、尿醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂等的固化性树脂等中使用。
<有机电场发光元件的制作方法>
构成有机电场发光元件的各层,通过蒸镀法、电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、溅射、分子层叠法、印刷法、旋转涂布法或浇铸法、涂层法等的方法将构成各层的材料制成薄膜,由此,能够形成。对于如此进行形成的各层的膜厚,没有特别限定,可根据材料的性质进行适宜地设定,但是,通常是2nm~5000nm的范围。膜厚,通常,可通过水晶振动式膜厚测定装置等进行测定。使用蒸镀法进行薄膜化的情形,其蒸镀条件,根据材料的种类、膜的目的的结晶结构及结合结构等的不同而不同。对于蒸镀条件而言,通常,优选是在舟加热温度+50~+400℃、真空度10-6~10-3Pa、蒸镀速度0.01~50nm/秒、基板温度-150~+300℃、膜厚2nm~5μm的范围内进行适当地设定。
接下来,作为制作有机电场发光元件的方法的一个实例,对于由阳极/空穴注入层/空穴输送层/基质材料和掺杂材料构成的发光层/电子输送层/电子注入层/阴极构成的有机电场发光元件的制作方法进行说明。在合适的基板上,通过蒸镀法等形成阳极材料的薄膜,制作阳极,然后,在该阳极上形成空穴注入层及空穴输送层的薄膜。在其上对基质材料和掺杂材料进行共同蒸镀,形成薄膜,制成发光层,在该发光层上形成电子输送层、电子注入层,进而,通过蒸镀法等形成由阴极用物质构成的薄膜,制成阴极,由此,获得目的的有机电场发光元件。另外,在制作上述的有机电场发光元件中,与制作顺序相反,按照阴极、电子注入层、电子输送层、发光层、空穴输送层、空穴注入层、阳极的顺序进行制作也是可能的。
在如此进行获得的有机电场发光元件上施加直流电压的情形,在阳极上施加+、在阴极上施加-的极性即可,施加电压2~40V程度,则能够从透明或半透明的电极侧(阳极或阴极、及两者)观测到发光。另外,该有机电场发光元件,在施加脉冲电流或交流电流的情形时,也发光。另外,施加的交流的波形是任意的即可。
<有机电场发光元件的应用实例>
另外,本发明,能够应用于具有有机电场发光元件的显示装置或具有有机电场发光元件的照明装置等中。
具有有机电场发光元件的显示装置或照明装置,可以是通过连接本实施方式的有机电场发光元件和公知的驱动装置等公知的方法来制造,可适宜使用直流驱动、脉冲驱动、交流驱动等公知的驱动方法进行驱动。
作为显示装置,例如,可举出彩色平板显示器等的面板显示器、挠性彩色有机电场发光(EL)显示器等的挠性显示器等(例如,参照日本特开平10-335066号公报、日本特开2003-321546号公报、日本特开2004-281086号公报等)。另外,作为显示器的显示方式,例如,可举出矩阵和/或扇形方式等。其中,矩阵显示和扇形显示也可共存于同一面板中。
作为矩阵,是指用于显示的像素配置成格子状或马赛克状等的二维结构,通过像素的集合显示文字或画像。像素的形状或尺寸由用途决定。例如,计算机、监视器、电视的画像及文字显示中,通常是使用边长为300μm以下的四方形的像素,另外,如显示面板的大型显示器的情形,使用边长是mm级的像素。单色显示的情形,只要排列相同颜色的像素即可,但是在彩色显示的情形,使红、绿、蓝的像素排列显示。在该情形下,典型的有三角形(デルタタイプ)和条纹型。进而,作为该矩阵的驱动方法,可以是线性顺次驱动方法,也可以是主动(アクテイブ)基质的方法。线性顺次驱动方法在结构简单方面,是有利的,但是在考虑到动作特性的情形时,主动基质的方法是有利的,因此,有必要根据用途进行区分使用。
在扇形方式(タイプ)中,形成图案以显示预先决定的信息,使预先决定的区域发光。例如,可举出数字时钟或温度计中的时刻或温度显示、音响机器或电磁调理器等的动作状态显示及汽车的面板显示等。
作为照明装置,例如,可举出室内照明等的照明装置、液晶显示装置的背光等(例如,参照日本特开2003-257621号公报、日本特开2003-277741号公报、日本特开2004-119211号公报等)。背光,主要是用于提高自身不发光的显示装置的可视性的目的,用于液晶显示装置、时钟、音响装置、汽车面板、显示板及标识等中。特别是,对于液晶显示装置而言,其中,作为以薄型化为课题的计算机用途的背光,以往的实施方式是由荧光灯或导光板构成,因而薄型化困难,使用本实施方式的发光元件的背光具有薄型且轻量的特征。
实施例
下面,根据实施例对本发明进行进一步的详细说明。首先,对于实施例中使用的蒽衍生物的合成实例进行如下说明。
<式(1-6)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800501
<4-(4-(蒽-9-基)苯基)吡啶的合成>
将加入有9-溴代蒽(25.0g)、双频那醇合二硼(27.0g)、Pd(dba)2(1.7g)、三环己基磷化氢(1.6g)、乙酸钾(19.0g)、炭酸钾(14.0g)及环戊基甲基醚(200ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌10小时。暂时冷却至室温,然后,添加4-(4-溴代苯基)吡啶(27.0g)、Pd(PPh3)4(2.2g)及1,2,4-三甲基苯(200ml),在回流温度下,进一步加热搅拌2小时。将反应液冷却至室温,然后,用氯苯提取目的产物。在该氯苯溶液中,为了除去催化剂的金属离子,添加将与目的化合物大约等摩尔的乙二胺四乙酸·四钠盐二水和物溶解至适量的水中而成的溶液(下面,简称为EDTA·4Na水溶液),进行分液。减压蒸去溶剂,用甲醇清洗析出的固体。进而,再次溶解在氯苯中,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,参考“有机化学实验指导(1)物质处理法和分离精制法(有机化学实験のてびき(1)物质取扱法と分離精制法)”株式会社化学同人出版、第94页中记载的方法,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。减压蒸去溶剂,然后,使用甲醇进行清洗,得到4-(4-(蒽-9-基)苯基)吡啶(15.9g)。
<4-(4-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶的合成>
将加入有4-(4-(蒽-9-基)苯基)吡啶(8.0g)、N-溴代琥珀酸酰亚胺(4.5g)、碘(0.06g)及三氯甲烷(500m l)的烧瓶,在室温下搅拌18小时。添加亚硫酸钠水溶液,使反应停止,然后,减压蒸去溶液。将析出的固体用甲醇、然后用水、再然后用甲醇进行清洗,然后,溶解在氯苯中。在该溶液中添加甲醇,使其再沉淀,获得4-(4-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶(9.1g)。
<式(1-6)表示的化合物的合成>
将加入有2-(3-溴代苯基)吡啶(2.8g)、双频那醇合二硼(3.3g)、Pd(dppf)Cl2(0.3g)、乙酸钾(3.5g)及环戊基甲基醚(20m l)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌2小时。暂时冷却至室温,然后,添加4-(4-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶(4.1g)、Pd(dba)2(0.17g)、三环己基磷化氢(0.17g)、磷酸钾(6.4g)、t-丁基醇(1ml)及1,2,4-三甲基苯(50ml),在回流温度下,进一步加热搅拌2小时。将反应液冷却至室温,然后,通过吸滤获取反应液中的固体,用甲醇、然后用水、再然后用甲醇进行清洗。在清洗之后,使用二氧化硅凝胶柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。在减压蒸去溶剂之后,使用氯苯进行重结晶,获得式(1-6)表示的化合物(3.1g)。
通过DSC测定获得的玻璃转化温度(Tg)是115℃;在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.95eV。
另外,通过NMR测定确认了获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.75(m,2H)、8.71(d,1H)、8.25(d,1H)、8.11(m,1H)、7.91(d,2H)、7.71-7.81(m,8H)、7.70(m,2H)、7.63(m,2H)、7.56(d,1H)、7.37(m,4H).
<式(1-11)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800521
<3-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷-2-基)萘-1-基)吡啶的合成>
将加入有3-(4-溴代萘-1-基)吡啶(29.8g)、双频那醇合二硼(5.5g)、Pd(dppf)Cl2(3.2g)、乙酸钾(28.0g)及环戊基甲基醚(60ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌1小时半。暂时冷却至室温,然后,添加甲苯及EDTA·4Na水溶液,进行分液。减压蒸去溶剂,然后,使用活性炭柱色谱(展开液:甲苯)进行纯化,获得3-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷-2-基)萘-1-基)吡啶(30.1g)。
<3-(4-(蒽-9-基)萘-1-基)吡啶的合成>
将加入有3-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷-2-基)萘-1-基)吡啶(5.3g)、9-溴代蒽(4.9g)、Pd(dba)2(0.3g)、三环己基磷化氢(0.3g)、磷酸钾(6.8g)及1,2,4-三甲基苯(30ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌13小时。暂时冷却至室温,然后,添加甲苯及水,进行分液。减压蒸去溶剂,然后,使用二氧化硅凝胶柱色谱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化,获得3-(4-(蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(4.1g)。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。减压蒸去溶剂。
<3-(4-(10-溴代蒽-9-基)萘-1-基)吡啶的合成>
将加入有3-(4-(蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(1.9g)、N-溴代琥珀酸酰亚胺(1.1g)、碘(0.001g)及THF(20ml)的烧瓶,在室温下搅拌18小时。添加硫代硫酸钠水溶液,使反应停止,然后,添加甲苯,进行分液。在减压蒸去溶液之后,使用二氧化硅凝胶短柱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂(容量比=约1/1))进行纯化,获得3-(4-(10-溴代蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(2.2g)。
<3-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷-2-基)苯基)吡啶的合成>
将加入有3-(3-溴代苯基)吡啶(18.0g)、双频那醇合二硼(23.4g)、Pd(dppf)Cl2(1.9g)、乙酸钾(20.5g)及环戊基甲基醚(150ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌1小时。暂时冷却至室温,然后,添加甲苯及EDTA·4Na水溶液,进行分液。减压蒸去溶剂,然后,使用活性炭柱色谱(展开液:甲苯)进行纯化,获得3-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷-2-基)苯基)吡啶(6.5g)。
<式(1-11)表示的化合物的合成>
将加入有3-(3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧代环戊硼烷-2-基)苯基)吡啶(1.4g)、3-(4-(10-溴代蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(1.8g)、Pd(PPh3)4(0.1g)、磷酸钾(1.7g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)、异丙基醇(2ml)及水(2ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌9小时。暂时冷却至室温,然后,添加甲苯及水,进行分液。在减压蒸去溶剂之后,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,目的产物溶出。减压蒸去溶剂之后,使用甲苯进行重结晶,获得式(1-11)表示的化合物(0.3g)。
通过DSC测定获得的玻璃转化温度(Tg)是130℃,在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.97eV。
另外,通过NMR测定确认了所获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=9.00(m,2H)、8.77(dd,1H)、8.62(td,1H)、8.00(m,3H)、7.75-7.85(m,6H)、7.45-7.68(m,7H)、7.25-7.40(m,6H).
