CN101870705A - 新型有机化合物、发光器件和图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

有机化合物是由通式(1)表示的苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲衍生物：其中R1和R2各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的氨基基团、取代或未取代的芳基和取代或未取代的杂环基。

Description

新型有机化合物、发光器件和图像显示装置
技术领域
本发明涉及新型有机化合物。还涉及包括该新型有机化合物的有机发光器件和图像显示装置。
背景技术
有机发光器件包括阳极、阴极和插在该阳极和该阴极之间并且含有荧光有机化合物的薄膜。当从各个电极注入电子和空穴时，产生荧光化合物的激子并且由返回它们的基态的激子发出的光被该器件利用。有机发光器件也称为有机电致发光器件或有机EL器件。
有机发光器件的最近发展显著并且暗示出将器件应用于更宽使用范围的可能性。这是因为它们能够实现低电压下的高亮度、更宽范围的发射波长、迅速响应以及厚度和重量的减小。
目前为止新型化合物的开发已积极地进行。这是因为创造新型化合物对于制造高性能有机发光器件至关重要。日本专利公开No.2-247278、8-113576和11-12205记载了将新型有机化合物用作发光层的材料的实例。
从实用的观点出发，上述专利引用中记载的有机化合物和含有该有机化合物的有机发光器件具有改进的余地。更具体地说，对于实际应用，需要实现比以往更高亮度的光输出和转换效率。此外，需要在耐久性，例如由长期使用引起的经时变化以及由湿度和含氧周围气体引起的劣化上的改进。为了能够应用于全色显示器等的有机发光器件，它们必须实现高色纯度和高效率的蓝色发光，但这尚未令人满意地实现。需要实现高色纯度、高发射效率和高耐久性的有机发光器件以及能够实现该有机发光器件的材料。
发明内容
本发明的一个方面提供具有由通式(1)表示的苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲衍生物的有机化合物：
其中R1和R2各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的氨基基团、取代或未取代的芳基和取代或未取代的杂环基团。
由以下对示例性实施方案(参照附图)的说明，本发明进一步的特征将变得清楚。
附图说明
图1是例示根据本发明方面的有机发光器件和用于向本发明的有机发光器件供给电信号而配置的单元的示意图。
图2是例示与像素连接的像素电路和与该像素电路连接的信号和电流供给线的示意图。
图3是表示像素电路的图。
图4是表示有机发光器件和其下的薄膜晶体管的横截面示意图。
具体实施方式
现在对根据本发明方面的化合物进行详细说明。根据本发明方面的有机化合物是由式(1)表示的苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲衍生物：
Figure GSA00000102392500031
其中R1和R2各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的氨基基团、取代或未取代的芳基和取代或未取代的杂环基。
式(1)中，取代或未取代的烷基中烷基的实例包括，但不限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、辛基、1-金刚烷基和2-金刚烷基。
式(1)中，取代或未取代的烷氧基中烷氧基的实例包括，但不限于，甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-乙基-辛氧基、苯氧基、4-叔丁基苯氧基、苄氧基和噻吩氧基。
式(1)中，取代或未取代的氨基基团中氨基基团的实例包括，但不限于，N-甲基氨基、N-乙基氨基、N，N-二甲基氨基、N，N-二乙基氨基、N-甲基-N-乙基氨基、N-苄基氨基、N-甲基-N-苄基氨基、N，N-二苄基氨基、苯胺基、N，N-二苯基氨基、N，N-二萘基氨基、N，N-二芴基氨基、N-苯基-N-甲苯基氨基、N，N-二(甲苯基)氨基、N-甲基-N-苯基氨基、N，N-二茴香醚基氨基、N-
Figure GSA00000102392500032
基-N-苯基氨基、N，N-二
Figure GSA00000102392500033
基氨基、N-苯基-N-(4-叔丁基苯基)氨基和N-苯基-N-(4-三氟甲基苯基)氨基。
式(1)中，取代或未取代的芳基中芳基的实例包括，但并不限于，苯基、萘基、茚基、联苯基、三联苯基和芴基。
