專利名稱：有機電致發(fā)光元件用材料及使用其的有機電致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光元件用材料和使用其的有機電致發(fā)光元件(以下，有時簡稱為有機EL元件)。特別涉及具備發(fā)紅色光的發(fā)光層的有機電致發(fā)光元件用材料和使用其的有機電致發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
已知一種有機電致發(fā)光元件，其在陽極和陰極之間具備含有發(fā)光層的有機薄膜層，由通過在注入發(fā)光層中的空穴和電子的再結(jié)合而產(chǎn)生的激子(exciton)能量來發(fā)光。這種有機電致發(fā)光元件可發(fā)揮作為自發(fā)光型元件的優(yōu)點，能夠期待作為發(fā)光效率、畫質(zhì)、消耗功率、進(jìn)而薄型設(shè)計性優(yōu)異的發(fā)光元件來使用。作為有機電致發(fā)光元件進(jìn)一步的改善點，可舉出例如發(fā)光效率。在這方面，為了提高內(nèi)部量子效率，進(jìn)行了可得到來自三重態(tài)激子的發(fā)光的發(fā)光材料(磷光發(fā)光材料)的開發(fā)，最近報道了顯示磷光發(fā)光的有機電致發(fā)光元件。通過使用這種磷光發(fā)光材料來構(gòu)成發(fā)光層(磷光發(fā)光層)，可以實現(xiàn)75%以上、 理論上接近于100%的值的內(nèi)部量子效率，可以得到效率高、消耗功率低的有機電致發(fā)光元件。另外，在形成發(fā)光層時，已知有在主體(host)材料中摻雜發(fā)光材料作為摻雜劑的摻雜法。在用摻雜法形成的發(fā)光層中，可以由注入主體材料的電荷高效地生成激子。然后， 可使生成的激子的激子能量向摻雜劑轉(zhuǎn)移，而由摻雜劑得到高效率的發(fā)光。這里，為了從主體材料向磷光發(fā)光性的磷光摻雜劑進(jìn)行分子間能量轉(zhuǎn)移，主體材料的激發(fā)三重態(tài)能量需要比磷光摻雜劑的激發(fā)三重態(tài)能量E^1大。作為激發(fā)三重態(tài)能量有效大的材料，代表性的已知有 CBP(4，4’-bis(N-carbazolyl)biphenyl，4，4’_ 雙(N-咔唑基)聯(lián)苯)(例如參考專利文獻(xiàn) 1)。如果以該CBP為主體材料，則可以向顯示規(guī)定發(fā)光波長(例如綠、紅)的磷光摻雜劑進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，能夠得到高效率的有機電致發(fā)光元件。但是，將CBP作為主體材料使用時，一方面發(fā)光效率因磷光發(fā)光而顯著提高，另一方面則有壽命非常短、不適于實用這樣的問題。這被認(rèn)為是由于CBP的分子結(jié)構(gòu)上的氧化穩(wěn)定性不高，因而空穴所致的分子的劣化劇烈的緣故。另外，專利文獻(xiàn)2公開了使用含有咔唑等含氮環(huán)的稠合環(huán)衍生物作為顯示紅色磷光的磷光發(fā)光層的主體材料的技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)，發(fā)光效率和壽命得到改善，但有實用化不充分的情況。另一方面，已知有各種顯示熒光發(fā)光的熒光摻雜劑用的主體材料(熒光主體)， 提出了各種利用與熒光摻雜劑的組合而可形成發(fā)光效率、壽命優(yōu)異的熒光發(fā)光層的主體材料。但是，對于熒光主體，激發(fā)一重態(tài)能量Eg (S)與熒光摻雜劑相比大，但激發(fā)三重態(tài)能量Eg(T)未必大，因此不能單純地轉(zhuǎn)用作磷光發(fā)光層的主體材料(磷光主體)。例如作為熒光主體，廣泛已知有蒽衍生物。但是，蒽衍生物的激發(fā)三重態(tài)能量Eg(T)為1.9eV左右，比較小。因此，不能確保對于磷光摻雜劑的能量轉(zhuǎn)移，所述磷光摻雜劑具有520nm 720nm的可見光區(qū)域的發(fā)光波長。另外，不能將激發(fā)的三重態(tài)能量限域于發(fā)光層內(nèi)。因此，蒽衍生物作為磷光主體是不合適的。另外，茈衍生物、芘衍生物和丁省衍生物等也由于同樣的原因而不優(yōu)選作為磷光主體。另外，已知有使用芳香族烴化合物作為磷光主體的例子(專利文獻(xiàn)幻。其中，使用下述化合物作為磷光主體，所述化合物以苯骨架為中心，在間位鍵合了 2個芳香族基作為取代基。但是，專利文獻(xiàn)3的芳香族烴化合物由于形成相對于中心的苯骨架、分子左右對稱地伸張的分子結(jié)構(gòu)，因此發(fā)光層容易結(jié)晶化。另一方面，在專利文獻(xiàn)4 9中，公開了使用各種芳香族烴化合物的有機電致發(fā)光元件。但是，對于作為磷光主體的有效性，沒有任何提及。進(jìn)一步地，專利文獻(xiàn)10中，例示有在2，7-萘環(huán)的左右的取代位置配置了稠合芳香族烴環(huán)的化合物，專利文獻(xiàn)11中例示有在2，7-萘環(huán)的左右的取代位置配置作為含氮雜環(huán)的菲咯啉環(huán)的化合物，專利文獻(xiàn)12中例示有在2，7-萘環(huán)的左右的取代位置具有以蒽環(huán)為必需骨架的芳香族取代基的化合物?