TWI631094B - 蒽系化合物、發光層用材料、使用其的有機電致發光元件、顯示裝置及照明裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種元件壽命優異的有機電致發光元件。本發明將如下的化合物用作發光層用材料而製造有機電致發光元件,所述化合物是於苯基與萘基分別鍵結於9位與10位上的蒽化合物中,使特定芳基取代於萘基(於其2位上與蒽鍵結)的尤其是8位上而成。

Description

蒽系化合物、發光層用材料、使用其的有機電致發 光元件、顯示裝置及照明裝置
本發明是有關於一種蒽系化合物及含有其的發光層用材料,進而是有關於一種適合作為例如彩色顯示器等顯示裝置的顯示元件的有機電致發光元件。更詳細而言,本發明是有關於一種藉由將特定的蒽系化合物用於發光層中而改善了元件壽命等的有機電致發光元件(以下有時簡稱為有機EL(Electro-Luminescence)元件)。
有機EL元件為自發光型的發光元件,作為顯示用或照明用的發光元件而備受期待,近年來正在進行活躍的研究。為了促進有機EL元件的實用化,元件的低消耗電力化、長壽命化為不可缺少的要素,尤其於藍色發光元件方面成為大問題。
因此,對發光層用材料進行了各種研究,為了實現藍色發光元件的元件壽命等的提高,對苯乙烯胺(styrylamine)或蒽衍生物等進行了改良。例如,作為藍色元件的發光層用材料,有與 蒽衍生物相關的報告(下述專利文獻1~專利文獻5及下述非專利文獻1~非專利文獻5),且於專利文獻3中揭示有一種將萘作為基本骨架的材料(亦包含萘上鍵結有蒽的化合物),於專利文獻4中揭示有一種化合物,其特徵在於使體積大的基團取代於蒽上所鍵結的萘基的6位或7位上,於專利文獻5中揭示有一種化合物,其特徵在於使芳基取代於蒽上所鍵結的萘基的7位上。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-139390號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-6222號公報
[專利文獻3]日本專利特開2010-87488號公報
[專利文獻4]日本專利特開2006-45503號公報
[專利文獻5]日本專利特開2012-104806號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]材料科學與工程:R:報告第39卷,議題5-6,143頁-222頁,2002 (Materials Science and Engineering: R: Reports Volume 39, Issues 5-6, Pages 143-222, 2002.)
[非專利文獻2]應用物理快報(Applied Physics Letters (Appl. Phys. Lett.)) 91,251111 (2007)
[非專利文獻3]應用物理快報(Appl. Phys. Lett.) 89,252903 (2006)
[非專利文獻4]應用物理快報(Appl. Phys. Lett.) 90,123506 (2007)
[非專利文獻5]應用物理快報(Appl. Phys. Lett.) 91,083515 (2007)
在如上所述的狀況下,為了增加應用於有機EL元件時具有優異的元件壽命的發光層用材料、尤其是材料的選擇項,期望開發出包含與現有化合物的化學結構不同的化合物的發光層用材料。
本發明者等人為了解決上述課題而進行了努力研究,結果成功製造出具有特定化學結構的通式(1)的蒽系化合物,並且發現:藉由將該蒽系化合物用作發光層中所用的發光層用材料,可獲得一種元件壽命等得到改善的有機EL元件,從而完成了本發明。
即,本發明提供一種如下的蒽系化合物、發光層用材料、有機電致發光元件及具備該有機電致發光元件的顯示裝置、照明裝置。
[1]一種下述通式(1)所表示的化合物:[化3]
於式(1)中,R1~R5分別獨立地為氫、可經取代的烷基、可經取代的環烷基、或可經取代的矽烷基,R6~R9分別獨立地為氫、可經取代的烷基、可經取代的環烷基、或可經取代的矽烷基,Ar1~Ar5分別獨立地為氫、可經取代的芳基、可經取代的烷基、可經取代的環烷基、或可經取代的矽烷基,Ar6~Ar8分別獨立地為氫、可經取代的芳基、可經取代的烷基、可經取代的環烷基、或可經取代的矽烷基,Ar9~Ar11分別獨立地為氫、可經取代的芳基、可經取代的烷基、可經取代的環烷基、或可經取代的矽烷基,而且式(1)所表示的化合物中的至少一個氫可經氘取代。
[2]如上述[1]所記載的化合物,其中R1~R5分別獨立地為氫、碳數1~24的烷基、碳數3~12的 環烷基、或經取代的矽烷基,R6~R9分別獨立地為氫、碳數1~24的烷基、碳數3~12的環烷基、或經取代的矽烷基,Ar1~Ar5分別獨立地為氫、碳數6~30的芳基、碳數1~24的烷基、碳數3~12的環烷基、或經取代的矽烷基,Ar6~Ar8分別獨立地為氫、碳數6~30的芳基、碳數1~24的烷基、碳數3~12的環烷基、或經取代的矽烷基,Ar9~Ar11分別獨立地為氫、碳數6~30的芳基、碳數1~24的烷基、碳數3~12的環烷基、或經取代的矽烷基,而且式(1)所表示的化合物中的至少一個氫可經氘取代。
[3]如上述[1]所記載的化合物,其中R1~R5分別獨立地為氫、碳數1~12的烷基、碳數3~8的環烷基、或經碳數1~6的烷基取代的矽烷基,R6~R9分別獨立地為氫、碳數1~12的烷基,Ar1~Ar5分別獨立地為氫、碳數6~18的芳基、碳數1~12的烷基、碳數3~8的環烷基、或經碳數1~6的烷基取代的矽烷基,Ar6~Ar8分別獨立地為氫、碳數6~18的芳基、或碳數1~12的烷基,Ar9~Ar11分別獨立地為氫、或碳數1~12的烷基。
[4]如上述[1]所記載的化合物,其中R1~R5分別獨立地為氫、碳數1~4的烷基、環己基、或經碳 數1~4的烷基取代的矽烷基,R6~R9為氫,Ar1~Ar5分別獨立地為氫、碳數6~18的芳基、碳數1~4的烷基、環己基、或經碳數1~4的烷基取代的矽烷基,Ar6~Ar8分別獨立地為氫、碳數6~18的芳基,Ar9~Ar11為氫。
[5]如上述[1]所記載的化合物,其為下述式(1-1)、式(1-3)、式(1-35)、或式(1-81)所表示的化合物:
[6]一種發光層用材料,其含有如上述[1]~[5]中任一項所記載的化合物。
[7]一種有機電致發光元件,其包括:包含陽極及陰極的一對電極、及配置於該一對電極間且含有如上述[6]所記載的發光層用材料的發光層。
[8]如上述[7]所記載的有機電致發光元件,其於上述發光層中含有選自由具有芪(stilbene)結構的胺、芳香族胺衍生物及香豆素衍生物所組成的組群中的至少一種。
[9]如上述[7]或[8]所記載的有機電致發光元件,其更具有配置於上述陰極與上述發光層之間的電子傳輸層及/或電子注入層,該電子傳輸層及電子注入層的至少一者含有選自由羥喹啉系金屬錯合物、吡啶衍生物、啡啉衍生物、硼烷衍生物及苯并咪唑衍生物所組成的組群中的至少一種。
[10]如上述[9]所記載的有機電致發光元件,其中上述電子傳輸層及電子注入層的至少一者更含有選自由鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物所組成的組群中的至少一種。
[11]一種顯示裝置,其具備如上述[7]~[10]中任一項所記載的有機電致發光元件。
[12]一種照明裝置,其具備如上述[7]~[10]中任一項所記載的有機電致發光元件。
根據本發明的較佳實施方式,可提供一種蒽系化合物,所述蒽系化合物可用作應用於有機EL元件時具有優異的元件壽命的發光層用材料。而且,本申請案發明中的蒽系化合物是與現 有化合物的化學結構不同的化合物,可增加發光層用材料的選擇項。進而使用具有該特有的特性的有機EL元件,可提供一種優異的顯示裝置及照明裝置等。
100‧‧‧有機電致發光元件
101‧‧‧基板
102‧‧‧陽極
103‧‧‧電洞注入層
104‧‧‧電洞傳輸層
105‧‧‧發光層
106‧‧‧電子傳輸層
107‧‧‧電子注入層
108‧‧‧陰極
圖1為表示本實施形態的有機電致發光元件的概略剖面圖。
1.通式(1)所表示的蒽系化合物
首先,對上述通式(1)所表示的蒽系化合物加以詳細說明。本發明的化合物是於苯基與萘基分別鍵結於9位與10位上的蒽化合物中,使特定芳基取代於萘基(於其2位上與蒽鍵結)的尤其是8位上而成的化合物,且是藉由選擇此種取代位置及芳基結構而為與以前不同的化學結構,但達成例如作為發光層用材料而更優異的元件壽命的化合物。
如上所述,於專利文獻3中揭示有一種將萘作為基本骨架的材料(亦包含萘上鍵結有蒽的化合物),於專利文獻4中揭示有一種化合物,其特徵在於使體積大的基團取代於蒽上所鍵結的萘基的6位或7位上,於專利文獻5中揭示有一種化合物,其特徵在於使芳基取代於蒽上所鍵結的萘基的7位上。然而,與該些公知的化合物相比,通式(1)所表示的化合物在應用於有機EL元件時具備優異的有機EL特性。
作為通式(1)的R1~R9中的「可經取代的烷基」的「烷 基」可為直鏈及分支鏈的任一種,例如可列舉碳數1~24的直鏈烷基或碳數3~24的分支鏈烷基。較佳的「烷基」為碳數1~18的烷基(碳數3~18的分支鏈烷基)。更佳的「烷基」為碳數1~12的烷基(碳數3~12的分支鏈烷基)。進而佳的「烷基」為碳數1~6的烷基(碳數3~6的分支鏈烷基)。特佳的「烷基」為碳數1~4的烷基(碳數3~4的分支鏈烷基)。
具體的「烷基」可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、第三戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、正辛基、第三辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、3,5,5-三甲基己基、正癸基、正十一基、1-甲基癸基、正十二基、正十三基、1-己基庚基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正二十基等。
關於「可經取代的烷基」的烷基上的取代基將於之後敘述。
作為通式(1)的R1~R9中的「可經取代的環烷基」的「環烷基」例如可列舉碳數3~12的環烷基。較佳的「環烷基」為碳數3~10的環烷基。更佳的「環烷基」為碳數3~8的環烷基。進而佳的「環烷基」為碳數3~6的環烷基。具體的「環烷基」可列舉:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基或環辛基等。
關於「可經取代的環烷基」的環烷基上的取代基將於之 後敘述,尤其可列舉烷基等取代基。經取代的環烷基具體而言為甲基環戊基、甲基環己基或二甲基環己基等。
作為通式(1)的R1~R9中的「可經取代的矽烷基」可列舉未經取代的矽烷基(-SiH3)、及該矽烷基中的3個氫分別獨立地經上述烷基、上述環烷基、後述的芳基等取代的矽烷基。尤其可列舉矽烷基中的3個氫分別獨立地經甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、環丁基、環戊基、環己基、苯基、聯苯基或萘基等取代的矽烷基。
具體的「經取代的矽烷基」可列舉:三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、三丙基矽烷基、三異丙基矽烷基、三丁基矽烷基、三第二丁基矽烷基、三第三丁基矽烷基、乙基二甲基矽烷基、丙基二甲基矽烷基、異丙基二甲基矽烷基、丁基二甲基矽烷基、第二丁基二甲基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、甲基二乙基矽烷基、丙基二乙基矽烷基、異丙基二乙基矽烷基、丁基二乙基矽烷基、第二丁基二乙基矽烷基、第三丁基二乙基矽烷基、甲基二丙基矽烷基、乙基二丙基矽烷基、丁基二丙基矽烷基、第二丁基二丙基矽烷基、第三丁基二丙基矽烷基、甲基二異丙基矽烷基、乙基二異丙基矽烷基、丁基二異丙基矽烷基、第二丁基二異丙基矽烷基、第三丁基二異丙基矽烷基等三烷基矽烷基。而且,可列舉:苯基二甲基矽烷基、苯基二乙基矽烷基、苯基二第三丁基矽烷基、甲基二苯基矽烷基、乙基二苯基矽烷基、丙基二苯基矽烷基、異丙基二苯基矽烷基、丁基二苯基矽烷基、第二丁基二苯基矽烷基、 第三丁基二苯基矽烷基、三苯基矽烷基等。
關於通式(1)的Ar1~Ar11中的「可經取代的烷基」、「可經取代的環烷基」及「可經取代的矽烷基」,可引用R1~R9中的說明。
作為通式(1)的Ar1~Ar11中的「可經取代的芳基」的「芳基」例如可列舉碳數6~30的芳基。較佳的「芳基」為碳數6~16的芳基,更佳為碳數6~12的芳基。
作為具體的「芳基」可列舉:作為單環系芳基的苯基、(鄰,間,對)甲苯基、(2,3-,2,4-,2,5-,2,6-,3,4-,3,5-)二甲苯基、2,4,6-三甲苯基(mesityl)、(鄰,間,對)枯基,作為二環系芳基的(2-,3-,4-)聯苯基,作為縮合二環系芳基的(1-,2-)萘基,作為三環系芳基的聯三苯基(間聯三苯-2'-基、間聯三苯-4'-基、間聯三苯-5'-基、鄰聯三苯-3'-基、鄰聯三苯-4'-基、對聯三苯-2'-基、間聯三苯-2-基、間聯三苯-3-基、間聯三苯-4-基、鄰聯三苯-2-基、鄰聯三苯-3-基、鄰聯三苯-4-基、對聯三苯-2-基、對聯三苯-3-基、對聯三苯-4-基),作為縮合三環系芳基的苊-(1-,3-,4-,5-)基、茀-(1-,2-,3-,4-,9-)基、萉-(1-,2-)基、(1-,2-,3-,4-,9-)菲基,作為四環系芳基的聯四苯基(5'-苯基-間聯三苯-2-基、5'-苯基-間聯三苯-3-基、5'-苯基-間聯三苯-4-基、間聯四苯),作為縮合四環系芳基的聯伸三苯-(1-,2-)基、芘-(1-,2-,4-)基、稠四苯-(1-,2-,5-)基,作為縮合五環系芳基的苝-(1-,2-,3-)基、稠五苯-(1-,2-,5-,6-)基等。
特佳的「芳基」為苯基、聯苯基、聯三苯基、聯四苯基、 萘基、菲基及三苯并苯基(triphenylenyl),該些中,較佳為苯基、聯苯基及萘基。
作為通式(1)的R1~R9及Ar1~Ar11中的「可經取代的~」的取代基,可列舉烷基、環烷基、芳基、氟,該些中的較佳者分別可列舉R1~R9中的「烷基」的欄中所說明者、R1~R9中的「環烷基」的欄中所說明者、Ar1~Ar11中的「芳基」的欄中所說明者。
