CN114746402A - 化合物、有机薄膜发光元件、显示装置及照明装置 - Google Patents

化合物、有机薄膜发光元件、显示装置及照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114746402A
CN114746402A CN202080082975.7A CN202080082975A CN114746402A CN 114746402 A CN114746402 A CN 114746402A CN 202080082975 A CN202080082975 A CN 202080082975A CN 114746402 A CN114746402 A CN 114746402A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
layer
compound
emitting element
emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080082975.7A
Other languages
English (en)
Inventor
徳田贵士
长尾和真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN114746402A publication Critical patent/CN114746402A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/06—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring nitrogen atom
    • C07D213/22—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring nitrogen atom containing two or more pyridine rings directly linked together, e.g. bipyridyl
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/622—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/19—Tandem OLEDs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

可通过下述通式(1)所表示的化合物，提供一种发光效率及耐久寿命优异的有机薄膜发光元件。(通式(1)中，X1～X3中的任一者为氮原子，除此以外为次甲基。L1为经取代或未经取代的亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚四联苯基、二甲基亚芴基、二苯基亚芴基或螺二亚芴基。其中，这些基经取代时的取代基为烷基或烷氧基。A为菲基、芘基、二甲基芴基、二苯基芴基或螺二芴基。)

Description

化合物、有机薄膜发光元件、显示装置及照明装置
技术领域
本发明涉及一种具有特定的结构的化合物、使用所述化合物的有机薄膜发光元件、显示装置及照明装置。
背景技术
近年来，有机薄膜发光元件正稳步地进行用于电视机或智能手机的显示器中等的实用化。但是，在既存的有机薄膜发光元件中仍有大量的技术性课题。其中，获得高效率的发光与有机薄膜发光元件的长寿命化的并存成为大的课题。
作为解决这些课题的化合物，迄今为止，开发了具有荧蒽骨架与含有电子接受性氮的芳香族杂环基的荧蒽衍生物(例如，参照专利文献1)、具有芘骨架与芳基或杂芳基的化合物(例如，参照专利文献2、非专利文献1)、具有氰基与杂芳基的化合物(例如，参照专利文献3)、具有三亚苯骨架与含有电子接受性氮的芳香族杂环的化合物(例如，参照专利文献4)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/182547号
专利文献2：国际公开第2012/173073号
专利文献3：日本专利特表2018-532688号公报
专利文献4：国际公开第2016/060322号
非专利文献
非专利文献1：《传感器(Sensors)》，(瑞士)，2009年5月13日，2009，9(5)，p.3604-3626
发明内容
发明所要解决的问题
根据专利文献1～专利文献2或非专利文献1，通过含氮芳香族杂环与荧蒽或芘连结的特定结构的化合物，可获得提高发光效率、可实现低电压驱动、耐久性优异的有机薄膜发光元件。另外，专利文献3～专利文献4中，公开了通过具有氰基或三亚苯骨架与含氮芳香族杂环的特定结构的化合物，可获得耐久性优异的有机薄膜发光元件。然而，近年来有机薄膜发光元件所要求的发光效率与耐久性日益提高，进而要求使高发光效率与耐久寿命并存的技术。
本发明鉴于所述现有技术的课题，目的在于提供一种发光效率及耐久寿命优异的有机薄膜发光元件。
解决问题的技术手段
本发明为下述通式(1)所表示的化合物。
[化1]
Figure BDA0003669118690000021
通式(1)中，X1～X3中的任一者为氮原子，除此以外有次甲基。L1为经取代或未经取代的亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚四联苯基、二甲基亚芴基、二苯基亚芴基或螺二亚芴基。其中，这些基经取代时的取代基为烷基或烷氧基。A为菲基、芘基、二甲基芴基、二苯基芴基或螺二芴基。
发明的效果
通过本发明，可提供一种发光效率及耐久寿命优异的有机薄膜发光元件。
具体实施方式
以下对本发明的化合物、有机薄膜发光元件、显示装置及照明装置的优选的实施方式进行详细说明。其中，本发明并不限定于以下的实施方式，可根据目的或用途进行各种变更来实施。
(通式(1)所表示的化合物)
作为本发明的一实施方式的通式(1)所表示的化合物为以下所示的化合物。
[化2]
Figure BDA0003669118690000022
通式(1)中，X1～X3中的任一者为氮原子，除此以外为次甲基。L1为经取代或未经取代的亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚四联苯基、二甲基亚芴基、二苯基亚芴基或螺二亚芴基。其中，这些基经取代时的取代基为烷基或烷氧基。A为菲基、芘基、二甲基芴基、二苯基芴基或螺二芴基。
“经取代或未经取代的”这一情况下的“未经取代”是指键结有氢原子，“经取代”是指氢原子的至少一部分进行取代。在以下所说明的化合物或其部分结构中，在“经取代或未经取代的”这一情况下，也与所述相同。
所谓烷基，例如表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等饱和脂肪族烃基，其可具有取代基，也可不具有取代基。烷基的碳数并无特别限定，就获取的容易性或成本的方面而言，通常为1以上且20以下、更优选为1以上且8以下的范围。
所谓烷氧基，例如表示甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等烷基与氧键结而成的基，其可具有取代基，也可不具有取代基。烷氧基的碳数并无特别限定，就获取的容易性或成本的方面而言，通常为1以上且20以下、更优选为1以上且8以下的范围。
作为现有的含有含氮芳香族杂环及多环芳香族烃的化合物，例如在专利文献1～专利文献4、非专利文献1中示出了下述式所表示的化合物X、化合物Y、化合物Z、化合物V、化合物W。
[化3]
Figure BDA0003669118690000031
然而，即使是将这些化合物作为发光元件材料用于电子注入层、电子传输层或电荷产生层中的元件，对于近年来所要求的特性，也尚未获得充分的性能，而要求创造出在发光效率、耐久寿命的方面可进一步提高性能的化合物。
