专利名称：化合物和有机el器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及新型有机化合物和具有该化合物的发光器件。
背景技术：
有机发光器件具有这样的构造，即其中含有荧光有机化合物或磷 光有机化合物的薄膜夹持在阳极和阴极之间。从各个电极注入电子和 空穴以产生该荧光化合物或该磷光化合物的激子。有机发光器件使用 当该激子返回到基态时发射的光。
苯并荧蒽化合物已经被研究过(日本专利申请公开No. H10-189247, 2005-235787， 2000-7587， 2000-7594和2005-68087 )。
发明内容
然而，当前已需要具有更高亮度和更高转换效率的光输出。另夕卜， 有机发光器件在耐久性方面仍然存在着大量的问题，例如由于长时间 使用的经时变化和由于含有氧、湿气等的环境气体的劣化。此外，当 考虑到将该器件应用于全色显示器等时，需要具有良好的色纯度的蓝、 绿和红光发光。然而涉及发光的问题还没有被充分地解决。
本发明的目的是提供新型化合物和具有该化合物并且具有高效率 和高亮度的光输出的有机电致发光UL)器件，。本发明的另一目的 是提供高耐久的有机EL器件。本发明的另 一 目的是提供能够容易地以 较低成本制造的有机EL器件。
根据本发明，提供由以下通式(1)表示的化合物其中，Id和R2各自独立地选自以下基团卣素原子、具有1~5 个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的二烯丙基氨基、可具有 取代基的甲硅烷基、可具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基；
R3 l各自独立地选自以下基团氢原子、卤素原子、具有1~5 个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的二烯丙基氨基、可具有 取代基的甲硅烷基、可具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基； 和
所述取代基各自独立地选自以下基团卤素原子、具有1 20个 碳原子的直链或支链烷基(在该烷基中， 一个亚曱基、或两个或更多 个彼此不相邻的亚曱基可以被-0-、 -S-、 -CO-、 -CO-0-、 -O-CO-、 -OCH-或-CsC-替代，并且一个亚曱基、或两个或更多个亚甲基可以 被亚芳基或二价杂环基替代；并且该烷基的氢原子可以被氟原子取 代)、二苯基氨基、三苯基甲硅烷基、芳基和杂环基。
本发明的化合物能够适合用于发光器件中。另外，在其发光层中 使用该化合物的本发明的发光器件是不但能够高效地发光而且能够长 时间保持高亮度的优异器件。另外，在相同的电压值下，该器件比传 统器件显示更大的电流值，因此能预期在低电压下驱动该器件。
图1A、 1B和1C是均表示本发明的发光器件的实例的示意图。 图2是表示示例性化合物No. F-28在甲苯中的发光特性的图。 图3是表示示例性化合物No. F-ll在甲苯中的发光特性的图。
1
具体实施例方式
本发明涉及由下述通式(1)表示的化合物
<formula>formula see original document page 7</formula>(1)
其中，K和R2各自独立地选自以下基团卤素原子、具有1~5 个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的 曱硅烷基、可具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基；
R3 R6各自独立地选自以下基团氢原子、卣素原子、具有1~5 个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的 曱硅烷基、可具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基；和
这里所述的取代基各自独立地选自以下基团卣素原子、具有1~ 20个碳原子的直链或支链烷基(在该烷基中， 一个亚甲基、或两个或 更多个彼此不相邻的亚甲基可以被-O-、 -S-、 -C0-、 -C0-0-、 -0-C0-、 -CH-CH-或-CsC-替代，并且一个亚甲基、或两个或更多个亚甲基可以 被亚芳基或二价杂环基替代；并且该烷基的氢原子可以被氟原子取 代)、二苯基氨基、三苯基甲硅烷基、芳基和杂环基。
