TWI444375B - Organic compounds, charge transport materials and organic field light-emitting elements - Google Patents

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TWI444375B
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Description

有機化合物、電荷輸送材料及有機電場發光元件
本發明係關於一種有機化合物、電荷輸送材料、以及使用該有機化合物之有機電場發光材料。
發明之背景
本發明所進行者,係關於一種使用有機薄膜之電場發光元件。使用有機薄膜之電場發光元件,亦即有機電場發光元件,一般而言,係於基板上,具有陽極、陰極、以及在該兩極間所設置之至少含有發光層之有機層者。有機層,除了發光層以外,並設置有電洞注入層(陽極緩衝層)、電洞輸入層、電洞阻止層、電子輸送層、電子注入層等。一般情形下,係藉由層合這些層於陽極及陰極間,而構成有機電場發光元件者。
傳統上,有機電場發光元件係利用螢光發光,惟為嘗試提高元件之發光效率,目前正在檢討不用螢光而改用磷光發光者。然而,即使在使用磷光發光時,現實情形仍然是無法獲得完全之發光效率。
至目前為止所開發之使用磷光發光性分子之有機電場發光元件中,其發光層之材料(主體(Host)材料),有許多係使用含有咔唑基之材料。舉例而言,在Appl.Phys.Lett.,75卷,第4頁,1999年中,即係使用以下所示之聯苯基衍生物
使用上述之聯苯基衍生物之有機電場發光元件,其電荷之再鍵結位置係具有偏向於陰極方面之傾向,很難獲得平衡,且無法得到高度之發光效率。
特開平6-1972號公報之記載中,其有機電場發光元件,係使用以下所示之化合物者。
該化合物僅能在高電壓下觀測到發光,從而被認為其發光亮度、發光效率尚不完全。
特開2000-186066號公報及特開2000-169448號公報中,關於螢光發光元件之用途,或電子照相感光體用之電洞輸入材料及/或發光層材料之用途上,則提出下述化合物所代表之吡啶系化合物。
在特開2003-22893號公報中,提出了使用以下所示之化合物等,作為有機電場發光元件用之材料。
在國際公開第WO03/078541號公報中,提出了使用以下所示之化合物等,作為有機電場發光元件用之材料。
在這些專利文獻中所記載之化合物,因為具有可與吡啶環、三嗪環、嘧啶環或吡嗪環上之氮原子,以及與咔唑環上之氮原子共軛之構造之故,其分子內之電荷分極現象就會很顯著,而三重態(Triplet)激起準位亦就會比較低。再者,其作為有機電場發光元件用之材料時,尚有耐久性不足之問題。因此,在適用於青色發光元件及磷光發光元件上,其功能上尚不完全。此外,在吡啶環之第2,4,6位及嘧啶環之第2,4,6位及吡嗪環上之第2,3,5,6位上,若非全部具有取代基之構造時,其電子化學上之耐久性即相當惡劣。
在國際公開第WO03/080760號公報中,提出了使用以下所示之化合物等,作為有機電場發光元件之材料。
這些化合物,因為在一個芳香環(在此為苯環)上有二個(電子供與性基之)咔唑基被取代,並且,其等係位於無法透過該芳香環而彼此共軛之位置(m-位置)上,因此,分子在被電性氧化或還原時,正或負電荷就很容易會定域化(localization)。從而,這些化合物,即欠缺對於電性氧化及還原之耐久性。在這些化合物上,為達到提升其對於電性還原之耐性之目的,可導入吡啶環及嘧啶環。然而,有二個咔唑基被取代之芳香環(在此為苯環),其相對於吡啶環及嘧啶環之氮原子係位於p-位置,並且該芳香環及吡啶環及嘧啶環尚有可能共軛。從而,基於自該芳香環對於吡啶環及嘧啶環之電子供與效果,該吡啶環及該嘧啶環對於電性還原之耐性就相當低。
在國際公開第WO03/080760號公報中,係記載以下之化合物。
然而,上述化合物雖然被預期能改善對於電性氧化之耐性,惟因其僅有一個咔唑基,欠缺電洞輸送性,在作為有機電場發光元件之發光層材料時,其電洞輸送性及電子輸送性之平衡惡劣,在作為主體材料時就有必要加以改善。再者,即使基於耐熱性之觀點,其在實用性上亦有重大之缺陷。
發明之概要
本發明之目的,在於提供一種兼具優良電洞輸送性及電子輸送性,並具有優良電性氧化還原耐久性及高度三重態激起準位之有機化合物及電荷輸送材料,以及提供一種使用該有機化合物之具有高度發光效率及高度驅動安定性,且為長壽命之有機電場發光元件。
本發明之第一型態之有機化合物,係於一分子內具有2個以上之下述式(I)所示之部分構造者。
本發明之第二型態之電荷輸送材料,係含有該有機化合物者。
本發明之第三型態之有機電場發光元件,係於基板上,具有陽極、陰極、以及在該兩極間所設置之有機發光層,並含有第一型態之有機化合物者。該有機化合物層亦可為有機發光層。
第一型態之有機化合物,係兼具優良電洞輸送性及電子輸送性,並具有優良電性氧化還原耐久性及高度三重態激起準位者。而包含該有機化合物之有機電場發光元件,係具有高度發光效率及高度驅動安定性,且為長壽命者。
式中,Cz表示咔唑基,Z表示直接鍵結或任意之結合基,Cz、Z、及環A1 ,其可具有取代基,在一分子中存在之多數個Cz,其可為相同或相異,在一分子中存在之多數個Z,其可為相同或相異,在一分子中存在之多數個環A1 ,其可為相同或相異,除去同一環B1 中之N原子彼此以外,其他在一分子中所存在之N原子彼此間不共軛,在一分子中存在之吡啶環僅為一個,在一分子中存在之多數個Q,其係表示與下述式(II)之G直接鍵結者,
式中,環B1 係表示具有n個N原子作為雜原子之六員環之芳香族雜環,n為1~3之整數,G,如與Q相連接時,係表示與Q直接鍵結或任意之結合基,G,如不與Q相連接時,係表示芳香族烴基,G,係與位於環B1 之N原子之鄰位及對位之C原子鍵結者,m為3~5之整數,在一分子中存在之多數個G,其可為相同或相異,環B1 ,在G以外亦可具有取代基者。
如上所述,本發明之有機化合物,係兼具優良電洞輸送性及電子輸送性,並具有優良電性氧化還原耐久性及高度三重態激起準位者。因此,如藉由使用該有機化合物之本發明之有機電場發光元件,就可以高亮度、高效率使其發光,同時提高元件之安定性,特別是驅動安定性,而求取其長壽命化。
使用本發明之有機化合物之有機電場發光元件,可考慮應用於平面顯示器(例如OA電腦用及掛壁式電視)、就車載顯示元件、行動電話顯示及面發光體之特徵加以活用之光源(例如影印機之光源、液晶顯示器及計算器類之背光源)、顯示板、以及標示燈。
本發明之有機化合物,因為在本質上具有優良之氧化還原安定性,因此不限於有機電場發光元件,即使在電子照相感光體之利用上亦相當有用。
本發明之有機化合物,其不僅作為電荷輸送材料用,即使在各種發光材料用、太陽電池材料用、電池材料(電解液、電極、分離膜、安定劑等)用、醫療用、塗料材料用、塗佈材料用、有機半導體材料用、化粧品材料用、防帶電材料用、熱電元件材料用等方面,亦相當有用。
本發明之電荷輸送材料,基於其優良之耐熱性、成膜性、電荷輸送性、發光特性,可配合元件之層之構成,而適合作為電洞注入材料、電洞輸送材料、發光材料、主體材料、電子注入材料、電子輸送材料等。
發明之較佳型態
以下茲詳細地說明本發明之有機化合物、電荷輸送材料及有機電場發光元件之實施形態,惟以下所記載之構成要件之說明,僅係本發明之實施態樣之一例,只要在不超過其要旨之前提下,本發明並不受這些例示內容之任何限制。
[有機化合物]
本發明之有機化合物,其特徵係於一分子內具有2個以上之下述式(I)所示之部分構造者,
式中,Cz表示咔唑基,Z表示直接鍵結或任意之結合基,Cz、Z、及環A1 ,其可具有取代基,在一分子中存在之多數個Cz,其可為相同或相異,在一分子中存在之多數個Z,其可為相同或相異,在一分子中存在之多數個環A1 ,其可為相同或相異,除去同一環B1 中之N原子彼此以外,其他在一分子中所存在之N原子彼此間不共軛,在一分子中存在之吡啶環僅為一個,在一分子中存在之多數個Q,其係表示與下述式(II)之G直接鍵結者,
式中,環B1 係表示具有n個N原子作為雜原子之六員環之芳香族雜環,n為1~3之整數,G,如與Q相連接時,係表示與Q直接鍵結或任意之結合基,G,如不與Q相連接時,係表示芳香族烴基,G,係與位於環B1 之N原子之鄰位及對位之C原子鍵結者,m為3~5之整數,在一分子中存在之多數個G,其可為相同或相異,環B1 ,在G以外亦可具有取代基者。
在本發明之有機化合物中,其一特徵為除去同一環B1 中之N原子彼此以外,其他在一分子中所存在之N原子彼此間不共軛,在此,所謂N原子彼此間可共軛,其意係指各N原子係以
(可為順式或反式之任一者)或其等之組合而成之部分構造所結合者(惟,G1 、G2 、G3 為各自獨立地,表示氫原子或任意之取代基,或構成芳香族烴環及芳香族雜環之一部。)亦即,在本發明所謂N原子彼此間不共軛,係指N原子彼此間不可能共軛,亦即不以上述部分構造進行結合之意。
由於N原子彼此間不共軛,因此本發明之有機化合物具有以下之效果。
1)由於Cz之N原子與環B1 中之N原子不共軛之故,主要參與電子氧化之電子供與性基之Cz基,以及主要參與電子還原之電子接受性基之環B1 ,其會彼此產生影響,在分子內發生電荷之傳遞,而產生分子內分極之現象。其結果,就可以避免分子之三重態激起準位之降低,或者氧化還原安定性之降低情形之發生。
2)由於環B1 中之N原子彼此不共軛之故,在分子內之多數之環B1 之N原子彼此如共軛時,其對於在氧化耐久性上為惡劣之環B1 就會產生電洞接受性,從而能避免氧化劣化之概率在實用上無法忽視之危險性產生。相較於環B1 之N原子彼此共軛之情形,係以高度之三重態激起準位較可被期待。
3)由於Cz之N原子彼此不共軛之故,相較於Cz之N原子彼此共軛之情形,係以高度之三重態激起準位較可被期待。
[1]式(I)所示部份之構造
在上述式(I)所示之部份中,主要負責電洞輸送之部分以及主要負責電子輸送之部分,其二者係以彼此不會嚴重干涉之情形而存在者。
主要負責電洞輸送之部分係式(I)中之Cz-Z-之部分,而主要負責電子輸送之部分則係-Q-G-環B1 之部分。主要負責電洞輸送之部分,具有對於電性氧化為優良之耐久性。主要負責電子輸送之部分,別具有對於電性還原為優良之耐久性。
主要負責電洞輸送之部分以及主要負責電子輸送之部分,其係透過苯環以間位而結合。苯環具有優良之耐熱性、優良之電子化學上之安定性、以及高度之三重態激起準位。因此,本發明之有機化合物係具有優良之耐熱性及電子化學上之安定性,以及高度之三重態激起準位者。間位-結合型之苯環,因為兼具電子接受性及電子供與性,所以在Cz基被氧化時,會配合需要而接受正電荷之一部,而在環B1 基被還原時,則會配合需要而接受負電荷之一部。因此,本發明之有機化合物係具有優良之電子化學上之安定性(反覆電子氧化還原耐久性)者。
本發明之有機化合物,藉由在一分子內具有2個以上之下述式(I)所示之部分構造,而能改善電洞注入.輸送性。因此,在作為有機電場發光元件時之元件驅動電壓可降低,且電洞與電子在發光層中可再結合之故,所以可以容易地取得必要之正負電荷之供給上平衡。
[2]式(I)所示部份之數
在本發明之有機化合物中,上述式(I)所示部份之數,係以一分子中具有2以上為佳,惟以4以下者為較佳,並基於電洞輸送性及電子輸送性之平衡之觀點,係以2或3者為最佳。
一分子中具有2個以上式(I)所示之部份構造者,舉例而言,係指如下述式(A)所示,在1個環B1 所具有之多數之G上,其式(I)之Q可為各自地進行鍵結者,並包含如下述式(A)所示之具有2個以上之以式(I)所示之部分構造者。
[3]式(I)中之構成要素
(環A1 )式(I)中之環A1 ,係苯環,亦可於Z及Q以外具有任意之取代基。再者,在本發明之有機化合物之一分子中所存在之多數之環A1 ,其可為相同或相異者。
本發明中,所謂可具有取代基者,係指可具有1個以上取代基者。
可於Z及Q以外具有任意之取代基,有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基,較佳者有烷基、芳香族烴基、及芳香族雜環基,最佳者有苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環、咔唑環等之6員環之單環或2~5縮合環衍生之一價之基,或其等以多數結合而形成之一價之基(例如有聯苯基、聯三苯基等)。
環A1 之取代基可彼此結合,或環A1 與Z之一部進行結合,或亦可與環A1 形成縮合環者。此時之較佳例子,有萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環等之6員環之2~5縮合環。
環A1 ,係以在Z及Q以外不具有取代基,或者,具有咔唑基作為取代基者為理想。環A1 如具有咔唑基作為取代基時,係以由Q之取代位置起算為間位上,具有咔唑基者為佳。
最佳者則係環A1 在Z及Q以外不具有取代基者。其理由如下。
亦即,以咔唑基為例,環A1 ,包含-Z-Cz,最多共計有5個咔唑基可被取代,惟如同一芳香族烴基上有多數咔唑基結合者,當受到電性氧化時,在該芳香族烴基會有過剩之正電荷集中,或者,正電荷會在咔唑基之N、1、3、6、9位置之至少一位置上有強烈之定域化情形,造成對於該電性氧化之耐久性會顯著地降低。因此,係以環A1 在Z及Q以外不具有取代基,亦即環A1 僅具有-Z-Cz作為咔唑基者為佳。
(Cz)式(I)中之Cz,係表示咔唑基。Cz例如有N-咔唑基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、及4-咔唑基,在一分子中所存在之多數Cz,其可為相同或相異。
高度之三重態激起準位,其基於優良之電子化學安定性之觀點,Cz係以N-咔唑基或2-咔唑基為佳,並以N-咔唑基為最佳。
式(I)中之Cz如為N-咔唑基時,式(I)係如下述式(I-1)所示。
該Cz,可具有任意之取代基。
該取代基例如有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基,較佳者有烷基、芳香族烴基、及芳香族雜環基。惟基於高度之三重態激起準位之觀點,以及避免伴隨於電荷分布之偏在所導致之電性耐性之降低之觀點,該取代基之最佳者係苯環、萘環、蒽環、菲環、芘環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環等之6員環之單環或2~5縮合環衍生之一價之基,或其等以多數結合而形成之一價之基(例如有聯苯基、聯三苯基等)。
Cz如具有取代基時,Cz之第3位置及第6位置之取代基,係以有可能將三重態激起準位降低之基,例如非苯基者為佳。
Cz之取代基,係以合計分子量500以下者為佳,並以250以下者為較佳。最佳者則係Cz為非取代者。
(Z)式(I)中之Z,係表示直接鍵結或任意之結合基。任意之結合基,例如有苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環等之6員環之單環或2~5縮合環衍生之二價之結合基,或其等以多數結合而形成之二價之基(例如有聯伸苯基、聯三伸苯基等)。Z,可為直接鍵結,或將伸苯基、聯伸苯基、聯三伸苯基等之苯環以1~8個加以結合所成之二價之結合基。
Z如為任意之結合基時,Z可具有任意之取代基,該取代基例如有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基碳基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基,較佳者有烷基、芳香族烴基、及芳香族雜環基,最佳者有苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環等之6員環之單環或2~5縮合環衍生之一價之基,或其等以多數結合而形成之一價之基(例如有聯苯基、聯三苯基等)。
Z,係以分子量1000以下者為佳,並以500以下者為最佳。
Z,特別以直接鍵結或-(Ph)p -者為極佳。其中,Ph表示可具有取代基之伸苯基。再者,p為1~8之整數,較佳者為1~2之整數。
最佳者係Z為直接鍵結者。
(式(I)之例示)以下,茲就式(I)所表示之部分構造中,舉出扣除式(II)之部分之部分例示,惟本發明並不僅限於以下之範圍。
上述之例示中,特別以V-1~6、8、9、12、13、16~22、24、27、28、35~37為較佳,並以V-1、2、3、5、6、12為最佳。
(Q)Q表示下述式(II)之至少與1個G直接鍵結者。
以式(II)所表示之部分,其分子量係以70以上為佳,並以75以上為最佳;且以1000以下為佳,並以500以下為最佳。若超過該下限時,有損及其芳香族性之虞而較不理想;又若超過其上限時其氣化溫度會上升使得依蒸鍍法進行之製膜有其困難,並且其溶解性會降低使得依濕式法進行之製膜會有障礙產生之虞。
式(II)中,環B1 只要為具有n個N原子作為雜原子之6員環之芳香族雜環者即可。n表示1~3之整數。本發明之有機化合物,如在一分子中具有多數之環B1 時,其可為相同或相異者。
式(II),係特別以下述式(II-1)~式(II-4)表示者為佳。
式(II),特別是以式(II-1)~式(II-4)所表示之基,其特徵係於本發明之有機化合物中,乃主要負責電子輸送之部分,並對於電性還原具有優良之耐久性。
一分子中,以式(II-1)~式(II-4)之任一者所表示之基,其如在分子內彼此具有非共軛之關係者,可包含1~8個之範圍內者。一般而言,如為1個時,因為可充分發揮作為目的之電子輸送性之故,因此基於電洞輸送性及電子輸送性之平衡,蒸鍍製膜時所要求之耐熱性及氣化性,濕式製膜時所要求之溶解性,空氣中之安定性或化合物之高純度之容易性之觀點,係以1個為佳。
以下,茲個別地就各式所表示之基進行說明。
.式(II-1)所表示之基式(II-1)所表示之吡啶環,係藉由2,4,6-位置被取代而能具有對於電性還原之耐久性。
再者,該吡啶環之3,5-位置,亦可具有取代基者。該取代基,較佳者例如苯基等之芳基、吡啶基等之雜芳基、甲基等之烷基等。然而,基於優良之電子化學安定性之觀點,最佳者係3,5-位置為未經取代者。
.式(II-2)所表示之基式(II-2)所表示之吡嗪環,係藉由2,3,5,6-位置被取代而能具有對於電性還原之耐久性。
.式(II-3)所表示之基式(II-3)所表示之嘧啶環,係藉由2,4,6-位置被取代而能具有對於電性還原之耐久性。
再者,該嘧啶環之5-位置,亦可具有取代基者。該取代基,較佳者例如苯基等之芳基、吡啶基等之雜芳基、甲基等之烷基等。然而,基於優良之電子化學安定性之觀點,最佳者係5-位置為未經取代者。
式(II-4)所表示之基式(II-4)所表示之三嗪環,係藉由2,4,6-位置被取代而能具有對於電性還原之耐久性。
環B1 ,基於高度之三重態激起準位,及優良之電子化學安定性之觀點,係以上述一般式(II-1)所表示之吡啶環,亦即n為1者為最佳。
式(II)中,G係表示與Q直接鍵結或任意之結合基,或芳香族烴基。再者,G係與位於環B1 之N原子之鄰位及對位之某個C原子鍵結者。m為3~5之整數。在一分子中存在之多數個G,其可為相同或相異者。
G,如係與Q直接鍵結或任意之結合基時之G者,可為直接鍵結或苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環等之6員環之單環或2~5縮合環衍生之二價之結合基,或其等以多數結合而形成之二價之結合基(例如有聯伸苯基、聯三伸苯基等)。最佳者係直接鍵結、或伸苯基、聯伸苯基、聯三伸苯基等之-(Ph)p -(Ph表示可具有取代基之伸苯基,且p為1~8之整數)者,且將苯環以1~8個結合而成之2價之結合基。
與Q結合時之G之分子量,係以1000以下為佳,並以500以下為最佳。若超過其上限時,有損及其芳香族性之虞而較不理想;又若超過其上限時,其氣化溫度會上升使得依蒸鍍法進行之製膜有其困難,並且其溶解性會降低使得依濕式法進行之製膜會有障礙產生之虞而較不理想。
G如不與Q結合時,係表示芳香族烴基。不與Q結合之G,只要為芳香族烴基者即可,例如有苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環等之6員環之單環或2~5縮合環衍生之一價之基,或其等以多數結合而形成之一價之基(例如有聯伸苯基、聯三伸苯基等),最佳者係將苯基、聯苯基、聯三苯基等之苯環以1~8個加以結合所成之一價之基。
不與Q結合時之G之分子量,係以2000以下為佳,並以1000以下為最佳。若超過其上限時,有損及其芳香族性之虞而較不理想;又若超過其上限時,其氣化溫度會上升使得依蒸鍍法進行之製膜有其困難,並且其溶解性會降低使得依濕式法進行之製膜會有障礙產生之虞而較不理想。
G可具有任意之取代基。該取代基例如有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基,較佳者有烷基、芳香族烴基、及芳香族雜環基,最佳者有非取代或苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環等之6員環之單環或2~5縮合環衍生之一價之基,或其等以多數結合而形成之一價之基(例如有聯苯基、聯三苯基等)。
(4)分子量本發明之有機化合物之分子量,一般係4000以下,較佳者為3000以下,最佳者為2000以下;並且,一般係200以上,較佳者為300以上,最佳者為400以上。
本發明之有機化合物之分子量如超過該上限值時,其昇華性會顯著地降低,且在製作電場發光元件時使用蒸鍍法之情形下會有故障發生,因不純物之高分子量化而使得純化變得困難;再者,如低於其下限值時,玻璃(態)化溫度及融點、氣化溫度等會降低,而使得耐熱性有顯著受損之虞。
(5)物性本發明之有機化合物,一般係具有50℃以上之玻璃(態)化溫度,惟在使用於有機電場發光元件時,基於其耐熱性之觀點,係以玻璃(態)化溫度為90℃以上者為佳,並以110℃以上者為最佳。玻璃(態)化溫度之上限,一般為400℃左右。
本發明之有機化合物,在常壓下一般係具有800℃以上之氣化溫度,惟在使用於有機電場發光元件時,基於其蒸鍍製膜步驟之安定性之觀點,其氣化溫度係以700℃以下者為佳,並以600℃以下者為最佳。氣化溫度之下限一般為300℃左右。
本發明之有機化合物,一般係具有100℃以上之融點,惟在使用於有機電場發光元件時,基於其耐熱性之觀點,其融點係以150℃以上者為佳,並以200℃以上者為最佳。融點之上限一般為500℃左右。
(6)較佳之構造在一分子內具有2個以上之前述式(I)所示之部分構造之本發明之有機化合物,基於高度之三重態激起準位,以及優良之電子化學安定性之觀點,其係下述式(III)所示之構造為最佳。
式中,Cz、Z、環A1 、Q係各與式(I)中同義者,G則係與式(II)中同義者,a、b及c,係各表示Z-Cz之數,再者,a、b及c,係各自獨立地表示0~5之整數,惟,a+b+c係表示2以上之整數,再者,環C1 之第三位及/或第五位,可為以任意之基進行取代者。
式(III)中,(Cz-Z)之至少二者,係於環A1 中,在相對於Q之間位上有鍵結者。
式(III)中,G係以-(Ph)p -(惟,Ph表示可具有取代基之伸苯基,p為1~8之整數)者為佳。
a及c,係以各為1、2或4者為佳,並以1或2者為較佳,再以1者為最佳。亦即,如Cz之電子供與性之導入,其導入數如過多時,恐有使環C1 之對於電性還原之耐性降低之虞,因此以a及c較小者為佳。
在帶有正或負電荷時,分子對稱性較高者,因為其電荷之定域化所導致之劣化現象可被抑制之故,係以a=c者為佳,從而,係以a=c=1者為最佳。
b,係以各為0、1、2或4者為佳,並以0、1或2者為較佳,再以0或1者為最佳,又以0者為極佳。亦即,如Cz之電子供與性之導入,其導入數如過多時,恐有使環C1 之對於電性還原之耐性降低之虞,因此以b較小者為佳。
上述式(III)所示之有機化合物,進而係以下述式(IV)所示者為佳,蓋其因係對於電性還原之耐性可更為提升之構造者。
式中,Cz、Z、Q、環A1 係各與式(I)中同義者,G係與式(II)中同義者,環C1 則係與式(III)中同義者。
其中,較佳之構造,具體言之,例如有下述一般式(IV-1)所示之有機化合物。
式中,Xa 、Xc 係各自獨立地為選自前述V-1~39之一價之基,Xb 係選自前述W-1~37之一價之基,環C1 則係與式(III)中同義者。
上述一般式(IV-1)中,基於對於電性氧化.還原之耐性提升之觀點,非晶質性提升之觀點,或者耐熱性提升之觀點,Xa 、Xc 係各自獨立地,其佳者為V-1~6、8、9、12、13、16~22、24、27、28、35~37,而較佳者係V-1、2、3、5、6、12、35~37,最佳者則係V-1、2、5。再者,Xb 基於對於電性氧化.還原之耐性提升之觀點,其佳者係W-1~3、6、8、10、11、20、29、31、32、34~37,而較佳者係W-1~3、6、8、11、31、32、34~37,最佳者則係W-2、6、34、36。
本發明中,有機化合物之較佳之另一具體構造,例如有下述一般式(V)所示者。
式中,Cz、Z、Q、環A1 係各與式(I)中同義者,G係與式(II)中同義者,環C1 則係與式(III)中同義者。
其中,較佳之構造,具體言之,例如有下述一般式(V-1)及(V-2)所示之有機化合物。
式中,Xd 、Xe 、Xf 係各自獨立地為選自前述V-1~39之一價之基,環C1 則係與式(III)中同義者,環D1 則係與環C1 及Xe 連結之伸苯基結合基。
上述一般式(V-1)中,基於對於電性氧化.還原之耐性提升之觀點,非晶質性提升之觀點,或者耐熱性提升之觀點,Xd 、Xe 、Xf 係各自獨立地,其佳者為V-1~6、8、9、12、13、16~22、24、27、28、35~37,而較佳者係V-1、2、3、5、6、12、35~37,最佳者則係V-1、2、5。如將與環C1 之結合位置定義為環D1 之第1位置時,其與Xe 之鍵結位置,可為環D1 之第2~6位置之任一者,惟基於對於電性氧化.還原之耐性提升之觀點,較佳者係第3~5位置,最佳者則係第4位置。
式中,Xg 、Xh 、Xi 係各自獨立地為選自前述V-1~39之一價之基,環C1 則係與式(III)中同義者。
上述一般式(V-2)中,基於對於電性氧化.還原之耐性提升之觀點,非晶質性提升之觀點,或者耐熱性提升之觀點,Xg 、Xh 、Xi 係各自獨立地,其佳者為V-1~6、8、9、12、13、16~22、24、27、28、35~37,而較佳者係V-1、2、3、5、6、12、35~37,最佳者則係V-1、2、5。
(7)具體例以下,茲舉出本發明之有機化合物之較佳具體例,惟本發明並不限於這些範圍。再者,以下之例示構造式中,-N-Cz-係表示N-咔唑基。
(8)合成法本發明之有機化合物,可根據目的之化合物之構造,而選擇原料並加以合成。
(1)吡啶環之導入方法,可採用以下A)至C)所記載之方法。
A)原料,如使用R0 -(CHO)時(在此之R0 ,係表示任意之取代基或結合基),可採用以下之1)~5)之方法等。
1)如Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(1962)1,626及Synthesis(1976),1-24及J.Heterocyclic Chem.(1977)14,147及Collect.Czech.Chem.Commun.57(1992)2,385-392及CS-262585號公報等所示者,將1當量之醛類與0.5~2當量之乙炔化物,在硫酸等強酸之存在下,於醇類、硝基苯、甲苯、氯苯、二氯苯、環己烷等單獨或混合溶劑中,以室溫攪拌1~10小時,或於氫氧化鈉等等強鹼存在下,於醇類及/或水溶劑中,在加熱條件下攪拌1~10小時,得到中間體(-CH=CR-CO-),將其於醋酸溶劑中,加熱條件下,氧氣存在下,與醯基吡啶鎓鹽及醋酸銨發生作用,而合成目的之有機化合物。
2)如Liebigs Ann.Chem.(1974),1415-1422及J.Org.Chem.38,(2002)6,830-832及特開2000-186066號公報等所示,在三氟化硼及過氯酸等之氧化劑存在下,於加熱條件下,甲苯溶劑中,與醛類與乙炔化物發生反應,生成吡啶鎓鹽,將其於水及醇類溶劑中與氨發生反應,而合成目的之有機化合物。
3)如J.Am.Chem.Soc.(1952)74,200等所示,在醋酸、醇類、硝基苯、甲苯、氯苯、二氯苯、環己烷等單獨或混合溶劑中,在加熱條件下,由醛類與乙炔化物以一階段地合成目的之有機化合物。
4)如Chem.Commun.(Cambridge)(2000)22,2199-2200等所示,在氫氧化鈉等之強鹼存在下,在無溶劑下將醛類及2當量之乙炔化物於室溫中,使用乳鉢加以研磨,生成中間體(二酮)後,在醋酸、醇類、硝基苯、甲苯、氯苯、二氯苯、環己烷等單獨或混合溶劑中,在加熱條件下,使醋酸銨發生作用而合成目的之有機化合物。
5)如J.Org.Chem.(1988),53,5960等所示者,由醛類與乙炔化物以一階段地合成目的之有機化合物。
B)如將第2,4,6-位置之至少一處有氯及溴及碘等之鹵原子進行取代之吡啶環作為原料時,可將前述鹵元素改變成任意之取代基。
舉例而言,如Org.Lett.3(2001)26,4263-4265所示者,在鈀觸媒存在下,於加熱條件下,藉由與溴化鋅及硼酸作用,而合成目的之有機化合物。以下中,dba係表示二苄叉丙酮。
C)其他,在各種取代基之導入、結合基G或Z之形成中,如有必要,可任意地適用於習知之方法。舉例而言,可採用下述1)~3)者。
1)使用仲甲醛作為醛類,使用芳香族醯化合物作為乙炔化物,而合成在第2,6-位置具有芳香環基之吡啶,將其使用N-溴琥珀醯酵亞胺基等之鹵化劑,將吡啶環之第4位置進行鹵化而得到鹵化物,將其鹵原子改變成-B(OH)2 -基及-ZnCl基及MgBr基,再與前述鹵化物進行偶合反應,而合成目的之有機化合物。
2)將前述鹵化物以正丁基鋰等進行鋰化之後,以N,N-二甲基甲醯胺處理,並合成在第2,6-位置上具有芳香環基,且在第4-位置上具有-CHO基之吡啶後,使其與乙炔化物發生反應,而合成第二之吡啶環。
3)將前述B)之起始原料所例示之2,6-二氯-4-碘吡啶,在鹼存在下,使用銅粉末等之銅觸媒,藉由在150~250℃進行加熱攪拌,而合成2,6,2’,6’-四氯-[4,4’]聯二吡啶,將其與前述B)進行同樣處理,而合成目的之有機化合物。
使用上述合成方法之醛類(Ra -CHO),可適當地利用一般可獲得之試劑,惟如有必要,亦可依據以下之1)~13)之方法等,而容易地合成得到。
1)舉例而言,可將鹵化物及具有活性氫原子之烴化合物(Ra -H),與烷基鋰、氫化鈉、三乙胺、三級丁氧基鉀、氫氧化鈉等之強鹼(較佳為丁基鋰等之烷基鋰)發生作用後,再以N,N-二甲基甲醯胺處理。(Organic & Biomolecular Chemistry(2003)1,7,1157-1170;Tetrahedron Lett.42(2001)37,6589-6592)
2)將-CO2 R基(R為氫原子、氯原子、烷基、芳香環基、胺基)以鋁氫化鋰、氫化硼鈉等加以還原,在醇化後,再以吡啶鎓氯鉻酸鹽、二氧化錳、碘醯基苯鉀酸、過氧二硫化物、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌等進行氧化,而進行-CHO化。(J.Med.Chem.(1990)33,2408-2412;Angew.Chem.,Int.Ed.40(2001)23,4395-4397;J.Am.Chem.Soc.(2002)124,10,2245-58;J.Am.Chem.Soc.(1993)115,9,3752-3759;J.Chem.Res.,Synop.(2001)7,274-276;Synthesis(2001)15,2273-2276;Bull.Korean Chem.Soc.20(1999)11,1373-1374;Arzneim.-Forsch.47(1997)1,13-18;J.Org.Chem.63(1998)16,5658-5661;J.Chem.Soc.sec.C;Organic(1968)6,630-632)。
3)將-CO2 R基(R為氫原子、氯原子、烷基、芳香環基、胺基)以三(二烷基胺基)鋁氫化鋰、三(二烷基胺基)鋁氫化鈉等加以還原,並以一階段進行-CHO化。(Bull.Korean Chem.Soc.,13(1992)6,670-676;Bull.Korean Chem.Soc.,12(1991)1,7-8;Org.Prep.Proced.Int.24(1992)3,335-337)
4)將-CO2 R基(R為氫原子、氯原子、烷基、芳香環基、胺基)在氫及鈀觸媒之存在下,以一階段進行-CHO化。(Chem.Ber.(1959)92,2532-2542;WO 00/12457;Bull.Chem.Soc.Jpn.(2001)74,1803-1815)
5)將-CN基以三(二烷基胺基)鋁氫化鋰等加以還原,並以一階段進行-CHO化。(Bull.Korean Chem.Soc.,13(1992)6,670-676)
6)在Ar-CH3 基(Ar為芳香環基)上,使o-Iodylbenzoic acid,Dess-Martin period-inane,Acetoxyiodosylbenzoic acid等發生作用,並直接進行Ar-CHO化。(J.Am.Chem.Soc.(2002)124,10,2245-58)
7)將Ar-CH3 基(Ar為芳香環基)經由Ar-CH2 Br、Ar-CH2 OCH3 COO,改變成Ar-CH2 OH後,再以吡啶鎓氯鉻酸鹽、二氧化錳、碘醯基苯鉀酸等進行氧化,而進行-CHO化。(J.Org.Chem.(1993)58,3582-3585)
8)在1-乙基-1-芳基烯丙基醇上加入Vilsmeier試劑使其反應,而合成芳基羧基醛。(Indian Journal of Chemistry(1988)27B,213-216)
9)在1,4-環己二烯類上加入Vilsmeier試劑使其反應,而合成芳基羧基醛。(Synthesis(1987),197-199;Synthesis(1985),779-781)
10)使用溴、N-溴琥珀酸亞胺等將Ar-CH3 基(Ar為芳香環基)進行溴化,使其成為Ar-CH2 Br後,加入2-Nitropropane carboanion試劑、Hexamethylenetetramine等使發生反應後,進行Ar-CHO化。(Collect.Czech.Chem.Commun.(1996)61,1464-1472;Chem.Eur.J.(1996)2,12,1585-1595;J.Chem.Research(S),(1999)210-211)
11)由聚美其尼母鹽(庚美其尼母鹽等)而獲得芳基醛(1,3,5-三甲醯苯等)。(Collect.Czech.Chem.Commun.(1965)30,53-60)
12)由三甲醯甲烷之自縮合反應,而獲得1,3,5-三甲醯苯。(Collect.Czech.Chem.Commun.(1962)27,2464-2467)
13)使用二烷基胺將Ar-CHBr2 基(Ar為芳香環基)進行Ar-CHO化。(Bulletin de La Societe Chmique De France(1966)9,2966-2971)
在上述之合成方法所使用之酮類(Rc -CO-CH2 -Rb ),可適當地使用一般可獲得之試劑,惟如有必要,可依據以下之1)、2)之方法等而容易地合成。
1)以各種烷化劑(烷基鋰、二甲基硫酸、二甲基亞碸等)將Rc -CO2 R基(R為氫原子、氯原子、烷基、芳香環基、胺基)加以處理,使其進行Rc -CO-CH2 Rb 化。(J.Am.Chem.Soc.(1959),81,935-939;J.Am.Chem.Soc.(1961)83,4668-;Tetrahedron Lett.(1967)1073-;J.Chem.Soc.(1960)360-;J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1(1977)680;JP5-5062039)
2)在氯化鋁等之路易士酸觸媒存在下,使酸氯化物等之醯化劑發生反應而合成。(極為普通之福瑞迪-克萊福特反應)
其他之合成方法,亦可利用「雜環之化學-醫藥品之基礎」(2002年,國枝等人,化學同仁社)、「Heterocyclic Chemistry」(第四版,2000年,J.A.Joule and K.Mills,Blac kwell Science公司)、「新編雜環化合物 基礎編、應用編」(2004年,山中宏等,講談社)、「薄爾哈特.蕭爾-現代有機化學 下」(2004年,K.P.C.Vollhardt,化學同人社)等所記載或引用之合成方法。
(2)吡啶環之導入方法,舉例而言,可採用以下之1]~7]之方法等。
1]由同一或相異之芳香族醛(Khim.-Farm.Zh.25(1991)4,28-31;Helv etica Chimica Acta(1985)68(3),592-599;J.Chem.Res.Synop.(2002)6,262-263;Ser C.(19966)263,1156-;J.Am.Chem.Soc.(2002)124,12084-12085;Advanced Synthesis & Catalysis(2002)344,96-103;PCT Int.Appl.,2002002753,10 Jan.2002;J.Org.Chem.(2001)66,8010-8014;J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,(2001)7,633-635;Tetrahedron Lett.(2000)41,10159-10162;J.Org.Chem.(1983)48,459-464;Journal fuer Praklische Chemie(Leipzig)(1962)16,1-7)、或由α-二氫化物(Tetrahedron;Asymmetry(1998)9,4117-4122)、或由芳基鋰(J.Org.Chem.(1982)47,4347-4348;Tetrahedron Lett.(1989)30,989-992)、或由α-二酮體(Journal fuer Praklische Chemie(Leipzig)(1962)16,1-7)、由芳基酯(Tetrahedron Lett.(1980)21,2227-2228)、合成苯甲醯型中間體,並在氧氣存在下使其與氨及醋酸銨等發生反應。(J.Org.Chem.(1937)2,328-;Bull.Soc.Chim.Fr.(1968)4970-;Helvetica ChimicaActa(1985)68(3),592-599;C.R.Seances Acad.Sci.,Ser C.(1966)263,1156-)
2]以α-二酮及α-二胺產生環化(J.Org.Chem.57(1992)24,6653-6657;Helvetica Chimica Acta(1976)59,1169-;Helvetica Chimica Acta(1973)56,610-),並以氧化處理而合成。(Helvetica Chimica Acta(1976)59,1169-)
3]在α-鹵酮上使氨及醋酸銨等發生反應。(特開平03-048666)
4]在同一或相異之芳香族醯胺上,使氨及醋酸銨等發生反應。(Helvetica Chimica Acta(1985)68,592-599;特開平06-065212)
