電子輸送材料及使用其的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的由式(1)所表示的苯并[a]咔唑化合物是有助于有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件的高發(fā)光效率與長(zhǎng)壽命化等的電子輸送材料。通過使用該化合物來制造有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件，可實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率與長(zhǎng)期穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)。式(1)中，a、b、c、及d為1或0，但a及b不同時(shí)為0；Py1及Py2為吡啶基或聯(lián)吡啶基；當(dāng)a為0時(shí)，Ar1為氫或芳基，當(dāng)a為1時(shí)，Ar1為亞芳基，當(dāng)b為0時(shí)，Ar2為氫或芳基，當(dāng)b為1時(shí)，Ar2為亞芳基；A為芳基；R1～R8為氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、或雜芳基。
【專利說明】電子輸送材料及使用其的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有吡啶基的新型電子輸送材料、使用該電子輸送材料的有機(jī)電 場(chǎng)發(fā)光元件（以下，有時(shí)略記為有機(jī)電致發(fā)光（Electroluminescence,EL)元件或僅略記為 元件）等。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，有機(jī)EL元件作為下一代的全彩平板顯示器而受到矚目，且正得到積極的 研究。為了促進(jìn)有機(jī)EL元件的實(shí)用化，元件的驅(qū)動(dòng)電壓的降低、長(zhǎng)壽命化是不可或缺的要 素，為了達(dá)成該些要素而開發(fā)了新的電子輸送材料。尤其，必須使藍(lán)色元件的驅(qū)動(dòng)電壓下 降、且使其長(zhǎng)壽命化。于專利文獻(xiàn)1(日本專利特開2003-123983號(hào)公報(bào)）中，記載有將啡 啉衍生物或作為其類似物的2, 2聯(lián)吡啶基化合物用于電子輸送材料，藉此能夠以低電 壓驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL元件。但是，該文獻(xiàn)的實(shí)施例中所報(bào)告的元件的特性（驅(qū)動(dòng)電壓、發(fā)光效 率等）僅是以比較例為基準(zhǔn)的相對(duì)值，并未記載可判斷為實(shí)用值的實(shí)測(cè)值。此外，于非專 利文獻(xiàn)1(第十屆無機(jī)及有機(jī)電致發(fā)光國(guó)際研討會(huì)會(huì)議論文集（Proceedings of the IOth International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence))、專利文獻(xiàn) 2(日本專利特開2002-158093號(hào)公報(bào)）及專利文獻(xiàn)3(國(guó)際公開2007/86552手冊(cè)）中揭示 有將2,2'-聯(lián)吡啶基化合物用于電子輸送材料的例子。非專利文獻(xiàn)1中所記載的化合物 的Tg低、且并不實(shí)用。專利文獻(xiàn)2及專利文獻(xiàn)3中所記載的化合物雖然能夠以比較低的電 壓驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL元件，但面向?qū)嵱没谕M(jìn)一步的高效率化與長(zhǎng)壽命化。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2003-123983號(hào)公報(bào)
[0006] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2002-158093號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)3 :國(guó)際公開2007/86552手冊(cè)
[0008] 非專利文獻(xiàn)
[0009] 非專利文獻(xiàn)1 :第十屆無機(jī)及有機(jī)電致發(fā)光國(guó)際研討會(huì)會(huì)議論文集 (Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence) (2000)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明欲解決的課題 toon] 本發(fā)明是鑒于此種現(xiàn)有技術(shù)所具有的課題而完成的發(fā)明。本發(fā)明的課題在于提供 一種有助于有機(jī)EL元件的高發(fā)光效率與長(zhǎng)壽命化等的電子輸送材料。進(jìn)而，本發(fā)明的課題 在于提供一種使用該電子輸送材料的有機(jī)EL兀件。
[0012] 解決課題采用的手段
[0013] 本發(fā)明人等人努力研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過將于苯并[a]咔唑的3位和/或9位上直 接或隔著亞芳基而連結(jié)吡啶基或聯(lián)吡啶基而成的化合物用于有機(jī)EL元件的電子輸送層， 可獲得發(fā)光效率高、可長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)的有機(jī)EL元件，并基于該發(fā)現(xiàn)而完成了本發(fā)明。
[0014] 上述課題是通過以下所示的各項(xiàng)來解決。
[0015] [1] 一種苯并[a]咔唑化合物，其由下述式⑴表示。
[0016] [化 1]
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1)表示： [化1]
