TW200946512A - Quinoxaline derivative, and light-emitting element, light-emitting device, and electronic device using the same - Google Patents

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Description

200946512 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及喹噚啉衍生物、以及使用該喹噚啉衍生物 的發光元件、發光裝置、和電子裝置。 【先前技術】 透過使用有機化合物，其與無機化合物相較下，可以 Φ 採用的結構種類多，而且可以根據分子設計來合成具有各 種功能的材料。由於這些優點，各使用功能性有機材料的 光電子裝置和電子裝置近年來引人注目。 以有機化合物作爲功能性有機材料的電子裝置的例子 有太陽電池、發光元件、及有機電晶體等。這些例子是利 用有機化合物的電氣性質以及光學性質的裝置，特別是， 發光元件正在顯著地發展。 發光機制被認爲是以下所述者：對一對中間夾置發光 〇 層的電極施加電壓，從陰極注入的電子及從陽極注入的電 洞在發光層的發光中心彼此重新組合而形成分子激子，該 分子激子在回到基態時釋放能量因而發出光。作爲激發態 者，已知有單態激發態和三重激發態，並且認爲透過單態 激發態或三重激發態可以獲致發光。 對於元件特性的改善，這類發光元件有許多與材料相 關的問題。爲了解決這些問題，已進行元件結構的改良、 材料開發等。 以下結構是已知之最基本的發光元件結構：把由具電 -5- 200946512 洞傳輸性質的有機化合物製成的電洞傳輸層和由具電子傳 輸性的有機化合物製成的電子傳輸性發光層堆疊形成厚度 共計大約1〇〇 nm的薄膜，並讓此薄膜夾置在電極之間（ 參照非專利文獻 1 : C.W.Tang 等人，Applied Physics Letters, vol.51, No.12, pp. 9 1 3-9 1 5 ( 1 987 ))。 對非專利文獻1所記載的發光元件施加電壓，則可以 從具有發光性質以及電子傳輸性質的有機化合物發出光。 此外，在非專利文獻1所記載的發光元件中進行功能 分離，使得電洞傳輸層進行電洞的傳輸，而電子傳輸層進 行電子的傳輸以及發光。然而，在堆疊層的界面處常發生 各種相互作用（例如，激態複合物的形成等），結果可能 發生發光光譜的變化或發光效率的降低。 爲了抑制因界面處的相互作用所引起的發光光譜的變 化或發光效率的降低，已有人開發出功能更分離的發光元 件。例如，有一種發光元件，其中在電洞傳輸層和電子傳 輸層之間夾有發光層（參照非專利文獻 2 : Chihaya Adachi 等人，Japanese Journal of Applied Physics, vol.27, No.2, L269-27 1 ( 1 988 ))。 就非專利文獻2所記載的發光元件而言，爲了更有效 抑制界面處發生的相互作用，較佳使用兼具電子傳輸性質 及電洞傳輸性質的雙極性有機化合物來形成發光層。 然而，大部份有機化合物是具有電洞傳輸性質或電子 傳輸性質的單極性材料。 因此，需要開發出兼具電子傳輸性質及電洞傳輸性質 -6 - 200946512 的雙極性有機化合物。 專利文獻1 ( PCT國際專利申請公開第2004/0943 89 號）提出一種雙極性喹噚啉衍生物。然而，其特性還不能 令人滿意，需要開發出更多種雙極性有機化合物。 【發明內容】 鑒於上述問題，本發明提供新的雙極性有機化合物。 φ 此外，利用本發明的雙極性有機化合物，本發明提供 載子平衡優越的發光元件。此外，利用本發明的雙極性有 機化合物，本發明提供可發出高顏色純度之光的發光元件 。此外，利用本發明的雙極性有機化合物，本發明提供驅 動電壓低且耗電量少的發光元件及發光裝置。 此外，利用本發明的雙極性有機化合物，本發明提供 耗電量少的電子裝置。另外，利用本發明的雙極性有機化 合物，本發明提供顯示品質高的電子裝置。 〇 本發明人在深入硏究後，成功合成出下面通式（G1 )所示的喹噚啉衍生物作爲兼具電子傳輸性質和電洞傳輸 性質的雙極性有機化合物。
在式中’ α：1、α 各獨立表示形成環的碳數爲13或 200946512 更少的伸芳基；Ar表示形成環的碳數爲1 3或更少的芳基 IR^R6各獨立表示氫原子、碳數爲1至6的烷基、形 成環的碳數爲13或更少的芳基中的任一種；R2至R5以 及R7至R1()各獨立表示氫原子、碳數爲1至6的烷基、 經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基中 的任一種。 此外，本發明的喹噚啉衍生物是以上通式（G 1 )中 α 1、α 2各獨立爲以下通式（2-1 )至（2-7 )中任一者的 喹噚啉衍生物。 〇11 γ^λο
(2-1)
(2-2)
FT 1-% PP r^23
(2-4) R29 R28 R27R26 (2-3)
(2-5) (2-6) 200946512
在式中，R11至R15以及R21至R3 6各獨立表示氫原子 、碳數爲1至6的烷基、苯基中的任一種；R3 7和R3 8各 獨立表示氫原子或者碳數爲1至6的烷基。 此外，本發明的喹噚啉衍生物是以上通式（G 1 )中 Ar爲以下通式（3 -1 )至（3 -7 )中任一者的喹噚啉衍生物 ❿
R59 r58 R57 R56 (3-2) R52 R53
R59 r58 R57 R56 (3-3)
R59 R58 ^57 R56 (3-6)
R79 R78 R77 R76 (3-7) 200946512 在式中，R41至R45、R51至R68、及R71至R79各獨立 表示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基、聯苯基中的任 一者。注意，R72及R73可以彼此鍵結而形成環。 此外，本發明的喹噚啉衍生物是以上通式（G 1 )中 R1及R6各獨立爲以下結構式（4-1)至（4-6)或以下通 式（4-7)至（4-12)中任一者的喹鸣啉衍生物。 —Η ——CH3 ——CH2CH3
(4·” (4-2) (4-3) CH3 —令-ch3 —c6h13 —〇
CH (4-4)3 (4-5) (4-6)
R79 r78 R77 R76 (4-12) 在式中，R41至R45、R51至R68、R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基、以及聯苯基中的 任一種。注意，R72及R73可以彼此鍵結而形成環。 -10- 200946512 此外，本發明的喹噚啉衍生物是以上通式（G 1 )中 R2至R5、R7至R1G各獨立爲以下結構式（5-1)至（5-6 )、以下通式（5-7 )至（5-10 )中任一者的唾噚啉衍生 物。 —Η ——ch3 ——ch2ch3 (5_1) (5-2) (5-3) CH3 ❿ 一令-ch3 —C6H13 — CH3 (5-4) (5-5) (5-6)
(5-7)
R52 R53
在式中，R41至R45、R51至R68、R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 一者。 此外，本發明的喹噚啉衍生物是以下結構式（1 )所 示喹噚啉衍生物。 -11 - 200946512
具有上述結構的本發明唾噚啉衍生物是雙極性的有機 化合物。此外，藉由將此唾鸣啉衍生物應用於發光元件， 可以製造驅動電壓低的發光元件。此外，可以獲得所發出 光的顏色純度高的發光元件。 © 此外，本發明一方面是一種利用上述喹噚啉衍生物的 發光元件。具體地說，此發光元件在其一對電極之間包含 上述喹鸣啉衍生物。 此外，本發明另一方面是一種在一對電極之間具有發 光層的發光元件，而該發光層包含上述喹鸣啉衍生物。 此外，本發明另一方面是一種在一對電極之間具有發 光層的發光元件，而該發光層包含上述喹噚啉衍生物和螢 光物質。 〇 此外’本發明另一方面是一種在一對電極之間具有發 光層的發光元件，而該發光層包含上述喹噚啉衍生物和燐 光物質。 由於上述喹噚啉衍生物具有雙極性，因此包含該喹噚 啉衍生物的發光元件可爲驅動電壓低的發光元件。此外， 因爲該喹噚啉衍生物具有雙極性，所以在發光層中含有此 喹噚啉衍生物的發光元件可以使發光層內的發光物質有效 率地發光。此外，發光層內含有此喹噚啉衍生物的發光元 -12- 200946512 件中，該發光層內的載子平衡良好，並且可以抑制發光區 域的局部化（localization )，所以可以抑制發光層以外的 層發光’因此可以獲得可發出高顏色純度之光的發光元件 〇 本發明發光裝置所具有的發光元件包括一層置於一對 電極之間而含有發光物質的層、以及用於控制由此發光元 件發光的控制單元，且該發光元件包含上述喹噚啉衍生物 。注意，本說明書中的發光裝置包括使用發光元件的影像 顯示裝置或發光裝置。此外，本發明發光裝置的種類包括 :包含設有發光元件之基材的模組，該發光元件接有如捲 帶式自動接合（tape automated bonding，TAB)帶（如各 向異性導電薄膜）或捲帶承載封裝（tape carrier package ' TCP):連接器一端設有印刷線路板的模組；以及積體 電路（1C)透過玻璃覆晶（Chip on glass，COG)法直接 裝在設有發光元件之基材上的模組。此外，本發明發光裝 置的種類也包括用於照明設備等的發光裝置。 此外，本發明的電子裝置具有顯示部份，而該顯示部 份包含上述發光元件和用於控制該發光元件發光的控制單 元。此種電子裝置的耗電量可被降低，而其顯示品質可獲 得改善。 本發明的喹噚啉衍生物具有雙極性，並兼具優良的電 子傳輸性質及電洞傳輸性質。此外，本發明的唾鸣啉衍生 物對於電子所引起的還原及氧化具有穩定性。 由於上述喹噚啉衍生物具有雙極性，使用該喹噚啉衍 -13- 200946512 生物的發光元件是驅動電壓低且耗電量少的發光元件。此 外’使用上述喹鸣啉衍生物的發光元件是發光顏色純度高 的發光元件。 此外，藉由使用本發明的喹噚啉衍生物，可以獲得耗 電量少的顯示裝置以及電子裝置。 【實施方式】 以下’參照附圖詳細地說明本發明的實施方式。但是 ，所屬技術領域的人員可以很容易地理解的是本發明不侷 限於以下說明，且其方式及細節在不脫離本發明的宗旨及 範圍的情況下可以作各種變更。因此，本發明不應該被解 釋爲僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。 實施方式1
以下說明本發明的喹噚啉衍生物。本發明的喹噚啉衍 生物是以下通式（G1)表示的喹鸣啉衍生物。
Ar