式(1)中，取代或未取代的杂环基中杂环基的实例包括，但并不限于，吡啶基、噁唑基、噁二唑基、噻唑基、噻二唑基、咔唑基、吖啶基和菲咯啉基(phenanthrolyl group)。
式(1)中，可包括在上述取代基，即由R1或R2表示的烷基、烷氧基、氨基基团、芳基和杂环基中的取代基的实例包括，但并不限于，烷基例如甲基、乙基和丙基；芳烷基例如苄基；芳基例如苯基和联苯基；杂环基例如吡啶基和吡咯基；氨基基团例如二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二苯基氨基和二(甲苯基)氨基；烷氧基例如甲氧基、乙氧基、丙氧基和苯氧基；氰基基团；和卤素原子例如氟、氯、溴和碘原子。
由通式(1)表示的化合物的具体实例如下。这些实例并不限制本发明的范围。
Figure GSA00000102392500051
Figure GSA00000102392500061
Figure GSA00000102392500071
Figure GSA00000102392500081
现将更详细地说明根据本发明方面的新型有机化合物。
通常，为了增加有机发光器件的发射效率，发射中心材料自身的发射量子产率优选较高。
这需要，首先，振子强度较高，第二，与发光有关的骨架(backbone)的振荡部分较小。
对适合在有机EL显示器中发蓝光的材料可能重要的物理性质是该发光材料的发射峰在430-480nm的范围内。根据本发明方面的一些有机化合物能够发出发射峰在430-480nm的范围内的光。
关于第一条件，提高与从分子发射有关的骨架的对称性可能是重要的。但是，在高度对称的分子特有的禁阻跃迁条件下无发射产生。当共轭沿着轴延伸时，该轴是共轭平面最长的方向，分子的偶极矩增大并且振子强度改善。
根据本发明方面的有机化合物包括通过使共轭从苯并[k]荧蒽的8-位向11-位延伸而形成的稠环结构。这种结构进一步增大相对于苯并[k]荧蒽的力矩。因此，根据本发明方面的有机化合物结构上具有较高的振子强度。关于第二条件，当与发射有关的骨架无任何旋转结构时，能够抑制由旋转引起的振动所导致的量子产率的降低。
根据本发明方面的有机化合物的基本骨架(basic skeleton)，即苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲骨架自身在蓝色区域具有最大发射波长。此外，这种基本骨架几乎没有或没有旋转结构并因此能够抑制由旋转振荡引起的量子产率的减小。
基本骨架的比较例是苯并[k]荧蒽。将苯并[k]荧蒽的7-和12-位具有苯基取代基的7，12-二苯基苯并[k]荧蒽与根据本发明方面的苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲的9-和16-位具有苯基取代基的9，16-二苯基苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲比较时，前者的最大波长为428nm，而后者的最大波长为440nm。
Figure GSA00000102392500091
7，12-二苯基苯并[k]荧蒽
Figure GSA00000102392500101
9，16-二苯基苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲
根据本发明方面的有机化合物能够发出接近蓝色的光，原因在于其具有这种基本骨架。因此，在通过取代基的引入等来调整发射的颜色中，即在使材料最优化以致该材料能够发出所需的蓝光中，能够通过与使用具有苯并[k]荧蒽骨架的化合物的情况中相比引入更少的取代基来调节发射的颜色。这也导致由取代基引起的振动失活的减少并且对于提高效率和延长发光器件的寿命有效。
因此，根据本发明方面的有机化合物适于发出蓝光并且由于基本骨架而可以实现高量子产率。
由于骨架中包括两个五元环结构，因此根据本发明方面的有机化合物还具有低HOMO-LUMO能级。低氧化电位意味着氧化需要大量的能量。换言之，根据本发明方面的有机化合物抗氧化而稳定。将其用作发光材料时，该有机化合物也适合作为电子捕集发光材料。
根据本发明方面的有机化合物可为高度平面状并且当其为未取代时通过分子间堆叠可容易地产生受激准分子(excimer)。因此，为了抑制受激准分子的产生，可以将取代基例如芳基、烷基、氨基基团等引入到该有机化合物的9-和16-位。
计算苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲骨架与芳基之间的键的二面角。通过使用密度函数理论的在B3LYP/6-31G*能级的量子化学计算来进行计算。
结果示于表1中。
表1
Figure GSA00000102392500111