<式(1-15)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800541
将加入有3-(3-溴代苯基)吡啶(5.6g)、双频那醇合二硼(6.6g)、Pd(dppf)Cl2(0.6g)、乙酸钾(7.0g)及环戊基甲基醚(40ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌2小时。暂时冷却至室温,然后,添加4-(4-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶(8.0g)、Pd(dba)2(0.34g)、三环己基磷化氢(0.33g)、磷酸钾(12.4g)、t-丁基醇(1ml)及1,2,4-三甲基苯(100ml),在回流温度下,进一步加热搅拌5小时。将反应液冷却至室温,然后,通过吸滤获得反应液中的固体,接下来,使用甲醇,然后用水、再然后用甲醇进行清洗。清洗后,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。减压蒸去溶剂之后,使用氯苯进行重结晶,获得式(1-15)表示的化合物(7.0g)。
通过DSC测定获得的玻璃转化温度(Tg)是111℃,在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.94eV。
另外,通过NMR测定确认了所获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.97(m,1H)、8.76(m,2H)、8.61(dd,1H)、7.98(m,1H)、7.92(d,2H)、7.73-7.82(m,7H)、7.70(m,2H)、7.62(m,2H)、7.56(d,1H)、7.39(m,5H).
<式(1-19)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800551
<4-(3-(蒽-9-基)苯基)吡啶的合成>
将加入有9-溴代蒽(25.0g)、双频那醇合二硼(27.0g)、Pd(dba)2(2.8g)、三环己基磷化氢(2.7g)、乙酸钾(19.0g)、炭酸钾(14.0g)及环戊基甲基醚(200ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌12小时。暂时冷却至室温,然后,添加4-(3-溴代苯基)吡啶(27.0g)、Pd(PPh3)4(3.3g)、t-丁基醇(20ml)及1,2,4-三甲基苯(200ml),在回流温度下,再加热搅拌8小时。将反应液冷却至室温,然后,通过吸滤除去析出的固体,添加EDTA·4Na水溶液进行分液。减压蒸去溶剂,将所获得的油使用二氧化硅凝胶柱色谱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化,获得4-(3-(蒽-9-基)苯基)吡啶(24.6g)。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。
<4-(3-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶的合成>
将加入有4-(3-(蒽-9-基)苯基)吡啶(23.6g)、N-溴代琥珀酸酰亚胺(13.3g)、碘(0.09g)及三氯甲烷(500ml)的烧瓶,在室温下搅拌18小时。添加亚硫酸钠水溶液,进行分液,然后,减压蒸去溶液,将得到的油使用二氧化硅凝胶柱色谱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化,获得4-(3-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶(26.6g)。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。
<式(1-19)表示的化合物的合成>
将加入有2-(4-溴代萘-1-基)吡啶(6.8g)、双频那醇合二硼(6.1g)、Pd(dppf)Cl2(0.6g)、乙酸钾(7.1g)及环戊基甲基醚(50ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌4小时。暂时冷却至室温,然后,添加4-(3-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶(9.0g)、Pd(dba)2(0.38g)、三环己基磷化氢(0.37g)、磷酸钾(12.0g)、t-丁基醇(1ml)及1,2,4-三甲基苯(50ml),在回流温度下,再加热搅拌4小时。将反应液冷却至室温,然后,添加甲苯,通过吸滤除去溶液中的固体,添加EDTA·4Na水溶液,进行分液。减压蒸去溶液,使用二氧化硅凝胶柱色谱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。在通过减压蒸去溶剂所获得的油中添加乙酸乙酯,使其析出,通过吸滤进行获取。进而,为了除去颜色,使用活性炭短柱色谱,获得式(1-19)表示的化合物(6.5g)。
通过DSC测定获得的玻璃转化温度(Tg)是141℃,在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.98eV。
另外,通过NMR测定确认了所获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.89(m,1H)、8.69(t,2H)、8.24(d,1H)、7.94(t d,1H)、7.75-7.90(m,8H)、7.60-7.70(m,4H)、7.56(d,2H)、7.49(m,1H)、7.43(m,1H)、7.36(m,2H)、7.22-7.29(m,3H).
<式(1-24)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800561
将加入有4-(4-溴代苯基)吡啶(5.5g)、双频那醇合二硼(6.4g)、Pd(dppf)Cl2(0.6g)、乙酸钾(6.9g)及环戊基甲基醚(50ml)烧瓶,在回流温度下加热搅拌5小时。暂时冷却至室温,然后,添加4-(3-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶(8.0g)、Pd(dba)2(0.34g)、三环己基磷化氢(0.33g)、磷酸钾(12.4g)、t-丁基醇(1ml)及1,2,4-三甲基苯(50ml),在回流温度下,再加热搅拌4小时。将反应液冷却至室温,然后,添加氯苯及EDTA·4Na水溶液,进行分液。减压蒸去溶液,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。减压蒸去溶剂,然后,再使用氯苯/甲醇进行再沉淀,获得式(1-24)表示的化合物(2.4g)。
通过DSC测定获得的玻璃转化温度(Tg)是119℃,在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.95eV。
另外,通过N M R测定确认了所获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.76(m,2H)、8.68(m,2H)、7.91(d,2H)、7.87(m,1H)、7.80(m,1H)、7.72-7.79(m,5H)、7.70(m,2H)、7.58-7.65(m,5H)、7.38(m,4H).
<式(1-36)表示的蒽衍生物的合成实例>
将加入有3-(4-溴代萘-1-基)吡啶(3.0g)、双频那醇合二硼(3.2g)、Pd(dppf)Cl2(0.3g)、乙酸钾(3.5g)及环戊基甲基醚(20ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌2小时。暂时冷却至室温,然后,添加4-(4-(10-溴代蒽-9-基)苯基)吡啶(3.0g)、Pd(dba)2(0.13g)、三环己基磷化氢(0.12g)、磷酸钾(4.6g)、t-丁基醇(0.5ml)及1,2,4-三甲基苯(50ml),在回流温度下,再次加热搅拌8小时。将反应液冷却至室温,然后,通过吸滤获取反应液中的固体,然后,使用甲醇、再使用水、再然后用甲醇进行清洗。清洗后,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。减压蒸去溶剂后,使用氯苯/甲醇进行再沉淀,获得式(1-36)表示的化合物(1.3g)。
通过DSC测定获得的玻璃转化温度(Tg)是147℃,在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.95eV。
另外,通过NMR测定确认了所获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.97(m,1H)、8.77(m,3H)、8.03(m,1H)、8.00(d,1H)、7.94(t,2H)、7.80(d,2H)、7.66-7.74(m,6H)、7.54(m,3H)、7.48(m,1H)、7.38(m,2H)、7.30(m,4H).
<式(1-27)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800581
<9-(6-甲氧基萘-2-基)蒽的合成>
将加入有9-溴代蒽(200.0g)、(6-甲氧基萘-2-基)硼酸(173.0g)、Pd(dba)2(13.4g)、三环己基磷化氢(13.1g)、磷酸钾(330.0g)、二甲苯(1000ml)、四氢呋喃(300ml)、异丙基醇(300ml)及水(300ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌1.5小时。将反应液冷却至室温,然后添加水、乙酸乙酯,使用带有硅藻土的桐山漏斗进行吸滤。将得到的滤液进行分液,使用EDTA·4Na水溶液、接下来用水清洗有机层。减压蒸去溶剂,使用乙酸乙酯清洗所得到的固体。进而,使用二氧化硅凝胶柱色谱(展开液:氯苯/庚烷混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的氯苯的比率,使目的产物溶出。分级获取目的产物之后,减压蒸去溶剂,获得9-(6-甲氧基萘-2-基)蒽(227.0g)。
<6-(蒽-9-基)萘-2-醇的合成>
将加入有9-(6-甲氧基萘-2-基)蒽(165.0g)、吡啶盐酸盐(285.0g)及1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(165ml)的烧瓶,在175℃下搅拌4小时。将反应液冷却至室温,然后,添加水,进行加热清洗,通过吸滤获取固体。将得到的固体使用甲醇、接下来使用庚烷进行加热清洗,定量获得6-(蒽-9-基)萘-2-醇。
<6-(蒽-9-基)萘-2-基三氟甲磺酸酯的合成>
将加入有6-(蒽-9-基)萘-2-醇(217.0g)及吡啶(500ml)的烧瓶在冰浴下冷却,滴下三氟甲烷磺酸酐(250.0g)。在滴下结束后,在室温下进行过夜搅拌,然后,添加水及氯苯,进行分液。减压蒸去溶剂,然后,使用二氧化硅凝胶柱色谱(氯苯)进行纯化。进而,减压蒸去溶剂,使用庚烷加热清洗所获得的固体,获得6-(蒽-9-基)萘-2-基三氟甲磺酸酯(206.0g)。
<4-(6-(蒽-9-基)萘-2-基)吡啶的合成>
将加入有6-(蒽-9-基)萘-2-基三氟甲磺酸酯(27.0g)、4-吡啶硼酸(8.8g)、Pd(PPh3)4(3.4g)、磷酸钾(25.0g)、二甲苯(150ml)、四氢呋喃(50ml)、异丙基醇(50ml)及水(50ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌3小时半。将反应液冷却至室温,然后,添加水、氯苯,进行分液,使用EDTA·4Na水溶液、接下来使用水清洗有机层。减压蒸去溶剂,使用乙酸乙酯清洗所获得的固体。进一步地,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。分级获取目的产物之后,减压蒸去溶剂,使用温庚烷清洗所获得的固体,获得4-(6-(蒽-9-基)萘-2-基)吡啶(19.0g)。
<4-(6-(10-溴代蒽-9-基)萘-2-基)吡啶的合成>
将加入有4-(6-(蒽-9-基)萘-2-基)吡啶(19.0g)、N-溴代琥珀酸酰亚胺(10.6g)、碘(0.09g)及四氢呋喃(300ml)的烧瓶,在室温下搅拌18小时。添加亚硫酸钠水溶液,进行激烈搅拌之后,减压蒸去四氢呋喃。接下来,通过吸滤,获取固体,使用温水进行清洗。进而,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。分级获取目的产物之后,减压蒸去溶剂,通过吸滤获取析出的结晶,获得4-(6-(10-溴代蒽-9-基)萘-2-基)吡啶(17.1g)。
<(10-(6-(吡啶-4-基)萘-2-基)蒽-9-基)硼酸的合成>
将加入有4-(6-(10-溴代蒽-9-基)萘-2-基)吡啶(10.0g)及四氢呋喃(200ml)的烧瓶在干冰/甲醇浴下冷却至-70℃以下。往其中滴下1.6M的n-丁基锂己烷溶液(15ml),搅拌1小时之后,滴下硼酸三甲基酯(3.6ml)。滴下结束后,将反应液升温至室温,添加1M硫酸,搅拌1小时。减压蒸去溶剂,然后用甲醇清洗析出的固体,获得(10-(6-(吡啶-4-基)萘-2-基)蒽-9-基)硼酸(8.8g)。另外,此处获得的(10-(6-(吡啶-4-基)萘-2-基)蒽-9-基)硼酸的纯度不高,但是不进行进一步的纯化,用于后面的工序中。
<式(1-27)表示的化合物的合成>
将加入有(10-(6-(吡啶-4-基)萘-2-基)蒽-9-基)硼酸(6.6g)、4-(3-溴代苯基)吡啶(4.4g)、Pd(dba)2(0.27g)、三环己基磷化氢(0.26g)、磷酸钾(9.9g)、1,2,4-三甲基苯(50ml)、t-丁基醇(10ml)及水(5ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌3小时。将反应液冷却至室温,然后,添加水及甲苯,进行分液,使用EDTA·4Na水溶液、接下来用水清洗有机层。减压蒸去溶剂后,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。进一步地,使用活性炭柱色谱(展开液:甲苯)进行纯化,减压蒸去溶剂,然后,使用氯苯进行重结晶,获得式(1-27)表示的化合物(1.4g)。
通过DSC测定获得的玻璃转化温度(Tg)是140℃,在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.93eV。
另外,通过NMR测定确认了获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.76(m,2H)、8.69(m,2H)、8.31(s,1H)、8.18(d,1H)、8.05(m,2H)、7.87(d,2H)、7.82(m,1H)、7.71-7.80(m,7H)、7.69(m,1H)、7.61(m,3H)、7.36(m,4H).
<式(1-54)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800611
将加入有(10-(6-(吡啶-4-基)萘-2-基)蒽-9-基)硼酸(2.0g)、4-(4-溴代苯基)吡啶(1.3g)、Pd(dba)2(0.08g)、三环己基磷化氢(0.08g)、磷酸钾(3.0g)、1,2,4-三甲基苯(10ml)、t-丁基醇(2ml)及水(2ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌2小时。将反应液冷却至室温,通过吸滤获取析出的固体,依次使用EDTA·4Na水溶液、水、甲醇清洗所获得的固体。接下来,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯)进行纯化,进而,使用活性炭柱色谱(展开液:氯苯)进行纯化。减压蒸去溶剂之后,使用氯苯进行重结晶,获得式(1-54)表示的化合物(1.5g)。
通过DSC测定,没有观测到玻璃转化温度(Tg),在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.96eV。
另外,通过NMR测定确认了所获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.76(m,4H)、8.31(s,1H)、8.18(d,1H)、8.05(m,2H)、7.92(d,2H)、7.87(dd,1H)、7.63-7.80(m,11H)、7.37(m,4H).
<式(1-42)表示的蒽衍生物的合成实例>
Figure BSA00000566333800621
<9-(4-乙氧基萘-1-基)蒽的合成>
将加入有9-溴代蒽(75.0g)、(4-乙氧基萘-1-基)硼酸(78.0g)、Pd(dba)2(5.0g)、三环己基磷化氢(4.9g)、磷酸钾(124.0g)、1,2,4-三甲基苯(400ml)及t-丁基醇(40ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌4小时。将反应液冷却至室温,通过吸滤获取析出的固体,依次通过EDTA·4Na水溶液、水、甲醇清洗所获得的固体。将固体溶解在加热的氯苯中,通过带有二氧化硅凝胶的桐山漏斗进行吸滤。减压蒸去滤液的溶剂,使用温庚烷清洗所获得的固体,获得9-(4-乙氧基萘-1-基)蒽(87.1g)。
<4-(蒽-9-基)萘-1-醇的合成>
将加入有9-(4-乙氧基萘-1-基)蒽(87.1g)、吡啶盐酸盐(289.0g)及1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(87ml)的烧瓶,在175℃下搅拌16小时。将反应液冷却至室温,使用温水清洗析出的固体,采用吸滤来获取。将得到的固体使用甲醇进行加热清洗,然后,溶解在加热的氯苯中,通过带有二氧化硅凝胶的桐山漏斗进行吸滤。减压蒸去适量滤液,添加庚烷,进行再沉淀,获得4-(蒽-9-基)萘-1-醇(74.3g)。
<4-(蒽-9-基)萘-1-基三氟甲磺酸酯的合成>
将加入有4-(蒽-9-基)萘-1-醇(74.0g)及吡啶(500ml)的烧瓶在冰浴下冷却,滴下三氟甲烷磺酸酐(98.0g)。滴下结束后,在室温下搅拌1小时,然后,添加水,通过吸滤获取析出的固体。使用甲醇清洗获得的固体,溶解在甲苯中,使用带有二氧化硅凝胶的桐山漏斗进行吸滤。减压蒸去滤液之后,使用庚烷进行重结晶,获得4-(蒽-9-基)萘-1-基三氟甲磺酸酯(100.2g)。
<4-(4-(蒽-9-基)萘-1-基)吡啶的合成>
将加入有4-(蒽-9-基)萘-1-基三氟甲磺酸酯(27.0g)、4-吡啶硼酸(8.8g)、Pd(PPh3)4(1.4g)、磷酸钾(25.0g)、二甲苯(200ml)、异丙基醇(50ml)及水(25ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌2小时。将反应液冷却至室温,然后,添加水、甲苯进行分液,使用EDTA·4Na水溶液、接下来使用水清洗有机层。减压蒸去溶剂,将得到的固体使用活性氧化铝柱色谱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化,获得4-(4-(蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(19.9g)。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。
<4-(4-(10-溴代蒽-9-基)萘-1-基)吡啶的合成>
将加入有4-(4-(蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(19.9g)、N-溴代琥珀酸酰亚胺(11.1g)、碘(0.07g)及四氢呋喃(300ml)的烧瓶,在室温下搅拌18小时。添加亚硫酸钠水溶液,进行激烈搅拌之后,添加水及乙酸乙酯,进行分液。减压蒸去溶剂,将得到的固体使用活性氧化铝柱色谱(展开液:甲苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。分级获取目的产物之后,减压蒸去溶剂,在所获得的油状成分中添加庚烷,进行再沉淀,获得4-(4-(10-溴代蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(22.2g)。
<(10-(4-(吡啶-4-基)萘-1-基)蒽-9-基)硼酸的合成>
将加入有4-(4-(10-溴代蒽-9-基)萘-1-基)吡啶(22.0g)及四氢呋喃(200ml)的烧瓶使用干冰/甲醇浴冷却至-70℃以下。往其中滴下1.6M的n-丁基锂己烷溶液(33ml),搅拌1小时之后,滴下硼酸三甲基酯(6.4ml)。滴下结束后,将反应液升温至室温,添加1M硫酸搅拌1小时。减压蒸去溶剂,使用甲醇清洗析出的固体,获得(10-(4-(吡啶-4-基)萘-1-基)蒽-9-基)硼酸(18.0g)。此处获得的(10-(4-(吡啶-4-基)萘-1-基)蒽-9-基)硼酸的纯度不高,但是不进行进一步的纯化,用于后面的工序。
<式(1-42)表示的化合物的合成>
将加入有(10-(4-(吡啶-4-基)萘-1-基)蒽-9-基)硼酸(9.0g)、4-(4-溴代苯基)吡啶(5.7g)、Pd(dba)2(0.35g)、三环己基磷化氢(0.34g)、磷酸钾(8.7g)、1,2,4-三甲基苯(100ml)、t-丁基醇(25ml)及四氢呋喃(50ml)的烧瓶,在回流温度下加热搅拌1小时。将反应液冷却至室温,然后,添加水,通过吸滤获得析出的固体。将得到的固体使用EDTA·4Na水溶液、接下来使用水进行清洗。接下来,使用甲醇、接下来使用乙酸乙酯进行清洗,然后,使用活性氧化铝柱色谱(展开液:氯苯/乙酸乙酯混合溶剂)进行纯化。此时,缓慢增加展开液中的乙酸乙酯的比率,使目的产物溶出。减压蒸去适量溶剂,然后,添加乙酸乙酯,进行再沉淀,获得式(1-42)表示的化合物(6.3g)。
通过DSC测定,观测不到玻璃转化温度(Tg),在吸收波谱的吸收端划上切线,估计出的能带宽度是2.96eV。
另外,通过NMR测定确认了所获得的蒽衍生物的结构。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.83(d,2H)、8.77(d,2H)、8.03(d,1H)、7.94(t,2H)、7.80(d,2H)、7.62-7.75(m,8H)、7.50(d,2H)、7.48(m,1H)、7.38(t,2H)、7.29(m,4H).