R1~R9及Ar1~Ar11中較佳為不具有「取代基」,於具有取代基時,具體而言可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基、第三戊基、正己基、正庚基、正辛基、第三辛基、正壬基、正癸基、正十一基、正十二基、正十三基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基等烷基;環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等環烷基;苯基、聯苯基、萘基、聯三苯基、菲基等芳基;甲基苯基、乙基苯基、第二丁基苯基、第三丁基苯基、1-甲基萘基、2-甲基萘基、1,6-二甲基萘基、2,6-二甲基萘基、4-第三丁基萘基等烷基芳基;氟等。取代基的數量例如為最大可取代的數量,較佳為1個~3個,更佳為1個~2個,進而佳為1個。
而且,構成通式(1)所表示的化合物的蒽骨架中的氫、取代於蒽的9位或10位上的苯基或萘基中的氫、以及R1~R9及Ar1~Ar11中的氫的全部或一部分亦可為氘。
上述式(1)所表示的化合物的具體例例如可列舉下述式(1-1)~式(1-631)所表示的化合物。下述化合物中,較佳為下述式(1-1)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-9)、式(1-10)、式(1-15)、式(1-16)、式(1-18)、式(1-19)、式(1-21)、式(1-22)、式(1-24)、式(1-25)、式(1-27)~式(1-35)、式(1-38)、式(1-50)、式(1-53)、式(1-58)、式(1-73)、式(1-76)、式(1-81)、式(1-127)、式(1-173)、式(1-175)、式(1-176)、式(1-188)、式(1-190)、式(1-191)、式(1-195)、式(1-196)、式(1-198)、式(1-199)、式(1-210)、式(1-211)、式(1-213)、式(1-214)、式(1-218)、式(1-219)、式(1-221)、式(1-222)、式(1-233)、式(1-234)、式(1-236)、式(1-237)、式(1-241)、式(1-242)、式(1-244)、式(1-245)、式(1-256)、式(1-257)、式(1-259)、式(1-260)、式(1-264)、式(1-313)、式(1-315)、式(1-316)、式(1-327)、式(1-328)、式(1-330)、式(1-331)、式(1-335)、式(1-336)、式(1-338)、式(1-339)、式(1-350)、式(1-351)、式(1-353)、式(1-354)、式(1-358)、式(1-359)、式(1-361)、式(1-362)、式(1-373)、式(1-374)、式(1-376)、式(1-377)、式(1-381)、式(1-382)、式(1-384)、式(1-385)、式(1-396)、式(1-397)、式(1-399)、式(1-400)、式(1-404)、式(1-405)、式(1-407)、式(1-408)、式(1-419)、式(1-420)、式(1-422)、式(1-423)、式(1-427)、式(1-470)、式(1-472)、式(1-473)、式(1-484)、式(1-485)、式(1-487)、式(1-488)、 式(1-498)、式(1-499)、式(1-500)~式(1-502)、式(1-564)、式(1-566)、式(1-567)、式(1-569)、式(1-570)、式(1-572)~式(1-574)、式(1-597)、式(1-599)、式(1-600)、式(1-602)、式(1-603)、式(1-605)~式(1-607)、式(1-611)~式(1-616)或式(1-621)~式(1-623)所表示的化合物。
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
[化10]
[化11]
[化13]
[化14]
[化15]
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
[化54]
[化55]
[化56]
[化57]
2.式(1)所表示的蒽系化合物的製造方法
式(1)所表示的蒽系化合物可利用已知的合成法來製造。例 如可依照下述反應(A-1)~反應(A-4)所示的路徑來合成。
於反應(A-1)中,利用溴化劑將2,7-萘二醇溴化,藉此可合成1-溴萘-2,7-二醇。此外,於下述化學結構中省略萘的取代基Ar6~Ar11的表示。
繼而,於反應(A-2)中,使用鈀觸媒且於鹼的存在下使1當量的苯基硼酸與1-溴萘-2,7-二醇進行鈴木偶合反應,藉此可合成具有苯基的萘二醇衍生物。此外,於下述化學結構中省略萘的取代基Ar6~Ar11及苯基的取代基Ar1~Ar5的表示。
繼而,於反應(A-3)中,於鹼的存在下使三氟甲磺酸酐與具有苯基的萘二醇衍生物反應,藉此可合成具有苯基的萘二- 三氟甲磺酸酯衍生物。
最後,於反應(A-4)中,使用鈀觸媒且於鹼的存在下使苯基蒽硼酸衍生物與具有苯基的萘二-三氟甲磺酸酯衍生物反應,藉此可合成通式(1)所表示的蒽系化合物。此外,於下述化學結構中省略蒽及所述苯基的取代基R1~R9、萘及所述苯基的取代基Ar1~Ar11的表示。
此外,關於具有蒽及所述苯基的取代基R1~R9、萘及所 述苯基的取代基Ar1~Ar11的化合物,可藉由以下方式合成:於上述反應(A-1)~反應(A-4)所用的原料中使用具有該些取代基者,或者使用在相當於取代基的位置具有反應性官能基者,並在適當的時點使該些取代基鍵結。而且,於上述反應(A-4)中,有時亦生成萘二-三氟甲磺酸酯衍生物的2個三氟甲磺酸酯中的1個作為殘基而存在的最終化合物,可藉由使取代基與所述化合物的三氟甲磺酸酯殘基反應,來合成不僅於萘的8位而且於萘的7位上亦具有取代基(Ar6)的化合物。
上述反應(A-1)中所使用的溴化劑及溶劑、進而反應溫度可利用現有的溴化反應中所使用的材料或條件。溴化劑例如可列舉:N-溴代丁二醯亞胺(N-bromosuccinimide,NBS)、Br2、Bu4N+.Br3 -、KBr/H2O2或NaBr/NaBrO3等,溶劑例如可列舉:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、四氫呋喃、乙酸、乙酸乙酯、乙醇、二氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、或CH3CN等。該些溶劑可單獨使用,亦能以混合溶劑的形式使用。反應溫度通常以-10℃~130℃的範圍實施,更佳為0℃~60℃。
於上述反應(A-2)及反應(A-4)中使用鈀觸媒時,例如可使用:四(三苯基膦)鈀(0):Pd(PPh3)4、雙(三苯基膦)二氯鈀(II):PdCl2(PPh3)2、乙酸鈀(II):Pd(OAc)2、三(二亞苄基丙酮)二鈀(0):Pd2(dba)3、三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)氯仿錯合物:Pd2(dba)3.CHCl3、雙(二亞苄基丙酮)鈀(0):Pd(dba)2、雙(三第三丁基膦基)鈀(0):Pd(P(t-Bu)3)2、二氯化[1,1'-雙(二苯基膦基)二茂 鐵]鈀(II)二氯甲烷錯合物(1:1):PdCl2(dppf).CH2Cl2、或雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯鈀(II):Pd(amphos)Cl2等。
另外,為了促進反應,視情況而定亦可於該些鈀化合物中添加膦化合物。膦化合物例如可列舉:三(第三丁基)膦:t-Bu3P、三環己基膦:PCy3、1-(N,N-二甲基胺基甲基)-2-(二第三丁基膦基)二茂鐵、1-(N,N-二丁基胺基甲基)-2-(二-第三丁基膦基)二茂鐵、1-(甲氧基甲基)-2-(二-第三丁基膦基)二茂鐵、1,1'-雙(二-第三丁基膦基)二茂鐵、2,2'-雙(二-第三丁基膦基)-1,1'-聯萘、2-甲氧基-2'-(二-第三丁基膦基)-1,1'-聯萘、2-二環己基膦基-2',6'-二甲氧基聯苯、2-二環己基膦基-2',4',6'-三異丙基聯苯、或2-(二環己基膦基)聯苯等。
另外,與鈀觸媒一起使用的鹼例如可列舉:碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、乙氧化鈉、第三丁氧化鈉、乙酸鈉、乙酸鉀、磷酸三鉀、氟化鉀等。
另外,上述反應(A-2)及反應(A-4)中所用的溶劑例如可列舉:苯、甲苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、四氫呋喃、二乙醚、第三丁基甲醚、1,4-二噁烷、甲醇、乙醇、異丙醇、第三丁醇、或環戊基甲基醚等。該些溶劑可單獨使用,亦能以混合溶劑的形式使用。反應通常是於20℃~180℃的溫度範圍內實施,更佳為60℃~130℃。
另外,於反應(A-3)中使用鹼時,例如可使用:碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化 鋇、乙酸鈉、乙酸鉀、磷酸三鉀、氟化鉀、氟化銫、三甲胺、三乙胺、吡啶等。
另外,反應(A-3)中所用的溶劑例如可列舉:吡啶、甲苯、二甲苯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、CH2Cl2、CHCl3、CH3CN等。該些溶劑可單獨使用,亦能以混合溶劑的形式使用。反應通常是於-10℃~50℃的溫度範圍內實施,更佳為0℃~30℃。
另外,本發明的化合物中亦包含至少一部分氫經氘取代者,此種化合物可藉由使用將所需部位氘化所得的原料,與上述同樣地合成。
3.有機電致發光元件
上述通式(1)所表示的蒽系化合物例如可用作有機電致發光元件的材料。以下,根據圖式對本實施形態的有機電致發光元件加以詳細說明。圖1為表示本實施形態的有機電致發光元件的概略剖面圖。
<有機電致發光元件的結構>
圖1所示的有機電致發光元件100具有基板101、設於基板101上的陽極102、設於陽極102上的電洞注入層103、設於電洞注入層103上的電洞傳輸層104、設於電洞傳輸層104上的發光層105、設於發光層105上的電子傳輸層106、設於電子傳輸層106上的電子注入層107及設於電子注入層107上的陰極108。
再者,有機電致發光元件100亦可將製作順序顛倒而設 定為例如以下構成:具有基板101、設於基板101上的陰極108、設於陰極108上的電子注入層107、設於電子注入層107上的電子傳輸層106、設於電子傳輸層106上的發光層105、設於發光層105上的電洞傳輸層104、設於電洞傳輸層104上的電洞注入層103及設於電洞注入層103上的陽極102。
上述各層並非全部必需,將最小構成單位設定為包含陽極102、發光層105及陰極108的構成,電洞注入層103、電洞傳輸層104、電子傳輸層106、電子注入層107為任意設置的層。另外,上述各層分別可包含單一層,亦可包含多層。
構成有機電致發光元件的層的實施方式除了上述「基板/陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極」的構成方式以外,亦可為「基板/陽極/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/電洞注入層/發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/陰極」、「基板/陽極/發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/電洞傳輸層/發光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/陰極」、「基板/陽極/電洞注入層/發光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/電洞注入層/發光層/電子傳輸層/陰極」、「基板/陽極/發光層/電子傳輸層/陰極」、「基板/陽極/發光層/電子注入層/陰極」的構成方式。
<有機電致發光元件中的基板>
基板101成為有機電致發光元件100的支撐體,通常可使用石英、玻璃、金屬、塑膠等。基板101是根據目的而形成為板狀、膜狀或片狀,例如可使用玻璃板、金屬板、金屬箔、塑膠膜、塑膠片等。其中,較佳為玻璃板及聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碸等透明的合成樹脂製板。若為玻璃基板,則可使用鹼石灰玻璃(soda lime glass)或無鹼玻璃等,另外,厚度亦只要有確保機械強度的充分厚度即可,例如只要為0.2mm以上即可。厚度的上限值例如為2mm以下,較佳為1mm以下。關於玻璃的材質,由於自玻璃中的溶出離子以少為佳,故較佳為無鹼玻璃,但實施有SiO2等的阻障塗層(barrier coat)的鹼石灰玻璃亦有市售,故可加以使用。另外,於基板101上,為了提高阻氣性,亦可至少於單面上設置緻密的矽氧化膜等阻氣膜,尤其於使用阻氣性低的合成樹脂製板、膜或片作為基板101的情形時,較佳為設置阻氣膜。
<有機電致發光元件中的陽極>
陽極102發揮對發光層105注入電洞的作用。再者,於陽極102與發光層105之間設有電洞注入層103及/或電洞傳輸層104的情形時,經由該些層對發光層105注入電洞。
形成陽極102的材料可列舉無機化合物及有機化合物。無機化合物例如可列舉:金屬(鋁、金、銀、鎳、鈀、鉻等)、金屬氧化物(銦的氧化物、錫的氧化物、銦-錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)、銦-鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)等)、鹵 化金屬(碘化銅等)、硫化銅、碳黑、ITO玻璃或奈塞玻璃(NESA glass)等。有機化合物例如可列舉:聚(3-甲基噻吩)等聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等導電性聚合物等。此外,亦可自被用作有機電致發光元件的陽極的物質中適當選擇而使用。