根据这些结果，在苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲，即基本骨架中，最有效地抑制通过分子间堆叠产生受激准分子的取代位置是二面角大的9-和16-位。用苯基取代这些位置时，二面角将为88°以上，即基本上与基本骨架的平面垂直。这表示这些位置能够用于抑制受激准分子的产生。关于由于电子云的伸展而产生的波长的增加，由于这种基本上垂直的排列，共轭不容易伸展到取代基。因此，可知取代基的这些位置有助于保持基本骨架的电子状态。在此，“垂直”意味着每个苯基的平面与苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲的平面垂直。
由于这种排列，在如A1-A34中那样取代基为芳基中的苯基和/或烃的稠环的情况下，由于取代基与基本骨架垂直，化合物的结构变为三维，能够抑制分子的堆叠，并且能够抑制浓度猝灭。由于将烃用作取代基，能够保持与基本骨架的氧化-还原电位没有太大不同的氧化-还原电位。此外，由于垂直排列，将取代基进一步引入芳基对增加波长几乎没有贡献。更具体地说，这种引入只将波长增加约几-20纳米。
当如B2-B13中那样取代基为烷基时，能够抑制受激准分子的产生。此外，将只由基本骨架构成的未取代的化合物与取代的化合物比较时，在最大发射波长上基本上无差异。这是因为在基本骨架和取代基之间没有产生共轭。换言之，在共轭方面将取代基与基本骨架切离。关于氧化-还原电位，由于给电子性，氧化电位倾向于高，并且稳定性倾向于低。但是，将稠合结构引入烷基端时，能够控制受激准分子的产生。
在如C1-C21中那样取代基具有包括杂结构的芳基或含有杂原子的取代基例如氨基的情况下，能够控制来源于杂结构的氧化-还原电位的变化。结果，能够增加最大发射波长并且该有机化合物能够不但用作电子捕集发光材料，而且用作电子传输发光材料、空穴传输发光材料和空穴捕集发光材料。但是，与取代位置为9-和16-位以外的位置的情况相比，效果小。
如上所述，由于它们的基本骨架，根据本发明方面的有机化合物，即苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲衍生物能够用于蓝色区域并且能够实现高量子产率。
根据本发明方面的有机发光器件的有机化合物层含有至少一种苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲衍生物。根据本发明方面的苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲化合物能够用作蓝色发光器件的发光材料，但其用途并不限于此。更具体地，根据本发明方面的苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲衍生物能够用作绿色发光器件的发光材料、主体材料、传输材料等。
通式(1)表示的有机化合物能够通过下述的合成路线1合成。关于取代基，引入各种取代基。例如，可通过用其他取代基，例如烷基、卤素原子和苯基取代氢原子来进行合成。
Figure GSA00000102392500141
通过使用各种不同的化合物作为起始材料D1，能够合成各种有机化合物。下表示出通过合成得到的有机化合物的实例(下表2中的合成化合物)。表2也表明这些化合物的起始材料D1。
表2
Figure GSA00000102392500151
表2续
Figure GSA00000102392500161
表2续
Figure GSA00000102392500171
以下对根据本发明方面的有机发光器件进行说明。
根据本发明方面的有机发光器件至少包括一对电极，即阳极和阴极，和插入该电极之间的有机化合物层。该有机化合物层含有上述通式(1)表示的有机化合物。在有机发光器件中，插入电极之间的有机化合物作为发光材料发挥功能并且发光。
在设置多个有机化合物层并且它们中的一个为发光层的情况下，该发光层可以全部或者部分由根据本发明方面的有机化合物组成。
当发光层部分由根据本发明方面的有机化合物组成时，根据本发明方面的有机化合物可以是该发光层的主要组分或者次要组分。
“主要组分”是例如在构成发光层的全部化合物中以重量或摩尔计具有大含量的组分。“次要组分”是具有小含量的组分。
充当主要组分的材料也称为“主体材料”。充当次要组分的材料称为“掺杂剂(客体)材料”、“发光辅助材料”或“电荷注入材料”。
根据本发明方面的有机化合物用作客体材料时，相对于主体材料的客体材料浓度优选为0.01-20wt％和更优选为0.5-10wt％。通过在这两个范围的任一个中调节客体材料的浓度，能够使从发光层发出的光的波长比溶液的波长长5nm-20nm。
发光层含有具有载流子传输性的主体材料和客体材料时，导致发射的过程包括以下步骤：
1.发光层内电子和空穴的输送。
2.主体材料的激子的产生。
3.主体材料的分子间激发能量的转移。
4.激发能量从主体材料向客体材料的转移。
各个步骤中能量转移和发射与各种失活过程竞争发生。
自然地，为了提高有机发光器件的发射效率，发射中心材料(即客体材料)本身的发射量子产率必须高。但是，一个主要的挑战是如何在主体材料的分子之间以及在主体材料和客体材料之间高效地转移能量。尽管尚不清楚由电流引起的发射劣化的确切原因，本发明人相信发射中心材料或由附近分子带给发射中心材料的环境变化可能可导致劣化。
本发明的发明人已进行了各种研究并且发现当上述根据本发明方面的由通式(1)表示的化合物用作发光层中的主体或客体材料，特别是作为客体材料时，器件以高亮度高效率地输出光并且具有相当高的耐久性。
现详细说明根据本发明方面的有机发光器件。
有机发光器件至少包括一对电极，即阳极和阴极，和插入该电极之间的有机化合物层。该有机化合物层含有至少一种由通式(1)表示的有机化合物。
可在该对电极之间设置有机化合物层以外的一个或多个化合物层。换言之，可以在该对电极之间设置包括上述有机化合物层的两个以上的化合物层。在这种情况下，将有机发光器件称为多层有机发光器件。
以下对多层有机发光器件的第一至第五实例进行说明。
多层有机发光器件的第一实例是如下结构，其中在基板上依次层叠阳极、发光层和阴极。当自身具有空穴传输性、电子传输性和发射性的全部性能的材料用于发光层时或者当在发光层中将具有各个性能的化合物混合使用时，这种有机发光器件可能有用。
多层有机发光器件的第二实例是如下结构，其中在基板上依次层叠阳极、空穴传输层、电子传输层和阴极。当在对应层中分别使用具有空穴传输性的材料和具有电子传输性的材料时或者当在两层中将具有这两种性能的材料与不具有发光性的简单空穴传输或电子传输物质组合使用时，这种有机发光器件可能有用。在这种情况下，发光层是空穴传输层或电子传输层。
多层有机发光器件的第三实例是如下结构，其中在基板上依次层叠阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极。这种结构中，将载流子传输功能和发光功能分离。可将分别具有空穴传输性、电子传输性和发光性的化合物在器件中适当地组合使用。这显著增加材料选择的灵活性。此外，由于能够使用具有不同发射波长的各种不同化合物，能够使发射色调的种类变宽。能够有效地将载流子或激子限制在中心发光层以提高发射效率。
多层有机发光器件的第四实例是如下结构，其中在基板上依次层叠阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极。这种结构改善阳极和空穴传输层之间的粘合并且改善空穴注入性，这对于降低电压有效。
多层有机发光器件的第五实例是如下结构，其中在基板上依次层叠阳极、空穴传输层、发光层、空穴/激子阻挡层、电子传输层和阴极。在该结构中，将防止空穴或激子到达阴极的层(空穴/激子阻挡层)插入发光层和电子传输层之间。由于在空穴/激子阻挡层中使用具有显著高的电离电位的化合物，能够有效地提高发射效率。
根据本发明方面，含有通式(1)表示的化合物的发光区域是指上述发光层的区域。
第一至第五实例的多层结构只是基本器件结构并且不限制使用根据本发明方面的化合物的有机发光器件的结构。例如，也可采用各种其他层结构，例如在电极和有机层之间的界面设置绝缘层、设置粘合层或干涉层以及设计由具有不同电离电位的两层组成的电子或空穴传输层。
根据本发明方面使用的通式(1)所示的化合物可用于上述第一至第五实例中的任何一个。
在根据本发明方面的有机发光器件中，在含有有机化合物的层中可含有至少一种由通式(1)所示的有机化合物。特别地，至少一种由通式(1)表示的有机化合物可用作发光层中的客体材料。或者，根据本发明方面的有机化合物可用作发光层中的主体材料。
根据本发明方面的有机化合物可用于发光层以外的任何层，例如空穴注入层、空穴传输层、空穴/激子阻挡层、电子传输层和电子注入层。
除了根据本发明方面的有机化合物以外，如果需要可将现有的低分子量和聚合物空穴传输化合物、发光化合物和电子传输化合物等组合使用。
这些化合物的实例如下所述。
空穴注入/传输材料可具有高空穴迁移率以致能容易地将空穴从阳极注入并且能够将注入的空穴转移到发光层。具有空穴注入/传输功能的低分子量和聚合物材料的实例包括，但并不限于，三芳基胺衍生物、苯二胺衍生物、茋衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物、聚(乙烯基咔唑)、聚噻吩和其他导电性聚合物。
主体材料的实例包括，但并不限于，表3中所示的化合物及其衍生物；稠环化合物例如芴衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、咔唑衍生物、喹喔啉衍生物和喹啉衍生物；有机铝络合物例如三(8-羟基喹啉合)铝；有机锌络合物；和聚合物衍生物三苯基胺衍生物、聚芴衍生物和聚亚苯基衍生物。
表3
Figure GSA00000102392500211
表3续
Figure GSA00000102392500221
表3续
Figure GSA00000102392500231
表3续
Figure GSA00000102392500241
可从使电子从阴极注入容易并且将注入的电子传输到发光层的那些材料中适当地选择空穴注入/传输材料。通过考虑与空穴注入/传输材料的空穴迁移率的平衡等来选择材料。具有电子注入/传输功能的材料的实例包括，但并不限于，噁二唑衍生物、噁唑衍生物、吡嗪衍生物、三唑衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物和有机铝络合物。
用于阳极的材料可以是具有高功函数的材料。其实例包括单质金属例如金、铂、银、铜、镍、钯、钴、硒、钒和钨，以及它们的合金；和金属氧化物例如氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌。也可使用导电性聚合物例如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。这些电极物质可以单独使用或者组合使用。阳极可以具有单层结构或多层结构。
与其相比，用于阴极的材料可以是具有低功函数的材料。该材料的实例包括碱金属例如锂，碱土金属例如钙，和其他单质金属例如铝、钛、锰、银、铅和铬。或者，也可使用将这些单质金属组合的合金。其实例包括镁-银、铝-锂和铝-镁。也可使用金属氧化物例如氧化铟锡(ITO)。这些电极物质可以单独使用或者组合使用。阴极可以具有单层结构或多层结构。
根据本发明方面的有机发光器件中使用的基板并无特别限制。可以使用例如不透明基板例如金属基板或陶瓷基板，或者透明基板例如玻璃基板、石英基板或塑料片材。可在基板上形成滤色膜、荧光色转换滤色膜、介电反射膜等以控制发射色。
为了防止器件接触氧、湿气等，可对制造的器件设置保护层或密封层。保护层的实例包括无机材料膜例如金刚石薄膜和金属氧化物和金属氮化物膜；氟碳树脂、聚乙烯、有机硅树脂和聚苯乙烯树脂的聚合物膜；和光固化性树脂的膜。可以用玻璃、不透气膜、金属等覆盖该器件并用适当的密封树脂进行封装。
在根据本发明方面的有机发光器件中，通过以下方法形成含有根据本发明方面的有机化合物的层和含有其他有机化合物的层。一般通过真空气相沉积、电离沉积(ionization deposition)、溅射、等离子体增强的沉积(plasma-enhanced deposition)和各种现有的涉及将化合物溶解在适当的溶剂中的涂布技术(例如旋涂、浸渍、流延、Langmuir-Blodgett技术和喷墨)形成薄膜。当通过真空气相沉积或溶液涂布技术形成层时，几乎不发生结晶和其他不利的现象并且经时稳定性优异。当使用涂布技术形成膜时，可以组合使用适当的粘结剂树脂。
粘结剂树脂的实例包括，但并不限于，聚乙烯基咔唑树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、ABS树脂、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂和脲醛树脂。这些粘结剂树脂可以作为均聚物单独使用或者作为共聚物组合使用。如果需要，可以组合使用现有的添加剂例如增塑剂、抗氧剂和UV吸收剂。
根据本发明方面的有机发光器件能够应用于要求节能和高亮度的产品。该应用的实例包括显示装置、照明装置和打印机的光源以及用于液晶显示装置的背光灯。
将有机发光器件应用于显示装置时，能够制造高可视性、重量轻、节能的平板显示器。显示装置可用作个人计算机、电视和广告媒体的图像显示装置。显示装置可用于摄像装置例如数码静态相机(digitalstill cameras)和数码摄影机的显示单元。
或者，显示装置可用于电子照相图像形成装置，例如激光束打印机或复印机的操作显示单元。
有机发光器件可用作在电子照相图像形成装置，例如激光束打印机或复印机的光敏部件上曝光潜像的光源。可将能够独立地编址的多个有机发光器件排列成阵列(例如线状)并且可以在光敏转鼓上进行所需的曝光以形成潜像。由于使用根据本发明方面的有机发光器件，能够节省以前放置多面镜、各种光学透镜等所需的空间。
将该器件应用于照明装置和背光灯时，本发明的方面能够实现节能效果。根据本发明方面的有机发光器件也能用作平面光源。
或者，可在支撑根据本发明方面的有机发光器件的基板上形成滤色膜、荧光色转换滤色膜、介电反射膜和其他有关部件以控制发射的颜色。可在基板上形成薄膜晶体管(TFT)并且将其与有机发光器件连接以控制发射和不发射。可将多个有机发光器件排列成矩阵，即在面内方向排列，以使它们能够用作照明装置。
