CN107112427B - 有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机EL器件,其依次至少包括阳极、空穴注入层、第一空穴输送层、第二空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极,并且所述有机EL器件的特征在于,第二空穴输送层包含具有特定结构的芳基胺化合物,并且电子输送层包含具有特定结构的嘧啶衍生物。该有机EL器件具有高效率、低驱动电压和更长的寿命。

Description

有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件,并且更具体地涉及使用特定的芳基胺化合物和特定的嘧啶衍生物的有机电致发光器件(以下,简称为"有机EL器件")。
背景技术
有机EL器件为发光器件,并且比液晶器件更亮,可视性更好,并且能够更清楚地显示。因此,已经对有机EL器件进行了积极的研究。
1987年,Eastman Kodak公司的C.W.Tang等人开发了在不同材料之中分担各种发光功能的层压结构器件,从而赋予有机EL器件实际的适用性。开发的有机EL器件通过层压能够输送电子的荧光体的层和能够输送空穴的有机物质的层而构成。作为将正电荷和负电荷注入荧光体的层中以进行发光的结果,可以在10V以下的电压下得到1,000cd/m2以上的高亮度(参见专利文献1和专利文献2)。
迄今为止,已经做出了很多改进从而将有机EL器件实用化。例如,通常已知的是,通过进一步细分层压结构的各层的功能并且在基板上设置阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层和阴极来实现高效率和耐久性。
为了进一步提高发光效率,已经尝试利用三重态激子,并且已经研究磷光发光性化合物的利用。此外,已经开发了利用通过热激活延迟荧光(TADF)的发光的器件。在2011年,来自九州大学的Adachi等人利用使用热激活延迟荧光材料的器件实现了5.3%的外量子效率。
发光层也可以通过用荧光性化合物、磷光发光性化合物或放射延迟荧光的材料掺杂通常称为主体材料的电荷输送性化合物来制备。有机EL器件中的有机材料的选择极大地影响器件的特性,如效率和耐久性。
对于有机EL器件,从两个电极注入的电荷在发光层中再结合以产生发光,并且如何有效地使空穴和电子的电荷通过发光层是重要的,并且需要显示优异的载流子平衡的器件。此外,通过提高空穴注入性或提高电子阻挡性,即,阻挡从阴极注入的电子的性质来增加空穴和电子再结合的概率。此外,发光层内生成的激子被限制。通过这样做,可以获得高发光效率。因此,空穴输送材料的作用是重要的,并且产生对具有高空穴注入性、高空穴迁移率、高电子阻挡性和对电子的高耐久性的空穴输送材料的要求。
从器件的寿命的观点,材料的耐热性和非晶性也是重要的。具有低的耐热性的材料即使在通过器件驱动期间产生的热的低温下也热分解,并且材料劣化。在具有低的非晶性的材料的情况下,即使在短时间内也发生薄膜的结晶,并且器件劣化。因此,要求使用的材料具有高的耐热性和良好的非晶性。
作为迄今用于有机EL器件的空穴输送材料,已知N,N'-二苯基-N,N'-二(α-萘基)联苯胺(NPD)和各种芳香族胺衍生物(参见专利文献1和专利文献2)。NPD具有良好的空穴输送能力,但作为耐热性指标的玻璃化转变点(Tg)低至96℃,并且在高温条件下,由于结晶使得器件特性劣化。
此外,在专利文献1和2中记载的芳香族胺衍生物中,也有具有10-3cm2/Vs以上的优异的空穴迁移率的化合物,但是由于电子阻挡性不充分,一些电子通过发光层,并且不能期待发光效率的提高。由此,需要具有更高的电子阻挡性、更高的薄膜形式稳定性并且具有高的耐热性的材料,以实现更高的效率。
此外,专利文献3也已经报道了具有高耐久性的芳香族胺衍生物。然而,专利文献3中记载的芳香族胺衍生物用作电子照相感光体用的电荷输送材料,并且没有应用于有机EL器件的实例。
作为具有改进的特性如耐热性和空穴注入性的化合物,已经提出了具有取代的咔唑结构的芳基胺化合物(参见专利文献4和专利文献5)。尽管对于空穴注入层或空穴输送层使用这些化合物的器件的耐热性和发光效率等得到了改善,但结果仍不充分,并且需要驱动电压进一步降低和发光效率进一步提高。
因此,期望通过组合具有优异的空穴注入-输送性能、电子注入-输送性能、薄膜的稳定性或耐久性等的材料来提高器件制造的产量并且改善有机EL器件的器件特性,例如,实现其中空穴和电子可以以高效率再结合并且具有高发光效率、低驱动电压和长寿命的器件。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开No.H8-048656
专利文献2:日本专利No.3194657
专利文献3:日本专利No.4943840
专利文献4:日本专利申请公开No.2006-151979
专利文献5:WO 2008/62636
专利文献6:WO 2011/059000
专利文献7:WO 2003/060956
专利文献8:日本专利申请公开No.H7-126615
专利文献9:日本专利申请公开No.2005-108804
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是通过组合具有优异的空穴注入-输送性能和电子注入-输送性能、电子阻挡能力、和薄膜状态的稳定性、或耐久性等的有机EL器件用的各种材料从而有效地显示各材料的特性而提供一种有机EL器件,其具有:(1)高发光效率和高电力效率,(2)低发光开始电压,(3)低实用驱动电压,和(4)特别长的寿命。
用于解决问题的方案
本发明的发明人注意到,芳基胺系材料具有优异的空穴注入-输送能力和薄膜的稳定性以及耐久性。本发明人还注意到,嘧啶衍生物具有优异的电子注入-输送能力和薄膜的稳定性以及耐久性。
本发明的发明人发现,当空穴输送层具有两层构造并且选择具有特定结构的芳基胺化合物作为与发光层相邻的空穴输送层(第二空穴输送层)的材料时,空穴可以有效地注入并输送至发光层。此外,发现当选择具有特定结构的嘧啶衍生物作为电子输送层的材料时,电子可以有效地注入并输送至发光层。
将此类芳基胺化合物和嘧啶衍生物的组合进一步与各种材料组合,以检验具有精细化的载流子平衡的材料的组合,并且深入地评价器件的特性。结果,本发明人完成了本发明。
根据本发明,提供一种有机电致发光器件,其依次至少具有阳极、空穴注入层、第一空穴输送层、第二空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极,其中
第二空穴输送层包含由以下通式(1)表示的芳基胺化合物,和
电子输送层包含由以下通式(2)表示的嘧啶衍生物。
在该式中,
Ar1-Ar4各自表示芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团,和
n表示2-4的整数。
在该式中,
Ar5表示芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团,
Ar6和Ar7各自表示氢原子、芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团,Ar6和Ar7不可以同时各自为氢原子,和
A表示由以下结构式(3)表示的单价基团。
在该式中,
Ar8表示芳香族杂环基,
R1-R4各自表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1-6个碳原子的烷基、芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团,并且R1-R4可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子结合至Ar8以形成环。
在本发明的有机电致发光器件(有机EL器件)中,优选的是:
(1)第一空穴输送层包含在分子中具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接;
(2)具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物为由以下通式(4)表示的在分子中具有4个三芳基胺结构的三芳基胺化合物:
其中
r5、r6、r9、r12、r15和r16各自表示0-5的整数;
r7、r8、r10、r11、r13和r14各自表示0-4的整数;
R5-R16各自表示氘原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团或芳氧基;当这些基团中的多个结合至同一苯环时,多个结合基团可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环;和
L1-L3各自表示单键或由任意的以下结构式(B)-(G)表示的二价基团:
其中
n1表示1-3的整数,
(3)第一空穴输送层包含在分子中具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接;
(4)具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物由以下通式(5)表示:
其中
r17、r18、r21和r22各自表示0-5的整数;
r19和r20各自表示0-4的整数;
R17-R22各自表示氘原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团、或芳氧基;当这些基团中的多个结合至同一苯环时,多个结合基团可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环;
L4表示单键或由任意的以下结构式(C)-(G)表示的二价基团;
(5)电子输送层中包含的嘧啶衍生物由以下通式(2a)表示:
其中,Ar5-Ar7和A如通式(2)中所定义;
(6)电子输送层中包含的嘧啶衍生物由以下通式(2b)表示:
其中,Ar5-Ar7和A如通式(2)中所定义;
(7)在通式(2)中,A为由以下结构式(3a)表示的单价基团:
其中,Ar8和R1-R4如结构式(3)中所定义;
(8)发光层包含蓝色发光性掺杂剂;
(9)蓝色发光性掺杂剂为芘衍生物;
(10)发光层包含蒽衍生物;和
(11)发光层包含蒽衍生物作为主体材料。
发明的效果
本发明中,为了能够使空穴和电子的注入和输送有效进行,空穴输送层设置有两层构造,并且考虑到载流子平衡,将具有特定结构的芳基胺化合物和具有特定结构的嘧啶衍生物组合。结果,可以实现其中空穴和电子能够以良好的效率注入和输送至发光层,并且具有高效率、低驱动电压和长寿命的有机EL器件。
此外,作为第一空穴输送层的材料的具有特定结构的三芳基胺化合物与上述材料的组合,即,选择具有进一步精细化的载流子平衡的材料的组合而组合。结果,可以实现其中空穴能够以更良好的效率注入和输送至发光层并且具有高效率、低驱动电压和较长寿命的有机EL器件。因此,在本发明的情况下,可以提供不仅具有比常规的有机EL器件高的发光效率和比常规的有机EL器件低的驱动电压、而且在耐久性方面特别优异的有机EL器件。
附图说明
[图1]图1为示出器件实施例1-6和器件比较例1-4的有机EL器件的构造的图。
[图2]图2为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-1)至(1-4)的结构式的图。
[图3]图3为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-5)至(1-8)的结构式的图。
[图4]图4为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-9)至(1-12)的结构式的图。
[图5]图5为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-13)至(1-17)的结构式的图。
[图6]图6为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-18)至(1-21)的结构式的图。
[图7]图7为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-22)至(1-25)的结构式的图。
[图8]图8为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-26)至(1-29)的结构式的图。
[图9]图9为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-30)至(1-32)的结构式的图。
[图10]图10为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-33)至(1-36)的结构式的图。
[图11]图11为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-37)至(1-40)的结构式的图。
[图12]图12为示出通式(1)的芳基胺化合物中的化合物(1-41)至(1-44)的结构式的图。
[图13]图13为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-1)至(2-5)的结构式的图。
[图14]图14为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-6)至(2-9)的结构式的图。
