TW201542527A - 氰基吡啶化合物、電子輸送材料及有機電場發光元件 - Google Patents

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Abstract

本發明是下述式(1)所表示的化合物。藉由將該化合物用作電子輸送材料及/或電子注入材料，可獲得平衡良好地達成驅動電壓降低、高效率化、長壽命化等有機EL元件所要求的特性改善的有機EL元件。 □Ar是源自碳數為6~40的芳香族烴或碳數為2~40的芳香族雜環的m價基；m是1~4的整數；L是選自單鍵或下述式(L-1)及式(L-2)所表示的2價基的群組的1種， □X1~X6及X7~X14獨立為=CR1-或=N-，至少2個是=CR1-，2個=CR1-中的R1是結合鍵，除此以外的=CR1-中的R1是氫；而且，式(1)中的各個環及烷基的至少1個氫亦可經氘取代。

Description

電子輸送材料及使用其有機電場發光元件
本發明是有關於一種具有氰基吡啶基的新穎的電子輸送材料、使用該電子輸送材料的有機電場發光元件(以下有時亦簡稱為「有機EL元件」或者僅簡稱為「元件」)等。
近年來，作為下一代的全彩平板顯示器(full color flat panel display)，有機EL元件受到關注，並對其進行了活躍的研究。為了促進有機EL元件的實用化，元件的消耗電力的減低(低電壓化、外部量子產率提高)、長壽命化是不可缺少的因素，為了達成該些而進行了新的電子輸送材料的開發。特別是藍色元件的低消耗電力化、長壽命化成為課題，正研究各種電子輸送材料。如專利文獻1~專利文獻4及非專利文獻1中所記載那樣，已知藉由使用吡啶衍生物或聯吡啶衍生物作為電子輸送材料，可以低電壓驅動有機EL元件。雖然其一部分得到實用化，但是為了在更多的顯示器中採用有機EL元件，要求進一步改善其不充分的特性。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-123983公報
[專利文獻2]日本專利特開2002-158093公報
[專利文獻3]日本專利特開2009-173642公報
[專利文獻4]國際公開2007/086552
[非專利文獻]
[非專利文獻1]無機及有機電場發光第十屆國際研討會論文集(Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence)(2000)
本發明是鑒於此種現有技術所具有的課題而成者。本發明的課題在於提供可平衡良好地達成驅動電壓降低、高效率化、長壽命化等有機EL元件所要求的特性改善的電子輸送材料。另外，本發明的課題在於提供使用該電子輸送材料的有機EL元件。
本發明者等人進行了積極研究，結果發現藉由在有機EL元件的電子輸送層中使用經由連結基而藉由氰基吡啶基進行取代的芳香族烴或芳香族雜環，可平衡良好地達成驅動電壓降低、高效率化、長壽命化等特性改善，基於該發現而完成本發明。
所述課題可藉由以下所示的各項而解決。
[1]一種化合物，其以下述式(1)而表示；
式(1)中，Ar是源自碳數為6~40的芳香族烴的m價基或源自碳數為2~40的芳香族雜環的m價基，該些基的至少1個氫亦可經碳數為1~6的烷基取代；m是1~4的整數，在m為2、3或4時，由吡啶環與L所形成的基可相同亦可不同；L是選自單鍵或下述式(L-1)及式(L-2)所表示的2價基的群組的1種，
式(L-1)中，X1~X6獨立為=CR1-或=N-，X1~X6中的至少2個是=CR1-，X1~X6中的2個=CR1-中的R1是與Ar或吡啶環鍵結的結合鍵，除此以外的=CR1-中的R1是氫，式(L-2)中，X7~X14獨立為=CR1-或=N-，X7~X14中的至少2個是=CR1-，X7~X14中的2個=CR1-中的R1是與Ar或吡啶環鍵結的結合鍵，除此以外的=CR1-中的R1是氫，L的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的 芳基取代；吡啶環的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基、苯基或萘基取代；而且，式(1)中的各個環及烷基的至少1個氫亦可經氘取代。
[2]如上述第[1]項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)~式(Ar1-12)、式(Ar2-1)~式(Ar2-21)、式(Ar3-1)、式(Ar3-2)、及式(Ar4-1)所表示的基的群組的1種；
式(Ar1-1)~式(Ar1-12)、式(Ar2-1)~式(Ar2-21)、式(Ar3-1)、式(Ar3-2)及式(Ar4-1)中，Z獨立為選自-O-、-S-、或下述式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種，各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代，
式(2)中，R1是苯基、萘基、聯苯基、或聯三苯基，式(3)中，R2獨立為甲基或苯基，R2亦可相互連結而形成環。
[3]如上述第[1]項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)~式(Ar1-7)、式(Ar2-1)、式(Ar2-3)、式(Ar2-6)~式(Ar2-10)、式(Ar2-12)、式(Ar-2-21)、式(Ar3-1)、及式(Ar3-2)所表示的基的群組的1種；
式(Ar1-1)~式(Ar1-7)、式(Ar2-1)、式(Ar2-3)、式(Ar2-6) ~式(Ar2-10)、式(Ar2-12)、式(Ar-2-21)、式(Ar3-1)、及式(Ar3-2)中，Z獨立為選自下述式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種，各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代，
式(2)中，R1是苯基、萘基、聯苯基、或聯三苯基，式(3)中，R2獨立為甲基或苯基，R2亦可相互連結而形成環。
[4]如上述第[1]項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)、式(Ar2-1)、式(Ar2-8)、式(Ar2-12)、及式(Ar2-21)所表示的基的群組的1種；
式(Ar1-1)、式(Ar2-1)、式(Ar2-8)、式(Ar2-12)、及式(Ar2-21)中，Z獨立為下述式(4)所表示的2價基，各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代，
[5]如上述第[1]項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)及式(Ar2-1)所表示的基的群組的1種：
式(Ar1-1)及式(Ar2-1)的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代。
[6]如上述第[1]項所述之化合物，其以下述式(1-1-2)而表示：
[7]如上述第[1]項所述之化合物，其以下述式(1-2-27)而表示：
[8]如上述第[1]項所述之化合物，其以下述式(1-2-48)、式(1-2-173)、式(1-2-179)、式(1-2-365)、式(1-2-506)、或式(1-2-507)而表示：
[9]一種電子輸送材料，其含有如上述[1]~[8]中任一項所述之化合物。
[10]一種有機電場發光元件，其包含：包含陽極及陰極 的一對電極、配置於該一對電極間的發光層、配置於所述陰極與該發光層之間且含有如上述第[9]項所述之電子輸送材料的電子輸送層及/或電子注入層。
[11]一種有機電場發光元件，其包含：包含陽極及陰極的一對電極、配置於該一對電極間的發光層、配置於所述陰極與該發光層之間且含有如上述第[9]項所述之電子輸送材料的電子輸送層及電子注入層。
[12]如上述第[10]項或第[11]項所述之有機電場發光元件，其中，所述電子輸送層及電子注入層的至少1個進一步含有選自由羥基喹啉系金屬錯合物、聯吡啶衍生物、啡啉衍生物及硼烷衍生物所構成的群組的至少1種。
[13]如上述[10]~[12]中任一項所述之有機電場發光元件，其中，電子輸送層及電子注入層的至少1個進一步含有選自由鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物所構成的群組的至少1種。
本發明的化合物具有如下特徵：即使在薄膜狀態下施加電壓亦穩定，而且電荷的輸送能力高。本發明的化合物適於作為有機EL元件中的電荷輸送材料。藉由在有機EL元件的電子輸送層中使用本發明的化合物，可平衡良好地達成驅動電壓降低、高 效率化、長壽命化等特性改善。藉由使用本發明的有機EL元件，可製成全彩顯示等高性能的顯示裝置。
以下，對本發明進一步加以詳細說明。另外，於本說明書中，例如有時將「式(1-1-2)所表示的化合物」稱為「化合物(1-1-2)」。有時將「式(1-2-27)所表示的化合物」稱為「化合物(1-2-27)」。關於其他式符號、式編號亦同樣地處理。
<化合物的說明>
本申請的第1發明是下述式(1)所表示的具有氰基吡啶基的化合物。
式(1)中，Ar是源自碳數為6~40的芳香族烴的m價基或源自碳數為2~40的芳香族雜環的m價基。該些基的至少1個氫亦可經碳數為1~6的烷基取代。m是1~4的整數，在m為2、3或4時，由吡啶環與L所形成的基可相同亦可不同。L是選自單鍵或下述式(L-1)及式(L-2)所表示的2價基的群組的1 種。
式(L-1)中，X1~X6獨立為=CR1-或=N-，X1~X6中的至少2個是=CR1-，X1~X6中的2個=CR1-中的R1是與Ar或吡啶環鍵結的結合鍵，除此以外的=CR1-中的R1是氫。式(L-2)中，X7~X14獨立為=CR1-或=N-，X7~X14中的至少2個是=CR1-，X7~X14中的2個=CR1-中的R1是與Ar或吡啶環鍵結的結合鍵，除此以外的=CR1-中的R1是氫。L的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代。
式(1)中，吡啶環的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基、苯基或萘基取代。碳數為1~4的烷基可為直鏈及分支鏈的任意者。亦即，為碳數為1~4的直鏈烷基或碳數為3或4的分支鏈烷基。具體例可列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、或第三丁基等，更佳的是甲基、乙基、或第三丁基。
式(1)中，較佳的Ar具體而言在m=1的情況下是選自下述式(Ar1-1)~式(Ar1-12)所表示的基的群組的1種。其 中，更佳的是選自式(Ar1-1)~式(Ar1-7)所表示的基的群組的1種，進一步更佳的是式(Ar1-1)。
式(Ar1-1)~式(Ar1-12)中，Z獨立為選自-O-、-S-、或下述式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種，較佳的是選自式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種。各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代。
