TWI444455B - 發光元件材料及發光元件 - Google Patents

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Kazumasa Nagao
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Description

發光元件材料及發光元件
本發明係關於作為螢光色素或電荷輸送材料有用的發光元件材料、及使用其之發光元件。本發明之發光元件係可利用於顯示元件、平面顯示器、背光、照明、室內裝飾、標識、看板、電子照相機及光信號發生器等領域。
在兩極挾持有自陰極注入之電子與自陽極注入之電洞的有機發光體內進行再結合之際，產生所謂發光之有機薄膜發光元件的研究係在近年來正活躍的進行著。該發光元件係因其特徵為薄型、於低驅動電壓下可高亮度發光，且可藉由選擇發光材料而多色發光，而正受到注目。
由伊士曼柯達公司的C.W.Tang等人揭示有機薄膜發光元件可高亮度發光以來，已有許多的研究機關針對該項技術進行檢討。柯達公司的研究團隊所揭示之有機薄膜發光元件的代表構成，係在ITO玻璃基板上依序設有：電洞輸送性的二胺化合物、發光層之參(8－喹啉醇根)鋁(III)、然後作為陰極之Mg：Ag(合金)之物，以10V左右的驅動電壓可有1,000cd/m2 的綠色發光(參照非專利文獻1)。
又，由於有機薄膜發光元件可藉由在發光層使用各式各樣的螢光材料，而得到可多樣之發光色，因此對顯示器等的實用化研究非常盛行。三原色的發光材料之中係以綠色發光材料的研究最有進展，現在則以提升紅色發光材料與藍色發光材料的特性為目標，而進行鑽硏硏究。
有機薄膜發光元件的最大課題之一為兼具元件發光效率、色純度及耐久性。尤其是關於藍色發光元件，可提供色純度及耐久性優異、信頼性高之元件的藍色發光材料很少。已揭示例如使用苯乙烯胺衍生物(參照專利文獻1)、苝衍生物(參照專利文獻2)、蒽衍生物(參照專利文獻3)作為藍色客體(guest)材料之技術。又，已揭示將芘化合物用於藍色發光元件之技術(參照專利文獻4、5)。又，有報告使用在芘骨架導入二芳基氧硼基之化合物(參照專利文獻6~8)用於發光元件之例子。但是，色純度及耐久性均不充分。
專利文獻1：特開平5－17765號公報專利文獻2：特開2003－86380號公報專利文獻3：國際公開第00/40586號手冊專利文獻4：特開平5－21161號公報專利文獻5：特開2001－118682號公報專利文獻6：特開2000－294373號公報專利文獻7：特開2000－290645號公報專利文獻8：特表2005－501372號公報
非專利文獻1：應用物理文誌(Applied Physics Letters)(美國)1987年、第51卷、第12號、第913~915頁
因此本發明目的係提供一種可解決習知技術之問題，且發光效率高、色純度及耐久性優異之發光元件的發光元件材料及用其之發光元件。
本發明係一種發光元件材料，其係含有以一般式(1)所表示之芘化合物。
在此，R1 ~R10 係各自表示相同的或不同的選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、胺基、氰基、矽烷基及－P(＝O)－R11 所構成之群組的基；相鄰的取代基可互相結合形成環構造；R11 係選自芳基及雜芳基之中的基；惟，R1 ~R10 其中任一者為下述一般式(2)所表示之基，或其中任1~4個為下述一般式(3)所表示之基；
在此，R12 ~R21 係各自表示相同的或不同的選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、胺基、氰基及矽烷基所構成之群組的基；相鄰的取代基可互相結合形成環構造；B為硼原子，X為選自於氧原子、硫原子及－NR22 －之中的基；R22 為選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基及胺基之中的基；R22 可與R17 結合形成環。
又，本發明係一種發光元件，其具有陽極、陰極及存在於該陽極與該陰極之間的有機層，該有機層至少含有發光層，該發光層係藉由電能量發光之發光元件，該有機層係含有以一般式(1)所表示之芘化合物。
本發明之發光元件材料為提供一種可利用於發光元件等之發光性能高的發光元件材料。根據本發明，可得到發光效率高、色純度及耐久性優異之發光元件。
 實施發明之最佳形態
詳細說明以一般式(1)表示之芘化合物。
R1 ~R10 係各自表示相同的或不同的選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、胺基、氰基、矽烷基及－P(＝O)－R11 所構成之群組的基。相鄰的取代基可互相結合形成環構造。R11 係選自芳基及雜芳基之中的基。
惟，R1 ~R10 其中任一者為下述一般式(2)所表示之基，或其中任1~4個為下述一般式(3)所表示之基。
在此，R12 ~R21 係各自表示相同的或不同的選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、胺基、氰基及矽烷基所構成之群組的基。相鄰的取代基可互相結合形成環構造。B為硼原子。X為選自於氧原子、硫原子及－NR22 －之中的基。R22 為選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基及胺基之中的基。R22 可與R17 結合形成環。