[图15]图15为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-10)至(2-13)的结构式的图。
[图16]图16为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-14)至(2-17)的结构式的图。
[图17]图17为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-18)至(2-21)的结构式的图。
[图18]图18为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-22)至(2-25)的结构式的图。
[图19]图19为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-26)至(2-29)的结构式的图。
[图20]图20为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-30)至(2-33)的结构式的图。
[图21]图21为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-34)至(2-37)的结构式的图。
[图22]图22为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-38)至(2-41)的结构式的图。
[图23]图23为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-42)至(2-45)的结构式的图。
[图24]图24为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-46)至(2-49)的结构式的图。
[图25]图25为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-50)至(2-53)的结构式的图。
[图26]图26为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-54)至(2-57)的结构式的图。
[图27]图27为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-58)至(2-61)的结构式的图。
[图28]图28为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-62)至(2-65)的结构式的图。
[图29]图29为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-66)至(2-69)的结构式的图。
[图30]图30为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-70)至(2-73)的结构式的图。
[图31]图31为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-74)至(2-76)的结构式的图。
[图32]图32为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-77)至(2-79)的结构式的图。
[图33]图33为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-80)至(2-82)的结构式的图。
[图34]图34为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-83)至(2-85)的结构式的图。
[图35]图35为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-86)至(2-88)的结构式的图。
[图36]图36为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-89)至(2-91)的结构式的图。
[图37]图37为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-92)至(2-94)的结构式的图。
[图38]图38为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-95)至(2-97)的结构式的图。
[图39]图39为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-98)至(2-100)的结构式的图。
[图40]图40为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-101)至(2-104)的结构式的图。
[图41]图41为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-105)至(2-107)的结构式的图。
[图42]图42为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-108)至(2-110)的结构式的图。
[图43]图43为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-111)至(2-113)的结构式的图。
[图44]图44为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-114)至(2-116)的结构式的图。
[图45]图45为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-117)至(2-119)的结构式的图。
[图46]图46为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-120)至(2-122)的结构式的图。
[图47]图47为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-123)至(2-126)的结构式的图。
[图48]图48为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-127)至(2-129)的结构式的图。
[图49]图49为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-130)至(2-133)的结构式的图。
[图50]图50为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-134)至(2-137)的结构式的图。
[图51]图51为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-138)至(2-140)的结构式的图。
[图52]图52为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-141)至(2-143)的结构式的图。
[图53]图53为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-144)至(2-147)的结构式的图。
[图54]图54为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-148)至(2-150)的结构式的图。
[图55]图55为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-151)至(2-154)的结构式的图。
[图56]图56为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-155)至(2-157)的结构式的图。
[图57]图57为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-158)至(2-161)的结构式的图。
[图58]图58为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-162)至(2-165)的结构式的图。
[图59]图59为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-166)至(2-168)的结构式的图。
[图60]图60为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-169)至(2-172)的结构式的图。
[图61]图61为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-173)至(2-176)的结构式的图。
[图62]图62为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-177)至(2-180)的结构式的图。
[图63]图63为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-181)至(2-184)的结构式的图。
[图64]图64为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-185)至(2-188)的结构式的图。
[图65]图65为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-189)至(2-192)的结构式的图。
[图66]图66为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-193)至(2-196)的结构式的图。
[图67]图67为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-197)至(2-200)的结构式的图。
[图68]图68为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-201)至(2-204)的结构式的图。
[图69]图69为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-205)至(2-208)的结构式的图。
[图70]图70为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-209)至(2-212)的结构式的图。
[图71]图71为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-213)至(2-216)的结构式的图。
[图72]图72为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-217)至(2-220)的结构式的图。
[图73]图73为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-221)至(2-223)的结构式的图。
[图74]图74为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-224)至(2-227)的结构式的图。
[图75]图75为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-228)至(2-231)的结构式的图。
[图76]图76为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-232)至(2-235)的结构式的图。
[图77]图77为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-236)至(2-239)的结构式的图。
[图78]图78为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-240)至(2-243)的结构式的图。
[图79]图79为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-244)至(2-247)的结构式的图。
[图80]图80为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-248)至(2-252)的结构式的图。
[图81]图81为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-253)至(2-256)的结构式的图。
[图82]图82为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-257)至(2-260)的结构式的图。
[图83]图83为示出通式(2)的嘧啶衍生物中的化合物(2-261)至(2-264)的结构式的图。
[图84]图84为示出通式(4)的三芳基胺化合物中的化合物(4-1)至(4-4)的结构式的图。
[图85]图85为示出通式(4)的三芳基胺化合物中的化合物(4-5)至(4-7)的结构式的图。
[图86]图86为示出通式(4)的三芳基胺化合物中的化合物(4-8)至(4-11)的结构式的图。
[图87]图87为示出通式(4)的三芳基胺化合物中的化合物(4-12)至(4-15)的结构式的图。
