CN1708474A - 二苯并苝化合物、有机el元件及有机el显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种红色光发光效率、发光亮度和颜色纯度等优良的有机EL元件，本发明的有机EL元件在正极和负极之间具有有机薄膜层，该有机薄膜层含有用下述结构式(1)表示的二苯并苝化合物作为发光材料。上述结构式(1)中，R1、R6、R8和R13可以互相相同或不同，表示用下述结构式(2)表示的基团。R2～R5、R7、R9～R12和R14表示氢原子或取代基。上述结构式(2)中，R15和R16可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。而且R15和R16可以互相直接或间接连接。

Description

二苯并苝化合物、有机EL元件及有机EL显示器
技术领域
本发明涉及适于作为有机EL元件中发光材料用的二苯并苝化合物、使用该二苯并苝化合物的有机EL元件以及采用了该有机EL元件的有机EL显示器。
背景技术
有机EL元件，具有自发光和高速应答等特性，人们期待着在平板显示器中得到应用。特别是自从报导了将孔穴输送性的有机薄膜(孔穴输送层)与电子输送性的有机薄膜(电子输送层)层叠的两层型(层叠型)产品以来(例如参见C.W.Tang和S.A.VanSlyke《应用物理通讯》51卷，913(1987))，人们的关心集中在10V以下的低电压下发光的大面积发光元件上。层叠型的有机EL元件，以正极/孔穴输送层/发光层/电子输送层/负极作为基本结构，其中发光层正如在上述两层型的情况，也可以使上述孔穴输送层或上述电子输送层兼有该功能。
有机EL元件，近来期待着在全色显示器中应用。在该全色显示器中，必须将显示兰(B)、绿(G)、红(R)三原色发光的像素排列在显示板上，作为其排列方式，被提出的有(a)将显示兰(B)、绿(G)、红(R)各色发光的三种有机EL元件排列的方法，(b)将从显示白色光(兰(B)、绿(G)、红(R)的光线的混色)的有机EL元件中的发光用滤色片分离成三原色的方法，以及(c)利用发出荧光的颜色变换层将显示蓝色发光的有机EL元件发出的光变换成绿(G)、红(R)色发光的方法。
另一方面，从得到高发光效率的有机EL元件的观点出发，有人提出在作为主要材料的主体材料中，掺杂少量荧光发光性强的色素分子作为客体材料，形成显示高发光效率的发光层(例如参见C.W.Tang、S.A.VanSlyke和C.H.Chen《应用物理杂志》65卷，3610(1989))。
但是过去并未提供显示高发光效率的有机EL元件，特别是没有充分提供显示红色发光的有机EL元件(例如参见特开2000-231987号公报)，所以人们期望开发出一种新颖的高性能的有机EL元件。
发明内容
本发明为解决过去的问题，课题在于达成以下目的。本发明目的在于提供一种适于作为有机EL元件中红色发光材料用的二苯并苝化合物、红色光的发光效率、发光亮度和颜色纯度等均优良的有机EL元件、以及采用该有机EL元件的高性能的有机EL显示器。
为了解决上述课题，本发明人等经过深入研究的结果有以下发现。即特定的二苯并苝化合物适于作为有机EL元件中的红色发光材料使用，使用该二苯并苝化合物作为发光材料的有机EL元件及有机EL显示器，红色光的发光效率、发光亮度和颜色纯度等均优良，性能高，与已有品相比性能高。
本发明的有机EL元件，在正极和负极之间具有有机薄膜层，该有机薄膜层含有用下述结构式(1)表示的二苯并苝化合物作为发光材料。
结构式(1)
其中，在上述结构式(1)中，R1、R6、R8和R13可以互相相同或不同，表示用下述结构式(2)表示的基团。R2～R5、R7、R9～R12和R14表示氢原子或取代基。
结构式(2)
在上述结构式(2)中，R15和R16可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。而且R15和R16可以互相直接或间接连接。
本发明的有机EL元件由于含有上述特定的二苯并苝化合物作为发光材料，所以红色光的发光效率、发光亮度和颜色纯度等均优良。
本发明的二苯并苝化合物，用下述结构式(1)表示。
Figure A20038010228000111
结构式(1)
在上述结构式(1)中，R1、R6、R8和R13可以互相相同或不同，表示用下述结构式(2)表示的基团。R2～R5、R7、R9～R12和R14表示氢原子或取代基。
结构式(2)
在上述结构式(2)中，R15和R16可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。而且R15和R16可以互相直接或间接连接。
若将本发明的二苯并苝化合物用作有机EL元件中的发光材料，则能显示发光效率、发光亮度和颜色纯度等均优良的红色发光。
本发明的有机EL显示器采用本发明的有机EL元件。本发明的有机EL显示器，由于采用了本发明的有机EL元件，所以红色发光的发光效率、发光亮度和颜色纯度等均优良。
附图说明
图1是说明本发明的有机EL元件中的层结构一例用的示意说明图。
图2是说明无源矩阵方式有机EL显示器(无源矩阵显示板)的一种结构实例用的示意说明图。
图3是说明图2所示的无源矩阵方式有机EL显示器(无源矩阵显示板)中一种电路实例用的概略说明图。
图4是说明有源矩阵方式有机EL显示器(有源矩阵显示板)的一种结构实例用的示意说明图。
图5是说明图4所示的有源矩阵方式有机EL显示器(有源矩阵显示板)中一种电路实例用的概略说明图。
图6是合成了的1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝的IR光谱记录图。
具体实施方式
<二苯并苝化合物>
本发明的二苯并苝化合物，用下述结构式(1)表示。
结构式(1)
在上述结构式(1)中，R1、R6、R8和R13可以互相相同或不同，表示用下述结构式(2)表示的基团。R2～R5、R7、R9～R12和R14表示氢原子或后述的取代基。
Figure A20038010228000122
结构式(2)
在上述结构式(2)中，R15和R16可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。该烷基或芳基也可以被后述的取代基取代。
作为上述取代基没有特别限制，可以根据目的适当选择，例如可以举出烷基、芳基等，这些还可以被取代基取代。作为该取代基没有特别限制，可以根据目的在公知的取代基中适当选择。
作为上述烷基没有特别限制，可以根据目的适当选择，例如可以适当举出1～10个碳原子数的直链、支链或环状烷基，具体讲可以适当举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、特丁基、戊基、异戊基、己基、异己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、环戊基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等。
作为上述芳基没有特别限制，可以根据目的适当选择，例如可以举出单环芳基、由四个以下芳环结合而成的基团、具有五环以下缩合芳环而且碳、氧、氮和硫原子总数50以下的基团等。
作为该单环芳基没有特别限制，可以根据目的适当选择，例如适当可以举出苯基、甲苯基、二甲苯基、枯烯基、苯乙烯基、莱基、肉桂基、苯乙基、二苯甲基等，这些也可以被取代基取代。
该芳环作为四环以下结合成而的基团并无特别限制，可以根据目的适当选择，例如可以举出萘基、蒽基、菲基、茚基、薁基(azulenyl)、苯并蒽基等，这些也可以被取代基取代。
对于具有五环以下缩合芳环而且碳、氧、氮和硫原子总数为30以下的基团并无特别限制，可以根据目的适当选择，例如可以举出吡咯基、呋喃基、噻嗯基、氮苯基(ピリジル)、喹啉基、异喹啉基、咪唑基、吡啶基(ピリジニル)、吡咯并吡啶基、噻唑基、嘧啶基、噻吩基、吲哚基、喹啉基(キノリニル)、吡喃基、腺苷基等，这些也可以被取代基取代。
而且R15和R16可以互相直接或间接连接。在间接连接的情况下，也可以借助于从硼、碳、氮、氧、硅、磷和硫中选出的至少一个原子互相连接。
本发明中上述结构式(1)中的R1、R6、R8和R13(用上述结构式(2)表示的基团)，优选是用下述结构式(3)、下述结构式(4)和下述结构式(5)中任何结构式表示的基团。
上述结构式(1)中的R1、R6、R8和R13(用上述结构式(2)表示的基团)，是由下述结构式(3)表示的基团的情况下，所述的二苯并苝化合物是1，3，8，10-四(N，N-二苯基氨基)二苯并苝；R1、R6、R8和R13是由下述结构式(4)表示的基团的情况下，所述的二苯并苝化合物是1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝；R1、R6、R8和R13是由下述结构式(5)表示的基团的情况下，所述的二苯并苝化合物是1，3，8，10-四[4，4’-双(α，α-二甲基苄基)二苯基氨基]二苯并苝。
结构式(3)
在上述结构式(3)中，R17和R18可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。其中作为上述烷基或上述芳基，可以举出上述的那些。
Figure A20038010228000142
结构式(4)
在上述结构式(4)中，R19、R20和R21可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。其中作为上述烷基或上述芳基，可以举出上述的那些。
Figure A20038010228000143
结构式(5)
在上述结构式(5)中，R22、R23、R24和R25可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。其中作为上述烷基或上述芳基，可以举出上述的那些。
对于本发明的二苯并苝化合物的制造方法并无特别限制，可以根据目的在已知方法中适当选择，例如可以适当举出《Bericht》76卷458页(1943)和《化学会志》2013页(1949)等上记载的方法。即，首先将苯嵌萘酮(ペリナフテノン)与锌粉在吡啶中混合，搅拌、回流和在氮气气流下用5小时滴加50毫升80％乙酸后，过滤沉淀物，利用真空升华装置使其脱水升华，得到未取代的二苯并苝。然后通过该二苯并苝的卤化反应，合成例如1，3，8，10-四卤代二苯并苝。
作为上述卤化物反应的方法，可以适当举出像《Annalen der chemie》531卷81页上记载的那样，在溶解在溶剂中的1当量二苯并苝中加入四倍量的卤素的方法。作为所述的卤素，氯、溴、碘等虽然在下阶段反应中有利，但是从卤代反应容易进行的观点来看，其中特别优选氯和溴。然后在催化剂和碱存在下，通过对1，3，8，10-四卤代二苯并苝和例如与所需化合物对应的仲胺加热使之反应，可以得到所需的1，3，8，10-四取代二苯并苝化合物。
作为所述的催化剂，可以使用铜粉、氯化亚铜、硫酸铜等铜乃至铜化合物，以及钯化合物等。而且作为所述的碱，可以使用碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、叔丁氧基钠等钠的醇盐等。
利用以上一般方法制造1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝的情况下，首先通过二苯并苝与溴反应得到1，3，8，10-四溴代二苯并苝化合物。然后按照《Tetrahedran Letters》39卷2367页(1998年)上记载的方法，即用卤代芳基合成三芳基胺的一般方法，能够进行1，3，8，10-四溴代二苯并苝的二芳基氨基化反应。相对于1，3，8，10-四溴代二苯并苝，加入四倍量的3-甲基二苯基胺、四倍量的叔丁氧基钠、0.1％当量的乙酸钯和0.4％当量的三(叔丁基)膦，以邻二甲苯作溶剂，在130℃温度下使其反应3小时。接着冷却后，反应液用水洗涤数次，蒸馏除去上述邻二甲苯，残余的油状物用甲醇洗涤后，使反应生成物在THF-甲醇中再结晶，得到了粗生成物。进而利用真空升华法将上述粗生成物精制后，能够得到目的1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝。
本发明的二苯并苝化合物，能在各种领域中适当使用，适于作为荧光材料使用，特别适于作为有机EL元件中的发光材料使用。其中，一旦使用本发明的二苯并苝化合物作为有机EL元件中的发光材料，就能得到红色发光。
<有机EL元件>
本发明的有机EL元件在正极与负极之间具有有机薄膜层，该有机薄膜层含有上述本发明的二苯并苝化合物，即上述结构式(1)表示的二苯并苝化合物作为发光材料。
其中如上所述，上述结构式(1)中的R1、R6、R8和R13(用上述结构式(2)表示的基团)，优选是用下述结构式(3)、下述结构式(4)和下述结构式(5)中任意结构式表示的基团。
本发明中，虽然上述有机薄膜层含有上述二苯并苝化合物作为发光材料，但是既可以使该有机薄膜层中的发光层含有，也可以使发光层兼电子输送层、发光层兼空穴输送层等含有。使上述发光层含有上述二苯并苝化合物的情况下，该发光层既可以用该二苯并苝化合物单独制膜形成，也可以除该二苯并苝化合物以外含有其他材料形成。
本发明中，上述有机薄膜层中的发光层、发光层兼电子输送层、发光层兼空穴输送层等含有本发明的二苯并苝化合物作为客体材料，除该客体材料之外，优选进一步含有发光波长处于该客体材料的光吸收波长附近的主体材料。另外，所述的主体材料虽然优选在所述的发光层中含有，但是也可以在空穴输送层、电子输送层等中含有。
并用上述客体材料和主体材料的情况下，使有机EL发光时，所述的主体材料首先被激发。而且由于该主体材料的发光波长与上述客体材料(二苯并苝化合物)的吸收波长(330～600nm)重合，所以激发能量将高效地从该主体材料向该客体材料移动，使该主体材料不发光而返回基态，仅有变成激发状态的该客体材料使激发能量以红色光线的形式放出，所以红色光线的发光效率、发光亮度和颜色纯度均优良。
而且发光分子一般在薄膜中单独存在或者以高浓存在的情况下，发光分子之间因接近而在发光分子间产生相互作用，产生所谓“浓度消光”的发光效率降低的现象。并用上述客体材料和上述主体材料的情况下，本身是上述客体材料的上述二苯并苝化合物，由于在上述主体化合物中以较低浓度分散，所以可以有效地抑制上述“浓度消光”，从发光效率优良这一点来看是有利的。此外，在上述发光层中并用上述客体材料和上述主体材料的情况下，由于所述的主体材料制膜性一般优良，所以从保持发光特性的同时制膜性也优良这一点来看也是有利的。
对于上述主体材料并无特别限制，可以根据目的适当选择，但是优选发光波长处于该主体材料的光吸收波长附近的，例如可以适当举出由下述结构式(6)表示的芳胺衍生物、下述结构式(8)表示的咔唑衍生物、下述结构式(10)表示的羟基喹啉络合物、下述结构式(12)表示的1，3，6，8-四苯基芘化合物、下述结构式(14)表示的4，4’-双(2，2’-二苯基乙烯基)-1，1’-联苯(DPVBi)(主发光波长＝470nm)、下述结构式(15)表示的对六联苯(主发光波长＝400nm)和下述结构式(16)表示的9，9’-联蒽(主发光波长＝460nm)等。
Figure A20038010228000171
结构式(6)
上述结构式(6)中，n表示2～4的整数。Ar表示2～4价的芳族基团或杂环芳族基团。R16和R17可以互相相同或不同，表示一价的芳基或杂环芳基。作为上述一价的芳基或杂环芳基没有特别限制，可以根据目的适当选择。
在上述结构式(6)表示的芳胺衍生物中，优选由下述结构式(7)表示的N，N’-二萘基-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(主发光波长＝430nm)及其衍生物。
结构式(7)
结构式(8)
上述结构式(8)中，n表示2～4的整数。Ar表示以下所示的含有芳环的2～4价基团，或者含有杂环芳基的2～4价基团。
                   其中，m＝0～4
Figure A20038010228000182
这些基团也可以被非共轭性基团取代，而且R表示连接基团，例如可以适当举出以下的基团。
Figure A20038010228000183
上述结构式(8)中，R18和R19各自独立，表示氢原子、卤原子、烷基、芳烷基、链烯基、芳基、氰基、氨基、酰基、烷氧羰基、羧基、烷氧基、烷基磺酰基、羟基、酰胺基、芳氧基、芳族环烃基或芳族杂环基团，这些基团还可以被取代基进一步取代。
上述结构式(8)中，n表示整数，可以适当举出2～4。
由上述结构式(8)表示的芳胺衍生物中，Ar是借助于单键二连接在苯环上的芳基，R18和R19是氢原子且n＝2，即从下述结构式(9)表示的4，4’-双(9-咔唑基)-联苯(CBP)(主发光波长＝380nm)及其衍生物中选出的化合物，从红色光线的发光效率、发光强度和颜色纯度等特别优良的观点来看特别优选。
Figure A20038010228000191
结构式(9)
Figure A20038010228000192
结构式(10)
上述结构式(10)表示的羟基喹啉络合物中，优选由下述结构式(11)表示的羟基喹啉铝络合物(Alq)(主发光波长＝530nm)。
结构式(11)
Figure A20038010228000194
结构式(12)
在上述结构式(12)中，R21～R24可以互相相同或不同，表示氢原子或取代基。作为该取代基，例如可以适当举出烷基、环烷基或芳基，这些基团也可以被取代基取代。
由上述结构式(12)表示的1，3，6，8-四苯基二苯并苝化合物中，R21～R24是氢原子，即由下述结构式(13)表示的1，3，6，8-四苯基二苯并苝(主发光波长＝440nm)，从红色光线的发光效率、发光亮度和颜色纯度等特别优良的观点来看优选。
Figure A20038010228000201
结构式(13)
1，3，6，8-四苯基芘
结构式(14)
结构式(15)
                   对六联苯
结构式(16)
          9，9’-联蒽
含有所述的结构式(1)表示的二苯并苝化合物的层中该二苯并苝化合物的含量，优选为0.1～50重量％，更优选0.5～20重量％。。
所述含量一旦低于0.1重量％，发光效率、发光亮度和颜色纯度等往往不充分，而一旦超过50重量％，颜色纯度就会降低。另一方面，若处于上述更优选范围内，则从发光效率、发光亮度和颜色纯度等优良的观点来看优选。
本发明的有机EL元件中的所述的发光层，施加电场时能从所述的正极、空穴注入层和所述的空穴输送层等注入空穴，从所述的负极、电子注入层和所述的电子输送层等注入电子，进而提供该空穴与该电子再结合的场所，通过该再结合时产生的再结合能量，可以有能使显示红色发光的上述二苯并苝化合物(发光材料、发光分子)发光的功能，除该二苯并苝化合物以外，还可以在不妨碍该红色发光的范围内含有其他发光材料。
上述发光层能够采用公知方法形成，例如可以用蒸镀法、湿式制膜法、MBE(分子线外延)法、离子束法、分子层叠法、LB法、印刷、转印法等适当形成。
这些方法中，从不使用有机溶剂而无废液处理问题、成本低、简单高效制造的观点出发虽然优选蒸镀法，但是在以单层结构设置上述发光层的情况下，例如以空穴输送层兼发光层兼电子输送层等形式形成该发光层的情况下，也优选湿式制膜法。
对于上述蒸镀法并无特别限制，可以根据目的从已知的方法中适当选择，例如可以举出真空蒸镀法、电阻加热蒸镀法、化学蒸镀法、物理蒸镀法等。所述的化学蒸镀法，例如可以举出等离子CVD法、激光CVD法、热CVD法、气源CVD法等。利用上述蒸镀法的上述发光层的形成，例如通过真空蒸镀上述二苯并苝化合物，该发光层除上述二苯并苝化合物以外含有上述主体材料的情况下，通过用真空蒸镀同时蒸镀该二苯并苝化合物和该主体材料能够适当地进行。在前者的情况下，从不必共蒸镀的观点来看容易制造。
对于上述湿式制膜法并无特别限制，可以根据目的从已知的方法中适当选择，例如可以举出喷墨法、旋转涂布法、捏合机涂布法、棒涂法(バ一コ一ト)、刀涂法、浇铸法、浸涂法、帘涂法等。
上述湿式制膜法的情况下，能够使用一起溶解乃至分散上述发光层材料与树脂成分的溶液(涂布等)，该树脂成分例如可以举出聚乙烯基咔唑、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚砜、聚苯氧、聚丁二烯、烃树脂、酮树脂、苯氧树脂、聚酰胺、乙基纤维素、醋酸乙烯酯、ABS树脂、聚氨酯、蜜胺树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、硅树脂等。
用上述湿式制膜法的上述发光层的形成，例如使用将上述二苯并苝化合物和必要时使用的上述树脂材料在溶剂中制成的溶液(涂布液)(涂布、干燥)，当该发光层在上述二苯并苝化合物之外含有上述主体材料的情况下，使用将该二苯并苝化合物、该主体材料和必要时使用的上述树脂材料溶解在溶剂中的溶液(涂布液)(涂布、干燥)，能够适当进行。
上述发光层的厚度优选1～50纳米，更优选3～20纳米。
上述发光层的厚度，一旦处于上述优选范围内，由于该有机EL元件能使发光的红色光线的发光效率、发光亮度和颜色纯度等充分，若处于上述更优选数值范围内，则因上述优点将更加显著而是有利的。
本发明的有机EL元件在正极和负极之间有包含发光层的有机薄膜层，还可以根据需要具有保护层等其他层。
上述有机薄膜层，至少有上述发光层，而且必要时还可以有空穴注入层、空穴输送层、空穴阻挡层、电子输送层等。
—正极—
作为上述正极并无特别限制，可以根据需要适当选择，但是优选向该有机薄膜层，具体地当上述有机薄膜层仅有上述发光层的情况下，该有机薄膜层还有上述空穴输送层的情况下，该有机薄膜层进一步有上述空穴注入层的情况下，能够分别向该发光层和该空穴输送层以及该空穴注入层供给空穴(载流子)的电极。
作为上述正极材料并无特别限制，可以根据需要适当选择，例如可以举出金属、合金、金属氧化物、电导性化合物及其混合物等，这些物质中优选功函数处于4eV以上的材料。
作为上述正极材料的具体实例，可以举出氧化锡、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)等导电性金属氧化物，金、银、铬、镍等金属，这些金属和导电性金属氧化物的混合物或层叠物，碘化铜、硫化铜等无机导电性物质，聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等有机导电性材料以及这些材料与ITO的层叠物等。这些物质可以单独使用一种或者两种以上并用。这些材料中，优选导电性金属氧化物，从生产率、高导电性和透明性等观点来看特别优选ITO。
对于上述正极的厚度没有特别限制，可以根据材料等适当选择，但是优选1～5000纳米，更优选20～2000纳米。
上述正极通常在钠玻璃、无碱玻璃等玻璃、透明树脂等基板上形成。
使用上述玻璃作为基板的情况下，从该玻璃中溶出的离子少的观点来看，优选上述无碱玻璃、涂布了氧化硅等表涂层的上述钠玻璃。
上述基板的厚度只要具有保持机械强度所需的厚度就无特别限制，采用玻璃作为基材的情况下，通常为0.2毫米以上，优选0.7毫米以上。
上述正极例如采用蒸镀法、湿式制膜法、电子束法、溅射法、活性溅射法、MBE(分子线外延)法、离子束法、离子沉积法、等离子聚合法(高频激发离子沉积法)、分子层叠法、LB法、印刷法、转印法、化学反应法(溶胶-凝胶法等)涂布该ITO的分散物的方法等，能够适当形成。
上述正极，通过洗涤和其他处理，使该有机EL元件的驱动电压降低，也可以提高发光效率。作为上述其他处理，例如当上述正极材料是ITO的情况下，可以适当举出UV-臭氧处理、等离子处理等。
—负极—
对于上述负极并无特别限制，可以根据需要适当选择，但是优选能够向该有机薄膜层，具体的当上述有机薄膜层仅有上述发光层的情况下，该有机薄膜层还有上述电子输送层的情况下，该有机薄膜层进一步有上述电子注入层的情况下，分别该发光层和该电子输送层和该电子注入层供给电子的电极。
对于上述负极材料并无特别限制，可以根据上述电子输送层、上述发光层等与该负极相邻层乃至分子的密着性、离子化潜能、稳定性等适当选择，例如可以举出金属、合金、金属氧化物、电导性化合物及其混合物等。
上述负极材料的具体实例，可以举出碱金属(例如Li、Na、K、Cs等)、碱土金属(例如Mg、Ca等)、金、银、铅、铝、钠-钾合金或其混合金属、锂-铝合金或其混合金属、镁-银合金或其混合金属、铟、镱等稀土金属、其合金等。
这些物质可以单独使用一种或者两种以上并用。这些物质中优选功函数处于4eV以下的材料，更优选铝、锂-铝合金或其混合金属、镁-银合金或其混合金属等。
作为上述负极的厚度没有特别限制，可以根据该负极材料等适当选择，但是优选1～10000纳米，更优选20～200纳米。
上述负极例如可以采用蒸镀法、湿式制膜法、电子束法、溅射法、活性溅射法、MBE(分子线外延)法、离子束法、离子沉积法、等离子聚合法(高频激发离子沉积法)、分子层叠法、LB法、印刷法、转印法等上述的方法能够适当形成。
并用两种以上材料作为上述负材料的情况下，既可以同时蒸镀该两种以上材料，形成合金电极等，也可以蒸镀事先制备的合金形成合金电极等。
上述正极和负极的阻抗值低好，优选处于数百Ω/□以下。
—空穴注入层—
上述空穴注入层并无特别限制，可以根据需要适当选择，但是例如优选施加电场时具有从上述正极注入空穴功能的注入层。
上述空穴注入层的材料并无特别限制，可以根据需要适当选择，例如可以适当举出用下式表示的繁星式胺(4，4’，4”-三[3-甲基苯基(苯基)氨基]三苯胺：m-MTDATA)、酞菁铜、聚苯胺等。
Figure A20038010228000251
上述空穴注入层的厚度，可以根据需要适当选择，但是例如优选1～100纳米左右，更优选5～50纳米。
上述空穴注入层，例如能够采用蒸镀法、湿式制膜法、电子束法、溅射法、活性溅射法、MBE(分子线外延)法、离子束法、离子沉积法、等离子聚合法(高频激发离子沉积法)、分子层叠法、LB法、印刷法、转印法等上述的方法适当形成。
—空穴输送层—
对于上述空穴输送层并无特别限制，可以根据需要适当选择，但是例如优选施加电场时具有从上述正极输送空穴的功能的输送层。
对于上述空穴输送层的材料，并无特别限制，可以根据需要适当选择，例如可以适当举出芳胺化合物、咔唑、咪唑、三唑、恶唑、恶二唑、聚芳基烷烃、吡唑啉、吡唑酮、对苯基二胺、芳基胺、氨基取代查尔酮、苯乙烯基蒽、芴酮、腙、均二苯乙烯、硅氮烷、苯乙烯基胺、芳族二甲川化合物、金属仆啉系化合物、聚甲硅烷系化合物、聚(N-乙烯基咔唑)、苯胺系共聚物、噻吩低聚物及聚合物、聚噻吩等导电性高分子低聚物及聚合物、碳膜等。其中一旦将这些空穴输送层材料与上述发光层材料混合制膜，就能形成空穴输送层兼发光层。
这些化合物可以单独使用一种或者两种以上并用，这些物质中优选芳胺化合物，具体讲更优选由下式表示的TPD(N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺)、由下式表示的NPD(N，N’-二萘基-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺)等。
上述空穴输送层的厚度可以根据需要适当选择，通常为1～500纳米左右，优选10～100纳米。
上述空穴输送层，例如能够采用蒸镀法、湿式制膜法、电子束法、溅射法、活性溅射法、MBE(分子线外延)法、离子束法、离子沉积法、等离子聚合法(高频激发离子沉积法)、分子层叠法、LB法、印刷法、转印法等上述的方法适当形成。
—空穴阻挡层—
对于上述空穴阻挡层并无特别限制，可以根据需要适当选择，例如优选对从上述正极注入的空穴具有阻挡功能的阻挡层。
对于上述空穴阻挡层的材料并无特别限制，可以根据需要适当选择。
上述有机EL元件一旦有上述空穴阻挡层，从正极输送过来的空穴就会被该空穴阻挡层所阻挡，使从负极输送来的电子能够透过该空穴阻挡层到达上述发光层，由于电子与空穴在该发光层中产生高效再结合，所以能够防止该发光层以外的有机薄膜层中上述空穴与上述电子之间的再结合，因而可以高效获得来自作为目的发光材料的上述二苯并苝化合物的发光，在颜色纯度等上是有利。
优选将上述空穴阻挡层配置在上述发光层与上述电子输送层之间。
上述空穴阻挡层的厚度没有特别限制，可以根据需要适当选择，通常为1～500纳米左右，优选10～50纳米。
上述空穴阻挡层既可以制成单层结构，因而可以是层叠结构。
上述空穴阻挡层，例如能够采用蒸镀法、湿式制膜法、电子束法、溅射法、活性溅射法、MBE(分子线外延)法、离子束法、离子沉积法、等离子聚合法(高频激发离子沉积法)、分子层叠法、LB法、印刷法、转印法等上述的方法适当形成。
—电子输送层—
上述电子输送层并无特别限制，可以根据需要适当选择，但是例如优选具有输送来自上述负极的电子的功能，以及对从上述正极注入的空穴具有阻挡功能中任何功能的输送层。
作为上述电子输送层的材料并无特别限制，可以根据需要适当选择，例如可以适当举出上述羟基喹啉铝络合物(Alq)等喹啉衍生物、恶二唑衍生物、三唑衍生物、菲绕啉衍生物、苝衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹屋啉衍生物、二苯基醌衍生物、硝基取代芴衍生物等。其中一旦将这些电子输送层材料与上述发光层材料混合制膜，就能形成电子输送层兼发光层，而且再与上述空穴输送层材料混合制膜，就能形成电子输送层兼空穴输送层兼发光层，此时能够使用聚乙烯基咔唑、聚碳酸酯等聚合物。
结构式(12)
上述电子输送层的厚度没有特别限制，可以根据需要适当选择，例如通常为1～500纳米左右，优选10～50纳米。
上述电子输送层既可以制成单层结构，也可以是层叠结构
这种情况下，作为与上述发光层相邻的该电子输送层用的电子输送材料，从将有机EL元件中的发光区域限定在上述发光层，防止来自上述电子输送层的剩余发光的观点来看，优选采用光吸收端比上述二苯基苝化合物波长短的电子输送材料。作为光吸收端比上述二苯基苝化合物波长短的电子输送材料，例如可以举出菲绕啉衍生物、恶二唑衍生物、三唑衍生物等，以下所示的化合物是适用的。
Figure A20038010228000281
结构式(12)
Figure A20038010228000282
2-(4-叔丁基苯基)-5-(4-联苯基)-1，3，4-恶二唑
Figure A20038010228000283
3-苯基-4-(1-萘基)-5-苯基-1，2，4-三唑
3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4’-联苯基)-1，2，4-三唑
上述电子输送层，例如能够采用蒸镀法、湿式制膜法、电子束法、溅射法、活性溅射法、MBE(分子线外延)法、离子束法、离子沉积法、等离子聚合法(高频激发离子沉积法)、分子层叠法、LB法、印刷法、转印法等上述的方法适当形成。
—其他层—
本发明的有机EL元件，可以根据需要适当选择的其他层，作为所述的其他层，可以适当举出例如保护层等。
对于上述保护层没有特别限制，可以根据需要适当选择，例如优选具有能够抑制水份和氧等促进有机EL元件劣化的分子乃至物质，浸入有机EL元件内的功能的保护层。
上述保护层的材料，例如可以举出In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等金属，MgO、SiO、SiO2、Al2O3、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe2O3、Y2O3、TiO2等金属氧化物，SiN、SiNxOy等氮化物，MgF2、LiF、AlF3、CaF2等金属氟化物，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚二氯二氟乙烯、一氯三氟乙烯与二氯二氟乙烯的共聚物、使含有四氟乙烯与至少一种低聚物的单体混合物共聚得到的共聚物、在共聚主链上具有环状结构的含氟共聚物、吸水率1％以上的吸水性物质、吸水率0.1％以下的防湿性物质等。
上述保护层，例如能够采用蒸镀法、湿式制膜法、电子束法、溅射法、活性溅射法、MBE(分子线外延)法、离子束法、离子沉积法、等离子聚合法(高频激发离子沉积法)、分子层叠法、LB法、印刷法、转印法等上述的方法适当形成。
对于本发明的有机EL元件的结构并无特别限制，可以根据需要适当选择，但是作为其层结构，例如可以举出以下(1)～(13)种层结构，即(1)正极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/负极、(2)正极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/负极、(3)正极/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/负极、(4)正极/空穴输送层/发光层/电子输送层/负极、(5)正极/空穴注入层/空穴输送层/发光层兼电子输送层/电子注入层/负极、(6)正极/空穴注入层/空穴输送层/发光层兼电子输送层/负极、(7)正极/空穴输送层/发光层兼电子输送层/电子注入层/负极、(8)正极/空穴输送层/发光层兼电子输送层/负极、(9)正极/空穴注入层/空穴输送层兼发光层/电子输送层/电子注入层/负极(10)正极/空穴注入层/空穴输送层兼发光层/电子输送层/负极、(11)正极/空穴输送层兼发光层/电子输送层/电子注入层/负极、(12)正极/空穴输送层兼发光层/电子输送层/负极、(13)正极/空穴输送层兼发光层兼电子输送层/负极等。
另外，当有机EL元件具有上述空穴阻挡层的情况下，在所述的(1)～(13)中，可以适当举出在上述发光层与上述电子输送层间配置该空穴阻挡层的层结构。
这些层结构内，若将(4)正极/空穴输送层/发光层/电子输送层/负极图示，则如图1所示，有机EL元件10具有依次层叠的在玻璃基板12上形成的正极14(例如ITO电极)、空穴输送层16、发光层18、电子输送层20、负极22(例如Al-Li电极)的层结构。其中正极14(例如ITO电极)与负极22(例如Al-Li电极)借助于电源互相连接。由空穴输送层16、发光层18和电子输送层20形成红色发光用的有机薄膜层24。
本发明的有机EL元件的发光峰值波长，优选580～700nm。
本发明的有机EL元件的发光效率，在10V以下期望发出红光，优选在7V以下发出红光，更优选在5V以下发出红光。
本发明的有机EL元件的发光亮度，施加10V电压的情况下优选处于100cd/m2以上，更优选500cd/m2以上，最好处于1000cd/m2以上。
本发明的有机EL元件，例如可以适当用于以电脑、车载显示器、野外显示器、家用电器、办公仪器、家电用设备、涉及交通的显示器、钟表显示器、日历显示器、荧光屏、音响设备等为首的各种领域中，但是特别适用于以下本发明的有机EL显示器上。
<有机EL显示器>
本发明的有机EL显示器除采用了上述本发明的有机EL元件以外，没有特别限制，可以适当采用公知结构。
上述有机EL显示器，既可以是红色单色发光的显示器，也可以是多色发光的显示器，还可以是全色型的显示器。
作为将上述有机EL显示器制成全色型显示器的方法，例如像《显示器月刊》2000年9月号33～37页上记载的那样，已知有在基板上配置分别发出与颜色的三原色(蓝色(B)、绿色(G)、红色(R))对应光线的有机EL元件的三色发光法、使白色发光用的有机EL元件产生的白色光线通过滤色片变换成红色(R)和绿色(G)的颜色变换法等。本发明中，由于采用的上述本发明的有机EL元件是红色发光用的，所以能够适当采用三色发光法和颜色变换法，特别适于采用三色发光法。
利用上述三色发光法制造全色型显示器的情况下，除了作为红色发光用的上述本发明的有机EL元件以外，必须有绿色发光用的有机EL元件和蓝色发光用的有机EL元件。
作为上述绿色发光用的有机EL元件并无特别限制，可以从公知的那些中适当选择，可以适当举出例如层结构是ITO(正极)/上述NPD/上述Alq/Al-Li(负极)的元件等。
作为蓝色发光用的有机EL元件并无特别限制，可以从公知的那些中适当选择，可以适当举出例如层结构是ITO(正极)/上述NPD/上述DPVBi/上述Alq/Al-Li(负极)的元件等。
对于上述有机EL显示器的形态并无特别限制，可以根据需要适当选择，例如可以适当举出在《日经电子》No.765，2000年3月13日，55～62页上记载的无源矩阵显示板、有源矩阵显示板等。
上述无源矩阵显示板的结构，例如如图2所示，在玻璃基板12上，具有互相平行配置的带状正极14(例如ITO电极)，在正极14上具有依次平行并在与正极14大体正交的方向上配置的带状的红色发光用的有机薄膜层24、蓝色发光用的有机薄膜层26和绿色发光用的有机薄膜层28，在红色发光用的有机薄膜层24、蓝色发光用的有机薄膜层26和绿色发光用的有机薄膜层28都有与其形状相同的负极22。
上述无源矩阵显示板中，例如如图3所示，由多数正极14构成的正极线30与由多数负极22构成的负极线32互相以大体直行方向交叉形成电路。处于各交义点位置上的红色发光用、蓝色发光用和绿色发光用的有机薄膜层24、26、28起着像素的作用，与各像素对应存在多数有机EL元件34。上述无源矩阵型显示板中，一旦用定流电源36对正极线30中的一个正极14，和负极线32中的一个负极22施加电流，此时处于该交叉点位置上的有机EL薄膜层上就被施加电流，使该位置上的有机EL薄膜层发光。通过控制这种像素单元的发光，能够容易形成全色图像。
上述有源矩阵显示板，例如如图4所示，在玻璃基板12上网格状地形成扫描线、数据线和电流供给线，具有与形成网格状的扫描线连接并配置在各网眼中的TFT电路40、能用TFT电路40驱动并被配置在各网眼中的正极14(例如ITO电极)，在正极14上具有依次互相平行配置的带状的红色发光用的有机薄膜层24、蓝色发光用的有机薄膜层26和绿色发光用的有机薄膜层28，在红色发光用的有机薄膜层24、蓝色发光用的有机薄膜层26和绿色发光用的有机薄膜层28具有配置得将其全部覆盖的负极22。红色发光用的有机薄膜层24、蓝色发光用的有机薄膜层26和绿色发光用的有机薄膜层28，分别有空穴输送层16、发光层18和电子输送层20。
上述有源矩阵显示板中，例如如图5所示，多数互相平行设置的扫描线46、多数互相平行设置的数据线42和电流供给线44互相正交形成网格，在各网格上形成与开关用TFT48和驱动用TFT50连接形成电路。一旦从驱动电路38施加电流，就能在每个网格上驱动开关用TFT48和驱动用TFT50。而且各网格的纤色发光用、蓝色发光用和绿色发光用的有机薄膜层24、26、28起着像素的作用，在该有源矩阵显示板中，一旦用驱动电路38对一个横向配置的扫描线46的一个和纵向配置的电流供给线44施加电流，此时就能驱动处于该交叉点位置上的开关用TFT48，随之驱动驱动用TFT50，使该位置上的有机EL元件52发光。通过控制这种像素单元的发光，能够容易形成全色图像。
本发明的有机EL显示板，例如可以适当用于以电脑、车载显示器、野外显示器、家用电器、办公仪器、家电用设备、涉及交通的显示器、钟表显示器、日历显示器、荧光屏、音响设备等为首的各种领域中。
以下说明本发明的实施例，但是本发明并不受这些实施例的任何限制。
(实施例1)
—1，3，8，10-四(3-甲基二苯基胺)二苯并苝的合成—
如下记路线所示，将苯嵌萘酮与锌粉在吡啶中混合(下记合成路线I)，搅拌、回流和在氮气气流下，用5小时滴加50毫升80％乙酸后，过滤沉淀物(下记合成路线II)，利用真空升华装置使其脱水升华，得到未取代的二苯并苝(下记合成路线III)。
然后通过二苯并苝的溴代反应(参见下记路线)，例如合成1，3，8，10-四溴代二苯并苝(下记合成路线IV)。其中所述的溴代反应，正如《Annalen derchemie》531卷81页上记载的那样，是对溶解在溶剂中的1当量二苯并苝加入四倍量的元素溴的方式进行的。
Figure A20038010228000332
然后如下记路线所示，对于合成的1，3，8，10-四溴代二苯并苝加入四倍量的3-甲基二苯基胺、四倍量的叔丁氧基钠、0.1％当量的乙酸钯和0.4％当量的三(叔丁基)膦，以邻二甲苯作溶剂，在130℃温度下使其反应3小时。冷却后，反应液用水洗涤数次，蒸馏除去邻二甲苯。残余的油状物用甲醇洗涤后，使反应生成物在THF-甲醇中再结晶，得到了粗生成物。利用真空升华法将该粗生成物精制后，合成了作为目的物的1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝。
其中1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝，具有上述结构式(1)中R1、R6、R8和R13互相相同，是用下述结构式表示的基团；R2～R5、R7、R9～R12和R14是氢原子的结构。
Figure A20038010228000342
(实施例2)
—1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝的合成—
在实施例1中除了用N-苯基-1-萘胺代替3-甲基二苯胺以外，与实施例1同样合成了1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝。其中1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝，是上述结构式(1)中R1～R4是是由下记结构式表示的基团的化合物。
另外，关于合成的1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝的质谱、元素分析和IR分析结果示出如下。
<质谱结果>
作为C90H58N4，分子量计算值(以C12，H：1，N：14)为1194
质谱的分子量峰：1194，1195
<元素分析结果>
作为C90H58N4，
计算值：C：90.42％，H：4.89％，N：4.69％
试验值：C：90.18％，H：5.43％，N：4.38％
<IR分析结果>
利用合成的1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝的KBr锭剂法得到的IR光谱图示于图6之中。
(实施例3)
—1，3，8，10-四[4，4’双(α，α-二甲基苄基)二苯基氨基]二苯并苝的合成—
在实施例1中除了用[4，4’双(α，α-二甲基苄基)二苯基胺代替3-甲基二苯胺以外，与实施例1同样合成了1，3，8，10-四[4，4’双(α，α-二甲基苄基)二苯基氨基]二苯并苝。其中1，3，8，10-四[4，4’双(α，α-二甲基苄基)二苯基氨基]二苯并苝，是上述结构式(1)中R1～R4是由下记结构式表示的基团的化合物。
Figure A20038010228000361
(实施例4)
—有机EL元件的制作—
按照以下方法制备了发光层中使用以实施例1合成的1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝作为发光材料的层叠型有机EL元件。即，利用水、丙酮和异丙醇对形成了作为正极的ITO电极的玻璃基板进行超声波洗涤，经过UV臭氧处理后，用真空蒸镀装置(真空度＝1×10-6乇(1.3×10-4Pa)，基板温度＝室温)，在此ITO正极上覆盖作为空穴输送层的厚度50nm的N，N’-二萘基-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(NPD)。然后在此N，N’-二萘基-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(NPD)形成的空穴输送层上，蒸镀覆盖30nm厚度的1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝发光层。进而在该发光层上蒸镀覆盖20nm厚度的羟基喹啉铝络合物(Alq)作为电子输送层，在该羟基喹啉铝络合物(Alq)形成的电子输送层上蒸镀厚度50nm的Al-Li合金(Li含量＝0.5重量％)作为负极。通过以上方式制成有机EL元件。
在制成的有机EL元件中一旦在ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为1350cd/m2的高纯度的红色发光。
(实施例5)
—有机EL元件的制作—
在实施例4中，除了使1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝与N，N’-二萘基-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(NPD)，以相对于1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝1该NPD为99的蒸镀速度比，同时蒸镀形成发光层以外，与实施例4同样制作了有机EL元件。
在制成的有机EL元件中一旦在ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，则在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为1820cd/m2的高纯度的红色发光。
(实施例6)
—有机EL元件的制作—
在实施例4中，除了使1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝与4，4’-双(9-咔唑基)联苯(CBP)，以相对于1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝1该CBP为99的蒸镀速度比，同时蒸镀形成发光层以外，与实施例4同样制作了有机EL元件。
在制成的有机EL元件中，一旦在ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，则在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为1890cd/m2的高纯度的红色发光。
(实施例7)
—有机EL元件的制作—
在实施例4中，除了使1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝与羟基喹啉铝络合物(Alq)，以相对于1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝1Alq为99的蒸镀速度比，同时蒸镀形成发光层以外，与实施例4同样制作了有机EL元件。
在制成的有机EL元件中，一旦在ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，则在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为2040cd/m2的高纯度的红色发光。
(实施例8)
—有机EL元件的制作—
在实施例4中，除了用实施例2合成的1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝来代替实施例1合成的1，3，8，10-四(3-甲基二苯基氨基)二苯并苝以外，与实施例4同样制作了有机EL元件。
在制成的有机EL元件中，一旦在ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，则在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为1480cd/m2的高纯度的红色发光。
(实施例9)
—有机EL元件的制作—
在实施例8中，除了使1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝与羟基喹啉铝络合物(Alq)，以相对于1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝1Alq为99的蒸镀速度比，同时蒸镀形成发光层以外，与实施例8同样制作了有机EL元件。
在制成的有机EL元件中，一旦在ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，则在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为2030cd/m2的高纯度的红色发光。
(实施例10)
—有机EL元件的制作—
在实施例8中，除了未设空穴输送层，而且用该1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝形成空穴输送层兼发光层以外，与实施例8同样制作了有机EL元件。
在制成的有机EL元件中，一旦在ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，则在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为1440cd/m2的高纯度的红色发光。
(实施例11)
—有机EL元件的制作—
在实施例9中，除了用实施例3合成的1，3，8，10-四[4，4’-双(α，α-二甲基苄基)二苯基氨基]二苯并苝来代替1，3，8，10-四[N-苯基-1-萘基氨基]二苯并苝以外，与实施例9同样制作了有机EL元件。
一旦对制成的有机EL元件中的ITO电极(正极)和Al-Li合金(负极)上施加电压，则在该有机EL元件中，在5V以上电压就观测到了红色发光，施加10V电压时观测到发光亮度为2100cd/m2的高纯度的红色发光。
产业上利用的可能性
按照本发明能够提供一种可以解决过去的问题，能够提供适于有机EL元件中作红色发光材料用的二苯并苝化合物，红色发光的发光效率、发光亮度和颜色纯度等均优良的有机EL元件，以及使用该有机EL元件的高性能的有机EL显示器。

Claims (22)

1.一种有机EL元件，其特征在于，在正极和负极之间具有有机薄膜层，该有机薄膜层含有用下述结构式(1)表示的二苯并苝化合物作为发光材料；
Figure A2003801022800002C1
结构式(1)
在上述结构式(1)中，R1、R6、R8和R13可以互相相同或不同，表示用下述结构式(2)表示的基团；R2～R5、R7、R9～R12和R14表示氢原子或取代基；
Figure A2003801022800002C2
结构式(2)
在上述结构式(2)中，R15和R16可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基；而且，R15和R16可以互相直接或间接连接。
2.按照权利要求1所述的有机EL元件，其中，R1、R6、R8和R13是用下述结构式(3)表示的基团，R2～R5、R7、R9～R12和R14是氢原子，为1，3，8，10-四(N，N-二苯基氨基)二苯并苝；
结构式(3)
在上述结构式(3)中，R17和R18可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。
3.按照权利要求1所述的有机EL元件，其中，R1、R6、R8和R13是用下述结构式(4)表示的基团，R2～R5、R7、R9～R12和R14是氢原子，为1，3，8，10-四(N-苯基-1-萘基氨基)二苯并苝；
结构式(4)
在上述结构式(4)中，R19、R20和R21可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。
4.按照权利要求1所述的有机EL元件，其中，R1、R6、R8和R13是用下述结构式(5)表示的基团，R2～R5、R7、R9～R12和R14是氢原子，为1，3，8，10-四[4，4’-双(α，α-二甲基苄基)二苯基氨基]二苯并苝；
结构式(5)
在上述结构式(5)中，R22、R23、R24和R25可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。
5.按照权利要求1～4中任何一项所述的有机EL元件，其中，有机薄膜层具有发光层兼电子输送层，该发光层兼电子输送层含有二苯并苝化合物作为发光材料。
6.按照权利要求1～4中任何一项所述的有机EL元件，其中，有机薄膜层具有被空穴输送层和电子输送层夹持的发光层，该发光层含有二苯并苝化合物作为发光材料。
7.按照权利要求5～6中任何一项所述的有机EL元件，其中，发光层是由结构式(1)表示的二苯并苝化合物单独成膜形成的。
8.按照权利要求5～7中任何一项所述的有机EL元件，其中，发光层含有由下述结构式(6)表示的芳胺衍生物；
Figure A2003801022800004C1
结构式(6)
在上述结构式(6)中，n表示2～4的整数；Ar表示2～4价的芳族基团或杂环芳族基团；R30和R31可以互相相同或不同，表示一价芳基或杂环芳基。
9.按照权利要求8所述的有机EL元件，其中，芳胺衍生物选自下述结构式(7)表示的N，N’-二萘基-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(NPD)及其衍生物；
结构式(7)。
10.按照权利要求5～9中任何一项所述的有机EL元件，其中，发光层含有由下述结构式(8)表示的咔唑衍生物；
结构式(8)；
在上述结构式(8)中，n表示2～4的整数；Ar表示包含芳环的2～4价基团、或者包含芳杂环的2～4价基团；R32和R33各自独立表示氢原子、卤原子、烷基、芳烷基、链烯基、芳基、氰基、氨基、酰基、烷氧羰基、羧基、烷氧基、烷基磺酰基、羟基、酰胺基、芳氧基、芳族环烃基或芳族杂环基，这些基团还可以被取代基进一步取代。
11.按照权利要求10所述的有机EL元件，其中，咔唑衍生物选自下述结构式(9)表示的4，4’-双(9-咔唑基)联苯(CBP)及其衍生物；
Figure A2003801022800005C2
结构式(9)。
12.按照权利要求5～11中任何一项所述的有机EL元件，其中，发光层含有由下述结构式(10)表示的羟基喹啉络合物；
Figure A2003801022800005C3
结构式(10)；
在上述结构式(10)中，M表示三价金属，R34表示氢原子或烷基。
13.按照权利要求12所述的有机EL元件，其中，羟基喹啉络合物是下述结构式(11)表示的羟基喹啉铝络合物(Alq)；
结构式(11)。
14.按照权利要求5～13中任何一项所述的有机EL元件，其中，在电子输送层中所含有的电子输送材料是由下述结构式(12)表示的2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲绕啉(BCP)；
结构式(12)。
15.权利要求1～14中任何一项所述的有机EL元件，在红色发光中的应用。
16.一种二苯并苝化合物，其特征在于，用下述结构式(1)表示；
Figure A2003801022800006C3
结构式(1)；
在上述结构式(1)中，R1、R6、R8和R13可以互相相同或不同，表示用下述结构式(2)表示的基团；R2～R5、R7、R9～R12和R14表示氢原子或取代基；
结构式(2)；
在上述结构式(2)中，R15和R16可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基；而且，R15和R16可以互相直接或间接连接。
17.按照权利要求16所述的二苯并苝化合物，其中，R1、R6、R8和R13是用下述结构式(3)表示的基团，R2～R5、R7、R9～R12和R14是氢原子，为1，3，8，10-四(N，N-二苯基氨基)二苯并苝；
Figure A2003801022800007C2
结构式(3)；
在上述结构式(3)中，R17和R18可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。
18.按照权利要求16所述的二苯并苝化合物，其中，R1、R6、R8和R13是用下述结构式(4)表示的基团，R2～R5、R7、R9～R12和R14是氢原子，为1，3，8，10-四(N-苯基-1-萘基氨基)二苯并苝；
结构式(4)；
在上述结构式(4)中，R19、R20和R21可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。
19.按照权利要求16所述的二苯并苝化合物，其中，R1、R6、R8和R13是用下述结构式(5)表示的基团，R2～R5、R7、R9～R12和R14是氢原子，为1，3，8，10-四[4，4’-双(α，α-二甲基苄基)二苯基氨基]二苯并苝；
Figure A2003801022800008C1
结构式(5)；
在上述结构式(5)中，R22、R23、R24和R25可以互相相同或不同，表示氢原子、烷基或芳基。
20.权利要求16～19中任何一项所述的二苯并苝化合物，在作为有机EL元件中的发光材料中的应用。
21.一种有机EL显示器，其特征在于，使用权利要求1～15中任何一项所述的有机EL元件。
22.按照权利要求21所述的有机EL显示器，其为无源矩阵型显示板和有源矩阵型显示板中的任意一种。
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