化合物、电荷传输材料和有机电致发光元件制造技术

公开了具有优良耐热性、成膜性、电荷传输性和发光性的电荷传输材料，及具有高亮度和高发光效率并具有高寿命的有机电致发光元件。本发明专利技术涉及包括一种化合物的电荷传输材料和使用该电荷传输材料的有机电致发光元件，所述化合物在其分子内具有在２－、４－和６－位取代的两个或多个吡啶环，这些环基本上相互不共轭（条件是吡啶环３－和５－位可被任选地取代），以及包括该电荷传输材料的有机电致发光元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新的电荷传输材料和新化合物，更特别涉及甚至当反复进行电氧化或还原时也稳定的电荷传输材料，和使用该电荷传输材料且具有高效率和长寿命的有机电致发光元件。
技术介绍
作为薄膜型电致发光(EL)元件，包括掺杂Mn或稀土元素(Eu，Ce，Tb或Sm)的发光中心的II-VI族化合物如ZnS、CaS或SrS的无机材料已习以为常。然而由该无机材料制备的EL元件涉及如下问题1)它们要求逆电流驱动(50-1000Hz)；2)它们要求高驱动电压(1-200V)；3)通过使用它们难以实现全色显示(特别是蓝色困难)；和4)它们要求昂贵的外周装置驱动电路。然而，近年来，为解决上述问题，已开始开发使用有机薄膜的EL元件。特别地，为增强发光效率，通过开发其中提供包括芳香二胺的空穴传输层和包括8-羟基喹啉的铝配合物的发光层的有机电致发光元件，对电极的种类进行优化，目的在于改进自电极注入载流子的效率。(参见，非专利文献1Appl.Phys.Lett.，51，913，1987)，与使用例如蒽单晶的常规EL元件相比，已极大地改进了发光效率。还提出使用8-羟基喹啉的铝配合物作为主体材料并对其掺杂激光用荧光染料如香豆素(参见，非专利文献2J.Appl.Phys.，65，3610，1989)，由此改进发光效率并进行发射光波长的转化。于是，基本上获得实际可使用的性能。除了使用上述低分子材料的电致发光元件外，已开发了使用高分子材料如聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚或聚(3-烷基噻吩)作为发光层的电致发光元件，和其中将低分子量发光材料和电子迁移元素与高分子材料如聚乙烯咔唑混合的元件。为提高元件的发光效率，已试验使用磷光代替荧光。与使用荧光(单重态)的常规元件相比，使用磷光(即利用自三重激发态发射光)的元件预期显示3倍以上的改进效率。为此目的，过去研究了形成包括香豆素衍生物或二苯酮衍生物的发光层(参见非专利文献351th OyoButsurigakukai Rengo Koenkai，28a-PB-7，1990)。然而，获得特别低的亮度。在这之后，作为利用三重态的一种尝试，已研究了使用铕配合物，但这一尝试未导致实现高发光率。最近，已报道通过使用下面给出的铂配合物(T-1)可高效率发射红光(非专利文献4Nature，395，151，1998)。这样，通过将下面给出的铱配合物(T-2)掺入发光层中显著改进发绿光(非专利文献5App.Phys.Lett.，75，4，1999)。 为将有机电致发光元件用于显示元件如平板显示器中，必须在驱动时确保足够的稳定性以及改进发光元件的发光效率。然而，使用上面的文献中描述的发磷光分子(T-2)的有机电致发光元件呈现事实上不足的驱动稳定性，尽管它呈现高发光效率(参见非专利文献6Jpn.J.Appl.Phys.，38，L1502，1999)。因此，在现有状况下，难以实现呈现高效率的显示元件。作为新的材料体系，专利文献1(JP-A-2003-123983)提出了由如下化合物表示的吡啶基化合物作为有机电致发光元件的电子传输层或发光层的材料。 然而，这些化合物具有其中相应吡啶环中的氮原子可相互共轭的结构，因此它们呈现相当小的氧化还原势差。通常，为制备发射蓝色荧光或绿色至蓝色磷光的有机电致发光元件，要求使用具有特别大氧化还原势差的发光染料，并且为以高效率提供和聚焦电荷，要求包围该染料的材料(发光层中的主体材料和构成与发光层相邻的层的电荷传输材料)具有比染料大的氧化还原势差。因此，认为将专利文献1中描述的吡啶基化合物施于蓝色荧光发光元件或磷光发光元件。同样，由于吡啶基化合物在吡啶环上为活性点的2-、4-或6位具有氢原子，因此它们涉及电化学稳定性的问题。因此，为使用它们作为电致发光元件中电荷传输材料，必须对它们进行进一步改进。此外，在发光元件为金属配合物的情况下，当长时间施加电场时，将具有强配位能力的单元如双吡啶基的化合物引入发光层或造成配位体交换。非专利文献7(Collect.Czech.Chem.Commun.(vol.57)(1992))提出下式表示的荧光材料 该文献提出主要使用上述化合物作为发射蓝光的荧光染料，但没有公开其它具体应用。此外，在已报道的有机电致发光元件中，通过电荷传输层和电子传输层组合基本上可获得发光。发光的原理是自阳极注入的空穴迁移通过空穴传输层并与已自阴极注入且迁移通过电子传输层的电子在该两层之间的界面附近再次结合，由此激发空穴传输层和/或电子传输层。通常，在空穴传输层与电子传输层之间设置发光层，由此改进发光效率。此外，在某些情况，与阴极一面上的发光层的界面接触设置空穴阻挡层，目的在于促进在发光层中产生激子，由此增强发光效率和发光颜色的纯度。特别地，在其中将基于三芳基胺的化合物用于空穴注入/传输层和铝配合物用于电子注入/传输层的元件中，空穴的迁移率趋于超过电子迁移率，导致空穴通过阴极一侧，而无助于发光。特别是在使用其中发光层的氧化势大且电子传输层使用常用的Alq3(8-羟喹啉的铝配合物)的元件时，对于其中空穴难以限制在发光层内的发蓝光元件或发磷光元件，特别需要空穴阻挡层。对于空穴阻挡层，专利文献2(JP-A-2-195683)描述了例如提供具有比发光层大的电离势的空穴阻挡层，作为其一个例子，提出使用三(5，7-二氯-8-羟基喹啉合)铝。此外，专利文献3(JP-A-9-87616)提出使用硅杂环戊二烯。然而，这些未能提供足够的驱动稳定性。作为破坏驱动的原因，已指出因空穴阻挡材料的低玻璃转化温度(Tg)和空穴阻挡材料被注入的电子或空穴还原或氧化的电化学印刷导致的热降低。在使用以高效率发射磷光的铱配合物作为发光染料的元件中，通常使用铝配合物型空穴阻挡材料如Balq(铝(III)双(2-甲基-8-喹啉合)4-苯基酚盐)或SAlq(铝(III)双(2-甲基-8-喹啉合)三苯基甲硅烷醇盐)，在一定程度上获得长寿命(参见非专利文献8Appl.Phys.Lett.，vol.81，p.162(2002))。然而，上述化合物的不足空穴阻挡性能已造成元件的不足发光效率问题和电子传输层材料的氧化劣化问题，原因在于部分空穴通过空穴阻挡材料至电子传输层。基于上述问题，必须实现发光层中的电荷和掺杂剂的高发光效率的快速组合，由此给予空穴阻挡材料本身抗电氧化和还原的足够耐久性。因此，对于用于制备高效率发光的稳定元件和这种材料的元件结构的材料，还需要进一步改进和研究。JP-A-2003-123987JP-A-2-195683JP-A-9-87616Appl.Phys.Lett.，vol.51，p.913，1987J.Appl.Phys.，vol.65，p.3610，1989The 51th Oyo Butsuri-gakkai Rengo Koennkai，28a-PB-7，1990Nature，vol.395，p.151，1998Appl.Phys.Lett.，vol.75，p.4，1999Jpn.J.Phys.，vol.38，L1502，1999Collect.Czech.Chem.Commun.(Vol.57)(1992)Appl.Phys.Lett.，vol81，p.162，2002
技术实现思路
在上述情况下，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括在其分子内具有在２－、４－和６－位取代的两个或多个吡啶环的化合物的电荷传输材料，其中吡啶环基本上相互不共轭（条件是吡啶环３－和５－位可被取代）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢部昌义，佐藤秀树，畚野真代，盐谷武，竹内昌子，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]