關於透明電極的電阻,只要可對發光元件的發光供給充分的電流,則並無限定,就發光元件的消耗電力的觀點而言,理想的是低電阻。例如若為300Ω/□以下的ITO基板則作為元件電極發揮功能,但由於目前亦可提供10Ω/□左右的基板,故例如特別理想的是使用100Ω/□~5Ω/□、較佳為50Ω/□~5Ω/□的低電阻品。ITO的厚度可根據電阻值而任意選擇,通常大多於50nm~300nm之間使用。
<有機電致發光元件中的電洞注入層、電洞傳輸層>
電洞注入層103發揮以下作用:將自陽極102移動而來的電洞高效地注入至發光層105內或電洞傳輸層104內。電洞傳輸層104發揮以下作用:將自陽極102注入的電洞或自陽極102經由電洞注入層103而注入的電洞高效地傳輸至發光層105。電洞注入層103及電洞傳輸層104是分別藉由將一種或兩種以上的電洞注入/傳輸材料積層、混合而形成,或藉由電洞注入/傳輸材料與高分子黏結劑的混合物而形成。另外,亦可於電洞注入/傳輸材料中添加氯化鐵(III)般的無機鹽而形成層。
電洞注入/傳輸性物質必須於被施加了電場的電極間高效地注入/傳輸來自正極的電洞,理想的是電洞注入效率高,高效 地傳輸所注入的電洞。因此,較佳為以下物質:離子化電位小,而且電洞移動度大,進而穩定性優異,於製造時及使用時不易產生成為陷阱(trap)的雜質。
作為形成電洞注入層103及電洞傳輸層104的材料,可自先前以來在光導電材料中作為電洞的電荷傳輸材料所慣用的化合物,用於p型半導體、有機電致發光元件的電洞注入層及電洞傳輸層的公知的材料中選擇使用任意的材料。該些材料的具體例為咔唑衍生物(N-苯基咔唑、聚乙烯咔唑等)、雙(N-芳基咔唑)或雙(N-烷基咔唑)等雙咔唑衍生物、三芳胺衍生物(主鏈或側鏈上具有芳香族三級胺基的聚合物、1,1-雙(4-二-對甲苯基胺基苯基)環己烷、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二胺基聯苯、N,N'-二苯基-N,N'-二萘基-4,4'-二胺基聯苯、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺、N,N'-二萘基-N,N'-二苯基-4,4'-二苯基-1,1'-二胺、N4,N4'-二苯基-N4,N4'-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺、N4,N4,N4',N4'-四([1,1'-聯苯]-4-基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺、4,4',4"-三(3-甲基苯基(苯基)胺基)三苯基胺等三苯基胺衍生物、星爆狀胺衍生物等)、芪衍生物、酞菁衍生物(無金屬、銅酞菁等)、吡唑啉衍生物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物或噻吩衍生物、噁二唑衍生物、喹噁啉衍生物(例如,1,4,5,8,9,12-六氮雜三苯并苯-2,3,6,7,10,11-六甲腈等)、卟啉衍生物等雜環化合物、聚矽烷等。聚合物系中,較佳為側鏈上具有上述單體的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚乙烯咔唑及聚矽烷等,但只要是形成發 光元件的製作所需的薄膜,可自陽極注入電洞,進而可傳輸電洞的化合物,則並無特別限定。
另外,亦已知有機半導體的導電性受到其摻雜物的強烈影響。此種有機半導體基質物質包含供電子性良好的化合物、或受電子性良好的化合物。為了摻雜供電子物質,已知有四氰基醌二甲烷(Tetracyanoquinodimethane,TCNQ)或2,3,5,6-四氟四氰基-1,4-苯醌二甲烷(2,3,5,6-tetrafluorotetracyano-1,4-benzoquinodimethane,F4TCNQ)等強的受電子體(例如參照文獻「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,應用物理快報(Appl.Phys.Lett.),73(22),3202-3204(1998)」及文獻「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,應用物理快報(Appl.Phys.Lett.),73(6),729-731(1998)」)。該些藉由供電子型基質物質(電洞傳輸物質)中的電子移動製程而生成所謂電洞。基質物質的傳導性視電洞的個數及移動度而相當大幅度地變化。具有電洞傳輸特性的基質物質例如已知有聯苯胺衍生物(N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine,TPD)等)或星爆狀胺衍生物(4,4',4"-三(N,N-聯苯胺基)三苯胺(4,4',4"-tris(N,N-benzidylamino)triphenylamine,TDATA)等)、或特定的金屬酞菁(特別是鋅酞菁ZnPc等)(日本專利特開2005-167175號公報)。
<有機電致發光元件中的發光層>
發光層105藉由以下方式而發光:於被施加了電場的電極間,使自陽極102注入的電洞與自陰極108注入的電子再結合。形成發光層105的材料只要為藉由電洞與電子的再結合受到激發而發光的化合物(發光性化合物)即可,較佳為可形成穩定的薄膜形狀、且於固體狀態下顯示強的發光(螢光)效率的化合物。本發明中,可使用上述通式(1)所表示的蒽系化合物作為發光層用的材料。
發光層為單一層或包含多層均可,分別是藉由發光層用材料(主體材料、摻雜材料)而形成。主體材料與摻雜材料分別為一種或為多種的組合均可。摻雜材料含有於主體材料整體中、或局部地含有於主體材料中均可。作為摻雜方法,可藉由與主體材料的共蒸鍍法而形成,亦可與主體材料預先混合後同時蒸鍍。
主體材料的使用量視主體材料的種類而不同,只要根據該主體材料的特性來決定即可。主體材料的使用量的標準較佳為發光層用材料整體的50重量%~99.999重量%,更佳為80重量%~99.95重量%,進而佳為90重量%~99.9重量%。上述通式(1)所表示的蒽系化合物特佳為作為主體材料。
摻雜材料的使用量視摻雜材料的種類而不同,只要根據該摻雜材料的特性來決定即可。摻雜物的使用量的標準較佳為發光層用材料整體的0.001重量%~50重量%,更佳為0.05重量%~20重量%,進而佳為0.1重量%~10重量%。若為上述範圍,則例如於可防止濃度消光現象的方面而言較佳。
可與上述通式(1)所表示的蒽系化合物併用的主體材料可列舉:先前以來作為發光體而已知的蒽或芘等縮合環衍生物、雙苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等雙苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、環戊二烯衍生物、茀衍生物、苯并茀衍生物等。
另外,摻雜材料並無特別限定,可使用已知的化合物,可根據所需發光色自各種材料中選擇。具體而言,例如可列舉:菲、蒽、芘、稠四苯、稠五苯、苝、萘并芘、二苯并芘、紅螢烯(rubrene)及(chrysene)等縮合環衍生物;苯并噁唑衍生物,苯并噻唑衍生物,苯并咪唑衍生物,苯并三唑衍生物,噁唑衍生物,噁二唑衍生物,噻唑衍生物,咪唑衍生物,噻二唑衍生物,三唑衍生物,吡唑啉衍生物,芪衍生物,噻吩衍生物,四苯基丁二烯衍生物,環戊二烯衍生物,雙苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等雙苯乙烯基衍生物(日本專利特開平1-245087號公報),雙苯乙烯基伸芳基衍生物(日本專利特開平2-247278號公報),二氮雜苯并二茚(diazaindacene)衍生物,呋喃衍生物,苯并呋喃衍生物,苯基異苯并呋喃、二(2,4,6-三甲苯基)異苯并呋喃、二(2-甲基苯基)異苯并呋喃、二(2-三氟甲基苯基)異苯并呋喃、苯基異苯并呋喃等異苯并呋喃衍生物,二苯并呋喃衍生物,7-二烷基胺基香豆素衍生物、7-哌啶基香豆素衍生物、7-羥基香豆素衍生物、7-甲氧基香豆素衍生物、7-乙醯氧基香豆素衍生物、3-苯并噻唑基香豆素衍生物、3-苯并咪唑基香豆素衍生物、3-苯并噁唑基香 豆素衍生物等香豆素衍生物,二氰基亞甲基吡喃衍生物,二氰基亞甲基噻喃衍生物,聚次甲基衍生物,菁衍生物,氧雜苯并蒽衍生物(oxabenzanthracene derivative),二苯并哌喃衍生物(xanthene derivative),若丹明衍生物(rhodamine derivative),螢光素衍生物(fluorescein derivative),吡喃鎓衍生物(pyrylium derivative),碳苯乙烯基衍生物,吖啶衍生物,噁嗪衍生物,苯醚衍生物,喹吖啶酮衍生物,喹唑啉衍生物,吡咯并吡啶衍生物,呋喃吡啶衍生物,1,2,5-噻二唑并芘衍生物,吡咯亞甲基衍生物(pyrromethene derivative),紫環酮衍生物(perinone derivative),吡咯并吡咯衍生物,方酸內鎓衍生物,紫蒽酮衍生物(violanthrone derivative),吩嗪衍生物,吖啶酮衍生物,去氮雜黃素衍生物(deazaflavin derivative),茀衍生物及苯并茀衍生物等。
若以顯色光分別例示,則藍色~藍綠色摻雜材料可列舉:萘、蒽、菲、芘、三苯并苯、苝、茀、茚(indene)、等芳香族烴化合物或其衍生物,呋喃、吡咯、噻吩、噻咯(silole)、9-矽茀(9-silafluorene)、9,9'-螺二矽茀、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、啡啉、吡嗪、萘啶(naphthyridine)、喹噁啉、吡咯并吡啶、噻噸等芳香族雜環化合物或其衍生物,二苯乙烯基苯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、芪衍生物、醛連氮衍生物(aldazine derivative)、香豆素衍生物,咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物及其金屬錯合物及N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'- 二胺所代表的芳香族胺衍生物等。
另外,綠色~黃色摻雜材料可列舉:香豆素衍生物、鄰苯二甲醯亞胺衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、紫環酮衍生物、吡咯并吡咯衍生物、環戊二烯衍生物、吖啶酮衍生物、喹吖啶酮衍生物及紅螢烯等稠四苯衍生物等,進而,亦可列舉如下的化合物作為合適的例子:於作為上述藍色~藍綠色摻雜材料而例示的化合物中導入有芳基、雜芳基、芳基乙烯基、胺基、氰基等可實現長波長化的取代基而成的化合物。
進而,橙色~紅色摻雜材料可列舉:雙(二異丙基苯基)苝四羧酸醯亞胺等萘二甲醯亞胺衍生物,紫環酮衍生物,以乙醯丙酮或苯甲醯丙酮與啡啉等作為配位基的Eu錯合物等稀土錯合物,4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(對二甲基胺基苯乙烯基)-4H-吡喃或其類似物,鎂酞菁、鋁氯酞菁等金屬酞菁衍生物,若丹明化合物,去氮雜黃素衍生物,香豆素衍生物,喹吖啶酮衍生物,啡噁嗪衍生物,噁嗪衍生物,喹唑啉衍生物,吡咯并吡啶衍生物,方酸內鎓衍生物,紫蒽酮衍生物,吩嗪衍生物,啡噁嗪酮衍生物及噻二唑并芘衍生物等,進而,亦可列舉如下的化合物作為合適的例子:於作為上述藍色~藍綠色及綠色~黃色摻雜材料而例示的化合物中導入有芳基、雜芳基、芳基乙烯基、胺基、氰基等可實現長波長化的取代基而成的化合物。
除此以外,摻雜物可自化學工業2004年6月號13頁、及其中所列舉的參考文獻等中記載的化合物等中適當選擇使用。
上述摻雜材料中,特佳為具有芪結構的胺、苝衍生物、硼烷衍生物、芳香族胺衍生物、香豆素衍生物、吡喃衍生物或芘衍生物。
具有芪結構的胺例如是由下述式所表示。
該式中,Ar1為來源於碳數6~30的芳基的m價的基團,Ar2及Ar3分別獨立地為碳數6~30的芳基,Ar1~Ar3的至少一個具有芪結構,Ar1~Ar3可經取代,而且,m為1~4的整數。
具有芪結構的胺更佳為下述式所表示的二胺基芪。
該式中,Ar2及Ar3分別獨立地為碳數6~30的芳基,Ar2及Ar3可經取代。
碳數6~30的芳基的具體例可列舉:苯、萘、苊、茀、萉、菲、蒽、螢蒽(fluoranthene)、三苯并苯、芘、、稠四苯、 苝、芪、二苯乙烯基苯、二苯乙烯基聯苯、二苯乙烯基茀等。
具有芪結構的胺的具體例可列舉:N,N,N',N'-四(4-聯苯基)-4,4'-二胺基芪、N,N,N',N'-四(1-萘基)-4,4'-二胺基芪、N,N,N',N'-四(2-萘基)-4,4'-二胺基芪、N,N'-二(2-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二胺基芪、N,N'-二(9-菲基)-N,N'-二苯基-4,4'-二胺基芪、4,4'-雙[4"-雙(二苯基胺基)苯乙烯基]-聯苯、1,4-雙[4'-雙(二苯基胺基)苯乙烯基]-苯、2,7-雙[4'-雙(二苯基胺基)苯乙烯基]-9,9-二甲基茀、4,4'-雙(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-聯苯(4,4'-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)biphenyl)、4,4'-雙(9-苯基-3-咔唑乙烯基)-聯苯等。
另外,亦可使用日本專利特開2003-347056號公報、及日本專利特開2001-307884號公報等中記載的具有芪結構的胺。
苝衍生物例如可列舉:3,10-雙(2,6-二甲基苯基)苝、3,10-雙(2,4,6-三甲基苯基)苝、3,10-二苯基苝、3,4-二苯基苝、2,5,8,11-四-第三丁基苝、3,4,9,10-四苯基苝、3-(1'-芘基)-8,11-二(第三丁基)苝、3-(9'-蒽基)-8,11-二(第三丁基)苝、3,3'-雙(8,11-二(第三丁基)苝基)等。
