TW202012359A - 具有三芳基胺構造之化合物及有機電致發光元件 - Google Patents

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Abstract

本發明目的在於提供電洞注入‧輸送性能優異、具電子阻礙能力、具薄膜狀態安定性高之優異特性的有機化合物;更使用該化合物,提供高效率、高耐久性的有機EL元件。
本發明的具有三芳基胺構造之化合物,係下述構造式(A-1)所示:
Figure 108121995-A0101-11-0001-1
(式中,A、B及C係表示相互可為相同或相異的下述構造式(B-1)所示基、取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基、或取代或無取代之縮合多環芳香族基。但,A、B及C中之至少1者係非下述構造式(B-1)所示基。)
Figure 108121995-A0101-11-0001-2
(式中的符號等,請參照說明書中的記載。)

Description

具有三芳基胺構造之化合物及有機電致發光元件
本發明係關於頗適用於各種顯示裝置之屬於自發光元件的有機電致發光元件(以下簡稱「有機EL元件」)適用化合物與元件,詳言之,係關於具有三芳基胺構造之化合物、以及使用該化合物的有機EL元件。
因為有機EL元件係屬於自發光性元件,相較於液晶元件,較為明亮且檢視性佳,可清晰地顯示,因而受熱烈研究開發。
1987年,Eastman Kodak公司的C.W.Tang等藉由開發由各材料分擔各種功用的積層構造元件,讓使用有機材料的有機EL元件成為實用物。他們係將可輸送電子的螢光體、與可輸送電洞的有機物進行積層,藉由將雙方的電荷注入螢光體層中而使發光,便可依10V以下的電壓獲得達1000cd/m2以上的高輝度(例如參照專利文獻1與專利文獻2)。
截至目前為止,為求有機EL元件的實用化已有多數改良,積層構造的各層功用更加細分化,藉由在基板上依序設置: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、及陰極的電致發光元件,便可達高效率與耐久性(例如參照非專利文獻1)。
再者,在更加提升發光效率目的下,有嘗試利用三重 態激子,針對磷光發光性化合物的利用進行檢討(例如參照非專利文獻2)。
又,亦有開發利用由熱活化延遲螢光(TADF)進行發光的元件。2011年由九州大學的安達氏等,藉由使用熱活化延遲螢光材料的元件實現5.3%的外部量子效率(例如參照非專利文獻3)。
一般發光層亦可在通稱「主材料」的電荷輸送性化合物中,摻雜諸如螢光性化合物、磷光發光性化合物、或會放射延遲螢光的材料而製作。如上述非專利文獻所記載,有機EL元件的有機材料選擇,會對該元件的效率、耐久性等諸項特性造成大幅影響(例如參照非專利文獻2)。
有機EL元件係由二電極注入的電荷,在發光層再結合而獲得發光,而要如何將電洞與電子二電荷效率佳地傳遞給發光層便屬重要,必需形成載子平衡優異的元件。又,藉由提高阻擋由陰極所注入電子的電子阻礙性,便可提高電洞與電子再結合的機率,能獲得更高的發光效率。所以,電洞輸送材料所發揮的功用便屬重要,期待電洞注入性高、電洞遷移率大、電子阻礙性高、且針對電子的耐久性高之電洞輸送材料。
再者,關於元件的壽命,材料的耐熱性、非晶性亦屬重要。若為低耐熱性材料,則會因元件驅動時所生成的熱,導致低溫便會產生熱分解,造成材料劣化。若非晶性低的材料,則雖短時間仍會產生薄膜結晶化,導致元件劣化。所以,對所使用的材料要求耐熱性高、非晶性良好的性質。
截至目前為止,有機EL元件所使用的電洞輸送材料,已知有N,N'-二苯基-N,N'-二(α-萘基)聯苯胺(以下簡稱 「NPD」)、以及各種芳香族胺衍生物(例如參照專利文獻1與專利文獻2)。NPD雖具有良好的電洞輸送能力,但耐熱性指標的玻璃轉移點(Tg)卻為96℃的偏低值,在高溫條件下會因結晶化導致元件特性降低。
再者,專利文獻1與2所記載的芳香族胺衍生物中,亦有具電洞遷移率達10-3cm2/Vs以上的優異遷移率化合物,因為電子阻礙性不足,部分電子會穿過發光層,導致會有無法期待提升發光效率等問題,為能更進一步高效率化,渴求能獲得電子阻礙性更高、更安定且耐熱性高之薄膜的材料。
再者,亦有報告指出耐久性高的芳香族胺衍生物(例如參照專利文獻3),該等係使用為電子照相感光體的電荷輸送材料,但並沒有使用為有機EL元件的例子。
改善耐熱性、電洞注入性等特性的化合物,有提案具取代咔唑構造的芳基胺化合物(例如參照專利文獻4與專利文獻5),若將該等化合物使用於電洞注入層或電洞輸送層的元件,雖耐熱性、發光效率等獲改善,但難謂已充足。所以,為求更低驅動電壓化、高發光效率化,便期待電洞注入性高、電洞遷移率大、電子阻礙性高、且針對電子的耐久性高之電洞輸送材料。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:US5792557
專利文獻2:US5639914
專利文獻3:US7799492
專利文獻4:US8021764
專利文獻5:EP2684932
[非專利文獻]
非專利文獻1:應用物理學會 第9次講習會預稿集 第55~61頁(2001)
非專利文獻2:應用物理學會 第9次講習會預稿集 第23~31頁(2001)
非專利文獻3:Appl.Phys.Let.,98,083302(2011)
本發明目的在於就高效率、高耐久性的有機EL元件用材料,提供電洞注入‧輸送性能優異、具電子阻礙能力、具薄膜狀態安定性高之優異特性的有機化合物;更使用該化合物,提供高效率、高耐久性的有機EL元件。
本發明所欲提供有機化合物應具備的物理特性,係可例如:(1)電洞的注入特性佳、(2)電洞的遷移率大、(3)電子阻礙能力優異、(4)薄膜狀態安定、(5)耐熱性優異。
再者,本發明所欲提供有機EL元件應具備的物理特性,係可例如:(1)發光效率與電力效率高、(2)發光起始電壓低、(3)實用驅動電壓低、(4)長壽命。
緣是,本發明者等為達成上述目的經深入鑽研,結果發現具特定構造的三芳基胺化合物,係電洞注入‧輸送能力、以及薄膜安定性與耐久性均優異,且電子阻礙性亦優異,遂完成本發明。
即,本發明係如下述。 1)一種具有三芳基胺構造之化合物,係下述構造式(A-1)所示:
[化1]
Figure 108121995-A0101-12-0005-4
(式中,A、B及C係表示相互可為相同或相異的下述構造式(B-1)所示基、取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基、或取代或無取代之縮合多環芳香族基。但,A、B及C中之至少1者係非下述構造式(B-1)所示基)
[化2]
Figure 108121995-A0101-12-0005-5
(式中,虛線部係鍵結部位。
R係表示氫原子、重氫原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷基、亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷基、亦可具有取代基且碳原子數2至6的直鏈狀或分支狀烯基、亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷氧基、亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷氧基、取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基、取代或無取代之縮合多環芳香族基或取代或無取代之芳氧基;n係表示R的個數,0~3之整數。當n係2~3時,複數個鍵結於同一苯環上的R係相互可為相同或相異,亦可經由單鍵、取代或無取代之亞甲基、氧原子、或硫原子相互鍵結形成環。
L係表示取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基或取代或無取代之縮合多環芳香族基;m係表示1~3之整數。當m係2或3時,L係相互可為相同或相異。