該等取代基之中，烷基係表示例如甲基、乙基、n－丙基、異丙基、n－丁基、sec－丁基、tert－丁基等飽和脂肪族烴基，該等可具有取代基，亦可不具取代基。有取代的情況中，追加的取代基並無特別限制，可列舉例如烷基、芳基、雜芳基等，該點在以下述記載中亦相同。又，烷基的碳數並無特別限定，惟從取得的容易性、成本之觀點而言，通常以1以上20以下為佳，更佳為1以上8以下之範圍。
環烷基係表示例如環丙基、環己基、降冰片烯基、金剛烷基等的飽和脂環族烴基，其係可含有、亦可不含有取代基。環烷基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為3以上20以下的範圍。
雜環基係表示例如吡喃環、哌啶環、環狀醯胺等的在環內具有碳以外之原子的脂肪族環，其係可含有、亦可不含有取代基。雜環基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為2以上20以下的範圍。
烯基係表示例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等的含有雙鍵之不飽和脂肪族烴基，其係可含有、亦可不含有取代基。烯基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為2~20的範圍。
環烯基係表示例如環戊烯基、環戊二烯基、環己烯基等的含有雙鍵之不飽和脂環族烴基，其係可含有、亦可不含有取代基。環烯基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為3以上20以下的範圍。
炔基係表示例如乙炔基等的含有三鍵之不飽和脂肪族烴基，其係可含有、亦可不含有取代基。炔基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為2~20的範圍。
烷氧基係表示例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等的經由醚鍵使脂肪族烴基結合之官能基，該脂肪族烴基係可含有、亦可不含有取代基。烷氧基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為1以上20以下的範圍。
烷硫基係烷氧基醚鍵之氧原子取代成硫原子者。烷硫基的烴基係可含有、亦可不含有取代基。烷硫基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為1以上20以下的範圍。
芳醚基係表示例如苯氧基等、使經由醚鍵之芳香族烴基鍵結之官能基，芳香族烴基係可含有、亦可不含有取代基。芳醚基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為6以上40以下的範圍。
芳硫醚基係芳醚基醚鍵之氧原子被取代成硫原子者。在芳醚基中的芳香族烴基係可含有、亦可不含有取代基。芳硫醚基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為6以上40以下的範圍。
芳基係表示例如苯基、萘基、聯苯基、菲基、聯三苯基、芘基等的芳香族烴基。芳基係可含有、亦可不含有取代基。芳基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為6~40的範圍。
雜芳基係表示呋喃基、硫苯基、吡咯基、苯并呋喃基、苯并硫苯基、吲哚基、吡啶基、喹啉基等的在一個或複數個環內具有碳以外原子之環芳香族基，其可無取代、即使取代亦可。雜芳基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為2~30的範圍。
鹵素原子係表示氟、氯、溴、及碘。
胺基、氰基及－P(＝O)－R11 係可含有、亦可不含有取代基。取代基可舉例如上述之烷基、環烷基、芳基、雜芳基等。
R11 係選自於芳基或雜芳基之中的基。
矽烷基係表示例如三甲基矽烷基等的具有對矽原子鍵結之官能基，其係可含有、亦可不含有取代基。矽烷基的碳數係並無特別地限制，惟一般較佳為3~20的範圍。又，矽數係一般較佳為1~6。
又，任意鄰接之2取代基(例如一般式(1)的R1 與R2 )係互相鍵結，可形成共軛或非共軛的縮合環。縮合環的構成元素係除了碳以外，亦可含有選自於氮、氧、硫、磷及矽之元素。又，縮合環亦可更與其他的環進行縮合。
本發明中芘化合物的第1態樣係在分子中具有1個芘骨架及電子接受性硼化合物之上述一般式(2)的二芳基氧硼基。含此種芘化合物之發光元件材料係具有高發光效率與優異耐久性。
導入2個以上之一般式(2)所表示之二芳基氧硼基時，耐熱性降低，例如以真空蒸鍍成膜時容易分解。因此，對於芘骨架僅導入1個一般式(2)所表示之二芳基氧硼基，從螢光量子收率與耐熱性兼備之點而言為較佳。
R1 、R3 、R6 及R8 之中的任1個係由一般式(2)所表示之基，該取代基係與芘骨架結合時，由於螢光量子收率提升而較佳。
R12 、R14 及R16 為甲基時，硼原子周圍立體容積變高，在空氣中安定、且耐熱性優異，因而較佳。