式(2)中，R1是苯基、萘基、聯苯基、或聯三苯基，式(3)中，R2獨立為甲基或苯基，R2亦可相互連結而形成環。具體而言可列舉2個苯基的鄰位藉由單鍵而連結，形成螺環的結構。
在m=2的情況下，較佳的是選自下述式(Ar2-1)~式(Ar2-21)所表示的基的群組的1種。其中，更佳的是選自式(Ar2-1)~式(Ar2-12)及式(Ar-2-21)所表示的基的群組的1種，進一步更佳的是選自式(Ar2-1)、式(Ar2-8)、式(Ar2-12)、及式(Ar2-21)所表示的基的群組的1種。
式(Ar2-1)~式(Ar2-20)中，Z獨立為選自-O-、-S-、 或下述式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種，較佳的是選自式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種。各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~12的芳基取代。
式(2)中，R1是苯基、萘基、聯苯基、或聯三苯基，式(3)中，R2獨立為甲基或苯基，R2亦可相互連結而形成環。具體而言可列舉2個苯基的鄰位藉由單鍵而連結，形成螺環的結構。
於式(Ar2-8)及式(Ar2-21)中，Z更佳的是下述式(4)。
在m=3的情況下，較佳的是選自下述式(Ar3-1)及式(Ar3-2)所表示的基的群組的1種。在m=4的情況下，較佳的是下述式(Ar4-1)所表示的基。
式(Ar1-1)~式(Ar1-12)、式(Ar2-1)~式(Ar2-20)、式(Ar3-1)、式(Ar3-2)、及式(Ar4-1)所表示的基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代。
亦可取代式(Ar1-1)~式(Ar1-12)、式(Ar2-1)~式(Ar2-20)、式(Ar3-1)、式(Ar3-2)、及式(Ar4-1)所表示的基的至少1個氫的碳數為1~4的烷基可為直鏈及分支鏈的任意者。亦即，為碳數為1~4的直鏈烷基或碳數為3或4的分支鏈烷基。具體例可列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、或第三丁基等，較佳的是甲基、乙基或第三丁基。
亦可取代式(Ar1-1)~式(Ar1-12)、式(Ar2-1)~式(Ar2-20)、式(Ar3-1)、式(Ar3-2)、及式(Ar4-1)所表示的基的至少1個氫的碳數為6~18的芳基的具體例可列舉單環系芳基的苯基、(鄰，間，對)甲苯基、(2,3-，2,4-，2,5-，2,6-，3,4-，3,5-)二甲苯基、均三甲苯基(2,4,6-三甲基苯基)、(鄰，間，對)異丙苯基，二環系芳基的(2-，3-，4-)聯苯基，縮合二環系芳基的(1-，2-)萘基，三環系芳基的聯三苯基(間聯三苯-2'-基、間聯三苯-4'-基、間聯三苯-5'-基、鄰聯三苯-3'-基、鄰聯三苯-4'-基、對聯三苯-2'-基、間聯三苯-2-基、間聯三苯-3-基、間聯三苯-4-基、鄰聯三苯-2-基、鄰聯三苯-3-基、鄰聯三苯-4-基、對聯三苯-2-基、對聯三苯-3-基、對聯三苯-4-基)。
「碳數為6~18的芳基」的較佳例是苯基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、1-萘基、2-萘基、或間聯三苯-5'-基。
式(1)中，式(L-1)所表示的連結基具體而言較佳的是苯環、吡啶環、嘧啶環、吡嗪環或噠嗪環，更佳的是苯環或吡啶環。
式(1)中，式(L-2)所表示的連結基具體而言理想的是萘環、喹啉環、異喹啉環或喹噁啉環，更佳的是萘環。
式(1)中，由吡啶環與L所形成的基的具體例是4-(6-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(5-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(4-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(3-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(2-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(6-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(5-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(4-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(3-氰基吡啶-4-基)苯基、4-(2-氰基吡啶-4-基)苯基、3-(6-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(5-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(4-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(3-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(2-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(6-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(5-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(4-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(3-氰基吡啶-4-基)苯基、3-(2-氰基吡啶-4-基)苯基、2-(6-氰基吡啶-2-基)苯基、2-(5-氰基吡啶-2-基)苯基、2-(4-氰基吡啶-2-基)苯基、2-(3-氰基吡啶-2-基)苯基、2-(2-氰基吡啶-3-基)苯基、2-(6-氰基吡啶-3-基)苯基、2-(5-氰基吡啶-3-基)苯基、2-(4-氰基吡啶-3-基)苯基、2-(3-氰基吡啶-4-基)苯基、2-(2-氰基吡啶-4-基)苯基、6'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、5'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、4'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、3'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、6'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、5'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、4'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、2'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、2'-氰基-2,4'-聯吡啶-5-基、3'-氰基-2,4'- 聯吡啶-5-基、6'-氰基-2,2'-聯吡啶-6-基、5'-氰基-2,2'-聯吡啶-6-基、4'-氰基-2,2'-聯吡啶-6-基、3'-氰基-2,2'-聯吡啶-6-基、6'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、5'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、4'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、2'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、2'-氰基-2,4'-聯吡啶-6-基、3'-氰基-2,4'-聯吡啶-6-基、6-(6-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、6-(5-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、6-(4-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、6-(3-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、6-(6-氰基吡啶-3-基)萘-2-基、2-(5-氰基吡啶-3-基)萘-6-基、6-(4-氰基吡啶-3-基)萘-2-基、6-(2-氰基吡啶-3-基)萘-2-基、6-(3-氰基吡啶-4-基)萘-2-基、6-(2-氰基吡啶-4-基)萘-2-基、7-(6-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、7-(5-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、7-(4-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、7-(3-氰基吡啶-2-基)萘-2-基、7-(6-氰基吡啶-3-基)萘-2-基、7-(5-氰基吡啶-3-基)萘-2-基、7-(4-氰基吡啶-3-基)萘-2-基、7-(2-氰基吡啶-3-基)萘-2-基、7-(3-氰基吡啶-4-基)萘-2-基、7-(2-氰基吡啶-4-基)萘-2-基、4-(6-氰基吡啶-2-基)萘-1-基、4-(5-氰基吡啶-2-基)萘-1-基、4-(4-氰基吡啶-2-基)萘-1-基、4-(3-氰基吡啶-2-基)萘-1-基、4-(6-氰基吡啶-3-基)萘-1-基、4-(5-氰基吡啶-3-基)萘-1-基、4-(4-氰基吡啶-3-基)萘-1-基、4-(2-氰基吡啶-3-基)萘-1-基、4-(3-氰基吡啶-4-基)萘-1-基、4-(2-氰基吡啶-4-基)萘-1-基、6-(6-氰基吡啶-2-基)吡嗪-2-基、6-(5-氰基吡啶-2-基)吡嗪-2-基、6-(4-氰基吡啶-2-基)吡嗪-2-基、6-(3-氰基吡啶-2-基)吡嗪 -2-基、6-(6-氰基吡啶-3-基)吡嗪-2-基、6-(5-氰基吡啶-3-基)吡嗪-2-基、6-(4-氰基吡啶-3-基)吡嗪-2-基、6-(2-氰基吡啶-3-基)吡嗪-2-基、6-(3-氰基吡啶-4-基)吡嗪-2-基、6-(2-氰基吡啶-4-基)吡嗪-2-基、2-(6-氰基吡啶-2-基)喹啉-6-基、2-(5-氰基吡啶-2-基)喹啉-6-基、2-(4-氰基吡啶-2-基)喹啉-6-基、2-(3-氰基吡啶-2-基)喹啉-6-基、2-(6-氰基吡啶-3-基)喹啉-6-基、2-(5-氰基吡啶-3-基)喹啉-6-基、2-(4-氰基吡啶-3-基)喹啉-6-基、2-(2-氰基吡啶-3-基)喹啉-6-基、2-(3-氰基吡啶-4-基)喹啉-6-基、2-(2-氰基吡啶-4-基)喹啉-6-基、6-氰基吡啶-2-基、5-氰基吡啶-2-基、4-氰基吡啶-2-基、3-氰基吡啶-2-基、6-氰基吡啶-3-基、5-氰基吡啶-3-基、4-氰基吡啶-3-基、2-氰基吡啶-3-基、3-氰基吡啶-4-基、及2-氰基吡啶-4-基。
該些中較佳的基是4-(6-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(5-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(4-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(3-氰基吡啶-2-基)苯基、4-(2-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(6-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(5-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(4-氰基吡啶-3-基)苯基、4-(3-氰基吡啶-4-基)苯基、4-(2-氰基吡啶-4-基)苯基、3-(6-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(5-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(4-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(3-氰基吡啶-2-基)苯基、3-(2-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(6-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(5-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(4-氰基吡啶-3-基)苯基、3-(3-氰基吡啶-4- 基)苯基、3-(2-氰基吡啶-4-基)苯基、6'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、5'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、4'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、3'-氰基-2,2'-聯吡啶-5-基、6'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、5'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、4'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、2'-氰基-2,3'-聯吡啶-5-基、2'-氰基-2,4'-聯吡啶-5-基、3'-氰基-2,4'-聯吡啶-5-基、6'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、5'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、4'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、2'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基、2'-氰基-2,4'-聯吡啶-6-基、3'-氰基-2,4'-聯吡啶-6-基、2-((6-氰基吡啶)-2-基)萘-6-基、2-((5-氰基吡啶)-2-基)萘-6-基、2-((4-氰基吡啶)-2-基)萘-6-基、2-((3-氰基吡啶)-2-基)萘-6-基、2-((6-氰基吡啶)-3-基)萘-6-基、2-((5-氰基吡啶)-3-基)萘-6-基、2-((4-氰基吡啶)-3-基)萘-6-基、2-((2-氰基吡啶)-3-基)萘-6-基、2-((3-氰基吡啶)-4-基)萘-6-基、及2-((2-氰基吡啶)-4-基)萘-6-基。
<式(1)所表示的化合物的具體例>
本發明的化合物的具體例可藉由以下所列出的式而表示，但本發明並不由該些具體的結構揭示而受到限定。
m=1的式(1)所表示的化合物的具體例以下述式(1-1-1)~式(1-1-668)而表示。
m=2的式(1)所表示的化合物的具體例以下述式(1-2-1)~式(1-2-515)而表示。
m=3的式(1)所表示的化合物的具體例以下述式(1-3-1)~式(1-3-60)而表示。
m=4的式(1)所表示的化合物的具體例以下述式(1-4-1)~式(1-4-13)而表示。
所述例示中較佳的是化合物(1-1-1)~化合物(1-1-80)、化合物(1-1-123)~化合物(1-1-185)、化合物(1-1-228)~化合物(1-1-290)、化合物(1-1-333)~化合物(1-1-404)、化 合物(1-1-447)~化合物(1-1-500)、化合物(1-1-525)~化合物(1-1-548)、化合物(1-1-609)~化合物(1-1-620)、化合物(1-2-1)~化合物(1-2-56)、化合物(1-2-73)~化合物(1-2-90)、化合物(1-2-109)~化合物(1-2-144)、化合物(1-2-169)~化合物(1-2-204)、化合物(1-2-229)~化合物(1-2-264)、化合物(1-2-289)~化合物(1-2-312)、化合物(1-2-361)~化合物(1-2-373)、化合物(1-2-506)~化合物(1-2-515)、及化合物(1-3-1)~化合物(1-3-50)。
更佳的是化合物(1-1-1)~化合物(1-1-59)、化合物(1-1-72)~化合物(1-1-80)、化合物(1-1-123)~化合物(1-1-155)、化合物(1-1-174)~化合物(1-1-185)、化合物(1-1-228)~化合物(1-1-290)、化合物(1-1-333)~化合物(1-1-404)、化合物(1-1-447)~化合物(1-1-500)、化合物(1-1-525)~化合物(1-1-548)、化合物(1-2-1)~化合物(1-2-50)、化合物(1-2-82)~化合物(1-2-90)、化合物(1-2-109)~化合物(1-2-141)、化合物(1-2-169)~化合物(1-2-201)、化合物(1-2-229)~化合物(1-2-264)、化合物(1-2-289)~化合物(1-2-312)、化合物(1-2-361)~化合物(1-2-373)、化合物(1-2-506)~化合物(1-2-515)、及化合物(1-3-1)~化合物(1-3-20)。
進一步更佳的是化合物(1-1-1)~化合物(1-1-41)、化合物(1-1-72)~化合物(1-1-80)、化合物(1-1-123)~化合物(1-1-155)、化合物(1-2-270)~化合物(1-2-290)、化合物 (1-1-333)~化合物(1-1-404)、化合物(1-1-447)~化合物(1-1-488)、化合物(1-2-1)~化合物(1-2-50)、化合物(1-2-82)~化合物(1-2-90)、化合物(1-2-109)~化合物(1-2-132)、化合物(1-2-133)~化合物(1-2-141)、化合物(1-2-169)~化合物(1-2-192)、化合物(1-2-253)~化合物(1-2-264)、化合物(1-2-289)~化合物(1-2-312)、化合物(1-2-361)~化合物(1-2-373)、及化合物(1-2-506)~化合物(1-2-515)。
<化合物的合成法>
其次，關於本發明的化合物的製造方法而加以說明。本發明的化合物基本上可使用公知的化合物，利用公知的合成法、例如鈴木偶合反應或根岸偶合反應(例如於「金屬催化的交叉偶合反應-2，完全修訂擴大版(Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions-Second,Completely Revised and Enlarged Edition)」等中有所記載)而合成。而且，亦可將兩反應組合而進行合成。以下例示藉由鈴木偶合反應或根岸偶合反應而合成本發明的化合物的流程。
在製造本發明的化合物的情況下，可列舉：(1)合成使氰基吡啶基(末端基)與連結基L鍵結而成的基，使該基的L鍵結於Ar上的方法；(2)在Ar的所期望的位置上鍵結連結基L，於該基的L上鍵結氰基吡啶基的方法。
首先，對(1)合成使氰基吡啶基(末端基)與連結基L鍵結而成的基，使該基的L鍵結於Ar上的方法加以說明。
以下，以m=2的式(1)所表示的化合物為例而對合成 方法加以說明。
<式(1)所表示的化合物的合成方法(其1)>
<氰基吡啶的硼酸或硼酸酯類的合成>
可如下述反應式(1)所示那樣，使用有機鋰試劑對氰基溴吡啶進行鋰化，或者使用有機鎂試劑作為格林納試劑，使氰基溴吡啶與硼酸三甲酯、硼酸三乙酯或硼酸三異丙酯等反應，藉此而合成氰基吡啶的二硼酸酯。進一步可如下述反應式(2)所示那樣，對該氰基吡啶的硼酸酯進行水解，藉此而合成氰基吡啶的硼酸。
於所述反應式(1)中，R表示直鏈或分支的烷基，較佳的是碳數為1~4的直鏈烷基或碳數為3~4的分支烷基。
而且，亦可如下述反應式(3)所示那樣，藉由使用鈀 觸媒與鹼而使氰基溴吡啶與雙(頻哪醇酯)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷進行偶合反應而合成硼酸酯。另外，氰基溴吡啶可利用市售者。
該些硼酸或硼酸酯類可任意地供至以下的偶合反應中。以下並不限於氰基吡啶，有時將某基質的硼酸及硼酸酯類總稱略記為「硼酸類」。有時將某基質的二硼酸及二硼酸酯類總稱略記為「二硼酸類」。
<利用鈴木偶合法的氰基吡啶與連結基L的連結>
其次，可藉由下述反應式(4)使氰基吡啶的硼酸類、與成為L的1,3-二溴苯、1,4-二溴苯、2,6-二溴吡啶、3,5-二溴吡啶、2,5-二溴吡啶等所期望的化合物反應，藉此而合成作為與Ar連結的前驅物的連結有L(所述L具有與氰基吡啶的反應性高的原子)的化合物。此處，亦可使用溴碘體或二碘體代替所述二溴體。而且，此處例示了使用3-溴-5-氰基吡啶作為原料的合成法，但可使用各種氰基溴吡啶作為原料而合成連結有L(所述L具有與氰基吡啶 的反應性高的原子)的化合物。進一步亦可使用氰基碘吡啶或氰基氯吡啶代替氰基溴吡啶。另外，此處所使用的硼酸類可如所述反應式(1)~反應式(3)那樣合成，但亦可利用市售品。下述式中的Ar'是相當於L的2價基。
<經氰基取代的吡啶的鋅錯合物的合成>
