TW201315797A - 茀衍生物、發光元件、發光裝置、電子裝置及照明裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是提供作為有機EL元件用的優良發光材料的新穎的茀衍生物。提供由通式(G1)表示的茀衍生物。□該式中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基。此外，α1至α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1，且p表示1或2。

Description

茀衍生物、發光元件、發光裝置、電子裝置及照明裝置
本發明係關於能應用於發光元件的新穎材料，所述發光元件的至少一部分包括有機化合物，和亦關於使用該材料的發光元件、發光裝置、電子裝置和照明裝置。
近年來，對利用電致發光性(EL)的發光元件進行深入研究和開發。在這種發光元件的基礎結構中，將包含發光物質的層插入一對電極之間。藉由對該元件施加電壓，可從具有發光性質的發光物質獲得光發射。
因為這種發光元件是自發光型，因此認為所述發光元件相對於液晶顯示器具有像素能見度高，不需要背光等的優點，因此，適合用作平板顯示器元件。此外，這種發光元件因能夠形成薄而輕的元件，並具有快速回應速度而具有優勢。
此外，因為這種發光元件可以成形為薄膜形式，藉由形成大面積的元件，能容易獲得平面光發射。用白熾燈和LED代表的點光源或者螢光燈為代表的線光源很難獲得這種特性。因此，這種發光元件能極有效用作可應用於照明等的表面光源。
利用電致發光性的發光元件可根據其是使用有機化合物或是無機化合物作為發光物質來廣義分類。在使用有機化合物作為發光物質的有機EL元件中，藉由對發光元件施 加電壓，將電子和電洞從一對電極注入至包含發光有機化合物的層中，和產生電流。然後，電子和電洞重新結合，在發光有機化合物中形成激發態，和激發態回到基態，因而發光。
具有此機制的上述發光元件被稱作電流-激發發光元件。應注意，由有機化合物產生的激發態可以是單重激發態或三重激發態。從單重激發態的發光稱作螢光，而從三重激發態的發光稱作磷光。
除了藉由以電流激發之載子的重新結合的光發射外，還有一種光發射的方法，該方法中，激發能從由電流激發的有機化合物轉移到另一種有機化合物，因此後面的有機化合物被激發而發射光。這種方法能有效阻止發射效率下降(濃度淬滅(concentration quenching))，發射效率下降的原因是由希望能發射光的有機分子的高濃度引起的疊加相互作用。在有機EL元件中，該方法一般應用於以下元件結構，該元件結構中，發光材料一般分散在發光層(發光層摻雜有發光材料)。用期望發射光的有機分子摻雜主體材料能抑制疊加相互作用，因而可以提高發光元件的效率。這種發光元件中，將激發能從被電流激發的主體材料轉移到摻雜材料，使該摻雜材料發射光。注意到，當物質A分散在由物質B形成的基質中時，形成基質的物質B稱作主體材料，而分散在該基質中的物質A稱作摻雜材料。
從發光材料發射的光是該材料所特有的。很難獲得能發射良好色澤光並滿足諸如壽命和功耗的重要條件的發光 元件。發光元件的壽命、功耗等的重要性能不僅取決於發光物質，而且很大程度上還取決於除發光層外的其他層、元件結構、發光物質與主體的相容性等。因此，已經提出具有各種分子結構的材料作為發光元件的材料(例如，參見專利文獻1)。
此外，發光元件的商品化使得壽命延長成為重要的事項。此外，期望發光元件顯示改進的性質。
[參考文獻]
[專利文獻1]日本公開的專利申請案第2007-015933號
鑒於上述，本發明的一個具體例的目的是提供新穎的茀衍生物作為有機EL元件的優良發光材料。
另一個目的是提供使用上述新穎茀衍生物的發光元件、發光裝置、照明裝置和電子裝置。
透過深入研究，本發明人成功地合成了由以下結構式(F1)表示的茀衍生物，作為能較佳地應用於發光元件的材料，所述結構式中具有藉由σ鍵使茀骨架和胺化合物結合的單元。
因此，本發明一個具體例的茀衍生物是由以下通式(G1)表示的茀衍生物。
在通式(G1)中，R1至R8獨立地表示：氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α1至α4獨立地 表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1，且p表示1或2。
此外，通式(G1)中Ar1的例子包括：經取代或未經取代的菲基、經取代或未經取代的芘基、經取代或未經取代的聯伸三苯基(triphenylenyl)、經取代或未經取代的基、經取代或未經取代的蒽基、經取代或未經取代的稠五苯基和經取代或未經取代的稠四苯基。具體地，通式(G1)中的Ar1較佳地是由以下通式(Ar1-1)至(Ar1-4)中任一通式表示的取代基。
在通式(Ar1-1)至(Ar1-4)中，R11至R17和R21至R23各自獨立地表示氫原子或具有1-6個碳原子的烷基。在通式(G1)中，當Ar1由通式(Ar1-1)或(Ar1-3)表示時p為1，當Ar1由通式(Ar1-2)或(Ar1-4)表示時p為2。
此外，本發明的另一個具體例的茀衍生物是由以下通式(G2)表示的茀衍生物。
在通式(G2)中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，R21至R23各自獨立地表示氫原子或具有1-6個碳原子的烷基。而且，α2至α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有 1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。而且，j和n獨立地表示0或1。
較佳的是，上面通式(G1)和(G2)中的α1至α4獨立地由以下結構式(α-1)至(α-3)表示。
此外，本發明的另一個具體例的茀衍生物是由以下通式(G3)表示的茀衍生物。
在通式(G3)中，R1至R8和R31至R34獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α1至 α3獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1，且p表示1或2。
此外，本發明的另一個具體例的茀衍生物是由以下通式(G4)表示的茀衍生物。
在通式(G4)中，R1至R8、R31至R34、和R31至R45獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α1至α3獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。 Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1，且p表示1或2。
上面通式(G1)至(G4)中的Ar2較佳地是由以下結構式(Ar2-1)至(Ar2-6)中任一結構式表示。
上面通式(G1)至(G4)中的Ar3亦較佳地是由以下結構式(Ar3-1)至(Ar3-8)中的任一結構式表示。
此外，上面通式(G1)至(G4)中的R1至R8較佳地由以下結構式(R-1)至(R-9)中任一結構式表示。
本發明的另一個具體例是由以下結構式(124)表示的茀衍生物。
本發明另一個具體例是由以下結構式(100)表示的茀衍生物。
本發明另一個具體例是由以下結構式(102)表示的茀衍生物。
此外，本發明的另一個具體例是在一對電極之間且包含EL層的發光元件。該EL層至少包含發光層，該發光層包含任一上述的茀衍生物。
再者，本發明的另一個具體例是使用上述發光元件形成的發光裝置。本發明的又一個具體例是使用該發光裝置形成的電子裝置，本發明的另一個具體例是使用該發光裝置形成的照明裝置。
本發明的一個具體例的發光裝置是包含上述發光元件和控制單元的發光裝置，所述控制單元控制該發光元件的光發射。應注意，在本說明書中的發光裝置包括圖像顯示裝置、發光裝置或光源(包括照明裝置)。此外，發光裝置包括在其類別中的以下模組：在板上連接有例如撓性印刷線路(FPC)、帶式自動結合(TAB)帶、或卷帶式封裝(TCP)之連接器的模組；在其端部具有TAB帶或者配有印刷線路 板之TCP的模組；以及具有採用玻璃覆晶接合(COG)法直接安裝在發光元件上之積體電路(IC)的模組。
本發明還包括電子裝置，該裝置的顯示器部分具有本發明的一個具體例的發光裝置。因此，本發明的一個具體例的電子裝置具有顯示器部分，該顯示器部分包含上述的發光裝置。
而且，本發明包括使用本發明的一個具體例的發光裝置的照明裝置。因此，本發明的一個具體例的照明裝置包括上述發光裝置。
本發明的一個具體例的茀衍生物可發射短波長光；所述茀衍生物可以提供高色純度的藍光發射。
此外，可使用本發明一個具體例的茀衍生物用於形成發光元件，因此該發光元件實現高發射效率和高可靠性。
此外，藉由使用這種發光元件，可以獲得高可靠性的發光裝置、電子裝置和照明裝置。
發明詳述
下面，參考圖式描述本發明的具體例。應注意，本發明不限於以下說明，本領域技術人員可以很容易地理解，在不背離本發明之精神和範圍的前提下可以完成各種改變和修飾。因此，本發明不限於下面具體例的描述。
(具體例1)
在本具體例中，描述本發明一個具體例的茀衍生物。
本具體例的茀衍生物是由通式(G1)表示的茀衍生物。
在通式(G1)中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α1至α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表示具有6-13個環碳原子的芳基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1，且p表示1或2。
出於以下原因，烷基較佳地作為通式(G1)的經取代基。使用烷基可改進在有機溶劑中的溶解度，因此有利於進 行純化，並在有機EL元件的濕法製造中可形成更均勻的薄膜。而且，使用烷基能使分子形成更高程度的三維結構，導致改進薄膜性質和更抑制濃度淬滅和準分子的形成。
此外，通式(G1)中的Ar1的例子包括：經取代或未經取代的菲基、經取代或未經取代的芘基、經取代或未經取代的聯伸三苯基、經取代或未經取代的基、經取代或未經取代的蒽基、經取代或未經取代的稠五苯基和經取代或未經取代的稠四苯基。具體地，通式(G1)中的Ar1是由以下通式(Ar1-1)至(Ar1-4)中的任一者通式表示的經取代基。
由通式(G1)表示的本發明一個具體例的茀衍生物較佳地具有(Ar1-1)至(Ar1-4)中的任一者表示的取代基，因為這種茀衍生物能提供高產率和高發射效率。
在通式(Ar1-1)至(Ar1-4)中，R11至R17和R21至R23各自獨立地表示氫原子或具有1-6個碳原子的烷基。作為具有1-6個碳原子的烷基，具體例子有甲基、乙基、丙基、戊基、己基、環己基等。因為以下原因烷基較佳地作為取代基。使用烷基改進在有機溶劑中的溶解度，因此有利於進行純化，並且在有機EL元件的濕法製造中可形成更均勻的薄膜。而且，烷基能使分子形成更高程度的三維結構，導致改進薄膜性質和更抑制濃度淬滅和準分子的形成。
在R1至R8、α1至α4、Ar1和Ar2獨立地具有取代基的情況中，所述經取代基可以是烷基例如甲基、乙基、丙基、戊基或己基，或者芳基如苯基或聯苯基。這些烷基可以相互連接形成環。
此外，作為通式(G1)表示的茀衍生物，較佳者為以下通式(G2)表示的茀衍生物。
由通式(G2)表示的本發明一個具體例的茀衍生物顯示具有尖峰的發射光譜，和易展現高色純度的發射色，尤其是高色純度的藍色。此外，因為這種材料的小斯托克斯位移，當其以作為發光材料加入以摻雜有機EL元件的主體材料時，從主體材料有效地發生能量轉移，而容易獲得高發射效率。
在通式(G2)中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，R21和R23獨立地表示氫原子或具有1-6個碳原子的烷基。而且，α2至α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有1-6 個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j和n獨立地表示0或1。
通式(G1)和(G2)中的Ar2的具體例子包括由以下結構式(Ar2-1)至(Ar2-6)表示的取代基。
通式(G1)和(G2)中的Ar3的具體例子包括由以下結構式(Ar3-1)至(Ar3-8)表示的取代基。
通式(G1)和(G2)中α1至α4的具體例子包括由以下結構式(α-1)至(α-3)表示的取代基。
具體給出由以下結構式(R-1)至(R-9)表示的取代基作為通式(G1)和(G2)中的R1至R8以及通式(Ar1-1)至(Ar1-4)中的R11至R17和R21至R23。
在以下結構式(R-2)至(R-7)中，因以下原因較佳地使用烷基作為取代基。使用烷基改進在有機溶劑中的溶解度，因此有利於進行純化，並且在有機EL元件的濕法製造中可形成均勻的薄膜。而且，使用烷基能使分子形成更高程度的三維結構，導致改進薄膜性質和更抑制濃度淬滅和準分子的形成。
通式(G1)表示的茀衍生物的具體例子包括但不限於結構式(100)至(115)和(120)至(127)表示的茀衍生物。
在結構式(102)、(103)、(106)至(111)、(113)、(121),、(122)、(128)和(131)中，因以下原因較佳地使用烷基作為取代基。使用烷基改進在有機溶劑中的溶解度，因此有利於進行純化，並且在有機EL元件的濕法製造中可形成均勻的薄膜。而且，使用烷基能使分子形成更高程度的三維結構，導致改進薄膜性質和更抑制濃度淬滅和準分子的形成。
各種反應可應用於合成本具體例之茀衍生物的方法。例如，通式(G1)表示的本具體例的茀衍生物可以採用下述的合成反應進行合成。應注意，合成本發明一個具體例的茀衍生物的方法不限於以下的合成方法。
<通式(G1)表示的茀衍生物的合成方法>
如合成流程圖(A-1)所示，在1-鹵化聯苯衍生物(a1)被鋰化之後或者由1-鹵化聯苯衍生物(a1)製備格任亞試劑之後，使發生與苯甲醯基衍生物(a2)的反應，和使形成的物質進行脫水，因此可以獲得經鹵化之芳基茀衍生物(a3)。
在合成流程圖(A-1)中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。另外，α3和α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。而且，j為0或1。X1和X2獨立地表示鹵素，較佳地溴或碘，其具有高反應性，更佳地碘。
在合成流程圖(A-1)中，具有鹵素基團的芳基化合物被活化，形成的物質與苯甲醯基衍生物反應獲得苯酚衍生物，和加入酸進行脫水，因而可製備茀衍生物。
活化的例子包括與烷基鋰試劑的鋰化反應，和用活化的鎂製備格任亞試劑的反應。作為烷基鋰，可提供正丁基鋰、三級丁基鋰、甲基鋰等。可使用鹽酸等作為酸。作為溶劑，可以使用如二乙醚和四氫呋喃(THF)之醚類。
然後，如合成流程圖(A-2)所示，經鹵化之芳基茀衍生物(a3)與芳胺衍生物(a4)偶合，因而可獲得具有茀基的二芳胺衍生物(a5)。
在合成流程圖(A-2)中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α2至α4 獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。而且，j和n獨立地表示0或1。X2表示鹵素，較佳地溴或碘，溴或碘具有高反應性，更佳地碘。
對於合成流程圖(A-2)中具有鹵素基團的芳基化合物與具有胺的芳基化合物(一級芳胺化合物或二級芳胺化合物)的偶合反應具有各種反應條件。例如，可以採用在鹼存在下使用金屬催化劑的合成方法。
顯示在合成流程圖(A-2)中進行Hartwig-Buchwald反應的情況。可以使用鈀催化劑作為金屬催化劑，可以使用鈀錯合物和其配位基的混合物作為鈀催化劑。作為鈀催化劑的例子，可提供：二(二亞苄基丙酮)鈀(0)、乙酸鈀(II)等。作為配位基，可提供：三(三級丁基)膦、三(正己基)膦、三環己基膦、1,1-二(二苯基膦基)二茂鐵(縮寫：DPPF)等。可以作為鹼之物質，可提供：有機鹼如三級丁醇鈉，無機鹼如碳酸鉀等。此外，該反應較佳地在溶液中進行，而甲苯、二甲苯、苯等可以作為用於上面反應的溶劑。但是，可以使用的催化劑、配位基、鹼和溶劑不限於這些。此外，該反應較佳地在氮氣、氬氣等的惰性氛圍下進行。
亦顯示在合成流程圖(A-2)中進行的Ullmann反應的情況。可以使用銅催化劑作為金屬催化劑，和可以提供碘化亞銅(I)和乙酸銅(II)作為銅催化劑。可以作為鹼之物質的例子，可提供無機鹼如碳酸鉀。上述反應較佳地在溶液中 進行，和可提供1,3-二甲基-3,4,5,6-四氫-2(1H)-嘧啶酮(縮寫：DMPU)、甲苯、二甲苯、苯等作為可用於該反應的溶劑。但是，可以使用的催化劑、配位基、鹼和溶劑不限於這些。此外，該反應較佳地在氮氣、氬氣等的惰性氛圍下進行。
在Ullmann反應中，較佳地使用DMPU、二甲苯等，其具有高沸點，因為藉由設定反應溫度高於或等於100℃，可以在較短時間和以更高產率得到待製備之物質。此外，更佳地設定反應溫度高於或等於150℃，這種情況可以使用DMPU等。
如合成流程圖(A-3)所示，將具有茀基的二芳胺衍生物(a5)與經鹵化之芳烴衍生物(a6)偶合，因而可獲得本具體例中由通式(G1)表示的茀衍生物。
在合成流程圖(A-3)中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α1至α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar1表示具有14- 18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1,p表示1或2。X3表示鹵素，較佳地溴或碘，溴或碘具有較高反應性，更佳地碘。
在這一步驟，在p為1的情況，1當量的具有茀基的二芳胺衍生物(a5)與經鹵化之芳烴衍生物(a6)反應。或者，在p為2的情況，2當量的具有茀基的二芳胺衍生物(a5)與經鹵化之芳烴衍生物(a6)反應。
對於合成流程圖(A-3)中具有鹵素基團的芳基化合物與具有胺的芳基化合物(一級芳胺化合物或二級芳胺化合物)的偶合反應具有各種反應條件。例如，可以採用在鹼存在下使用金屬催化劑的合成方法。
如合成流程圖(A-2)，可以在合成流程圖(A-3)中使用Hartwig-Buchwald反應或Ullmann反應。
如上所述，可以合成本具體例的茀衍生物。
本具體例的茀衍生物可發射短波長的光，並提供高色純度的藍光發射。
本具體例的茀衍生物即使具有高分子量也可以發射短波長光，和因此可為具有改進熱物理性質的化合物。此外，分子具有三維結構，藉此可形成含這種茀衍生物的薄膜以具有穩定的性質(其中抑制結晶)。
此外，藉由使用本具體例的茀衍生物形成發光元件， 該發光元件可具有改進的性質。
應注意，本具體例可以與其他具體例組合實施。
(具體例2)
在本具體例中，描述本發明一個本具體例的茀衍生物。
本具體例的茀衍生物是由通式(G3)表示的茀衍生物。
在通式(G3)中，R1至R8和R31至R34獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α1至α3獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表 示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基。Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1，且p表示1或2。
本具體例的茀衍生物是由以下通式(G4)表示的茀衍生物。
在通式(G4)中，R1至R8、R31至R34、以及R41至R45獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或者經取代或未經取代的聯苯基中的任一者。此外，α1至α3獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基。Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴。Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取 代的芳基。此外，j、m和n獨立地表示0或1，且p表示1或2。
在通式(G3)和(G4)表示的茀衍生物中，因為茀骨架和胺骨架透過σ鍵結合，共軛不會擴大，並且因為茀骨架結合在胺骨架的苯環的間位上而使共軛中斷。因此，茀骨架結合在胺骨架的苯環的間位上的單元是較佳的，因為該單元的發射波長比茀骨架結合在胺骨架的苯環的對位上的單元的發射波長短。此外，因為茀骨架結合在胺骨架的苯環的間位上，分子可以形成更高程度的三維結構。因此，含這種茀衍生物的薄膜具有改進的性質，和可以更容易地抑制濃度淬滅和準分子的形成。
應注意，上述通式(G3)和(G4)中例如R1至R8和Ar1之取代基的具體例子可以在具體例1中找到，在此不再給出。可應用於上述通式(G3)和(G4)的合成方法的各種反應之詳細描述也可以在具體例1中找到。
通式(G3)表示的茀衍生物的具體例子包括但不限於由結構式(200)至(250)表示的茀衍生物。
本具體例的茀衍生物可以發射短波長光，和提供高色純度的藍光發射。特別地，因為共軛被茀骨架和胺骨架的苯環間位之間的鍵中斷，這種茀衍生物的發射波長比茀骨 架結合在胺骨架的苯環對位上的單元的發射波長短。
本具體例的茀衍生物即使具有高分子量也能發射短波長光，和因此可為具有改進熱物理性質的化合物。此外，分子具有更高程度的三維結構，因為茀骨架結合在胺骨架的苯環的間位上，因此，可以更容易地抑制準分子的形成，和可以形成含這種茀衍生物的薄膜以具有穩定性質(其中抑制結晶)。
本具體例的茀衍生物還提供高量子產率和高可靠性。此外，與具有茀骨架結合在胺骨架的苯環的對位上之結構的材料相比，本具體例的茀衍生物改進溶解度並降低昇華溫度，和因此該茀衍生物是容易進行純化的材料，因為茀骨架結合在胺骨架的苯環的間位上之結構。因此，在本具體例中所述的茀衍生物可更輕易地大規模生產，因此降低生產成本。應注意，因為在本具體例中所述的茀衍生物的昇華溫度低，在藉由真空蒸發形成含這種茀衍生物的薄膜時可能提高沉積速度。因此，可改善藉由蒸發形成發光元件的產量，使發光元件的成本降低。本具體例所述的茀衍生物因為其優異的溶解度，在藉由塗覆方法形成發光元件上是有效的。
此外，藉由採用本具體例的茀衍生物形成發光元件，則發光元件可具有改進的性質。
應注意，本具體例可以與其他具體例組合實施。
(具體例3)
在本具體例中，描述使用具體例1或2的茀衍生物形成的發光元件。
本具體例中的發光元件包括：作為陽極的第一電極，作為陰極的第二電極，和插入第一電極和第二電極之間的EL層。應注意，本具體例中的發光元件當在各電極上施加電壓使第一電極的電勢高於第二電極的電勢時顯示光發射。
此外，本具體例的發光元件的EL層包括自第一電極側的第一層(電洞注入層)、第二層(電洞傳輸層)、第三層(發光層)、第四層(電子傳輸層)和第五層(電子注入層)。
利用圖1A和1B描述本具體例的發光元件的結構。使用基板101作為發光元件的載體。關於基板101，例如可以使用玻璃、石英、塑膠等。
上述基板101可以保留在使用本具體例的發光元件的發光裝置或電子裝置的產品中。或者，基板101可以在發光元件製造過程中只作為發光元件的載體，而不保留在最終產品中。
關於在基板101上形成的第一電極102，較佳地使用金屬、合金、導電化合物、其混合物等等，其具有高功函數(具體地，功函數為大於或等於4.0 eV)。所提供具體例子如下：氧化銦錫(ITO)、含矽或氧化矽的氧化銦錫、氧化銦鋅(IZO)和含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)。此外，可提供金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鈦(Ti)、金屬材料的 氮化物(例如，氮化鈦)等。應注意，在本具體例中，因為在EL層中形成的與第一電極102接觸的第一層111包括能促進電洞注入的複合材料，而不考慮第一電極102的功函數，因此可以使用任何已知材料，只要該材料可作為電極材料(例如，金屬、合金、導電化合物、其混合物、元素週期表第1族或第2族的元素)。
這些材料通常採用濺射方法形成。例如，氧化銦-氧化鋅(IZO)薄膜可採用濺射方法使用在氧化銦中加入1-20重量%氧化鋅的靶形成；含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦薄膜可以採用濺射方法使用在氧化銦中加入0.5-5重量%氧化鎢和0.1-1重量%氧化鋅的靶形成。或者，可以採用真空蒸發法、塗覆法、噴墨法、旋塗法等。
此外，在第一電極102之上形成的EL層103中，當使用下面所述之複合材料作為用於形成與第一電極102接觸的第一層111之材料時，可以使用各種金屬、合金、導電化合物、及其混合物中的任一者作為用於第一電極102的物質，而不必考慮功函數的高或低。例如，還可以使用鋁(Al)、銀(Ag)、含鋁合金(AlSi)等。
或者，可以使用週期表第1族元素和第2族元素中的任一者，即，鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)，鹼土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)、含鹼土金屬的合金(如，MgAg和AlLi)，稀土金屬如銪(Eu)和鐿(Vb)、含稀土金屬的合金等，其為低功函數的材料。
應注意，在使用鹼金屬、鹼土金屬、或其合金形成第 一電極102的情況中，可以使用真空蒸發法或濺射法。或者，在使用銀糊等的情況中，可以使用塗覆法、噴墨法等。
形成在第一電極102上的EL層103可以使用已知材料形成，或可以使用低分子化合物或高分子化合物。應注意，形成EL層103的物質不限於有機化合物，且可部分包含無機化合物。
EL層103係藉由將以下各層的適當組合堆疊的方式形成：包含具有高電洞注入性質的物質的電洞注入層、包含具有高電洞傳輸性質的物質的電洞傳輸層、包含發光物質的發光層、包含具有高電子傳輸性質的物質的電子傳輸層、包含具有高電子注入性質的物質的電子注入層等。
應注意，圖1A中所示的EL層103包括從第一電極102側按照以下順序堆疊的層：第一層(電洞注入層)111、第二層(電洞傳輸層)112、第三層(發光層)113、第四層(電子傳輸層)114和第五層(電子注入層)115。應注意，EL層103至少包括發光層。
