CN1837324A - 复合材料,使用这种复合材料的发光元件和发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的是提供一种低驱动电压的发光元件，该发光元件包含有机化合物和无机化合物。本发明发光元件的一个特征是包含了在一对电极之间的含发光物质的层，该含发光物质的层具有含通式(1)表示的咔唑衍生物和对由该通式(1)表示的该咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物的层。以这样的结构，无机化合物从咔唑衍生物接受电子，在内部产生载流子，并将降低发光元件的驱动电压。

Description

复合材料，使用这种复合材料的发光元件和发光装置
技术领域
本发明涉及一种有机化合物和无机化合物的复合材料，这种材料具有优良的载流子传输性质和载流子注入有机化合物的性质，并具有优良的可见光透射比。本发明还涉及使用这种复合材料的电流激发的发光元件。本发明还涉及具有这种发光元件的发光装置。
背景技术
近年来，已经对使用发光有机化合物的发光元件进行了大量研究并不断发展。这种发光元件的基本结构是一层夹在一对电极之间的含发光有机化合物的层。通过在该元件上施加电压，电子和空穴从这对电极分开注入该含发光有机化合物的层中，电子和空穴流动。然后，这些载流子(电子和空穴)重组，使该发光有机化合物形成激发态，该激发态回到基态时发射光。由于这种机理，这种发光元件称作电流激发发光元件。
注意到，有机化合物的激发态可以是单激发态和三激发态。从单激发态发射的光称作荧光，从三激发态发射的光称作磷光。
这种发光元件的一大优点是这种发光元件可制造得既薄重量又轻，因为可以用有机薄膜，例如厚度约0.1微米的薄膜来形成该发光元件。此外，另一个优点是极高的响应速度，因为载流子注入和发光之间的时间间隔约为1微秒或更小。这些特性被认为适合于平板显示器元件。
这种发光元件制成薄膜形。因此，通过形成大面积的元件就能容易地获得表面发射。以白炽灯为代表的点光源或以荧光灯为代表的线光源几乎不能达到这种特性。因此，上述发光元件作为表面光源还具有高的实用价值，能应用于发光等。
如上所述，期望能将使用发光有机化合物的电流激发的发光元件应用于发光装置、照明等。但是，仍有许多问题。其中一个问题是降低能耗。为降低能耗，很重要的是降低发光元件的驱动电压。由于电流激发的发光元件的发射强度取决于通过的电流量，因此必须使大量电流以低电压通过，以降低驱动电压。
迄今，人们一直试图在电极和含发光有机化合物的层之间提供一层缓冲层，作为一种降低驱动电压的方法。例如，已知通过在氧化铟锡(ITO)和发光层之间形成一层掺杂樟脑磺酸的聚苯胺(PANI)的缓冲层，来降低驱动电压(例如，参考文献1：Y.Yang等，Applied Physics Letters，64(10)卷，第1245-1247页(1994))。据解释，这是因为PANI具有将载流子注入发光层的优良性质。注意到，在参考文献1中，作为缓冲层的PANI被视为是电极的一部分。
然而，如参考文献1指出的，PANI存在的一个问题是其透射比随该缓冲层厚度增加而降低。具体而言，据报道，当厚度约为250nm时透射比小于70％。换句话说，存在的问题是用于缓冲层的材料本身的透明度；因此，不能有效提取在元件内部产生的光。
根据参考文献2，试图串联连接发光元件(在参考文献2中称作发光单元)来提高一定电流密度下的发光度，即电流效率(参考文献2：日本专利公开No.2003-272860)。在参考文献2中，在串联连接发光元件时，在连接部位使用有机化合物和金属氧化物(具体地，钒氧化物和铼氧化物)的混合层，并假设这种混合层能在发光单元中注入空穴和电子。
然而，如从这种实施方式中所能理解的，参考文献2揭示的有机化合物和金属氧化物的混合层在可见光区(500nm附近)以及红外区有较强的吸收峰，因此也存在透明度的问题。结果，终究不能有效提取以及内部产生的光，降低元件的发光效率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种有机化合物和无机化合物的复合材料，这种复合材料具有优良的载流子传输性质和载流子注入有机化合物的性质，并具有优良的可见光透射比。
本发明另一个目的是提供一种在电流激发发光元件中使用上述复合材料的低驱动电压的发光元件。还有一个目的是提供用这种发光元件制造的低能耗的发光装置。
经过专门测试后，本发明人发现，使用含有机化合物和对该有机化合物显示接受电子性质的无机化合物的层可以达到上述目的。
换句话说，本发明复合材料的一个特征是包含由通式(1)表示的咔唑衍生物和对由通式(1)表示的该咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物。
Figure A20061007183800121
该式中，R11和R13可以相同或不同，各自表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar11表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9碳原子的杂芳基中的一种；R12表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的一种；R14表示氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-12个碳原子的芳基和由通式(2)表示的取代基中的任一种。在通式(2)表示的取代基中，R15表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar12表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9碳原子的杂芳基中的一种；R16表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的一种。
Figure A20061007183800122
在上面结构中，无机化合物较好是能对通式(1)表示的咔唑衍生物显示接受电子性质的材料。具体而言，无机化合物优选过渡金属的氧化物，特别是氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽和氧化银中的一种或多种。
通式(1)中，R11和R13中一个较好是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基。更好地，R11和R13各自是有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种。当连接在咔唑骨架上的氮的一个取代基是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基时，能达到改进载流子传输性质的作用。
通式(1)中，R12较好是氢、叔丁基、苯基和二苯基中任一种。
通式(1)中，R14较好是氢、叔丁基、苯基和二苯基中任一种。
通式(1)中，R14较好是通式(2)表示的取代基。当R14是通式(2)表示的取代基时，可获得较高耐热性的咔唑衍生物。通式(2)中R15较好是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基。当连接在咔唑骨架上的氮的取代基是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基时，能达到改进载流子传输性质的作用。
通式(2)中，R16较好是氢、叔丁基、苯基和二苯基中任一种。
通式(1)表示的咔唑衍生物中，优选使用下面通式(3)表示的咔唑衍生物。
该式中，R21表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；R22表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的一种；R23由通式(4)表示的取代基。在通式(4)表示的取代基中，R24表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar21表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9碳原子的杂芳基中的一种；R25表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的一种。
Figure A20061007183800132
上面结构中，R22较好是氢、叔丁基、苯基和二苯基中任一种。
更好地，使用通式(5)表示的咔唑衍生物。
Figure A20061007183800141
该式中，R21表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；R22和R23各自表示由通式(6)表示的取代基。在通式(6)表示的取代基中，R24表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar21表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9碳原子的杂芳基中的一种；R25表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的一种。
Figure A20061007183800142
上面结构中，R25较好是氢、叔丁基、苯基和二苯基中任一种。
上面结构中，R21较好是有6-25个碳原子的芳基和有5-9碳原子的杂芳基。
当连接在咔唑骨架上的氮的取代基是有6-25个碳原子的芳基或有5-9碳原子的杂芳基，可以达到改进载流子传输性质的作用。
较好地，使用通式(7)表示的咔唑衍生物。
该式中，Ar31表示苯基或萘基。
较好地，使用通式(8)表示的咔唑衍生物。
Figure A20061007183800151
该式中，Ar41和Ar42可以相同或不同，各自表示苯基或萘基。
本发明的复合材料可用于发光元件。因此，本发明的发光元件的一个特征是包含在一对电极之间的一层含发光材料的层，该含发光材料的层是含上述复合材料的层。
上面的结构中，使含本发明复合材料的层与用作一对电极中的阳极的电极接触，或者使该复合材料与用作阴极的电极接触。或者，可提供多层含这种复合材料的层。具体地，使含复合材料的多层中的一层与成对电极中的一个电极接触，并使含复合材料的多层中的另一层与成对电极中的另一个电极接触。
本发明范围内包括具有上述发光元件的发光装置。本说明书中的发光装置包括图像显示器和光源(包括发光装置)。此外，发光装置还包括以下组件：具有连接器如FPC(挠性印刷电路)、TAB(自动载带焊接)带或TCP(薄膜封装)的发光装置的组件；在其端部具有印刷电路的TAB带或TCP的组件和采用COG(玻璃覆晶)法直接将IC(集成电路)安装在发光元件上的组件。
此外，在显示部分使用本发明的发光元件的电子装置也包含在本发明范围之内。因此，本发明的电子装置的一个特征是包括显示部分，该部分上有上述发光元件以及控制该发光元件的光发射的控制装置。
通过提出本发明，提供一种有机化合物和无机化合物的复合材料，这种复合材料具有优良的载流子传输性质和载流子注入有机化合物的性质，并具有优良的可见光透射比。
由于本发明的发光元件具有一层含通式(1)表示的咔唑衍生物和对由通式(1)表示的该咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物的层，该无机化合物从咔唑衍生物接受电子，并在该层中产生载流子。由于内部产生的载流子，可以降低驱动电压。
此外，因为本发明的复合材料具有高的可见光透射比，将本发明的复合材料用于发光元件，可获得高发光效率的发光元件。
此外，由于本发明的复合材料具有优良的耐热性，可获得具有优良耐热性和持久性的发光元件。
此外，使用本发明的发光元件可提供低能耗和很少缺陷的发光装置。
附图说明
图1A至1C是说明本发明发光元件的图。
图2是说明本发明发光元件的图。
图3A至3C是说明本发明发光元件的图。
图4A至4C是说明本发明发光元件的图。
图5A至5C是说明本发明发光元件的图。
图6A至6C是说明本发明发光元件的图。
图7A和7B是说明本发明发光装置的图。
图8是说明本发明发光装置的图。
图9A至9E是说明使用本发明发光装置的电器的图。
图10是说明本发明发光元件的图。
图11所示是3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图12所示是3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图13所示是3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的吸收光谱。
图14所示是3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的发射光谱。
图15所示是3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图16所示是3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图17所示是3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的吸收光谱。
图18所示是3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的发射光谱。
图19所示是3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的热重分析结果。
图20所示是3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的热重分析结果。
图21所示是3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的CV特性。
图22所示是3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的CV特性。
图23所示是3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的差式扫描量热法的测量结果。
图24所示是3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑的的差式扫描量热法的测量结果。
图25所示是3-(N-苯基氨基)-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图26所示是3-(N-苯基氨基)-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图27所示是3-[N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图28所示是3-[N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图29所示是3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图30所示是3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑的1H-NMR谱。
图31是说明本发明发光元件的图。
图32所示是本发明复合材料的吸收光谱。
图33所示是本发明复合材料的吸收光谱。
图34所示是本发明复合材料的透射比。
图35所示是在实施例7制造的发光元件的电流-电压特性。
图36所示是在实施例7制造的发光元件的亮度-电压特性。
图37所示是在实施例7制造的发光元件的电流效率-亮度特性。
图38所示是在实施例7制造的发光元件的归一化的亮度随时间的变化。
图39所示是在实施例7制造的发光元件的电压随时间的变化。
图40所示是对作为本发明的咔唑衍生物的3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑的热重分析结果。
图41所示是对作为本发明的咔唑衍生物的3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑吸收光谱。
图42所示是对作为本发明的咔唑衍生物的3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑发射光谱。
图43所示是在实施例9和10制造的发光元件的电流-电压特性。
图44所示是在实施例9和10制造的发光元件的亮度-电压特性。
图45所示是在实施例9和10制造的发光元件的电流效率-亮度特性。
图46所示是在实施例11和12制造的发光元件的电流-电压特性。
图47所示是在实施例11和12制造的发光元件的亮度-电压特性。
图48所示是在实施例11和12制造的发光元件的电流效率-亮度特性。
图49所示是对作为本发明的咔唑衍生物的3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑的CV特性。
图50所示是对作为本发明的咔唑衍生物的3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑的差式扫描量热法的测量结果。
图51A和51B是蒸发设备的透视图。
图52所示是实施例14制造的元件的电流效率-亮度特性。
图53所示是实施例14制造的元件的电流-电压特性。
图54所示是实施例14制造的元件的亮度-电压特性。
图55所示是本发明复合材料的吸收光谱。
图56所示是本发明复合材料的透射比。
图57所示是实施例17制造的元件的电流-电压特性。
图58所示是实施例18制造的元件的电流-电压特性。
图59所示是实施例18制造的元件的电流效率-亮度特性。
图60所示是实施例18制造的元件的亮度-电压特性。
图61所示是实施例19制造的元件的电流-电压特性。
图62所示是实施例19制造的元件的电流效率-亮度特性。
图63所示是实施例19制造的元件的亮度-电压特性。
图64所示是实施例19制造的元件的功率效率-亮度特性。
图65所示是实施例19制造的元件的归一化亮度随时间的变化。
图66所示是实施例20制造的元件的归一化亮度随时间的变化。
图67所示是实施例14制造的发光元件的功率效率-亮度特性。
图68所示是含PCzPCA1和氧化钼层的ESR测定结果。
图69所示是PCzPCA1单膜的ESR测定结果。
图70所示是氧化膜单膜的ESR测定结果。
图71所示是每微米本发明复合材料的吸光率。
图72所示是每微米本发明复合材料的吸光率。
图73A和73B所示是3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑的1H-NMR谱。
图74A和74B所示是3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑的1H-NMR谱。
图75所示是3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑的DSC谱。
图76所示是对作为本发明咔唑衍生物的3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑的甲苯溶液的吸收光谱。