本發明中芘化合物的第2態樣為在分子中具有1~4個具有選自於芘骨架及電子供與性縮合芳香族之上述一般式(3)的苯并呋喃骨架(X為氧原子時)及苯并噻吩骨架(X為硫原子時)或吲哚骨架(X為－NR22 －時)之構造的基。藉由具有1~4個一般式(3)所表示之基，芘化合物之螢光量子收率與色純度優異因而較佳。其中，一般式(3)所表示之基為1~2個之範圍時，由於螢光量子收率與色純度更加地優異，因而更佳。含此種芘化合物之發光元件材料係具有高發光效率與優異色純度。
R1 、R3 、R6 及R8 之中的至少1個為一般式(3)所表示之基，該取代基係與芘骨架結合時，螢光量子收率優異，因而較佳。一般式(3)所表示之基為2個以上時，至少R1 及R6 為一般式(3)所表示之基時，係為更佳。
一般式(3)中，X為氧原子的情況下，比硫原子及－NR22 －能得到更高之發光效率，又，斯托克位移變窄，色純度優異，因而特佳。
在各個態樣中，藉由使R1 ~R10 之至少1個為烷基或芳基，抑制了芘化合物彼此之相互作用的濃度消光，變得可以有高螢光量子收率，因此較佳。再者，R1 為一般式(2)或(3)所表示之基、R3 為烷基或芳基、R7 為烷基時，芘化合物彼此之相互作用的抑制效果變高，變得可高效率發光，因而較佳。又，R1 為一般式(2)或(3)所表示之基、R6 或R8 為烷基、芳基或雜芳基時，亦可抑制芘化合物彼此之相互作用，變得可高效率發光，因而較佳。特別是，藉由使R6 或R8 為芳基或雜芳基，以固體或薄膜狀態維持強螢光強度、高效率發光變得可能，因而較佳。R3 及R8 兩者為芳基或雜芳基時，效果變得更高，因而較佳。
上述之芘化合物並無特別限定，惟具體而言係可舉例下述之例子。
關於一般式(1)所表示之芘化合物的合成，可使用公知的方法。對芘骨架導入二芳基氧硼基(一般式(2))之方法為，可列舉例如將鹵素化芘以正丁基鋰等予以鋰化，使之與二芳基氟化物反應之方法，惟不限定於該等。對芘骨架導入苯并呋喃基、苯并硫苯基或吲哚基(一般式(3))之方法為，可列舉例如在例如鈀或鎳觸媒下，使用鹵化芘衍生物與苯并呋喃金屬錯合物、與苯并硫苯基金屬錯合物或吲哚金屬錯合物偶合反應之方法，在鈀或鎳觸媒下，使用芘基金屬錯合物與鹵素化苯并呋喃衍生物、與鹵素化苯并噻吩衍生物或鹵素化吲哚衍生物之偶合反應的方法等，惟不限定於該等。
其次，舉例詳細說明本發明中發光元件之實施形態。本發明的發光元件係具有陽極、陰極、及存在於該陽極與該陰極之間之有機層，該有機層係含有至少發光層，且該發光層係藉由電氣能量而發光。
有機層係除了僅由發光層所成之構成外，可舉例如1)電洞輸送層/發光層/電子輸送層及、2)發光層/電子輸送層、3)電洞輸送層/發光層等的積層構成。又，上述各層可分別為單一層、複數層中任一者。電洞輸送層及電子輸送層係由複數層構成之情形中，相接於電極之側的層係分別稱為電洞注入層及電子注入層，以下說明中電洞注入材料係含有於電洞輸送材料、電子注入材料係含有於電子輸送材料。
本發明的發光元件係藉由有機層為含有一般式(1)所表示之芘化合物的本發明發光元件材料所形成。發光元件材料係相當於自發光者、及幫助其發光者中任一者，係指有參與發光之化合物者，具體而言，相當於電洞輸送材料、發光材料及電子輸送材料等。
本發明的發光元件材料亦可作為電洞輸送材料、電子輸送材料使用，因具有高發光性能所以適於作為發光材料使用。又，本發明的發光元件材料係在藍色區域顯示出較強的發光，所以可適當地作為藍色發光材料使用，且亦可作為綠色~紅色發光元件、白色發光元件用的材料使用。
陽極只要為可使電洞更有效率地注入有機層之材料，並無特別地限制，惟以使用功函數比較大的材料者為佳。陽極的材料係舉例如氧化錫、氧化銦、氧化鋅銦、氧化錫銦(ITO)等的導電性金屬氧化物、或是金、銀、鉻等的金屬、碘化銅、硫化銅等的無機導電性物質、聚噻吩、聚吡咯及聚苯胺等的導電性聚合物等。此等電極材料可單獨使用、亦可將複數的材料加以積層或混合而使用。
陽極的電阻只要可提供發光元件發光充分的電流即可，惟從發光元件的消費電力之點而言，期望為低電阻。例如只要電阻為300 Ω/□以下即有作為電極之機能，但是由於現在亦可供給10 Ω/□左右之ITO基板，所以特為期望使用100 Ω/□以下之低電阻品。陽極的厚度係可配合電阻值做任意的選擇，惟一般係大多以在100~300nm之間而使用。
又，為了確保發光元件之機械強度，在基板上形成陽極為佳。基板係以使用鈉鈣玻璃、無鹼玻璃等的玻璃基板為適宜。玻璃基板的厚度係為了確保機械的強度之充分厚度即可，所以只要為0.5mm以上即為充分。關於玻璃的材質，由於較佳為從玻璃之溶出離子少者，因此以無鹼玻璃者為佳，惟施加SiO2 等的屏蔽性塗層之鹼石灰玻璃由於亦有市售者故亦可使用。再者，陽極若具有安定的機能，基板不一定要為玻璃，例如於塑膠基板上形成陽極亦佳。陽極的形成方法係沒有特別地限制，可使用例如電子線束法、濺鍍法及化學反應法等。