例如，如化合物X那样的具有荧蒽基的化合物的驱动电压高，在发光效率及耐久寿命方面仍存在课题。另外，如化合物Y那样的通过亚苯基连结含氮芳香族杂环与多环芳香族烃的化合物由于连结基所带来的分子间相互作用的提高效果小，因此难以充分降低驱动电压，在发光效率及耐久寿命方面存在课题。另外，如化合物Z那样的具有氰基与含氮芳香族杂环的化合物通过氰基而最低未占分子轨道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)能级变得过深，因此驱动电压变高，在发光效率及耐久寿命方面存在课题。如化合物V那样的具有多个芘基的化合物或如化合物W那样的具有三亚苯基(triphenylenyl group)的化合物由于其结晶性高而容易在元件中结晶化，在耐久寿命及驱动稳定性方面存在课题。
本发明者等人在其改良的研究中，着眼于特定的多环芳香族烃与这些连结基的效果。关于通式(1)所表示的化合物，在L1中导入分子量比亚苯基大的连结基。通过延长分子，分子间的相互作用提高，进而在蒸镀膜中容易水平取向。由于这些效果，可进一步增大电荷传输性，可减小驱动电压并提高发光效率。另外，通过提高分子间相互作用，可提高玻璃化温度，可提高耐久寿命。进而，作为A，通过选择具有高平面性、分子彼此的重叠大的菲基、芘基、二甲基芴基、二苯基芴基或螺二芴基而具有高电荷传输性，因此可以低电压驱动并提高发光效率。
通式(1)所表示的化合物具有较大的电子传输性。另外，由于为包含多个吡啶基的可挠性结构，因此具有对金属原子的较大的配位性。因此，在将通式(1)所表示的化合物用于发光元件中的有机层时，可形成稳定的层。特别是在有机层为电子传输层、电子注入层或电荷产生层时，这些层显示出更稳定且优异的性能。
通式(1)中，X1～X3中的任一者为氮原子，除此以外为次甲基。就提高对金属原子的配位性，形成更稳定的层的观点而言，X3优选为氮原子。通过形成更稳定地进行了配体的层，可以低电压驱动，进一步提高耐久寿命。
通式(1)中，L1为经取代或未经取代的亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚四联苯基、二甲基亚芴基、二苯基亚芴基或螺二亚芴基。在L1为这些基时，如上所述，分子间的相互作用提高，可进一步提高电荷传输性或膜质稳定性。另外，L1优选为经取代或未经取代的亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基，更优选为经取代或未经取代的亚联苯基。通过选择这些基，电荷传输性提高，由此可以低电压驱动，进一步提高发光效率。另外，通过选择这些基，膜质稳定性提高，由此可进一步提高耐久寿命。
L1经取代时的取代基为烷基或烷氧基。这些取代基可在不降低化合物的电荷传输性的情况下提高化合物的稳定性，因此优选。
通式(1)中，A为菲基、芘基、二甲基芴基、二苯基芴基或螺二芴基。就进一步提高发光效率及耐久寿命的观点而言，A优选为芘基。
作为所述通式(1)所表示的化合物，例如可列举以下所示的化合物。再者，以下为例示，即使是此处明确记载的化合物以外的化合物，只要是通式(1)所表示的化合物，便可同样优选地使用。
[化4]
Figure BDA0003669118690000051
[化5]
Figure BDA0003669118690000061
[化6]
Figure BDA0003669118690000071
[化7]
Figure BDA0003669118690000081
[化8]
Figure BDA0003669118690000091
[化9]
Figure BDA0003669118690000101
[化10]
Figure BDA0003669118690000111
[化11]
Figure BDA0003669118690000121
[化12]
Figure BDA0003669118690000131
[化13]
Figure BDA0003669118690000141
[化14]
Figure BDA0003669118690000151
通式(1)所表示的化合物可通过已知的合成法合成。作为合成法，例如可列举使用了钯的卤化芳基衍生物与芳基硼酸衍生物的偶合反应，但并不限定于此。
通式(1)所表示的化合物可优选地用作发光元件材料。此处本发明中的发光元件材料表示发光元件的任一层中使用的材料，如后述那样，除了空穴注入层、空穴传输层、发光层和/或电子传输层中使用的材料以外，也包括电极的保护膜(覆盖层)中使用的材料。通过将本发明中的通式(1)所表示的化合物用于发光元件的任一层中，可获得高发光效率，且可获得耐久寿命优异的发光元件。
(有机薄膜发光元件)
其次，对有机薄膜发光元件的实施方式进行详细说明。有机薄膜发光元件具有阳极与阴极、及介于所述阳极与阴极之间的有机层，所述有机层通过电能来发光。
此种有机薄膜发光元件中的阳极与阴极之间的层结构除了仅包含发光层的结构以外，可列举：1)发光层/电子传输层、2)空穴传输层/发光层、3)空穴传输层/发光层/电子传输层、4)空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层、5)空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层、6)空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层、7)空穴注入层/空穴传输层/发光层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层等层叠结构。
进而，也可为经由中间层而将多个所述层叠结构层叠的串联(tandem)型。中间层一般也被称为中间电极、中间导电层、电荷产生层、电子汲取层、连接层、中间绝缘层，可使用已知的材料结构。作为串联型的具体例，例如可列举：8)空穴传输层/发光层/电子传输层/电荷产生层/空穴传输层/发光层/电子传输层、9)空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/电荷产生层/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层等在阳极与阴极之间包含电荷产生层作为中间层的层叠结构。
另外，所述各层可分别为单一层、多层的任一种，也可掺杂。进而，所述有机薄膜发光元件也可包括使用了覆盖材料的层，所述覆盖材料因光学干涉效果而使发光效率提高。
通式(1)所表示的化合物可在发光元件中用于所述任一层中，尤其可优选地用于电子传输层、电荷产生层或电子注入层中。本发明的有机薄膜发光元件优选为如下结构：在阳极与阴极之间至少具有电子传输层且在电子传输层中含有通式(1)所表示的化合物的结构、在阳极与阴极之间至少具有电荷产生层与发光层且在电荷产生层中含有通式(1)所表示的化合物的结构、或在阳极与阴极之间至少具有电子注入层与发光层且在电子注入层中含有通式(1)所表示的化合物的结构。
在本发明的实施方式的发光元件中，阳极与阴极具有用于供给足以使元件发光的电流的作用，为了输出光，理想的是至少一者为透明或半透明。通常将形成于基板上的阳极设为透明电极。
(基板)
为了保持发光元件的机械强度，优选为将发光元件形成于基板上。作为基板，可列举钠玻璃或无碱玻璃等玻璃基板、或塑料基板等。玻璃基板的厚度只要具有足以保持机械强度的厚度即可，只要为0.5mm以上便足够。关于玻璃的材质，优选为自玻璃溶出的离子少，优选为无碱玻璃。另外，施加有SiO2等的障壁涂层(barrier coat)的钠钙玻璃也有市售，也可使用所述玻璃。
(阳极)
阳极中所使用的材料优选为可将空穴效率良好地注入至有机层。另外，为了输出光，优选为透明或半透明。作为阳极中所使用的材料，例如可列举：氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)等导电性金属氧化物；或金、银、铬等金属；碘化铜、硫化铜等无机导电性物质；聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电性聚合物等。这些中，优选为ITO玻璃或奈塞玻璃(NESA glass)。这些电极材料可单独使用，也可将多种材料层叠或混合来使用。关于透明电极的电阻，只要可供给足以使元件发光的电流即可，就元件的消耗电力的观点而言，优选为低电阻。例如若为300Ω/Υ以下的ITO基板，则作为元件电极发挥功能，但目前也能够供给10Ω/Υ左右的基板，因此优选为使用20Ω/Υ以下的低电阻的基板。ITO的厚度可根据电阻值任意地选择，但通常大多情况下是在45nm～300nm之间使用。
(阴极)
阴极中所使用的材料只要为可将电子效率良好地注入至发光层的物质，则并无特别限定。作为阴极中所使用的材料，例如可列举：铂、金、银、铜、铁、锡、铝、铟等金属，或这些金属与锂、钠、钾、钙、镁等低功函数金属的合金或多层层叠等。其中，就电阻值或制膜容易度、膜的稳定性、发光效率等方面而言，优选为以铝、银、镁为主成分，就对电子传输层及电子注入层的电子注入容易的方面而言，更优选为包含镁与银。
(保护层)
为了保护阴极，优选为在阴极上层叠保护层(覆盖层)。作为构成保护层的材料，并无特别限定，例如可列举：铂、金、银、铜、铁、锡、铝及铟等金属，使用这些金属的合金，二氧化硅、氧化钛及氮化硅等无机物，聚乙烯醇、聚氯乙烯、烃系高分子化合物等有机高分子化合物等。另外，通式(1)所表示的化合物也可作为保护层来利用。其中，在发光元件为自阴极侧输出光的元件结构(顶部发光结构)的情况下，用于保护层的材料优选为在可见光区域中具有透光性。
(空穴注入层)
空穴注入层是插入至阳极与空穴传输层之间的层。空穴注入层可为一层，也可将多层层叠，任一者均可。若在空穴传输层与阳极之间存在空穴注入层，则以更低的电压驱动，耐久寿命也提高，不仅如此，进而元件的载流子平衡提高，发光效率也提高，因此优选。
用于空穴注入层的材料并无特别限定，例如可列举：4,4'-双(N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基)联苯(N,N,N',N'-四苯基-1,1'-联苯-4,4'-二胺(N,N,N',N'-Tetraphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine，TPD))、4,4'-双(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)联苯(N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(N,N'-diphenyl-N,N'-(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine，NPD))、4,4'-双(N,N-双(4-联苯基)氨基)联苯(tetrabiphenylyldiaminobiphenyl，TBDB)、双(N,N'-二苯基-4-氨基苯基)-N,N-二苯基-4,4'-二氨基-1,1'-联苯(TPD232)等联苯胺衍生物，4,4',4"-三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺(4,4',4"-tris(3-methylphenyl(phenyl)amino)triphenylamine，m-MTDATA)、4,4',4"-三(1-萘基(苯基)氨基)三苯基胺(4,4',4"-tris(1-naphthyl(phenyl)amino)triphenylamine，1-TNATA)等被称为星爆状(starburst)芳基胺的材料群组，三芳基胺衍生物，双(N-芳基咔唑)、双(N-烷基咔唑)等双咔唑衍生物，吡唑啉衍生物，二苯乙烯系化合物，腙系化合物，苯并呋喃衍生物，噻吩衍生物、噁二唑衍生物、酞菁衍生物、卟呤衍生物等杂环化合物，在侧链具有所述单量体的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基咔唑、聚硅烷等聚合物系材料等。就自阳极向空穴传输层顺利地注入传输空穴的观点而言，可更优选地使用联苯胺衍生物、星爆状芳基胺系材料群组。
可单独使用这些材料，也可混合使用两种以上的材料。另外，也可层叠多种材料而作为空穴注入层。进而若所述空穴注入层是由受体性化合物单独构成，或者在如上所述的空穴注入材料中掺杂受体性化合物来使用，则可更显著地获得所述效果，因此更优选。所谓受体性化合物，在作为单层膜使用的情况下是指所接触的空穴传输层；在掺杂使用的情况下，是指构成空穴注入层的材料及形成电荷迁移络合物的材料。若使用此种材料，则空穴注入层的导电性提高，更有助于降低元件的驱动电压，可进一步提高发光效率或耐久寿命。
作为受体性化合物，例如可列举：氯化铁(III)、氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锑等金属氯化物，氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钌等金属氧化物，三(4-溴苯基)六氯锑酸铵(TBPAH)等电荷迁移络合物，分子内具有硝基、氰基、卤素或三氟甲基的有机化合物、醌系化合物、酸酐系化合物、富勒烯等。这些中，金属氧化物或含氰基的化合物由于容易操作，且也容易蒸镀，故可容易地获得所述效果，因此优选。在空穴注入层由受体性化合物单独构成的情况、或在空穴注入层中掺杂受体性化合物的情况的任一情况下，空穴注入层可为一层，也可将多个层层叠而构成。
(空穴传输层)
空穴传输层是将自阳极注入的空穴传输至发光层的层。空穴传输层可为一层，也可将多层层叠而构成，任一者均可。
作为空穴传输层中所使用的材料，可列举作为空穴注入层中所使用的材料而例示的材料。就向发光层顺利地注入传输空穴的观点而言，更优选为三芳基胺衍生物、联苯胺衍生物。
(发光层)
发光层可为单一层、多层的任一种，分别由发光材料(主体材料、掺杂剂材料)所形成，其可为主体材料与掺杂剂材料的混合物，也可为单独的主体材料，也可为两种主体材料与一种掺杂剂材料的混合物，任一种情况均可。即，关于本发明的实施方式中的发光元件，在各发光层中，可为仅主体材料或掺杂剂材料发光，也可为主体材料与掺杂剂材料均发光。就效率良好地利用电能、获得高颜色纯度的发光的观点而言，发光层优选为包含主体材料与掺杂剂材料的混合。另外，主体材料与掺杂剂材料可分别为一种，也可为多种的组合，任一种情况均可。掺杂剂材料可包含于整个主体材料中，也可包含于一部分主体材料中，任一种情况均可。掺杂剂材料可层叠，也可分散，任一种情况均可。掺杂剂材料可控制发光色。就抑制浓度淬灭现象的观点而言，相对于主体材料，掺杂剂材料的量优选为30重量％以下，进而优选为20重量％以下。关于掺杂方法，可通过与主体材料的共蒸镀法而形成，但也可与主体材料预先混合后同时蒸镀。
作为发光材料，可列举作为发光体为人所知的蒽或芘等的缩合环衍生物、三(8-羟基喹啉)铝等金属螯合化类咢辛(oxinoid)化合物、双苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、噁二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、紫环酮衍生物、环戊二烯衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物或聚苯乙炔衍生物、聚对苯衍生物、聚噻吩衍生物等聚合物等。
发光材料中所含有的主体材料无需仅限于一种化合物，可混合使用多种化合物，或者也可混合使用一种以上的其他主体材料。另外，也可层叠使用。作为主体材料，并无特别限定，可列举：萘、蒽、菲、芘、
Figure BDA0003669118690000181