图77所示是对作为本发明咔唑衍生物的3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑的甲苯溶液的发射光谱。
图78所示是对作为本发明咔唑衍生物的3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑薄膜的吸收光谱。
图79所示是对作为本发明咔唑衍生物的3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑薄膜的发射光谱。
图80A和80B所示是3，6-二溴-9-(4-联苯基)咔唑的1H-NMR谱。
图81A和81B所示是3，6-二溴-9-(4-联苯基)咔唑的13C-NMR谱。
图82A和82B 3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑的1H-NMR谱。
图83A和83B所示是3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑的13C-NMR谱。
图84所示是3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑的DSC谱。
图85所示是3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑的吸收光谱。
图86所示是3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑的发射光谱。
图87所示是实施例26制造的元件的电流-电压特性。
图88所示是实施例26制造的元件的电流效率-亮度特性。
图89所示是实施例26制造的元件的亮度-电压特性。
图90所示是实施例26制造的元件的功率效率-亮度特性。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。然而，本发明不限于下面的描述。如本领域的技术人员所容易理解的，在不偏离本发明精神和范围下可以对本发明的方式和细节进行各种变动。因此，不能将本发明解释为限于下面对实施方式的说明。
实施方式1
在此实施方式中，说明本发明的复合材料。本发明的复合材料含有下面通式(1)表示的咔唑衍生物和一种无机化合物。
在该式中，R11和R13可以相同或不同，表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar11表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R12表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种；R14表示氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-12个碳原子的芳基和通式(2)表示的取代基中的任一种。在通式(2)表示的取代基中，R15表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar12表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R16表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种。
Figure A20061007183800211
对有1-6个碳原子的烷基，具体有甲基、乙基、正丙基、正丁基、正己基等。或者可以使用有支链的烷基，如异丙基或叔丁基。
对有6-25个碳原子的芳基，具体有苯基、4-联苯基、1-萘基、2-萘基、9-蒽基、9-菲基、1-比基、9，9′-二甲基-2-芴基、螺-9，9′-联芴-2-基等。或者，可以使用有一个取代基的芳基，如间甲苯基、对甲苯基、2-氟苯基、3-氟苯基或4-氟苯基。
作为有5-9个碳原子的杂芳基，具体有2-吡啶基、8-喹啉基、3-喹啉基等。
作为芳烷基，具体有苄基等。
作为有1-7个碳原子的酰基，具体有乙酰基、苯甲酰基、丙酰基等。
通式(1)中，R11和R13中的一个较好是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基。更好地，R11和R13各自是有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种。当连接到咔唑骨架的氮上的取代基是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基时，可以达到改进载流子传输性质的作用。
此外，通式(1)中，R12表示氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
通式(1)中，R14较好是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
通式(1)中，R14较好是通式(2)表示的取代基。当R14是通式(2)表示的取代基时，获得具有较高耐热性的咔唑衍生物。通式(2)中，R15较好是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基。当连接到咔唑骨架的氮上的取代基是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基时，可以达到改进载流子传输性质的作用。此外，通式(2)中，R16较好是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
具有通式(1)表示的结构的咔唑衍生物中，较好是由下面通式(3)表示的咔唑衍生物，因为这种衍生物容易合成。
Figure A20061007183800221
该式中，R21表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；R22表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种；R23代表通式(4)表示的取代基。在通式(4)表示的取代基中，R24表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar21表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R25表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种。
Figure A20061007183800222
上面结构中，R22较好是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
此外，较好是具有通式(5)表示的结构的咔唑衍生物。
Figure A20061007183800223
该式中，R21表示以下任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；R22和R23各自代表通式(6)表示的取代基。通式(6)表示的取代基中，R24表示以下的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar21表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R25表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种。
Figure A20061007183800231
上面结构中，R25较好是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
上面结构中，R24较好是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基。
上面结构中，R21较好是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基。
此外，较好是具有通式(7)表示的结构的咔唑衍生物。
Figure A20061007183800232
该式中，Ar31表示苯基或萘基。
此外，较好是具有通式(8)表示的结构的咔唑衍生物。
Figure A20061007183800233
该式中，Ar41和Ar42可以相同或不同，各自表示苯基或萘基。
作为用于本发明的咔唑衍生物的具体例子，有下面结构式(9)至(71)表示的咔唑衍生物。然而，本发明不限于这些咔唑衍生物。
Figure A20061007183800271
Figure A20061007183800291
Figure A20061007183800301
Figure A20061007183800321
Figure A20061007183800341
Figure A20061007183800351
Figure A20061007183800361
结构式(9)至(20)表示的咔唑衍生物具有氢作为通式(1)中的R12，而结构式(21)至(34)表示的咔唑衍生物具有烷基作为通式(1)中的R12。
结构式(35)至(48)表示的各咔唑衍生物具有的结构中，相同的取代基连接在咔唑骨架上，这些衍生物比连接了不同取代基的结构的咔唑衍生物容易合成。换句话说，当通式(3)中的R22和R23具有用通式(4)表示的相同结构时，可以用相同的取代基连接到咔唑骨架；因此，容易进行合成。
本发明的咔唑衍生物可含有氟，如结构式(49)至(57)所表示的。
有1-6个碳原子的烷基或有6-12个碳原子的芳基最好连接到咔唑骨架的6位，如结构式(58)至(69)表示的。由于在咔唑骨架的6位存在有1-6个碳原子的烷基或有6-12个碳原子的芳基的取代基，这种咔唑骨架成为化学稳定的，可以抑制副反应。
可采用各种反应作为用于本发明的咔唑衍生物的合成方法。例如，有下面反应式(A-1)和(A-2)表示的方法。然而，合成用于本发明的咔唑衍生物的方法不限于这些方法。
Figure A20061007183800362
作为用于本发明的复合材料的无机化合物，较好是过渡金属的氧化物，具体可使用：氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。特别优选氧化钒、氧化钼、氧化钨和氧化铼，因为它们具有较高的接受电子性质。这些氧化物中，特别优选氧化钼，因为氧化钼甚至在大气中也较稳定并且容易加工。
注意到，任何技术的湿法和干法两种方法都可用作制备本发明复合材料的方法。例如，本发明的复合材料可通过咔唑衍生物和无机化合物的共蒸发来制备。注意到，氧化钼容易在真空下蒸发，从制备方法方面优选氧化钼。
当复合材料含有通式(1)表示的咔唑衍生物和一种无机化合物时，获得的复合材料在可见光区没有吸收峰。因此，能制得具有高可见光透射比的复合材料。
此外，当复合材料含有通式(1)表示的咔唑衍生物和无机化合物时，通式(1)表示的咔唑衍生物与无机化合物相互作用；因此，能制得具有优良的载流子注入性质和载流子传输性质的复合材料。注意到，当通式(1)表示的咔唑衍生物和无机化合物相互强烈作用时，在近红外区产生吸收光谱；因此，本发明的复合材料较好在800-1300nm有一吸收峰。
由于通式(1)表示的咔唑衍生物具有较高的玻璃化转变点，本发明的复合材料具有优良的耐热性。
因此，本发明的复合材料可用于发光元件或半导体元件，如光电转换元件或薄膜晶体管。通过使用本发明的复合材料可以降低驱动电压。因为本发明的复合材料具有优良的可见光透射比，将本发明的复合材料用于发光元件或光电转换元件时，可以制得高效的半导体元件。
实施方式2
本发明的发光元件具有在成对电极之间的许多层。这些层是由具有高载流子注入性质的物质和具有高载流子传输性质的物质形成的层的组合的层叠物，使得远离电极形成发光区，换句话说，使载流子在距电极一定距离的部分处再结合。
下面参照图1A，说明本发明发光元件的一种方式。
在此实施方式中，发光元件包括第一电极102，顺序层叠在第一电极102上的第一层103、第二层104、第三层105和第四层106，在这些层上还有第二电极107。应注意，下面假设第一电极102用作阳极，第二电极107用作阴极，对此实施方式进行说明。
基片101用作发光元件的支撑。例如可使用玻璃、塑料等作为基片101。注意到，也可以使用另一种材料，只要这种材料能在发光元件制造过程中起支撑作用。
第一电极102可以由各种金属、合金、导体化合物或它们的化合物制成。例如，可以使用氧化铟锡(ITO)，含硅氧化铟锡，氧化铟锌(IZO)，其中氧化铟与2-20重量％的氧化锌混合，金(Au)，铂(Pt)，镍(Ni)，钨(W)，铬(Cr)，钼(Mo)，铁(Fe)，钴(Co)，钛(Ti)，铜(Cu)，钯(Pd)，铝(Al)，铝-硅(Al-Si)，铝-钛(Al-Ti)，铝-硅-铜(Al-Si-Cu)，金属氮化物(TiN等)等。第一电极用作阳极时，该电极宜由高上述材料中有高功函数(大于或电压4.0eV的功函数)的材料制成。
注意到，在本发明的发光元件中，第一电极102不限于具有高功函数的材料，也可以使用低功函数的材料。
第一层103是含实施方式1所述的复合材料的层。即该层含有通式(1)表示的咔唑衍生物和无机化合物。
第二层104是由高空穴传输性质的物质形成的层，例如，芳胺化合物(即有苯环-氮键的化合物)，如4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：α-NPD)、N，N-二(3-甲基苯基)-N，N-联苯基-[1，1′-联苯基]-4，4′-二胺(缩写：TPD)、4，4′，4″-三(N，N-联苯基氨基)三苯基胺(缩写：TDATA)或4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(缩写：MTDATA)。在此所述的物质主要是空穴迁移率大于或等于10-6cm2/V的物质。但是，也可以使用上述物质外的其他物质，只要其空穴传输性质大于电子传输性质。注意到，第二层104可以不仅是单层，也可以是两层或两层以上的上述物质的层叠层。
第三层105是包含高发光性质的物质的层。例如，可以通过自由组合高发光性质的物质如N，N-二甲基喹吖啶酮(缩写：DMQd)或3-(2-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(缩写：香豆素6)与具有高载流子传输性质和高薄膜质量(即，几乎不结晶)的物质如三(8-喹啉根)合铝(tris(8-quinolinolato)aluminum)(缩写：Alq3)或9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：DNA)来形成。但是，Alq3和DNA各自是一种还具有高发光性质的物质；因此，只使用这种物质的结构可以用作第三层105。
第四层106是由高电子传输性质的物质形成的层，例如具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物，如三(8-喹啉根)合铝(缩写：Alq3)、三(5-甲基-8-喹啉根)合铝(缩写：Almq3)，二(10-羟基苯并[h]-喹啉酸)铍(缩写：BeBq2)或二(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基酚酸-铝(缩写：BAlq)等。或者，可以使用具有噁唑或噻唑配体的金属配合物，如二[2-(2-羟基苯基)-苯并噁唑酸(oxazolato)]锌(缩写：Zn(BOX)2)或二[2-(2-羟基苯基)-苯并噻唑酸(thiazolato)]锌(缩写：Zn(BTZ)2)等。除金属配合物外，可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(缩写：PBD)、1，3-二[5-(p-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(缩写：OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：p-EtTAZ)、红菲绕啉(缩写：BPhen)、浴铜灵(缩写：BCP)等。在此所述的物质主要是电子迁移率大于或等于10-6cm2/V的物质。注意到，可以使用除上述物质外的其他物质作为第四层106，只要这些物质的电子传输性质大于其空穴传输性质。此外，第四层106可以是单层，也可以是两层或两层以上的上述物质的层叠层。
可以使用金属、合金或具有低功函数(功函数小于或等于3.8eV)的导体化合物、它们的混合物作为形成第二电极107的物质。这种阴极物质的具体例子有，属于周期表第1或第2族的元素，即碱金属如锂(Li)或铯(Cs)，碱土金属如镁(Mg)、钙(Ca)或锶(Sr)，或含这些元素的合金(Mg:Ag，Al:Li)。但是，通过在第二电极107和发光层之间形成具有促进电子注入功能的层，使其与第二电极层叠，可以使用各种导体材料如Al、Ag、ITO或含硅ITO作为第二电极107，而不必考虑功函数的量级。
注意到，对具有促进电子注入功能的层，可使用碱金属或碱土金属，如复合锂(LiF)、氟化铯(CsF)或氟化钙(CaF2)。或者，可以使用由具有电子传输性质的物质形成的层，其中包含碱金属或碱土金属，例如其中含有镁(Mg)的Alq3等。
第一层103、第二层104、第三层105和第四层106例如可通过蒸发法、喷墨法、旋涂法等形成。此外，另外采用不同的方法来形成电极或这些层。
本发明具有上述结构的发光元件中，电流由于第一电极102和第二电极107之间的电势差而流动；空穴和电子在第三层105即含有高发光物质的层中再结合；然后，发射光。换句话说，在第三层105中形成发光区。但是，不需要整个第三层105都用作发光区。例如，发光区可以只在第三层105的第二层104侧或第四层106侧上形成。
通过第一电极102或第二电极107或这两个电极将发射的光提取到外部。因此，第一电极102或第二电极107或这两个电极是由导光材料形成的。当只有第一电极102是由导光材料形成时，如图1A所示，从基片侧提取发射通过第一电极102的光。当只有第二电极107是由导光材料形成时，如图1B所示，从与基片相反的一侧提取发射通过第二电极107的光。当第一电极102和第二电极107都是由导光材料形成时，如图1C所示，从基片侧和相反侧提取发射通过第一电极102和第二电极107的光。
注意到，在第一电极102和第二电极107之间的形成的层不限于上述的结构。可以使用另一种结构，只要该结构中在与第一电极102和第二电极107分开的部分上具有空穴和电子相互再组合的区，以抑制光发射区靠近金属而引起的猝灭，并且具有含实施方式1所述的复合材料的层。
换句话说，对多层的层叠结构没有特别的限制，可以通过将由高电子传输性质的物质、高空穴传输性质的物质、高电子注入性质的物质、高空穴注入性质的物质、具有双极性质的物质(具有高电子和空穴传输性质的物质)等形成的层与含本发明复合材料的层进行组合来构造这些层。或者，可以使用这样的结构，其中，通过在第一电极102上面提供由氧化硅膜等形成的层来控制载流子的再结合部分。
图2所示的发光元件的结构如下，顺序层叠在作为阴极的第一电极302上面的由高电子传输性质的物质形成的第一层303，含高发光性质物质的第二层304，由高空穴传输性质的物质形成的第三层305，含本发明复合材料的第四层306，和用作阳极的第二电极307。注意标号301指基片。