在式中’ α1、α2各獨立表示形成環的碳數爲13或 更少的伸芳基，例如由苯、萘、莽等衍生的二價基。這些 基可具有或不具有取代基，若有取代基，則此取代基可爲 -14- 200946512 碳數爲1至6的烷基、苯基等。 此外’在式中，Ar表示形成環的碳數爲13或更少的 芳基，具體地說’可以舉出如苯基、聯苯基、萘基、荞基 (fluorenyl group)等。這些基可具有取代基，若有取代 基’可具有碳數爲1至6的烷基、苯基、聯苯基等。這些 取代基可彼此鍵結或與A r鍵結而形成環。 在式中，R1和R6各獨立表示氫原子、碳數爲1至6 0 的烷基、苯基、聯苯基、萘基以及苐基中的任一種，並且 碳數爲1至6的烷基可以形成環。此外，R1和R6可具有 取代基’如果R1和R6具有取代基，則可以碳數爲1至6 的烷基、苯基、聯苯基等作爲該取代基。若&1和R6具有 這些取代基，則R1的取代基可藉由與Ri或與Ri的另一 取代基鍵結而形成環，而R6的取代基可藉由與R6或與 R6的另一取代基鍵結而形成環。 此外’在式中’ R2至R5及R7至r1g各獨立表示氫原 © 子、碳數爲1至6的烷基、苯基、以及聯苯基中的任一種 ’該碳數爲1至6的烷基可以形成環。此外，…至R5及 R至R1Q可具有取代基，若…至1^及R7至rIO具有取 代基’則可以碳數爲丨至6的烷基、苯基、聯苯基等作爲 該取代基。 上述通式（G1)中的αι' α2具體地是如下通式οι) 至 （2-7) 所 示的基 。注意 ，在 式中， 尺11至 Ri5 及 r21 至R 6各獨立表示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基中 的任一種，並且R3 7和R3 8各獨立表示氫原子或者碳數爲 -15- 200946512
R29 r28 R27 R26
R29 r28 R27 R26 (2-3) (2-4)
R36 R35 R34 R33 (2-7)
:6的烷基。 R1\^R12 R1i~/ —Q-r13 /\ R15 R14 R15 Rl4 (2-1) (2-2) R21 R22 R23 r22 r23 a1、a2各獨立爲通式（2-1)至（2-7)表示的基中 的任一種時的結構是較佳的，原因在於其燐光能階大於使 用如萘基等多環稠環基者。 此外，上述通式（G 1 )中的Ar具體地是如以下通式 (3-1 )至（3-7)所示的基。在式中，R41至R45、R51至 -16- 200946512 R68、R71至R79爲Ar的取代基，各獨立表示碳數爲1至6 的烷基、苯基、或聯苯基。此外，這些取代基可藉彼此鍵 結或與Ar鍵結來形成環，例如，當以下通式（3 -3 )中的 R52和R53彼此鍵結而形成環時，Ar成爲如以下通式（3-3-1 )所示之基；當以下通式（3-7 )中的R72和R73爲苯 基且形成環時，Ar成爲如以下通式（3-7-1 )所示之基。 注意，R41至R45、R51至R68、及R71至R79可爲氫原子。
(3-1) (3-2) (3-3)
(3-4) (3-5) (3-6) R73 R73
p79 pj78 p77 R76 (3-7) -17- 200946512
^54 R55 d56
較佳的結構是當其中Ar爲通式（3_1)至（3_7)表 示的基中的任一種時，原因在於燐光能階比使用如萘基等 多環稠合環基時爲高。
此外，具體而言，上述通式（G1)中的R1和R6各獨 立爲以下結構式（4-1)至（4-6)或通式（4-7)至（4-12 )所示基的任一者。注意，在式中，R41至R45 ' R51至 R68、以及R71至R”爲R1和R6的取代基，且各獨立表示 碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任一種。若 R1和R6具有這些取代基，則Rl的取代基可藉由與Rl或 R〗的另—個取代基鍵結而形成環，並且，R6的取代基可 藉由與R6或R6的另一個取代基鍵結而形成環。注意， R41至R 5 ' R51至R68、以及R71至R79也可爲氫原子。 —Η (4-1)ch3 —c—ch3 ch3 (4-4) -CH3 (4-2) ^6^13 (4-5) ch2ch3 (4-3)
(4-6) -18- 200946512
R52 R53
R61 r62 —O-R63 r67-\[/-r64 R66 R65 (4-10) \ R62 R68〇-R63 R67^〇-R64 R66 R65 (4-11)
R79 R78 R77 R76 (4-12) 此外，具體而言，上述通式（G1 )中的R2至R5和 R7至R1G係各獨立以下列結構式（5-1 )至（5-6 )和通式 (5-7)至（5-10)中的任一種表示。注意，在式中，R41 至R45、R51至R68、以及R71至R79各獨立表示氫原子、 碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任一種。
—Η ch3 ch2ch3 (5-1) (5-2) (5-3) ch3 —?-ch3 —c6h13 CH〇 (5-4) (5-5) (5-6) -19- 200946512 〇41 d42
r59 r58 R57 r56 (5-8)
R5d UR54 R6〇>YH^R55 R59 R58 R57XR56
(5-10) 注意，R11 至 R15、R21 至 R36、R41 至 R45、R51 至 R68 、以及R71至R79各可獨立具有取代基，在此情況下，R11 至 R15、R21 至 R36、R41 至 R45、R51 至 R68、以及 R71 至 R79各獨立具有碳數爲1至6的烷基或苯基。
通式（G 1 )所示喹噚啉衍生物的具體例子如以下結 構式（1 )至（12 4 )所示的喹噚啉衍生物。但是，本發明 不偈限於這些例子。
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(18)
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N (112)
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P
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以下將說明本發明喹鸣啉衍生物的合成方法。本發明 的喹噚啉衍生物可以藉由以下（A-1 )至（A-3 )所示的合 成反應來製造。 -40- 200946512 X2
y-OL Γχ1 化合物C5 R1 ‘CH 化合物C4 Pd觸媒，Cu鹽，鹼 R1 .x1 化合物C3
(A-1) 在上述合成法（A-l)的圖解中，χΐ及各獨立表 示_素’從反應速率的觀點而言，則以溴或碘爲較佳。以 Ο 此方式，X1與X2以較快的速率被置換。此外，在二鹵素 化合物C 5和乙炔系化合物c4的反應中想要使上述二鹵 素化合物C 5的X2優先被置換時（例如在α 1相對於X1 及X2不對稱時），以X1爲溴而X2爲碘爲較佳。 以下說明藉由使二鹵素化合物（化合物C 5 )和末端 炔類化合物（terminal alkyne compound)(化合物 C4) 反應，來獲得炔基芳基化合物（化合物C 3 )的反應。此 反應例如藉由 Sonogashira親合來進行。在 Sonogashira 耦合反應中，以胺爲溶劑，且使銅鹽和鈀錯合物一起作用 -41 - 200946512 來進行反應。作爲鈀催化劑者，可以使用肆（三苯基膦） 鈀（〇)等。作爲銅鹽者，可以使用碘化銅等。作爲溶劑 者，可以使用兼作爲鹼的二乙胺、三乙胺等。此外，在基 材的溶解性低的情況下，可以加入四氫呋喃（THF )、二 乙醚等作爲共溶劑（coso 1 vent )。此外，可能的是，可以 使用三芳基膦作爲鈀催化劑的配位體。但是，可以使用的 催化劑、其配位體、鹼、溶劑並不侷限於這些例子。
就所得炔基芳基化合物（化合物C 3 )而言，藉由使 碘在二甲亞颯（DMSO )溶劑中作用，可以獲得經鹵化芳 基取代的二酮化合物（化合物C2 )。 然後’藉由二酮化合物（化合物C2)和含有1,2 -二 胺基苯爲骨幹的化合物（化合物C1)的縮合反應，可以 合成經鹵化芳基取代的喹噚啉化合物（化合物C)。 接著’藉由在存在有鹼的情況下，利用金屬催化劑，
使在反應圖解（A-1)中所獲得經鹵化芳基取代的喹鸣啉 衍生物（化合物C )和芳基胺（化合物a 1 )耦合，可以 獲得結構中嗤吗琳骨幹和胺經由α 1彼此鍵結的唾曙啉衍 生物（化合物A )(反應圖解（A-2 ))。
Γχ1
Ar I nh2 化合物A1
耦合反應
Ar
在上述合成法（A-2)的圖解中，χΐ表示鹵素，從反 -42- 200946512 應速率的觀點而言，以溴或碘爲較佳。以此方式，χ1以 較高的速率被置換。 當上述合成法（A-2)是利用Hartwig-Buchwald反應 進行時’可以使用鈀催化劑。作爲該鈀催化劑者，可以使 用雙（二亞苄基丙酮）鈀（0)或醋酸鈀（II) «此外， 作爲上述鈀催化劑的配位體者，可以使用三（三級丁基） 膦、三（正己基）膦、或三環己基膦。此外，作爲鹼者， H 可以使用例如三級丁氧化鈉（縮寫：tert-BuONa )等的有 機鹼或例如碳酸鉀等的無機鹼。作爲溶劑者，可以使用甲 苯、二甲苯、或苯。但是，可以使用的催化劑、其配位體 、鹼、及溶劑並不侷限於這些例子。 其後，藉由在存在有鹼的情況下，利用金屬催化劑’ 使在反應圖解（A-2 )中所獲得結構中喹噚啉骨幹和胺經 由α 1彼此鍵結的喹噚啉衍生物（化合物A )和與化合物 C以相同方式合成的化合物B (經鹵化芳基取代的唾-啉 φ 化合物）耦合，可以獲得屬於本發明喹鸣啉衍生物的化合 物Μ (反應圖解（A-3 ))。 -43- 200946512
(A-3) At I N\
化合物M 在上述合成法（A-3)的圖解中χ3表示鹵素，從反應 速率的觀點而言’以溴或碘爲較佳。以此方式，χ3以較 高的速率被置換。 在利用Hartwig-Buchwald反應進行上述合成法（Α_3
)時，可以使用鈀催化劑。作爲該鈀催化劑者，可以使用 雙（二亞苄基丙酮）鈀（〇)或醋酸鈀（π)。作爲上述 鈀催化劑的配位體者，可以使用三（三級丁基）膦、三（ 正己基）膦、或三環己基膦。此外，作爲鹼者，可以使用 例如三級丁氧化鈉（縮寫：tert-BuONa )等的有機鹼或例 如碳酸鉀等的無機鹼。作爲溶劑者，可以使用甲苯、二甲 苯、或苯。但是，可以使用的催化劑、其配位體、鹼、與 溶劑並不侷限於這些例子。 本發明的喹噚啉衍生物具有雙極性，而且兼具優越的 電子傳輸性以及優越的電洞傳輸性。因此，藉由將本發明 -44- 200946512 的喹噚啉衍生物用於電子裝置，可以實現較低驅動電壓。 此外，因本發明的喹噚啉衍生物具有雙極性，藉由將其用 作發光層的主體材料，則改善發光層內的載子平衡，因而 可以使發光中心物質在發光層內有效率地發光。此外，因 爲優異的載子平衡，所以因載子通過發光層或因發光區域 的局部化以致從發光層以外的其他層發光的情形可以被抑 制’故可以製得可發出高顏色純度之光的發光元件。 ❹ 實施方式2 以下利用圖1 A來說明使用本發明喹Df啉衍生物的發 光元件的一個方式。 本發明的發光元件有多個層係置於一對電極之間。在 本實施方式中’該發光元件包括第一電極102、第二電極 1 〇4、以及設置在第—電極丨02和第二電極i 04之間的EL 層103。注意’在本實施方式中，第一電極1〇2是用作陽 Ο 極而第二電極1 04是用作陰極。也就是說，在以下，假設 當對第一電極102和第二電極丨04施加電壓以使第一電極 102的電位高於第二電極1〇4的電位時會獲致發光。 基材' 1 0 1是用作發光元件的支撐物。可以使用例如玻 璃、塑膠等材料於該基材1〇1。可以使用其他任何材料， 只要能用作發光元件的支撐物即可。 作爲弟一電極1〇2者，以使用具有高功函數（具體地 是4_0 eV或以上）的金屬、合金、導電化合物、其混合 物等爲較佳。具體地，可以舉出例如氧化銦-氧化錫（ΙΤ〇 -45 - 200946512 :氧化銦錫）、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化 銦-氧化鋅（IZO :氧化銦鋅）、包含氧化鎢和氧化鋅的氧 化銦（IWZO )等。