專利名稱：多環(huán)化合物及使用其的有機(jī)電致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多環(huán)化合物以及使用其的有機(jī)電致發(fā)光元件，特別是涉及發(fā)光效率 高，壽命長(zhǎng)的有機(jī)電致發(fā)光元件以及實(shí)現(xiàn)其的多環(huán)化合物。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光元件(以下，有時(shí)將有機(jī)電致發(fā)光簡(jiǎn)稱為EL)是利用通過施加電場(chǎng)， 熒光性物質(zhì)憑借由陽(yáng)極注入的空穴與由陰極注入的電子的再結(jié)合能量發(fā)光的原理的自發(fā) 光元件。自報(bào)道了低電壓驅(qū)動(dòng)的層壓型有機(jī)EL元件以來，廣泛進(jìn)行了涉及以有機(jī)材料作為 構(gòu)成材料的有機(jī)EL元件的研究。該層壓型元件將三(8-羥基喹啉)鋁用于發(fā)光層，將三苯 基二胺衍生物用于空穴輸送層。作為層壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，可以例舉提高發(fā)光層中空穴的注入 效率、提高將由陰極注入的電子阻隔(7?？?7々)后通過再結(jié)合生成的激發(fā)子的生成效率、 將生成的激發(fā)子限制在發(fā)光層內(nèi)等。作為這樣的有機(jī)EL元件的元件結(jié)構(gòu)，眾所周知具有空 穴輸送(注入)層、電子輸送發(fā)光層的2層型結(jié)構(gòu)，或者具有空穴輸送(注入)層、發(fā)光層、 電子輸送(注入)層的3層型結(jié)構(gòu)等。為了提高這種層壓型結(jié)構(gòu)元件中注入的空穴和電子 的再結(jié)合效率，在元件結(jié)構(gòu)和形成方法方面下了很多工夫。作為有機(jī)EL元件的發(fā)光材料，已知三(8-羥基喹啉)鋁絡(luò)合物等螯合物絡(luò)合物、 香豆素衍生物、四苯基丁二烯衍生物、二苯乙烯基亞芳基衍生物、〃惡二唑衍生物等發(fā)光材 料，有報(bào)道指出由這些發(fā)光材料可以獲得由藍(lán)色至紅色的可見光區(qū)域的發(fā)光，期待實(shí)現(xiàn)將 其用于彩色顯示元件。另外，近年來，除了熒光材料以外，還提出了將磷光發(fā)光材料用于有機(jī)EL元件的 發(fā)光層的方案。這樣，在有機(jī)EL元件的發(fā)光層，利用有機(jī)磷光發(fā)光材料的激發(fā)狀態(tài)的一重 態(tài)和三重態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率。認(rèn)為在有機(jī)EL元件內(nèi)電子與空穴再結(jié)合時(shí)由于自旋多 重度的不同，一重激發(fā)子與三重激發(fā)子以1 3的比例生成，因此考慮如果使用磷光發(fā)光性 的發(fā)光材料，與僅使用熒光的元件相比，可以實(shí)現(xiàn)3 4倍的發(fā)光效率。作為記載了這種有機(jī)EL元件用材料的發(fā)明，可以例舉專利文獻(xiàn)1 4。專利文獻(xiàn)1中記載了以將亞三聯(lián)苯基(夕一 7 - 二 k > )骨架通過碳原子、氮原 子、氧原子等交聯(lián)的結(jié)構(gòu)作為主骨架的化合物。主要公開了作為空穴輸送材料的數(shù)據(jù)，也有 作為發(fā)光層中磷光發(fā)光性材料的主體材料使用的記載。但是，其描述僅限于紅色磷光發(fā)光 元件，另外發(fā)光效率也低，作為實(shí)際使用是不充分的。專利文獻(xiàn)2中記載了在氮原子上或芳香環(huán)上具有取代基的吲哚并咔唑化合物。推 薦作為空穴輸送材料使用，有可以制備熱、形態(tài)穩(wěn)定的薄膜空穴輸送層的記載。但是，沒有 記載顯示作為與磷光發(fā)光性材料一起使用的主體材料或電子輸送材料的有效性的數(shù)據(jù)。專利文獻(xiàn)3中記載了在氮原子上或芳香環(huán)上具有取代基的吲哚并咔唑化合物。公 開了將其用作發(fā)光層中磷光發(fā)光性材料的主體材料的綠色發(fā)光元件的數(shù)據(jù)，但是施加電壓 高，且發(fā)光效率低，作為實(shí)際使用是不充分的。專利文獻(xiàn)4中記載了具有取代基的吲哚并咔唑化合物，并記載了作為發(fā)光層中的磷光發(fā)光性材料的主體材料發(fā)揮作用。但是，這些化合物的特征在于通過連結(jié)基團(tuán)具有二 聚物或三聚物結(jié)構(gòu)，存在分子量大的趨勢(shì)。公開了使用這些化合物的綠色磷光發(fā)光元件的 數(shù)據(jù)，但使用的化合物分子量都很大，為800以上。分子量大的材料真空蒸鍍的效率差，恐 怕長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)引起分解，因此從實(shí)際使用來看尚不充分。
專利文獻(xiàn) 1 :W02006/122630
專利文獻(xiàn) 2 :EP0908787專利文獻(xiàn)3 :W02007/063796專利文獻(xiàn)4 :W02007/063754非專利文獻(xiàn)1 =Applied Physics letters Vol. 74 No. 3，pp442_444非專利文獻(xiàn) 2 =Applied Physics letters Vol. 75 No. 1，ρρ4_
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)的有 機(jī)EL元件以及實(shí)現(xiàn)其的多環(huán)化合物。本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的，反復(fù)進(jìn)行悉心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用下述式(1) 或(2)表示的具有在中心苯環(huán)的鄰位、間位或?qū)ξ?個(gè)苯環(huán)結(jié)合形成稠合環(huán)，且在其末端結(jié) 合下述通式(4)表示的其他稠環(huán)環(huán)的結(jié)構(gòu)的多環(huán)化合物作為有機(jī)EL元件用材料，可以實(shí)現(xiàn) 上述目的，從而完成了本發(fā)明。也就是說，本發(fā)明提供下述式(1)或( 表示的多環(huán)化合物。化1
權(quán)利要求
1.下述通式(1)或( 表示的多環(huán)化合物。化1
2.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，上述結(jié)構(gòu)B用下述通式(3c)表示。化4