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 US2002/18M41號公報專利文獻(xiàn)2 W02005/112519號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2003-142^7號公報專利文獻(xiàn)4 W02007/046658號公報專利文獻(xiàn)5 日本特開2006-151966號公報專利文獻(xiàn)6 日本特開2005-8588號公報專利文獻(xiàn)7 日本特開2005-19219號公報專利文獻(xiàn)8 日本特開2005-197^2號公報專利文獻(xiàn)9 日本特開2004-75567號公報專利文獻(xiàn)10 US2008/0224603號公報專利文獻(xiàn)11 日本特開2004-281390號公報專利文獻(xiàn)12 日本特開2006-045503號公報。

發(fā)明內(nèi)容
但是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于上述專利文獻(xiàn)10中記載的化合物，由于用4環(huán)以上的環(huán)構(gòu)成的高平面性芳香族烴環(huán)對稱地位于2，7-萘環(huán)的左右，因而分子間的重疊變大，使得結(jié)晶性高、在作為膜的穩(wěn)定性上有困難，另外，對于上述專利文獻(xiàn)12中記載的化合物，蒽環(huán)的三重態(tài)激發(fā)能為1.9eV以下，故在磷光元件中能級過小，特別是作為磷光發(fā)光性材料的主體而用于發(fā)光層時，即便是對于能量低的紅色也得不到效率良好的有機EL發(fā)光。如上所述，尚且未知效率良好地對磷光發(fā)光材料進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移、且壽命在實用上長的主體材料，使用磷光發(fā)光材料的元件的實用化受到妨礙。因此，本發(fā)明的目的在于提供效率高且壽命長的磷光發(fā)光性有機電致發(fā)光元件用材料和使用其的有機電致發(fā)光元件。本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的而反復(fù)深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用下述(1)或(2) 所表示的有機電致發(fā)光元件用材料(以下，有時簡稱為有機EL元件用材料)，可得到效率高且壽命長的磷光發(fā)光性有機電致發(fā)光元件，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供
1.下述(1)所表示的有機電致發(fā)光元件用材料， [化1]
(式中，
權(quán)利要求
1.下述式(1)所表示的有機電致發(fā)光元件用材料， [化1]
2.權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，前述R"R3、Ar"Ar3和2，7-二取代萘環(huán)可具有的取代基為碳原子數(shù)6 14的蒽環(huán)除外的芳基、碳原子數(shù)廣20的烷基、碳原子數(shù)廣20的鹵代烷基、碳原子數(shù)5 18的環(huán)烷基或碳原子數(shù)3 20的甲硅烷基。
3.權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，前述Ar1和Ar2各自獨立地表示苯環(huán)或前述稠合芳香族烴環(huán)。
4.權(quán)利要求3所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，前述Ar1和Ar2表示相互不同的稠合芳香族烴環(huán)。
5.權(quán)利要求3所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，前述Ar1選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并靈環(huán)。
6.權(quán)利要求5所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，前述Ar1表示選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、 苯并菲環(huán)和苯并靈環(huán)中的環(huán)，前述Ar2表示苯環(huán)或萘環(huán)。
7.權(quán)利要求5所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，前述Ar1和Ar2各自獨立地表示選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并1環(huán)中的環(huán)，Ar1與Ar2表示相互不同的環(huán)。
8.下述式( 所表示的有機電致發(fā)光元件用材料， [化3]
9.權(quán)利要求8所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，式⑵中Ar5表示苯環(huán)時，Ar4和 Ar6各自獨立地為選自蔬環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)、二苯并菲環(huán)、苯并三亞苯環(huán)、苯并篇環(huán)、苯并 [b]熒蒽環(huán)和茜環(huán)中的稠合芳香族烴環(huán)。
10.權(quán)利要求8所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，式⑵中Ar5表示苯環(huán)時，Ar4 和Ar6各自獨立地為相互不同的稠合芳香族烴環(huán)。
11.權(quán)利要求8所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，前述R4、R5、Ar4^Ar6和2，7-二取代萘環(huán)可具有的取代基為碳原子數(shù)6 14的蒽環(huán)除外的芳基、碳原子數(shù)廣20的烷基、碳原子數(shù)廣20的鹵代烷基、碳原子數(shù)5 18的環(huán)烷基或碳原子數(shù)3 20的甲硅烷基。
12.權(quán)利要求8所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，R4和R5為氫原子，Ar4或Ar6為選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并《環(huán)中的基團。
13.權(quán)利要求8所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，R4和R5為氫原子，Ar5的成環(huán)碳原子數(shù)為10以上，Ar4或Ar6為選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并 環(huán)中的環(huán)。
14.權(quán)利要求8所述的有機電致發(fā)光元件用材料，其中，Ar5為二苯并呋喃環(huán)。
15.有機電致發(fā)光元件，其在陰極與陽極之間具備由1層或多層構(gòu)成的有機薄膜層，該有機薄膜層含有下述式(1)所表示的有機電致發(fā)光元件用材料、與至少1種磷光發(fā)光材料，
16.權(quán)利要求15所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述R"R3、Ar1^Ar3和2，7-二取代萘環(huán)可具有的取代基為碳原子數(shù)6 14的蒽環(huán)除外的芳基、碳原子數(shù)廣20的烷基、碳原子數(shù) Γ20的鹵代烷基、碳原子數(shù)5 18的環(huán)烷基或碳原子數(shù)3 20的甲硅烷基。
17.權(quán)利要求15所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述Ar1和Ar2各自獨立地表示苯環(huán)或前述稠合芳香族烴環(huán)。
18.權(quán)利要求17所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述Ar1和Ar2表示相互不同的稠合芳香族烴環(huán)。
19.權(quán)利要求17所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述Ar1表示選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并■環(huán)中的環(huán)。
20.權(quán)利要求19所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述Ar1表示選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并■環(huán)中的環(huán)，前述Ar2表示苯環(huán)或萘環(huán)。
21.權(quán)利要求19所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述Ar1和Ar2各自獨立地表示選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并靈環(huán)中的環(huán)，Ar1與Ar2表示相互不同的環(huán)。
22.有機電致發(fā)光元件，其在陰極與陽極之間具備由1層或多層構(gòu)成的有機薄膜層，該有機薄膜層含有下述式( 所表示的有機電致發(fā)光元件用材料、與至少1種磷光發(fā)光材料，
23.權(quán)利要求22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，式( 中Ar5表示苯環(huán)時，Ar4和Ar6各自獨立地為選自《環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)、二苯并菲環(huán)、苯并三亞苯環(huán)、苯并靈環(huán)、苯并[b] 熒蒽環(huán)和茜環(huán)中的稠合芳香族烴環(huán)。