[图88]图88为示出通式(4)的三芳基胺化合物中的化合物(4-16)和(4-17)的结构式的图。
[图89]图89为示出除了通式(4)化合物以外的三芳基胺化合物中的化合物(4'-1)和(4'-2)的结构式的图。
[图90]图90为示出通式(5)的三芳基胺化合物中的(5-1)至(5-4)的结构式的图。
[图91]图91为示出通式(5)的三芳基胺化合物中的(5-5)至(5-7)的结构式的图。
[图92]图92为示出通式(5)的三芳基胺化合物中的(5-8)至(5-10)的结构式的图。
[图93]图93为示出通式(5)的三芳基胺化合物中的(5-11)至(5-14)的结构式的图。
[图94]图94为示出通式(5)的三芳基胺化合物中的(5-15)至(5-18)的结构式的图。
[图95]图95为示出通式(5)的三芳基胺化合物中的(5-19)至(5-22)的结构式的图。
[图96]图96为示出通式(5)的三芳基胺化合物中的(5-23)的结构式的图。
[图97]图97为示出除了通式(5)化合物以外的三芳基胺化合物中的(5'-1)和(5'-2)的结构式的图。
具体实施方式
本发明的有机EL器件具有其中在如玻璃基板或塑料基板(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯基板)等透明基板上依次至少形成阳极、空穴注入层、第一空穴输送层、第二空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极的基本结构。层结构可以为各种形式,条件是,其具有此类基本结构。例如,电子阻挡层可以设置在第二空穴输送层与发光层之间,空穴阻挡层可以设置在发光层与电子输送层之间,或者电子注入层可以设置在电子输送层与阴极之间。此外,一些有机层可以省略或结合在一起。例如,可以使用其中电子注入层和电子输送层结合在一起的构造。图1示出后述器件实施例中采用的层结构。在该实例中,在透明基板1上依次形成阳极2、空穴注入层3、第一空穴输送层4、第二空穴输送层5、发光层6、电子输送层7、电子注入层8和阴极9。
本发明的有机EL器件的重要特征在于,在上述各层中,第二空穴输送层5包含由通式(1)表示的芳基胺化合物和电子输送层7包含由通式(2)表示的嘧啶衍生物。下文将描述由通式(1)表示的芳基胺化合物和由通式(2)表示的嘧啶衍生物。
由通式(1)表示的芳基胺化合物;
如从后述实施例也可以理解的,此类芳基胺化合物具有高玻璃化转变点Tg(例如,100℃以上),因此其薄膜状态稳定并且耐热性优异。此外,与通常的空穴输送材料的功函数(约5.4eV)相比,此类芳基胺化合物具有高的功函数。因此,此类芳基胺化合物在空穴输送性方面优异并且具有大的空穴迁移率和良好的空穴注入特性。此外,此类芳基胺化合物在电子阻挡性方面优异。
通式(1)中,n表示2-4的整数。从空穴输送能力的观点,2或3的整数是优选的。
Ar1-Ar4各自表示芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团。
由Ar1-Ar4表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团的具体实例包括苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基(fluoranthenyl group)、[9,10]苯并菲基(triphenylenyl group)、吡啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基和咔啉基(carbolinyl)等。优选的是,Ar1-Ar4彼此独立存在,但是Ar1和Ar2、或Ar3和Ar4可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环。
由Ar1-Ar4表示的优选的芳香族杂环基包括含硫芳香族杂环基,例如,噻吩基、苯并噻吩基、苯并噻唑基和二苯并噻吩基;含氧芳香族杂环基,例如,呋喃基、吡咯基、苯并呋喃基、苯并噁唑基和二苯并呋喃基;或具有选自示例的芳香族烃基和稠合多环芳香族基团的取代基的N-取代的咔唑基。
芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团可以具有取代基。所述取代基的具体实例除了氘原子、氰基和硝基以外,包括以下基团。
卤素原子,例如,氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;
具有1-6个碳原子的烷基,例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基和正己基;
具有1-6个碳原子的烷氧基,例如,甲氧基、乙氧基和丙氧基;
烯基,例如,乙烯基和烯丙基;
芳氧基,例如,苯氧基和甲苯氧基;
芳基烷氧基,例如,苄氧基和苯乙氧基;
芳香族烃基或稠合多环芳香族基团,例如,苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基和[9,10]苯并菲基;
芳香族杂环基,例如,吡啶基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基和咔啉基;
芳基乙烯基,例如,苯乙烯基和萘乙烯基;和
酰基,例如,乙酰基和苯甲酰基;
此外,具有1-6个碳原子的烷基和具有1-6个碳原子的烷氧基可以为直链或者支链的。上述取代基可以进一步具有上文中示例的取代基。此外,上述取代基可以彼此独立存在,或者可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环。
由通式(1)表示的芳基胺化合物可以通过如Suzuki偶联等公知的方法来合成。
生产的芳基胺化合物通过例如,柱色谱纯化,用硅胶、活性炭和活性粘土等的吸附纯化,或者用溶剂重结晶或结晶来纯化,并且最后通过升华纯化等纯化。化合物的识别可以通过NMR分析来进行。
玻璃化转变点(Tg)和功函数可以作为物理性质值来测量。玻璃化转变点(Tg)为薄膜状态稳定性的指标。玻璃化转变点(Tg)可以通过使用粉末用高灵敏度差示扫描热量计(DSC3100S,由Bruker AXS K.K.制造)来求得。
功函数为空穴输送性的指标。功函数可以通过在ITO基板上制作100nm薄膜、用电离电位测量装置(PYS-202,由Sumitomo Heavy Industries,Ltd.制造)来求得。
作为Ar1-Ar4,芳香族烃基、含氧芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团是优选的,并且苯基、联苯基、三联苯基、萘基、菲基、芴基或二苯并呋喃基是更优选的。
优选的是,Ar1和Ar2为不同的基团或者Ar3和Ar4为不同的基团,并且更优选的是,Ar1和Ar2为不同的基团且Ar3和Ar4为不同的基团。
从影响器件寿命的薄膜的稳定性的观点,优选的是,通式(1)中的亚苯基的结合模式为1,2-结合或1,3-结合与1,4-结合的混合,而不是仅1,4-结合。以下示出其中4个(n为2)、5个(n为3)或6个(n为4)亚苯基彼此连接并且亚苯基的连接不是直线的芳基胺衍生物的实例。
1,1':3',1”:3”,1”'-四联苯基二胺
1,1':3',1”:2”,1”':3”',1””-扭结苯基二胺(kinkphenyldiamine)
1,1':3',1”:3”,1”':3”',1””-扭结苯基二胺
1,1':2',1”:2”,1”'-四联苯基二胺
1,1':3',1”:4”,1”'-四联苯基二胺
1,1':4',1”:2”,1”':4”',1””-扭结苯基二胺
1,1':2',1”:3”,1”':2”',1””-扭结苯基二胺
1,1':4',1”:3”,1”':4”',1””-扭结苯基二胺
1,1':2',1”:2”,1”':2”',1””-扭结苯基二胺
由通式(1)表示的芳基胺化合物中优选的化合物的具体实例示于图2-12,但由通式(1)表示的芳基胺化合物不限于这些化合物。结构式中的D表示氘。
由通式(2)表示的嘧啶衍生物;
此类嘧啶衍生物在电子注入能力和输送能力方面优异并且为优选作为电子输送层用材料的化合物。
通式(2)中,Ar5表示芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团,以及Ar6和Ar7各自表示氢原子、芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团。Ar6和Ar7不可以同时各自为氢原子。
由Ar5-Ar7表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团的具体实例包括苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基、螺二芴基、呋喃基、噻吩基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基。
由Ar5-Ar7表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团可以具有取代基。所述取代基的具体实例除了氘原子、氰基和硝基以外,包括以下基团。
卤素原子,例如,氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;
具有1-6个碳原子的烷基,例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基和正己基;
具有1-6个碳原子的烷氧基,例如,甲氧基、乙氧基和丙氧基;
烯基,例如,乙烯基和烯丙基;
芳氧基,例如,苯氧基和甲苯氧基;
芳基烷氧基,例如,苄氧基和苯乙氧基;
芳香族烃基或稠合多环芳香族基团,例如,苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基和螺二芴基;
芳香族杂环基,例如,吡啶基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、氮杂芴基、二氮杂芴基、咔啉基、氮杂螺二芴基和二氮杂螺二芴基;
芳基乙烯基,例如,苯乙烯基和萘乙烯基;和
酰基,例如,乙酰基和苯甲酰基;
此外,具有1-6个碳原子的烷基和具有1-6个碳原子的烷氧基可以为直链或者支链的。上述取代基可以进一步具有上文中示例的取代基。此外,上述取代基可以彼此独立存在,或者可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环,并且这些取代基和所述取代基结合至其的Ar5、Ar6或Ar7可以经由氧原子、硫原子、或者取代或未取代的亚甲基彼此结合以形成环。
通式(2)中,A表示由以下结构式(3)表示的单价基团。
结构式(3)中,Ar8表示芳香族杂环基。由Ar8表示的芳香族杂环基的具体实例包括三嗪基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、氮杂芴基、二氮杂芴基、1,5-二氮杂萘基、菲咯啉基、吖啶基、咔啉基、氮杂螺二芴基和二氮杂螺二芴基等。
由Ar8表示的芳香族杂环基可以具有取代基。所述取代基可以示例为与由通式(2)中的Ar5-Ar7所表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团任选具有的取代基所示出的那些相同的取代基。取代基可以采用的形式也相同。
结构式(3)中,苯基和Ar8可以彼此独立存在,或者它们可以经由取代或未取代的亚甲基彼此结合以形成环,如下文示例的示例性化合物2-248或2-249。
R1-R4各自表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1-6个碳原子的烷基、芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团。R1-R4和前述Ar8可以彼此独立存在,或者它们可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环。
由R1-R4表示的具有1-6个碳原子的烷基可以为直链或者支链的,并且其实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-甲基丙基、叔丁基、正戊基、3-甲基丁基、叔戊基、正己基、异己基、叔己基等。
由R1-R4表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团的具体实例包括苯基、联苯基、三联苯基、四联苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基、螺二芴基、三嗪基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、氮杂芴基、二氮杂芴基、1,5-二氮杂萘基、菲咯啉基、吖啶基、咔啉基、吩噁嗪基(phenoxazinyl group)、吩噻嗪基、吩嗪基、氮杂螺二芴基和二氮杂螺二芴基等。
由R1-R4表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团可以具有取代基。所述取代基可以示例为与由通式(2)中的Ar5-Ar7所表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团任选具有的取代基所示例的那些相同的取代基。取代基可以采用的形式也相同。