陰極中所使用的材料只要為能更有效率地將電子注入有機層之物質，並沒有特別地限制，可舉例如鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋅、鋁、銦、鉻、鋰、鈉、鉀、銫、鈣及鎂、以及此等之合金等。為了提升電子注入效率以提高元件特性，鋰、鈉、鉀、銫、鈣、鎂或含有此等低功函數金屬之合金係為有效。然而，由於此等低功函數金屬係在一般的大氣中大多為不安定的，可舉例如在有機層中摻雜微量(真空蒸鍍的膜厚計顯示為1nm以下)的鋰或鎂，可得到安定性高之電極的方法作為較佳例。又，亦可使用如氟化鋰之無機鹽。再者，舉例將如積層電極保護用之鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁及銦等的金屬、或使用此等金屬之合金、二氧化矽、二氧化鈦及氮化矽等的無機物、聚乙烯醇、聚氯化乙烯、烴系高分子化合物等的有機高分子化合物加以積層，可作為較佳例。陰極的形成方法係沒有特別地限制，可使用例如電阻加熱、電子線束、濺鍍、離子電鍍及塗布等。
電洞輸送層係可藉由積層或混合一種或二種以上之電洞輸送材料的方法、或使用電洞輸送材料與高分子黏著劑之混合物的方法而形成。又，電洞輸送材料中亦可添加如氯化鐵(III)之無機鹽以形成電洞輸送層。電洞輸送材料只要可形成薄膜、可從陽極注入電洞、以及可輸送電洞之化合物，則並沒有特別地限制。例如4,4’－雙(N－(3－甲基苯基)－N－苯基胺基)聯苯、4,4’－雙(N－(1－萘基)－N－苯基胺基)聯苯、4,4’,4”-參(3-甲基苯基(苯基)胺基)三苯基胺等的三苯基胺衍生物；雙(N-烯丙基咔唑)或雙(N-烷基咔唑)等的雙咔唑衍生物；吡唑啉衍生物、茋系化合物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物、噻吩衍生物、二唑衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物等的雜環化合物；聚合物系中在側鏈具有上述單體之聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚茀、聚乙烯咔唑及聚矽烷等為佳。
發光層可為主體材料與摻雜材料之混合物、或主體材料單獨中任一者，任一者均可。主體材料與摻雜材料可分別為一種類、亦可複數之組合，任一者均可。摻雜材料可含有於主體材料的全體、亦可部分含有，任一者均可。摻雜材料可與主體材料積層、亦可使其在主體材料中分散，任一者均可。由於摻雜材料的量係過多時，會引起濃度消光現象，所以相對於主體材料與摻雜材料之合計，以20重量%以下為佳，更佳係10重量%以下。摻雜方法係可將摻雜材料與主體材料藉由共蒸鍍法而形成、亦可預先混合主體材料與摻雜材料而加以蒸鍍。本發明的芘化合物可以作為主體材料使用，由於螢光量子收率高之故，可適當地作為摻雜材料使用。
本發明芘化合物之離子化電位能係並無特別地限制，惟較佳係4.5eV以上7.0eV以下，更佳係5.4eV以上6.4eV以下。此外，離子化電位能的絶對值有因測定方法而不同之情形。本發明的離子化電位能係為使用大氣環境型紫外線光電子分析裝置(AC-1、理研機器(股)製)，測定在ITO玻璃基板上蒸鍍成30nm~100nm厚度的薄膜之值。
本發明中所使用的摻雜材料可以僅使用一種一般式(1)所表示之芘化合物，亦可混合複數的芘化合物使用，又亦可將其他摻雜材料之一種類以上與一般式(1)所表示之芘化合物混合使用。混合完成的摻雜材料，可舉例如含有萘、蒽、菲、芘、三鄰亞苯、苝、茀、茚等的芳基環之化合物或其衍生物(例如2－(苯并噻唑－2－基)－9,10－二苯基蒽或5,6,11,12－四苯基稠四苯等)、含有呋喃、吡咯、噻吩、矽茂(Silole)、9－矽烷茀、9,9’－螺二矽烷茀、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑吡啶、啡啉、吡、萘錠、喹啉、吡咯并吡啶、噻噸等的雜芳基環之化合物或其衍生物、二苯乙烯苯衍生物、4,4’－雙(2－(4－二苯基胺基苯基)乙烯基)聯苯、4,4’－雙(N－(茋－4－基)－N－苯基胺基)茋等的胺基苯乙烯基衍生物、芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茋衍生物、醛連氮衍生物、伸甲吡咯衍生物、二酮吡咯并[3,4－c]吡咯衍生物、2,3,5,6－1H,4H－四氫－9－(2’－苯并噻唑基)喹并[9,9a,1－gh]香豆素等的香豆素衍生物、咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、唑、二唑、三唑等的唑衍生物及其金屬錯合物及N,N’－二苯基－N,N’－二(3－甲基苯基)－4,4’－二苯基－1,1’－二胺中所代表之芳香族胺衍生物等。
發光材料中所含有的主體材料係並無特別地限制，惟適合使用者為具有蒽或芘等的縮合環的化合物或其衍生物、N,N’－二萘基－N,N’－二苯基－4,4’－二苯基－1,1’－二胺等的芳香族胺衍生物、參(8－喹啉醇根)鋁(III)為始所形成的金屬螯合化類辛(Oxinoid)化合物、二苯乙烯苯衍生物等的雙苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、苝酮(Perylone)衍生物、環戊二烯衍生物、二唑衍生物、咔唑衍生物、吡咯并吡咯衍生物，聚合物系中係可適當地使用對伸苯二乙烯衍生物、對聚苯衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物。其中，使用具有電子供給性或中性取代基之縮合芳香環衍生物作為主體材料時，由於本發明之芘化合物具有的高發光效率效果變得更為顯著，因而較佳。具體而言，使用選自於蒽化合物、芘化合物與二苯乙烯基苯衍生物作為主體材料使用時，藉由與本發明之芘化合物組合時變得高效率，因而較佳。
