TWI457417B - Organic electroluminescent element compounds and organic electroluminescent elements - Google Patents

Organic electroluminescent element compounds and organic electroluminescent elements Download PDF

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Description

有機電致發光元件用化合物及有機電致發光元件
本發明有關新穎的有機電致發光元件用化合物及經採用該化合物之有機電致發光元件(以下，簡稱有機EL元件)。
一般，有機電致發光元件，就其最簡單的構造而言，係由發光層及夾介該層之一對的對向電極所構成者。亦即，有機EL元件，係利用對兩電極間施加電場時，將從陰極注入電子、從陽極注入電洞，而此等於發光層中複合(recombination)後，發射光之現象者。
近年來，開始進行採用有機薄膜之有機EL元件的開發。特別是為提高發光效率起見，以來自電極之載子注入(carrier injection)的效率提升作為目的而進行電極的種類的最適化，並受惠於將由芳香族二元胺所成之電洞傳輸層(hole transfer layer)及由鋁-8-羥基喹啉錯合物(以下，簡稱Alq3 )所成之發光層作為薄膜而設置於電極間之元件的開發，已較採用在來的蒽(anthracene)等的單結晶之元件為獲有大幅度的發光效率的改善之故，對具有如自生光．高速回應性(autogeneous light high speed responsibility)般的特徵之高性能扁平面板(high capacity flat panel)的實用化作為目標而進行研發。
又，作為提升元件的發光效率之嘗試，亦在研究不用螢光(fluorescence)而採用磷光(phosphorescence)之作法。包括設置有由上述的芳香族二元胺所成電洞傳輸層及由Alq3 所成發光層之元件在內之多種元件係經利用螢光發光(fluorescence light emitting)者，惟如利用採用磷光發光(phosphorescence light emitting)之來自三重態激發狀態(triplet exciting state)之發光，則較採用在來的螢光(單一態，singlet state)之元件，為可期待3至4倍程度的效率改善。為此目的，曾經有人研究以香豆素(coumarin)衍生物或二苯基酮(benzo phenone)衍生物作為發光層之作法，惟僅獲得極低的亮度(brightness)。又，作為利用三重態狀態之嘗試，而曾經有採用銪(Eu)錯合物之作法之研究，惟仍然未能獲得高效率的發光。至近年，如專利文獻1中所舉出般，以發光的高效率化或長耐用壽命化作為目的，以銥(Ir)錯合物等的有機金屬錯合物作為中心而多數進行有研究。
[專利文獻1]日本專利特表2003-515897號公報
[專利文獻2]日本專利特開2001-313178號公報
[專利文獻3]日本專利特開2002-352957號公報
[專利文獻4]日本專利特開平11-162650號公報
[專利文獻5]日本專利特開平11-176578號公報
[專利文獻6]世界專利WO2007年/063796號公報
[專利文獻7]日本專利特開2007-129206號公報
[專利文獻8]世界專利WO2007/137725號公報