5]由胺基酸經由胺基酸無水物(Bull.Soc.Chem.Fr.(1942)9,487-;J.Am.Pharm.Assoc.,Sci.Ed.(1957)46,391-),或由其他路徑而獲得吡嗪之二鹵化物(J.Het erocyclic Chem.(1986)23,871-875;Chemical&Pharmaceutical Bull.(1979)27,2980-2987;J.Am.Chem.Soc.(1956)78,4071-4077;),將其與芳基硼酸(Suzuki Couping法)以及咔唑、吲哚、吡咯、吡唑等之唑類(Suzuki Coupling法(Tetrahdron 48(1992)37,8117-8126)或Ullman法)以及四芳基錫(Heterocycles(1986)24,785-792)進行偶合反應,而獲得目的物。
6]由吡咯合成。(Justus Liebigs Ann.Chem.(1952)578,226-)
7]其他合成方法亦可利用「雜環之化學-醫藥品之基礎」(2002年,國枝等人,化學同仁社)、「Heterocyclic Chemistry」(第四版,2000年,J.A.Joule and K.Mills,Blac kwell Science公司)、「新編雜環化合物 基礎編、應用編」(2004年,山中宏等,講談社)、「薄爾哈特.蕭爾-現代有機化學 下」(2004年,K.P.C.Vollhardt,化學同人社)等所記載或引用之合成方法。
(3)吡啶環之導入方法,可利用包括Journal of Organometallic Chemistry,663(1-2),46-57,2002或Journal of Organic Chemistry,66(21),7125-7128,2001所使用之利用鈀觸媒之方法,以及「雜環之化學-醫藥品之基礎」(2002年,國枝等人,化學同仁社)、「Heterocyclic Chemistry」(第四版,2000年,J.A.Joule and K.Mills,Blac kwell Science公司)、「新編雜環化合物 基礎編、應用編」(2004年,山中宏等,講談社)、「薄爾哈特.蕭爾-現代有機化學 下」(2004年,K.P.C.Vollhardt,化學同人社)等所記載或引用之合成方法。
(4)三嗪環之導入方法,可採用以下之1)~3)之方法等。
1)由芳基氰化物合成之方法
(圖中,Ar’表示可具有任意取代基(鹵原子、芳基、雜芳基等)之伸芳基、雜伸芳基,或不飽和烴基,其可為相同或相異)上述合成方法,具體言之有利用Faming Zhuanli Shemqing Gongkai Shuomingshu,1382687,04 Dec.2002、Journal of Organic Chemistry,68(12),4855-4861;2003、Green Chemistry,4(4),339-343;2002、Chinese Journal of Chemistry,20(11),1334-1339;2002、Synthetic Communications,30(6),1017-1022;2000、Chemistry Letters,(7),545-546;1999、Mendeleev Communications,(5),166-167;1994、Journal of Heterocyclic Chemistry,25(3),767-770;1988、Journal of Organic Chemistry,52(16),3674-3680;1987等所記載或引用之方法。
2)由三鹵化三嗪合成之方法
式中,X表示氟、氯、溴、碘之任一者,Ar表示可具有任意之取代基(鹵原子、芳基、雜芳基)之伸芳基、雜伸芳基、或不飽和烴基,其可為相同或相異者。
上述合成方法,具體而言,如X為氯、溴、或碘時,可利用Journal of Organic Chemistry,68(9),3367-3379;2003、Journal of Organic Chemistry,67(24),8424-8429;2002、Inorganic Chemistry,41(9),2543-2547;2002、Synthetic Metals,122(3),485-493;2001、Organic Letters,3(15),2419-2421;2001、U.S.,5726310,10 Mar 1998、Tetrahedron Letters,38(46),8017-8020;1997、Eur.Pat.Appl.,779280,18 Jun 1997、Mendeleev Communications,(5),166-167;1994、U.S.,4826978,02 May 1989等所記載或引用之合成方法。
如X為氟時,可利用Chemistry of Materials,16(1),185-194;2004等所記載或引用之合成方法。
3)其他之合成方法可利用Journal of Organic Chemistry,68(12),4855-4861;2003、European Journal of Organic Chemistry,(10),1948-1953;2003、Tetrahedron,56(37),7153-7161;2000、Journal of the Indian Chemical Society,73(6),283-284;1996、Eur.Pat.Appl.,649841,26 Apr 1995、Archiv der Pharmazie(Weinheim,Germany),327(6),389-391;1994、Izvestiya Natsional'noi Akademii Nauk Respubliki Kazakhstan,Seriya Khimicheskaya,(2),13-20;1993、Eur.Pat.Appl.,497734,05 Aug 1992、Heterocycles,34(2),341-347;1992、Sibirskii Khimicheskii Zhurnal,(4),96-98;1991、Bulletin of the Chemical Society of Japan,62(10),3171-3176;1989、Journal of the Chemical Society,Perkin Transactions 2:Physical Organic Chemistry(1972-1999),(2),117-122;1988、Zeitschrift fuer Chemie,26(8),295-297;1986、Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii,(1),107-113;1986、Synthesis,(1),95-98;1985、Journal of Heterocycilic Chemistry,18(6),1197-1201;1981、Tetrahedron Letters,(43)4193-4196;1979、Ber.,96,1213-1217;1963等所記載或引用之合成方法。
再者,其他亦可利用「雜環之化學-醫藥品之基礎」(2002年,國枝等人,化學同仁社)、「Heterocyclic Chemistry」(第四版,2000年,J.A.Joule and K.Mills,Blac kwell Science公司)、「新編雜環化合物 基礎編、應用編」(2004年,山中宏等,講談社)、「薄爾哈特.蕭爾-現代有機化學 下」(2004年,K.P.C.Vollhardt,化學同人社)等所記載或引用之合成方法。
(4)N-咔唑基之導入方法,係於合成之最後步驟將咔唑基導入之方法,舉例而言,可採用以下之a)~c)之方法等。
a)將略為過剩之氟苯基硼酸、二氟苯基硼酸、氟聯苯基硼酸酯、戊氟苯基硼酸等之鹵化芳香族硼化合物(相對於後述之鹵化物之鹵原子為0.7~1.5倍當量左右)及二溴氟苯、二碘苯、三溴苯、三氯三嗪、二碘聯苯等之芳香族2或3取代之鹵化物,於四(三苯基膦)鈀等之鈀觸媒(0.1~10莫爾%左右)、碳酸銫、磷酸鉀、碳酸鈉等之鹼(相對於前述鹵化物之鹵原子為2~10倍當量左右)存在下,並在甲苯-乙醇、甲苯-水、四氫呋喃、二噁烷、二甲氧基乙烷、N,N-二甲基甲醯胺等,或其等之混合溶劑中(前述硼酸濃度為1~1000毫莫爾%左右),以惰性氣體環境下加熱還流5~24小時左右,而形成具有以氟原子為取代基之基本骨架。
然後,將取代或非取代之咔唑(相對於具有前述氟原子為取代基上之基本骨架上之氟原子為1.1~10當量左右),在乾燥氣體環境下及/或惰性氣體環境下,四氫呋喃、二噁烷、醚、N,N-二甲基甲醯胺等溶劑中,於-78℃~+60℃之溫度範圍下,將氫氧化鈉、三級丁氧基鉀、正丁基鋰等之強鹼(相對於後述之唑化合物之N上氫為0.9~2當量左右),攪拌0.1~60小時使其反應所得者;以及,將先前所得之具有氟原子作為取代基之基本骨架之四氫呋喃、二噁烷、醚、N,N-二甲基甲醯胺等之溶液,加以混合,並於加熱還流下,藉由1~60小時之攪拌,而得到本發明之有機化合物。
b)將略為過剩之溴苯基硼酸、二溴苯基硼酸、二氯苯基硼酸等之鹵化芳香族硼酸(相對於後述之鹵化物之鹵原子為1.1~1.5倍當量左右)及二碘苯、溴二碘苯、三碘苯、三氯三嗪、二碘聯苯等之芳香族2或3取代之鹵化物,於四(三苯基膦)鈀等之鈀觸媒(相對於前述之鹵化物之鹵原子為0.01~1當量左右)、碳酸銫、磷酸鉀、碳酸鈉等之鹼(相對於前述鹵化物之鹵原子為2~10倍當量左右)存在下,並在甲苯、乙醇、水、四氫呋喃、二噁烷、二甲氧基乙烷、N,N-二甲基甲醯胺等,或其等之混合溶劑中(前述鹵化物濃度為1~1000毫莫爾%左右),以惰性氣體環境下加熱還流5~24小時左右,而形成具有以溴原子或/及氯原子為取代基之基本骨架。
進而,如有必要,可由所得到之具有溴基之基本骨架,於碘化鉀(相對於前述之基本骨架之溴原子為1.5~10當量左右)、碘化銅(1~10當量)存在下,在N,N-二甲基甲醯胺等溶劑(前述鹵化物濃度為0.1~10莫爾%左右)中,藉由100~300℃下,0.5~60小時之攪拌,而得到將溴基取代成碘基之基本骨架。
接著,將具有以溴原子或/及氯原子為取代基之基本骨架,以及咔唑(相對於前述具有以溴原子或/及氯原子為取代基之基本骨架上之溴原子或/及氯原子為1.0~100當量左右),如下述之(1)或(2)進行處理,而得到本發明之有機化合物。
(1)在銅粉末、銅線、鹵化銅(CuXr (Xr =Cl、Br、I))、氧化銅(CuO)等之銅觸媒(相對於前述具有以溴原子或/及氯原子為取代基之基本骨架上之溴原子或/及氯原子為1~5當量左右)存在下,於惰性氣體氣流下,無溶劑或Tetraglyme、聚乙二醇等之溶劑(相對於前述基本骨架1莫爾為0.1~2升左右)中,以20~300℃之溫度範圍,攪拌1~60小時進行混合。
(2)在Pd2 (dba)3 (Pd=鈀,dba=二苄叉丙酮)、Pd2 (dba)2 、醋酸鈀等二價之鈀觸媒,及BINAP(=2,2'-雙(二苯基膦基-1,1'-聯萘基)、三(三級丁基)膦、三苯基膦、1,2-雙(二苯基膦基)乙烷、1,3-雙(二苯基膦基)丙烷、1,3-雙(二苯基膦基)丁烷、dppf(=1,1'-雙(二苯基膦基)二茂(合)鐵)等之配位體類之組合,或Pd(PPh)4 (Ph=苯基)等之0價之鈀錯合物,或PdCl2 (dppf)2 等之鈀氯化物錯合物等之觸媒(一般,係相對於前述具有以溴原子或/及氯原子為取代基之基本骨架上之溴原子或/及氯原子1當量為0.01~1當量左右),有必要時,並可於三級丁氧基鉀、三級丁氧基鈉、碳酸鉀、三乙胺等之強鹼類(一般,係相當於反應所生成之鹵化氫1當量為1.1~10當量)存在下,有必要時在碘化銅等之銅觸媒(一般,係相當於反應所生成之鹵化氫1當量為1~10當量)共存下,並在四氫呋喃、二噁烷、二甲氧基乙烷、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、二甲苯、甲苯、三乙胺等溶劑(一般,係具有前述以溴原子或/及氯原子為取代基之基本骨架上之濃度為0.1~100毫莫爾%左右)中,以30~200℃攪拌1~60小時。
c)其他,在偶合上,可適用格里納反應、使用鋅之方法、使用錫之方法等習知方法;所使用之觸媒,例如有鈀、鎳、銅等遷移金屬觸媒,一般而言,觸媒係相對於具有咔唑環之中間體,而使用0.1~200莫爾%左右。再者,鹼性物質,例如有碳酸鉀、碳酸鈣、磷酸鉀、碳酸銫、三級丁氧基鈉等,一般而言,鹼性物質係相對於具有咔唑環之中間體,而使用50~1000莫爾%左右。反應溫度,一般為0℃,較佳為50℃以上,300℃以下,最佳為200℃以下者。反應所可使用之溶劑,有甲苯、二甲苯、硝基苯等之芳香族系溶劑、四氫呋喃、乙二醇二甲醚、Tetraglyme等之醚系溶劑。
(5)2~8-咔唑基之導入方法,例如可在接合基Z鍵結之位置上,利用具有氯、溴、碘等之鹵原子之咔唑與芳基硼酸鹽之偶合反應,或者,鹵化芳基與咔唑基硼酸鹽之偶合反應,具體而言,可利用習知之偶合方法(「Palladium in Heterocyclic Chemistry:A guide for the Synthetic Chemist」(第二版,2002,Jie Jack Li and Gordon W.Gribble,Pergamon公司)、「遷移金屬所開拓之有機合成 其多樣化之反應形式及最新之成果」(1997年,辻二郎,化學同仁社)、「薄爾哈特.蕭爾-現代有機化學 下」(2004年,K.P.C.Vollhardt,化學同人社)等所記載或引用之環彼此之結合(偶合)反應)。
(6)再者,在上述合成方法之例子以外,尚可在前述式(I)之Cz基、及前述式(II-1)之吡啶環、前述式(II-2)之吡嗪環、前述式(II-3)之嘧啶環、前述式(II-4)之三嗪環之任一者連結之結合基(亦即,-G-Q-(環A1 )-Z-)之形成上,如有必要時,利用習知之偶合方法(「Palladium in Heterocyclic Chemistry:A guide for the Synthetic Chemist」(第二版,2002,Jie Jack Li and Gordon W.Gribble,Pergamon公司)、「遷移金屬所開拓之有機合成 其多樣化之反應形式及最新之成果」(1997年,辻二郎,化學同仁社)、「薄爾哈特.蕭爾-現代有機化學 下」(2004年,K.P.C.Vollhardt,化學同人社)等所記載或引用之環彼此之結合(偶合)反應)。
(7)化合物之純化方法,可利用包含「分離純化手冊」(1993年,(財)日本化學會編),「依化學變換法進行之微量成分及難純化物質之高度分離」(1988年,(股)I.B.C.發行),或者「實驗化學講座(第四版)1」(1990年,(財)日本化學會編)之「分離及純化」項下所記載之方法在內等習知之技術。具體而言,例如有萃取(包含懸浮洗淨、煮沸洗淨、超音波洗淨、酸鹼洗淨)、吸附、吸藏、融解、晶析(包含由溶劑之再結晶、再沉澱)、蒸餾(常壓蒸餾、減壓蒸餾)、蒸發、昇華(常壓昇華、減壓昇華)、離子交換、透析、過濾、限外過濾、逆滲透、壓力滲透、帶域溶解、電泳、離心分離、上浮分離、沉降分離、電磁分離、各種層析法(形狀分類:管柱、紙、薄層、毛細管。移動相分類:氣體、液體、膠體、超臨界流體。分離機構:吸附、分配、離子交換、分子篩、鉗合、凝膠過濾、排除、親和。)等。
(8)生成物之確認及純度之分析方法,可針對需要,而適用氣體色層分析(GC)、高速液體色層分析(HPLC)、高速胺基酸分析計(AAA)、毛細電泳測定(CE)、體積排除色層分析(SEC)、凝膠滲透色層分析(GPC)、交叉分別色層分析(CFC)質量分析(MS、LC/MS、GC/MS、MS/MS)、核磁共振裝置(NMR(1 HNMR、1 3 CNMR))、傅立葉變換紅外分光高度計(FT-IR)、紫外可見近紅外分光高度計(UV.VIS、NIR)、電子自旋共振裝置(ESR)、透過型電子顯微鏡(TEM-EDX)電子射線微分析儀(EPMA)、金屬元素分析(離子色層分析、衍生結合電漿發光分光(ICP-AES)原子吸光分析(AAS)螢光X線分析裝置(XRF))、非金屬元素分析、微量成分分析(ICP-MS、GF-AAS、GD-MS)等。
(電荷輸送材料)本發明之有機化合物可作為電荷輸送材料而使用。
本發明之電荷輸送材料可含有本發明之有機化合物,惟一般係以由本發明之有機化合物所成之電荷輸送材料者為佳。
(有機電場發光元件)以下,茲說明上述使用本發明之有機化合物之本發明之有機電場發光元件。
本發明之有機電場發光元件,係於基板上,具有陽極、陰極、及在該二極間設置之有機發光層之有機電場發光元件中,含有本發明之有機化合物者。其中,較佳者係於有機發光層中,以本發明之有機化合物作為主體材料,並對於該主體材料,摻雜有機金屬錯合物。
本發明之有機化合物,若如此地作為有機電場發光元件之有機發光層之主體材料使用時,可以一種單獨使用,或者二種以上組合使用。
以下,茲就本發明之有機電場發光元件之構造,舉出一個例子並參照圖面加以說明,惟本發明之有機電場發光元件之構造,並不限於以下所圖示者。
圖1~4係表示本發明之有機電場發光元件之構造例之模式性斷面圖。其各自地,1為基板,2為陽極,3為電洞注入層(陽極緩衝層),4為電洞輸送層,5為發光層,6為電洞阻止層,7為電子輸送層,8則為陰極。
(基板)基板1係作為有機電場發光元件之支持體者,可使用石英及玻璃板、金屬板及金屬箔、塑膠薄膜及薄板等。其中,特別以玻璃板、及聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碸等之透明合成樹脂之板或薄膜為佳。使用合成樹脂基板時應注意阻氣性。如基板之阻氣性太小時,會因通過基板之外部氣體導致有機電場發光元件劣化,而並不理想。從而,合成樹脂基板至少在單面設置一緻密之矽氧化膜等,以確保阻氣性之方法,即為較佳方法之一。
(陽極)在基板1上可設置陽極2。陽極2係扮演電洞注入於電洞輸送層4之角色。一般而言,陽極2可由鋁、金、銀、鎳、鈀、鉑等金屬、銦及/或錫之氧化物等金屬氧化物、碘化酮等之鹵化金屬、碳黑、或聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等導電性高分子等所構成。陽極2一般係以濺鍍法、真空蒸鍍法形成者為多。再者,如以銀等金屬微粒子、碘化酮等微粒子、碳黑、導電性之金屬氧化物微粒子、導電性高分子微粉末等形成陽極2時,亦可使其分散於適當之黏合劑樹脂溶液中,再塗佈於基板1上而形成。進而,如以導電性高分子形成陽極2時,亦可藉由電解聚合而在基板1上形成直接聚合薄膜,在基板1上塗佈導電性高分子而形成(Appl.Phys.Lett.,60卷,2711頁,1992年)。
陽極2一般為單層構造,亦可根據期望而由多數材料所構成之層合構造。
陽極2之厚度,會因所需要之透明性而有不同。如需要透明性時,係以可見光之穿透率,一般在60%以上,較佳在80%以上者為理想。此時,陽極之厚度,一般在5nm以上,較佳為10nm以上;並且,一般在1000nm以下,較佳為500nm以下左右。若可為不透明時,陽極2之厚度可為任意者,亦可依期望而以金屬形成並同時兼為基板1者。
(電洞輸送層)在圖1所示構成之元件中,陽極2之上可設置電洞輸送層4。電洞輸送層之材料所要求之條件,係該材料必須由陽極2之電洞注入效率要高,同時,所注入之電洞要能以優良效率而輸送電洞。因此,要求其離子化電位要小,對於可見光之光線之穿透性要高,而且電洞移動度要大,且其安定性優良,並在製造時及使用時成為捕獲(trap)之雜質須很難發生。再者,因為與發光層5相接觸之故,由發光層5發出之光線會消失,並不會在與發光層5間形成激態複體(Exciplex)而使效率降低。在上述之一般性要求以外,如考慮到車載顯示用之應用上時,則進而更要求元件須具有耐熱性。因此,材料係以玻璃(態)化溫度具有85℃以上之值者為佳。
此種電洞輸送材料,與發光層5之主體材料所使用之電洞輸送性材料相同地,例如有以4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯基所代表之含有2個以上之三級胺之縮合芳香族環二個以上,以氮原子取代之芳香族二胺(特開平5-234681號公報)、具有4,4’,4”-三(1-萘基苯基胺基)三苯基胺等之星爆構造之芳香族胺化合物(J.Lumin.,72-74卷,985頁,1997年)、由三苯基胺之四倍體所成之芳香族胺化合物(Chem.Commun.,2175頁,1996年)、2,2’,7,7’-四-(二苯基胺基)-9,9’-螺二芴等之螺化合物(Synth.Metals,91卷,209頁,1997年)、4,4’-N,N’-二咔唑聯苯基等之咔唑衍生物等。這些化合物,可以一種單獨使用,或者視需要而多種混合使用。
在上述之化合物以外,電洞輸送層4之材料,例如有聚乙烯基咔唑、聚乙烯基三苯基胺(特開平7-53953號公報)、含有四苯基聯苯胺之聚伸芳基醚碸(Polym.Adv.Tech.,7卷,33頁,1996年)等之高分子材料。
電洞輸送層4,可以噴霧法、印刷法、旋轉塗佈法、滴入塗佈法、噴嘴塗佈法等之一般之塗佈法,以及噴墨法、篩網印刷法等各種印刷法等之濕式成膜法,以及真空蒸鍍法等乾式成膜法來加以形成。
在塗佈法中,可於電洞輸送材料之1種或2種以上,根據需要而添加不會捕獲(trap)電洞之黏合劑樹脂及塗佈性改良劑等之添加劑,溶解於適當之溶劑中並調製塗佈溶液,依旋轉塗佈法等方法塗佈於陽極2之上,乾燥,而形成電洞輸送層4。黏合劑樹脂,例如有聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯等。黏合劑樹脂之添加量如過多時,因為會使電洞移動度降低,故以較少者為佳,一般而言,係以電洞輸送層中之含量為50重量%以下者為佳。
在真空蒸鍍法中,可將電洞輸送材料加入設置於真空容器內之坩鍋內,將真空容器內以適當之真空幫浦排氣至10 4 Pa左右之後,加熱坩鍋,使電洞輸送材料蒸發,而在與坩鍋相對之方向所放置之形成有陽極2之基板1上,使其形成電洞輸送層4。
電洞輸送層4之膜厚度,一般為5nm以上,較佳為10nm以上;並且,一般為300nm以下,較佳為100nm以下。如此,為一致地形成薄膜起見,一般係以真空蒸鍍法最常使用。
(發光層)在圖1所示之元件中,可於電洞輸送層4上設置發光層5。發光層5,係於賦予電場之電極間,藉由自陽極2所注入且移出電洞輸送層4之電洞,以及自陰極所注入且移出電洞阻止層6之電子之再結合而被激發,並由具有強烈發光之發光物質所形成者。一般而言,發光層5中,可含有發光物質之摻雜材料及主體材料。再者,本說明書中,係將摻雜材料及主體材料等,包含於發光層之材料,稱為發光層材料。
發光層5所使用之發光層材料,必須具有安定之薄膜形狀,能以固體狀態顯示高度發光(螢光或磷光)量子產率,並能有效率地輸送電洞及/或電子之化合物。進而,並要求其為在電子化學暨化學上為安定,且在製造時及使用時很難發生成為捕獲(trap)之雜質之化合物。
進而,本發明中,如後述之電洞阻止層之說明項所述,電洞阻止材料之,比起在循環伏安法(cyclic voltammetry)測定中所得到之第一氧化電位而言,其第一氧化電位更小之發光物質,特別是能滿足(電洞阻止材料之氧化電位)一(發光層材料之氧化電位)≧0.1V(電洞阻止材料之還原電位)≧(發光物質之還原電位)
之發光層材料為佳。惟,上述式中,發光層5如含有主體材料及摻雜材料時,發光層材料之氧化或還原電位,係主體材料之氧化或還原電位。
滿足此種條件之會發出螢光之發光層,其形成材料例如有8-羥基喹啉之鋁錯合物等之金屬錯合物(特開昭59-194393號公報)、10-羥基苯并[h]喹啉之金屬錯合物(特開平6-322362號公報)、雙苯乙烯基苯衍生物(特開平1-245087號公報、同2-222484號公報)、雙苯乙烯基伸芳基衍生物(特開平2-247278號公報)、(2-羥基苯基)苯并噻唑之金屬錯合物(特開平8-315983號公報)、Silole類衍生物等。這些發光層材料,一般係以真空蒸鍍法層合於電洞輸送層上。再者,前述之電洞輸送層材料中,具有發光性之芳香族胺系化合物亦可作為發光層材料而使用。
在提高元件之發光效率之同時,為一併達到改變發光色之目的起見,舉例而言,將8-羥基喹啉之鋁錯合物作為主體材料時,可摻雜香豆素等之雷射用螢光色素(J.Appl.Phys.,65卷,3610頁,1989年)等。此種摻雜方法,在發光層5亦可適用,而摻雜用材料,除香豆素外並可使用各種之螢光色素。可發出青色光之螢光色素,例如有苝、芘、蒽、香豆素及其等之衍生物等。綠色螢光色素,則例如有喹吖酮衍生物、香豆素衍生物等。黃色螢光色素,則例如有紅熒烯、萘嘧啶酮衍生物等。紅色螢光色素,則例如有DCM系化合物、苯并吡喃衍生物、若丹明衍生物、苯并噻噸衍生物、吖苯并噻噸等。
在上述之摻雜用螢光色素以外,亦可配合主體材料,使用雷射研究,8卷,694頁,803頁,958頁(1980年);同9卷,85頁(1981年)上所列舉之螢光色素等,作為發光層用之摻雜材料。
上述螢光色素之摻雜量,係相對於摻雜材料,以10 3 重量%以上為佳,0.1重量%以上為最佳。並且,以10重量%以下為佳,3重量%以下為最佳。如低於該下限值時,有可能無法使元件之發光效率提升;如超過上限值時,會發生濃度消光之情形,甚至於造成發光效率之降低。
本發明之有機化合物,如前所述,具有主要負責電洞輸送之部分及主要負責電子輸送之部分二者,因此,其同時具有優良之電洞輸送性及電子輸送性,並且具有優良之電性氧化還原耐久性及高度之三重態激起準位。該有機發光層,很適合作為有機電場發光元件之有機發光層之主體材料。本發明之有機電場發光元件之有機發光層,係以將本發明之有機化合物作為主體材料,並於該主體材料上基於後述之理由摻雜以適當之有機金屬錯合物作為發光物質者為佳。
發光層上所使用之摻雜材料,其較佳者例如有包含選自週期表7至11族之金屬之有機金屬錯合物。該金屬錯合物之T1(激起三重態準位),基於發光效率之觀點,係以所使用之本發明之有機化合物,其T1較高者為佳。進而,因為在摻雜材料上會產生發光,所以還要求要具有氧化還原等之化學上安定性。
包含選自週期表7至11族之金屬之磷光性有機金屬錯合物中,其金屬,係以釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑、及金為佳。這些有機金屬錯合物,較佳者例如有下述一般式(VI-1)或一般式(VI-2)所表示之化合物。
MLk-jL’j (VI-1)
式中,M為金屬,k表示該金屬之價數。L及L’表示二囓配位體。j表示0或1或2。
式中,M7 為金屬,T為碳或氮。T為氮時,無R1 4 、R1 5 ,T為碳時,R1 4 、R1 5 為氫原子、鹵原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、胺基、醯基、烷氧基羰基、羧基、烷氧基、烷基胺基、芳烷基胺基、鹵烷基、羥基、芳基氧基、可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基。
R1 2 、R1 3 係表示氫原子、鹵原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、胺基、醯基、烷氧基碳基、羧基、烷氧基、烷基胺基、芳烷基胺基、鹵烷基、羥基、芳基氧基、可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基,其亦可彼此鍵結而形成環。
一般式(VI-1)中之二囓配位體L及L’,其各自係具有以下部分構造之配位體。
環E1及環E1’係各自獨立地,表示芳香族烴基或芳香族雜環基,其亦可具有取代基。環E2及環E2’係表示含氮芳香族雜環基,其亦可具有取代基。R2 1 、R2 2 、及R2 3 各自表示鹵原子、烷基、烯基、烷氧基羰基、甲氧基、烷氧基、芳基氧基、二烷基胺基、二芳基胺基、咔唑基、醯基、鹵烷基、或氰基。
一般式(VI-1)所表示之化合物,進而,其最佳者為以下述一般式(VI-1a)、(VI-1b)、(VI-1c)所表示之化合物。
式中,M4 表示金屬,k表示該金屬之價數。環E1表示可具有取代基之芳香族烴基,環E2表示可具有取代基之含氮芳香族雜環基。
式中,M5 表示金屬,k表示該金屬之價數。環E1表示可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基,環E2表示可具有取代基之含氮芳香族雜環基。
式中,M6 表示金屬,k表示該金屬之價數,j表示0或1或2。環E1及環E1’係各自獨立地,表示可具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基,環E2及環E2’係各自獨立地,表示可具有取代基之含氮芳香族雜環基。
一般式(VI-1a)、(VI-1b)、(VI-1c)所表示之化合物之環E1及環E1’,較佳者例如有苯基、聯苯基、萘基、蒽基、噻嗯基、呋喃基、苯并噻嗯基、苯并呋喃基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、或咔唑基。
環E2及環E2’,較佳者例如有吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、喹啉基、異喹啉基、或菲啶基。
一般式(VI-1a)、(VI-1b)、(VI-1c)所表示之化合物所可具有之取代基,例如有氟原子等之鹵原子;甲基、乙基等之碳數1~6之烷基;乙烯基等之碳數2~6之烯基;甲氧基羰基、乙氧基羰基等之碳數2~6之烷氧基羰基;甲氧基、乙氧基等之碳數1~6之烷氧基;苯氧基、苄基氧基等之芳基氧基;二甲基胺基、二乙基胺基等之二烷基胺基;二苯基胺基等之二芳基胺基;咔唑基;乙醯基等之醯基;三氟甲基等之鹵烷基;氰基等,其並可相互鍵結而形成環。
環E1所具有之取代基與環E2所具有之取代基可鍵結,或者環E1’所具有之取代基與環E2’所具有之取代基可鍵結,而形成一個縮合環,此種縮合環例如有7,8-苯并喹啉。
環E1、環E1’、環E2、環E2’之取代基,較佳者例如有烷基、烷氧基、芳香族烴基、氰基、鹵原子、鹵烷基、二芳基胺基、或咔唑。
式(VI-1a)、(VI-1b)中之M4 至M5 ,其較佳者例如有釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑、及金。式(VI)中之M7 ,其較佳者例如有釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑、及金,最佳者則例如有鉑、鈀等之二價之金屬。
前述一般式(VI-1)、(VI-1a)、(VI-1b)、及(VI-1c)所示之有機金屬錯合物,其具體例子有以下所示者,惟並不限於下述之化合物。
前述一般式(VI-1)、(VI-1a)、(VI-1b)、及(VI-1c)所示之有機金屬錯合物,其中,又以具有2-芳基吡啶系配位體(2-芳基吡啶、其上鍵結有任意之取代基者、或其上有任意之基進行縮合所成者)作為配位體L及/或L’之化合物者為佳。
前述一般式(VI-2)所表示之有機金屬錯合物,其具體例子如以下所示者,惟並不限於下述之化合物。以下中,Me表示甲基,Et表示乙基。
此外,包含選自週期表7至11族之金屬之磷光性有機金屬錯合物,其亦可使用下述之化合物。
磷光性摻雜材料之分子量,一般為4000以下,較佳為3000以下,最佳為2000以下;並且,一般為200以上,較佳為300以上,最佳為400以上。分子量如超過此上限值時,昇華性會顯著降低,且在製作電場發光元件時使用蒸鍍法之情形下會有故障發生,或在對於有機溶劑等之溶解性降低,及合成步驟上所產生之雜質成分增加之同時,其材料就有可能很難高純度化(亦即除去該造成劣化原因之物質)。並且,分子量如低至上述之下限值時,玻璃(態)化溫度及融點、氣化溫度等會降低,而使得耐熱性有顯著受損之虞。
這些摻雜材料如使用二種類以上時,電洞阻止層中之電洞阻止材料之氧化電位,係以相較於多數種類之摻雜材料中具有最大氧化電位者,其(氧化電位)更大者為佳。
在將有機金屬錯合物作為摻雜材料使用,而於具有磷光發光之發光層上使用主體材料者,其可將本發明之有機化合物一種單獨使用,或者二種以上混合使用。與本發明之有機化合物一起用於具有磷光發光之發光層上之主體材料,亦可將前述材料(包含芳香族胺系化合物)、及4,4’-N,N’-二咔唑聯苯基等之咔唑衍生物(WO 00/70655號公報)、三(8-羥基喹啉)鋁(USP 6,303,238號公報)、2,2’,2”-(1,3,5-苯甲苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑](Appl.Phys.Lett.,78卷,1622頁,2001年)、聚乙烯基咔唑(特開2001-257076號公報)等,併用一種或二種以上。在發光層中,如含有本發明之有機化合物以外之主體材料時,其含量係以相對於本發明之有機化合物為50重量%以下者為佳。
在發光層中作為摻雜材料所含有之有機金屬錯合物之量,係以0.1重量%以上為佳,並以30重量%以下者為佳。如超過此下限值時,有可能無法發揮元件之發光效率。超過該上限值時,有機金屬錯合物彼此間有可能因為形成二倍體等之理由,而發生濃度消光,甚至於導致發光效率之降低。
具有磷光發光之發光層中,其摻雜材料之量,在使用傳統之螢光(一重態)之元件中,係以較發光層所包含之螢光性色素之量略多者為佳。在磷光性摻雜材料之外,如發光層中亦含有螢光色素時,該螢光色素之量係以0.05重量%以上為佳,並以0.1重量%以上者為最佳。並且,以10重量%以下為佳,並以3重量%以下者為最佳。
發光層5之膜厚度,一般為3nm以上,較佳為5nm以上;並且,一般為200nm以下,較佳為100nm以下者。
發光層5亦可以與電洞輸送層4相同之方法來形成。
以上述之螢光色素及/或磷光色素(磷光性摻雜材料)作為摻雜材料,而摻雜於作為發光層之主體材料之本發明之有機化合物中時,其摻雜方法係說明如以下所示。
在塗佈時,可添加本發明之有機化合物,以及摻雜材料,甚至於有必要時,可添加不會成為電子之捕獲(trap)及發光之消光劑之黏合劑樹脂,以及塗平(leveling)劑等之塗佈性改良劑等添加劑,再經溶解,而調製成塗佈溶液,又以旋轉塗佈等方法塗佈於電洞輸送層4上,再經乾燥,而形成發光層5。黏合劑樹脂,例如有聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯等。黏合劑樹脂如其添加量多時,會使電洞/電子移動度降低,因此以量少者為佳,並以在發光層中之含量為50重量%以下者最佳。
在真空蒸鍍法中,可將本發明之有機化合物加入設置於真空容器內之坩鍋內,將摻雜材料加入另一坩鍋中,將真空容器內以適當之真空幫浦排氣至10 4 Pa左右之後,將各個坩鍋同時加熱使其蒸發,而在與坩鍋相對之方向所放置之基板上形成一層。
上述各摻雜材料如摻雜於發光層5中時,可在發光層之膜厚度之方向上均一地加以摻雜,惟在膜厚度之方向上有濃度分布者亦可。舉例而言,可僅摻雜於與電洞輸送層4之界面附近,或相反地,摻雜於電洞阻止層6之界面附近。
發光層5亦可以與電洞輸送層4相同之方法加以形成,惟一般係使用真空蒸鍍法。
發光層5,在不損及本發明之功能之範圍內,亦可含有上述以外之成分。
(電洞阻止層)在圖1所示之元件中,電洞阻止層6係於發光層5上,以與發光層5之陰極方面之界面相鄰接之方式而層合者。
電洞阻止層6,其較佳者,係由一種化合物形成者,該化合物係可阻止該由電洞輸送層4移動而來之電洞無法到達陰極8,同時,並可使由陰極注入之電子效率良好地輸送至發光層5之方向者。因此,在構成電洞阻止層6之材料上,其所要求之物性,必須係電子移動度高且電洞移動度低。電洞阻止層6,係具有將電洞及電子封閉於發光層5內,並提高發光效率之功能。
在本發明之有機電場發光元件所設置之電洞阻止層6,其離子化電位,係以較發光層5之離子化電位(發光層5如含有主體材料及摻雜材料時,係該主體材料之離子化電位)大0.1eV以上者為佳。離子化電位,係定義為將位於物質之HOMO(最高被佔分子軌道)能階上之電子,放出至真空準位時所必須之能量。離子化電位,可以光電子分光法而直接定義,或將電子化學上所測定之氧化電位以相對於基準電極來進行補正後而使用。在後者之方法上,舉例而言,如將飽和甘汞電極(SCE)作為基準電極使用時,可以下述式加以定義("Molecular Semiconductors",Springer-Verlag,1985年,98頁)。
離子化電位=氧化電位(vs.SCE)+4.3eV
進而,本發明之有機電場發光元件所設置之電洞阻止層6,其電子親和力(EA)係以相較於發光層5之電子親和力(發光層5如含有主體材料及摻雜材料時,係該主體材料之電子親和力)為同等以上者為佳。電子親和力,亦與離子化電位相同地,係以真空準位作為基準,而定義為位於真空準位之電子落到物質之LUMO(最低空分子軌道)位階而安定化時之能量者。電子親和力,可將上述之離子化電位扣除光學上之能量間隙(band gap)而求得,或由電子化學上之還原電位以下述式同意地求得。
電子親和力=還原電位(vs.SCE)+4.3eV
因此,本發明之有機電場發光元件所設置之電洞阻止層6,亦可使用氧化電位及還原電位,而表示成(電洞阻止材料之氧化電位)-(發光層材料之氧化電位)≧0.1V(電洞阻止材料之還原電位)≧(發光物質之還原電位)者。
進而,在具有後述之電子輸送層7時,電洞阻止層6之電子親和力,亦以與電子輸送層7之電子親和力相比較而為同等以下者為佳。因此,係以(電子輸送材料之還原電位)≧(電洞阻止材料之還原電位)≧(發光層材料之還原電位)
為佳。電子輸送材料、電洞阻止材料、或發光層材料,如各自以多數加以使用時,其係與最小之還原電位者加以比較後而使用。再者,發光層5如含有主體材料及摻雜材料時,可與主體材料中,最小還原原電位者加以比較後而使用。
滿足此種條件之電洞阻止材料,其較佳者例如有下述以一般式(VII)所表示之混合配位體錯合物。
式中,R1 0 1 ~R1 0 6 ,係各自獨立地表示氫原子或任意之取代基。M8 表示選自鋁、鎵、銦之金屬原子。L5 則表示以下所示之一般式(VIIa)、(VIIb)、(VIIc)之任一者。
式中,Ar5 1 ~Ar5 5 ,係各自獨立地表示可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基,Z3 表示矽或鍺。
前述一般式(VII)中,R1 0 1 ~R1 0 6 ,係各自獨立地表示氫原子或任意之取代基,惟較佳為氫原子;氯、溴等鹵原子;甲基、乙基等之碳數1~6之烷基;苄基等之芳基;乙烯基等之碳數2~6之烯基;氰基;胺基;醯基;甲氧基、乙氧基等之碳數1~6之烷氧基;甲氧基羰基、乙氧基羰基等之碳數2~6之烷氧基碳基;羧基;苯氧基、苄基氧基等之芳基氧基;二乙基胺基、二異丙基胺基等之二烷基胺基;二苄基胺基、二苯乙基胺基等之二芳基胺基;三氟甲基等之α-鹵烷基;羥基;可具有取代基之苯基、萘基等之芳香族烴基;可具有取代基之噻嗯基;吡啶基等之芳香族雜環基。
前述芳香族烴基及芳香族雜環基所可具有之取代基,例如有氟原子等之鹵原子;甲基、乙基等之碳數1~6之烷基;乙烯基等之碳數2~6之烯基;甲氧基羰基、乙氧基羰基等之碳數2~6之烷氧基羰基;甲氧基、乙氧基等之碳數1~6之烷氧基;苯氧基、苄基氧基等之芳基氧基;二甲基胺基、二乙基胺基等之二烷基胺基;乙醯基等之醯基;三氟甲基等之鹵烷基;氰基等。
R1 0 1 ~R1 0 6 ,係各自獨立地表示氫原子、烷基、鹵原子或氰基。又R1 0 4 係以氰基為最佳。
前述一般式(VII)中,R5 1 ~R5 5 ,具體而言,係各自獨立地為可具有取代基之苯基、聯苯基、萘基等之芳香族烴基或噻嗯基、吡啶基等之芳香族雜環基。
前述一般式(VII)所表示之化合物,其較佳之具體例子係如下所示,惟並不限於這些範圍。
這些化合物在電洞阻止層6中,可以單獨使用一種,如有必要,亦可混合二種以上加以使用。
電洞阻止材料,除了前述一般式(VII)所示之混合配位體錯合物以外,亦可使用至少具有一個以下構造式所示之1,2,4-三唑環殘基之化合物者。
至少具有一個以上述構造式所示之1,2,4-三唑環殘基之化合物,其具體例子係如下所示,惟並不限於這些範圍。
電洞阻止材料,進而,例如有至少具有一個以下述構造式所示之菲繞啉環之化合物。
有至少具有一個以上述構造式所示之菲繞啉環之化合物,其具體例係如以下所示,惟並不限於這些範圍。
電洞阻止材料,並係以使用在一分子內含有在第2、4、6位置上具有吡啶環之化合物者為佳。其具體例子如以下所示。
電洞阻止層6之膜厚度,一般為0.3nm以上,較佳為0.5nm以上;並且,一般為100nm以下,較佳為50nm以下者。
電洞阻止層6亦可與電洞輸送層4相同之方法來形成,惟一般係使用真空蒸鍍法。
本發明所使用之有機化合物,可作為十分優良之有機電場發光元件之發光層之主體材料,如後述之實施例所示,本發明中,即使不設置電洞阻止層,亦能獲得十分良好之特性。
(陰極)陰極8,其功能係透過電洞阻止層6而將電子注入發光層5。陰極8所可使用之材料,可使用前述陽極2所使用之材料,惟為有效率地使電子注入,功函數較低之金屬為佳,可使用錫、鎂、銦、鈣、銫、鋁、銀等適當之金屬或其等之合金。具體例子,有鎂-銀合金、鎂-銦合金、鋁-鋰合金等之低功函數合金電極。
陰極8之膜厚度,一般係與陽極2相同者。
基於要保護由低功函數金屬所成之陰極8之目的,如在其上,進而層合一功函數高且相對於大氣為安定之金屬層者,即可增加元件之安定性。
為達到此一目的,可使用鋁、銀、銅、鎳、鉻、金、鉑等金屬。
陰極8與發光層5或後述之電子輸送層7間之界面上,藉由插入LiF、MgF2 、Li2 O等之極薄絕緣膜(0.1~5nm),可提升元件之效率。(Appl.Phys.Lett.,70卷,152頁,1997年;特開平10-74586號公報;IEEE Trans.Electron.Devices,44卷,1245頁,1997年)
(電子輸送層)基於更進一步提高元件之發光效率之目的,如圖2及圖3所示,係以在電洞阻止層6與陰極8之間設有電子輸送層7者為佳。電子輸送層7,可由一種化合物所形成,該化合物係可在賦予電場之電極間,將由陰極8所注入之電子以優良之效率輸送至電洞阻止層6之方向上。
能滿足此種條件之材料,例如有8-羥基喹啉之鋁錯合物等之金屬錯合物(特開昭59-194393號公報)、10-羥基苯并[h]喹啉之金屬錯合物、噁二唑衍生物、二苯乙烯基聯苯基衍生物、Silole類衍生物、3-或5-烴基黃酮金屬錯合物、苯并噁二唑金屬錯合物、苯并噻唑金屬錯合物、苯并咪唑苯(美國專利第5,645,948號)、喹喔啉化合物(特開平6-207169號公報)、菲繞啉衍生物(特開平5-331459號公報)、2-三級丁基-9,10-N,N’-二氰基蒽醌二亞胺、n型氫化非晶質碳化矽、n型硫化鋅、n型硒化鋅等。
上述電子輸送材料上,藉由將鹼金屬摻雜於其中(記載於特開平10-270171號公報、特開2002-100478號公報、特開2002-100482號公報等),可提升電子輸送性。
在形成電子輸送層7時,電洞阻止層6之電子親和力係以與電子輸送層7之電子親和力相較,在同等以下者為佳。
發光層5之發光層材料、電洞阻止層6之電洞阻止材料及用於電子輸送層之電子輸送材料,其還原電位基於調整發光區域、降低驅動電壓之觀點,係以滿足下述關係者為佳。
(電子輸送材料之還原電位)≧(電洞阻止材料之還原電位)≧(發光層材料之還原電位)
在此,電子輸送材料、電洞阻止材料、或發光層材料,如各自以多數加以使用時,其係與最小之還原電位者加以比較後而使用。再者,發光層5如含有主體材料及摻雜材料時,可與主體材料中,最小還原原電位者加以比較後而使用。
前述之電洞阻止材料亦可使用於電子輸送層7。此時,可將前述之電洞阻止材料單獨使用而形成電子輸送層7,或者多數併用者亦可。
電洞阻止層6之膜厚度,一般為5nm以上,較佳為10nm以上;並且,一般為200nm以下,較佳為100nm以下者。
電子輸送層7亦可與電洞輸送層4相同地,以塗佈法或真空蒸鍍法層合於電洞阻止層6之上來形成,惟一般係使用真空蒸鍍法。
如圖4所示,亦可省略電洞阻止層6,而於發光層5及陰極8之間設置電子輸送層7。
(電洞注入層)為達到進一步提升電洞注入之效率,且改善有機層全體之陽極2之附著力之目的,亦可如圖3、4所示,在電洞輸送層4及陽極2間插入電洞注入層3而進行。藉由插入電洞注入層3,在初期之元件之驅動電壓下降之同時,亦有在將元件以定電流連續驅動時,其電壓上升可獲抑制之效果。
電洞注入層3所使用之材料中,其所要求之條件例如有與陽極2之接觸要能形成均一之薄膜,並具有熱安定性。再者,其係以融點及玻璃(態)化溫度高,其融點在300℃以上,玻璃(態)化溫度在100℃以上者為佳。進而,其離子化電位低時,電洞就容易由陽極2注入,且電洞移動度可較大。
電洞注入層3之材料,至目前為止之報告有卟啉衍生物及酞菁化合物(特開昭63-295695號公報)、腙化合物、烷氧基取代之芳香族二胺衍生物、p-(9-蒽基)-N,N’-二-p-甲苯基苯胺、聚伸噻嗯基伸乙烯基及聚-p-伸苯基伸乙烯基、聚苯胺(Appl.Phys.Letts.,64卷,1245頁,1994年)、聚噻吩(OpticalMaterials,9卷,125頁,1998年)、星爆型芳香族三胺(特開平4-308688號公報)等之有機化合物、以及濺射.碳膜(Synth.Met.,91卷,73頁,1997年)、及釩氧化物、釕氧化物、鉬氧化物等之金屬氧化物(J.Phys.D,29卷,2750頁,1996年)。
電洞注入層3之其他結構,例如有含有電洞注入.輸送性之低分子有機化合物及電子接受性化合物之層(記載於特開平11-251067號公報、特開2000-159221號公報等)、及在含有芳香族胺基等之非共軛高分子化合物上視需要而摻雜電子接受性化合物之層(記載於特開平11-135262號公報、特開平11-283750號公報、特開2000-36390號公報、特開2000-150168號公報、特開2001-223084號公報、及WO97/33193號公報等)、或含有聚噻吩等之導電性聚合物之層(特開平10-92584號公報)等。
上述電洞注入層3之材料,可為低分子化合物、高分子化合物之任一者。
低分子化合物,例如有卟啉化合物或酞菁化合物。這些化合物可含有中心金屬,亦可為金屬者。這些化合物之較佳例子,有以下之化合物。
卟啉、5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟啉、5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟啉鈷(II)、5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟啉銅(II)、5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟啉鋅(II)、5,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟啉釩(IV)氧化物、5,10,15,20-四(4-吡啶基)-21H,23H-卟啉、29H,31H-酞菁、銅(II)酞菁、鋅(II)酞菁、鈦酞菁氧化物、鎂酞菁、鉛酞菁、銅(II)4,4’,4”,4’”-四吖-29H,31H-酞菁電洞注入層3,亦可與電洞輸入層4相同地形成薄膜,惟如為無機物時,可進而使用濺射法及電子射線蒸鍍法、電漿CDV法。
如上述所形成之電洞注入層3,其膜厚度如係使用低分子化合物而形成時,一般為3nm以上,較佳為10nm以上;並且,上限一般為100nm以下,較佳為50nm以下者。
電洞注入層3之材料,如使用高分子化合物時,舉例而言,可添加前述高分子化合物及電子接受性化合物,甚至於有必要時,可添加不會成為電洞之捕獲(trap)之黏合劑樹脂,以及塗平(leveling)劑等之塗佈性改良劑等添加劑,再經溶解,而調製成塗佈溶液,並以噴霧法、印刷法、旋轉塗佈法、滴入塗佈法、噴嘴塗佈法等之一般之塗佈法,以及塗佈法及噴墨法等塗佈於陽極2上,經乾燥,而將電洞注入層3形成薄膜。黏合劑樹脂,例如有聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯等。黏合劑樹脂在該層中之含量如過多時,其電洞移動度有降低之虞,故以較少者為佳,該電洞注入層3中之含量係以50重量%以下者為理想。
在薄膜、支持基板、滾輥等之媒介上,可以前述之薄膜形成方法事先形成薄膜,並將媒介上之薄膜,以熱複寫或壓力複寫於陽極2上,而形成薄膜。
如上,使用高分子化合物所形成之電洞注入層3之膜厚度,一般為5nm以上,較佳為10nm以上;並且,上限一般為1000nm,較佳為500nm以下左右。
(有機電場發光元件之層構成)本發明之有機電場發光元件,可為與圖1相反之構造者,亦即,在基板1上依序層合陰極8、電洞阻止層6、發光層5、電洞輸送層4、陽極2,如前所述,可於至少有一者為高透明度之二片基板間,設置本發明之有機電場發光元件。同樣地,亦可與如圖2、圖3、或圖4所示之前述各層構造相反之順序加以層合。在圖1~4之任一層構成中,亦可在不逸脫本發明之旨趣之範圍內,設置一具有上述以外之任一之層,或者兼有上述多數之層之功能者之層,或將層構成簡略化等,加以適當之變形。
(本發明)亦可以使用頂部發光構造及在陰極.陽極上同時使用透明電極之透過型者,進而,亦可使用將圖1所示之層構成加以多數段重疊之構造(將發光單位以多數層合之構造)。此時,在各段間(發光單位間)之界面層(陽極為ITO,陰極為Al者為其二層),舉例來說,可代之以使用將V2 O5 等作為電荷發生層(CGL)者,由於其可使得各段間之障壁變少,從而基於發光效率.驅動電壓之觀點係較佳者。
本發明中,該有機電場發光元件亦適合為單一之元件、配置成陣列狀之構造所成之元件、以及陽極及陰極配置成X-Y矩陣狀之構造中,其任一者。
實施例
以下茲舉出實施例進一步地詳細說明本發明,惟本發明在不超過其要旨之前題下,並不受以下實施例之任何限制。
(有機化合物之合成例)
以下,係表示本發明之有機化合物之合成例。
再者,在以下之合成例中,玻璃(態)化溫度係以DSC測定,氣化溫度係以TG-DTA測定,融點係以DSC測定或TG-DTA測定而各自地求得。
(合成例1)目的物1~2
將3-氟苯甲醛(6.74g)、3-氟乙醯苯(15g)、醋酸銨(53.56g)、及醋酸(136ml),在加熱還流下攪拌10小時,靜置冷卻至室溫。其後,將系統內所析出之結晶過濾,以乙醇沖洗二次,並減壓乾燥後,獲得目的物1之4.15g(回收率22%)白色結晶。
將氫化鈉(55%)(1.45g)、二甲基甲醛100ml之混合溶液在氮氣下充分攪拌,再少量地添加咔唑(5.55g)。其後升溫至80℃並攪拌,在系統內完全溶解時,再添加先前所合成之目的物1(2.0g)。其後在加熱還流下攪拌28小時,靜置冷卻至室溫。接著,添加水90ml、甲醇90ml,過濾掉所析出之結晶,以甲醇加熱沖洗後,利用管柱色層分析法(二氯甲烷/正己烷=3/7)進行純化。進而,以甲醇沖洗後,減壓乾燥而製得目的物2之0.83g(回收率53%)白色結晶。將該結晶0.83g昇華純化時,回收得到白色固體0.58g。
藉由DEI-MS(m/z=(M ))確認其係目的物2。
該物質之氣化溫度為542℃,融點為288℃,玻璃(態)化溫度為146℃。
(合成例2)目的物3~4
在空氣中,將苯甲醛(3.18g)、3',5'-二氟乙醯苯(9.37g)、醋酸銨(29.6g)、及醋酸(75ml),於100℃下攪拌4.9小時後,於冰浴中,加入甲醇、水,再將攜出之沉澱過濾,並以甲醇進行懸浮洗淨之純化後,在減壓下加熱乾燥,而獲得目的物3(2.03g)。
在氮氣氣流中,於氫化鈉(55%,1.40g)之無水N,N-二甲基甲醛(100ml)懸浮液中添加咔唑(5.37g),於80℃下攪拌60分鐘後,添加目的物3(2.03g),再於加熱還流下攪拌4.9小時。將其於冰浴中,加入水(50ml)、甲醇(50ml),再將攜出之沉澱過濾,並以甲醇洗淨。將所得到之固態成分,以氯仿(800ml)純化濃縮後,於加熱還流條件下,在乙醇-氯仿混合溶液中以懸浮洗淨進行純化後,減壓下加熱乾燥,而獲得目的物4(3.69g)。
藉由DEI-MS(m/z=962(M ))確認其係目的物4。
該物質之氣化溫度為562℃,融點為395℃,玻璃(態)化溫度則未能檢測。
(合成例3)目的物5~6
在空氣中,將3’-溴乙醯苯(25.0g)、苯甲醛(6.66g)、醋酸銨(62.0g)、及醋酸(157ml),在加熱還流下攪拌9小時,靜置冷卻至室溫。其後,將析出之結晶過濾並回收後,以乙醇洗淨二次,藉由減壓乾燥,獲得目的物5之2,6-雙(3-溴苯基)-4-苯基吡旋(6.72g,回收率23%)之白色結晶。
在氮氣氣流中,將2,6-雙(3-溴苯基)-4-苯基吡啶(1.45g)、咔唑(1.56g)、銅粉(0.40g)、碳酸鉀(1.72g)、Tetraglyme(5ml),在加熱還流下攪拌11小時,靜置冷卻至室溫。接著,添加氯仿(200ml),過濾掉不溶解物質。將濾液中所包含之氯仿減壓蒸餾後,加入甲醇,再過濾所獲得之析出物進行回收,而以矽凝膠管柱色層分析法(正己烷/二氯甲烷=2/1)進行純化。進而,以二氯甲烷/甲醇混合液加以洗淨,再以減壓乾燥,而製得目的物6之2,6-雙(N-咔唑苯基)-4-苯基吡啶(0.94g,回收率47%)之白色結晶。將該結晶昇華純化時,回收得到白色固體0.83g。
藉由DEI-MS(m/z=637(M ))及1 H-NMR,確認其係目的物6之2,6-雙(N-咔唑苯基)-4-苯基吡啶。
1 H-NMR(CDCl3 ,270MHz)係如以下數據所示。
8.40(s,2H),8.31(d,2H),8.16(d,4H),7.96(s,2H),7.75(dd,2H),7.73(d,2H),7.65(d,2H),7.54-7.46(m,7H),7.36(dd,4H),7.28(dd,4H)。
該物質之氣化溫度為489℃,融點為266℃,玻璃(態)化溫度為114℃。
(合成例4)目的物7~8
將3’-溴乙醯苯(40.3g)、4-溴苯甲醛(15g)、醋酸銨(79.9g)、及醋酸(150ml),在加熱還流下攪拌9小時,靜置冷卻至室溫。其後,將析出之結晶過濾後,以乙醇加熱洗淨二次,藉由減壓乾燥,獲得目的物7(9.35g,回收率21%)之白色結晶。
在氮氣環境下,在升溫至60℃之目的物7(4.5g)、咔唑(5.0g)、三級丁氧基鈉(5.3g)、及甲苯(150ml)之混合物中,將三(二苄叉丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物(0.46g)、三(三級丁基)膦(0.9g)、及甲苯(10ml)在氮氣環境下,以60℃攪拌10分鐘所成之調製溶液加入,再以100℃攪拌8小時。靜置冷卻至室溫後,濾掉不溶解物質,濃縮濾液,加入甲醇,再濾取所析出之結晶。其後,以水/甲醇混合液加以洗淨,再以矽凝膠管柱色層分析法(正己烷/二氯甲烷=7/3)進行純化。進而,以乙酸乙酯洗淨,再減壓乾燥,獲得目的物8(1.70g,回收率25%)之白色結晶。將該白色結晶1.7g昇華純化時,回收得到白色固體1.26g。
藉由DEI-MS(m/z=802(M )),確認其係目的物8。
該物質之氣化溫度為553℃,玻璃(態)化溫度為152℃。
(合成例5)目的物9~10
在空氣中,將9-菲羧基醛(4.29g)、3’-溴乙醯苯(8.28g)、醋酸銨(20.5g)、及醋酸(52ml),以100℃攪拌5小時後,除去上清液,加入甲醇,洗去殘留之黏性液體,再除去洗液後,以矽凝膠管柱色層及甲醇懸浮洗淨而純化後,減壓下加熱乾燥,而獲得目的物9(3.00g)。
在氮氣氣流中,將目的物9(2.26g)、咔唑(1.61g)、三級丁基膦(0.19g)、及無水甲苯(36ml)之溶液中,將三(二苄叉丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物(0.46g)、三(三級丁基)膦(0.9g)、及無水甲苯(4ml)在氮氣環境下,以50℃攪拌30分鐘所成之調製溶液加入,在加熱還流下,攪拌1.5小時。於所得到之溶液中加入甲醇(100ml),再濾掉所析出之沉澱,將其以二氯甲烷(300ml)進行萃取,再以矽凝膠管柱色層分析法進行純化後,減壓下加熱乾燥,獲得目的物10(1.70g)。
藉由DEI-MS(m/z=737(M ))確認其係目的物10。
該物質之氣化溫度為527℃,融點為271℃,玻璃(態)化溫度為147℃。
(合成例6)目的物11~13
在氮氣氣流中,將咔唑(7.00g)、溴碘苯(14.2g)、銅粉末(2.66g)、碳酸鉀(5.79g)、Tetraglyme(10ml),在140℃加熱下攪拌5小時,靜置冷卻至室溫。在反應終了後,於反應液中加入氯仿,過濾掉不溶解物質。將濾液中所包含之氯仿減壓餾去後,再以矽凝膠管柱色層分析法(正己烷/甲苯=4/1)進行純化。再以減壓乾燥,而製得目的物11之無色黏稠液體(10.5g,回收率78%)。
在氮氣氣流中,將目的物11(10.5g)、雙(頻那酯(pinacolate)二硼)(9.93g)、醋酸鉀(10.9g)、無水二甲基亞碸(190ml),於60℃加熱下,攪拌15分鐘,再加入[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂(合)鐵]二氯鈀(II)二氯甲烷錯合物(0.799g),而於80℃加熱下,攪拌9小時。靜置冷卻至室溫後,於反應液中加入水(250ml)、甲苯(500ml),再度攪拌。將水層以甲苯再萃取二次後,配合有機層,而加入硫酸鎂及活性白土。將硫酸鎂及活性白土濾掉,再減壓餾去甲苯。將析出之結晶以冷卻之甲苯加以洗淨,再以減壓乾燥,而製得目的物12之白色結晶(9.86g,回收率80%)。
在氮氣氣流中,於目的物5(1.86g)、目的物12(3.84g)、二甲氧基乙醇(80ml)、及水(12ml)之混合物中,依次投入四(三苯基膦)鈀(0.37g)、碳酸鉀(3.32g),在加熱還流下,攪拌6小時。於所得到之溶液中加入食鹽水(100ml),並以二氯甲烷(2×100ml)萃取後,在有機層中加入無水硫酸鎂及活性白土。將攪拌、過濾、濃縮所得到之固態成分,以矽凝膠管柱色層分析法進行純化,而獲得目的物13(2.16g)。
藉由DEI-MS(m/z=789(M )),確認其係目的物13。
該物質之氣化溫度為541℃,融點無法被檢測,而玻璃(態)化溫度為125℃。
(合成例7)目的物14~16
在氮氣氣流中,在-60~-65℃之乙醇浴中冷卻,同時於目的物11(9.06g)之無水四氫呋喃(400ml)溶液中,以7分鐘將1.54M正丁基鋰之正己烷溶液(27.4ml)滴入之後,攪拌40分鐘。在其上,加入三異丙氧基硼烷(13.0 ml),於室溫下攪拌2.2小時後,加入1N鹽酸水溶液(45ml),再攪拌30分鐘。於減壓下自所得到之溶液將四氫呋喃餾去之後,加入二乙醚(400ml)、飽和食鹽水(100ml),震盪混合後,分取其有機層,再將其以飽和食鹽水洗滌。在所得到之有機層中加入無水硫酸鎂及活性白土,並攪拌、過濾、及濃縮。所得到之固態成分,以水及正己烷懸浮洗淨後,自乙醇-正己烷以再沉澱進行純化,而獲得目的物14(4.03g)。
在氮氣氣流中,於目的物15(1.86g)、目的物14(4.0g)、二甲氧基乙醇(80ml)、及水(12ml)之混合物中,依次投入四(三苯基膦)鈀(0.37g)、碳酸鉀(3.32g),在加熱還流下,攪拌4.5小時。於所得到之溶液中加入甲醇(70ml)、水(50ml),過濾,並將所得到之固態成分以二氯甲烷(200ml)萃取後,在萃取液中加入活性白土並攪拌後,過濾、濃縮,再將所得到之固態成分,以四氫呋喃-乙醇-甲醇之再沉澱進行純化,而獲得目的物16(2.76g)。
藉由DEI-MS(m/z=789(M )),確認其係目的物16。
該物質之氣化溫度為556℃,融點為221℃,結晶化溫度為288℃,而玻璃(態)化溫度為141℃。
(合成例8)目的物17~18