由通式(2)表示的嘧啶衍生物的优选形式以以下1)-14)存在。
1)该嘧啶衍生物由以下通式(2a)表示。
在该式中,Ar5-Ar7和A如通式(2)中所定义。
2)该嘧啶衍生物由以下通式(2b)表示。
在该式中,Ar5-Ar7和A如通式(2)中所定义。
3)A为由以下结构式(3a)表示的单价基团。从薄膜稳定性的观点,该形式是优选的。
在该式中,Ar8和R1-R4如结构式(3)中所定义。
4)A为由以下结构式(3b)表示的单价基团。
在该式中,Ar8和R1-R4如结构式(3)中所定义。
5)Ar5表示芳香族烃基或稠合多环芳香族基团,Ar6和Ar7各自表示氢原子、芳香族烃基或稠合多环芳香族基团。
6)Ar6为具有取代基的苯基。
7)Ar6为具有取代基的苯基,并且所述取代基为取代或未取代的芳香族烃基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团。
8)Ar6为具有取代基的苯基,并且所述取代基为取代或未取代的芳香族烃基。
9)Ar6为具有取代基的苯基,并且所述取代基为取代或未取代的稠合多环芳香族基团。
10)Ar7为氢原子。
11)Ar5为具有取代基的苯基。
12)Ar5为具有取代基的苯基,并且所述取代基为取代或未取代的稠合多环芳香族基团。
13)Ar5为取代或未取代的稠合多环芳香族基团。
14)Ar5为未取代的苯基。
通式(2)中的Ar5优选为苯基;联苯基;萘基;蒽基;苊基;菲基;芴基;茚基;芘基;苝基;荧蒽基;[9,10]苯并菲基;螺二芴基;含氧芳香族杂环基,例如,呋喃基、苯并呋喃基和二苯并呋喃基;或者含硫芳香族杂环基,例如,噻吩基、苯并噻吩基和二苯并噻吩基;并且更优选苯基、联苯基、萘基、菲基、芴基、芘基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基、螺二芴基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基。这里,优选的是,苯基具有取代或未取代的稠合多环芳香族基团或苯基作为取代基,并且更优选的是,苯基具有萘基、菲基、芘基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基、螺二芴基或苯基作为取代基。此外,还优选的是,苯基所具有的取代基与苯基经由氧原子或硫原子结合以形成环。
Ar6优选为具有取代基的苯基;取代或未取代的螺二芴基;含氧芳香族杂环基,例如,呋喃基、苯并呋喃基和二苯并呋喃基;或含硫芳香族杂环基,例如,噻吩基、苯并噻吩基和二苯并噻吩基。
在该情况下,苯基所具有的取代基优选为芳香族烃基,例如,苯基、联苯基和三联苯基;稠合多环芳香族基团,例如,萘基、苊基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基和螺二芴基;含氧芳香族杂环基,例如,呋喃基、苯并呋喃基和二苯并呋喃基;或含硫芳香族杂环基,例如,噻吩基、苯并噻吩基和二苯并噻吩基;并且更优选苯基、萘基、菲基、芴基、芘基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基、螺二芴基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基。此外,还优选的是,苯基所具有的取代基与苯基经由氧原子或硫原子结合以形成环。
Ar7优选为氢原子;具有取代基的苯基;取代或未取代的螺二芴基;含氧芳香族杂环基,例如,呋喃基、苯并呋喃基和二苯并呋喃基;或含硫芳香族杂环基,例如,噻吩基、苯并噻吩基和二苯并噻吩基。在该情况下,苯基所具有的取代基优选为芳香族烃基,例如,苯基、联苯基和三联苯基;稠合多环芳香族基团,例如,萘基、苊基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基和螺二芴基;含氧芳香族杂环基,例如,呋喃基、苯并呋喃基和二苯并呋喃基;或含硫芳香族杂环基,例如,噻吩基、苯并噻吩基和二苯并噻吩基;并且更优选苯基、萘基、菲基、芴基、芘基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基、螺二芴基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基。此外,还优选的是,苯基所具有的取代基与苯基经由氧原子或硫原子结合以形成环。
Ar8优选为含氮芳香族杂环基,例如,三嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氮杂芴基、二氮杂芴基、1,5-二氮杂萘基、菲咯啉基、吖啶基、咔啉基、氮杂螺二芴基和二氮杂螺二芴基,更优选三嗪基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、喹喔啉基、氮杂芴基、二氮杂芴基、苯并咪唑基、1,5-二氮杂萘基、菲咯啉基、吖啶基、氮杂螺二芴基和二氮杂螺二芴基,并且特别优选吡啶基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、氮杂芴基、二氮杂芴基、喹喔啉基、苯并咪唑基、1,5-二氮杂萘基、菲咯啉基、吖啶基、氮杂螺二芴基和二氮杂螺二芴基。
通式(2)中,Ar5和Ar6可以相同,但是从薄膜稳定性的观点,优选它们不同。其中Ar5和Ar6为相同的基团的模式包括其中Ar5和Ar6具有不同的取代基的模式,以及其中取代基在不同位置的模式。
通式(2)中,Ar6和Ar7可以为相同的基团,但是整个分子的对称性的提高可以促进结晶,因此,从薄膜稳定性的观点,优选Ar6和Ar7为不同的基团。还优选Ar6和Ar7之一为氢原子。
由通式(2)表示的嘧啶衍生物中优选的化合物的具体实例示于图13-83,但是嘧啶衍生物不欲限制于这些化合物。化合物2-1至2-49、2-66至2-99、2-103至2-105、2-107至2-148、2-150至2-182和2-184至2-264对应于通式(2a)。化合物2-50至2-65、2-100至2-102、2-106、2-149和2-183对应于通式(2b)。结构式中的D表示氘。
由通式(2)表示的嘧啶衍生物可以通过公知的方法来合成(参见专利文献6和7)。
下文将说明构成本发明的有机EL器件的各层。
<阳极>
通过气相沉积具有大的功函数的电极材料,例如ITO或金,在透明基板1上形成阳极2。
<空穴注入层>
空穴注入层3设置在阳极2与第一空穴输送层4之间。空穴注入层3可以使用公知的材料例如,星爆型的三苯基胺衍生物;各种三苯基胺四聚体;由铜酞菁代表的卟啉化合物;如六氰基氮杂苯并菲等具有受体性的杂环化合物;和涂布型高分子材料来形成。可选择地,也可以使用由通式(1)表示的芳基胺化合物、后述由通式(4)表示的三芳基胺化合物或者后述由通式(5)表示的三芳基胺化合物。
此外,P掺杂有三溴苯胺六氯锑或轴烯(radialene)衍生物等的材料(参见WO2014/009310),或者在其部分结构中具有如TPD等联苯胺衍生物结构的高分子化合物可以与上述适合于空穴注入层的材料组合使用。
可以通过使用这些材料并且通过如气相沉积法、旋涂法和喷墨法等公知的方法进行薄膜形成来获得空穴注入层3。后述各层同样可以同样地通过如气相沉积法、旋涂法和喷墨法等公知的方法进行薄膜形成来获得。
<空穴输送层>
空穴输送层设置在空穴注入层3与发光层6之间。本发明中,空穴输送层具有包括第一空穴输送层4和第二空穴输送层5的两层结构。
(第一空穴输送层)
在本发明的有机EL器件中,第一空穴输送层可以使用公知的空穴输送材料。以下示出公知的空穴输送材料的具体实例;
联苯胺衍生物,例如,
N,N'-二苯基-N,N'-二(间甲苯基)联苯胺(TPD),
N,N'-二苯基-N,N'-二(α-萘基)联苯胺(NPD),和
N,N,N',N'-四联苯基联苯胺;
1,1-双[4-(二-4-甲苯基氨基)苯基]环己烷(TAPC);和
各种三苯基胺三聚体和四聚体,例如,
在分子中具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接,和
在分子中具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接。
在上述公知的材料中,优选的是,使用在分子中具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接(以下,可以简称为“具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物”);和在分子中具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接(以下,可以简称为"具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物")。
后述由通式(4)表示的三芳基胺化合物优选作为具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物。这是因为此类化合物在空穴输送性、薄膜稳定性和耐热性方面优异并且也容易合成。
后述由通式(5)表示的三芳基胺化合物优选作为具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物。这是因为此类化合物在空穴输送性、薄膜稳定性和耐热性方面优异并且也容易合成。
此外,例如,P掺杂有三溴苯胺六氯锑或轴烯衍生物等的材料(参见WO 2014/009310),或者在其部分结构中具有如TPD等联苯胺衍生物结构的高分子化合物可以与上述适合于第一空穴输送层的材料组合使用。
本发明中,需要满足使得用于形成第一空穴输送层4的化合物和用于形成后述第二空穴输送层5的化合物彼此不同的条件,但是只要满足该条件即可,例如,对应于通式(1)的芳基胺化合物可以用于第一空穴输送层4。
上述材料可以单独使用以形成膜,或者可以以与其它材料的混合物使用以形成膜。此外,可以获得包括各由单独一种材料形成的各层的层压结构,包括各由材料的混合物形成的各层的层压结构,或者包括各由单独一种材料形成的层和各由材料的混合物形成的层的层压结构。
由通式(4)表示的三芳基胺化合物;
由通式(4)表示的三芳基胺化合物具有4个三芳基胺结构。
通式(4)中,r5-r16表示结合至芳香环的取代基R5-R16的个数。r5、r6、r9、r12、r15和r16各自表示0-5的整数。r7、r8、r10、r11、r13和r14各自表示0-4的整数。
当r5-r16为0时,其意味着芳香环上不存在R5-R16,即,芳香环未被由R5-R16表示的基团取代。
当r5、r6、r9、r12、r15和r16各自为2-5的整数,或者r7、r8、r10、r11、r13和r14各自为2-4的整数时,其意味着R5-R16中的多个结合至同一芳香环(苯环)。当这些基团中的多个存在于同一芳香环上时,多个取代基可以彼此独立存在,或者可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环。例如,如后述示例性化合物4-8中,多个取代基可以彼此结合以形成萘环。
此外,在芳香环上取代的基团R5-R16各自表示氘原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团、或芳氧基。具有1-6个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的烯基和具有1-6个碳原子的烷氧基可以为直链或者支链的。
由R5-R16表示的具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基或具有2-6个碳原子的烯基的具体实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、环戊基、环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、乙烯基、烯丙基、异丙烯基和2-丁烯基等。
由R5-R16表示的具有1-6个碳原子的烷氧基或具有5-10个碳原子的环烷氧基的具体实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、环戊氧基、环己氧基、环庚氧基、环辛氧基、1-金刚烷氧基和2-金刚烷氧基等。
由R5-R16表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团可以示例为与关于通式(1)中的Ar1-Ar4所表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团所示的基团相同的基团。
由R5-R16表示的芳氧基的具体实例包括苯氧基、联苯氧基、三联苯氧基、萘氧基、蒽氧基、菲氧基、芴氧基、茚氧基、芘氧基和苝氧基等。
由R5-R16表示的具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团、或芳氧基可以具有取代基。所述取代基可以示例为与由通式(1)中的Ar1-Ar4所表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团任选具有的取代基所示的那些相同的取代基。取代基可以采用的形式也相同。
通式(4)中,L1-L3为结合两个三芳基胺骨架的桥连基,并且各自表示单键或由任意的以下结构式(B)-(G)表示的二价基团。由以下结构式(B)-(G)表示的二价基团可以是未被取代的,或者可以如后述示例性化合物4-17中用氘取代。