在此实施方式中，在玻璃、塑料等形成的基片上制造发光元件。通过在一个基片上制造许多个这种发光元件，可以制造被动显示装置。发光元件可以在例如除玻璃、塑料等之外的薄膜晶体管(TFT)阵列的基片上制造。这样能制造主动的矩阵发光装置，其中，发光元件的驱动由TFT控制。应注意，对TFT的结构没有特别的限制。TFT可以是交错型或反交错型。此外，在TFT阵列上形成的驱动电路可以包括n-型TFT或p-型TFT，或两种都有。
本发明的发光元件具有一层含实施方式1中所述的复合材料，即通式(1)表示的咔唑衍生物和无机化合物的层。本发明的复合材料由于能在内部产生载流子而具有高的电导率，能达到在较低电压下对发光元件的驱动。
此外，本发明中所用的复合材料具有高的可见光透射比；因此，能从外部有效提取光发射层中产生的光。
此外，本发明中所用的复合材料具有高的可见光透射比；因此，即使在含复合材料的层厚度增加时，也能抑制光提取效率方面的降低。结果，能够使含复合材料层的厚度达到最佳，从而在抑制驱动电压最佳的同时提高外部的光提取效率。
而且，可以通过光学设计来提高色纯度，而不需要增加驱动电压。
此外，本发明的复合材料含有无机化合物以及具有较高玻璃化转变点和优良耐热性的有机化合物；因此，本发明的发光元件具有优良的耐热性和耐久性。
此外，通过增加含复合材料层的厚度，可以防止由于粉尘、撞击等导致的短路，因而制得可靠的发光元件。例如，典型的发光元件的电极之间的厚度为100-150nm，而使用含复合材料层的发光元件的电极之间的厚度可以是100-500nm，较好200-500nm。
此外，用于本发明发光元件的含复合材料的层可以和电极形成欧姆接触(ohmic contact)，并且与电极的接触电阻降低。因此，在选择电极材料时不必考虑功函数等。换句话说，能从宽范围的各种材料中选择电极材料。
实施方式3
在此实施方式中，发光元件的结构不同于实施方式2中所述的结构，下面参照图5A至5C和6A至6C进行说明。在此实施方式中所述的结构中，提供一层含本发明的复合材料的层与用作阴极的电极进行接触。
本发明的一个发光元件的结构例子示于图5A。这种结构中，在第一电极401和第二电极402之间层叠了第一层411、第二层412和第三层413。在此实施方式中说明第一电极401用作阳极而第二二电极402用作阴极的情况。
第一电极401和第二电极402可以采用和实施方式2相同的结构。第一层411是含高发光性质物质的层。第二层412是含选自供电子物质和高电子传输性质的化合物的一种化合物的层，第三层413是含实施方式1中所述的复合材料的层。第二层412中所含的供电子物质较好是碱金属、碱土金属，或它们的氧化物或盐。具体有锂、铯、钙、氧化锂、氧化钙、氧化钡、碳酸铯等。
对上述这种结构，如图5A所示，通过施加电压，可以在第二层412和第三层413之间的界面附近发生电子被供出和接受；产生电子和空穴；第三层413将空穴传输到第二电极402，而第二层412将电子传输到第一层411。换句话说，第二层412和第三层413总体用作载流子产生层。此外，可以说第三层413的功能是将空穴传输到第二电极402。
此外，第三层413显示很高的空穴注入性质和空穴传输性质。因此，可以降低驱动电压。此外，当第三层413厚度增加时，可以抑制驱动电压的增加。
此外，即使增加第三层413的厚度时，可以抑制驱动电压的增加。因此，可以随意设定第三层413的厚度。并能提高从第一层411发射的光的提取效率。此外，可以设定第三层413厚度，从而提高从第一层411发射的光的色纯度。此外，第三层413具有高的可见光透射比，该层可抑制由于层增厚而导致的发射的光的外部提取效率的下降。
以图5A为例子，例如通过溅射形成第二电极402时，也可以减少对其中有发光材料的第一层411的损害。
注意到，通过改变第一电极401和第二电极402的材料，此实施方式的发光元件也发生改变。该元件示意图示于图5B和5C以及图6A至6C。注意到，在5B和5C以及图6A至6C也使用了图5A中的标号，并且标号400指用来支撑本发明发光元件的基片。
图5A至5C所示是第一层411、第二层412和第三层413顺序层叠在基片400上的情况的例子。在这些例子中，当第一电极401具有透光性质(light-transmitting)而第二电极402具有不透光性质(特别是反射性)时，从基片400侧发射光，如图5A所示。当第一电极401具有不透光性质(特别是反射)而第二电极402具有透光性质时，从与基片400相反的一侧发射光，如图5B所示。此外，当第一电极401和第二电极402两个电极都具有透光性质时，可以从基片400侧和与之相反一侧发射光，如图5C所示。
图6A至6C所示是在基片400上顺序层叠第三层413、第二层412和第一层411的情况的例子。这些例子中，当第一电极401具有不透光性质(特别是反射性)而第二电极402具有透光性质，从基片400侧提取光，如图6A所示。当第一电极401具有透光性质而第二电极402具有不透光性质(特别，反射性)时，从与基片400相反的一侧提取光，如图6B所示。此外，当第一电极401和第二电极402都具有透光性质时，从基片400侧和与之相反的一侧发射光，如图6C所示。
注意到，在制造此实施方式的发光元件时可以采用湿法和干法的各种方法。
如图5A至5C所示，在形成第一电极401之后，顺序层叠第一层411、第二层412和第三层413，然后形成第二电极402。或者，如图6A至6C所示，在形成第二电极402之后，顺序层叠第三层413、第二层412和第一层411，然后形成第一电极401。
应注意，此实施方式可以和其他实施方式适当组合。
实施方式4
在此实施方式中，发光元件的结构不同于实施方式2和3中所述的结构，下面参照图3A至3C和4A至4C进行说明。在此实施方式所述的结构中，提供含本发明复合材料的层，使它们分别与发光元件的两个电极接触。
本发明一个发光元件结构的例子示于图3A中。在该结构中，在第一电极201和第二电极202之间层叠第一层211、第二层212、第三层213和第四层214。下面说明此实施方式中第一电极201用作阳极而第二电极202用作阴极的情况。
第一电极201和第二电极202可采用和实施方式2中相同的结构。第一层211是含实施方式1所述的复合材料的层。第二层212是含高发光性质材料的层。第三层213是含供电子物质和具有高电子传输性质的化合物的层，第四层214是含实施方式1中所述复合材料的层。第三层213中所含的供电子物质较好是碱金属、碱土金属，或它们的氧化物或盐。具体有锂、铯、钙、氧化锂、氧化钙、氧化钡、碳酸铯等。
对上面所述的这种结构，如图3A所示，通过施加电压，可以在第三层213和第四层214之间的界面附近发生电子被供出和接受；产生电子和空穴；第四层214将空穴传输到第二电极402，而第三层213将电子传输到第二层212。换句话说，第三层213和第四层214总体用作载流子产生层。此外，可以说第四层214的功能是将空穴传输到第二电极402。注意到，通过在第四层214和第二电极202之间再层叠第二层和第三层，还可以形成级联的发光元件。
此外，第一层211和第四层214显示很高的空穴注入性质和空穴传输性质。因此，可以降低发光元件的驱动电压。此外，当第一层211和第四层214的厚度增加时，可以抑制驱动电压的增加。
此外，即使增加第一层211和第四层214的厚度时，也可以抑制驱动电压的增加。因此，可以随意设定第一层211和第四层214的厚度。并能提高从第二层212发射的光的提取效率。此外，可以设定第一层211和第四层214厚度，从而提高从第二层212发射的光的色纯度。此外，第一层211和第四层214具有高的可见光透射比，可抑制由于层增厚而导致的发射的光的外提取效率的下降。
此外，此实施方式的发光元件中，在具有发光功能的第二层与阳极之间的层以及第二层与阴极之间的层可以很厚，能有效防止发光元件的短路。以图3A为例子，还可以降低例如通过溅射形成第二电极202时对有发光材料的第二层212的损害。此外，通过以相同材料形成第一层211和第四层214，可以在两侧形成相同材料的层，夹住具有发光功能的层，因此还可以具有抑制应力变形的作用。
注意到，通过改变第一电极201和第二电极202的材料，此实施方式的发光元件也存在各种变化。该元件示意图示于图3B和3C以及图4A至4C。注意到，在图3B和3C以及图4A至4C也使用了图3A中的标号，并且标号200指用来支撑本发明发光元件的基片。
图3A至3C所示第一层211、第二层212、第三层213和第四层214顺序层叠在基片200上的情况的例子。在这些例子中，当第一电极201具有透光性质而第二电极202具有不透光性质(特别是反射性)时，从基片200侧发射光，如图3A所示。当第一电极201具有不透光性质(特别是反射性)而第二电极202具有透光性质时，从与基片200相反的一侧发射光，如图3B所示。此外，当第一电极201和第二电极202两个电极都具有透光性质时，可以从基片200侧和与之相反一侧发射光，如图3C所示。
图4A至4C所示为第四层214、第三层213、第二层212和第一层211顺序层叠在基片200上的情况的例子。在这些例子中，当第一电极201具有不透光性质(特别是反射性)而第二电极202具有透光性质时，从基片200侧提取光，如图4A所示。当第一电极201具有透光性质而第二电极202具有不透光性质(特别是反射性)时，从与基片200相反的一侧提取光，如图4B所示。此外，当第一电极201和第二电极202两个电极都具有透光性质时，可以从基片200侧和与之相反一侧发射光，如图4C所示。
注意到，还可以采用另一种结构，其中第一层211含有选自供电子物质和具有高电子传输性质化合物的一种化合物；第二层212含有发光物质；第三层213是含实施方式1中所述的复合材料的层；第四层214含有选自供电子物质和具有高电子传输性质化合物的一种化合物。
注意到，在制造此实施方式的发光元件时可以采用湿法和干法的各种方法。
如图3A至3C所示，在形成第一电极201之后，顺序层叠第一层211、第二层212、第三层213和第四层214，然后形成第二电极202。或者，如图4A至4C所示，在形成第二电极202之后，顺序层叠第四层214、第三层213、第二层212和第一层211，然后形成第一电极201。
应注意，此实施方式可以和其他实施方式适当组合。
实施方式5
在此实施方式中，在此实施方式中，发光元件的结构不同于实施方式2和4中所述的结构。在此实施方式所述的结构是，在发光元件的电荷产生区提供本发明的复合材料，该元件的结构中层叠了许多个发光单元。
下面说明此实施方式的发光元件的结构，该结构中层叠了许多个发光单元(下面称作级联元件)。换句话说，这是一种在第一电极和第二电极之间有多个发光单元的发光元件。图31所示是其中层叠了两个发光单元的串联元件。
图31中，第一发光单元511和第二发光单元512层叠在第一电极501和第二电极502之间。在第一发光单元511和第二发光单元512之间形成电荷产生层513。
各种材料都可用于第一电极501和第二电极502。
第一发光单元511和第二发光单元512各自可以具有不同的结构。
电荷产生层513含有在实施方式1中所述的本发明复合材料。由于本发明的复合材料具有高的可见光透射比，它对在第一发光单元和第二发光单元产生的光具有高透射比；因此，可以提高外部提取效率。
注意到，电荷产生层513可以用本发明的复合材料与各种材料的组合来形成。例如，如实施方式3中所述，电荷产生层513可以用本发明复合材料层与含一种选自供电子物质和具有高电子传输性质的化合物层组合来形成。此外，可以由本发明材料形成的层与透明导体薄膜的组合来形成。
在此实施方式中，说明了具有两个发光单元的发光元件，但是本发明的材料同样可应用于其中层叠了三个或更多个发光单元的发光元件。例如，在层叠有三个发光单元的发光元件中，顺序层叠了第一发光单元、第一电荷产生层、第二发光单元、第二电荷产生层和第三发光单元。本发明的复合材料可以只包含在一个电荷产生层中，或包含在两个电荷产生层中。
应注意，此实施方式可以和其他实施方式适当组合。
实施方式6
在此实施方式中，说明发光元件的光学设计。
在实施方式2至5中所述的各发光元件中，通过区别发射每一种发射色(emission color)的发光元件中除第一电极和第二电极外的至少一层的厚度，可以提高每一种发射色的光提取效率。
例如，如图10所示，独立发射红色光(R)、绿色光(G)和蓝色光(B)的发光元件共享为反射电极的第一电极1101和具有透光性质的第二电极1102，并具有第一层1111R、1111G和1111B，第二层1112R、1112G和1112B，第三层1113R、1113G和1113B，第四层1114R、1114G和1114B。则第一层1111R、1111G和1111B的厚度可以区别于每一种发射色。
注意到，在图10所示的每一种发光元件中，当施加电压，使第一电极1101的电势高于第二电极1102的电势时，空穴从第一层1111(R，G，B)注入第二层1112(R，G，B)。电子在第三层1113(R，G，B)和第四层1114(R，G，B)之间的界面附近被供出和接受；产生电子和空穴；第四层1114(R，G，B)将空穴传输到第二电极1102，而第三层1113(R，G，B)将电子传输到第二层1112(R，G，B)。空穴和电子在第二层1112(R，G，B)中再结合，激发发光物质。然后，被激发的发光物质在返回基态时发射光。
如图10所示，通过区别对每一种发射色的第一层1111R、1111G和111B的厚度，可以防止光提取效率的下降，这种提取光效率下降是由辨认直接通过第二电极的光情况和辨认由第一电极反射通过第二电极的光情况下光路差别所引起的。
具体地，当光进入第一电极时，在被反射的光中发生相位逆转，从而产生光干涉作用。结果，在光反射区和反射电极之间的光学距离(即，折射率×距离)是发射波长乘以(2m-1)/4(m是一定的正整数)或者说发射波长的1/4、3/4、5/4……等时，光的外部提取效率提高。其间，在光学距离是发射波长乘以m/2(m是一定的正整数)或者说发射波长的1/2、1、3/2……等情况，光的外部提取效率下降。
因此，本发明的发光元件中，对第一层至第四层的厚度进行区别，使光发射区和反射电极之间的光学距离(即，折射率×距离)是发射波长乘以(2m-1)/4(m是正整数)。
特别是，在第一层至第四层中，最好区别在发生电子和空穴再结合的层与反射电极之间的层的厚度。或者，可以区别发生电子和空穴再结合的层与传输光电极之间的层的厚度。还可以对这两个层的厚度都进行区别。结果，能从外部有效地提取光。
为了区别第一层至第四层中任一层的厚度，该层需要增厚。本发明发光元件的一个特征是将含实施方式1中所述的复合材料的层用于需增厚的层。
通常，并不宜增加发光元件的层的厚度，因为会提高驱动电压。但是，通过将实施方式1所述的复合材料用于需增厚的层，驱动电压本身可以降低，这样可以抑制由于增厚导致的驱动电压的增加。
注意到，图10所示是红色(R)发光元件的光发射区和反射电极之间的光学距离是1/4发射波长；绿色(G)发光元件的光发射区和反射电极之间的光学距离是3/4发射波长；蓝色(B)发光元件的光发射区和反射电极之间的光学距离是5/4发射波长。应注意，本发明不限于这些值，可以适当设定m值。如图10所示，这些发光元件的发射波长的(2m-1)/4中的m值可以不同。
通过增加第一层至第四层中任一层的厚度，可以防止第一和第二电极之间的短路，并提高生产率，这是极为优选的。
如上所述，对每一种发射色区别发光元件的第一层至第四层中至少一层的厚度。此时，较好对每一种发射色区别发生电子和空穴再结合的层与反射电极之间的层的厚度。如果将含实施方式1所述的复合材料的层用于需要增厚的层，不会增加驱动电压，优选这种情况。
注意到，用具有实施方式4所述的结构的发光元件来说明这种实施方式，但是这种实施方式可以和其他实施方式适当组合。
实施方式7
在此实施方式中，说明具有本发明发光元件的发光装置。
参照图7A和7B，说明在此实施方式中，在像素部分具有本发明发光元件的发光装置。注意到，图7A是发光装置的顶视图，图7B是图7A沿A-A′和B-B′线的剖面图。由虚线标出的标号601指驱动器电路部分(源侧的驱动器电路)；602是像素部分；603是驱动器电路部分(门侧驱动器电路(gate side drivercircuit))。标号604指密封基片；605是密封剂；被605包围的部分是一间隔607。
注意到，引线608是用来将输入信号传送到源侧驱动器电路601和门侧驱动器电路的电线，该引线从FPC(挠性印刷电路)609接受视频信号、时钟信号、启动信号、复位信号等，FPC是一个外部输入端。注意到在此只示出了FPC；但是，该FPC可以有印刷电路板(PWB)。本说明书中发光装置不仅包括发光装置本身，还包括连接有FPC或PWB的发光装置。
随后，参见图7B说明剖面结构。在一个元件基片610上形成驱动器电路部分和像素部分。在此，所示是作为驱动器电路部分的源侧驱动器电路601和像素部分602上一个像素。
注意到，CMOS电路的n-沟道TFT 623和p-沟道TFT 624的一种组合，可形成为源侧驱动器电路601。用来形成驱动器电路的TFT可以用CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。在此实施方式中描述了一种在一个基片上形成驱动器电路的驱动器集成类型，但这种类型并不是必需的，可以在基片外部形成驱动器电路。
像素部分602有许多个像素，每一个像素包括开关TFT 611、电流控制TFT 612和第一电极613，该电极电连接到电流控制TFT 612的一个漏极。注意到，形成一个绝缘体614，以覆盖第一电极613的一端。在此，使用正型的光敏丙烯酸树脂膜。
在绝缘体614的上端和下端形成弯曲的表面，以达到容易覆盖。例如，在使用正型光敏丙烯酸作为绝缘体614材料时，形成的绝缘体614较好只在上端具有一定曲率半径(0.2-3μm)的弯曲表面。可使用对透过光辐照而成为不溶于蚀刻剂的负型或通过光辐照而成为能溶于蚀刻剂的正型作为绝缘体614。
在第一电极613上形成含发光物质的层616和第二电极617。在此，优选具有高功函数的材料作为其功能为阳极的第一电极613的材料。例如，第一电极613可以用以下层材料形成：单层膜如ITO膜、含硅氧化铟锡膜、含2-20重量％氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜或Pt膜；氮化钛膜和含铝作为主要组分的膜的层叠层；氮化钛膜、含铝作为主要组分的膜和另一种氮化钛膜的三层结构等。当第一电极613为层叠结构时，该电极具有作为电线的低电阻，并且形成有利的欧姆接触。此外，第一电极可用作阳极。
此外，含发光物质的层616可采用各种方法形成，如使用蒸发掩模的蒸发法、喷墨法和旋涂法。含发光物质的层616具有一层含实施方式1中所述的复合材料的层。此外，在含发光物质的层616中包含的另一种物质可以是低分子物质、中等分子物质(包括低聚物和枝状聚合物(dendrimer))或高分子物质。此外，一般使用有机化合物的单层或层叠层作为含发光物质层的材料。但是，本发明还包括在有机化合物形成的膜的一部分上使用无机化合物的结构。
对在含发光物质的层616上形成并用作阴极的第二电极617，优选低功函数材料(Al、Ag、Li、Ca，或它们的合金，如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或氮化钙)用于该电极。在含发光物质的层616产生的光传输通过第二电极617的情况，优选使用厚度薄的金属薄膜与透明导体薄膜(ITO、含2-20重量％氧化锌的氧化铟、含硅氧化铟锡、氧化锌(ZnO)等)的层叠物作为第二电极617。
用密封剂605将密封基片604连接到元件基片610上，在被元件基片610、密封基片604和密封剂605包围的空间607中形成发光元件618。注意到，空间607中填充了填料，但是，也可以在空间607中填充密封剂605以及惰性气体(氮气、氩气等)。
注意到，优选使用环氧基树脂作为密封剂605。这种材料较好应使尽可能少的水分和氧渗透。除玻璃基片或石英基片外，可以使用FRP(玻璃纤维增强的塑料)、PVF(聚氟乙烯)、Myler、聚酯、丙烯酸类等形成的塑料基片作为密封基片604。
如上所述，可以制得具有本发明发光元件的发光装置。
由于本发明的发光装置具有含实施方式1中所述的复合材料，即通式(1)表示的咔唑衍生物和无机化合物的层，可以降低驱动电压和能耗。
由于本发明中所用的复合材料具有高可见光透射比，能在外部有效提取在该发光层中产生的光。
此外，本发明的发光装置能够抑制驱动电压的增加，即使在含复合材料的层的厚度增加的情况。此外，本发明所用的复合材料具有高的可见光透射比。因此，通过增加该含复合材料层的厚度，能够防止该发光元件的短路。此外，通过光学设计可以提高光的外部提取效率。因此，能制得低能耗的可靠的发光装置。
如上所述，在此实施方式中说明了一种用晶体管来控制发光元件驱动的主动发光装置。但是，也可以采用被动发光装置，该装置中，不必特别提供驱动元件如晶体管就可驱动发光元件。图8所示是采用本发明制造的被动发光装置的透视图。图8中，在基片951上面的电极952和电极956之间形成含发光物质的层955。电极952的端部用绝缘层953覆盖。然后，在绝缘层953上形成隔离层954。隔离层954的侧壁倾斜，使得一个侧壁和另一个侧壁间的距离向着基片表面变窄。换句话说，隔离层954在窄的一侧方向上的横截面为梯形，并且其底(与绝缘层953的平面方向相同方向上相对的一侧，并与层953接触)短于顶侧(与绝缘层953的平面方向相同方向上相对的一侧，并且不与层953接触)。通过以这种方式提供隔离层954，可以防止静电等导致的发光元件的缺陷。此外，当含有在低驱动电压下操作的本发明发光元件，被动发光装置也可以低能耗驱动。
实施方式8
在此实施方式中，说明包括在实施方式7中所述的发光装置的本发明的电器。本发明电器含有实施方式1中所述的复合材料，并具有低能耗的显示部分。此外，具有可靠的显示部分，抑制了该部分中由于粉尘、冲击等导致的短路。
使用本发明发光装置制造的电器的例子如下：照相机如视频照相机或数码照相机、护目镜型显示器、航海系统、声音再现装置(车用音响、音响部件等)、计算机、游戏机、便携式信息终端(可移动计算机、便携式电话、便携式游戏机、电子书等)、有记录介质的图像再生设备(具体地，能再生记录媒介如数字通用盘(DVD)一种设备，包括能显示其图像的显示设备)等。具体例子示于图9A至9E。
图9A所示是一个电视接收器，它包括机壳9101、支架9102、显示部分9103、喇叭部分9104、视频输入终端9105等。可用本发明的发光装置来制造电视接收器的显示部分9103。通过将本发明的发光装置用于显示部分，可形成具有低能耗的可靠显示部分的电视接收器。注意到，电视接收器包括用于显示信息的所有器件，例如，对个人电脑，对TV广播接收，对广告显示器等。
图9B所示是一计算机，它包括主体9201、机壳9202、显示部分9203、键盘9204、外部连接端口9205、指示鼠标9206等。可用本发明的发光装置来制造计算机的显示部分9203。通过将本发明的发光装置用于显示部分，可形成具有低能耗的可靠显示部分的计算机。
图9C所示是护目镜型显示器，它包括主体9301、显示部分9302和臂部分9303。可用本发明的发光装置来制造这种护目镜型显示器的显示部分9303。通过将本发明的发光装置用于显示部分，可形成具有低能耗的可靠显示部分的护目镜型显示器。
图9D所示是一种便携式电话，它包括主体9401、机壳9402、显示部分9403、音频输入部分9404、音频输出部分9405、操作键9406、外部连接端口9407、天线9408等。可用本发明的发光装置来制造便携式电话的显示部分9403。注意到，当显示部分9403在黑色背景中显示白色字符时能降低便携式电话的能耗。通过将本发明的发光装置用于显示部分，可形成具有低能耗的可靠显示部分的便携式电话。
图9E所示是一种照相机，它包括主体9501、显示部分9502、机壳9503、外部连接端口9504、远程控制接收部分9505、图像接收部分9506、电池9507、音频输入部分9508、操作键9509、目镜部分9510等。可用本发明的发光装置来制造照相机的显示部分9502。通过将本发明的发光装置用于显示部分，可形成具有低能耗的可靠显示部分的照相机。
如上面所述，本发明的发光装置的应用范围很广，可应用于各种领域的电器。通过使用本发明的发光装置，可形成具有低能耗的可靠显示部分的电器。
实施例1
下面说明合成本发明的咔唑衍生物的一个例子，以结构式(10)表示的3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA1)的方法。
Figure A20061007183800511
[步骤1]
首先说明3-溴-9-苯基咔唑的合成方法。3-溴-9-苯基咔唑的合成路线示于(A-3)。
Figure A20061007183800512
首先，将24.3克(100毫摩尔)9-苯基咔唑溶于600mL冰乙酸中，在其中缓慢加入17.8克(100毫摩尔)N-溴琥珀酰亚胺。室温搅拌该混合物过夜。搅拌下将此冰乙酸溶于滴入1L冰水中。用水洗涤沉淀出的白色固体三次。将固体溶于150mL二乙醚中，用饱和碳酸氢钠水溶液和水进行洗涤。有机相用硫酸镁干燥后过滤。将获得的滤液浓缩。在形成的残余物中加入约50mL甲醇，均匀溶解。使该溶液静置，沉淀出白色固体。收集该固体并干燥，获得28.4克(产率：88％)3-溴-9-苯基咔唑，为白色粉末。
[步骤2]
下面说明3-(N-苯基氨基)-9-苯基咔唑(缩写：PCA)的合成方法。PCA的合成路线示于(A-4)。
在氮气氛中，将110mL无水二甲苯和7.0克(75毫摩尔)苯胺加到19克(60毫摩尔)3-溴-9-苯基咔唑、340毫克(0.6毫摩尔)二(二亚苄基丙酮)钯(0)、1.6克(3.0毫摩尔)1，1-二(联苯基膦)二茂铁和13克(180毫摩尔)叔丁醇钠的混合物中。在氮气氛中，在90℃加热同时搅拌该混合物7.5小时。反应结束后，在该悬浮液中加入约500mL甲苯，并通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。将获得的滤液浓缩，其残余物与己烷-乙酸乙酯混合，被辐照超声波。制得的悬浮液进行过滤，残余物进行干燥，获得15克(产率：75％)3-(N-苯基氨基)-9-苯基咔唑，为奶油色粉末。NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，CDCl3)：δ＝6.84(t，J＝6.9，1H)，6.97(d，J＝7.8，2H)，7.20-7.61(m，13H)，7.90(s，1H)，8.04(d，J＝7.8，1H)。1H-NMR谱示于图25，图25的5.0-9.0ppm的放大图示于图26。
[步骤3]
说明3-碘-9-苯基咔唑的合成方法。3-碘-9-苯基咔唑的合成路线示于(A-5)。
将24.3克(100毫摩尔)9-苯基咔唑溶于600mL冰乙酸中，在该溶液中缓慢加入22.5克(100毫摩尔)N-碘琥珀酰亚胺，然后室温下搅拌该混合物过夜。形成的沉淀物进行过滤，残余物用饱和碳酸氢钠水溶液、水和甲醇进行洗涤后进行干燥。获得24.7克(产率：67％)3-碘-9-苯基咔唑，为白色粉末。
注意到，也可以采用下面方法合成3-碘-9-苯基咔唑。3-碘-9-苯基咔唑的合成路线示于(A-5b)。
Figure A20061007183800531
将10克(10.0毫摩尔)9-苯基咔唑、838毫克(5.0毫摩尔)碘化钾、1.1克(5.0毫摩尔)碘酸钾和30mL冰乙酸投入一个三颈烧瓶中，在120℃回流1小时。反应后，充分冷却该反应溶液，将其加入水中，并用甲苯萃取。有机相用饱和氯化钠溶液洗涤一次，用硫酸镁干燥。该溶液自热过滤，将获得的滤液浓缩，并用丙酮和甲醇进行重结晶。获得8.0克(产率：50％)的目标物，为白色固体。
采用合成路线(A-5b)所示的合成方法，可以使用价廉的原料来合成3-碘-9-苯基咔唑，从而降低成本。
[步骤4]
说明3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA1)的合成方法。PCzPCA1的合成路线示于(A-6)。
Figure A20061007183800532
在氮气氛中，将40mL无水二甲苯加到3.7克(10毫摩尔)3-碘-9-苯基咔唑、3.4克(10毫摩尔)PCA、57毫克(0.1毫摩尔)二(二亚苄基丙酮)钯(0)、200mL(0.5毫摩尔)49重量％三叔丁基膦的己烷溶液和3.0克(30毫摩尔)叔丁醇钠的混合物中。在氮气氛中，在90℃加热同时搅拌该混合物6.5小时。反应结束后，在悬浮液中加入约500mL热甲苯，该悬浮液通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。获得的滤液进行浓缩，其残余物通过硅胶柱层析(甲苯∶己烷＝1∶1)进行分离。进行浓缩，并在形成的残余物中加入乙酸乙酯-己烷，进行重结晶。3.2克(产率：56％)3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑，为奶油色粉末。NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，DMSO-d)：δ＝6.85(t，J＝7.5，1H)，6.92(d，J＝7.8，2H)，7.17-7.70(m，22H)，8.05(d，J＝2.1，2H)，8.12(d，J＝7.8，2H)。1H-NMR谱示于图11，图11中6.50-8.50ppm部分的放大图示于图12。
对获得的PCzPCA1进行热重量-差式热分析(TG-DTA)。结果示于图19。图19中，左侧的纵轴表示差热分析(DTA)中的差式热量(热电偶电动力(μV))，右侧纵轴表示在热重分析(TG)中的重力(％；假设在测定开始时重力为100％所表示的重力)。此外，下面的横轴表示温度(℃)。用热-重力/差式热分析仪(TG/DTA 320，SeikoInstruments Inc.制造)，在氮气氛中，以10℃/分钟的升温速度测定热物理性质。结果，由重力和温度之间的关系(热重力)，在常压下，重力为开始测定使重力的95％或更小时的温度为375℃。
PCzPCA1的甲苯溶液和其薄膜的吸收光谱示于图13。用紫外光-可见光分光光度计(V-550，JASCO Corporation制造)进行这种测定。将该溶液放在一个石英槽中，在石英基片上蒸发薄膜作为样品，减去了石英的吸收光谱后的吸收光谱示于图13。在图13中，横轴表示波长(nm)而纵轴表示吸收强度(任意单位)。在PCzPCA1的甲苯溶液情况，最大吸收波长是320nm，而在PCzPCA1薄膜情况的最大吸收波长是321nm。PCzPCA1的甲苯溶液和PCzPCA1薄膜的发射谱示于图14。图14中，横轴表示波长(nm)而纵轴表示发射强度(任意单位)。在PCzPCA1的甲苯溶液情况，最大发射波长是435nm(激发波长：325nm)，而在PCzPCA1薄膜情况，最大反射波长是443nm(激发波长：380nm)。
此外，测定PCzPCA1在薄膜态的HOMO水平和LUMO水平。HOMO水平值采用下面方式获得，即，将光电子分光计(AC-2，Riken Keiki Co.，Ltd.制造)测得的离子化电势值转变为负值。LUMO水平值通过下面方式获得，即，用图13中的薄膜的吸收边缘作为能级距离，并将该吸收边缘的值加到HOMO水平值上。结果，HOMO水平和LUMO水平分别为-5.17eV和-1.82eV。
此外，通过循环伏安法(CV)测定，来测试PCzPCA1的氧化反应特性。注意到，用电化学分析仪(ALS型号600A，BAS Inc.制造)进行该测定。
对进行CV测定中所用的溶液，可使用无水二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂。高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)是一种支持电解质，将其溶于溶剂，使高氯酸四正丁铵浓度达100毫摩尔/L。此外，将测定对象的PCzPCA1溶解在上面溶液中，使其浓度为1毫摩尔/L。此外，铂电极(PTE铂电极，BAS Inc.制造)用作工作电极。铂电极(VC-3Pt反电极(5cm)，BAS Inc.制造)用作辅助电极。Ag/Ag+电极(RE 5非水参考电极，BAS Inc.制造)用作参考电极。
按照下面所述测定氧化反应特性。在电势从-0.16V改变到0.5V后，将工作电极相对于参考电极的电势从0.5V变化至-0.16V的一次扫描作为一个循环，进行100个循环的测定。此外，CV测定的扫描速度设定为0.1V/s。
测试PCzPCA1的氧化反应特性的结果示于图21。图21中，横轴表示工作电极相对于参考电极的电势(V)，而纵轴表示在工作电极和辅助电极之间的电流值(1×10-6A)。
根据图21，发现，氧化电势为0.27V(对Ag/Ag+电极)。虽然重复扫描了100个循环，在该氧化反应中几乎未观察到CV曲线上峰位置和峰强度的变化。因此，发现本发明的咔唑衍生物对该氧化反应极为稳定。
用差式扫描量热器(Pyris 1 DSC，Perkin Elmer Co.，Ltd.制造)测定所获化合物PCzPCA1的玻璃化转变温度。采用DSC的测定结果示于图23。根据该测定结果，发现所获化合物的玻璃化转变温度为112℃。正如所述的，获得的化合物的玻璃化转变点高达112℃，并且有良好的耐热性。此外，图23中，没有显示所获化合物结晶的峰，因此发现，所获化合物几乎不结晶。
实施例2
下面说明合成本发明的咔唑衍生物的一个例子、以结构式(36)表示的3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA2)的方法。
Figure A20061007183800551
[步骤1]
说明合成3，6-二碘-9-苯基咔唑的方法。3，6-二碘-9-苯基咔唑的合成路线示于(A-7)。
Figure A20061007183800561
首先，将24.3克(100毫摩尔)9-苯基咔唑溶于700mL冰乙酸中，在其中缓慢加入44.9克(200毫摩尔)N-碘琥珀酰亚胺。升温下搅拌该混合物过夜。过滤测试的沉淀物，残余物用饱和碳酸氢钠水溶液、水和甲醇进行洗涤，然后干燥。获得47.0克(产率：95％)3，6-二碘-9-苯基咔唑，为白色粉末。
[步骤2]
说明3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA2)的合成方法。PCzPCA2的合成路线示于(A-8)。
在氮气氛中，将30mL无水二甲苯加到2.5克(5毫摩尔)3，6-二碘-9-苯基咔唑、3.4克(10毫摩尔)PCA、30毫克(0.05毫摩尔)二(二亚苄基丙酮)钯(0)、0.2mL(0.5毫摩尔)49重量％三叔丁基膦的己烷溶液和3.0克(30毫摩尔)叔丁醇钠的混合物中。在氮气氛中，90℃加热同时搅拌该混合物6.5小时。反应结束后，在悬浮液中加入约500mL热甲苯，该悬浮液通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。获得的滤液进行浓缩，浓缩后溶液通过硅胶(甲苯∶己烷＝1∶1)进行纯化。该溶液浓缩，并在其中加入乙酸乙酯-己烷，进行重结晶。获得2.5克(产率：55％)3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑，为奶油色粉末。NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，DMSO-d)：δ＝6.74-6.80(m，6H)，7.08-7.64(m，33H)，7.94-8.04(m，6H)。1H-NMR谱示于图15，图15中6.50-8.50ppm部分的放大图示于图16。
对获得的PCzPCA2进行热重量-差式热分析(TG-DTA)。结果示于图20。图20中，左面的纵轴表示在差式热分析(DTA)中的差热(热电偶的电动力(μV))，而右面的纵轴表示在热重分析(TG)中的重力(％；假设开始测定时的重力为100％所表示的重力)。此外，下面的横轴表示温度(℃)。用热-重力/差式热分析仪(TG/DTA 320，Seiko Instruments Inc.制造)，在氮气氛中，以10℃/分钟的升温速度测定热物理性质。结果，由重力和温度之间的关系(热重力)，在常压下，重力为开始测定使重力的95％或更小时的温度为476℃。
PCzPCA2的甲苯溶液和其薄膜的吸收光谱示于图17。用紫外光-可见光分光光度计(V-550，JASCO Corporation制造)进行这种测定。将该溶液放在一个石英槽中，在石英基片上蒸发薄膜作为样品，减去了石英的吸收光谱后的吸收光谱示于图17。在图17中，横轴表示波长(nm)而纵轴表示吸收强度(任意单位)。在PCzPCA2的甲苯溶液情况，最大吸收波长是320nm，而在PCzPCA2薄膜情况的最大吸收波长是320nm。PCzPCA2的甲苯溶液和PCzPCA2薄膜的发射谱示于图18。图18中，横轴表示波长(nm)而纵轴表示发射强度(任意单位)。在PCzPCA2的甲苯溶液情况，最大发射波长是442nm(激发波长：325nm)，而在PCzPCA2薄膜情况，最大反射波长是449nm(激发波长：320nm)。
此外，测定PCzPCA2在薄膜态的HOMO水平和LUMO水平。HOMO水平值采用下面方式获得，即，将光电子分光计(AC-2，Riken Keiki Co.，Ltd.制造)测得的离子化电势值转变为负值。LUMO水平值通过下面方式获得，即，用图17中的薄膜的吸收边缘作为能级距离，并将该吸收边缘的值加到HOMO水平值上。结果，HOMO水平和LUMO水平分别为-5.10eV和-1.75eV。
此外，通过循环伏安法(CV)测定，来测试PCzPCA2的氧化反应特性。注意到，用电化学分析仪(ALS型号600A，BAS Inc.制造)进行该测定。
对进行CV测定中所用的溶液，可使用无水二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂。高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)是一种支持电解质，将其溶于溶剂，使高氯酸四正丁铵浓度达100毫摩尔/L。此外，将测定对象的PCzPCA2溶解在上面溶液中，使其浓度为1毫摩尔/L。此外，铂电极(PTE铂电极，BAS Inc.制造)用作工作电极。铂电极(VC-3 Pt反电极(5cm)，BAS Inc.制造)用作辅助电极。Ag/Ag+电极(RE 5非水参考电极，BAS Inc.制造)用作参考电极。
按照下面所述测定氧化反应特性。在电势从-0.01V改变到0.33V后，将工作电极相对于参考电极的电势从0.33V变化至-0.01V的一次扫描作为一个循环，进行100个循环的测定。此外，CV测定的扫描速度设定为0.1V/s。
测试PCzPCA2的氧化反应特性的结果示于图22。图22中，横轴表示工作电极相对于参考电极的电势(V)，而纵轴表示在工作电极和辅助电极之间的电流(1×10-6A)。
根据图22，发现，氧化电势为0.22V(对Ag/Ag+电极)。虽然重复扫描了100个循环，在该氧化反应中几乎未观察到CV曲线上峰位置和峰强度的变化。因此，发现本发明的咔唑衍生物对该氧化反应极为稳定。
