含氮杂环衍生物及使用该衍生物的有机电致发光元件.pdf

一种具有通过键合特定基团至苯并咪唑所得结构的、新的含氮杂环衍生物；包含含氮杂环衍生物的用于有机电致发光(EL)元件的材料；及具有一对电极和至少一层夹在它们之间的有机化合物层的有机EL元件，该有机化合物层包括发光层，其特征在于至少一层有机化合物层包含上述含氮杂环衍生物。这类新的含氮杂环衍生物用作有机EL元件组分，且该有机EL元件在低电压下能表现出高发光亮度和高发光效率。

1.  一种下列通式(III)所代表的含氮原子杂环化合物的衍生物：

其中R²和R³各自独立地代表氢原子、具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基；可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；
L代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的亚芳基、可具有取代基的亚吡啶基、可具有取代基的亚喹啉基或可具有取代基的亚芴基；
Ar³代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基、可具有取代基的喹啉基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；或由-Ar¹-Ar²代表的基团，其中Ar¹代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的亚芳基、可具有取代基的亚吡啶基或可具有取代基的亚喹啉基；和Ar²代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基。

2.  权利要求1的含氮原子杂环化合物的衍生物，其中L选自下列基团：


3.  权利要求1的含氮原子杂环化合物的衍生物，其中Ar¹为下列通式(1)-(10)所代表的稠环基团：

其中各稠环基团可与以下的键合基团连接：卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基；当有多个键合基团时，所述键合基团可彼此相同或不同；且L’代表单键或选自下列基团的基团：


4.  权利要求3的含氮原子杂环化合物的衍生物，其中Ar¹所代表的通式(3)为下列通式(11)-(25)所代表的稠环基团：

其中各稠环基团可与以下的键合基团连接：卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基；当有多个键合基团时，所述键合基团可彼此相同或不同。

5.  权利要求1的含氮原子杂环化合物的衍生物，其中Ar³为选自下列基团的稠环基团：


6.  权利要求1的含氮原子杂环化合物的衍生物，其中Ar³为下列通式(21)-(30)所代表的稠环基团：

其中各稠环基团可与以下的键合基团连接：卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基；当有多个键合基团时，所述键合基团可彼此相同或不同；L’代表单键或选自下列基团的基团：

其中R’代表氢原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基。

7.  权利要求6的含氮原子杂环化合物的衍生物，其中Ar³所代表的通式(23)为下列通式(41)-(63)之一所代表的稠环基团：

其中各稠环基团可与以下的键合基团连接：卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基；当有多个键合基团时，所述键合基团可彼此相同或不同；和
R’代表氢原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基。

8.  一种用于有机电致发光器件的材料，所述材料包含权利要求1的含氮原子杂环化合物的衍生物。

9.  一种有机电致发光器件，所述器件包含至少一层有机化合物层，该有机化合物层含有夹在一对电极之间的发光层，所述器件在所述化合物层中含有权利要求1的含氮原子杂环化合物的衍生物。

10.  权利要求9的有机电致发光器件，其中发光带域包含所述含氮原子杂环化合物的衍生物。

11.  权利要求9的有机电致发光器件，其中发光层包含所述含氮原子杂环化合物的衍生物。

12.  权利要求9的有机电致发光器件，其中电子注入层和电子传输层中的至少一种包含所述含氮原子杂环化合物的衍生物。

13.  权利要求12的有机电致发光器件，其中所述电子注入层和所述电子传输层中的至少一种，还包含还原性掺杂剂。

14.  权利要求13的有机电致发光器件，其中所述还原性掺杂剂为至少一种选自以下的掺杂剂：碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属氧化物、碱金属卤化物、碱土金属氧化物、碱土金属卤化物、稀土金属氧化物、稀土金属卤化物、碱金属有机络合物、碱土金属有机络合物和稀土金属有机络合物。

含氮杂环衍生物及使用该衍生物的有机电致发光元件
本申请是申请号为200480012355.7、申请日为2004年1月27日、同题的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种新的含氮杂环衍生物，即新的含有氮原子的杂环化合物的衍生物及涉及使用新化合物的有机电致发光元件(下文中，电致发光元件将称为电致发光器件)。更特别的是，本发明涉及一种用作有机电致发光(下文中“电致发光”有时候将称为“EL”)器件构成组分的含有氮原子的杂环化合物的衍生物，即将含氮原子杂环化合物衍生物应用到至少一层组成EL器件的有机化合物层的层中，有机EL器件甚至在低驱动电压的情况下实现提高亮度和发光效率。
背景技术
人们期待使用有机物质的有机EL器件作为便宜、具有大尺寸的固体发光型全色显示器件获得有效应用并且正在进行有机EL器件的各种开发。一般而言，有机EL器件的构造包括发光层和一对将发光层夹在中间的电极。有机EL器件的发光是一种现象，其中当在两电极之间施加电场时，电子从阴极一侧注入而空穴(holes)从阳极一侧注入，电子在发光层与空穴复合形成激发态，而由激发态返回到基态时产生的能量以光发射。
与无机发光二极管相比，常规有机EL器件需要高驱动电压并仅显示低亮度或低发光效率。此外，常规有机EL器件的特性降解也是比较高的，结果它们并不实用。虽然目前有机EL器件在逐步地改善，但仍然需要开发低驱动电压下可操作的、具有优良亮度和有利的发光效率的有机EL器件。
为解决上述问题，例如美国专利第5,645,948号公开了使用含有苯并咪唑结构的化合物作为发光材料的有机EL器件，该专利描述到这种有机EL器件在9V电压发射200尼特(nit)亮度的光。此外，日本未审查专利申请公开第2002-38141号公开了具有苯并咪唑环和蒽骨架的化合物。但是，需要比使用上述化合物的有机EL器件亮度更提高和发光效率更提高的有机EL器件。
发明公开
本发明的目的是提供用作有机EL器件构成组分的新含氮原子杂环化合物衍生物。本发明的另一目的是通过将含氮原子杂环化合物衍生物应用到至少一层组成EL器件有机化合物层的层中，提供获得提高亮度和发光效率的有机EL器件。本发明人为达到上述目的而进行全面调查和研究的结果，是发现含氮原子杂环化合物衍生物为用作有机EL器件材料的、具有特殊结构的新化合物。此外，也发现将该化合物用作有机EL器件的有机化合物层中的至少一层(特别是，电子注入层)的组分，能达到提高亮度和发光效率的目的。事实既然如此，在前述发现和信息的基础上完成了本发明。
也就是说，本发明提供一种由下列通式(I)、(II)或(III)中任一个代表的、含氮原子杂环化合物衍生物。