通过适当变更原料化合物,按照上述的合成实例中使用的方法,能够合成本发明的其他的蒽衍生物。
合成的各化合物的能带宽度示于下述表1。
表1
Figure BSA00000566333800641
对于能带宽度的测定方法而言,首先,使用蒸镀机制作薄膜,使用紫外-可见吸光度计测定该薄膜的吸收曲线,然后,在该吸收曲线的短波长侧的上升处划切线,将求得的交点的波长代入下式,由此,能够求出能带宽度。
能带宽度=1240÷交点的波长(nm)
例如,划切线求得的值是420nm的情形下,此时的能带宽度值通过以下的方式计算。
能带宽度=1240÷420=2.95(eV)
另一方面,在日本特开2009-173642号公报中公开的各化合物(作为代表例,下面,例示式(1-6)的化合物)的能带宽度比2.90eV小,可知在蓝色发光元件中,本发明的化合物更具有优异的激励子的约束效果。
Figure BSA00000566333800651
下面,为了对本发明进行更详尽的说明,示出了各实施例,但是本发明并不限定于此。
制作实施例1~9及比较例1~4的电场发光元件,分别测定定电流驱动实验中的驱动开始电压(V)、采用得到2000cd/m2的辉度的电流密度进行定电流驱动时辉度保持在初期辉度90%以上的时间(小时)。下面,对实施例及比较例进行详细的说明。
制作的实施例1~9及比较例1~4的电场发光元件中的各层的材料构成示于下述表2中。另外,在所有的实施例及比较例中,阴极是使用喹啉酚锂(Liq)/(镁+银)构成。
表2
Figure BSA00000566333800661
在表2中,“HI”是N4,N 4’-二苯基-N4,N 4’-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1’-联苯基]-4,4’-二胺;“NPD”是N,N’-二苯基-N,N’-二萘基-4,4’-二氨基联苯基;化合物(A)是9-苯基-10-(4-苯基萘-1-基)蒽;化合物(B)是N5,N5,N9,N9-7,7-六苯基-7H-苯并〔C〕芴-5,9-二胺;化合物(C)是9,10-二([2,2’-联吡啶]-5-基)蒽;化合物(D)是9,10-双(4-(吡啶-4-基)萘-1-基)蒽;化合物(E)是9,10-双(4-(吡啶-4-基)苯基)蒽;化合物(F)是9,10-双(4-(吡啶-2-基)萘-1-基)蒽;“Liq”是8-喹啉酚锂。下面,示出其化学结构。
Figure BSA00000566333800671
<实施例1>
将通过溅射制备的180nm厚的ITO膜研磨至150nm,将26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板((株)オプトサイエンス制造)作为透明支撑基板。将该透明支撑基板固定在市售的蒸镀装置(真空机工(株)制造)的基板座(ホルダ一)上,安装上加入有HI的钼制蒸镀用舟、加入有NPD的钼制蒸镀用舟、加入化合物(A)的钼制蒸镀用舟、加入化合物(B)的钼制蒸镀用舟、加入本申请的发明的化合物(1-6)的钼制蒸镀用舟、加入喹啉酚锂(Liq)的钼制蒸镀用舟、加入镁的钼舟以及加入银的钨制蒸镀用舟。
在透明支撑基板的ITO膜上依次形成下述各层。将真空槽减压至5×10-4Pa,首先,加热加入有HI的蒸镀用舟进行蒸镀,使膜厚40nm,形成空穴注入层,接下来,加热加入有NPD的蒸镀用舟进行蒸镀,使膜厚30nm,形成空穴输送层。接下来,同时加热加入有化合物(A)的蒸镀用舟和加入有化合物(B)的蒸镀用舟进行蒸镀,使膜厚35nm,形成发光层。调节蒸镀速度,使化合物(A)和化合物(B)的重量比为约95比5。接下来,加热加入有化合物(1-6)的蒸镀用舟进行蒸镀,使膜厚15nm,形成电子输送层。各层的蒸镀速度是0.01~1nm/秒。
然后,加热加入有喹啉酚锂(Liq)的蒸镀用舟以0.01~0.1nm/秒的蒸镀速度进行蒸镀,使膜厚1nm。接下来,同时加热加入有镁的舟和加入有银的舟进行蒸镀,使膜厚100nm,形成阴极。此时,调节蒸镀速度,使镁和银的原子数比是10比1,使蒸镀速度为0.1nm至10nm,形成阴极,获得有机电场发光元件。
使ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,施加直流电压,获得波长约460nm的蓝色发光。另外,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.24V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是69小时。
<实施例2>
除了使用化合物(1-11)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.20V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是11小时。
<实施例3>
除了使用化合物(1-15)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.25V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是70小时。
<实施例4>
除了使用化合物(1-19)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.12V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是37小时。
<实施例5>
除了使用化合物(1-24)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.61V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是115小时。
<实施例6>
除了使用化合物(1-36)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.16V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是13小时。
<实施例7>
除了使用化合物(1-27)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是6.13V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是66小时。
<实施例8>
除了使用化合物(1-54)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.69V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是45小时。
<实施例9>
除了使用化合物(1-42)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.51V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是43小时。
<比较例1>
除了使用化合物(C)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.07V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是5小时。
<比较例2>
除了使用化合物(D)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.17V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是7小时。
<比较例3>
除了使用化合物(E)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.17V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是8小时。
<比较例4>
除了使用化合物(F)替代化合物(1-6)以外,与实施例1同样地进行,获得有机EL元件。将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极,通过能够获得初期辉度2000cd/m2的电流密度,实施定电流驱动实验。其结果是,驱动开始电压是5.09V,保持初期辉度的90%(1800cd/m2)以上的辉度的时间是10小时。
下述表3中集中示出了上述的实施例1~9、比较例1~4的电场发光元件的实验结果。
表3
工业实用性
根据本发明的优选的方式,能够提供,特别是使发光元件的寿命提高,并且与驱动电压的平衡性也优异的有机电场发光元件,以及具有该有机电场发光元件的显示装置及具有该有机电场发光元件的照明装置等。

Claims (20)

1.一种蒽衍生物,其通过下述式(1)表示,
上述式(1)中,R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数3~6的环烷基、或者取代或未取代的碳原子数6~20的芳基;A及B分别独立地表示下述式(Py-1)~式(Py-12)中的任一者表示的基团,其中,A和B不是相同的结构,
Figure FSA00000566333700012
2.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢;A及B分别独立地表示上述式(Py-1)~式(Py-12)中的任一者表示的基团,其中,A和B不是相同的结构。
3.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢;A及B中的一者是上述式(Py-1)~式(Py-9)中的任一者表示的基团,另一者是上述式(Py-1)~式(Py-12)中的任一者表示的基团,其中,A和B不是相同的结构。
4.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢;A及B中的一者是上述式(Py-1)~式(Py-3)中的任一者表示的基团,另一者是上述式(Py-4)~式(Py-12)中的任一者表示的基团。
5.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,上述式(1)中,R1、R2、R3及R4是氢;A及B中的一者是上述式(Py-4)~式(Py-9)中的任一者表示的基团,另一者是上述式(Py-7)~式(Py-12)中的任一者表示的基团。
6.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-6)表示,
Figure FSA00000566333700021
7.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-11)表示,
Figure FSA00000566333700022
8.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-15)表示,
Figure FSA00000566333700031
9.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-19)表示,
Figure FSA00000566333700032
10.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-24)表示,
Figure FSA00000566333700033
11.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-36)表示,
Figure FSA00000566333700034
12.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-27)表示,
Figure FSA00000566333700041
13.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-42)表示,
Figure FSA00000566333700042
14.如权利要求1所述的蒽衍生物,其中,通过下述式(1-54)表示,
15.一种电子输送材料,其中,含有权利要求1~14中任一项所述的蒽衍生物。
16.一种有机电场发光元件,其中,具有由阳极及阴极构成的一对电极、在该一对电极之间配置的发光层、在前述阴极和该发光层之间配置的含有权利要求15所述的电子输送材料的电子输送层和/或电子注入层。
17.如权利要求16所述的有机电场发光元件,其中,前述电子输送层和电子注入层中的至少一者,还含有选自由喹啉酚系金属络合物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物、硼烷衍生物及苯并咪唑衍生物所构成的群组中的至少一者。
18.如权利要求16或17所述的有机电场发光元件,其中,前述电子输送层和电子注入层中的至少一者,还含有选自由碱金属、碱土类金属、稀土类金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土类金属的氧化物、碱土类金属的卤化物、稀土类金属的氧化物、稀土类金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土类金属的有机络合物及稀土类金属的有机络合物所构成的群组中的至少一者。
19.一种显示装置,其中,具有权利要求16~18中的任一项所述的有机电场发光元件。
20.一种照明装置,其中,具有权利要求16~18中的任一项所述的有机电场发光元件。
CN2011102520473A 2010-08-26 2011-08-26 蒽衍生物及使用该蒽衍生物的有机电场发光元件 Pending CN102382042A (zh)

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