用差式扫描量热器(Pyris 1 DSC，Perkin Elmer Co.，Ltd.制造)测定所获化合物PCzPCA2的玻璃化转变温度。采用DSC的测定结果示于图24。根据该测定结果，发现所获化合物的玻璃化转变温度为168℃。正如所述的，获得的化合物的玻璃化转变点高达168℃，并且有良好的耐热性。此外，图24中，没有显示所获化合物结晶的峰，因此发现，所获化合物几乎不结晶。
实施例3
下面说明合成本发明的咔唑衍生物的一个例子，以结构式(17)表示的3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCN1)的方法。
[步骤1]
下面说明合成3-[N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCN)的方法。PCN的合成路线示于(A-9)。
Figure A20061007183800582
在氮气氛中，将12mL无水二甲苯加到3.7克(10毫摩尔)3-碘-9-苯基咔唑、1.6克(5毫摩尔)1-氨基萘、60毫克(0.1毫摩尔)二(二亚苄基丙酮)钯(0)、0.2mL49重量％三叔丁基膦的己烷溶液和3克(30毫摩尔)叔丁醇钠的混合物中。在氮气氛中，90℃加热的同时搅拌该混合物7小时。反应结束后，在悬浮液中加入约200mL热甲苯，该悬浮液通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。获得的滤液进行浓缩，浓缩后的溶液通过硅胶柱层析(甲苯∶己烷＝1∶1)进行纯化。溶液浓缩，获得的浓缩溶液用乙酸乙酯-己烷进行重结晶。获得1.5克(产率：79％)3-[N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑，为奶油色粉末。NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，DMSO-d)：δ＝7.13-7.71(m，15H)，7.85-7.88(m，1H)，8.03(s，1H)，8.15(d，J＝7.8，1H)，8.24(s，1H)，8.36-8.39(m，1H)。1H-NMR谱示于图27，图27中6.50-8.50ppm部分的放大图示于图28。
[步骤2]
接下来，说明3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCN1)的合成方法。PCzPCN1的合成路线示于(A-10)。
Figure A20061007183800591
在氮气氛中，将7mL无水二甲苯加入1.8克(5毫摩尔)3-碘-9-苯基咔唑、2.5克(6.6毫摩尔)PCN、30毫克(0.05毫摩尔)二(二亚苄基丙酮)钯(0)、0.2mL(0.5毫摩尔)49重量％三叔丁基膦的己烷溶液和700毫克(7毫摩尔)叔丁醇钠的混合物中。在氮气氛中，90℃加热的同时搅拌该混合物4.5小时。反应结束后，在悬浮液中加入约500mL热甲苯，该悬浮液通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。获得的滤液进行浓缩，该浓缩溶液通过硅胶柱层析(甲苯∶己烷＝1∶1)进行纯化。该溶液浓缩，获得的浓缩溶液用乙酸乙酯-己烷进行重结晶。获得2.1克(产率：62％)PCzPCN1，为黄色粉末。NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，DMSO-d)：δ＝7.04-7.65(m，24H)，7.78(d，J＝8.4，1H)，7.82(d，J＝2.1，2H)，7.88(d，J＝7.8，2H)，7.95(d，J＝8.4，1H)，8.10(d，J＝9.0，1H)。1H-NMR谱示于图29，图29中6.50-8.50ppm部分的放大图示于图30。
按照和实施例1和2相同的方式对所获的PCzPCN1进行热重量-差式热分析(TG-DTA)。结果示于图40。在图40中，左面的纵轴表示在差式热分析(DTA)中的差热(热电偶的电动力(μV))，而右面的纵轴表示在热重分析(TG)中的重力(％；假设开始测定时的重力为100％所表示的重力)。此外，下面的横轴表示温度(℃)。用热-重力/差式热分析仪(TG/DTA 320，Seiko Instruments Inc.制造)，在氮气氛中，以10℃/分钟的升温速度测定热物理性质。结果，由重力和温度之间的关系(热重力)，在常压下，重力为开始测定使重力的95％或更小时的温度为400℃。
PCzPCN1的甲苯溶液和其薄膜的吸收光谱示于图41。用紫外光-可见光分光光度计(V-550，JASCO Corporation制造)进行这种测定。将该溶液放在一个石英槽中，在石英基片上蒸发薄膜作为样品，减去了石英的吸收光谱后的吸收光谱示于图41。在图41中，横轴表示波长(nm)而纵轴表示吸收强度(任意单位)。在PCzPCN1的甲苯溶液情况，最大吸收波长是314nm，而在PCzPCN1薄膜情况的最大吸收波长是320nm。PCzPCN1的甲苯溶液和PCzPCN1薄膜的发射谱示于图42。图42中，横轴表示波长(nm)而纵轴表示发射强度(任意单位)。在PCzPCN1的甲苯溶液情况，最大发射波长是475nm(激发波长：320nm)，而在PCzPCN1薄膜情况，最大反射波长是485nm(激发波长：320nm)。
此外，测定PCzPCN1在薄膜态的HOMO水平和LUMO水平。HOMO水平值采用下面方式获得，即，将光电子分光计(AC-2，Riken Keiki Co.，Ltd.制造)测得的离子化电势值转变为负值。LUMO水平值通过下面方式获得，即，用图41中的薄膜的吸收边缘作为能级距离，并将该吸收边缘的值加到HOMO水平值上。结果，HOMO水平和LUMO水平分别为-5.15eV和-2.85eV。
此外，通过循环伏安法(CV)测定，来测试PCzPCN1的氧化反应特性。注意到，用电化学分析仪(ALS型号600A，BAS Inc.制造)进行该测定。
对进行CV测定中所用的溶液，可使用无水二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂。高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)是一种支持电解质，将其溶于溶剂，使高氯酸四正丁铵浓度达100毫摩尔/L。此外，将测定对象的PCzPCN1溶解在上面溶液中，使其浓度为1毫摩尔/L。此外，铂电极(PTE铂电极，BAS Inc.制造)用作工作电极。铂电极(VC-3 Pt反电极(5cm)，BAS Inc.制造)用作辅助电极。Ag/Ag+电极(RE 5非水参考电极，BAS Inc.制造)用作参考电极。
按照下面所述测定氧化反应特性。在电势从-0.20V改变到0.50V后，将工作电极相对于参考电极的电势从0.50V变化至-0.20V的一次扫描作为一个循环，进行100个循环的测定。此外，CV测定的扫描速度设定为0.1V/s。
测试PCzPCN1的氧化反应特性的结果示于图49。图49中，横轴表示工作电极相对于参考电极的电势(V)，而纵轴表示在工作电极和辅助电极之间的电流(1×10-6A)。根据图49，发现，氧化电势为0.25V(对Ag/Ag+电极)。虽然重复扫描了100个循环，在该氧化反应中几乎未观察到CV曲线上峰位置和峰强度的变化。因此，发现本发明的咔唑衍生物对该氧化反应极为稳定。
用差式扫描量热器(Pyris 1 DSC，Perkin Elmer Co.，Ltd.制造)测定所获化合物PCzPCN1的玻璃化转变温度。采用DSC的测定结果示于图50。根据该测定结果，发现所获化合物的玻璃化转变温度为142℃。正如所述的，获得的化合物的玻璃化转变点高达142℃，并且有良好的耐热性。此外，图50中，没有显示所获化合物结晶的峰，因此发现，所获化合物几乎不结晶。
实施例4
在此实施例中，给出含通式(1)表示的咔唑衍生物和对该咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物的层的具体例子。使用在实施例1中合成的通式(10)表示的3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA1)作为咔唑衍生物，使用氧化钼作为无机化合物。
首先，将玻璃基片固定在真空蒸发设备中的基片固定器中。接下来，在不同的耐热蒸发源中分别投入PCzPCA1和氧化钼(VI)，采用共蒸发法，真空下形成含PCzPCA1和氧化钼的层。此时，进行共蒸发，使PCzPCA1与氧化钼的重量比值为4∶1。因此，PCzPCA1与氧化钼的摩尔比值为1.0∶1.0。注意到，该层厚度为90nm。
按照这种方式形成的PCzPCA1-氧化钼固定膜的吸收光谱测定结果以图32中的C曲线表示。为进行比较，还示出了只有PCzPCA1的吸收光谱(在该图中的A曲线)。
如图32所示，在C混合膜中观察到在只有PCzPCA1的膜所观察不到的新的吸收(该图中由虚线包围的部分，并在1070nm附近有一个峰)。这被认为是因为氧化钼显示对PCzPCA1的电子传输性质的结果，氧化钼从PCzPCA1接受电子，而在PCzPCA1中产生空穴。
结果，在此实施例中形成的PCzPCA1-氧化钼混合膜的内部产生载流子，这种混合膜能降低发光元件的驱动电压。
此外，如图32所示，对PCzPCA1-氧化钼混合膜，在可见光区(400nm-700nm)未观察到显著的吸收峰。
实施例5
在此实施例中，给出含通式(1)表示的咔唑衍生物和对该咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物的层的具体例子。使用在实施例1中合成的通式(36)表示的3，6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA2)作为咔唑衍生物，使用氧化钼作为无机化合物。
首先，将玻璃基片固定在真空蒸发设备中的基片固定器中。接下来，在不同的耐热蒸发源中分别投入PCzPCA2和氧化钼(VI)，采用共蒸发法，真空下形成含PCzPCA2和氧化钼的层。此时，进行共蒸发，使PCzPCA2与氧化钼的重量比值为4∶1。因此，PCzPCA2与氧化钼的摩尔比值为1.0∶1.6。注意到，该层厚度为90nm。
按照这种方式形成的PCzPCA2-氧化钼固定膜的吸收光谱测定结果以图33中的C曲线表示。为进行比较，还示出了只有PCzPCA2的吸收光谱(在该图中的A曲线)。
如图33所示，在C混合膜中观察到在只有PCzPCA2的膜所观察不到的新的吸收(该图中由虚线包围的部分，并在960nm附近有一个峰)。这被认为是因为氧化钼显示对PCzPCA2的电子传输性质的结果，氧化钼从PCzPCA2接受电子，而在PCzPCA2中产生空穴。
结果，在此实施例中形成的PCzPCA2-氧化钼混合膜的内部产生载流子，这种混合膜能降低发光元件的驱动电压。
此外，如图33所示，对PCzPCA2-氧化钼混合膜，在可见光区(400nm-700nm)未观察到显著的吸收峰。
实施例6
下面，将在实施例4和5中制造的混合膜的可见光透射比示于图34中。
图34所示的是将图32和33中的纵轴由吸光率转换为透射比并在同一图中进行比较。注意到，图34中，横轴波长被限制在可见光区(400-700nm)。如图34所示，在实施例4中制造的PCzPCA1-氧化钼混合膜以及实施例5中制造的PCzPCA2-氧化钼混合膜的透射比都约为90％或更高。
此外，将实施例4中制造的PCzPCA1-氧化钼混合膜以及实施例5中制造的PCzPCA2-氧化钼混合膜在蓝色(450nm)到红色(650nm)范围的每微米上的吸光率示于图71。如图71所示，本发明复合材料在各种情况下每微米的吸光率都小于或等于2(μm)-1，而在蓝色(450nm)至红色(650nm)区较低。因此，本发明的复合材料在蓝色(450nm)、绿色(520nm)和红色(650nm)具有高的透射比，因此适用于全色显示器。
根据上面所述，发现，本发明的复合材料比常用的复合材料均匀优良的可见光透射比。
实施例7
在此实施例中，说明使用本发明的复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。使用含氧化硅的氧化铟锡透明导体薄膜作为原料，通过溅射法形成电极尺寸为2mm×2mm的阳极。
接下来，将其上面形成了第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使形成有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含PCzPCA1和氧化钼的层。此时，进行共蒸发，使PCzPCA1与氧化钼的重量比值为4∶2。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可以使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的原料。在此实施例中，采用蒸发法，用α-NPD形成10nm厚度的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成10nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，采用共蒸发法，用Alq3和锂形成30nm厚的电子注入层，使锂以1重量％的量包含在Alq3中。
按照这种方式即层叠含本发明复合材料的层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层来形成含发光物质的层后，通过溅射法或蒸发法形成第二电极。在此实施例中，第二电极用作阴极。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成第二电极。
按照上面所述，制造此实施例的发光元件。在此实施例中制造的发光元件的电流-电压特性示于图35；其亮度-电压特性示于图36；电流效率-亮度特性示于图37。
图35显示，将本发明复合材料用于发光元件，能使电流更容易流动。此外，图36显示降低了发光元件的驱动电压。图37显示提高了发光效率。可以认为由于本发明复合材料的高可见光透射比而提高了光的提取效率。
换句话说，发现通过将本发明复合材料用于发光元件，降低了达到一定亮度的光发射所需的驱动电压。具体地，在此实施例制造的发光元件情形下，达到1000cd/m2亮度的光发射所需的电压为5.2V，此时电流密度为8.4mA/cm2。即发现将本发明复合材料用于发光元件，低电压驱动和低电流驱动成为可能。
实施例8
在此实施例中，说明示于本发明复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成电极尺寸为2mm×2mm的阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使其上有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含PCzPCA1和氧化钼的层。此时，进行的共蒸发应使PCzPCA1与氧化钼的重量比为4∶1。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成10nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，采用共蒸发法，用Alq3和锂形成30nm厚的电子注入层，使锂以1重量％的量包含在Alq3中。
按照这种方式即将含本发明复合材料的层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层进行层叠来形成含发光物质的层后，通过溅射法或蒸发法形成第二电极。在此实施例中，第二电极用作阴极。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成第二电极。
此外，在此实施例中制造的发光元件的归一化亮度随时间的变化示于图38，其电压随时间的变化示于图39。作为测定方法，在将最初亮度设定为3000cd/m2并保持恒定的电流流动的同时，测定亮度以及电压随时间的变化。
图38显示在此实施例制造的发光元件的亮度随时间变化出现的下降很小。此外，图39显示此实施例制造的发光元件的电压随时间而增加也很小。因此，发现使用本发明复合材料的发光元件具有较长寿命和高的可靠性。
实施例9
在此实施例中，说明使用本发明复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成电极尺寸为2mm×2mm的阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含PCzPCA1和氧化钼的层。此时，进行的共蒸发应使PCzPCA1与氧化钼的重量比为4∶2。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成10nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，采用共蒸发法，用Alq3和锂形成10nm厚的电子注入层，使锂以1重量％的量包含在Alq3中。
按照这种方式即将含本发明复合材料的层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层进行层叠来形成含发光物质的层后，通过溅射法或蒸发法形成第二电极。在此实施例中，第二电极用作阴极。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成第二电极。此实施例中制造的发光元件称作元件1。
实施例10
在此实施例中，说明使用本发明复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成电极尺寸为2mm×2mm的阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含PCzPCN1和氧化钼的层。此时，进行的共蒸发应使PCzPCN1与氧化钼的重量比为4∶2。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成10nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，采用共蒸发法，用Alq3和锂形成10nm厚的电子注入层，使锂以1重量％的量包含在Alq3中。
按照这种方式即将含本发明复合材料的层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层进行层叠来形成含发光物质的层后，通过溅射法或蒸发法形成第二电极。在此实施例中，第二电极用作阴极。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成第二电极。此实施例中制造的发光元件称作元件2。
实施例9制造的元件1和实施例10制造的元件2的电流-电压特性示于图43；它们的亮度-电压特性示于图44；电流效率-亮度特性示于图45。
图43显示，将本发明复合材料用于发光元件，能使电流更容易流动。此外，图44显示降低了发光元件的驱动电压。图45显示提高了发光效率。可以认为由于本发明复合材料的高可见光透射比而提高了光的提取效率。还认为在实施例2中由于改善了载流子平衡，进一步提高了发光效率。
换句话说，发现通过将本发明复合材料用于发光元件，降低了达到一定亮度的光发射所需的驱动电压。具体地，在元件1的情况，达到1000cd/m3亮度的光发射所需的电压为5.0V，此时电流密度为9.9mA/cm2。而在元件2的情况，达到1000cd/m3亮度的光发射所需的电压为5.0V，此时电流密度为7.5mA/cm3。即发现将本发明复合材料用于发光元件，低电压驱动和低电流驱动成为可能。
实施例11
在此实施例中，说明使用本发明复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成电极尺寸为2mm×2mm的阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含PCzPCA1和氧化钼的层。此时，进行的共蒸发应使PCzPCA1与氧化钼的重量比为4∶2。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成10nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，采用共蒸发法，用Alq3和锂形成10nm厚的电子注入层，使锂以1重量％的量包含在Alq3中。
接下来，采用共蒸发法形成20nm厚的含PCzPCA1和氧化钼的层。此时，进行共蒸发，使PCzPCA1与氧化钼的重量比为4∶2。
按照这种方式即将含本发明复合材料的层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层进行层叠来形成含发光物质的层后，通过溅射法或蒸发法形成第二电极。在此实施例中，第二电极用作阴极。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成第二电极。此实施例中制造的发光元件称作元件3。
实施例12
在此实施例中，说明用本发明的复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成电极尺寸为2mm×2mm的阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含PCzPCN1和氧化钼的层。此时，进行的共蒸发应使PCzPCN1与氧化钼的重量比为4∶2。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成10nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，采用共蒸发法，用Alq3和锂形成10nm厚的电子注入层，使锂以1重量％的量包含在Alq3中。
接下来，采用共蒸发法形成20nm厚的含PCzPCN1和氧化钼的层。此时，进行共蒸发，使PCzPCN1与氧化钼的重量比为4∶2。
按照这种方式即将含本发明复合材料的层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层进行层叠来形成含发光物质的层后，通过溅射法或蒸发法形成第二电极。在此实施例中，第二电极用作阴极。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成第二电极。此实施例中制造的发光元件称作元件4。
实施例11制造的元件3和实施例12制造的元件4的电流-电压特性示于图46；它们的亮度-电压特性示于图47；电流效率-亮度特性示于图48。
图46显示，将本发明复合材料用于发光元件，能使电流更容易流动。此外，图47显示降低了发光元件的驱动电压。图48显示提高了发光效率。可以认为由于本发明复合材料的高可见光透射比而提高了光的提取效率。
换句话说，发现通过将本发明复合材料用于发光元件，降低了达到一定亮度的光发射所需的驱动电压。具体地，在元件31的情况，达到1000cd/m2亮度的光发射所需的电压为5.6V，此时电流密度为9.7mA/cm2。而在元件4的情况，达到1000cd/m2亮度的光发射所需的电压为5.6V，此时电流密度为8.8mA/cm2。即发现将本发明复合材料用于发光元件，低电压驱动和低电流驱动成为可能。
实施例13
在此实施例中，说明用来形成含本发明复合材料的层的蒸发设备。图51A所示是蒸发设备例子的透视图。下面简要说明该蒸发设备的机理。
事先将基片701与蒸发掩模702对准。该基片在对准状态下沿箭头706所示方向传送，使该基片在蒸发护罩703a上通过。蒸发护罩703a上有开孔703b，蒸发物质从蒸发源704升华通过开孔703b。加热该蒸发护罩703a，使蒸发物质不会粘结在蒸发护罩上，以保持蒸发物质的升华方向(箭头710所示的方向)。
蒸发源704提供有多个坩锅，该蒸发源按箭头705所示的方向移动。采用阻热法作为蒸发方法。此外，希望蒸发源的移动范围比基片Wa的宽度大。此外，蒸发护罩Wb的宽度也优选大于基片的宽度Wa，从而提高蒸发的薄膜厚度的均匀性。
换句话说，图51A所示的蒸发设备包括一个薄膜形成室，该室有一个蒸发护罩，用来保持蒸发物质的升华方向，并且蒸发护罩上有多个开孔。蒸发物质通过这些开孔升华。在蒸发护罩下面提供有按垂直于基片移动方向(也称作传递方向)的方向上移动的蒸发源。此外，蒸发护罩的宽度大于基片宽度Wa，从而提高蒸发的薄膜厚度的均匀性。
注意到，在图51A的蒸发设备中，对开孔703b的形状和数量没有特别的限制。
为了向蒸发源中的坩锅提供蒸发物质，提供一个沉降(setting)室，该沉降室通过一个门连接到薄膜形成室。此外，在一个薄膜形成室中有多个蒸发源和蒸发护罩。图51B是蒸发设备的顶视图，其中有多个蒸发源和沉降室。在蒸发源的的移动方向(箭头705所示的方向)上提供沉降室707。通过将蒸发源移动到沉降室来提供蒸发物质。在将蒸发源固定在薄膜形成室中时，在大气压下，将蒸发物质供给薄膜形成室中的蒸发源。因此，需要一定的时间对薄膜形成室进行抽真空，以进行再蒸发。当提供有沉降室707时，只有沉降室707的压力交替为大气压和真空，而在薄膜形成室700保持真空；因此，可以在短时间内供给蒸发物质.
此外，第二蒸发护罩709平行于蒸发护罩703a，第二蒸发源708按垂直于基片传递方向的方向移动。在一个薄膜形成室内提供有多个蒸发源，这些蒸发源能连续形成层叠的层。在此，说明在一个薄膜形成室内提供两个蒸发源的例子；但是，在一个薄膜形成室内可以提供两个以上的蒸发源。
换句话说，一个薄膜形成室在垂直于基片传递方向上可以有两个蒸发护罩，每个蒸发护罩上可有一个蒸发源，连续蒸发同一蒸发物质。使用这样的蒸发设备可以提高薄膜形成速度。注意到，提供有两个相互平行的蒸发源，这两个蒸发源相隔足够的距离。
或者，将不同的蒸发物质沉降在两个蒸发源中，连续形成层叠的层。例如，在第一蒸发源的两个坩锅中分别沉降第一有机化合物(咔唑衍生物)和无机化合物，并使基片在第一蒸发源上通过，使含本发明的复合材料的层在该基片上面蒸发。随后，移动基片，将第二有机化合物沉降在第二蒸发源的坩锅中，并使基片在第二蒸发源上面通过，使发光层在含本发明复合材料的层上蒸发。
实施例14
在此实施例中，说明多个发光元件的元件特性，这些元件各自的含复合材料层具有不同的有机化合物和无机化合物混合比，其区域示于图52至54。在此实施例制造的发光元件的元件组成列于表1。
                                      [表1]
  阳极   含复合材料的层   空穴传输层   发光层   电子传输层   电子注入层   阴极
  材料   ITSO   PCzPCN1∶MoOx   NPB   Alq∶C6(1∶0.01)   Alq   LiF   Al
  厚度(nm)   -   50   10   40   40   1   -
首先，说明在此实施例中制造发光元件的方法。在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成电极尺寸为2mm×2mm的阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含PCzPCN1和氧化钼的复合材料层。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使Alq3与香豆素6的重量比值为1∶0.01。
形成发光层后，随后形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成40nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，通过蒸发氟化锂，形成1nm厚的电子注入层。
最后，形成第二电极，从而制得本实施例的发光元件。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成第二电极。
注意到，在此实施例中，制造了六种发光元件(元件5至10)，各元件的含复合材料层具有不同的有机化合物和无机化合物混合比。其数据示于图52至54。应注意，各元件的混合比值(PCzPCN1∶氧化钼)以重量比值表示，元件5的比值为4∶0.5；元件6为4∶1；元件7为4∶2；元件8为4∶3；元件9为4∶4和元件10为4∶5。
图52所示是元件5至10的电流效率-亮度特性。根据该图所示，发现在此实施例制造的发光元件的复合材料混合比值范围之内，随着含复合材料层中无机化合物量减小，电流效率更高。
图53所示是元件5至10的电流-电压特性。根据该图所示，发现在此实施例制造的发光元件的复合材料混合比值范围之内，随着含复合材料层中无机化合物量增加，电流-电压特性变得更有利。
图54所示是元件5至10的亮度-电压特性。根据该图所示，发现在此实施例制造的发光元件的复合材料混合比值范围之内，每个元件都显示有利的亮度-电压特性。
此外，图67所示是在此实施例制造的元件5至10的功率效率-亮度特性。功率效率越高意味着越低的能耗。根据图67，发现在此实施例制造的发光元件的复合材料混合比值范围之内，随着含复合材料层中无机化合物量减小，功率效率会更高。
实施例15
此实施例是含通式(1)表示的咔唑衍生物以及对该卡唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物的层的一个特定例子。使用PCzPCN1作为咔唑衍生物，氧化钼为无机化合物。
首先，将玻璃基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中。接下来，在不同的阻热蒸发源中分别投入PCzPCN1和氧化钼(VI)，采用共蒸发法，在减压下形成含PCzPCN1和氧化钼的层。此时，进行的共蒸发法使PCzPCN1与氧化钼的重量比值为4∶2。注意到该层厚度为100nm。
按照这种方式制造的PCzPCN1-氧化钼膜的吸收光谱测定结果示于图55。
如图55所示，在PCzPCN1-氧化钼混合膜中观察到一个新的吸收峰(该图中用虚线包围的部分，在1120nm附近有一个峰)，而在只有PCzPCN1的膜中未观察到这样的峰。这可以被认为是因为氧化钼对PCzPCN1具有接受电子性质，氧化钼从PCzPCN1接受电子，而在PCzPCN1中产生空穴。
结果，在此实施例中形成的PCzPCN1-氧化钼混合膜内部产生载流子，因此该膜能降低发光元件的驱动电压。
此外，如图55所示，对PCzPCN1-氧化钼混合膜，在可见光区(400nm-700nm)未观察到显著吸收。
实施例16
下面，在图56示出实施例15制造的混合膜的可见光透射比。
将图55的纵轴由吸光率转换为透射比后示于图56。注意到图56中，横轴的波长限于可见光区(400nm-700nm)。如图56所示，实施例15制造的PCzPCN1-氧化钼混合膜在可见光区的透射比约为90％或更大。
此外，图72示出实施例15制造的PCzPCN1-氧化钼混合膜在蓝色(450nm)至红色(650nm)范围的吸光率。如图72所示，本发明复合材料的每微米吸光率小于或等于2(μm)-1，并且在蓝色(450nm)至红色(650nm)范围较低。因此，本发明的复合材料在蓝色(450nm)、绿色(520nm)和红色(650nm)具有高的透射比，因此适用于全色显示器。
根据上面所述，发现本发明的复合材料的可见光透射比优于常用的复合材料。
实施例17
在此实施例中，测定了含本发明复合材料的层的电流-电压特性。
首先，采用溅射方法，在玻璃基片上蒸发含氧化硅的氧化铟锡，形成第一电极。该第一电极的尺寸为2mm×2mm。
随后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。
之后，在对真空蒸发设备抽真空并减压后，通过在第一电极上共蒸发PCzPCN1和氧化钼(VI)，形成本发明的复合材料的层。该层厚度为200nm。注意到，该共蒸发法中，同时从在一个处理室的多个蒸发源进行蒸发。PCzPCN1与氧化钼(VI)的重量比值调节为4∶2。
采用阻热蒸发法，通过在含本发明复合材料的层上蒸发铝(Al)，形成第二电极，从而制造本发明的发光元件。
采用两端法测定电流-电压特性，在ITSO是阳极，Al是阴极情况，考虑为向前方向，在ITSO是阴极，Al是阳极情况，考虑为相反的方向。
室温(25℃)下的电流-电压特性的结果示于图57。发现，在此实施例制造的元件中电流以向前和相反两个方向流动，其电流-电压特性相对于源是对称的。由于使用了ITSO和Al的不同电极时电流-电压特性是对称的，可认为在电极和含本发明复合材料层之间的界面上并未形成肖特基(Schottky)接触。
实施例18
在此实施例中，制造具有含复合材料的层的发光元件，并测试了有机化合物和无机化合物的重量比值对元件的发射性质的影响。其结果示于图58至60。在此实施例制造的发光元件的元件组成列于表2。
                                      [表2]
  阳极   含复合材料的层   空穴传输层   发光层   电子传输层   电子注入层   阴极
  材料   ITSO   PCzPCN1∶MoOx   NPB   Alq∶C6(1∶0.01)   Alq   LiF   Al
  厚度(nm)   -   120   10   40   30   1   -
首先，说明在此实施例中制造发光元件的方法。在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成第一电极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成120nm厚的含PCzPCN1和氧化钼的复合材料层。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
因此，形成发光层。空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，形成主-客发光层作为该发光层，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质。通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使Alq3与香豆素6的重量比为1∶0.01。
形成发光层后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成30nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，通过蒸发氟化锂形成1nm厚的电子注入层。
最后，形成第二电极，从而制成此实施例的发光元件。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成200nm厚的第二电极。
注意到，在此实施例中，制造了三种发光元件(元件11至13)，各元件的含复合材料层中具有不同的有机化合物和无机化合物混合比。其数据示于图58至60。应注意，各元件的混合比值(PCzPCN1∶氧化钼)以重量比值表示，元件11的比值为4∶0.5；元件12为4∶1；元件13为4∶2。
图58所示是元件11至13的电流-电压特性。根据图58所示，发现在此实施例制造的发光元件的复合材料混合比值范围之内，随着含复合材料层中无机化合物量增加，电流-电压特性变得更有利。
图59所示是元件10至13的电流效率-亮度特性。根据图59所示，发现在此实施例制造的发光元件的复合材料混合比值范围之内，每个元件都吸收有利的电流效率-亮度特性。
图60所示是元件10至13的亮度-电压特性。根据图60所示，发现在此实施例制造的发光元件的复合材料混合比值范围之内，随着含复合材料层中无机化合物量增加，亮度-电压特性变得更有利。
实施例19
在此实施例中，说明使用本发明复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成120nm厚的含PCzPCN1和氧化钼的层。此时，进行的共蒸发应使PCzPCN1与氧化钼的重量比为4∶2。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成37.5nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成37.5nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，通过蒸发氟化锂形成1nm厚的电子注入层。
最后，形成第二电极，从而制成此实施例的发光元件。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成200nm厚的第二电极。在此实施例制造的发光元件称作元件14。
此实施例制造的元件14的电流-电压特性示于图61；电流效率-亮度特性示于图62；亮度-电压特性示于图63。
如图61至63所示，此实施例制造的发光元件在电流-电压特性、电流效率-亮度特性和亮度-电压特性方面性能都很优良。这部分是因为含本发明复合材料的层在可见光区没有强吸收峰。此外，由于含本发明复合材料的层具有高的电导率，因此显示良好的电流-电压特性。
换句话说，发现将本发明复合材料用于发光元件，能降低达到一定亮度的光发射所需的驱动电压。具体而言，达到1000cd/m2亮度的光发射所需的电压为5.8V，此时电流密度为8.5mA/cm2。即发现将本发明复合材料用于发光元件，低电压驱动和低电流驱动成为可能。
此外，图64示出此实施例制造的元件14的功率效率-亮度特性。功率效率越高意味着能耗越低，由图64可知，本发明的发光元件具有优良的功率效率。
图65示出此实施例制造的元件14的归一化亮度随时间的变化。按照下面所述进行测定，即设定最初亮度为3000cd/m2，在恒定电流条件下，室温下施加电流，并监测亮度和电压随时间的变化。
图65显示此实施例制造的发光元件的亮度随时间变化出现的下降很小。因此，发现使用本发明复合材料的发光元件具有较长寿命和高的可靠性。
实施例20
在此实施例中，说明使用本发明复合材料的发光元件。
首先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成120nm厚的含PCzPCN1和氧化钼的层。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成37.5nm厚的发光层，使香豆素6以1重量％的量包含在Alq3。
然后，形成电子传输层。可使用各种电子传输物质作为形成电子传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成37.5nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。对电子注入层，可以使用各种电子注入物质。在此实施例中，通过蒸发氟化锂形成1nm厚的电子注入层。