其中R代表氢原子、具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基、或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；n代表0-4的整数；
R¹代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基、或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；
R²和R³各自独立代表氢原子、具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基、或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；
L代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的亚芳基、可具有取代基的亚吡啶基、可具有取代基的亚喹啉基或可具有取代基的亚芴基；
Ar¹代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的亚芳基、可具有取代基的亚吡啶基或可具有取代基的亚喹啉基；
Ar²代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；
Ar³代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；或由-Ar¹-Ar²代表的基团，其中Ar¹和Ar²两者均与以上描述相同。
本发明也提供一种用于有机EL器件的材料，该材料包含上述含氮原子杂环化合物衍生物。
此外，本发明提供一种包含至少一层有机化合物层的有机EL器件，该有机化合物层包括夹在一对电极之间的发光层，其中该有机EL器件在至少一层有机化合物层中包含前述本发明含氮原子杂环化合物衍生物。
实施本发明的优选实施方案
本发明含氮原子杂环化合物衍生物(下文称为“本发明化合物”)由上述通式(I)、(II)或(III)中任一个代表。
在通式(I)-(III)中，R代表氢原子、具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基。
具有6-60个碳原子的芳基优选为具有6-40个碳原子的芳基，更优选具有6-20个碳原子的芳基。具有6-20个碳原子芳基的具体实例包括苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、基、芘基、联苯基、三联苯基、甲苯基、叔丁基苯基、(2-苯基丙基)苯基、荧蒽基、芴基、由螺二芴组成的单价基团、全氟苯基、全氟萘基、全氟蒽基、全氟代联苯基、由9-苯基蒽组成的单价基团、由9-(1’-萘基)蒽组成的单价基团、由9-(2’-萘基)蒽组成的单价基团、由6-苯基组成的单价基团、由9-[4-(二苯基氨基)苯基]蒽组成的单价基团等。在这些基团中，优选苯基、萘基、联苯基、三联苯基、9-(10-苯基)蒽基、9-[10-(1’-萘基)]蒽基、9-[10-(2’-萘基)]蒽基等。
具有1-20个碳原子的烷基优选为具有1-6个碳原子的烷基。具有1-6个碳原子的烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等。具有3个或更多碳原子的烷基可为直链、环状或支链。
具有1-20个碳原子的烷氧基优选为具有1-6个碳原子的烷氧基。具有1-6个碳原子的烷氧基的具体实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基等。具有3个或更多碳原子的烷氧基可为直链、环状或支链。
由R代表的取代基实例包括卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有12-80个碳原子并可具有取代基的二芳基氨基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基、具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基等。
卤原子实例包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
与以上描述类似的基团可例举为具有1-20个碳原子的烷基、具有1-20个碳原子的烷氧基和具有6-40个碳原子的芳基。
具有6-40个碳原子的芳氧基的具体实例包括苯氧基、联苯氧基等。
具有3-40个碳原子的杂芳基的具体实例包括吡咯基、呋喃基、噻吩基、silolyl基团、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、咪唑基、嘧啶基、咔唑基、硒吩基、噁二唑基、三唑基等。
n代表0-4的整数且优选0-2。
在通式(I)中，R¹代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基。
各上述基团的具体实例、优选碳原子的数目和取代基与上述R所描述的那些相同。
在通式(II)和(III)中，R²和R³各自独立代表氢原子、具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基。
各上述基团的具体实例、优选碳原子的数目和取代基与上述R所描述的那些相同。
在通式(I)-(III)中，L代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的亚芳基、可具有取代基的亚吡啶基、可具有取代基的亚喹啉基或可具有取代基的亚芴基。
具有6-60个碳原子的亚芳基优选具有6-40个碳原子的亚芳基，更优选具有6-20个碳原子的亚芳基，此外，具体实例包括由上述R描述的芳基除去氢原子形成的二价基团。由L代表的各基团上的取代基与上述R所描述的相同。
L优选代表选自下列基团的基团：

在通式(I)中，Ar¹代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的亚芳基、可具有取代基的亚吡啶基或可具有取代基的亚喹啉基。由Ar¹或Ar³代表的各基团上的取代基分别与上述R所描述的那些取代基相同。
此外，Ar¹优选为任何一种选自下列通式(1)-(10)所代表的稠环基团的基团：

在通式(1)-(10)中，各稠环基团可与卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基、或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基键合基团连接。当有多个键合基团时，键合基团可彼此相同或不同。这些基团的具体实例与以上描述的相同。
在通式(10)中，L’代表单键或选自下列基团的基团：

优选由Ar¹代表的通式(3)为由下列通式(11)-(25)代表的稠环基团。

在通式(11)-(25)中，各稠环基团可与卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基、或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基键合基团连接。当有多个键合基团时，键合基团可彼此相同或不同。这些基团的具体实例与以上描述的相同。
在通式(I)中，Ar²代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基或具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基。
各上述基团的具体实例、优选碳原子的数目和取代基与上述R所描述的那些相同。
在通式(II)和(III)中，Ar³代表具有6-60个碳原子并可具有取代基的芳基、可具有取代基的吡啶基或可具有取代基的喹啉基；具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基；或由-Ar¹-Ar²代表的基团，其中Ar¹和Ar²两者均与以上描述相同。
各上述基团的具体实例、优选碳原子的数目和取代基与上述R所描述的那些相同。
此外，Ar³优选为任何一种选自下列通式(21)-(30)所代表的稠环基团的基团：

在通式(21)-(30)中，各稠环基团可与卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基、或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基键合基团连接。当有多个键合基团时，键合基团可彼此相同或不同。这些基团的具体实例与以上描述的相同。
在通式(30)中，L’与以上描述的相同。
在通式(21)-(30)中，R’代表氢原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基。这些基团的具体实例与以上描述的相同。
优选由Ar³代表的通式(23)为由下列通式(41)-(63)代表的稠环基团。

在通式(41)-(63)中，各稠环基团可与卤原子、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷基、具有1-20个碳原子并可具有取代基的烷氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳氧基、具有6-40个碳原子并可具有取代基的芳基、或具有3-40个碳原子并可具有取代基的杂芳基键合基团连接。当有多个键合基团时，键合基团可彼此相同或不同。这些基团的具体实例与以上描述的相同。R’与前述情况相同。
此外，优选Ar²和Ar³各自独立为选自下列基团的基团：

本发明通式(I)-(III)所代表含氮原子杂环化合物的新衍生物的具体实例如下所示，但是，本发明并不限于这些典型化合物。
在下列表中，HAr代表通式(I)-(III)中的化合物：


















