發光材料、有機發光元件及化合物的制作方法
【專利摘要】本發明的通式(1)所表示的化合物可以用作發光材料。在通式(1)中,Ar1~Ar3表示經取代或未經取代的芳基,Ar1~Ar3中的至少一個為N位經包含吸電子基的基取代的咔唑基。通式(1)
【專利說明】
發光材料、有機發光元件及化合物
技術領域
[0001] 本發明設及一種可W用作發光材料的化合物及使用該化合物的有機發光元件。
【背景技術】
[0002] 業界正盛行提高有機電致發光元件(有機化元件)等有機發光元件的發光效率的 研究。特別是對通過新開發出構成有機電致發光元件的電子傳輸材料、電桐傳輸材料、發光 材料等并將運些材料加 W組合而提高發光效率進行了各種研究。其中也能看到有關利用經 巧挫基取代的=級胺的有機電致發光元件的研究。
[0003] 專利文獻1中記載了在構成有機電致發光元件的一對電極間存在的發光層中,使 用經N位經乙基取代的1個巧挫基及2個取代苯基取代的=級胺作為發光材料的例子。然而, 專利文獻1中并沒有記載取代在=級胺上的巧挫基的N位經乙基W外的取代基取代的化合 物。
[0004] 專利文獻2中有使用下述式所表示的化合物作為有機電致發光元件的電桐注入層 或電桐傳輸層的材料的記載。此處,規定R4、Rs分別獨立為氨原子、經取代或未經取代的碳數 1~30的烷基、經取代或未經取代的碳數1~30的烷氧基、經取代或未經取代的碳數6~30的 芳基、經取代或未經取代的碳數6~30的芳氧基、經取代或未經取代的碳數2~30的雜環、經 取代或未經取代的碳數5~30的多環縮合環、徑基、氯基、經取代或未經取代的氨基,并且規 定An為經取代或未經取代的碳數6~30的芳基、經取代或未經取代的碳數2~30的芳香族 雜環基。然而,專利文獻2中并沒有記載該通式所表示的化合物作為發光材料的有用性。另 夕h該文獻中并沒有記載取代在S級胺上的N-苯基巧挫基的苯基經取代基取代的化合物的 具體例。
[0005] [化1]
[0006]
[0007]專利文獻3中記載了使用下述式所表示的化合物作為憐光主體的例子。但是,專利 文獻3中沒有記載該化合物作為發光材料的有用性。另外,該文獻中并沒有記載取代在=級 胺上的N-苯基巧挫基的苯基經取代基取代的化合物的具體例。
[000引[化2]
[0009]
[0010][現有技術文獻]
[0011] [專利文獻]
[0012] 專利文獻1:美國專利公報第2003/0129448號公報
[0013] 專利文獻2:美國專利公報第2007/0231503號公報
[0014] 專利文獻3:日本專利特開2006-28176號公報
【發明內容】
[001引[發明要解決的問題]
[0016] 如上所述,專利文獻1中有經N位經乙基取代的1個巧挫基及2個取代苯基取代的= 級胺可W用作發光材料的記載。然而,本
【發明人】等人實際地評價了該化合物的發光特性,結 果判斷發光特性不能充分令人滿意,而需要提供具有更優異的發光特性的發光材料。
[0017] 因此,本
【發明人】等人開始對經巧挫基取代的=級胺進行各種研究,從多個類似骨 架當中初次發現具有N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基的=級胺群具有作為發光材料 的有用性,對此進一步展開研究。如上所述,關于經N-苯基巧挫基取代的S級胺,專利文獻 2、3中記載了其可W用作有機電致發光元件的電桐注入層或電桐傳輸層的電桐傳輸材料、 主體材料。但是,沒有對專利文獻2、3所記載的化合物是否能夠發揮作為發光材料的功能進 行研究。發光材料所要求的性質或功能不同于電桐傳輸材料或主體材料,所W專利文獻2、3 所記載的化合物作為發光材料的有用性不明確。另一方面,專利文獻1雖然設及一種發光材 料,但是該文獻中并沒有記載取代在=級胺上的巧挫基的N位經包含吸電子基的基取代的 化合物。因此,關于具有N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基的=級胺,無法預測作為發 光材料的有用性。
[0018] 在運種情況下,本
【發明人】等人對具有N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基的= 級胺作為發光材料的有用性進一步展開研究,W發現發光特性優異的化合物為目標而進行 反復研究。并且,W推導出可W用作發光材料的化合物的通式,將發光效率高的有機發光元 件的構成進行一般化為目的,而進行了努力研究。
[0019] [解決問題的技術手段]
[0020] 本
【發明人】等人經過努力研究,結果發現具有N位經包含吸電子基的基取代的巧挫 基的=級胺具有作為發光材料的優異性質。另外,發現在運種化合物群中存在可W用作延 遲巧光材料的化合物,可知能夠經濟地提供發光效率高的有機發光元件。本
【發明人】等人基 于運些見解,提供W下的本發明作為解決所述問題的手段。
[0021 ] [ 1 ] -種發光材料,其包含下述通式(1)所表示的化合物。
[0022] [化3]
[0023] 誦古 n)
[0024]
[002引[在通式(1)中,Ari~Ar3分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基,Ari~Ar3中的 至少一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基]
[0026] [2]根據[1]所述的發光材料,其特征在于所述N位經包含吸電子基的基取代的巧 挫基為N-取代巧挫-3-基。
[0027] [3]根據[1]或[2]所述的發光材料,其特征在于所述吸電子基為經至少1個吸電子 基取代的苯基。
[0028] [4]根據[3]所述的發光材料,其特征在于所述吸電子基的取代部位為所述苯基的 4位。
[0029] [5]根據[3]或[4]所述的發光材料,其特征在于所述吸電子基為包含氮原子作為 環的構成原子的雜環基或氯基。
[0030] [6]根據[5]所述的發光材料,其特征在于所述包含氮元素作為環的構成原子的雜 環基為下述式中的任一個所表示的雜環基。
[003。[化 4]
[0032]
[0033] [7]根據[1]至[6]中任一項所述的發光材料,其特征在于所述通式(1)的Ari~Ar3 中的2個或3個為所述N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基。
[0034] [引根據[7]所述的發光材料,其中所述N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基具 有相互相同的結構。
[003引[9]根據山至[6忡任一項所述的發光材料,其中所述通式(1)的Ari~Ar3中的1個 或2個為所述N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基,另一個為經取代或未經取代的苯基。
[0036] [10]根據[1]至[9]中任一項所述的發光材料,其特征在于所述N位經包含吸電子 基的基取代的巧挫基為下述通式(2)所表示的基。
[0037] [化5]
[003引通式(2)
[0039
[0040][在通式(2)中,*表示和通式(1)中的氮原子的鍵合部位;Ri~R7及Rii~Ris分別獨 立地表示氨原子或取代基,Rii~Ris的至少一個分別獨立為取代基;Rii~Ris也可W相互鍵合 而形成環狀結構;Ri和R2、R4和R5、R5和R 6、R6和R7也可W相互鍵合而形成環狀結構]