可如下述反應式(5)所示那樣，使用有機鋰試劑對氰基溴吡啶進行鋰化，或者使用鎂或有機鎂試劑作為格林納試劑，使氰基溴吡啶與氯化鋅或氯化鋅四甲基乙二胺錯合物(ZnCl2．TMEDA)反應，藉此而合成氰基吡啶的鋅錯合物。此處例示了使用3-溴-5-氰基吡啶作為原料的合成法，但亦可使用各種氰基溴吡啶作為原料而同樣地合成鋅錯合物。
於所述反應式(5)中，R表示直鏈或分支的烷基，較佳的是碳數為1~4的直鏈烷基或碳數為3~4的分支烷基。另外，亦可使用氯化物或碘化物代替溴化物而同樣地進行合成。
<利用根岸偶合法的氰基吡啶與連結基L的連結>
可如下述反應式(6)所示那樣，使氰基吡啶的鋅錯合物、與成為L的1,3-二溴苯、1,4-二溴苯、2,6-二溴吡啶、3,5-二溴吡啶、2,5-二溴吡啶等所期望的化合物反應，藉此而合成作為與Ar連結的前驅物的連結有L(所述L具有與氰基吡啶的反應性高的原子)的化合物。而且，亦可與鈴木偶合法的情況同樣地使用溴碘體或二碘體而代替所述二溴體。進一步可使用各種氰基溴吡啶的鋅錯合物代替3-溴-5-氰基吡啶作為原料而合成連結有L(所述L具有與氰基吡啶的反應性高的原子)的化合物。
藉由使如上所述而合成的連結有L(所述L具有與氰基吡啶的反應性高的原子)的化合物與Ar連結而可合成本發明的化合物。首先，關於使用鈴木偶合反應的方法而加以說明。
<Ar的二溴體的合成>
首先，如下述反應式(7)所示那樣，藉由使用適當的溴化劑 對Ar進行溴化而獲得Ar的二溴體。適當的溴化劑可列舉溴或N-溴化丁二醯亞胺(NBS)。
<Ar的二硼酸類的合成>
其次，如下述反應式(8)~反應式(10)所示模樣，基於所述式(1)~式(3)所示的方法而由Ar的二溴體合成Ar的二硼酸類。下述式中的R的定義與所述反應式(5)相同。
<利用鈴木偶合反應的本發明的化合物的合成>
最後，可如下述反應式(11)所示那樣，在鈀觸媒與鹼的存在下使如上所述而合成的Ar的二硼酸類與2倍莫耳的連結有L(所述L具有與氰基吡啶反應性高的原子)的化合物反應，藉此而合成本發明的化合物。
而且，亦可如下述反應式(12)所示那樣，在鈀觸媒與鹼的存在下使2倍莫耳的連結有氰基吡啶與L的化合物的硼酸類與Ar的二溴體反應，藉此而合成本發明的化合物。另外，連結有氰基吡啶與L的化合物的硼酸類可藉由基於所述反應式(1)~反應式(3)的方法，由所述連結有L(所述L具有與氰基吡啶反應 性高的原子)的化合物而合成。
而且，亦可使用根岸偶合反應代替鈴木偶合反應而合成本發明的化合物。以下對其加以說明。
<Ar的二鋅錯合物的合成>
可如下述反應式(13)所示那樣，基於所述反應式(5)中所示的方法而合成Ar的二鋅錯合物。
於所述反應式(12)中，R表示直鏈或分支的烷基，較佳的是碳數為1~4的直鏈烷基或碳數為3~4的分支烷基。另外，亦可使用氯化物或碘化物代替如Ar的二溴體這樣的溴化物而同樣地合成。
<利用根岸偶合反應的本發明的化合物的合成>
而且，可如下述反應式(14)所示那樣，在鈀觸媒的存在下 使如上所述而合成的Ar的二鋅錯合物與2倍莫耳的連結有L(所述L具有與氰基吡啶反應性高的原子)的化合物反應，藉此而合成本發明的化合物。
而且，亦可如下述反應式(15)所示那樣，在鈀觸媒的存在下使Ar的二溴體，與2倍莫耳的氰基吡啶與L的鋅錯合物(所述鋅錯合物是藉由基於所述反應式(5)的方法，由連結有L(所述L具有與氰基吡啶反應性高的原子)的化合物而合成)反應，藉此而合成本發明的化合物。
而且，亦可使用使L鍵結於Ar的所期望的位置，於該L上鍵結氰基吡啶基的方法而合成本發明的化合物。以下，關於Ar為蒽的情況而加以說明。
<單金屬化溴芳基的合成>
首先，如下述反應式(16)所示那樣，於成為L的1,4-二溴苯、1,3-二溴苯、3,5-二溴吡啶、2,6-二溴苯等所期望的化合物中使用1當量的有機鋰試劑而進行鋰化，或者使用1當量的鎂或有機鎂試劑作為格林納(Grignard)試劑而合成單金屬化的L的鹵體。此處表示使用二溴體的例子，但亦可使用二氯體或二碘體等。
於所述反應式(16)中，R'表示直鏈或分支的烷基，較佳的是碳數為1~4的直鏈烷基或碳數為3~4的分支烷基。
<使用蒽醌的鍵結有L(所述L具有與蒽的反應性高的原子)的化合物的合成>
可如下述反應式(17)所示那樣，藉由使2倍莫耳的單金屬化的L的鹵體與蒽醌反應而製成二醇體，繼而使二醇體在乙酸中與次膦酸鈉單水合物、碘化鉀反應，藉此而合成鍵結有L(所述L具有與蒽的反應性高的原子)的化合物。而且，所使用的蒽醌亦可為如2-苯基蒽醌這樣的具有取代基的蒽醌。
<利用鈴木偶合反應的本發明的化合物的合成>
而且，可如下述反應式(18)所示那樣，在鈀觸媒與鹼的存在下，使如上所述而合成的鍵結有L(所述L具有與蒽的反應性高的原子)的化合物，與2倍莫耳的經氰基取代的吡啶的硼類反應，藉此而合成本發明的化合物。該經氰基取代的吡啶的硼酸類可藉由基於所述反應式(1)~反應式(3)的方法而合成。
進一步可如反應式(19)所示那樣，在鈀觸媒與鹼的存 在下，使可藉由基於所述反應式(1)~反應式(3)的方法而由鍵結有L(所述L具有與蒽的反應性高的原子)的化合物合成的二硼酸類，與2倍莫耳的經氰基取代的溴吡啶反應，藉此而合成本發明的化合物。硼酸類可藉由基於所述反應式(1)~反應式(3)的方法而合成。
<利用根岸偶合反應的本發明的化合物的合成>
可如下述反應式(20)所示那樣，在鈀觸媒的存在下，使如上所述而合成的鍵結有L(所述L具有與蒽的反應性高的原子)的化合物，與2倍莫耳的氰基吡啶的鋅錯合物反應，藉此而合成本發明的化合物。
而且，可如下述反應式(21)所示那樣，在鈀觸媒的存在下使可藉由基於所述反應式(5)的方法而由鍵結有L(所述L具有與蒽環的反應性高的原子)的化合物合成的二鋅錯合物，與2倍莫耳的氰基溴吡啶反應，藉此而合成本發明的化合物。
其次，以m=1的式(1)所表示的化合物為例而對合成方法加以說明。
首先，如下述反應式(22)所示那樣合成9-苯基蒽。使溴苯在四氫呋喃(tetrahydrofuran，THF)中與金屬鎂反應而製成格林納試劑，在觸媒的存在下使其與9-溴蒽反應而製成9-苯基蒽。使苯環與蒽環偶合並不限於所述方法，亦可利用根岸偶合反應、鈴木偶合反應等，可根據狀況而適宜使用該些常用方法。而且，9-苯基蒽亦可使用市售品。
如下述反應式(23)所示那樣，使用N-溴丁二醯亞胺(NBS)而對9-苯基蒽的10位進行溴化。此處亦可使用如溴這樣的N-溴丁二醯亞胺以外的常用的溴化劑。
如下述反應式(24)所示那樣，使蒽環與萘環偶合。首先，依照常用方法將2-溴-6-甲氧基萘製成格林納試劑，在觸媒的存在下使其與9-溴-10-苯基蒽反應而合成9-(6-甲氧基萘-2-基)-10-苯基蒽。
如下述反應式(25)所示那樣，使用三溴化硼對9-(6-甲氧基萘-2-基)-10-苯基蒽的甲氧基進行脫甲基而製成萘酚。此處亦可適宜使用吡啶鹽酸鹽等在脫甲基化反應中所常用的試劑。
如下述反應式(26)所示那樣，在吡啶等鹼的存在下使用三氟甲磺酸酐而使萘酚的-OH成為三氟甲磺酸酯(三氟甲磺酸鹽)。反應式中的-OTf是-OSO2CF3的略寫。
繼而，如下述反應式(27)所示那樣，使用鈀觸媒與鹼使三氟甲磺酸鹽與雙(頻哪醇酯)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧 雜戊硼烷進行偶合反應，藉此而合成硼酸酯。
最後，可藉由所述反應式(27)中所得的硼酸酯與經氰基取代的溴吡啶的鈴木偶合反應而合成本發明的化合物。
而且，亦可如下述反應式(29)所示那樣使三氟甲磺酸鹽與藉由所述反應式(1)~反應式(3)而所得的經氰基取代的吡啶的硼酸類進行鈴木偶合反應，藉此而合成本發明的化合物。
進一步亦可如下述反應式(30)所示那樣，使三氟甲磺酸鹽與藉由所述反應式(5)而所得的經氰基取代的吡啶的鋅錯合物進行根岸偶合反應，藉此而合成本發明的化合物。
此處，關於Ar為經苯基取代的蒽的情況而加以敍述，但亦可使用其他Ar的單溴化合物，依據所述式(8)~式(14)中所述的方法而進行合成，藉此而合成本發明的化合物。
到此為止，關於m=1及2的化合物而說明了將同一吡啶基苯基連結於Ar上的合成方法。在合成m=3的化合物或m=4的 化合物的情況下，可分別使用在3個部位或4個部位具有反應性高的原子或官能基的Ar，依據所述方法而合成。
在連結基L為單鍵的情況下，可在鈀觸媒與鹼的存在下使Ar的溴體與藉由所述反應式(1)~反應式(3)而所得的氰基吡啶的硼酸類進行反應，或者在鈀觸媒的存在下使Ar的溴體與藉由所述反應式(5)而所得的氰基吡啶的鋅錯合物反應，藉此而合成本發明的化合物。而且，在鈀觸媒與鹼的存在下使Ar的硼酸類與氰基溴吡啶反應，或者在鈀觸媒的存在下使Ar的鋅錯合物與氰基溴吡啶反應，藉此亦可同樣地合成本發明的化合物。
於該最終的偶合反應中，為了使式(1)所表示的化合物的2個以上「由氰基吡啶與L而形成的基」成為不同的結構，首先使具有反應性高的原子或官能基(以下將該些總稱為「反應性部位」)的Ar、與1當量的具有反應性部位的氰基吡啶或連結有L(所述L具有氰基吡啶與反應性部位)的化合物反應後，使該中間體與先前不同的具有反應性部位的氰基吡啶或連結有L(所述L具有氰基吡啶與反應性部位)的化合物反應。亦即，分為2階段以上而進行反應即可。
而且，亦可列舉藉由如下順序而進行合成的方法。對Ar的1個部位進行溴化。此時的溴化劑的使用量是獲得二溴體的情況的大約1/2。在鈀觸媒與鹼的存在下，使所得的Ar的單溴體，與等莫耳的鍵結有氰基吡啶與經溴化的L的化合物的硼酸類進行反應而合成單取代物。繼而，對該單取代物進一步進行溴化。其 次，使所得的化合物，與同最初的反應不同的鍵結有氰基吡啶與經溴化的L的化合物的硼酸類同樣地進行反應，可合成具有不同的2個「由氰基吡啶與L而形成的基」的式(1)所表示的化合物。而且，在這種情況下，亦可在鈀觸媒的存在下使鋅錯合物反應而代替硼酸類。而且，此處亦可藉由將鍵結有氰基吡啶與經溴化的L的化合物置換為氰基溴吡啶，從而合成連結基L為單鍵的情況的化合物。
而且，在式(1)所表示的化合物中亦可包含至少1個氫經氘取代而成者，此種衍生物可藉由使用在所期望的部位進行了氘化的原料，與所述同樣地合成。
鈴木偶合反應中所使用的鈀觸媒的具體例可列舉四(三苯基膦)鈀(0)：Pd(PPh3)4、雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)：PdCl2(PPh3)2、乙酸鈀(II)：Pd(OAc)2、三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)：Pd2(dba)3、三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物：Pd2(dba)3．CHCl3、或雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)：Pd(dba)2。
而且，為了促進反應，亦可根據情況而在該些鈀化合物中加入膦化合物。該膦化合物的具體例可列舉三(第三丁基)膦、三環己基膦、1-(N,N-二甲胺甲基)-2-(二-第三丁基膦基)二茂鐵、1-(N,N-二丁基胺基甲基)-2-(二-第三丁基膦基)二茂鐵、1-(甲氧基甲基)-2-(二-第三丁基膦基)二茂鐵、1,1'-雙(二-第三丁基膦基)二茂鐵、2,2'-雙(二-第三丁基膦基)-1,1'-聯萘、2-甲氧基-2'-(二-第三丁基膦基)-1,1'-聯萘、或2-二環己基膦基-2',6'-二甲氧基聯苯。