在上述具体实例中，特别优选化合物(1-1)、(1-5)、(1-7)、(2-1)、(3-1)、(4-2)、(4-6)、(7-2)、(7-7)、(7-8)、(7-9)及(9-7)。
本发明通式(I)、(II)或(III)所代表含氮原子杂环化合物的新衍生物优选用作有机EL器件的材料。
将本发明化合物作为有机EL器件有机化合物层中的至少一层使用能实现提高亮度和电流效率。
优选本发明化合物应用于有机EL器件的发光带域、发光层和/或电子传输层(电子注入层)。特别优选本发明化合物用作电子注入材料和/或电子传输材料。此外，优选含有电子注入材料和/或电子传输材料的层包含还原性掺杂剂。
发光带域指含有发光材料的整个区域，当电场施用于有机EL器件时该发光材料发射光。目前，有机EL器件通常具有各薄膜包含具有不同功能和作用的材料的层状结构，并且在许多情况中，仅称为发光层的有机薄膜层含有发光材料。在这种情况下，发光层相当于发光带域。此外，有关发光层、电子传输层和电子注入材料的说明将在下面描述。
下面是有关本发明有机EL器件的器件结构的描述。
本发明有机EL器件包含至少一层含有夹在一对电极之间的发光层的有机化合物层，其中有机化合物层包含至少一层含有本发明通式(I)、(II)及(III)中任何一个所代表的含氮原子杂环化合物衍生物的层。
本发明有机EL器件构造的典型实例包括：
阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极型；
阳极/发光层/电子注入层/阴极型；
阳极/空穴注入层/发光层/阴极型；及
阳极/发光层/阴极型。
但是，有机EL器件的构造并不限于上述作为实例所描述的那些.
对本发明有机EL器件而言，优选应用本发明化合物为发光层和/或电子注入层的构成材料。虽然空穴注入层或电子注入层对器件结构不总是必需的，但是具有这些层的有机EL器件有利于改善发光特性。此外，空穴注入层、发光层和电子注入层可混合夹在一对电极之间。而且，混合层可使用如高分子化合物的粘合剂制备以使各构成组分稳定存在。
有关本发明阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极型有机EL器件实例的说明将在下文描述。一般而言，有机EL器件在传输光的基体(substrate)上制备。传输光的基体为支持有机EL器件的基体。作为传输光的基体，例如，最好使用玻璃片、合成树脂片和石英。
作为阳极，优选由如金属、合金、导电化合物和这些材料的混合物为材料制备的电极，其具有大的功函(4eV或更大)。阳极材料的具体实例包括金属如Au和导电材料如CuI、ITO(氧化铟锡)、SnO₂、ZnO和In-Zn-O。阳极可按照例如气相沉积法和喷镀法通过形成上述电极材料的薄膜来制备。当通过阳极获得从发光层发射的光时，优选阳极发射光的透光度大于10％。也优选阳极的片电阻率为数百Ω/□或更小。阳极的厚度一般在10nm-1m范围内选择且优选在10-200nm范围内，虽然优选范围可根据所使用的材料而不同。
作为阴极，使用由如金属、合金、导电化合物和这些材料的混合物为材料制备的电极，其具有小的功函(4eV或更小)。阴极材料的具体实例包括钠、钠-钾合金、镁、镁-银合金、锂、镁/铜混合物、镁-铟合金、Al/Al₂O₃、铟、铝-锂合金等。阴极可依照例如气相沉积法和喷镀法通过形成上述电极材料的薄膜来制备。也优选阴极的片电阻率为数百Ω/□或更小。阴极的厚度一般在10nm-500nm范围内选择且优选在50-200nm范围内。另外，为传输光有机EL器件的阳极或阴极是透明的或半透明的更合适，因为这样发光效率提高。
优选应用本发明前述化合物作为发光材料构成本发明有机EL器件中的发光层。在本发明化合物用作发光材料的情况下，该化合物可单独使用或与任何公知的发光材料联合使用。在本发明化合物用于非发光层的情况下，发光层中的发光材料不特别限定但是可选择性地从常规众所周知的发光材料中任选使用。例如，多环稠合芳族化合物、荧光增白剂如苯并噁唑碱、苯并噻唑碱、苯并咪唑碱等，及具有有利于薄膜形成特性的化合物如金属螯合oxanoid化合物、基于联苯乙烯苯的化合物等均用作发光材料。多环稠合芳族化合物实例包括含有蒽、萘、菲、芘、及苝骨架结构的稠环发光物质、其他含有约8个稠环的稠环发光物质等。特别是，1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯、4，4’-(2，2-二苯基乙烯基)联苯等可用作发光材料。发光层可由包含一种或多种这些发光材料的单层组成或可与包含另一种化合物的发光层层压成层状结构。
本发明有机EL器件中的空穴注入层由空穴迁移化合物组成，并且能迁移从阳极注入到发光层的空穴。通过在阳极和发光层之间插入空穴注入层，即使施加相对低的电场大量空穴也会注入到发光层。此外，因为从阴极注入到发光层的电子或电子注入层，具有存在于发光层和空穴注入层之间界面区域上的电子屏障的影响，可获得具有有利的发光特性如提高发光效率的高级有机EL器件。当空穴从阳极注入时，用于配置在两电极之间的这种空穴注入层的空穴迁移化合物能够将空穴充分地迁移到发光层。在施加10⁴-10⁶V/cm的电场下显示例如空穴迁移率至少为10^-6cm²/V·秒的化合物优选为空穴迁移化合物。关于空穴迁移化合物，并不特别地指定只要具有上述有利的发光特性即可。也就是说，例如习惯在光传导性材料中用作空穴的电荷注入和电荷迁移材料的化合物中，或公知的有机EL器件中作为空穴注入层的化合物中任何化合物均可选择性地用作空穴迁移化合物。
上述空穴迁移化合物实例包括铜酞菁、N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基苯基、N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-4，4’-二氨基联苯(TPDA)、2，2-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)丙烷、1，1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)环己烷、N，N，N’，N’-四-对甲苯基-4，4’-二氨基联苯等。此外，无机半导体晶体如Si、SiC或CdS及无定形材料也可用作空穴迁移化合物。空穴注入层可由包含一种或多种这些空穴注入材料的单层组成或可与包含另一种化合物的空穴注入层层压成层状结构。
本发明有机EL器件中的电子注入层由电子传输材料组成，并且能够迁移从阴极注入到发光层的电子。在本发明有机EL器件中，优选应用本发明前述化合物作为电子注入材料。在本发明化合物用于不同于电子注入层的情况下，电子注入材料不特别限定但是可选择性地从常规众所周知的电子注入材料化合物中任选使用。
作为本发明有机EL器件的优选实施方案，有在阴极和有机化合物层之间的电子传输区域或界面区域中含还原性掺杂剂的器件。在本发明有机EL器件中，优选使用前述本发明化合物。用于本发明的还原性掺杂剂定义为加入到电子注人层和阴极之间的界面区域且提高电子注入作用的化合物。还原性掺杂剂实例包括至少一种选自碱金属、碱金属络合物、碱金属化合物、碱土金属、碱土金属络合物、碱土金属化合物、稀土金属、稀土金属络合物及稀土金属化合物的化合物。
优选还原性掺杂剂的功函为2.9eV或更小。优选还原性掺杂剂的具体实例包括至少一种或多种选自Na(功函：2.36eV)、K(功函：2.28eV)、Rb(功函：2.16eV)及Cs(功函：1.95eV)的碱金属。此外，实例还包括至少一种或多种选自Ca(功函：2.9eV)、Sr(功函：2.0-2.5eV)及Ba(功函：2.52eV)的碱土金属。其中，更优选的还原性掺杂剂包括至少一种或多种选自K、Rb及Cs的碱金属，后者Rb或Cs还更优选而最后Cs为最优选。这些碱金属具有特别高的还原能力，且它们仅加入相对少量到电子注入区域就能够达到提高有机EL器件亮度和寿命的目的。特别是，优选包括Cs的组合，例如，Cs和Na、Cs和K、Cs和Rb或Cs、Na和K的组合。组合中包含Cs能够有效地显示还原能力，且加入到电子注入区域达到提高有机EL器件亮度和寿命的目的。还有，除碱金属外，甚至应用至少一种或多种选自碱金属硫族元素化物、碱土金属硫族元素化物、碱金属卤化物和碱土金属卤化物的金属化合物也能达到类似的效果。此外，应用碱金属有机络合物或碱土金属有机络合物也能达到类似效果。