在该式中,n1表示1-3的整数。
由通式(4)表示的三芳基胺化合物中优选的化合物的具体实例示于图84-88,但是由通式(4)表示的三芳基胺化合物不限于这些化合物。结构式中的D表示氘。
在具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物中,除了由通式(4)表示的三芳基胺化合物以外的优选的化合物的具体实例示于图89,但是具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物不限于这些化合物。
由通式(5)表示的三芳基胺化合物;
由通式(5)表示的三芳基胺化合物具有2个三芳基胺结构。
通式(5)中,r18-r22表示结合至芳香环的基团R18-R22的个数。r17、r18、r21和r22各自表示0-5的整数。r19和r20各自表示0-4的整数。
当r17-r22为0时,其意味着芳香环上不存在R17-R22,即,芳香环未被由R17-R22表示的基团取代。
当r17、r18、r21和r22各自为2-5的整数,或者r19和r20各自为2-4的整数时,其意味着R18-R22中的多个结合至同一芳香环(苯环)。当R18-R22中的多个结合至同一芳香环时,多个结合基团可以彼此独立存在,或者可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环。例如,如后述示例性化合物5-13中,多个取代基可以彼此结合以形成萘环。
此外,结合至芳香环的取代基R17-R22各自表示氘原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团、或芳氧基。具有1-6个碳原子的烷基、具有2-6个碳原子的烯基和具有1-6个碳原子的烷氧基可以为直链或者支链的。
由R17-R22表示的具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基或具有2-6个碳原子的烯基可以示例为与关于通式(4)中的R5-R16所表示的具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基或具有2-6个碳原子的烯基所示的那些相同的基团。所述基团可以采用的形式也相同。
由R17-R22表示的具有1-6个碳原子的烷氧基或具有5-10个碳原子的环烷氧基可以示例为与关于通式(4)中的R5-R16所表示的具有1-6个碳原子的烷氧基或具有5-10个碳原子的环烷氧基所示的那些相同的基团。所述基团可以采用的形式也相同。
由R17-R22表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团可以示例为与关于通式(1)中的Ar1-Ar4所表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团所示的那些相同的基团。
由R17-R22表示的芳氧基可以示例为与关于通式(4)中的R5-R16所表示的芳氧基所示的那些相同的基团。所述基团可以采用的形式也相同。
由R17-R22表示的具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团、或芳氧基可以具有取代基。所述取代基可以示例为与由通式(1)中的Ar1-Ar4所表示的芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团任选具有的取代基所示的那些相同的取代基。取代基可以采用的形式也相同。
通式(5)中,L4为结合两个三芳基胺结构的桥连基并且表示单键或由结构式(C)-(G)的任意一种表示的二价基团。
由通式(5)表示的三芳基胺化合物中优选的化合物的具体实例示于图90-96,但是由通式(5)表示的三芳基胺化合物不限于这些化合物。结构式中的D表示氘。
在具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物中,除了由通式(5)表示的三芳基胺化合物以外的优选的化合物的具体实例示于图97,但是具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物不限于这些化合物。
本发明中,具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物和具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物可以通过公知的方法来合成(参见专利文献1、8和9)。
制得的化合物以与由通式(1)表示的芳基胺化合物的情况相同的方式,通过柱色谱纯化,用硅胶、活性炭和活性粘土等的吸附纯化,或者用溶剂重结晶或结晶来纯化,并且最后通过升华纯化等纯化。
(第二空穴输送层)
如上文所述,本发明中,发光层6侧的第二空穴输送层5使用由通式(1)表示的芳基胺化合物来形成。由于由通式(1)表示的芳基胺化合物除了空穴输送性以外,显示高的电子阻挡性,因而第二空穴输送层5在空穴输送性和电子阻挡性两方面均优异。因此,通过如图1所示将第二空穴输送层5与发光层6相邻配置,可以保持发光层6的较高的载流子平衡,这对于改善有机EL器件的特性非常有效。
这些材料可以单独使用以形成膜,或者可以以与其它材料的混合物使用以形成膜。第二空穴输送层5可以为单层,或者可以具有包括各由单独一种材料形成的各层的层压结构、包括各由材料的混合物形成的各层的层压结构、或者包括各由单独一种材料形成的层和各由材料的混合物形成的层的层压结构。
<发光层>
发光层6形成在第二空穴输送层5上。公知的发光材料示例为如Alq3等羟基喹啉衍生物的的金属配合物;各种金属配合物;蒽衍生物;双苯乙烯基苯衍生物;芘衍生物;噁唑衍生物;以及聚对亚苯基亚乙烯基衍生物可以用于发光层6。
此外,发光层6可以由主体材料和掺杂材料构成。除了上述发光材料以外,蒽衍生物优选用作主体材料。
还可以使用具有吲哚环作为缩合环的部分结构的杂环化合物、
具有咔唑环作为缩合环的部分结构的杂环化合物、
咔唑衍生物,
噻唑衍生物,
苯并咪唑衍生物,和
聚二烷基芴衍生物。优选的是,
如芘衍生物等蓝色发光性掺杂剂;和
具有芴环作为缩合环的部分结构的胺衍生物用作掺杂材料,但是也可以使用喹吖啶酮、香豆素、红荧烯、苝、及其衍生物;苯并吡喃衍生物;茚并菲衍生物;罗丹明衍生物;和氨基苯乙烯基衍生物。
这些材料可以单独使用以形成膜,或者可以以与其它材料的混合物使用以形成膜。发光层6可以为单层,或者可以具有包括各由单独一种材料形成的各层的层压结构、包括各由材料的混合物形成的各层的层压结构、或者包括各由单独一种材料形成的层和各由材料的混合物形成的层的层压结构。
磷光发光体也可以用作发光材料。包含铱或铂等的金属配合物的磷光发光体可以用作磷光发光体。例如,可以使用如Ir(ppy)3等绿色磷光发光体;如FIrpic和FIr6等蓝色磷光发光体;以及如Btp2Ir(acac)等红色磷光发光体。
在该情况下,咔唑衍生物如4,4'-二(N-咔唑基)联苯(CBP)、TCTA和mCP可以用作空穴注入/输送主体材料。作为电子输送主体材料,可以使用对-双(三苯基甲硅烷基)苯(UGH2);和2,2',2"-(1,3,5-亚苯基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBI)。通过使用此类主体材料,可以制备高性能有机EL器件。
主体材料优选通过共沉积以在相对于整个发光层的1-30重量%的范围内的量掺杂有磷光发光材料,以避免浓度猝灭。
可以使用发射延迟荧光的材料,如CDCB衍生物,例如PIC-TRZ、CC2TA、PXZ-TRZ、和4CzIPN作为发光材料。
<电子输送层>
电子输送层7形成在发光层6上。电子输送层7使用由通式(2)表示的嘧啶衍生物来形成。
除了嘧啶衍生物以外,如Alq3和BAlq等羟基喹啉衍生物的金属配合物;各种金属配合物;三唑衍生物;三嗪衍生物;噁二唑衍生物;吡啶衍生物;嘧啶衍生物;苯并咪唑衍生物;噻二唑衍生物;蒽衍生物;碳二亚胺衍生物;喹喔啉衍生物;吡啶并吲哚衍生物;菲咯啉衍生物;和噻咯衍生物也可以用于电子输送层7。
这些材料可以单独使用以形成膜,或者可以以与其它材料的混合物使用以形成膜。
电子输送层7可以为单层,或者可以具有包括各由单独一种材料形成的各层的层压结构、包括各由材料的混合物形成的各层的层压结构、或者包括各由单独一种材料形成的层和各由材料的混合物形成的层的层压结构。
<阴极>
如铝等具有低的功函数的电极材料,或者如镁-银合金、镁-铟合金和铝-镁合金等具有较低的功函数的合金用作本发明的有机EL器件的阴极9。
<其它层>
(电子阻挡层)
本发明的有机EL器件可以在第二空穴输送层5与发光层6之间具有电子阻挡层。显示电子阻挡作用的以下化合物可以用于电子阻挡层:
由通式(1)表示的芳基胺化合物;
由通式(4)表示的三芳基胺化合物;
由通式(5)表示的三芳基胺化合物;
咔唑衍生物,例如,
4,4',4"-三(N-咔唑基)三苯基胺(TCTA),
9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]芴,
1,3-双(咔唑-9-基)苯(mCP),
2,2-双(4-咔唑-9-基苯基)金刚烷(Ad-Cz);和
具有三苯基甲硅烷基和三芳基胺结构的化合物,例如,
9-[4-(咔唑-9-基)苯基]-9-[4-(三苯基甲硅烷基)苯基]-9H-芴。这些材料可以单独使用以形成膜,或者可以以与其它材料的混合物使用以形成膜。电子阻挡层可以为单层,或者可以具有包括各由单独一种材料形成的各层的层压结构、包括各由材料的混合物形成的各层的层压结构、或者包括各由单独一种材料形成的层和各由材料的混合物形成的层的层压结构。
(空穴阻挡层)
本发明的有机EL器件可以在发光层6与电子输送层7之间具有空穴阻挡层。除了如浴铜灵(BCP)等菲咯啉衍生物,和如铝(III)双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基苯酚盐(BAlq)等羟基喹啉衍生物的金属配合物以外,如各种稀土类配合物、三唑衍生物、三嗪衍生物和噁二唑衍生物等显示空穴阻挡作用的化合物可以用于空穴阻挡层。这些材料也可以用作电子输送层的材料。这些材料可以单独使用以形成膜,或者可以以与其它材料的混合物使用以形成膜。空穴阻挡层可以为单层,或者可以具有包括各由单独一种材料形成的各层的层压结构、包括各由材料的混合物形成的各层的层压结构、或者包括各由单独一种材料形成的层和各由材料的混合物形成的层的层压结构。
(电子注入层)
本发明的有机EL器件可以在电子输送层7与阴极9之间具有电子注入层8。以下材料可以用于电子注入层:如氟化锂和氟化铯等碱金属盐;如氟化镁等碱土类金属盐;以及如氧化铝等金属氧化物。然而,当选择优选的电子输送层和阴极时,可以省略该层。
将通过实施例更具体地说明本发明,但本发明绝不限于以下实施例。
<合成例1:化合物1-1>
4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:4”,1”'-四联苯)的合成;
向氮气吹扫的反应容器中加入
并且使氮气通过其中1小时。然后,添加1.1g四(三苯基膦)钯,接着加热,并且在72℃下进行搅拌10小时。在冷却至室温之后添加总计60mL的甲醇。析出的固体通过过滤来收集并且用甲醇/水(5/1,v/v)的100mL的混合溶液来洗涤。接着,添加100mL的1,2-二氯苯并且在加热下进行溶解。通过过滤除去不溶物,接着逐渐冷却并添加200mL甲醇。通过过滤收集析出的粗产物。使用100mL的甲醇回流洗涤粗产物。结果,得到11.8g(收率81%)4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:4”,1”'-四联苯)(化合物1-1)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下44个氢信号。
δ(ppm)=7.66-7.77(8H)
7.50-7.64(12H)
7.42-7.50(4H)
7.28-7.38(6H)
7.20-7.26(12H)
7.08(2H)
<合成例2:化合物1-13>
4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:4”,1”':4”',1””-扭结苯基)的合成;
向氮气吹扫的反应容器中加入
并且使氮气通过其中1小时。然后,添加1.0g四(三苯基膦)钯,接着加热,并且在72℃下进行搅拌18小时。在冷却至室温之后,添加总计60mL的甲醇。析出的固体通过过滤来收集并且用甲醇/水(5/1,v/v)的100mL的混合溶液来洗涤。接着,添加100mL的1,2-二氯苯并且在加热下进行溶解。通过过滤除去不溶物,接着逐渐冷却并添加200mL甲醇。通过过滤收集析出的粗产物。使用100mL的甲醇回流洗涤粗产物。结果,得到9.8g(收率66%)的4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:4”,1”':4”',1””-扭结苯基)(化合物1-13)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下48个氢信号。
δ(ppm)=7.66-7.80(12H)
7.50-7.64(12H)
7.42-7.50(4H)
7.28-7.38(6H)
7.20-7.26(12H)
7.08(2H)
<合成例3:化合物1-11>
4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”'-四联苯)的合成;