反應中所使用的鹼的具體例可列舉碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、乙醇鈉(sodium ethoxide)、第三丁醇鈉、乙酸鈉、磷酸三鉀(tripotassium phosphate)、或氟化鉀。
而且，反應中所使用的溶劑的具體例可列舉苯、甲苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯、N,N-二甲基甲醯胺、四氫呋喃、二乙醚、第三丁基甲基醚、1,4-二噁烷、甲醇、乙醇、環戊基甲基醚或異丙醇。該些溶劑可適宜選擇，可單獨使用，亦可製成混合溶劑而使用。而且，亦可於所述溶劑的至少1種併用水。
根岸偶合反應中所使用的鈀觸媒的具體例可列舉四(三苯基膦)鈀(0)：Pd(PPh3)4、雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)：PdCl2(PPh3)2、乙酸鈀(II)：Pd(OAc)2、三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)：Pd2(dba)3、三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物：Pd2(dba)3．CHCl3、雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)：Pd(dba)2、雙(三-第三丁基膦基)鈀(0)、或(1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵)二氯化鈀(II)。
而且，反應中所使用的溶劑的具體例可列舉苯、甲苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯、N,N-二甲基甲醯胺、四氫呋喃、二乙醚、第三丁基甲基醚、環戊基甲基醚或1,4-二噁烷。該些溶劑可適宜選擇，可單獨使用，亦可製成混合溶劑而使用。
在將本發明的化合物用於有機EL元件的電子注入層或電子輸送層中的情況下，在施加電場時穩定。該些表示本發明的化合物作為電場發光型元件的電子注入材料或電子輸送材料而優 異。此處所謂「電子注入層」是指將電子自陰極收取至有機層的層，所謂「電子輸送層」是指用以將所注入的電子輸送至發光層的層。而且，電子輸送層亦可兼作電子注入層。將各個層中使用的材料稱為「電子注入材料」及「電子輸送材料」。
<有機EL元件的說明>
本申請的第2發明是在電子注入層、或電子輸送層中含有本發明的式(1)所表示的化合物的有機EL元件。本發明的有機EL元件的驅動電壓低，且驅動時的耐久性高。
本發明的有機EL元件的結構具有各種形態，基本上是在陽極與陰極之間至少夾持有電洞輸送層、發光層、電子輸送層的多層結構。元件的具體的構成例是(1)陽極/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極、(2)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極、(3)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極等。
本發明的化合物具有高的電子注入性及電子輸送性，因此可以單質的形式或者與其他材料併用而用於電子注入層、或電子輸送層中。本發明的有機EL元件亦可藉由將在本發明的電子輸送材料中使用有其他材料的電洞注入層、電洞輸送層、發光層等加以組合，而獲得藍色、綠色、紅色或白色的發光。
可於本發明的有機EL元件中使用的發光材料或發光性摻雜劑是高分子學會編、高分子功能材料系列『光功能材料』、共同出版(1991)、第236頁中所記載的日光色螢光材料、螢光增白 劑、雷射色素、有機閃爍體、各種螢光分析試劑等發光材料，城戸淳二主編、『有機EL材料與顯示器』CMC公司出版(2001)第155頁~第156頁中所記載的摻雜劑材料、第170頁~第172頁中所記載的三重態(triplet)材料的發光材料等。
可作為發光材料或發光性摻雜劑而使用的化合物為多環芳香族化合物、雜芳香族化合物、有機金屬錯合物、色素、高分子系發光材料、苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、香豆素衍生物、硼烷衍生物、噁嗪衍生物、具有螺環的化合物、噁二唑衍生物、茀衍生物等。多環芳香族化合物的例子是蒽衍生物、菲衍生物、稠四苯衍生物、芘衍生物、衍生物、苝衍生物、蔻衍生物、紅螢烯(rubrene)衍生物等。雜芳香族化合物的例子是具有二烷基胺基或二芳基胺基的噁二唑衍生物、吡唑并喹啉衍生物、吡啶衍生物、吡喃衍生物、啡啉衍生物、矽雜環戊二烯衍生物、具有三苯基胺基的噻吩衍生物、喹吖啶酮衍生物等。有機金屬錯合物的例子是鋅、鋁、鈹、銪、鋱、鏑、銥、鉑、鐵、金等與羥基喹啉衍生物、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、苯并咪唑衍生物、吡咯衍生物、吡啶衍生物、啡啉衍生物等的錯合物。色素的例子可列舉二苯并哌喃衍生物、聚次甲基衍生物、卟啉衍生物、香豆素衍生物、二氰基亞甲基吡喃衍生物、二氰基亞甲基噻喃衍生物、氧代苯并蒽衍生物、喹喏酮(carbostyril)衍生物、苝衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物等色素。高分子系發光材料的例子是聚 對苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚矽烷衍生物、聚茀衍生物、聚對苯衍生物等。苯乙烯基衍生物的例子是含有胺的苯乙烯基衍生物、苯乙烯基伸芳基衍生物等。
本發明的有機EL元件中所使用的其他電子輸送材料可自可於光導電材料中作為電子傳送化合物而使用的化合物、可於有機EL元件的電子輸送層及電子注入層中使用的化合物中任意選擇而使用。
此種電子輸送材料的具體例是羥基喹啉系金屬錯合物、2,2'-聯吡啶衍生物、啡啉衍生物、聯苯醌衍生物、苝衍生物、噁二唑衍生物、噻吩衍生物、三唑衍生物、噻二唑衍生物、8-羥基喹啉衍生物的金屬錯合物、喹噁啉衍生物、喹噁啉衍生物的聚合物、吲哚類化合物、鎵錯合物、吡唑衍生物、全氟化伸苯基衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物、苯并喹啉衍生物、咪唑并吡啶衍生物、硼烷衍生物等。
關於本發明的有機EL元件中所使用的電洞注入材料及電洞輸送材料，可自於光導電材料中作為電洞的電荷輸送材料而從先前起慣用的化合物、或者有機EL元件的電洞注入層及電洞輸送層中所使用的公知的材料中選擇任意的材料而使用。該些材料的具體例是咔唑衍生物、三芳基胺衍生物、酞菁衍生物等。
構成本發明的有機EL元件的各層，可藉由利用蒸鍍法、旋塗法或澆鑄法等方法將應構成各層的材料製成薄膜而形成。關於如此而形成的各層的膜厚，並無特別限定，可根據材料 的性質而適宜設定，通常為2nm~5000nm的範圍。另外，至於將發光材料薄膜化的方法，自容易獲得均質的膜，且難以生成針孔等方面考慮，較佳的是採用蒸鍍法。於使用蒸鍍法而進行薄膜化的情況下，該蒸鍍條件因本發明的發光材料的種類而異。蒸鍍條件通常較佳為在如下範圍內適宜設定：舟皿加熱溫度為50℃~400℃、真空度為10-6Pa~10-3Pa、蒸鍍速度為0.01nm/sec~50nm/sec、基板溫度為-150℃~+300℃、膜厚為5nm~5μm。
本發明的有機EL元件無論是所述任意結構，均較佳的是被支撐於基板上。基板只要具有機械強度、熱穩定性及透明性的基板即可，可使用玻璃、透明塑膠膜等。陽極物質可使用具有大於4eV的功函數(work function)的金屬、合金、導電性化合物及該些的混合物。其具體例是Au等金屬、CuI、氧化銦錫(以下略記為「ITO」)、SnO2、ZnO等。
陰極物質可使用功函數小於4eV的金屬、合金、導電性化合物、及該些的混合物。其具體例是鋁、鈣、鎂、鋰、鎂合金、鋁合金等。合金的具體例是鋁/氟化鋰、鋁/鋰、鎂/銀、鎂/銦等。為了使有機EL元件的發光高效率地出射，理想的是使電極的至少一者的透光率為10%以上。作為電極的片電阻較佳的是數百Ω/□以下。另外，膜厚亦取決於電極材料的性質，通常為10nm~1μm，較佳的是設定為10nm~400nm的範圍。此種電極可藉由如下方式而製作：使用所述電極物質，利用蒸鍍或濺鍍等方法而形成薄膜。
其次，作為使用本發明的發光材料而製作有機EL元件的方法的一例，關於前述的包含陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/本發明的電子輸送材料/陰極的有機EL元件的製作法而加以說明。於適當的基板上，藉由蒸鍍法形成陽極材料的薄膜而製作陽極之後，於該陽極上形成電洞注入層及電洞輸送層的薄膜。於其上形成發光層的薄膜。於該發光層上真空蒸鍍本發明的電子輸送材料，形成薄膜而作為電子輸送層。進一步藉由蒸鍍法形成包含陰極用物質的薄膜而作為陰極，藉此而獲得目標有機EL元件。另外，於所述有機EL元件的製作中，亦可使製作順序相反而依序製作陰極、電子輸送層、發光層、電洞輸送層、電洞注入層、陽極。
於對如此而所得的有機EL元件施加直流電壓的情況下，將陽極設為+的極性、將陰極設為-的極性而施加電壓即可，如果施加2V~40V左右的電壓，則可自透明或半透明的電極側(陽極或陰極、及該兩個極)觀測到發光。而且，該有機EL元件於施加交流電壓的情況下亦發光。另外，所施加的交流電的波形可為任意波形。
[實施例]
以下，基於實施例對本發明加以更詳細的說明。首先，於以下對實施例中所使用的化合物的合成例加以說明。
[合成例1]5-氰基-3-(6-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基)吡啶：化合物(1-1-2)的合成
將參照WO2012/060374中所記載的方法而合成的4,4,5,5-四甲基-2-(6-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基)-1,3,2-二氧雜戊硼烷2.53g、3-溴-5-氰基吡啶1.01g、四(三苯基膦)鈀(0)0.17g、磷酸三鉀2.12g、假枯烯(Pseudocumene)20mL、第三丁醇5mL、及水1mL放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行8小時攪拌。將反應液冷卻至室溫，藉由甲苯進行萃取後，以硫酸鈉使有機層乾燥。藉由矽膠管柱層析法(展開溶劑：甲苯/乙酸乙酯=95/5(體積比))對將溶劑減壓蒸餾除去而所得的粗產物進行純化而獲得5-氰基-3-(6-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基)吡啶0.19g。
1H-NMR(CDCl3)：9.2(d,1H),8.9(d,1H),8.3(t,1H),8.2(d,1H),8.2(d,1H),8.1(d,1H),8.1(s,1H),7.8(dd,1H),7.8-7.7(m,5H),7.6(m,2H),7.6(m,1H),7.5(m,2H),7.4-7.3(m,4H).