或者，由上述通式(l)表示的化合物中，本发明的化合物是下述 通式(2)表示的化合物<formula>formula see original document page 7</formula>
其中K、 R2、 117和R8各自独立地选自以下基团卤素原子、具有1~5个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的氨基、可具有取代 基的甲硅烷基、可具有取代基的芳基、和可具有取代基的杂环基；
1~116和Rd各自独立地选自以下基团氢原子、囟素原子、 具有1 ~ 5个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的氨基、可具有 取代基的甲硅烷基、可具有取代基的芳基、和可具有取代基的杂环基；
和
这里所述的取代基各自独立地选自以下基团囟素原子、具有1~ 20个碳原子的直链或支链烷基(在该烷基中， 一个亚曱基、或两个或 更多个彼此不相邻的亚甲基可以被-O-、 -S-、 -CO-、 -CO-O-、 -O-CO-、 -CH-CH-或-C^C-替代，并且一个亚甲基、或两个或更多个亚甲基可以 被亚芳基或二价杂环基替代；并且该烷基的氢原子可以被氟原子取 代)、二苯基氨基、三苯基甲硅烷基、芳基和杂环基。
或者，上述通式(1)所示的化合物中，本发明的化合物是下述通 式(3)所示的化合物
另外，本发明的有机EL器件是在一对电极之间包括至少一个含有 有机化合物的层的有机电致发光器件(有机EL器件)。
此外，本发明的有机EL器件是其中该含有有机化合物的层是发光层的有机EL器件。
此外，本发明的有机EL器件是如下有机电致发光器件，其中该含 有有机化合物的层是发光层，该发光层由至少作为主体的化合物和作 为客体的化合物组成，并且该主体和该客体中至少一个是上述有机化合物。
此外，本发明的有机EL器件是其中来自该客体的发光是荧光发光 的有机EL器件。
下面给出进一步说明。
当发光层由栽流子传输性主体材料和客体形成时，发光的主要过 程包括以下几个步骤
1. 电子或空穴在发光层中的传输；
2. 产生主体材料的激子；
3. 激发能量在主体材料分子之间的传移；
4. 激发能量从主体材料到客体的移动。
在各个步骤中所需的能量移动和发光与各种减活步骤竟争发生。
当然，为了可以提高EL器件的发光效率，发光中心材料本身的发 射量子产率必须大。然而，能够进行主体分子之间或主体与客体分子 之间能量移动的效率也很重要。另外，尽管通电引起的发光劣化的原 因目前尚未揭示，据推断与由于至少发光中心材料本身或其周围分子 所引起的发光材料周围的环境变化有关。
考虑到上述内容，本发明的发明者已经做了各种研究。结果，发 明者已发现使用通式(1 )所示的化合物作为电子传输层或发光层、优 选作为发光层的主体或客体的有机EL器件以高效率发光，长时间保持 高亮度，并且显示小的由于通电而产生的发光劣化。
因为通电而使发光劣化的一个可能原因是由于客体在发光层中的 迁移而在客体分子之间产生受激子。当发光材料的分子具有其中分子 的共轭平面的重叠程度如荧蒽那样大的形状时，分子之间产生受激子 的概率高，因此容易产生由于客体没有以高浓度使用的事实而引起的 发光位点不足，或者由于迁移而引起的发光分子之间的幹灭。因此，荧蒽作为发光核使用，并且该核部分在无任何共轭平面的 延伸的情况下被覆盖，这样的设计能够提供具有高效率且甚至在高浓 度下显示小的色变化的发光器件。具体地说，这种发光器件的实现是
通过如下方式而达到的将作为取代基的苯基引入到荧蒽中，并且用 骨架取代苯基的邻位的两个氢原子以获得本发明的化合物，所述骨架 的每一个的原子半径都比氢原子的原子半径大。
另外，当将在其邻位具有氢原子以外的取代基的苯基，引入荧蒽 时，相比该苯基在其邻位没有取代基的情况，荧蒽和苯基在使荧蒽和 苯基之间失去平面性的方向上改变它们的结构。该结构变化在打破荧 蒽和苯基之间的共辄的方向上发展，因此与该苯基在其邻位上无取代
基的情况相比，该苯基在其邻位上具有取代基的情况能发挥使发光波 长缩短的效果。
如上所述，本发明的化合物在发光层中使用是有效的。在电子传 输层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层或空穴注 入层中使用该化合物也是有效的。
含有本发明的化合物的有机层能够通过以下方法制备，例如，真 空气相沉积法、浇铸法、涂布法、旋涂法或喷墨法。
另外，在所述取代基中，二烯丙基氨基包括二苯基氨基、萘基苯
基氨基和二萘基氨基。
图1A、 1B和1C均表示本发明的基本器件构成。
如图1A、 1B和1C中所示，有机EL器件通常具有如下构造具有 50nm 200nm厚度的透明电极14、多个有机层和金属电极11形成于透 明基材15上，以使该有机层插入该电极之间。