并四苯、三亚苯、苝、荧蒽、芴、茚等具有缩合芳基环的化合物或其衍生物，N,N'-二萘基-N,N'-二苯基-4,4'-二苯基-1,1'-二胺等芳香族胺衍生物，三(8-羟基喹啉)铝(III)等金属螯合化类咢辛化合物，二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物，四苯基丁二烯衍生物，茚衍生物，香豆素衍生物，噁二唑衍生物，吡咯并吡啶衍生物，紫环酮衍生物，环戊二烯衍生物，吡咯并吡咯衍生物，噻二唑并吡啶衍生物，二苯并呋喃衍生物，咔唑衍生物，吲哚并咔唑衍生物，三嗪衍生物，或聚苯乙炔衍生物、聚对苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等聚合物等。其中，作为发光层进行三重态发光(磷光发光)时使用的主体，可优选地使用金属螯合化类咢辛化合物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、三嗪衍生物、三亚苯衍生物等。
作为发光材料中所含有的掺杂剂材料，例如可列举：萘、蒽、菲、芘、荧蒽、三亚苯、苝、芴、茚等具有芳基环的化合物或其衍生物(例如2-(苯并噻唑-2-基)-9,10-二苯基蒽或5,6,11,12-四苯基并四苯等)，呋喃、吡咯、噻吩、噻咯、9-硅芴、9,9'-螺二硅芴、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、喹喔啉、吡咯并吡啶、噻吨等具有杂芳基环的化合物或其衍生物，二苯乙烯基苯衍生物，4,4'-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、4,4'-双(N-(二苯乙烯-4-基)-N-苯基氨基)二苯乙烯等氨基苯乙烯基衍生物，芳香族乙炔衍生物，四苯基丁二烯衍生物，二苯乙烯衍生物，醛连氮衍生物，吡咯亚甲基衍生物，二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物，2,3,5,6-1H,4H-四氢-9-(2'-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1-gh]香豆素等香豆素衍生物，咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物、其金属络合物，N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺等芳香族胺衍生物等。其中，优选为含有二胺骨架的掺杂剂或含有荧蒽骨架的掺杂剂，可进一步提高发光效率。
另外，作为发光层进行三重态发光(磷光发光)时使用的掺杂剂，优选为包含选自由铱(Ir)、钌(Ru)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)、及铼(Re)所组成的群组中的至少一种金属的有机金属络合物化合物。配体优选为具有苯基吡啶骨架、苯基喹啉骨架或碳烯(carbene)骨架等含氮芳香族杂环。然而，并不限定于这些，可根据所要求的发光色、元件性能、与主体化合物的关系而选择恰当的络合物。具体而言，可列举：三(2-苯基吡啶基)铱络合物、三{2-(2-苯硫基)吡啶基}铱络合物、三{2-(2-苯并苯硫基)吡啶基}铱络合物、三(2-苯基苯并噻唑)铱络合物、三(2-苯基苯并噁唑)铱络合物、三苯并喹啉铱络合物、双(2-苯基吡啶基)(乙酰丙酮)铱络合物、双{2-(2-苯硫基)吡啶基}铱络合物、双{2-(2-苯并苯硫基)吡啶基}(乙酰丙酮)铱络合物、双(2-苯基苯并噻唑)(乙酰丙酮)铱络合物、双(2-苯基苯并噁唑)(乙酰丙酮)铱络合物、双苯并喹啉(乙酰丙酮)铱络合物、双{2-(2,4-二氟苯基)吡啶基}(乙酰丙酮)铱络合物、四乙基卟啉铂络合物、{三(噻吩甲酰三氟丙酮)单(1,10-菲咯啉)}铕络合物、{三(噻吩甲酰三氟丙酮)单(4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)}铕络合物、{三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮)单(1,10-菲咯啉)}铕络合物、三乙酰丙酮铽络合物等。另外，也可优选地使用日本专利特开2009-130141号所记载的磷光掺杂剂。优选为铱络合物或铂络合物，可进一步提高发光效率。
用作掺杂剂材料的所述三重态发光材料在发光层中可分别仅包含一种，也可混合使用两种以上。在使用两种以上的三重态发光材料时，相对于主体材料，掺杂剂材料的总重量优选为30重量％以下，进而优选为20重量％以下。
作为三重态发光系统中的优选的主体及掺杂剂，并无特别限定，具体而言可列举如下例子。
[化15]
Figure BDA0003669118690000201
[化16]
Figure BDA0003669118690000211
本发明的实施方式的发光元件也优选为发光层含有三重态发光材料。
另外，发光层也优选为含有热活化延迟荧光材料。关于热活化延迟荧光，在《最先端的有机电致发光(electroluminescence，EL)》(安达千波矢、藤本弘编、CMC出版发行)的第87页～第103页进行了解说。所述文献中，说明了通过使荧光发光材料的激发单重态状态与激发三重态状态的能量水平接近，通常高效率地产生自迁移概率低的激发三重态状态向激发单重态状态的逆能量迁移，显现出热活化延迟荧光(Thermally Activated delayedFluorescence，TADF)。进而，所述文献中的图5中，说明了延迟荧光的发生机制。延迟荧光的发光可通过过渡光致发光(Photo Luminescence，PL)测定来确认。
热活化延迟荧光材料一般也被称为TADF材料。热活化延迟荧光材料可为通过单一的材料来显示出热活化延迟荧光的材料，也可为通过多种材料来显示出热活化延迟荧光的材料。在包含多种材料的情况下，可作为混合物使用，也可将包含各材料的层层叠使用。作为热活化延迟荧光材料，可使用已知的材料。例如可列举：苯甲腈衍生物、三嗪衍生物、二亚砜衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、二氢啡嗪衍生物、噻唑衍生物、噁二唑衍生物等，但并不限定于这些。
在发光层中含有TADF材料的元件优选为在发光层中进一步含有荧光掺杂剂。其原因在于，通过利用TADF材料，三重态激子被转换为单重态激子，荧光掺杂剂接受所述单重态激子，从而可实现更高的发光效率或更长的元件寿命。
(电子传输层)
在本发明中，电子传输层是指自阴极注入电子，进而传输电子的层。对于电子传输层而言，期望电子注入效率高、效率良好地传输所注入的电子。因此，构成电子传输层的材料优选为电子亲和力大、电子迁移率大、稳定性优异、在制造时及使用时不易产生成为陷阱的杂质的物质。特别是在以厚的膜厚层叠的情况下，低分子量的化合物容易结晶化等而使膜质劣化，因此优选为保持稳定的膜质的分子量为400以上的化合物。然而，在考虑到空穴与电子的传输平衡的情况下，只要电子传输层主要发挥可效率良好地对来自阳极的空穴不进行再结合而向阴极侧流动的情况进行阻挡的作用，则即使包含电子传输能力不太高的材料，提高发光效率的效果也与包含电子传输能力高的材料的情况同等。因此，本发明的电子传输层中，也包括可效率良好地阻挡空穴的迁移的空穴阻挡层作为相同含义者，空穴阻挡层及电子传输层可单独构成，也可将多种材料层叠构成。
作为电子传输层中所使用的电子传输材料，例如可列举萘、蒽等的缩合多环芳香族衍生物，4,4'-双(二苯基乙烯基)联苯等苯乙烯基系芳香环衍生物，蒽醌或联苯醌等醌衍生物，氧化磷衍生物，三(8-羟基喹啉)铝(III)等羟喹啉络合物、苯并羟喹啉络合物、羟基唑络合物、次甲基偶氮(azomethine)络合物、托酚酮(tropolone)金属络合物及黄酮醇金属络合物等各种金属络合物。就进一步降低驱动电压、可获得更高效率的发光而言，优选为使用如下的化合物：包含选自碳、氢、氮、氧、硅、磷中的元素，且具有含有电子接受性氮的杂芳基环结构。
此处所述的电子接受性氮，表示与邻接原子之间形成有多重键的氮原子。因氮原子具有高电负度，因此所述多重键具有电子接受的性质。因此，含有电子接受性氮的芳香族杂环具有高的电子亲和性。具有电子接受性氮的电子传输材料容易接受来自具有高的电子亲和力的阴极的电子，可以更低的电压驱动。另外，对发光层供给的电子变多，再结合概率变高，因此发光效率进一步提高。
作为含有电子接受性氮的杂芳基环，例如可列举：三嗪环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、喹啉环、喹喔啉环、喹唑啉环、萘啶环、嘧啶并嘧啶环、苯并喹啉环、菲咯啉环、咪唑环、噁唑环、噁二唑环、三唑环、噻唑环、噻二唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环、菲并咪唑环等。
作为具有这些杂芳基环结构的化合物，例如可列举吡啶衍生物、三嗪衍生物、喹唑啉衍生物、嘧啶衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、吡嗪衍生物、菲咯啉衍生物、喹喔啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、联吡啶或三联吡啶等寡聚吡啶衍生物、喹喔啉衍生物及萘啶衍生物等。其中，就电子传输能力的观点而言，可优选地使用三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯等咪唑衍生物、1,3-双[(4-叔丁基苯基)1,3,4-噁二唑基]亚苯等噁二唑衍生物、N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等三唑衍生物、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(bathocuproin)或1,3-双(1,10-菲咯啉-9-基)苯等菲咯啉衍生物、2,2'-双(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9'-螺二芴等苯并喹啉衍生物、2,5-双(6'-(2',2"-联吡啶基))-1,1-二甲基-3,4-二苯基硅罗等联吡啶衍生物、1,3-双(4'-(2,2':6'2"-三联吡啶基))苯等三联吡啶衍生物、双(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基膦氧化物等萘啶衍生物。
另外，若这些衍生物具有缩合多环芳香族骨架，则玻璃化温度提高，并且电子迁移率也变大，可进一步降低发光元件的驱动电压，因此优选。进而，若考虑到元件的耐久寿命进一步提高、合成的容易度、原料获取容易的方面，则缩合多环芳香族骨架更优选为荧蒽骨架、蒽骨架、芘骨架或菲咯啉骨架。
作为优选的电子传输材料，并无特别限定，具体而言，可列举如下例子。
[化17]
Figure BDA0003669118690000231
另外，通式(1)所表示的化合物也具有高电子传输性，作为电子传输材料显示出优异的性质，因此优选。
所述电子传输材料可单独使用，也可将所述电子传输材料的两种以上混合使用、或将其他电子传输材料的一种以上混合于所述电子传输材料中使用。另外，也可含有施体性化合物。此处，所谓施体性化合物，是指通过改善电子注入障壁而使自阴极或电子注入层向电子传输层的电子注入变容易，进而提高电子传输层的导电性的化合物。
作为施体性化合物的优选例，可列举：碱金属、含有碱金属的无机盐、碱金属与有机物的络合物、碱土金属、含有碱土金属的无机盐或碱土金属与有机物的络合物等。作为碱金属、碱土金属的优选的种类，可列举：功函数低且电子传输能力提高的效果大的锂、钠、钾、铷、铯等碱金属或镁、钙、铈、钡等碱土金属。
另外，就真空中的蒸镀容易且操作优异而言，相较于金属单体，优选为无机盐或者与有机物的络合物的状态。进而，就使大气中的操作变得容易、可容易调整添加浓度的方面而言，更优选为处于与有机物的络合物的状态。作为无机盐的例子，可列举：LiO、Li2O等氧化物，氮化物，LiF、NaF、KF等氟化物，Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等碳酸盐等。另外，作为碱金属或碱土金属的优选例，就可进一步降低驱动电压的观点而言，可列举锂、铯。另外，作为与有机物的络合物中的有机物的优选例，可列举：羟基喹啉、苯并羟基喹啉、吡啶基苯酚、黄酮醇、羟基咪唑并吡啶、羟基苯并唑、羟基三唑等。其中，就可进一步降低发光元件的驱动电压大的的观点而言，优选为碱金属与有机物的络合物。进而就合成的容易度、热稳定性的观点而言，更优选为锂与有机物的络合物，特别优选为可较廉价地获得的羟基喹啉锂(Liq)。
电子传输层的电离电位并无特别限定，优选为5.6eV以上且8.0eV以下，更优选为5.6eV以上且7.0eV以下。
构成发光元件的所述各层的形成方法并不特别限定于电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、溅射、分子层叠法、涂布法等，通常就元件特性的方面而言，优选为电阻加热蒸镀或电子束蒸镀。
(电子注入层)
在本发明中，也可在阴极与电子传输层之间设置电子注入层。一般出于帮助电子自阴极向电子传输层的注入的目的插入电子注入层，在插入时，可使用具有含有电子接受性氮的杂芳基环结构的化合物，也可使用所述施体性材料。
另外，电子注入层也可使用绝缘体或半导体的无机物。通过使用这些材料，可抑制发光元件的短路且提高电子注入性，因此优选。
作为此种绝缘体，优选为使用选自由碱金属硫属化物、碱土金属硫属化物、碱金属的卤化物以及碱土金属的卤化物所组成的群组中的至少一种金属化合物。
具体而言，作为优选的碱金属硫属化物，例如可列举Li2O、Na2S及Na2Se。另外，作为优选的碱土金属硫属化物，例如可列举CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及CaSe。另外，作为优选的碱金属的卤化物，例如可列举LiF、NaF、KF、LiCl、KCl及NaCl等。另外，作为优选的碱土金属的卤化物，例如可列举CaF2、BaF2、SrF2、MgF2及BeF2等氟化物或氟化物以外的卤化物。
进而也可优选地使用有机物与金属的络合物。在电子注入层中使用有机物与金属的络合物的情况下，容易调整膜厚，因此优选。作为此种有机金属络合物中的有机物的优选例，可列举：羟基喹啉、苯并羟基喹啉、吡啶基苯酚、黄酮醇、羟基咪唑并吡啶、羟基苯并唑、羟基三唑等。
另外，通式(1)所表示的化合物也具有高电子注入性，作为电子注入层的材料显示出优异的性质，因此优选。
(电荷产生层)
本发明中的电荷产生层一般包含两层，具体而言，可用作包含n型电荷产生层及p型电荷产生层的pn接合电荷产生层。所述pn接合型电荷产生层通过在发光元件中施加电压而产生电荷，或者将电荷分离为空穴及电子，将这些空穴及电子经由空穴传输层及电子传输层注入至发光层中。具体而言，在层叠有发光层的发光元件中，作为中间层的电荷产生层发挥功能。n型电荷产生层向存在于阳极侧的第一发光层供给电子，p型电荷产生层向存在于阴极侧的第二发光层供给空穴。因此，可进一步提高层叠有多个发光层的发光元件的发光效率并降低驱动电压，也可进一步提高元件的耐久寿命。
所述n型电荷产生层包含n型掺杂剂及主体，这些可使用现有的材料。例如，作为n型掺杂剂，可使用碱金属、碱土金属或稀土金属。另外，作为主体，可使用三嗪衍生物、菲咯啉衍生物或寡聚吡啶衍生物。特别是通式(1)所表示的化合物及菲咯啉衍生物作为所述n型电荷产生层的主体显示出优异的性质，因此优选。
在将菲咯啉衍生物用作所述n型电荷产生层的主体的情况下，优选为使用通式(1)所表示的化合物作为电子传输材料。其原因在于：由于这些材料间的电子注入障壁小，因此可进一步降低元件中的驱动电压。