[合成例2]9,10-雙(4-(5-氰基吡啶-3-基)苯基)-2-苯基蒽：化合物(1-2-27)的合成
<2-苯基蒽醌的合成>
將2-氯蒽醌125.0g、苯基硼酸75.4g、四(三苯基膦)鈀(0)1.79g、磷酸三鉀109.3g、假枯烯400mL、第三丁醇100mL、及水20mL放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行3.5小時攪拌。將反應液冷卻至室溫，濾取所析出的結晶，進行水洗後，藉由矽膠短管柱(展開溶劑為甲苯)進行純化而獲得2-苯基蒽醌106.0g。
<9,10-雙(4-溴苯基)-2-苯基-9,10-二氫蒽-9,10-二醇的合成>
將1,4-二溴苯47.2g與脫水環戊基甲基醚250mL放入至燒瓶中而冷卻至-78℃。一面攪拌一面於其中滴加正丁基鋰(2.69M己烷溶液)78mL，於滴加後進一步進行0.5小時攪拌。於其中加入2-苯基蒽醌22.7g，於該溫度下直接攪拌5小時。加入水而使反應停止，藉由甲苯進行萃取後，藉由硫酸鎂使有機層乾燥。藉由矽膠短管柱(展開溶劑：甲苯/乙酸乙酯=4/1(體積比))對將溶劑減壓流去而所得的固體進行純化，獲得9,10-雙(4-溴苯基)-2-苯基-9,10-二氫蒽-9,10-二醇42.5g。
<9,10-(4-溴苯基)-2-苯基蒽的合成>
將9,10-雙(4-溴苯基)-2-苯基-9,10-二氫蒽-9,10-二醇41.9g、次膦酸鈉單水合物90.3g、碘化鉀30.2g、乙酸200mL放入至燒瓶中，在回流溫度下進行3小時攪拌。將反應液冷卻至室溫，加入水而濾取所析出的固體，藉由水、甲醇，其次藉由乙酸乙酯進行清洗。藉由矽膠短管柱(展開溶劑為甲苯)對該粗產物進行純化而獲得9,10-(4-溴苯基)-2-苯基蒽38.5g。
<2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)雙(4,1-伸苯基))雙(4,4,5,5-四甲基-1.3.2-二氧雜戊硼烷)的合成>
將9,10-(4-溴苯基)-2-苯基蒽12.0g、雙(頻哪醇酯)二硼12.2g、(1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵)二氯化鈀(H)．二氯甲烷錯合物0.49g、乙酸鉀7.85g、及環戊基甲基醚40mL放入至燒瓶中，於回流溫度下進行6小時攪拌。將反應液冷卻至室溫，加入水，藉由甲苯進行萃取後，藉由硫酸鎂使有機層乾燥。藉由矽膠短管柱(展 開溶劑為甲苯)對將溶劑減壓蒸餾除去而所得的粗產物進行純化而獲得2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)雙(4,1-伸苯基))雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷)11.5g。
<9,10-雙(4-(5-氰基吡啶-3-基)苯基)-2-苯基蒽：化合物(1-2-27)的合成>
將2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)雙(4,1-伸苯基))雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷)2.69g、3-溴-5-氰基吡啶1.98g、四(三苯基膦)鈀(0)0.16g、磷酸三鉀2.29g、假枯烯20mL、第三丁醇5mL、及水1mL放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行8小時攪拌。使反應液冷卻，藉由甲苯進行萃取後，藉由硫酸鈉使有機層乾燥。藉由矽膠管柱層析法(展開溶劑為甲苯/乙酸乙酯=9/1(體積比))對將溶劑減壓蒸餾除去而所得的粗產物進行純化而獲得9,10-雙(4-(5-氰基吡啶-3-基)苯基)-2-苯基蒽0.1g。
1H-NMR(CDCl3)：9.2(d,2H),8.9(dd,2H),8.3(m,2H),7.9-7.8(m,6H),7.8-7.7(m,7H),7.6(m,2H),7.4(m,4H),7.4-7.3(m,1H).
[合成例3]9,10-雙((5'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基)-2-苯基蒽：化合物(1-2-48)的合成
<3-氰基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)吡啶的合成>
將3-溴-5-氰基吡啶(10g)、雙(頻哪醇酯)二硼(15.3g)、乙酸鉀(10.7g)、(1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵)二氯化鈀(II)．二氯甲烷 錯合物(1.34g)、及環戊基甲基醚(100mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行8小時攪拌。將反應液冷卻至室溫後加入水，進一步加入甲苯進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮而使其通過活性碳短管柱(展開液：甲苯)後，進行濃縮而藉由庚烷進行再沈澱，藉此而獲得目標物化合物(6.70g)。
<9,10-雙((5'-氰基-2,3'-聯吡啶-6-基)-2-苯基蒽：化合物(1-2-48)的合成>
將藉由日本專利特開2014-82479公報中所記載的方法而合成的9,10-雙(6-溴吡啶-2-基)-2-苯基蒽(3.00g)、3-氰基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)吡啶(2.92g)、碳酸鉀(2.93g)、四正丁基溴化銨(0.34g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯化鈀(0.11g)、1,2,4-三甲基苯(20mL)、及水(2mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行4小時攪拌。將反應液冷卻至室溫下而加入水，進一步加入甲苯而進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮，藉由NH矽膠管柱(展開液：甲苯/乙酸乙酯=4/1(體積比))對粗產物進行純化後，進行昇華純化而獲得目標物化合物(1.30g)。
1H-NMR(CDCl3)：9.5(d,2H),8.9(m,2H),8.7(m,2H),8.1(dt,2H),8.0(dd,2H),7.8-7.3(m,14H).
[合成例4]2,7-雙(3-(5-氰基吡啶-3-基)苯基)-5,5'-(9,9'-螺二[茀])：化合物(1-2-173)的合成
<3-(5-氰基吡啶-3-基)苯基溴化物的合成>
將3-氰基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)吡啶(17.5g)、1-溴-3-碘苯(28.0g)、碳酸鉀(21.0g)、四正丁基溴化銨(4.90g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯化鈀(1.61g)、1,2,4-三甲基苯(100mL)及水(10mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行8小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，進一步加入甲苯而進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮，藉由NH矽膠管柱(展開液：甲苯/乙酸乙酯=9/1(體積比))對粗產物進行純化而獲得目標物化合物(6.00g)。
<2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)-5,5'-(9,9'-螺二[茀])的合成>
將2,7-二溴-5,5'-(9,9'-螺二[茀])(8.0g)、雙(頻哪醇酯)二硼(10.3g)、乙酸鉀(6.62g)、(1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵)二氯化鈀(II)．二氯甲烷錯合物(0.41g)、及環戊基甲基醚(100mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行5小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，進一步加入甲苯而進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮，使其通過活性碳短管柱(展開液：甲苯)後，進行濃縮藉由庚烷進行再沈澱，藉此而獲得目標物化合物(9.00g)。
<2,7-雙(3-(5-氰基吡啶-3-基)苯基)-5,5'-(9,9'-螺二[茀])：化合物(1-2-173)的合成>
將2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)-5,5'-(9,9'-螺二[茀])(3.00g)、3-溴-5-氰基吡啶(3.28g)、碳酸鉀(2.92g)、四正丁基溴化銨(0.34g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯化鈀(0.037g)、1,2,4-三甲基苯(20mL)及水(2mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行4小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，進一步加入甲苯而進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮，藉由NH矽膠管柱(展開液：甲苯/乙酸乙酯=4/1(體積比))對粗產物進行純化後，進行昇華純化而獲得目標物化合物(1.78g)。
1H-NMR(CDCl3)：9.0(d,2H),8.8(d,2H),8.1(t,2H),8.0(d,2H),7.9(d,2H),7.7(dd,2H),7.6(t,2H),7.5(m,2H),7.5-7.4(m,6H),7.1(dt,2H),7.0(d,2H),6.8(d,2H).