图1A表示其中由发光层12和空穴传输层13组成有机层的实例。 例如，将具有大功函的ITO用于该透明电极l4，以有助于从透明电极 14向空穴传输层13中注入空穴。将具有小功函的金属材料例如铝、 镁或者它们的合金用于金属电极11中，以有助于将电子注入有机层 中。
将本发明的化合物用于发光层12中。可将具有给电子性的材料二胺衍生物适当地用于空穴传输层13中。
具有上述构造的器件显现电矫正性能。当外加电场以使金属电极 11作为阴极工作并且透明电极14作为阳极工作时，将电子从金属电 极11注入发光层12中，并且将空穴从透明电极14注入发光层12中。 注入的空穴和电子在发光层12中再结合以生成激子，由此发光。 在这种情况下，空穴传输层13作为电子阻挡层工作。因此，在发光层 12和空穴传输层13之间的界面空穴和电子的再结合效率提高，所以 器件的发光效率提高。
此外，在图1B中，在如图1A中所示的金属电极11和发光层l2 之间提供电子传输层16。将发光功能、电子和空穴传输功能彼此分离， 以使器件的构造在阻挡栽流子上更加有效。因此器件的发光效率提高。 例如，可将嗜，二唑衍生物用于该电子传输层16中。
此外，如图1C中所示的4层结构也是可取的，其中4层即空穴传 输层13、发光层12、防止激子扩散层17、电子传输层16和金属电极 11从作为阳极的透明电极14 一侧以所述顺序提供。
本发明中拟使用的有机化合物的具体结构式如下所示。 这些式只是代表性实例，并且本发明并不局限于它们。
ii<formula>formula see original document page 12</formula><formula>formula see original document page 13</formula><formula>formula see original document page 14</formula>
在下文中，将参照下述实施例来具体说明本发明，但本发明并不 局限于它们。
实施例1 (示例性化合物No. F-28的合成)
<formula>formula see original document page 14</formula>
把360毫克(1亳摩尔)化合物1-1、 450毫克(3毫摩尔)化合 物1-2 (由SIGMA-ALDRICH生产)、0. 1克Pd (PPh3) 4、 10毫升曱 苯、5毫升乙醇和10毫升的2M碳酸钠水溶液注入到100毫升的茄形 烧瓶中，并将混合物在80X:下在氮流中搅拌8小时。反应完成后，通 过过滤分离结晶，并用水和乙醇清洗。在经过用曱苯的热过滤后，由 此产生的结晶用甲苯/庚烷进行重结晶并在12(TC下在真空中进行干 燥，由此得到356毫克的示例性化合物No. F-28 (产率87%)。图2表示化合物在甲苯中的发光特性的图。 实施例2
在此实施例中，使用具有如图IB中所示包括3个有机层的器件结 构的器件。将ITO在玻璃基材上制图以形成IOO纳米厚的图案。在压 力l(T5Pa的真空室中，通过利用电阻加热的真空气相沉积，将下述有 机层和电极层在由此生成的ITO基材上连续地形成，以使对电极面积 为3平方毫米。
器件A:
空穴传输层(20nm):化合物A
发光层(25nm):示例性化合物No. F-28 (重量比5°/ ):化合物
B
电子传输层 (40nm) : Bphen 金属电极层1 ( lnm) :KF 金属电极层2 ( 100nm) : Al
EL器件的伏安特性用由Hewlett-Packard公司制造的型号为 4140B的微安计测定，器件的发光亮度用由TOPCON公司制造的BM7测 定。结果，观察到来自示例性化合物No.F-28的发光。
实施例3 (示例性化合物No. F-ll的合成)
<formula>formula see original document page 15</formula>把984毫克(4毫摩尔)化合物3-1、 1， 毫克(4毫摩尔)化 合物3-2、 0. 1克Pd (PPh3) 4、 20毫升甲苯、10毫升乙醇和20毫升 2-M碳酸钠水溶液注入200毫升的茄形烧瓶中，并将混合物在80匸下 在氮流中搅拌8小时。反应完成后，通过过滤分离结晶，并用水和乙 醇清洗。在经过用甲苯的热过滤后，由此产生的结晶物用甲苯/庚烷进 行重结晶并在120X:下真空中进行干燥，由此得到900毫克的示例性 化合物No.F-11 (产率72%)。
图3表示该化合物在甲苯中的发光特性的图。