這些導電金屬氧化物的膜通常藉由濺 鍍形成，但是也可以應用溶膠-凝膠法等來製造。例如， 氧化銦-氧化鋅（IZO )層可利用一個在氧化銦中添加了 1 wt%至20 wt%之氧化鋅的靶藉濺鍍法來形成。此外，含有 氧化鎢和氧化鋅的氧化銦（IWZO )可以利用一個在氧化 銦中添加了 0.5 wt%至5 wt%之氧化鎢和0.1 wt%至1 wt% 之氧化鋅的靶藉濺鍍法來形成。或者，可爲金（Au)、 鉑（Pt )、鎳（Ni )、鎢（W )、鉻（Cr )、鉬（Mo )、 鐵（Fe)、鈷（Co)、銅（Cu)、鈀（Pd)、金屬材料 的氮化物（例如，氮化鈦）等。 EL層1 03的堆疊結構沒有特別的限制，只要該EL層 103是由一層含有實施方式1所述本發明唾鸣啉衍生物的 層以及一層含有例如電子傳輸性高的物質、電洞傳輸性高 的物質、電子注入性高的物質、電洞注入性高的物質、雙 極性物質（具有高電子傳輸性及高電洞傳輸性的物質）等 之物質的層的任何組合所形成的層即可。例如，可以適當 地藉由電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、 電子注入層等的任何組合而形成EL層1 03。在本實施方 式裡，EL層103的結構中電洞注入層111、電洞傳輸層 1 1 2、發光層1 1 3、以及電子傳輸層1 1 4係依該順序堆疊 在第一電極102上。以下具體說明用於形成各層的材料。 電洞注入層1 1 1是包含電洞注入性高的物質的層。可 -46 - 200946512 以使用氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鎢、氧化猛等。或 者可以使用酞菁類化合物，如酞菁（縮寫：H2Pc )或銅酞 菁（CuPc):芳族胺化合物’如4,4’-雙[N- ( 4-二苯胺基 苯基）-N-苯基胺基]聯苯（縮寫：DPAB )或4,4’-雙（N-{4_[N- ( 3-甲基苯基）-N-苯基胺基]苯基}-N-苯基胺基） 聯苯（縮寫：DNTPD );高分子，如聚（3,4-伸乙二氧基 噻吩）/聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT/PSS )等來形成電洞 ❹ 注入層11 1。 或者’電洞注入層111可以使用一種其中將受體物質 混入電洞傳輸性高的物質中的複合材料。注意，藉由使用 該含有受體物質之電洞傳輸性高的材料，可以選出用於形 成電極的材料’不論其功函數爲何。也就是說，除了功函 數高的材料外，可以功函數低的材料用於第—電極102。 作爲受體物質者，可爲7,7,8,8 -四氰基_2,3,5,6 -四氟醌二 甲院（7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane ’縮寫.F4-TCNQ)、氯酿（chloranil)等。此外，可爲 過渡金屬氧化物。此外，可爲元素週期表第4族至第8族 金屬的氧化物。具體而言’由於電子接受性高，所以較佳 爲氧化釩、氧化鈮、氧化鉅、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、 氧化猛、及氧化銶。其中以氧化鉬特佳，這是因爲氧化鉬 在大氣中具穩定性’其吸濕性低，並且容易處理的緣故。 作爲用於該複合材料的傳輸性高的物質，可以使用各 種化合物’如芳族胺化合物、咔哩衍生物、芳族烴、及高 分子化合物（如低聚物、樹枝狀聚合物、或聚合物）。用 -47- 200946512 於該複合材料的有機化合物以電洞傳輸性高的有機化合物 爲較佳。具體而言，較佳者係使用電洞遷移率爲1〇. 6 cm2/Vs或以上的物質。但是，也可以使用上述物質以外 的任何物質，只要其電洞傳輸性比電子傳輸性高即可。以 下’具體地列舉可以用於該複合材料的有機化合物。 例如’作爲芳族胺化合物，可以舉出Ν,Ν，-二（p -甲 本基）-Ν，Ν’-二苯基-Ρ-伸苯基二胺（縮寫：DTDPPA )、 4,4’-雙[Ν- ( 4-二苯基胺基苯基）苯基胺基]聯苯（縮 寫·· DPAB) 、4,4’-雙（Ν-{4-[Ν-(3 -甲基苯基）-Ν-苯基 胺基]苯基}-Ν -苯基胺基）聯苯（縮寫：DNTPD) 、1,3,5- 參[Ν- ( 4-二苯基胺基苯基）-Ν_苯基胺基]苯（縮寫： DPA3B)等。 作爲可以用於複合材料的昨哩衍生物，可以具體地舉 出3-[Ν-(9 -苯基咔唑-3-基）-Ν -苯基胺基]_9_苯基咔唑（ 縮寫：PCzPCAl) 、3,6_雙[N-(9-苯基昨唑-3-基）-N-苯 基胺基]-9 -苯基味哩（縮寫：PCzPCA2) 、3-[N- ( 1-萘基 )-N-(9 -苯基咔唑-3-基）胺基]_9_苯基咔唑（縮寫： PCzPCNl)等。 此外’作爲可以用於複合材料的昨哩衍生物的其他例 子有4,4，-二（N-昨唑基）聯苯（縮寫：CBp) 、^，^參 [4-(N -昨哩基）本基]本（縮寫：TCPB) 、9-[4-(N -昨 唑基）]苯基“〇-苯基蒽（縮寫：CzPA) 、1，4-雙[4- ( N-味唑基）苯基-2,3,5,6-四苯基苯等。 此外，作爲可以用於複合材料的芳族烴，例如可以舉 -48- 200946512 出2-三級丁基-9，10-二（2-萘基）蒽（縮寫：1_311〇\八） 、2-三級丁基-9，10-二（1-萘基）蒽、9，10_雙（3,5-二苯 基苯基）蒽（縮寫：DPPA) 、2 -三級丁基-9,10 -雙（4 -苯 基苯基）恵（縮寫：t-BuDBA) 、9,10 -二（2-萘基）蒽（ 縮寫：DNA) 、9,10-二苯基蒽（縮寫：DP Anth ) 、2-三 級丁基蒽（縮寫：t-BuAnth) 、9,10 -雙（4 -甲基-1-萘基 )蒽（縮寫：DMNA) 、2 -三級丁基_9，1〇 -雙[2- ( 1-萘基 φ )苯基]蒽、9，10·雙[2- ( 1-萘基）苯基]蒽、2,3,6,7 -四甲 基- 9,10-二（1-萘基）蒽、2,3，6,7-四甲基-9,10-二（2-萘 基）蒽、9,9’-聯蒽、10，1〇’-二苯基_9,9，_聯蒽、1〇1〇，_雙 (2-苯基苯基）-9,9’-聯恵、1〇，10，-雙[(2,3,4,5,6-五苯基 )苯基]-9,9’-聯蒽、蒽、稠四苯、紅螢烯、茈、2,5,8,11-四（三級丁基）茈等。或者，也可以使用稠五苯、蔻等。 如以上所述’較佳使用具有lxl〇-6cm2/Vs或以上的電洞 遷移率且碳數爲14至42的芳族烴。 φ 注意，可以甩於複合材料的芳族烴可具有乙烯基骨架 。作爲具有乙烯基的芳族烴者，例如4,4，-雙（2,2-二苯基 乙稀基）聯本（縮寫.〇卩'78丨）、9，10-雙[4-(2,2-二苯基 乙嫌基）苯基]惠（縮寫：DPVPA)等。
或者’可以使用例如聚（N -乙烯基咔唑）（縮寫： PVK)、聚（4 -乙烯基三苯胺）（縮寫：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4- ( 4·二苯基胺基）苯基]苯基_N，-苯基胺基}苯 基）甲基丙烯醯胺](縮寫：PTPDMA)、或聚[Ν,Ν，-雙（ 4-丁基苯基）-Ν，Ν'-雙（苯基）聯苯胺](縮寫：p〇ly_TPD -49- 200946512 )等高分子化合物。 電洞傳輸層112是包含電洞傳輸性高的物質的層。作 爲電洞傳輸性高的物質，可以使用例如4,4'-雙[N -(卜萘 基）-N-苯基胺基]聯苯（縮寫：NPB) 、Ν，Ν·-雙（3-甲基 苯基）-Ν,Ν、二苯基-[1,1·-聯苯]-4,1-二胺（縮寫：TPD) 、4,4',4'’-參（Ν，Ν-二苯胺基）三苯胺（縮寫：TDATA) 、4,4·，4·1-參[Ν- ( 3-甲苯基）-Ν-苯基胺基]三苯胺（縮寫 ：MTDATA ) 、4,4，-雙[心（螺-9,9，-二弗-2-基）-：^-苯基 ❹ 胺基]聯苯（縮寫：BSPB )等芳族胺化合物等。這裏所述 的物質主要是具有l(T6cm2/Vs或以上的電洞遷移率的物 質。上述物質以外的其他任何物質只要是電洞傳輸性高於 電子傳輸性，就可以使用。此外，包含電洞傳輸性高的物 質的層可爲由上述物質製成的兩層或更多層的堆疊結構， 代替單層結構。 或者，針對電洞傳輸層112，也可以使用高分子化合 物如聚（N -乙烯基咔唑）（縮寫：PVK)或聚（4 -乙烯基 0 三苯胺）（縮寫：PVTPA)。 發光層113是包含發光物質的層。在本實施方式中’ 發光層113包含實施方式〗所示本發明的喹噚啉衍生物。 由於本發明的喹噚啉衍生物呈現發藍色光至綠色光，因此 可較佳地用作發光元件的發光物質。 電子傳輸層114是包含電子傳輸性高的物質的層。例 如’電子傳輸層114是含有具有唾啉骨架或苯並唾啉骨架 之金屬錯合物的層’該金屬錯合物的例子如參（8_羥基喹 -50- 200946512 啉）鋁（縮寫：Alq)、參（4 -甲基-8-羥基唾啉）鋁（縮 寫：Almq3)、雙（10 -羥基苯並[h]喹啉）鈹（縮寫： BeBq2)、或雙（2 -甲基-8-羥基唾啉）（4-苯基酚）鋁（ 縮寫：BAlq )等。或者，可以使用具有鸣唑類或噻唑類配 位體的金屬錯合物，如雙[2- (2 -羥基苯基）苯並噚唑]鋅 (縮寫：Zn(BOX)2)、雙[2- (2-羥基苯基）苯並噻唑]鋅 (縮寫：Zn(BTZ)2 )等。再者，也可以使用2-(4-聯苯基 φ )-5-(4-三級丁基苯基）-1，3,4-噚二唑（縮寫：？80)、 1，3-雙[5- (P-三級丁基苯基）-1，3,4-噚二唑-2-基]苯（縮 寫：OXD-7) 、3- (4 -聯苯基）-4 -苯基-5- (4 -三級丁基苯 基）-1，2,4-三唑（縮寫：丁八2) 、4,7-二苯基-1,10-啡啉（ bathophenanthroline，縮寫：BPhen) 、2,9 -二甲基-4，7 -二 苯基-1,10-啡啉（bathocuproine，縮寫：BCP)等代替金 屬錯合物。這裏所述的物質主要是具有l(T6cm2/Vs或以 上的電子遷移率的物質。注意，也可以使用上述物質以外 〇 的任何物質作，只要其電子傳輸性比電洞傳輸性高即可^ 此外’電子傳輸層也可以是由上述物質製成的二或多層的 堆疊體，以代替單層。 此外’可以設置電子注入層。就電子注入層而言，可 以使用鹼金屬、驗土金屬、或其化合物如氟化鋰（LiF) 、氟化鉋（CsF)、或氟化釣（CaF2)等。可以使用—種 其中將鹼金屬、鹼土金屬 '或其化合物包含在具有電子傳 輸性的物質中的層，例如，可以使用鎂（Mg )包含在Alq 中的層等。注意’藉由使用將鹼金屬、鹼土金屬、或其化 -51 - 200946512 合物包含在具有電子傳輸性的物質中的層，可以有效率地 從第二電極104注入電子，因此是較佳的。 作爲形成第二電極104的物質，可以使用具有低功函 數（具體地是3.8 eV或以下）的金屬、合金、導電化合 物、及其混合物等。作爲這種陰極材料的具體例子，可以 舉出屬於元素週期表中第1族與第2族的元素，如鋰（Li )與絶（Cs )等鹼金屬，如鎂（Mg )、鈣（Ca )或緦（ Sr)等鹼土金屬，其合金（MgAg或AlLi):如銪（Eu) 和鏡（Yb)等之稀土金屬；及其合金等。然而，藉由在 第二電極104和電子傳輸層114之間設置電子注入層，可 以不顧及功函數的高低而利用各種導電材料（諸如A1、 Ag、I TO、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫等）形成第 二電極104。這些導電材料可以藉由濺鏟法、噴墨法、旋 塗法等來沈積。 