專(zhuān)利名稱(chēng)：具有被吡啶基取代的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物和有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于為適用于各種顯示裝置的自發(fā)光器件的有機(jī)電致發(fā)光(EL)器件的化合物，以及涉及一種器件。更具體而言，本發(fā)明涉及一種具有鍵合有取代吡啶的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物和使用該化合物的有機(jī)EL器件。
背景技術(shù)：
由于有機(jī)EL器件是自發(fā)光器件，因此與液晶器件相比，它們明亮，可視性?xún)?yōu)異，并且能夠獲得清晰的顯示，因此已經(jīng)積極地對(duì)其進(jìn)行研究。1987年,Eastman Kodak Co.的C. W. Tang等人通過(guò)開(kāi)發(fā)其中各種功能分別分配于材料上的堆積結(jié)構(gòu)器件，以使得使用有機(jī)材料的有機(jī)EL器件投入實(shí)際應(yīng)用。他們堆疊能夠輸送電子的突光材料和能夠輸送空穴的有機(jī)物質(zhì)，并且將兩種電荷注入突光材料層中以發(fā)光，從而在IOV或更低的電壓下得到1000cd/m2或更高的高亮度(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP-A-8-48656專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本專(zhuān)利No. 3194657迄今為止，已進(jìn)行了許多改進(jìn)，以將有機(jī)EL器件投入實(shí)際應(yīng)用，并且已由其中在基底上依次設(shè)置陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層以及陰極的電致發(fā)光器件實(shí)現(xiàn)了高的效率和耐久性，從而進(jìn)一步劃分各種功能(例如，參見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。非專(zhuān)利文獻(xiàn)I :Japan Applied Physics第9屆研討會(huì)預(yù)印本,第55-61頁(yè)(2001 )。此外，人們已經(jīng)嘗試?yán)萌丶ぐl(fā)，旨在進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)光效率，并且已研究了對(duì)磷光材料的利用(例如，參見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。非專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :Japan Applied Physics第9屆研討會(huì)預(yù)印本,第23-31頁(yè)(2001 )。發(fā)光層可以通過(guò)用熒光材料或磷光材料摻雜具有電子輸送能力的化合物(通常被稱(chēng)為宿主材料)來(lái)產(chǎn)生。如上述研討會(huì)預(yù)印本所公開(kāi)的，有機(jī)EL器件中有機(jī)材料的選擇對(duì)該器件的各種性能如效率和耐久性具有很大影響。在有機(jī)EL器件中，當(dāng)來(lái)自電極的注入電荷在發(fā)光層中復(fù)合時(shí)獲得發(fā)光。由于空穴的轉(zhuǎn)移率高于電子的遷移率，因此出現(xiàn)了由部分穿過(guò)發(fā)光層的空穴引起的效率降低的問(wèn)題。因此，需要具有高的空穴阻擋性能的輸送材料。盡管通常將典型的發(fā)光材料三(8-羥基喹啉)鋁(下文縮寫(xiě)為Alq)用作電子傳輸材料，但并不認(rèn)為Alq具有空穴阻擋性能。因此，人們提出3- (4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5- (4-叔丁基苯基)-I, 2，4_三唑(下文縮寫(xiě)為T(mén)AZ)作為具有優(yōu)異空穴阻擋性能的電子傳輸材料(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本專(zhuān)利No. 2734341由于TAZ具有5. 8eV大小的功函和高的空穴阻擋特性，因此該化合物已用作具有電子輸送性能的空穴阻擋層用于堆疊在通過(guò)真空氣相沉積或涂覆形成的熒光發(fā)光層或磷光發(fā)光層的陰極側(cè)上，從而有助于實(shí)現(xiàn)有機(jī)EL器件的高效率(例如，參見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。非專(zhuān)利文獻(xiàn)3 !Association of Japan Applied Physics 的第 50 次講演的28p-A-6 預(yù)印本，第 1413 頁(yè)，(2003)。然而，TAZ具有低的電子輸送性能的大問(wèn)題。相應(yīng)地，必須在制造有機(jī)EL器件時(shí)必須將其與具有更高電子輸送性能的電子傳輸材料結(jié)合(例如，參見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
