CN117279921A - 具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物和使用其的有机电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,为了防止有机EL元件的元件内部的劣化、大幅改善光取出效率,提供吸收太阳光的波长400nm~410nm的光而不对元件内部的材料造成影响、波长450nm~750nm这一范围的折射率高的化合物。本发明是折射率高且具有特定苯并唑环结构的胺化合物。在至少依次具有阳极电极、空穴输送层、发光层、电子输送层、阴极电极和覆盖层的有机EL元件中,前述覆盖层优选含有本发明的具有特定苯并唑环结构的胺化合物。
Description
技术领域
本发明涉及对于适合于各种显示装置的自发光电子元件而言适合的化合物,尤其涉及对于有机电致发光元件(以下简称为有机EL元件)而言适合的化合物、以及使用该化合物得到的有机EL元件、电子设备或电子元件。
背景技术
有机EL元件为自发光性元件,因此与液晶元件相比更明亮、可视性优异、能够进行鲜明显示,因此进行了积极的研究。
伊士曼柯达公司的C.W.Tang等人在1987年通过开发出将各种作用分配至各种材料的层叠结构元件,从而将使用了有机材料的有机EL元件加以实用。他们通过将能够输送电子的荧光体与能够输送空穴的有机物进行层叠,并将两者的电荷注入至荧光体的层中使其发光,从而以10V以下的电压获得1000cd/m2以上的高亮度(例如参照专利文献1和专利文献2)。
至今为止,为了有机EL元件的实用化而已经进行了多种改良,通过将叠层结构的各种作用进一步细分化,制成在基板上依次设置有阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层、阴极的电致发光元件,由此,在由底部发光的底部发光结构的发光元件中,实现高效率和耐久性(例如参照非专利文献1)。
近年来,逐渐使用将具备高功函数的金属用于阳极,从上部进行发光的顶部发光结构的发光元件。在从具有像素电路的底部取出光的底部发光结构中,发光部的面积会受到限制,与此相对,在顶部发光结构的发光元件中,由于从上部取出光而不被像素电路遮挡,因此具有可使发光部变宽的优点。在顶部发光结构的发光元件中,阴极使用LiF/Al/Ag(例如参照非专利文献2)、Ca/Mg(例如参照非专利文献3)、LiF/MgAg等半透明电极。
在这种发光元件中,在发光层所发出的光入射到其它膜的情况下,以某个角度以上入射的光会在发光层与其它膜的界面发生全反射。因此,仅能够利用所发出的光的一部分。近年来,为了提高光的取出效率,提出了在折射率低的半透明电极的外侧设置有折射率高的“覆盖层”的发光元件(例如参照非专利文献2和3)。
关于顶部发光结构的发光元件中的覆盖层的效果,在将Ir(ppy)3用于发光材料的发光元件中,无覆盖层时电流效率为38cd/A,与此相对,通过设置膜厚60nm的ZnSe层作为覆盖层,从而电流效率成为64cd/A,观察到约1.7倍的效率提高。另外,显示出半透明电极和覆盖层的透射率的极大点与效率的极大点未必一致,且显示出光取出效率的最大点由干涉效果所决定(例如参照非专利文献3)。
以往,提出了在覆盖层的形成时使用精细度高的金属掩模,但在高温条件下使用时存在如下问题:金属掩模因热而发生形变,从而导致对准精度降低。因而,熔点高达1100℃以上的ZnSe(例如参照非专利文献3)无法利用精细度高的金属掩模而蒸镀到正确的位置,有可能对发光元件自身也造成影响。进而,即便是基于溅射法的成膜,也会对发光元件造成影响,因此,以无机物作为构成材料的覆盖层不适合于使用。
另外,作为调整折射率的覆盖层,在使用三(8-羟基喹啉)铝(以下简写为Alq3)的情况下(例如参照非专利文献2),Alq3作为绿色发光材料或者通常用作电子输送材料的有机EL材料是已知的,其在蓝色发光材料所使用的450nm附近具有弱吸收,因此,在蓝色发光元件的情况下,还存在色纯度降低和光取出效率降低的问题点。
另外,利用以往的覆盖层而制作的元件还存在如下问题点:太阳光的波长400nm~410nm的光发生透光,对元件内部的材料造成影响,色纯度降低且光取出效率降低。
为了改善有机EL元件的元件特性,尤其是为了吸收太阳光的波长400nm~410nm的光、不对元件内部的材料造成影响,另外,为了大幅改善光的取出效率,作为覆盖层的材料,寻求吸光系数高、折射率高、薄膜的稳定性和耐久性优异的材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:US5792557 A
专利文献2:US5639914 A
专利文献3:国际公开第2014/009310号
专利文献4:US2014/0225100A1
非专利文献
非专利文献1:应用物理学会第9次演讲会预稿集第55~61页(2001)
非专利文献2:Appl.Phys.Let.,78,544(2001)
非专利文献3:Appl.Phys.Let.,82,466(2003)
非专利文献4:SYNLETT.,7,1172(2009)
非专利文献5:J.Org.Chcm.,60,7508(1995)
非专利文献6:Synth.Commun.,11,513(1981)
非专利文献7:Appl.Phys.Lett.,98,083302(2011)
发明内容
本发明的目的在于,为了改善有机EL元件的元件特性,提供尤其是吸收太阳光的波长400nm~410nm的光而不对元件内部的材料造成影响、波长450nm~750nm这一范围的折射率高的化合物。另外,通过将该化合物用作覆盖层的构成材料,从而提供元件内部的劣化受到抑制、光取出效率大幅改善的有机EL元件。
作为适合于有机EL元件的覆盖层的材料的物理特性,可列举出:(1)吸光系数高;(2)折射率高;(3)能够蒸镀;(4)薄膜状态稳定;(5)玻璃化转变温度高。另外,作为本发明所提供的有机EL元件的物理特性,可列举出:(1)吸收波长400nm~410nm的光;(2)光的取出效率高;(3)色纯度不会降低;(4)光发生透射而不经时变化;(5)寿命长。
因而,本发明人等为了达成上述目的而着眼于芳基胺系材料的薄膜稳定性、耐久性优异,从折射率高且具有特定苯并唑环结构的胺化合物中选择在浓度为10-5mol/L的吸收光谱中的波长400nm~410nm的吸光度高的材料,使用其作为构成覆盖层的材料来制作有机EL元件,并深入进行元件的特性评价,结果完成了本发明。
即,本发明提供以下的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物和使用其的有机EL元件。另外,提供具备含有前述胺化合物的有机层的电子元件和使用该电子元件得到的电子设备。
1)一种具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其用下述通式(a-1)表示。
前述通式(a-1)中,A、B和C彼此任选相互相同或不同,表示下述通式(b-1)所示的基团、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、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团,其中,A、B和C之中的至少一者为下述通式(b-1)所示的基团。
L1、L2和L3彼此任选相互相同或不同,表示单键、取代或未取代的二价的芳香族烃基、取代或未取代的二价的芳香族杂环基、或者取代或未取代的二价的稠合多环芳香族基团。
式中,R彼此任选相互相同或不同,表示与前述通式(a-1)中的L1、L2或L3键合的部位、氢原子、氘原子、氯原子、氰基、硝基、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷基、任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷基、任选具有取代基的碳原子数2~6的直链状或支链状的烯基、任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷氧基、任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷氧基、取代或未取代的芳氧基、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、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团,1个R表示与前述通式(a-1)中的L1、L2或L3键合的部位。
Y彼此任选相互相同或不同,表示经R取代的碳原子或氮原子。其中,Y之中的至少一者为经R取代的氮原子。
2)根据上述1)所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,前述通式(a-1)中的A、B和C之中,除前述通式(b-1)所示的基团之外的基团为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的苯并咪唑基、取代或未取代的咪唑并吡啶基、取代或未取代的苯并噁唑基、取代或未取代的苯并噻唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、或者取代或未取代的二苯并噻吩基。
3)根据上述2)所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,前述通式(b-1)所示的基团为下述通式(b-2)或(b-3)所示的基团。
前述通式(b-2)和通式(b-3)的R是与前述通式(b-1)中的R相同的定义。
4)根据上述3)所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,前述通式(b-2)所示的基团为下述通式(b-4)所示的基团,前述通式(b-3)所示的基团为下述通式(b-5)所示的基团。
前述通式(b-4)和通式(b-5)的R是与前述通式(b-1)中的R相同的定义。
5)根据上述1)所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,前述通式(a-1)中的L1、L2和L3为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、或者取代或未取代的亚二苯并噻吩基。
6)根据上述4)所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,前述通式(a-1)中的A、B和C之中,仅一者为前述通式(b-4)或(b-5)所示的基团。
7)根据上述4)所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,前述通式(a-1)中的A、B和C之中,两者为前述通式(b-4)或(b-5)所示的基团。
8)根据上述4)所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,前述通式(a-1)中的A、B和C全部为前述通式(b-4)或(b-5)所示的基团。
9)一种有机EL元件,其为至少依次具有阳极电极、空穴输送层、发光层、电子输送层、阴极电极和覆盖层的有机EL元件,其中,前述覆盖层含有上述1)~8)中任一项所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物。
10)根据前述9)所述的有机EL元件,其中,覆盖层的消光系数在400nm~410nm的波长范围内为0.2以上,并且,浓度为10-5mol/L的吸收光谱中的吸光度在400nm~410nm的波长范围内为0.2以上。
11)根据前述9)所述的有机EL元件,其中,覆盖层的折射率在450nm~750nm的波长范围内为1.85以上。
12)根据前述9)所述的有机EL元件,其中,覆盖层为由包含前述具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物在内的两种以上化合物形成的混合层或者由分别单独包含这两种以上化合物的层形成的叠层。
13)一种电子元件,其为具有一对电极和其间夹持的有机层的电子元件,其中,前述有机层含有上述1)~8)中任一项所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物。
14)一种电子设备,其使用前述13)所述的电子元件。
作为通式(a-1)和通式(b-1)中的A、B、C、L1、L2、L3和R所示的“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”或者“取代或未取代的稠合多环芳香族基团”中的“芳香族烃基”、“芳香族杂环基”或“稠合多环芳香族基团”,具体而言,可列举出苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、螺二芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、苯并菲基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、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、咪唑并吡啶基、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、萘啶基、菲咯啉基、吖啶基和咔啉基等,除此之外,可列举出选自碳原子数6~30的芳基或碳原子数2~20的杂芳基中的基团。
作为通式(b-1)中的R所示的“任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷基”、“任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷基”、“任选具有取代基的碳原子数2~6的直链状或支链状的烯基”、“任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷氧基”、“任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷氧基”或者“取代或未取代的芳氧基”中的“碳原子数1~6的直链状或支链状的烷基”、“碳原子数5~10的环烷基”、“碳原子数2~6的直链状或支链状的烯基”、“碳原子数1~6的直链状或支链状的烷氧基”、“碳原子数5~10的环烷氧基”或“芳氧基”,具体而言,可列举出甲基、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、2-丁烯基、甲基氧基、乙基氧基、正丙基氧基、环戊基氧基、环己基氧基、1-金刚烷氧基、苯基氧基、甲苯基氧基和联苯基氧基等。
作为通式(a-1)和通式(b-1)中的A、B、C、L1、L2、L3和R所示的“取代芳香族烃基”、“取代芳香族杂环基”、“取代稠合多环芳香族基团”、“任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷基”、“任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷基”、“任选具有取代基的碳原子数2~6的直链状或支链状的烯基”、“任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷氧基”、“任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷氧基”或“取代芳氧基”中的“取代基”,具体而言,可列举出氘原子、氰基、硝基;氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子;三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等甲硅烷基;甲基、乙基、丙基等碳原子数1~6的直链状或支链状的烷基;甲基氧基、乙基氧基、丙基氧基等碳原子数1~6的直链状或支链状的烷氧基;乙烯基、烯丙基等烯基;苯基氧基、甲苯基氧基等芳氧基;苄基氧基、苯乙基氧基等芳基烷氧基;苯基、联苯基、三联苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、螺二芴基、茚基、芘基、苝基、荧蒽基、苯并菲基等芳香族烃基或稠合多环芳香族基团;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、咪唑并吡啶基、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、咔啉基等;以及碳原子数6~30的芳基或碳原子数2~20的杂芳基等,这些取代基任选进一步取代有前述例示的取代基。另外,这些取代基与所取代的苯环或同一苯环上取代的多个取代基彼此任选借助单键、取代或未取代的亚甲基、氧原子或硫原子相互键合而形成环。