接下来，对使用根据本发明方面的有机发光器件的显示装置进行详细说明。该显示装置包括根据本发明方面的有机发光器件和将电信号供给到有机发光器件而配置的单元。以下参照附图以有源矩阵系统为例对根据本发明方面的显示装置进行详细说明。
图1是例示根据一个实施方案的显示装置的构造的实例的示意图。该显示装置包括根据本发明方面的有机发光器件和将电信号供给到根据本发明方面的有机发光器件而配置的单元。
图2是表示与像素连接的像素电路和与该像素电路连接的信号和电流供给线的示意图。
将电信号供给到根据本发明方面的有机发光器件而配置的单元包括图1中的扫描信号驱动器11、数据信号驱动器12和电流供给源13以及图2中的像素电路15。
图1中所示的显示装置1包括扫描信号驱动器11、数据信号驱动器12和电流供给源13，它们分别与栅选择线G、数据信号线I和电流供给线C连接。将像素电路15配置在栅选择线G和数据信号线I的交点，如图2中所示。对于每个对应的像素电路15，设置由根据本发明方面的有机发光器件构成的一个像素14。换言之，像素14是有机发光器件。在图中，将有机发光器件表示为发射点。可以将有机发光器件的上部电极形成为所有有机发光器件共同的上部电极。当然，可以单独地形成各个有机发光器件的上部电极。
扫描信号驱动器11依次选择栅选择线G1、G2、G3、..和Gn，与其同步地将图像信号从数据信号驱动器12通过数据信号线I1、I2、I3、..和In中的一个施加到像素电路15。
接下来，对像素的操作进行说明。图3是表示构成图1中所示显示装置1中的一个像素的电路的电路图。图3中，第二薄膜晶体管(TFT)23控制用于使有机发光器件24发光的电流。在图3中的像素电路2中，将选择信号施加到栅选择线Gi时，将第一TFT21打开，将图像信号Ii供给到电容器22，并由此确定第二TFT23的栅电压。根据第二TFT23的栅电压，将电流从电流供给线Ci供给到有机发光器件24。这里，在电容器22中保持第二TFT23的栅电位直至接下来扫描并选择第一TFT21。因此，电流在有机发光器件24中持续流动直至进行下次扫描。结果，在一帧期间有机发光器件24持续发光。
尽管没有在图中表示，根据本发明方面的有机发光器件能够用于电压-书写(voltage-write)显示装置，其中通过薄膜晶体管来控制有机发光器件24的电极之间的电压。
图4是表示图1中所示的显示装置中使用的TFT基板的横截面结构一例的示意图。以下TFT基板的制造方法为例对详细结构进行说明。
在制造图4中所示的显示装置3中，首先，在由玻璃等组成的基板31上通过涂布形成用于保护其上形成的部件(TFT或有机层)的防潮膜32。氧化硅或氧化硅和氮化硅的复合物用于形成防潮膜32。接下来，通过溅射形成Cr等的金属膜并且图案化为具体的电路形状以形成栅电极33。
通过等离子体增强的CVD或催化化学气相沉积(cat-CVD)形成氧化硅等的膜并且图案化以形成栅绝缘膜34。通过等离子体增强的CVD等(如果需要在290℃以上的温度下进行退火)来形成硅膜并且根据电路形状图案化以形成半导体层35。
在半导体层35上形成漏电极36和源电极37以形成TFT元件38。结果形成图3中所示的电路。接下来，在TFT元件38上形成绝缘膜39。形成接触孔(通孔)310以将用于有机发光器件的金属阳极311与源电极37连接。
在阳极311上依次层叠多层或单层有机层312和阴极313。结果得到显示装置3。可以设置第一保护层314和第二保护层315以防止有机发光器件的劣化。驱动含有根据本发明方面的有机化合物的显示板时，能够长时间稳定地显示高质量的图像。
应注意的是上述显示装置的开关元件并无特别限制，即使用单晶硅基板、MIM器件、a-Si器件等也能适用该显示装置。
通过在ITO电极上依次层叠单层或多层有机发光层和阴极层，能够得到有机发光显示板。驱动含有根据本发明方面的有机化合物的显示板时，能够长时间稳定地显示高质量的图像。
关于从器件输出光的方向，可应用底部发射结构(从基板侧输出光)或顶部发射结构(从基板的相反侧输出光)。
实施例
现通过使用非限制性实施例，对本发明方面进一步详细说明。
实施例1
示例化合物A1的合成
Figure GSA00000102392500291