基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)证实此化 合物具有430. 1的M+。
用与实施例2中的同样的方式制备器件，所不同的是使用示例性 化合物No. F-ll替代实施例2的示例性化合物No. F-28。结果，观测 到发光。
此申请要求于2006年4月25日提交的日本专利申请第 2006-120806号的权利，在此作为参考整体引入。
权利要求
1. 由以下通式(1)表示的化合物其中，R1和R2各自独立地选自以下基团卤素原子、具有1～5个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的二烯丙基氨基、可具有取代基的甲硅烷基、可具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基；R3～R6各自独立地选自以下基团氢原子、卤素原子、具有1～5个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的二烯丙基氨基、可具有取代基的甲硅烷基、可具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基；和所述取代基各自独立地选自以下基团卤素原子、具有1～20个碳原子的直链或支链烷基(在该烷基中，一个亚甲基、或两个或更多个彼此不相邻的亚甲基可以被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CH＝CH-或-C≡C-替代，并且一个亚甲基、或两个或更多个亚甲基可以被亚芳基或二价杂环基替代；并且该烷基的氢原子可以被氟原子取代)、二苯基氨基、三苯基甲硅烷基、芳基和杂环基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中该化合物由下述通式(2 ) 表示其中，R7和Rs各自独立地选自卣素原子、具有1~5个碳原子的直 链或支链烷基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的甲硅烷基、可 具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基；Rd各自独立地选自氢原子、卤素原子、具有1~5个碳原子的直链或支链烷基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的甲硅烷基、可具有取代基的芳基和可具有取代基的杂环基；和
3.所述取代基各自独立地选自卤素原子、具有1~20个碳原子的直 链或支链烷基(在该烷基中， 一个亚甲基、或两个或更多个彼此不相邻的亚甲基可以被-0-、 -S-、 -CO-、 -C0-0-、 -O-CO-、 -CH-CH-或-C 替代，并且一个亚曱基、或两个或更多个亚曱基可以被亚芳基或二价杂环基替代；并且该烷基的氢原子可以被氟原子取代)、二苯基氨基、三苯基曱硅烷基、芳基和杂环基。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中该化合物由以下通式(3)表示<formula>formula see original document page 3</formula>
5.有机EL器件，其包含:阳极；阴极；和在该阳极和该阴极之间插入的有机化合物层， 其中该有机化合物层具有根据权利要求1所述的化合物。
6. 根据权利要求5所述的有机EL器件，其中该有机化合物层是 发光层。
7. 根据权利要求6所述的有机EL器件，其中该发光层具有主体 和客体，并且该主体是由权利要求1的通式表示的化合物。
8. 根据权利要求6所述的有机EL器件，其中该发光层具有主体 和客体，并且该客体是由权利要求1的通式表示的化合物。
9. 根据权利要求6所述的有机EL器件，其中该发光层具有主体 和客体，并且该主体和该客体各自独立地选自权利要求1的通式所示 的化合物。
全文摘要
本发明提供高性能有机EL器件和用于该器件的新型化合物。本发明的新型化合物是具有下述通式(1)的荧蒽化合物。本发明的有机EL器件是含有阳极、阴极和在该阳极和该阴极之间插入的有机化合物层的有机EL器件，其中该有机化合物层具有荧蒽化合物。
文档编号H01L51/50GK101432250SQ20078001478
公开日2009年5月13日 申请日期2007年4月19日 优先权日2006年4月25日
发明者井川悟史, 冈田伸二郎, 冲中启二, 山田直树, 桥本雅司, 泷口隆雄, 镰谷淳, 齐藤章人 申请人:佳能株式会社