作為電洞注入層的第一層111是包含具有高電洞注入性質的物質的電洞注入層。作為具有高電洞注入性質的物質，可以使用：氧化鉬、氧化鈦、氧化釩、氧化錸、氧化釕、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭、氧化銀、氧化鎢、氧化錳等。或者，作為低分子有機化合物，可以使用酞青為基底之化合物如酞青(縮寫：H2Pc)或銅(II)酞青(縮寫：CuPc)、釩酞青(縮寫：VOPc)。
此外，作為低分子有機化合物的例子有：芳族胺化合物如4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯基胺(縮寫：TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺(縮寫：MTDATA)、4,4'-二[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：DPAB)、4,4'-二(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)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(縮寫：DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCAl)、3,6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCA2)和3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCN1)等。也可以使用在具體例1或具體例2中所述的茀衍生物。
或者，可以使用任一種高分子化合物(例如，低聚物、樹枝狀聚合物或聚合物)。例如，有高分子化合物，如聚(N-乙烯基咔唑)(縮寫：PVK)、聚(4-乙烯基三苯基胺)(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[N,N'-二(4-丁基苯基)-N,N'-二(苯基)聯苯胺](縮寫：Poly-TPD)。或者，有加入酸的高分子化合物，例如，聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)、或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)。
而且，關於第一層111，可以使用將受體物質混入具有高電洞傳輸性質的物質的複合材料。藉由使用含受體物質的高電洞傳輸性質物質，可以選擇用於形成電極的材料 ，而不必考慮其功函數。也就是說，除了具有高功函數的材料外，還可使用低功函數的材料作為第一電極102。這種複合材料可以採用共沉積具有高電洞傳輸性質的物質和具有受體性質的物質的方式形成。應注意，在本說明書中，詞語“複合材料”不僅表示兩種材料簡單混合的狀態，而且還表示將多種材料混合並且電荷在這些材料之間傳輸的狀態。
作為用於複合材料的有機化合物，可以使用各種化合物，例如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳烴和高分子化合物(例如，低聚物、樹枝狀聚合物或聚合物)。用於複合材料的有機化合物較佳地是具有高電洞傳輸性質的有機化合物。具體地，較佳地使用電洞遷移率大於或等於10-6 cm2/V的物質。但是，也可以使用上述物質外的任何物質，只要這些物質是電洞傳輸性質大於電子傳輸性質的物質。可以用於複合材料的有機化合物的具體例子如下。
例如，作為可以用於複合材料的有機化合物，有：芳族胺化合物如MTDATA、TDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、4,4'-二[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：NPB或α-NPD)和N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(縮寫：TPD)；和咔唑衍生物如4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(縮寫：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(縮寫：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(縮寫：CzPA)和1,4-二[4-(N-咔唑基)苯基-2,3,5,6-四苯基苯。
此外，有芳烴化合物，例如2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：t-BuDNA)、2-三級丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-二(3,5-二苯基苯基)蒽(縮寫：DPPA)、2-三級丁基-9,10-二(4-苯基苯基)蒽(縮寫：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：DNA)、9,10-二苯基蒽(縮寫：DPAnth),2-三級丁基蒽(縮寫：t-BuAnth),9,10-二(4-甲基-1-萘基)蒽(縮寫：DMNA)、9,10-二[2-(1-萘基)苯基)-2-三級丁基蒽、9,10-二[2-(1-萘基)苯基]蒽和2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽。
而且，有芳烴化合物，例如，2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9'-聯蒽、10,10'-二苯基-9,9'-聯蒽、10,10'-二(2-苯基苯基)-9,9'-聯蒽、10,10'-二[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-聯蒽、蒽、稠四苯、紅螢烯、苝、2,5,8,11-四(三級丁基)苝、稠五苯、蔻、4,4'-二(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(縮寫：DPVBi)和9,10-二[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(縮寫：DPVPA)。還可以使用在具體例1或具體例2中所述的茀衍生物。
作為具有受體性質的物質，可提供有機化合物，例如7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟喹啉二甲烷(縮寫：F4-TCNQ)和氯醌，以及過渡金屬氧化物。此外，還有週期表第4-8族的金屬的氧化物。具體地，較佳者為氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸，因為這些氧化物具有高的接受電子性質。其中，尤其較佳者為氧化鉬，因為氧化鉬在空氣是穩定的以及其吸濕性低， 和容易進行處理。
應注意，關於第一層111，可以使用由上述任何高分子化合物例如PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD與上述任何受體物質形成的複合材料。應注意，藉由將具體例1或具體例2中所述的茀衍生物與上述具有受體性質的物質組合形成的複合材料也可以用於第一層111。
電洞傳輸層112包含具有高電洞傳輸性質的物質。具有高電洞傳輸性質物質的例子包括：芳族胺化合物，例如4,4'-二[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：NPB)、N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4'-二胺(縮寫：TPD)、4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯基胺(縮寫：TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺(縮寫：MTDATA)、4,4'-二[N-(螺-9,9'-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：BSPB)等。在此所述的物質主要是電洞遷移率大於或等於10-6 cm2/V的那些物質。但是，也可以使用除上述材料外的其他物質，只要該物質的電洞傳輸性質大於電子傳輸性質。還可以使用在具體例1或2中所述的茀衍生物。包含具有高電洞傳輸性質的物質的層不限於單層，可以將含上述物質的兩層或更多個層疊加。
或者，還可以使用高分子化合物如聚(N-乙烯基咔唑)(縮寫：PVK)或聚(4-乙烯基三苯基胺)(縮寫：PVTPA)用於電洞傳輸層112。
第三層113是包含具有高發光性質物質的發光層。在本具體例中，第三層113包含具體例1或2所述的茀衍生物 作為發光物質。
第三層113可以具有包含具體例1或2所述的茀衍生物作為主要成分或者分散在另一種物質中的結構。應注意，在具體例1或2所述的茀衍生物分散在另一種物質的情況，茀衍生物的濃度以總重量計較佳地小於或等於20%。雖然可以使用已知物質作為有使具體例1或2所述的茀衍生物分散作為發光物質的的物質，但是較佳地使用其最低未占用分子軌域(LUMO)能階低於(LUMO絕對值小於)發光物質的最低未占用分子軌域能階且最高占用分子軌域(HOMO)能階大於(HOMO絕對值大於)發光物質的最高占用分子軌域之物質。
具體地，可以使用金屬錯合物，例如二[2-(2-苯並唑基)酚根(phenolato)]鋅(II)(縮寫：ZnPBO)或二[2-(2-苯並噻唑基)酚根]鋅(II)(縮寫：ZnBTZ)。
此外，可以使用以下任一的雜環化合物：2-(聯苯基-4-基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-二唑(縮寫：PBD)；1,3-二[5-(對-三級丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(縮寫：OXD-7)；3-(聯苯基-4-基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(縮寫：TAZ)；2,2',2"-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(縮寫：TPBI)；紅菲繞啉(bathophenanthroline)(縮寫：BPhen)；浴銅靈(bathocuproine)(縮寫：BCP)等。
或者，還可以使用以下稠合芳族化合物：9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)、3,6-二苯基-9-[4- (10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：縮寫：DPCzPA)、9,10-二(3,5-二苯基苯基)蒽(縮寫：DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：DNA)、2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：t-BuDNA)、9,9'-聯蒽(縮寫：BANT)、9,9'-(茋-3,3'-二基)二菲(縮寫：DPNS)、9,9'-(茋-4,4'-二基)二菲(縮寫：DPNS2)、3,3',3"-(苯-1,3,5-三基)三芘(縮寫：TPB3)等。
作為用於分散發光物質的物質，可以使用多種物質。例如，為了抑制結晶，可進一步加入能抑制結晶的物質如紅螢烯。此外，可以進一步加入NPB、Alq等，以將能量有效轉移到具有發光性質的物質。採用將具有高發光性質物質分散在另一種物質中的結構，可以抑制第三層113的結晶。此外，還可以抑制因為高濃度的高發光性質物質導致的濃度淬滅。
此外，特別是在上述物質中，較佳地使用具有電子傳輸性質的物質，以將具有發光性質的物質分散在其中，形成第三層113。具體地，還可以使用上述金屬錯合物和雜環化合物；上述稠合芳族化合物中的CzPA、DNA和t-BuDNA；下面列出的其他大分子化合物中之任一者作為用於第四層114的物質。
發光層113可以是兩層或更多層的層疊物。例如，在從電洞傳輸層側按照以下順序層疊第一發光層和第二發光層形成的發光層113的情況中，第一發光層可使用具有電洞傳輸性質的物質作為主體材料形成，而第二發光層可使用具有電子傳輸性質的物質作為主體材料形成。更佳地電 洞傳輸性質大於電子傳輸性質的材料用於第一發光層的主體材料，而電子傳輸性質大於電洞傳輸性質的材料用於第二發光層的主體材料。採用上述結構，在第一發光層和第二發光層之間形成光發射位置，因此可以獲得具有較高效率的元件。
當使用多種材料形成具有上述結構的發光層時，可以使用共蒸發，採用真空蒸發法；或者噴墨法、旋塗法、浸塗法等的混合溶液的方法，形成發光層。
第四層114是電子傳輸層，其包含具有高電子傳輸性質的物質。關於第四層114，例如，可以使用金屬錯合物例如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq、Znq、ZnPBO或ZnBTZ作為低分子有機化合物。或者，可使用以下雜環化合物替代金屬錯合物：例如PBD、OXD-7、TAZ、TPBI、BPhen或BCP。在此所述的物質主要是電子遷移率大於或等於10-6 cm2/V的那些物質。應注意，可以使用除上述物質外的任何物質用於電子傳輸層，只要該物質的電子傳輸性質大於電洞傳輸性質。而且，電子傳輸層不限於單層，且可以將由上述物質構成的兩層或更多層疊加。
關於第四層114，還可以使用高分子化合物。例如，[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-(吡啶-3,5-二基)]共聚物(縮寫：PF-Py)、[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-(2,2'-聯吡啶-6,6'-二基)]共聚物(縮寫：PF-BPy)等。
第五層115是電子-注入層，其包含具有高電子-注入性質的物質。關於第五層115，可以使用鹼金屬、鹼土金屬 、或其化合物，例如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、或氟化鈣(CaF2)。或者，可以使用包含鹼金屬、鹼土金屬、或其化合物的電子傳輸物質的層，具體地，可以使用含鎂(Mg)等的Alq層。應注意，在這種情況，能更有效地將電子從第二電極104注入。
關於第二電極104，可以使用具有低功函數(具體地，功函數小於或等於3.8 eV)之金屬、合金、導電化合物、或其混合物等。作為這種陰極材料的具體例子，可提供週期表第1族或第2族的元素，即，鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)、鹼土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)，含彼的合金(如，MgAg和AlLi)，稀土元素如銪(Eu)和鐿(Yb)，含彼的合金等。
應注意，在使用鹼金屬、鹼土金屬或者其合金形成第二電極104的情況中，可以採用真空蒸發法或濺射法。在使用銀糊等的情況中，可以採用塗覆法、噴墨法等。
應注意，在有第五層115時，可使用任何各種導電材料形成第二電極104，例如Al、Ag、ITO和含矽或氧化鋯的氧化銦-氧化錫，而不必考慮功函數。可採用濺射法、噴墨法、旋塗法等形成這些導電材料的薄膜。
此外，不必考慮該方法是乾法還是濕法，可以採用任何各種方法作為形成EL層103的方法，於該EL層103中按照以下順序層疊以下各層：第一層(電洞注入層)111、第二層(電洞傳輸層)112、第三層(發光層)113、第四層(電子傳輸層)114和第五層(電子注入層)115。例如，可以採用真空 蒸發法、噴墨法、旋塗法等。應注意，各層可以採用不同的形成方法。
可以採用濕法，使用金屬材料的糊料替代乾法如濺射法或真空蒸發法形成第二電極104。
第一電極102、第一層(電洞注入層)111、第二層(電洞傳輸層)112和第三層(發光層)113主要是使電洞至其之間的路徑。因此，這些層的HOMO能階(或者在金屬的情況中的功函數)較佳地相同或者幾乎相同，以降低在相鄰層之間的載子注入勢壘。類似地，因為第三層(發光層)113、第四層(電子傳輸層)114、第五層(電子注入層)115和第二電極104主要是使電子至其之間的路徑，因此這些層的LUMO(或者在金屬的情況中的功函數)較佳地相同或者幾乎相同，以降低在相鄰層之間的載子注入勢壘。HOMO或LUMO能階的差較佳地小於或等於0.2 eV，更佳地小於或等於0.1 eV。
此外，較佳地藉由提高在第二層(電洞傳輸層)112和第三層(發光層)113之間的HOMO能階差或者在第三層(發光層)113和第四層(電子傳輸層)114之間的LUMO能階差，將載子限制在發光層中，以獲得具有較高效率的發光元件。應注意，在這種情況中，如果勢壘太高，驅動電壓的提高成為元件的負擔。因此，各能階差較佳地小於或等於0.4 eV，更佳地小於或等於0.2 eV。
在本具體例的上述發光元件中，因為在第一電極102和第二電極104之間產生的電勢差以及在EL層103中電洞和 電子再結合，導致產生電流，從而發光。然後，該發射的光是透過第一電極102和第二電極104中的一者或兩者而被抽出(extract out)。因此，第一電極102和第二電極104中的一者或兩者是具有光透射性質的電極。
如圖2A所示，當只有第一電極102具有光透射性質時，發射的光從基板側透過第一電極102提取。或者，如圖2B所示，當只有第二電極104具有光透射性質時，發射的光從與基板101相反側透過第二電極104提取。如圖2C所示，當第一電極102和第二電極104各自具有光透射性質時，發射的光同時從基板101側和與基板101相反側透過第一電極102和第二電極104提取。
在第一電極102和第二電極104之間所提供的各層的結構不限於上述結構。可以採用不同於上述者的結構，只要至少包含為電洞傳輸層的第二層112和為發光層的第三層113。
或者，如圖1B所示，可以使用在基板101上按照以下順序層疊的結構：作為陰極的第二電極104，EL層103和作為陽極的第一電極102。應注意，在這種情況的EL層103中，在第二電極104上按照以下順序層疊以下各層：第五層115、第四層114、第三層113、第二層112、第一層111和第一電極102。
應注意，藉由使用本發明的發光元件，可以製造被動矩陣發光裝置或主動矩陣發光裝置，其中，藉由薄膜電晶體(TFT)控制發光元件的驅動。
應注意，在製造主動矩陣發光裝置的情況中，TFT的結構沒有限制。例如，適當時可以使用交錯TFT(staggered TFT)或反轉交錯TFT。此外，同時使用n-型TFT和p-型TFT或者只使用n-型TFT或p-型TFT而在TFT基板上形成的驅動電路。而且，用於TFT的半導體薄膜的結晶度沒有特別的限制。可以使用無定形半導體薄膜，或者晶體半導體薄膜。
在本具體例中所述的發光元件可藉由包含在具體例1或2中所述的茀衍生物作為發光物質，而具有改進元件效率和長壽命。
(具體例4)
參見圖3A和3B，在本具體例中描述了具有多個層疊發光單元(也稱作EL層)的發光元件(也稱作層疊型元件)的模式。該發光元件是層疊型發光元件，包括在第一電極和第二電極之間的多個發光單元。發光單元的每一結構可與具體例3所述者類似。也就是說，在具體例3中所述的發光元件是具有一個發光單元的發光元件。在具體例4中，描述了具有多個發光單元的發光元件。
在圖3A中，將第一發光單元511和第二發光單元512疊加在第一電極521和第二電極522之間。第一電極521和第二電極522可以與具體例3中者類似。第一發光單元511和第二發光單元512可以具有相同結構或不同結構，可以使用與具體例3所述者類似的結構。
電荷產生層513是一個具有以下特性的層，在向第一電極521和第二電極522施加電壓時在其一側將電子注入發光單元，和在另一側將電洞注入發光單元，所述層可以是單層結構或者多層的層疊結構。作為多層的層疊結構，較佳地層疊注入電洞的層和注入電子的層。
作為注入電洞的層，可以使用半導體或絕緣體，例如氧化鉬、氧化釩、氧化錸或者氧化釕。或者，注入電洞的層可具有將受體物質加到具有高電洞傳輸性質的物質的結構。該包含具有高電洞傳輸性質的物質和受體物質的層包含7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟喹啉二甲烷(縮寫：F4-TCNQ)或金屬氧化物如氧化釩、氧化鉬或氧化鎢作為受體物質。作為具有高電洞傳輸性質的物質，可以使用各種化合物，例如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳烴、高分子化合物、低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等。應注意，也可以類似的方式使用在具體例1或具體例2中所述的茀衍生物。應注意，較佳地使用具有大於或等於10-6 cm2/V的電洞遷移率的物質作為具有高電洞傳輸性質的物質。但是，也可以使用除上述物質外的任何物質，只要該物質的電洞傳輸性質大於電子傳輸性質。因為具有高電洞傳輸性質的物質和受體物質的複合材料具有優異的載子注入性質和優異的載子傳輸性質，因此可以實現低電壓驅動和低電流驅動。
作為注入電子的層，可以使用半導體或絕緣體，例如，氧化鋰、氟化鋰或者碳酸銫。或者，電子注入層可具有 將供體物質加入到具有高電子傳輸性質的物質的結構。作為供體物質，可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、週期表第13族的金屬，或者其氧化物或碳酸鹽。具體地，較佳地使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰、碳酸銫等。或者，可以使用有機化合物例如四硫並稠四苯(tetrathianaphthacene)作為供體物質。作為具有高電子傳輸性質的物質，可以使用在具體例3中所述的材料。應注意，較佳地使用電子遷移率大於或等於10-6 cm2/V的物質作為具有高電子傳輸性質的物質。但是，亦可以使用除上述物質外的任何物質，只要該物質的電子傳輸性質大於電洞傳輸性質。因為具有高電子洞傳輸性質的物質和供體物質的複合材料具有優異的載子-注入性質和優異的載子傳輸性質，因此可以實現低電壓驅動和低電流驅動。
此外，可以使用在具體例3中所述的電極材料用於電荷產生層513。例如，可以由包含具有高電洞傳輸性質的物質和金屬氧化物的層以及透明導電薄膜的組合形成電荷產生層513。較佳的是，就光提取效率而言，電荷產生層高的光透射層。
在任何情況中，在向第一電極521和第二電極522施加電壓時，插入在第一發光單元511和第二發光單元512之間的電荷產生層513在一側將電子注入至發光單元，在另一側將電洞注入至發光單元。例如，任何結構對電荷產生層513都是可接受的，只要在施加電壓使得第一電極的電勢 高於第二電極的電勢時，電荷產生層513將電子和電洞分別注入至第一發光單元511和第二發光單元512。
在本具體例中，描述了具有兩個發光單元的發光元件；但是，本發明的一個具體例可以類似地應用於如圖3B所示堆疊的三個或更多個發光單元的發光元件。藉由設置多個發光單元作為本具體例的發光元件，可以實現高亮度區的光發射同時保持低電流密度，因此實現具有長壽命的發光，所述發光單元被在一對電極之間的電荷產生層隔開。將該發光元件應用於照明裝置作為應用例時，可以減小由電極材料的電阻引起的電壓下降。因此，實現在大面積上的均勻光發射。而且，可以實現能夠低電壓驅動的低功率消耗的發光裝置。
發光單元發射互相不同顏色的光，從而得到所欲顏色之光發射作為整個發光元件。例如，在具有兩個發光單元的發光元件中，使第一發光單元和第二發光單元所發射的顏色互補，使得可得到發射白光的發光元件作為整個發光元件。應注意，詞語“互補”表示當顏色混合時獲得的消色差顏色中的顏色關係。即，藉由由發射互補色光的物質獲得的混合光，可以獲得白光發射。同樣原理可以應用於具有三個發光單元的發光元件。例如，當第一發光單元的發射色是紅色，第二發光單元的發射色是綠色，第三發光單元的發射色是藍色時，發光元件作為一個整體可提供白光發射。
應注意，本具體例可以與任何其他具體例適當組合。
(具體例5)
在本具體例中，將參見圖4A和4B描述在像素部分具有具體例3或4的發光元件的發光裝置。圖4A是說明發光裝置的頂視圖，而圖4B是沿圖4A的線A-A'和B-B’的截面圖。
在圖4A中，參考數字401表示驅動電路部分(源極驅動電路)、參考數字402表示像素部分，參考數字403表示驅動電路部分(柵極驅動電路)，其由虛線示出。參考數字404表示密封基板，參考數字405表示密封劑，被密封劑405包圍的部分是空間407。
應注意，引線408是將信號輸入源極驅動電路401和柵極驅動電路403的配線，該配線408從作為外部輸入端子的撓性印刷電路(FPC)409接收視頻信號、時鐘信號、啟動信號和重設信號等。儘管在此只說明FPC，但是印刷線路板(PWB)可連接至FPC。本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置本身，而且還包括具有與之相連的FPC或PWB的發光裝置。
下面將參照圖4B描述截面結構。驅動電路部分和像素部分在元件基板410上形成。在這種情況中，說明在像素部分402中的一個像素和驅動電路部分的源極驅動電路401。形成為n-通道TFT 423和p-通道TFT 424之組合的CMOS電路作為源極驅動電路401。這種驅動電路可以使用各種電路如CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。雖然在本具體例中描述驅動電路形成在基板上的驅動器-整合類型裝置，但是本發明不限於這種類型，而可以在該基 板外部形成驅動電路。
像素部分402包括多個像素，這些像素各自具有開關TFT 411、電流控制TFT 412、以及與電流控制TFT 412的汲極電連接的第一電極413。應注意，形成絕緣體414來覆蓋第一電極413的端部。
為改進覆蓋，較佳地提供絕緣體414，使絕緣體414的上端部或下端部具有一曲率的曲面。例如，當使用正性光敏丙烯酸系樹脂作為絕緣體414的材料時，僅在絕緣體414的上端部可具有一曲率半徑(0.2-3微米)的曲面。或者，可以使用負性光敏材料或正性光敏材料形成絕緣體414，該負性光敏材料藉由光輻射而不溶於蝕刻劑中，該正性光敏材料藉由光輻射而溶於蝕刻劑中。