式⑴中， a、b、c、及d獨(dú)立地為1或0,但a及b不同時(shí)為O ; Py1及Py2獨(dú)立地為吡啶基或聯(lián)吡啶基，上述吡啶基或聯(lián)吡啶基的任意的氫可由碳數(shù)為 1?6的烷基、碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基、碳數(shù)為6?14的芳基、或碳數(shù)為2?12的雜芳基取 代； 當(dāng)a為0時(shí),Ar1為氫或碳數(shù)為6?20的芳基，當(dāng)a為1時(shí),Ar1為碳數(shù)為6?20的亞 芳基，當(dāng)b為0時(shí)，Ar2為氫或碳數(shù)為6?20的芳基，當(dāng)b為1時(shí)，Ar2為碳數(shù)為6?20的 亞芳基，上述芳基或亞芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3?6的環(huán)燒基、 或碳數(shù)為6?14的芳基取代； A為碳數(shù)為6?20的芳基，上述芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3? 6的環(huán)烷基或碳數(shù)為6?14的芳基取代； R1?R8獨(dú)立地為氫、碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3?6的環(huán)燒基、碳數(shù)為6?14的 芳基、或碳數(shù)為2?10的雜芳基，上述芳基或雜芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的烷基 或碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基取代；且 由式（1)所表示的化合物中的至少1個(gè)氫可由氘取代。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1)表示： [化2]
式（1-1)中， Py1及Py2獨(dú)立地為吡啶基或聯(lián)吡啶基，上述吡啶基或聯(lián)吡啶基的任意的氫可由碳數(shù)為 1?6的烷基、碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基、碳數(shù)為6?14的芳基、或碳數(shù)為2?12的雜芳基取 代； Ar1及Ar2獨(dú)立地為碳數(shù)為6?20的亞芳基，上述亞芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6 的烷基、碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基、或碳數(shù)為6?14的芳基取代； A為碳數(shù)為6?20的芳基，上述芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3? 6的環(huán)烷基或碳數(shù)為6?14的芳基取代； R1?R8獨(dú)立地為氫、碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3?6的環(huán)燒基、碳數(shù)為6?14的 芳基、或碳數(shù)為2?10的雜芳基，上述芳基或雜芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的烷基 或碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基取代；且 c及d獨(dú)立地為1或0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-2)表示： [化3]
式（1-2)中， Py2為批陡基或聯(lián)批陡基，上述批陡基或聯(lián)批陡基的任意的氫!可由碳數(shù)為1?6的燒 基、碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基、碳數(shù)為6?14的芳基、或碳數(shù)為2?12的雜芳基取代； Ar1為氫或碳數(shù)為6?20的芳基，上述芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù) 為3?6的環(huán)烷基、或碳數(shù)為6?14的芳基取代； Ar2為碳數(shù)為6?20的亞芳基，上述亞芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù) 為3?6的環(huán)烷基、或碳數(shù)為6?14的芳基取代； A為碳數(shù)為6?20的芳基，上述芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3? 6的環(huán)烷基或碳數(shù)為6?14的芳基取代； R1?R8獨(dú)立地為氫、碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3?6的環(huán)燒基、碳數(shù)為6?14的 芳基、或碳數(shù)為2?10的雜芳基，上述芳基或雜芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的烷基 或碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基取代；且 d為1或0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-3)表示： [化4]
式（1-3)中， Py1為批陡基或聯(lián)批陡基，上述批陡基或聯(lián)批陡基的任意的氫!可由碳數(shù)為1?6的燒 基、碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基、碳數(shù)為6?14的芳基、或碳數(shù)為2?12的雜芳基取代； Ar1為碳數(shù)為6?20的亞芳基，上述亞芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù) 為3?6的環(huán)烷基、或碳數(shù)為6?14的芳基取代； Ar2為氫或碳數(shù)為6?20的芳基，上述芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù) 為3?6的環(huán)烷基、或碳數(shù)為6?14的芳基取代； A為碳數(shù)為6?20的芳基，上述芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3? 6的環(huán)烷基或碳數(shù)為6?14的芳基取代； R1?R8獨(dú)立地為氫、碳數(shù)為1?6的燒基、碳數(shù)為3?6的環(huán)燒基、碳數(shù)為6?14的 芳基、或碳數(shù)為2?10的雜芳基，上述芳基或雜芳基的任意的氫可由碳數(shù)為1?6的烷基 或碳數(shù)為3?6的環(huán)烷基取代；且 c為1或0。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2獨(dú)立地為選自由下述 式（Py-I-I)?式（Py-1-3)及式（Py-2-l)?式（Py-2-18)所表示的基的群組中的1個(gè)，
上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、苯基、萘基、或吡啶基取 代； Ar1及Ar2獨(dú)立地為亞苯基、萘二基、蒽二基、或二基，上述基的任意的氫可由甲基、 乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、苯基、或萘基取代； A為苯基、萘基或菲基，上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、 苯基、或萘基取代； R1?R8獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、或苯基；且 c及d獨(dú)立地為1或0。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py2為選自由下述式（Py-I-I)? 式（Py-1-3)及式（Py-2-l)?式（Py-2-18)所表示的基的群組中的1個(gè)，
上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、苯基、萘基、或吡啶基取 代； Ar1為氫、苯基、萘基、蒽基、菲基、或筷基，上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、 第三丁基、環(huán)己基、苯基、或萘基取代； Ar2為亞苯基、萘二基、蒽二基、或1?二基，上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、 第三丁基、環(huán)己基、苯基、或萘基取代； A為苯基、萘基或菲基，上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、 苯基、或萘基取代； R1?R8獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、或苯基；且 d為1或0。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1為選自由下述式（Py-I-I)? 式（Py-1-3)及式（Py-2-l)?式（Py-2-18)所表示的基的群組中的1個(gè)， [化9]
上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、苯基、萘基、或吡啶基取 代； Ar1為亞苯基、萘二基、蒽二基、或彳炎二基，上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、 第三丁基、環(huán)己基、苯基、或萘基取代； Ar2為氫、苯基、萘基、蒽基、菲基、或極基，上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、 第三丁基、環(huán)己基、苯基、或萘基取代； A為苯基、萘基或菲基，上述基的任意的氫可由甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、 苯基、或萘基取代； R1?R8獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、異丙基、第三丁基、環(huán)己基、或苯基；且 c為1或0。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2獨(dú)立地為選自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-l)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-7)、 式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、式（Py-2-10)、式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表不的基的群組 中的1個(gè)，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、苯基、萘基、或吡啶基取代； Ar1及Ar2獨(dú)立地為1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、萘-1，4-二基、萘-1，6-二基、萘-2， 6-二基、蔡-2, 7_二基、或蔥_9,10-二基，上述基的任意的氧可由甲基、第二丁基、或苯基取 代； A為苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、或苯基 取代； R1?R8均為氫；且 c及d獨(dú)立地為1或0。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py2為選自由式（Py-I-I)、式 (Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-l)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-7)、式（Py-2-8)、 式（Py-2-9)、式（Py-2-10)、式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群組中的1個(gè)，上 述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、苯基、萘基、或吡啶基取代； Ar1為氫、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、或 苯基取代； Ar2為1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、萘-1，4-二基、萘-1，6-二基、萘-2,6-二基、萘-2， 7_二基、或蒽_9,10-二基，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、或苯基取代； A為苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、或苯基 取代； R1?R8均為氫；且 d為1或0。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1為選自由式（Py-I-I)、式 (Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-l)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-7)、式（Py-2-8)、 式（Py-2-9)、式（Py-2-10)、式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群組中的1個(gè)，上 述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、苯基、萘基、或吡啶基取代； Ar1為1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、萘-1，4-二基、萘-1，6-二基、萘-2,6-二基、萘-2， 7_二基、或蒽_9,10-二基，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、或苯基取代； Ar2為氫、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、環(huán) 己基、或苯基取代； A為苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基，上述基的任意的氫可由甲基、第三丁基、或苯基 取代； R1?R8均為氫；且 c為1或0。