具有嘧啶环结构的化合物及有机电致发光元件制造技术

本发明专利技术的目的在于：作为高效率、高耐久性的有机EL元件用材料，提供电子注入·传输性能优异、具有空穴阻挡能力、具有薄膜状态下的稳定性高的优异特性的有机化合物，进而使用该化合物而提供高效率、高耐久性的有机EL元件。具有嘧啶环结构的化合物，其由下述通式(1)表示。(式中，A

Compounds with pyrimidine ring structure and organic electroluminescent elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有嘧啶环结构的化合物及有机电致发光元件
本专利技术涉及在适于各种显示装置的作为自发光元件的有机电致发光元件(以下简称为有机EL元件)中适用的化合物和元件，详细地说，涉及具有嘧啶环结构的化合物和使用了该化合物的有机EL元件。
技术介绍
有机EL元件为自发光性元件，因此与液晶元件相比明亮且可见性优异，可进行鲜明的显示，因此进行了活跃的研究。在1987年，伊士曼柯达(イーストマン·コダック)公司的C.W.Tang等开发出将各种职能分担于各材料的层叠结构元件，由此使使用了有机材料的有机EL元件成为了实用的元件。他们将能够传输电子的荧光体和能够传输空穴的有机物层叠、将两者的电荷注入到荧光体的层中而使其发光，由此以10V以下的电压得到1000cd/m2以上的高亮度(例如参照专利文献1及专利文献2)。目前为止，为了有机EL元件的实用化，进行了大量的改进，对层叠结构的各种职能进一步细分化，通过在基板上依次设置阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极的电致发光元件而实现了高效率和耐久性(例如参照非专利文献1)。另外，以发光效率的进一步提高为目的，尝试了三重态激子的利用，研究了磷光发光性化合物的利用(例如参照非专利文献2)。而且，也开发了利用采用热活化延迟荧光(TADF)的发光的元件，2011年九州大学的安达等通过使用了热活化延迟荧光材料的元件而实现了5.3％的外部量子效率(例如参照非专利文献3)。就发光层而言，也能够在一般被称为主体材料的电荷传输性的化合物中掺杂荧光性化合物、磷光发光性化合物或发射延迟荧光的材料而制作。如上述非专利文献中记载那样，就有机EL元件中的有机材料的选择而言，对该元件的效率、耐久性等各特性产生大的影响(例如参照非专利文献2)。在有机EL元件中，从两电极所注入的电荷在发光层中复合而得到发光，但如何将空穴、电子这两电荷高效率地交付于发光层是重要的。因此，通过提高电子注入性、提高其迁移率来提高空穴与电子在发光层内复合的概率，进而，通过将从阳极侧所传输的空穴封闭在发光层，防止电子传输层的劣化，另外将在发光层内生成的激子封闭，由此进一步形成进行复合的环境，能够得到高发光效率。因此，电子传输材料发挥的职能是重要的，需要电子注入性高、电子迁移率大、空穴阻挡性高、进而对于空穴的耐久性高的电子传输材料。另外，关于元件的寿命，材料的耐热性、无定形性也是重要的。对于耐热性低的材料而言，由于元件驱动时生成的热，即使在低的温度下也发生热分解、材料劣化。对于无定形性低的材料而言，即使是短时间也发生薄膜的结晶化，元件劣化。因此，对于使用的材料寻求耐热性高、无定形性良好的性质。就作为代表性的发光材料的三(8-羟基喹啉)铝(以下简称为Alq3)而言，一般也作为电子传输材料来使用，但电子移动慢、另外功函数为5.6eV，因此空穴阻挡性能不能说充分。作为将电子注入性、迁移率等特性改进了的化合物，提出了具有苯并三唑结构的化合物(例如专利文献3)，对于将这些化合物用于电子传输层的元件而言，虽然实现了发光效率等的改进，但尚不能说充分，寻求进一步的低驱动电压化、进一步的高发光效率化。另外，作为空穴阻挡性优异的电子传输材料，提出了3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(以下简称为TAZ)(例如参照专利文献4)。TAZ由于功函数大达6.6eV，空穴阻挡能力高，因此作为通过真空蒸镀、涂布等所制作的荧光发光层或磷光发光层的、层叠于阴极侧的电子传输性的空穴阻挡层而得到使用，有助于有机EL元件的高效率化(例如参照非专利文献4)。但是，电子传输性低是TAZ中的大课题，需要与电子传输性更高的电子传输材料组合来制作有机EL元件(例如参照非专利文献5)。另外，对于BCP而言，也是虽然功函数大达6.7eV、空穴阻挡能力高，但由于玻璃化转变温度(Tg)低达83℃，因此缺乏薄膜的稳定性，作为空穴阻挡层，不能说充分地发挥功能。所有的材料均是膜稳定性不足，或者阻挡空穴的功能不充分。为了改善有机EL元件的元件特性，寻求电子的注入·传输性能与空穴阻挡能力优异、薄膜状态下的稳定性高的有机化合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-048656号公报专利文献2：日本专利第3194657号公报专利文献3：国际公开第2013/054764号专利文献4：日本专利注册第2734341号专利文献5：国际公开第2015/190400号专利文献6：国际公开第2010/074422号专利文献7：国际公开第2014/009310号专利文献8：国际公开第2003/060956号非专利文献非专利文献1：应用物理学会第9次讲习会预稿集第55～61页(2001)非专利文献2：应用物理学会第9次讲习会预稿集第23～31页(2001)非专利文献3：Appl.Phys.Let.，98，083302(2011)非专利文献4：第50次应用物理学关系联合讲演会28p-A-6讲演预稿集第1413页(2003)非专利文献5：应用物理学会有机分子·生物电子学分科会会志第11卷第1期第13～19页(2000)非专利文献6：J.Org.Chem.2001，66，7125-7128
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于：作为高效率、高耐久性的有机EL元件用材料，提供电子注入·传输性能优异、具有空穴阻挡能力、具有薄膜状态下的稳定性高的优异特性的有机化合物，进而使用该化合物而提供高效率、高耐久性的有机EL元件。作为本专利技术要提供的有机化合物应具备的物理特性，能够列举出(1)电子的注入特性良好、(2)电子的迁移率大、(3)空穴阻挡能力优异、(4)薄膜状态稳定、(5)耐热性优异。另外，作为本专利技术要提供的有机EL元件应具备的物理特性，能够列举出(1)发光效率及电力效率高、(2)发光开始电压低、(3)实用驱动电压低、(4)长寿命。用于解决课题的手段因此，本专利技术人为了实现上述的目的，着眼于电子亲和性的嘧啶环的氮原子具有与金属配位的能力和耐热性优异，设计具有嘧啶环结构的化合物而进行化学合成，使用该化合物来试制各种有机EL元件，深入进行了元件的特性评价，结果，完成了本专利技术。[1]即，本专利技术为由下述通式(1)表示的、具有嘧啶环结构的化合物。[化1](式中，A1表示取代或未取代的芳香族杂环基。Ar1表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团。Ar2表示重氢原子、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团。m表示1～3的整数，n表示0～2的整数，o表示1～2的整数。在m为2以上的整数的情况下，多个键合于同一嘧啶环的Ar1可以彼此相同也可不同。在n为2的整数的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有嘧啶环结构的化合物，其由下述通式(1)表示：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170911 JP 2017-1743401.一种具有嘧啶环结构的化合物，其由下述通式(1)表示：



式中，A1表示取代或未取代的芳香族杂环基，Ar1表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团，Ar2表示重氢原子、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团，m表示1～3的整数，n表示0～2的整数，o表示1～2的整数，在m为2以上的整数的情况下，多个键合于同一嘧啶环的Ar1可以彼此相同也可不同，在n为2的整数的情况下，多个键合于同一嘧啶环的Ar2可以彼此相同也可不同，在o为2的整数的情况下，多个键合于同一嘧啶环的A1可以彼此相同也可不同，但是，使m和n和o的整数之和为4以内，予以说明，n为0的情况下，Ar2表示氢原子。


2.根据权利要求1所述的具有嘧啶环结构的化合物，其由下述通式(2)表示：



式中，A2表示取代或未取代的芳香族杂环基，Ar3表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团，Ar4表示重氢原子、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团，p表示1～3的整数，q表示0～2的整数，在p为2以上的整数的情况下，多个键合于同一嘧啶环的Ar3可以彼此相同也可不同，在q为2的整数的情况下，多个键合于同一嘧啶环的Ar4可以彼此相同也可不同，但是，使p和q的整数之和为3以内。


3.根据权利要求1所述的具有嘧啶环结构的化合物，其由下述通式(3)表示：



式中，A3表示取代或未取代的芳香族杂环基，Ar5、Ar6表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团，Ar7表示氢原子、重氢原子、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团。


4.根据权利要求1所述的具有嘧啶环结构的化合物，其由下述通式(4)表示：



式中，A4表示取代或未取代的芳香族杂环基，Ar8、Ar9表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团，Ar10表示氢原子、重氢原子、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团。


5.根据权利要求1所述的具有嘧啶环结构的化合物，其由下述通式(5)表示：



式中，A5表示取代或未取代的芳香族杂环基，Ar11、Ar12表示取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团，Ar13表示氢原子、重氢原子、三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、取代或未取代的芳香族烃基、取代或未取代的芳香族杂环基、或者取代或未取代的稠合多环芳香族基团。


6.根据权利要求4所述的由所述通式(4)表示的具有嘧啶环结构的化合物，其中，所述A4的芳香族杂环基为吡啶基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、氮杂芴基、二氮杂芴基、喹喔啉基、苯并咪唑基、萘啶基、菲咯啉基、吖啶基、氮杂螺双芴基、二氮杂螺双芴基、或羰基。


7.根据权利要求5所述的由所述通式(5)表示的具有嘧啶环结构的化合物，其中，所述A5的芳香族杂环基为吡啶基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、氮杂芴基、二氮杂芴基、喹喔啉基、苯并咪唑基、萘啶基、菲咯啉基、吖啶基、氮杂螺双芴基、二氮杂螺双芴基、或羰基。


8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：加濑幸喜，金是仁，平山雄太，骏河和行，
申请(专利权)人：保土谷化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP