专利名称：含氮杂环衍生物及使用该衍生物的有机电致发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及新型含氮杂环衍生物及使用该衍生物的有机电致发光元件(有机EL 元件)用材料、有机EL元件，特别是涉及因在有机化合物层的至少1层中使用作为有机EL 元件的构成成分有用的含氮杂环衍生物而在低电压下发光效率高的有机EL元件
背景技术：
使用有机物质的有机EL元件被认为有望用作固体发光型廉价大面积全彩显示元 件，对此进行了大量的开发。通常，有机EL元件由发光层和夹持该层的一对相对向的电极 所构成。发光是若对两电极间施加电场，则电子从阴极侧注入，空穴从阳极侧注入，进而所 述电子在发光层与空穴再结合，产生激发态，激发态恢复至基态时以光的形式释放能量的 现象。以往的有机EL元件与无机发光二极管相比，驱动电压高，发光亮度和发光效率都 低。另外，特性老化显著，不能实用化。最近的有机EL元件虽然逐渐得到改善，但要求更低 电压下的高发光亮度和高发光效率。作为解决它们的方法，例如专利文献1中公开了使用具有苯并咪唑结构的化合物 作为发光材料的元件，记载了该元件在9V的电压以200cd/m2的亮度发光。另外，专利文献 2和专利文献3中记载了具有苯并咪唑环和蒽环骨架的化合物。但是，需要具有比使用这些 化合物的有机EL元件具有更高的发光亮度和发光效率的有机EL元件。专利文献1 日本特开平10-092578号公报(美国专利第5，645，948号说明书)专利文献2 日本特开2002-38141号公报专利文献3 国际公开W02004/080975号公报(美国公开2006/147747号)
发明内容
本发明是为解决上述课题而开发的，其目的在于提供作为有机EL元件的构成 成分有用的新型含氮杂环衍生物，通过在有机化合物层的至少1层中使用该含氮杂环衍生 物，实现在低电压下发光亮度和发光效率高的有机EL元件。本发明人为达成上述目的反复深入研究，结果发现通过在有机EL元件的有机化 合物层的至少1层中使用具有特定结构的新型含氮杂环衍生物，可达成有机EL元件的低电 压化和高效率化，从而完成本发明。S卩，本发明提供下列通式(1)所表示的含氮杂环衍生物(苯并咪唑化合物)。[化1]
mji Ii ftp
Ar1
(在上述通式(1)中，R为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1 50的烷基、取代或未取代的成环碳原子数为3 50的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1 50的卤代烷基、取代或未取代 的成环碳原子数为6 20的芳基、取代或未取代的成环原子数为5 20的杂芳基、卤素原
子、氰基或硝基；m为0 4的整数，当m为2 4的整数时，多个R可相同或不同，相邻的2个R也 可相互结合形成构成环结构的取代或未取代的饱和或不饱和的连接基团；L1和L2分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数为6 20的亚芳基或 者取代或未取代的成环原子数为5 20的亚杂芳基，但是不包含取代或未取代的亚蒽基和 取代或未取代的亚芴基；Ar1为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1 50的烷基、取代或未取代的成环碳 原子数为3 50的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1 50的卤代烷基、取代或未取代 的成环碳原子数为6 20的芳基或者取代或未取代的成环原子数为5 20的杂芳基，但 是不包含蒽基、咔唑基、氮杂咔唑基、苯并咪唑基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基；Ar2为氢原子、取代或未取代的成环碳原子数为6 20的芳基或者取代或未取代 的成环原子数为5 20的杂芳基，但是不包含蒽基；n为0 4的整数，当η = 0时，L1不 为单键，且Ar1不为氢原子，另外当η为2 4的整数时，多个Ar2和多个L2可分别相同或 不同；Z 为-Ra 或-L3-Ar3 ；Ra为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1 50的烷基，取代或未取代的成环碳 原子数为3 50的环烷基，可被烷基所取代的成环碳原子数为6 20的非稠环芳基，取代 或未取代的成环碳原子数为6 20的稠多环芳基，可被烷基、非稠环芳基或非稠环杂芳基 所取代的成环原子数为5 20的非稠环杂芳基，或者取代或未取代的成环原子数为5 20 的稠多环杂芳基；L3为取代或未取代的成环碳原子数为6 20的亚芳基或者取代或未取代的成环 原子数为5 20的亚杂芳基，但是不包含取代或未取代的亚蒽基和取代或未取代的亚芴 基；Ar3为取代或未取代的成环碳原子数为6 20的芳基或者取代或未取代的成环原 子数为5 20的杂芳基，但是不包含蒽基、咔唑基、氮杂咔唑基、苯并咪唑基、二苯并呋喃基 和二苯并噻吩基；当Z为_R%且Ar1为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1 50的烷基、取代或 未取代的成环碳原子数为3 50的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为1 50的卤代 烷基时，η不为0;当Z为-L3-Ar3时，L1和L2不同时为单键，并且Ar1和Ar2不同时为氢原子。)另外，本发明还提供阴极和阳极间具有包含发光层的1层以上的有机薄膜层，所 述有机薄膜层的至少1层含有上述式(1)的含氮杂环衍生物的有机EL元件。本发明的含氮杂环衍生物及使用该衍生物的有机EL元件在低电压下发光效率 高，电子传输性优异，是具有高发光效率的含氮杂环衍生物和有机EL元件。
[图1]示出本发明的有机电致发光元件的优选层构成的示意截面图。实施发明的最佳方式本发明的含氮杂环衍生物以下列通式(1)所表示。[化 2]
权利要求
