芳基胺衍生物、包含其的空穴输送材料及使用了其的有机EL元件制造技术

本发明专利技术提供可成为有机EL元件的主材料具体而言空穴输送材料的具有高的三重态能量的芳基胺衍生物及使用了其的有机EL元件。通式(1)所示的芳基胺衍生物(该通式(1)中，R

【技术实现步骤摘要】
芳基胺衍生物、包含其的空穴输送材料及使用了其的有机EL元件
本专利技术涉及具有高的三重态能量的芳基胺衍生物、包含该芳基胺衍生物的空穴输送材料及使用了该芳基胺衍生物的有机EL元件。
技术介绍
在有机EL元件中，通过在一对电极间施加电压，从而分别从阳极向包含有机化合物作为发光材料的发光层中注入空穴，从阴极向包含有机化合物作为发光材料的发光层中注入电子，通过所注入的电子及空穴进行再结合，从而在发光性的有机化合物中形成激子，能够由激发的有机化合物得到发光。这样的有机EL元件的课题在于发光效率的提高及耐久性的提高。有机化合物所形成的激子中有单重态激子(ES1)及三重态激子(ET1)，有来自单重态激子(ES1)的荧光发光和来自三重态激子(ET1)的磷光发光，但元件中的它们的统计学上的生成比率为ES1：ET1＝1：3，在利用荧光发光的有机EL元件中内部量子效率25％据说为极限。因此，为了提高从电子向光子的转换效率(内部量子效率)，开发了能够将三重态激发状态转换成发光的磷光材料，报道了以提高其耐久性为目标的开发和利用了磷光发光的有机EL元件。另外，热活化延迟荧光(TADF)的利用对于有机EL元件的高性能化也是重要的。TADF材料是包含氢、碳、氮的荧光材料，但是与磷光材料同样能够实现理论上100％的激子生成概率，对高效率化是有用的。进而由于不需要铱或铂等贵金属，因此能够实现开发的低成本化。因此，认为通过开发利用了该TADF的发光材料，可得到低成本且高效率的发光元件。另一方面，为了将利用了TADF的有机EL器件高效率、长寿命化，不仅发光材料，与发光材料一起使用的主材料、电子输送材料或空穴输送材料等各种载流子输送材料也变得必须。然而，例如，具代表性的空穴输送材料即α-NPD虽然耐久性高，但三重态能量低(T1＝2.28eV)，不适合磷光或TADF有机EL元件。因此，研究了具有高的三重态能量的宽禁带空穴输送材料的开发。2013年，深川等人开发了在芳基胺衍生物的末端导入了二苯并噻吩的DBTPB，在绿色磷光元件中实现了α-NPD的约1.5倍的高效率化及约2倍左右的长寿命化(H.Fukagawaetal.，Appl.Phys.Lett.，103，143306(2013))。另一方面，Cui等人证实：在延迟荧光有机EL元件中，输送电子的n型主体(通常在化学结构中具有受体部)调整电子与空穴的载流子平衡，扩大再结合区域，同时防止高能量激子的形成，有助于长寿命化(NatureCommunications，8：2250(2017))。Cui等人报道：根据该n型主体，与一般的p型主材料相比，绿色延迟荧光元件的寿命超过30倍，蓝色延迟荧光元件的寿命成为1000倍，因此n型主体适于实现稳定的延迟荧光有机EL元件。然而，深川等人报道的DBTPB的三重态能量(T1)为2.37eV左右(H.Fukagawaetal.，Appl.Phys.Lett.，103，143306(2013))，对于作为Ir(ppy)3(T1＝2.53eV)那样的具代表性的绿色磷光掺杂剂、或蓝色磷光、或绿/蓝色TADF掺杂剂的利用，三重态能量不充分，根据在空穴输送层与发光层的界面上的激子消光，有效率降低的可能性。另外，NatureCommunications，8：2250(2017)并非通过空穴输送材料，而是通过n型主体的改良而实现了长寿命化。认为：若不仅进行主体的改善，而且还进行空穴输送材料的改善，则能够有助于进一步的高效率化、长寿命化，但以往的空穴输送材料存在耐久性与三重态能量(T1)的折衷，兼具耐久性、高的三重态能量(T1)及空穴输送性这些全部的空穴输送材料的开发依然是课题。
技术实现思路
本专利技术的课题是提供兼具耐久性、高的三重态能量(T1)及高的迁移率的芳基胺衍生物、以及使用了该芳基胺衍生物的空穴输送材料及有机EL元件。本专利技术包含以下的事项。本专利技术的芳基胺衍生物的特征在于，以下述通式(1)表示。通式(1)中，R1～R7分别独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数为1～6的烷基、直链或支链的碳原子数为1～6的烷氧基、或者直链或支链的碳原子数为1～6的单-或二-烷基氨基，X为氧原子、硫原子或亚烷基(-CR8R9-)(R8及R9分别独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数为1～6的烷基、直链或支链的碳原子数为1～6的烷氧基、或者直链或支链的碳原子数为1～6的单-或二-烷基氨基。)，Ar为下述通式(2)所表示的取代基。通式(2)中，R10～R37分别独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数为1～6的烷基、直链或支链的碳原子数为1～6的烷氧基、或者直链或支链的碳原子数为1～6的单-或二-烷基氨基。上述通式(1)中，X优选为氧原子或硫原子。上述通式(1)中，R1～R37优选为氢原子或苯基。本专利技术的空穴输送材料由上述芳基胺衍生物形成。本专利技术的有机EL元件使用了上述芳基胺衍生物。根据本专利技术，能够高效地合成通式(1)所表示的芳基胺衍生物、具体而言具有4个二苯并呋喃部位的对称性芳基胺衍生物。由上述芳基胺衍生物形成的空穴输送材料由于具有高的三重态能量(T1)，因此能够使绿色TADF发光材料高效地发光。因而，根据本专利技术，能够提供高效率的有机EL元件。附图说明图1表示T4DBFHPB的1HNMR光谱(图1a)及13CNMR光谱(图1b)。图2表示T4DBFHPB的PYS测定结果(图2a)、UV-vis吸收光谱(图2b)、PL光谱(图2c)、过渡光电流衰减曲线(电场强度1.8×105Vcm-1)(图2d)、低温磷光光谱(图2e)及空穴迁移率的电场强度依赖性(图2f)。图3表示在空穴输送层(HTL)中使用T4DBFHPB、在mCBP主层中掺杂了15重量％的4CzIPN的绿色TADF元件的电流密度-亮度-电压特性(图3a)、外部量子效率-亮度特性(图3b)、功率利用系数-亮度特性(图3c)及EL发光光谱(图3d)。图4表示在空穴输送层(HTL)中使用T4DBFHPB、在mCBP主层中掺杂了10重量％、15重量％、20重量％的4CzIPN的绿色TADF元件的电流密度-亮度-电压特性(图4a)、外部量子效率-亮度特性(图4b)、功率利用系数-亮度特性(图4c)、EL发光光谱(图4d)、电流密度10mAcm-2时的元件寿命(图4e)及亮度半衰寿命的初期亮度加速试验结果(图4f)。图5表示Time-of-Flight(TOF：飞行时间)测定体系的概略图和求出迁移率的式子。图6表示本专利技术的有机EL元件的构成。图7表示TDBFBP的1HNMR光谱(图7a)及13CNMR光谱(图7b)。图8表示TDBFP的1HNMR光谱(图8a)及13CNMR光谱(图8b)。图9表示TDBFTP的1HNMR光谱。图10表示TDBFSBF1的1HNMR光谱。图11表示TDBFSBF2的1HNMR光谱(图11a)及13CNMR光谱(图11b)。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芳基胺衍生物，其以下述通式(1)表示，/n

【技术特征摘要】
20190205 JP 2019-018964;20200121 JP 2020-0072531.一种芳基胺衍生物，其以下述通式(1)表示，



通式(1)中，R1～R7分别独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数为1～6的烷基、直链或支链的碳原子数为1～6的烷氧基、或者直链或支链的碳原子数为1～6的单-或二-烷基氨基，
X为氧原子、硫原子或亚烷基(-CR8R9-)，其中，R8及R9分别独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数为1～6的烷基、直链或支链的碳原子数为1～6的烷氧基、或者直链或支链的碳原子数为1～6的单-或二-烷基氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹部久宏，城户淳二，镰田嵩弘，伊藤望，荒木卓，
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