Ar1、Ar2係表示相互可為相同或相異的取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基、或取代或無取代之縮合多環芳香族基。)
2)如上述1)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-1)所示基係下述構造式(B-2)所示基:
[化3]
Figure 108121995-A0101-12-0006-6
(式中,Ar1、Ar2、L、m、n及R係與上述構造式(B-1)同義。)
3)如上述2)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-2)所示基的L,係無取代之芳香族烴基、無取代之芳香族雜環基、或無取代之縮合多環芳香族基。
4)如上述3)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-2)所示基係下述構造式(B-3)所示基:
[化4]
Figure 108121995-A0101-12-0006-7
(式中,Ar1、Ar2、n及R係與上述構造式(B-1)同義。)
5)如上述3)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其 中,上述構造式(B-2)所示基係下述構造式(B-4)所示基:
[化5]
Figure 108121995-A0101-12-0007-8
(式中,Ar1、Ar2、n及R係與上述構造式(B-1)同義。)
6)如上述5)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-4)所示基係下述構造式(B-5)所示基:
[化6]
Figure 108121995-A0101-12-0007-9
(式中,Ar1、Ar2、n及R係與上述構造式(B-1)同義。)
7)如上述6)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-5)的n係0或1。
8)如上述6)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-5)的n係0。
9)如上述4)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-3)所示基係下述構造式(B-6)所示基:
[化7]
Figure 108121995-A0101-12-0007-11
(式中,Ar1、Ar2、n及R係與上述(B-1)同義。)
10)如上述9)所記載的具有三芳基胺構造之化合物, 其中,上述構造式(B-6)的n係0或1。
11)如上述9)所記載的具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-6)的n係0。
12)一種有機EL元件,係具有:一對電極、與在其間所夾置之至少一層有機層的有機EL元件;其中,至少一層有機層的構成材料係使用上述1)至11)中任一項所記載的具有三芳基胺構造之化合物。
13)如12)所記載的有機EL元件,其中,上述有機層係電洞輸送層。
14)如12)所記載的有機EL元件,其中,上述有機層係電子阻礙層。
15)如12)所記載的有機EL元件,其中,上述有機層係電洞注入層。
16)如12)所記載的有機EL元件,其中,上述有機層係發光層。
構造式(B-1)~(B-6)中的R所示「取代或無取代之芳香族烴基」、「取代或無取代之芳香族雜環基」、或「取代或無取代之縮合多環芳香族基」中,「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」、或「縮合多環芳香族基」具體係可舉例如:苯基、伸聯苯基、聯三苯基、萘基、蒽基、菲基、茀基、螺雙茀基(spirobifluorenyl)、茚基、芘基、苝基、丙[二]烯合茀基(fluoranthenyl)、聯伸三苯基、吡啶基、嘧啶基、三
Figure 108121995-A0101-12-0008-48
基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、喹啉基、異喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并
Figure 108121995-A0101-12-0008-49
唑基、苯并噻唑基、喹
Figure 108121995-A0101-12-0008-50
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、及咔啉基(carbolinyl)等。又,亦可從碳數6至30的芳基、及碳數2至30的雜芳基中選擇。該等取代基、與該取代基所取代的苯環、及在同一苯環上所取代的複數取代基彼此間,亦可經由單鍵、取代或無取代之亞甲基、取代或無取代之胺基、氧原子、或硫原子相互鍵結形成環。
構造式(B-1)~(B-6)中的R所示「亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷基」、「亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷基」、或「亦可具有取代基且碳原子數2至6的直鏈狀或分支狀烯基」中,「碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷基」、「碳原子數5至10的環烷基」、或「碳原子數2至6的直鏈狀或分支狀烯基」,具體係可舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、環戊基、環己基、1-金剛烷基、2-金剛烷基、乙烯基、烯丙基、異丙烯基、及2-丁烯基等。該等取代基、與該取代基所取代的苯環、及在同一苯環上所取代的複數取代基彼此間,亦可經由單鍵、取代或無取代之亞甲基、取代或無取代之胺基、氧原子或硫原子相互鍵結形成環。
構造式(B-1)~(B-6)中的R所示「亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷氧基」、或「亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷氧基」中的「碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷氧基」、或「碳原子數5至10的環烷氧基」,具體係可舉例如:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基、正己氧基、環戊氧基、環己氧基、環庚氧基、環辛氧基、1-金剛烷氧基、2-金剛烷氧基等。該等取代基、與該取代 基所取代的苯環、及在同一苯環上所取代的複數取代基彼此間,亦可經由單鍵、取代或無取代之亞甲基、取代或無取代之胺基、氧原子或硫原子相互鍵結形成環。