[0041 ] [ 11 ] -種延遲巧光體,其包含下述通式(1)所表示的化合物。
[0042] [化6]
[0043] 捕
[0044]
[0045] [在通式(1)中,Ari~Ar3分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基,Ari~Ar3中的 至少一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基]
[0046] [12]-種有機發光元件,其特征在于包含根據[1]至[10]中任一項所述的發光材 料。
[0047] [13]根據[12]所述的有機發光元件,其特征在于發射延遲巧光。
[0048] [14]根據[12]或[13]所述的有機發光元件,其特征在于其為有機電致發光元件。
[0049] [1引一種化合物,其W下述通式(r)表示。
[0050] [化7]
[00引]通式(1,)
[0化2]
[0化3][在通式(r)中,Ari'~Ar3'分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基,Ari'~Ar3' 中的至少一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基]
[0054] [發明效果]
[0055] 本發明的化合物可W用作發光材料。另外,本發明的化合物中包含發射延遲巧光 的物質。使用本發明的化合物作為發光材料的有機發光元件能夠實現高發光效率。
【附圖說明】
[0056] 圖1是表示有機電致發光元件的層構成例的概略剖視圖。
[0057] 圖2是實施例1的化合物1的甲苯溶液的發光吸收光譜。
[0058] 圖3是實施例1的化合物1的甲苯溶液的瞬態衰減曲線。
[0059] 圖4是實施例1的化合物1的薄膜型有機光致發光元件的發光吸收光譜。
[0060] 圖5是實施例1的化合物1的薄膜型有機光致發光元件的瞬態衰減曲線。
[0061] 圖6是實施例1的化合物1的薄膜型有機光致發光元件的通過光電子分析法所獲得 的能量分布。
[0062] 圖7是實施例1的化合物1和DPEK)的薄膜型有機光致發光元件的發光光譜。
[0063] 圖8是實施例1的化合物1和DPEK)的薄膜型有機光致發光元件的瞬態衰減曲線。
[0064] 圖9是實施例1的化合物1和DPEP0的薄膜型有機光致發光元件的巧光光譜及憐光 光譜。
[0065] 圖10是實施例2的化合物2的甲苯溶液的發光吸收光譜。
[0066] 圖11是實施例2的化合物2的甲苯溶液的瞬態衰減曲線。
[0067] 圖12是實施例2的化合物2和mCP的薄膜型有機光致發光元件、及化合物2和CBP的 薄膜型有機光致發光元件的發光光譜。
[0068] 圖13是實施例2的化合物2和mCP的薄膜型有機光致發光元件的瞬態衰減曲線。
[0069] 圖14是關于實施例2的化合物2和mCP的薄膜型有機光致發光元件的速度常數kRisc 的阿雷尼烏斯圖(Arrhenius plot)。
[0070] 圖15是實施例3的化合物3的甲苯溶液的發光吸收光譜。
[0071 ]圖16是實施例3的化合物3的甲苯溶液的瞬態衰減曲線。
[0072] 圖17是實施例3的化合物3的薄膜型有機光致發光元件的吸收光譜。
[0073] 圖18是實施例3的化合物3的薄膜型有機光致發光元件的通過光電子分析法所獲 得的能量分布。
[0074] 圖19是實施例3的化合物3的薄膜型有機光致發光元件的通過楠圓偏光分光法所 獲得的薄膜的平面(x,y)及法線方向(Z)的消光系數。
[0075] 圖20是實施例3的化合物3和mCP的薄膜型有機光致發光元件的發光光譜。
[0076] 圖21是實施例3的化合物3和TPBi的薄膜型有機光致發光元件的發光光譜。
[0077] 圖22是實施例3的化合物3和mCP的薄膜型有機光致發光元件的瞬態衰減曲線。
[0078] 圖23是實施例3的化合物3和mCP的薄膜型有機光致發光元件的巧光光譜及憐光光 譜。
[0079] 圖24是實施例4的化合物1的有機電致發光元件的發光光譜。
[0080] 圖25是表示實施例4的化合物1的有機電致發光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0081] 圖26是表示實施例4的化合物1的有機電致發光元件的電流密度-外部量子效率特 性的圖表。
[0082] 圖27是實施例6的化合物3的有機電致發光元件的發光光譜。
[0083] 圖28是表示實施例6的化合物3的有機電致發光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0084] 圖29是表示實施例6的化合物3的有機電致發光元件的電流密度-外部量子效率特 性的圖表。
【具體實施方式】
[0085] W下,對本發明的內容進行詳細說明。W下所記載的構成要件的說明有基于本發 明的代表性實施形態或具體例而進行的情況,但本發明并不限定于運些實施形態或具體 例。此外,在本說明書中,使用「~」所表示的數值范圍意指包含「~」的前后所記載的數值作 為下限值及上限值的范圍。另外,本發明中使用的化合物的分子內存在的氨原子的同位素 種類沒有特別限定,例如分子內的氨原子可W均為1山也可W-部分或全部為皆(気D)。
[0086] [通式(1)所表示的化合物]
[0087] 本發明的發光材料的特征在于包含下述通式(1)所表示的化合物。
[008引[化8]
[0089] 通式(1)
[0090]
[0091] 在通式(1)中,Ari~Ar3分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基。其中,Ari~Ar3 中的至少一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基。N位經包含吸電子基的基 取代的巧挫基為Afi~Ar3中的1~3個,優選2個或3個。在Afi~Ar3中的2個或3個為N位經包 含吸電子基的基取代的巧挫基時,運些N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基可W相同也 可W不同,優選相同。
[0092] N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基可W為吸電子基直接鍵合在巧挫基的N位, 也可W為吸電子基經由苯基之類的連結基而鍵合在巧挫基的N位。優選吸電子基經由苯基 而鍵合的情況、和吸電子基直接鍵合在N位的情況。
[0093] 在吸電子基經由苯基而鍵合的情況下,和巧挫基中的氮原子的鍵合部位沒有特別 限定,優選苯基的2位或3位,更優選3位。即,優選N-取代苯基巧挫-2-基或N-取代苯基巧挫- 3-基,更優選N-取代苯基巧挫-3-基。另外,在Ari~Ar3中的2個或3個為N-取代苯基巧挫基 時,運些N-取代苯基巧挫基中的和氮原子的鍵合部位可W相同也可W不同,優選相同。
[0094] N-取代苯基巧挫-3-基可W由下述通式(2)表示。
[0095] [化9]
[0096] 通式(2)
[0097
[009引在通式(2)中,*表示和通式(1)中的氮原子的鍵合部位。Ri~護及Rii~Ris分別獨立 地表示氨原子或取代基,Rii~Ris的至少一個分別獨立為取代基。Rii~Ris中的取代基可只有 1個,也可W為2個W上。
[0099] 在Rii~Ris中的1個為取代基時,優選rU~rM中的任一個為取代基,更優選rU為取 代基。
[0100] 另一方面,在Rii~Ris中的2個W上為取代基時,優選至少RU和RU為取代基或者至 少Ri哺RM為取代基。具體而言,在Rii~Ris中的4個為取代基時,優選Rii~RM為取代基或者 rU~Ris為取代基,在Rii~Ris中的3個為取代基時,優選rU~rM為取代基,在Rii~Ris中的2 個為取代基時,優選Ri2和RU為取代基或者RU和RM為取代基。
[0101] 優選Rii~Ris中的取代基的至少1個為吸電子基,且優選至少R"巧基的4位)為吸 電子基。通式(1)所表示的化合物通過Rii~Ris的至少一個為吸電子基,而確保從激發單重 態Si向基態So的福射速度常數kT為充分的值,并且存在激發單重態和激發=重態的能量差 AEst變小的傾向,有利于提高發光效率。推測原因在于,通過導入具有吸電子基的苯基,能 夠將分子的結構性扭轉抑制為較小,并且將HOMCKHighest Occupied Molecular Orbital, 最高占有分子軌道)和LUMCKLowest化occupied Molecular化b;Ual,最低未占分子軌道) 適度地分離。
[0102] Rii~Ris中的吸電子基可W為1個,也可W為2個W上,優選1個。在Rii~Ris中的吸電 子基為2個W上的情況下,多個吸電子基可W相同也可W不同,優選相同。作為吸電子基,可 列舉:包含氮原子的雜環基、氯基、簇基、經由醋而鍵合的基(例如烷氧基幾基、芳氧基幾基、 酷氧基)、經由幾基而鍵合的基(例如酷基、胺甲酯基)等,優選包含氮原子的雜環基、氯基。 作為包含氮原子的雜環基,例如可列舉下述式所表示的雜環基。但是,本發明中可W使用的 包含氮原子的雜環基并不限定于下述式所表示的基。
[0103] 「化 101
[0104]
[0105] 在Rii~Ris的至少一個為吸電子基時,Rii~Ris中的取代基可W只為吸電子基,也可 W包含吸電子基W外的取代基。在Rii~Ris中的取代基包含吸電子基W外的取代基的情況 下,吸電子基W外的取代基的數量沒有特別限制,可W為1個,也可W為2個W上。另外,在Rii ~Ris中的吸電子基W外的取代基為2個W上的情況下,運些取代基可W相同也可W不同,優 選相同。吸電子基w外的取代基沒有特別限定,例如可列舉烷基等。
[0106] 另一方面,Ri~R7中的取代基的數量沒有特別限制,Ri~R7也可W全部未經取代 (即氨原子)。在Ri~R7中的2個W上為取代基的情況下,多個取代基可W相互相同也可W不 同。另外,在Ri~R7中的某個為取代基的情況下,優選該取代基為R4~R6中的任一個。
[0107] 作為Ri~R7可W采用的取代基,例如可列舉:徑基、面素原子、氯基、碳數1~20的燒 基、碳數1~20的烷氧基、碳數1~20的燒硫基、碳數1~20的烷基取代氨基、碳數2~20的酷 基、碳數6~40的芳基、碳數3~40的雜芳基、碳數2~10的締基、碳數2~10的烘基、碳數2~ 10的烷氧基幾基、碳數1~10的烷基橫酷基、碳數1~10的面烷基、酷胺基、碳數2~10的烷基 酷胺基、碳數3~20的二烷基娃烷基、碳數4~20的二烷基娃烷基烷基、碳數5~20的二烷基 娃烷基締基、碳數5~20的=烷基娃烷基烘基及硝基等。在運些具體例中,能夠進一步經取 代基取代的也可W經取代。更優選的取代基為面素原子、氯基、碳數1~20的經取代或未經 取代的烷基、碳數1~20的烷氧基、碳數6~40的經取代或未經取代的芳基、碳數3~40的經 取代或未經取代的雜芳基、碳數1~20的二烷基取代氨基。進一步優選的取代基為氣原子、 氯原子、氯基、碳數1~10的經取代或未經取代的烷基、碳數1~10的經取代或未經取代的燒 氧基、碳數6~15的經取代或未經取代的芳基、碳數3~12的經取代或未經取代的雜芳基。
[0108] Ri和R2、R4和R5、R5和R6、R 6和護也可W相互鍵合而形成環狀結構。環狀結構可W為芳 香環也可W為脂肪環,或者也可W為包含雜原子的環,此外環狀結構也可W為兩環W上的 縮合環。作為運里提及的雜原子,優選選自由氮原子、氧原子及硫原子所組成的群中的雜原 子。作為所形成的環狀結構的例子,可列舉:苯環、糞環、化晚環、化嗦環、喀晚環、化嗦環、化 咯環、咪挫環、化挫環、=挫環、咪挫嘟環、惡挫環、異惡挫環、嚷挫環、異嚷挫環、環己二締 環、環己締環、環戊締環、環庚=締環、環庚二締環、環庚締環等。
[0109] 此外,在通式(1)中的Ari~Ar3中的某個為將3位W外設為和氮原子的鍵合部位的 N-取代苯基巧挫基的情況下,關于能夠取代在該N-取代苯基巧挫基上的取代基的說明及優 選范圍、取代基彼此鍵合而形成的環狀結構的優選例,可W參照通式(2)所對應的說明。其 中,有關通式(2)的Ri~R3可W采用的取代基的說明也可W看作是和Ri~R3所鍵合的苯環對 應的苯環的取代在和氮原子鍵合的部位W外的取代基的說明。
[0110] 通式(1)中所包含的N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基也可W為N位經吸電子 基直接取代的巧挫基。運種和N位直接鍵合的吸電子基可W從能夠和巧挫基的N位鍵合的吸 電子基中進行選擇,例如可列舉具有環狀結構的吸電子基或包含苯環或雜芳環的吸電子 基。作為具體例,可列舉W下的吸電子基。
[0111]
[0112]
[0113] 在通式(1)中的Ari~Ar3中的1個或2個為N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基 時,N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基W外的Ari~Ar3優選碳數1~4的經取代或未經取 代的芳基,更優選經取代或未經取代的苯基。關于能夠取代在芳基上的取代基的說明及優 選范圍,可W參照Ri~R7可W采用的取代基的說明及優選范圍。
[0114] 通式(1)所表示的化合物中,優選Ari~Ar3的兩個為通式(2)所表示的基,另一個為 經取代或未經取代的苯基的化合物。
[0115] W下,例示通式(1)所表示的化合物的具體例。但是,本發明中可W使用的通式(1) 所表示的化合物不應由運些具體例限定地進行解釋。
[01161 「化 191
[01'
[0118][化 13]
[0161
[0162] 例如在希望通過蒸鍛法將包含通式(1)所表示的化合物的有機層制膜而利用的情 況下,通式(1)所表示的化合物的分子量優選1500W下,更優選1200W下,進一步優選1000 W下,更進一步優選800W下。分子量的下限值是通式(1)所表示的最小化合物的分子量。
[0163] 通式(1)所表示的化合物也可W不管分子量是多少而均通過涂布法進行成膜。如 果使用涂布法,則即便是分子量相對較大的化合物也能夠成膜。
[0164] 也考慮應用本發明,使用分子內包含多個通式(1)所表示的結構的化合物作為發 光材料。
[0165] 例如考慮使通式(1)所表示的結構中預先存在聚合性基,使用通過使該聚合性基 進行聚合而獲得的聚合物作為發光材料。具體而言,考慮準備在通式(1)的Ari~Ar3中的任 一個中包含聚合性官能基的單體,使該單體單獨聚合或和其他單體一起共聚合,由此獲得 具有重復單元的聚合物,使用該聚合物作為發光材料。或者,也考慮通過使具有通式(1)所 表示的結構的化合物彼此反應而獲得二聚物或=聚物,使用運些二聚物或=聚物作為發光 材料。
[0166] 作為具有包含通式(1)所表示的結構的重復單元的聚合物的例子,可列舉包含下 述通式(3)或(4)所表示的結構的聚合物。
[0167] [化 35] 通式(3) 通式(4)
[016 引
[0169] 在通式(3)或(4)中,Q表示包含通式(1)所表示的結構的基,Li及L2表示連結基。連 結基的碳數優選0~20,更優選1~15,進一步優選2~10。連結基優選具有-Xii-Lii-所表示 的結構。此處,Xii表示氧原子或硫原子,優選氧原子。Lii表示連結基,優選經取代或未經取 代的燒撐、或者經取代或未經取代的芳撐,更優選碳數1~10的經取代或未經取代的燒撐、 或者經取代或未經取代的苯撐。
[0170] 在通式(3)或(4)中,RW1、rW2、r1w及rIM分別獨立地表示取代基。優選碳數1~6的 經取代或未經取代的烷基、碳數1~6的經取代或未經取代的烷氧基、面素原子,更優選碳數 1~3的未經取代的烷基、碳數1~3的未經取代的烷氧基、氣原子、氯原子,進一步優選碳數1 ~3的未經取代的烷基、碳數1~3的未經取代的烷氧基。
[0171] L咳L2所表示的連結基可W和構成Q的通式(1)的結構的Afi~Ar3中的任一個、通 式(2)的結構的Ri~R7和Rii~Ris中的任一個鍵合。也可W為2個W上的連結基連結在1個Q上 而形成交聯結構或網狀結構。
[0172] 作為重復單元的具體的結構例,可列舉下述式(5)~(8)所表示的結構。
[0173] [化 36] 通式(5) 通式巧)
[017
[0175] 具有包含運些式(5)~(8)的重復單元的聚合物可W通過如下方式合成:對通式 (1)的結構的Ari~Ar3中的任一個導入徑基,將其作為連接基和下述化合物進行反應而導入 聚合性基,并使該聚合性基進行聚合。
[0176] [化 37]
[0177
[0178] 分子內包含通式(1)所表示的結構的聚合物可W為只包含具有通式(1)所表示的 結構的重復單元的聚合物,也可W為包含具有除此W外的結構的重復單元的聚合物。另外, 聚合物中所包含的具有通式(1)所表示的結構的重復單元可W為單獨一種,也可W為兩種 W上。作為不具有通式(1)所表示的結構的重復單元,可列舉由通常的共聚合中使用的單體 衍生而成的重復單元。例如可列舉由乙締、苯乙締等具有乙締性不飽和鍵的單體衍生而成 的重復單元。
[0179] [通式(r)所表示的化合物]
[0180] 下述通式(1')所表示的化合物為新穎化合物。
[0181] [化 38]
[0182] 通式(r)
[0183]
[0184] 在通式(r)中,Ari'~Ar3'分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基,Ari'~Ar 3'中 的至少一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的巧挫基。
[0185] 關于通式(r)中的Ari'~Ar3'的說明及優選范圍,可W參照通式(1)所表示的化合 物的說明。
[0186] [通式(r)所表示的化合物的合成方法]
[0187] 通式(r)所表示的化合物可W通過組合已知的反應而合成。例如通式(r)的Ari' 和Ar2'為通式(2)所表示的基、RU為吸電子基的化合物可W通過使W下兩種化合物進行反 應而合成。
[0188] [化 39]
[0189]
[0190] 關于所述反應式中的Ar。、r~護、護\護\護\1?"的說明,可^參照通式(1')中所 對應的記載。A表示吸電子基。關于吸電子基的優選例,可W參照Rii~Ris可W采用的吸電子 基的優選例。X表示面素原子,可列舉氣原子、氯原子、漠原子、艦原子,優選氯原子、漠原子、 艦原子。
[0191] 所述反應是應用公知反應而進行,可適當選用公知的反應條件。關于所述反應的 詳細內容,可W參考下述合成例。另外,通式(r)所表示的化合物也可W通過組合其他公知 的合成反應而合成。
[0192] [有機發光元件]
[0193] 本發明的通式(1)所表示的化合物可W用作有機發光元件的發光材料。因此,本發 明的通式(1)所表示的化合物能夠有效地用作有機發光元件的發光層中的發光材料。通式 (1)所表示的化合物中包含發射延遲巧光的延遲巧光材料(延遲巧光體)。即,本發明還提供 具有通式(1)所表示的結構的延遲巧光體的發明、使用通式(1)所表示的化合物作為延遲巧 光體的發明、及使用通式(1)所表示的化合物而使其發出延遲巧光的方法的發明。使用運種 化合物作為發光材料的有機發光元件具有發射延遲巧光、發光效率高的特征。如果W有機 電致發光元件為例而說明原理,則如下所述。
[0194] 在有機電致發光元件中,從正負兩電極向發光材料注入載子,生成激發狀態的發 光材料而使其發光。通常,在為載子注入型有機電致發光元件的情況下,所生成的激子中, 被激發為激發單重態者占25 %,剩余75 %被激發為激發=重態。因此,利用來自激發=重態 的發光即憐光時,能量的利用效率更高。然而,激發=重態因為壽命長,所w多數情況下會 因激發狀態的飽和或和激發=重態激子的相互作用而引發能量失活,憐光的量子產率一般 不高。另一方面,延遲巧光材料是在能量通過系間竄越等而躍遷到激發=重態后,通過=重 態重態煙滅或熱能吸收,反向系間竄越到激發單重態而發射巧光。認為在有機電致發光 元件中,尤其是利用熱能吸收的熱活化型延遲巧光材料特別有用。在有機電致發光元件中 利用延遲巧光材料的情況下,激發單重態的激子像通常一樣發射巧光。另一方面,激發=重 態的激子會吸收裝置所發出的熱,系間竄越到激發單重態而發射巧光。此時,由于是來自激 發單重態的發光,所W和巧光為相同波長的發光,但是通過從激發=重態向激發單重態的 反向系間竄越,所產生的光的壽命(發光壽命)比通常的巧光或憐光長,因此觀察到比運些 通常的巧光或憐光延遲的巧光。可W將所觀察到的巧光定義為延遲巧光。如果采用運種熱 活化型激子轉移機制,則通過在注入載子后經過吸收熱能,能夠將通常只產生25 %的激發 單重態的化合物的比率提高到25% W上。如果使用在不到10(TC的低溫下也能發出強巧光 及延遲巧光的化合物,則利用裝置的熱而充分地產生從激發S重態向激發單重態的系間竄 越,從而發射延遲巧光,所W能夠飛躍性地提升發光效率。
[01M]通過使用本發明的通式(1)所表示的化合物作為發光層的發光材料,能夠提供有 機光致發光元件(有機化元件)或有機電致發光元件(有機化元件)等優異的有機發光元件。 此時,本發明的通式(1)所表示的化合物也可W作為所謂輔助滲雜劑而具有輔助發光層中 所包含的其他發光材料的發光的功能。即,發光層中所包含的本發明的通式(1)所表示的化 合物可W具有發光層中所包含的主體材料的最低激發單重態能級和發光層中所包含的其 他發光材料的最低激發單重態能級之間的最低激發單重態能級。