3.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，用下述通式(7) (10)中任意一個(gè)表示。化5
4.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，用下述通式(7-1)、(7-2)、(8-1)、(8-2), (9-1), (9-2)、(10-1)和(10-2)中任意一個(gè)表示。化6
5.通式(14) (16)中，1^4在11為2的情況下，表示單鍵、氧(0)、硫(S)、C0、S0、P0、S02、 N-R7、取代或未取代的碳原子數(shù)1 20的亞烷基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)3 20的 環(huán)亞烷基、取代或未取代的通過硅原子結(jié)合的碳原子數(shù)2 20的2價(jià)有機(jī)甲硅烷基、取代 或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)6 M的2價(jià)芳香族烴基、或者取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)3 24的2價(jià)芳香族雜環(huán)基團(tuán)。R7表示取代或未取代的碳原子數(shù)1 20的烷基、取代或未取 代的成環(huán)碳原子數(shù)3 20的環(huán)烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)7 M的芳烷基、取代或未 取代的碳原子數(shù)3 20的有機(jī)甲硅烷基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)6 M的芳香族 烴基、或者取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)3 M的芳香族雜環(huán)基團(tuán)。而且，L4在η為3的情 況下，表示N、取代或未取代的碳原子數(shù)1 20的烷烴三基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù) 3 20的環(huán)烷烴三基、通過硅原子結(jié)合的取代或未取代的碳原子數(shù)1 20的3價(jià)有機(jī)甲 硅烷基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)6 M的3價(jià)芳香族烴基、或者取代或未取代的成 環(huán)原子數(shù)3 M的3價(jià)芳香族雜環(huán)基團(tuán)，在η為4的情況下，表示取代或未取代的碳原子 數(shù)1 20的烷烴四基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)3 20的環(huán)烷烴四基、硅原子、取代 或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)6 M的4價(jià)芳香族烴基、或者取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)3 M的4價(jià)芳香族雜環(huán)基團(tuán)。通式(11) (16)中，Y1J2和Y3分別獨(dú)立地表示取代或未取代的碳原子數(shù)1 20的 烷基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)3 20的環(huán)烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)1 20的 烷氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)7 M的芳烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)3 20的有 機(jī)甲硅烷基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)6 M的芳香族烴基、或者取代或未取代的成 環(huán)原子數(shù)3 M并通過碳原子結(jié)合的芳香族雜環(huán)基團(tuán)。Y1的數(shù)目為0、1、2或3J2的數(shù)目 為0、1、2、3或4，乙的數(shù)目為0、1或2。]
6.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，用下述通式(11-1)、(11-2)、(12-1)、(12-2), (13-1)、(13-2)、(14-1)、(14-2)、(15-1), (15-2), (16-1)和(16-2)中任意一個(gè)表示。化8
7.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，用下述通式(17)或(18)表示t化10
8.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，用下述通式(17-1)、(17-2)、(18-1)和(18_2)中 任意一個(gè)表示。化11
9.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(1)中YpY2和Y3表示的取代基的總數(shù)為2 以下，或者通式⑵中相對(duì)于1個(gè)[]n內(nèi)結(jié)構(gòu)，Y1J2和Y3表示的取代基的總數(shù)為2以下。
10.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7)和⑶中U和Y3表示的取代基的總 數(shù)為2以下，或者通式(9)和(10)中相對(duì)于1個(gè)[]n內(nèi)結(jié)構(gòu)，Υ”Υ2和Y3表示的取代基的總 數(shù)為2以下。
11.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11) (13)中Y1J2和Y3表示的取代基的 總數(shù)為2以下，或者通式(14) (16)中相對(duì)于1個(gè)[]n內(nèi)結(jié)構(gòu)，Y1JjPY3表示的取代基 的總數(shù)為2以下。
12.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)中Y1J2和Y3表示的取代基的總數(shù)為 2以下，或者通式(18)中相對(duì)于1個(gè)[]n內(nèi)結(jié)構(gòu)，Y1J2和Y3表示的取代基的總數(shù)為2以下。
13.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式⑴和(2)中Y1J2表示的取代基的數(shù)目為
14.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7) (10)中Ypt表示的取代基的數(shù)目為0。
15.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11) (16)中Y1J2表示的取代基的數(shù)目為0。
16.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中Y1J2表示的取代基的數(shù)目為0。
17.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(1)和O)中Y3表示的取代基的數(shù)目為0。
18.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7) (10)中Y3表示的取代基的數(shù)目為0。
19.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11) (16)中￥3表示的取代基的數(shù)目為O。
20.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中Y3表示的取代基的數(shù)目為O。
21.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(1)和(2)中，o+p+q( 2。
22.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7) (10)中，o+p+q彡2。
23.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11) (16)中，o+p+q彡2。
24.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中，o+p+q彡2。
25.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(1)和O)中，o+p= 1。
26.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7) (10)中，o+p= 1。
27.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11) (16)中，o+p= 1。
28.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中，o+p= 1。
29.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(1)和O)中&與&都用N-隊(duì)表示。
30.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7) (10)中)(3和&、或者)(5和)(6都用 N-R1表示。
31.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11) (16)中)(7*)(8、X9和)(1(1、或者X11 和X12都用N-R1表示。
32.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中X13和X14都用N-隊(duì)表示。
33.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(1)和O)中\(zhòng)和\均為N-R1，且該R1均 為取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)8 M的稠合芳香族雜環(huán)。
34.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7)和(9)中\(zhòng)和&均為N-R1,且該隊(duì)均 為取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)8 M的稠合芳香族雜環(huán)，通式(8)和(10)中)(5和)(6均為 N-R1，且該R1均為取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)8 M的稠合芳香族雜環(huán)。
35.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11)和(14)中X7和X8均為N-R1,且該R1 均為取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)8 M的稠合芳香族雜環(huán)，通式(12)和(15)中\(zhòng)和Xltl 均為N-R1，且該R1均為取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)8 M的稠合芳香族雜環(huán)，通式(13)和 (16)中X11和X12均為N-R1，且該隊(duì)均為取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)8 M的稠合芳香族 雜環(huán)。
36.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中X1JPX14均為N-R1，且該R1 均為取代或未取代的成環(huán)原子數(shù)8 M的稠合芳香族雜環(huán)。
37.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(1)和(2)中X1和X2分別用N-R1表示，X1 的N-隊(duì)和\的N-隊(duì)不同。
38.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7) (10)中)(3和&、或者)(5和)(6分別用 N-R1表示，&的N-隊(duì)和&的N-R1J5的N-隊(duì)和\的N-隊(duì)不同。
39.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11) (16)中Χ7*)(8、Χ9和)(1(1、或者)Cn 和X12分別用N-隊(duì)表示，X7的N-隊(duì)和\的N-R1、X9的N-隊(duì)和Xltl的N-R1、X11的N-隊(duì)和X12 的N-隊(duì)不同。
40.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中X1JPX14分別用N-隊(duì)表示，X13WN-R1 和 X14 的 N-R1 不同。
41.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式⑴和⑵中和&中的至少一個(gè)為氧原子。