所述p型电荷产生层包含p型掺杂剂及主体，这些可使用现有的材料。例如，作为p型掺杂剂，可使用四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、四氰基醌二甲烷衍生物、轴烯(radialene)衍生物、碘、FeCl3、FeF3及SbCl5等。作为p型掺杂剂，优选为轴烯衍生物。作为主体，优选为芳基胺衍生物。
有机层的厚度也取决于发光物质的电阻值，因此无法限定，但优选为1nm～1000nm。发光层、电子传输层、空穴传输层的膜厚分别优选为1nm以上且200nm以下，进而优选为5nm以上且100nm以下。
本发明的实施方式的发光元件具有可将电能转换为光的功能。此处，作为电能主要使用直流电流，但也可使用脉冲电流或交流电流。电流值及电压值并无特别限制，若考虑到元件的消耗电力或寿命，则优选为以由尽可能低的能量获得最大亮度的方式选择。
本发明的实施方式的发光元件例如可优选地用作以矩阵和/或分段(segment)方式显示的显示器等显示装置。
本发明的实施方式的发光元件也可优选地用作各种设备等的背光。背光主要是出于提高自身不发光的显示器等显示装置的视认性的目的而使用，可用于液晶显示器、时钟、音频装置、汽车面板、显示板及标识等中。特别是本发明的发光元件可优选地用于液晶显示器中正在研究薄型化的个人计算机用途的背光中，可提供比现有更为薄型且轻量的背光。
本发明的实施方式的发光元件也可优选地用作各种照明装置。本发明的实施方式的发光元件可使高发光效率与高颜色纯度并存，进而，可实现薄型化及轻量化，因此可实现兼具低消耗电力、鲜明的发光色、高设计性的照明装置。
实施例
以下，列举实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例限定。
合成例1：化合物1的合成
[化18]
Figure BDA0003669118690000261
将4'-(4-溴苯基)-2,2':6'2”-三联吡啶2.7g、4-(1-芘)苯基硼酸1.6g、二氯双(三苯基膦钯)二氯化物50mg、1.5M碳酸钠水溶液6ml及二甲氧基乙烷70ml的混合溶液在氮气流下、回流下加热搅拌5小时。在冷却至室温后，加入水并进行过滤，利用甲醇进行清洗，并进行真空干燥。通过硅胶管柱色谱法对所得的固体进行精制，蒸发并去除溶媒，将所得的固体真空干燥，获得2.3g的化合物1。
关于所得的化合物1，使用油扩散泵，在1×10-3Pa的压力下、约340℃下进行升华精制后，在实施例中使用。升华精制前后的化合物1的高效液相色谱(high performanceliquid chromatography，HPLC)纯度(测定波长254nm下的面积％)均为99.9％。
在升华精制后，通过质谱法(Mass Spectrometry，MS)分析及1H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)分析鉴定化合物1的结构。其分析结果如下所示。
MS(m/z)：586[M+H]+
1H-NMR(400MHz、CDCl3)δ：8.833(s、2H)、8.755(d、J＝2.4Hz、2H)、8.770(d、J＝7.6Hz、2H)、8.263(dd、J＝6.4、8.8Hz、2H)、8.198(dd、J＝8.8、9.2Hz、2H)、8.000-8.114(m、7H)、7.875-7.950(m、6H)、7.760(d、J＝8.4Hz、2H)、7.358-7.385(m、2H)。
合成例2：化合物2的合成
[化19]
Figure BDA0003669118690000262
将4'-(4-溴苯基)-2,2':6'2”-三联吡啶4.0g、3-氯苯基硼酸1.7g、二氯双(三苯基膦钯)二氯化物72mg、1.5M碳酸钠水溶液10ml及二甲氧基乙烷70ml的混合溶液在氮气流下、回流下加热搅拌3小时。在冷却至室温后，加入水并进行过滤，利用甲醇进行清洗，并进行真空干燥，获得4.0g的中间体A。
其次，将中间体A 2.9g、1-芘硼酸1.8g、二氯双(三苯基膦钯)二氯化物50mg、1.5M磷酸三钾水溶液6ml及1,4-二噁烷40ml的混合溶液在氮气流下、回流下加热搅拌7小时。在冷却至室温后，加入水并进行过滤，利用甲醇进行清洗，并进行真空干燥。通过硅胶管柱色谱法对所得的固体进行精制，蒸发并去除溶媒，将所得的固体真空干燥，获得1.7g的化合物2。
关于所得的化合物2，使用油扩散泵，在1×10-3Pa的压力下、约340℃下进行升华精制后，在实施例中使用。升华精制前后的化合物2的HPLC纯度(测定波长254nm下的面积％)均为99.9％。
在升华精制后，通过质谱法(MS)分析及1H-NMR分析鉴定化合物2的结构。其分析结果如下所示。
MS(m/z)：586[M+H]+
1H-NMR(400MHz、CDCl3)δ：8.670-8.797(m、6H)、8.150-8.262(m、4H)、8.095-8.150(m、2H)、8.000-8.095(m、5H)、7.765-7.995(m、6H)、7.620-7.765(m、2H)、7.320-7.380(m、2H)。
其次，对各实施例中的评价方法进行说明。
(驱动电压)
将实施例1～实施例11及比较例1～比较例14中所得的元件分别以10mA/cm2进行直流驱动，测定初始驱动电压。进而，测定在温度70℃的环境下以电流密度10mA/cm2直流驱动100小时时的电压，计算出自初始驱动电压开始的电压上升量。
另外，使实施例12～实施例22及比较例15～比较例28中所得的发光元件分别以亮度1000cd/m2点灯，测定初始驱动电压。进而，测定在室温下以电流密度10mA/cm2定电流驱动100小时时的电压，计算出自初始驱动电压开始的电压上升量。
另外，使实施例23～实施例44及比较例29～比较例56中所得的发光元件分别以10mA/cm2的电流密度驱动，计算出初始驱动电压。
初始驱动电压越小，越能够以低电压驱动，因此可评价为发光效率(亮度/功率)越优异。另外，电压上升量越小，可评价为耐久寿命越优异。
(外部量子效率)
使实施例12～实施例22及比较例15～比较例28中所得的发光元件分别以电流密度10mA/cm2点灯，测定外部量子效率，评价发光效率。外部量子效率越高，可评价为发光效率越优异。
(亮度)
使实施例23～实施例44及比较例29～比较例56中所得的发光元件以10mA/cm2点灯，测定亮度，评价发光效率。亮度越高，可评价为发光效率越优异。
(耐久寿命)
使实施例12～实施例44及比较例15～比较例56中所得的发光元件以10mA/cm2的定电流继续驱动，测定亮度自初始亮度降低20％的时间，作为耐久寿命。
实施例1
将堆积有125nm的ITO透明导电膜作为阳极的玻璃基板(吉奥马(Geomatec)(股)制造，11Ω/Υ，溅射品)切断成38mm×46mm，进行蚀刻。使用“塞米高克林(Semico clean)”(注册商标)56(商品名，古内化学(股)制造)对所得的基板进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗。在即将制作元件之前对所述基板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10-4Pa以下为止。通过电阻加热法，将通过合成例1获得的化合物1与作为掺杂剂的金属元素Li以蒸镀速度比成为化合物1：Li＝99：1的方式蒸镀100nm，形成重量比为99：1的层。之后，将铝蒸镀60nm作为阴极，制作5mm×5mm见方的元件。此处所述的膜厚是石英振荡式膜厚监测器显示值，其他实施例、比较例中也共通。
通过所述方法评价所述元件，结果初始驱动电压为0.030V，在70℃下驱动100小时时的电压上升量为0.001V。
[化20]
Figure BDA0003669118690000281
