双咔唑衍生物及使用其的有机电致发光元件制造技术

通过具有特定取代基的下述式(1)的双咔唑衍生物以及在阴极与阳极之间具有含有发光层的多层有机薄膜层、前述有机薄膜层中的至少一层含有该双咔唑衍生物的有机电致发光元件，提供发光效率高、寿命长的有机EL元件以及用于实现其的双咔唑衍生物。(式中，A1和A2彼此独立地表示成环碳原子数为6～30的取代或未取代的芳香族烃基等，Y1～Y16彼此独立地表示C(R)或N，R各自独立地表示氢原子等，L1和L2彼此独立地表示单键等，其中，A1和A2中的至少一个为取代或未取代的苯并呋喃基等。)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双咔唑衍生物及使用其的有机电致发光元件
本专利技术涉及双咔唑衍生物以及使用其的有机电致发光元件，特别是涉及发光效率高、寿命长的有机电致发光元件以及实现其的双咔唑衍生物。
技术介绍
由阴极注入的电子与由阳极注入的空穴在被两极夹着的有机发光体内再结合时发光的有机薄膜发光元件的研究近年得到活跃进行。这种发光元件的特征在于，薄型且低驱动电压下的高亮度发光、和通过选择发光材料实现的多色发光，受到关注。若对有机电致发光元件(以下称为有机EL元件。)施加电压，则分别由阳极将空穴，且由阴极将电子注入到发光层。接着在发光层中，所注入的空穴与电子再结合，形成激发子。此时，通过电子自旋的统计规则，以25%:75%的比率生成单重态激发子和三重态激发子。根据发光原理分类时，对于荧光型而言，使用利用单重态激发子的发光，因此有机EL元件的内部量子效率，25%是极限。另一方面已知，对于磷光型而言，使用利用三重态激发子的发光，因此在由单重态激发子有效地进行系间窜越的情况下，内部量子效率升高至100%。以往，对于有机EL元件，对应于荧光型和磷光型的发光机理来设计最优的元件。特别是对于磷光型的有机EL元件，由其发光特性已知，单纯地挪用荧光元件技术时，得不到高性能的元件。其理由通常认为如下所述。首先，磷光发光，由于为利用三重态激发子的发光，发光层中使用的化合物的能隙必须大。这是由于，某种化合物的能隙(以下也称为单重态能量)的值，通常大于该化合物的三重态能量(本专利技术中称为最低激发三重态与基态的能量差。)的值。因此，为了将磷光发光性掺杂材料的三重态能量有效地关闭在元件内，首先，必须将三重态能量大于磷光发光性掺杂材料的三重态能量的的主体材料用于发光层。进而，必须设置与发光层邻接的电子传输层和空穴传输层，并且电子传输层和空穴传输层使用比磷光发光性掺杂材料的三重态能量大的化合物。如此，基于以往的有机EL元件的元件设计思想的情况下，造成将与荧光型的有机EL元件中使用的化合物相比具有大的能隙的化合物用于磷光型的有机EL元件，有机EL元件整体的驱动电压升高。另外，荧光元件中有用的耐氧化性、耐还原性高的烃系的化合物由于π电子云的范围大，因此能隙小。因此，磷光型的有机EL元件中，难以选择这种烃系的化合物，而选择含有氧原子、氮原子等杂原子的有机化合物，其结果，磷光型的有机EL元件存在寿命比荧光型的有机EL元件短的问题。进而，磷光发光性掺杂材料的三重态激发子的激发子弛豫速率与单重态激发子相比非常长也对元件性能造成大的影响。即，源自单重态激发子的发光，由于与发光相关的弛豫速率快，因此不易产生激发子对发光层的周边层(例如空穴传输层、电子传输层)的扩散，可以期待有效的发光。另一方面，源自三重态激发子的发光，由于为自旋禁阻、弛豫速率慢，易产生激发子对周边层的扩散，由特定的磷光发光性化合物以外，产生热的能量失活。也就是说，电子和空穴的再结合区域的控制比荧光型的有机EL元件重要。由于以上的理由，磷光型的有机EL元件的高性能化需要选择与荧光型的有机EL元件不同的材料、以及设计元件。有机薄膜发光元件中的最大问题之一在于，兼具高发光效率和低驱动电压。作为得到高效率的发光元件的方法，已知在主体材料中掺杂数%的掺杂材料来形成发光层的方法(参照专利文献1)。对主体材料要求高的载流子迁移率（キャリア移動度）、均匀的成膜性等，对掺杂材料要求高的荧光量子效率、均匀的分散性等。另外，作为掺杂材料，一直以来通常使用荧光性(单重态发光)材料，但是为了提高发光效率，一直以来尝试使用磷光性(三重态发光)材料，普林斯敦大学的研究组指出与以往的荧光性材料相比，发光效率大幅升高(参照非专利文献1)。公开了作为磷光性掺杂材料，使用以铱、锇、铑、钯、铂等作为中心金属的金属络合物的技术(参照专利文献2～4)。另外公开了作为与磷光性掺杂材料组合的主体材料，使用咔唑衍生物、芳香族胺衍生物、羟基喹啉金属络合物等的技术(参照专利文献2～6)，但是都没有表现出充分的发光效率和低驱动电压。另一方面公开了使用双咔唑衍生物作为荧光元件的空穴传输材料的技术(专利文献7)。另外公开了磷光的主体材料使用双咔唑衍生物的技术。例如专利文献8中记载了与特定的金属络合物掺杂剂组合的主体材料使用双咔唑衍生物的例子。但是，未公开表现出高的发光特性的双咔唑衍生物的化合物。另外，专利文献9中记载了使用双咔唑衍生物作为主体材料。该专利文献9中，将含有氨基取代基的苯基、萘基、芴基等提高主体材料的载流子传输性的取代基导入到咔唑结构的N-位。由此，实现发光元件的低电压化，但是对于元件寿命而言，具体不清楚。另一方面，关于荧光型元件的高效率化技术，公开了一些由至今未有效使用的三重态激发子取出发光的技术。例如非专利文献2中，对蒽系化合物用于主体的无掺杂元件进行解析，作为机理，通过两个三重态激发子碰撞融合，生成单重态激发子，其结果，荧光发光增加。如此通过两个三重态激发子碰撞融合来生成单重态激发子的现象，以下称为TTF(三重态-三重态融合、Triplet-TripletFusion)现象。另外，非专利文献3中公开了在含有主体和掺杂剂的发光层与电子传输层之间具备包含芳香族化合物的层(效率增强层、efficiency-enhancementlayer、称为EEL)的蓝色发光荧光型的OLED。EEL使用化合物EEL-1的OLED，与EEL使用Bphen、BCP的情况相比，以低电压驱动，表现出高的外部量子效率，寿命长。该EEL发挥作为用于产生TTF现象的阻挡层的功能。进而，使用了产生TTF现象的EEL的有机EL元件需要用于调整适当的载流子平衡的空穴传输层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第2814435号专利文献2：日本特表2003-526876专利文献3：日本特表2003-515897专利文献4：日本特开2003-81988专利文献5：日本特开2003-133075专利文献6：日本特表2002-540572专利文献7：日本专利第3139321号专利文献8：日本专利第4357781号专利文献9：日本特开2008-135498非专利文献非专利文献1：AppliedPhysicsLetters)(美国)、1999年、第75卷、第1号、4页非专利文献2：JournalofAppliedPhysics,102,114504(2007)非专利文献3：SID10DIGEST,560(2010)。
技术实现思路
本专利技术是在这种状况下提出的，其目的在于，提供发光效率高、寿命长的有机电致发光元件以及用于实现其的双咔唑衍生物。本专利技术人等为了达成前述目的而进行深入研究，结果发现，通过具有特定取代基的双咔唑衍生物，可以达成该目的。本专利技术是基于上述发现完成的。即，本专利技术提供下述双咔唑衍生物、有机电致发光元件用材料以及有机电致发光元件。需要说明的是，本说明书中，“氢”也包括氘。下述式(1)所示的双咔唑衍生物，[化学式1](式(1)中，A1和A2彼此独立地表示成环碳原子数为6～30的取代或未取代的芳香族烃基、或者成环碳原子数为2～30的取代或未取代的芳香族杂环基，Y1～Y16彼此独立地表示C(R)或氮原子，R各自独立地表示氢原子、取代基或与咔唑骨架键合的连接键，L1和L2彼此独立地是单键、取代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.07 JP 2011-024452;2011.10.18 JP 2011-229111.下述式（2）～（4）中的任一者所示的双咔唑衍生物，在式(2)中，A1表示未取代的二苯并呋喃基或未取代的二苯并噻吩基，A2表示未取代的苯基、未取代的萘基、未取代的菲基、未取代的荧蒽基、或未取代的苯并菲基，Y6和Y11表示C（R），R表示与咔唑骨架键合的结合键，Y1～Y5、Y7～Y10、和Y12～Y16相互独立地表示CH或氮原子，L1表示未取代的亚苯基、未取代的亚萘基或者未取代的二价的芳香族杂环基，该芳香族杂环选自吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环和三嗪环，L2表示单键、未取代的亚苯基、未取代的亚萘基或者可被苯基取代的二价的芳香族杂环基，该芳香族杂环选自吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环和三嗪环，在式（3）和（4）中，A1表示未取代的二苯并呋喃基或未取代的二苯并噻吩基，A2表示未取代的苯基、未取代的萘基、未取代的菲基、未取代的荧蒽基、或未取代的苯并菲基，式（3）和（4）的Y7、式（3）的Y11、和式（4）的Y10表示C（R），R表示与咔唑骨架键合的结合键；式（3）的Y1～Y6、Y8～Y10、和Y12～Y16、和式（4）的Y1～Y6、Y8、Y9、和Y11～Y16相互独立地表示CH或氮原子，L1表示单键、未取代的亚苯基、未取代的亚萘基或者未取代的二价的芳香族杂环基，该芳香族杂环选自吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环和三嗪环，L2表示单键、未取代的亚苯基、未取代的亚萘基、或者可被苯基取代的二价的芳香族杂环基，该芳香族杂环选自吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环和三嗪环，其中，下述化合物除外，。2.根据权利要求1所述的双咔唑衍生物，其中，在上述权利要求1记载的式（2）～（4）中，L1表示未取代的亚苯基或未取代的亚萘基。3.根据权利要求1所述的双咔唑衍生物，其中，在上述权利要求1记载的式（2）～（4）中，L1是未取代的亚苯基、未取代的亚萘基、或者未取代的二价的芳香族杂环基，所述A1是1-二苯并呋喃基、3-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、或二苯并噻吩基。4.根据权利要求1所述的双咔唑衍生物，其中，在上述权利要求1记载的式（2）～（4）中，L2是单键或可被苯基取代的二价的芳香族杂环基。5.根据权利要求1所述的双咔唑衍生物，其中，在上述权利要求1记载的式（2）～（4）中，L2是单键，L1是未取代的亚苯基、未取代的亚萘基、或者未取代的二价的芳香族杂环基。6.根据权利要求1所述的双咔唑衍生物，其中，在上述权利要求1记载的式（3）和（4）中，L1是单键，L2是未取代的亚苯基、未取代的亚萘基、或者可被苯基取代的二价的芳香族杂环基。7.根据权利要求1所述的双咔唑衍生物，其中，在上述权利要求1记载的式（2）～（4）中，A1为未取代的4-二苯并呋喃基或未取代的4-二苯并噻吩基。8.根据权利要求1所述的双咔唑衍生物，其中，在上述式（2）中，Y6和Y11表示C（R），R表示与咔唑骨架键合的结合键，Y1～Y５、Y7～Y10、和Y12～Y16...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上哲也，伊藤光则，加藤朋希，日比野茎子，西村和树，佐土贵康，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：
国别省市：