[0196] 有機光致發光元件具有在基板上至少形成有發光層的結構。另外,有機電致發光 元件具有至少有陽極、陰極、及形成在陽極和陰極之間的有機層的結構。有機層至少包含發 光層,可W只包含發光層,也可W具有除發光層W外的1層W上的有機層。作為運種其他有 機層,可列舉:電桐傳輸層、電桐注入層、電子阻擋層、電桐阻擋層、電子注入層、電子傳輸 層、激子阻擋層等。電桐傳輸層可W為具有電桐注入功能的電桐注入傳輸層,電子傳輸層可 W為具有電子注入功能的電子注入傳輸層。將有機電致發光元件的具體結構例示于圖1。在 圖1中,1表示基板,2表示陽極,3表示電桐注入層,4表示電桐傳輸層,5表示發光層,6表示電 子傳輸層,7表示陰極。
[0197] W下,對有機電致發光元件的各部件及各層進行說明。此外,基板及發光層的說明 也適用于有機光致發光元件的基板及發光層。
[019引(基板)
[0199] 本發明的有機電致發光元件優選由基板加 W支撐。該基板沒有特別限制,只要是 一直W來有機電致發光元件所慣用的基板即可,例如可W使用包含玻璃、透明塑料、石英、 娃等的基板。
[0200] (陽極)
[0201] 作為有機電致發光元件中的陽極,優選使用W功函數大(4eVW上)的金屬、合金、 導電性化合物及運些物質的混合物作為電極材料的陽極。作為運些電極材料的具體例,可 列舉Au等金屬、Cul、氧化銅錫(IT0, indium tin oxide)、Sn〇2、ZnO等導電性透明材料。另 外,也可W使用IDIXO(In2〇3-ZnO)等能夠制作透明導電膜的非晶質材料。陽極可W通過蒸鍛 或瓣鍛等方法將運些電極材料形成為薄膜,并通過光微影法形成所需形狀的圖案,或者在 不太需要圖案精度的情況下(lOOwnW上左右),也可W在所述電極材料的蒸鍛或瓣鍛時隔 著所需形狀的掩模而形成圖案。或者,在使用像有機導電性化合物那樣能夠進行涂布的材 料的情況下,也可W使用印刷方式、涂覆方式等濕式成膜法。在從該陽極提取發光的情況 下,理想的是使透過率大于10%,另外,優選作為陽極的薄片電阻為數百n/DW下。此外, 膜厚雖然也取決于材料,但通常在10~lOOOnm、優選10~200nm的范圍內選擇。
[0202] (陰極)
[0203] 另一方面,作為陰極,使用W功函數小(4eVW下)的金屬(稱為電子注入性金屬)、 合金、導電性化合物及運些物質的混合物作為電極材料的陰極。作為運些電極材料的具體 例,可列舉:鋼、鋼-鐘合金、儀、裡、儀/銅混合物、儀/銀混合物、儀/侶混合物、儀/銅混合物、 侶/氧化侶(Al2〇3)混合物、銅、裡/侶混合物、稀±金屬等。在運些中,就電子注入性及對氧化 等的耐久性的方面而言,優選電子注入性金屬和功函數的值大于該電子注入性金屬且更穩 定的金屬即第二金屬的混合物,例如儀/銀混合物、儀/侶混合物、儀/銅混合物、侶/氧化侶 (Al2〇3)混合物、裡/侶混合物、侶等。陰極可W通過利用蒸鍛或瓣鍛等方法將運些電極材料 形成為薄膜而制作。另外,作為陰極的薄片電阻優選數百Q/DW下,膜厚通常在lOnm~扣 m、優選50~2(K)nm的范圍內選擇。此外,為了使發出的光透過,如果有機電致發光元件的陽 極或陰極中的任一個為透明或半透明,則發光亮度提升,從而優選。
[0204] 另外,通過將陽極的說明中所列舉的導電性透明材料用于陰極,能夠制作透明或 半透明的陰極,通過應用該透明或半透明的陰極而能夠制作陽極和陰極兩電極都具有透光 性的元件。
[020引(發光層)
[0206] 發光層是通過分別從陽極及陰極注入的電桐及電子再結合而生成激子后發光的 層,可W在發光層中單獨使用發光材料,但優選包含發光材料和主體材料。作為發光材料, 可W使用選自通式(1)所表示的本發明的化合物群中的1種或巧中W上。為了使本發明的有 機電致發光元件及有機光致發光元件表現出高發光效率,重要的是將發光材料中生成的單 重態激子及=重態激子密封在發光材料中。因此,優選在發光層中除發光材料W外還使用 主體材料。作為主體材料,可W使用激發單重態能量、激發=重態能量中的至少任一項的值 高于本發明的發光材料的有機化合物。結果能夠將本發明的發光材料中生成的單重態激子 及=重態激子密封在本發明的發光材料的分子中,而能夠充分地引導出該發光材料的發光 效率。當然也有即便無法充分地密封單重態激子及=重態激子但也能夠獲得高發光效率的 情況,所W只要是能夠實現高發光效率的主體材料,則可W沒有特別限制地用于本發明。在 本發明的有機發光元件或有機電致發光元件中,發光是由發光層所包含的本發明的發光材 料所產生。該發光包括巧光發光及延遲巧光發光兩種發光。但是,發光的一部分或部分地來 自主體材料的發光也是可W的。
[0207] 在使用主體材料的情況下,作為發光材料的本發明的化合物在發光層中所含有的 量優選0.1重量% W上,更優選1重量% W上,另外,優選50重量% W下,更優選20重量% W 下,進一步優選10重量% W下。
[0208] 作為發光層中的主體材料,優選具有電桐傳輸能力、電子傳輸能力,且防止發光的 長波長化,此外具有高玻璃轉移溫度的有機化合物。
[0209] (注入層)
[0210] 注入層是指為了實現驅動電壓降低或發光亮度提升而設置在電極和有機層之間 的層,有電桐注入層和電子注入層,也可W使其存在于陽極和發光層或電桐傳輸層之間、及 陰極和發光層或電子傳輸層之間。注入層可W根據需要而設置。
[0211] (阻擋層)
[0212] 阻擋層是能夠阻擋發光層中存在的電荷(電子或電桐)及/或激子向發光層外擴散 的層。電子阻擋層可W配置在發光層和電桐傳輸層之間而阻擋電子朝向電桐傳輸層而通過 發光層。同樣地,電桐阻擋層可W配置在發光層和電子傳輸層之間而阻擋電桐朝向電子傳 輸層而通過發光層。阻擋層還可W用于阻擋激子擴散到發光層的外側。即,電子阻擋層、電 桐阻擋層分別還可W兼備作為激子阻擋層的功能。本說明書中所說的電子阻擋層或激子阻 擋層是在包括W-層具有電子阻擋層及激子阻擋層的功能的層的含義下使用。
[0213] 化桐阻擋層)
[0214] 電桐阻擋層在廣義上具有電子傳輸層的功能。電桐阻擋層具有傳輸電子、并阻擋 電桐到達電子傳輸層的作用,由此可提升發光層中的電子和電桐的再結合概率。作為電桐 阻擋層的材料,可W根據需要使用下述電子傳輸層的材料。
[0215] (電子阻擋層)
[0216] 電子阻擋層在廣義上具有傳輸電桐的功能。電子阻擋層具有傳輸電桐、并阻擋電 子到達電桐傳輸層的作用,由此可提升發光層中的電子和電桐的再結合概率。
[0217] (激子阻擋層)
[0218] 激子阻擋層是用W阻擋在發光層內因電桐和電子再結合而產生的激子擴散到電 荷傳輸層的層,通過插入該層而能夠有效率地將激子密封在發光層內,從而能夠提升元件 的發光效率。激子阻擋層可W鄰接于發光層而插入到陽極側、陰極側中的任一側,也可W兩 偵洞時插入。即,在陽極側具有激子阻擋層的情況下,可W在電桐傳輸層和發光層之間鄰接 于發光層而插入該層,在插入到陰極側的情況下,可W在發光層和陰極之間鄰接于發光層 而插入該層。另外,在陽極和鄰接于發光層陽極側的激子阻擋層之間可W具有電桐注入層 或電子阻擋層等,在陰極和鄰接于發光層陰極側的激子阻擋層之間可W具有電子注入層、 電子傳輸層、電桐阻擋層等。在配置阻擋層的情況下,優選用作阻擋層的材料的激發單重態 能量及激發=重態能量中的至少任一項高于發光材料的激發單重態能量及激發=重態能 量。
[0219] 化桐傳輸層)
[0220] 電桐傳輸層包含具有傳輸電桐的功能的電桐傳輸材料,電桐傳輸層可W設置單層 或多層。