实施例2～实施例11、比较例1～比较例14
除了如表1所记载那样变更所使用的化合物以及化合物与金属元素的蒸镀速度比以外，与实施例1同样地制作元件。将各实施例及比较例的结果示于表1中。再者，化合物2～化合物23为以下所示的化合物。
[化21]
Figure BDA0003669118690000291
[化22]
Figure BDA0003669118690000301
[化23]
Figure BDA0003669118690000311
[表1]
Figure BDA0003669118690000321
实施例12
将堆积有165nm的ITO透明导电膜作为阳极的玻璃基板(吉奥马(Geomatec)(股)制造，11Ω/Υ，溅射品)切断成38mm×46mm，进行蚀刻。使用“塞米高克林(Semico clean)”56(商品名，古内化学(股)制造)对所得的基板进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗。在即将制作元件之前对所述基板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10-4Pa以下为止。首先，通过电阻加热法蒸镀5nm的HAT-CN6作为空穴注入层，继而蒸镀50nm的HT-1作为空穴传输层。其次，将主体材料H-1、掺杂剂材料D-1的混合层以掺杂浓度成为5重量％的方式，蒸镀为20nm的厚度来作为发光层。其次，将ET-1与2E-1以蒸镀速度比成为ET-1与2E-1＝1：1的方式，蒸镀为35nm的厚度来作为电子传输层。其次，将通过合成例1获得的化合物1与作为掺杂剂的金属元素Li以蒸镀速度比成为化合物1：Li＝99：1的方式蒸镀10nm来作为电子注入层。之后，将铝蒸镀60nm作为阴极，制作5mm×5mm见方的发光元件。
通过所述方法评价所述发光元件，结果初始驱动电压为4.05V、外部量子效率(发光效率)为5.77％、耐久寿命为1000小时、在室温下驱动100小时时的电压上升量为0.001V。再者，HAT-CN6、HT-1、H-1、D-1、ET-1及2E-1为以下所示的化合物。
[化24]
Figure BDA0003669118690000331
实施例13～实施例22、比较例15～比较例28
除了如表2所记载那样变更所使用的化合物以及化合物与金属元素的蒸镀速度比以外，与实施例12同样地制作发光元件。将各实施例及比较例的结果示于表2中。
[表2]
Figure BDA0003669118690000341
实施例23
将堆积有165nm的ITO透明导电膜作为阳极的玻璃基板(吉奥马(Geomatec)(股)制造，11Ω/Υ，溅射品)切断成38mm×46mm，进行蚀刻。使用“塞米高克林(Semico clean)”56(商品名，古内化学(股)制造)对所得的基板进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗。在即将制作元件之前对所述基板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10-4Pa以下为止。首先，通过电阻加热法蒸镀5nm的HAT-CN6作为空穴注入层。继而，形成在空穴注入层上包含空穴传输层、发光层及电子传输层的发光单元(第一发光单元)。
具体而言，蒸镀50nm的HT-1作为空穴传输层，其次，将主体材料H-1、掺杂剂材料D-1的混合层以掺杂浓度成为5重量％的方式，蒸镀为20nm的厚度来作为发光层，其次，将ET-1与2E-1以蒸镀速度比成为ET-1与2E-1＝1：1的方式，蒸镀为35nm的厚度来作为电子传输层。
在第一发光单元上，将通过合成例1获得的化合物1与作为掺杂剂的金属元素Li以蒸镀速度比成为化合物1：Li＝99：1的方式蒸镀10nm来作为n型电荷产生层，其次将HAT-CN6蒸镀10nm来作为p型电荷产生层。
在电荷产生层之后，与第一发光单元同样地形成第二发光单元。之后，将通过合成例1获得的化合物1与作为掺杂剂的金属元素Li以蒸镀速度比成为化合物1：Li＝99：1蒸镀10nm来作为电子注入层，接着将铝蒸镀60nm作为阴极，制作5mm×5mm见方的发光元件。
通过所述方法评价所述发光元件，结果初始驱动电压为8.22V、亮度为1820cd/m2、耐久寿命为2500小时。
实施例24～实施例33、比较例29～比较例42
除了如表3所记载那样变更所使用的化合物以及化合物与金属元素的蒸镀速度比以外，与实施例23同样地制作发光元件。将各实施例及比较例的结果示于表3中。
[表3]
Figure BDA0003669118690000351
实施例34
除了在电子传输层的形成中使用通过合成例1获得的化合物1来代替ET-1，以及在n型电荷产生层的形成中使用ET-2来代替化合物1以外，与实施例23同样地制作发光元件。
通过所述方法评价所述发光元件，结果初始驱动电压为8.10V、亮度为1800cd/m2、耐久寿命为2450小时。再者，ET-2为以下所示的化合物。
[化25]
Figure BDA0003669118690000361
实施例35～实施例44、比较例43～比较例56
除了如表4所记载那样变更所使用的化合物以及化合物与金属元素的蒸镀速度比以外，与实施例34同样地制作发光元件。将各实施例及比较例的结果示于表4中。
[表4]
Figure BDA0003669118690000362

Claims (14)

1.一种化合物，是由下述通式(1)所表示；
[化1]
Figure FDA0003669118680000011
(通式(1)中，X1～X3中的任一者为氮原子，除此以外为次甲基；L1为经取代或未经取代的亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基、亚四联苯基、二甲基亚芴基、二苯基亚芴基或螺二亚芴基；其中，这些基经取代时的取代基为烷基或烷氧基；A为菲基、芘基、二甲基芴基、二苯基芴基或螺二芴基)。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述通式(1)中，X3为氮原子。
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中所述通式(1)中，L1为亚联苯基、亚三联苯基或亚萘基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中所述通式(1)中，L1为亚联苯基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的化合物，其中所述通式(1)中，A为芘基。
6.一种有机薄膜发光元件，是在阳极与阴极之间至少存在电子传输层与发光层且通过电能而发光的发光元件，并且所述电子传输层含有如权利要求1至5中任一项所述的化合物。
7.根据权利要求6所述的有机薄膜发光元件，其中所述电子传输层进一步含有碱金属络合物化合物。
8.根据权利要求6或7所述的有机薄膜发光元件，其中在阳极与阴极之间进一步存在电荷产生层，所述电荷产生层含有具有菲咯啉骨架的化合物。
9.一种有机薄膜发光元件，是在阳极与阴极之间至少存在电荷产生层与发光层且通过电能而发光的发光元件，并且所述电荷产生层含有如权利要求1至5中任一项所述的化合物。
10.根据权利要求9所述的有机薄膜发光元件，其中所述电荷产生层进一步含有碱金属原子。
11.根据权利要求10所述的有机薄膜发光元件，其中所述碱金属原子为Li。
12.一种有机薄膜发光元件，是在阳极与阴极之间至少存在电子注入层与发光层且通过电能而发光的发光元件，并且所述电子注入层含有如权利要求1至5中任一项所述的化合物。
13.一种显示装置，包含如权利要求6至12中任一项所述的发光元件。
14.一种照明装置，包含如权利要求6至12中任一项所述的发光元件。