本发明的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物中,前述通式(a-1)中的L1、L2和L3为单键、取代或未取代的亚苯基、或者取代或未取代的萘基从吸光系数和折射率的观点出发是优选的,更优选为单键、未取代的亚苯基或未取代的萘基。
本发明的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物中,前述通式(b-4)和(b-5)中的R之中,各1个R为与前述通式(a-1)中的L1、L2或L3键合的部位,且另外2个为氢原子从吸光系数和折射率的观点出发是优选的。
从制成薄膜时的稳定性的观点出发,本发明的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物的玻璃化转变温度优选为100℃以上。
本发明的有机EL元件中,前述覆盖层的厚度为30nm~120nm的范围从光的取出效率的观点出发是优选的,更优选为40nm~80nm的范围。
本发明的有机EL元件中,前述覆盖层的消光系数在400nm~410nm的波长范围内为0.2以上、且浓度为10-5mol/L的吸收光谱中的吸光度在400nm~410nm的波长范围内为0.2以上从抑制元件内部劣化的观点出发是优选的。前述消光系数更优选为0.5以上,前述吸光度更优选为0.3以上。
本发明的有机EL元件中,前述覆盖层的折射率在450nm~750nm的波长范围内为1.85以上从光的取出效率的观点出发是优选的,更优选为1.90以上。
本发明的有机EL元件中,前述覆盖层可通过制成由2种以上的不同化合物形成的混合层或者由分别单独包含这些化合物的层形成的叠层来制作。其中,其中的至少1种化合物为前述本发明的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物。
作为本发明的前述通式(a-1)所示的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物的特征,可列举出:(1)吸光系数高、(2)波长450nm~750nm这一范围的折射率高、(3)能够蒸镀、(4)薄膜状态稳定、(5)耐热性高。本发明的前述化合物通过设置在有机EL元件的透明或半透明电极的外侧、用作折射率比半透明电极更高的覆盖层的材料,从而能够大幅提高光的取出效率,且能够得到元件内部的材料劣化受到抑制的有机EL元件。
附图说明
图1是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(1)~(12)的结构的图。
图2是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(13)~(27)的结构的图。
图3是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(28)~(42)的结构的图。
图4是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(43)~(54)的结构的图。
图5是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(55)~(66)的结构的图。
图6是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(67)~(81)的结构的图。
图7是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(82)~(96)的结构的图。
图8是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(97)~(111)的结构的图。
图9是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(112)~(126)的结构的图。
图10是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(127)~(138)的结构的图。
图11是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(139)~(153)的结构的图。
图12是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(154)~(165)的结构的图。
图13是作为本发明的化合物的例示而示出化合物(166)~(173)的结构的图。
图14是表示本发明的实施例和比较例的有机EL元件构成的图。
具体实施方式
本发明的前述通式(a-1)所示的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物为新型化合物,作为这些化合物的主骨架的氮杂苯并噁唑衍生物可以如下那样地通过其自身公知的方法来合成(例如参照非专利文献4)。进而,通过使用所合成的卤代氮杂苯并噁唑衍生物和芳基胺,利用铜催化剂、钯催化剂等来进行偶联反应,从而能够合成本发明的前述通式(a-1)所示的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物。另外,通过将卤代氮杂苯并噁唑衍生物制成硼酸酯衍生物后,再与卤代芳基胺发生偶联反应,从而能够同样地合成本发明的前述通式(a-1)所示的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物(例如参照非专利文献5、6)。
将本发明的有机EL元件中适合使用的前述通式(a-1)所示的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物之中优选的化合物的具体例示于图1~图13,但不限定于这些化合物。
前述通式(a-1)所示的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物的精制没有特别限定,可通过利用基于柱色谱的精制、基于硅胶、活性炭、活性白土等的吸附精制、基于溶剂的重结晶精制法、析晶精制法、升华精制法等用于精制有机化合物的公知方法来进行。化合物的鉴定可通过NMR分析来进行。作为物性值,优选进行熔点、玻璃化转变温度(Tg)和折射率的测定。熔点成为蒸镀性的指标,玻璃化转变温度(Tg)成为薄膜状态的稳定性的指标,折射率成为与光取出效率的提高相关的指标。
熔点和玻璃化转变温度(Tg)可使用粉体并利用高灵敏度差示扫描量热计(BrukerAXS K.K.制、DSC3100SA)来进行测定。
折射率和消光系数可通过在硅基板上制作80nm的薄膜,并使用分光测定装置(FILMETRICS公司制、F10-RT-UV)来进行测定。
关于吸光度,使用利用甲苯溶剂将浓度调节至10-5mol/L而得到的溶液,另外,关于吸光系数,使用利用甲苯溶液将浓度调节至5.0×10-6mol/L、1.0×10-5mol/L、1.5×10- 5mol/L和2.0×10-5mol/L这四种浓度而得到的溶液,并使用紫外可见近红外分光光度计(日本分光公司制、V-650)来进行测定。
作为本发明的有机EL元件的结构,例如,在顶部发光结构的发光元件的情况下,可列举出:在玻璃基板上依次包含阳极、空穴输送层、发光层、电子输送层、阴极和覆盖层的元件;以及,在阳极与空穴输送层之间具有空穴注入层的元件;在空穴输送层与发光层之间具有电子阻挡层的元件;在发光层与电子输送层之间具有空穴阻挡层的元件;在电子输送层与阴极之间具有电子注入层的元件。这些多层结构中,1个有机层可以兼具几层的作用,例如,也可以制成兼作空穴注入层和空穴输送层的构成、兼作空穴输送层和电子阻挡层的构成、兼作空穴阻挡层和电子输送层的构成、兼作电子输送层和电子注入层的构成等。另外,也可以制成将具有相同功能的有机层层叠2层以上而得到的构成,还可以制成将空穴输送层层叠2层的构成、将发光层层叠2层的构成、将电子输送层层叠2层的构成、将覆盖层层叠2层的构成等。