如欲利用磷光發光以獲得高發光效率時，與摻質(dopant)材料同樣，所使用之主材料很重要。作為主材料所提案之代表性者，可舉：專利文獻2中所介紹之咔唑(carbazole)化合物的4,4'-雙(9-咔唑基)聯苯(以下，簡稱CBP)。如為綠色磷光發光材料的參(2-苯基吡啶)銥錯合物(以下，簡稱Ir(pppy)3 )的主材料而使用CBP時，則由於CBP係較電洞傳輸能力(hole transfer ability)為電子傳輸能力(electron transfer ability)劣差之故，失去發光層中的電荷(electric charge)的平衡，過剩的電洞即流出陰極側而招致發光層中的複合或然率(recombination probability)的低落所引起之發光效率低落。再者，此時，由於發光層的複合區域(recombination region)係限制為陰極側的界面近旁的狹窄的區域之故，如採用Alq3 般對Ir(pppy)3 之最低激發三重態(minimum excitation triplet state)的能階(energy level)低的電子傳輸材料時，則因從摻質往電子傳輸材料的三重態激發能量(triplex excitation energy)的移動所引起的發光效率之降低亦會發生。
另一方面，專利文獻3所揭示之3-苯基-4-(1'-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑(以下，簡稱TAZ)亦作為磷光有機EL元件的主材料所提案，惟由於TAZ係較電子傳輸能力為電洞傳輸能力劣差之故，發光區域將成為電洞傳輸層側。此時，所使用之電洞傳輸材料會對來自Ir(pppy)3 的發光效率發生影響。例如，採用作為電洞傳輸層而因高性能、高可靠性、長耐用壽命之故常被使用之4,4'-雙(N-(1-萘基)-N-苯基-胺基)聯苯(以下，簡稱NTB)時，因最低激發三重態的能階的關係，從Ir(pppy)3 往NTB移動三重態激發能量，而有發光效率降低之問題。
再者，CBP或TAZ等化合物除會容易結晶化．凝聚以致薄膜形狀劣化以外，由於Tg(玻璃化溫度)係因結晶性容易之故連觀測都會有困難。此種發光層內的薄膜形狀之不穩定，會縮短元件之驅動壽命，而帶來連耐熱性亦會降低之不良影響。
由前述例子可知，如欲在有機EL元件中獲得高的發光效率時，則需要一種同時具有高的電洞傳輸能力與高的電子傳輸能力，且兩電荷(電洞．電子)傳輸能力的平衡良好的主材料。再者，需要開發一種電氣化學性穩定而具備高的耐熱性與優異的非晶質穩定性(amorphous stability)之化合物。
又，專利文獻4、5以及6中，揭示有將某種的吲哚咔唑化合物使用於有機EL元件之事宜，而專利文獻7、8中，則揭示有將某種的氧化磷(phosphorus oxide)化合物使用於有機EL元件之事宜，惟期待開發一種具有更優異的性能之有機EL元件用化合物。
如欲將有機EL元件應用於扁平面板顯示器(flat panel display)等的顯示元件時，則改善元件的發光效率之同時，尚需要充分確保驅動時的穩定性。鑑於上述現狀，本發明之目的在於提供一種具有高效率且高驅動穩定性而實用上有用的有機EL元件以及適合於該元件之化合物。
本發明人等，經專心研究之結果發現，如將特定構造的化合物使用於有機EL元件，則可解決上述課題之事實，終於完成本發明。
亦即，本發明有關經使用特定的吲哚咔唑骨架的化合物之有機EL元件。
本發明之有機電致發光元件用化合物，可以下述一般式(1)表示。
在此，環a表示與2個鄰接環(neighboring ring)進行縮合(condensation)之式(a1)或(a2)表示之芳香環或雜環(heterocyclic ring)，環a'表示與3個鄰接環進行縮合之式(a1)表示之芳香環或雜環。環b表示可以與2個鄰接環進行縮合之式(b1)表示之雜環。X係獨立表示CR或N。Ar1 至Ar6 係獨立表示取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基。R及R1 至R7 獨立表示氫、烷基、芳烷基、烯基、炔基、氰基、二烷胺基、二芳胺基、二芳烷胺基、胺基、硝基、醯基、烷氧羰基、羧基、烷氧基、烷磺醯基、鹵烷基、羥基、醯胺基、取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基，其中之二個互相鄰接時，可互相結合以形成環。L1 至L3 獨立表示由直接結合或取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基所構成之連結基。n係表示0或1的整數。
可以一般式(1)表示之有機電致發光元件用化合物中， 有可以下述一般式(2)表示之化合物，而可以一般式(2)表示之化合物中，有可以上述一般式(3)表示之化合物。
在此，環b、Ar1 、Ar2 、Ar5 、Ar6 、R1 至R4 、L1 、L3 係具有與一般式(1)的環b、Ar1 、Ar2 、Ar5 、Ar6 、R1 至R4 、L1 、L3 同樣意義。
在此，Ar1 、Ar2 、Ar5 、Ar6 、R1 至R4 、L1 、L3 、n，具有與一般式(1)的Ar1 、Ar2 、Ar5 、Ar6 、R1 至R4 、L1 、L3 、n同樣意義。
又，本發明有關具有含有上述有機電致發光元件用化合物之有機層之有機電致發光元件。有利之作法而言，該有機層，係選自發光層、電洞傳輸層、電洞注入層、電子傳輸層、電子注入層以及電洞阻擋元件層中之至少一個層。更有利之作法而言，該發光層係含有磷光發光性摻質(phosphorescence light emitting dopant)及可以上述一般式(1)、(2)或(3)表示之有機電致發光元件用化合物作為主材料而含有之有機電致發光元件。
[發明之最佳實施形態]
本發明之有機EL元件用化合物係以上述一般式(1)表示。以一般式(1)表示之化合物的較佳的化合物，有以上述一般式(2)表示之化合物。再者，作為可以一般式(2)表示之化合物的較佳的化合物，有可以上述一般式(3)表示之化合物。並且，可以一般式(1)表示之化合物，典型上，具有咔唑環(carbazole ring)與吲哚環(indole ring)進行縮合之吲哚咔唑骨架(indole carbazole skeleton)。咔唑環的N直接或者介由連結基而與P=0結合，進一步，P=0具有經與2個Ar結合之構造。
於一般式(1)中，環a表示與2個鄰接環進行縮合之以 式(a1)或(a2)表示之芳香環或雜環。如環a為以式(a2)表示之雜環時，則環a'將與鄰接環進行縮合。環a'表示以式(a1)表示之芳香環或雜環。於式(a1)中，X表示CR或N。在此，R表示與R1 與R7 同樣的基，惟較佳為氫。
環b表示與2個鄰接環進行縮合之以式(b1)表示之雜環。一般式(2)及一般式(3)，具有一般式(1)中之環a及環b之一方或兩者被界定的構造。並且，與一般式(1)中所使用之符號同樣符號，表示同樣意義。因而，從一般式(1)的說明，亦可理解一般式(2)及一般式(3)。
於一般式(1)、式(a1)以及式(s2)中，Ar1 至Ar6 表示取代或者未取代之芳香族烴基或取代或者未取代之芳香族雜環者。
未取代之芳香族烴基的較佳具體例而言，可舉：從苯、萘、蒽、菲(phenanthrene)、茚(indene)等去除1個氫原子所成之一價價基，更佳為可舉：苯基、萘基。
未取代之芳香族雜基的較佳具體例而言，可舉：從噻吩、噻唑、呋喃、唑、哌喃(pyran)、吡咯(pyrrole)、咪唑、吡唑、異噻唑、異唑、呋呫(furazan)、三唑、吡啶(pyridine)、吡(pyrazine)、嘧啶(pyrimidine)、嗒(pyridazine)、三(triazine)、苯井噻吩、苯并噻唑、噻嗯(thianthrene)、異苯并呋喃、苯並唑、苯井β-哌喃(chromene)、呫(xanthene)、啡噻(phenoxathiin)、吲哚(indolizine)、異吲哚、吲哚、苯并咪唑、吲唑(indazole)、苯并三唑、嘌呤(purine)、喹(quinolizine)、異喹啉 (isoquinoline)、喹啉(quonoline)、呔(phthalazine)、啶(naphthridine)、喹喏啉(quinoxaline)、喹唑啉(quinazoline)、唑啉(cinnoline)、喋啶(pteridne)、咔唑(cabazole)、咔啉(carboline)、菲啶(phenanthridine)、吖啶(acridine)、啶(perimidine)、啡啉(phenanthroline)、吩(phenazine)、啡噻(phenothiazine)、啡(phenoxazine)、二苯并二二烯(dibenzo dioxine)等去除1個氫原子所成之一價基，更佳為可舉：從吡啶、吡、嘧啶、嗒、三去除1個氫原子所成之1價基。
L1 至L3 係獨立表示從直接結合或取代或者未取代之芳香族烴基或取代或者未取代之芳香族雜環基所構成之2元連結基、或1價價基。再者，如n為0時，L2 或L3 將成為1價價基，除此以外的情形的L2 至L3 以及L1 將成為2元連結基。
未取代之芳香族烴基的較佳的具體例而言，可舉：從苯、萘、蒽、菲、茚、聯二苯、聯三苯、聯四苯(quarter phenyl)去除1個或2個氫原子所成之1元或2價基等，更佳為可舉：從苯、聯二苯、聯三苯去除1個或2個氫原子所成之1或2價價基。
未取代之芳香族雜環基之較佳的具體例而言，可舉：從噻吩、噻唑、呋喃、唑、哌喃、吡咯、咪唑、吡唑、異噻唑、異唑、呋呫、三唑、吡啶、吡、嘧啶、嗒、三、苯井噻吩、苯并噻唑、噻嗯、異苯并呋喃、苯並唑、苯井β-哌喃、呫、啡噻、吲哚、異吲哚、吲 哚、苯并咪唑、吲唑、苯并三唑、嘌呤、喹、異喹啉、喹啉、呔、啶、喹喏啉、喹唑啉、唑啉、喋啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、啶、啡啉、吩、啡噻、啡 、二苯并二二烯去除1個或2個氫原子所成之1價基或2價基等，更佳為可舉：從吡啶、吡、嘧啶、嗒、三去除1個或2個氫原子所成之1價基或2價基等。
R1 至R7 獨立表示氫、烷基、芳烷基、烯基、炔基、氰基、二烷胺基、二芳胺基、二芳烷胺基、胺基、硝基、醯基、烷氧羰基、羧基、烷氧基、烷磺醯基、鹵烷基、羥基、醯胺基、取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基。如其中之2個相鄰接時，則亦可互相結合以形成縮環(condensed ring)。
如R1 至R7 為烷基時，則其碳數較佳為1至6，如為烯基、炔基時，則其碳數較佳為2至6，如為芳烷基時，則其碳數較佳為7至13，如為取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基時，則其碳數較佳為3至15。又，如為二烷胺基時，則其碳數較佳為2至10，如為二芳胺基、二芳烷胺基時，則其碳數較佳為6至20，如為醯基、烷氧羰基時，則其碳數較佳為2至10，如為烷氧基、烷磺醯基、鹵烷基時，則其碳數較佳為1至6。
於上述Ar1 至Ar6 、L1 至L3 以及R1 至R7 中，如此等為具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基時，則較佳的取代基而言，可例舉：碳數1至6的烷基、碳數1至6的烷氧基、碳數6至12的芳氧基、烷硫基、取代胺基、乙 醯基、苯基、聯二苯基、聯三苯基、萘基、吡啶基、嘧啶基、三唑基、咪唑基、噻吩基、咔唑基等。
可以上述一般式(1)表示之化合物中，作為較佳的化合物，亦有可以上述一般式(2)及(3)表示之化合物。由於可以一般式(1)表示之化合物，在概念上，係包含可以上述一般式(2)及(3)表示之化合物之故，有時利用可以一般式(1)表示之化合物代表此等加以說明。
本發明之有機EL元件化合物，可依周知的方法容易加以製造。例如，以一般式(1)表示之化合物，係可參考Synlett,2005,No.1,p42-48(合成通訊，2005年版，第1卷，第42至48頁)所示之合成例而依下列反應式製造。
又，可參考Archiv der Pharmazie(Weinheim,Germany),1987,320(3),p280-2(藥物文獻(維也海姆，德國)，1987年版，第320(3)節，第280-2頁)中所表示之合成例而依下列反應式製造。
以下表示可以一般式(1)、(2)以及(3)表示之化合物的較佳的具體例，惟並不特別限定於此等。
如使本發明之有機電致發光元件用化合物，含有於有機EL元件的有機層中，即可賦與優異的有機電致發光元件。有利之作法而言，使其含有於選自發光層、電洞傳輸層、電子傳輸層以及電洞阻擋元件層中之至少一個有機層中為宜。更有利之作法而言，使其作為含有磷光發光摻質之發光層的主材料而含有為宜。
發光層中之磷光發光摻質材料而言，含有選自釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銀(Ag)、錸(Re)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)以及金(Au)之至少一種金屬之含有有機金屬錯合物。此種有機金屬錯合物，係前述專利文獻等中所周知者，如選擇此等後，即能使用。
較佳的磷光發光摻質而言，可舉：以Ir等貴金屬元素作為中心金屬所具有之Ir(pppy)3 等的錯合物類、Ir(bt)2．acac3等的錯合物類、PtOEt3 等的錯合物類。以下，將表示此等錯合物類的具體例，惟並不特別限定於下述化合物。
前述磷光發光摻質被含有於發光層中之量，在1至20重量%，較佳為在5至10重量%之範圍為宜。此時，主材料而言，使用本發明之化合物，並將發光層中所含有之量作成50重量%以上、較佳為在80至95重量%的範圍為宜。
其次，就本發明之有機EL元件的構造，在參考圖面之下加以說明，惟本發明之有機EL元件之構造，並不因圖示者而有所限制。
第1圖，係模式性表示本發明中所用之一般性有機EL元件的構造例之剖面圖。符號之說明：1表示基板、2表示陽極。3表示電洞注入層、4表示電洞傳輸層、5表示發光層、6表示電子傳輸層、7表示陰極。
本發明之有機EL元件中，雖然作為必需之層而具有基板、陽極、發光層以及陰極，惟除必需之層以外，尚具有電洞注入傳輸層、電子注入傳輸層為宜，再於發光層與電子注入傳輸層之間再具有電洞阻擋層(hole blocking layer)為宜。在此，電洞注入傳輸層，係指電洞注入層及電洞傳輸層中之任一或兩者之意，而電子注入傳輸層，係指電子注入層及電子傳輸層中之任一或兩者之意。
基板1，係成為有機EL元件的支撐體者，可採用石英或玻璃板、金屬板或金屬箔、塑膠薄膜或片材等。特佳為玻璃板。
陽極2，係扮演對電洞注入層3進行電洞注入的角色者。陽極2，通常係由鋁、金、銀、鎳(Ni)、鈀、鉑等的金屬、銦(In)及/或錫(Sn)的氧化物(ITO，銦錫氧化物)等的金屬氧化物、碘化銅等的鹵化金屬、碳黑(carbon black)、或由聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等的導電性高分子等所構成。
發光層5，係於賦與有電場(electric field)之電極間，由從陽極2被注入後移動電洞傳輸層4中之電洞、與從陰極7被注入後移動電子傳輸層6中之電子的複合(recombination)所激發後顯示發光之發光物質所形成。發光層5，包含本身為發光物質之摻質材料及由前述有機EL元件用化合物所成之主材料為宜。
陰極7，係扮演介由電子傳輸層6而對發光層5注入電子之角色。係為陰極7所用之材料，為有效進行電子注入起見，佳為採用功函數(work function)低的金屬，可採用：錫(Sn)、鎂(Mg)、銦(In)、鈣(Ca)、銫(Ce)、鋁(Al)、銀等適當的金屬或此等的合金。具體而言，可舉：鎂-銀合金、鎂-銦合金、鋁-鋰(Li)合金等。
關於電洞注入層3、電洞傳輸層4、電子傳輸層6而言，可為任意的有機層，而電洞注入層3，係以提高從陽極2對電洞傳輸層4注入電洞之效率為目的所使用者，電洞傳輸層4及電子傳輸層6，係扮演分別將電洞、電子往發光層5移動之角色者。又，亦可將電子注入層設置於陰極7與電子傳輸層6之間。為此等層所用之材料係周知者。
電洞注入材料而言，可例舉：銅酞菁(copper phthalocyanine,CuPC)等的酞菁化合物、聚苯胺、聚噻吩等的有機化合物或釩(V)氧化物、釕氧化物、鉬氧化物等的金屬氧化。
電洞傳輸材料而言，可例舉：三唑衍生物、二唑(oxadiazole)衍生物、咪唑衍生物、聚芳基鏈烷基衍生物、吡唑啉衍生物以及吡唑啉-5-酮衍生物、對苯二胺衍生物、NPB等的芳基胺衍生物、胺基取代查酮(chalcone)衍生物、唑(oxazole)衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮(fluororenone)衍生物、腙(hydrazone)衍生物、茋(stilbene)衍生物、矽氮烷(silazane)衍生物、苯胺系共聚合物，又，導電性高分子低聚物(oligomer)，特別是噻吩低聚物等。
電子傳輸材料而言，可例舉：Alq3 等的金屬錯合物、10-羥基苯并[h]喹啉的金屬錯合物、二唑衍生物、二苯乙烯基聯二苯衍生物、二甲苯衍生物、3-或5-羥基黃酮(hydroxy flavone)金屬錯合物、苯并唑金屬錯合物、苯并噻唑金屬錯合物、參苯并咪唑基苯喹喏啉化合物、啡啉(phenanthroline)衍生物、2-第三丁基-9,10-N,N-二氰基蒽二亞胺、n型氫化非晶質碳化矽、n型硫化鋅、n型硒化鋅等。
再者，亦能作成對第1圖成為相反的構造，亦即，亦能於基板1上按陰極7、電子傳輸層6、發光層5、電洞傳輸層4、陽極2的順序進行層合，亦可如前所述，於至少一方為透明性高的2片基板之間設置本發明之有機EL元件。在此情形，亦能依需要而追加層數，或加以省略。
本發明之有機EL元件，均可適用於單一的元件，由經配置為陣列(array)狀之構造所成元件、陽極及陰極經配置為X-Y矩陣(matrix)狀之構造。如採用本發明之有機EL元件，而使發光層中含有特定的骨架之化合物、及磷光發光摻質，即可製得一種較採用來自在來的單一態(singlet state)之發光之元件為發光效率良好，且於驅動穩定性上亦經大幅度改善之元件，而於對全彩(full color)或多色(multi color)的面板(panel)的應用上，能發揮優異的性能。
以下，藉實施例而更詳細說明本發明內容，惟本發明並不因此等實施例而有所限定。再者，化合物號碼，係對應於上述化學式所附之號碼者。
[實施例1]
於經氮氣取代之2000ml三口燒瓶中，添加1,2-環己烷二酮33.3g(297.0mmol(毫莫耳))、苯肼(phenyl hydrazine)鹽酸鹽86.0g(594.7mmol)，並對此添加乙醇1000ml後加以攪拌。然後，對該燒瓶內按耗費5分鐘之方式滴下濃硫酸3.0g(30.6mmol)後，加熱至65℃並攪拌4小時。冷卻為室溫後濾取所生成之紫茶色結晶，並使用乙醇500ml以再漿液洗滌(reslurry washing)所得結晶2次。將此加以減壓乾燥後，製得紫茶色粉末80.0g(280.5mmol，收率96.3%)。
其次，於1000ml三口燒瓶中添加上述紫茶色粉末72.0g(261.5mmol)，對此添加三氟乙酸72.0g後加以攪拌。然後加熱至100℃並攪拌15小時。冷卻為室溫後濾取所生成之黃色結晶，並使用乙酸200ml漂洗所得結晶後，使用己烷200ml加以漂洗。將此減壓乾燥後，製得白色粉末A'30.0g(117.1mmol，收率44.8g)。所得之白色粉末A'，為吲哚[2,3-a]咔唑。
其次，於經氮氣取代之1000ml三口燒瓶中，添加上述所得之白色粉末26.0g(101.4mmol)、碘代苯(iobobenzene)122.7g(601.4mmol)、碘化銅54.7g(287.2mmol)、碳酸鉀66.7g(482.6mmol)、喹啉800ml後加以攪拌。然後加熱至190℃並攪拌72小時。首先，冷卻為室溫後添加水500ml、二氯甲烷500ml並攪拌後濾取所生成之黃色結晶。將濾液移至2000ml分液漏斗以分隔為有機層及水層。使用500ml水洗滌有機層3次，然後，使用硫酸鎂以進行所得有機層之脫水，首先濾別硫酸鎂後，進行溶劑之減壓溜除。然後，藉由柱色層(column chromatography)而加以精製，製得白色固體A，13.7g(41.2mmol，收率40.6%)。所得之白色固體A，為11-苯基吲哚[2,3-a]咔唑。
其次，於經氮氣取代之500ml三口燒瓶中，添加60%氫氧化鈉2.70g(0.0677mmol)、脫水N,N-二甲基甲醯胺80ml，並在氮氣氣流下進行攪拌。對上述中所得之白色粉末12.55g(0.038mol)中添加脫水N,N-二甲基甲醯胺50ml以使其溶解，然後，對該燒瓶內按耗費15分鐘之方式滴下。滴下完成後繼續攪拌1小時。然後，按耗費15分鐘之方式投入二苯基氯化膦15.21g(0.064mol)。然後，繼續攪拌2小時。然後，將反應溶液徐徐添加於正在攪拌之水1500g中，並濾取所析出之結晶。使用水300g以再漿液洗滌所濾取之結晶2次，並將其濾取份加以減壓乾燥。製得微黃白色粉末16.2g(0.030mol，收率80.0%)。減壓乾燥後，添加氯仿(chloroform)120g，攪拌1小時後濾取結晶。然後，使用硫酸鎂以進行所得有機層之脫水，首先濾別硫酸鎂後進行溶劑之減壓餾除。然後，藉由柱色譜而加以精製，製得白色固體狀的化合物3，13.7g(0.026mol，收率86.7%)。
APCI-MS(美國氣體及化學產品公司質譜儀)，m/z 533[M+H]+ 、熔點258℃。
[實施例2]
製作經於第1圖中追加電子注入層之構成之有機EL元件。於形成有由膜厚150nm的ITO所成陽極之玻璃基板上，藉由真空沈積法(vacuum deposition)，在真空度4.0×10-4 Pa(帕)下使各薄膜層合。首先，於ITO上作為電洞注入層而將銅酞菁(copper phthalocyanine)形成為20mm的厚度。其次，作為電洞傳輸層而將NPB形成為40mm的厚度。其次，於電洞傳輸層上，從不相同的沈積源(deposition source)，進行作為發光層的主材料之化合物3、與作為摻質之Ir(pppy)3 之共沈積，而按35nm的厚度形成發光層。此時，Ir(pppy)3 的濃度為7.0wt%。其次，作為電子傳輸層而按40nm的厚度形成Alq3 。再者，於電子傳輸層上，作為電子注入層而按0.5nm的厚度形成氟化鋰(LiF)。最後，於電子注入層上，作為電極而按170nm的厚度形成鋁(Al)，以形成有機EL元件。
對所得之有機EL元件連接外部電源而施加直流電壓之結果，經確認具有如表1所示般的發光特性之事實。表1中，亮度、電壓以及發光效率，表示在10mA/cm2 下的值。再者，元件發光光譜的極大波長為517nm而發現獲得有來自Ir(pppy)3 的發光之事實。
[比較例1]
除作為電洞傳輸層而採用HMTPD，作為發光層的主材料而採用TAZ以外，其餘則按與實施例2同樣方式製作有機EL元件。表1中，亮度、電壓以及發光效率，表示在10mA/cm2 下的值。再者，元件發光光譜的極大波長為517nm而發現獲得有來自Ir(pppy)3 的發光之事實。
[比較例2]
除作為發光層的主材料而採用TAZ以外，其餘則按與實施例2同樣方式製作有機EL元件。再者，元件發光光譜的極大波長為517nm而發現獲得有來自Ir(pppy)3 的發光之事實。