此外’ EL層103的形成可以使用各種方法，不論乾 式法或濕式法。例如，可以使用真空蒸鍍法、噴墨法或旋 塗法等。此外，電極與各層可使用不同的沈積方法來形成 〇 類似的是，電極可以藉由濕式法如溶膠-凝膠法形成 ，或藉由利用金屬糊劑的濕式法形成。此外，可以藉由灑 鍍法或真空蒸鍍法等乾式法形成。 在具有上述結構的本發明的發光元件中，電流因在第 一電極1 02和第二電極1 04之間的電位差而流動，藉以使 電洞和電子在包含發光性高的物質的層的發光層113中再 -52- 200946512 結合，而發光。換句話說’本發明發光元件具有一種在發 光層113中形成發光區域的結構。 發出的光經過第一電極102及第二電極1〇4中的一者 或兩者被引出到外面。因此，第一電極1〇2及第二電極 104中的一者或兩者由具有透光性的電極構成。當只有第 一電極102具有透光性時’如圖1A所示，發出的光經過 第一電極102從基材101 —側被引出。或者，當只有第二 0 電極1 〇 4具有透光性時’如圖1 B所示，發出的光經過第 二電極104從與基材101相反的一側被引出。當第—電極 102及第二電極104都具有透光性時，如圖1C所示，發 出的光經過第一電極102及第二電極104從基材101—側 及與基材1 0 1相反的一側被引出。 注意，設置在第一電極1 02和第二電極1 04之間的層 的結構不侷限於上述結構。也可以使用其他結構，只要電 洞和電子再結合的發光區域設置在離開第一電極102及第 〇 二電極1〇4的位置，以防止因發光區域和金屬接近而引起 的碎滅（quenching)。 也就是說，對於層的堆疊體結構沒有特別的限制，可 將本發明的喹噚啉衍生物與一層含有具有高電子傳輸性的 物質、具有高電洞傳輸性的物質、具有高電子注入性的物 質、具有高電洞注入性的物質、具有雙極性的物質（具有 高電子傳輸性和高電洞傳輸性的物質）或類似物的層自由 地組合。 圖2所示的發光元件具有如下結構：在基材301上按 -53- 200946512 順序堆疊用作陰極的第一電極3 02、電子傳輸層311、發 光層312、電洞傳輸層313、電洞注入層314、以及用作 陽極的第二電極304。 在本實施方式中，在由玻璃、塑料等製成的基材上製 造發光元件。藉由在一個基材上製造多個這種發光元件， 可以製造被動矩陣發光裝置。或者，可以在由玻璃、塑料 等製成的基材上例如形成薄膜電晶體（TFT )，並在與 TFT電連接的電極上製造發光元件。由此，可以製造由 TFT控制發光元件的驅動的主動矩陣型發光裝置。注意， 對於 TFT的結構沒有特別的限制，可爲交錯型（ staggered) TFT 或反交錯型（inverted staggered) TFT。 此外，對於用於TFT的半導體的結晶性沒有特別的限制 ，可以使用非晶型半導體或結晶型半導體。此外，形成在 TFT基材上的驅動電路可以由n型TFT和p型TFT形成 ，或只由η型TFT或p型TFT中的任一者形成。 由於本發明的唾噚啉衍生物是具有雙極性和發光性的 材料，因此如本實施方式所示，可在不含有任何其他發光 物質之下用作發光層。 此外，由於本發明的喹哼啉衍生物爲雙極性，因此可 以製造一種發光元件，此種發光元件中發光區域鮮少位在 堆疊膜的界面，且該元件因相互作用（如激態複合物）而 顯現出發光光譜變化少，且發光效率降低少的有利特性。 此外，可以獲得發光效率高的發光元件。 此外’在沈積時包含的微晶成分非常少，可以獲得微 -54 - 200946512 晶成分含量少的非晶型膜。也就是說， 質，因此可以製造元件缺陷（例如因電 電破壞（dielectri c breakdown ))少的 此外，由於本發明的喹噚啉衍生物 的載子傳輸性（電子傳輸性及電洞傳輸 它用於發光元件，可以降低發光元件的 少耗電量。 ❹ 實施方式3 在本實施方式中，說明具有不同於 構的發光元件。 實施方式2所示的發光層113具有 生物，其分散於另一物質中，因此可以 喹噚啉衍生物的發光。因爲本發明的喹 藍色至綠色的光，所以可以獲得發藍色 ❹ 元件。 這裏，作爲本發明喹噚啉衍生物所 可以使用各種材料，如4,4'-二（N-咔U 寫：CBP) 、2,2，，2，’- ( 1 ,3,5-苯三基）-並咪唑）（縮寫：TPBI ) 、9,10-二（ :DNA)、或 2-三級丁基-9,10-二（2-t-BuDNA)等代替實施方式2所述電洞 電子傳輸性高的物質。 此外，由於本發明的喹噚啉衍生物 該膜具備有利的品 場集中所引起的介 發光元件。 具有雙極性和良好 性），因此藉由將 驅動電壓，從而減 實施方式2所示結 本發明的喹噚啉衍 獲得來自本發明的 噚啉衍生物顯示發 至綠色的光的發光 分散其中的物質’ 色基）-聯苯基（縮 參（1-苯基-1Η-苯 之-萘基）蒽（縮寫 萘基）蒽（縮寫： 傳輸性高的物質或 是雙極性且具良好 -55- 200946512 的載子傳輸性（電子傳輸性及電洞傳輸性）’因此藉由將 它用於發光元件，可以減少發光元件的驅動電壓，從而減 少耗電量。 此外，即使重複氧化-還原反應及還原-氧化反應’ 本發明的喹噚啉衍生物也穩定，即’本發明的喹噚啉衍生 物具電化學安定性。因此，藉由將本發明的喹噚啉衍生物 用於發光元件，可以獲得使用壽命長的發光元件。 注意，發光層113之外的層可以適當地採用實施方式 2所示的結構。 實施方式4 在本實施方式中，對於具有與實施方式2及實施方式 3所示的結構不同的結構的發光元件進行說明。 實施方式2所示發光層Π3所具有的結構中，發光物 質係分散在本發明的喹噚啉衍生物中，因此可以獲得來自 發光物質的發光。 本發明的喹噚啉衍生物具有雙極性，再者，在沈積本 發明喳噚啉衍生物期間難以包含微晶成分，因此可以得到 高品質的膜’故該衍生物較佳地是用作被另一發光物質分 散其中的材料。 在使用本發明的喹噚啉衍生物作爲被另一發光物質分 散其中的材料時，可以獲得起因於該發光物質的發光顏色 。此外’也可以獲得起因於本發明的喹噚啉衍生物的發光 顏色和起因於分散在喹噚啉衍生物中的發光物質的發光顏 -56- 200946512 色混合而成的發光顏色。 在此’就分散在本發明喹噚啉衍生物中的發光物質而 e，可以使用各種材料。具體地說，可以使用發射登光的 螢光物質如4-(二氰基亞甲基）_2_甲基_6-(p_二甲胺基 苯乙稀基）-4H-哌喃（縮寫：DCM1) 、4-(二氰基亞甲 基）-2 -甲基-6-(久洛里定-4 -基-乙烯基）-4H -哌喃（4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(julolidin-4-yl-vinyl)-4H-❹ pyran，縮寫：DCM2 ) 、Ν,Ν-二甲基唾吖酮（縮寫： DMQd) 、9，10-二苯基蒽（縮寫：〇?八）、5,12 -二苯基稠 四苯（縮寫：DPT)、香豆素6、茈、或紅螢烯等。或者 ，可以使用發射燐光的燐光物質，如雙（2 -苯基苯並噻 唑-N，C2’）銥（III )乙醯丙酮（縮寫：Ir(bt)2(acac))、 參（2-苯基唾啉-N，C2’）銥（III )(縮寫：ir(pq)3 )、雙 (2 -苯基唾啉-N，C2’）銥（III)乙醯丙酮（縮寫： Ir(pq)2(acac))、雙〔2-(2’ -苯並〔4,5-α〕噻吩基）吡 〇 啶-N，C3’〕銥（III )乙醯丙酮（縮寫：Ir(btp)2(acac))、 雙（1-苯基異喹啉-N，C2’）銥（III)乙醯丙酮（縮寫： Ir(piq)2(acac))、（乙醯丙酮）雙〔2,3-雙（4-氟苯基） 喹 B亏琳〕銥（ΙΠ)(縮寫：Ir(Fdpq)2(acac))、及（ 2,3,7,8’12，13，17,18-八乙基-2111，231^-卟啉）鈾（11)(縮 寫：PtOEP )等。在使用燐光物質作爲要被分散的發光物 質的情況下，該燐光物質的放射光譜較佳地在大於或等於 5 6 0nm且小於或等於700nm有峰出現。在使用螢光物質 的情況下’該螢光物質放射光譜的峰較佳大於或等於 -57- 200946512 5 00nm且小於或等於700nm。更佳爲大於或等於5 00nm且 小於或等於600nm。 由於本發明的唾鸣啉衍生物是雙極性且具有優良的載 子傳輸性（電子傳輸性及電洞傳輸性），因此藉由使用本 發明的喹噚啉衍生物，可以降低發光元件的驅動電壓。 此外，由於本發明的喹噚啉衍生物具有雙極性，因此 發光區域不容易侷限在堆疊膜的界面，而可以提供因相互 作用（如激態複合物（e X c i p 1 e X )形成）所致放射光譜的 變化少，且發光效率的降低少的高效能發光元件。 此外，由於本發明的喹噚啉衍生物具有雙極性，因此 發光區域不容易侷限在堆疊膜的界面。故，在使用本發明 的喹噚啉衍生物作爲主體且使用發射燐光的燐光物質作爲 發光物質時，可以防止T-T消滅（T_T annihilation)。因 此，可以獲得發光效率高的發光元件。 注意，發光層113之外的層可以適當地採用實施方式 2所示的結構。 實施方式5 在本實施方式中，參照圖3說明一種其中堆疊多個根 據本發明發光單元的發光元件（下面，稱爲堆疊型元件） 的方式。該發光元件在第一電極和第二電極之間具有多個 發光單元。對這些發光單元而言，可以使用與實施方式2 所示的EL層103類似的結構。也就是說’實施方式2至 實施方式4所示的發光元件各爲具有單一發光單元的發光 -58- 200946512 元件’而在本實施方式中則說明具有多個發光單元的發光 元件。 在圖3中’在第一電極501和第二電極502之間堆疊 有第一發光單元511和第二發光單元512，並且在第一發 光單兀511和第二發光單元512之間設置有電荷產生層 513。第一電極5〇1和第二電極502可以應用與實施方式 2類似的材料。此外’第一發光單元511和第二發光單元 〇 512可以具有相同或不同的結構’可以應用與實施方式2 至實施方式4類似的結構。 電荷產生層513中包含有機化合物和金屬氧化物的複 合材料。該有機化合物和金屬氧化物的複合材料已在實施 方式2作了說明’且包含有機化合物和金屬氧化物如氧化 釩、氧化鉬、或氧化鎢。作爲有機化合物，可以使用各種 化合物如芳族胺化合物、咔哩衍生物、芳族烴、高分子化 合物（低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等）等。注意，作 © 爲有機化合物，較佳使用具有1 (T6cm2/Vs或以上的電洞 遷移率的有機化合物作爲電洞傳輸性有機化合物。但是， 也可以使用其他物質，只要其電洞傳輸性比電子傳輸性高 。由於有機化合物和金屬氧化物的複合物具有優異的載子 注入性和載子傳輸性，因此可以實現低電壓驅動和低電流 驅動。 注意，可以組合包含有機化合物和金屬氧化物的複合 材料的層與由其他材料形成的層來形成電荷產生層513。 例如，可以組合包含有機化合物和金屬氧化物的複合材料 -59- 200946512 的層與包含選自電子給予性物質的化合物和具有高電子傳 輸性的化合物的層來形成。或者，也可以組合包含有機化 合物和金屬氧化物的複合材料的層與透明導電膜來形成。 夾在第一發光單元511和第二發光單元512之間的電 荷產生層513可具有任何結構，只要在對第一電極501和 第二電極502施加電壓時，可將電子注入到發光單元中的 一者並且將電洞注入到發光單元中的另一者即可。例如， 如圖3所示，其結構可爲：在施加電壓以使第一電極的電 位高於第二電極的電位時，電荷產生層513將電子注入到 第一發光單元511並且將電洞注入到第二發光單元512。 雖然在本實施方式中說明了具有兩個發光單元的發光 元件，但可以類似方式使用堆疊有三個或更多個發光單元 的發光元件。可以藉由像根據本實施方式的發光元件那樣 ，在該對電極之間將多個發光單元使用電荷產生層隔開配 置，可以在保持低電流密度的同時達到高亮度發光，因此 可以實現具有長的使用壽命的元件。此外，當此發光元件 應用在照明設備作爲應用例時，可以減少由於電極材料的 電阻而產生的電壓降低，從而能夠實現大面積的均句發光 。此外，可以實現能夠進行低電壓驅動且耗電量低的發光 裝置。 此外，藉由使各發光單元的發光顏色不同，可以從整 個發光元件獲得所希望的顏色的發光。例如，在具有兩個 發光單元的發光元件中使第一發光單元的發光顔色和第二 發光單元的發光顏色成爲互補色關係，可以得到一種從整 -60- 200946512 個發光元件發出白光的發光元件。注意’互補色是指當混 合時成爲無彩色（achromatic color)的顏色之間的關係 。也就是說，將發光顏色爲互補色的物質所發出的光加以 混合，則可以發白光。以類似方式將其應用在具有三個發 光單元的發光元件中，例如，在第一發光單元的發光顏色 是紅色，第二發光單元的發光顏色是綠色’第三發光單元 的發光顏色是藍色的情況下，可以從整個發光元件獲得白 0 色發光。 注意，本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。 實施方式6 在本實施方式中，例示將本發明的喹噚啉衍生物用於 一種屬於有機半導體元件的垂直型電晶體（vertical transistor，SIT)的活性層的方式。 如圖4所示，該元件所具有的結構中，包含本發明喹 〇 噚啉衍生物的薄膜狀活性層1 202被夾在源電極1 20 1及汲 電極1 203之間，並且閘電極1 204被埋入在活性層1202 中。閘電極1 204電連接到用來施加閘極電壓的構件，並 且源電極1201及汲電極1203電連接到用來控制源極-汲 極電壓的構件。 在這種元件結構中，當在不施加閘極電壓的狀態下施 加源極-汲極電壓時，電流流動（元件處於ON開啓狀態 )。接著，當在該狀態下施加閘極電壓時，在閘電極 1 204的周邊產生空乏層（depletion layer)，而停止電流 -61 - 200946512 流動（元件處於OFF關閉狀態）。藉由這種機制，該元 件如電晶體般運作。 在垂直型電晶體中’與發光兀件類似，對活性層而言 要求兼具載子傳輸性和良好膜品質的材料，本發明的唾nf 啉衍生物充分滿足該要求，所以是很有用的。 實施方式7 在本實施方式中’說明使用本發明的喹鸣啉衍生物而 製造的發光裝置。 在本實施方式中，對於使用本發明的唾Π弯啉衍生物來 製造的發光裝置，參照圖5 A和5 B進行說明。注意，圖 5A是表示發光裝置的俯視圖，而圖5B是沿圖5A中的A-A ’線以及B - B '線所取得的截面圖。該發光裝置包括驅動電 路部份（源極側訊號線驅動電路）6 0 1、像素部份6 0 2、 及驅動電路部份（閘極側訊號線驅動電路）6 0 3，作爲控 制發光元件發光的單元。此外，標號6 0 4是密封基材，標 號605是密封材料，由密封材料605圍繞的部份其裡面有 空間607 。 注意’引導佈線608是用來傳送輸入到源極側訊號線 驅動電路601及閘極側訊號線驅動電路603中的訊號的佈 線’並且從作爲外部輸入端子的FPC (撓性印刷電路） 6 09接收視頻訊號、時鐘訊號、起始訊號、重置訊號等。 雖然在此只圖示出FPC，但該FPC還可以安裝有印刷配 線板（PWB )。在本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝 -62- 200946512 置本身，而且還包括設有FPC或PWB的發光裝置。 下面，參照圖5B來說明截面結構。驅動電路部份及 像素部份係設在元件基材610上，但是在此僅將作爲驅動 電路部份的源極側訊號線驅動電路60 1和像素部份602中 的一個像素示出。 注意’形成一種其中η通道型TFT 623和p通道型 TFT 624彼此組合的CMOS電路作爲源極側訊號線驅動電 φ 路601。此外，驅動電路也可以由各種電路如CMOS電路 、PMOS電路或NMOS電路形成。此外，雖然在本實施方 式中示出在基材上形成驅動電路的驅動器一體型，但是不 一定需要採用這種類型。驅動電路也可以形成在基材外部 ，而不形成在基材上。 此外，像素部份6 0 2由多個像素形成，這些像素各具 有切換TFT 61 1、電流控制TFT 612、以及與電流控制 TFT 612的汲極電連接的第一電極613。注意，形成絕緣 〇 物614以覆蓋第一電極613的端部。在此，藉由使用正型 感光丙烯酸系樹脂膜形成絕緣物614。 此外，提供絕緣物6 1 4使絕緣物6 1 4的上端部份或下 端部份具有曲率的曲面以便改良覆蓋性。例如，在使用正 型感光丙烯酸系作爲絕緣物6 1 4的材料的情況下，較佳只 使絕緣物614的上端部份具有曲率半徑（0.2 μιη至3 μιη )的曲面。此外，就絕緣物614而言’可以使用藉由光照 射變得不溶於蝕刻劑的負型感光性丙烯酸系材料、或者藉 由光照射變得可溶於蝕刻劑的正型感光性丙烯酸系材料。 -63- 200946512 在第一電極613上形成有EL層616及第二電極617 。在此’較佳使用具有高功函數的材料作爲用於用作陽極 的第一電極613的材料。例如，可以使用單一膜諸如ITO 膜、包含矽的氧化銦錫膜、包含2wt%至20wt%氧化鋅的 氧化銦膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等；氮 化鈦膜和以鋁爲主要成分的膜的堆疊體；以及氮化鈦膜、 以鋁爲主要成分的膜、和氮化鈦膜的三層結構等。注意， 當採用堆疊結構時，作爲佈線的電阻低，可以獲得良好的 歐姆接觸’並且可以將第一電極613用作陽極。 此外’ EL層616藉由各種方法諸如使用蒸鍍遮罩的 蒸鍍法、噴墨法、旋轉塗佈法等來形成。EL層616包含 實施方式1所示的本發明的喹鸣啉衍生物。另外，作爲 EL層616中所含的其他材料，可以使用低分子化合物、 $者高分子化合物（包含低聚物或樹枝狀聚合物）。 再者’作爲用於形成在EL層616上並用作陰極的第 二電極617的材料，較佳使用具有低功函數的材料（A1、 Mg、Li、Ca、或其合金或化合物如MgAg、Mgln、AlLi、 LiF或CaFz等）。注意，當在el層616中產生的光穿透 第二電極617時，對於第二電極617而言，可使用膜厚度 降低的金屬薄膜和透明導電膜（如ΪΤΟ、包含2wt%至 2 Owt%氧化鋅的氧化銦、包含矽的氧化銦錫或氧化鋅（ ZnO )等）的堆疊體。 乾'由使用街封材料605將密封基材604貼合到元件基 材6 1 0 ’而在元件基材6 1 0、密封基材604、以及密封材 200946512 料605圍繞的空間607中提供發光元件6i8。注意，空間 6。?塡充有塡料。有的情況是在空間6〇7中塡充惰性：體 (氮或氬等）或塡充密封材料605。 注意’較佳使用環氧樹脂作爲密封材料6 〇 5。此外， 此種材料宜爲盡可能不讓濕氣或氧透過的材料。作爲密封 基材604，可以使用玻璃基材、石英基材、或由玻璃纖維 強化塑料（FRP)、聚氟乙稀（PVF)、聚酯、或丙烯酸 Q 系等製成的塑料基材。 如上所述’可以獲得使用本發明喹噚啉衍生物來製造 的發光裝置。 由於本發明的發光裝置使用實施方式1所示的喹嘴琳 衍生物，因此可以獲得具有優良特性的發光裝置。具體地 ，可以獲得耗電量低的發光裝置。 由於本發明的嗤噚啉衍生物具有雙極性和優良的載子 傳輸性（電子傳輸性及電洞傳輸性），因此藉由使用本發 Θ 明的喹噚啉衍生物’可以降低發光元件的驅動電壓，從而 可以減少發光裝置的耗電量。特別是，在使用燐光物質作 爲發光物質的情況下，可以獲得發光效率高且耗電量較低 的發光裝置。 如上所述，在本實施方式中說明主動矩陣型發光裝置 。然而，發光裝置亦可爲被動矩陣型。圖6A和6B示出 藉由應用本發明而製造的被動矩陣型發光裝置的立體圖及 截面圖。注意，圖6A是表示發光裝置的立體圖，而圖6B 是沿圖6A中的χ-γ線取得的截面圖。在圖6A和6B中， -65- 200946512 在基材951上的電極952和電極956之間設置有EL層 955。電極952的端部被絕緣層953覆蓋。在絕緣層953 上設置有隔斷層954。隔斷層954的側壁傾斜，使得兩側 壁之間的距離朝向基材表面變窄。換句話說，隔斷層954 短邊方向的截面是梯形，梯形底部（梯形中與絕緣層953 表面平行並且與絕緣層953接觸的邊）比梯形上邊（梯形 中與絕緣層95 3表面平行並且不與絕緣層95 3接觸的邊） 短。藉由如此設置隔斷層95 4，可以防止起因於靜電荷等 的發光元件的缺陷。另外，被動矩陣型發光裝置藉由包括 可在低驅動電壓下運作的本發明發光元件，也可以低耗電 量驅動。 實施方式8 在本實施方式中，對包括實施方式6所示發光裝置的 本發明電子裝置進行說明。本發明的電子裝置各包含實施 方式1所示的喹嗶啉衍生物，因而具有降低耗電量的顯示 部份。此外’本發明的電子裝置各具有使用壽命長的顯示 部份。另外’本發明的電子裝置各具有能提供高品質影像 的顯示部份。 具有使用本發明喹吗啉衍生物而製造的發光元件的電 子裝置的例子如下：電視機、攝像機諸如視頻攝像機、數 位攝像機等；護目鏡型顯示器（頭戴式顯示器）；導航系 統；聲音再現裝置（如汽車音響系統、音響系統等）、電 腦、遊戲機、可攜式資訊終端機（如移動型電腦、手機、 -66 - 200946512 可攜式遊戲機、及電子書閱讀器等）、具有記錄媒體 像再現裝置（能夠再現記錄媒體如數位多功能光碟（ )並且具有能夠顯示影像的顯示裝置的裝置）等。 7A至7D中示出這些電子裝置的具體例子。 圖7A表示根據本發明的電視機，包括框體91〇1 撐台9102、顯示部份9103、揚聲器部份9104、視頻 端子9105等。在該電視機中，顯示部份9103具有與 φ 方式2至5中所述類似的發光元件，這些發光元件係 陣排列。該發光元件具有如下特徵，即發光效率高且 量少。因爲含有此等發光元件的顯示部份9103也具 似的特徵，所以在該電視機中，實現低耗電量。由於 特徵有助於在該電視機中大幅度地減少或縮小電源電 ，從而可以實現框體9 1 0 1、支撐台9 1 02的小型輕量 因爲根據本發明的電視機實現低耗電量、高影像品質 型輕量化，所以可以提供適合生活環境的產品。 〇 圖7B表示根據本發明的電腦，包括主體9201、 9202、顯示部份9203、鍵盤92 04、外部連接埠9205 向裝置9206等。在該電腦中，顯示部份92 03具有與 方式2至5中所述類似的發光元件，這些發光元件係 陣排列。該發光元件具有如下特徵，即發光效率高且 量少。因爲含有此等發光元件的顯示部份9203也具 似的特徵，所以在該電腦中，實現低耗電量。由於這 徵有助於在該電腦中大幅度地減少或縮小電源電路等 而可以實現主體9201、框體9202的小型輕量化。因 的影 DVD 在圖 、支 輸入 實施 呈矩 耗電 有類 這些 路等 化。 、小 框體 、指 實施 呈矩 耗電 有類 些特 ，從 爲根 -67- 200946512 據本發明的電腦實現低耗電量、高影像品質、小型輕量化 ，所以可以提供適合環境的產品。 圖7C表示根據本發明的手機，包括主體9401、框體 9402、顯示部份9403、音頻輸入部份9404、音頻輸出部 份9405、操作鍵9406、外部連接埠9407、天線9408等 。在該手機中，顯示部份94 0 3具有與實施方式2至5中 所述類似的發光元件’這些發光元件係呈矩陣排列。