除了使用3,3'-二溴联苯来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到16.2g(收率91%)的4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”'-四联苯)(化合物1-11)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下44个氢信号。
δ(ppm)=7.87(2H)
7.48-7.66(18H)
7.39-7.48(4H)
7.29-7.39(6H)
7.18-7.26(12H)
7.08(2H)
<合成例4:化合物1-15>
4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:2”,1”':3”',1””-扭结苯基)的合成;
除了使用3,3”-二溴(1,1':2',1”-三联苯)来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到17.0g(收率92%)的4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:2”,1”':3”',1””-扭结苯基)(化合物1-15)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下48个氢信号。
δ(ppm)=7.00-7.62(48H)
<合成例5:化合物1-17>
4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”':3”',1””-扭结苯基)的合成;
除了使用3,3”-二溴(1,1':3',1”-三联苯)来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到10.5g(收率57%)的4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”':3”',1””-扭结苯基)(化合物1-17)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下48个氢信号。
δ(ppm)=7.93(1H)
7.87(2H)
7.40-7.72(24H)
7.16-7.38(18H)
7.09(3H)
<合成例6:化合物1-21>
4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':2',1”:2”,1”'-四联苯)的合成;
除了使用2,2'-二溴联苯来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到9.0g(收率83%)的4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':2',1”:2”,1”'-四联苯)(化合物1-21)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下44个氢信号。
δ(ppm)=7.45-7.54(6H)
7.23-7.45(16H)
7.13-7.22(4H)
7.05-7.13(8H)
6.94(2H)
6.82(4H)
6.62(4H)
<合成例7:化合物1-22>
4,4”'-双{(萘-1-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”'-四联苯)的合成;
除了使用3,3'-二溴联苯来代替4,4'-二碘联苯,并且使用N-苯基-N-{4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)苯基}-(萘-1-基)胺来代替N-苯基-N-{4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)苯基}-(1,1'-联苯-4-基)胺以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到4.00g(收率26%)的4,4”'-双{(萘-1-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”'-四联苯)(化合物1-22)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下40个氢信号。
δ(ppm)=7.99(2H)
7.92(2H)
7.78-7.85(4H)
7.35-7.61(18H)
7.19-7.28(4H)
7.06-7.15(8H)
6.98(2H)
<合成例8:化合物1-23>
4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:2”,1”':4”',1””-扭结苯基)的合成;
除了使用4,4”-二溴(1,1':2',1”-三联苯)来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到13.8g(收率62%)的4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:2”,1”':4”',1””-扭结苯基)(化合物1-23)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下48个氢信号。
δ(ppm)=7.60(4H)
7.03-7.56(44H)
<合成例9:化合物1-24>
4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':2',1”:3”,1”':2”',1””-扭结苯基)的合成;
除了使用2,2”-二溴(1,1':3',1”-三联苯)来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到9.7g(收率69%)的4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':2',1”:3”,1”':2”',1””-扭结苯基)(化合物1-24)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下48个氢信号。
δ(ppm)=7.30-7.56(20H)
6.91-7.24(28H)
<合成例10:化合物1-25>
4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:3”,1”':4”',1””-扭结苯基)的合成;
除了使用4,4”-二溴(1,1':3',1”-三联苯)来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到16.5g(收率74%)的4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:3”,1”':4”',1””-扭结苯基)(化合物1-25)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下48个氢信号。
δ(ppm)=7.93(1H)
7.06-7.80(47H)
<合成例11:化合物1-26>
4,4””-双{(二苯并呋喃-1-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:2”,1”':4”',1””-扭结苯基)的合成;
除了使用N-苯基-N-{4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)苯基}-(二苯并呋喃-1-基)胺来代替N-苯基-N-{4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)苯基}-(1,1'-联苯-4-基)胺以外,在与合成例8相同的条件下进行反应。
结果,得到14.0g(收率61%)的4,4””-双{(二苯并呋喃-1-基)-苯基氨基}-(1,1':4',1”:2”,1”':4”',1””-扭结苯基)(化合物1-26)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下44个氢信号。
δ(ppm)=7.97(2H)
7.79(2H)
7.02-7.55(40H)
<合成例12:化合物1-27>
4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':2',1”:2”,1”':2”',1””-扭结苯基)的合成;
除了使用2,2”-二溴(1,1':2',1”-三联苯)来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到8.5g(收率61%)的4,4””-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':2',1”:2”,1”':2”',1””-扭结苯基)(化合物1-27)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下48个氢信号。
δ(ppm)=7.62(4H)
6.78-7.57(36H)
6.53(4H)
6.46(2H)
6.38(2H)
<合成例13:化合物1-28>
4,4”'-双{(联苯-4-基)-d5-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”'-四联苯)的合成;
除了使用3,3'-二溴联苯来代替4,4'-二碘联苯,并且使用N-(苯基-d5)-N-{4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)苯基}-(1,1'-联苯-4-基)胺来代替N-苯基-N-{4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)苯基}-(1,1'-联苯-4-基)胺以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到8.7g(收率68%)的4,4”'-双{(联苯-4-基)-d5-苯基氨基}-(1,1':3',1”:3”,1”'-四联苯)(化合物1-28)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下34个氢信号。
δ(ppm)=7.87(2H)
7.40-7.66(20H)
7.30-7.38(4H)
7.19-7.26(8H)
<合成例14:化合物1-38>
4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:4”,1”'-四联苯)的合成;
除了使用3,4'-二溴联苯来代替4,4'-二碘联苯以外,在与合成例1相同的条件下进行反应。
结果,得到14.0g(收率84%)的4,4”'-双{(联苯-4-基)-苯基氨基}-(1,1':3',1”:4”,1”'-四联苯)(化合物1-38)的浅黄色粉末。
所得浅黄色粉末的结构使用NMR来鉴定。在1H-NMR(CDCl3)中,检测到以下44个氢信号。
δ(ppm)=7.00-8.00(44H)
<玻璃化转变点的测量>
由通式(1)表示的芳基胺化合物的玻璃化转变点用高灵敏度差示扫描量热计(DSC3100S,由Bruker AXS K.K.制造)来求得。
由通式(1)表示的芳基胺化合物具有100℃以上的玻璃化转变点,这表示稳定的薄膜状态。
<功函数的测量>
通过使用由通式(1)表示的芳基胺化合物在ITO基板上制作厚度为100nm的气相沉积膜,并且用电离电位测量装置(PYS-202,由Sumitomo Heavy Industries,Ltd.制造)测量功函数。
当与如NPD和TPD等一般的空穴输送材料的5.4eV的功函数相比时,由通式(1)表示的芳基胺化合物显示有利的能量水平并且具有良好的空穴输送能力。
<器件实施例1>
如图1所示,通过预先在玻璃基板1上形成作为透明阳极2的ITO电极,然后在其上依次气相沉积空穴注入层3、第一空穴输送层4、第二空穴输送层5、发光层6、电子输送层7、电子注入层8和阴极(铝电极)9来制造有机EL器件。
更具体地,准备其上生成有厚度为150nm的ITO膜的玻璃基板1。将玻璃基板1在异丙醇中超声波清洁20分钟,然后在加热至200℃的热板上干燥10分钟。然后,进行UV/臭氧处理15分钟,将ITO附着的玻璃基板安装在真空气相沉积装置内,并且将压力降低至0.001Pa以下。
然后,以下所示的结构式的化合物6形成为膜厚度为5nm的空穴注入层3以覆盖透明电极2。
在空穴注入层3上使以下所示的结构式的化合物5-1形成为膜厚度为60nm的第一空穴输送层4。
在第一空穴输送层4上使合成例3的化合物1-11形成为膜厚度为5nm的第二空穴输送层5。
在第二空穴输送层5上使以下所示的结构式的化合物7-A和以下所示的结构式的化合物8-A通过以使得化合物7-A与化合物8-A的气相沉积速度比为5:95的气相沉积速度进行二元气相沉积而形成为膜厚度为20nm的发光层6。
在发光层6上使以下所示的结构式的化合物2-92和以下所示的结构式的化合物9通过以使得化合物2-92与化合物9的气相沉积速度比为50:50的气相沉积速度进行二元气相沉积而形成为膜厚度为30nm的电子输送层7。
在电子输送层7上使氟化锂形成为膜厚度为1nm的电子注入层8。