24.權(quán)利要求22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，式O)中Ar5表示苯環(huán)時，Ar4和Ar6 為相互不同的稠合芳香族烴環(huán)。
25.權(quán)利要求22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述R4、R5、Ar4^Ar6和2，7-二取代萘環(huán)可具有的取代基為碳原子數(shù)6 14的蒽環(huán)除外的芳基、碳原子數(shù)廣20的烷基、碳原子數(shù) Γ20的鹵代烷基、碳原子數(shù)5 18的環(huán)烷基或碳原子數(shù)3 20的甲硅烷基。
26.權(quán)利要求22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，R4和R5為氫原子，Ar4或Ar6為選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并茵環(huán)中的基團。
27.權(quán)利要求22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，R4和R5為氫原子，Ar5的成環(huán)碳原子數(shù)為10以上，Ar4或Ar6為選自菲環(huán)、熒蒽環(huán)、苯并菲環(huán)和苯并 環(huán)中的環(huán)。
28.權(quán)利要求22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，Ar5為二苯并呋喃環(huán)。
29.權(quán)利要求15或22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述式(1)或( 所表示的有機電致發(fā)光元件用材料的三重態(tài)激發(fā)能為2. OeV以上、2. SeV以下。[化6]
30.權(quán)利要求15或22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述有機薄膜層具有至少1個發(fā)光層，該發(fā)光層的至少1個含有前述式(1)或( 所表示的有機電致發(fā)光元件用材料、與至少1種磷光發(fā)光材料。
31.權(quán)利要求30所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述磷光發(fā)光材料含有金屬絡(luò)合物， 該金屬絡(luò)合物具有選自Ir、Pt、Os、Au、Cu、Re和Ru中的金屬原子、與配位體。
32.權(quán)利要求30所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述配位體具有鄰位金屬鍵。
33.權(quán)利要求32所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述發(fā)光層所含的磷光發(fā)光材料之中至少1種的發(fā)光波長的極大值為520nm以上、720nm以下。
34.權(quán)利要求15或22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述有機薄膜層在前述陰極與前述發(fā)光層之間具有電子傳輸層或電子注入層，該電子傳輸層或前述電子注入層含有前述有機電致發(fā)光元件用材料。
35.權(quán)利要求15或22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述有機薄膜層在前述陰極與前述發(fā)光層之間具有電子傳輸層或電子注入層，前述電子傳輸層或前述電子注入層含有具有含氮6元環(huán)或5元環(huán)骨架的芳香族環(huán)或具有含氮6元環(huán)或5元環(huán)骨架的稠合芳香族環(huán)化合物。
36.權(quán)利要求15或22所述的有機電致發(fā)光元件，其中，前述陰極與前述有機薄膜層的界面區(qū)域添加有還原性摻雜劑。
全文摘要
通過分子中具有2,7-二取代萘環(huán)的有機電致發(fā)光元件用材料，以及，在陰極與陽極之間具備由1層或多層構(gòu)成的有機薄膜層、且前述有機薄膜層含有該有機電致發(fā)光元件用材料與至少1種磷光發(fā)光材料的有機電致發(fā)光元件，由此本發(fā)明提供壽命延長，發(fā)光效率高的有機電致發(fā)光元件和實現(xiàn)其的有機電致發(fā)光元件用材料。
文檔編號H01L51/50GK102272969SQ20098015385
公開日2011年12月7日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者巖隈俊裕, 荻原俊成, 高島賴由 申請人:出光興產(chǎn)株式會社