構造式(B-1)~(B-6)中的R所示「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」、「取代縮合多環芳香族基」、「亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷基」、「亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷基」、「亦可具有取代基且碳原子數2至6的直鏈狀或分支狀烯基」、「亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷氧基」、或「亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷氧基」中,「取代基」具體係可舉例如:重氫原子、氰基、硝基;氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子;三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等矽烷基;甲基、乙基、丙基等碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷氧基;乙烯基、烯丙基等烯基;苯氧基、甲苯氧基等芳氧基;苄氧基、苯乙氧基等芳烷氧基;苯基、伸聯苯基、聯三苯基、萘基、蒽基、菲基、茀基、螺雙茀基、茚基、芘基、苝基、丙[二]烯合茀基、聯伸三苯基等芳香族烴基或縮合多環芳香族基;吡啶基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、喹啉基、異喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并
Figure 108121995-A0101-12-0010-51
唑基、苯并噻唑基、喹
Figure 108121995-A0101-12-0010-52
啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔啉基等芳香族雜環基等等基,該等取代基亦可更進一步利用上述所例示取代基進行取代。又,該等取代基、與該取代基所取代的苯環、及在同一苯環上所取代的複數取代基彼此間,亦可經由單鍵、取代或無取代之亞甲基、取代或無取代之胺基、氧原子或硫原子相互鍵 結形成環。
構造式(B-1)~(B-6)中的Ar1及Ar2所示「取代或無取代之芳香族烴基」、「取代或無取代之芳香族雜環基」、或「取代或無取代之縮合多環芳香族基」中,「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」、或「縮合多環芳香族基」係可舉例與就上述構造式(B-1)~(B-5)中之R所示「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」、或「縮合多環芳香族基」例示者同樣,特佳態樣亦相同。
構造式(B-1)~(B-6)中的Ar1及Ar2所示「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」、或「取代縮合多環芳香族基」中,「取代基」係可舉例與就上述構造式(B-1)~(B-5)中的R所示「取代基」例示者同樣,特佳態樣亦相同。
構造式(A-1)中的A、B及C所示「取代或無取代之芳香族烴基」、「取代或無取代之芳香族雜環基」、或「取代或無取代之縮合多環芳香族基」中,「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」、或「縮合多環芳香族基」係可舉例與就上述構造式(B-1)~(B-6)中之R所示「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」、或「縮合多環芳香族基」例示者同樣,特佳態樣亦相同。
構造式(A-1)中之A、B及C所示「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」、或「取代縮合多環芳香族基」中,「取代基」係可舉例與就上述構造式(B-1)~(B-6)中之R所示「取代基」例示者同樣,特佳態樣亦相同。
構造式(B-1)~(B-6)中之L所示「取代或無取代之芳香族烴基」、「取代或無取代之芳香族雜環基」、或「取代或無取代之縮合多環芳香族基」中,「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」、或「縮 合多環芳香族基」係可舉例與就上述構造式(B-1)~(B-6)中之R所示「芳香族烴基」、「芳香族雜環基」、或「縮合多環芳香族基」例示者同樣,特佳態樣亦相同。
構造式(B-1)~(B-6)中之L所示「取代芳香族烴基」、「取代芳香族雜環基」、或「取代縮合多環芳香族基」中,「取代基」係可舉例與就上述構造式(B-1)~(B-6)中之R所示「取代基」例示者同樣,特佳態樣亦相同。
本發明中,上述構造式(A-1)的A較佳係上述構造式(B-1)所示基。此情況,B及C係相互可為相同或相異,較佳係下述構造式(C-1)或(C-2)所示基。
[化8]
Figure 108121995-A0101-12-0012-12
(式中,R1及R2係表示相互可為相同或相異的碳原子數1至6之直鏈狀或分支狀烷基;j係表示R1的個數,0~2之整數;k係表示R2的個數,0~2之整數;且j+k係0或2。當j+k為2之時,R1彼此間、R2彼此間、或R1及R2係相鄰,且相互鍵結形成環。)
[化9]
Figure 108121995-A0101-12-0012-13
(式中,R3係表示相互可為相同或相異的碳原子數1至6之直鏈狀或分支狀烷基;l係表示R3的個數,0、2或4。當l係2或4之時,R3彼此間係相鄰,且相互鍵結形成環。)
本發明有機EL元件較佳使用的上述構造式(A-1)所示 具有三芳基胺構造之化合物,係可使用為有機EL元件的電洞注入層、電洞輸送層、及電子阻礙層之材料。特別係因為電洞的遷移率高,因而屬於當作電洞注入層及電洞輸送層材料的較佳化合物。
本發明的有機EL元件係使用電洞之注入‧輸送性能、電子阻礙性能、及薄膜安定性與耐久性均優異的有機EL元件用材料,因而相較於習知有機EL元件之下,從電洞輸送層朝發光層的電洞輸送效率獲提升,且發光效率亦獲提升,同時驅動電壓降低、耐久性獲提升。藉由使用上述構造式(A-1)所示具有三芳基胺構造之化合物,便可實現高效率、低驅動電壓、長壽命的有機EL元件。
(對照先前技術之功效)
本發明的有機EL元件係藉由選擇可有效顯現電洞之注入‧輸送功用的特定具有三芳基胺構造之化合物,便可將電洞從電洞輸送層效率佳地注入‧輸送於發光層,因而便可實現電洞之注入‧輸送性能、薄膜安定性、耐久性均優異,且高效率、低驅動電壓、長壽命的有機EL元件。
根據本發明,可改善有機EL元件的發光效率與驅動電壓、以及耐久性。
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞輸送層
5‧‧‧電子阻礙層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電子輸送層
8‧‧‧電子注入層
9‧‧‧陰極
圖1係本發明有機EL元件的構成示意圖。
本發明有機EL元件較佳使用的上述構造式(A-1)所示具有三芳基胺構造之化合物中,較佳化合物具體例係如下,惟本發明並不僅侷限於該等化合物。
[化10]
Figure 108121995-A0101-12-0014-14
[化11]
Figure 108121995-A0101-12-0015-15
[化12]
Figure 108121995-A0101-12-0016-16
[化13]
Figure 108121995-A0101-12-0017-17
[化14]
Figure 108121995-A0101-12-0018-18
[化15]
Figure 108121995-A0101-12-0019-19
[化16]
Figure 108121995-A0101-12-0020-20
[化17]
Figure 108121995-A0101-12-0021-21
一般式(A-1)所示具有三芳基胺構造之化合物的精製,係可利用例如:利用管柱色層分析儀進行的精製;利用矽膠、活性碳、活性白土等進行的吸附精製;利用溶劑進行的再結晶、晶析法、昇華精製法等,有機化合物精製時所使用的公知方法實施。化合物的鑑定係可利用NMR分析等實施。物性值較佳係施行熔點、玻璃轉移點(Tg)、及功函數的測定。熔點係蒸鍍性的指標,玻璃轉移點(Tg)係薄膜狀態安定性的指標,功函數係電洞輸送性、電子阻礙性的指標。
熔點與玻璃轉移點(Tg)係可例如可使用粉體,利用高感度微分掃描熱量計(Bruker AXS製、DSC3100SA)進行測定。