最后,通过气相沉积铝至100nm而形成阴极9。
测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件实施例2>
除了使用合成例14的化合物1-38来代替合成例3的化合物1-11作为第二空穴输送层5的材料以外,在与器件实施例1相同的条件下制造有机EL器件。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件实施例3>
除了使用以下所示的结构式的化合物2-123来代替化合物2-92作为电子输送层7的材料以外,在与器件实施例1相同的条件下制造有机EL器件。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件实施例4>
除了使用合成例14的化合物1-38来代替合成例3的化合物1-11作为第二空穴输送层5的材料以外,在与器件实施例3相同的条件下制造有机EL器件。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件实施例5>
除了使用以下所示的结构式的化合物2-124来代替化合物2-92作为电子输送层7的材料以外,在与器件实施例1相同的条件下制造有机EL器件。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件实施例6>
除了使用合成例14的化合物1-38来代替合成例3的化合物1-11作为第二空穴输送层5的材料以外,在与器件实施例5相同的条件下制造有机EL器件。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件比较例1>
除了使用化合物5-1来代替合成例3的化合物1-11作为第二空穴输送层5的材料以外,在与器件实施例1相同的条件下制造有机EL器件。在该情况下,第一空穴输送层4和第二空穴输送层5起到一体的空穴输送层(膜厚度65nm)的作用。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件比较例2>
除了使用化合物5-1来代替合成例3的化合物1-11作为第二空穴输送层5的材料以外,在与器件实施例3相同的条件下制造有机EL器件。在该情况下,第一空穴输送层4和第二空穴输送层5起到一体的空穴输送层(膜厚度65nm)的作用。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件比较例3>
除了使用化合物5-1来代替合成例3的化合物1-11作为第二空穴输送层5的材料以外,在与器件实施例5相同的条件下制造有机EL器件。在该情况下,第一空穴输送层4和第二空穴输送层5起到一体的空穴输送层(膜厚度65nm)的作用。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
<器件比较例4>
除了使用化合物5-1来代替合成例3的化合物1-11作为第二空穴输送层5的材料,并且使用以下所示的结构式的化合物ETM-1(参见WO 2003/060956)来代替化合物2-92作为电子输送层7的材料以外,在与器件实施例1相同的条件下制造有机EL器件。在该情况下,第一空穴输送层4和第二空穴输送层5起到一体的空穴输送层(膜厚度65nm)的作用。测量制得的有机EL器件在大气中在常温下施加直流电压时所显示的发光特性。结果示于表1。
使用器件实施例1-6和器件比较例1-4中制造的有机EL器件来测量器件寿命。结果示于表1。测量从在2000cd/m2的发光开始时的发光亮度(初期亮度)下进行恒定电流驱动时直到发光亮度衰减至1900cd/m2(当初期亮度为100%时相当于95%;95%衰减)的时间作为器件寿命。
[表1]
如表1所示,将具有相同的电子输送材料的器件实施例1和2与器件比较例1比较,在器件实施例1和2中,发光效率为8.49-8.94cd/A,其比器件比较例1中的7.95cd/A高。器件实施例1和2中的电力效率为6.94-7.30lm/W,其也比器件比较例1中的6.65lm/W高。器件实施例1和2中的器件寿命为161-201小时,其比器件比较例1中的83小时长很多。
将具有相同的电子输送材料的器件实施例3和4与器件比较例2比较,在器件实施例3和4中,发光效率为8.38-8.82cd/A,其比器件比较例2中的7.96cd/A高。器件实施例3和4中的电力效率为6.92-7.28lm/W,其也比器件比较例2中的6.78lm/W高。器件实施例3和4中的器件寿命为140-143小时,其比器件比较例2中的87小时长很多。
将具有相同的电子输送材料的器件实施例5和6与器件比较例3比较,在有机EL器件的实施例5和6中,发光效率为8.26-8.60cd/A,其比器件比较例3中的7.73cd/A高。器件实施例5和6中的电力效率为6.84-7.13lm/W,其也比器件比较例3中的6.54lm/W高。器件实施例5和6中的器件寿命为148-185小时,其比器件比较例3中的88小时长很多。
将使用由通式(2)表示的嘧啶衍生物作为电子输送材料的器件实施例1-6与使用为公知的电子输送材料的以上所示的结构式的化合物ETM-1作为电子输送材料的比较例4比较,在器件实施例1-6中,发光效率为8.26-8.94cd/A,其比有机EL器件的比较例4中的6.35cd/A高。有机EL器件的实施例1-6中的电力效率为6.84-7.30lm/W,其比器件比较例4中的5.20lm/W高。器件实施例1-6中的器件寿命为140-201小时,其比器件比较例4中的55小时长很多。
本发明可以通过将具有特定结构的芳基胺化合物与具有特定结构的嘧啶衍生物组合以致空穴和电子能够以良好的效率注入和输送至发光层来实现具有高发光效率和长寿命的有机EL器件。此外,通过将作为第一空穴输送层的材料的具有特定结构的三芳基胺化合物与上述组合组合,可以获得具有进一步精细化的载流子平衡的材料的组合并且实现其中空穴能够以良好的效率注入和输送至发光层的有机EL器件。因而,在本发明的情况下,可以实现与常规的有机EL器件相比发光效率较高、器件寿命较长的有机EL器件。
产业上的可利用性
本发明的有机EL器件具有提高的发光效率和改善的耐久性,因此可以投入如家用电器和照明的用途。
附图标记说明
1 玻璃基板
2 透明阳极
3 空穴注入层
4 第一空穴输送层
5 第二空穴输送层
6 发光层
7 电子输送层
8 电子注入层
9 阴极

Claims (12)

1.一种有机电致发光器件,其依次至少具有阳极、空穴注入层、第一空穴输送层、第二空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极,其中
所述第二空穴输送层包含由以下通式(1)表示的芳基胺化合物,和
所述电子输送层包含由以下通式(2)表示的嘧啶衍生物:
其中
Ar1-Ar4各自表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基或取代或未取代的稠合多环芳香族基团,所述取代的芳香族烃基、取代的芳香族杂环基或取代的稠合多环芳香族基团的取代基为氘原子、氰基、硝基、卤素原子、具有1-6个碳原子的烷氧基、烯基、芳氧基、芳基烷氧基、芳香族烃基、稠合多环芳香族基团、芳香族杂环基、芳基乙烯基、或酰基,所述取代基可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环;和
n表示2-4的整数,并且
所述通式(1)中的亚苯基的结合模式为1,2-结合和1,3-结合中的一种与1,4-结合的混合,
其中
Ar5表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基或取代或未取代的稠合多环芳香族基团,且所述取代的芳香族烃基、取代的芳香族杂环基或取代的稠合多环芳香族基团的取代基为氘原子、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、菲基、芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、[9,10]苯并菲基或螺二芴基;
Ar7表示氢原子、芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团;Ar6表示取代的苯基,所述取代的苯基的取代基为氘原子、氰基、硝基、卤素原子、具有1-6个碳原子的烷基、具有1-6个碳原子的烷氧基、烯基、芳氧基、芳基烷氧基、芳香族烃基、稠合多环芳香族基团、芳香族杂环基、芳基乙烯基、或酰基,所述取代基可以和与所述取代基结合的Ar6经由氧原子、硫原子、或者取代或未取代的亚甲基彼此结合以形成环;和
A表示由以下结构式(3)表示的单价基团:
其中
Ar8表示芳香族杂环基;
R1-R4各自表示氢原子、氘原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1-6个碳原子的烷基、芳香族烃基、芳香族杂环基或稠合多环芳香族基团;并且
R1-R4可以Ar8经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子结合至Ar8以形成环。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述第一空穴输送层包含在分子中具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件,其中所述具有3-6个三芳基胺结构的三芳基胺化合物为由以下通式(4)表示的在分子中具有4个三芳基胺结构的三芳基胺化合物:
其中
r5、r6、r9、r12、r15和r16各自表示0-5的整数;
r7、r8、r10、r11、r13和r14各自表示0-4的整数;
R5-R16各自表示氘原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团或芳氧基;当这些基团中的多个存在于同一苯环时,多个基团可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环;和
L1-L3各自表示单键或由任意的以下结构式(B)-(G)表示的二价基团:
其中
n1表示1-3的整数,
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述第一空穴输送层包含在分子中具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物,所述三芳基胺结构经由单键或不具有杂原子的二价基团彼此连接。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件,其中所述具有2个三芳基胺结构的三芳基胺化合物由以下通式(5)表示:
其中
r17、r18、r21和r22各自表示0-5的整数;
r19和r20各自表示0-4的整数;
R17-R22各自表示氘原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、具有1-6个碳原子的烷基、具有5-10个碳原子的环烷基、具有2-6个碳原子的烯基、具有1-6个碳原子的烷氧基、具有5-10个碳原子的环烷氧基、芳香族烃基、芳香族杂环基、稠合多环芳香族基团、或芳氧基;当这些基团中的多个结合至同一苯环时,多个结合基团可以经由单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子彼此结合以形成环;和
L4表示单键或由任意的以下结构式(C)-(G)表示的二价基团:
-CH2-(E)
6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述电子输送层中包含的嘧啶衍生物由以下通式(2a)表示:
其中
Ar5-Ar7和A如通式(2)中所定义。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述电子输送层中包含的嘧啶衍生物由以下通式(2b)表示:
其中
Ar5-Ar7和A如通式(2)中所定义。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中通式(2)中,A为由以下结构式(3a)表示的单价基团:
其中
Ar8和R1-R4如结构式(3)中所定义。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中
所述发光层包含蓝色发光性掺杂剂。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件,其中
所述蓝色发光性掺杂剂为芘衍生物。
11.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中
所述发光层包含蒽衍生物。
12.根据权利要求11所述的有机电致发光器件,其中
所述发光层包含所述蒽衍生物作为主体材料。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016084962A1 (ja) 2014-11-28 2016-06-02 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
KR102611317B1 (ko) * 2014-12-24 2023-12-07 솔루스첨단소재 주식회사 유기 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