在第一電極413上，形成EL層416和第二電極417。在這種情況中，可以使用任何各種材料如金屬、合金、以及導電化合物或其混合物形成第一電極413。應注意，可以使用具體例3所述用於第一電極的材料作為特定材料。
藉由任何各種方法形成EL層416，例如使用蒸鍍掩模的蒸發法、噴墨法和旋塗法。EL層416具有具體例3中所述的任一結構。此外，可以使用低分子化合物或高分子化合物(包括低聚物和樹枝狀聚合物)作為EL層416中所包含的另一種材料。作為用於EL層的材料，不僅可以使用有機化合物，而且可以使用無機化合物。
可以採用任何各種金屬、合金、導電化合物或者其混合物形成第二電極。當第二電極417作為陰極時，在這些 材料中，較佳地使用具有低功函數(功函數小於或等於3.8 eV)之金屬、合金、導電化合物或其混合物等。作為例子，可提供週期表中第1族或第2族的元素，即鹼金屬如鋰(Li)或銫(Cs)，鹼土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)或鍶(Sr)，含這些元素中之任一者的合金(如，MgAg和AlLi)等。
應注意，當EL層416中產生的光透射通過第二電極417時，第二電極417可以疊加薄厚度的金屬薄膜和透明導電膜(如，氧化銦-氧化錫(ITO)、含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅(IZO)、含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦等)形成。
用密封劑405將密封基板404貼附於元件基板410；從而使發光元件418設置在被元件基板410、密封基板404和密封劑405所包圍形成的空間407中。應注意，用填料例如惰性氣體(如氮氣或氬氣)或者密封劑405填充該空間407。
應注意，較佳地使用環氧樹脂作為密封劑405。用於該等之材料合意地為盡可能地不透過水分和氧之。可使用玻璃基板、石英基板、或者包括玻璃纖維增強的塑膠(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯、丙烯酸類材料等的塑膠基板作為用於密封基板404的材料。
如上述，可獲得具有具體例3或4的發光元件的主動矩陣發光裝置。
此外，可將具體例3或4的發光元件用於被動矩陣發光裝置，替代上述的主動矩陣發光裝置。圖5A和5B示出使用上述具體例中所述的發光元件的被動矩陣發光裝置的透視 圖和截面圖。圖5A是發光裝置的透視圖，而圖5B是沿圖5A中X-Y線的截面圖。
在圖5A和5B中，在基板501上，在第一電極502和第二電極503之間提供EL層504。第一電極502的端部被絕緣層505覆蓋。此外，在該絕緣層505上有分隔層506。該分隔層506的側壁為傾斜的，使兩個側壁之間的距離向基板表面方向逐漸變窄。也就是說，沿分隔層506在窄側方向的截面為梯形，並且底邊(與絕緣層505接觸的一側，是梯形截面的一對平行邊中的一個邊)短於頂邊(不與絕緣層505接觸的一側，是一對平行邊中的另一個邊)。藉由這種方式提供分隔層506可以防止發光元件因為靜電荷等產生缺陷。
因此，可以得到具有具體例3或4的發光元件的被動矩陣發光裝置。
應注意，在本具體例中所述的任一發光裝置(主動矩陣發光裝置和被動矩陣發光裝置)係採用在上面具體例中所述的發光元件形成，該發光元件具有高發射效率和長壽命，因此，可以獲得低功率消耗和高可靠性的發光裝置。
應注意，在本具體例中，可以使用在任何其他一具體例中所述的結構的適當組合。
(具體例6)
在本具體例中，描述包括具體例5所述的發光裝置的電子裝置和照明裝置。電子裝置的例子包括：相機如攝影 機和數位相機、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再現裝置(例如汽車音響組件和音響組件)、電腦、遊戲機、可擕式資訊終端(如，攜帶型電腦、攜帶型電話、可擕式遊戲機、電子書閱讀器等)、裝有記錄介質的圖像再現裝置(具體地，能夠再現記錄介質如數位光碟(DVD)及配有可顯示圖像之顯示器裝置的裝置))等。這些電子裝置的具體例子示於圖6A至6D。
圖6A顯示根據本發明一個具體例的電視機，其包括外殼611、支承基座612、顯示部分613、揚聲器部分614、視頻輸入端子615等。在該電視機中，顯示部分613可使用本發明的發光裝置。因為本發明的發光元件具有高發射效率的特徵，因此，藉由使用本發明的發光裝置可以獲得低功率消耗的電視機。
圖6B顯示根據本發明的一個具體例的電腦，其包括主體621、外殼622、顯示部分623、鍵盤624、外接埠625、指示裝置626等。在該電腦中，顯示部分623可使用本發明的發光裝置。因為本發明的發光裝置具有高發射效率的特徵，因此，藉由使用本發明的發光裝置可以獲得低功率消耗的電腦。
圖6C顯示根據本發明一個具體例的攜帶型電話，其包括主體631、外殼632、顯示部分633、音頻輸入部分634、音頻輸出部分635、操作鍵636、外接埠637、天線638等。在該攜帶型電話中，顯示部分633可使用本發明的發光裝置。本發明的發光裝置具有高發射效率的特徵，因此，藉 由使用本發明的發光裝置可以獲得降低功率消耗的攜帶型電話。
圖6D顯示根據本發明的一個具體例的相機，其包括主體641、顯示部分642、外殼643、外接埠644、遙控接收部分645、圖像接收部分646、電池647、音頻輸入部分648、操作鍵649、目鏡部分650等。在該相機中，顯示部分642可使用本發明的發光裝置。因為本發明的發光裝置具有高發射效率的特徵，因此，藉由使用本發明的發光裝置可以獲得降低功率消耗的相機。
如上所述，本發明的一個具體例的發光裝置的應用範圍極廣，且此發光裝置可應用於各種領域的電子裝置。藉由使用本發明的發光裝置，可以獲得降低功率消耗的電子裝置。
此外，本發明一個具體例的發光裝置可以作為照明裝置。圖7是使用按照上面具體例形成的發光裝置作為室內照明裝置3001的一個例子。因為在上面具體例中所述的發光裝置可增大面積，因此該發光裝置可以作為具有大面積的照明裝置。在上面具體例中所述的發光裝置還可以作為臺燈3000。應注意，該照明裝置按照其分類包括吊燈、壁燈、汽車內部照明等、緊急出口燈(emergency exit light)等。因為按照上面具體例製造的發光裝置具有長壽命的發光元件，因此該發光裝置可以作為長壽命的照明裝置。
應注意，適當時本具體例中所述的結構可以與其他具體例中所述的任一結構組合。
[實施例1]
在本實施例中，製備具體例1中結構式(124)表示的4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-茀-9-基)三苯基胺(縮寫：FLPAPA)。
[步驟1：9-(4-溴苯基)-9-苯基茀的合成方法]
在100毫升的三頸燒瓶中，在減壓條件下加熱並攪拌1.2克(50毫莫耳)鎂達30分鐘，以進行活化。使該燒瓶冷卻至室溫且使其處於氮氛圍後，加入數滴二溴乙烷，因此形成泡沫並產生熱。向該混合物中緩慢滴加溶解於10毫升二乙醚中的12克(50毫莫耳)2-溴聯苯，回流條件下攪拌並加熱該混合物2.5小時。因此，製得格任亞試劑。
在一個500毫升三頸燒瓶中加入10克(40毫莫耳)4-溴二苯甲酮和100毫升二乙醚。將按照上述製備的格任亞試劑緩慢滴加到該混合物中之後，回流條件下加熱並攪拌該混 合物9小時。
反應之後，將該混合物過濾獲得濾渣。將所獲濾渣溶解於150毫升乙酸乙酯中，向其中加入鹽酸溶液(1莫耳/升)。攪拌混合物2小時。用水洗滌該溶液的有機層。然後，向其中加入硫酸鎂以吸收水分。過濾該懸浮液，將獲得的濾液濃縮，獲得似糖果的物質。
在一個500毫升回收燒瓶中加入這種似糖果的物質、50毫升冰醋酸和1.0毫升鹽酸。在氮氛圍中，於130℃加熱和攪拌該混合物1.5小時以進行反應。
反應之後，過濾該反應混合物獲得濾渣。按照以下順序用水、氫氧化鈉水溶液、水和甲醇洗滌所獲濾渣，然後乾燥，藉此獲得11克白色粉狀物，產率為69%，是欲製備的物質。以上面步驟1的合成流程圖示於以下(E1-1)中。
[步驟2：4-(9-苯基-9H-茀-9-基)二苯基胺(縮寫：FLPA)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入5.8克(14.6毫莫耳)9-(4-溴苯基)-9-苯基茀、1.7毫升(18.6毫莫耳)苯胺和4.2克 (44.0毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入147.0毫升甲苯和0.4毫升10%三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，向該混合物中加入66.1毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌3.5小時。攪拌之後，透過Florisil(由瓦克純化學工業有限公司(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)生產，目錄編號540-00135)、Celite(由瓦克純化學工業有限公司生產，目錄編號531-16855)和氧化鋁對混合物進行抽濾獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後，藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑中己烷對甲苯的比例為2：1)。所獲部分濃縮得到6.0克白色固體，產率為為99%，該固體是欲製備的物質。該步驟2的合成流程圖2示於以下(E1-2)。
[步驟3：4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-茀-9-基)三苯基胺(縮寫：FLPAPA)的合成方法]
在一個50毫升三頸燒瓶中加入0.8克(2.0毫莫耳)9-(4-溴苯基)-10-苯基蒽、0.8克(2.0毫莫耳)4-(9-苯基-9H-茀-9-基)二苯基胺和0.6克(6.1毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入15.0毫升甲苯和0.2毫升10%三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，向該混合物中加入28.6毫克(0.05毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌3.0小時。攪拌之後，透過Florisil 、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為2：1)。所獲部分濃縮，獲得黃色固體。固體從氯仿和己烷的混合溶劑中再結晶獲得1.3克淡黃色粉狀固體，產率為86%，該固體是欲製備的物質。
藉由梯度昇華(train sublimation)方法，將1.2克製得的黃色固體純化。在純化過程中，在2.7 Pa壓力和氬氣流速為5.0毫升/分鐘條件下於340℃加熱該淡黃色固體。純化之後，獲得1.1克欲製備的物質，產率為88%。步驟3的合成流程圖示於以下(E1-3)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物為4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-茀-9-基)三苯基胺(縮寫.FLPAPA)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3, 300 MHz)：δ=7.03-7.40(m,26H),7.46-7.49(m,4H),7.54-7.63(m,3H),7.66-7.70(m,2H),7.77-7.81(m,4H)。
圖8A和8B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖8B是圖8A在6.75-8.0 ppm範圍的放大部分。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=738(M+H)+；C57H39N2(737.31)。
此外，圖9A顯示FLPAPA甲苯溶液的吸收光譜，而圖9B顯示其發射光譜。圖10A顯示FLPAPA薄膜的吸收光譜，而圖10B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司(Hamamatsu Photonics Corporation)製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，即，將溶液置於石英槽中，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖9A顯示溶液的吸收光譜，該吸收光譜藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，而圖10A顯示薄膜的吸收光譜，該吸收光譜藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖9A和9B及圖10A和10B中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約397 nm觀察到吸收，且最大發射波長為454 nm(激發波長：397 nm)。在薄膜的情況中，在約312 nm、382 nm和401 nm觀察到吸收，且最大發射波長為465 nm(激發波長：404 nm)。
這些結果表明：FLPAPA甲苯溶液的發射光譜具有尖峰，其半峰寬為60 nm。發現甲苯溶液的斯托克斯位移小 至57 nm。
測量FLPAPA薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖10B中所示之FLPAPA薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光學能隙並加到HOMO能階值。結果，發現FLPAPA的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.54 eV和-2.65 eV，發現能隙為2.89 eV。
然後，藉由循環伏安(CV)測定氧化還原特性。應注意，使用電化學分析儀(ALS型號600A或600C，由BAS公司製造)進行測定，詳細的測量方法如下。
(參考電極相對於真空能階的勢能計算)
首先，計算在實施例1中使用的參考電極(Ag/Ag+電極)相對於真空能階的勢能(eV)。也就是說，計算Ag/Ag+電極的費米能階。已知二茂鐵在甲醇中的氧化還原電勢相對於標準氫電極為+0.610[V vs.SHE](參考文獻：Christian R.Goldsmith等人，J.Am.Chem.Soc.，第124卷，第1期，83-96,2002)。另一方面，使用在本實施例中所用的參考電極，計算二茂鐵在甲醇中的氧化還原電勢為+0.11[V，Ag/Ag+]。因此，發現在本實施例中使用的參考電極的勢能比標準氫電極的勢能低0.50[eV]。
應注意，已知標準氫電極相對真空能階的勢能為-4.44 eV(參考文獻：Toshihiro Ohnishi和Tamami Koyama，高分子EL材料，Kyoritsu shuppan，第64-67頁)。因此，可以計算在本實施例中使用的參考電極相對於真空能階的勢能為-4.44-0.50=-4.94[eV]。
(製備的物質的CV測量)
關於用於CV測量的溶液，使用脫水的二甲基甲醯胺(DMF，西格瑪-奧爾德里奇公司(Sigma-Aldrich Inc.)產品，99.8%，目錄編號22705-6)作為溶劑，而過氯酸四正丁基銨(n-Bu4NClO4，東京化學工業公司，目錄編號T0836)，是支援電解質(supporting electrolyte)，溶解於溶劑使過氯酸四正丁基銨的濃度為100毫莫耳/升。此外，將欲測量的目標物溶解於溶劑中，使其濃度為2毫莫耳/升。使用鉑電極(由BAS公司製造，PTE鉑電極)作為工作電極，使用鉑電極(由BAS公司製造，VC-3的Pt反電極，5 cm))作為輔助電極，和Ag/Ag+電極(由BAS公司製造，RE-7參考電極，用於非水性溶劑)作為參考電極。應注意，室溫(20-25℃)下進行測量。此外，在所有測量中，CV測量中的掃描速度設定為0.1 V/sec。
使用該溶液對製備的物質進行CV測量。從-0.10 V至1.5 V，然後從1.5 V至-0.10 V掃描該工作電極相對於參考電極的電勢，因此觀察到表明氧化的獨特的峰。即使100個掃描週期後該峰的形狀沒有發生明顯的變化。這表明FLPAPA具有能有效抵抗氧化態和中性態之間氧化還原反 應的重複的性質。
在該CV測量中，氧化峰電勢(從中性態至氧化態)Epa為0.67 V。此外，還原峰電勢(從氧化態至中性態)Epc為0.53 V。因此，可以計算半波電勢(Epa和Epc之間的中間電勢，(Epa+Epc)/2[V])為0.60 V。這顯示FLPAPA係藉由0.60[V，相對於Ag/Ag+]的電能氧化。在此，因為上面使用的參考電極相對於真空能階的勢能為-4.94[eV]，如上述，因此計算FLPAPA的HOMO能階如下：-4.94-0.60=-5.54[eV]。
對獲得的FLPAPA進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為420℃，是高耐熱性的指標。
[實施例2]
本實施例將顯示合成例1和2，其中，製備具體例1的結構式(100)表示的N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPAPrn)。
〈〈合成例1〉〉
首先，將描述合成例1。
在一個50毫升三頸燒瓶中加入0.4克(1.2毫莫耳)1,6-二溴芘、1.0克(2.4毫莫耳)在實施例1步驟2獲得的4-(9-苯基-9H-茀-9-基)二苯基胺(縮寫：FLPA)和0.3克(3.6毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入11.5毫升甲苯和0.20毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為70℃，且向該混合物中加入31.1毫克(0.05毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌4.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑是氯仿)。將所獲部分濃縮，獲得黃色固體。用甲苯和己烷的混合溶劑洗滌獲得的固體，然後對混合物抽濾，獲得黃色固體。用氯仿和己烷的混合溶劑洗滌獲得的黃色固體，因此獲得0.8克淡黃色粉狀 固體，產率為68%，為欲製備的物質。
藉由梯度昇華法，對0.8克所獲黃色固體純化。在2.7 Pa壓力與5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於360℃進行昇華純化。純化之後，獲得0.4克欲製備的物質，產率為56%。本合成例1的合成流程圖示於以下(E2-A)。
〈〈合成例2〉〉
接著，合成例2示出1,6FLPAPrn的合成方法，該方法不同於合成例1的方法。
在一個300毫升三頸燒瓶中加入3.0克(8.3毫莫耳)1,6-二溴芘和6.8克(17毫莫耳)在實施例1步驟2中獲得的4-(9-苯基-9H-茀-9-基)二苯基胺(縮寫：FLPA)。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入100毫升甲苯、0.10毫升10重量%的三(三級丁基)膦的己烷溶液和2.4克(25毫莫耳)三級丁醇鈉。在減壓下進行攪拌的同時將該混合物脫氣。於80℃加熱該混合物，在確定該物質是否溶解後，加入48毫克(0.083毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。於80℃攪拌該混合物1.5小時。攪拌之後，不需要冷卻該混合物，透過抽 濾收集沉澱的黃色固體。將獲得的固體懸浮在3升甲苯中並於110℃加熱。該懸浮液透過氧化鋁、Celite和Florisil進行抽濾，同時懸浮液溫度保持110℃。此外，懸浮液用已加熱至110℃的200毫升甲苯進行處理。將獲得的濾液濃縮至約300毫升，然後再結晶。因此，獲得5.7克物質，產率為67%，是欲製備的物質。
藉由梯度昇華法，對3.56克所獲黃色固體進行純化。在5.0 Pa壓力和氬氣流速5.0毫升/分鐘的條件下，於353℃進行昇華純化。純化之後，獲得2.54克黃色固體，產率為71%，是欲製備的物質。此合成例2的合成流程圖示於以下(E2-B)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定化合物為N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPAPrn)，是欲製備的物質，該化合物透過合成例1和2獲得。
透過合成例1和2獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=6.88-6.91(m,6H),7.00- 7.03(m,8H),7.13-7.40(m,26H),7.73-7.80(m,6H),7.87(d,J=9.0 Hz,2H),8.06-8.09(m,4H)。
圖11A和11B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖11B是顯示圖11A在6.75-8.25 ppm範圍的放大圖。
透過合成例1和2獲得的化合物藉由質譜的測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1017(M+H)+；C78H52N2(1016.41)。
此外，圖12A顯示1,6FLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜，而圖12B顯示其發射光譜。圖13A顯示1,6FLPAPrn薄膜的吸收光譜，而圖13B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，且藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖12A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，而圖13A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖12A和12B以及圖13A和13B中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約311 nm和431 nm觀察到吸收，且最大發射波長為461 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約238 nm、268 nm、311 nm和435 nm觀察到吸收，且最大發射波長為501 nm(激發波長：430 nm)。
這些結果表明，1,6FLPAPrn的甲苯溶液的發射光譜顯示半峰寬為45 nm的尖峰。發現甲苯溶液的斯托克斯位移 為30 nm，其是極小值。
測量1,6FLPAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖13B中所示之1,6FLPAPrn薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光學能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6FLPAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.54 eV和-2.73 eV，發現能隙為2.67 eV。
藉由循環伏安(CV)檢測氧化還原特性。應注意，使用電化學分析儀(ALS型號600A或600C，由BAS公司製造)用於該測量。因為該測量方法與實施例1的方法類似，省略該測量方法的描述。
在本實施例的CV測量中，從-0.10 V至0.6 V，然後從0.6 V至-0.10 V掃描該工作電極相對於參考電極的電勢，因此觀察到表明氧化的獨特峰。即使100個掃描週期後該峰的形狀沒有明顯變化。這表明1,6FLPAPrn具有能有效抵抗氧化態和中性態之間氧化還原反應的重複的優良性質。
在該CV測量中，氧化峰電勢(從中性態至氧化態)Epa為0.51 V。此外，還原峰電勢(從氧化態至中性態)Epc為0.41 V。因此，可以計算半波電勢(Epa和Epc之間的中間電勢，(Epa+Epc)/2[V])為0.46 V。這顯示1,6FLPAPrn係藉由0.46[V，相對於Ag/Ag+]的電能氧化。在此，因為上面使 用的參考電極相對於真空能階的勢能為-4.94[eV]，如上述，因此計算1,6FLPAPrn的HOMO能階如下：-4.94-0.46=-5.40[eV]。
對獲得的1,6FLPAPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為500℃或更高，是高熱穩定性的指標。在9.3×10-4 Pa壓力下以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為365℃，這是優良昇華性質的指標。因此，發現本發明一個具體例的茀衍生物(1,6FLPAPrn)儘管具有高分子量，仍為具有低昇華溫度和優良昇華性質的材料。
[實施例3]
在本實施例中，製備具體例1的結構式(102)表示的N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二(4-三級丁基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6tBu-FLPAPrn)。
[步驟1：4-三級丁基苯基-4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺(縮寫：tBu-FLPA)的合成例]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入2.6克(6.4毫莫耳)在實施例1的步驟1中製備的9-(4-溴苯基)-9-苯基茀和1.9克(19.8毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入32.0毫升甲苯、2.5毫升(15.9毫莫耳)4-三級丁基苯胺、和0.30毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且向混合物中加入41.9毫克(0.07毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將混合物溫度升高至80℃，然後攪拌4.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為3：4)。所獲部分濃縮獲得白色固體。所獲白色固體從甲苯和己烷的混合溶劑再結晶，獲得2.3克tBu-FLPA，產率為76%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E3-1)。
[步驟2：N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二(4-三級丁基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6tBu-FLPAPrn)的合成例]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.5克(1.3毫莫耳)1,6-二溴芘、1.2克(2.7毫莫耳)tBu-FLPA和0.4克(4.0毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入25.0毫升甲苯和0.20毫升10%三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且向該混合物中加入41.6毫克(0.07毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌3.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為3：2)。所獲部分濃縮獲得黃色固體，是欲製備的物質。從甲苯和己烷的混合溶劑再結晶獲得1.3克黃色固體，產率為86%，該黃色固體是欲製備的物質。
因為製備的物質(1,6tBu-FLPAPrn)的結構中為烷基的三級丁基與胺骨架中的苯環鍵結，因此1,6tBu-FLPAPrn在如甲苯或氯仿的有機溶劑中的溶解度高於實施例2中所獲得的1,6FLPAPrn。溶劑中溶解度的改進有利於本實施例茀衍生物(1,6tBu-FLPAPrn)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.9克獲得的黃色固體進行純化。在純化中，在2.7 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於371℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.8克欲製備的物質，產率為90%。該步驟2的合成流程圖示於以下(E3-2)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物為N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二(4-三級丁基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6tBu-FLPAPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=1.25(s,18H),6.84-6.87(m,4H),6.95-7.00(m,8H),7.15-7.36(m,22H),7.39(d,J=7.2 Hz,4H),7.74(d,J=7.2 Hz,4H),7.79(d,J=8.4 Hz,2H),7.87(d,J =9.3 Hz,2H),8.06(d,J=8.4 Hz,2H),8.09(d,J=9.3 Hz,2H)。
圖14A和14B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖14B是顯示圖14A在6.75-8.25 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1130(M+H)+；C86H68N2(1128.54)。
此外，圖15A顯示1,6tBu-FLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜，而圖15B顯示其發射光譜。圖16A顯示1,6tBu-FLPAPrn薄膜的吸收光譜，而圖16B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖15A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，而圖16A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖15A和15B以及圖16A和16B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約437 nm觀察到吸收，且最大發射波長為470 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約437 nm觀察到吸收，且最大發射波長為504 nm(激發波長：432 nm)。
這些結果表明1,6tBu-FLPAPrn甲苯溶液的發射光譜顯示半峰寬為53 nm的尖峰。發現甲苯溶液的斯托克斯位移是33 nm，其是極小值。
藉由循環伏安(CV)檢測氧化還原特性。應注意，使用電化學分析儀(ALS型號600A或600C，由BAS公司製造)用於該測量。因為該測量方法與實施例1的方法類似，省略該測量方法的描述。
在本實施例的CV測量中，從-0.10 V至0.57 V，然後從0.57 V至-0.10 V掃描該工作電極相對於參考電極的電勢，因此觀察到表明氧化的獨特峰。即使100個掃描週期後該峰的形狀沒有明顯變化。這表明1,6tBu-FLPAPrn具有能有效抵抗氧化態和中性態之間氧化還原反應的重複的優良性質。
在此CV測量中，氧化峰電勢(從中性態至氧化態)Epa為0.50 V。此外，還原峰電勢(從氧化態至中性態)Epc為0.38 V。因此，可以計算半波電勢(Epa和Epc之間的中間電勢，(Epa+Epc)/2[V])為0.44 V。這顯示1,6tBu-FLPAPrn係藉由0.44[V，相對於Ag/Ag+]的電能氧化。在此，因為上面使用的參考電極相對於真空能階的勢能為-4.94[eV]，如上述，因此計算1,6tBu-FLPAPrn的HOMO能階如下：-4.94-0.44=-5.38[eV]。
測量1,6tBu-FLPAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖16B中所示之1,6tBu-FLPAPrn薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光 學能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6tBu-FLPAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.28 eV和-2.61 eV，發現能隙為2.67 eV。
對獲得的1,6tBu-FLPAPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為500℃或更高，是高耐熱性的指標。
[實施例4]
本實施例將顯示使用具體例1所述的茀衍生物作為發光材料的發光元件的製造方法和其元件特性的測量結果，以及參考發光元件的元件特性的測量結果。具體地，本實施例將顯示使用在實施例1中所述由結構式(124)表示的4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-茀-9-基)三苯基胺(縮寫：FLPAPA)形成的發光元件。
將參見圖17A描述發光元件1和參考發光元件1的製造方法。此外，該實施例中使用的有機化合物的結構式如下。
(發光元件1)
首先，藉由濺射法在為玻璃基板之基板2101上沉積含氧化矽的氧化銦-氧化錫，藉此形成陽極2102。電極厚度為110nm，電極面積為2毫米×2毫米。
然後在陽極2102上面形成具有多個層的一疊層的EL層。在本實施例中，EL層包括依序疊加的電洞注入層2103、電洞傳輸層2104、發光層2105、電子傳輸層2106和電子注 入層2107。
然後，將基板2101固定在真空蒸鍍設備的基板夾具中，使有形成陽極2102之基板2101的表面朝下。降低真空蒸鍍設備的壓力至約10-4 Pa。之後，在陽極2102上共蒸發4,4'-二[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：NPB)和氧化鉬(VI)，以形成電洞注入層2103。該層2103的厚度為50 nm，且控制蒸發速率，使NPB對氧化鉬(VI)的重量比為4：1(=NPB：氧化鉬)。應注意，共蒸發法是一種蒸發方法，該方法中，在一個處理室中同時由多個蒸發源進行蒸發。
然後，藉由蒸發法，使用電阻加熱，在電洞注入層2103上形成10 nm厚度的電洞傳輸材料膜，藉此形成電洞傳輸層2104。應注意，使用NPB用於電洞傳輸層2104。
之後，藉由蒸發法，使用電阻加熱，在電洞傳輸層2104上形成發光層2105。藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-茀-9-基)三苯基胺(縮寫：FLPAPA)形成30 nm厚度的薄膜作為發光層2105。在此，控制蒸發速率，以使CzPA對FLPAPA的重量比為1：0.1(=CzPA：FLPAPA)。
再者，在發光層2105上，沉積10 nm厚度的三(8-羥基喹啉根(8-quinolinolato))鋁(縮寫：Alq)薄膜，在其上沉積15 nm厚的紅菲繞啉(縮寫：BPhen)薄膜，因此形成電子傳輸層2106。藉由蒸發方法，使用電阻加熱形成電子傳輸層2106。
然後，在電子傳輸層2106上沉積1 nm厚度的氟化鋰 (LiF)，因此形成電子注入層2107。
最後，藉由蒸發方法，使用電阻加熱，形成200 nm厚度的鋁膜，以形成陰極2108。因此，製造本實施例的發光元件1。
(參考發光元件1)
以與發光元件1相同的方式製造參考發光元件1，除了發光層2105和電子傳輸層2106之外。關於參考發光元件1，藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和4-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(縮寫：DPhPA)形成30nm厚度的發光層2105。在此，控制蒸發速率，使CzPA對DPhPA的重量比為1：0.1(=CzPA：DPhPA)。
而且，在發光層2105上沉積10 nm厚度的三(8-羥基喹啉根)鋁(縮寫：Alq)薄膜，在其上沉積20 nm厚度的紅菲繞啉(縮寫：BPhen)薄膜，因此形成電子傳輸層2106。藉由蒸發方法，使用電阻加熱形成電子傳輸層2106。
因此，製造本實施例的參考發光元件1。
表1列出在本實施例中製造的發光元件1和參考發光元件1的元件結構。在表1中，所有混合比例都是重量比。
所有混合比例都是重量比。
將獲得的發光元件1和參考發光元件1密封在包含氮氛圍的手套箱中，以免曝露於空氣中。然後，測量元件的操作特性。應注意，於室溫進行該測量(在保持25℃的氛圍中)。
圖18顯示發光元件1和參考發光元件1的電壓-亮度特性，而圖19顯示亮度-電流效率特性。在圖18中，縱軸表示亮度(cd/m2)，而橫軸表示電壓(V)。在圖19中，縱軸表示電流效率(cd/A)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。此外，表2列出發光元件在約1000 cd/m2下的色度。
圖20顯示發光元件1和參考發光元件1的發射光譜。
由圖20和表2顯而易見，本實施例的發光元件1和參考發光元件1都顯示良好的藍光發射。此外，圖19顯示本實施例的發光元件1的發射效率大於參考發光元件1的發射效率。
製造的發光元件1和參考發光元件1進行可靠性測試。在可靠性測試中，初始亮度設定為1000 cd/m2，這些元件在恆定電流密度下工作，在指定間隔測量亮度。可靠性測試的結果示於圖21中。在圖21中，橫軸表示電流時間(小時)，而縱軸表示在各時間點的亮度在初始亮度中的比例，即正規化亮度(%)。
如圖21所示，發光元件1的亮度隨時間的下降程度遠小於參考發光元件1，表明發光元件1具有長壽命。發光元件1在驅動220小時後保持69%的初始亮度，這也是其長壽命的指標。
如上所述，發現本實施例的發光元件1可為實現長壽命、高可靠性、高色純度和高發射效率的發光元件。
[實施例5]
本實施例將說明使用具體例1所述的茀衍生物作為發光材料的發光元件的製造方法，該發光元件的結構不同於實施例4的發光元件，並說明該元件特性的測量結果以及參考發光元件的元件特性測量結果。具體地，本實施例將說明使用在實施例2中所述的由結構式(100)表示的N,N'-二 [4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPAPrn)所形成的發光元件。
下面將描述發光元件2和參考發光元件2A和2B的製造方法。此外，下面顯示在本實施例中使用的有機化合物的結構式。應注意，在此不詳細描述在上面實施例中已經列出其分子結構的有機化合物。與實施例4相同的元件結構可參見圖17A。
除了發光層2105外，以與實施例4的發光元件1相同的方式製造本實施例的發光元件2和參考發光元件2A和2B。
(發光元件2)
關於發光元件2，藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPAPrn)，形成厚度為30 nm的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6FLPAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6FLPAPrn)。
(參考發光元件2A)
關於參考發光元件2A，藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N,N',N'-四苯基芘-1,6-二胺(縮寫：1,6DPhAPrn)，形成厚度為30 nm的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6DPhAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6DPhAPrn)。
(參考發光元件2B)
關於參考發光元件2B，藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N,N',N'-四(3-甲基苯基)芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMeDPhAPrn)，形成厚度為30 nm的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6mMeDPhAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6mMeDPhAPrn)。
表3列出在本實施例中製造的發光元件2和參考發光元件2A和2B的元件結構。在表3中，所有混合比例都是重量 比。
所有混合比例都是重量比。
將獲得的發光元件2和參考發光元件2A和2B密封在氮氛圍的手套箱中，不曝露於空氣中。然後，測量發光元件2和參考發光元件2A和2B的工作特性。應注意，測量在室溫下進行(在保持25℃的氛圍中)。
圖22顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的電壓對亮度特性，圖23顯示亮度對電流效率特性，圖24顯示亮度對功率效率特性，而圖25顯示亮度對外部量子效率特性。在 圖22中，縱軸表示亮度(cd/m2)，而橫軸表示電壓(V)。在圖23中，縱軸表示電流效率(cd/A)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。在圖24中，縱軸表示功率效率(lm/W)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。在圖25中，縱軸表示外部量子效率(%)， 而橫軸表示亮度(cd/m2)。此外，表4列出發光元件在約1000 cd/m2的色度。
圖26顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的發射光譜。
圖26和表4顯示本實施例的發光元件2展現與參考發光元件2B相同程度的藍光發射。此外，由圖23、圖24和圖25顯而易見，本實施例的發光元件2的發射效率與參考發光元件2A相同，但高於參考發光元件2B。
製造的發光元件2和參考發光元件2A和2B進行可靠性測試。在可靠性測試中，初始亮度設定為1000 cd/m2，這些元件在恆定電流密度下工作，以指定間隔測量亮度。可靠性測試的結果示於圖27中。在圖27中，橫軸表示電流時間(小時)，而縱軸表示在各時間點的亮度在初始亮度中的比例，即正規化亮度(%)。
如圖27所示，發光元件2的亮度隨時間的下降程度遠小於參考發光元件2A和2B，表明發光元件2具有長壽命。發光元件2在驅動480小時後保持85%的初始亮度，這也是其長壽命的指標。
如上所述，發現本實施例的發光元件2可為實現長壽命、高可靠性、高色純度和高發射效率的發光元件。
[實施例6]
在本實施例中，關於結構不同於實施例5之元件且包含實施例2中所述之結構式(100)表示的N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPAPrn)的發光元件，將描述該發光元件的製造方法和元件特性的測量結果，以及參考發光元件的測量結果。
將描述發光元件3和參考發光元件3A和3B的製造方法。此外，下面示出本實施例中使用的有機化合物的結構式。應注意，在此不詳細描述上面實施例中已經列出其分子結構的有機化合物。
圖17B顯示本實施例的發光元件3和參考發光元件3A和3B的元件結構。本實施例的發光元件3和參考發光元件3A和3B具有在具有在陽極2102和陰極2108之間的EL層。EL層包括按照以下順序層疊在陽極2102上的電洞注入層2103 、電洞傳輸層2104、第一發光層2105a、第二發光層2105b、電子傳輸層2106和電子注入層2107。
在本實施例的發光元件3和參考發光元件3A和3B中，以與實施例4的發光元件1相同的方式，形成陽極2102、電洞注入層2103、電洞傳輸層2104、電子傳輸層2106、電子注入層2107和陰極2108。
(發光元件3)
關於發光元件3，藉由蒸發4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(縮寫：PCBAPA)，形成25 nm厚度的第一發光層2105a。
然後，在第一發光層2105a上形成第二發光層2105b。藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPAPrn)，形成30 nm厚度的第二發光層2105b。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6FLPAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6FLPAPrn)。
(參考發光元件3A)
關於參考發光元件3A，如發光元件3一樣形成第一發光層2105a。藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N,N',N'-四苯基芘-1,6-二胺(縮寫：1,6DPhAPrn)，形成30 nm厚度的第二發光層2105b。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1.6DPhAPrn的重量比為 1：0.05(=CzPA：1,6DPhAPrn)。
(參考發光元件3B)
關於參考發光元件3B，如發光元件3中一樣形成第一發光層2105a。藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N,N',N'-四(3-甲基苯基)芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMeDPhAPrn)，形成30 nm厚度的第二發光層2105b。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6mMeDPhAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6mMeDPhAPrn)。
表5列出在本實施例中製造的發光元件3和參考發光元件3A和3B的元件結構。在表5中，所有混合比例都是重量比。
所有混合比例都是重量比。
將獲得的發光元件3和參考發光元件3A和3B密封在氮氛圍的手套箱中，不曝露於空氣中。然後，測量元件的工作特性。應注意，測量在在室溫下進行(在25℃的氛圍中)。
圖28顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的電壓對亮度的特性，圖29顯示其亮度對電流效率的特性，圖30顯示亮度對功率效率特性，和圖31顯示亮度對外部量子效率特性。在圖28中，縱軸表示亮度(cd/m2)，而橫軸表示電壓(V)。在圖29中，縱軸表示電流效率(cd/A)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。在圖30中，縱軸表示功率效率(lm/W)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。在圖31中，縱軸表示外部量子效率(%)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。此外，表6列出發光元件在約1000 cd/m2的色度。
圖32顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的發射光譜。
圖32和表6顯示，本實施例的發光元件3展現與參考發光元件3B相同程度的藍光發射。此外，由圖29、圖30和圖 31顯而易見，本實施例的發光元件3的發射效率與參考發光元件3A相同，但是高於參考發光元件3B。
製造的發光元件3和參考發光元件3A和3B進行可靠性測試。在可靠性測試中，初始亮度設定為1000 cd/m2，這些元件在恆定電流密度下工作，以指定間隔測量亮度。可靠性測試的結果示於圖33。在圖33中，橫軸表示電流時間(小時)，而縱軸表示表示在各時間點的亮度在初始亮度中的比例，即正規化亮度(%)。
如圖33所示，發光元件3的亮度隨時間的下降程度遠小於參考發光元件3A和3B，表明發光元件3具有長壽命。發光元件3在驅動330小時後保持92%的初始亮度，這也是其長壽命的指標。
如上所述，發現本實施例的發光元件3可為實現長壽命、高可靠性、高色純度和高發射效率的發光元件。
[實施例7]
在本實施例中，製備在具體例1中結構式(109)所示的N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-3,8-二環己基芘-1,6-二胺(縮寫：ch-1,6FLPAPrn)。
在一個50毫升三頸燒瓶中加入0.6克(1.2毫莫耳)1,6-二溴-3,8-二環己基芘、1.0克(2.5毫莫耳)4-(9-苯基-9H-茀-9-基)二苯基胺和0.4克(4.0毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入12.2毫升甲苯和0.20毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且向該混合物中加入18.4毫克(0.03毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將混合物溫度升高至80℃，然後攪拌0.5小時。攪拌之後，在混合物中加入12.0毫升甲苯，攪拌1.5小時。攪拌之後，向混合物中加入900毫升甲苯，且透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體。向獲得的固體中加入150毫升甲苯，且加熱該混合物。對混合物進行抽濾，獲得黃色固體。所獲黃色固體用甲苯洗滌，因此獲得0.4克黃色固體，產率為30%，是欲製備的物質。
因為製備的物質(ch-1,6FLPAPrn)的結構中為烷基的環己基與芘骨架鍵結，因此ch-1,6FLPAPrn在如甲苯的有機 溶劑中的溶解度大於在實施例2中所獲的1,6FLPAPrn。溶劑中溶解度的改進有利於本實施例的茀衍生物(ch-1,6FLPAPrn)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.4克所獲黃色固體進行純化。在純化中，在2.3 Pa壓力和6.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於360℃加熱黃色固體。純化之後，獲得0.2克黃色固體，其產率為38%，是欲製備的物質。合成流程圖示於以下(E7)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物為N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-3,8-二環己基芘-1,6-二胺(縮寫：ch-1,6FLPAPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=1.31-1.51(m,10H),1.78-1.87(m,10H),3.44-3.53(m,2H),6.85-7.41(m,40H),7.73-7.76(m,6H),8.07-8,16(m,4H)。
