苯并吲哚并咔唑衍生物、使用其的發(fā)光元件材料及發(fā)光元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可適用于能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光的發(fā)光元件、有機(jī)薄膜太陽能電池 等有機(jī)電場(chǎng)元件的苯并11引噪并味挫衍生物（benzindolocarbazole derivative)。更詳細(xì)而 言，本發(fā)明涉及可用于顯示元件、平板顯示器、背光、照明、室內(nèi)裝飾、標(biāo)識(shí)、廣告牌、電子照 相機(jī)及光信號(hào)發(fā)生器等領(lǐng)域的發(fā)光元件、有機(jī)電場(chǎng)元件以及它們中所使用的苯并吲哚并咔 唑衍生物。
【背景技術(shù)】
[0002] 由陰極注入的電子與由陽極注入的空穴在被兩極夾持的有機(jī)熒光體內(nèi)進(jìn)行再結(jié) 合時(shí)發(fā)光，該有機(jī)薄膜發(fā)光元件的研宄近年來正活躍地進(jìn)行。該發(fā)光元件的特征在于，薄型 且在低驅(qū)動(dòng)電壓下的高亮度發(fā)光和通過選擇熒光材料而產(chǎn)生多色發(fā)光，該發(fā)光元件正備受 關(guān)注。
[0003] 該研宄自Kodak公司的C. W. Tang等人揭示了有機(jī)薄膜元件高亮度地發(fā)光以來，進(jìn) 行了大量的實(shí)用化研宄，有機(jī)薄膜發(fā)光元件在手機(jī)的主顯示器等中的應(yīng)用等實(shí)用化正穩(wěn)步 地進(jìn)行。但是，仍有很多技術(shù)課題，其中同時(shí)實(shí)現(xiàn)元件的高效率化和長壽命化是重要課題之 〇
[0004] 元件的驅(qū)動(dòng)電壓受到將空穴、電子這樣的載流子傳輸至發(fā)光層的載流子傳輸材料 的很大影響。其中，作為傳輸空穴的材料（空穴傳輸材料）已知具有胺骨架（例如，參見專 利文獻(xiàn)1~2)、咔唑骨架（例如，參見專利文獻(xiàn)3)、吲哚并咔唑骨架（例如，參見專利文獻(xiàn) 4)的材料。雖然具有胺骨架的材料的空穴傳輸性高、為有用的骨架，但由于共軛過于擴(kuò)大， 所以三線態(tài)能量降低。因此，特別是將具有胺骨架的材料作為封閉來自磷光發(fā)光層的三線 態(tài)激子的材料是不充分的，成為降低發(fā)光效率的原因。除此之外，在材料的耐熱性、元件的 耐久性方面也存在問題。此外，已知具有咔唑骨架、吲哚并咔唑骨架的材料具有高三線態(tài)能 級(jí)，提出了特別是將它們用作磷光發(fā)光層的材料和封閉來自磷光發(fā)光層的三線態(tài)激子的材 料（例如，參見專利文獻(xiàn)5)。因此，具有咔唑骨架、吲哚并咔唑骨架的材料特別適合用于綠 磷光元件等要求高三線態(tài)能量的元件。但是，具有高三線態(tài)能量時(shí)，通常單線態(tài)能量也變 大，因此存在電離電勢(shì)（ionization potential)必然也變大的趨勢(shì)。因此，特別是對(duì)于如 熒光元件或紅磷光元件之類、不要求那么大的三線態(tài)能量的元件而言，具有咔唑骨架、吲哚 并咔唑骨架的材料會(huì)導(dǎo)致高驅(qū)動(dòng)電壓化，并導(dǎo)致發(fā)光效率降低、元件的耐久性惡化。
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3828595號(hào)公報(bào) [0006] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利第3194657號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利第3139321號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)4 :國際公開第2007/063754號(hào) [0009] 專利文獻(xiàn)5 :國際公開第2010/113761號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 如上文所述，現(xiàn)有技術(shù)中難以充分降低元件的驅(qū)動(dòng)電壓，此外，即使能夠降低驅(qū)動(dòng) 電壓，也不足以同時(shí)實(shí)現(xiàn)元件的發(fā)光效率、耐久壽命。因此，尚未發(fā)現(xiàn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率 和耐久壽命的技術(shù)。
[0011] 本發(fā)明的目的在于，解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種改善了發(fā)光效率和耐久 壽命的有機(jī)薄膜發(fā)光元件。