功函數係例如在ITO基板上製作100nm薄膜,再利用離子化電位測定裝置(住友重機械工業股份有限公司製、PYS-202)便可求得。
本發明有機EL元件的構造,係可例如:在基板上依序形成:陽極、電洞注入層、電洞輸送層、發光層、電子輸送層、電子注入層及陰極者;在電洞輸送層與發光層間設有電子阻礙層者;在發光層與電子輸送層間設有電洞阻礙層者。該等多層構造中,1層有機層係可兼具數層的功用,例如1層有機層係可構成兼具電洞注入層與電洞輸送層、或構成兼具電子注入層與電子輸送層等。又,亦可例如:由2層以上具有同一機能的有機層積層構成、由2層電洞輸送層積層構成、由2層發光層積層構成、由2層電子輸送層積層構成等。
例如圖1所示係由在玻璃基板1上依序形成:陽極2、電洞注入層3、電洞輸送層4、電子阻礙層5、發光層6、電子輸送層7、電子注入層8、及陰極9,而形成的有機EL元件之層構成。以下,針對構成本發明有機EL元件的各層進行說明。
(陽極2)
陽極2係使用例如ITO、金等功函數較大的電極材料。
(電洞注入層3)
電洞注入層3係除使用本發明具有三芳基胺構造之化合物之外,尚亦可使用公知化合物,例如:酞菁銅所代表的卟啉化合物;放射狀之三苯胺衍生物;以及分子中具有2個以上之三苯胺構造或 咔唑構造,且分別利用單鍵或未含雜原子之2價基相連結構造的芳基胺化合物等;以及諸如六氰基六氮雜聯伸三苯等受體性雜環化合物、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)(以下簡稱「PEDOT」)/聚(苯乙烯磺酸酯)(以下簡稱「PSS」)等塗佈型高分子材料。
該等化合物及材料係可單獨提供進行成膜,亦可由複數種混合後才提供進行成膜。當由複數種混合後才提供進行成膜時,其中1種係可使用例如:將三溴苯胺六氯化銻、軸烯(radialene)衍生物(例如參照專利文獻5)等施行P摻雜者;N,N'-二苯基-N,N'-二(間甲苯基)-聯苯胺(以下簡稱「TPD」)等,部分構造具有聯苯胺衍生物構造的高分子化合物等。
該等化合物及材料係除利用蒸鍍法之外,尚亦可利用旋塗法、噴墨法等公知方法施行薄膜形成。
(電洞輸送層4)
電洞輸送層4係除本發明的具有三芳基胺構造之化合物之外,尚亦可使用具有電洞輸送性的公知化合物。具有電洞輸送性的公知化合物係可舉例如:TPD、NPD、N,N,N',N'-四伸聯苯基聯苯胺等聯苯胺衍生物;1,1-雙[(二-4-甲苯胺基)苯基]環己烷(以下簡稱「TAPC」);分子中具有2個以上之三苯胺構造或咔唑構造,且分別由單鍵或未含雜原子之2價基相連結構造的芳基胺化合物等。又,亦可使用上述PEDOT、PSS等塗佈型高分子材料。該等係可單獨使用於成膜,亦可由複數種混合進行成膜,分別使用為單層。亦可例如:由上述化合物或材料單獨成膜的層之積層構造;由複數種混合成膜的層之積層構造;或由上述化合物或材料單獨成膜的層、 與由上述複數種混合成膜的層之積層構造。該等化合物及材料係除利用蒸鍍法之外,尚亦可利用旋塗法、噴墨法等公知方法施行薄膜形成。
再者,電洞輸送層4係除通常使用的化合物與材料之外,尚亦可使用例如:將三溴苯胺六氯化銻、將軸烯衍生物(例如參照專利文獻5)等施行P摻雜者;TPD等部分構造具有聯苯胺衍生物構造的高分子化合物等。
(電子阻礙層5)
電子阻礙層5係除使用本發明具有三芳基胺構造之化合物外,尚亦可使用公知具有電子阻礙作用的化合物。公知具有電子阻礙作用的化合物係可舉例如:4,4',4"-三(N-咔唑基)三苯胺(以下簡稱「TCTA」)、9,9-雙[4-(咔唑-9-基)苯基]茀、1,3-雙(咔唑-9-基)苯(以下簡稱「mCP」)、2,2-雙(4-咔唑-9-基苯基)金剛烷(以下簡稱「Ad-Cz」)等咔唑衍生物;9-[4-(咔唑-9-基)苯基]-9-[4-(三苯基矽烷基)苯基]-9H-茀所代表的具有三苯基矽烷基與三芳基胺構造的化合物等,具電子阻礙作用之化合物。該等係可單獨使用於成膜,亦可由複數種混合進行成膜,分別使用為單層。亦可例如:由上述材料單獨成膜的層之積層構造;由複數種混合成膜的層之積層構造;或由上述材料單獨成膜的層、與由上述複數種混合成膜的層之積層構造。該等化合物係除利用蒸鍍法之外,尚亦可利用旋塗法、噴墨法等公知方法施行薄膜形成。
(發光層6)
發光層6除使用本發明具有三芳基胺構造之化合物外,尚亦可使用公知的發光材料。公知發光材料係可舉例如:諸如Alq3等喹啉酚衍生物的金屬錯合物、各種金屬錯合物、蒽衍生物、雙苯乙烯基苯衍生物、芘衍生物、
Figure 108121995-A0101-12-0025-53
唑衍生物、聚對伸苯乙烯衍生物等。又,發光層6亦可由主材料與摻質材料構成。主材料較佳係使用蒽衍生物,除此之外,除本發明具有三芳基胺構造之化合物等上述發光材料之外,尚可使用例如:縮合環之部分構造具有吲哚環的雜環化合物、縮合環之部分構造具有咔唑環的雜環化合物、以及咔唑衍生物、噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、聚二烷基茀衍生物等。又,摻質材料係可舉例如:喹吖酮、香豆素、紅熒烯、苝及該等衍生物;苯并吡喃衍生物、玫瑰紅衍生物、胺基苯乙烯衍生物等。該等係可單獨成膜,但亦可由複數種混合成膜,分別可使用為單層。亦可例如:由上述化合物或材料單獨成膜的層之積層構造;由複數種混合成膜的層之積層構造;或由上述化合物或材料單獨成膜的層、與由上述複數種混合成膜的層之積層構造。
再者,發光材料亦可使用磷光發光體。磷光發光體係可使用例如:銥、白金等金屬錯合物的磷光發光體。例如:Ir(ppy)3等綠色磷光發光體;FIrpic、FIr6等藍色磷光發光體;Btp2Ir(acac)等紅色磷光發光體等。此時的主材料,就電洞注入‧輸送性主材料係可舉例如:4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(以下簡稱「CBP」)、TCTA、mCP等咔唑衍生物、及具有苯并
Figure 108121995-A0101-12-0025-54
唑環構造與吡啶并吲哚環構造的化合物。又,就電子輸送性主材料係可舉例如:p-雙(三苯基矽烷基)苯(以下簡稱「UGH2」)、2,2',2'-(1,3,5-伸苯基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(以下簡稱「TPBI」)等。藉由將此種磷光發光體使用為發光材 料,便可製作高性能的有機EL元件。
對磷光性發光材料的主材料之摻雜,為能避免濃度消光,相對於發光層全體較佳係設定在1~30重量%範圍內,且較佳係利用共蒸鍍進行摻雜。
再者,發光材料亦可使用例如:PIC-TRZ、CC2TA、PXZ-TRZ、4CzIPN等CDCB衍生物等等,會放射延遲螢光的材料(例如參照非專利文獻3)。該等材料係除利用蒸鍍法之外,尚亦可利用旋塗法、噴墨法等公知方法施行薄膜形成。
(電洞阻礙層)
在發光層6與電子輸送層7間係可設置電洞阻礙層(圖1中未圖示)。電洞阻礙層係可使用公知具有電洞阻礙作用的化合物。公知具有電洞阻礙作用的化合物係可舉例如:浴銅靈(Bathocuproine,以下簡稱「BCP」)等菲咯啉衍生物;雙(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚鋁(III)(以下簡稱「BAlq」)等喹啉酚衍生物的金屬錯合物;各種稀土族錯合物、
Figure 108121995-A0101-12-0026-55
唑衍生物、三唑衍生物、三
Figure 108121995-A0101-12-0026-56
衍生物、嘧啶衍生物、
Figure 108121995-A0101-12-0026-57
二唑衍生物、苯并
Figure 108121995-A0101-12-0026-58
唑衍生物等。該等化合物亦可兼用為電子輸送層的材料。該等係可單獨使用於成膜,亦可由複數種混合進行成膜,分別使用為單層。亦可例如:由上述化合物單獨成膜的層之積層構造;由複數種混合成膜的層之積層構造;或由上述化合物單獨成膜的層、與由上述複數種混合成膜的層之積層構造。該等材料係除利用蒸鍍法之外,尚亦可利用旋塗法、噴墨法等公知方法施行薄膜形成。
(電子輸送層7)
電子輸送層7係可使用具有電子輸送性的公知化合物。具有電子輸送性的公知化合物係可舉例如:Alq3、BAlq等喹啉酚衍生物的金屬錯合物;以及各種金屬錯合物、三唑衍生物、三
Figure 108121995-A0101-12-0027-59
衍生物、嘧啶衍生物、
Figure 108121995-A0101-12-0027-60
二唑衍生物、吡啶衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并
Figure 108121995-A0101-12-0027-62
唑衍生物、噻二唑衍生物、蒽衍生物、羰二醯亞胺衍生物、喹
Figure 108121995-A0101-12-0027-61
啉衍生物、吡啶并吲哚衍生物、菲咯啉衍生物、矽諾魯(silole)衍生物等。該等係可單獨使用於成膜,亦可由複數種混合進行成膜,分別使用為單層。亦可例如:由上述化合物單獨成膜的層之積層構造;由複數種混合成膜的層之積層構造;或由上述化合物單獨成膜的層、與由上述複數種混合成膜的層之積層構造。該等材料係除利用蒸鍍法之外,尚亦可利用旋塗法、噴墨法等公知方法施行薄膜形成。
(電子注入層8)
電子注入層8係可使用例如:氟化鋰、氟化銫等鹼金屬鹽;氟化鎂等鹼土族金屬鹽;喹啉酚鋰等喹啉酚衍生物的金屬錯合物;氧化鋁等金屬氧化物;或鐿(Yb)、釤(Sm)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、銫(Cs)等金屬。藉由選擇電子輸送層與陰極的較佳組合,便可省略電子注入層8。
再者,電子注入層8與電子輸送層7係可使用將銫等金屬針對該層通常所使用材料施行N摻雜的材料。
(陰極9)
陰極9係可使用例如:鋁等功函數較低的電極材料;鎂銀合金、 鎂鈣合金、鎂銦合金、鋁鎂合金等功函數更低的合金;以及ITO、IZO等電極材料。
[實施例]
以下,針對本發明實施形態利用實施例進行具體說明,惟,本發明在不逾越主旨之前提下,並不僅侷限於以下的實施例。
[實施例1]
<N,N-雙([1,1'-聯苯]-4-基)-5'-苯基-(1,1':2',1"-三苯基)-4-胺(化合物-1)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:雙(4-伸聯苯基)胺5.00g、4-溴-5'-苯基-1,1':2',1"-聯三苯6.59g、甲苯50ml、第三丁氧基鈉1.79g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.13g、及醋酸鈀(II)0.07g,於加熱回流下攪拌3小時。在反應液中分別各添加10g的矽膠與活性白土,經攪拌10分鐘後,於80℃下施行矽藻土過濾。在經濃縮的濾液中添加丙酮180ml施行晶析,獲得固體。所獲得固體使用正庚烷/二氯甲烷混合溶劑,利用管柱色層分析儀進行精製。將經濃縮固體溶解於二氯甲烷20ml中之後,添加正庚烷200ml施行晶析操作,獲得N,N-雙([1,1'-聯苯]-4-基)-5'-苯基-(1,1':2',1"-三苯基)-4-胺(化合物-1)的白色固體5.4g(產率56%)。
[化18]
Figure 108121995-A0101-12-0029-22
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(DMSO-d6)檢測到以下的35個氫信號。δ(ppm)=7.80-7.72(4H)、7.67-7.62(8H)、7.53-7.40(8H)、7.36-7.28(5H)、7.21-7.09(8H)、6.98(2H)
[實施例2]
<N-([1,1'-聯苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(5'-苯基-[1,1':2',1"-三苯基]-4-基)-9H-茀-2-胺(化合物-2)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:2-(4-伸聯苯基)胺基-9,9-二甲基茀6.10g、4-溴-5'-苯基-1,1':2',1"-聯三苯7.15g、甲苯61ml、第三丁氧基鈉1.95g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.14g、及醋酸鈀(II)0.08g,於加熱回流下攪拌3小時。在反應液中分別各添加10g的矽膠與活性白土,經攪拌10分鐘後,於80℃下施行矽藻土過濾。在經濃縮的濾液中添加丙酮220ml施行晶析操作,獲得固體。所獲得固體使用正庚烷/二氯甲烷混合溶劑,利用管柱色層分析儀進行精製。將經濃縮固體溶解於二氯甲烷22ml中之後,添加正庚烷220ml施行晶析操作。再度施行同樣的晶析操作,獲得N-([1,1'-聯苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(5'-苯基-[1,1':2',1"-三苯基]-4-基)-9H-茀-2-胺(化 合物-2)的白色固體2.2g(產率19%)。
[化19]
Figure 108121995-A0101-12-0030-23
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(DMSO-d6)檢測到以下的39個氫信號。δ(ppm)=7.73-7.56(10H)、7.49-7.42(10H)、7.35-7.22(6H)、7.11-7.07(4H)、6.98-6.96(3H)
[實施例3]
<N,N-雙(4-[萘-1-基]苯基)-5'-苯基-(1,1':2',1"-三苯基)-4-胺(化合物-3)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:N,N-雙[4-(萘-1-基)苯基]胺9.00g、4-溴-5'-苯基-1,1':2',1"-聯三苯9.87g、甲苯90ml、第三丁氧基鈉2.46g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.17g、及醋酸鈀(II)0.10g,於加熱回流下攪拌3小時。在反應液中分別各添加15g的矽膠與活性白土,經攪拌10分鐘後,於80℃下施行矽藻土過濾。濃縮濾液,使用正庚烷/二氯甲烷混合溶劑,利用管柱色層分析儀施行精製。將經濃縮固體溶解於二氯甲烷30ml中之後,滴下甲醇300ml,獲得固體。所獲得固體依照同樣方法精製,獲得N,N-雙(4-[萘 -1-基]苯基)-5'-苯基-(1,1':2',1"-三苯基)-4-胺(化合物-3)的白色固體13.0g(產率83.9%)。
[化20]
Figure 108121995-A0101-12-0031-24
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(DMSO-d6)檢測到以下的39個氫信號。δ(ppm)=8.02-7.94(6H)、7.82-7.75(4H)、7.64-7.47(15H)、7.43-7.21(12H)、7.16-7.10(2H)
[實施例4]
<N,N-雙(4-[萘-2-基]苯基)-5'-苯基-(1,1':2',1"-三苯基)-4-'胺(化合物-4)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:N,N-雙[4-(萘-2-基)苯基]胺10.00g、4-溴-5'-苯基-1,1':2',1"-聯三苯10.97g、甲苯100ml、第三丁氧基鈉2.74g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.19g、及醋酸鈀(II)0.11g,於加熱回流下攪拌3小時。在反應液中分別各添加17g的矽膠與活性白土、經攪拌10分鐘後,、於80℃下施行矽藻土過濾。在經濃縮的濾液中添加丙酮340ml施行晶析操作,獲得固體。將所獲得固體溶解於甲苯34ml中之後,添加丙酮340ml施行晶析 操作,獲得N,N-雙(4-[萘-2-基]苯基)-5'-苯基-(1,1':2',1"-三苯基)-4-胺(化合物-4)的白色固體8.3g(產率48%)。