42.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式(7)和(9)中)(3和)(4中的至少一個(gè)為氧原 子，通式⑶和(10)中)(5和)(6中的至少一個(gè)為氧原子。
43.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式(11)和(14)中&和)(8中的至少一個(gè)為氧 原子，通式(12)和(15)中Xi^PXici中的至少一個(gè)為氧原子，通式(13)和(16)中X11和X12 中的至少一個(gè)為氧原子。
44.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中X13和X14中的至少一個(gè)為 氧原子。
45.如權(quán)利要求41所述的多環(huán)化合物，通式(1)和O)中&和)(2均為氧原子。
46.如權(quán)利要求42所述的多環(huán)化合物，通式(7) (10)中)(3和&、或者)(5和)(6均為 氧原子。
47.如權(quán)利要求43所述的多環(huán)化合物，通式(11) (16)中&和&、^和11(1、或者、 和X12均為氧原子。
48.如權(quán)利要求44所述的多環(huán)化合物，通式(17)和(18)中X13和X14均為氧原子。
49.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，用通式(7)或(9)表示，)(3和)(4均為CI 2R3。
50.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，用通式(13)或(16)表示，X11和X12均為CR2R30
51.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，用通式(17)或(18)表示，X1^PX14均為CI 2R3。
52.如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，用下述通式(19)或(20)表示。
53.如權(quán)利要求1所述的多環(huán)化合物，通式(4)是從下述 (39)中選擇的，可以 具有取代基的結(jié)構(gòu)。化13
54.-如權(quán)利要求3所述的多環(huán)化合物，通式⑷是從下述 具有取代基的結(jié)構(gòu)。化14(21) (39)中選擇的，可以
55.如權(quán)利要求5所述的多環(huán)化合物，通式⑷是從下述(21) (39)中選擇的，可以 具有取代基的結(jié)構(gòu)。化15
56.如權(quán)利要求7所述的多環(huán)化合物，通式(4)是從下述(21)~(39)中選擇的，可以 具有取代基的結(jié)構(gòu)。化 16
57.有機(jī)電致發(fā)光元件，在陰極和陽(yáng)極間具有包括發(fā)光層的一層以上有機(jī)薄膜層，上述 有機(jī)薄膜層中的至少一層含有權(quán)利要求1 56中任意一項(xiàng)所述的多環(huán)化合物。
58.如權(quán)利要求57所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層含有上述多環(huán)化合物作為主體材料。
59.如權(quán)利要求57所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層進(jìn)一步含有磷光發(fā)光性材料。
60.如權(quán)利要求57所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層含有主體材料和磷光性發(fā)光 材料，該磷光性發(fā)光材料為銥(Ir)，鋨(Os)或鉬(Pt)金屬的鄰位金屬化絡(luò)合物。
61.如權(quán)利要求57所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層與陰極之間具有電子注入 層，該電子注入層含有含氮環(huán)衍生物。
62.如權(quán)利要求57所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層與陰極之間具有電子輸送 層，該電子輸送層含有上述多環(huán)化合物。
63.如權(quán)利要求62所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層含有通過碳原子、氮原子、氧 原子或硫原子交聯(lián)的具有η共軛雜并苯骨架的化合物，即有機(jī)電致發(fā)光元件用材料作為 主體材料。
64.如權(quán)利要求62所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層含有下述通式00) 03) 表示的有機(jī)電致發(fā)光元件用材料作為主體材料。化17
65.如權(quán)利要求62所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層含有下述通式04) 07)表示的有機(jī)電致發(fā)光元件用材料作為主體材料。化18
66.如權(quán)利要求57所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，上述發(fā)光層和陽(yáng)極之間具有空穴輸送 層，該空穴輸送層含有上述多環(huán)化合物。
67.如權(quán)利要求57所述的有機(jī)電致發(fā)光元件，在陰極和有機(jī)薄膜層的界面區(qū)域具有還 原性摻雜劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有在中心苯環(huán)2個(gè)苯環(huán)結(jié)合形成稠環(huán)，而且其末端結(jié)合其他稠環(huán)的結(jié)構(gòu)的化合物的多環(huán)化合物；以及在陰極和陽(yáng)極間具有包括發(fā)光層的一層以上有機(jī)薄膜層，上述有機(jī)薄膜層的至少一層含有本發(fā)明的多環(huán)化合物的有機(jī)電致發(fā)光元件，所述有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)光效率高，沒有像素缺陷，壽命長(zhǎng)，所述多環(huán)化合物可以實(shí)現(xiàn)上述效果。
文檔編號(hào)C07D491/048GK102056899SQ200980121148
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者加藤朋希, 吉田圭, 巖隈俊裕, 沼田真樹, 細(xì)川地潮, 西村和樹 申請(qǐng)人:出光興產(chǎn)株式會(huì)社