非專(zhuān)利文獻(xiàn)4 Journal of Organic Molecular Electronics andBioelectronics of Japan Society of Applied Physics,第 11 卷,第 I 期，第 13-19 頁(yè)，(2000)。需要具有改進(jìn)的電子輸送性能和高的空穴阻擋特性的電子傳輸材料以及具有高效率的有機(jī)EL器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供電子輸送性能和空穴阻擋特性?xún)?yōu)異的有機(jī)化合物作為用于高效有機(jī)EL器件的材料，還提供使用所述化合物的高效有機(jī)EL器件。適于本發(fā)明的有機(jī)化合物的物理性能的例子包括(I)高電子遷移率和(2)優(yōu)異的空穴阻擋特性。此外，適于本發(fā)明的器件的物理性能的例子包括(I)低驅(qū)動(dòng)電壓和(2)高發(fā)光效率。解決技術(shù)問(wèn)題的方式為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)注意到這樣的事實(shí)吡啶環(huán)是吸電子的且本發(fā)明的發(fā)明人已設(shè)計(jì)并化學(xué)合成了其中取代吡啶環(huán)鍵合于三唑環(huán)的新型有機(jī)化合物。本發(fā)明人已通過(guò)使用所述化合物制造了各種有機(jī)EL器件并且對(duì)所述器件已經(jīng)進(jìn)行了深入的性能評(píng)價(jià)，從而完成了本發(fā)明。也就是說(shuō)，本發(fā)明涉及通式(I)代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，還涉及包含一對(duì)電極和至少一個(gè)夾在所述電極之間的有機(jī)層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述化合物用作所述至少一個(gè)有機(jī)層的構(gòu)成材料[化學(xué)式I]
甲 3 / F B \ Ar1r2Y4Vr4 R7 丫 VR3 I N ^^2
J啼f奪L(其中Ar1和Ar2可相同或不同且各自代表取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合多環(huán)芳基ApRyRyR4和R5中的任意一個(gè)為鍵連基團(tuán)，其余的可以相同或不同且各自代表氫原子、氟原子、氰基、烷基、取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合多環(huán)芳基；&、1 7、1 8、1 9和Rltl中的任意兩個(gè)為鍵連基團(tuán)，其余的可以相同或不同且各自代表氫原子、氟原子、氰基、烷基、取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合多環(huán)芳基；且m代表I至4的整數(shù)。)。通式(I)中的Ar1和Ar2所代表的取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合多環(huán)芳基中的芳烴基、芳雜環(huán)基或稠合多環(huán)芳基的具體例子包括苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、四聯(lián)苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、批唳基、卩密唳基、呋喃基、卩比喃酮基(pyronyl group)、苯硫基(thiophenyl group)、喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基。通式(I)中的Ar1和Ar2所代表的取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合多環(huán)芳基中的取代基的具體例子包括氟原子、氯原子、氰基、羥 基、硝基、烷基、烷氧基、氨基、三氟甲基、苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、萘基、菲基、芳烷基、芴基、茚基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡喃酮基(pyronyl)、苯硫基、喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基，且所述取代基可以進(jìn)一步被取代。通式(I)中的R1至1 1(|代表的吡啶環(huán)上的取代基中的取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合多環(huán)芳基中的芳烴基、芳雜環(huán)基或稠合多環(huán)芳基的具體例子包括苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基、四聯(lián)苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、嘧啶基、呋喃基、吡喃酮基(pyronyl)、苯硫基、喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基。通式(I)中R1至Rltl代表的吡啶環(huán)上的取代基中的取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合多環(huán)芳基中的取代基的具體例子包括氟原子、氣原子、氛基、輕基、硝基、燒基、燒氧基、氣基、二氣甲基、蔡基、芳燒基、荷基、卻基、批唳基、嘧啶基、呋喃基、吡喃酮基(pyronyl)、苯硫基、喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、二苯并呋喃基和二苯并噻吩基，且所述取代基可以進(jìn)一步被取代。通式(I)所代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明化合物具有比傳統(tǒng)材料TAZ更高的電子遷移率和更優(yōu)異的空穴阻擋特性力。通式(I)所代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明化合物適合用作有機(jī)EL器件的電子傳輸層的構(gòu)成材料。使用具有比TAZ更高的電子遷移率和更優(yōu)異的空穴阻擋特性的材料，可以獲得顯著減小驅(qū)動(dòng)電壓、提高發(fā)光效率和可以制造高效耐久的有機(jī)EL器件的效果。由于通式(I)所代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明化合物具有高的空穴阻擋特性，因此可以使用所述化合物與其他電子傳輸材料結(jié)合作為有機(jī)EL器件的空穴阻擋層的構(gòu)成材料電子傳輸材料。
通式(I)所代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明化合物也可以用作有機(jī)EL器件的發(fā)光層的構(gòu)成材料。使用通過(guò)使用與TAZ相比電子輸送性能優(yōu)異且具有寬帶隙的本發(fā)明材料作為發(fā)光層的宿主材料并通過(guò)使所述化合物帶有熒光或磷光材料(稱(chēng)為摻雜劑)而獲得的發(fā)光層，可以制造驅(qū)動(dòng)電壓減小且發(fā)光效率提高的有機(jī)EL器件。由于通過(guò)使用具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物獲得本發(fā)明的有機(jī)EL器件，所述化合物具有比TAZ更高的電子遷移率和更優(yōu)異的空穴阻擋特性，因此顯著減小了其驅(qū)動(dòng)電壓且提高了發(fā)光效率，從而實(shí)現(xiàn)了高效率。發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明涉及具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，該化合物可用作有機(jī)EL器件的電子傳輸層、空穴阻擋層兼電子傳輸層、空穴阻擋層或發(fā)光層的構(gòu)成材料，本發(fā)明還涉及使用所述化合物制造的有機(jī)EL器件。通過(guò)本發(fā)明，使用空穴阻擋性能優(yōu)異的電子傳輸材料可以明顯減小有機(jī)EL器件的驅(qū)動(dòng)電壓，從而實(shí)現(xiàn)了高效率。附圖
簡(jiǎn)要說(shuō)明 圖I是BpyTAZO I (化合物2 )的NMR譜圖。圖2是BpyTAZ02 (化合物9 )的NMR譜圖。圖3是化合物11的NMR譜圖。圖4是化合物15的NMR譜圖。圖5是化合物16的NMR譜圖。圖6是表明實(shí)施例8的EL器件的結(jié)構(gòu)的圖。圖7是表明實(shí)施例10的EL器件的結(jié)構(gòu)的圖。發(fā)明最佳實(shí)施方式具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明化合物是新型化合物，并且可以通過(guò)相應(yīng)二?；屡c芳基胺在三氯化磷的存在下的環(huán)化反應(yīng)來(lái)合成具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物。此外，在通式(I)中的Ar2所代表的芳烴基、芳雜環(huán)基或稠合多環(huán)芳基中，可以通過(guò)其中至少一個(gè)氫被鹵原子取代的化合物與芳基硼酸的交叉偶聯(lián)反應(yīng)(如Suzuki偶聯(lián)反應(yīng))來(lái)進(jìn)一步引入取代或未取代的芳烴基、取代或未取代的芳雜環(huán)基、或取代或未取代的稠合
多環(huán)芳基。通式(I)所代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物中，優(yōu)選化合物的具體例子如下所示，但本發(fā)明不限于這些化合物。[化學(xué)式2]
權(quán)利要求
1.通式(I)代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物
2.包含一對(duì)電極和至少一個(gè)夾在所述電極之間的有機(jī)層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中該器件包含通式(I)代表的具有鍵合有取代吡啶基的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物作為所述至少一個(gè)有機(jī)層的構(gòu)成材料
3.根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述含有通式(I)代表的化合物的有機(jī)層為電子傳輸層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述含有通式(I)代表的化合物的有機(jī)層為空穴阻擋層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其中所述含有通式(I)代表的化合物的有機(jī)層為發(fā)光層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了具有優(yōu)異的電子輸送能力和空穴阻擋特性的有機(jī)化合物，以及使用該的化合物的高效有機(jī)EL器件。具體公開(kāi)了下面通式(1)代表的化合物，其具有與取代吡啶基連接的三唑環(huán)結(jié)構(gòu)，以及含有這樣的化合物(1)的有機(jī)電致發(fā)光器件(在式(1)中，Ar1和Ar2可相同或不同，Ar1代表未取代的苯基，Ar2代表取代的吡啶基或取代的苯基；R1、R2、R3、R4和R5中的任意一個(gè)為鍵連基團(tuán)，其余的為氫原子；R6、R7、R8、R9和R10中的任意兩個(gè)為鍵連基團(tuán)，其余的為氫原子；且m代表2；其中，Ar2所代表的取代的吡啶基或取代的苯基中的取代基是以下的任何一種苯基、聯(lián)苯基、萘基、菲基、芴基、吡啶基和喹啉基)。[化學(xué)式1]
文檔編號(hào)C09K11/06GK102964338SQ20121033574
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者三木鐵藏, 橫山紀(jì)昌, 谷口彬雄, 市川結(jié) 申請(qǐng)人:保土谷化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社, 國(guó)立大學(xué)法人信州大學(xué)