有机EL元件的各层的总膜厚优选为200nm~750nm左右,更优选为350nm~600nm左右。另外,覆盖层的膜厚例如优选为30nm~120nm,更优选为40nm~80nm。在该情况下,能够获得良好的光取出效率。需要说明的是,覆盖层的膜厚可根据发光元件中使用的发光材料的种类、除覆盖层之外的有机EL元件的厚度等来适当变更。
作为本发明的有机EL元件的阳极,使用ITO、金之类的功函数大的电极材料。
作为本发明的有机EL元件的空穴注入层,可以使用在分子中具有3个以上的三苯基胺结构且具有它们借助单键或不含杂原子的二价基团连接而得到的结构的芳基胺化合物,例如星型的三苯基胺衍生物、各种三苯基胺四聚物等材料。另外,也可以使用铜酞菁所代表的卟啉化合物、六氰基氮杂苯并菲之类的受体性的杂环化合物和涂布型的高分子材料。它们可以单独成膜,也可以与其它材料一同混合并成膜而以单层的形式使用,还可以制成单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构、或者单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了利用蒸镀法之外,也可以通过旋涂法、喷墨法等公知方法来进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的空穴输送层,可以使用N,N’-二苯基-N,N’-二(间甲苯基)联苯胺(以后简称为TPD)、N,N’-二苯基-N,N’-二(α-萘基)联苯胺(以后简称为NPD)、N,N,N’,N’-四联苯基联苯胺等联苯胺衍生物;1,1-双[4-(二-4-甲苯基氨基)苯基]环己烷(以后简称为TAPC)等。特别优选使用在分子中具有2个三苯基胺结构且具有将它们借助单键或不含杂原子的二价基团进行连接而得到的结构的芳基胺化合物,例如N,N,N’,N’-四联苯基联苯胺等。另外,也优选使用在分子中具有3个以上的三苯基胺结构且具有将它们借助单键或不含杂原子的二价基团连接而得到的结构的芳基胺化合物,例如各种三苯基胺三聚物和四聚物等。它们可以单独成膜,也可以与其它材料一同混合并成膜而以单层的形式使用,还可以制成单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构、或者单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。另外,作为空穴的注入/输送层,可以使用聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(以后简称为PEDOT)和聚(苯乙烯磺酸盐)(以后简称为PSS)等涂布型的高分子材料。这些材料除了利用蒸镀法之外,也可以通过旋涂法、喷墨法等公知方法来进行薄膜形成。
另外,在空穴注入层或空穴输送层中,可以使用对于该层中通常使用的材料进一步P掺杂三溴苯基胺六氯化锑、轴烯衍生物(例如参照专利文献3)等而得到的物质;在其部分结构具有TPD等联苯胺衍生物的结构的高分子化合物等。
作为本发明的有机EL元件的电子阻挡层,可以使用4,4’,4”-三(N-咔唑基)三苯基胺(以后简称为TCTA)、9,9-双[4-(咔唑-9-基)苯基]芴、1,3-双(咔唑-9-基)苯(以后简称为mCP)、2,2-双(4-咔唑-9-基-苯基)金刚烷(以后简称为Ad-Cz)等咔唑衍生物;9-[4-(咔唑-9-基)苯基]-9-[4-(三苯基甲硅烷基)苯基]-9H-芴所代表的具有三苯基甲硅烷基和三芳基胺结构的化合物等具有电子阻挡作用的化合物。它们可以单独成膜,也可以与其它材料一同混合并成膜而以单层的形式使用,还可以制成单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构、或者单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了利用蒸镀法之外,也可以通过旋涂法、喷墨法等公知方法来进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的发光层,可以使用以Alq3为首的羟基喹啉衍生物的金属络合物、其它各种金属络合物、蒽衍生物、双苯乙烯基苯衍生物、芘衍生物、噁唑衍生物、聚对亚苯基亚乙烯基衍生物等。另外,发光层可以由主体材料和掺杂材料构成。作为主体材料,优选使用蒽衍生物,除此之外,在前述发光材料的基础上,可以使用具有吲哚环作为稠环的部分结构的杂环化合物、具有咔唑环作为稠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、聚二烷基芴衍生物等。另外,作为掺杂材料,可以使用喹吖啶酮、香豆素、红荧烯、苝和它们的衍生物、苯并吡喃衍生物、罗丹明衍生物、氨基苯乙烯基衍生物等。它们可以单独成膜,也可以与其它材料一同混合并成膜而以单层的形式使用,还可以制成单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构、或者单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。
另外,作为发光材料,也可以使用磷光发光体。作为磷光发光体,可以使用铱、铂等金属络合物的磷光发光体,可以使用Ir(ppy)3等绿色的磷光发光体、FIrpic、FIr6等蓝色的磷光发光体、Btp2Ir(acac)等红色的磷光发光体等。作为此时的主体材料,作为空穴注入/输送性的主体材料,可以使用4,4’-二(N-咔唑基)联苯(以后简称为CBP)、TCTA、mCP等咔唑衍生物。作为电子输送性的主体材料,可以使用对双(三苯基甲硅烷基)苯(以下简称为UGH2)、2,2’,2”-(1,3,5-亚苯基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(以下简称为TPBI)等,能够制作高性能的有机EL元件。
为了避免浓度淬灭,磷光性发光材料在主体材料中的掺杂优选以相对于发光层整体为1~30重量%的范围通过共蒸镀来进行掺杂。
另外,作为发光材料,也可以使用PIC-TRZ、CC2TA、PXZ-TRZ、4CzIPN等CDCB衍生物等放射出延迟荧光的材料(例如参照非专利文献7)。这些材料除了利用蒸镀法之外,也可以通过旋涂法、喷墨法等公知方法来进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的空穴阻挡层,可以使用浴铜灵(以下简写为BCP)等菲绕啉衍生物、铝(III)双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基酚盐(以下简写为BAlq)等羟基喹啉衍生物的金属络合物、各种稀土络合物、三唑衍生物、三嗪衍生物、嘧啶衍生物、噁二唑衍生物、苯并唑衍生物等具有空穴阻挡作用的化合物。这些材料可兼作电子输送层的材料。它们可以单独成膜,也可以与其它材料一同混合并成膜而以单层的形式使用,还可以制成单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构、或者单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了利用蒸镀法之外,也可以通过旋涂法、喷墨法等公知方法来进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的电子输送层,可以使用以Alq3、Balq为首的羟基喹啉衍生物的金属络合物、其它的各种金属络合物、三唑衍生物、三嗪衍生物、嘧啶衍生物、噁二唑衍生物、吡啶衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并唑衍生物、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、菲绕啉衍生物、硅杂环戊二烯衍生物等。它们可以单独成膜,也可以与其它材料一同混合并成膜而以单层的形式使用,还可以制成单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构、或者单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了利用蒸镀法之外,也可以通过旋涂法、喷墨法等公知方法来进行薄膜形成。
作为本发明的有机EL元件的电子注入层,可以使用氟化锂、氟化铯等碱金属盐;氟化镁等碱土金属盐;羟基喹啉锂等羟基喹啉衍生物的金属络合物;氧化铝等金属氧化物;或者镱(Yb)、钐(Sm)、钙(Ca)、锶(Sr)、铯(Cs)等金属等,通过电子输送层和阴极的优选选择,能够将其省略。
进而,在电子注入层或电子输送层中,可以使用对于该层中通常使用的材料进一步N掺杂铯等金属而得到的物质。
作为本发明的有机EL元件的阴极,铝之类的功函数低的电极材料、镁银合金、镁钙合金、镁铟合金、铝镁合金之类的功函数更低的合金、ITO、IZO等被用作电极材料。
作为本发明的有机EL元件的覆盖层,使用前述通式(a-1)所示的具有氮杂苯并唑环结构的胺化合物。它们可以单独成膜,也可以与其它材料一同混合并成膜而以单层的形式使用,还可以制成单独成膜的层彼此的叠层结构、混合成膜的层彼此的叠层结构、或者单独成膜的层与混合成膜的层的叠层结构。这些材料除了利用蒸镀法之外,也可以通过旋涂法、喷墨法等公知方法来进行薄膜形成。
需要说明的是,以上针对顶部发光结构的有机EL元件进行了说明,但本发明不限定于此,也可同样地应用于底部发光结构的有机EL元件、从上部和底部这两者进行发光的双发光结构的有机EL元件。在这些情况下,沿着从发光元件向外部取出光的方向而存在的电极需要为透明或半透明。
构成覆盖层的材料的折射率优选大于邻接的电极的折射率。即,利用覆盖层来提高有机EL元件中的光取出效率,但覆盖层与接触覆盖层的材料的界面处的反射率大时,光干涉的效果大,因此,该效果是有效的。因此,构成覆盖层的材料的折射率优选大于邻接的电极的折射率,折射率只要为1.70以上即可,更优选为1.80以上,特别优选为1.85以上。
实施例
以下,针对本发明的实施方式,利用实施例进行具体说明,但本发明只要不超出其主旨,就不限定于以下的实施例。
[实施例1]
<双(4-萘-1-基-苯基)4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-胺:化合物(123)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入双(4-萘-1-基-苯基)-4-溴苯基-胺:5.0g、2-{4-(4,4,5,5-四甲基[1,3,2]二氧杂硼烷-2-基)-苯基}-7-氮杂苯并噁唑:3.1g、四(三苯基膦)钯(0):0.5g、碳酸钾:1.8g,在甲苯/EtOH/H2O混合溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,向体系内添加甲醇/H2O,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯/丙酮混合溶剂对所得粗产物进行析晶精制,从而得到双(4-萘-1-基-苯基)4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-胺:化合物(123)的黄色粉体4.0g(收率为66.7%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的33个氢的信号。
δ(ppm)=8.36(3H),8.06(3H),7.92(2H),7.86(2H),7.81(2H),7.66(2H),7.57-7.45(12H),7.41-7.33(7H).
[实施例2]
<4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-(4-萘-1-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:化合物(124)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入4-溴苯基-(4-萘-1-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:5.0g、2-{4-(4,4,5,5-四甲基[1,3,2]二氧杂硼烷-2-基)-苯基}-7-氮杂苯并噁唑:3.1g、四(三苯基膦)钯(0):0.5g、碳酸钾:1.8g,在甲苯/EtOH/H2O混合溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,向体系内添加甲醇/H2O,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯/丙酮混合溶剂对所得粗产物进行析晶精制,从而得到4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-(4-萘-1-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:化合物(124)的黄色粉体4.4g(收率为73.3%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的33个氢的信号。
δ(ppm)=8.35(3H),8.06(3H),7.91(3H),7.86(2H),7.80(2H),7.77(1H),7.71(2H),7.64(2H),7.56-7.43(8H),7.38-7.31(7H).
[实施例3]
<4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4-萘-1-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:化合物(25)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入(4-萘-1-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:7.0g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:5.0g、乙酸钯(II):0.1g、三-叔丁基膦:0.2g、叔丁醇钠:2.4g,在甲苯溶剂下回流搅拌5小时。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4-萘-1-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:化合物(25)的黄色粉体7.1g(收率为69.5%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的29个氢的信号。
δ(ppm)=8.30(1H),8.19(2H),8.00(1H),8.05-8.01(2H),7.95-7.87(5H),7.79-7.74(3H),7.57-7.47(8H),7.40-7.30(7H).
[实施例4]
<双(4-萘-2-基-苯基)-4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-胺:化合物(44)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入双(4-萘-2-基-苯基)-胺:5.0g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:3.6g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.4g、三叔丁基膦:0.4g、叔丁醇钠:1.7g,在二甲苯溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯溶剂对粗产物进行重结晶精制,从而得到双(4-萘-2-基-苯基)-4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-胺:化合物(44)的黄色粉体3.2g(收率为43.8%)。
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针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的29个氢的信号。
δ(ppm)=8.30(1H),8.17(2H),8.07(2H),8.02(1H),7.95-7.87(6H),7.78(2H),7.73(4H),7.54-7.47(4H),7.37-7.27(7H).
[实施例5]
<双(4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基)-(4-萘-1-基-苯基)-胺:化合物(140)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入4-(萘-1-基)-苯基-胺:1.9g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:5.2g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.2g、三叔丁基膦:0.2g、叔丁醇钠:1.9g,在甲苯溶剂下回流搅拌8小时。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到双(4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基)-(4-萘-1-基-苯基)-胺:化合物(140)的黄色粉体3.8g(收率为72.1%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的25个氢的信号。
δ(ppm)=8.33(2H),8.25(4H),8.06-8.01(3H),7.95-7.88(2H),7.58-7.49(6H),7.39-7.34(8H).
[实施例6]
<双(4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基)-(4-咔唑-9-基-苯基)-胺化合物(144)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入4-(咔唑-9-基)-苯基-胺:2.3g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:5.1g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.2g、三叔丁基膦:0.2g、叔丁醇钠:2.0g,在甲苯溶剂下回流搅拌6小时。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到双(4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基)-(4-咔唑-9-基-苯基)-胺:化合物(144)的黄色粉体3.9g(收率为67.7%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的26个氢的信号。
δ(ppm)=8.34(2H),8.27(4H),8.17(2H),8.06(2H),7.60(2H),7.52(2H),7.46(4H),7.40-7.30(8H).
[实施例7]
<双(4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基)-[1,1’]联萘-4-基-胺:化合物(146)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入[1,1’]联萘-4-基-胺:5.0g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:11.2g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.5g、三叔丁基膦:0.6g、叔丁醇钠:5.4g,在甲苯溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用四氢呋喃/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到双(4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基)-[1,1’]联萘-4-基-胺:化合物(146)的黄色粉体8.2g(收率为67.2%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的27个氢的信号。
δ(ppm)=8.32(2H),8.22(4H),8.05-7.98(5H),7.64(1H),7.60-7.31(15H).
[实施例8]
<4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4’-(萘-1-基)-联苯-4-基)-(4-(苯并呋喃-2-基)-苯基)-胺:化合物(166)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入(4’-(萘-1-基)-联苯-4-基)-(4-(苯并呋喃-2-基)-苯基)-胺:10.0g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:6.2g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.4g、三叔丁基膦:0.2g、叔丁醇钠:3.0g,在甲苯溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,将过滤得到的滤液浓缩,得到粗产物。通过利用甲苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4’-(萘-1-基)-联苯-4-基)-(4-(苯并呋喃-2-基)-苯基)-胺:化合物(166)的黄色粉体8.6g(收率为61.0%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的31个氢的信号。
δ(ppm)=8.32(1H),8.18(2H),8.03(1H),7.99(1H),7.93(1H),7.89(1H),7.85(2H),7.75(2H),7.69(2H),7.61-7.58(3H),7.56-7.44(5H),7.35-7.22(9H),7.00(1H).
[实施例9]
<4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4’-(二苯并噻吩-4-基)-联苯-4-基)-(4-(苯并呋喃-2-基)-苯基)-胺:化合物(167)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入(4’-(二苯并噻吩-4-基)-联苯-4-基)-(4-(苯并呋喃-2-基)-苯基)-胺:12.0g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:6.7g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.6g、三叔丁基膦:0.5g、叔丁醇钠:3.2g,在甲苯溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,将过滤得到的滤液浓缩,得到粗产物。通过利用甲苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4’-(二苯并噻吩-4-基)-联苯-4-基)-(4-(苯并呋喃-2-基)-苯基)-胺:化合物(167)的黄色粉体9.5g(收率为58.0%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的31个氢的信号。
δ(ppm)=8.31(1H),8.22-8.16(4H),8.02(1H),7.85(5H),7.77(2H),7.68(2H),7.60-7.47(6H),7.34-7.22(9H),6.99(1H).
[实施例10]
<4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4-(二苯并噻吩-4-基)-苯基)-(4’-(苯并呋喃-2-基)-联苯-4-基)-胺:化合物(168)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入(4-(二苯并噻吩-4-基)-苯基)-(4’-(苯并呋喃-2-基)-联苯-4-基)-胺:7.0g、4-溴-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯:4.4g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.4g、三叔丁基膦:0.3g、叔丁醇钠:1.9g,在甲苯溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到4-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-苯基-(4-(二苯并噻吩-4-基)-苯基)-(4’-(苯并呋喃-2-基)-联苯-4-基)-胺:化合物(168)的黄色粉体8.5g(收率为89.8%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的31个氢的信号。
δ(ppm)=8.31(1H),8.21-8.16(4H),8.03(1H),7.96(2H),7.86(1H),7.76-7.71(4H),7.67(2H),7.61-7.52(4H),7.48(2H),7.38-7.23(9H),7.08(1H).
[实施例11]
<4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-(4-萘-2-基-苯基)-(4-菲-9-基-苯基)-胺:化合物(172)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入(4-萘-2-基-苯基)-(4-菲-9-基-苯基)胺:6.0g、2-(4’-氯-联苯-4-基)-7-氮杂苯并噁唑:4.3g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.4g、三叔丁基膦:0.3g、叔丁醇钠:1.8g,在甲苯溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用单氯苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-(4-萘-2-基-苯基)-(4-菲-9-基-苯基)-胺:化合物(172)的黄色粉体5.1g(收率为54.0%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的35个氢的信号。
δ(ppm)=8.80(1H),8.74(1H),8.38-8.36(3H),8.09-8.07(3H),7.94-7.86(4H),7.82-7.59(12H),7.53-7.46(4H),7.39-7.35(7H).
[实施例12]
<4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-(4-二苯并呋喃-3-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:化合物(173)的合成>
向经氮气置换的反应容器内投入(4-二苯并呋喃-3-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)胺:6.0g、2-(4’-氯-联苯-4-基)-7-氮杂苯并噁唑:4.4g、三(二苯甲叉基丙酮)二钯(0):0.4g、三叔丁基膦:0.3g、叔丁醇钠:1.9g,在二甲苯溶剂下回流搅拌一晚。在自然冷却后,向体系内添加甲醇,实施分散清洗,进行过滤并取出固体,得到粗产物。通过利用甲苯/丙酮混合溶剂对粗产物进行析晶精制,从而得到4’-(7-氮杂苯并噁唑-2-基)-联苯-4-基-(4-二苯并呋喃-3-基-苯基)-(4-萘-2-基-苯基)-胺:化合物(173)的黄色粉体2.5g(收率为26.3%)。
针对所得黄色粉体,使用NMR来鉴定结构。
利用1H-NMR(CDCl3),检测到以下的33个氢的信号。
δ(ppm)=8.37-8.35(3H),8.09-8.06(2H),8.01-7.86(5H),7.81-7.76(4H),7.71-7.58(8H),7.53-7.45(3H),7.38-7.31(8H).
[实施例13]
针对前述实施例中得到的化合物,利用高灵敏度差示扫描量热计(Bruker AXSK.K.制、DSC3100SA)来测定熔点和玻璃化转变温度。将测定结果总结示于表1。
[表1]
熔点 | 玻璃化转变温度 | |
化合物(123) | - | 123.1℃ |
化合物(124) | - | 120.4℃ |
化合物(25) | 112.6℃ | 108.8℃ |
化合物(44) | 249.0℃ | 105.1℃ |
化合物(140) | 251.1℃ | 124.8℃ |
化合物(144) | 291.6℃ | 144.0℃ |
化合物(146) | 318.2℃ | 159.1℃ |
化合物(166) | - | 125.4℃ |
化合物(167) | - | 138.6℃ |
化合物(168) | - | 136.7℃ |
化合物(172) | - | 138.0℃ |
化合物(173) | - | 125.9℃ |
根据前述结果,实施例中得到的化合物具有100℃以上的玻璃化转变温度,表示薄膜状态稳定。
[实施例14]
使用前述实施例中得到的化合物,在硅基板上制作膜厚80nm的蒸镀膜,使用分光测定装置(FILMETRICS公司制、F10-RT-UV),测定波长400nm、410nm处的折射率n和消光系数k。为了加以对比,也针对下述结构式的比较化合物(2-1)和Alq3进行测定(例如参照专利文献4)。将测定结果总结示于表2。
[表2]
如表2所示那样,比较化合物(2-1)和Alq3的波长450nm处的折射率为1.88~1.93,与此相对,本发明的化合物的前述折射率为2.29~2.52。另外,比较化合物(2-1)和Alq3的波长750nm处的折射率为1.73~1.78,与此相对,本发明的化合物的前述折射率为1.89~1.95。这表示:通过使用本发明的化合物,从而可期待有机EL元件的光取出效率的提高。
比较化合物(2-1)和Alq3的波长400nm~410nm处的消光系数为0.06~0.16,与此相对,本发明的化合物的前述消光系数为0.53~1.08。这表示:充分吸收太阳光的波长400nm~410nm的光,通过用作覆盖层,从而能够抑制对元件内部的材料造成的影响。
[实施例15]
使用本发明的化合物,制备浓度为10-5mol/L的甲苯溶液,使用紫外可见近红外分光光度计(日本分光公司制、V-650),测定波长400nm和410nm处的吸光度。另外,制备浓度为5×10-6mol/L、1×10-5mol/L、1.5×10-5mol/L和2.0×10-5mol/L这四种浓度的甲苯溶液,使用紫外可见近红外分光光度计(日本分光公司制、V-650)进行测定,根据由此得到的标准曲线来计算吸光系数。为了加以对比,也针对上述结构式的比较化合物(2-1)和Alq3,同样测定吸光度,并计算吸光系数。将结果总结示于表3。
[表3]
如表3所示那样,关于波长400nm~410nm处的吸光度,比较化合物(2-1)和Alq3的波长400nm~410nm的吸光度为0.02~0.07,与此相对,本发明的化合物的前述吸光度为大至0.36~1.35的值。这表示:本发明的化合物能够充分吸收太阳光的波长400nm~410nm的光,另外,关于吸光系数,本发明的化合物具有70000以上的值,是与比较化合物的吸光系数相比更大的数值。即表示:本发明的化合物在相同的浓度条件下与比较化合物相比充分吸收光。
[实施例16]
使用实施例1中得到的化合物(123),制作有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
有机EL元件如图14所示那样,通过在玻璃基板1上预先形成作为透明阳极2的反射ITO电极,并在由此得到的物体上依次蒸镀空穴注入层3、空穴输送层4、发光层5、电子输送层6、电子注入层7、阴极8、覆盖层9来制作。
具体而言,将依次成膜膜厚50nm的ITO、膜厚100nm的银合金的反射膜、膜厚5nm的ITO而得到的玻璃基板1在异丙醇中进行20分钟的超声波清洗后,在加热至250℃的加热板上进行10分钟的干燥。其后,进行2分钟的UV臭氧处理后,将该带有ITO的玻璃基板置于真空蒸镀机内,减压至0.001Pa以下。接着,以覆盖透明阳极2的方式,将下述结构式的电子受体(Acceptor-1)与下述结构式的化合物(3-1)以蒸镀速度比成为Acceptor-1:化合物(3-1)=3:97的蒸镀速度进行二元蒸镀,以膜厚成为10nm的方式形成为空穴注入层3。
在该空穴注入层3上,将下述结构式的化合物(3-1)以膜厚成为140nm的方式形成为空穴输送层4。
在该空穴输送层4上,将下述结构式的化合物(3-2)与下述结构式的化合物(3-3)以蒸镀速度比成为(3-2):(3-3)=5:95的蒸镀速度进行二元蒸镀,以膜厚成为20nm的方式形成为发光层5。
在该发光层5上,将下述结构式的化合物(3-4)与下述结构式的化合物(3-5)以蒸镀速度比成为(3-4):(3-5)=50:50的蒸镀速度进行二元蒸镀,以膜厚成为30nm的方式形成为电子输送层6。
在该电子输送层6上,将氟化锂以膜厚成为1nm的方式形成为电子注入层7。
在该电子注入层7上,将镁银合金以膜厚成为12nm的方式形成为阴极8。
最后,将实施例1的化合物(123)以膜厚成为60nm的方式形成为覆盖层9。
[实施例17]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例2的化合物(124),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例18]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例3的化合物(25),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例19]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例4的化合物(44),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例20]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例5的化合物(140),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例21]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例6的化合物(144),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例22]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例7的化合物(146),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例23]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例8的化合物(166),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例24]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例9的化合物(167),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例25]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例10的化合物(168),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。将对所制作的有机EL元件施加直流电压而得到的发光特性的测定结果总结示于表4。