[合成例5]2,7-雙(5-氰基吡啶-3-基)-5,5'-(9,9'-螺二[茀])：化合物(1-2-179)的合成
將2,7-二溴-5,5'-(9,9'-螺二[茀])(2.73g)、3-氰基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)吡啶(3.18g)、碳酸鉀(1.59g)、四正丁基溴化銨(0.37g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯化鈀(0.091g)、1,2,4-三甲基苯(20mL)及水(2mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行9小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，進一步加入甲苯而進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮，藉由NH矽膠管柱(展開液：甲苯/乙酸乙酯=4/1(體積比))對粗產物進行純化後，進行昇華純化 而獲得目標物化合物(1.59g)。
1H-NMR(CDCl3)：8.9(d,2H),8.8(d,2H),8.1(d,2H),8.0(t,2H),7.9(d,2H),7.6(dd,2H),7.4(dt,2H),7.2(dt,2H),6.9(d,2H),6.8(d,2H).
[合成例6]2,7-雙(3-(5-氰基吡啶-3-基)苯基)聯伸三苯：化合物(1-2-365)的合成
將藉由國際公開WO2007/029696公報中所記載的方法而合成的4,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)聯伸三苯(1.60g)、3-溴-5-氰基吡啶(1.90g)、碳酸鉀(1.84g)、四正丁基溴化銨(0.21g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯化鈀(0.024g)、1,2,4-三甲基苯(20mL)及水(2mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行6小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，過濾析出物。使其溶解於加熱的氯仿中之後進行矽藻土過濾，進一步藉由吡啶進行再結晶而進行純化，然後進行昇華純化而獲得目標物化合物(0.98g)。
EI-MS：m/z=584.
[合成例7]2,7-雙(4-氰基吡啶-3-基)聯伸三苯：化合物(1-2-506)的合成
將2,7-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)聯伸三苯(2.39g)、3-溴-4-氰基吡啶(2.00g)、碳酸鉀(2.75g)、四正丁 基溴化銨(0.32g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯化鈀(0.035g)、1,2,4-三甲基苯(20mL)及水(2mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行5小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，過濾析出物。使其溶解於加熱的氯仿中之後進行矽藻土過濾，進一步藉由苯甲腈及吡啶進行再結晶而進行純化後，進行昇華純化而獲得目標物化合物(0.54g)。
1H-NMR(CDCl3)：9.1(s,2H),8.9(d,2H),8.9-8.8(m,4H),8.7(dd,2H),7.9(dd,2H),7.8-7.7(m,4H).
[合成例8]3,9-雙(3-氰基吡啶-4-基)螺[苯并[a]茀-11,9'-茀]：化合物(1-2-507)的合成
<3,9-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)螺[苯并[a]茀-11,9'-茀]的合成>
將依照日本專利特開2009-184993公報的記載而合成的螺[苯并[a]茀-11,9'-茀]-3,9-二基雙(三氟甲磺酸酯)(5.00g)、雙(頻哪醇酯)二硼(4.60g)、乙酸鉀(2.96g)、(1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵)二氯化鈀(H)．二氯甲烷錯合物(0.18g)、及環戊基甲基醚(50mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行8小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，進一步加入甲苯而進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮，使其通過活性碳短管柱(展開液：甲苯)後，進行濃縮而藉由庚烷進行再沈澱，由此而獲得目標物化合物(4.00g)。
<3,9-雙(3-氰基吡啶-4-基)螺[苯并[a]茀-11,9'-茀]：化合 物(1-2-507)的合成>
將3,9-雙(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜戊硼烷-2-基)螺[苯并[a]茀-11,9'-茀](3.07g)、4-溴-3-氰基吡啶(2.00g)、碳酸鉀(2.75g)、四正丁基溴化銨(0.32g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯化鈀(0.11g)、1,2,4-三甲基苯(20mL)及水(2mL)放入至燒瓶中，在氮氣環境下、回流溫度下進行5小時攪拌。將反應液冷卻至室溫而加入水，進一步加入甲苯而進行分液萃取。將有機層分離後，進行乾燥、濃縮，藉由NH矽膠管柱(展開液：甲苯/乙酸乙酯=4/1(體積比))進行純化後，進行昇華純化而獲得目標物化合物(1.20g)。
1H-NMR(CDCl3)：8.7(d,1H),8.6(d,1H),8.2-8.0(m,6H),7.9(d,1H),7.7(m,3H),7.5(dd,1H),7.5(dt,2H),7.3(dd,1H),7.1(dt,2H),6.9(d,1H),6.9(d,1H),6.7(d,2H).
藉由適宜變更原料的化合物，以基於所述合成例的方法而可合成本發明的其他衍生物化合物。
以下，為了對本發明進一步加以詳細說明，表示使用本發明的化合物的有機EL元件的實施例，但本發明並不限定於該些實施例。
製作實施例1~實施例10及比較例1~比較例8的元件，分別進行1000cd/m2發光時的驅動電壓(V)、外部量子效率(%)的測定、及保持藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗時的初始值的80%(1200cd/m2)以上的亮度 的時間(hr)的測定。以下，關於實施例而加以詳細說明。
將所製作的實施例1~實施例6及比較例1~比較例8的元件中的各層的材料構成表示於表1及表2中。
於表1及表2中，「HI-1」是N4,N4'-二苯基-N4,N4'-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺、「IL」是1,4,5,8,9,12-六氮雜聯伸三苯六甲腈、「HT-1」是N-([1,1'-聯苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-茀-2-胺，「BH」是9-苯基-10-(4-苯基萘-1-基)蒽、「BD」是7,7-二甲基-N5,N9-二苯基-N5,N9-雙(4-(三甲基矽烷基)苯基)-7H-苯并[c]茀-5,9-二胺、「A」是3-(6-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基)吡啶、「B」是9,10-雙(4-(3-吡啶基苯基))-2-苯基蒽、「C」是9,10-雙(2,3'-聯吡啶-6-基)-2-苯基蒽、「D」是2,7-雙((2,4'-聯吡啶-6-基))-5,5'-(9,9'-螺二[茀])、「E」是2,7-雙(2,4'-聯吡啶-6-基)聯伸三苯、「F」是9,10-雙(4-氰基苯基)-2-苯基蒽、「G」是9-(4'-(二均三甲苯基硼基)-[1,1'-聯萘]-4-基)-9H-咔唑、「H」是3-(3-(6-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)萘-2-基)苯基)螢蒽、「I」是9,10-雙(2,2'-聯吡啶-6-基)-2-苯基蒽。與陰極中所使用的「Liq」一同地將其等的化學結構表示如下。
[實施例1]於電子輸送材料中使用化合物(1-1-2)的元件
將藉由濺鍍而成膜為180nm的厚度的ITO研磨至150nm而所得的26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(Opto Science,Inc.製造)作為透明支撐基板。將該透明支撐基板固定於市售的蒸鍍裝置(昭和真空股份有限公司製造)的基板固定器上，安裝放入有 HI-1的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有IL的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有HT-1的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有BH的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有BD的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有本申請發明的化合物(1-1-2)的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有Liq的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有鎂的鎢製蒸鍍用舟皿、放入有銀的鎢製蒸鍍用舟皿。
於透明支撐基板的ITO膜上順次形成下述各層。將真空槽減壓至5×10-4Pa，首先對放入有HI-1的蒸鍍用舟皿進行加熱，以膜厚成為40nm的方式進行蒸鍍，進一步對放入有IL的蒸鍍用舟皿進行加熱，以膜厚成為5nm的方式進行蒸鍍，藉此形成包含2層的電洞注入層；其次，對放入有HT-1的蒸鍍用舟皿進行加熱，以膜厚成為25nm的方式進行蒸鍍而形成電洞輸送層。其次，對放入有BH的蒸鍍用舟皿與放入有BD的蒸鍍用舟皿同時進行加熱，以膜厚成為20nm的方式進行蒸鍍而形成發光層。以BH與BD的重量比成為大約95比5的方式調節蒸鍍速度。其次，對放入有化合物(1-1-2)的蒸鍍用舟皿與放入有Liq的蒸鍍用舟皿同時進行加熱，以膜厚成為30nm的方式進行蒸鍍而成為電子輸送層。以化合物(1-1-2)與Liq的重量比成為大約1比1的方式調節蒸鍍速度。各層的蒸鍍速度為0.01nm/sec~1nm/sec。
其後，對放入有Liq的蒸鍍用舟皿進行加熱，以膜厚成為1nm的方式以0.01nm/sec~0.1nm/sec的蒸鍍速度進行蒸鍍。其次，對放入有鎂的舟皿與放入有銀的舟皿同時進行加熱，以膜厚成為100nm的方式進行蒸鍍而形成陰極，獲得有機EL元件。 此時，以鎂與銀的原子數比成為10比1的方式在0.1nm/sec~10nm/sec之間調整蒸鍍速度。
若將ITO電極作為陽極，將Mg/Ag電極作為陰極而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.25V、外部量子效率為4.25%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為270小時。
[實施例2]於電子輸送材料中使用化合物(1-2-27)的元件
將化合物(1-1-2)替代為化合物(1-2-27)，除此以外基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.21V、外部量子效率為3.75%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為157小時。
[實施例3]於電子輸送材料中使用化合物(1-2-48)的元件
將化合物(1-1-2)替代為化合物(1-2-48)，除此以外基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.47V、外部量子效率為4.21%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時 間為298小時。
[實施例4]於電子輸送材料中使用化合物(1-2-173)的元件
將化合物(1-1-2)替代為化合物(1-2-173)，除此以外基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.30V、外部量子效率為7.20%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為312小時。
[實施例5]於電子輸送材料中使用化合物(1-2-179)的元件
將化合物(1-1-2)替代為化合物(1-2-179)，除此以外基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.20V、外部量子效率為4.96%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為292小時。
[實施例6]於電子輸送材料中使用化合物(1-2-506)的元件
將化合物(1-1-2)替代為化合物(1-2-506)，除此以外基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.23V、外部量子效率為 4.75%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為303小時。
<比較例1>
將化合物(1-1-2)替代為化合物(A)，除此以外藉由基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為3.46V、外部量子效率為5.55%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為169小時。
<比較例2>
將化合物(1-1-2)替代為化合物(B)，除此以外藉由基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為3.51V、外部量子效率為5.24%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為77小時。
<比較例3>
將化合物(1-1-2)替代為化合物(C)，除此以外藉由基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為3.97V、外部量子效率為5.93%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定 電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為145小時。
<比較例4>
將化合物(1-1-2)替代為化合物(D)，除此以外藉由基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為3.75V、外部量子效率為5.89%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為116小時。
<比較例5>
將化合物(1-1-2)替代為化合物(E)，除此以外藉由基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為3.55V、外部量子效率為7.45%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為155小時。
<比較例6>
將化合物(1-1-2)替代為化合物(F)，除此以外藉由基於實施例1的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.79V、外部量子效率為2.81%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮 度的時間為122小時。
將所述實施例1~實施例6及比較例1~比較例6的結果匯總表示於表3中。
[實施例7]在包含電子輸送層及電子注入層的元件的電子輸送材料中使用化合物(1-2-48)的元件
藉由與實施例1同樣的方法而形成至發光層之後，對放入有化合物(1-2-48)的蒸鍍用舟皿進行加熱，以膜厚成為10nm的方式進行蒸鍍而形成電子輸送層。其次，對放入有化合物(1-2-48)的蒸鍍用舟皿與放入有Liq的蒸鍍用舟皿同時進行加熱，以膜厚成為20nm的方式進行蒸鍍而形成電子注入層。以化合物I與Liq的重量比成為約1比1的方式調節蒸鍍速度。各層的蒸鍍速度是 0.01nm/sec~1nm/sec。其次，藉由與實施例1同樣的方法形成Liq層與陰極而獲得有機EL元件。
若將ITO電極作為陽極、將Mg/Ag電極作為陰極而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.63V、外部量子效率為5.05%。而且，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為420小時。
[實施例8]在包含電子輸送層及電子注入層的元件的電子輸送材料中使用化合物(1-2-173)的元件
將化合物(1-2-48)替代為化合物(1-2-173)，除此以外基於實施例7的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為3.49V、外部量子效率為7.59%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為373小時。
[實施例9]在包含電子輸送層及電子注入層的元件的電子輸送材料中使用化合物(1-2-179)的元件
將化合物(1-2-48)替代為化合物(1-2-179)，除此以外基於實施例7的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.18V、外部量子效率為5.88%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時 間為395小時。
[實施例10]在包含電子輸送層及電子注入層的元件的電子輸送材料中使用化合物(1-2-506)的元件
將化合物(1-2-48)替代為化合物(1-2-506)，除此以外基於實施例7的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.26V、外部量子效率為5.52%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為255小時。
[比較例7]在包含電子輸送層及電子注入層的元件的電子輸送材料中使用化合物G的元件
將化合物(1-2-48)替代為化合物G，除此以外基於實施例7的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為4.02V、外部量子效率為5.79%，藉由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為202小時。
[比較例8]在包含電子輸送層及電子注入層的元件的電子輸送材料中使用化合物H的元件
將化合物(1-2-48)替代為化合物H，除此以外基於實施例7的方法而獲得有機EL元件。若施加直流電壓而測定1000cd/m2發光時的特性，則驅動電壓為3.73V、外部量子效率為6.29%，藉 由獲得1500cd/m2的亮度的電流密度而實施恆定電流驅動試驗，結果保持初始亮度的80%(1200cd/m2)以上的亮度的時間為172小時。
將所述實施例7~實施例10、比較例7及比較例8的結果匯總表示於表4中。
而且，作為比較例為了進行以下所示的CN101412907公報中記載的化合物J的元件評價而嘗試合成。在CN101412907公報中記載了使用4-(2-溴乙醯基)苯甲腈作為起始原料，但判斷其是2-溴苯甲醯基乙腈的誤寫，除此以外如公報的記載所示那樣嘗試合成，但在最終階段的反應中僅僅獲得複雜的混合物，而且產物的大半是黑色的焦油狀物質，未能獲得化合物J。而且，以一般所已知的2,6-二苯基吡啶合成法為參考，在鹼條件下使蒽-9,10-二羧基醛與4-第三丁基苯乙酮縮合，藉由預先另外合成烯酮化合物而使吡啶鎓鹽反應，雖然可確認微量的多種產物，但基本上停留 在以未反應的狀態而回收原料的烯酮化合物，未能獲得化合物J。而且，以材料化學雜誌(Journal of Materials Chemistry)，2011，21，12977的記載為參考，使蒽-9,10-二羧基醛與4-第三丁基苯乙酮在鹼條件下縮合而合成的烯酮化合物，與苯甲醯基乙腈反應，藉此而嘗試比較例化合物的合成，同樣地獲得大半被黑色焦油狀物質所佔的複雜的混合物，無法獲得目標化合物J。
[產業上之可利用性]
藉由本發明的較佳的形態，可提供平衡良好地達成低驅動電壓、高效率、長壽命等有機EL元件所要求的特性，特別是以長壽命為特徵的有機EL元件，可提供全彩顯示等高性能的顯示裝置。

Claims (13)

  1. 一種化合物，其以下述式(1)而表示： 式(1)中，Ar是源自碳數為6~40的芳香族烴的m價基或源自碳數為2~40的芳香族雜環的m價基，該些基的至少1個氫亦可經碳數為1~6的烷基取代；m是1~4的整數，在m為2、3或4時，由吡啶環與L所形成的基可相同亦可不同；L是選自單鍵或下述式(L-1)及式(L-2)所表示的2價基的群組的1種， 式(L-1)中，X1~X6獨立為=CR1-或=N-，X1~X6中的至少2個是=CR1-，X1~X6中的2個=CR1-中的R1是與Ar或吡啶環鍵結的結合鍵，除此以外的=CR1-中的R1是氫，式(L-2)中，X7~X14獨立為=CR1-或=N-，X7~X14中的至少 2個是=CR1-，X7~X14中的2個=CR1-中的R1是與Ar或吡啶環鍵結的結合鍵，除此以外的=CR1-中的R1是氫，L的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代；吡啶環的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基、苯基或萘基取代；而且，式(1)中的各個環及烷基的至少1個氫亦可經氘取代。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)~式(Ar1-12)、式(Ar2-1)~式(Ar2-21)、式(Ar3-1)、式(Ar3-2)、及式(Ar4-1)所表示的基的群組的1種： 式(Ar1-1)~式(Ar1-12)、式(Ar2-1)~式(Ar1-21)、式(Ar3-1)、式(Ar3-2)及式(Ar4-1)中，Z獨立為選自-O-、-S-、或下述式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種，各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代， 式(2)中，R1是苯基、萘基、聯苯基、或聯三苯基，式(3)中，R2獨立為甲基或苯基，R2亦可相互連結而形成環。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)~式(Ar1-7)、式(Ar2-1)、式(Ar2-3)、式(Ar2-6)~式(Ar2-10)、式(Ar2-12)、式(Ar-2-21)、式(Ar3-1)、及式(Ar3-2)所表示的基的群組的1種： 式(Ar1-1)~式(Ar1-7)、式(Ar2-1)、式(Ar2-3)、式(Ar2-6) ~式(Ar2-10)、式(Ar2-12)、式(Ar-2-21)、式(Ar3-1)、及式(Ar3-2)中，Z獨立為選自下述式(2)及式(3)所表示的2價基的群組的1種，各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代， 式(2)中，R1是苯基、萘基、聯苯基、或聯三苯基，式(3)中，R2獨立為甲基或苯基，R2亦可相互連結而形成環。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)、式(Ar2-1)、式(Ar2-8)、式(Ar2-12)、及式(Ar2-21)所表示的基的群組的1種： 式(Ar1-1)、式(Ar2-1)、式(Ar2-8)、式(Ar2-12)、及式(Ar2-21)中，Z獨立為下述式(4)所表示的2價基，各個基的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代，
  5. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中，式(1)中，Ar是選自下述式(Ar1-1)及式(Ar2-1)所表示的基的群組的1種： 式(Ar1-1)及式(Ar2-1)的至少1個氫亦可經碳數為1~4的烷基或碳數為6~18的芳基取代。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其以下述式(1-1-2)而表示：
  7. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其以下述式(1-2-27)而表示：
  8. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其以下述式(1-2-48)、式(1-2-173)、式(1-2-179)、式(1-2-365)、式(1-2-506)、或式(1-2-507)而表示：
  9. 一種電子輸送材料，其含有如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之化合物。
  10. 一種有機電場發光元件，其包含：包含陽極及陰極的一對 電極、配置於該一對電極間的發光層、配置於所述陰極與該發光層之間且含有如申請專利範圍第9項所述之電子輸送材料的電子輸送層及/或電子注入層。
  11. 一種有機電場發光元件，其包含：包含陽極及陰極的一對電極、配置於該一對電極間的發光層、配置於所述陰極與該發光層之間且含有如申請專利範圍第9項所述之電子輸送材料的電子輸送層及電子注入層。
  12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之有機電場發光元件，其中，所述電子輸送層及所述電子注入層的至少1個進一步含有選自由羥基喹啉系金屬錯合物、聯吡啶衍生物、啡啉衍生物及硼烷衍生物所構成的群組的至少1種。
  13. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述之有機電場發光元件，其中，所述電子輸送層及所述電子注入層的至少1個進一步含有選自由鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物所構成的群組的至少1種。
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