另外,亦可使用日本專利特開平11-97178號公報、日本專利特開2000-133457號公報、日本專利特開2000-26324號公報、日本專利特開2001-267079號公報、日本專利特開2001-267078號公報、日本專利特開2001-267076號公報、日本專利特開2000-34234號公報、日本專利特開2001-267075號公報及日本專利特開 2001-217077號公報等中記載的苝衍生物。
硼烷衍生物例如可列舉:1,8-二苯基-10-(二(2,4,6-三甲苯基)硼基)蒽、9-苯基-10-(二(2,4,6-三甲苯基)硼基)蒽、4-(9'-蒽基)二(2,4,6-三甲苯基)硼基萘、4-(10'-苯基-9'-蒽基)二-(2,4,6-三甲苯基)硼基萘、9-(二(2,4,6-三甲苯基)硼基)蒽、9-(4'-聯苯基)-10-(二(2,4,6-三甲苯基)硼基)蒽、9-(4'-(N-咔唑基)苯基)-10-(二(2,4,6-三甲苯基)硼基)蒽等。
另外,亦可使用國際公開第2000/40586號手冊等中記載的硼烷衍生物。
芳香族胺衍生物例如是由下述式所表示。
該式中,Ar4為來源於碳數6~30的芳基的n價的基團,Ar5及Ar6分別獨立地為碳數6~30的芳基,Ar4~Ar6可經取代,而且,n為1~4的整數。
尤其更佳為以下的芳香族胺衍生物:Ar4為來源於蒽、、茀、苯并茀或芘的二價基,Ar5及Ar6分別獨立地為碳數6~30的芳基,Ar4~Ar6可經取代,而且n為2。
碳數6~30的芳基的具體例可列舉:苯、萘、苊、茀、 萉、菲、蒽、螢蒽、三苯并苯、芘、、稠四苯、苝、稠五苯等。
作為芳香族胺衍生物,系例如可列舉:N,N,N',N'-四苯基-6,12-二胺、N,N,N',N'-四(對甲苯基)-6,12-二胺、N,N,N',N'-四(間甲苯基)-6,12-二胺、N,N,N',N'-四(4-異丙基苯基)-6,12-二胺、N,N,N',N'-四(萘-2-基)-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(對甲苯基)-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-乙基苯基)-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-乙基苯基)-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-異丙基苯基)-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-第三丁基苯基)-6,12-二胺、N,N'-雙(4-異丙基苯基)-N,N'-二(對甲苯基)-6,12-二胺等。
另外,芘系例如可列舉:N,N,N',N'-四苯基芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(對甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(間甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(4-異丙基苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(3,4-二甲基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(對甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-乙基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-乙基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-異丙基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-第三丁基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-雙(4-異丙基苯基)-N,N'-二(對甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(3,4-二甲基苯基)-3,8-二苯基芘-1,6-二胺等。
另外,蒽系例如可列舉:N,N,N,N-四苯基蒽-9,10-二胺、N,N,N',N'-四(對甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N,N',N'-四(間甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N,N',N'-四(4-異丙基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯 基-N,N'-二(對甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(間甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-乙基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-乙基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-異丙基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-第三丁基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-雙(4-異丙基苯基)-N,N'-二(對甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-第三丁基-N,N,N',N'-四(對甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-第三丁基-N,N'-二苯基-N,N'-雙(4-異丙基苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-第三丁基-N,N'-雙(4-異丙基苯基)-N,N'-二(對甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二環己基-N,N'-雙(4-異丙基苯基)-N,N'-二(對甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二環己基-N,N'-雙(4-異丙基苯基)-N,N'-雙(4-第三丁基苯基)蒽-9,10-二胺、9,10-雙(4-二苯基胺基-苯基)蒽、9,10-雙(4-二(1-萘基胺基)苯基)蒽、9,10-雙(4-二(2-萘基胺基)苯基)蒽、10-二-對甲苯基胺基-9-(4-二-對甲苯基胺基-1-萘基)蒽、10-二苯基胺基-9-(4-二苯基胺基-1-萘基)蒽、10-二苯基胺基-9-(6-二苯基胺基-2-萘基)蒽等。
另外,芘系例如可列舉:N,N,N,N-四苯基-1,8-芘-1,6-二胺、N-聯苯-4-基-N-聯苯-1,8-芘-1,6-二胺、N1,N6-二苯基-N1,N6-雙-(4-三甲基矽烷基-苯基)-1H,8H-芘-1,6-二胺等。
另外,除此以外可列舉:[4-(4-二苯基胺基-苯基)萘-1-基]-二苯基胺、[6-(4-二苯基胺基-苯基)萘-2-基]-二苯基胺、4,4'-雙[4-二苯基胺基萘-1-基]聯苯、4,4'-雙[6-二苯基胺基萘-2-基]聯苯、4,4"-雙[4-二苯基胺基萘-1-基]-對聯三苯、4,4"-雙[6-二苯基胺 基萘-2-基]-對聯三苯等。
另外,亦可使用日本專利特開2006-156888號公報等中記載的芳香族胺衍生物。
香豆素衍生物可列舉香豆素-6、香豆素-334等。
另外,亦可使用日本專利特開2004-43646號公報、日本專利特開2001-76876號公報、及日本專利特開平6-298758號公報等中記載的香豆素衍生物。
吡喃衍生物可列舉下述4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-對二甲胺基苯乙烯基-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-[p-(dimethylamino)-styryl]-4H-pyran,DCM)、4-(二氰基亞甲基)-2-第三丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久羅尼定基-4-乙烯基)-4H-吡喃(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-vinyl)-4H-pyran,DCJTB)等。
另外,亦可使用日本專利特開2005-126399號公報、日本專 利特開2005-097283號公報、日本專利特開2002-234892號公報、日本專利特開2001-220577號公報、日本專利特開2001-081090號公報、及日本專利特開2001-052869號公報等中記載的吡喃衍生物。
<有機電致發光元件中的電子注入層、電子傳輸層>
電子注入層107發揮以下作用:將自陰極108移動而來的電子高效地注入至發光層105內或電子傳輸層106內。電子傳輸層106發揮以下作用:將自陰極108注入的電子或自陰極108經由電子注入層107而注入的電子高效地傳輸至發光層105。電子傳輸層106及電子注入層107是分別藉由將一種或兩種以上的電子傳輸/注入材料積層、混合而形成,或藉由電子傳輸/注入材料與高分子黏結劑的混合物而形成。
所謂電子注入/傳輸層,是指發揮自陰極注入電子、進而傳輸電子的作用的層,理想的是電子注入效率高,且高效地傳輸所注入的電子。因此較佳為以下物質:電子親和力大,而且電子移動度大,進而穩定性優異,於製造時及使用時不易產生成為陷阱的雜質。然而,於考慮到電洞與電子的傳輸平衡的情形時,於主要發揮可高效地阻止來自陽極的電洞並不再結合而流向陰極側的作用的情形時,即便電子傳輸能力並不那麼高,亦具有與電子傳輸能力高的材料同等的提高發光效率的效果。因此,本實施形態中的電子注入/傳輸層亦可包含以下功能:可高效地阻止電洞的移動的層的功能。
形成電子傳輸層106或電子注入層107的材料(電子傳輸材料)可自以下化合物中任意選擇而使用:於光導電材料中作為電子傳送化合物而先前以來慣用的化合物,有機電致發光元件的電子注入層及電子傳輸層中使用的公知的化合物。
電子傳輸層或電子注入層中所用的材料較佳為含有選自以下化合物中的至少一種:包含芳香環或雜芳香環的化合物(上述芳香環或雜芳香環包含選自碳、氫、氧、硫、矽及磷中的一種以上的原子)、吡咯衍生物及其縮合環衍生物及具有受電子性氮的金屬錯合物。具體可列舉:萘、蒽等縮合環系芳香環衍生物,4,4'-雙(二苯基乙烯基)聯苯所代表的苯乙烯基系芳香環衍生物、紫環酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、蒽醌或二苯醌等醌衍生物、磷氧化物衍生物、咔唑衍生物及吲哚衍生物等。具有受電子性氮的金屬錯合物例如可列舉:羥基苯基噁唑錯合物等羥基唑錯合物、偶氮次甲基錯合物、托酚酮(tropolone)金屬錯合物、黃酮醇(flavonol)金屬錯合物及苯并喹啉金屬錯合物等。該些材料可單獨使用,亦可與不同的材料混合而使用。
另外,其他電子傳送化合物的具體例可列舉:吡啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、啡啉衍生物、紫環酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、蒽醌衍生物、二苯醌衍生物、二苯醌衍生物、苝衍生物、噁二唑衍生物(1,3-雙[(4-第三丁基苯基)1,3,4-噁二唑基]苯等)、噻吩衍生物、三唑衍生物(N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等)、噻二唑衍生物、8-羥基喹啉衍生物(oxine derivative)的金屬錯合物、羥喹啉系金屬錯合物、喹噁啉衍生物、喹噁啉衍生物的聚合物、苯并唑(benzazole)類化合物、鎵錯合物、吡唑衍生物、全氟化苯衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物、苯并喹啉衍生物(2,2'-雙(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9'-螺雙茀等)、咪唑并吡啶衍生物、硼烷衍生物、苯并咪唑衍生物(三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯等)、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、喹啉衍生物、三聯吡啶(terpyridine)等低聚吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、三聯吡啶衍生物(1,3-雙(4'-(2,2':6'2"-三聯吡啶基))苯等)、萘啶衍生物(雙(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基膦氧化物等)、醛連氮衍生物、咔唑衍生物、吲哚衍生物、磷氧化物衍生物、雙苯乙烯基衍生物等。
另外,亦可使用具有受電子性氮的金屬錯合物,例如可列舉:羥喹啉系金屬錯合物或羥基苯基噁唑錯合物等羥基唑錯合物、偶氮次甲基錯合物、托酚酮金屬錯合物、黃酮醇金屬錯合物及苯并喹啉金屬錯合物等。
上述材料可單獨使用,亦可與不同的材料混合而使用。
上述材料中,較佳為羥喹啉系金屬錯合物、聯吡啶衍生物、啡啉衍生物或硼烷衍生物。
羥喹啉系金屬錯合物為下述通式(E-1)所表示的化合物。
[化66]
式中,R1~R6為氫或取代基,M為Li、Al、Ga、Be或Zn,n為1~3的整數。