按照这种方式即将含本发明复合材料的层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层进行层叠来形成含发光物质的层后，通过溅射法或蒸发法形成第二电极。在此实施例中，第二电极用作阴极。在此实施例中，通过蒸发法，用Al形成200nm厚的第二电极。
注意到，在此实施例中，制造了两种发光元件(元件15和16)，各元件的含复合材料层具有不同的有机化合物和无机化合物混合比，并给出了数据。应注意，各元件的混合比值(PCzPCN1∶氧化钼)以重量比值表示，元件15的比值为4∶1；元件16为4∶2。
图66示出此实施例制造的元件15和16的归一化亮度随时间的变化。按照下面所述进行测定，即设定最初亮度为3000cd/m2，在恒定电流条件下，60℃下施加电流，并监测亮度和电压随时间的变化。
图66显示此实施例制造的发光元件的亮度随时间变化出现的下降很小。特别是元件15，其氧化钼浓度较低，亮度随时间变化出现的下降很小。因此，发现使用本发明复合材料的发光元件具有较长寿命和高的可靠性。
实施例21
在此实施例中，测定含本发明复合材料的发光元件的电子态。
采用共蒸发法，在石英基片上形成200nm厚的含PCzPCA1和氧化钼的层，此时，进行的共蒸发使PCzPCA1与氧化钼的重量比值为1∶0.5。对该含PCzPCA1和氧化钼的层进行ESR(电子自旋共振)测定。其结果示于图68。ESR测定是一种测定方法，即在未成对电子的样品上施加强磁场，引起未成对电子的能级的塞曼分裂，并采用微波共振吸收跃迁，该跃迁等价于能级之间的能量差。这种ESR测定通过测定发生吸收时的磁场的频率和强度来显示是否存在未成对电子以及自旋态。此外，由吸收强度可获得电子自旋浓度。使用电子自旋共振分光计(JES-TE200，JEOL Ltd.制造)，在下面条件下进行测定：共振频率，9.3GHz；调制频率，100kHz；调制宽度，0.63mT；放大度，50；时间常数，0.1秒；微波输入，1mW；扫描时间，4分钟；测定时温度，室温。注意到，使用氧化镁负载的锰作为磁场校准用的样品。此外，作为比较例，还可以在PCzPCA1单膜(厚度：200nm)和氧化钼单膜(厚度：200nm)上进行ESR测定。PCzPCA1单膜的ESR测定结果示于图69，氧化钼单膜的ESR测定结果示于图70。
如图68至70所示，在PCzPCA1单膜和氧化钼单膜上都未检测到ESR信号，而在含PCzPCA1和氧化钼的层中检测到ESR信号。根据这些结果，发现含PCzPCA1和氧化钼的层具有未成对电子，并且其电子态不同于不具有未成对电子的PCzPCA1单膜和氧化钼单膜。注意到，由图68发现含PCzPCA1和氧化钼层的g值为2.0024，很接近自由电子的g值即2.0023。另一方面，发现带宽较窄，0.67mT，而自旋浓度为3.4×1020自旋/cm3。
实施例22
在此实施例中，说明合成不同于实施例1、由通式(10)表示的3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA1)的方法。PCzPCA1的合成路线示于(D-1)。
Figure A20061007183800781
将1.60毫克(4.33毫摩尔)3-碘-9-苯基咔唑、19.0毫克(0.1毫摩尔)碘化铜(I)、1.10克(10毫摩尔)叔丁醇钾、1.0mL三正丁基膦(0.2mol/L无水己烷溶液)加到一个200-mL三颈烧瓶中，用氮气置换该烧瓶中的气氛。在该溶液中加入10mL二甲苯、0.2mL(2.1mmol，195.6mg)苯胺，混合物在135℃回流6小时。将反应溶液冷却至室温，在其中加入100mL甲苯，然后通过硅酸镁载体和Celite进行过滤。获得的滤液用水洗涤两次，水相用甲苯萃取两次，有机相的萃取溶液用饱和氯化钠溶液洗涤，用硫酸镁干燥。该溶液自然过滤，浓缩该滤液获得的化合物进行硅胶层析(甲苯-己烷混合溶液)，获得目标物质。获得140毫克(产率：21％)淡黄色固体。
采用此实施例的合成方法，可以通过一步反应获得本发明的咔唑衍生物。
实施例23
在此实施例中，说明合成不同于实施例3、由通式(17)表示的3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCN1)的方法。PCzPCN1的合成路线示于(D-2)。
Figure A20061007183800782
在一个200-mL三颈烧瓶中加入3.69克(0.01mol)3-碘-9-苯基咔唑、716毫克(5毫摩尔)1-萘胺、385毫克(2毫摩尔)碘化铜、2.74克(0.02mol)碳酸钾和771毫克(0.02mol)18-冠-6-醚，用氮气置换该烧瓶中的气氛。在其中加入8mLDMPU，于170℃搅拌该混合物24小时。将反应溶液冷却至室温，用水洗涤两次，水相用甲苯萃取两次，事先已经洗涤的有机相的萃取液用饱和氯化钠溶液洗涤，并用硫酸镁干燥。溶液自然过滤，浓缩滤液后获得的化合物通过硅胶层析(己烷∶甲苯＝7∶3)纯化，获得目标物质，即1.52克(产率：48％)淡黄色固体。
采用此实施例的合成方法，可以通过一步反应获得本发明的咔唑衍生物。
实施例24
在此实施例中，说明合成为本发明卡唑衍生物的一个例子的通式(70)表示的3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑(缩写：BCzBCA1)的方法。
Figure A20061007183800791
[步骤1]
说明合成9-(4-联苯基)咔唑的方法。9-(4-联苯基)咔唑的合成路线示于(B-1)。
Figure A20061007183800792
在一个三颈烧瓶中加入12克(50毫摩尔)4-溴联苯、8.4克(50毫摩尔)咔唑、230毫克(1毫摩尔)乙酸钯、1.8克(3.0毫摩尔)1，1-二(联苯基膦)二茂铁和13克(180毫摩尔)叔丁醇钠，用氮气置换该烧瓶中的气氛，然后在其中加入80mL无水二甲苯，并进行脱气。在氮气氛中，在120℃加热和搅拌7.5小时。反应结束后，在该悬浮液中加入约600mL热甲苯，通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite过滤两次。获得的滤液进行浓缩，在其中加入己烷，并进行重结晶。过滤后收集残余物，干燥后获得14克(产率：87％)9-(4-联苯基)咔唑，为奶油色粉末。
[步骤2]
说明3-溴-9-(4-联苯基)咔唑的合成方法。3-溴-9-(4-联苯基)咔唑的合成路线示于(B-2)。
Figure A20061007183800801
将3.1克(10毫摩尔)9-(4-联苯基)咔唑溶于100mL氯仿，在其中缓慢加入1.8克(10毫摩尔)N-溴琥珀酰亚胺。搅拌该混合物过夜(约24小时)，然后用水洗涤。在其中加入硫酸镁，以除去水并进行过滤。滤液进行浓缩、收集和干燥。获得3.7克(产率：95％)3-溴-9-(4-联苯基)咔唑，为米色粉末。
[步骤3]
说明3-碘-9-(4-联苯基)咔唑的合成方法。3-碘-9-(4-联苯基)咔唑的合成路线示于(B-3)。
将3.2克(10毫摩尔)9-(4-联苯基)咔唑溶于200mL冰乙酸、200mL甲苯和50mL乙酸乙酯的混合溶剂中。在其中缓慢加入2.3克(10毫摩尔)N-碘琥珀酰亚胺。搅拌该混合物过夜(约24小时)，然后用水、硫代硫酸钠水溶液和饱和氯化钠溶液进行洗涤。在其中加入硫酸镁以除去水，过滤后获得滤液。滤液进行浓缩，与丙酮和己烷混合，然后超声波下重结晶。过滤后获得残余物。收集该残余物并进行干燥。获得4.4克(产率：98％)3-碘-9-(4-联苯基)咔唑，为米色粉末。
[步骤4]
说明N-[(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯胺(缩写：BCA)的合成方法。BCA的合成路线示于(B-4)。
在一个三颈烧瓶中加入3.7克(9.2毫摩尔)3-溴-9-(4-联苯基)咔唑、63毫克(0.3毫摩尔)乙酸钯、330毫克(0.6毫摩尔)1，1-二(联苯基膦)二茂铁和1.5克(15毫摩尔)叔丁醇钠，用氮气置换该烧瓶中的气氛，然后加入20mL无水二甲苯，并进行脱气。然后加入9.3克(10毫摩尔)苯胺。在氮气氛中，在130℃加热和搅拌4小时。反应结束后，在该悬浮液中加入300mL热甲苯，该混合物通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。获得的滤液进行浓缩，并在其中加入己烷。然后，通过超声波沉淀。进行过滤，干燥残余物，获得3.5克(产率：93％)N-[(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯胺(BCA)，为奶油色粉末。
[步骤5]
说明3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑(缩写：BCzBCA1)的合成方法。BCzBCA1的合成路线示于(B-5)。
在一个三颈烧瓶中加入3.5克(7.9毫摩尔)3-碘-9-(4-联苯基)咔唑、3.3克(8.0毫摩尔)N-[(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯胺、230毫克(0.4毫摩尔)二(二亚苄基丙酮)钯(0)和1.2克(12毫摩尔)叔丁醇钠，用氮气置换该烧瓶中的气氛，然后，在其中加入30mL无水二甲苯，并进行脱气。在其中加入1.4mL(1.2毫摩尔)10重量％三叔丁基膦的己烷溶液。在氮气氛中，在110℃加热和搅拌3小时。反应结束后，在该悬浮液中加热约500mL热甲苯，通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。用硅胶柱层析(甲苯∶己烷＝1∶1)对所获滤液进行浓缩，制得目标物质。该目标物进行浓缩并在其中加入己烷。然后，通过超声波沉淀。获得1.1克(产率：19％)3-{N-[9-(4-联苯基)咔唑-3-基]-N-苯基氨基}-9-(4-联苯基)咔唑(缩写：BCzBCA1)，为奶油色粉末。1H-NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，DMSO-d)：δ＝6.86(t，J＝7.2，1H)，6.94(d，J＝7.8，2H)，7.18-7.24(m，4H)，7.30(dd，J＝8.9，1.8，2H)，7.41-7.54(m，12H)，7.70(d，J＝8.4，4H)，7.77(d，J＝7.2，4H)，7.94(d，J＝8.4，4H)，8.06(d，J＝2.1，2H)，8.12(d，J＝7.8，2H)。1H-NMR谱示于图73A，图73A中6.0ppm-9.0ppm部分的放大图示于图73B。13C-NMR数据如下：(75.5MHz，DMSO-d)：δ＝109.6，110.7，117.4，119.4，119.7，119.8，120.5，120.5，122.4，123.7，125.0，126.2，126.5，126.8，127.5，128.1，128.8，136.0，136.9，139.1，139.1，140.6，140.8，149.3。13C-NMR谱示于图74A。图74A的6.0ppm-9.0ppm部分的放大图示于图74B。
按照与实施例1-3相同的方式，对获得的BCzBCA1进行热重力-差式热分析(TG-DTA)。用热-重力/差式热分析仪(TG/DTA 320，Seiko Instruments Inc.制造)，在氮气氛中，以10℃/分钟的升温速度测定热物理性质。结果，由重力和温度之间的关系(热重力)，在常压下，重力为开始测定时重力的95％或更小时的温度为425℃。
用差式扫描量热器(Pyris 1 DSC，Perkin Elmer Co.，Ltd.制造)测定玻璃化转变温度(Tg)。以40℃/分钟速度将样品从-10℃加热至400℃后，以40℃/分钟速度冷却到-10℃。之后，以10℃/分钟加热该样品至400℃，以次获得图75所示的DSC谱。根据该图谱，BCzBCA1的玻璃化转变温度(Tg)为137℃。因此，发现BCzBCA1具有高的玻璃化转变点。在此测定中，没有观察到显示熔化点的热吸收峰。
图76所示是BCzBCA1的甲苯溶液的吸收光谱。使用紫外光-可见光分光光度计(V-550，JASCO Corporation制造)进行该测定。将溶液放入一个石英槽中作为样品，图76所示的减去石英吸收光谱后的吸收光谱。图76中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示吸收强度(任意单位)。BCzBCA1的甲苯溶液的最大吸收波长为395nm。图77所示是BCzBCA1的甲苯溶液的发射光谱。图77中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示发射强度(任意单位)。BCzBCA1甲苯溶液的最大发射波长为434nm(激发波长：323nm)。
BCzBCA1薄膜的吸收光谱示于图78。使用紫外光-可见光分光光度计(V-550，JASCO Corporation制造)进行该测定。薄膜在石英基片上蒸发作为样品，图78所示为减去石英吸收光谱后的吸收光谱。图78中横轴表示波长(nm)，纵轴表示吸收强度(任意单位)。BCzBCA1薄膜的最大吸收波长为318nm。BCzBCA1薄膜的发射光谱示于图79。图79中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示发射强度(任意单位)。BCzBCA1薄膜的最大发射波长为445nm(激发波长：318nm)。
此外，测定BCzBCA1在薄膜态的HOMO水平和LUMO水平。HOMO水平值采用下面方式获得，即，将光电子分光计(AC-2，Riken Keiki Co.，Ltd.制造)测得的离子化电势值转变为负值。LUMO水平值通过下面方式获得，即，用图78中的薄膜的吸收边缘作为能级距离，并将该吸收边缘的值加到HOMO水平值上。结果，HOMO水平和LUMO水平分别为-5.14eV和-2.04eV。
实施例25
在此实施例中，说明合成为本发明卡唑衍生物的一个例子的通式(71)表示的3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑(缩写：BCzPCN2)的方法。
Figure A20061007183800841
[步骤1]
说明3，6-二溴-9-(4-联苯基)咔唑的合成方法。3，6-二溴-9-(4-联苯基)咔唑合成路线示于(C-1)。
Figure A20061007183800842
9.6克(30毫摩尔)9-(4-联苯基)咔唑溶于250mL甲苯、250mL乙酸乙酯和50mL冰乙酸的混合溶液中。在其中缓慢加入13克(75毫摩尔)N-溴琥珀酰亚胺。搅拌该混合物5天(约100小时)，用水和硫代硫酸钠水溶液进行洗涤，用氢氧化钠水溶液进行中和，然后再用水进行洗涤。在其中加入硫酸镁，以除去水，过滤后获得滤液。该滤液进行浓缩、收集和干燥。获得15克(产率：100％)3，6-二溴-9-(4-联苯基)咔唑，为米色粉末。NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，CDCl3-d)：δ＝7.29(d，J＝8.7，2H)，7.40(t，J＝7.5，1H)，7.47-7.56(m，6H)，7.67(d，J＝7.5，2H)，7.81(d，J＝8.4，2H)，8.20(d，J＝2.1，2H)。1H-NMR谱示于图80A。图80A中6.0ppm至9.0ppm部分的放大图示于图80B。13C-NMR的数据如下。13C-NMR(75.5MHz，CDCl3-d)：δ＝111.6，113.3，123.3，123.3，124.2，127.2，127.3，127.9，128.8，129.0，129.5，136.1，140.1，141.3。13C-NMR谱示于图81A和81B。图81A中100ppm-150ppm部分的放大图示于图81B。
[步骤2]
说明3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑(缩写：BCzPCN2)的合成方法。BCzPCN2的合成路线示于(C-2)。
Figure A20061007183800851
在一个三颈烧瓶中加入2.4克(5.0毫摩尔)3，6-二溴-9-(4-联苯基)咔唑、3.8克(10毫摩尔)PCN、580毫克(1.0毫摩尔)二(二亚苄基丙酮)钯(0)、6.0mL(3毫摩尔)10重量％三叔丁基膦的己烷溶液和3.0克(30毫摩尔)叔丁醇钠，用氮气置换该烧瓶中的气氛。然后在其中加入10mL无水二甲苯，并进行脱气。在130℃加入和搅拌该混合物12小时。反应结束后，在该悬浮液中加入约550mL热甲苯，并通过硅酸镁载体、氧化铝和Celite进行过滤。用硅胶柱层析(甲苯∶己烷＝2∶1)对所获滤液进行浓缩，得到目标物质。目标物进行浓缩，并在其中加入己烷。然后通过超声波沉淀。获得2.7克(产率：51％)3，6-二[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-(4-联苯基)咔唑(缩写：BCzPCN2)，为柠檬色粉末。NMR数据如下。1H-NMR(300MHz，DMSO-d)：δ＝6.88-7.67(m，45H)，7.76-7.79(d，J＝7.8，4H)，7.84-7.86(d，J＝7.8，2H)，7.97-7.99(d，J＝7.8，2H)。1H-NMR谱示于图82A，图82A中6.0ppm-9.0ppm部分的放大图示于图82B。13C-NMR数据如下。13C-NMR(75.5MHz，DMSO-d)：δ＝109.3，110.1，110.5，113.3，113.3，114.5，114.6，119.4，120.2，122.0，122.2，123.1，123.2，123.3，124.0，124.7，125.2，125.6，125.9，126.2，126.4，126.5，127.1，127.4，127.9，128.1，128.7，129.7，129.8，134.8，135.8，136.1，136.7，136.8，138.8，139.0，140.4，142.9，143.3，144.8。13C-NMR谱示于图83A。图83A在100ppm至150ppm的放大图示于图83B。
按照与实施例1-4相同的方式，对获得的BCzPCN2进行热重力-差式热分析(TG-DTA)。用热-重力/差式热分析仪(TG/DTA 320，Seiko Instruments Inc.制造)，在氮气氛中，以10℃/分钟的升温速度测定热物理性质。结果，由重力和温度之间的关系(热重力)，在常压下，重力为开始测定时重力的95％或更小时的温度为500℃。
用差式扫描量热器(Pyris 1 DSC，Perkin Elmer Co.，Ltd.制造)测定玻璃化转变温度(Tg)。以40℃/分钟速度将样品从-10℃加热至400℃后，以40℃/分钟速度冷却到-10℃。之后，以10℃/分钟加热该样品至400℃，以次获得图84所示的DSC谱。根据该图谱，发现BCzPCN2的玻璃化转变温度(Tg)为185℃。因此，发现BCzPCN2具有高的玻璃化转变点。在此测定中，没有观察到显示熔化点的热吸收峰。
图85所示是BCzPCN2的甲苯溶液的吸收光谱。使用紫外光-可见光分光光度计(V-550，JASCO Corporation制造)进行该测定。将溶液放入一个石英槽中作为样品，图85所示是减去石英吸收光谱后的吸收光谱。图85中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示吸收强度(任意单位)。BCzPCN2的甲苯溶液的最大吸收波长为370nm。图86所示是BCzPCN2的甲苯溶液的发射光谱。图86中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示发射强度(任意单位)。BCzPCN2甲苯溶液的最大发射波长为465nm(激发波长：320nm)。
实施例26
在此实施例中，说明使用本发明复合材料的发光元件。
事先，在一基片上形成发光元件的第一电极。在此实施例中，第一电极用作阳极。用为透明导体薄膜的含氧化硅的氧化铟锡作为原料，采用溅射法形成阳极。
然后，将其上形成有第一电极的基片固定在真空蒸发设备的基片固定器中，使有第一电极的一面向下。然后，采用共蒸发法，形成50nm厚的含BCzBCA1和氧化钼的层。此时，进行共蒸发，使BCzBCA1和氧化钼的重量比值为4∶1(＝BCzBCA1∶氧化钼)。
随后，由具有优良空穴传输性质的物质形成空穴传输层。可使用各种空穴传输物质作为形成空穴传输层的材料。在此实施例中，采用蒸发法用α-NPD形成10nm厚的空穴传输层。
随后形成发光层。注意到，空穴和电子在该发光层中再结合，导致发射光。在此实施例中，使用Alq3用作主体物质，香豆素6用作客体物质，通过共蒸发法形成40nm厚的发光层，使Alq3与香豆素6的重量比值为1∶0.01。
然后，形成电子传输层。在此实施例中，采用蒸发法用Alq3形成10nm厚的电子传输层。
随后，形成电子注入层。在此实施例中，通过蒸发Alq3和锂形成20nm厚的电子注入层。并调节重量比值为1∶0.01(Alq3∶锂)。
最后，形成第二电极，从而制成此实施例的发光元件。在此实施例中，通过蒸发Al形成200nm厚的第二电极。在此实施例制造的发光元件称作元件17。
此实施例制造的元件17的电流-电压特性示于图87；电流效率-亮度特性示于图88；亮度-电压特性示于图89。
如图87至89所示，此实施例制造的发光元件17在电流-电压特性、电流效率-亮度特性和亮度-电压特性方面性能都很优良。这部分是因为含本发明复合材料的层在可见光区没有强吸收峰。此外，由于含本发明复合材料的层具有高的电导率，因此显示良好的电流-电压特性。
换句话说，发现将本发明复合材料用于发光元件，能降低达到一定亮度的光发射所需的驱动电压。具体而言，在元件17情况，达到1000cd/m2亮度的光发射所需的电压为5.8V，此时电流密度为9.1mA/cm2。即发现将本发明复合材料用于发光元件，低电压驱动和低电流驱动成为可能。
此外，图90示出此实施例制造的元件17的功率效率-亮度特性。功率效率越高意味着能耗越低，由图90可知，本发明的发光元件具有优良的功率效率。

Claims (72)

1.一种复合材料，包含：
通式(1)表示的咔唑衍生物；
对通式(1)表示的咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物；
式中，R11和R13是相同或不同，各自表示以下中的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar11表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R12表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种；R14表示氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-12个碳原子的芳基和通式(2)表示的取代基中的任一种，
Figure A2006100718380002C2
式中R15表示以下的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar12表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R16表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种。
2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R11和R13中至少一个是有6-25个碳原子的芳基或有5-9个碳原子的杂芳基。
3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R11和R13中一个是苯基。
4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R11和R13各自是有6-25个碳原子的芳基。
5.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R11和R13各自是有5-9个碳原子的杂芳基。
6.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R11和R13各自是苯基。
7.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R12是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
8.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R14是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
9.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，R16是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
10.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是过渡金属氧化物。
11.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是下面的一种或多种氧化物：氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽和氧化银。
12.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有一层含权利要求1所述的复合材料的层。
13.如权利要求12所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阳极的电极相接触。
14.如权利要求12所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阴极的电极相接触。
15.一种发光装置，包括权利要求12所述的发光元件，和控制该发光元件光发射的控制装置。
16.一种电器，包括显示部分，所述显示部分带有权利要求12所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
17.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有多层含权利要求1所述的复合材料的层。
18.如权利要求17所述的发光元件，其特征在于，提供带多层含复合材料层的第一层，使该第一层与成对电极中的一个电极接触，提供带多层含复合材料层的第二层，使该第二层与该对电极的另一个电极接触。
19.一种发光装置，包括权利要求17所述的发光元件和控制发光元件的光发射的控制装置。
20.一种电器，包括显示部分，所述显示部分带有权利要求17所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
21.一种复合材料，包含：
通式(3)表示的咔唑衍生物；
对通式(3)表示的咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物；
Figure A2006100718380004C1
式中，R21表示以下的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；R22表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种；R23代表通式(4)表示的取代基，
Figure A2006100718380004C2
式中，R24表示以下的任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar21表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R25表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的一种。
22.如权利要求21所述的复合材料，其特征在于，R22是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
23.如权利要求21所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是过渡金属氧化物。
24.如权利要求21所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是以下氧化物中的任一种或多种：氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽和氧化银。
25.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有一层含权利要求21所述的复合材料的层。
26.如权利要求25所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阳极的电极相接触。
27.如权利要求25所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的成，使该层与成对电极中作为阴极的电极相接触。
28.一种发光装置，包括如权利要求25所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
29.一种电器，包括显示部分，所述显示部分带有权利要求25所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
30.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有多层含权利要求21所述复合材料的层。
31.如权利要求30所述的发光元件，其特征在于，提供带多层含复合材料层的第一层，使该第一层与成对电极中的一个电极接触，提供带多层含复合材料的层的第二层，使该第二层与该对电极的另一个电极接触。
32.一种发光装置，包括如权利要求30所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
33.一种电器，包括显示部分，所述显示部分带有权利要求30所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
34.一种复合材料，包含：
通式(5)表示的咔唑衍生物；
对通式(5)表示的咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物；
Figure A2006100718380005C1
式中，R21表示以下中任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；R22和R23各自代表通式(6)表示的取代基，
Figure A2006100718380006C1
式中R24表示以下中任一种：氢、有1-6个碳原子的烷基、有6-25个碳原子的芳基、有5-9个碳原子的杂芳基、芳烷基和有1-7个碳原子的酰基；Ar21表示有6-25个碳原子的芳基和有5-9个碳原子的杂芳基中的一种；R25表示氢、有1-6个碳原子的烷基和有6-12个碳原子的芳基中的任一种。
35.如权利要求34所述的复合材料，其特征在于，R25是氢、叔丁基、苯基和联苯基中任一个。
36.如权利要求34所述的复合材料，其特征在于，R24是苯基。
37.如权利要求34所述的复合材料，其特征在于，R21是苯基。
38.如权利要求34所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是过渡金属氧化物。
39.如权利要求34所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是以下氧化物中的任一种或多种：氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽和氧化银。
40.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有一层含权利要求34所述的复合材料的层。
41.如权利要求40所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阳极的电极相接触。
42.如权利要求40所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阴极的电极相接触。
43.一种发光装置，包括如权利要求40所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
44.一种电器，包括显示部分，所述显示部分带有权利要求40所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
45.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有多层含权利要求34所述的复合材料的层。
46.如权利要求45所述的发光元件，其特征在于，提供带多层含复合材料层的第一层，使该第一层与成对电极中的一个电极接触，提供带多层含复合材料层的第二层，使该第二层与该对电极的另一个电极接触。
47.一种发光装置，包括如权利要求45所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
48.一种电器，包括显示部分，所述显示部分上有权利要求45所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
49.一种复合材料，包含：
通式(7)表示的咔唑衍生物；
对通式(7)表示的咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物；
式中Ar31表示苯基或萘基。
50.如权利要求49所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是过渡金属氧化物。
51.如权利要求49所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是以下氧化物中的任一种或多种：氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽和氧化银。
52.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有一层含权利要求49所述的复合材料的层。
53.如权利要求52所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阳极的电极相接触。
54.如权利要求52所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阴极的电极相接触。
55.一种发光装置，包括如权利要求52所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
56.一种电器，包括显示部分，所述显示部分带有权利要求52所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
57.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有多层含权利要求49所述的复合材料的层。
58.如权利要求57所述的发光元件，其特征在于，提供带多层含复合材料层的第一层，使该第一层与成对电极中的一个电极接触，提供带多层含复合材料的层的第二层，使该第二层与该对电极的另一个电极接触。
59.一种发光装置，包括如权利要求57所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
60.一种电器，包括显示部分，所述显示部分上有权利要求57所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
61.一种复合材料，包括：
通式(8)表示的咔唑衍生物；
对通式(8)表示的咔唑衍生物显示接受电子性质的无机化合物；
Figure A2006100718380008C1
式中，Ar41和Ar42可以相同或不同，各自表示苯基或萘基。
62.如权利要求61所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是过渡金属氧化物。
63.如权利要求61所述的复合材料，其特征在于，所述无机化合物是以下氧化物中的任一种或多种：氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化钨、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽和氧化银。
64.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有一层含权利要求61所述的复合材料的层。
65.如权利要求64所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阳极的电极相接触。
66.如权利要求64所述的发光元件，其特征在于，提供含复合材料的层，使该层与成对电极中作为阴极的电极相接触。
67.一种发光装置，包括如权利要求64所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
68.一种电器，包括显示部分，所述显示部分带有权利要求64所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
69.一种发光元件，包含在一对电极之间的一层含发光物质的层，所述含发光物质的层具有多层含权利要求61所述的复合材料的层。
70.如权利要求69所述的发光元件，其特征在于，提供带多层含复合材料层的第一层，使该第一层与成对电极中的一个电极接触，提供带多层含复合材料的层的第二层，使该第二层与该对电极的另一个电极接触。
71.一种发光装置，包括如权利要求69所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
72.一种电器，包括显示部分，所述显示部分上有权利要求69所述的发光元件和控制该发光元件光发射的控制装置。
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