下列通式(1)所表示的含氮杂环衍生物在上述通式(1)中，R为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的成环碳原子数为3～50的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的卤代烷基、取代或未取代的成环碳原子数为6～20的芳基、取代或未取代的成环原子数为5～20的杂芳基、卤素原子、氰基或硝基；m为0～4的整数，当m为2～4的整数时，多个R可相同或不同，相邻的2个R也可相互结合形成构成环结构的取代或未取代的饱和或不饱和的连接基团；L1和L2分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数为6～20的亚芳基或者取代或未取代的成环原子数为5～20的亚杂芳基，其中不包含取代或未取代的亚蒽基和取代或未取代的亚芴基；Ar1为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的成环碳原子数为3～50的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的卤代烷基、取代或未取代的成环碳原子数为6～20的芳基或者取代或未取代的成环原子数为5～20的杂芳基，其中不包含蒽基、咔唑基、氮杂咔唑基、苯并咪唑基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基；Ar2为氢原子、取代或未取代的成环碳原子数为6～20的芳基或者取代或未取代的成环原子数为5～20的杂芳基，其中不包含蒽基；n为0～4的整数，当n＝0时，L1不为单键，且Ar1不为氢原子，而当n为2～4的整数时，多个Ar2和多个L2可分别相同或不同；Z为 Ra或 L3 Ar3；Ra为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基，取代或未取代的成环碳原子数为3～50的环烷基，可被烷基所取代的成环碳原子数为6～20的非稠环芳基，取代或未取代的成环碳原子数为6～20的稠多环芳基，可被烷基、非稠环芳基或非稠环杂芳基所取代的成环原子数为5～20的非稠环杂芳基，或者取代或未取代的成环原子数为5～20的稠多环杂芳基；L3为取代或未取代的成环碳原子数为6～20的亚芳基或者取代或未取代的成环原子数为5～20的亚杂芳基，其中不包含取代或未取代的亚蒽基和取代或未取代的亚芴基；Ar3为取代或未取代的成环碳原子数为6～20的芳基或者取代或未取代的成环原子数为5～20的杂芳基，其中不包含蒽基、咔唑基、氮杂咔唑基、苯并咪唑基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基；当Z为 Ra，且Ar1为氢原子、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的成环碳原子数为3～50的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为1～50的卤代烷基时，n不为0；当Z为 L3 Ar3时，L1和L2不同时为单键，并且Ar1和Ar2不同时为氢原子。FPA00001212906300011.tif
2.权利要求1的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(1)所表示的化合物为下列通式 (Ia)所表示的化合物
3.权利要求2的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ia)所表示的化合物为下列通式 (2a)所表示的化合物
4.权利要求2的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ia)所表示的化合物为下列通式 (3a)所表示的化合物
5.权利要求2的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ia)所表示的化合物为下列通式 (4a)所表示的化合物
6.权利要求2的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ia)所表示的化合物为下列通式 (5a)所表示的化合物
7.权利要求1的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(1)所表示的化合物为下列通式 (Ib)所表示的化合物
8.权利要求7的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ib)所表示的化合物为下列通式 (2b)所表示的化合物
9.权利要求7的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ib)所表示的化合物为下列通式 (3b)所表示的化合物
10.权利要求7的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ib)所表示的化合物为下列通式 (4b)所表示的化合物
11.权利要求7的含氮杂环衍生物，其中，上述通式(Ib)所表示的化合物为下列通式 (5b)所表示的化合物同。
12.权利要求1 11中任一项的含氮杂环衍生物，其中，上述Ar1 Ar3中的至少1个 为从下列稠环化合物中除去任意1个氢原子而形成的1价基团
13.权利要求1 11中任一项的含氮杂环衍生物，所述衍生物为有机电致发光元件用 材料。
14.权利要求1 11中任一项的含氮杂环衍生物，所述衍生物为有机电致发光元件用 电子注入材料或电子传输材料。
15.权利要求1 11中任一项的含氮杂环衍生物，所述衍生物为有机电致发光元件用 发光材料。
16.有机电致发光元件，其中，所述元件在阴极和阳极间具有含有发光层的1层以上有 机薄膜层，所述有机薄膜层的至少1层含有权利要求1 11中任一项的含氮杂环衍生物。
17.权利要求16的有机电致发光元件，其中，所述有机薄膜层具有电子注入层或电子 传输层，所述电子注入层或电子传输层含有上述含氮杂环衍生物。
18.权利要求16的有机电致发光元件，其中，所述发光层含有上述含氮杂环衍生物。
19.权利要求17的有机电致发光元件，其中，所述电子注入层或电子传输层进一步含 有还原性掺杂剂。
20.权利要求19的有机电致发光元件，其中，所述还原性掺杂剂为选自碱金属、碱土类 金属、稀土类金属、碱金属的氧化物、碱金属的商化物、碱土类金属的氧化物、碱土类金属的 卤化物、稀土类金属的氧化物、稀土类金属的商化物、碱金属的有机络合物、碱土类金属的 有机络合物和稀土类金属的有机络合物中的1种或2种以上的物质。
全文摘要
本发明提供具体特定结构的新型含氮杂环衍生物。本发明还提供有机电致发光元件，所述有机电致发光元件在阴极和阳极间具有包含发光层的1层以上的有机薄膜层，有机薄膜层中的至少1层含有上述含氮杂环衍生物，所述有机电致发光元件即使在低电压下也显示高发光亮度和发光效率。
文档编号C07D235/18GK101959867SQ200880127718
公开日2011年1月26日 申请日期2008年12月24日 优先权日2007年12月27日
发明者山本弘志, 荒金崇士 申请人:出光兴产株式会社