[化21]
Figure 108121995-A0101-12-0032-25
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(DMSO-d6)檢測到以下的39個氫信號。δ(ppm)=8.21(2H)、8.01-7.92(6H)、7.88-7.74(10H)、7.57-7.48(7H)、7.43-7.30(4H)、7.28-7.17(8H)、7.03(2H)
[實施例5]
<N-(4-(萘-1-基)苯基)-N-(5'-苯基[1,1':2',1"-聯三苯]-4-基)菲-9-胺(化合物-58)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:N-(4-(萘-1-基)苯基)-N-(5'-苯基[1,1':2',1"-聯三苯]-4-胺8.5g、9-溴菲4.8g、甲苯85ml、第三丁氧基鈉2.3g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.3g、及醋酸鈀(II)0.1g,於加熱回流下攪拌3小時。於80℃下施行矽藻土過濾。在濾液中添加活性白土與矽膠,施行吸附精製。濃縮濾液,殘渣利用丙酮施行晶析,獲得N-(4-(萘-1-基)苯基)-N-(5'-苯基[1,1':2',1"-聯三苯]-4-基)菲-9-胺(化合物-58)的白色固體8.3g(產率73%)。
[化22]
Figure 108121995-A0101-12-0033-26
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(CDCl3)檢測到以下的37個氫信號。δ(ppm)=8.75-8.84(2H)、8.16-8.20(1H)、8.05-8.09(1H)、7.91-7.95(3H)、7.12-7.78(30H)
[實施例6]
<N-(4-(萘-2-基)苯基)-N-(5'-苯基[1,1':2',1"-聯三苯]-4-基)菲-9-胺(化合物-59)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:N-(4-(萘-2-基)苯基)-N-(5'-苯基[1,1':2',1"-聯三苯]-4-胺8.0g、9-溴菲4.5g、甲苯80ml、第三丁氧基鈉2.2g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.2g、及醋酸鈀(II)0.1g,於加熱回流下攪拌3小時。於80℃下施行矽藻土過濾。在濾液中添加活性白土與矽膠,施行吸附精製。濃縮濾液,殘渣利用甲苯-丙酮施行晶析,獲得N-((4-萘-2-基)苯基)-N-(5'-苯基[1,1':2',1"-聯三苯]-4-基)菲-9-胺(化合物-59)的白色固體6.6g(產率62%)。
[化23]
Figure 108121995-A0101-12-0034-27
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(CDCl3)檢測到以下的37個氫信號。δ(ppm)=8.74-8.83(2H)、8.12-8.17(1H)、8.30(1H)、7.21-7.94(29H)、7.08-7.14(4H)
[實施例7]
<9,9-二甲基-N-苯基-N-(4'-苯基[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4"-基)-9H-茀-2-胺(化合物-71)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:9,9-二甲基-N-苯基-9H-茀-2-胺4.5g、4"-溴-4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯](quaterphenyl)7.6g、甲苯45ml、第三丁氧基鈉1.8g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.13g、及醋酸鈀(II)0.07g,於加熱回流下攪拌整夜。冷卻至室溫,施行水洗淨,利用無水硫酸鎂乾燥。利用過濾除去乾燥劑,濃縮濾液。殘渣利用管柱色層分析儀進行精製,獲得9,9-二甲基-N-苯基-N-(4'-苯基[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4"-基)-9H-茀-2-胺(化合物-71)的白色固體6.5g(產率62%)。
[化24]
Figure 108121995-A0101-12-0035-28
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(CDCl3)檢測到以下的39個氫信號。δ(ppm)=7.51-7.80(13H)、7.22-7.48(18H)、7.08-7.16(2H)、1.50(6H)
[實施例8]
<N-([1,1'-聯苯]-4-基)-N-(4-(萘-2-基)苯基)-4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4"'-胺(化合物-72)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:N-(4-(萘-2-基)苯基)-[1,1'-聯苯]-4-胺5.1g、4"-溴-4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]6.7g、甲苯51ml、第三丁氧基鈉1.6g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.11g、及醋酸鈀(II)0.06g,於加熱回流下攪拌整夜。冷卻至室溫,利用矽藻土過濾除去不溶物。在濾液中添加活性碳,施行吸附精製。濃縮濾液,殘渣利用甲苯-丙酮施行晶析,獲得N-([1,1'-聯苯]-4-基)-N-(4-(萘-2-基)苯基)-4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4'"-胺(化合物-72)的白色固體7.6g(產率74%)。
[化25]
Figure 108121995-A0101-12-0036-30
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(CDCl3)檢測到以下的41個氫信號。δ(ppm)=8.11(1H)、7.91-7.98(3H)、7.65-7.83(9H)、7.28-7.62(28H)
[實施例9]
<N-苯基-N-(4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4"'-基)菲-9-胺(化合物-77)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:N-苯基-菲-9-胺5.0g、4"-溴-4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]9.4g、甲苯50ml、第三丁氧基鈉2.1g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.15g、及醋酸鈀(II)0.08g,於加熱回流下攪拌整夜。冷卻至80℃,利用矽藻土過濾除去不溶物。濃縮濾液,殘渣利用管柱色層分析儀施行精製,獲得N-苯基-N-(4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4"'-基)菲-9-胺(化合物-77)的白色固體3.8g(產率32%)。