[產業上之利用可能性]
本發明之有機EL元件，能於低電壓下以高亮度．高效率使其發光。因而，經採用本發明之有機EL元件，可適合於對扁平面板顯示器(flat panel display)(例如，OA(辦公室自動化)電腦用或懸掛式電視機)、汽車上顯示元件、行動電話顯示或利用作為平面發光體的特徵之光源(例如，影印機的光源、液晶顯示器或儀錶類的背光光源)、顯示板、標識燈上之應用，因而其技術性價值，可謂很大。
1．．．基板
2．．．陽極
3．．．電洞注入層
4．．．電洞傳輸層
5．．．發光層
6．．．電子傳輸層
7．．．陰極
第1圖：表示有機EL元件的一例之剖面圖。
1．．．基板
2．．．陽極
3．．．電洞注入層
4．．．電洞傳輸層
5．．．發光層
6．．．電子傳輸層
7．．．陰極

Claims (8)

  1. 有機電致發光元件用化合物，其特徵為：可以下述一般式(1)表示， 在此，環a表示可以與2個鄰接環進行縮合之式(a1)或(a2)表示之芳香環或雜環，環a'表示與3個鄰接環進行縮合之式(a1)表示之芳香環或雜環，環b係表示與2個鄰接環進行縮合之式(b1)表示之雜環，X係獨立表示CR或N，Ar1 ~Ar6 係獨立表示取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基，R及R1 ~R7 係獨立表示氫、烷基、芳烷基、烯基、炔基、氰基、二烷胺基、二芳胺基、二芳烷胺基、胺基、硝基、醯基、烷氧羰基、羧基、烷氧基、烷磺醯基、鹵烷基、羥基、醯胺基、取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基，其中之二個鄰接時，可互相結合以形成環，L1 ~L3 係獨立表示直接結合或取代或者未取代之芳香族烴基或芳香族雜環基，n係獨立表示0或1的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用化合物，有可以下述一般式(2)表示者， 在此，環b、Ar1 、Ar2 、R1 至R4 、以及L1 ，具有與一般式(1)的環b、Ar1 、Ar2 、R1 至R4 、以及L1 同樣意義。
  3. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用化合物，其中可以下述，一般式(3)表示者， 在此，Ar1 、Ar2 、Ar5 、Ar6 、R1 ~R4 、L1 、L3 、以及n，具有與一般式(1)的Ar1 、Ar2 、Ar5 、Ar6 、R1 至R4 、L1 、L3 、以及n同樣意義。
  4. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用化合物，其中於一般式(1)中，Ar1 ~Ar6 係獨立表示取代或者未取代之苯基、或取代或者未取代之碳數2~5的芳香族雜環基。
  5. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用化合物，其中於一般式(1)中，R1 ~R5 係獨立表示氫、取代或者未取代之碳數5~18的芳香族烴基或碳數3~17的芳香族雜環基。
  6. 一種有機電致發光元件，其特徵為具有含有申請專利範圍第1項至第5項中任一項之有機電致發光元件用化合物的有機層。
  7. 如申請專利範圍第6項之有機電致發光元件，其中含有有機電致發光元件用化合物之有機層係選自發光層、電洞傳輸層、電洞注入層、電子傳輸層、電子注入層以及電洞阻擋元件層中之至少一個層。
  8. 如申請專利範圍第6項之有機電致發光元件，其中含有有機電致發光元件用化合物之有機層為發光層，而該發光層含有磷光發光性摻質及該有機電致發光元件用化合物作為主材料。
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