該發 光元件具有如下特徵，即發光效率高且耗電量少。由於含 有此等發光元件的顯示部份9 40 3也具有類似的特徵’因 此在該手機中，實現低耗電量。由於這些特徵有助於在該 手機中大幅度地減少或縮小電源電路等，從而可以實現主 體940 1、框體9402的小型輕量化。因爲根據本發明的手 機實現低耗電量、高影像品質、小型輕量化，所以可以提 供適合攜帶的產品。 圖7D表示根據本發明的攝像機，包括主體950 1、顯 示部份95 02、框體9503、外部連接埠95 04、遙控接收部 份9505、影像接收部份9506、電池9507、音頻輸入部份 9508、操作鍵9509、目鏡部份9510等。在該攝像機中， 顯示部份9502具有與實施方式2至5中所述類似的發光 元件，這些發光元件係呈矩陣排列。該發光元件具有如下 特徵，即發光效率高且耗電量少。由於含有此等發光元件 的顯示部份9502也具有類似的特徵，因此在該攝像機中 ，實現低耗電量。由於這些特徵有助於在該攝像機中大幅 度地減少或縮小電源電路等，從而可以實現主體950 1的 -68- 200946512 小型輕量化。因爲根據本發明的攝像機實現低耗電量、高 影像品質、小型輕量化，所以可以提供適合攜帶的產品。 如上所述，本發明發光裝置的應用範圍非常寬，因此 這種發光裝置可以應用於各式各樣領域的電子裝置。藉由 使用本發明的唾噚啉衍生物，可以提供具有耗電量低且顏 色再現性優越的顯示部份的電子裝置。 此外，本發明的發光裝置也可以用於照明設備。利用 φ 圖8來說明將本發明的發光元件用於照明設備的一個方式 〇 圖8表示使用本發明的發光裝置作爲背光燈的液晶顯 示裝置的一個例子。圖8所示的液晶顯示裝置包括框體 9〇1、液晶層902、背光燈903以及框體904。液晶層902 連接到驅動1C 905。此外，以本發明的發光裝置作爲背光 燈9 03，並且藉由端子906供應電流。 藉由使用本發明的發光裝置作爲液晶顯示裝置的背光 〇 燈，可以獲得降低耗電量的背光燈。此外，因爲本發明的 發光裝置是面發光照明設備並且可以具有大面積，所以可 以提高背光燈的面積和液晶顯示裝置的面積。再者，由於 本發明的發光裝置是薄型且其耗電量低，因此也可以實現 顯不裝置的薄型化和低耗電量化。 圖9表示將應用本發明的發光裝置用作檯燈（照明設 備的例子）。圖9所示的擡燈包括框體200 1和光源2002 。使用本發明的發光裝置作爲光源2002。因爲本發明的 發光裝置可以發出高亮度的光，所以可以將進行細工的區 -69- 200946512 域照得很亮。 圖ίο表示將應用本發明的發光裝置用作室內照明設 備3001的例子。因爲本發明的發光裝置可具有大面積， 所以可以將該發光裝置用作具有大發光面積的照明設備。 此外’因爲本發明的發光裝置是薄型且其耗電量低，所以 該發光裝置可以用作薄型和低耗電量的照明設備。在將應 用本發明的發光裝置用作室內照明設備3 00 1的房間內放 置如圖7A所示根據本發明的電視機3 002，可以觀賞公共 _ 〇 廣播和電影。 實施例1 《合成例1》 在本合成例1中，具體地例示實施方式1中的結構式 (1)所示屬於本發明唾噚啉衍生物的4,4’-雙（3-苯基唾 噚啉-2-基）三苯胺（縮寫：PQ2A)的合成例。 [步驟1 ] 說明PQ2A合成過程的中間體2- ( 4-溴苯基）-3_苯 基喹噚啉的合成方法。 (i ) ( 4-溴苯基）苯基乙炔的合成 (B-1 )表示（4-溴苯基）苯基乙炔的合成圖解。 -70- 200946512
(B-1) 鈀（II) 、190mg(lmmol)的碘化銅（I)放在 lOOOmL
三頸燒瓶中，並進行氮氣置換’然後加入3 50mL的四氫 呋喃及18mL的三乙胺，在室溫下攪拌12個小時。在反 應後，利用3 %的鹽酸水溶液洗滌反應混合物，且利用乙 酸乙酯對水相進行萃取。將萃取液和有機相混在一起，進 行利用飽和鹽溶液的洗滌，利用硫酸鎂進行乾燥。藉由使 混合物經過砂藻土 （ Celite ) ( Wako Pure Chemical
Industries, Ltd.製造，目錄號碼：531-16855，以下相同） 、砂酸鎂（Florisil ) ( Wako Pure Chemical Industries,
將 28.3g(0.10mol)的 p -溴碘苯、l〇.2g(0.1〇mol) 的苯基乙炔、701mg(lmm〇l)的二氯化雙（三苯基膦）
Ltd.製造，目錄號碼：540-00 1 3 5，以下相同）、氧化鋁 進行過濾，利用己烷使濃縮濾液而獲得的固體再結晶，結 果以58 %的產率獲得15g的目標產物固體。 (ii) 1-(4-溴苯基）-2-苯基乙烷二酮的合成 (B-2)表示1-(4-溴苯基）-2-苯基乙烷二酮的合成 圖解。
(B-2) 200946512 將10.0g(38.9mmol)的（i)所合成的（4 -溴苯基） 苯基乙炔、4.7g ( 18.5mmol)的碘、100mL的二甲亞碾放 在3 0 0mL三頸燒瓶中，在155°C下攪拌4個小時。在反應 後，冷卻反應溶液，然後將反應溶液放在1 wt%的硫酸鈉 水溶液中，使固體析出。藉由進行抽氣過濾，回收析出的 固體，將所回收的過濾物溶解於乙醇之後，經過矽藻土進 行過濾，濃縮濾液。將獲得固體溶解於乙酸乙酯，再次經 過矽藻土進行過濾，濃縮濾液而使固體析出。利用乙酸乙 酯、己烷使獲得的固體再結晶，結果獲得1.5g的目標產 物固體。利用丙酮、己烷使獲得目標產物固體之後的濾液 再次再結晶，結果獲得6.7 g的目標產物固體。藉由兩次 再結晶而獲得的目標產物固體共計8.2g，其產率爲72%。 (iii) 2-(4-溴苯基）-3-苯基唾噚啉的合成 (B-3)表示2- (4 -溴苯基）-3 -苯基喹噚啉的合成圖 解。
將8.2g ( 2 9mmol )的（ii )所獲得的1- ( 4-溴苯基 )-2-苯基乙烷二酮、3.1g(31mmol)的 〇-苯二胺放在 3 00mL燒瓶中，加入lOOmL的乙醇，迴流2個小時。在 反應後，藉由進行抽氣過瀘，回收析出的固體。利用乙醇 洗滌所回收的固體，進行乾燥，結果以69%的產率獲得 -72- 200946512 7.3g的目標產物，呈淡黃色固體。 [步驟2] 說明屬於本發明喹噚啉衍生物的4,4’-雙（3_苯基喹 噚啉-2-基）三苯胺的合成方法。 (i) 4- (3 -苯基唾曙琳-2 -基）一苯胺的合成方法 (B-4)表示4- (2-苯基-喹嗶啉-3-基）二苯胺的合 成圖解。
將3.6g(10mmol)的步驟1的（iii)所合成的2-( 4-溴苯基）-3-苯基喹噚啉、1.5g( 15 mmol)的苯胺、 290mg ( 0.5mmol )的雙（二亞节基丙酮）銷（〇)、 〇 3.0mL ( 15mmol )的三（三級丁基）膦（10 wt%己烷溶液 )、1.5g(15mmol)的三級丁氧化鈉放在 100mL的三頸 燒瓶中，加入20mL的脫水二甲苯，在氮氣氣氛中以130 °C加熱攪拌2.5小時。在反應結束後，將大約3 00mL的甲 苯加入反應溶液的懸浮液，使其經過矽酸鎂、矽藻土進行 過濾。在利用水洗滌獲得的濾液之後，利用硫酸鎂去除水 份。使該懸浮液經過矽酸鎂、氧化鋁、矽藻土進行過濾’ 濃縮獲得的濾液，結果獲得2.2g的棕色粉末。注意’利 用矽膠薄層層析法（TLC )而獲得的Rf値（己烷：乙酸 -73- 200946512 乙酯=2: 1)如下：目標產物4- ( 3-苯基喹噚啉-2-基） 二苯胺爲0.63，且2-(4-溴苯基）-3-苯基唾鸣啉爲0.78 ii) 4,4’-雙（3-苯基喹噚啉-2-基）三苯胺的合成方 法 (B-5)表示4,4’-雙（3-苯基喹噚啉-2-基）三苯胺的 合成圖解。
(B-5) ❹ 在上述步驟2(i)後，在500mL茄型燒瓶中混合 2.28的4-(2-苯基-喹噚啉-3-基）二苯胺、3.6§(1〇111111〇1 )的 2- ( 4-溴苯基）-3-苯基喹噚啉、212mg ( 0.5mmol) 的雙（二亞苄基丙嗣）鈀（〇 ) 、1.2mL ( 0.6mmol )的三 (三級丁基）膦（10 Wt%己烷溶液）、：1.2g(12mmol)的 三級丁氧化鈉，加入50mL的脫水二甲苯，在氮氣氣氛中 以120°C加熱攪拌6小時。在反應結束後，將大約1L的 以1 : 1的比例混合有甲苯和乙酸乙酯的混合液加入作爲 反應溶液的懸浮液，使其經過矽酸鎂 '矽藻土進行過濾。 在利用水洗滌獲得的濾液之後’利用硫酸鎂去除水份。使 -74- 200946512 該懸浮液經過氧化鋁、矽藻土進行過濾，濃縮獲得的濾液 。將丙酮和己烷加入濃縮的濾液裡且照射超音波，進行再 結晶’結果以4.5g的產量獲得棕色粉末（從步驟2 (i) 到本步驟的總產率爲6 9 % )。利用示差掃描熱量計（d S C )測得該目標產物的熔點是245。(：。 以下說明在上述步騾2中獲得的棕色粉末利用核磁共 振光譜法（W-NMR、13C-NMR )所得到的分析結果。此 φ 外，圖12A和12B表示1H-NMR圖，而圖13A和13B表 示13C-NMR圖。由這些結果確認在本合成例1中，獲得 由上述結構式（1)表示之屬於本發明喹噚啉衍生物的 PQ2A 〇 1H NMR ( 3 00MHz、CDCI3 ) · δ ( ppm ) = 7.02- 7.13 (m、7H) 、7.26-7.43 (m、12H) ' 7.56-7.60 ( m s 4H) ' 7.75-7.78 (m、4H) 、8.15-8.18 (m、4H) 13C-NMR ( 75.5MHz、CDCh ) : δ (ppm) = 123.1 〇 、 124.0 、 125.4 、 128.2 、 128.9 、 129.0 、 129.2 、 129.4 、 129.7 ' 129.7、129.9、130.9、133.0、139.3、141.1、 141.2、 146.7、 147.9、 152.9、 153.5 此外，圖1 4表示P Q 2 A的甲苯溶液的吸收光譜。在 圖14中，橫軸表示波長（nm) ’而縱軸表示吸收強度（ 任意單位）。將溶液放在石英槽中進行測量’圖14的光 譜是減去石英的吸收光譜所得到的吸收光譜。爲進行測量 ’使用紫外光—可見光分光光度計（JASCO Corp〇rati〇n 製造的V-550型）。從這些測量觀察到pQ2A的甲苯溶液 -75- 200946512 在406nm附近有吸收。此外，圖15表示PQ2A的甲苯溶 液的放射光譜（激發波長爲400nm)。在圖15中，橫軸 表示波長（nm)，而縱軸表示放射強度（任意單位）。 最大放射波長爲475 nm (激發波長爲400 nm)。 此外，圖16表示PQ2A的薄膜的吸收光譜。在圖16 中，橫軸表示波長（nm)，而縱軸表示吸收強度（任意 單位）。藉由將PQ2A蒸鍍於石英基材上來製造測量用薄 膜樣品，圖16的光譜是減去石英的吸收光譜所得到的吸 收光譜。爲進行測量，使用紫外光-可見光分光光度計（ JASCO Corporation 製造的 V-550 型）。結果，PQ2A 的 薄膜在416nm附近觀察到吸收。此外，圖17表示PQ2A 的薄膜的放射光譜（激發波長爲416nm)。在圖17中， 橫軸表示波長（nm)，而縱軸表示放射強度（任意單位 )。最大放射波長爲501nm (激發波長爲416nm)。 此外，在大氣中利用光電子光譜儀（Riken Keiki Co.，Ltd.製造的 AC-2 )測量該薄膜，HOMO能階爲-5.53 eV。根據圖16所示的吸收光譜的Tauc曲線，吸收邊 限（absorption edge)爲 2.69eV。因此，PQ2A 處於固體 狀態時的能隙估計爲2.69eV ’意指PQ2A的LUMO能階 爲-2.84eV。 此外，測量PQ2A的氧化反應特性以及還原反應特性 。藉由循環伏安法（CV )測量氧化反應特性以及還原反 應特性。注意，當進行測量時’利用電化學分析儀器（ BAS Inc.製造，型號：ALS model 600A )。 200946512 至於CV測量用的溶液，使用脫水N，N-二甲基甲醯胺 (DMF ) (Sigma-Aldrich Inc.製造，99_8%，目錄號碼： 22705-6 )作爲溶劑，且使作爲支持電解質的過氯酸四-n-丁基錢（11-BU4NCIO4，Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 製造，目錄號碼：T0836 )溶解在該溶劑中使達到 lOOmmol/L的濃度，並且使測量對象溶解在該溶劑裡使其 濃度爲lmmol/L。此外，使用舶電極（BAS Inc.製造的 φ PTE鉑電極）作爲工作電極，使用鉑電極（BAS Inc.製造 的VC-3 Pt相對電極（5cm ))作爲輔助電極，且使用 Ag/Ag +電極（BAS Inc.製造的RE5非水溶劑類參考電極 )作爲參考電極。注意，在室溫下進行測量。 PQ2A的還原反應特性是依以下方式進行測量。以在 使相對於參考電極的工作電極的電位從-0.2 V變化到-2.3 V 以後從-2.3V變化到- 0.2V的掃描爲一個循環，而進行100 個循環測量。此外，將CV測量的掃描速度設定爲0. 1 V/s ❿ 圖18表示PQ2A的還原特性的CV測量結果。在圖 18中’橫軸表示相對於參考電極的工作電極的電位（v) ’而縱軸表示於工作電極和輔助電極之間流動的電流値（ βΑ)。根據圖18，在- 2.03V附近（vs.Ag/Ag+)觀察到 代表還原的電流。 雖然重複100個循環掃描，但是PQ2A在代表還原反 應的CV曲線的峰位置與峰強度上並無重大的變化。因此 可知PQ2A即使從中性狀態到還原狀態的還原反應和從還 -77- 200946512 原狀態到中性狀態的氧化反應重複進行亦是高度_ '定的物 質。 實施例2 在本實施例中，參照圖11說明本發明的發光元件。 以下列出本實施例中使用的材料的化學式。
lr(Fdpq)2(acac) 以下說明本實施例的發光元件的製造方法。 -78- 200946512 (發光元件1 ) 首先，藉由濺鍍法在玻璃基材2 1 0 1上沈積包含氧化 矽的氧化銦-氧化錫，以形成第一電極2 1 02。注意，將第 一電極2102的厚度設定爲llOnm，且將電極面積設定爲 2mmx2mm。 接著，將形成有第一電極的基材固定到設置在真空蒸 鍍設備中的基材固持器上，以使形成有第一電極的面朝下 φ 。然後，對真空蒸鍍設備進行排氣，將其內壓力減少到 l(T4Pa左右，然後，在第一電極2102上共同蒸鍍4,4'-雙 [N-(l-萘基）-N-苯基胺基]聯苯（縮寫：NPB)和氧化鉬 (VI)，以形成包含複合材料的層2103。將該含有複合 材料的層2103的厚度設定爲50nm，並且將NPB和氧化 鉬（VI )的重量比調節爲4 : 1 ( =NPB :氧化鉬）。 接著，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法在該包含複合材料 的層2103上沈積出l〇nm厚的NPB，以形成電洞傳輸層 ❹ 2104。 再者’在電洞傳輸層2104上共同蒸鍍實施方式1中 由結構式（1 )表示的本發明的4,4’-雙（3-苯基喹Df啉-2-基）三苯胺（縮寫：PQ2A)和（乙醯丙酮）雙[2,3 -雙（ 4 -氟苯基）唾曙琳]銀（III)(縮寫：Ir(Fdpq)2(acac))， 而形成厚度爲30nm的發光層2105。將PQ2A和Ir(Fdpq)2 (acac)的重量比調整爲 1 : 0.06 ( = PQ2A : Ir(Fdpq)2 (acac) ) 〇 然後’藉由使用電阻加熱的蒸鍍法在發光層2105上 -79- 200946512 沈積出10nm厚度的參（8-羥基喹啉）鋁（縮寫：Alq)， 而形成電子傳輸層2106。 再者，在電子傳輸層2106上共同蒸鍍Alq和鋰，以 形成厚度50nm的電子注入層2107。在此，將Alq和鋰的 重量比調整爲1 : 〇.〇1 (= Alq :鋰）。 最後，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層 2107上沈積出厚度2 0 Onm的鋁以形成第二電極2108，從 而製造發光元件1。 (發光元件2 ) 發光元件2除了使用雙（2-甲基-8-羥基喹啉）（4-苯 基酚）鋁（縮寫：BAlq)代替在發光元件1中用於形成電 子傳輸層的Alq以外，係與發光元件1以類似方式形成。 圖19表示發光元件1和發光元件2的電流密度-亮度 特性。圖20表示這些發光元件的電壓-亮度特性。圖21 表示這些發光元件的亮度-電流效率特性。此外，圖22表 示在1mA電流下的放射光譜。 發光元件1的亮度爲1000cd/m2時的CIE色品坐標（ chromaticity coordinate )爲(x = 0.68 ' y = 〇. 3 1 )，是紅 色發光。此外，亮度爲1000cd/m2時的電流效率爲 3.8cd/A，並且外部量子效率爲6.3%。此外，亮度爲 lOOOcd/m2時的電壓爲5.6V，電流密度爲26.2mA/cm2，並 且功率效率爲2.1 lm/W。 發光元件2的亮度爲l〇〇〇cd/m2時的CIE色品坐標爲 -80- 200946512 (x = 0.71 ' y = 0.29) ’是紅色發光。此外，亮度爲 1 000cd/m2時的電流效率爲5.5cd/A，並且外部量子效率爲 10%。此外，亮度爲l〇00cd/m2時的電壓爲5.8V，電流密 度爲1 7.7mA/cm2，並且功率效率爲3.00 lm/W。 因此，藉由使用本發明的喹Df啉衍生物，可以獲得驅 動電力低的發光元件。 此外，如圖22所示，發光元件1和發光元件2都具 φ 有大致相同的光譜，可從Ir(Fdpq)2(aCaC)發光。這裏，儘 管已發現用作發光物質的Ir(Fdpq)2(aCaC)是電洞傳輸性低 且電子捕捉性高的物質，然而，由於可在發光元件2中有 效地獲得發光，所以可以知道本發明的喹噚啉衍生物具有 電洞傳輸性。此外，在發光元件1中，與發光層相鄰地設 置的電子傳輸層的Alq的電洞阻擋性低，並且當對於發光 層的發光沒有助益的電洞通過發光層時發出光。但是’在 發光元件1中難以看到發光。這是由於發光層中的載子平 〇 衡好，以致幾乎所有電洞均有助於再結合所致。也就是說 ，本發明的喹噚啉衍生物兼具適當的電洞傳輸性和電子傳 輸性，因而具有雙極性。此外，根據實施例1及實施例2 ，可以知道’在本實施例中使用的pQ2A可以使發紅色燐 光的材料Ir(Fdpq)2(acac)激發而發光。 本申請案是根據2007年12月3日向日本專利局提出 申請的日本專利申請編號2007-3 1 2 1 90 ’其整體內容以參 照方式倂入本文。 -81 - 200946512 【圖式簡單說明】 圖1A至1C是各說明本發明發光元件的圖； 圖2是說明本發明發光元件的圖； 圖3是說明本發明發光元件的圖； 圖4是說明本發明有機半導體元件的圖； 圖5A和5B是說明本發明發光裝置的圖； 圖6A和6B是說明本發明發光裝置的圖； 圖7A至7D是說明本發明電子裝置的圖； 圖8是說明本發明電子裝置的圖； 圖9是說明本發明照明設備的圖； 圖1〇是說明本發明照明設備的圖； 圖11是說明實施例發光元件的圖； 圖12A和12B顯示屬於本發明喹噚啉衍生物的4,4，_ 雙（3-苯基喹噚啉-2-基）三苯胺（縮寫：PQ2A)的4-NMR 圖； 圖13A和13B顯示本發明喹噚啉衍生物Pq2a的 13C- NMR 圖； 圖1 4顯示本發明喹噚啉衍生物P Q 2 A的溶液的吸收 光譜； 圖15顯示本發明喹鸣啉衍生物Pq2a的溶液的放射 光譜； 圖16顯示本發明喹噚啉衍生物PQ2 A的薄膜的吸收 光譜； 圖17顯示本發明喹噚啉衍生物p Q 2 A的薄膜的放射 200946512 光譜； 圖1 8顯示本發明喹噚咐衍生物PQ2A的CV測量結果 9 圖19顯示在實施例2中製造的發光元件1及發光元 件2的電流密度-亮度特性； 圖20顯示在實施例2中製造的發光元件1及發光元 件2的電壓-亮度特性； φ 圖21顯示在實施例2中製造的發光元件1及發光元 件2的電流效率-亮度特性； 圖22顯示在實施例2中製造的發光元件1及發光元 件2的放射光譜。 【主要元件符號說明】 1 0 1 :基材 102 :第一電極 ❹ 103 : EL層 1 04 :第二電極 1 1 1 :電洞注入層 1 1 2 :電洞傳輸層 1 13 :發光層 1 1 4 :電子傳輸層 3 0 1 :基材 3 02 :第一電極 3 0 4 :第二電極 -83- 200946512 3 1 1 :電子傳輸層 312 :發光層 3 1 3 :電洞傳輸層 3 1 4 :電洞注入層 5〇1 :第一電極 502 :第二電極 51 1 :第一發光單元 512 :第二發光單元 513 :電荷產生層 60 1 :驅動電路部份（源極側訊號線驅動電路） 602 :像素部份 603 :驅動電路部份（閘極側訊號線驅動電路） 6 0 4 :密封基材 605 :密封材料 607 :空間 608 :引導佈線 609 : FPC (撓性印刷電路） 6 1 0 :元件基材 6 11：切換 TFT 6 12 :電流控制TFT 6 1 3 :第一·電極 6 1 4 :絕緣物 6 16: E L 層 6 1 7 :第二電極 -84- 200946512 6 1 8 :發光元件
623 ： η通道型TFT 624 : p通道型TFT 90 1 :框體 9 0 2 ··液晶層 9 0 3 :背光燈 904 :框體
0 9 0 5 :驅動 I C 906 :端子 95 1 :基材 952 :電極 9 5 3 :絕緣層 9 5 4 :隔斷層 95 5 ： EL 層 9 5 6 :電極 Q 1 2 0 1 :源電極 1 2 0 2 :活性層 1 2 0 3 :汲電極 1 2 0 4 :閘電極 2 0 0 1 :框體 2 0 0 2 :光源 2 1 0 1 :玻璃基材 2102:第一電極 2103:包含複合材料的層 -85 200946512 2104:電洞傳輸層 2105 :發光層 2106:電子傳輸層 2 1 0 7 :電子注入層 2108 ：第二電極 3 0 0 1 :室內照明設備 3 0 0 2 :電視機 9 1 0 1 :框體 9102 :支撐台 9 1 0 3 :顯示部份 9104 :揚聲器部份 9 1 0 5 :視頻輸入端子 9201 :主體 9202 :框體 9 2 0 3 :顯示部份 9204 :鍵盤 9205 :外部連接埠 9206:指向裝置 9401 :主體 9402 :框體 9 4 0 3 :顯示部份 9404:音頻輸入部份 9405:音頻輸出部份 9 4 0 6 :操作鍵 200946512 9407:外部連接埠 9408 :天線 9501 :主體 9502 :顯示部份 95 03 :框體 9 5 0 4 :外部連接埠 9 5 0 5 :遙控接收部份 95 06 :影像接收部份 9 5 0 7 :電池 95 0 8 ：音頻輸入部份 9 5 0 9 :操作鍵 9 5 1 0 :目鏡部份
-87

Claims (1)

  1. 200946512 十、申請專利範圍 1 . 一種如通式（G 1 )所示的唾鸣啉衍生物， Ar
    其中： α1與ct2各獨立表示碳數爲13或以下的伸芳基， Ar表示碳數爲13或以下的芳基， R1與R6各獨立表示氫原子、碳數爲1至6的烷基、 碳數爲13或以下的芳基中的任一種，且 R2至R5及R7至R1()各獨立表示氫原子、碳數爲1至 6的烷基、經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代 的聯苯基中的任一種。 2.根據申請專利範圍第1項的唾噚啉衍生物， 其中，通式（G1)中的α1與α2各獨立表示下列通 式（2-1 )至（2-7 )的任一種，
    (2-1)
    (2-2) 200946512
    R29 r28 R27 R26 (2-4) R\ ^22 f3 R24 Ri1 R22 R23
    R29 r28 R27R26 (2-3) R22R23
    R\ ?22πΓ/ R3〇0-^-R25 ^ R28R27R26 (2-6) R38
    R36 R35 R34 R33 R3、1 X ,R32 (2-7) 其中： R11至R15及R21至R3 6各獨立表示氫原子、碳數爲1 至6的烷基、苯基中的任一種，且 R3 7和R3 8各獨立表示氫原子或碳數爲1至6的烷基 3 .根據申請專利範圍第1項的喹噚啉衍生物， 其中通式（G1 )中的Ar爲以下通式（3-1 )至（3-7 )中的任一種， -89- 200946512
    -〇^>r55 r60〇-^r55 r59 r58 R57XR56 r59 r58 ^r56 (3-2) (3-3)
    (3-7)
    (3-5)
    (3-6) 其中，R41至R45、R51至R68、及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基.、苯基以及聯苯基中的任 —種。 4.根據申請專利範圍第1項的喹鸣啉衍生物， 其中通式（G1)中的R1及R6各獨立表示結構式（4-1)至（4-6)、通式（4-7)至（4-12)中的任一種， —-Η ch3 ch2ch3 (4-1) (4-2) (4-3) ch3 —?_CH3 —〇6屮3 CH-, (4-4) (4-5) -90- (4-6) 200946512 ❹
    R59 R58 R57 R56 (4-8)
    R79 r78 R77 R76 (4-12) 其中，R41至R45、R51至R68、及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 一種。 5 .根據申請專利範圍第1項的喹噚啉衍生物， 其中通式（G1 )中的R2至R5及R7至R1Q各獨立表 示結構式（5-1)至（5-6)、通式（5-7)至（5-10)中的 ❹ 任一種， ——Η ch3 CH2CH3 (5-1) (5-2) (5-3) ch3 —?_CH3 一c6h13 CH〇 (5-4} (5-5) (5-6) -91 - 200946512 rsi R52 r53
    (5-8) R45 R44 (5-7) R6〇>_/-\_^R55 R59 r58 R57XR56 (5-9)
    (5-10) 其中，R41至R45、R51至R68、及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 -92- 200946512
    其中 1與 各獨立表示碳數爲13或以下的伸芳 基， Ar表示碳數爲13或以下的芳基， R1與R6各獨立表示氫原子、碳數爲1至6的烷基、 碳數爲1 3或以下的芳基中的任一種，且 R2至R5及R7至R1()各獨立表示氫原子、碳數爲1至 6的烷基、經取代或未經取代的苯基以及經取代或未經取 代的聯苯基中的任一種。 8. 根據申請專利範圍第7項的發光元件，其中該EL 層還包含螢光物質。 〇 9. 根據申請專利範圍第7項的發光元件，其中該EL 層還包含燐光物質。 1 〇 .根據申請專利範圍第7項的發光元件，其中該通 式（G1)中的a1與ο:2各獨立表示以下通式（2-1)至（ 2-7)中的任一'種，
    -93- 200946512 R21 R22 R23
    R29 r28 R27 R26 R24 R?1 R22 R23
    R29 r28 R27 R26 (2-4) (2-3) R22R23 R21 R22R23
    R29 R28R27R26 R28 R27 R26 (2-6) (2-5) R37 r38
    R36 R35 R34 R33 (2-7) 其中，R11至R15及R21至R3 6各獨立表示氫原子、碳 數爲1至6的烷基、及苯基中的任一種，且 R3 7和R3 8各獨立表示氫原子或碳數爲1至6的烷基 〇 1 1 .根據申請專利範圍第7項的發光元件， 其中通式（G1 )中的Ar爲以下通式（3-1 )至（3-7 )中的任一種， -94- 200946512
    r59 r58 r57 r56 (3-2) R52 r53
    R59 R58 R57 R56 (3-3)
    (3-7)
    (3-6) 其中，R41至 R45、R51 至 R68 ' •及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲 1至6的烷基、 苯基以及聯苯基中的任 —'種。 12.根據申請專利範圍第7項的發光元件， 其中，通式（ G1)中的R1及 R6各獨立表示結構式（ 4 -1 )至（4 - 6 )、 通式（4-7)至（ 4 -1 2 )中的任一種， ——Η ch3 ch2ch3 (4-1) (4-2) (4-3) ?η3 —CeHi3 CH, (4-4) (4-5) (4-6) -95- 200946512
    R52 R53
    R79 R78 R77 R76 (4-12) 及R71至R79各獨立表
    示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 一種。 1 3 .根據申請專利範圍第7項的發光元件，
    其中，通式（G1)中的R2至R5及R7至R1()各獨立 表示結構式（5-1)至（5-6)、通式（5-7)至（5-10)中 的任一種， ——Η ch3 —CH2C (5-1) (5-2) (5-3) ch3 —CH3 —c6h13 "Ο CH, (5-4) (5-5) (5-6) -96- 200946512
    R53
    Ο 其中，R41至R45、R51至R68、及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 種 14. 根據申請專利範圍第7項的發光元件， 其中，Ar、R1及R6各表示未經取代的苯基， α1和α2各表示伸苯基，且 ❹ R2至R5及R7至R1()各表示氫原子。 15. —種電子裝置，包括： 發光元件， 其中該發光元件包括： 第一電極； 在該第一電極上的EL層；以及 在該EL層上的第二電極， 其中，該EL層包含通式（G1 )所示的喹噚啉衍生物 -97 200946512 Ar
    其中
    (G 1 各獨立表系碳數爲13或以下的伸芳 基 Ar表示碳數爲13或以下的方基 R1與R6各獨立表示氫原子、碳數爲1至6的烷 碳數爲13或以下的芳基中的任一種’且 R2至R5及R7至R1。各獨立表示氫原子、碳數爲 6的烷基、經取代或未經取代的苯基、以及經取代或 取代的聯苯基中的任一種。 16. 根據申請專利範圍第15項的電子裝置，甘 EL層還包含螢光物質。 17. 根據申請專利範圍第15項的電子裝置， 其 EL層還包含燐光物質。 18. 根據申請專利範圍第15項的電子裝置， 其中’通式（G1)中的各獨立表示以 式（2-1 )至（2-7 )中的任一種，R}1 R12 基、 © 1至未經中該中該 下通
    -98- 200946512
    R29 r28 R27 R26 R\ f2 *?23 R24 R2\1 R22 R23 (2-3) (2-4) R22R23
    〇 R29 R28 R27 r26 R21 R22R23
    (2-6) R3〇<\ /Wv /Vr25 R28 R27 R26
    R29 r28 R27 R26 (2-5)
    (2-7) 其中： Q R2至R15及R21至R3 6各獨立表示氫原子、碳數爲1 至6的烷基、苯基中的任一種，並且 R3 7和R3 8各獨立表示氫原子或碳數爲1至6的烷基 -99- 1 9 .根據申請專利範圍第1 5項的電子裝置， 2 其中，通式（G1)中的Ar爲以下通式（3-1)至（3-7 )中的任一種， 200946512 Rf R42 —Q-r43 R45 R44 (3-1) W r-r54 -\t〇-R55 r6〇o^r5s r59 R58 R57 r56 r59 p58 ^R56 (3-2) (3-3)
    (3-7) V R62 R68V J-R63 R67l /-R64 R66 R65 (3-5)
    (3-6) 其中，R41至 R45、R51 至 R68、及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲 1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 一種。 20.根據申請專利範圍第1 5項的電子裝置， 其中，通式（ G1 )中的R 1及R6各獨立表示結構式（ 4-1 )至（4-6)、 通式（4-7 ) 至（4-12)中的任一種， ——Η ch3 ch2ch3 (4-1) (4-2) (4-3) ?η3 c6h13 CH, (4-4) (4-5) (4-6) -100- 200946512
    R59 R58 R57 R56 (4-8)
    RV R62 y_/ \ R62 R7、2 R73 -Λ>«63 r68〇-r63 R> =>CR74 r67\S-r64 ) >〇-R75 p66 R65 R66p{65 R79 R78 R77 R76 (4-10) (4-11) (4-12) 其中，R41至R45、R51至R68、及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 一種。 2 1 .根據申請專利範圍第1 5項的電子裝置，
    其中，通式（G1)中的R2至R5及R7至R1G各獨立 表示結構式（5-1 )至（5-6 )、通式（5-7 )至（5-10 )中 的任一種， —H ch3 CH2CH (5-1) (5-2) (5-3) ch3 —〒一ch3 一CeHi3 CH, (5-4) (5-5) (5-6) -101 - 200946512
    (5-10) 其中，R41至R45、R51至R68、及R71至R79各獨立表 示氫原子、碳數爲1至6的烷基、苯基以及聯苯基中的任 一種。 22 .根據申請專利範圍第1 5項的電子裝置， 其中，Ar、R1及R6各表示未經取代的苯基， α1和α2各表示伸苯基，並且 R2至R5及R7至R1()各表示氫原子。 -102 -
TW097146669A 2007-12-03 2008-12-01 喹啉衍生物以及使用該喹啉衍生物之發光元件、發光裝置、與電子裝置 TWI439454B (zh)

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