[实施例26]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例11的化合物(172),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[实施例27]
在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成实施例12的化合物(173),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[比较例1]
为了加以对比,在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成Alq3,除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
[比较例2]
为了加以对比,在实施例16中,作为覆盖层9,代替实施例1的化合物(123),以膜厚成为60nm的方式形成上述结构式的比较化合物(2-1),除此之外,利用相同的条件来制作有机EL元件。针对所制作的有机EL元件,在大气中常温下进行特性测定。
使用实施例16~27和比较例1和比较例2中制作的有机EL元件,测定电压、亮度、发光效率、电力效率和元件寿命,将其结果总结示于表4。电压、亮度、发光效率和电力效率通过进行10mA/cm2的恒定电流驱动来测定。另外,元件寿命通过进行10mA/cm2的恒定电流驱动,并以将初始亮度设为100%时衰减至初始亮度的95%为止的时间的形式来测定。
[表4]
如表4所示那样,关于电流密度为10mA/cm2时的驱动电压,比较例1和比较例2的元件与实施例16~27的元件大致相等,与此相对,关于亮度、发光效率、电力效率、寿命,与比较例1和比较例2的元件相比,实施例16~27的元件明显提高。这表示:通过使覆盖层包含折射率高且适用于本发明的有机EL元件的材料,从而能够大幅改善光的取出效率。
产业上的可利用性
本发明的通式(a-1)所示的具有氮杂苯并唑环结构的胺化合物的吸光系数高、折射率高、能够大幅改善光的取出效率、薄膜状态稳定,因此,作为适用于有机EL元件的化合物是优异的。通过使用该化合物来制作有机EL元件,从而能够得到高效率,且吸收太阳光而不对元件内部的材料造成影响,因此,能够改善耐久性、耐光性。另外,通过使用在蓝、绿和红各自的波长区域内不具有吸收的该化合物,从而在想要显示出色纯度良好、鲜明且明亮的图像的情况下特别适合。能够在例如家庭电化制品、照明用途中展开应用。
附图标记说明
1 玻璃基板
2 透明阳极
3 空穴注入层
4 空穴输送层
5 发光层
6 电子输送层
7 电子注入层
8 阴极
9 覆盖层
Claims (14)
1.一种具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其用下述通式(a-1)表示,
式(a-1)中,A、B和C彼此任选相互相同或不同,表示下述通式(b-1)所示的基团、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、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团,其中,A、B和C之中的至少一者为下述通式(b-1)所示的基团;
L1、L2和L3彼此任选相互相同或不同,表示单键、取代或未取代的二价的芳香族烃基、取代或未取代的二价的芳香族杂环基、或者取代或未取代的二价的稠合多环芳香族基团;
式(b-1)中,R彼此任选相互相同或不同,表示与所述通式(a-1)中的L1、L2或L3键合的部位、氢原子、氘原子、氯原子、氰基、硝基、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷基、任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷基、任选具有取代基的碳原子数2~6的直链状或支链状的烯基、任选具有取代基的碳原子数1~6的直链状或支链状的烷氧基、任选具有取代基的碳原子数5~10的环烷氧基、取代或未取代的芳氧基、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、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团,1个R表示与所述通式(a-1)中的L1、L2或L3键合的部位;
Y彼此任选相互相同或不同,表示经R取代的碳原子或氮原子,其中,Y之中的至少一者为经R取代的氮原子。
2.根据权利要求1所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,所述通式(a-1)中的A、B和C之中,除所述通式(b-1)所示的基团之外的基团为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的苯并咪唑基、取代或未取代的咪唑并吡啶基、取代或未取代的苯并噁唑基、取代或未取代的苯并噻唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、或者取代或未取代的二苯并噻吩基。
3.根据权利要求1所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,所述通式(b-1)所示的基团为下述通式(b-2)或(b-3)所示的基团,
式中,R是与所述通式(b-1)中的R相同的定义。
4.根据权利要求3所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,所述通式(b-2)所示的基团为下述通式(b-4)所示的基团,所述通式(b-3)所示的基团为下述通式(b-5)所示的基团,
式中,R是与所述通式(b-1)中的R相同的定义。
5.根据权利要求1所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,所述通式(a-1)中的L1、L2和L3为单键、取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚联苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚二苯并呋喃基、或者取代或未取代的亚二苯并噻吩基。
6.根据权利要求4所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,所述通式(a-1)中的A、B和C之中,仅一者为所述通式(b-4)或(b-5)所示的基团。
7.根据权利要求4所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,所述通式(a-1)中的A、B和C之中,两者为所述通式(b-4)或(b-5)所示的基团。
8.根据权利要求4所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物,其中,所述通式(a-1)中的A、B和C全部为所述通式(b-4)或(b-5)所示的基团。
9.一种有机EL元件,其为至少依次具有阳极电极、空穴输送层、发光层、电子输送层、阴极电极和覆盖层的有机EL元件,其中,所述覆盖层含有权利要求1~8中任一项所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物。
10.根据权利要求9所述的有机EL元件,其中,覆盖层的消光系数在400nm~410nm的波长范围内为0.2以上,并且,浓度为10-5mol/L的吸收光谱中的吸光度在400nm~410nm的波长范围内为0.2以上。
11.根据权利要求9所述的有机EL元件,其中,覆盖层的折射率在450nm~750nm的波长范围内为1.85以上。
12.根据权利要求9所述的有机EL元件,其中,覆盖层为由包含所述具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物在内的两种以上化合物形成的混合层或者由分别单独包含这两种以上化合物的层形成的叠层。
13.一种电子元件,其为具有一对电极和其间夹持的有机层的电子元件,其中,所述有机层含有权利要求1~8中任一项所述的具有氮杂苯并噁唑环结构的胺化合物。
14.一种电子设备,其使用权利要求13所述的电子元件。
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