羥喹啉系金屬錯合物的具體例可列舉:8-羥喹啉鋰、三(8-羥基喹啉)鋁、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁、三(5-甲基-8-羥基喹啉)鋁、三(3,4-二甲基-8-羥基喹啉)鋁、三(4,5-二甲基-8-羥基喹啉)鋁、三(4,6-二甲基-8-羥基喹啉)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2-甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(3-甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2-苯基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(3-苯基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2,3-二甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2,6-二甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(3,4-二甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(3,5-二甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(3,5-二-第三丁基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2,6-二苯基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2,4,6-三苯基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2,4,6-三甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2,4,5,6-四甲基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(1-萘酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(2-萘酚) 鋁、雙(2,4-二甲基-8-羥基喹啉)(2-苯基苯酚)鋁、雙(2,4-二甲基-8-羥基喹啉)(3-苯基苯酚)鋁、雙(2,4-二甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁、雙(2,4-二甲基-8-羥基喹啉)(3,5-二甲基苯酚)鋁、雙(2,4-二甲基-8-羥基喹啉)(3,5-二-第三丁基苯酚)鋁、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁-μ-氧代-雙(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁、雙(2,4-二甲基-8-羥基喹啉)鋁-μ-氧代-雙(2,4-二甲基-8-羥基喹啉)鋁、雙(2-甲基-4-乙基-8-羥基喹啉)鋁-μ-氧代-雙(2-甲基-4-乙基-8-羥基喹啉)鋁、雙(2-甲基-4-甲氧基-8-羥基喹啉)鋁-μ-氧代-雙(2-甲基-4-甲氧基-8-羥基喹啉)鋁、雙(2-甲基-5-氰基-8-羥基喹啉)鋁-μ-氧代-雙(2-甲基-5-氰基-8-羥基喹啉)鋁、雙(2-甲基-5-三氟甲基-8-羥基喹啉)鋁-μ-氧代-雙(2-甲基-5-三氟甲基-8-羥基喹啉)鋁、雙(10-羥基苯并[h]喹啉)鈹等。
聯吡啶衍生物為下述通式(E-2)所表示的化合物。
式中,G表示單鍵或n價的連結基,n為2~8的整數。另外,不用於吡啶-吡啶或吡啶-G的鍵結的碳可經取代。
通式(E-2)的G例如可列舉以下結構式者。再者,下述結構式中的R分別獨立地為氫、甲基、乙基、異丙基、環己基、 苯基、1-萘基、2-萘基、聯苯基或聯三苯基。
吡啶衍生物的具體例可列舉:2,5-雙(2,2'-吡啶-6-基)-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯、2,5-雙(2,2'-吡啶-6-基)-1,1-二甲基-3,4-二(2,4,6-三甲苯基)噻咯、2,5-雙(2,2'-吡啶-5-基)-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯、2,5-雙(2,2'-吡啶-5-基)-1,1-二甲基-3,4-二(2,4,6-三甲苯基)噻咯、9,10-二(2,2'-吡啶-6-基)蒽、9,10-二(2,2'-吡啶-5-基)蒽、9,10-二(2,3'-吡啶-6-基)蒽、9,10-二(2,3'-吡啶-5-基)蒽、9,10-二(2,3'-吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,3'-吡啶-5-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,2'-吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,2'-吡啶-5-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,4'-吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(2,4'-吡啶-5-基)-2-苯基蒽、9,10-二(3,4'-吡啶-6-基)-2-苯基蒽、9,10-二(3,4'-吡啶-5-基)-2-苯基蒽、3,4-二苯基-2,5-二(2,2'-吡啶-6-基)噻吩、3,4-二苯基-2,5-二(2,3'-吡啶-5-基)噻吩、6'6"-二(2-吡啶基)2,2':4',4":2",2"'-四聯吡啶等。
啡啉衍生物為下述通式(E-3-1)或通式(E-3-2)所表示的化合物。
式中,R1~R8為氫或取代基,鄰接的基團亦可相互鍵結而形 成縮合環,G表示單鍵或n價的連結基,n為2~8的整數。另外,通式(E-3-2)的G例如可列舉與聯吡啶衍生物的欄中說明者相同者。
啡啉衍生物的具體例可列舉:4,7-二苯基-1,10-啡啉、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉、9,10-二(1,10-啡啉-2-基)蒽、2,6-二(1,10-啡啉-5-基)吡啶、1,3,5-三(1,10-啡啉-5-基)苯、9,9'-二氟-雙(1,10-啡啉-5-基)、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲(bathocuproin)或1,3-雙(2-苯基-1,10-啡啉-9-基)苯等。
特別對將啡啉衍生物用於電子傳輸層、電子注入層中的情形加以說明。為了長時間獲得穩定的發光,理想的是熱穩定性或薄膜形成性優異的材料,啡啉衍生物中,較佳為取代基自身具有三維立體結構或藉由與啡啉骨架的立體排斥或與鄰接取代基的立體排斥而具有三維立體結構者、或者將多個啡啉骨架連結而成者。進而,於將多個啡啉骨架連結的情形時,更佳為連結單元中含有共軛鍵、經取代或未經取代的芳香族烴、經取代或未經取代的芳香雜環的化合物。
硼烷衍生物為下述通式(E-4)所表示的化合物,詳細揭示於日本專利特開2007-27587號公報中。
[化70]
式中,R11及R12分別獨立地為氫、烷基、可經取代的芳基、經取代的矽烷基、可經取代的含氮雜環或氰基的至少一個,R13~R16分別獨立地為可經取代的烷基或可經取代的芳基,X為可經取代的伸芳基,Y為可經取代的碳數16以下的芳基、經取代的硼基或可經取代的咔唑基,而且,n分別獨立地為0~3的整數。
上述通式(E-4)所表示的化合物中,較佳為下述通式(E-4-1)所表示的化合物,進而佳為下述通式(E-4-1-1)~通式(E-4-1-4)所表示的化合物。具體例可列舉:9-[4-(4-二(2,4,6-三甲苯基)硼基萘-1-基)苯基]咔唑、9-[4-(4-二(2,4,6-三甲苯基)硼基萘-1-基)萘-1-基]咔唑等。
式中,R11及R12分別獨立地為氫、烷基、可經取代的芳基、 經取代的矽烷基、可經取代的含氮雜環或氰基的至少一個,R13~R16分別獨立地為可經取代的烷基或可經取代的芳基,R21及R22分別獨立地為氫、烷基、可經取代的芳基、經取代的矽烷基、可經取代的含氮雜環或氰基的至少一個,X1為可經取代的碳數20以下的伸芳基,n分別獨立地為0~3的整數,而且,m分別獨立地為0~4的整數。
各式中,R31~R34分別獨立地為甲基、異丙基或苯基的任一者,而且,R35及R36分別獨立地為氫、甲基、異丙基或苯基的任一者。
上述通式(E-4)所表示的化合物中,較佳為下述通式 (E-4-2)所表示的化合物,進而佳為下述通式(E-4-2-1)所表示的化合物。
式中,R11及R12分別獨立地為氫、烷基、可經取代的芳基、經取代的矽烷基、可經取代的含氮雜環或氰基的至少一個,R13~R16分別獨立地為可經取代的烷基或可經取代的芳基,X1為可經取代的碳數20以下的伸芳基,而且,n分別獨立地為0~3的整數。
式中,R31~R34分別獨立地為甲基、異丙基或苯基的任一者,而且,R35及R36分別獨立地為氫、甲基、異丙基或苯基的任一者。
上述通式(E-4)所表示的化合物中,較佳為下述通式 (E-4-3)所表示的化合物,更佳為下述通式(E-4-3-1)或通式(E-4-3-2)所表示的化合物。
式中,R11及R12分別獨立地為氫、烷基、可經取代的芳基、經取代的矽烷基、可經取代的含氮雜環或氰基的至少一個,R13~R16分別獨立地為可經取代的烷基或可經取代的芳基,X1為可經取代的碳數10以下的伸芳基,Y1為可經取代的碳數14以下的芳基,而且,n分別獨立地為0~3的整數。
各式中,R31~R34分別獨立地為甲基、異丙基或苯基的任一 者,而且,R35及R36分別獨立地為氫、甲基、異丙基或苯基的任一者。
苯并咪唑衍生物為下述通式(E-5)所表示的化合物。
式中,Ar1~Ar3分別獨立地為氫或可經取代的碳數6~30的芳基。特佳為Ar1為可經取代的蒽基的苯并咪唑衍生物。
碳數6~30的芳基的具體例為苯基、1-萘基、2-萘基、苊-1-基、苊-3-基、苊-4-基、苊-5-基、茀-1-基、茀-2-基、茀-3-基、茀-4-基、茀-9-基、萉-1-基、萉-2-基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基,9-菲基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、螢蒽-1-基、螢蒽-2-基、螢蒽-3-基、螢蒽-7-基、螢蒽-8-基、三苯并苯-1-基、三苯并苯-2-基、芘-1-基、芘-2-基、芘-4-基、-1-基、-2-基、-3-基、-4-基、-5-基、-6-基、稠四苯-1-基、稠四苯-2-基、稠四苯-5-基、苝-1-基、苝-2-基、苝-3-基、稠五苯-1-基、稠五苯-2-基、稠五苯-5-基、稠五苯-6-基。
苯并咪唑衍生物的具體例為1-苯基-2-(4-(10-苯基蒽-9- 基)苯基)-1H-苯并[d]咪唑、2-(4-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、2-(3-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、5-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)-1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑、1-(4-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑、2-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、1-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑、5-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)-1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑。
電子傳輸層或電子注入層亦可更含有以下物質,該物質可將形成電子傳輸層或電子注入層的材料還原。該還原性物質只要具有一定的還原性,則可使用各種物質,例如可較佳地使用選自由鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物所組成的組群中的至少一種。
較佳的還原性物質可列舉:Na(功函數為2.36eV)、K(功函數為2.28eV)、Rb(功函數為2.16eV)或Cs(功函數為1.95eV)等鹼金屬,或Ca(功函數為2.9eV)、Sr(功函數為2.0eV~2.5eV)或Ba(功函數為2.52eV)等鹼土金屬,特佳為功函數為2.9eV以下者。該些中,更佳的還原性物質為K、Rb或Cs的鹼金屬,進而佳為Rb或Cs,最佳為Cs。該些鹼金屬的還原能力特別高,可藉由以相對較少的量添加至形成電子傳輸層或電子注入層的材料中,而實現有機EL元件中的發光亮度的提高或長壽 命化。另外,功函數為2.9eV以下的還原性物質較佳為該些中的兩種以上的鹼金屬的組合,特佳為含有Cs的組合,例如Cs與Na、Cs與K、Cs與Rb、或Cs與Na與K的組合。藉由含有Cs,可有效地發揮還原能力,可藉由添加至形成電子傳輸層或電子注入層的材料中,而實現有機EL元件的發光亮度的提高或長壽命化。
<有機電致發光元件中的陰極>
陰極108發揮以下作用:經由電子注入層107及電子傳輸層106對發光層105注入電子。
形成陰極108的材料只要為可將電子高效地注入至有機層中的物質,則並無特別限定,可使用與形成陽極102的材料相同者。其中,較佳為錫、銦、鈣、鋁、銀、銅、鎳、鉻、金、鉑、鐵、鋅、鋰、鈉、鉀、銫及鎂等金屬或該些的合金(鎂-銀合金、鎂-銦合金、氟化鋰/鋁等鋁-鋰合金等)等。為了提高電子注入效率而提昇元件特性,有效的是鋰、鈉、鉀、銫、鈣、鎂或含有該些低功函數金屬的合金。然而,該些低功函數金屬通常大多於大氣中不穩定。為了改善此方面,例如已知有以下方法:於有機層中摻雜微量的鋰、銫或鎂,使用穩定性高的電極。其他摻雜物亦可使用氟化鋰、氟化銫、氧化鋰及氧化銫般的無機鹽。然而,並不限定於該些。
