有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料以及使用其的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)揭示一種改善發(fā)光效率、充分確保驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性、且具有簡(jiǎn)略的構(gòu)成的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件(有機(jī)EL元件)。關(guān)于本發(fā)明專利技術(shù)的有機(jī)EL元件，在層疊于基板上的陽(yáng)極與陰極之間具有包含發(fā)光元件用材料的有機(jī)層，所述發(fā)光元件用材料包含碳硼烷化合物。所述碳硼烷化合物為具有3以上的經(jīng)由芳香族基而鍵結(jié)的碳硼烷環(huán)、具有1以上的二苯并噻吩環(huán)、且至少一個(gè)二苯并噻吩環(huán)與碳硼烷環(huán)鍵結(jié)的分支型碳硼烷化合物。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料以及使用其的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件
本專利技術(shù)涉及一種使用碳硼烷化合物作為有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件，詳細(xì)而言，本專利技術(shù)涉及一種對(duì)含有有機(jī)化合物的發(fā)光層施加電場(chǎng)而放出光的薄膜型元件。
技術(shù)介紹
通常，關(guān)于有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件(以下稱為有機(jī)EL(Electroluminescence)元件)，其最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)是由發(fā)光層及夾持所述層的一對(duì)相向電極所構(gòu)成。即，有機(jī)EL元件利用以下現(xiàn)象：若在兩電極間施加電場(chǎng)，則自陰極注入電子，自陽(yáng)極注入空穴，這些在發(fā)光層中再結(jié)合而放出光。近年來(lái)，正在進(jìn)行使用有機(jī)薄膜的有機(jī)EL元件的開發(fā)。尤其通過(guò)開發(fā)出以下元件，與現(xiàn)有的使用蒽等的單晶的元件相比較大幅度地改善了發(fā)光效率，所述元件為了提高發(fā)光效率，以提高自電極的載流子注入效率為目的而進(jìn)行了電極種類的最適化，且將包含芳香族二胺的空穴傳輸層及包含8-羥基喹啉鋁絡(luò)合物(Alq3)的發(fā)光層以薄膜的形式設(shè)置于電極間，因此以對(duì)具有自發(fā)光/高速響應(yīng)性等特征的高性能平板(flatpanel)加以實(shí)用為目的而正在進(jìn)行開發(fā)。另外，作為提高元件的發(fā)光效率的嘗試，還正在研究使用磷光而非熒光。以所述設(shè)有包含芳香族二胺的空穴傳輸層及包含Alq3的發(fā)光層的元件為代表的大量元件利用熒光發(fā)光，但通過(guò)使用磷光發(fā)光、即利用自三重態(tài)激發(fā)狀態(tài)的發(fā)光，與現(xiàn)有的使用熒光(單重態(tài))的元件相比較，可期待3倍～4倍左右的效率提高。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，正在研究將香豆素衍生物或二苯甲酮衍生物制成發(fā)光層，但僅可獲得極低的亮度。另外，作為利用三重態(tài)狀態(tài)的嘗試，正在研究使用銪絡(luò)合物，但其也未達(dá)成高效率的發(fā)光。近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)發(fā)光的高效率化或長(zhǎng)壽命化，以銥絡(luò)合物等有機(jī)金屬絡(luò)合物為中心而進(jìn)行了大量研究。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]WO01/041512A1[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2001-313178號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本專利特開2005-162709號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本專利特開2005-166574號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]US2009/0167162A1[非專利文獻(xiàn)][非專利文獻(xiàn)1]《美國(guó)化學(xué)會(huì)志(J.Am.Chem.Soc.)》2010，132，6578-6587。為了獲得高的發(fā)光效率，與所述摻雜劑材料同時(shí)使用的主體材料變重要。作為主體材料而提出的具代表性的可列舉專利文獻(xiàn)2中介紹的咔唑化合物4，4′-雙(9-咔唑基)聯(lián)苯(CBP)。CBP在用作三(2-苯基吡啶)銥絡(luò)合物(Ir(ppy)3)所代表的綠色磷光發(fā)光材料的主體材料的情形時(shí)，因CBP具有容易流通空穴且不易流通電子的特性，故電荷注入平衡破壞，過(guò)剩的空穴在電子傳輸層側(cè)流出，結(jié)果自Ir(ppy)3的發(fā)光效率降低。如上文所述，為了在有機(jī)EL元件中獲得高的發(fā)光效率，必需具有高的三重態(tài)激發(fā)能量、且兩電荷(空穴、電子)的注入傳輸特性取得了平衡的主體材料。進(jìn)而，期望電氣化學(xué)性穩(wěn)定、且具備高的耐熱性與優(yōu)異的非晶穩(wěn)定性的化合物，謀求進(jìn)一步的改良。在專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5以及非專利文獻(xiàn)1中，揭示有以下所示的碳硼烷化合物。[化1]然而，并未揭示如下化合物，所述化合物為至少一個(gè)二苯并噻吩基與碳硼烷環(huán)鍵結(jié)、且分子中具有三個(gè)以上碳硼烷骨架，并且這些鍵結(jié)成分支狀的化合物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了將有機(jī)EL元件應(yīng)用于平板顯示器等顯示元件中，必須改善元件的發(fā)光效率同時(shí)充分確保驅(qū)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。鑒于所述現(xiàn)狀，本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有高效率且高的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的實(shí)用上有用的有機(jī)EL元件及適于其的化合物。本專利技術(shù)人進(jìn)行了努力研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將碳硼烷化合物用于有機(jī)EL元件，表現(xiàn)出優(yōu)異的特性，所述碳硼烷化合物中至少一個(gè)二苯并噻吩基與碳硼烷環(huán)鍵結(jié)、且分子中具有三個(gè)以上碳硼烷骨架，并且這些鍵結(jié)成分支狀，從而完成了本專利技術(shù)。本專利技術(shù)是一種有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料，其包含通式(1)～通式(3)所表示的碳硼烷化合物。[化2]此處，環(huán)A表示式(1a)或式(1b)所表示的C2B10H10的二價(jià)碳硼烷基，在分子內(nèi)存在多個(gè)環(huán)A的情形時(shí)可相同也可不同。s、t表示重復(fù)數(shù)，為1～4的整數(shù)。L1表示三價(jià)的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、或者將所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族環(huán)連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同。L2、L3表示單鍵、或者二價(jià)的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、或?qū)⑺鼋?jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族環(huán)連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同。在分子內(nèi)存在多個(gè)L2、L3的情形時(shí)可相同也可不同，末端的L2、L3也可為碳數(shù)1～12的烷基或碳數(shù)1～12的烷氧基。L4表示氫、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、將選自所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基中的芳香族基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基、碳數(shù)1～12的烷基或碳數(shù)1～12的烷氧基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同。L1～L4中，芳香族基具有取代基的情形的取代基為碳數(shù)1～12的烷基、碳數(shù)1～12的烷氧基或乙酰基，也可經(jīng)多個(gè)取代基所取代，多個(gè)取代基可相同也可不同。由通式(1)所表示的碳硼烷化合物中，可列舉下述通式(2)或者通式(3)所表示的碳硼烷化合物作為優(yōu)選的化合物。[化3]此處，環(huán)A、s、t、L1、L2、L3、L4與式(1)意義相同。通式(1)中，優(yōu)選為L(zhǎng)1～L4分別獨(dú)立地為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～18的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～17的芳香族雜環(huán)基、或?qū)⑦x自所述芳香族烴基及所述芳香族雜環(huán)基中的芳香族基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基。另外，通式(1)中，優(yōu)選為L(zhǎng)1～L4分別獨(dú)立地為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～17的芳香族雜環(huán)基、或?qū)⑦x自所述芳香族雜環(huán)基中的芳香族基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基。進(jìn)而，通式(1)中，優(yōu)選為s及t為1的整數(shù)。另外，本專利技術(shù)涉及一種有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件，其是在基板上層疊陽(yáng)極、有機(jī)層及陰極而成，且所述有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件具有含有所述有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料的有機(jī)層。進(jìn)而，優(yōu)選為含有所述有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料的有機(jī)層含有磷光發(fā)光摻雜劑。而且，理想的是磷光發(fā)光摻雜劑的發(fā)光波長(zhǎng)在550nm以下具有最大發(fā)光波長(zhǎng)。本專利技術(shù)的磷光元件用材料具有以下結(jié)構(gòu)：具有三個(gè)以上碳硼烷骨架，且碳硼烷骨架與至少一個(gè)二苯并噻吩基鍵結(jié)，這些經(jīng)由芳香環(huán)鍵結(jié)成分支狀。具有此種結(jié)構(gòu)特征的碳硼烷化合物由于對(duì)電子注入傳輸性造成影響的最低未占分子軌道(Lowestunoccupiedmolecularorbital，LUMO)在分子總體中廣泛地分布，故能以高水平來(lái)控制元件的電子注入傳輸性。進(jìn)而，因具有對(duì)封閉摻雜劑的最低三重態(tài)激發(fā)能量(T1能量)而言充分高的T1能量，故可自摻雜劑有效地發(fā)光。根據(jù)以上特征，通過(guò)將所述碳硼烷化合物用于有機(jī)EL元件，可降低元件的驅(qū)動(dòng)電壓及達(dá)成高的發(fā)光效率。另外，本專利技術(shù)的有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料顯示出良好的非晶特性及高的熱穩(wěn)定性，同時(shí)在激發(fā)狀態(tài)下極為本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料，其特征在于：包含通式(1)所表示的碳硼烷化合物，[化1]此處，環(huán)A表示式(1a)或式(1b)所表示的C2B10H10的二價(jià)碳硼烷基，在分子內(nèi)存在多個(gè)環(huán)A的情形時(shí)可相同也可不同，s、t為重復(fù)數(shù)，表示1～4的整數(shù)，L1表示三價(jià)的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、或者將所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同，L2、L3表示單鍵、或者二價(jià)的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、或者將所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基，末端的L2、L3也可為碳數(shù)1～12的烷基或者碳數(shù)1～12的烷氧基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同，在分子內(nèi)存在多個(gè)L2、L3的情形時(shí)可相同也可不同，L4表示氫、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、將選自所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族烴基或者芳香族雜環(huán)基中的芳香族基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基、碳數(shù)1～12的烷基或者碳數(shù)1～12的烷氧基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同，L1～L4中，芳香族基具有取代基的情形的取代基為碳數(shù)1～12的烷基、碳數(shù)1～12的烷氧基或者乙酰基，也可經(jīng)多個(gè)取代基所取代，多個(gè)取代基可相同也可不同。...

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2013.12.26 JP 2013-2692951.一種有機(jī)電場(chǎng)發(fā)光元件用材料，其特征在于：包含通式(1)所表示的碳硼烷化合物，此處，環(huán)A表示式(1a)或式(1b)所表示的C2B10H10的二價(jià)碳硼烷基，在分子內(nèi)存在多個(gè)環(huán)A的情形時(shí)可相同也可不同，s、t為重復(fù)數(shù)，表示1～4的整數(shù)，L1表示三價(jià)的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、或者將所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同，L2、L3表示單鍵、或者二價(jià)的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、或者將所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族烴基或芳香族雜環(huán)基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基，末端的L2、L3也可為碳數(shù)1～12的烷基或者碳數(shù)1～12的烷氧基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同，在分子內(nèi)存在多個(gè)L2、L3的情形時(shí)可相同也可不同，L4表示氫、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)6～30的芳香族烴基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)3～30的芳香族雜環(huán)基、將選自所述經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族烴基或者芳香族雜環(huán)基中的芳香族基連結(jié)2個(gè)～6個(gè)而構(gòu)成的連結(jié)芳香族基、碳數(shù)1～12的烷基或者碳數(shù)1～12的烷氧基，連結(jié)芳香族基的情況下可為直鏈狀也可為分支狀，連結(jié)的芳香環(huán)可相同也可不同，L1～L4中，芳香族基具有取代基的情形的取代基為碳數(shù)1～12的烷基、碳數(shù)1～12的烷氧基或者乙酰基，也可經(jīng)多個(gè)取代基所取代，多個(gè)取代基可相同也可不同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：小川淳也，多田匡志，上田季子，甲斐孝弘，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新日鐵住金化學(xué)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP