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CN104617229B - 有机电致发光器件 - Google Patents

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CN104617229B
CN104617229B CN201510020875.2A CN201510020875A CN104617229B CN 104617229 B CN104617229 B CN 104617229B CN 201510020875 A CN201510020875 A CN 201510020875A CN 104617229 B CN104617229 B CN 104617229B
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Abstract

本申请涉及一种有机电致发光器件。公开了具有高效率、低驱动电压和长寿命的有机EL器件，所述有机EL器件通过以材料能够有效显示其特性的方式，组合具有优异的空穴和电子注入/输送性能及薄膜稳定性和耐久性的有机EL器件用的各种材料来获得。具体公开了有机电致发光器件，所述有机电致发光器件依次至少包括阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极。有机电致发光器件的特征在于，空穴注入层包含在其分子中含有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物；空穴注入层还包含在其分子中含有两个三苯胺结构的芳基胺化合物。

Description

有机电致发光器件
本申请是申请日为2009年5月15日，申请号为200980117405.0，发明名称为“有机电致发光器件”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及作为适于各种显示设备的自发光器件的有机电致发光器件。更具体地，本发明涉及使用多种特定芳基胺衍生物(和特定吡啶衍生物)的有机电致发光器件(下文称之为“有机EL器件”)。
背景技术
由于有机EL器件是自发光器件，因此与液晶设备相比，它们是明亮的且可视性优异，并能够给予清晰显示。因此，已积极地研究有机EL器件。
1987年，Eastman Kodak Company的C.W.Tang等人通过开发各种作用配置于各自材料的具有多层结构的器件，使用有机材料将有机EL器件投入实际应用。它们形成了能够输送电子的荧光材料和能够输送空穴的有机材料的层压体，从而将两种电荷注入荧光材料层中以发光，由此实现在电压为10V以下时的1000cd/m2以上的高亮度(参见例如专利文献1和2)。
专利文献1：JP-A-8-48656
专利文献2：日本专利3194657
迄今，对有机EL器件的实际利用已进行了许多改进，并通过电致发光器件已经实现高的效率和耐久性，在该电致发光器件将阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层和阴极依次设置于基板上，以进一步分割多层结构的各种作用(参见例如非专利文献1)。
非专利文献1：Japan Society of Applied Physics Ninth Workshop Preprint,pp.55-61(2001)
此外，为了进一步改进发光效率的目的，已尝试利用三重态激子(tripletexciton)，和已经研究利用磷光材料(参见例如非专利文献2)。
非专利文献2：Japan Society of Applied Physics Ninth Workshop Preprint,pp.23-31(2001)
发光层还可通过使电荷输送化合物(通常称为基质材料(host material))掺杂有荧光材料或磷光材料来制备。如上述非专利文献中所述，有机EL器件中有机材料的选择显著影响各种性能如器件的效率和耐久性(参见非专利文献2)。
在有机EL器件中，从两种电极注入的电荷在发光层再结合以实现发光。为了获得具有高效率、低驱动电压和长寿命的有机EL器件，需要提供具有优异载流子平衡的器件，在所述器件中电子或空穴能够有效注入和输送，且该二者能够有效再结合。
作为用于有机EL器件的空穴注入材料，起初提及酞菁如铜酞菁(下文中称之为“CuPc”)(参见例如专利文献3)。然而，由于酞菁在可见光范围有吸收，具有苯二胺结构的材料已变得被广泛使用(参见例如专利文献4)。另一方面，作为空穴输送材料，已使用含联苯胺骨架的芳基胺类材料(参见例如专利文献5)。
专利文献3：美国专利4,720,432
专利文献4：JP-A-8-291115
专利文献5：日本专利3529735
代表性的发光材料三(8-羟基喹啉)铝(下文中称之为“Alq3”)普遍用作电子输送材料。然而，与通常使用的空穴输送材料具有的空穴迁移率相比，Alq3的电子迁移率低，Alq3具有5.8eV的功函数，以致不能认为Alq3具有足够的空穴阻挡能力。因此，一部分空穴通过发光层，导致效率降低。
此外，为了有效实现从阳极或阴极向发光层中空穴注入或电子注入的目的，已开发了材料具有的电离电位值和电子亲和势值分阶段设定，且两层以上的层相对于空穴注入层和电子注入层的每一层进行层压的器件(参见例如专利文献6)。然而，不能说使用的材料在发光效率、驱动电压和器件寿命的所有方面是足够的。
专利文献6：JP-A-6-314594
通常，由于空穴输送层是极薄的膜，它受到ITO电极表面粗糙度的影响，因此存在由于出现短路等导致在制备的器件中出现缺陷产品的高概率。当使空穴输送层的膜厚度变厚时，能够掩藏ITO电极表面的粗糙度，并能够降低在制备的器件中出现缺陷产品的概率。然而，当使空穴输送层的膜厚度变厚时，驱动电压升高并超过实际驱动电压。
为了改进有机EL器件的器件特性和提高器件制备的产量的目的，已需要如下的器件：所述器件通过组合空穴或电子的注入或输送性能优异且薄膜稳定性和耐久性优异的材料，能够实现空穴和电子有效再结合且具有高的发光效率、低的驱动电压和长的寿命。