進而,可列舉以下情況作為較佳例:為了保護電極,而積層鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁及銦等金屬或使用該些金屬的合金,以及二氧化矽、二氧化鈦及氮化矽等無機物,聚乙烯醇、 氯乙烯、烴系高分子化合物等。該些電極的製作法只要為電阻加熱、電子束、濺鍍、離子鍍覆及塗佈等可實現導通的方法,則並無特別限制。
<各層中可使用的黏結劑>
以上的電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層及電子注入層中所用的材料可單獨使用而形成各層,亦可分散於作為高分子黏結劑的以下樹脂中而使用:聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚(N-乙烯基咔唑)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚酯、聚碸、聚苯醚、聚丁二烯、烴樹脂、酮樹脂、苯氧樹脂、聚醯胺、乙基纖維素、乙酸乙烯酯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,ABS)樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等溶劑可溶性樹脂,或酚樹脂、二甲苯樹脂、石油樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂等硬化性樹脂等。
<有機電致發光元件的製作方法>
構成有機電致發光元件的各層可藉由以下方式形成:藉由蒸鍍法、電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、分子積層法、印刷法、旋塗法或澆鑄法、塗佈法等方法,將應構成各層的材料形成為薄膜。如此而形成的各層的膜厚並無特別限定,可根據材料的性質而適當設定,通常為2nm~5000nm的範圍。膜厚通常可利用石英振盪式膜厚測定裝置等來測定。於使用蒸鍍法加以薄膜化的情形時,其蒸鍍條件根據材料的種類、製成膜的目的的結晶結構及 締合結構等而不同。蒸鍍條件通常較佳為於舟皿加熱溫度為+50℃~+400℃、真空度10-6Pa~10-3Pa、蒸鍍速度為0.01nm/s~50nm/s、基板溫度-150℃~+300℃、膜厚2nm~5μm的範圍內適當設定。
繼而,作為製作有機電致發光元件的方法的一例,對包含陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/包含主體材料與摻雜材料的發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極的有機電致發光元件的製作法加以說明。於適當的基板上藉由蒸鍍法等形成陽極材料的薄膜而製作陽極後,於該陽極上形成電洞注入層及電洞傳輸層的薄膜。於其上將主體材料與摻雜材料共蒸鍍而形成薄膜作為發光層,於該發光層上形成電子傳輸層、電子注入層,進而藉由蒸鍍法等形成包含陰極用物質的薄膜作為陰極,藉此可獲得目標有機電致發光元件。再者,於上述有機電致發光元件的製作中,亦可將製作順序顛倒而以陰極、電子注入層、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層、電洞注入層、陽極的順序製作。
於對如此而獲得的有機電致發光元件施加直流電壓的情形時,只要使陽極為正(+)極性、陰極為負(-)極性而施加直流電壓即可,若施加2V~40V左右的電壓,則自透明或半透明的電極側(陽極或陰極及兩者)可觀測到發光。另外,該有機電致發光元件於施加脈波電流或交流電流的情形時亦發光。再者,施加的交流波形可為任意。
<有機電致發光元件的應用例>
另外,本發明亦可應用於具備有機電致發光元件的顯示裝置或具備有機電致發光元件的照明裝置等。
具備有機電致發光元件的顯示裝置或照明裝置可藉由將本實施形態的有機電致發光元件與公知的驅動裝置連接等公知的方法來製造,可適當使用直流驅動、脈波驅動、交流驅動等公知的驅動方法來驅動。
顯示裝置例如可列舉:彩色平板顯示器等面板顯示器、可撓性彩色有機電致發光(EL)顯示器等可撓性顯示器等(例如參照日本專利特開平10-335066號公報、日本專利特開2003-321546號公報、日本專利特開2004-281086號公報等)。另外,顯示器的顯示方式例如可列舉矩陣及/或區段(segment)方式等。再者,矩陣顯示與區段顯示亦可於同一面板中共存。
所謂矩陣,是指將用以進行顯示的畫素以格子狀或馬賽克(mosaic)狀等二維地配置,以畫素的集合來顯示文字或影像。畫素的形狀或尺寸是根據用途來決定。例如於個人電腦(personal computer)、監視器(monitor)、電視(television)的影像及文字顯示中,通常使用一邊為300μm以下的四角形的畫素,另外於顯示面板般的大型顯示器的情況下,使用一邊為mm級(order)的畫素。單色顯示的情況下只要排列同色的畫素即可,彩色顯示的情況下排列紅色、綠色、藍色的畫素而進行顯示。於該情形時,典型而言有三角型(delta type)與條紋型(stripe type)。而且,該矩陣的驅動方法可為線序驅動方法或主動式矩陣的任一種。線 序驅動的情況下有結構簡單的優點,但於考慮到動作特性的情形時,有時主動式矩陣的情況下更優異,因此該驅動方法亦必須根據用途而區分使用。
於區段方式(型)中,以顯示預先決定的資訊的方式形成圖案,使所決定的區域發光。例如可列舉:數位鐘錶或溫度計的時刻或溫度顯示、音頻設備(audio equipment)或電磁爐等的動作狀態顯示及自動車的面板顯示等。
照明裝置例如可列舉:室內照明等照明裝置、液晶顯示裝置的背光等(例如參照日本專利特開2003-257621號公報、日本專利特開2003-277741號公報、日本專利特開2004-119211號公報等)。背光主要是以提高並不自發光的顯示裝置的視認性為目的而使用,可用於液晶顯示裝置、鐘錶、音頻裝置、自動車面板、顯示板及標識等中。特別作為液晶顯示裝置、其中薄型化成為課題的個人電腦用途的背光,現有方式的背光由於包含螢光燈或導光板故薄型化困難,若考慮到此方面,使用本實施形態的發光元件的背光的薄型且重量輕成為特徵。
[實施例]
根據實施例對本發明進一步加以詳細說明。首先,以下對實施例中所用的蒽系化合物的合成例加以說明。
[合成例1]化合物(1-1)的合成
[化78]
<1-溴萘-2,7-二醇的合成>
於氮氣環境下,將萘-2,7-二醇(30g)、氯仿(450ml)及乙酸(180ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,於室溫下添加N-溴代丁二醯亞胺(NBS)33.34g並攪拌2小時。於反應後添加飽和鹽水(200ml)。繼而,以氯仿萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠(silica gel)對所得的粗製品進行短管柱純化(溶劑:甲苯/乙酸乙酯=6/1(容量比)),獲得1-溴萘-2,7-二醇42.8g(產率:95.5%)。
<1-苯基萘-2,7-二醇的合成>
於氮氣環境下,將1-溴萘-2,7-二醇(36g)、苯基硼酸(36.72g)、四(三苯基膦)鈀(0)(Pd(PPh3)4,5.22g)、碳酸鈉(47.88g)、甲苯(360ml)及第三丁醇(180ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(72ml)並回流4小時。加熱結束後將反應液冷卻, 添加水(200ml)。其後,以乙酸乙酯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:乙酸乙酯/甲苯=1/10(容量比)),獲得1-苯基萘-2,7-二醇25g(產率:70.3%)。
<1-苯基萘-2,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)的合成>
於氮氣環境下,將1-苯基萘-2,7-二醇(22g)及吡啶(176ml)加入至燒瓶中,冷卻至0℃為止後,緩慢滴加三氟甲磺酸酐(Tf2O,105.1g)。其後,將反應液於0℃下攪拌1小時,於室溫下攪拌2小時。於反應後添加水(200ml)。繼而,以乙酸乙酯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:甲苯),獲得1-苯基萘-2,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)46.7g(產率:100%)。
<化合物(1-1):9-苯基-10-(8-苯基萘-2-基)蒽的合成>
於氮氣環境下,將1-苯基萘-2,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)(4.4g)、(10-苯基蒽-9-基)硼酸(2.6g)、雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)(Pd(dba)2),0.25g)、三環己基膦(PCy3,0.18g)、磷酸三鉀(3.7g)、甲苯(40ml)及乙醇(10ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(5ml)並回流3小時。加熱結束後將反應液冷卻,添加水(50ml)。其後,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:庚烷/甲苯=6/1(容量比))後,以乙酸乙酯進行再沈澱。繼而,以庚烷進行再沈澱,進而進行昇華純化而獲得作為目標化合物(1-1)的9-苯基-10-(8-苯基萘-2-基)蒽0.88g(產率:22%)。
藉由質譜(Mass Spectrometry,MS)光譜及核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)測定來確認目標化合物(1-1)的結構。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.15(d,1H),8.06(s,1H),8.04(d,1H), 7.71~7.45(m,14H),7.37~7.26(m,7H).
目標化合物(1-1)的玻璃轉移溫度(Tg)為105.8℃。
[測定設備:金剛石(Diamond)示差掃描量熱儀(Differential Scanning Calorimetry,DSC)(帕金-艾爾瑪(PERKIN-ELMER)公司製造);測定條件:冷卻速度200℃/Min.、升溫速度10℃/Min.]
[合成例2]化合物(1-3)的合成
<1-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2,7-二醇的合成>
於氮氣環境下,將1-溴萘-2,7-二醇(12g)、3-聯苯硼酸(14.91g)、四(三苯基膦)鈀(0)(Pd(PPh3)4,2.32g)、碳酸鈉(15.96g)、甲苯(120ml)及第三丁醇(60ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(24ml)並回流4小時。加熱結束後將反應液冷卻,添加水(100ml)。其後,以乙酸乙酯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:乙酸乙酯/甲苯=1/10(容量比)),獲得1-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2,7-二醇12g(產率:76.5%)。
[化84]
<1-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)的合成>
於氮氣環境下,將1-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2,7-二醇(12g)及吡啶(96ml)加入至燒瓶中,冷卻至0℃為止後,緩慢滴加三氟甲磺酸酐(Tf2O,43.36g)。其後,將反應液於0℃下攪拌1小時,於室溫下攪拌2小時。於反應後添加水(100ml)。繼而,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:甲苯/庚烷=1/3(容量比)),獲得1-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)15.5g(產率:70%)。
<化合物(1-3):9-(8-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2-基)-10-苯基蒽的合成>
於氮氣環境下,將1-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)(5.76g)、(10-苯基蒽-9-基)硼酸(2.98g)、雙(二亞苄基 丙酮)鈀(0)(Pd(dba)2),0.17g)、三環己基膦(PCy3,0.12g)、磷酸三鉀(4.24g)、甲苯(40ml)及乙醇(10ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(5ml)並回流3小時。加熱結束後將反應液冷卻,添加水(50ml)。其後,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:庚烷/甲苯=6/1(容量比))後,以乙酸乙酯進行再沈澱。繼而,以庚烷進行再沈澱,進而進行昇華純化而獲得作為目標化合物(1-3)的9-(8-([1,1'-聯苯]-3-基)萘-2-基)-10-苯基蒽3.3g(產率:62%)。
藉由MS光譜及NMR測定來確認目標化合物(1-3)的結構。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.17(d,1H),8.16(s,1H),8.07(d,1H),7.78~7.74(m,3H),7.70~7.66(m,4H),7.61~7.41(m,11H),7.35~7.27(m,7H).