[化26]
Figure 108121995-A0101-12-0037-31
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(CDCl3)檢測到以下的35個氫信號。δ(ppm)=8.73-8.82(2H)、8.12-8.16(1H)、7.40-7.83(18H)、7.18-7.32(13H)、7.02-7.08(1H)
[實施例10]
<N-(4-(萘-1-基)苯基)-N-(4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4'"-基)菲-2-胺(化合物-86)之合成>
在經氮置換的反應容器中,添加:N-(4-(萘-1-基)苯基)-菲-2-胺6.0g、4"-溴-4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]7.3g、甲苯60ml、第三丁氧基鈉1.7g、第三丁基膦(50wt%甲苯溶液)0.12g、及醋酸鈀(II)0.07g,於加熱回流下攪拌整夜。冷卻至80℃,利用矽藻土過濾除去不溶物。濃縮濾液,殘渣利用管柱色層分析儀施行精製,獲得N-(4-(萘-1-基)苯基)-N-(4'-苯基-[1,1':2',1":4",1"'-聯四苯]-4"'-基)菲-2-胺(化合物-86)的黃白色固體8.0g(產率68%)。
[化27]
Figure 108121995-A0101-12-0038-32
針對所獲得白色固體,使用NMR進行構造鑑定。
利用1H-NMR(CDCl3)檢測到以下的41個氫信號。δ(ppm)=8.62-8.67(2H)、8.11-8.16(1H)、7.88-7.99(3H)、7.27-7.79(35H)
[實施例11]
針對依上述實施例所合成具有構造式(A-1)所示三芳基胺構造的化合物,利用高感度微分掃描熱量計(Bruker AXS製、DSC3100SA)測定熔點與玻璃轉移點(Tg)。結果如表1所示。
[表1]
Figure 108121995-A0101-12-0038-34
依實施例1~10所合成具有構造式(A-1)所示三芳基胺構造的化合物,係具有達95℃以上的玻璃轉移點,此現象表示薄膜狀態呈安定。
[實施例12]
使用依上述實施例所合成具有構造式(A-1)所示三芳基胺構造的化合物,在ITO基板上製作膜厚100nm蒸鍍膜,利用離子化電位測定裝置(住友重機械工業股份有限公司製、PYS-202)測定功函數。結果如表2所示。
[表2]
Figure 108121995-A0101-12-0039-35
實施例1~10所合成具有構造式(A-1)所示三芳基胺構造的化合物,相較於NPD、TPD等一般電洞輸送材料所具有的功函數5.4eV之下,呈現較高的能階,具有良好的電洞輸送能力。
該等化合物的功函數係在當作陽極使用的ITO之功函數(5.0eV)、與實施例中使用為發光層的化合物(EMH-1)之功函數(6.0eV)間,具有良好的電洞注入能力。
該等化合物的功函數係接近於使用為發光層的化合 物(EMH-1)之功函數(6.0eV)值,亦屬於良好的發光層材料。
[實施例13]
使用實施例1的化合物(化合物-1)製作有機EL元件。有機EL元件係圖1所示構成,在玻璃基板1上預先形成當作陽極2用的ITO電極,再於其上面依序蒸鍍電洞注入層3、電洞輸送層4、電子阻礙層5、發光層6、電子輸送層7、電子注入層8、及陰極(鋁電極)9而製作。
具體係將已形成膜厚150nmITO的玻璃基板1,在異丙醇中施行20分鐘超音波洗淨後,再於加熱至200℃的加熱板上施行10分鐘乾燥。然後,施行15分鐘的UV臭氧處理後,將該附有ITO的玻璃基板安裝於真空蒸鍍機內,減壓至0.001Pa以下。接著,將下述構造式的電子受體(Acceptor-1)、與下述構造的化合物(HTM-1),依蒸鍍速度比Acceptor-1:HTM-1=3:97的蒸鍍速度施行二元蒸鍍,而依覆蓋陽極2的方式,形成膜厚30nm的電洞注入層3。在該電洞注入層3上,將化合物(HTM-1)形成膜厚40nm而成為電洞輸送層4。在該電洞輸送層4將實施例1的化合物(化合物-1)形成膜厚5nm的電子阻礙層5。在該電子阻礙層5上,將下述構造式的化合物EMD-1、與下述構造式的化合物EMH-1,依蒸鍍速度比EMD-1:EMH-1=5:95的蒸鍍速度施行二元蒸鍍,而形成膜厚20nm的發光層6。在該發光層6上,將下述構造式的化合物(ETM-1)、與下述構造式的化合物(ETM-2),依蒸鍍速度比ETM-1:ETM-2=50:50的蒸鍍速度施行二元蒸鍍,而形成膜厚30nm的電子輸送層7。在該電子輸送層7上,將氟化鋰形成膜厚1nm而成為電子注入層8。最後,將鋁蒸鍍形成膜厚100nm而成為陰極9。針 對所製作的有機EL元件,在大氣中,於常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[化28]
Figure 108121995-A0101-12-0041-36
[實施例14]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例2的化合物(化合物-2)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例15]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例3的化合物(化合物-3)之外,其餘均依照 與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例16]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例4的化合物(化合物-4)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例17]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例5的化合物(化合物-58)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例18]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例6的化合物(化合物-59)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例19]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例7的化合物(化合物-71)之外,其餘均依照 與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例20]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例8的化合物(化合物-72)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例21]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例9的化合物(化合物-77)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[實施例22]
除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用實施例10的化合物(化合物-86)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[比較例1]
為求比較,除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化 合物-1),改為使用HTM-1形成膜厚5nm之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[比較例2]
為求比較,除電子阻礙層5的材料係取代實施例1的化合物(化合物-1),改為使用下述構造式的化合物(HTM-2)之外,其餘均依照與實施例13同樣的條件製作有機EL元件。針對所製作的有機EL元件,在大氣中、常溫下施行特性測定。對所製作的有機EL元件施加直流電壓時,發光特性的測定結果整理如表3所示。
[化29]
Figure 108121995-A0101-12-0044-37
使用實施例13~22與比較例1~2所製作的有機EL元件,施行元件壽命測定,結果整理如表3所示。元件壽命係施行定電流驅動,測定從開始發光時的發光輝度(初期輝度)2000cd/m2起,直到發光輝度衰減至1900cd/m2(將初期輝度設為100%時,相當於95%:衰減95%)時的時間。
[表3]
Figure 108121995-A0101-12-0045-39
由表3得知,若將實施例13~22與比較例1、2進行比較,則流通電流密度10mA/cm2電流時的發光效率,相對於比較例1、2的有機EL元件之7.22、7.65cd/A,實施例13~22的有機EL元件係8.00~8.38cd/A的高效率。又,關於電力效率,亦是相對於比較例1、2的有機EL元件之6.27、6.56lm/W,實施例13~22的有機EL元件係6.93~7.25lm/W的高效率。又,關於元件壽命(95%衰減),相對於比較例1、2的有機EL元件之121、165小時,實施例13~22的有機EL元件係230~257小時的長壽命化。
本發明的有機EL元件係藉由電子阻礙層的材料選擇特定之具三芳基胺構造的化合物,便改善有機EL元件內部的載子平衡,相較於習知有機EL元件之下,可實現高發光效率、且長壽命。
再者,本發明具有三芳基胺構造之化合物,即便使用為電洞注入層、電洞輸送層、發光層的構成材料,仍可期待同樣的效果。
(產業上之可利用性)
本發明使用特定具有三芳基胺構造之化合物的有機EL元件,因為發光效率獲提升、耐久性亦獲改善,因而可擴展於例如家庭電化製品、照明等廣範圍用途。
Figure 108121995-A0101-11-0002-3
1‧‧‧玻璃基板
2‧‧‧陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞輸送層
5‧‧‧電子阻礙層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電子輸送層
8‧‧‧電子注入層
9‧‧‧陰極

Claims (16)

  1. 一種具有三芳基胺構造之化合物,係下述構造式(A-1)所示:
    Figure 108121995-A0101-13-0001-40
    (式中,A、B及C係表示相互可為相同或相異的下述構造式(B-1)所示基、取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基、或取代或無取代之縮合多環芳香族基;但,A、B及C中之至少1者係非下述構造式(B-1)所示基)
    Figure 108121995-A0101-13-0001-41
    (式中,虛線部係鍵結部位;
    R係表示氫原子、重氫原子、氟原子、氯原子、氰基、硝基、亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷基、亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷基、亦可具有取代基且碳原子數2至6的直鏈狀或分支狀烯基、亦可具有取代基且碳原子數1至6的直鏈狀或分支狀烷氧基、亦可具有取代基且碳原子數5至10的環烷氧基、取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基、取代或無取代之縮合多環芳香族基或取代或無取代之芳氧基;n係表示R的個數,0~3之整數;當n係2~3時,複數個鍵結於同一苯環上的R係相互可為相同或相異,亦可經由單鍵、取代或無取 代之亞甲基、氧原子、或硫原子相互鍵結形成環;
    L係表示取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基或取代或無取代之縮合多環芳香族基;m係表示1~3之整數;當m係2或3時,L係相互可為相同或相異;
    Ar 1、Ar 2係表示相互可為相同或相異的取代或無取代之芳香族烴基、取代或無取代之芳香族雜環基、或取代或無取代之縮合多環芳香族基)。
  2. 如請求項1之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-1)所示基係下述構造式(B-2)所示基:
    Figure 108121995-A0101-13-0002-42
    (式中,Ar 1、Ar 2、L、m、n及R係與上述構造式(B-1)同義)。
  3. 如請求項2之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-2)所示基的L,係無取代之芳香族烴基、無取代之芳香族雜環基、或無取代之縮合多環芳香族基。
  4. 如請求項3之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-2)所示基係下述構造式(B-3)所示基:
    Figure 108121995-A0101-13-0002-43
    (式中,Ar 1、Ar 2、n及R係與上述構造式(B-1)同義)。
  5. 如請求項3之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-2)所示基係下述構造式(B-4)所示基:
    Figure 108121995-A0101-13-0003-44
    (式中,Ar 1、Ar 2、n及R係與上述構造式(B-1)同義)。
  6. 如請求項5之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-4)所示基係下述構造式(B-5)所示基:
    Figure 108121995-A0101-13-0003-45
    (式中,Ar 1、Ar 2、n及R係與上述構造式(B-1)同義)。
  7. 如請求項6之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-5)的n係0或1。
  8. 如請求項6之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-5)的n係0。
  9. 如請求項4之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-3)所示基係下述構造式(B-6)所示基:
    Figure 108121995-A0101-13-0003-46
    (式中,Ar 1、Ar 2、n及R係與上述(B-1)同義)。
  10. 如請求項9之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-6)的n係0或1。
  11. 如請求項9之具有三芳基胺構造之化合物,其中,上述構造式(B-6)的n係0。
  12. 一種有機EL元件,係具有:一對電極、與在其間所夾置之至少一層有機層的有機EL元件;其中,至少一層有機層的構成材料係使用請求項1至11中任一項之具有三芳基胺構造之化合物。
  13. 如請求項12之有機EL元件,其中,上述有機層係電洞輸送層。
  14. 如請求項12之有機EL元件,其中,上述有機層係電子阻礙層。
  15. 如請求項12之有機EL元件,其中,上述有機層係電洞注入層。
  16. 如請求項12之有機EL元件,其中,上述有機層係發光層。
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