圖34A和34B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖14B是顯示圖14A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1181(M+H)+；C90H72N2(1180.57)。
此外，圖35A顯示ch-1,6FLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜，而圖35B顯示其發射光譜。圖36A顯示ch-1,6FLPAPrn的薄膜的吸收光譜，而圖36B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖35A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，而圖36A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖35A和35B以及圖36A和36B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約428nm觀察到吸收，且最大發射波長為461 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約430nm觀察到吸收，且最大發射波長為508 nm(激發波長：428 nm)。
測量ch-1,6FLPAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖36B中所示之ch-1,6FLPAPrn薄膜的吸收光譜上的 資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現ch-1,6FLPAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.41 eV和-2.68 eV，發現能隙為2.73 eV。
對獲得的ch-1,6FLPAPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為492℃或更高，是高耐熱性的指標。
[實施例8]
在本實施例中，製備由具體例1中結構式(103)表示的N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMeFLPAPrn)。
[步驟1：3-甲基苯基-4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺(縮寫：mMeFLPA)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入4.7克(11.8毫莫耳)9-(4-溴苯基)-9-苯基茀和3.4克(35.4毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入60.0毫升甲苯、1.3毫升(12.0毫莫耳)間-甲苯胺和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且向混合物中加入36.7毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌2.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為1：1)。因此，獲得4.7克白色固體，產率為93%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E8-1)。
[步驟2：N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMeFLPAPrn)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.6克(1.7毫莫耳)1,6-二溴芘、1.1克(3.4毫莫耳)3-甲基苯基-4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺和0.5克(5.1毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒 瓶中的空氣。向該混合物中加入17.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為75℃，且向混合物中加入32.5毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌2.0小時。攪拌之後，在混合物中加入甲苯，加熱該混合物，透過Florisil、Celite和氧化鋁進行抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為5：4)獲得黃色固體，是欲製備的物質。所獲黃色固體從甲苯和己烷的混合溶液再結晶，獲得1.2克黃色固體，產率為72%，是欲製備的物質。
因為製備的物質(1,6mMeFLPAPrn)的結構中為烷基的甲基與胺骨架中的苯環鍵結，因此，1,6mMeFLPAPrn在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mMeFLPAPrn)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.6克所獲黃色固體進行純化。在純化中，在2.4 Pa壓力和6.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於347℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.5克黃色固體，產率為85%，是欲製備的物質。步驟2的合成流程圖示於以下(E8-2)。
核磁共振(NMR)方法確定該化合物是N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMeFLPAPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=2.17(s,6H),6.73(d,J=7.2 Hz,2H),6.83-6.91(m,8H),6.98-7.08(m,6H),7.12-7.41(m,22H),7.73-7.79(m,6H),7.88(d,J=9.3 Hz,2H),8.05-8.10(m,4H)。
圖37A和37B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖37B是圖37A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
此外，圖38A顯示1,6mMeFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜，而圖38B顯示其發射光譜。圖39A顯示1,6mMeFLPAPrn薄膜的吸收光譜，而圖39B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板 上獲得薄膜。圖38A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，而圖39A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖38A和38B及圖39A和39B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約433nm觀察到吸收，且最大發射波長為463 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約437nm觀察到吸收，且最大發射波長為502 nm(激發波長：435 nm)。
測量1,6mMeFLPAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖39B中所示之1,6mMeFLPAPrn薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mMeFLPAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.41 eV和-2.75 eV，發現能隙為2.66 eV。
對獲得的1,6mMeFLPAPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為500℃或更高，是高耐熱性的指標。
[實施例9]
在本實施例中，製備由具體例1中結構式(117)表示的N,N'-二(3,5-二甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6DMeFLPAPrn)。
[步驟1：3,5-二甲基苯基-4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺(縮寫：DMeFLPA)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入3.6克(9.1毫莫耳)9-(4-溴苯基)-9-苯基茀和2.7克(27.7毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入46.0毫升甲苯和1.2毫升(9.6毫莫耳)3,5-二甲基苯胺。將該混合物溫度設定為60℃，且向混合物中加入53.2毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌0.5小時。之後，在混合物中加入0.30毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液，然後攪拌4.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化( 沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為1：1)獲得白色固體。所獲白色固體在甲苯和己烷中再結晶後獲得3.7克白色固體，產率為92%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E9-1)。
[步驟2：N,N'-二(3,5-二甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6DMeFLPAPrn)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入0.6克(1.7毫莫耳)1,6-二溴芘、1.5克(3.4毫莫耳)3,5-二甲基苯基-4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺和0.5克(5.1毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入17.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且向混合物中加入37.0毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至85℃，然後攪拌2.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體。向獲得的固體中加入70毫升甲苯，對混合物進行抽濾。然後，從甲苯和己烷的混合溶劑再結晶固體獲得1.0克黃色固體，產率為56%，是欲製備的物質。
因為製備的物質(1,6DMeFLPAPrn)的結構中為烷基的甲基與胺骨架中的苯環鍵結，因此1,6DMeFLPAPrn在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6DMeFLPAPrn)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對1.0克所獲黃色固體進行純化。在純化中，在2.3 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於360℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.9克黃色固體，其產率為91%，是欲製備的物質。步驟2的合成流程圖示於以下(E9-2)。
核磁共振(NMR)方法確定該化合物是N,N'-二(3,5-二甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6DMeFLPAPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3, 300 MHz)：δ=2.14(s,12H),6.57(s,2H),6.67(s,4H),6.84(d,J=8.7 Hz,4H),6.99(d,J=8.7 Hz,4H),7.19-7.41(m,22H),7.73-7.79(m,6H),7.89(d,J=9.3 Hz,2H),8.06-8.11(m,4H)。
圖40A和40B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖40B是圖40A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
此外，圖41A顯示1,6DMeFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜，而圖41B顯示其發射光譜。圖42A顯示1,6DMeFLPAPrn薄膜的吸收光譜，而圖42B顯示其發射光譜。採用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。採用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖41A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖42A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖41A和41B及圖42A和42B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示吸收強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約434nm觀察到吸收，且最大發射波長為466 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約435nm觀察到吸收，且最大發射波長為505 nm(激發波長：424 nm)。
測量1,6DMeFLPAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得 HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖42B中所示之1,6DMeFLPAPrn薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6DMeFLPAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.43 eV和-2.74 eV，發現能隙為2.69 eV。
對獲得的1,6DMeFLPAPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為500℃或更高，是高耐熱性的指標。
[實施例10]
在本實施例中，製備由具體例2中的結構式(200)表示的N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn)。
[步驟1：9-(3-溴苯基)-9-苯基茀的合成方法]
用氮氣置換500毫升三頸燒瓶中的空氣，然後在該燒瓶中加入80毫升四氫呋喃和3.7毫升(22.2毫莫耳)2-溴聯苯。設定混合物的溫度為-80℃。在該混合物中加入14.2毫升(22.3毫莫耳)正丁基鋰，且攪拌混合物1.5小時。然後，將5.8克(22.3毫莫耳)3-溴二苯甲酮溶解於60毫升四氫呋喃的溶液加入混合物中，且攪拌混合物4小時。之後，設定混合物的溫度為室溫，且攪拌混合物20小時。之後，向該混合物中加入鹽酸水溶液(1莫耳/升)。分離該混合物的有機層和水層。用乙酸乙酯萃取水層三次。用飽和鹽水洗滌乙酸乙酯層和有機層一次，和用硫酸鎂乾燥。所獲混合物進行重力過濾，以除去硫酸鎂，且將濾液濃縮獲得油狀物。
在一個200毫升回收燒瓶加入所獲油狀物、25毫升冰醋酸和0.5毫升鹽酸。於110℃加熱並攪拌該混合物2.0小時。攪拌之後，向混合物中加入100毫升水，然後加入100毫 升乙酸乙酯。分離該混合物的有機層和水層。用乙酸乙酯萃取水層三次。合併有機層和乙酸乙酯層，用碳酸氫鈉的飽和水溶液以及飽和鹽水洗滌一次，然後用硫酸鎂乾燥。所獲混合物進行重力過濾，以除去硫酸鎂，將濾液濃縮。從乙酸乙酯和甲醇的混合溶劑中再結晶，獲得6.8克白色固體，產率74%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E10-1)。
[步驟2：3-(9-苯基-9H-茀-9-基)二苯基胺(縮寫：mFLPA)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入3.2克(8.1毫莫耳)9-(3-溴苯基)-9-苯基茀和2.3克(24.2毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入40.0毫升甲苯、0.75毫升(8.2毫莫耳)苯胺和0.2毫升10%三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且向混合物中加入40.6毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌2.0小時。攪拌之後，在該 混合物中加入甲苯，且加熱該混合物。透過Florisil、Celite和氧化鋁進行抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為1：1)。因此，獲得3.2克白色固體，產率為96%，是欲製備的物質。該步驟2的合成流程圖示於以下(E10-2)。
[步驟3：N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.6克(1.7毫莫耳)1,6-二溴芘、1.4克(3.4毫莫耳)3-(9-苯基-9H-茀-9-基)二苯基胺和0.5克(5.1毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入21.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且在混合物中加入38.1毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌3.0小時。攪拌之後，在混合物中加入500毫升甲苯，且加熱該混合物。保持混合物在熱的情況下，透過Florisil、Celite和氧化鋁對混合物進行抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為1：1)獲得黃色固體，是 欲製備的物質。所獲黃色固體從甲苯和己烷的混合溶劑中再結晶獲得1.1克黃色固體，產率為64%，是欲製備的物質。
因為製得的物質(1,6mFLPAPrn)的結構中茀骨架鍵結在胺骨架的苯環的間位，因此1,6mFLPAPrn在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中製備的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mFLPAPrn)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對1.1克所獲固體進行純化。在純化中，在2.3 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於320℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得1.0克黃色固體，產率為91%，是欲製備的物質。步驟3的合成流程圖示於以下(E10-3)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物是N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮 寫：1,6mFLPAPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=6.68(d,J=7.8 Hz,2H),6.87-7.23(m,38H),7.61(d,J=7.2 Hz,4H),7.74(d,J=7.8 Hz,2H),7.85(d,J=8.7 Hz,2H),8.03(d,J=8.7 Hz,4H)。
圖43A和43B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖43B是圖43A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1017(M+H)+；C78H52N2(1016.41)。
此外，圖44A顯示1,6mFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜，而圖44B顯示其發射光譜。圖45A顯示1,6mFLPAPrn薄膜的吸收光譜，而圖45B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖44A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖45A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖44A和44B及圖45A和45B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約430nm觀察到吸收，且最大發射波長為459 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約434nm觀察到吸收，且最大發射波長為502 nm(激發波長：432 nm)。
測量1,6mFLPAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖45B中所示之1,6mFLPAPrn薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mFLPAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.5 eV和-2.81 eV，發現能隙為2.69 eV。
對獲得的1,6mFLPAPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為476℃或更高，是高耐熱性的指標。
在8.7×10-4 Pa壓力和以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為316℃，是良好昇華性質的指標。因此，應理解，本發明一個具體例的茀衍生物(1,6mFLPAPrn)儘管其高分子量，仍是具有低昇華溫度和優良昇華性質的材料。此外，發現茀骨架鍵結至與胺骨架的苯環間位的結構能產生較低昇華溫度和更好的昇華性質。
[實施例11]
在本實施例中，製備由具體例2的結構式(215)表示的N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn-II)。
[步驟1：9-(3-溴苯基)-9-(3-甲基苯基)茀的合成方法]
用氮氣置換500毫升三頸燒瓶中的空氣，然後在該燒瓶中加入80毫升四氫呋喃和3.8毫升(22.8毫莫耳)2-溴聯苯。設定混合物的溫度為-80℃。在該混合物中加入14.5毫升(22.8毫莫耳)正丁基鋰，且攪拌混合物0.5小時。之後，在化合物中加入6.3克(22.8莫耳)3-溴-3'甲基-二苯甲酮溶解於71毫升四氫呋喃的溶液，且攪拌混合物1.8小時。之後，設定混合物的溫度為室溫，且攪拌該混合物過夜。然後，在該混合物中加入鹽酸水溶液(1莫耳/升)。分離該混合物的有機層和水層。乙酸乙酯萃取水層三次。用飽和鹽水洗滌乙酸乙酯層和有機層一次，且用硫酸鎂乾燥。所獲混合物進行重力過濾，以除去硫酸鎂，且將濾液濃縮獲得油 狀物。
在一個200毫升回收燒瓶加入所獲油狀物、25毫升冰醋酸和0.5毫升鹽酸，且加熱該混合物，於110℃攪拌6.0小時。攪拌之後，在混合物中加入水和乙酸乙酯。分離該混合物的有機層和水層。乙酸乙酯萃取水層三次。合併有機層和乙酸乙酯層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和飽和鹽水洗滌一次，然後用硫酸鎂乾燥。所獲混合物進行重力過濾，以除去硫酸鎂，且將濾液濃縮。從乙酸乙酯和甲醇的混合溶劑中再結晶，獲得5.8克白色固體，產率為63%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E11-1)。
[步驟2：3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]二苯基胺(縮寫：mFLPA-II)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入2.8克(6.8毫莫耳)9-(3-溴苯基)-9-(3-甲基苯基)-茀和2.0克(20.6毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入34.0毫升甲苯、0.7毫升(7.1毫莫耳)苯胺和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且在 混合物中加入33.0毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌2.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為3：2)。所獲部分濃縮，獲得2.8克固體，產率為96%，是欲製備的物質。該步驟2的合成流程圖示於以下(E11-2)。
[步驟3：N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn-II)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.5克(1.4毫莫耳)1,6-二溴芘、1.2克(2.9毫莫耳)3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]二苯基胺和0.4克(4.3毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入19.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且在混合物中加入32.7毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌2.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為4：5)。將所獲部分濃縮， 獲得黃色固體。所獲黃色固體從甲苯和己烷的混合溶劑中再結晶獲得0.7克黃色固體，產率為46%，是欲製備的物質。
因為製得的物質(1,6mFLPAPrn-II)的結構中茀骨架鍵結在胺骨架的苯環的間位且為烷基的甲基鍵結至已在在茀的9-位置鍵結的苯環，因此1,6mFLPAPrn-II在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mFLPAPrn-II)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.7克所獲固體進行純化。在純化中，在2.9 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於312℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.6克黃色固體，產率為89%，是欲製備的物質。步驟3的合成流程圖示於以下(E11-3)。
核磁共振(NMR)方法確定該化合物是N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn-II)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=2.14(s,6H),6.68(d,J=8.1 Hz,2H),6.86-7.23(m,36H),7.61(d,J=7.8 Hz,4H),7.73(d,J=7.8 Hz,2H),7.85(d,J=9.3 Hz,2H),8.02-8.05(m,4H)。
圖46A和46B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖46B是圖46在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
此外，圖47A顯示1,6mFLPAPrn-II的甲苯溶液的吸收光譜，而圖47B顯示其發射光譜。圖48A顯示1,6mFLPAPrn-II薄膜的吸收光譜，而圖48B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖47A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖48A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖47A和47B以及圖48A和48B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約430nm觀察到吸收，且最大發射波長為459 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約433nm觀察到吸收，且最大發射波長為497 nm(激發波長：434 nm)。
測量1,6mFLPAPrn-II薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO 能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖48B中所示之1,6mFLPAPrn-II薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mFLPAPrn-II的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.49 eV和-2.78 eV，發現能隙為2.71 eV。
對獲得1,6mFLPAPrn-II進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為476℃，是高耐熱性的指標。
[實施例12]
在本實施例中，製備由具體例2中結構式(216)表示的N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn-III)。
[步驟1：9-(3-溴苯基)-9-(4-甲基苯基)茀的合成方法]
用氮氣置換在500毫升燒瓶中的空氣，然後在該燒瓶中加入80毫升四氫呋喃和3.8毫升(22.8毫莫耳)2-溴聯苯。設定混合物的溫度為-80℃。在該混合物中加入13.5毫升(22.5毫莫耳)正丁基鋰，且攪拌混合物2.1小時。之後，在混合物中加入5.8克(22.8莫耳)3-溴-4'甲基-二苯甲酮溶解於70毫升四氫呋喃的溶液，且攪拌混合物4.3小時。之後，設定混合物的溫度為室溫，且攪拌該混合物過夜。之後，在該混合物中加入鹽酸水溶液(1莫耳/升)。分離該混合物的有機層和水層。乙酸乙酯萃取水層三次。用硫酸鎂乾燥該乙酸乙酯層和有機層。所獲混合物進行重力過濾，以除去硫酸鎂，且將濾液濃縮獲得油狀物。
在200毫升的回收燒瓶中加入所獲的油狀物、30毫升冰醋酸和0.5毫升鹽酸。於110℃加熱和攪拌該混合物4.5小 時。攪拌之後，在混合物中加入水和乙酸乙酯。分離該混合物的有機層和水層。乙酸乙酯萃取水層三次。合併有機層和乙酸乙酯層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和飽和鹽水洗滌一次，然後用硫酸鎂乾燥。所獲混合物進行重力過濾，因此除去硫酸鎂，獲得濾液。將濾液濃縮獲得油狀物，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為10：1)。所獲部分濃縮獲得4.9克白色固體，產率為50%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E12-1)。
[步驟2：3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]二苯基胺(縮寫：mFLPA-III)的合成方法]
在一個50毫升三頸燒瓶中加入1.4克(3.5毫莫耳)9-(3-溴苯基)-9-(4-甲基苯基)-茀和1.0克(10.4毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入18.0毫升甲苯、0.4毫升(3.8毫莫耳)苯胺和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且在混合物中加入33.7毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0) 。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌3.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為3：2)。所獲部分濃縮。因此獲得1.5克白色固體，產率為99%，是欲製備的物質。該步驟2的合成流程圖示於以下(E12-2)。
[步驟3：N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn-III)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.6克(1.8毫莫耳)1,6-二溴芘、1.5克(3.5毫莫耳)3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]二苯基胺和0.5克(5.3毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入20.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且在混合物中加入33.1毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌3.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為3：2)。所獲部分濃縮，獲得黃色固體。所獲黃色固體從甲苯和己烷的混合溶劑中再 結晶獲得0.8克黃色固體，產率為46%，是欲製備的物質。
因為製得的物質(1,6mFLPAPrn-III)的結構中茀骨架鍵結在胺骨架的苯環的間位且為烷基的甲基鍵結至已在在茀的9-位置鍵結的苯環，因此1,6mFLPAPrn-III在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mFLPAPrn-III)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.8克所獲固體進行純化。在純化中，在3.1 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於314℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.7克黃色固體，產率為84%，是欲製備的物質。步驟3的合成流程圖示於以下(E12-3)。
核磁共振(NMR)方法確定該化合物是N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn-III)，是欲製備的物質。
獲 得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=2.14(s,6H),6.68(d,J=7.5 Hz,2H),6.81-7.21(m,36H),7.60(d,J=7.2 Hz,4H),7.73(d,J=8.4 Hz,2H),7.85(d,J=9.3 Hz,2H),8.04(d,J=9.0 Hz,4H)
圖49A和49B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖49B是圖49A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
此外，圖50A顯示1,6mFLPAPrn-III的甲苯溶液的吸收光譜，而圖50B顯示其發射光譜。圖51A顯示1,6mFLPAPrn-III薄膜的吸收光譜，而圖51B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖50A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖51A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖50A和50B及圖51A和51B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約430nm觀察到吸收，且最大發射波長為459 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約435nm觀察到吸收，且最大發射波長為495 nm(激發波長：438 nm)。
測量1,6mFLPAPrn-III薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得 HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖51B中所示之1,6mFLPAPrn-III薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mFLPAPrn-III的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.49 eV和-2.8 eV，發現能隙為2.69 eV。
對獲得的1,6mFLPAPrn-III進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱平衡(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為500℃或更高，是高耐熱性的指標。
[實施例13]
在本實施例中，製備由具體例2的結構式(201)表示的N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn)。
[步驟1：3-甲基苯基-3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺(縮寫：mMemFLPA)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入3.2克(8.1毫莫耳)9-(3-溴苯基)-9-苯基茀和2.3克(24.1毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入40.0毫升甲苯、0.9毫升(8.3毫莫耳)間-甲苯胺和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且在混合物中加入44.5毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌2.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為1：1)。因此獲得2.8克白色固體，產率為82%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E13-1)。
[步驟2：N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.6克(1.7毫莫耳)1,6-二溴芘、1.4克(3.4毫莫耳)3-甲基苯基-3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺和0.5克(5.1毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入21.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且向混合物中加入34.9毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌3.0小時。攪拌之後，在混合物中加入400毫升甲苯，且加熱該混合物。保持熱混合物條件下，透過Florisil、Celite和氧化鋁對混合物進行抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為3：2)獲得黃色固體。所獲黃色固體從甲苯和己烷的混合溶劑中再結晶獲得1.2克黃色固體，產率為67%，是欲製備的物質。
因為製得的物質(1,6mMemFLPAPrn)的結構中茀骨架鍵結在胺骨架的苯環的間位且為烷基的甲基與胺骨架中的苯環鍵結，因此1,6mMemFLPAPrn在如甲苯的有機溶劑中 的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mMemFLPAPrn)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對1.0克所獲黃色固體進行純化。在純化中，在2.2 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於317℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得1.0克黃色固體，產率為93%，是欲製備的物質。步驟2的合成流程圖示於以下(E13-2)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物是N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=2.21(s,6H),6.67(d,J=7.2 Hz,2H),6.74(d,J=7.2 Hz,2H),7.17-7.23(m,34H),7.62(d,J=7.8 Hz,4H),7.74(d,J=7.8 Hz,2H),7.86(d,J=9.0 Hz,2H),8.04(d,J=8.7 Hz,4H)
圖52A和52B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖52B是圖52A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1045(M+H)+：C80H56N2(1044.44)。
此外，圖53A顯示1,6mMemFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜，而圖53B顯示其發射光譜。圖54A顯示1,6mMemFLPAPrn薄膜的吸收光譜，而圖54B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖53A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖54A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖53A和53B及圖54A和54B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約432 nm觀察到吸收，且最大發射波長為461 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約437 nm觀察到吸收，且最大發射波長為474 nm(激發波長：436 nm)。
測量1,6mMemFLPAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖54B中所示之1,6mMemFLPAPrn薄膜的吸收 光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mMemFLPAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.5 eV和-2.82 eV，發現能隙為2.68 eV。
對獲得的1,6mMemFLPAPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為479℃，是高耐熱性的指標。
[實施例14]
在本實施例中，製備由具體例2中的結構式(235)表示的N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-II)。
[步驟1：3-甲基苯基-3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基胺(縮寫：mMemFLPA-II)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入3.0克(7.3毫莫耳)9-(3-溴苯基)-9-(3-甲基苯基)-茀和2.1克(22.0毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入37.0毫升甲苯、0.8毫升(7.4毫莫耳)間-甲苯胺和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為85℃，且在混合物中加入29.8毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至90℃，然後攪拌4.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得油狀物，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑己烷對甲苯的比例為2：1)。因此獲得3.1克化合物，產率為98%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E14-1)。
[步驟2：N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-II)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.5克(1.4毫莫耳)1,6-二溴芘和0.4克(4.2毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入3.0毫升甲苯、1.2克(2.8毫 莫耳)3-甲基苯基-3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基胺溶解於14.0毫升甲苯的溶液和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且在混合物中加入30.4毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌3.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為1：1)。所獲部分濃縮，獲得黃色固體。所獲黃色固體從甲苯和己烷的混合溶劑中再結晶獲得0.6克黃色固體，產率為43%，是欲製備的物質。
製得的物質(1,6mMemFLPAPrn-II)的結構中茀骨架鍵結在胺骨架的苯環的間位、為烷基的甲基鍵結至已在茀的9-位置鍵結的苯環且為烷基的甲基與胺骨架中的苯環鍵結；因此1,6mMemFLPAPrn-II在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mMemFLPAPrn-II)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.6克所獲黃色固體進行純化。在純化中，在3.0 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於298℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.4克黃色固體，產率為61%，是欲製備的物質。步驟2的合成流程圖示於以下(E14-2)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物是N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-II)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=2.14(s,6H),2.20(s,6H),6.66-7.25(m,36H),7.61(d,J=7.2 Hz,4H),7.73(d,J=7.8 Hz,2H),7.86(d,J=9.3 Hz,2H),8.03-8.06(m,4H)
圖55A和55B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖55B是圖55A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1073(M+H)+；C82H60N2(1072.48)。
此外，圖56A顯示1,6mMemFLPAPrn-II的甲苯溶液的吸收光譜，而圖56B顯示其發射光譜。圖57A顯示1,6mMemFLPAPrn-II薄膜的吸收光譜，而圖57B顯示其發 射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920,由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖56A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖57A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖56A和56B及圖57A和57B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約431 nm觀察到吸收，且最大發射波長為461 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約435 nm觀察到吸收，且最大發射波長為471 nm(激發波長：432 nm)。
測量1,6mMemFLPAPrn-II薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖57B中所示之1,6mMemFLPAPrn-II薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mMemFLPAPrn-II的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.47 eV和-2.78 eV，發現能隙為2.69 eV。
對獲得的1,6mMemFLPAPrn-II進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫 升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為456℃，是高耐熱性的指標。
[實施例15]
在本實施例中，製備由具體例2中的結構式(219)表示的N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-III)。
[步驟1：3-甲基苯基-3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基胺(縮寫：mMemFLPA-III)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入3.0克(7.3毫莫耳)9-(3-溴苯基)-9-(3-甲基苯基)-茀、0.8毫升(7.3毫莫耳)間-甲苯胺和2.1克(21.9毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入37.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為85℃， 且在混合物中加入36.0毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至90℃，然後攪拌4.0小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得油狀物，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑己烷對甲苯的比例為2：1)。所獲部分濃縮獲得2.9克白色固體，產率為91%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E15-1)。
[步驟2：N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-III)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.5克(1.4毫莫耳)1,6-二溴芘和0.4克(4.3毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入2.0毫升甲苯、1.2克(2.8毫莫耳)3-甲基苯基-3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基胺溶解於15.0毫升甲苯的溶液，和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且在混合物中加入30.8毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌4.0小時。攪拌之後，在混合物中加入250毫升甲苯，且加熱該混合物。在保持熱混合物下，使混合物透過 Florisil、Celite和氧化鋁進行抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為3：2)。所獲部分濃縮，獲得黃色固體。所獲黃色固體用甲苯再結晶獲得0.7克黃色固體，產率為49%，是欲製備的物質。
製得的物質(1,6mMemFLPAPrn-III)的結構中茀骨架鍵結在胺骨架的苯環的間位、為烷基的甲基鍵結至已在茀的9-位置鍵結的苯環且為烷基的甲基與胺骨架中的苯環鍵結；因此1,6mMemFLPAPrn-III在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mMemFLPAPrn-III)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.7克所獲黃色固體進行純化。在純化中，在3.1 Pa壓力和5.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於312℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.7克黃色固體，產率為90%，是欲製備的物質。步驟3的合成流程圖示於以下(E15-2)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物是N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-III)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=2.15(s,6H),2.21(s,6H),6.66-7.25(m,36H),7.61(d,J=7.5 Hz,4H),7.73(d,J=7.8 Hz,2H),7.86(d,J=9.0 Hz,2H),8.04(d,J=8.7 Hz,4H)
圖58A和58B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖58B是圖58A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1073(M+H)+；C82H60N2(1072.48)。
此外，圖59A顯示1,6mMemFLPAPrn-III的甲苯溶液的吸收光譜，而圖59B顯示其發射光譜。圖60A顯示1,6mMemFLPAPrn-III薄膜的吸收光譜，而圖60B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-550，由JASCO 公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920,由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖59A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖60A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖59A和59B及圖60A和60B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約432 nm觀察到吸收，且最大發射波長為460 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約437 nm觀察到吸收，且最大發射波長為470 nm(激發波長：435 nm)。
測量1,6mMemFLPAPrn-III薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖60B中所示之1,6mMemFLPAPrn-III薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mMemFLPAPrn-III的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.47 eV和-2.79 eV，發現能隙為2.68 eV。
對獲得的1,6mMemFLPAPrn-III進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進 行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為475℃，是高耐熱性的指標。
[實施例16]
本實施例將說明使用具體例1中所述的茀衍生物作為發光材料製造發光元件的方法及其元件特性的測量結果。具體地，在此所述的發光元件是使用N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-3,8-二環己基芘-1,6-二胺(縮寫：ch-1,6FLPAPrn)(由實施例7中所述的結構式(109)表示)、N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMeFLPAPrn)(由實施例8中所述的結構式(103)表示)、和N,N'-二(3,5-二甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6DMeFLPAPrn)(由實施例9中所述的結構式(117)表示)形成的。
將描述本實施例的發光元件4至6的製造方法。此外，下面顯示出在本實施例中使用的有機化合物的結構式。應注意，在此不詳細描述在上面實施例中已經列出其分子結構的有機化合物。與實施例4相同的元件結構可參見圖17A。
(發光元件4)
以與實施例4的發光元件1相同的方式製造本實施例的發光元件4，除了電洞注入層2103、電洞傳輸層2104和發光層2105之外。
按照以下方式形成發光元件4的電洞注入層2103：將基板2101固定在真空蒸發設備的基板夾具中，使有形成陽極2102之基板2101的表面朝下、降低真空蒸發設備的壓力至約10-4 Pa，且之後，在陽極2102上共蒸發9-[4-(9-苯基咔唑-3-基)]苯基-10-苯基蒽(縮寫：PCzPA)和氧化鉬(VI)。電洞注入層2103的厚度為50 nm，且控制蒸發速率，使PCzPA對氧化鉬(VI)的重量比為4：2(=PCzPA：氧化鉬)。
接著，藉由蒸發方法，使用電阻加熱，在電洞注入層2103上形成10-nm厚的電洞傳輸材料膜，因此形成電洞傳輸層2104。應注意，使用PCzPA用於電洞傳輸層2104。
接著，藉由蒸發方法，使用電阻加熱，在電洞傳輸層2104形成發光層2105。藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基) 苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-3,8-二環己基芘-1,6-二胺(縮寫：ch-1,6FLPAPrn)形成30 nm厚度薄膜作為發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對ch-1,6FLPAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：ch-1,6FLPAPrn)。
(發光元件5)
以與發光元件4相同的方式製造本實施例的發光元件5，除了發光層2105之外。
藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMeFLPAPrn)形成30 nm厚度薄膜作為發光元件5的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6mMeFLPAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6mMeFLPAPrn)。
(發光元件6)
以與發光元件4相同的方式製造本實施例的發光元件6，除了發光層2105之外。
關於發光元件6，藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二(3,5-二甲基苯基)-N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6DMeFLPAPrn)形成30 nm厚度薄膜作為發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6DMeFLPAPrn的重量比為 1：0.05(=CzPA：1,6DMeFLPAPrn)。
表7列出在本實施例中製造的發光元件4-6的元件結構。在表7中，所有混合比例都是重量比。
所有混合比例都是重量比。
將從而所得之發光元件4至6密封在氮氛圍的手套箱中，不曝露至空氣中。然後，測量元件的工作特性。應注意，測量在在室溫下進行(在25℃的氛圍中)。
圖61顯示發光元件4至6的電壓對亮度特性，而圖62顯示其亮度對電流效率特性。在圖61中，縱軸表示亮度(cd/m2)，而橫軸表示電壓(V)。在圖62中，縱軸表示電流效率(cd/A)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。此外，表8列出發光元件在約1000 cd/m2的色度。
圖63顯示發光元件4至6的發射光譜。
由圖63和表8顯而易見，本實施例的發光元件4至6展現優良的藍光發射。此外，圖62顯示本實施例的發光元件4至6具有高發射效率。
對製造的發光元件4至6進行可靠性測試。在可靠性測試中，初始亮度設定為1000 cd/m2，這些元件在恆定電流密度下工作，且以指定間隔測量亮度。可靠性測試的結果示於圖64。在圖64中，橫軸表示電流時間(小時)，而縱軸表示表示在各時間點的亮度在初始亮度中的比例，即正規化亮度(%)。
如在圖64所示，發光元件4在驅動470小時後保持85%的初始亮度，而發光元件5在驅動1100小時後保持83%的初始亮度。此外，發光元件6在驅動700小時後保持85%的初始亮度。因此，發光元件4至6的亮度不會輕易地隨時間下降，表明這些發光元件具有長壽命。
如上所述，發現本實施例的發光元件可為實現長壽命、高可靠性、高色純度和高發射效率的發光元件。
[實施例17]
本實施例將說明使用具體例1中所述的茀衍生物作為發光材料製造發光元件的方法和其元件特性的測量結果。具體地，在此所述的發光元件使用以下材料形成：在實施例10中所述的結構式(200)表示的N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn)、在實施例13中所述的結構式(201)表示的N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn)、在實施例14中所述的結構式(215)表示的N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-II)和在實施例15中所述的結構式(219)表示的N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-III)。
將描述本實施例的發光元件7至10的製造方法。應注意，在本實施例中使用的有機化合物其分子結構已在上面 的實施例中示出，在此不詳細描述。與實施例4相同的元件結構可參見圖17A。
以與實施例17的發光元件4相同的方式製造本實施例的發光元件7至10，除了發光層2105之外。
(發光元件7)
藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mFLPAPrn)，形成30 nm厚度薄膜作為發光元件7的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6mFLPAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6mFLPAPrn)。
(發光元件8)
藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn)形成30 nm厚度薄膜作為發光元件8的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6mMemFLPAPrn的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6mMemFLPAPrn)。
(發光元件9)
藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二{3-[9-(3-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}- N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-II)，形成30 nm厚度薄膜作為發光元件9的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6mMemFLPAPrn-II的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6mMemFLPAPrn-II)。
(發光元件10)
藉由共蒸發9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N,N'-二{3-[9-(4-甲基苯基)-9H-茀-9-基]苯基}-N,N'-二(3-甲基苯基)-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLPAPrn-III)，形成30 nm厚度薄膜作為發光元件10的發光層2105。在此，控制蒸發速度，使CzPA對1,6mMemFLPAPrn-III的重量比為1：0.05(=CzPA：1,6mMemFLPAPrn-III)。
表9列出在本實施例中製造的發光元件7至10的元件結構。在表9中，所有混合比例都是重量比。
所有混合比例都是重量比。
將從而所得之發光元件7至10密封在氮氛圍的手套箱中，不曝露至空氣中。然後，測量元件的工作特性。應注意，測量在在室溫下進行(在25℃的氛圍中)。
圖65顯示發光元件7至10的電壓對亮度特性，而圖66顯示其亮度對電流效率特性。在圖65中，縱軸表示亮度(cd/m2)，而橫軸表示電壓(V)。在圖66中，縱軸表示電流效率(cd/A)，而橫軸表示亮度(cd/m2)。此外，表10列出發光元件在約1000 cd/m2的色度。
圖67顯示發光元件7至10的發射光譜。
由圖67和表10顯而易見，本實施例的發光元件7至10展現優良的藍光發射。此外，圖66顯示本實施例的發光元件7至10具有高發射效率。
發光元件7不同於發光元件8至10，因為作為發光元件7的摻雜劑的1,6mFLPAPrn在茀骨架上沒有取代基，而作為發光元件8至10的摻雜劑的1,6mMemFLPAPrn、1,6mMemFLPAPrn-II和1,6mMemFLPAPrn-III各自在茀骨架上具有甲基。但是，圖65、圖66、圖67和表8等顯示在發光元件7至10中初始 特性之間沒有明顯差別。因此，在本發明一個具體例中的茀衍生物，在茀骨架中引入取代基不會影響初始特性。
對製造的發光元件7至10進行可靠性測試。在可靠性測試中，初始亮度設定為1000 cd/m2，這些元件在恆定電流密度下工作，且以指定間隔測量亮度。可靠性測試的結果示於圖68。在圖68中，橫軸表示電流時間(小時)，而縱軸表示在各時間點的亮度在初始亮度中的比例，即正規化亮度(%)。
如圖68所示，發光元件7在驅動360小時後保持90%的初始亮度，而發光元件8在驅動360小時後保持91%的初始亮度。此外，發光元件9在驅動360小時後保持88%的初始亮度，而發光元件10在驅動360小時後保持89%的初始亮度。因此，發光元件7至10的亮度不會輕易地隨時間下降，表明它們具有長壽命。
如上所述，發現本實施例的發光元件可為實現長壽命、高可靠性、高色純度和高發射效率的發光元件。
[實施例18]
在本實施例中，製備由具體例2中的結構式(234)表示的N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二{3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基}-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLBiAPrn)。
[步驟1：[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]酸的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入1.4克(3.6毫莫耳)9-(3-溴苯基)-9-苯基-9H-茀。用氮氣置換燒瓶中的空氣。然後，在混合物中加入36.0毫升四氫呋喃，且於80℃攪拌混合物30分鐘。攪拌之後，用注射器滴加2.4毫升(4.0毫莫耳)的1.65莫耳/升正丁基鋰的己烷溶液，然後在-80℃攪拌2小時。然後，加入0.6毫升(4.8毫莫耳)硼酸三甲酯，且攪拌該混合物過夜，同時將其溫度從-80℃逐步升高到室溫。攪拌之後，在該混合物中加入鹽酸水溶液(1莫耳/升)，然後室溫下攪拌30分鐘。然後，加入乙酸乙酯以分離該混合物的有機層和水層，且用乙酸乙酯萃取水層三次。將乙酸乙酯層和有機層合併，用飽和鹽水洗滌，且用硫酸鎂乾燥 。所獲混合物進行重力過濾，以除去硫酸鎂，且將所獲濾液濃縮，獲得白色固體。所獲白色固體用乙酸乙酯和己烷的混合溶劑再結晶，獲得1.2克白色固體，產率為90%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E18-1)。
[步驟2：9-[3-(3-溴苯基)苯基]-9-苯基茀的合成方法]
在一個50毫升三頸燒瓶中加入1.2克(3.2毫莫耳)[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]酸和54.7毫克(0.2毫莫耳)三(2-甲基苯基)膦。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入12.0毫升甲苯、4.0毫升乙醇、0.5毫升(3.5毫莫耳)1-溴-3-碘苯和3.2毫升碳酸鉀水溶液(2莫耳/升)。將該混合物溫度設定為60℃，然後在混合物中加入13.9毫克(0.1毫莫耳)乙酸鈀(II)。將該混合物溫度設定為80℃，隨後回流3.0小時。回流之後，在該混合物中加入甲苯和水，分離有機層和水層，用甲苯萃取水層三次。將該甲苯層和有機層合併，用飽和鹽水洗滌，且用硫酸鎂乾燥。所獲混合物進行重力過濾，以除去硫酸鎂，將所獲濾液濃縮獲得固體。該固體從甲苯和甲醇的混合溶劑再結晶，獲得1.2克白色固體，產率為80%，是欲製備的物質。該步驟2的合成流程圖示於以下(E18-2)。
[步驟3：3-甲基苯基-3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基胺(縮寫：1,6mMemFLBiA)的合成方法]
在一個50毫升三頸燒瓶中加入1.2克(2.5毫莫耳)9-[3-(3-溴苯基)苯基]-9-苯基茀和0.7克(7.4毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入12.5毫升甲苯、0.3毫升(2.5毫莫耳)間-甲苯胺和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且在混合物中加入20.0毫克(0.03毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌2.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為2：3)。因此，獲得1.1克固體，產率為91%，是欲製備的物質。該步驟3的合成流程圖示於以下(E18-3)。
[步驟4：N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二{3-[3-(9-苯基- 9H-茀-9-基)苯基]苯基}-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLBiAPrn)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入1.1克(2.2毫莫耳)3-甲基苯基-3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基胺、0.4克(1.1毫莫耳)1,6-二溴芘和0.3克(3.3毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入13.0毫升甲苯和0.2毫升10%三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且向混合物中加入16.3毫克(0.03毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌3.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯比例為1：1)，因此獲得黃色固體。所獲黃色固體從甲苯和己烷的混合溶劑中再結晶獲得0.7克黃色固體，產率為53%，是欲製備的物質。
因為製得的物質(1,6mMemFLBiAPrn)的結構中鍵結在茀的9-位置上的苯環鍵結在胺骨架的苯環的間位，因此1,6mMemFLBiAPrn在如甲苯的有機溶劑中的溶解度大於實施例2中所得的1,6FLPAPrn和實施例13中所得的1,6mMemFLPAPrn。改進在溶劑中的溶解度有利於本實施例的茀衍生物(1,6mMemFLBiAPrn)的純化，表明其合成的容易性。
藉由梯度昇華法，對0.4克所獲黃色固體進行純化。在純化中，在2.8 Pa壓力和4.0毫升/分鐘氬氣流速條件下，於363℃加熱該黃色固體。純化之後，獲得0.2克黃色固 體，產率為65%，是欲製備的物質。步驟4的合成流程圖示於以下(E18-4)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物是N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二{3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基}-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6mMemFLBiAPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(DMSO-d6,300 MHz)：δ=2.10(s,6H),6.80-7.30(m,46H),7.70(d,J=7.2 Hz,4H),7.86(d,J=8.1 Hz,2H),8.11(s,4H),8.28(d,J=7.8 Hz,2H)
圖69A和69B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖69B是圖69A在6.5-8.5 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1198(M+H)+；C92H64N2(1196.51)。
此外，圖70A顯示1,6mMemFLBiAPrn的甲苯溶液的吸 收光譜，而圖70B顯示其發射光譜。圖71A顯示1,6mMemFLBiAPrn薄膜的吸收光譜，而圖71B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-570，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖70A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖71A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖70A和70B及圖71A和71B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約429 nm觀察到吸收，且最大發射波長為458 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約436 nm觀察到吸收，且最大發射波長為503 nm(激發波長：434 nm)。
測量1,6mMemFLBiAPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖71B中所示之1,6mMemFLBiAPrn薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6mMemFLBiAPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.44 eV和-2.76 eV，發現能隙為2.68 eV。
對獲得的1,6mMemFLBiAPrn進行熱重-差熱分析(TG- DTA)。使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為500℃或更高，是高耐熱性的指標。
[實施例19]
在本實施例中，製備由以下結構式(251)表示的N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二萘基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPNPrn)。
[步驟1：1-萘基-4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺(縮寫：FLPN)的合成方法]
在一個200毫升三頸燒瓶中加入3.2克(8.7毫莫耳)9-(4-溴苯基)-9-苯基-9H-茀、1.2克(8.7毫莫耳)1-萘基胺和2.5g(26.2毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入43.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級 丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為60℃，且在混合物中加入35.1毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)。將該混合物溫度升高至80℃，然後攪拌2.5小時。攪拌之後，透過Florisil、Celite和氧化鋁對該混合物抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後藉由矽膠管柱層析術進行純化(沖洗溶劑的己烷對甲苯的比例為1：1)。因此獲得2.1克白色固體，產率為52%，是欲製備的物質。該步驟1的合成流程圖示於以下(E19-1)。
[步驟2：N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二萘基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPNPrn)的合成方法]
在一個100毫升三頸燒瓶中加入0.6克(1.8毫莫耳)1,6-二溴芘、1.6克(3.6毫莫耳)1-萘基-4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺和0.5g(5.6毫莫耳)三級丁醇鈉。用氮氣置換燒瓶中的空氣。向該混合物中加入20.0毫升甲苯和0.2毫升10%的三(三級丁基)膦的己烷溶液。將該混合物溫度設定為80℃，且向混合物中加入34.9毫克(0.1毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌0.3小時。攪拌之後，在混合物中加入10.4毫克(0.02毫莫耳)二(二亞苄基丙酮)鈀(0)，然後攪拌1.5小時。對該混合物進行抽濾，同時保持在80℃，因此獲得固體。在獲得的固體中加入甲苯，將製得的混合物加 熱至110℃，透過氧化鋁、Florisil和Celite進行抽濾，獲得濾液。將濾液濃縮獲得固體，然後用甲苯和己烷的混合溶劑再結晶。因此獲得0.7克黃色固體，產率為37%，是欲製備的物質。該步驟2的合成流程圖示於以下(E19-2)。
核磁共振(NMR)方法和質譜確定該化合物是N,N'-二[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二萘基-芘-1,6-二胺(縮寫：1,6FLPNPrn)，是欲製備的物質。
獲得的化合物的1H NMR資料如下：1H NMR(CDCl3,300 MHz)：δ=6.59(d,J=8.4 Hz,4H),6.95(d,J=8.7 Hz,4H),7.11-7.23(m,15H),7.28-7.48(m,15H),7.64-7.74(m,8H),7.79(d,J=9.3 Hz,2H),7.85(d,J=7.8 Hz,2H),7.93(d,J=8.1 Hz,2H),8.09-8.16(m,4H)
圖72A和72B顯示1H NMR譜圖。應注意，圖72B是圖72A在6.5-8.25 ppm範圍的放大圖。
獲得的化合物的質譜測量結果如下：MS(ESI-MS)：m/z=1171(M+H)+；C86H56N2(1116.44)。
此外，圖73A顯示1,6FLPNPrn的甲苯溶液的吸收光譜 ，而圖73B顯示其發射光譜。圖74A顯示1,6FLPNPrn薄膜的吸收光譜，而圖74B顯示其發射光譜。使用紫外光-可見光分光光度計(V-573，由JASCO公司製造)測量吸收光譜。使用螢光分光光度計(FS920，由濱松光子公司製造)測量發射光譜。對按照以下方式製備的樣品進行測量，將溶液置於石英槽，藉由蒸發在石英基板上獲得薄膜。圖73A顯示該溶液的吸收光譜，是藉由減去石英和甲苯的吸收光譜獲得，圖74A顯示薄膜的吸收光譜，是藉由減去石英基板的吸收光譜獲得。在圖73A和73B以及圖74A和74B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示強度(任意單位)。在甲苯溶液的情況中，在約429 nm觀察到吸收，且最大發射波長為459 nm(激發波長：370 nm)。在薄膜的情況中，在約436 nm觀察到吸收，且最大發射波長為502 nm(激發波長：435 nm)。
測量1,6FLPNPrn薄膜的HOMO能階和LUMO能階。將在該氛圍中用光電子分光光度計(AC-2，由Riken Keiki有限公司製造)測得的游離電位值轉化為負值而獲得HOMO能階值。按照以下方式獲得LUMO能階值，假設直接躍遷，使用圖74B中所示之1,6FLPNPrn薄膜的吸收光譜上的資料，由Tauc圖獲得吸收邊緣，該吸收邊緣被看做是光能隙並加到HOMO能階值。結果，發現1,6FLPNPrn的HOMO能階和LUMO的能階分別為-5.41 eV和-2.73 eV，發現能隙為2.68 eV。
對獲得的1,6FLPNPrn進行熱重-差熱分析(TG-DTA)。 使用高真空差式型差熱天平(由Bruker AXS K.K.製造，TG/DTA 2410SA)用於該測量。在氮氣流(流速為200毫升/分鐘)和常壓條件下，以10℃/分鐘升溫速率進行該測量。重量和溫度之間的關係(熱重)顯示5%的重量損失時的溫度為500℃或更高，是高耐熱性的指標。
本申請案是基於2009年10月22日提交日本專利局的日本專利申請案序號第2009-243646號、2009年11月19日提交日本專利局的日本專利申請案序號第2009-264300號、2010年7月26日提交日本專利局的日本專利申請案序號第20010-167352號，其全部內容藉由引用而合併於本文。
101‧‧‧基板
102‧‧‧第一電極
103‧‧‧EL層
104‧‧‧第二電極
111‧‧‧第一層(電洞注入層)
112‧‧‧第二層(電洞傳輸層)
113‧‧‧第三層(發光層)
114‧‧‧第四層(電子傳輸層)
115‧‧‧第五層(電子注入層)
511‧‧‧第一發光單元
512‧‧‧第二發光單元
513‧‧‧電荷產生層
521‧‧‧第一電極
522‧‧‧第二電極
401‧‧‧源極驅動電路
402‧‧‧像素部分
403‧‧‧柵極驅動電路
404‧‧‧密封基板
405‧‧‧密封劑
407‧‧‧空間
408‧‧‧引線
409‧‧‧撓性印刷電路
410‧‧‧元件基板
411‧‧‧開關TFT
412‧‧‧電流控制TFT
413‧‧‧第一電極
414‧‧‧絕緣體
416‧‧‧EL層
417‧‧‧第二電極
418‧‧‧發光元件
423‧‧‧n-通道TFT
424‧‧‧p-通道TFT
501‧‧‧基板
502‧‧‧第一電極
503‧‧‧第二電極
504‧‧‧EL層
505‧‧‧絕緣層
506‧‧‧分隔層
611‧‧‧外殼
612‧‧‧支承基座
613‧‧‧顯示部分
614‧‧‧揚聲器部分
615‧‧‧視頻輸入端子
621‧‧‧主體
622‧‧‧外殼
623‧‧‧顯示部分
624‧‧‧鍵盤
625‧‧‧外接埠
626‧‧‧指示裝置
631‧‧‧主體
632‧‧‧外殼
633‧‧‧顯示部分
634‧‧‧音頻輸入部分
635‧‧‧音頻輸出部分
636‧‧‧操作鍵
637‧‧‧外接埠
638‧‧‧天線
641‧‧‧主體
642‧‧‧顯示器部
643‧‧‧外殼
644‧‧‧外接埠
645‧‧‧遙控接收部分
646‧‧‧圖像接受部分
647‧‧‧電池
648‧‧‧音頻輸入部分
649‧‧‧操作鍵
650‧‧‧目鏡部分
3000‧‧‧臺燈
3001‧‧‧室內照明裝置
2101‧‧‧基板
2102‧‧‧陽極
2103‧‧‧電洞注入層
2104‧‧‧電洞傳輸層
2105‧‧‧發光層
2105a‧‧‧第一發光層
2105b‧‧‧第二發光層
2106‧‧‧電子傳輸層
2107‧‧‧電子注入層
2108‧‧‧陰極
圖式簡單說明
圖1A和1B各自說明發光元件。
圖2A至2C各自說明發光元件。
圖3A和3B各自說明發光元件。
圖4A和4B說明發光裝置。
圖5A和5B說明發光裝置。
圖6A至6D說明電子裝置。
圖7說明照明裝置。
圖8A和8B顯示FLPAPA的1H NMR譜圖。
圖9A和9B顯示FLPAPA的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖10A和10B顯示FLPAPA薄膜的吸收光譜和發射光譜 。
圖11A和11B顯示1,6FLPAPrn的1H NMR譜圖。
圖12A和12B顯示1,6FLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖13A和13B顯示1,6FLPAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖14A和14B顯示1,6tBu-FLPAPrn的1H NMR譜圖。
圖15A和15B顯示1,6tBu-FLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖16A和16B顯示1,6tBu-FLPAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖17A和17B說明實施例的發光元件。
圖18顯示發光元件1和參考發光元件1的特性。
圖19顯示發光元件1和參考發光元件1的特性。
圖20顯示發光元件1和參考發光元件1的特性。
圖21顯示發光元件1和參考發光元件1的特性。
圖22顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的特性。
圖23顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的特性。
圖24顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的特性。
圖25顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的特性。
圖26顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的特性。
圖27顯示發光元件2和參考發光元件2A和2B的特性。
圖28顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的特性。
圖29顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的特性。
圖30顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的特性。
圖31顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的特性。
圖32顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的特性。
圖33顯示發光元件3和參考發光元件3A和3B的特性。
圖34A和34B顯示ch-1,6FLPAPrn的1H NMR譜圖。
圖35A和35B顯示ch-1,6FLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖36A和36B顯示ch-1,6FLPAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖37A和37B顯示1,6mMeFLPAPrn的1H NMR譜圖。
圖38A和38B顯示1,6mMeFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖39A和39B顯示1,6mMeFLPAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖40A和40B顯示1,6DMeFLPAPrn的1H NMR譜圖。
圖41A和41B顯示1,6DMeFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖42A和42B顯示1,6DMeFLPAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖43A和43B顯示1,6mFLPAPrn的1H NMR譜圖。
圖44A和44B顯示1,6mFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖45A和45B顯示1,6mFLPAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖46A和46B顯示1,6mFLPAPrn-II的1H NMR譜圖。
圖47A和47B顯示1,6mFLPAPrn-II的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖48A和48B顯示1,6mFLPAPrn-II薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖49A和49B顯示1,6mFLPAPrn-III的1H NMR譜圖。
圖50A和50B顯示1,6mFLPAPrn-III的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖51A和51B顯示1,6mFLPAPrn-III薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖52A和52B顯示1,6mMemFLPAPrn的1H NMR譜圖。
圖53A和53B顯示1,6mMemFLPAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖54A和54B顯示1,6mMemFLPAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖55A和55B顯示1,6mMemFLPAPrn-II的1H NMR譜圖。
圖56A和56B顯示1,6mMemFLPAPrn-II的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖57A和57B顯示1,6mMemFLPAPrn-II薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖58A和58B顯示1,6mMemFLPAPrn-III的1H NMR譜圖。
圖59A和59B顯示1,6mMemFLPAPrn-III的甲苯溶液的 吸收光譜和發射光譜。
圖60A和60B顯示1,6mMemFLPAPrn-III薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖61顯示發光元件4至6的特性。
圖62顯示發光元件4至6的特性。
圖63顯示發光元件4至6的特性。
圖64顯示發光元件4至6的特性。
圖65顯示發光元件7至10的特性。
圖66顯示發光元件7至10的特性。
圖67顯示發光元件7至10的特性。
圖68顯示發光元件7至10的特性。
圖69A和69B顯示1,6mMemFLBiAPrn的1H NMR譜圖。
圖70A和70B顯示1,6mMemFLBiAPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖71A和71B顯示1,6mMemFLBiAPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
圖72A和72B顯示1,6FLPNPrn的1H NMR譜圖。
圖73A和73B顯示1,6FLPNPrn的甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。
圖74A和74B顯示1,6FLPNPrn薄膜的吸收光譜和發射光譜。
101‧‧‧基板
102‧‧‧第一電極
103‧‧‧EL層
104‧‧‧第二電極
111‧‧‧第一層(電洞注入層)
112‧‧‧第二層(電洞傳輸層)
113‧‧‧第三層(發光層)
114‧‧‧第四層(電子傳輸層)
115‧‧‧第五層(電子注入層)

Claims (35)

  1. 一種由以下通式(G1)表示的茀衍生物， 其中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、或經取代或未經取代的聯苯基中的任一者，其中，α1至α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基，其中，Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴，其中，Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基，其中，Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或者具有6-12 個碳原子的經取代或未經取代的芳基，其中，j、m和n獨立地表示0或1，且其中，p表示1或2。
  2. 如申請專利範圍第1項之茀衍生物，其中，Ar1是經取代或未經取代的菲基、經取代或未經取代的芘基、經取代或未經取代的聯伸三苯基(triphenylenyl)、經取代或未經取代的基、經取代或未經取代的蒽基、經取代或未經取代的稠五苯基和經取代或未經取代的稠四苯基的任一種。
  3. 如申請專利範圍第1項之茀衍生物，其中，Ar1由以下通式(Ar1-1)至(Ar1-4)中的任一者表示， 其中，R11至R17和R21至R23獨立地表示氫原子或具有1-6個碳原子的烷基，和 其中，當Ar1由通式(Ar1-1)或(Ar1-3)表示時p為1，當Ar1由通式(Ar1-2)或(Ar1-4)表示時p為2。
  4. 如申請專利範圍第1項之茀衍生物，其中，α1至α4獨立地由以下結構式(α-1)至(α-3)中的任一者表示，
  5. 如申請專利範圍第1項之茀衍生物，其中，Ar2由以下結構式(Ar2-1)至(Ar2-6)中的任一者表示，
  6. 如申請專利範圍第1項之茀衍生物，其中，Ar3由以下結構式(Ar3-1)至(Ar3-8)中的任一者 表示，
  7. 如申請專利範圍第1項之茀衍生物，其中，R1至R8獨立地由以下結構式(R-1)至(R-9)中的任一者表示，
  8. 如申請專利範圍第1項之茀衍生物，其中，該茀衍生物由以下結構式(124)表示
  9. 一種發光元件，其包括：一對電極；和和在該對電極之間且包含如申請專利範圍第1項之茀衍生物的發光層。
  10. 一種包括如申請專利範圍第9項之發光元件的發光裝置。
  11. 一種包括如申請專利範圍第10項之發光裝置的電子裝置。
  12. 一種包括如申請專利範圍第10項之發光裝置的照明裝置。
  13. 一種由以下通式(G3)表示的茀衍生物， 其中，R1至R8以及R31至R34獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、和經取代或未經取代的聯苯基中的任一者，其中，α1至α3獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基，其中，Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴，其中，Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基，其中，Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基，其中，j、m和n獨立地表示0或1，和 其中，p表示1或2。
  14. 如申請專利範圍第13項之茀衍生物，其中，Ar1是經取代或未經取代的菲基、經取代或未經取代的芘基、經取代或未經取代的聯伸三苯基、經取代或未經取代的基、經取代或未經取代的蒽基、經取代或未經取代的稠五苯基、和經取代或未經取代的稠四苯基中的任一者。
  15. 如申請專利範圍第13項之茀衍生物，其中，Ar1由以下通式(Ar1-1)至(Ar1-4)中的任一者表示， 其中，R11至R17以及R21至R23獨立地表示氫原子或具有1-6個碳原子的烷基，且其中，當Ar1由通式(Ar1-1)或(Ar1-3)表示時p為1，當 Ar1由通式(Ar1-2)或(Ar1-4)表示時p為2。
  16. 如申請專利範圍第13項之茀衍生物，其中，α1至α3獨立地由以下結構式(α-1)至(α-3)中的任一者表示，
  17. 如申請專利範圍第13項之茀衍生物，其中，Ar2由以下結構式(Ar2-1)至(Ar2-6)中的任一者表示，
  18. 如申請專利範圍第13項之茀衍生物，其中，Ar3由以下結構式(Ar3-1)至(Ar3-8)中的任一者表示，
  19. 如申請專利範圍第13項之茀衍生物，其中，R1至R8獨立地由以下結構式(R-1)至(R-9)中的任一者表示，
  20. 如申請專利範圍第13項之茀衍生物，其中，該茀衍生物由以下通式(G4)表示， 其中，R1至R8、R31至R34、以及R41至R45獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、和經取代或未經取代的聯苯基中的任一者，其中，α1至α3獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基，其中，Ar1表示具有14-18個環碳原子的經取代或未經取代的稠合芳烴，其中，Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基，其中，j、m和n獨立地表示0或1，和其中，p表示1或2。
  21. 一種發光元件，其包括： 一對電極；和在該對電極之間且包含如申請專利範圍第13項之茀衍生物的發光層。
  22. 一種包括如申請專利範圍第21項之發光元件的發光裝置。
  23. 一種包括如申請專利範圍第22項之發光裝置的電子裝置。
  24. 一種包括如申請專利範圍第22項之發光裝置的照明裝置。
  25. 一種由以下通式(G2)表示的茀衍生物， 其中，R1至R8獨立地表示氫原子、具有1-6個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、和經取代或未經取代 的聯苯基中的任一者，其中，R21至R23獨立地表示氫原子或具有1-6個碳原子的烷基，其中，α3和α4獨立地表示經取代或未經取代的伸苯基，其中，Ar2表示具有6-13個環碳原子的經取代或未經取代的芳基，其中，Ar3表示具有1-6個碳原子的烷基或具有6-12個碳原子的經取代或未經取代的芳基，和其中，j和n獨立地表示0或1。
  26. 如申請專利範圍第25項之茀衍生物，其中，α2至α4獨立地由以下結構式(α-1)至(α-3)中的任一者表示，
  27. 如申請專利範圍第25項之茀衍生物，其中，Ar2由以下結構式(Ar2-1)至(Ar2-6)中的任一者表示，
  28. 如申請專利範圍第25項之茀衍生物，其中，Ar3由以下結構式(Ar3-1)至(Ar3-8)中的任一者表示，
  29. 如申請專利範圍第25項之茀衍生物，其中，R1至R8獨立地由以下結構式(R-1)至(R-9)中的任一者表示，
  30. 如申請專利範圍第25項之茀衍生物，其中，該茀衍生物由以下結構式(100)表示，
  31. 如申請專利範圍第25項之茀衍生物，其中，該茀衍生物由以下結構式(102)表示，
  32. 一種發光元件，其包括：一對電極；和在該對電極之間且包含如申請專利範圍第25項之茀衍生物的發光層。
  33. 一種包括如申請專利範圍第32項之發光元件的發光裝置。
  34. 一種包括如申請專利範圍第33項之發光裝置的電子裝置。
  35. 一種包括如申請專利範圍第33項之發光裝置的照明裝置。
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