在300ml二甲基甲酰胺中，在0℃下混合10.5g(48mmol)荧蒽-3-胺(E1)，向其添加8.2g(48mmol)N-溴琥珀酰亚胺，使得到的混合物返回到室温并搅拌8小时。将该混合物排入水中，过滤沉淀物，并且在乙醇中进行重结晶。将晶体过滤，用庚烷洗涤并干燥。结果得到29g(收率：60％)深棕色固体E2。在500ml圆底烧瓶中，放入10g(34mmol)E2并用氩气对体系进行吹扫。在氩气氛中，向其加入150ml甲氧基环戊烷并将得到的混合物冷却到-75℃。向其中滴加64ml的1.6M正丁基锂溶液。滴加完成时，使混合物返回室温并搅拌1小时。将该混合物再次冷却到-75℃并且向该混合物添加15g细粉碎的干冰。逐渐使该混合物返回到室温。使该混合物返回到室温后，将其搅拌8小时。然后通过添加1M盐酸而使该反应终止。用醋酸乙酯对该混合物进行萃取并将有机层浓缩以得到棕色液体。通过柱色谱(醋酸乙酯/庚烷＝1∶3)将该棕色液体纯化后，用氯仿/甲醇进行重结晶以得到2.5g(收率：28％)黄绿(lime green)晶体形式的E3。
Figure GSA00000102392500292
向200ml乙醇中加入9.1g(50mmol)E4和10.5g(50mmol)E5，将得到的混合物加热到60℃。向得到的混合物滴加20ml的5M氢氧化钠水溶液。滴加完成时，将混合物加热到80℃，搅拌2小时并冷却。将沉淀物过滤，用水和乙醇洗涤，并在80℃加热下进行真空干燥。结果得到16g(收率：90％)深绿色固体E6。
Figure GSA00000102392500301
接下来，在50ml甲苯中加入1.8g(5mmol)E6和1.57g(6mmol)E3，并将得到的混合物加热到80℃。然后缓慢地滴加0.82g(7mmol)亚硝酸异戊酯，并将得到的混合物在110℃下搅拌3小时。冷却后，每次用100ml水将该混合物洗涤2次。用饱和食盐水洗涤有机层并用硫酸镁干燥。将得到的溶液过滤并将滤液浓缩以棕色液体。通过柱色谱(甲苯/庚烷＝1∶1)将该棕色液体纯化后，用氯仿/甲醇进行重结晶以得到2.11g(收率80％)黄色结晶形式的A1。
通过NMR波谱对该化合物的结构进行确认：
1H NMR(CDCl3，500MHz)σ(ppm)：8.19(s，1H)，7.88-7.64(m，14H)，7.37-7.28(m，7H)，6.54(d，1H，J＝7.0Hz)，6.30(d，1H，J＝7.5Hz)。
用Hitachi Ltd.生产的F-4500测定示例化合物A1的1×10-5mol/l甲苯溶液的发射光谱，并在350nm激发波长下测定光致发光。光谱在440nm具有最大强度。
实施例2
示例化合物A7的合成
进行与实施例1中相同的反应和纯化，不同之处在于将有机化合物由E5变为E7：
Figure GSA00000102392500302
通过NMR波谱对该化合物的结构进行确认：
1H NMR(CDCl3，500MHz)σ(ppm)：8.32(s，1H)，7.88-7.81(m，7H)，7.76-7.71(m，4H)，7.37-7.28(m，6H)，6.54(d，1H，J＝7.5Hz)，6.30(d，1H，J＝7.5Hz)，1.45(s，18H)，1.41(s，18H)。
用Hitachi Ltd.生产的F-4500测定示例化合物A7的1×10-5mol/l甲苯溶液的发射光谱，并在350nm激发波长下测定光致发光。光谱在444nm具有最大强度。
实施例3
示例化合物A12的合成
进行与实施例1中相同的反应和纯化，不同之处在于将有机化合物由E5变为E8：
Figure GSA00000102392500311
用Hitachi Ltd.生产的F-4500测定示例化合物A12的1×10-5mol/l甲苯溶液的发射光谱，并在350nm激发波长下测定光致发光。光谱在443nm具有最大强度。
实施例4-22
在实施例4-22中，制备第五实例的多层有机发光器件(阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/空穴和激子阻挡层/电子传输层/阴极)。通过图案化在玻璃基板上形成100nm厚的ITO膜。通过在10-5Pa的真空室中进行电阻加热气相沉积，在ITO基板上连续形成以下有机层和电极层以使彼此相对的电极的面积为3mm2。
空穴传输层(30nm)：G-1
发光层(30nm)，主体：G-2，客体：示例化合物(重量比：5％)
空穴/激子阻挡层(10nm)：G-3
电子传输层(30nm)：G-4
金属电极层1(1nm)：LiF
金属电极层2(100nm)：Al
用Hewlett-Packard生产的pA计4140B测定每个EL器件的电流-电压特性并用Topcon Corporation生产的BM7测定发射的亮度。将实施例4-22中观察到的发射效率和电压示于下表4中。
表4
  客体   G-2   发射效率(cd/A)   电压(V)
  实施例4   A1   H9   6.2   4.3
  实施例5   A1   H10   5.8   4.6
  实施例6   A1   H22   6.1   4.3
  实施例7   A1   H23   4.8   5.0
  实施例8   A6   H11   5.3   4.9
  实施例9   A7   H2   4.4   5.1
  实施例10   A7   H26   6.4   4.4
  实施例11   A9   H5   5.5   4.8
  实施例12   A9   H23   4.9   5.2
  实施例13   A12   H8   6.0   4.4
  实施例14   A12   H9   5.6   4.5
  实施例15   A13   H1   5.1   5.0
  实施例16   A14   H21   4.8   5.1
  实施例17   A16   H8   5.5   4.7
  实施例18   A17   H28   3.9   5.5
  实施例19   A24   H18   4.2   5.3
  实施例20   B11   H4   5.0   5.1
  实施例21   C1   H 19   4.9   5.0
  实施例22   C14   H10   4.6   5.2
实施例23-27
在实施例23-27中，制备具有以下结构的多层有机发光器件，该结构包括在基板上依次堆叠的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。
通过以下方法制造具有共振结构的有机发光器件。
通过溅射在充当支持部件的玻璃基板上沉积铝合金(AlNd)以制造100nm-厚膜作为反射阳极。然后在其上溅射沉积ITO以形成80-nm厚膜作为透明阳极。在阳极周围形成厚度为1.5μm的丙烯酸类器件分离膜，并形成具有3mm半径的开口。用丙酮，然后是异丙醇(IPA)对得到的产物进行超声波洗涤，在IPA中煮沸并洗涤，进行干燥。然后用UV/臭氧对基板表面进行洗涤。
通过在10-5Pa的真空室中进行电阻加热，连续地真空沉积以下所述的有机层。溅射沉积IZO以形成30nm-厚透明电极，其充当阴极。将得到的层放置在氮气氛中并密封。
有机发光器件包括以下层：
空穴注入层(95nm)：G-11
空穴传输层(10nm)：G-12
发光层(35nm)，主体：G-13，客体：示例化合物(重量比：2％)
电子传输层(10nm)：G-14
电子注入层(70nm)：G-15(重量比：80％)，Li(重量比：20％)
Figure GSA00000102392500341
用Hewlett-Packard生产的pA计4140B测定每个EL器件的电流-电压特性并用Topcon Corporation生产的BM7测定发射的亮度。将实施例23-27中观察到的发射效率和电压示于下表5中。
表5
  客体   G-13   发射效率(cd/A)   电压(V)
  实施例23   A1   H7   3.2   4.2
  实施例24   A7   H22   2.9   4.3
  实施例25   A12   H8   3.1   4.1
  实施例26   A14   H10   3.4   4.1
  实施例27   A27   H8   3.0   4.0
结果和研究
根据本发明方面的有机化合物是实现高量子产率和适合蓝色发射的发射的新型化合物。将该有机化合物用于有机发光器件时，有机发光器件能够显示良好的发射特性。因此，实施例表明可提供适合用于蓝色发光器件的新型有机化合物，并且还可提供包括该新型有机化合物的有机发光器件。该新型有机化合物能够实现优异的色纯度和高效率发射。包括该新型有机化合物的有机发光器件还能够实现高效率的高亮度发射。
尽管已参照示例性实施方案对本发明进行了说明，但应理解本发明并不限于公开的示例性实施方案。对以下权利要求的范围应给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形和等同的结构和功能。

Claims (5)

1.有机化合物，其包括：
通式(1)表示的苊并[1，2-k]苯并[e]醋菲衍生物：
Figure FSA00000102392400011
其中R1和R2各自独立地选自氢原子、卤素原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的氨基基团、取代或未取代的芳基和取代或未取代的杂环基。
2.根据权利要求1的有机化合物，其中R1和R2各自独立地表示取代或未取代的芳基。
3.有机发光器件，其包括：
阴极；
阳极；和
插入该阳极和该阴极之间的有机化合物层，该有机化合物层包括根据权利要求1的有机化合物。
4.根据权利要求3的有机发光器件，其中该有机化合物层是发光层。
5.图像显示装置，其包括：
多个像素，每个像素包括根据权利要求3的有机发光器件；和
向该有机发光器件供给电信号而配置的单元。
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