此外，为了改进有机EL器件的器件特性的目的，已需要如下的器件：所述器件通过组合空穴或电子的注入和输送性能优异且薄膜稳定性和耐久性优异的材料，而具有良好的载流子平衡以及高的效率、低的驱动电压和长的寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供有机EL器件，所述有机EL器件通过组合空穴或电子的注入或输送性能优异且薄膜稳定性和耐久性优异的各种有机EL器件用材料，从而使各自材料能够有效显示它们的特性，来提供具有高的效率、低的驱动电压和长的寿命的有机EL器件。作为适于本发明的有机化合物的物理特性，提及：(1)良好的空穴或电子注入特性，(2)高的空穴或电子迁移率，(3)优异的电子或空穴阻挡能力，(4)良好的薄膜状态稳定性以及(5)优异的耐热性。此外，作为适于本发明的器件的物理特性，可以提及：(1)高的发光效率，(2)低的发光起始电压，(3)低的实际驱动电压，以及(4)长的寿命。
解决本发明问题的手段
接着，为了实现上述目的，在关注于以下事实的情况下：芳基胺类材料的空穴注入或输送能力优异且薄膜稳定性和耐久性优异，本发明人选择特定的两种芳基胺化合物并通过组合该化合物以使空穴能够有效注入和输送至发光层中而制备了各种有机EL器件，并且他们广泛而深入地评价了器件特性。此外，在关注于以下事实的情况下：显示电子亲和性的吡啶衍生物的电子注入或输送能力优异且薄膜稳定性和耐久性优异，他们选择特定的芳基胺化合物和特定吡啶衍生物并通过组合该化合物从而获得良好的载流子平衡而制备了各种有机EL器件，并且他们广泛而深入地评价了该器件的特性。结果，他们完成了本发明。
即，本发明提供了以下有机EL器件。
1)一种有机电致发光器件，该有机电致发光器件依次至少包括阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极，其中空穴注入层在其分子中含有具有如下结构的芳基胺化合物：三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构；空穴输送层在其分子中含有具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物。
2)根据以上1)所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物是由以下通式(2)表示的芳基胺化合物：
其中R12至R23可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、具有1至6个碳原子的直链或支链烯基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基，当多个这些取代基键合在相同苯环上时，这些取代基可彼此键合以形成环；r12至r23各自表示1至4的整数；A1、A2和A3可相同或不同，并各自表示由以下结构式(B)至(F)中之一表示的二价基团或者单键：
其中n2表示1至3的整数。
3)根据以上1)或2)所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物是由以下通式(3)表示的芳基胺化合物：
其中R24至R29可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、具有1至6个碳原子的直链或支链烯基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基，当多个这些取代基键合在相同苯环上时，这些取代基可彼此键合以形成环；r24至r29各自表示1至4的整数；A4表示由以下结构式(B)至(F)中之一表示的二价基团或者单键：
其中n2表示1至3的整数。
[化学式11]
-CH2- (E)
4)根据以上1)至3)任一项所述的有机电致发光器件，其中所述空穴输送层具有20至300nm的膜厚度。
5)根据以上1)所述的有机电致发光器件，其中所述电子输送层在其分子中含有具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物，该化合物由以下通式(1)表示：
其中Ar1表示取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；R1至R11可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；B1表示取代或未取代的芳烃二价基团、取代或未取代的芳杂环二价基团、取代或未取代的稠多环芳族二价基团或者单键；m1和n1各自表示1至3的整数；W、X、Y和Z各自表示碳原子或氮原子，条件是当m1是2时，和当m1是3时，则n1是1，以及仅仅W、X、Y和Z中之一表示氮原子，且所述氮原子不具有R8至R11中的任一种的取代基。
6)根据以上5)所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的所述芳基胺化合物是由以上通式(2)表示的芳基胺化合物。
7)根据以上5)或6)所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物是由以上通式(3)表示的芳基胺化合物。
8)根据以上5)至7)任一项所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物是由以下通式(4)表示的化合物：
其中Ar2表示取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；R30至R44可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；n3各自表示1至3的整数；W、X、Y和Z各自表示碳原子或氮原子，条件是仅仅W、X、Y和Z中之一表示氮原子，且所述氮原子不具有R37至R40中任一种的取代基。
9)根据以上5)至7)任一项所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物是由以下通式(5)表示的化合物：
其中Ar3表示取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；R45至R55可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；m2和n4各自表示1至3的整数；W、X、Y和Z各自表示碳原子或氮原子，条件是当m2是2时，和当m2是3时，则n4是1，以及仅仅W、X、Y和Z中之一表示氮原子，且所述氮原子不具有R52至R55中的任一种的取代基。
通式(2)中由R12至R23表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括：苯基、联苯基、三联苯基、四苯基(tetrakisphenyl)、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基(dibenzofuranyl group)、硫芴基(dibenzothhiophenyl group)、萘啶基(naphthyridinyl group)、菲咯啉基(phenanthrolinyl group)以及吖啶基。
通式(2)中由R12至R23表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、芴基、菲基、茚基、芘基。这些取代基可进一步被取代。
通式(3)中由R24至R29表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括：苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基、硫芴基、萘啶基、菲咯啉基以及吖啶基。
通式(3)中由R24至R29表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、芴基、菲基、茚基以及芘基，它们可进一步被取代。
通式(1)中由Ar1表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括以下化合物：如苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、吡啶并吲哚基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基、硫芴基、萘啶基、菲咯啉基以及吖啶基。
通式(1)中由Ar1表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、氰基、羟基、硝基、烷基、环烷基、烷氧基、氨基、苯基、萘基、蒽基、苯乙烯基、吡啶基、吡啶并吲哚基、喹啉基以及苯并噻唑基。这些取代基可进一步被取代。
通式(1)中由R1至R11表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括：苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基、硫芴基、萘啶基、菲咯啉基以及吖啶基。
通式(1)中由R1至R11表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、芴基、菲基、茚基以及芘基。这些取代基可进一步被取代。
通式(1)中由B1表示的“取代或未取代的芳烃二价基团”、“取代或未取代的芳杂环二价基团”或者“取代或未取代的稠多环芳族二价基团”中的芳烃二价基团、芳杂环二价基团或者稠多环芳族二价基团的具体实例包括：亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、亚四苯基、亚萘基、亚蒽基、亚芴基、亚菲基、亚茚基、亚芘基、亚吡啶基、亚嘧啶基、亚喹啉基、亚异喹啉基、亚吲哚基、亚咔唑基、亚喹喔啉基、亚苯并咪唑基、亚吡唑基、亚萘啶基、亚菲咯啉基以及亚吖啶基。
通式(1)中由B1表示的“取代或未取代的芳烃二价基团”、“取代或未取代的芳杂环二价基团”或者“取代或未取代的稠多环芳族二价基团”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、芴基、菲基、茚基以及芘基。这些取代基可进一步被取代。
通式(4)中由Ar2表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括以下化合物：如苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、吡啶并吲哚基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基、硫芴基、萘啶基、菲咯啉基以及吖啶基。
通式(4)中由Ar2表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、氰基、羟基、硝基、烷基、环烷基、烷氧基、氨基、苯基、萘基、蒽基、苯乙烯基、吡啶基、吡啶并吲哚基、喹啉基以及苯并噻唑基。这些取代基可进一步被取代。
通式(4)中由R30至R44表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括：苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基、硫芴基、萘啶基、菲咯啉基以及吖啶基。
通式(4)中由R30至R44表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、芴基、菲基、茚基以及芘基。这些取代基可进一步被取代。
通式(5)中由Ar3表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括以下化合物：如苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、吡啶并吲哚基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基、硫芴基、萘啶基、菲咯啉基以及吖啶基。
通式(5)中由Ar3表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的或未取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、氰基、羟基、硝基、烷基、环烷基、烷氧基、氨基、苯基、萘基、蒽基、苯乙烯基、吡啶基、吡啶并吲哚基、喹啉基以及苯并噻唑基。这些取代基可进一步被取代。
通式(5)中由R45至R55表示的“取代或未取代的芳烃基”、“取代或未取代的芳杂环基”或者“取代或未取代的稠多环芳基”中的芳烃基、芳杂环基或者稠多环芳基的具体实例包括：苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基、苯并咪唑基、吡唑基、氧芴基、硫芴基、萘啶基、菲咯啉基以及吖啶基。
通式(5)中由R45至R55表示的“取代的芳烃基”、“取代的芳杂环基”或者“取代的稠多环芳基”中的取代基的具体实例包括：氟原子、氯原子、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、苯基、联苯基、三联苯基、四苯基、苯乙烯基、萘基、芴基、菲基、茚基以及芘基。这些取代基可进一步被取代。