[合成例3]化合物(1-35)的合成
[化87]
<1-苯基-7-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基 三氟甲磺酸酯的合成>
於氮氣環境下,將1-苯基萘-2,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)(10g)、(10-苯基蒽-9-基)硼酸(6.55g)、四(三苯基膦)鈀(0)(Pd(PPh3)4,0.69g)、磷酸三鉀(8.48g)、四氫呋喃(80ml)及異丙醇(20ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(5ml),於65℃下反應3小時。於反應結束後將反應液冷卻,添加水(50ml)。其後,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:庚烷/甲苯=10/1(容量比))後,以甲醇進行再沈澱,獲得1-苯基-7-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基 三氟甲磺酸酯6.1g(產率:50.8%)。
[化88]
<化合物(1-35):9-(7,8-二苯基萘-2-基)-10-苯基蒽的合成>
於氮氣環境下,將1-苯基-7-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基 三氟甲磺酸酯(3g)、苯基硼酸(0.91g)、四(三苯基膦)鈀(0)(Pd(PPh3)4,0.17g)、磷酸三鉀(2.11g)、1,2,4-三甲基苯(18ml)及第三丁醇(3ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(3ml)並回流8小時。加熱結束後將反應液冷卻,添加水(20ml)。其後,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:庚烷/甲苯=6/1(容量比))後,以乙酸乙酯進行再沈澱。繼而,以庚烷進行再沈澱,進而進行昇華純化而獲得作為目標化合物(1-35)的9-(7,8-二苯基萘-2-基)-10-苯基蒽1.05g(產率:40%)。
[化89]
藉由MS光譜及NMR測定來確認目標化合物(1-35)的結構。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.17(d,1H),8.12(d,1H),7.85(s,1H),7.72~7.67(m,5H),7.63~7.53(m,4H),7.49~7.44(m,2H),7.33~7.28(m,4H),7.22~7.07(m,10H).
目標化合物(1-35)的玻璃轉移溫度(Tg)為131.3℃。
[測定設備:金剛石(Diamond)示差掃描量熱儀(DSC)(帕金-艾爾瑪(PERKIN-ELMER)公司製造);測定條件:冷卻速度200℃/Min.、升溫速度10℃/Min.]
[合成例4]化合物(1-81)的合成
<化合物(1-81):9-苯基-10-(1-苯基-[2,2'-聯萘]-7-基)蒽的合成>
於氮氣環境下,將1-苯基-7-(10-苯基蒽-9-基)萘-2-基 三氟甲磺酸酯(3g)、2-萘硼酸(1.28g)、四(三苯基膦)鈀(0)(Pd(PPh3)4,0.17g)、磷酸三鉀(2.11g)、1,2,4-三甲基苯(18ml)及第三丁醇(3ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(3ml)並回流8小時。加熱結束後將反應液冷卻,添加甲醇(20ml),將沈澱過濾。進而以甲醇與水清洗沈澱,獲得目標化合物(1-81)的粗製品。以矽膠對該粗製品進行短管柱純化(溶劑:甲苯)後,以乙酸乙酯進行再沈澱。繼而,以庚烷進行再沈澱,進而進行昇華純化而獲得作為目標化合物(1-81)的9-苯基-10-(1-苯基-[2,2'-聯萘]-7-基)蒽2.1g(產率:72.3%)。
藉由MS光譜及NMR測定來確認目標化合物(1-81)的結構。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.18(d,1H),8.14(d,1H),7.88(s,1H),7.80(d,1H),7.77~7.74(m,3H),7.70~7.67(m,4H),7.64~7.55(m,5H),7.49~7.43(m,4H),7.33~7.30(m,4H),7.26~7.23(m,3H),7.12~7.05(m,3H).
目標化合物(1-81)的玻璃轉移溫度(Tg)為140.7℃。
[測定設備:金剛石(Diamond)示差掃描量熱儀(DSC)(帕金-艾爾瑪(PERKIN-ELMER)公司製造);測定條件:冷卻速度200℃/Min.、升溫速度10℃/Min.]
[合成例5]化合物(D)的合成
<萘-1,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)的合成>
於氮氣環境下,將萘-1,7-二醇(25g)及吡啶(500ml)加入至燒瓶中,冷卻至0℃為止後,緩慢滴加三氟甲磺酸酐(Tf2O,110.1g)。其後,將反應液於0℃下攪拌1小時,於室溫下攪拌2小時。於反應後添加水(300ml)。繼而,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:庚烷/甲苯=3/1(容量 比)),獲得萘-1,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)64.9g(產率:98%)。
<7-(10-苯基蒽-9-基)萘-1-基 三氟甲磺酸酯的合成>
於氮氣環境下,將萘-1,7-二基 雙(三氟甲磺酸酯)(10g)、(10-苯基蒽-9-基)硼酸(7.03g)、四(三苯基膦)鈀(0)(Pd(PPh3)4,0.82g)、碳酸鉀(6.51g)、四氫呋喃(80ml)及異丙醇(20ml)加入至燒瓶中,一邊攪拌一邊回流3小時。加熱結束後將反應液冷卻,添加水(50ml)。其後,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行管柱純化(溶劑:庚烷/甲苯=6/1(容量比)),獲得7-(10-苯基蒽-9-基)萘-1-基 三氟甲磺酸酯4.2g(產率:34%)。
<化合物(D):9-([1,2'-聯萘]-7-基)-10-苯基蒽的合成>
於氮氣環境下,將7-(10-苯基蒽-9-基)萘-1-基 三氟甲磺酸酯 (3.5g)、2-萘硼酸(1.25g)、雙(二-第三丁基(4-二甲基胺基苯基)膦)二氯鈀(II)(Pd(amphos)Cl2,0.09g)、碳酸鉀(1.83g)、溴化四丁基銨(0.09g)及甲苯(30ml)加入至燒瓶中,攪拌5分鐘。其後,添加水(6ml)並回流8小時。加熱結束後將反應液冷卻,添加水(20ml)。其後,以甲苯萃取反應混合液,以無水硫酸鈉加以乾燥後,去除乾燥劑,將溶劑減壓蒸餾去除,以矽膠對所得的粗製品進行短管柱純化(溶劑:甲苯)後,以乙酸乙酯進行再結晶。進而進行昇華純化而獲得作為目標化合物(D)的9-([1,2'-聯萘]-7-基)-10-苯基蒽0.97g(產率:29%)。
藉由MS光譜及NMR測定來確認目標化合物(D)的結構。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.17(d,1H),8.08(s,1H),8.06(d,1H),7.98(s,1H),7.81~7.77(m,3H),7.72~7.50(m,11H),7.47~7.39(m,4H),7.31~7.27(m,4H).
目標化合物(D)的玻璃轉移溫度(Tg)為120℃。
[測定設備:金剛石(Diamond)示差掃描量熱儀(DSC)(帕金-艾爾瑪(PERKIN-ELMER)公司製造);測定條件:冷卻速度200℃/Min.、升溫速度10℃/Min.]
<有機EL元件的評價>
以下,為了對本發明加以更詳細說明,而示出使用本發明的化合物的有機EL元件的實施例,但本發明不限定於該些實施例。
製作實施例1及比較例1~比較例3的有機EL元件,分別測定作為1000cd/m2發光時的特性的電壓(V)、EL發光波長(nm)及外部量子效率(%),繼而測定以下時間:以可獲得2000cd/m2的亮度的電流密度進行恆定電流驅動時保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間。以下,對實施例及比較例加以詳細說明。
再者,發光元件的量子效率中,有內部量子效率與外部量子效率,表示以下比例者為內部量子效率:將於發光元件的發光層中作為電子(或電洞)而注入的外部能量純粹地轉變成光子的比例。另一方面,根據將該光子釋放至發光元件的外部的量而算出者為外部量子效率,發光層中產生的光子的一部分於發光元件的內部繼續被吸收或被反射,而不釋放至發光元件的外部,故外部量子效率低於內部量子效率。
外部量子效率的測定方法如下。使用愛德萬測試(Advantest)公司製造的電壓/電流產生器R6144,施加元件的亮度達到1000cd/m2的電壓而使元件發光。使用拓普康(TOPCON) 公司製造的分光放射亮度計SR-3AR,對發光面自垂直方向測定可見光區域的分光放射亮度。假定發光面為完全擴散面,所測定的各波長成分的分光放射亮度的值除以波長能量並乘以π所得的數值為各波長下的光子數。繼而,於觀測的整個波長域將光子數累計,作為自元件放出的總光子數。將施加電流值除以基本電荷(Elementary charge)所得的數值作為對元件注入的載子數,自元件放出的總光子數除以對元件注入的載子數所得的數值為外部量子效率。
將所製作的實施例1及比較例1~比較例3的有機EL元件中的各層的材料構成示於下述表1中。
於表1中,「HI」為N4,N4'-二苯基-N4,N4'-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺,「HI2」為1,4,5,8,9,12-六氮雜三苯并苯-2,3,6,7,10,11-六甲腈,「HT」為N4,N4,N4',N4'-四([1,1'-聯苯]-4-基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺,化合物(A)為9-(萘-2-基)-10-苯 基蒽,化合物(B)為9-苯基-10-(6-苯基萘-2-基)蒽,化合物(C)為9-苯基-10-(4-苯基萘-1-基)蒽,「BD1」為7,7-二甲基-N5,N9-二苯基-N5,N9-雙(4-(三甲基矽烷基)苯基)-7H-苯并[c]茀-5,9-二胺,「ET1」為4,4'-((2-苯基蒽-9,10-二基)雙(4,1-伸苯基))二吡啶。以下連同8-羥喹啉鋰(Liq)一併示出化學結構。
[化96]
<實施例1>
<將化合物(1-1)用於發光層的主體材料的元件>
將藉由濺鍍而製成厚度為180nm的膜的ITO研磨至150nm 為止,將26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(光電子科學(Optoscience)(股)製造)作為透明支持基板。將該透明支持基板固定於市售的蒸鍍裝置(昭和真空(股)製造)的基板固持器上,安裝放入有HI的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有HI2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有HT的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有本發明的化合物(1-1)的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有BD1的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有ET1的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有Liq的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有鎂的鉬製蒸鍍用舟皿及放入有銀的鉬製蒸鍍用舟皿。
於透明支持基板的ITO膜上依序形成下述各層。將真空槽減壓至5×10-4Pa為止,首先對放入有HI的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為40nm的方式進行蒸鍍而形成第1層電洞注入層,繼而,對放入有HI2的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為5nm的方式進行蒸鍍而形成第2層電洞注入層,繼而,對放入有HT的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為20nm的方式進行蒸鍍而形成電洞傳輸層。繼而,對放入有本發明的化合物(1-1)的蒸鍍用舟皿與放入有BD1的蒸鍍用舟皿同時進行加熱,以膜厚成為25nm的方式進行蒸鍍而形成發光層。以化合物(1-1)與BD1的重量比大致成為95比5的方式調節蒸鍍速度。繼而,對放入有ET1的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為15nm的方式進行蒸鍍,形成電子傳輸層。各層的蒸鍍速度為0.01nm/s~1nm/s。
其後,對放入有Liq的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為1nm的方式以0.01nm/s~0.1nm/s的蒸鍍速度進行蒸鍍。繼 而,對放入有鎂的蒸鍍用舟皿與放入有銀的蒸鍍用舟皿同時進行加熱,以膜厚成為100nm的方式進行蒸鍍,形成陰極。此時,以鎂與銀的原子數比成為10比1的方式調節蒸鍍速度,以蒸鍍速度成為0.01nm/s~2nm/s的方式獲得有機EL元件。
若將ITO電極作為陽極、Liq/鎂+銀電極作為陰極來測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.3V,外部量子效率為4.8%(波長為約456nm的藍色發光)。另外,藉由用以獲得初始亮度2000cd/m2的電流密度來實施恆定電流驅動試驗,結果保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為267小時。
<比較例1>
除了將作為發光層的主體材料的化合物(1-1)換成化合物(A)以外,利用依據實施例1的方法而獲得有機EL元件。若與實施例1同樣地測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.2V,外部量子效率為3.7%(波長為約458nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為46小時。
<比較例2>
除了將作為發光層的主體材料的化合物(1-1)換成化合物(B)以外,利用依據實施例1的方法而獲得有機EL元件。若與實施例1同樣地測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為3.9V,外部量子效率為5.0%(波長為約457nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為130小時。
<比較例3>
除了將作為發光層的主體材料的化合物(1-1)換成化合物(C)以外,利用依據實施例1的方法而獲得有機EL元件。若與實施例1同樣地測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.1V,外部量子效率為4.7%(波長為約456nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為152小時。
將以上結果匯總於表2中。
製作實施例2~實施例6及比較例4~比較例6的有機EL元件,分別測定作為1000cd/m2發光時的特性的電壓(V)、EL發光波長(nm)及外部量子效率(%),繼而測定以下時間:以可獲得2000cd/m2的亮度的電流密度進行恆定電流驅動時保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間。以下,對實施例及比較例加以詳細說明。
將所製作的實施例2~實施例6及比較例4~比較例6的有機EL元件中的各層的材料構成示於下述表3~表5中。