在本发明有机EL器件中，包含电绝缘材料、半导体和无机化合物的电子注入层可置于阴极和有机层之间。电子注入层的放置能够有效地防止电流泄漏及改善电子注入特性。优选至少一种选自碱金属硫族元素化物、碱土金属硫族元素化物、碱金属卤化物和碱土金属卤化物的金属化合物用作绝缘材料。优选电子注入层由上述碱金属硫族元素化物组成，因为可提高电子注入特性。碱金属硫族元素化物的优选实例包括Li₂O、LiO、Na₂S、Na₂Se及NaO。碱土金属硫族元素化物的优选实例包括CaO、BaO、SrO、BeO、BaS和CaSe。碱金属卤化物的优选实例包括LiF、NaF、KF、LiCl、KCl和NaCl。碱土金属卤化物的优选实例包括氟化物例如CaF₂、BaF₂、SrF₂、MgF₂和BeF₂及除氟化物之外的卤化物。
组成电子传输层的半导体实例包括含有至少一种选自Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及Zn的元素的氧化物、氮化物和氧化物氮化物，它们可单独使用或两种或多种联合使用。优选组成电子注入层的无机化合物为细结晶形式或无定形形式绝缘薄膜。当电子注入层由上述无机化合物组成时，可形成更均匀的薄膜且减少有缺陷的像素(pixels)例如黑点。无机化合物实例包括上述碱金属硫族元素化物、碱土金属硫族元素化物、碱金属卤化物和碱土金属卤化物。
本发明有机EL器件中的电子注入层可依照公知的薄膜形成方法例如真空气相沉积法、旋涂法、浇铸法或LB法，使用本发明化合物或其他电子注入材料形成。虽然电子注入层的厚度不特别限定，但是厚度通常在5nm-5μm。电子注入层可由包含一种或多种这些电子注入材料的单层组成或可与包含另一种化合物的电子注入层层压成层状结构。而且，无机空穴注入材料例如p型-Si和p型-SiC、无机电子注入材料例如n型α-Si和n型α-SiC用作组成电子注入层的电子注入材料。上述电子注入材料的具体实例相应于国际专利公布号WO90/05998等中公开的无机半导体。
下面是有关本发明有机EL器件制备方法的描述。有关本发明阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极型有机EL器件实例的说明将在下文中作为优选的实施方案描述。首先，由所需电极物质组成的薄膜例如阳极的物质依照气相沉积法、喷镀法等在合适的基体上形成，使得最终获得1μm或更薄的膜厚度，优选在10nm-200nm范围内。然后，通过依次形成由各构成材料组成的薄膜，将为所有EL器件构成元件的空穴注入层、发光层和电子注入层制备成多层。关于所使用的薄膜形成方法，有如前所述的旋涂法、浇铸法或气相沉积法。优选真空气相沉积法，因为可容易地获得均匀的膜并且形成缺陷小孔的可能性较小。在使用真空气相沉积法作为薄膜形成方法的情况下，根据所使用化合物的种类、晶体结构或各自作为分子堆积膜的目标的缔合结构的不同，气相沉积条件不同。但是，通常分别优选在50-400℃的端口(port)加热温度、10^-6-10^-3Pa的真空、0.01-50nm/秒的蒸汽沉积速率、-50-300℃的基体温度及5nm-5μm的膜厚度之中适当地选择。形成上述层后，依照例如气相沉积法或喷镀法，由阴极物质组成的薄膜于是以1μm或更薄的膜厚度、优选在50-200nm范围内形成，因此制备了阴极且结果获得所需的有机EL器件。另外，在制备有机EL器件过程中，可颠倒形成顺序，以阴极、电子注入层、发光层、空穴注入(迁移)层和阳极的顺序形成。
此外，其中的空穴注入层、发光层和电子注入层夹在一对电极之间共存的阳极/发光层/阴极型有机EL器件的制备如下：例如，在合适的基体上形成由阳极物质组成的薄膜，通过使用或浸涂包含空穴注入材料、发光材料、电子注入材料的溶液及粘合剂例如聚乙烯咔唑、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酯及聚醚等制备发光层(或发光带域)，于是形成由阴极物质组成的膜。将相应于发光层或电子注入层的器件材料进一步真空气相沉积在所形成的发光层上，于是可形成由阴极物质组成的膜。
当在阳极连接到正电极(+)而阴极连接到负电极(-)的条件下施加3-50V的直流电压时，如上描述制备的有机EL器件可发射光。当连接颠倒时，观察不到电流而且根本不发光。当向有机EL器件施加交流电压时，仅在阳极的极性为正而阴极的极性为负的条件下观察到均匀的光发射。当向有机EL器件施加交流电压时，可使用任何类型的波形。
将本发明含氮原子杂环化合物的衍生物应用于有机化合物层，特别是应用于电子注入层，提高了在含有本发明化合物的有机化合物层和本发明有机EL器件中的电极(特别是阴极)之间的粘合力。
如前述描述制备的本发明有机EL器件获得了提高的亮度和优异的发光效率。
参照以下实施例和合成实施例将更明确地描述本发明。但是，本发明不受这些实施例的限定。
合成实施例1：化合物(1-7)的合成
(1)2-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑的合成
将3.0g(15mmol)4-溴苯甲酸悬浮于30毫升1，2-二氯乙烷中，加入2.7g(23mmol)亚硫酰氯和3滴N，N-二甲基甲酰胺，在温度约50℃加热搅拌所得溶液1小时30分钟，直到作为原料的苯甲酸消失。反应完成后，蒸馏除去溶剂和过量的亚硫酰氯，将所得酰氯溶于30毫升N-甲基吡咯烷酮中，加入2.8g(15mmol)N-苯基-1，2-苯二胺，于室温搅拌所得溶液一夜。反应完成后，加水并过滤析出的固体，进一步用水洗涤并减压干燥，得到5.2g 4-溴-N-(2-苯基氨基-苯基)-苯甲酰胺。
减压下(约20mm Hg)并于温度约300℃加热搅拌该苯甲酰胺30分钟。反应完成后，将所得溶液再溶于二氯甲烷中，并用硅胶柱层析精制，得到3.5g 2-(4-溴苯基-1-苯基-1H)-苯并咪唑(产率：80％)。
(2)2-[4-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(化合物(1-7))的合成
将4.0g(11mmol)2-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑、4.0g(11mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸及0.27g四(三苯基膦)合钯溶于40毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入18毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液加热回流7小时。反应完成后，进行过滤分离并用水和甲醇洗涤所得结晶，因此得到5.1g微黄白色固体(产率：78％)。根据质谱(MS)分析的结果，该微黄白色固体确证为目标物质，且m/e＝572，分子量572.23。
合成实施例2：化合物(4-2)的合成
(1)2-(3-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑的合成
除了使用3-溴苯甲酸替代4-溴苯甲酸外，进行与合成实施例1中步骤(1)几乎相同的操作过程，得到3.8g 2-(3-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑(产率：81％)。
(2)2-[3-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(化合物(4-2))的合成
除了使用上述步骤(1)所得的2-(3-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑替代2-(4-溴-苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑外，进行与合成实施例1中步骤(2)几乎相同的操作过程，结果得到3.7g微黄白色固体(产率：74％)。根据MS分析的结果，该微黄白色固体确证为目标物质，且m/e＝572，分子量572.23。
合成实施例3：化合物(1-1)的合成
(1)2-(4-碘苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑的合成
将5.0g(20mmol)4-碘苯甲酸悬浮于50毫升1，2-二氯乙烷中，加入3滴N，N-二甲基甲酰胺。再加入3.6g(30mmol)亚硫酰氯，回流加热所得悬浮液2小时。随后，蒸馏除去溶剂，将残渣溶于50毫升N-甲基吡咯烷酮中，然后再加入3.7g(20mmol)N-苯基-1，2-苯二胺，于室温搅拌所得溶液5小时。反应完成后，加水并过滤析出的固体，用水洗涤并再用甲醇(methanole)洗涤，得到8.0g粗4-碘-N-(2-苯基氨基-苯基)-苯甲酰胺。
将4.5g(11mmol)所得粗4-碘-N-(2-苯基氨基-苯基)苯甲酰胺和0.57g(3mmol)对甲苯磺酸1水合物分散于45毫升二甲苯中，所得溶液回流加热3小时。反应完成后，加水，然后过滤析出的固体，再向所得固体中加入乙酸乙酯和水，萃取有机层。有机层用5％碳酸钾水溶液、水和氯化钠溶液洗涤，接着用硫酸钠干燥。蒸馏除去溶剂并用己烷洗涤所得固体，得到3.9g 2-(4-碘苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑(产率：91％)。
(2)1-苯基-2-[4-(10-苯基-蒽-9-基)-苯基]-1H-苯并咪唑(化合物(1-1))的合成
除了使用相应的10-苯基蒽-9-硼酸替代10-萘-2-基-蒽-9-硼酸，及使用相应的2-(4-碘苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑替代2-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑(benzimidazolein)外，进行与合成实施例1中步骤(2)几乎相同的操作过程，结果得到目标化合物(1-1)(产率：59％)。根据MS分析的结果，确证m/e＝522，目标物质的分子量522.21。
合成实施例4：化合物(2-1)的合成
(1)2-(4-碘苯基)-1-甲基-1H-苯并咪唑的合成
将10.0g(41mmol)4-碘苯甲酸悬浮于100毫升1，2-二氯乙烷中，加入3滴N，N-二甲基甲酰胺。再加入7.3g(61mmol)亚硫酰氯，回流加热所得悬浮液2小时。随后，蒸馏除去溶剂，将残渣溶于100毫升N-甲基吡咯烷酮中，然后再加入5.0g(41mmol)N-苯基-1，2-苯二胺，于室温搅拌所得溶液5小时。反应完成后，加水并过滤析出的固体，再向所得固体中加入乙酸乙酯和水，萃取有机层(过滤分离不溶物质)。有机层用5％碳酸钾水溶液、水和氯化钠溶液洗涤，接着用硫酸钠干燥。蒸馏除去溶剂，得到11g粗4-碘-N-(2-甲基氨基-苯基)苯甲酰胺和粗N-(2-氨基苯基)-4-碘-N-甲基苯甲酰胺的混合物。
将11g(31mmol)所得混合物和1.75g(9mmol)对甲苯磺酸1水合物分散于100毫升二甲苯中，所得溶液回流加热7小时。反应完成后，所得溶液自然冷却并加入5％碳酸钾水溶液和甲苯，萃取有机层。有机层用5％碳酸钾水溶液、水和氯化钠溶液洗涤，接着用硫酸钠干燥。蒸馏除去溶剂并用硅胶柱层析精制所得棕色油状物(洗脱液：己烷/乙酸乙酯＝3/1)，得到2.7g目标产物2-(4-碘苯基-1-甲基-1H-苯并咪唑(产率：20％)。
(2)1-甲基-2-[4-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-苯基]-1H-苯并咪唑(化合物(2-1))的合成
除了使用相应的2-(4-碘(iode)苯基)-1-甲基-1H-苯并咪唑替代2-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-苯并咪唑外，进行与合成实施例1中步骤(2)几乎相同的操作过程，结果得到目标化合物(化合物(2-1)(产率：33％)。根据MS分析的结果，确证m/e＝m/e＝510，目标物质的分子量510.21。
合成实施例5：化合物(3-1)的合成
(1)2-硝基-N-吡啶基苯胺的合成
在氮气气氛下，于温度160℃搅拌加热15.0g(109mmol)2-硝基苯胺、17.2g(109mmol)2-溴吡啶、2.06g(10.9mmol)碘化铜及30g(218mmol)碳酸钾9小时。将反应溶液冷却至室温，用乙酸乙酯稀释并过滤。滤液浓缩后，用硅胶柱层析精制，得到6.30g 2-硝基-N-吡啶基苯胺(产率：27％)。
(2)2-(2-吡啶基氨基)-4’-溴苯甲酰苯胺的合成
将上述步骤(1)所得的6.3g(29.2mmol)2-硝基-N-吡啶基苯胺溶于50毫升四氢呋喃中，并且在搅拌过程中、在氮气气氛及室温下，滴加入26g(146mmol)连二亚硫酸钠和90毫升水混合而成的溶液。此外，加入5毫升甲醇，搅拌所得溶液3小时。随后，加入50毫升乙酸乙酯，然后再加入5.0g(59.5mmol)碳酸氢钠和50毫升水混合而成的溶液。而且，滴加入6.6g(30.0mmol)4-溴苯甲酰氯/20毫升乙酸乙酯混合而成的溶液，并于室温搅拌所得溶液5小时。过滤分离析出的固体后，固体用水和甲醇洗涤，然后得到5.5g 2-(2-吡啶基氨基)-4’-溴苯甲酰苯胺(产率：51％)。
(3)1-(2-吡啶基)-2-(4-溴苯基)-1H-苯并咪唑的合成
将5.5g(15.0mmol)上述步骤(2)中所得2-(2-吡啶基氨基)-4’-溴苯甲酰苯胺悬浮于60毫升二甲苯中，并加入0.86g(4.5mmol)对甲苯磺酸1水合物，所得溶液共沸脱水并回流加热8小时。将反应溶液冷却至室温，并蒸馏除去溶剂。将所得固体溶于乙酸乙酯，随后用水、10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，接着用无水硫酸镁干燥，接着减压蒸馏除去溶剂，得到3.5g 1-(2-吡啶基)-2-(4-溴苯基)-1H-苯并咪唑(产率：67％)。
(4)2-[4-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-苯基]-1-(2-吡啶基)-1H-苯并咪唑(化合物(3-1))的合成
将上述步骤(3)中所得的3.5g(10mmol)1-(2-吡啶基)-2-(4-溴苯基)-1H-苯并咪唑、4.2g(12.1mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸及0.23g(0.20mmol)四(三苯基膦)合钯溶于60毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入30毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液回流加热8小时。反应完成后，进行过滤分离并用水、甲醇和甲苯洗涤所得结晶，因此得到5.0g微绿白色固体(产率：86％)。根据MS分析的结果，该微绿白色固体确证为目标物质，且m/e＝573，分子量573.22。
合成实施例6：化合物(4-6)的合成
(1)2-(5-溴吡啶-3-基)-1-苯基-1H-苯并咪唑的合成
除了使用5-溴烟酸替代4-溴苯甲酸外，进行与合成实施例1中步骤(1)几乎相同的操作过程，得到5.93g 2-(5-溴吡啶)-1-苯基-1H-苯并咪唑(产率：49％)。
(2)2-[5-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-吡啶-3-基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(化合物(4-6))的合成
除了使用相应的2-(5-溴吡啶-3-基)-1-苯基-1H-苯并咪唑替代2-(4-溴苯基)-苯基-1H-苯并咪唑外，进行与合成实施例1中步骤(2)几乎相同的操作过程，结果得到目标化合物(化合物(4-6)(产率：36％)。根据MS分析的结果，m/e＝573，确证目标物质的分子量573.22。
合成实施例7：化合物(7-2)的合成
(1)4-溴-2-硝基二苯基胺的合成
在氮气气氛下、于温度160℃搅拌加热10g(35.6mmol)2，5-二溴硝基苯、8.8g(107mmol)乙酸钠和6.6g(71mmol)苯胺的混合物9小时。将反应溶液冷却至室温，用乙酸乙酯稀释并过滤。滤液浓缩后，用硅胶柱层析精制，得到9.9g 4-溴-2-硝基二苯基胺(产率：63％)。
(2)5-溴-2-苯基氨基苯甲酰苯胺的合成
将上述步骤(1)所得的9.9g(38.8mmol)4-溴-2-硝基二苯基胺溶于75毫升四氢呋喃中，并且在搅拌过程中、氮气气氛及室温下，滴加入30g(170mmol)连二亚硫酸钠和100毫升水混合而成的溶液。此外，加入10毫升甲醇，搅拌所得溶液3小时。随后，加入75毫升乙酸乙酯，然后再加入5.7g(67.8mmol)碳酸氢钠和60毫升水混合而成的溶液。而且，滴加入4.8g(34mmol)苯甲酰氯/25毫升乙酸乙酯混合而成的溶液，并于室温搅拌所得溶液5小时。用乙酸乙酯萃取所得混合物，随后依次用水、10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，接着减压蒸馏除去溶剂，得到5.6g 5-溴-2-苯基氨基苯甲酰苯胺(产率：45％)。
(3)5-溴-1，2-二苯基-1H-苯并咪唑的合成
将5.6g(15mmol)上述步骤(2)中所得5-溴-2-苯基氨基苯甲酰苯胺悬浮于60毫升二甲苯中，并加入0.88g(4.6mmol)对甲苯磺酸1水合物，所得溶液共沸脱水并回流加热5小时。将反应溶液冷却至室温，并减压蒸馏除去溶剂。所得固体用乙醇洗涤，得到2.5g 5-溴-1，2-二苯基-1H-苯并咪唑(产率：46％)。
(4)1，2-二苯基-5-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-1H-苯并咪唑(化合物(7-2))的合成
将上述步骤(3)中所得的2.5g(7.1mmol)5-溴-1，2-二苯基-1H-苯并咪唑、3.0g(8.5mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸及0.16g(0.14mmol)四(三苯基膦)合钯溶于60毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入30毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液回流加热8小时。反应完成后，进行过滤分离并用水、甲醇和甲苯洗涤所得结晶，因此得到2.0g微绿白色固体(产率：49％)。根据MS分析的结果，该微黄白色固体确证为目标物质，且m/e＝572，分子量572.23。
合成实施例8：化合物(9-7)的合成
(1)(4-溴苯基)-(2-硝基苯基)胺的合成
在氮气气氛下、于温度180℃搅拌加热10g(49.5mmol)2-溴硝基苯、13g(163mmol)乙酸钠和10g(59mmol)4-溴苯胺的混合物8小时。将反应溶液冷却至室温，用乙酸乙酯稀释并过滤。滤液浓缩后，用甲醇洗涤残渣，得到3.8g(4-溴苯基)-(2-硝基苯基)胺橙色结晶(产率：22％)。
(2)N-[2-(4-溴苯基氨基)苯基]苯甲酰胺的合成
将上述步骤(1)所得的3.8g(13mmol)(4-溴苯基)-(2-硝基苯基)胺溶于30毫升四氢呋喃中，并且在搅拌过程中、氮气气氛及室温下，滴加入11g(64mmol)连二亚硫酸钠和30毫升水混合而成的溶液。随后，搅拌5小时后，加入20毫升乙酸乙酯，然后再加入2.2g(26mmol)碳酸氢钠和20毫升水混合而成的溶液。而且，滴加入2.5g(18mmol)苯甲酰氯/10毫升乙酸乙酯混合而成的溶液，并于室温搅拌所得溶液1小时。用乙酸乙酯萃取所得混合物，随后依次用10％碳酸钾水溶液、水和饱和氯化钠溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，接着减压蒸馏除去溶剂，得到2.1g N-[2-(4-溴苯基氨基)苯基]苯甲酰胺(产率：45％)。
(3)1-(4-溴苯基)-2-苯基-1H-苯并咪唑的合成
将2.1g(5.7mmol)上述步骤(2)中所得N-[2-(4-溴苯基氨基)苯基]苯甲酰胺悬浮于30毫升二甲苯中，并加入0.6g(2.9mmol)对甲苯磺酸1水合物，所得溶液共沸脱水并回流加热3小时。将反应溶液自然冷却后，向反应溶液中加入乙酸乙酯、二氯甲烷和水，接着过滤分离不溶物质。从母液中萃取有机层，有机层用水和饱和氯化钠溶液洗涤，然后用无水硫酸钠干燥，接着减压蒸馏除去溶剂。用硅胶柱层析精制残渣，得到1.0g 1-(4-溴苯基)-2-苯基-1H-苯并咪唑的带浅粉红色的白色结晶(产率：52％)。
(4)1-[4-(10-萘-2-基-蒽-9-基)苯基]-2-苯基-1H-苯并咪唑(化合物(9-7))的合成
将上述步骤(3)中所得的1.0g(2.9mmol)1-(4-溴苯基)-2-苯基-1H-苯并咪唑、1.1g(3.1mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸及0.1g(0.09mmol)四(三苯基膦)合钯溶于15毫升1，2-二甲氧基乙烷和2毫升甲苯中，加入5毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液回流加热7小时。反应完成后，进行过滤分离并用水和甲醇洗涤所得结晶，因此得到1.45g乳白色固体(产率：89％)。根据MS分析的结果，该乳白色固体确证为目标物质，且m/e＝572，分子量572.23。
合成实施例9：化合物(4-5)的合成
(1)6-溴-2’-(N-苯基氨基)-吡啶甲酰苯胺(picoline anilide)的合成
将5.1g(25mmol)6-溴吡啶甲酸悬浮于70毫升1，2-二氯乙烷中，加入4.2g(35mmol)亚硫酰氯和3滴N，N-二甲基甲酰胺，所得溶液回流(cycled)加热4小时。反应完成后，减压除去溶剂，于是得到6-溴吡啶甲酰氯。
将4.4g(24mmol)N-苯基-1，2-苯二胺溶于30毫升N-甲基吡咯烷酮中，在冰冷却下滴加入10毫升6-溴吡啶甲酰氯/N-甲基吡咯烷酮。所得溶液再于室温搅拌4小时。反应完成后，将反应溶液倾入400毫升水中并再搅拌所得溶液。过滤分离所得固体，用水和甲醇洗涤，减压干燥，于是得到4.5g 6-溴-2’-(N-苯基氨基)-吡啶甲酰苯胺(产率：49％)。
(2)2-(6-溴吡啶基-2-基)-1-苯基-1H-苯并咪唑的合成
将上述步骤(1)所得的4.5g(12mmol)6-溴-2’-(N-苯基氨基)-吡啶甲酰苯胺悬浮于50毫升二甲苯中，并加入0.70g(3.7mmol)对甲苯磺酸1水合物，所得溶液共沸脱水并回流加热6小时。将反应溶液冷却至室温，并蒸馏除去溶剂。将所得固体溶于乙酸乙酯，并随后依次用水、10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，接着减压蒸馏除去溶剂，得到3.0g 2-(6-溴吡啶基-2-基)-1-苯基-1H-苯并咪唑(产率：70％)。
(3)2-[6-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-吡啶基-2-基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(化合物(4-5))的合成
将3.0g(8.6mmol)上述步骤(2)中所得2-(6-溴吡啶基-2-基)-1-苯基-1H-苯并咪唑、3.6g(10mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸和0.20g(0.17mmol)四(三苯基膦)合钯溶于60毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入30毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液回流加热8小时。反应完成后，进行过滤分离并用水、甲醇和甲苯洗涤所得固体，因此得到2.0g微绿白色固体(产率：41％)。根据MS分析的结果，该微绿白色固体确证为目标物质，且m/e＝573，分子量573.22。
合成实施例10：化合物(11-1)的合成
(1)N-[2-(4-溴苯基氨基)-苯基]-2-吡啶甲酰胺的合成
将5.0g(17mmol)(4-溴-苯基)-(2-硝基苯基)-胺溶于50毫升四氢呋喃中，加入由15g(86mmol)连二硫酸钠溶解至60毫升水所制备的水溶液。随后，加入10毫升甲醇，所得溶液于室温搅拌3小时。确认所得溶液的颜色(橙色)几乎消失后，加入水，接着用乙酸乙酯萃取。有机层用硫酸钠充分干燥后，蒸馏除去溶剂，结果得到苯二胺。将所得苯二胺溶于150毫升乙酸乙酯，萃取有机层。此外，向该有机层中加入5.4g(68mmol)吡啶、3.6g(23mmol)2-吡啶甲酰氯盐酸盐和催化量的4-二甲基氨基吡啶(DMAP)，并将所得溶液于室温搅拌3小时，接着使其放置一夜。反应完成后，加入水，进行过滤分离析出的固体，然后用水和甲醇充分洗涤，于是得到3.8g 2-吡啶甲酰胺白色固体(产率：60％)。
(2)1-(4-溴苯基)-2-吡啶-2-基-1H-苯并咪唑的合成
减压下(约20mmHg)并于温度约300℃加热搅拌上述3.8g(10mmol)2-吡啶甲酰胺30分钟。反应完成后，将所得溶液再溶于二氯甲烷中，并用硅胶柱层析精制，得到2.5g 1-(4-溴苯基)-2-吡啶-2-基-1H-苯并咪唑(产率：69％)。
(3)1-[4-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-苯基]-2-甲基-1H-苯并咪唑(化合物(11-1))的合成
将1.2g(3.4mmol)1-(4-溴苯基)-2-吡啶-2-基-1H-苯并咪唑、1.2g(3.4mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸和0.10g四(三苯基膦)合钯溶于15毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入6毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液回流加热7小时。反应完成后，将析出的固体溶于二氯甲烷，用水洗涤并用硫酸钠干燥。蒸馏除去溶剂并用硅胶柱层析精制所得产物(二氯甲烷-乙酸乙酯)，得到1.2g微黄白色固体(产率：61％)。根据MS分析的结果，该微黄白色固体确证为目标物质，且m/e＝573，分子量573.22。
合成实施例11：化合物(12-2)的合成
(1)N-[2-(4-溴苯基氨基)-苯基]-乙酰胺的合成
将8.0g(30mmol)(4-溴-苯基)-(2-硝基苯基)-胺溶于80毫升四氢呋喃中，加入由24g(0.14mmol)连二硫酸钠溶于100毫升水所制备的水溶液。随后，加入10毫升甲醇，所得溶液于室温搅拌3小时。确认所得溶液的颜色(橙色)几乎消失后，加入水，接着用乙酸乙酯萃取。有机层用硫酸钠充分干燥后，蒸馏除去溶剂，结果得到苯二胺。将所得苯二胺溶于150毫升乙酸乙酯，萃取有机层。此外，向该有机层中加入3.0g(38mmol)吡啶、1.8g(18mmol)乙酐和催化量的4-二甲基氨基吡啶(DMAP)，并将所得溶液于室温搅拌3小时，接着使其放置一夜。反应完成后，加入水，进行过滤分离析出的固体，然后用水和甲醇充分冼涤，于是得到4.1g苯甲酰胺白色固体(产率：49％)。
(2)1-(4-溴苯基)-2-甲基-1H-苯并咪唑的合成
减压下(约20mmHg)并于温度约300℃加热搅拌上述4.1g(13mmol)苯甲酰胺30分钟。反应完成后，将所得溶液再溶于二氯甲烷中，并用硅胶柱层析精制，得到3.8g 1-(4-溴苯基)-2甲基-1H-苯并咪唑(产率：97％)。
(3)1-[4-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-苯基]-2-甲基-1H-苯并咪唑(化合物(12-2))的合成
将3.3g(11mmol)1-(4-溴苯基)-2-甲基-1H-苯并咪唑、4.0g(11mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸和0.27g四(三苯基膦)合钯溶于40毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入20毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液回流加热7小时。反应完成后，将析出的固体溶于二氯甲烷，用水洗涤并用硫酸钠干燥。蒸馏除去溶剂并用硅胶柱层析精制所得产物(二氯甲烷-乙酸乙酯)，得到2.9g微黄白色固体(产率：49％)。根据MS分析的结果，该微黄白色固体确证为目标物质，且m/e＝510，分子量510.21。
合成实施例12：化合物(14-7)的合成
(1)5’-溴-2’-(N-苯基氨基)-乙酰苯胺的合成
将4.5g(15mmol)4-溴-2-硝基二苯基胺溶于40毫升四氢呋喃中，并在搅拌过程中、氮气气氛及室温下，加入13.4g(77mmol)连二亚硫酸钠混合至45毫升水所得的溶液。此外，加入4毫升甲醇，所得溶液搅拌3小时。随后，加入40毫升乙酸乙酯，然后再加入由2.6g(31mmol)碳酸氢钠和30毫升水混合所得的溶液。搅拌所得溶液30分钟，接着用乙酸乙酯萃取。除去水层后，有机层用水和饱和氯化钠溶液洗涤并用硫酸镁干燥。将溶液过滤并加入2.4g(31mmol)吡啶并再加入2.0g(19mmol)乙酐，于室温搅拌所得溶液5小时。该溶液用乙酸乙酯萃取，先后用10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，接着用无水硫酸镁干燥。减压蒸馏除去溶剂，得到3.6g 5’-溴-2’-(N-苯基氨基)-乙酰苯胺(产率：77％)。
(2)5-溴-2-甲基-1-苯基-1H-苯并咪唑的合成
将上述步骤(1)所得的3.6g(12mmol)5’-溴-2’-(N-苯基氨基)-乙酰苯胺悬浮于30毫升二甲苯中，并加入0.68g(3.6mmol)对甲苯磺酸1水合物，所得溶液共沸脱水并回流加热5小时。将反应溶液冷却至室温，并蒸馏除去溶剂。将所得固体溶于乙酸乙酯，并依次用水、10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，接着减压蒸馏除去溶剂，得到3.0g 5-溴-2-甲基-1-苯基-1H-苯并咪唑(产率：90％)。
(3)2-甲基-5-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-1-苯基-1H-苯并咪唑(化合物(14-7))的合成
将上述步骤(2)所得的3.0g(11mmol)5-溴-2-甲基-1-苯基-1H-苯并咪唑、4.5g(13mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸和0.25g(0.22mmol)四(三苯基膦)合钯溶于60毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入30毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液在氩气气氛下回流加热8小时。反应完成后，进行过滤分离并将所得固体用水、甲醇和甲苯洗涤，于是得到微绿白色固体。用甲苯重结晶该微绿白色固体，得到2.0g微黄绿色固体(产率：37％)。根据MS分析的结果，该微黄绿色固体确证为目标物质，且m/e＝510，分子量510.21。
合成实施例13：化合物(15-8)的合成
(1)4-溴-N-甲基-2-硝基苯胺的合成
将60毫升乙酸倾入到5.0g(33mmol)N-甲基-2-硝基苯胺和5.9g(33mmol)N-溴琥珀酰亚胺中，回流加热所得溶液7小时。反应完成后，将该反应溶液倾入到500毫升水中，并过滤分离析出的固体。将所得固体溶于乙酸乙酯中，所得溶液用硫酸镁干燥。过滤后，减压蒸馏除去溶剂，并于室温减压干燥该固体后，得到7.1g 4-溴-N-甲基-2-硝基苯胺橙色固体(产率：93％)。
(2)4’-溴-N-甲基-2’-硝基-苯甲酰苯胺的合成
将上述步骤(1)所得的6.8g(29mmol)4-溴-N-甲基-2-硝基苯胺溶于20毫升吡啶中，再加入5.0g(35mmol)苯甲酰氯，于温度90℃、氩气气氛下回流加热所得溶液7小时。反应完成后，加入200毫升乙酸乙酯，并用10％HCl、10％K₂CO₃和饱和氯化钠溶液洗涤所得溶液，然后用硫酸镁干燥。过滤后，减压蒸馏除去溶剂并将残渣用硅胶柱层析精制(最初阶段己烷∶乙酸乙酯＝10∶1→中间阶段2∶1)，结果得到9.5g4’-溴-N-甲基-2’-氨基-苯甲酰苯胺微绿白色固体(产率：96％)。
(3)4’-溴-N-甲基-2’-氨基-苯甲酰苯胺的合成
将上述步骤(2)所得的9.5g(28mmol)4’-溴-N-甲基-2’-硝基-苯甲酰苯胺溶于100毫升四氢呋喃中，并在搅拌过程中、氩气气氛及室温下，加入由25g(0.14mmol)连二亚硫酸钠混合至90毫升水所得的溶液。此外，加入10毫升甲醇，所得溶液搅拌3小时。随后，加入100毫升乙酸乙酯，然后再加入由12g(0.14mmol)碳酸氢钠和125毫升水混合所得的溶液。搅拌所得溶液1小时，接着用乙酸乙酯萃取。除去水层后，有机层用10％K₂CO₃水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，接着用硫酸镁干燥。过滤后，减压蒸馏除去溶剂，得到7.8g 4’-溴-N-甲基-2’-氨基-苯甲酰苯胺白色固体(产率：90％)。该白色固体粗产物用于下步反应。
(4)5-溴-1-甲基-2-苯基-1H-苯并咪唑的合成
将上述步骤(3)所得的7.8g(26mmol)4’-溴-N-甲基-2’-氨基-苯甲酰苯胺悬浮于50毫升二甲苯中，并加入1.5g(7.7mmol)对甲苯磺酸1水合物，所得溶液回流加热7小时。反应完成后，将所得溶液过滤。将所得固体溶于二氯甲烷，所得溶液用10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，然后，用硫酸镁干燥后，蒸馏除去溶剂。滤液用10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，然后，用硫酸镁干燥后，蒸馏除去溶剂。将上述两种蒸馏除去溶剂后所得的残渣合并，所得产物用硅胶柱层析精制，得到6.50g 5-溴-1-甲基-2-苯基-1H-苯并咪唑白色固体(产率：89％)。
(5)1-甲基-5-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-2-苯基-1H-苯并咪唑(化合物(15-8))的合成
将上述步骤(4)所得的1.5g(5.6mmol)5-溴-1-甲基-2-苯基-1H-苯并咪唑、2.3g(5.6mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸和0.12g(0.11mmol)四(三苯基膦)合钯溶于60毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入30毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得悬浮液在氩气气氛下回流加热8小时。反应完成后，进行过滤分离并将所得固体用水、甲醇和甲苯洗涤，于是得到微绿白色固体。用甲苯重结晶该微绿白色固体，得到2.0g微黄绿色固体(产率：74％)。根据质谱(MS)分析的结果，该微黄绿色固体确证为目标物质，且m/e＝510，分子量510.21。
合成实施例14：化合物(16-2)的合成
(1)5’-溴-2’-(N-苯基氨基)-吡啶甲酰苯胺的合成
将2.3g(19mmol)吡啶甲酸悬浮于30毫升1，2-二氯乙烷中，加入3.1g(26mmol)亚硫酰氯和3滴N，N-二甲基甲酰胺，所得溶液回流加热3小时。反应完成后，减压蒸馏除去溶剂，于是得到吡啶甲酰氯。将5.0g (17mmol)4-溴-2-硝基二苯基胺溶于40毫升四氢呋喃中，并在搅拌过程中、氮气气氛及室温下，加入由14.9g(85mmol)连二亚硫酸钠混合至50毫升水所得的溶液。此外，加入4毫升甲醇，所得溶液搅拌3小时。随后，加入40毫升乙酸乙酯，然后再加入由2.9g(34mmol)碳酸氢钠和30毫升水混合所得的溶液。搅拌所得溶液30分钟，接着用乙酸乙酯萃取。除去水层后，有机层用水和饱和氯化钠溶液洗涤，并用硫酸镁干燥。加入2.7g(40mmol)吡啶，再滴加入由吡啶甲酰氯和25毫升乙酸乙酯混合所得的溶液，所得溶液于室温搅拌5小时。该溶液用乙酸乙酯萃取，先后用10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，接着用无水硫酸镁干燥。减压蒸馏除去溶剂，得到3.1g 5’-溴-2’-(N-苯基氨基)-吡啶甲酰苯胺(产率：49％)。
(2)5-溴-1-苯基-2-(2-吡啶基)-1H-苯并咪唑的合成
将上述步骤(1)所得的3.1g(8.4mmol)5’-溴-2’-(N-苯基氨基)-吡啶甲酰苯胺悬浮于30毫升二甲苯中，并加入0.48g(2.5mmol)对甲苯磺酸1水合物，所得溶液共沸脱水并回流加热5小时。将反应溶液冷却至室温，并蒸馏除去溶剂。将所得固体溶于乙酸乙酯，并依次用水、10％碳酸钾水溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，接着减压蒸馏除去溶剂，得到2.0g 5-溴-1-苯基-2-(2-吡啶基)-1H-苯并咪唑(产率：69％)。
(3)5-(10-萘-2-基-蒽-9-基)-1-苯基-2-(2-吡啶基)-1H-苯并咪唑的合成
将2.0g(5.8mmol)上述步骤(2)中所得5-溴-1-苯基-2-(2-吡啶基)-1H-苯并咪唑、2.2g(6.3mmol)10-萘-2-基-蒽-9-硼酸和0.13g(0.11mmol)四(三苯基膦)合钯溶于30毫升1，2-二甲氧基乙烷中，加入15毫升2.0M碳酸钠水溶液，所得溶液在氩气气氛下回流加热8小时。反应完成后，进行过滤分离并用水、甲醇和甲苯洗涤所得固体，因此得到2.0g微绿白色固体(产率：61％)。根据质谱(MS)分析的结果，该微绿白色固体确证为目标物质，且m/e＝573，分子量573.22。
实施例1(将本发明化合物应用于电子注入层制备有机EL器件)
将具有ITO透明电极、尺寸为25mm×75mm及厚度为1.1mm的玻璃基体(GEOMATEC公司制备)用超声波在异丙醇中清洁5分钟，然后暴露于紫外光产生的臭氧中30分钟。将已清洁的、具有透明电极线的玻璃基体粘在真空气相沉积设备的基体支持物上。在已清洁的、具有透明电极线一侧基体表面上，按照电阻加热沉积法、以所形成的膜涂覆透明电极的方式，形成厚度为60nm的N，N’-双(N，N’-二苯基-4-氨基苯基)-N，N-二苯基-4，4’-二氨基-1，1’-联苯膜(下文中称为“TPD232膜”)。所形成的TPD232膜作为空穴注入层起作用。TPD232膜形成后，按照电阻加热沉积法，在TPD232膜上形成厚度为20nm的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯膜(下文中称为“NPD膜”)。所形成的NPD膜作为空穴传输层起作用。在所形成的NPD膜上，再按照电阻加热沉积法，形成厚度为40nm的4’，4”-双(2，2-二苯基乙烯基)-9，10-二苯基蒽(下文中称为“DPVDPAN”)膜。所形成的DPVDPAN膜作为发光层起作用。DPVDPAN膜形成后，在DPVDPAN膜之上、按照气相沉积法，形成厚度为10nm的本发明化合物(1-7)的膜。所形成的化合物(1-7)膜作为电子注入层起作用。然后，将Li(锂的来源：SAES GETTERS公司生产)二元气相沉积并且以1.6/秒；1/分的膜形成速率形成作为电子注入层(或阴极)的、厚度为10nm的化合物(1-7)：Li膜。在所形成的化合物(1-7)：Li膜上，将膜厚度为130nm的金属铝气相沉积使形成金属阴极，从而制备有机EL器件。
实施例2
除了使用化合物(4-2)代替化合物(1-7)外，以与实施例1类似的方法制备有机EL器件。
实施例3-8(将本发明化合物应用于电子注入层制备有机EL器件)
将具有ITO透明电极、尺寸为25mm×75mm及厚度为1.1mm的玻璃基体(GEOMATEC公司制备)用超声波在异丙醇中清洁5分钟，然后暴露于紫外光产生的臭氧中30分钟。将已清洁的、具有透明电极线的玻璃基体粘在真空气相沉积设备的基体支持物上。在已清洁的、具有透明电极线一侧基体表面上，按照电阻加热沉积法、以所形成的膜涂覆透明电极的方式，形成厚度为60nm的TPD232膜。所形成的TPD232膜作为空穴注入层起作用。TPD232膜形成后，按照电阻加热沉积法，在TPD232膜上形成厚度为20nm的NPD膜。所形成的NPD膜作为空穴传输层起作用。此外，在所形成的NPD膜上，以膜厚度比率为40∶2气相沉积苯乙烯基衍生物PVDPAN和苯乙烯基胺衍生物S1(电离电位Ip＝5.3eV，能隙Eg＝2.8eV)，以形成厚度为40nm带蓝色的发光层。在所形成的膜上，形成表1中描述的各化合物的膜，作为膜厚度为20nm的电子传输层。随后，再形成厚度为1nm的LiF膜(锂的来源：得自SAES GETTERS公司)。在所形成的薄膜上，将厚度为150nm的金属铝气相沉积使形成金属阴极，从而制备有机EL器件。

比较实施例1
除了使用Alq(8-羟基喹啉的铝络合物)代替化合物(1-7)外，以与实施例1类似的方法制备有机EL器件。
比较实施例2
除了使用美国专利No.5,645,948中描述的以下化合物A代替化合物(1-7)外，以与实施例1类似的方法制备有机EL器件。

比较实施例3
除了使用日本未审查专利申请公开No.2002-38141中描述的下列化合物B代替化合物(1-7)外，以与实施例1类似的方法制备有机EL器件。

(有机EL器件的评价)
测试了实施例1-8和比较实施例1-2中所制备的有机EL器件应用下列表1中描述DC电压时的亮度、电流效率和色度，并且进一步观察了发射光的颜色。此外，测试了实施例1-8和比较实施例1-2中所制备的有机EL器件在初期阶段亮度为500尼特条件下的半寿命(half-lifetime)。结果列于表1。
表1-1