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2獨(dú)立地為選自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、 式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群組中的1個(gè)； Ar1及Ar2獨(dú)立地為1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、萘-1，4-二基、萘-2,6-二基、萘-2， 7- _基、或恩-9, IO- _基； A為苯基、2-聯(lián)苯基、3-聯(lián)苯基、4-聯(lián)苯基、間聯(lián)二苯-基、I -蔡基、2-蔡基、或 9_菲基； R1?R8均為氫；且 c及d獨(dú)立地為1或0。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2獨(dú)立地為選自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、 式（Py-2-11)、及式（Py-2-12)所表示的基的群組中的1個(gè)； Ar1為氫、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基； Ar2為1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、萘-1，4-二基、萘-2,6-二基、萘-2, 7-二基、或蒽-9， 10-二基； A為苯基、2-聯(lián)苯基、3-聯(lián)苯基、4-聯(lián)苯基、間聯(lián)二苯-5 ^ -基、I-蔡基、2-蔡基、或 9_菲基； R1?R8均為氫；且 d為1或0。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的苯并[a]咔唑化合物，其中Py1及Py2獨(dú)立地為選自由式 (Py-I-I)、式（Py-1-2)、式（Py-1-3)、式（Py-2-2)、式（Py-2-3)、式（Py-2-8)、式（Py-2-9)、 式（Py-2-ll)、及式（Py-2-12)所表示的基的群組中的1個(gè)； Ar1為1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、萘-1，4-二基、萘-2,6-二基、萘-2, 7-二基、或蒽-9， 10-二基； Ar2為氫、苯基、1-萘基、2-萘基、或9-菲基； A為苯基、2-聯(lián)苯基、3-聯(lián)苯基、4-聯(lián)苯基、間聯(lián)二苯-基、I -蔡基、2-蔡基、或 9_菲基； R1?R8均為氫；且 c為1或0。
14. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-66)或式（1-1-758) 表不·
15. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-2-8)或式（1-2-28) 表不：
16. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-3-206)或式 (1-3-300)表示：
17. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-2)表示： [化 14] ^ ^
〇
18. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-765)表示： [化 15]
19. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-893)表示： [化 16]
20. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-1-973)表示： [化 17]
21. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的苯并[a]咔唑化合物，其由下述式（1-2-125)表示： [化 18] ' r
〇
22. -種電子輸送材料，其包括如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的苯并[a]咔唑化合物。
23. -種有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光兀件，其包括：一對(duì)電極，包含陽(yáng)極及陰極；發(fā)光層，配置于上述 一對(duì)電極間；以及電子輸送層和/或電子注入層，配置于上述陰極與上述發(fā)光層之間，并含 有如權(quán)利要求22所述的電子輸送材料。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件，其中上述電子輸送層及電子注入層的 至少1個(gè)進(jìn)而含有選自由羥喹啉系金屬錯(cuò)合物、聯(lián)吡啶衍生物、啡啉衍生物及硼烷衍生物 所組成的群組中的至少1種。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件，其中電子輸送層及電子注入層的至少 1個(gè)進(jìn)而含有選自由堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、堿金屬的氧化物、堿金屬的齒化物、堿土 金屬的氧化物、堿土金屬的齒化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的齒化物、堿金屬的有機(jī) 錯(cuò)合物、堿土金屬的有機(jī)錯(cuò)合物及稀土金屬的有機(jī)錯(cuò)合物所組成的組群中的至少1種。
【文檔編號(hào)】C07D401/14GK104379572SQ201380032113
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】王國(guó)防, 小野洋平 申請(qǐng)人:捷恩智株式會(huì)社