均可用于本发明的有机EL器件的两种芳基胺化合物，可用作有机EL器件的空穴注入层或空穴输送层的构成材料，该两种芳基胺化合物为：由上述通式(2)表示的、在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物，或者由上述通式(3)表示的、在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物。
与由上述通式(3)表示的在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物相比，由上述通式(2)表示的、在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物具有高的空穴迁移率，因此是作为空穴注入层材料的优选化合物。
可用于本发明的有机EL器件的由上述通式(1)、上述通式(4)或上述通式(5)表示的在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物(本发明中使用的特定吡啶衍生物)，可用作有机EL器件的电子输送层的构成材料。
在本发明的有机EL器件中，在考虑到载流子平衡的同时，组合空穴或电子的注入或输送性能优异且薄膜稳定性和耐久性优异的有机EL器件用材料。因此，与常规有机EL器件相比，向空穴注入层中的空穴注入的效率得到提高，从空穴输送层至发光层中的空穴输送的效率也得到提高(此外，在使用特定吡啶衍生物的实施方案中，从电子输送层至发光层中的电子输送的效率也得到提高)。因此，不仅发光效率能够提高，而且驱动电压也能够降低，由此提高了有机EL器件的耐久性。
已变得可能的是，实现具有高效率、低驱动电压和长寿命的有机EL器件。
有益效果
在本发明的有机EL器件中，通过选择空穴或电子的注入或输送性能优异且薄膜稳定性和耐久性优异、且能够有效显示空穴的注入或输送作用的特定两种芳基胺化合物的组合，可以实现能够有效注入或输送空穴至发光层中并具有高效率、低驱动电压和长寿命的有机EL器件。此外，通过选择特定芳基胺化合物和特定吡啶衍生物并组合它们从而获得载流子平衡，可以实现具有高效率、低驱动电压和长寿命的有机EL器件。根据本发明，能够改进常规有机EL器件的发光效率、驱动电压和耐久性。
附图说明
图1是示出本发明的EL器件构造实例的图示。
图2是示出实施例的EL器件构造的图示。
附图标记说明
1：玻璃基板
2：透明阳极
3：空穴注入层
4：空穴输送层
5：发光层
6：空穴阻挡层
7：电子输送层
8：电子注入层
9：阴极
具体实施方式
如下给出适用于本发明的有机EL器件的、由上述通式(2)表示的、在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物的优选化合物的具体实例，但不应当解释为本发明受限于这些化合物。
如下给出适用于本发明的有机EL器件的、由上述通式(3)表示的、在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物的优选化合物的具体实例，但不应当解释为本发明受限于这些化合物。
作为适用于本发明的有机EL器件的、在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物，如下给出除了由上述通式(3)表示的在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物之外的其他具体实例，但不应当解释为本发明受限于这些化合物。
用于本发明的有机EL器件的、由上述通式(1)、上述通式(4)或上述通式(5)表示的在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物可例如通过以下步骤来合成：在钯催化剂存在下使相应卤代苯胺基吡啶进行环化反应，以合成吡啶并吲哚环(参见例如非专利文献3)，接着将它与卤代吡啶或各种具有吡啶基的卤代芳烯的一种进行缩合。各种具有联吡啶基的卤代芳烯可通过以下步骤来合成：在碱的存在下缩合相应的醛和乙酰基吡啶，并进一步使缩合产物与相应的吡啶鎓碘化物反应(pyridinium iodide)(参见例如非专利文献4)。
另外，使如此合成的相应吡啶并吲哚环与各种卤代芳烯之一进行缩合反应，以合成卤代芳烯吡啶并吲哚环结构，接着在钯催化剂存在下将卤代芳烯吡啶并吲哚环结构进行硼酸酯化反应，由此可合成相应的硼酸酯。此外，相应的二卤代吡啶衍生物与锡试剂进行缩合反应，以合成二卤代吡啶基(参见例如非专利文献6)，接着与上述硼酸酯进行缩合反应，由此可合成具有取代的吡啶基和通过芳烯基连接的吡啶并吲哚环结构的化合物。
非专利文献3：J.Chem.Soc,Perkm Trans.1,p.1505(1999)
非专利文献4：Synthesis,1(1976)
非专利文献5：J.Org.Chem.,67,p.443(2002)
均适用于本发明的有机EL器件的两种芳基胺化合物可通过已知方法来合成，该两种芳基胺化合物为：由上述通式(2)表示的在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物，或者由上述通式(3)表示的在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物(参见例如专利文献7至9)。
专利文献7：JP-A-7-126615
专利文献8：JP-A-8-048656
专利文献9：JP-A-2005-108804
如下给出用于本发明的有机EL器件的、由上述通式(1)表示的、在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物的优选化合物的具体实例，但不应当解释为本发明受限于这些化合物。
如图2中所示，本发明的有机EL器件的结构的实例包括在基板上依次具有阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层和阴极的结构，以及在发光层和电子输送层之间进一步具有空穴阻挡层的结构。在这些多层结构中，可以省略几层有机层，例如所述结构具有在基板上依次具有阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极的构造。
作为本发明的有机EL器件的阳极，使用具有大的功函数的电极材料如ITO或金。
作为空穴注入层，使用具有高空穴迁移率和在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物。
作为空穴输送层，使用在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物。
空穴输送层通常以40至60nm的膜厚使用。然而，在本发明的有机EL器件中，即使当膜厚为100nm以上，也抑制驱动电压的升高以及在膜厚为20至300nm下仍能够保持实际驱动电压。为了保持实际驱动电压，膜厚更优选为20至200nm。
作为本发明的有机EL器件的发光层和空穴阻挡层，使用铝络合物、苯乙烯基衍生物、噻唑衍生物、噁唑衍生物、咔唑衍生物和聚二烷基芴衍生物等。
此外，作为发光层的基质材料，例如可使用荧光材料如喹吖啶酮、香豆素、红荧烯。以下用作磷光材料：绿色磷光材料如苯基吡啶的铟络合物(Ir(PPy)3)；蓝色磷光材料如Firpic或Fir6；以及红色磷光材料如Btp2Ir(acac)等。此时，高性能有机EL器件也可通过使用空穴注入/输送基质材料4,4’-二(N-咔唑基)联苯(下文中称之为“CBP”)等作为基质材料来制备。
作为本发明的有机EL器件的空穴阻挡层，可使用各自具有大的电离电位值和阻挡空穴特性的菲咯啉衍生物如BCP(浴铜灵(bathocuproine))以及铝络合物如BAlq(双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基苯酚铝(Ⅲ))(aluminum(Ⅲ)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate))等。此外，可使用电子输送材料如取代的联吡啶化合物、噻唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物和聚二烷基芴衍生物，只要它具有阻挡空穴的特性即可。
可选择地，作为空穴阻挡层，也可使用在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的上述化合物。
作为本发明的有机EL器件的电子输送层，优选使用在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的上述化合物。
可选择地，作为电子输送层，可使用：取代的联吡啶化合物、菲咯啉衍生物、铝络合物、噻唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物和聚二烷基芴衍生物等。
本发明的有机EL器件可具有如图1和图2中所示的电子注入层。作为电子注入层，可使用氟化锂等。
作为阴极，可以使用具有低的功函数的电极材料如铝或者具有较低的功函数的合金如铝镁作为电极材料。
实施例
将参考以下实施例更详细描述本发明的实施方案，但是只要不超出本发明的宗旨，本发明不应当解释为受限于以下实施例。
实施例1A
有机EL器件通过在玻璃基板1上依次沉积空穴注入层3、空穴输送层4、发光层5、电子输送层7、电子注入层8和阴极(铝电极)9来制备，如图2中所示，在所述玻璃基板1上已预先形成作为透明阳极2的ITO电极。
首先，将在其上已形成膜厚为150nm的ITO的玻璃基板1在异丙醇中超声洗涤20分钟后，玻璃基板1通过在150℃下加热的热板上煮沸20分钟来洗涤。然后，将此设置ITO的玻璃基板安装在真空沉积机中并进行氧等离子体处理5分钟，接着抽真空至0.001Pa以下。
接着，使以下结构式的化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3，从而覆盖透明电极2。在此空穴注入层3上，使以下结构式的化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4。在此空穴输送层4上，以化合物7相对于化合物8的沉积速率比为5/95的沉积速率，使以下结构式的化合物7和以下结构式的化合物8以30nm的膜厚进行双组分沉积作为发光层5。在此发光层5上，Alq3形成30nm的膜厚作为电子输送层7。在此电子输送层7上，氟化锂形成0.5nm的膜厚作为电子注入层8。最后，铝以150nm的厚度沉积以形成阴极9。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.43V。
实施例2A
除了使化合物3-1形成100nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.45V。
实施例3A
除了使化合物3-1形成150nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.65V。
实施例4A
除了使化合物3-1形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.70V。
实施例5A
除了使化合物3-1形成300nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为7.41V。
实施例6A
除了使以下结构式的化合物2-4代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.49V。
实施例7A
除了使化合物3-1形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例6A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.79V。
实施例8A
除了使以下结构式的化合物2-6代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.63V。
实施例9A
除了使化合物3-1形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例8A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.91V。
实施例10A
除了使以下结构式的化合物2-10代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.59V。
实施例11A
除了使化合物3-1形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例10A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.89V。