將3’-溴乙醯苯(25g)、4-苯基苯甲醛(13g)、醋酸銨(64.4g)、醋酸(165ml),於加熱還流下,攪拌9小時,靜置冷卻至室溫。其後,將析出之結晶過濾並回收後,以乙醇加熱洗淨二次,藉由減壓乾燥,獲得目的物17(7.483g,回收率21.2%)之白色結晶。
在氮氣氣流中,在升溫至60℃之目的物17(5.0g)、咔唑(3.7g)、三級丁氧基鈉(3.92g)、及甲苯(150ml)之混合物中,將三(二苄叉丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物(0.296g)、三(三級丁基)膦(0.53g)、及甲苯(10ml)在氮氣環境下,以60℃攪拌10分鐘所成之調製溶液加入,再以110℃攪拌4小時。靜置冷卻至室溫後,濾掉不溶解物質,濃縮濾液,加入甲醇,再濾取所析出之結晶。其後,以水/甲醇混合液加以洗淨,並以乙酸乙酯加熱洗淨後,以矽凝膠管柱色層分析法(正己烷/二氯甲烷=2/1)進行純化。進而,以乙酸乙酯洗淨,再減壓乾燥,而獲得目的物18(4.345g,回收率65.8%)之白色結晶。將該白色結晶1.9g昇華純化時,回收得到白色固體1.5g。
藉由DEI-MS(m/z=713(M )),確認其係目的物18。
該物質之玻璃(態)化溫度為126℃,氣化溫度為526℃。
(合成例9)目的物19~20
在氮氣氣流中,冰浴下,於氯磺酸(14.3ml)中加入3-溴苯甲腈(7.81g),將其攪拌至均一之溶液後,於室溫下攪拌5.7小時。將所得到之溶液緩慢地投入冰水(220ml)中,充分攪拌後,濾取該沉澱,再以甲醇洗淨。將其在110℃下溶解於N,N-二甲基甲醯胺(150ml)中後,再加入乙醇(30ml)於該溶液中,將所析出之沉澱過濾取出、乾燥,獲得目的物19(4.26g)之白色固體。
在氮氣氣流中,在目的物19(1.50g)、咔唑(1.65g)、三級丁氧基鈉(1.74g)、及無水甲苯(82ml)之混合物中,將三(二苄叉丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物(0.154g)、三(三級丁基)膦(0.24ml)、及甲苯(7ml)在氮氣環境下,以50℃攪拌30分鐘所成之調製溶液加入,再於加熱還流下攪拌6.3小時。於所得到之溶液中加入甲醇(110ml),過濾取出其析出之沉澱,以氯仿萃取,將餾去溶劑後所得到之固態成分以氯仿-甲醇混合溶劑加以洗淨,進而自N,N-二甲基甲醯胺進行再結晶後,以昇華純化(真空度1×10 3 Pa,最高加熱溫度420℃)來進行純化,而得到目的物20之蛋黃色固體(1.21g)。
藉由DEI-MS(m/z=804(M )),確認其係目的物20。
該物質之玻璃(態)化溫度為159℃,結晶化溫度為239℃,融點為323℃,而氣化溫度則為551℃。
(合成例10)目的物21~23
在氮氣氣流中,將咔唑(6.82g)、4-溴碘苯(15.0g)、銅粉末(2.61g)、碳酸鉀(11.3g)、Tetraglyme(30ml),在145℃加熱下攪拌5小時,靜置冷卻至室溫。於反應混合物中加入氯仿,過濾掉不溶解物質。將濾液中所包含之氯仿減壓餾去後,再以矽凝膠管柱色層分析法(正己烷/甲苯=4/1)進行純化。再以減壓乾燥,而製得目的物21之白色結晶(9.08g,回收率69%)。
在氮氣氣流中,將目的物21(4.50g)、雙(頻那酯(pinacolate)二硼)(4.61g)、醋酸鉀(4.61g)、二甲基亞碸(75ml),於60℃加熱下,攪拌15分鐘,再加入[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂(合)鐵]二氯鈀(II)二氯甲烷錯合物(0.343g),而於80℃加熱下,攪拌6小時。靜置冷卻至室溫後,於反應液中加入水(250ml)、甲苯(500ml),再度攪拌。將水層以甲苯再萃取二次後,配合有機層,而加入硫酸鎂及活性白土。將硫酸鎂及活性白土濾掉,再減壓餾去甲苯。將析出之結晶以冷卻之甲醇加以洗淨,再以減壓乾燥,而製得目的物22之白色結晶(4.46g,回收率86%)。
在氮氣氣流中,於2,6-雙(3-溴苯基)-4-苯基吡啶(1.47g)目的物22(2.80g)、碳酸鉀(2.62g)、二甲氧基乙烷(15ml)、及水(5ml)之混合物中,投入四(三苯基膦)鈀(0.183g),於加熱還流下,攪拌8小時。靜置冷卻至室溫後,於反應液中加入甲醇,將所得到之析出物以過濾回收,再以水/甲醇混合液加以洗淨。以矽凝膠管柱色層分析法(正己烷/二氯甲烷=3/2)進行純化後,以乙酸乙酯及二氯甲烷/乙烷混合液洗淨,再減壓乾燥,而獲得目的物23(1.76g,回收率71%)之白色結晶。將該白色結晶進行昇華純化時,回收得到白色固體1.50g。
藉由DEI-MS(m/z=790(M )),確認其係目的物23。
該物質之氣化溫度為558℃,融點為295℃,而玻璃(態)化溫度則為143℃。
(合成例11)目的物24
根據傳統方法,使3,6-二溴咔唑與苯基硼酸進行反應,而合成3,6-二苯基咔唑。
在氮氣環境下,在升溫至60℃之2,6-雙(3-溴苯基)-4-苯基吡啶(1.30g)、3,6-二苯基咔唑(2.68g)、三級丁氧基鈉(1.18g)、及甲苯(25ml)之混合物中,將三(二苄叉丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物(0.104g)、三(三級丁基)膦(0.162g)、及甲苯(5ml)在氮氣環境下,以60℃攪拌10分鐘所成之調製溶液加入,再以110℃攪拌8小時。靜置冷卻至室溫後,濃縮,加入甲醇,過濾回收所獲得之析出物,再以水/甲醇混合液加以洗淨。另以矽凝膠管柱色層分析法(正己烷/甲苯=1/1)進行純化後,再以N,N-二甲基甲醯胺/乙醇混合液及二氯甲烷/甲醇混合液加以洗淨,藉由減壓乾燥,而獲得目的物24(1.81g,回收率69%)之白色結晶。將該白色結晶昇華純化時,回收得到白色固體1.35g。
藉由DEI-MS(m/z=942(M )),確認其係目的物24。
該物質之氣化溫度為570℃,融點無法被觀測,而玻璃(態)化溫度則為172℃。
(有機電場發光元件之製作例子)
以下,茲舉出本發明之有機電場發光元件之製作例子。
再者,於下述中,就所製作之有機電場發光元件之一部,進行下述之驅動壽命試驗。
(驅動壽命試驗1)
就所製作之元件,在下述之條件下,進行驅動壽命試驗1。
溫度:室溫驅動方式:直流驅動(DC驅動)初期亮度:2,500 cd/m2
以定電流使其連續發光,比較其至亮度減少2成(L/L0 =0.8)為止之時間。各自以後述之參考例2製作之標準元件2之時間作為1.00,再求出其相對時間。
(驅動壽命試驗2)
就所製作之元件,在下述之條件下,進行驅動壽命試驗2。
溫度:室溫驅動方式:直流驅動(DC驅動)初期亮度:2,500 cd/m2
以定電流使其連續發光,比較其至亮度減少3成(L/L0 =0.7)為止之時間。各自以後述之參考例1製作之標準元件1之時間作為1.00,再求出其相對時間。
(驅動壽命試驗3)
就所製作之元件,在下述之條件下,進行驅動壽命試驗3。
溫度:室溫驅動方式:直流驅動(DC驅動)初期亮度:2,500 cd/m2
以定電流使其連續發光,比較其至亮度減少5成(L/L0 =0.5)為止之時間。各自以後述之參考例1製作之標準元件1之時間作為1.00,再求出其相對時間。
(參考例1)
標準元件1之製作將具有圖3所示構造之有機電場發光元件,以下述方法加以製作。
將在玻璃基板1上堆積有150nm之銦.錫氧化物(ITO)透明導電膜者(濺鍍成膜品;薄片電阻15Ω),以一般之光微影技術及鹽酸蝕刻而濺鍍成2mm寬之條紋,並形成陽極2。將形成有圖型之ITO基板,依序以丙酮進行超音波洗淨,以純水水洗,再以異丙醇進行超音波洗淨後,吹氮氣使其乾燥,最後再進行紫外線洗淨。
電洞注入層3之材料,係將具有下述所示之構造式之芳香族胺基之非共軛系高分子化合物(PB-1(重量平均分子量:29400,數平均分子量:12600)),與下述所示之構造式之電子接受性化合物(A-2),共同地以下述之條件進行旋鍍(spin coat)。
旋鍍條件溶劑 安息香酸乙酯塗佈液濃度 2[wt%]PB-1:A-2 10:2(重量比)光阻塗佈機旋轉數 1500[rpm]光阻塗佈機旋轉時間 30[秒]乾燥條件 230[℃]×15[分]
依據上述之旋鍍,可形成膜厚度為30nm之均一薄膜。
接著,將有電洞注入層3成膜之基板,設置於真空蒸鍍裝置內。
將上述之裝置以油旋轉幫浦進行粗排氣之後,再以低溫幫浦將裝置內排氣至真空度為6.2×10 5 Pa(約4.7×10 7 Torr)以下。放入上述裝置內所配置之陶瓷坩鍋內,再將下述所示之芳基胺化合物(H-1)以坩鍋周圍之鉭線加熱器加熱,以進行蒸鍍。此時之坩鍋溫度,則控制在318~334℃之範圍。蒸鍍時之真空度為7.0×10 5 Pa(約5.3×10 7 Torr),且蒸鍍速度為0.21 nm/秒,而獲得膜厚度為40nm之電洞輸送層4。
接著,將下述所示之咔唑衍生物(CBP)作為發光層5之主成分(主要材料),並將有機銦錯合物(D-1)作為副成分(摻雜物),設置於個別的陶瓷坩鍋中,再以二元同時蒸鍍法使其成膜。
控制使化合物(CBP)之坩鍋溫度為295~299℃,蒸鍍速度為0.11 nm/秒,且化合物(D-1)之坩鍋溫度為252~255℃,而使含有約6重量%之化合物(D-1)之發光層5以膜厚度為30nm層合於電洞輸送層4之上。蒸鍍時之真空度為6.7×10 5 Pa(約5.0×10 7 Torr)。
進而,以坩鍋溫度為211~215℃,且蒸鍍速度為0.09 nm/秒之條件,將下述所示之吡啶衍生物(HB-1)作為電洞阻止層6,並層合5 nm之膜厚度。蒸鍍時之真空度為6.2×10 5 Pa(約4.7×10 7 Torr)。
接著,在電洞阻止層6之上,將下述所示之鋁之8-烴基喹啉錯合物(ET-1)同樣地進行蒸鍍。此時鋁之8-烴基喹啉錯合物之坩鍋溫度控制為234~245℃之範圍,蒸鍍時之真空度為6.0×10 5 Pa(約4.5×10 7 Torr),蒸鍍速度為0.22 nm/秒,而作成膜厚度為30nm者。
上述之電洞注入層3、電洞輸送層4、發光層5、電洞阻止層6及電子輸送層7,其進行真空蒸鍍時之基板溫度係保持於室溫。
在此,將蒸鍍至電子輸送層6為止之元件,自前述真空蒸鍍裝置中取出至大氣中,並將2mm寬之條紋狀遮罩(shadow mask)作為陰極蒸鍍用之光罩,並與陽極2之ITO條紋交叉而與元件密接,再設置於其他之真空蒸鍍裝置內,而與有機層同樣地排氣至裝置之真空度為2.0×10 6 Torr(約2.7×10 4 Pa)。陰極8,首先將氟化鋰(LiF)使用鉬板,以蒸鍍速度為0.03 nm/秒,真空度為2.8×10 6 Torr(約3.7×10 4 Pa),在電子輸送層7上成膜為0.5nm之膜厚度。接著,將鋁同樣地以鉬板加熱,而以蒸鍍速度為0.46 nm/秒,真空度為9.6×10 6 Torr(約1.3×10 3 Pa),形成膜厚度為80nm之鋁層並完成了陰極8。以上之二層型陰極8之蒸鍍時之基板溫度,階保持於室溫。
如上所述,可獲得一具有2mm×2mm大小之發光面積部分之有機電場發光元件。該元件之發光特性係如以下所示。
亮度/電流密度:24.7[cd/A]@2.5mA/cm2 電壓:6.0[V]@2.5mA/cm2 發光效率:20.7[1m/w]@100cd/m2 亮度保持率:0.97@250mA/cm2
在此,亮度保持率係以250mA/cm2 驅動時,在驅動開始50秒後之亮度(L)除以驅動開始時之亮度(L0 )之值,而作為驅動安定性之指標。
元件之發光光譜之極大波長為512nm,經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.59)
(參考例2)
標準元件2之製作不將電洞阻止層層合吡啶衍生物(HB-1),此外均與標準元件1相同地,而製作具有圖4所示構造之元件。該元件之發光特性係如表1所示。再者,表1中之發光特性值,係各自地將標準元件1作為1.00時之相對值。
元件之發光光譜之極大波長為512nm,色度則為CIE(x,y)=(0.29,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。即使無電洞阻止層由有機銥錯合物亦可獲得發光,惟與標準元件1相比,其發光效率較低而驅動電壓較高。
(實施例1)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例3所合成之目的物6(以下述構造式所表示之EM-1)來取代咔唑衍生物(CBP)以外,其餘均與參考例1之標準元件1相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率較高,而驅動電壓則低,且驅動壽命亦長。
(實施例2)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例3所合成之目的物6(以下述構造式所表示之EM-1)來取代咔唑衍生物(CBP)以外,其餘均與參考例2之標準元件2相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率較高,而驅動電壓則低,且驅動壽命亦長。
再者,如將標準元件1及2之特性與實施例1及2之元件之特性加以比較時,使用本發明之有機化合物之實施例1、2之元件,其不論有無電洞阻止層,皆可說是發光效率高,且驅動電壓低之安定元件。
(實施例3)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例1所合成之目的物2(以下述構造式所表示之EM-2)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率較高,而驅動電壓則低,且可說是安定之元件。
(實施例4)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例2所合成之目的物4(以下述構造式所表示之EM-3)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例1相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.31,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率較高,而驅動電壓則低。
(實施例5)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例2所合成之目的物4(以下述構造式所表示之EM-3)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
該元件之發光特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.31,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率較高,而驅動電壓則低。
再者,如將標準元件1及2之特性與實施例4及5之元件之特性加以比較時,使用本發明之有機化合物之實施例4、5之元件,其不論有無電洞阻止層,皆可說是發光效率高,且驅動電壓低之安定元件。
(實施例6)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例8所合成之目的物18(以下述構造式所表示之EM-4)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例1相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.59),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率略低,而驅動壽命則長。
(實施例7)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例8所合成之目的物18(以下述構造式所表示之EM-4)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.58),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率略低,而驅動壽命則長。
(比較例1)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用下述所示之(EM-11)來取代目的物(EM-1)以外,其餘均與實施例1相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.31,0.61),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件與標準元件1及實施例1之元件相較,其發光效率較低。再者,與實施例1之元件相比較,其驅動壽命較短。
(比較例2)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用上述(EM-11)來取代目的物(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
該元件之發光特性及壽命特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.31,0.61),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件與實施例2之元件相比較,其發光效率較低,再者,驅動壽命較短。
(比較例3)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用下述所示之(EM-12)來取代目的物(EM-1)以外,其餘均與實施例1相同地製作其元件。
該元件之發光特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件與實施例3之元件同樣地,與標準元件1相較其發光效率較高,驅動電壓亦低,惟其亮度保持率差,且與實施例3之元件相異而欠缺驅動安定性。
(比較例4)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用上述(EM-12)來取代目的物(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
該元件之發光特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件與實施例3之元件同樣地,與標準元件1相較其發光效率較高,驅動電壓亦低,惟其亮度保持率差,且與實施例3之元件相異而欠缺驅動安定性。
(實施例8)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例10所合成之目的物23(以下述構造式所表示之EM-5)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例1相同地製作其元件。
該元件之發光特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率較高,而驅動電壓則低,且驅動壽命亦長。
(實施例9)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例10所合成之目的物23(以下述構造式所表示之EM-5)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例1相同地製作其元件。
該元件之發光特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.29,0.59),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
該元件之發光效率較高,而驅動電壓則低。