於表3~表5中,「HT2」為N-([1,1'-聯苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-茀-3-胺,「NPD」為N4,N4'-二(萘-1-基)-N4,N4'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺,化合物(D) 為9-([1,2'-聯萘]-7-基)-10-苯基蒽,「BD2」為N5,N9,7,7-四苯基-N5,N9-雙(4-(三甲基矽烷基)苯基)-7H-苯并[c]茀-5,9-二胺,「ET2」為9-(4'-(二(2,4,6-三甲苯基)硼基)-[1,1'-聯萘]-4-基)-9H-咔唑,「ET3」為3-(3-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)吡啶,「ET4」為2-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑。以下示出化學結構。
[化97]
<實施例2>
<將化合物(1-1)用於發光層的主體材料的元件>
將藉由濺鍍而製成厚度為180nm的膜的ITO研磨至150nm為止,將26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(光電子科學 (Optoscience)(股)製造)作為透明支持基板。將該透明支持基板固定於市售的蒸鍍裝置(昭和真空(股)製造)的基板固持器上,安裝放入有HI的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有HI2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有HT2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有本發明的化合物(1-1)的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有BD2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有ET2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有ET3的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有氟化鋰(LiF)的鉬製蒸鍍用舟皿及放入有鋁的鎢製蒸鍍用舟皿。
於透明支持基板的ITO膜上依序形成下述各層。將真空槽減壓至5×10-4Pa為止,首先對放入有HI的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為40nm的方式進行蒸鍍而形成第1層電洞注入層,進而對放入有HI2的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為5nm的方式進行蒸鍍而形成第2層電洞注入層,繼而,對放入有HT2的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為25nm的方式進行蒸鍍而形成電洞傳輸層。繼而,對放入有本發明的化合物(1-1)的蒸鍍用舟皿與放入有BD2的蒸鍍用舟皿同時進行加熱,以膜厚成為20nm的方式進行蒸鍍而形成發光層。以化合物(1-1)與BD2的重量比大致成為95比5的方式調節蒸鍍速度。繼而,對放入有ET2的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為10nm的方式進行蒸鍍,形成第1層電子傳輸層。繼而,對放入有ET3的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為20nm的方式進行蒸鍍,形成第2層電子傳輸層。各層的蒸鍍速度為0.01nm/s~1nm/s。
其後,對放入有LiF的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成 為1nm的方式以0.01nm/s~0.1nm/s的蒸鍍速度進行蒸鍍。繼而,對放入有鋁的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為100nm的方式以0.01nm/s~2nm/s的蒸鍍速度蒸鍍鋁,藉此形成陰極而獲得有機EL元件。
若將ITO電極作為陽極、氟化鋰/鋁電極作為陰極來測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為3.89V,外部量子效率為6.14%(波長為約459nm的藍色發光)。另外,藉由用以獲得初始亮度2000cd/m2的電流密度來實施恆定電流驅動試驗,結果保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為235小時。再者,保持初始亮度的90%以上的亮度的時間為57小時。
<比較例4>
<將化合物(C)用於發光層的主體材料的元件>
除了將作為發光層的主體材料的化合物(1-1)換成化合物(C)以外,利用依據實施例2的方法而獲得有機EL元件。若與實施例2同樣地測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為3.59V,外部量子效率為6.17%(波長為約458nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為116小時。再者,保持初始亮度的90%以上的亮度的時間為25小時。
<實施例3>
<將化合物(1-1)用於發光層的主體材料的元件>
將藉由濺鍍而製成厚度為180nm的膜的ITO研磨至150nm為止,將26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(光電子科學 (Optoscience)(股)製造)作為透明支持基板。將該透明支持基板固定於市售的蒸鍍裝置(昭和真空(股)製造)的基板固持器上,安裝放入有HI2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有NPD的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有本發明的化合物(1-1)的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有BD2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有ET4的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有Liq的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有鎂的鉬製蒸鍍用舟皿及放入有銀的鉬製蒸鍍用舟皿。
於透明支持基板的ITO膜上依序形成下述各層。將真空槽減壓至5×10-4Pa為止,首先,對放入有HI2的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為10nm的方式進行蒸鍍,形成電洞注入層,繼而,對放入有NPD的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為60nm的方式進行蒸鍍,形成電洞傳輸層。繼而,對放入有本發明的化合物(1-1)的蒸鍍用舟皿與放入有BD2的蒸鍍用舟皿同時進行加熱,以膜厚成為30nm的方式進行蒸鍍,形成發光層。以化合物(1-1)與BD2的重量比大致成為95比5的方式調節蒸鍍速度。繼而,對放入有ET4的蒸鍍用舟皿與放入有Liq的鉬製蒸鍍用舟皿同時進行加熱,以膜厚成為20nm的方式進行蒸鍍,形成電子傳輸層。以ET4與Liq的重量比大致成為1:1的方式調節蒸鍍速度。各層的蒸鍍速度為0.01nm/s~1nm/s。
其後,對放入有Liq的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為1nm的方式以0.01nm/s~0.1nm/s的蒸鍍速度進行蒸鍍。繼而,對放入有鎂的蒸鍍用舟皿與放入有銀的蒸鍍用舟皿同時進行 加熱,以膜厚成為100nm的方式進行蒸鍍,形成陰極。此時,以鎂與銀的原子數比成為10比1的方式調節蒸鍍速度,以蒸鍍速度成為0.01nm/s~2nm/s的方式獲得有機EL元件。
若將ITO電極作為陽極、將Liq/鎂+銀電極作為陰極來測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.46V,外部量子效率為4.35%(波長為約460nm的藍色發光)。另外,藉由用以獲得初始亮度2000cd/m2的電流密度來實施恆定電流驅動試驗,結果保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為383小時。再者,保持初始亮度的90%以上的亮度的時間為178小時。
<比較例5>
<將化合物(D)用於發光層的主體材料的元件>
除了將作為發光層的主體材料的化合物(1-1)換成化合物(D)以外,利用依據實施例3的方法而獲得有機EL元件。若與實施例3同樣地測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.34V,外部量子效率為3.89%(波長為約461nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為251小時。再者,保持初始亮度的90%以上的亮度的時間為91小時。
<實施例4>
<將化合物(1-1)用於發光層的主體材料的元件>
除了將作為電子傳輸層的電子傳輸材料的ET4與Liq的混合物換成ET1以外,利用依據實施例3的方法而獲得有機EL元件。若與實施例3同樣地測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓 為4.48V,外部量子效率為4.32%(波長為約461nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為334小時。再者,保持初始亮度的90%以上的亮度的時間為155小時。
<比較例6>
<將化合物(D)用於發光層的主體材料的元件>
除了將作為發光層的主體材料的化合物(1-1)換成化合物(D)以外,利用依據實施例4的方法而獲得有機EL元件。若與實施例4同樣地測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.27V,外部量子效率為3.84%(波長為約461nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為223小時。再者,保持初始亮度的90%以上的亮度的時間為84小時。
<實施例5>
<將化合物(1-1)用於發光層的主體材料的元件>
將藉由濺鍍而製成厚度為180nm的膜的ITO研磨至150nm為止,將26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(光電子科學(Optoscience)(股)製造)作為透明支持基板。將該透明支持基板固定於市售的蒸鍍裝置(昭和真空(股)製造)的基板固持器上,安裝放入有HI的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有HI2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有HT2的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有本發明的化合物(1-1)的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有BD1的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有ET1的鉬製蒸鍍用舟皿、放入有Liq的鉬製蒸鍍用舟皿、放入 有鎂的鉬製蒸鍍用舟皿及放入有銀的鉬製蒸鍍用舟皿。
於透明支持基板的ITO膜上依序形成下述各層。將真空槽減壓至5×10-4Pa為止,首先,對放入有HI的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為40nm的方式進行蒸鍍,形成第1層電洞注入層,進而對放入有HI2的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為5nm的方式進行蒸鍍,形成第2層電洞注入層,繼而,對放入有HT2的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為20nm的方式進行蒸鍍,形成電洞傳輸層。繼而,對放入有本發明的化合物(1-1)的蒸鍍用舟皿與放入有BD1的蒸鍍用舟皿同時進行加熱,以膜厚成為25nm的方式進行蒸鍍,形成發光層。以化合物(1-1)與BD1的重量比大致成為95比5的方式調節蒸鍍速度。繼而,對放入有ET1的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為15nm的方式進行蒸鍍,形成電子傳輸層。各層的蒸鍍速度為0.01nm/s~1nm/s。
其後,對放入有Liq的蒸鍍用舟皿進行加熱,以膜厚成為1nm的方式以0.01nm/s~0.1nm/s的蒸鍍速度進行蒸鍍。繼而,對放入有鎂的蒸鍍用舟皿與放入有銀的蒸鍍用舟皿同時進行加熱,以膜厚成為100nm的方式進行蒸鍍,形成陰極。此時,以鎂與銀的原子數比成為10比1的方式調節蒸鍍速度,以蒸鍍速度成為0.01nm/s~2nm/s的方式獲得有機EL元件。
若將ITO電極作為陽極、將Liq/鎂+銀電極作為陰極來測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.30V,外部量子效率為4.55%(波長為約456nm的藍色發光)。另外,藉由用以 獲得初始亮度2000cd/m2的電流密度來實施恆定電流驅動試驗,結果保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為270小時。
<實施例6>
<將化合物(1-3)用於發光層的主體材料的元件>
除了將作為發光層的主體材料的化合物(1-1)換成化合物(1-3)以外,利用依據實施例5的方法而獲得有機EL元件。若與實施例5同樣地測定測定1000cd/m2發光時的特性,則驅動電壓為4.37V,外部量子效率為4.60%(波長為約458nm的藍色發光)。另外,保持初始亮度的80%(1600cd/m2)以上的亮度的時間為242小時。
將以上結果匯總於表6中。
[產業上之可利用性]
根據本發明的較佳實施方式,可提供一種元件壽命優異的有機電致發光元件,具備其的顯示裝置及具備其的照明裝置等。

Claims (9)

  1. 一種下述通式(1)所表示的化合物: 於式(1)中,R1~R5分別獨立地為氫、碳數1~4的烷基、環己基、或經碳數1~4的烷基取代的矽烷基,Ar1~Ar5分別獨立地為氫、苯基、聯苯基、萘基、碳數1~4的烷基、環己基、或經碳數1~4的烷基取代的矽烷基,式(1)所表示的化合物中的至少一個氫可經氘取代。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的化合物,其為下述式(1-1)或式(1-3)所表示的化合物:
  3. 一種發光層用材料,其含有如申請專利範圍第1項或第2項所述的化合物。
  4. 一種有機電致發光元件,其包括:包含陽極及陰極的一對電極、及配置於所述一對電極間且含有如申請專利範圍第3項所述的發光層用材料的發光層。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的有機電致發光元件,其於所述發光層中含有選自由具有芪結構的胺、芳香族胺衍生物及香豆素衍生物所組成的組群中的至少一種。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的有機電致發光元件,其更具有配置於所述陰極與所述發光層之間的電子傳輸層及/或電子注入層,所述電子傳輸層及電子注入層的至少一者含有選自由羥喹啉系金屬錯合物、吡啶衍生物、啡啉衍生物、硼烷衍生物及苯并咪唑衍生物所組成的組群中的至少一種。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的有機電致發光元件,其中所述電子傳輸層及電子注入層的至少一者更含有選自由鹼金屬、鹼 土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物所組成的組群中的至少一種。
  8. 一種顯示裝置,其具備如申請專利範圍第4項至第7項中任一項所述的有機電致發光元件。
  9. 一種照明裝置,其具備如申請專利範圍第4項至第7項中任一項所述的有機電致發光元件。
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