[0221] 電桐傳輸材料是具有電桐的注入或傳輸、電子的障壁性中的任一性質的材料,可 W為有機物也可W為無機物。作為可W使用的公知的電桐傳輸材料,例如可列舉挫衍生 物、惡二挫衍生物、咪挫衍生物、巧挫衍生物、嘲噪并巧挫衍生物、聚芳基燒控衍生物、化挫 嘟衍生物及化挫嘟酬衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、氨基取代查耳酬衍生物、惡挫衍 生物、苯乙締基蔥衍生物、巧酬衍生物、腺衍生物、巧衍生物、娃氮燒衍生物、苯胺系共聚物, 另外還可W列舉導電性高分子低聚物、特別是嚷吩低聚物等,優選使用化嘟化合物、芳香族 =級胺化合物及苯乙締基胺化合物,更優選使用芳香族=級胺化合物。
[0222] (電子傳輸層)
[0223] 電子傳輸層包含具有傳輸電子的功能的材料,電子傳輸層可W設置單層或多層。
[0224] 作為電子傳輸材料(有時也兼作電桐阻擋材料),只要具有將從陰極注入的電子傳 送給發光層的功能即可。作為可W使用的電子傳輸材料,例如可列舉:硝基取代巧衍生物、 二苯基苯釀(diphenylquinone)衍生物、嚷喃二氧化物衍生物、碳二酷亞胺、亞巧基甲燒衍 生物、蔥釀二甲燒及蔥酬衍生物、惡二挫衍生物等。此外,將所述惡二挫衍生物中的惡二挫 環的氧原子取代為硫原子而成的嚷二挫衍生物、具有已知作為吸電子基的哇惡嘟環的哇惡 嘟衍生物也可W用作電子傳輸材料。此外,也可W使用在高分子鏈中導入有運些材料或W 運些材料作為高分子的主鏈的高分子材料。
[0225] 在制作有機電致發光元件時,將通式(1)所表示的化合物用于發光層,除此W外還 可W用于發光層W外的層。此時,發光層中使用的通式(1)所表示的化合物和發光層W外的 層中使用的通式(1)所表示的化合物可W相同也可W不同。例如還可W在所述注入層、阻擋 層、電桐阻擋層、電子阻擋層、激子阻擋層、電桐傳輸層、電子傳輸層等中也使用通式(1)所 表示的化合物。運些層的制膜方法沒有特別限定,可W通過干式制程、濕式制程中的任一方 法制作。
[0226] W下,具體地例示可W用于有機電致發光元件的優選材料。但是,本發明中可W使 用的材料并不由W下的例示化合物限定地進行解釋。另外,即便是作為具有特定功能的材 料所例示的化合物,也可W轉用作具有其他功能的材料。此外,W下的例示化合物的結構式 中的R、Ri~Rio分別獨立地表示氨原子或取代基。n表示3~5的整數。
[0227] 首先,列舉可W用作發光層的主體材料的優選化合物。
[022引[化 40]
[0229;
[0230][化 41]
[0273] 通過所述方法所制作的有機電致發光元件通過在所獲得的元件的陽極和陰極之 間施加電場而發光。此時,如果是利用激發單重態能量的發光,則和其能級對應的波長的光 確認為巧光發光及延遲巧光發光。另外,如果是利用激發=重態能量的發光,則和其能級對 應的波長確認為憐光。由于通常的巧光的巧光壽命短于延遲巧光發光,所W發光壽命可W 在巧光和延遲巧光之間加 W區別。
[0274] 另一方面,關于憐光,在像本發明的化合物運樣的通常的有機化合物中,激發=重 態能量不穩定而轉換為熱等,壽命短且很快失活,所W在室溫下幾乎無法觀測到。為了測定 通常的有機化合物的激發=重態能量,可W通過觀測極低溫條件下的發光而進行測定。
[0275] 本發明的有機電致發光元件可W應用于單一元件、包含呈陣列狀配置的結構的元 件、陽極和陰極呈X-Y矩陣狀配置的結構的元件中的任一種元件。根據本發明,通過使發光 層含有通式(1)所表示的化合物,能夠獲得發光效率得到大幅改善的有機發光元件。本發明 的有機電致發光元件等有機發光元件可W進一步應用于各種用途。例如可W使用本發明的 有機電致發光元件而制造有機電致發光顯示裝置,關于詳細內容,可W參照時任靜±、安達 千波矢、村田英幸共著的《有機化顯示器》(出版社:〇hmsha)。另外,特別是本發明的有機電 致發光元件也可W應用于需求量大的有機電致發光照明或背光源。
[0276] 實施例
[0277] W下,列舉合成例及實施例而更具體地說明本發明的特征。W下所示的材料、處理 內容、處理順序等可W在不脫離本發明的宗旨的范圍內適當變更。因此,本發明的范圍不應 由W下所示的具體例限定地進行解釋。此外,發光特性的評價是使用電源電表(吉時利 (Keithley)公司制造的2400系列)、半導體參數分析儀(安捷倫科技(Agilent Technologies)公司制造的E5273A)、光功率測定裝置(理波(Newpod)公司制造的1930C)、 光學分光器(海洋光學(Ocean Optics)公司制造的USB2000)、分光發射計(拓普康(Topcon) 公司制造的SR-3)及快速照相機(濱松光子化amamatsu Photonics)股份有限公司制造的 C4334型)而進行。
[0278] (合成例1)化合物1的合成
[0279] [化 59]
[0280]
[02川在100ml雙口燒瓶中添加 N,N-雙(9H-巧挫-3-基)苯胺(0.68g、1.6mmo 1)、碳酸鐘 (0.96邑、7.211111101),進行氮氣置換。然后,添加4-氣苯甲臘(0.58邑、4.811111101)、二甲基甲酯胺 (20ml ),在100 °C下加熱攬拌24小時。放置冷卻到室溫,添加水并攬拌10分鐘,過濾所析出的 固體。使該固體溶解于二氯甲燒中,進行熱過濾。使用正己燒對濾液進行再沉淀,獲得 0.688g( 1. Immol、產率69% )的作為白色粉末的化合物1。
[0282] 1h 醒R(500MHz,CDCl3):d = 7.97(d,J = 7.8Hz,2H;ArH),7.93(d,J = 8.0Hz,2H; Aril),7.90(d,J = 8.7Hz,4H;A^),7.76(d,J = 8.7Hz,4H;ArH),7.46-7.38(m,6H;ArH), 7.31-7.21(m,6H;ArH),7.10(dd,J〇rth〇 = 8.7Hz,Jmeta=l.lHz,2H;ArH),6.95(t,J = 7.4Hz, lH;ArH).
[0283] (合成例2)化合物2的合成
[0284] [化 60]
[0285]
[02化]在100ml的S 口燒瓶中添加叔下醇鋼(0.29g、3.0mmol)并進行真空干燥。然后,進 行氮氣置換,添加所獲得的N,N-雙(9H-巧挫-3-基)苯胺(0.21g、0.50mmol)、2-(4-漠苯基)- 4,6-二苯基-1,3,5-S嗦(0.427g、1. Immol)、醋酸鈕(II) (13mg、0.0 eOmmol)、S叔下基麟 (0.03ml、0.060mmol)及二甲苯20ml,在110°C下加熱攬拌72小時。放置冷卻到室溫,通過過 濾獲得固體。利用甲苯、水及甲醇清洗該固體,進行真空干燥,由此獲得0.14g(0.14mmol、產 率27%)的作為黃色粉末的化合物2。
[0287] 1h 醒R(500MHz,丙酬d6):d = 9.14(d,J = 8.5Hz,4H;ArH),8.88(d,J = 7.1Hz,8H; ArH),8.13(d,J = 7.9Hz,2H;ArH),8.12(s,J = 2.0Hz,2H;ArH),7.99(d,J = 8.6Hz,4H;ArH), 7.74-7.63(m,16H;ArH),7.49(t,J = 7.3Hz,2H;ArH),7.39(dd,J。rth。= 8.細z,Jmeta = 2.1Hz 2H;ArH),7.30-7.24(m,4H;ArH),7.09(d,J = 7.細z,2H;ArH),6.93(t,J = 7.3Hz,lH;ArH).
[0288] (合成例3)化合物3的合成
[0289] [化 61]
[0290]
[0291] 在300ml的S 口燒瓶中添加叔下醇鋼(1.2g、12mmol)并進行真空干燥。然后,進行 氮氣置換,添加 N,N-雙(9H-巧挫-3-基)苯胺(0.85肖、2.〇111111〇1)、2-(4-漠苯基)-苯并嚷挫 (1.3g、4.4mmo1)、醋酸鈕(II) (54mg、0.24mmol)、S叔下基麟(0.12ml、0.24mmol)及二甲苯 (20ml),在100°C下加熱攬拌22小時。冷卻至室溫,利用蒸發器將反應溶液加 W濃縮。利用二 氯甲燒和水進行分液操作。利用硫酸儀將有機層加 W干燥,并利用蒸發器將其濃縮。通過色 譜柱法(載體:硅膠、展開溶劑:甲苯)進行精制,并通過升華精制對所獲得的目標化合物進 行精制,由此獲得0.90g( 1.07mmol、產率54% )的作為黃色玻璃狀固體的化合物3。
[0巧2] 1h 醒R(500MHz,CDCl3):d = 8.34(d,J = 8.5Hz,4H;ArH),8.11(d,J = 8.0Hz,2H; Aril) ,8.01-7.95(m,6H;ArH),7.76(d,J = 8.5Hz,4H;ArH) ,7.55-7.50(m,4H; Aril) ,7.44- 7.40(111,細;八巧),7.33((1,1。加。=9.9化^。6*3=1.4化,2山八巧),7.25-7.22(111,4山八巧), 7.11(d,J = 8.6Hz,2H;ArH),6.92(t,J = 6.9,lH;ArH).
[0293] (實施例1)使用化合物1的有機光致發光元件的制作及評價
[0294] 在氣氣環境的手套箱中制備化合物1的甲苯溶液(濃度lXl(T5mol/U。
[0295] 另外,通過真空蒸鍛法,在真空度5X1(T咕aW下的條件下在石英基板上W50nm的 厚度形成化合物1的薄膜,而制作有機光致發光元件。
[0296] 此外,通過真空蒸鍛法,在真空度5Xl(T4PaW下的條件下,從不同的蒸鍛源蒸鍛化 合物1和DPEP0而在石英基板上W10化m的厚度形成化合物1的濃度為6重量%的薄膜,從而 制作有機光致發光元件。
[0297] 對化合物1的甲苯溶液測定300nm及355nm激發光的發光光譜、吸收光譜、瞬態衰減 曲線。將其中的337nm激發光的發光光譜及吸收光譜示于圖2,將瞬態衰減曲線示于圖3。該 瞬態衰減曲線表示對化合物照射激發光,并測定發光強度逐漸失活的過程而獲得的發光壽 命測定結果。通常的一種成分的發光(巧光或憐光)的發光強度W單一指數函數進行衰減。 運意味著在圖表的縱軸為半對數的情況下W直線狀進行衰減。在圖3所示的化合物1的瞬態 衰減曲線中,在觀測初期觀測到運種線性成分(巧光),但在數微秒W后出現偏離直線性的 成分。運是延遲成分的發光,和初期成分相加的信號在長時間側成為呈裙擺形狀的平緩曲 線。通過W上方式測定發光壽命,由此確認化合物1是除包含巧光成分W外還包含延遲成分 的發光體。關于光致發光量子效率,在沒有通入氣體的甲苯溶液中為13.5% (355nm激發 光)、在通入了氮氣的甲苯溶液中為20.5 % (355nm激發光)或32.7 % (300nm激發光)。另外, 根據圖3能夠確認延遲巧光。
[0298] 另外,針對具有只含化合物1的薄膜的有機光致發光元件,將由365nm激發光引起 的發光光譜及吸收光譜的測定結果示于圖4,將瞬態衰減曲線的測定結果示于圖5,將通過 光電子分光法所獲得的能量分布示于圖6。光致發光量子效率為35.4%,根據圖5確認到延 遲巧光。另外,根據圖6確認HOMO的能級為5.63eV,LUM0的能級為2.85eV,H0M0-LUM0能隙為 2.78eV,HOMO 和 LUM0 適度分離。
[0299] 針對具有化合物1和DPEP0的薄膜的有機光致發光元件,測定由290nm、300nm及 31化m激發光引起的發光光譜。將其中由290nm激發光引起的發光光譜示于圖7。關于光致發 光量子效率,在290nm激發光下為52.3 %,在300nm激發光下為44.2 %,在31化m激發光下為 44.5%。
[0300] 另外,針對具有化合物1和DPEP0的薄膜的有機光致發光元件,將瞬態衰減曲線的 測定結果示于圖8,將巧光光譜及憐光光譜的測定結果示于圖9。根據圖如角認為延遲巧光成 分隨著溫度上升而增加的熱活性型延遲巧光。另外,根據圖9,激發單重態和激發=重態的 能量差AEst為0.21eV。
[0301] (實施例2)使用化合物2的有機光致發光元件的制作及評價
[0302] 變更為使用化合物2代替化合物1而制備化合物2的甲苯溶液。另外,變更為使用化 合物2代替化合物1,并使用mCP或CBP代替DPEP0,而制作具有化合物巧日mCP的薄膜的有機光 致發光元件、及具有化合物2和CBP的薄膜的有機光致發光元件。
[0303] 針對化合物2的甲苯溶液,將由39化m激發光引起的發光光譜及吸收光譜的測定結 果示于圖10,將瞬態衰減曲線的測定結果示于圖11。關于光致發光量子效率,在沒有通入氣 體的甲苯溶液中為31.8%,在通入了氮氣的甲苯溶液中為49.5%。另外,根據圖11確認到延 遲巧光。
[0304] 另外,針對具有化合物2和mCP的薄膜的有機光致發光元件、及具有化合物2和CBP 的薄膜的有機光致發光元件,將由337nm激發光引起的發光光譜的測定結果示于圖12。另 夕h針對具有化合物2和mCP的薄膜的有機光致發光元件,將在100K、200K、300K的各溫度下 所測得的瞬態衰減曲線示于圖13,將關于自激發=重態Ti向激發單重態Si的反向系間竄越 的速度常數kRisc的阿雷尼烏斯圖示于圖14。關于光致發光量子效率,在具有化合物2和mCP 的薄膜的有機光致發光元件中為76%,在具有化合物2和CBP的薄膜的有機光致發光元件中 為73%,根據圖13確認為延遲巧光成分隨著溫度上升而增加的熱活性型延遲巧光。另外,根 據圖14,激發單重態和激發=重態的能量差A Est為0.025eV。
[0305] (實施例3)使用化合物3的有機光致發光元件的制作及評價
[0306] 變更為使用化合物3代替化合物1,而制作化合物3的甲苯溶液及具有僅化合物3的 薄膜的有機光致發光元件。
[0307] 另外,變更為使用化合物3代替化合物1,并使用mCP或TPBi代替DPEP0,而制作具有 化合物3和mCP的薄膜的有機光致發光元件、及具有化合物3和TPBi的薄膜的有機光致發光 元件。
[0308] 針對化合物3的甲苯溶液,將由37化m激發光引起的發光光譜及吸收光的測定結果 示于圖15,將瞬態衰減曲線的測定結果示于圖16。關于光致發光量子效率,在沒有通入氣體 的甲苯溶液中為34.6%,在通入了氮氣的甲苯溶液中為56.1%。另外,根據圖16確認到延遲 巧光。
[0309] 另外,針對具有只含化合物3的薄膜的有機光致發光元件,將吸收光譜的測定結果 示于圖17,將通過光電子分光法所獲得的能量分布示于圖18。另外,將通過楠圓偏光分光法 所獲得的薄膜的平面(x,y)及法線方向(Z)的消光系數示于圖19。
[0310] 根據圖18確認HOMO的能級為5.42eV,LUM0的能級為2.83eV,H0M0-LUM0能隙為 2.59eV,HOMO 和 LUM0 適度分離。
[0311] 針對具有化合物3和mCP的薄膜的有機光致發光元件,將發光光譜的測定結果示于 圖20,針對具有化合物3和TPBi的薄膜的有機光致發光元件,將發光光譜的測定結果示于圖 21。關于光致發光量子效率,在具有化合物3和mCP的薄膜的有機光致發光元件中為59.7%, 在具有化合物3和TPBi的薄膜的有機光致發光元件中為54.7%。另外,針對具有化合物3和 mCP的薄膜的有機光致發光元件,將在5K~300K的范圍的各溫度下所測得的瞬態衰減曲線 示于圖22,將巧光光譜及憐光光譜示于圖23。根據圖22確認為延遲巧光成分隨著溫度上升 而增加的熱活性型延遲巧光。另外,根據圖23,激發單重態和激發=重態的能量差A Est為 0.36eV〇
[0312] (實施例4)使用化合物1的有機電致發光元件的制作及評價
[0313] 在形成有膜厚100皿的包含氧化銅錫(IT0)的陽極的玻璃基板上,通過真空蒸鍛法 在5Xl〇-4PaW下的真空度下積層各薄膜。首先,在IT0上將a-NTO形成為厚度35nm,將mCBP形 成為厚度10皿。其次,從不同的蒸鍛源共蒸鍛化合物1和DPEP0,形成厚度15nm的層,而制成 發光層。此時,化合物1的濃度設為X重量%。其次,將TPBi形成為厚度40nm,進一步真空蒸鍛 〇.5nm的氣化裡化iF),接著蒸鍛厚度10化m的侶(A1),由此形成陰極,而制作有機電致發光 元件。
[0314] 針對所制造的有機電致發光元件,將發光光譜示于圖24,將電壓-電流密度特性示 于圖25,將電流密度-外部量子效率特性示于圖26。使用化合物1作為發光材料的有機電致 發光元件在電壓3.66V、電流密度1.451 X l(T3mA/cm2的條件下實現6.64%的高外部量子效 率。
[0315] (實施例5)使用化合物3的有機電致發光元件的制作及評價
[0316] 在形成有膜厚100皿的包含氧化銅錫(IT0)的陽極的玻璃基板上,通過真空蒸鍛法 在5Xl(T4PaW下的真空度下積層各薄膜。首先,在IT0上將a-NPD形成為厚度35nm,將mCP形 成為厚度10皿。其次,從不同的蒸鍛源共蒸鍛化合物3和mCP,形成厚度10皿的層,而獲得第1 發光層。此時,化合物3的濃度設為6重量%。接著,從不同的蒸鍛源共蒸鍛化合物3和TPBi, 形成厚度20皿的層,而獲得第2發光層。此時,化合物3的濃度設為6重量%。其次,將TPBi形 成為厚度45nm,進一步真空蒸鍛lOOnm的儀/銀(Mg/Ag)混合物,接著蒸鍛厚度20nm的銀 (Ag),由此形成陰極,而制作有機電致發光元件。
[0317]針對所制造的有機電致發光元件,將在lmA、10mA、100mA的各條件下所測得的發光 光譜示于圖27,將電壓-電流密度特性示于圖28,將電流密度-外部量子效率特性示于圖29。 使用化合物3作為發光材料的有機電致發光元件在電壓3.88V、電流密度0.005mA/cm2的條 件下實現14.07%的高外部量子效率。
[031 引[化62]
[031
[0320] [工業上的可利用性]
[0321] 本發明的化合物可W用作發光材料。因此,本發明的化合物可W有效地用作有機 電致發光元件等有機發光元件用的發光材料。本發明的化合物中還包含放射延遲巧光的物 質,所W還能夠提供發光效率高的有機發光元件。因此,本發明在工業上的可利用性高。
[0322] [符號說明]
[0323] 1 基板
[0324] 2 陽極
[0325] 3 電桐注入層
[0326] 4 電桐傳輸層
[0327] 5 發光層
[032引6 電子傳輸層
[0329] 7 陰極
【主權項】
1. 一種發光材料,其包含下述通式(1)所表不的化合物, [化1] 通式(1)[在通式(1)中,Ar1~Ar3分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基,Ar1~Ar 3中的至少 一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的咔唑基]。2. 根據權利要求1所述的發光材料,其特征在于:所述N位經包含吸電子基的基取代的 咔唑基為N-取代咔唑-3-基。3. 根據權利要求1或2所述的發光材料,其特征在于:所述吸電子基為經至少1個吸電子 基取代的苯基。4. 根據權利要求3所述的發光材料,其特征在于:所述吸電子基的取代部位為所述苯基 的4位。5. 根據權利要求3或4所述的發光材料,其特征在于:所述吸電子基為包含氮原子作為 環的構成原子的雜環基或氰基。6. 根據權利要求5所述的發光材料,其特征在于:所述包含氮元素作為環的構成原子的 雜環基為下述式中的任一個所表示的雜環基, [化2]〇7. 根據權利要求1至6中任一項所述的發光材料,其特征在于:所述通式(1)的Ar1~Ar3 中的2個或3個為所述N位經包含吸電子基的基取代的咔唑基。8. 根據權利要求7所述的發光材料,其中所述N位經包含吸電子基的基取代的咔唑基具 有相互相同的結構。9. 根據權利要求1至6中任一項所述的發光材料,其中所述通式(1)的Ar1~Ar3中的1個 或2個為所述N位經包含吸電子基的基取代的咔唑基,另一個為經取代或未經取代的苯基。10. 根據權利要求1至9中任一項所述的發光材料,其特征在于:所述N位經包含吸電子 基的基取代的咔唑基為下述通式(2)所表示的基, [化3] 通式(2)[在通式⑵中,*表示和通式(1)中的氮原子的鍵合部位;R1~R7及R11~R 15分別獨立地 表示氫原子或取代基,R11~R15的至少一個分別獨立為取代基;R11~R 15也可以相互鍵合而形 成環狀結構;R1和R2、R4和R 5、R5和R6、R6和R7也可以相互鍵合而形成環狀結構]。11. 一種延遲熒光體,其包含下述通式(1)所表示的化合物, [化4] 通式(1)[在通式(1)中,Ar1~Ar3分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基,Ar1~Ar 3中的至少 一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的咔唑基]。12. -種有機發光元件,其特征在于:包含根據權利要求1至10中任一項所述的發光材 料。13. 根據權利要求12所述的有機發光元件,其特征在于:發射延遲熒光。14. 根據權利要求12或13所述的有機發光元件,其特征在于:其為有機電致發光元件。15. -種化合物,其以下述通式0- )表示, [化5] 通式0-)[在通式(Γ )中,Ar1'~Ar3'分別獨立地表示經取代或未經取代的芳基,Ar1'~Ar 3'中的 至少一個分別獨立為N位經包含吸電子基的基取代的咔唑基]。
【文檔編號】C07D403/10GK106062127SQ201580012014
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年3月4日 公開號201580012014.8, CN 106062127 A, CN 106062127A, CN 201580012014, CN-A-106062127, CN106062127 A, CN106062127A, CN201580012014, CN201580012014.8, PCT/2015/56286, PCT/JP/15/056286, PCT/JP/15/56286, PCT/JP/2015/056286, PCT/JP/2015/56286, PCT/JP15/056286, PCT/JP15/56286, PCT/JP15056286, PCT/JP1556286, PCT/JP2015/056286, PCT/JP2015/56286, PCT/JP2015056286, PCT/JP201556286
【發明人】野田大貴, 種田將嗣, 志津功將, 田中啟之, 安達千波矢
【申請人】九州有機光材股份有限公司