实施例12A
除了使以下结构式的化合物2-14代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.56V。
实施例13A
除了使化合物3-1形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例12A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.88V。
实施例14A
除了使以下结构式的化合物3-4代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.44V。
实施例15A
除了使化合物3-4形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例14A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.73V。
实施例16A
除了使以下结构式的化合物3-6代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.54V。
实施例17A
除了使化合物3-6形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例16A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.85V。
实施例18A
除了使以下结构式的化合物3-10代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.51V。
实施例19A
除了使化合物3-10形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例18A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.82V。
实施例20A
除了使以下结构式的化合物3-15代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.46V。
实施例21A
除了使化合物3-15形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例20A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.76V。
[比较例1A]
除了使CuPc代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为8.30V。
[比较例2A]
除了使以下结构式的化合物9代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为8.14V。
[比较例3A]
除了使NPD代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为5.50V。
[比较例4A]
除了使NPD代替化合物3-1形成100nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例1A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为6.30V。
[比较例5A]
除了使NPD代替化合物3-1形成150nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例3A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为7.55V。
[比较例6A]
除了使NPD代替化合物3-1形成200nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例4A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为8.95V。
[比较例7A]
除了使NPD代替化合物3-1形成300nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例5A中相同的方式制备有机EL器件。
在大气中在常温下在施加直流电压时测量如此制备的有机EL器件的特性。结果，发现在以电流密度10mA/cm2的电流流动时的驱动电压为11.1V。
从实施例1A和比较例1A，当空穴注入层的化合物由CuPc代替为化合物2-1时，驱动电压由8.30V降低至5.43V。此外，从实施例1A和比较例2A，当空穴注入层的化合物由上述结构式的化合物9代替为化合物2-1时，驱动电压由8.14V降低至5.43V。
根据本发明的有机EL器件，发现有机EL器件内部的载流子平衡通过组合特定两种芳基胺化合物来改进，并发现与使用CuPc或上述结构式的化合物9的常规有机EL器件相比，能够实现具有低驱动电压和长寿命的有机EL器件。
此外，从实施例1A至5A与比较例3A至7A的比较可确定，在使用化合物2-1作为空穴输送层材料的情况下，即使当使得空穴输送层的膜厚度厚时，也保持驱动电压的降低。
根据本发明的有机EL器件，发现有机EL器件内部的载流子平衡通过组合特定两种芳基胺化合物来改进，并发现与使用通常广泛使用的NPD作为空穴输送剂的常规有机EL器件相比，能够实现有低驱动电压和长寿命、具有厚膜厚度的空穴输送层的有机EL器件。
实施例1B
([6-(4-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-基)苯基]-4-萘-2-基-[2,2’]联吡啶(化合物1-20)的合成)
向10.0g 4-溴代乙酰苯添加12.8g碘和80mL吡啶并加热，在100℃下搅拌混合物3小时。冷却至室温后，添加100mL水，通过重结晶进行纯化。在70℃在减压下进行干燥12小时，产出15.5g(收率：76％)4-溴代苯甲酰甲基吡啶鎓碘化物的褐色粉末(4-bromophenacylpyridinium iodide)。
接着，向6.0g 2-萘甲醛(naphthoaldehyde)添加4.7g 2-乙酰吡啶和40mL甲醇，搅拌的同时使混合物冷却至-5℃。向该混合物逐滴添加62mL 3wt％NaOH/甲醇溶液，在-5℃下搅拌该混合物2小时。然后，在相同温度下进一步进行反应2天。向反应溶液添加37.0g乙酸铵、15.5g上述4-溴代苯甲酰甲基吡啶鎓碘化物和100mL甲醇，将混合物在55℃下搅拌2天。冷却至室温后，通过过滤收集所得粗产品，并用甲醇洗涤。在70℃在减压下进行干燥12小时，产出3.8g(收率：23％)6-(4-溴苯基)-4-萘-2-基-[2,2’]联吡啶的灰色粉末。
向2.5g获得的[6-(4-溴苯基)-4-萘-2-基-[2,2’]联吡啶添加1.0g 5H-吡啶并[4,3-b]吲哚、0.2g铜粉、2.4g碳酸钾、0.2mL二甲基亚砜和10mL正十二烷，将混合物回流搅拌7小时。冷却至室温后，向混合物添加60mL氯仿，通过过滤除去不溶性物质，减压浓缩滤液，产出粗产品。粗产品通过柱色谱(载体：NH硅胶，洗脱液：己烷/氯仿)来纯化，产出1.85g(收率：62％)[6-(4-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-基)苯基]-4-萘-2-基-[2,2’]联吡啶(化合物1-20)的白色粉末。
[合成参考例1]
((6”-萘-1-基-6-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-基-[2,2’；6’,2”]三联吡啶)的合成)
向0.9g 6”-溴-6-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-基-[2,2’；6’,2”]三联吡啶添加0.39g萘硼酸、9mL 2M的碳酸钾水溶液、0.1g四(三苯基膦)钯(0)、120mL甲苯和30mL乙醇，将混合物回流搅拌6小时。冷却至室温后，添加200mL水并用150mL氯仿进行提取。经硫酸镁干燥后，将生成物减压浓缩，产出粗产品。粗产品通过柱色谱(载体：NH硅胶，洗脱液：氯仿)来纯化，产出799mg(收率：80％)以下结构式的6”-萘-1-基-6-5H-吡啶并[4,3-b]吲哚-5-基-[2,2’；6’,2”]三联吡啶(化合物6)的白色粉末。
实施例2B
如图2中所示，通过在在其上已预先形成ITO电极作为透明阳极2的玻璃基板1上依次沉积空穴注入层3、空穴输送层4、发光层5、电子输送层7、电子注入层8和阴极(铝电极)9来制备有机EL器件。
首先，将在其上已形成膜厚为150nm的ITO的玻璃基板1在异丙醇中超声洗涤20分钟后，通过在150℃下加热的热板上煮沸20分钟来洗涤该玻璃基板1。然后，将此设置ITO的玻璃基板安装在真空沉积机中并进行氧等离子体处理5分钟，接着抽真空至0.001Pa以下。
接着，使以下结构式的化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3，从而覆盖透明电极2。在此空穴注入层3上，使以下结构式的化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4。在此空穴输送层4上，以化合物7相对于化合物8的沉积速率比为5/95的沉积速率，使以下结构式的化合物7和以下结构式的化合物8以30nm的膜厚进行双组分沉积作为发光层5。在此发光层5上，将以下结构式的化合物1-3形成30nm的膜厚作为电子输送层7。在此电子输送层7上，将氟化锂形成0.5nm的膜厚作为电子注入层8。最后，以150nm的厚度沉积铝以形成阴极9。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表1中。
实施例3B
除了使以下结构式的化合物1-4代替化合物1-3形成30nm的膜厚作为电子输送层7之外，以与实施例2B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表1中。
实施例4B
除了使以下结构式的化合物1-10代替化合物1-3形成30nm的膜厚作为电子输送层7之外，以与实施例2B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表1中。
实施例5B
除了使以下结构式的化合物1-20代替化合物1-3形成30nm的膜厚作为电子输送层7之外，以与实施例2B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表1中。
实施例6B
除了使以下结构式的化合物2-4代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
实施例7B
除了使以下结构式的化合物2-6代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
实施例8B
除了使以下结构式的化合物2-10代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
实施例9B
除了使以下结构式的化合物2-14代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
实施例10B
除了使以下结构式的化合物3-4代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
实施例11B
除了使以下结构式的化合物3-6代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
实施例12B
除了使以下结构式的化合物3-10代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
实施例13B
除了使以下结构式的化合物3-15代替化合物3-1形成40nm的膜厚作为空穴输送层4之外，以与实施例4B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表2中。
[参考例1B]
除了使Alq3代替化合物1-3形成30nm的膜厚作为电子输送层7之外，以与实施例2B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表1中。
[比较例1B]
除了使CuPc代替化合物2-1形成20nm的膜厚作为空穴注入层3之外，以与参考例1B相同的方式制备有机EL器件。在大气中在常温下测量如此制备的有机EL器件的特性。
汇总向制备的有机EL器件施加直流电压时测量发光特性的结果，并示于表1中。
[表1]
从参考例1B和比较例1B，在空穴注入层的化合物由CuPc代替为化合物2-1的情况下，确认驱动电压降低但电流效率降低。可认为这是由于如下事实引起的：由于化合物2-1过高的空穴迁移率，空穴载流子增加，打乱了载流子平衡，由此降低了再结合的确立。接着，如实施例2B至5B中所示，当电子输送层的化合物被作为具有高的电子载流子输送速率的材料、在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物(化合物1-3、化合物1-4、化合物1-10或化合物1-20)代替时，能够确认降低了驱动电压，大大提高了电流效率和电力效率(powerefficiency)。这表明空穴载流子和电子载流子之间的载流子平衡通过组合具有高空穴迁移率的材料和具有高的电子载流子的输送速率的材料来改进。
[表2]
发现有机EL器件内部的载流子平衡通过组合特定芳基胺化合物和特定吡啶衍生物来改进，并发现与使用CuPc或Alq3的常规有机EL器件相比，能够实现具有高的电流效率和电力效率、低的驱动电压和长的寿命的有机EL器件。
尽管参考其具体实施方案已详细描述了本发明，但是在不偏离本发明实质和范围下作出的各种改变和改进对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
本申请基于在2008年5月16日提交的日本专利申请2008-129340和在2008年7月2日提交的日本专利申请2008-173023，将这些内容引入本文作为参考。
产业上的利用性
在根据本发明的具有特定两种芳基胺化合物的组合的有机EL器件和具有特定芳基胺化合物和特定吡啶衍生物的组合的有机EL器件中，能够提高发光效率，能够降低驱动电压，能够改进有机EL器件的耐久性。例如，已变得可以将有机EL器件扩展到家用电器和照明的应用上。

Claims (5)

1.一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件依次至少包括阳极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层和阴极，其中所述空穴注入层含有在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的芳基胺化合物；所述空穴输送层含有在其分子中具有两个三苯胺结构的芳基胺化合物，
其中在其分子中具有其中三个以上三苯胺结构通过单键或不含杂原子的二价基团连接的结构的所述芳基胺化合物是由以下通式(2)表示的芳基胺化合物：
其中R12至R23可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、具有1至6个碳原子的直链或支链烯基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基，当多个这些取代基在相同苯环上键合时，这些取代基可彼此键合以形成环；r12至r23各自表示1至4的整数；A1、A2和A3可相同或不同，并各自表示由以下结构式(B)和(F)中之一表示的二价基团：
其中n2表示1至3的整数，
其中在其分子中具有两个三苯胺结构的所述芳基胺化合物是由以下通式(3)表示的芳基胺化合物：
其中R24至R29可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、具有1至6个碳原子的直链或支链烯基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基，当多个这些取代基在相同苯环上键合时，这些取代基可彼此键合以形成环；r24至r29各自表示1至4的整数；和A4表示由以下结构式(B)、(D)至(F)中之一表示的二价基团：
其中n2表示1至3的整数，
-CH2- (E)
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述空穴输送层的膜厚为20至300nm。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中所述电子输送层含有在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物，所述化合物由以下通式(1)表示：
其中Ar1表示取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；R1至R11可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；B1表示取代或未取代的芳烃二价基团、取代或未取代的芳杂环二价基团、取代或未取代的稠多环芳族二价基团或者单键；m1和n1各自表示1至3的整数；W、X、Y和Z各自表示碳原子或氮原子，条件是当m1是2时，和当m1是3时，则n1是1，以及仅仅W、X、Y和Z中之一表示氮原子，且所述氮原子不具有R8至R11中的任一种的所述取代基。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物是由以下通式(4)表示化合物：
其中Ar2表示取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；R30至R44可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；n3表示1至3的整数；W、X、Y和Z各自表示碳原子或氮原子，条件是仅仅W、X、Y和Z中之一表示氮原子，且所述氮原子不具有R37至R40中的任一种的所述取代基。
5.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其中在其分子中具有吡啶环和吡啶并吲哚环的化合物是由以下通式(5)表示的化合物：
其中Ar3表示取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；R45至R55可相同或不同，并各自表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、具有1至6个碳原子的直链或支链烷基、取代或未取代的芳烃基、取代或未取代的芳杂环基或者取代或未取代的稠多环芳基；m2和n4各自表示1至3的整数；W、X、Y和Z各自表示碳原子或氮原子，条件是当m2是2时，和当m2是3时，则n4是1，以及仅仅W、X、Y和Z中之一表示氮原子，且所述氮原子不具有R52至R55中的任一种的所述取代基。
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