再者,如將標準元件1及2之特性與實施例8及9之元件之特性加以比較時,使用本發明之有機化合物之實施例8、9之元件,其不論有無電洞阻止層,皆可說是發光效率高,且驅動電壓低之安定元件。
(實施例10)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例6所合成之目的物13(以下述構造式所表示之EM-6)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例1相同地製作其元件。
該元件之發光特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為514nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
(實施例11)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例6所合成之目的物13(以下述構造式所表示之EM-6)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
該元件之發光特性係示於表1。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
再者,如將標準元件1及2之特性加以比較時,使用本發明之有機化合物之實施例10、11之元件,其不論有無電洞阻止層,皆可說是驅動壽命長之安定元件。
(實施例12)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例11所合成之目的物24(以下述構造式所表示之EM-7)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.59),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
(實施例13)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例9所合成之目的物20(以下述構造式所表示之EM-8)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
元件之發光光譜之極大波長為518nm,色度則為CIE(x,y)=(0.35,0.59),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
(實施例14)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例5所合成之目的物10(以下述構造式所表示之EM-9)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
元件之發光光譜之極大波長為518nm,色度則為CIE(x,y)=(0.35,0.59),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
(實施例15)
除了發光層5之主成分(主體材料),係使用合成例7所合成之目的物16(以下述構造式所表示之EM-10)來取代目的物6(EM-1)以外,其餘均與實施例2相同地製作其元件。
元件之發光光譜之極大波長為513nm,色度則為CIE(x,y)=(0.30,0.60),經鑑定為自有機銥錯合物(D-1)所得者。
上述特定之態樣雖係用以說明本發明,惟對於習於此技藝者而言,在不逸脫本發明之意圖及範圍之情形下,當有可能作各種改變。
再者,本發明係基於2004年12月10日所申請之日本發明申請案(特願2004-358592),並援用該發明案所引用之整體內容者。
圖1:係表示本發明之有機電場發光元件之一例之模式性斷面圖。
圖2:係表示本發明之有機電場發光元件之另一例之模式性斷面圖。
圖3:係表示本發明之有機電場發光元件之另一例之模式性斷面圖。
圖4:係表示本發明之有機電場發光元件之另一例之模式性斷面圖。

Claims (28)

  1. 一種有機化合物,其特徵係於一分子內具有2個以上之下述式(I)所示之部分構造者, 式中,Cz表示咔唑基,Z表示直接鍵結或苯環、萘環、蒽環、菲環、苝環、丁省環、芘環、苯并芘環、環、三鄰亞苯環、熒蒽環之6員環之單環或2~5縮合環衍生之二價之結合基,或其等以複數個結合而形成之二價之結合基,Cz、Z、及環A1 ,其可具有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基之取代基,在一分子中存在之多數個Cz,其可為相同或相異,在一分子中存在之多數個Z,其可為相同或相異,在一分子中存在之多數個環A1 ,其可為相同或相異,除去同一環B1 中之N原子彼此以外,其他在一分子中所存在之N原子彼此間不共軛,在一分子中存在之吡啶環僅為一個, 在一分子中存在之多數個Q,其係表示與下述式(II)之G連接之直接鍵結, 式中,環B1 係表示具有n個N原子作為雜原子之六員環之芳香族雜環,n為1~3之整數,G,如與Q相連接時,係表示與Q連接之直接鍵結或任意之結合基,G,如不與Q相連接時,係表示芳香族烴基,G,係與位於環B1 之N原子之鄰位及對位之C原子鍵結者,m為3~5之整數,在一分子中存在之多數個G,其可為相同或相異,環B1 ,在G以外亦可具有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基之取代基者。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機化合物,其中該式(II)係下述式(II-1)~(II-4)之任一者, 式中,G係與式(II)中同義者。
  3. 如申請專利範圍第1項之有機化合物,其中該式(II)係該式(II-1)者。
  4. 如申請專利範圍第1項之有機化合物,其中該式(I)係下述式(I-1)者, 式中,Z、環A1 、Q係各與式(I)中同義者。
  5. 如申請專利範圍第1項之有機化合物,其中G及Z係直接鍵結或-(Ph)p -(惟,Ph表示可具有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基取代基之伸苯基,p為1~8之整數)者。
  6. 一種以下述式(III)所示之有機化合物, 式中,Cz、Z、環A1 、Q係各與式(I)中同義者,G則係與式(II)中同義者,再者,環C1 之第三位及/或第五位,可為以苯基之芳基、吡啶基之雜芳基、甲基之烷基進行取代者。
  7. 如申請專利範圍第6項之有機化合物,其中在該式(III)中,G為-(Ph)p -(惟,Ph表示可具有烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基取代基之伸苯基,p為1~8之整數)者。
  8. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,不共軛之N原子彼此間,係不以下述部分構造而鍵結者, 惟,G1 、G2 、G3 為各自獨立地,表示氫原子或烷基、芳香族烴基、醯基、烷氧基、芳基氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、鹵原子、芳基胺基、烷基胺基、及芳香族雜環基之取代基,或構成芳香族烴環及芳香族雜環之一部。
  9. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,其一分子中係具有2個或3個該式(I)所表示之部分構造者。
  10. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,環A1 係不具有Z及Q以外之取代基者。
  11. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,該式(I)所表示之部分構造中,該除去式(II)之部分以外之部分,係選自下述V-1、V-2、V-3、V-5、V-6、及V-12之中者,
  12. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,分子量係200~4000者。
  13. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,其玻璃(態)化溫度係90℃以上,氣化溫度係700℃以下,融點則係150℃以上者。
  14. 一種有機化合物,其特徵為以下述式(IV)所表示者, 式中,Cz、Z、Q、環A1 係各與式(I)中同義者,G 係與式(II)中同義者,環C1 則係與式(III)中同義者。
  15. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  16. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  17. 一種以下述構造式EM-3所表示之有機化合物,
  18. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  19. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  20. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1 項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  21. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  22. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  23. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  24. 一種有機化合物,其特徵為如申請專利範圍第1項中,有機化合物係以下述構造式所表示者,
  25. 一種電荷輸送材料,其特徵係含有如申請專利範圍第1項之有機化合物。
  26. 一種有機電場發光元件,其特徵係於基板上,具有陽極、陰極、以及在該兩極間所設置之有機發光層之有機電場發光元件中,具有包含如申請專利範圍第1項之有機化合物之層者。
  27. 如申請專利範圍第26項之有機電場發光元件,其中該包含有機化合物之層係有機發光層者。
  28. 如申請專利範圍第27項之有機電場發光元件,其中在該有機發光層中,係以如申請專利範圍第1項之有機化合物作為主體(Host)材料,且相對於該主體材料,則摻雜有機金屬錯合物者。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5261887B2 (ja) 2005-05-17 2013-08-14 三菱化学株式会社 モノアミン化合物、電荷輸送材料および有機電界発光素子
WO2006126542A1 (ja) * 2005-05-24 2006-11-30 Pioneer Corporation 有機エレクトロルミネッセンス素子
US8053092B2 (en) 2005-12-12 2011-11-08 Hodogaya Chemical Co., Ltd. m-carbazolylphenyl compounds
JP5080272B2 (ja) * 2005-12-16 2012-11-21 パイオニア株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
GB0617167D0 (en) 2006-08-31 2006-10-11 Cdt Oxford Ltd Compounds for use in opto-electrical devices
JP5167747B2 (ja) * 2006-10-04 2013-03-21 三菱化学株式会社 低分子塗布型有機電界発光素子用の電荷輸送材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子用薄膜および有機電界発光素子
JP5153127B2 (ja) * 2006-11-28 2013-02-27 キヤノン株式会社 アミン化合物及び有機発光素子
KR100850886B1 (ko) * 2007-09-07 2008-08-07 (주)그라쎌 전기발광용 유기금속 화합물 및 이를 발광재료로 채용하고있는 표시소자
JP5499487B2 (ja) * 2008-02-25 2014-05-21 三菱化学株式会社 キノリン系化合物、有機電界発光素子用材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機elディスプレイおよび有機el照明
KR101598931B1 (ko) * 2008-03-24 2016-03-02 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자용 화합물 및 이것을 이용한 유기 전계 발광 소자
KR101224758B1 (ko) * 2008-04-24 2013-01-21 쇼와 덴코 가부시키가이샤 전하 수송성 고분자 화합물 및 이것을 사용한 유기 전계 발광 소자
JP5338184B2 (ja) * 2008-08-06 2013-11-13 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置
KR101288557B1 (ko) 2008-12-24 2013-07-22 제일모직주식회사 신규한 유기광전소자용 화합물 및 이를 포함하는 유기광전소자
US7989476B2 (en) 2009-01-08 2011-08-02 General Electric Company Electron-transporting materials and processes for making the same
US8691399B2 (en) * 2009-01-08 2014-04-08 General Electric Company Electron-transporting materials and processes for making the same
US8722205B2 (en) * 2009-03-23 2014-05-13 Universal Display Corporation Heteroleptic iridium complex
US11910700B2 (en) 2009-03-23 2024-02-20 Universal Display Corporation Heteroleptic iridium complexes as dopants
US8709615B2 (en) 2011-07-28 2014-04-29 Universal Display Corporation Heteroleptic iridium complexes as dopants
US20110177622A1 (en) * 2009-12-28 2011-07-21 Global Solar Energy, Inc. Apparatus and methods of mixing and depositing thin film photovoltaic compositions
JP5560592B2 (ja) * 2009-05-29 2014-07-30 三菱化学株式会社 含窒素複素環化合物、有機電界発光素子材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機elディスプレイ及び有機el照明
US8617720B2 (en) 2009-12-21 2013-12-31 E I Du Pont De Nemours And Company Electroactive composition and electronic device made with the composition
JP5584702B2 (ja) * 2009-12-28 2014-09-03 新日鉄住金化学株式会社 有機電界発光素子
KR20120057606A (ko) * 2010-03-05 2012-06-05 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 일렉트로루미네선스 소자용 재료 및 그것을 사용한 유기 일렉트로루미네선스 소자
JP2012033918A (ja) 2010-07-08 2012-02-16 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子、有機電界発光デバイス、有機el表示装置及び有機el照明
DE102010027218A1 (de) 2010-07-15 2012-01-19 Merck Patent Gmbh Organische Komplexe enthaltend Metalle
US8963143B2 (en) * 2010-11-09 2015-02-24 Koninklijkle Philips N.V. Organic electroluminescent device
EP2712859B1 (en) * 2010-12-10 2016-11-09 Korea University Research and Business Foundation Compounds having hole conducting property, co-adsorbent body comprising same, and dye-sensitized solar cell comprising the co-adsorbent body
EP2655347A1 (en) * 2010-12-20 2013-10-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Triazine derivatives for electronic applications
JPWO2012086170A1 (ja) 2010-12-20 2014-05-22 出光興産株式会社 芳香族複素環誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5206907B2 (ja) 2011-04-07 2013-06-12 三菱化学株式会社 有機化合物、電荷輸送材料、該化合物を含有する組成物、有機電界発光素子、表示装置及び照明装置
WO2013062075A1 (ja) * 2011-10-26 2013-05-02 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
CN102503937B (zh) * 2011-11-18 2014-09-10 华南理工大学 含有吡啶和咔唑的双极性有机材料及其制备方法和应用
WO2013077362A1 (ja) 2011-11-22 2013-05-30 出光興産株式会社 芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5684206B2 (ja) * 2012-09-14 2015-03-11 株式会社東芝 有機電界発光素子
KR102254278B1 (ko) * 2012-11-23 2021-05-20 메르크 파텐트 게엠베하 전자 소자용 재료
KR101593182B1 (ko) 2012-12-12 2016-02-19 삼성전자 주식회사 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
CN105473569B (zh) 2013-11-13 2021-01-01 出光兴产株式会社 化合物、有机电致发光元件用材料、有机电致发光元件和电子设备
CN104370887B (zh) * 2013-12-26 2016-08-24 北京阿格蕾雅科技发展有限公司 2,6-双[3-(n-咔唑基)苯基]吡啶类化合物的合成方法
EP3156402B1 (en) * 2014-06-11 2021-11-10 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Pyrimidine derivative and organic electroluminescent element
JP6421502B2 (ja) * 2014-09-02 2018-11-14 東ソー株式会社 トリアジン化合物、その製造方法、及びそれを構成成分とする有機電界発光素子
KR20170023025A (ko) * 2014-07-01 2017-03-02 토소가부시키가이샤 트라이아진 화합물, 그의 제조 방법 및 그의 용도
JP6500644B2 (ja) * 2014-07-01 2019-04-17 東ソー株式会社 トリアジン化合物、その製造方法、及びその用途
CN105646459A (zh) * 2014-11-13 2016-06-08 上海和辉光电有限公司 一种化合物及其制备方法和应用
WO2016084962A1 (ja) 2014-11-28 2016-06-02 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
WO2016160703A1 (en) 2015-03-27 2016-10-06 Harrup Mason K All-inorganic solvents for electrolytes
JP6764671B2 (ja) * 2015-04-14 2020-10-07 株式会社半導体エネルギー研究所 複素環化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
US10153437B2 (en) 2015-05-12 2018-12-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
KR102491790B1 (ko) * 2015-09-25 2023-01-26 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광소자
US20170104172A1 (en) * 2015-10-12 2017-04-13 The Regents Of The University Of Michigan Organic Light Emitting Diode Having a Mixed Blocking Layer
JP6789195B2 (ja) * 2016-08-24 2020-11-25 サイノラ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 特に有機光電子デバイスに使用するための有機分子
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
KR102544020B1 (ko) * 2017-01-23 2023-06-16 미쯔비시 케미컬 주식회사 발광층 형성용 조성물 및 해당 발광층 형성용 조성물을 함유하는 유기 전계 발광 소자
CN110249031B (zh) * 2017-02-07 2023-12-05 三星显示有限公司 特别用于有机光电器件的有机分子
KR20230117645A (ko) 2017-04-26 2023-08-08 오티아이 루미오닉스 인크. 표면의 코팅을 패턴화하는 방법 및 패턴화된 코팅을포함하는 장치
KR102487503B1 (ko) * 2017-07-04 2023-01-12 솔루스첨단소재 주식회사 유기 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
US11706977B2 (en) 2018-01-11 2023-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Heterocyclic compound, composition including the same, and organic light-emitting device including the heterocyclic compound
US11751415B2 (en) 2018-02-02 2023-09-05 Oti Lumionics Inc. Materials for forming a nucleation-inhibiting coating and devices incorporating same
KR102637792B1 (ko) * 2018-03-22 2024-02-19 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치
CN113785411B (zh) 2019-03-07 2023-04-11 Oti照明公司 用于形成成核抑制涂层的材料和结合所述成核抑制涂层的装置

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4539507A (en) 1983-03-25 1985-09-03 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent devices having improved power conversion efficiencies
US4720432A (en) 1987-02-11 1988-01-19 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with organic luminescent medium
CS262585B1 (cs) 1987-12-17 1989-03-14 Urst Antonin Doc Ing Csc Kurf Luminofomí bis(4,6 diarylpyridin-2yl)-areny a způsob jejich přípravy
US4826978A (en) 1987-12-29 1989-05-02 Milliken Research Corporation Reactive, non-yellowing triazine compounds useful as UV screening agents for polymers
JPH07119407B2 (ja) 1989-03-20 1995-12-20 出光興産株式会社 エレクトロルミネッセンス素子
JPH0348666A (ja) 1989-07-17 1991-03-01 Rasa Kogyo Kk 芳香族ジアミン化合物の製造方法
US5061569A (en) 1990-07-26 1991-10-29 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with organic electroluminescent medium
ES2146208T3 (es) 1991-01-31 2000-08-01 Ciba Sc Holding Ag Procedimiento para la obtencion de 2-(2',4'-dihidroxifenil)-4,6-diaril-s-triazinas.
JP3016896B2 (ja) 1991-04-08 2000-03-06 パイオニア株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH07110940B2 (ja) 1991-06-05 1995-11-29 住友化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
DE69204359T2 (de) 1991-06-05 1996-04-18 Sumitomo Chemical Co Organische elektroluminescente Vorrichtungen.
JP2690814B2 (ja) 1991-09-03 1997-12-17 山之内製薬株式会社 ピラゾロトリアゾール誘導体
JP3562652B2 (ja) 1992-04-03 2004-09-08 パイオニア株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3098330B2 (ja) 1992-08-11 2000-10-16 出光興産株式会社 ピラジン誘導体及びその製造法
JPH06207169A (ja) 1992-11-17 1994-07-26 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3071091B2 (ja) 1993-03-17 2000-07-31 三洋電機株式会社 電界発光素子
JPH0753953A (ja) 1993-08-19 1995-02-28 Mitsubishi Chem Corp 有機電界発光素子
TW254936B (zh) 1993-10-22 1995-08-21 Ciba Geigy
US5726310A (en) 1995-12-14 1998-03-10 Ciba Specialty Chemicals Corporation Process for the preparation of 2-(2,4-dihydroxylphenyl)-4,6-bis(2,4-dimehylphenyl)-s-triazine
AU2277697A (en) 1996-02-23 1997-09-22 Dow Chemical Company, The Cross-linkable or chain extendable polyarylpolyamines and films thereof
DE19627069A1 (de) 1996-07-05 1998-01-08 Bayer Ag Elektrolumineszierende Anordnungen unter Verwendung von lamellaren Elektroden
US5776622A (en) 1996-07-29 1998-07-07 Eastman Kodak Company Bilayer eletron-injeting electrode for use in an electroluminescent device
US5645948A (en) 1996-08-20 1997-07-08 Eastman Kodak Company Blue organic electroluminescent devices
JPH10270171A (ja) 1997-01-27 1998-10-09 Junji Kido 有機エレクトロルミネッセント素子
US6303238B1 (en) 1997-12-01 2001-10-16 The Trustees Of Princeton University OLEDs doped with phosphorescent compounds
JP3750315B2 (ja) 1997-10-27 2006-03-01 三菱化学株式会社 有機電界発光素子
JPH11251067A (ja) 1998-03-02 1999-09-17 Junji Kido 有機エレクトロルミネッセント素子
JP3748491B2 (ja) 1998-03-27 2006-02-22 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4058842B2 (ja) 1998-05-13 2008-03-12 三菱化学株式会社 有機電界発光素子
EP1108706B1 (en) 1998-08-27 2005-07-20 Japan Science and Technology Agency Catalytic synthesis of aldehydes by direct hydrogenation of carboxylic acids
JP2000150168A (ja) 1998-11-13 2000-05-30 Toppan Printing Co Ltd 耐熱性低抵抗正孔輸送材料および有機薄膜発光素子
JP2000159221A (ja) 1998-11-25 2000-06-13 Kanebo Ltd 一個箱
JP4320811B2 (ja) 1998-12-07 2009-08-26 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4006862B2 (ja) 1998-12-22 2007-11-14 コニカミノルタホールディングス株式会社 新規アミノ化合物とその製造方法、及び用途
EP3321954A1 (en) 1999-05-13 2018-05-16 The Trustees of Princeton University Very high efficiency organic light emitting devices based on electrophosphorescence
JP2001223084A (ja) 2000-02-07 2001-08-17 Junji Kido 有機電界発光素子
JP4890669B2 (ja) 2000-03-13 2012-03-07 Tdk株式会社 有機el素子
DE10032254B4 (de) 2000-07-03 2006-05-04 Forschungszentrum Jülich GmbH Nukleotidsequenz kodierend für eine Benzaldehyd-Lyase und Verfahren zur stereoselektiven Synthese von (R)-2-Hydroxyketonen
JP2002100482A (ja) 2000-09-20 2002-04-05 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子
JP2002100478A (ja) 2000-09-20 2002-04-05 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子及びその製造方法
JP2003022893A (ja) 2001-07-06 2003-01-24 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子
KR100957288B1 (ko) 2002-03-15 2010-05-12 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 전기발광 소자용 재료 및 이를 이용한 유기 전기발광소자
WO2003080760A1 (fr) 2002-03-22 2003-10-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Materiau pour dispositifs electroluminescents organiques et dispositifs electroluminescents organiques produits avec ce materiau
JPWO2003080761A1 (ja) * 2002-03-25 2005-07-21 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4103491B2 (ja) * 2002-08-07 2008-06-18 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置
JP4427947B2 (ja) 2002-11-18 2010-03-10 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置
JP4707082B2 (ja) 2002-11-26 2011-06-22 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置
JP2004311413A (ja) * 2003-03-26 2004-11-04 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
WO2005022962A1 (ja) 2003-07-31 2005-03-10 Mitsubishi Chemical Corporation 化合物、電荷輸送材料および有機電界発光素子
JP4325324B2 (ja) * 2003-09-10 2009-09-02 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
EP1696708A4 (en) * 2003-12-15 2008-04-23 Idemitsu Kosan Co MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE USING THE SAME
TWI428053B (zh) 2004-02-09 2014-02-21 Idemitsu Kosan Co Organic electroluminescent element
TW200541401A (en) 2004-02-13 2005-12-16 Idemitsu Kosan Co Organic electroluminescent device
US20070190355A1 (en) * 2004-03-08 2007-08-16 Idemitsu Kosan Co., Ltd Material for organic electroluminescence device and organic electroluminescence device utilizing the same
CN101087776B (zh) * 2004-12-24 2012-07-04 先锋公司 有机化合物、电荷传输材料和有机电致发光元件
KR101359288B1 (ko) * 2005-02-21 2014-02-10 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자 및 그 제조
JP5261887B2 (ja) * 2005-05-17 2013-08-14 三菱化学株式会社 モノアミン化合物、電荷輸送材料および有機電界発光素子
WO2006126542A1 (ja) * 2005-05-24 2006-11-30 Pioneer Corporation 有機エレクトロルミネッセンス素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP1820801B1 (en) 2015-04-01
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