[0012] 本發(fā)明為下述通式（1-1)或（1-2)表示的苯并吲哚并咔唑衍生物。
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種苯并吲哚并咔唑衍生物，其由下述通式（1-1)或（1-2)中的任一通式表示，
式中，R1~R24可以相同也可以不同，分別選自由氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、氨基、鏈烯 基、環(huán)條基、炔基、烷氧基、烷基硫基、芳基釀基、芳基硫基釀基、芳基、雜芳基、鹵素、幾基、幾 基、氧基羰基和氨基甲酰基、甲硅烷基和一 P( = 〇)R25R26組成的組；R25和R26為芳基或雜芳 基；此外，R 25和R26可以縮合形成環(huán)；L1~L4分別獨(dú)立地為單鍵、經(jīng)取代或未取代的亞芳基、 或者經(jīng)取代或未取代的雜亞芳基；A 1~A 4分別獨(dú)立地為氨基、芳基、雜環(huán)基或雜芳基。
2. 如權(quán)利要求1所述的苯并吲哚并咔唑衍生物，其中，上述通式（1-1)中A1~A 2中的 至少一個(gè)為下述通式（2)~（7)所示基團(tuán)中的任一個(gè)，上述通式（1-2)中A3~A 4中的至少 一個(gè)為下述通式（2)~（7)所示基團(tuán)中的任一個(gè)，
式中，R27~R28可以相同也可以不同，分別選自由芳基、雜芳基、多環(huán)式芳香族烴基和多 環(huán)式芳香族雜環(huán)基組成的組；其中，在*位置，在上述通式（1-1)中與L1~L2中的任一個(gè)連 接，在上述通式（1-2)中與L 3~L 4中的任一個(gè)連接；
式中，R29~R38可以相同也可以不同，分別選自由氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、雜環(huán)基、鏈烯 基、環(huán)烯基、炔基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、氨基甲?；⒓坠柰榛鸵?P ( = 0) R39R4tl組成 的組；R39和R 4°為芳基或雜芳基；此外，R39和R 4°可以縮合形成環(huán)；其中，在R29~R38中的任 一位置，在上述通式（1-1)中與L 1~L2中的任一個(gè)連接，在上述通式（1-2)中與L3~L4中 的任一個(gè)連接，
式中，R41~R48可以相同也可以不同，分別選自由氫、烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)、氨基、鏈烯基、 環(huán)烯基、炔基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、氨基甲酰基、甲硅烷基和一 P ( = 0) R49R5tl組成的 組；R49和R 5(1為芳基或雜芳基；此外，R49和R 5(1可以縮合形成環(huán)；Ar 1表示經(jīng)取代或未取代的 芳基、或者經(jīng)取代或未取代的雜芳基；L5表示CH 2、N - Ar2、氧原子或硫原子；L5為CH 2時(shí)，其 氫原子的至少一個(gè)可被烷基取代；Ar2表示經(jīng)取代或未取代的芳基、或者經(jīng)取代或未取代的 雜芳基；其中，在R 41~R48或Ar 1中的任一位置，在上述通式（1-1)中與L 1~L2中的任一個(gè) 連接，在上述通式（1-2)中與L3~L 4中的任一個(gè)連接；
式中，R51~R58可以相同也可以不同，分別選自由氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、雜環(huán)基、鏈烯 基、環(huán)烯基、炔基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、氨基甲?；?、甲硅烷基和一 P ( = 0) R59R6ci組成 的組；R59和R6tl為芳基或雜芳基；此外，R 59和R6tl可以縮合形成環(huán)；L6表示CH2、N - Ar3、氧原 子或硫原子；Ar3表示經(jīng)取代或未取代的芳基、或者經(jīng)取代或未取代的雜芳基；L 6為CH 2時(shí)， 其氫原子的至少一個(gè)可被烷基取代；其中，在R51~R58中的任一位置，在上述通式（1-1)中 與L 1~L 2中的任一個(gè)連接，在上述通式（1-2)中與L 3~L4中的任一個(gè)連接；
式中，環(huán)B表示經(jīng)取代或未取代的縮合芳香族烴環(huán)、經(jīng)取代或未取代的單環(huán)芳香族雜 環(huán)、或者經(jīng)取代或未取代的縮合芳香族雜環(huán)；R61~R64可以相同也可以不同，分別選自由氫、 烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)基、鏈條基、環(huán)條基、炔基、烷氧基、烷基硫基、芳基釀基、芳基硫基釀基、 芳基、雜芳基、鹵素、羰基，羧基，氧基羰基和氨基甲?；?、甲硅烷基和一 P ( = 0) R65R66組成的 組；R65和R66為芳基或雜芳基；此外，R 65和R66可以縮合形成環(huán)；Ar 4表示經(jīng)取代或未取代的 芳基、或者經(jīng)取代或未取代的雜芳基；其中，在R61~R 64、Ar4和環(huán)B中的任一位置，在上述通 式（1-1)中與L1~L 2中的任一個(gè)連接，在上述通式（1-2)中與L 3~L4中的任一個(gè)連接；
式中，R67~R72可以相同也可以不同，分別選自由氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、雜環(huán)基、鏈烯 基、環(huán)烯基、炔基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、氨基甲?；?、甲硅烷基和一 P ( = 0) R73R74組成 的組；R73和R74為芳基或雜芳基；此外，R 73和R74可以縮合形成環(huán)；R68~R 72中相鄰的取代 基可以彼此形成環(huán)；L7表示單鍵、經(jīng)取代或未取代的亞芳基、或者經(jīng)取代或未取代的雜亞芳 基；X1~X5表示碳原子或氮原子，其為氮原子時(shí)，不存在作為氮原子上的取代基的R68~R 72; 在X1~X 5中，氮原子數(shù)為1~4 ;其中，在R67上，在上述通式（1-1)中與L1~L 2中的任一 個(gè)連接，在上述通式（1-2)中與L3~L 4中的任一個(gè)連接；C1為碳原子。
3. 如權(quán)利要求2所述的苯并吲哚并咔唑衍生物，其中，在上述通式（1-1)的L1或上述 通式（1-2)的L 3的位置，與上述通式⑵~（7)所示基團(tuán)中的任一個(gè)連接。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的苯并吲哚并咔唑衍生物，其特征在于，上述通式（1-1)中 A1~A 2中的至少一個(gè)為上述通式（7)所示的基團(tuán)，上述通式（1-2)中A 3~A 4中的至少一 個(gè)為上述通式（7)所示的基團(tuán)，在上述通式（7)中，X\X2和X 4為氮原子。
5. -種發(fā)光元件材料，其含有權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的苯并吲哚并咔唑衍生物。
6. -種發(fā)光元件，其在陽極與陰極之間存在有機(jī)層，利用電能進(jìn)行發(fā)光，所述發(fā)光元件 的特征在于，在所述陽極與陰極之間的任意層中含有權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的苯并 吲哚并咔唑衍生物。
7. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其中，在所述有機(jī)層中至少存在空穴傳輸層，在空穴 傳輸層中含有權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的苯并吲哚并咔唑衍生物。
8. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其中，在所述有機(jī)層中至少存在空穴注入層，在空穴 注入層中含有權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的苯并吲哚并咔唑衍生物。
9. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于，在所述有機(jī)層中至少存在發(fā)光層，發(fā)光 層具有主體材料和摻雜劑材料，權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的苯并吲哚并咔唑衍生物為 主體材料。
【專利摘要】本發(fā)明利用下述通式(1-1)或(1-2)中的任一通式所示的苯并吲哚并咔唑衍生物而提供一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高發(fā)光效率和高耐久性的有機(jī)薄膜發(fā)光元件。(需要說明的是，式中，R1～R24可以相同也可以不同，分別表示氫等。L1～L4分別獨(dú)立地表示單鍵等。A1～A4分別獨(dú)立地表示氨基等)。
【IPC分類】C07D487-04, C09K11-06, H01L51-50
【公開號(hào)】CN104736542
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380054417
【發(fā)明人】松木真一, 田中大作, 池田武史, 池田篤
【申請(qǐng)人】東麗株式會(huì)社
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年10月10日
【公告號(hào)】EP2910554A1, US20150280140, WO2014061546A1