TWI582081B (zh) * 2016-03-25 2017-05-11 昱鐳光電科技股份有限公司 用於有機電激發光元件之化合物及使用該化合物之有機電激發光元件
KR102543575B1 (ko) 2016-04-07 2023-06-14 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102447668B1 (ko) 2016-06-22 2022-09-26 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 발광 다이오드를 위한 특이적으로 치환된 벤조푸로- 및 벤조티에노퀴놀린
KR102027961B1 (ko) * 2016-06-29 2019-10-02 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102054276B1 (ko) * 2016-06-29 2019-12-10 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102050000B1 (ko) 2016-07-12 2019-11-28 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102054277B1 (ko) 2016-07-29 2019-12-10 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR102037816B1 (ko) * 2016-11-16 2019-10-29 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자 및 표시 장치
US11158817B2 (en) 2017-01-05 2021-10-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Compound for organic optoelectronic device, composition for organic optoelectronic device and organic optoelectronic device and display device
CN110226240A (zh) * 2017-03-15 2019-09-10 保土谷化学工业株式会社 有机电致发光元件
CN107021926B (zh) * 2017-06-12 2020-12-11 中节能万润股份有限公司 一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物及其在oled上的应用
CN107056783A (zh) * 2017-06-15 2017-08-18 江苏三月光电科技有限公司 一种含有氮杂螺芴和含氮六元杂环的化合物及其在有机电致发光器件上的应用
KR20190009994A (ko) * 2017-07-20 2019-01-30 주식회사 두산 유기 발광 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
TWI630260B (zh) * 2017-12-21 2018-07-21 昱鐳光電科技股份有限公司 經喹啉取代之二苯基嘧啶化合物及其有機電激發光元件
CN109988159A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 昱镭光电科技股份有限公司 经吡啶取代的二苯基嘧啶化合物及其有机电致发光元件
CN110416422B (zh) * 2018-04-28 2021-06-15 江苏三月科技股份有限公司 有机电致发光器件及包括其的显示器
CN110504374A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 江苏三月光电科技有限公司 一种复合空穴传输/电子阻挡层及其oled器件
WO2020060271A1 (ko) * 2018-09-21 2020-03-26 주식회사 엘지화학 화합물, 이를 포함하는 조성물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
EP3733649A1 (en) * 2019-04-29 2020-11-04 Novaled GmbH Hetero-fluorene derivatives and their use in electronic devices
TWI710621B (zh) * 2019-07-22 2020-11-21 昱鐳光電科技股份有限公司 經萘基取代之苯基嘧啶化合物及其有機電激發光元件
CN112390780B (zh) * 2019-08-18 2023-06-02 北京夏禾科技有限公司 含氮杂螺二芴的电子传输材料
CN112582555B (zh) * 2019-09-30 2023-09-01 北京夏禾科技有限公司 一种有机电致发光器件
CN118221653A (zh) * 2019-10-31 2024-06-21 秀博瑞殷株式公社 有机化合物、包含其的有机发光二极管以及包括所述有机发光二极管的显示装置
JP7550853B2 (ja) * 2019-10-31 2024-09-13 ソールブレイン・カンパニー・リミテッド 有機化合物、それを含む有機発光ダイオード、及び該有機発光ダイオードを含む表示装置
CN111470984B (zh) * 2020-04-16 2022-12-13 苏州欧谱科显示科技有限公司 一种空穴传输材料及其制备方法和应用
CN114835686B (zh) * 2021-02-02 2024-10-11 江苏三月科技股份有限公司 一种含有菲与三嗪结构的化合物及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1703128A (zh) * 2004-05-24 2005-11-30 索尼株式会社 有机电致发光元件以及由此构成的显示装置
CN101193851A (zh) * 2005-12-20 2008-06-04 佳能株式会社 胺化合物、有机发光器件和有机发蓝光器件
TW201437328A (zh) * 2013-02-22 2014-10-01 Hodogaya Chemical Co Ltd 有機電致發光元件

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4943840B1 (zh) 1970-12-25 1974-11-25
JP3194657B2 (ja) 1993-11-01 2001-07-30 松下電器産業株式会社 電界発光素子
DE69412567T2 (de) 1993-11-01 1999-02-04 Hodogaya Chemical Co., Ltd., Tokio/Tokyo Aminverbindung und sie enthaltende Elektrolumineszenzvorrichtung
EP0666298A3 (en) 1994-02-08 1995-11-15 Tdk Corp Organic electroluminescent element and compound used therein.
JP3828595B2 (ja) 1994-02-08 2006-10-04 Tdk株式会社 有機el素子
JP3654909B2 (ja) 1996-12-28 2005-06-02 Tdk株式会社 有機el素子
KR100691543B1 (ko) 2002-01-18 2007-03-09 주식회사 엘지화학 새로운 전자 수송용 물질 및 이를 이용한 유기 발광 소자
JP4487587B2 (ja) 2003-05-27 2010-06-23 株式会社デンソー 有機el素子およびその製造方法
KR100787425B1 (ko) 2004-11-29 2007-12-26 삼성에스디아이 주식회사 페닐카바졸계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
US8188315B2 (en) 2004-04-02 2012-05-29 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting device and flat panel display device comprising the same
KR20050108804A (ko) 2004-05-13 2005-11-17 주식회사 아이리스이십일 지식등록신청 및 승인을 통한 지식전환 시스템 및지식전환 방법
EP1752441B1 (en) 2004-05-25 2016-12-21 Hodogaya Chemical Co., Ltd. P-terphenyl compound and photosensitive body for electrophotography using such compound
US8021765B2 (en) 2004-11-29 2011-09-20 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Phenylcarbazole-based compound and organic electroluminescent device employing the same
EP2518045A1 (en) 2006-11-24 2012-10-31 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivative and organic electroluminescent element using the same
TWI491702B (zh) * 2008-05-16 2015-07-11 Hodogaya Chemical Co Ltd Organic electroluminescent elements
WO2011059000A1 (ja) 2009-11-12 2011-05-19 保土谷化学工業株式会社 置換されたアントラセン環構造とピリドインドール環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
JPWO2011148909A1 (ja) 2010-05-24 2013-07-25 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6234100B2 (ja) * 2012-07-31 2017-11-22 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、複素環化合物、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
KR102055685B1 (ko) * 2012-12-27 2019-12-16 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
US20160126464A1 (en) 2013-06-12 2016-05-05 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Organic electroluminescent device
US20170186967A1 (en) * 2014-06-11 2017-06-29 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Pyrimidine derivative and an organic electroluminescent device
JP3194657U (ja) 2014-09-19 2014-12-04 恵美子 青柳 温熱首巻

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1703128A (zh) * 2004-05-24 2005-11-30 索尼株式会社 有机电致发光元件以及由此构成的显示装置
CN101193851A (zh) * 2005-12-20 2008-06-04 佳能株式会社 胺化合物、有机发光器件和有机发蓝光器件
TW201437328A (zh) * 2013-02-22 2014-10-01 Hodogaya Chemical Co Ltd 有機電致發光元件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
High-efficiency and low-efficiency-roll-off single-layer white organic light-emitting devices with a bipolar transport host;Y Yin,X Piao,Y Li,Y Wang,J Liu;《Applied Physics Letters》;20120809;第063306-1至063306-4页 *

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