CN202080082975.7A 2020-01-30 2020-10-28 化合物、有机薄膜发光元件、显示装置及照明装置 Pending CN114746402A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020013247 2020-01-30
JP2020-013247 2020-01-30
PCT/JP2020/040397 WO2021152940A1 (ja) 2020-01-30 2020-10-28 化合物、有機薄膜発光素子、表示装置および照明装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114746402A true CN114746402A (zh) 2022-07-12

Family

ID=77078912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080082975.7A Pending CN114746402A (zh) 2020-01-30 2020-10-28 化合物、有机薄膜发光元件、显示装置及照明装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7052885B2 (zh)
KR (1) KR102618174B1 (zh)
CN (1) CN114746402A (zh)
WO (1) WO2021152940A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024018915A1 (ja) * 2022-07-20 2024-01-25 東レ株式会社 化合物、発光素子、表示装置および照明装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106458899A (zh) * 2014-05-28 2017-02-22 东丽株式会社 荧蒽衍生物、含有其的电子设备、发光元件及光电转换元件
CN107778220A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 江苏三月光电科技有限公司 以芴和含氮六元杂环为核心的化合物及在有机发光器件中的应用
CN108779103A (zh) * 2016-03-17 2018-11-09 默克专利有限公司 具有螺二芴结构的化合物
KR20190033911A (ko) * 2017-09-22 2019-04-01 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190053563A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 주식회사 진웅산업 벤조플루오란텐계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자
CN110114345A (zh) * 2017-02-21 2019-08-09 株式会社Lg化学 新杂环化合物和使用其的有机发光器件

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012173073A1 (ja) 2011-06-15 2012-12-20 東レ株式会社 発光素子材料および発光素子
KR20160044959A (ko) 2014-10-16 2016-04-26 삼성에스디에스 주식회사 Ｗａｖｅ 기반의 안테나 제어 장치 및 제어방법
CN107848989B (zh) 2016-07-20 2021-06-11 株式会社Lg化学 新杂环化合物和包含其的有机发光器件
JP2020123477A (ja) * 2019-01-30 2020-08-13 東レ株式会社 発光素子、表示装置および照明装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106458899A (zh) * 2014-05-28 2017-02-22 东丽株式会社 荧蒽衍生物、含有其的电子设备、发光元件及光电转换元件
CN108779103A (zh) * 2016-03-17 2018-11-09 默克专利有限公司 具有螺二芴结构的化合物
CN107778220A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 江苏三月光电科技有限公司 以芴和含氮六元杂环为核心的化合物及在有机发光器件中的应用
CN110114345A (zh) * 2017-02-21 2019-08-09 株式会社Lg化学 新杂环化合物和使用其的有机发光器件
KR20190033911A (ko) * 2017-09-22 2019-04-01 엘티소재주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20190053563A (ko) * 2017-11-10 2019-05-20 주식회사 진웅산업 벤조플루오란텐계 화합물 및 이를 포함하는 유기발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR102618174B1 (ko) 2023-12-28
KR20220133191A (ko) 2022-10-04
TW202128626A (zh) 2021-08-01
JP7052885B2 (ja) 2022-04-12
JPWO2021152940A1 (zh) 2021-08-05
WO2021152940A1 (ja) 2021-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6464555B2 (ja) 発光素子
JP6123679B2 (ja) ベンゾインドロカルバゾール誘導体、それを用いた発光素子材料および発光素子
EP2388842B1 (en) Organic electroluminescent element
JP7144743B2 (ja) 化合物、それを用いた発光素子、表示装置および照明装置
WO2016009823A1 (ja) モノアミン誘導体、それを用いた発光素子材料および発光素子
JPWO2015182547A1 (ja) フルオランテン誘導体、それを含有する電子デバイス、発光素子および光電変換素子
JP7231108B2 (ja) 有機ｅｌ素子用材料、有機ｅｌ素子、表示装置および照明装置
WO2016152855A1 (ja) 化合物、ならびにそれを含有する電子デバイス、発光素子、光電変換素子およびイメージセンサ
JP6318617B2 (ja) 発光素子材料および発光素子
JP5640460B2 (ja) 発光素子および発光素子材料
WO2014024750A1 (ja) 発光素子材料および発光素子
KR102618174B1 (ko) 화합물, 유기 박막 발광 소자, 표시 장치 및 조명 장치
JP2020123477A (ja) 発光素子、表示装置および照明装置
JP2014093501A (ja) 発光素子材料および発光素子
WO2023058644A1 (ja) 化合物、有機ｅｌ素子、表示装置および照明装置
KR20240073023A (ko) 화합물, 유기 el 소자, 표시 장치 및 조명 장치
WO2024043018A1 (ja) 有機ｅｌ素子、表示装置および照明装置
WO2014007022A1 (ja) 発光素子材料および発光素子
TW202122381A (zh) 有機電場發光元件用材料及有機電場發光元件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination