低聚吡啶衍生物及使用了其的有机EL元件制造技术

作为深红色有机EL材料，本发明专利技术提供具有高的电子输送特性及高的热稳定性的新型低聚吡啶衍生物、由其制成的电子输送材料以及使用了其的有机EL元件。即，下述通式(1)所表示的低聚吡啶衍生物。通式(1)中，X及Y表示碳原子或氮原子，R

Oligopyridine derivatives and their organic EL elements

【技术实现步骤摘要】
低聚吡啶衍生物及使用了其的有机EL元件
本专利技术涉及电子输送性优异的新型低聚吡啶衍生物及使用了其的有机EL元件。
技术介绍
有机EL(电致发光)元件作为下一代FPD(平板显示器)而受到期待，被应用于手机的显示器、照明及TV(电视接收机)等，正在继续以进一步高功能化为目标的开发。有机EL元件由发光层和夹持该发光层的一对对置电极构成。并且，若对两电极间施加电场，则从阴极侧注入电子，从阳极侧注入空穴，在发光层中电子与空穴再结合而生成激发状态，在激发状态恢复成基底状态时将能量作为光放出。以往，有机EL元件若与无机发光二极管相比，则驱动电压高，发光效率也低，有时还在驱动时因元件自身的发热或环境温度而产生材料的形态学变化并造成亮度劣化。因此，正在以低电压化及高效化为目标而继续研究。在有机EL元件的实用化时，首先需要降低元件的驱动电压。驱动电压的降低与功率利用系数的提高有关。另一方面，由于有机EL的从电极向有机层的能量垒与高电压化及低效率化有关，所以认为例如若降低从阴极向电子输送材料的能量垒，则能够实现元件的大幅的低电压化。因此，正在开发可降低从阴极向电子输送材料的能量垒的新的电子输送材料。作为降低有机EL材料的驱动电压的技术，例如公开了将有机锂络合物化合物的一部分结构以吸电子性高的3-吡啶基或4-吡啶基取代而得到的电子注入材料或(日本特开2017-31084号公报)、将三嗪衍生物用于发光层的主体材料的有机EL元件(US2015/0249217A1)。另外，在日本特开2017-19761号公报中，公开了具有通过分子间氢键而平面化的结构的联三吡啶衍生物迁移率提高，降低驱动电压，提高高的功率利用系数。有机EL元件中，在波长为670nm附近的深红色区域显示出发光的有机EL被期待在植物培育用光源等中的应用，但深红色有机EL的开发在可见光区域的光源中落后，还停留在低效率。因此，正在开展深红色有机EL元件的高效化的开发。
技术实现思路
本专利技术中，课题为：作为深红色有机EL材料，提供具有高的电子输送特性及高的热稳定性的新型低聚吡啶衍生物、由其制成的电子输送材料以及使用了其的有机EL元件。本专利技术的低聚吡啶衍生物为下述通式(1)及(2)所表示的化合物。通式(1)中，X及Y表示碳原子或氮原子，R1～R6表示氢原子、烷基或通式(2)所表示的杂芳基。另外，通式(2)中，R7～R10表示氢原子、烷基、2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基。上述低聚吡啶衍生物优选为后述的化合物(1)～(45)中的任一者。本专利技术的有机EL元件使用了上述低聚吡啶衍生物。本专利技术的低聚吡啶衍生物具有高的电子输送特性及高的热稳定性，适宜作为深红色有机EL的电子输送材料。附图说明图1表示6,6’-BPy3TPy的1H-NMR光谱。图2表示6,6’-BPy3TPy及6,6’-BPy3的PYS测定结果(2a)及UV-vis吸收光谱(2b)。图3表示6,6’-BPy3TPy、6,6’-BPy3及TPBi(对照)各自的固体薄膜的利用TimeofFlight法得到的电子迁移率的评价(3a)、以及利用微小角入射X射线衍射(GIWAXD)得到的分子取向评价(3b)的结果。图4表示将6,6’-BPy3TPy用于电子输送材料(ETM；electrontransfermaterial)的有机EL元件的结构。图5表示有机EL元件的EL光谱(4a)、电流密度-电压特性(4b)、亮度-电压特性(4c)及外量子效率-亮度特性(4d)。图6表示关于将6,6’-BPy3TPy及DPB(参照)用于电子输送材料的有机EL元件将初始亮度设定为400cd/m2时的恒电压下的驱动经时的亮度变化(6a)、电压变化(6b)、推定为亮度变化的亮度半衰寿命(6c)。具体实施方式本专利技术的低聚吡啶衍生物以下述通式(1)表示。通式(1)中，X及Y表示碳原子或氮原子。R1～R6表示氢原子、烷基或通式(2)所表示的杂芳基。关于烷基，例如可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正硬脂基、2-乙基己基、新戊基等。它们中，优选正乙基己基及2-乙基己基等。关于通式(2)所表示的杂芳基，例如可列举出2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、联三吡啶基及嘧啶基等。R7～R10为氢原子、烷基、2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基。关于烷基，例如可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正硬脂基、2-乙基己基及新戊基等。构成上述烷基或杂芳基的氢原子的一部分在不损害本专利技术的效果的范围内，也可以被氮原子、氧原子、硫原子等取代。通式(1)所表示的低聚吡啶衍生物优选为具有下述结构式的化合物(1)～(45)。上述化合物中，更优选具有下述结构式的6,6’-BPy3TPy。通式(1)所表示的低聚吡啶衍生物可以通过各种公知的方法来制造。作为一个例子，示出6,6’-BPy3TPy的合成方法。在三口烧瓶中加入脱水THF，在约-80℃的冷却下，相对于6,6’-二溴-2,2’-联吡啶加入3当量的正丁基锂并进行搅拌。接着，在冷却下滴加溶解于脱水THF中的6,6’-二溴-2,2’-联吡啶，搅拌后，加入DMF而进行淬灭，用盐酸进行水解，萃取而得到淡灰色～白色粉末的6,6’-二甲酰基-2,2’-联吡啶。在所得到的6,6’-二甲酰基-2,2’-联吡啶中加入乙醇而制成悬浮溶液，向其中添加3-乙酰基吡啶及氢氧化钾而使其溶解，加入氨水，进行加热回流。反应停止后，进行过滤及纯化，以良好的收率得到黄白色固体6,6’-BPy3TPy。但是，本专利技术的低聚吡啶衍生物并不限于上述的方法，可以将公知的各种方法组合来制造。关于本专利技术的低聚吡啶衍生物，LUMO在主骨架的四吡啶部位整体地非局部存在化，形成对与相邻的分子的跳跃传导有利的电子状态。另外，LUMO能级显示出-2.46eV的比通用的电子输送材料即TPBi(-1.68eV)深的值，可以期待高的电子注入性。另外，作为本专利技术的一实施方式的6,6’-BPy3TPy具有由准平面结构带来的对于电子输送有效的堆积结构；以及，6,6’-BPy3TPy与公知的6,6’-BPy3相比，电离电势与能隙之差大，具有深的电子亲合力(Ea)，这也暗示了高的电子注入性。进而，由于6,6’-BPy3TPy的熔点为341℃，5％重量减少温度为455℃，所以上述低聚吡啶衍生物具有高的热稳定性。[有机EL元件]本专利技术的有机EL元件具有将低聚吡啶衍生物用于电子输送层的结构。图4表示作为本专利技术的有机EL元件的一方式的实施例的元件结构。上述有机EL元件典型地在基板1上例如将ITO等成膜而作为阳极2，在其上依次层叠空穴注入层3、空穴输送层4、发光层5、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低聚吡啶衍生物，其以下述通式(1)表示，/n

【技术特征摘要】
20181029 JP 2018-2027431.一种低聚吡啶衍生物，其以下述通式(1)表示，



通式(1)中，X及Y表示碳原子或氮原子，R1～R6表示氢原子、烷基或通式(2)所表示的杂芳基；通式(2)中，R7～R10表示氢原子、烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹部久宏，城户淳二，渡边雄一郎，伊藤圣，
申请(专利权)人：株式会社弗莱斯克，
类型：发明
国别省市：日本;JP