電子輸送層係從陰極注入電子，然後輸送電子之層。電子輸送層中，電子注入效率高，且更有效率地輸送注入的電子係為所期望的。為此，期望電子輸送層係由電子親和力大、電子移動度大、且安定性優異，且成為阱之雜質係在製造時及使用時難以產生之物質所構成者係為所期望的。然而，考慮到電洞與電子的輸送平衡時，只要主要能達成更有效率地阻止電子輸送層不再與來自陽極的電洞結合而流向陰極側這樣的功能，即使由電子輸送能力其程度不高之材料所構成，其提升發光效率之效果係與由電子輸送能力高的材料所構成之情形一樣。
電子輸送層中所使用的電子輸送材料係並無特別地限制，可舉例如含有萘、蒽等的縮合芳基環之化合物或其衍生物、4,4’－雙(二苯基乙烯基)聯苯中所代表之苯乙烯基系芳香環衍生物、苝衍生物、苝酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、蒽醌或聯對苯醌等的醌衍生物、磷氧化物衍生物、咔唑衍生物及吲哚衍生物、參(8－喹啉醇根)鋁(III)等的喹啉醇錯合物或羥苯基唑錯合物等的羥基唑錯合物、甲亞胺錯合物、罩酚酮(tropolone)金屬錯合物及黃酮醇金屬錯合物等。由於可降低驅動電壓，電子輸送材料係以選自於碳、氫、氮、氧、矽及磷之中的元素所構成，使用具有含電子容受性氮之雜芳基環的化合物為較佳。
電子容受性氮係表示在與鄰接原子之間，形成有多重鍵結之氮原子。由於氮原子具有高電子陰性度，因而該多重鍵結具有電子受容的性質，電子輸送能優異，可降低用於電子輸送層之發光元件的驅動電壓。因此，含有電子容受性氮之雜芳基環係具有高電子親和性。含有電子容受性氮之雜芳基環，可列舉例如吡啶環、吡環、嘧啶環、喹啉環、喹啉環、萘錠環、嘧啶并嘧啶環、苯并喹啉環、啡啉環、咪唑環、唑環、二唑環、三唑環、噻唑環、噻二唑環、苯并唑環、苯并噻唑環、苯并咪唑環、菲并咪唑環等。
此等具有雜芳基環構造之化合物，可列舉例如苯并咪唑衍生物、苯并唑衍生物、苯并噻唑衍生物、二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、吡衍生物、啡啉衍生物、喹啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、聯二吡啶或聯三吡啶等的寡吡啶衍生物、喹啉衍生物及萘錠衍生物等作為較佳化合物。其中，從電子輸送能之觀點而言，較佳為使用參(N－苯基苯并咪唑－2－基)苯等的咪唑衍生物、1,3－雙[(4－第三丁基苯基)1,3,4－二唑]苯等的二唑衍生物、N－萘基－2,5－二苯基－1,3,4－三唑等的三唑衍生物、浴銅靈(Bathocuproin)或1,3－雙(1,10－啡啉－9－基)苯等的啡啉衍生物、2,2’－雙(苯并[h]喹啉－2－基)－9,9’－螺二茀等的苯并喹啉衍生物、2,5－雙(6’－(2’,2”－聯二吡啶))－1,1－二甲基－3,4－二苯基矽茂等的聯二吡啶衍生物、1,3－雙(4’－(2,2’：6’2”－聯三吡啶基))苯等的聯三吡啶衍生物、氧化雙(1－萘基)－4－(1,8－萘錠－2－基)苯基膦等的萘錠衍生物。再者，可舉例如1,3－雙(1,10－啡啉－9－基)苯、2,7－雙(1,10－啡啉－9－基)萘、1,3－雙(2－苯基－1,10－啡啉－9－基)苯等的啡啉二聚物、及2,5－雙(6’－(2’,2”－聯二吡啶))－1,1－二甲基－3,4－二苯基矽茂等的聯二吡啶二聚物，係可顯著地提高與含通式(1)所示之芘化合物的發光層組合之際的耐久性提升效果，而為特佳之例子。
上述電子輸送材料可單獨使用、亦可混合上述電子輸送材料之2種以上來使用，又亦可將其他的電子輸送材料之一種以上混合至上述的電子輸送材料中來使用。又，也可以與鹼金屬或鹼土類金屬等的金屬加以混合而使用。電子輸送層的離子化電位能係並無特別地限制，惟較佳係5.8eV以上8.0eV以下、更佳係6.0eV以上7.5eV以下。
構成發光元件之上述各層的形成方法係並不特別限定於電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、分子積層法、塗布法、噴墨法、印刷法、雷射誘導熱轉印法等，惟一般從元件特性之觀點而言，較佳為電阻加熱蒸鍍或電子束蒸鍍。
有機層的厚度亦不限制於發光物質的電阻值，惟可選自於1~1000nm之間。發光層、電子輸送層、電洞輸送層的膜厚分別較佳為1nm以上200nm以下、更佳為5nm以上100nm以下。
本發明的發光元件係具有將電氣能量變換成光之功能。此處的電氣能量係主要使用直流電流，但亦可使用脈衝電流或交流電流。電流值及電壓值係沒有特別地限制，但考慮元件的消費電力或壽命時，應該儘量選擇能以較低能量而得到最大亮度者。
本發明的發光元件係適於使用作為以例如矩陣及/或程序段方式顯示之顯示器。
矩陣方式中係將顯示用的畫素二次元地配置成格子狀或馬賽克狀等，利用畫素的集合來顯示文字或畫像。畫素的形狀或尺寸係根據用途而決定。例如個人電腦、監視器、電視機的畫像及文字顯示中，通常係使用一邊為300 μm以下的四角形畫素，又，如顯示面板之大型顯示器的情形中，則使用一邊為mm等級的畫素。單色顯示之情形中，以配列相同色的畫素為佳，但是彩色顯示之情形下，紅、綠、藍的畫素係可並列顯示。彩色顯示時，其配列方式係為典型的三角形模式與條帶模式。而且，該矩陣的驅動方法係為線順次驅動及主動式矩陣中任一者均可。線順次驅動係發光元件的構造簡單，但是考慮到動作特性時，會有以主動式矩陣者為優異的情形。驅動方法係視其用途而適當的使用。
程序段方式係形成為了顯示預先決定之資訊的圖案，根據該圖案的配置而使決定的區域發光的方式。可舉例如數位式鐘錶或溫度計中的時刻或溫度顯示、音頻機器或電磁調理器等的動作狀態顯示及汽車面板顯示等。而且，矩陣顯示與程序段顯示亦可共存於同一個面板之中。
本發明的發光元件較佳係使用作為各種機器等的背光。背光之目的係使用於提高不會主動自己發光之顯示裝置的視認性，可使用於液晶顯示裝置、鐘錶、音頻裝置、汽車面板、顯示板及標識等。特別是，在液晶顯示裝置、其中尤以薄型化受到檢討的個人電腦用途之背光方面，使用本發明的發光元件係為理想的。根據本發明的發光元件，可提供比以往者更輕薄型且輕量的背光。
【實施例】
以下，係列舉實施例以說明本發明，惟本發明係不受此等實施例所限制。此外，在下述各實施例中之化合物的號碼係意旨上述化學式中所記載之化合物的號碼。又關於構造分析之評價方法係如下述所示。
1 H－NMR係使用超傳導FTNMR EX－270(日本電子(股)製)，在重氯仿溶液下進行測定。
HPLC純度係使用高速液體層析儀LC－10(島津製作所(股)製)，在0.1g/L的氯仿溶液中加以測定。管柱的展開溶劑係使用0.1%磷酸水溶液與乙腈的混合溶液。
實施例1
化合物[1]之合成將1－溴化芘1g溶解於40ml的二乙基醚中，在氮大氣下、以0℃滴下正丁基鋰(1.6M己烷溶液)2.3ml。將混合溶液在室溫攪拌10分鐘後，滴下已把二甲基甲醯胺965mg溶解於二乙基醚12ml之物，然後加熱迴流10分鐘。將溶液冷卻至室溫後予以過濾。由乙酸乙酯再結晶所得之固體，藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製並真空乾燥後，得到淡黄色結晶0.52g。所得之粉末之1 H－NMR分析結果如下，上述所得之淡黄色結晶確認為化合物〔1〕。
1 H－NMR(CDCl3 (d＝ppm))：1.95(s,12H),2.32(s,6H),6.81(s,4H),7.85－8.19(m,9H)。
此外，該化合物〔1〕係使用油擴散泵在1×10－3 Pa的壓力下、以約180℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.9%，昇華精製後為99.9%。
實施例2
化合物[14]之合成將1,6－二溴化芘2g、4－甲基苯基硼酸1g、磷酸三鉀2.4g、四丁基溴化胺0.4g、醋酸鈀22mg及二甲基甲醯胺60ml之混合溶液在氮氣流下、以130℃加熱攪拌6小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水30ml，以二氯甲烷100ml進行萃取。將有機層以水50ml洗淨2次，以硫酸鎂乾燥後進行蒸發。將所得之濃縮物藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製、真空乾燥後，得到1－溴－6－(4－甲基苯基)芘0.7g。
接著，將1－溴－6－(4－甲基苯基)芘634mg懸濁於二乙基醚20ml中，並在氮大氣下、以0℃滴下正丁基鋰(1.6M己烷溶液)1.1ml。將溶液在室溫攪拌10分鐘後，滴下已將二甲基甲醯胺464mg溶解於二乙基醚6ml之物，然後加熱迴流10分鐘。將溶液冷卻至室溫後，注入水10ml，以二氯甲烷30ml進行萃取。將有機層以水10ml洗淨2次，以硫酸鎂乾燥後進行蒸發。將所得之濃縮物藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製、真空乾燥後，得到淡黄色結晶0.70g。所得之粉末的1 H－NMR分析結果如下，上述所得之淡黄色結晶確認為化合物〔14〕。
1 H－NMR(CDCl3 (d＝ppm))：1.96(s,12H),2.33(s,6H),2.50(s,3H),6.82(s,4H),7.36－7.53(m,4H),7.86－8.25(m,8H)。
此外，該化合物〔14〕係使用油擴散泵在1×10－3 Pa的壓力下、以約200℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.5%，昇華精製後為99.6%。
實施例3
化合物[13]之合成除了用苯基硼酸代替4－甲基苯基硼酸以外，以與實施例2同樣的方法來合成，得到淡黄色結晶0.47g。所得之粉末的1 H－NMR分析結果如下，上述所得之淡黄色結晶係確認為化合物[13]。
1 H－NMR(CDCl3 (d＝ppm))：1.96(s,12H),2.33(s,6H),6.82(s,4H),7.45－7.63(m,5H),7.87－8.22(m,8H)。
此外，該化合物〔13〕係使用油擴散泵在1×10－3 Pa的壓力下、以約200℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.8%，昇華精製後為99.9%。
實施例4
化合物[19]之合成將1－溴化芘7.0g、2－萘硼酸4.7g、磷酸三鉀11.6g、四丁基溴化胺1.8g、醋酸鈀0.11g及二甲基甲醯胺248ml之混合溶液在氮氣流下、以130℃加熱攪拌5小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水300ml，並在室溫攪拌0.5h。濾取析出的固體，並以水100ml洗淨2次。將所得之固體溶解於二氯甲烷200ml中，以硫酸鎂乾燥後用矽藻土進行過濾。將濾液蒸發，並將殘留物以甲醇100ml洗淨2次，濾取析出之固體。真空乾燥後，得到1－(2－萘基)芘7.5g。
接著，將1－(2－萘基)芘7.5g、N－溴丁二醯亞胺4.1g及二甲基甲醯胺115ml的混合溶液在氮氣流下、以50℃加熱攪拌7.5小時。將溶液在室溫冷却後，注入水100ml，以室溫攪拌0.5h。濾取析出的固體，並以水100ml洗淨2次，以甲醇100ml洗淨2次。將固體以1,2－二甲氧基乙烷50ml洗淨3次，並真空乾燥後，得到1－溴－6－(2－萘基)芘2.0g。
接著，將1－溴－6－(2－萘基)芘1.0g懸濁於二乙基醚25ml中，在氮大氣下、以0℃滴下正丁基鋰(1.6M己烷溶液)1.7ml。將溶液在室溫攪拌10分鐘後，滴下已將二甲基甲醯胺746mg溶解於二乙基醚8ml之物，然後加熱迴流10分鐘。將溶液冷卻至室溫後，注入水10ml，以二氯甲烷30ml進行萃取。將有機層以水10ml洗淨2次，以硫酸鎂乾燥後進行蒸發。將所得之濃縮物藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製、真空乾燥後，得到淡黄色結晶0.63g。所得之粉末的1 H－NMR分析結果如下，上述所得之淡黄色結晶係確認為化合物〔19〕。
1 H－NMR(CDCl3 (d＝ppm))：1.96(s,12H),2.33(s,6H),6.82(s,4H),7.54－7.60(m,2H),7.74－7.78(m,1H),7.89－8.26(m,12H)。
此外，該化合物〔19〕係使用油擴散泵在1×10－3 Pa的壓力下、以約210℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.6%，昇華精製後為99.9%。
實施例5
化合物[61]之合成將1－溴化芘1.1g、2－苯并呋喃硼酸0.8g、磷酸三鉀2.1g、PdCl2 (dppf)．CH2 Cl2 98mg與經脫氣之二甲基甲醯胺15ml的混合溶液在氮氣流下、以130℃加熱攪拌3小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水30ml，以二氯甲烷50ml進行萃取。將有機層以水50ml洗淨2次並以硫酸鎂乾燥後，進行蒸發。將所得之濃縮物藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製、真空乾燥後，得到黄色結晶0.34g。所得之粉末的1 H-NMR分析結果如下，上述所得之黄色結晶係確認為化合物[61]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：7.25-7.41(m,3H),7.65-7.74(m,2H),8.02-8.27(m,7H),8.40-8.43(m,1H),8.80(d,1H)。
此外，該化合物[61]係使用油擴散泵在1×10-3 Pa的壓力下、以約180℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.0%，昇華精製後為99.4%。
實施例6 化合物[156]之合成
將1,6-二溴化芘0.72g、2-苯并呋喃硼酸0.8g、磷酸三鉀2.1g、PdCl2 (dppf)．CH2 Cl2 98mg與經脫氣之二甲基甲醯胺15ml的混合溶液在氮氣流下、以130℃加熱攪拌4小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水30ml，進行過濾。將所得之固體以乙醇30ml洗淨後，從二甲基甲醯胺再結晶並真空乾燥後，得到黄色結晶0.51g。所得之粉末的1 H-NMR分析結果如下、上述所得之黄色結晶係確認為化合物[156]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：7.26-7.42(m,6H),7.66-7.75(m,4H),8.18-8.30(m,4H),8.42-8.45(m,2H),8.84(d,2H)。
此外，該化合物[156]係使用油擴散泵在1×10-3 Pa的壓力下、以約220℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前 為99.2%，昇華精製後為99.3%。
實施例7 化合物[79]之合成
將1,6-二溴化芘2g、4-甲基苯基硼酸1.9g、磷酸三鉀5.9g、四丁基溴化胺0.9g、醋酸鈀15mg及二甲基甲醯胺30ml的混合溶液在氮氣流下、以130℃加熱攪拌6小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水30ml，進行過濾。將所得之固體以乙醇30ml洗淨後，從甲苯再結晶並真空乾燥後，得到1,6-雙(4-甲基苯基)芘1.3g。
接著，將1,6-雙(4-甲基苯基)芘1.3g、N-溴丁二醯亞胺0.6g及二甲基甲醯胺30ml的混合溶液在氮氣流下、以60℃攪拌5小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水30ml、以二氯甲烷100ml萃取。將有機層以水50ml洗淨2次，用硫酸鎂乾燥後，進行蒸發。將所得之固體從甲苯再結晶並真空乾燥後，得到3-溴-1,6-雙(4-甲基苯基)芘1.0g。
接著，將3-溴-1,6-雙(4-甲基苯基)芘1.0g、2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二硼-2-基)苯并[b]呋喃1.6g、磷酸三鉀2.8g、PdCl2 (dppf)．CH2 Cl2 57mg與經脫氣之二甲基甲醯胺25ml的混合溶液在氮氣流下、以100℃加熱攪拌4小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水30ml，進行過濾。將所得之固體以甲醇30ml洗淨後，藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製，並真空乾燥後，得到黄色結晶0.34g。所得之粉末的1 H-NMR分析結果如下、上述所得之黄色結晶係確認為化合物[79]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：2.51(ss,6H),7.24-7.42(m,7H),7.55-7.70(m,6H),7.99-8.40(m,6H),8.74(d,1H)。
此外，該化合物[79]係使用油擴散泵在1×10-3 Pa的壓力下、以約220℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.4%，昇華精製後為99.5%。
實施例8 化合物[87]之合成
將1,6-二溴化芘2g、4-氯苯基硼酸2.3g、磷酸三鉀7.0g、四丁基溴化胺1.1g、醋酸鈀74mg及二甲基甲醯胺50ml的混合溶液在氮氣流下、以130℃加熱攪拌6小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水50ml，並以二氯甲烷100ml進行萃取。將有機層以水50ml洗淨2次，以硫酸鎂乾燥後，進行蒸發。將所得之固體以甲醇30ml洗淨，真空乾燥後，得到1,6-雙(4-氯苯基)芘1.8g。
接著，將1,6-雙(4-氯苯基)芘1.8g、N-溴丁二醯亞胺835mg與二甲基甲醯胺60ml的混合溶液在氮氣流下、以80℃攪拌5小時。將溶液冷卻至室溫後，過濾所得之沈澱物，將固體以甲醇30ml洗淨，真空乾燥後，得到3-溴-1,6-雙(4-氯苯基)芘951mg。
接著，將3-溴-1,6-雙(4-氯苯基)芘951mg、2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二硼-2-基)苯并[b]呋喃1.6g、磷酸三鉀2.8g、PdCl2 (dppf)．CH2 Cl2 57mg與經脫氣之二甲基甲醯胺25ml的混合溶液在氮氣流下、以100℃加熱攪拌4小時。 將溶液冷卻至室溫後，注入水30ml，進行過濾。將所得之固體以甲醇30ml洗淨後，藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀予以精製，然後從甲苯進行再結晶。真空乾燥後，得到黄色結晶0.22g。所得之粉末的1 H-NMR分析結果如下、上述所得之黄色結晶係確認為化合物[87]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：7.24-7.39(m,7H),7.58-7.71(m,6H),7.98-8.38(m,6H),8.77(d,1H)。
此外，該化合物[87]係使用油擴散泵在1×10-3 Pa的壓力下、以約210℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.3%，昇華精製後為99.4%。
實施例9 化合物[97]之合成
將1-溴化芘5g、N-溴丁二醯亞胺7.9g及二甲基甲醯胺140ml的混合溶液在氮氣流下、以80℃攪拌10小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水400ml，並將析出物過濾。將濾出之固體以水50ml、甲醇100ml及二氯甲烷200ml分別洗淨後，進行真空乾燥，得到1,3,6-三溴化芘6.1g的淡黄土色粉末。
接著，將1,3,6-三溴化芘2.0g、4-甲基苯基硼酸2.5g、磷酸三鉀5.8g、四丁基溴化胺0.88g、醋酸鈀61mg與經脫氣之二甲基甲醯胺137ml的混合溶液在氮氣流下、以130℃加熱攪拌9小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水800ml，並以二氯甲烷200ml萃取。將有機層以水100ml洗淨2次， 以硫酸鎂乾燥後，藉由蒸發予以濃縮。將所得之濃縮物藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製後，真空乾燥，得到1,3,6-三(4-甲基苯基)芘1.8g之淡黄色粉末。
接著，將1,3,6-三(4-甲基苯基)芘1.5g、N-溴丁二醯亞胺0.68g及二甲基甲醯胺30ml的混合溶液在氮氣流下、以60℃攪拌6小時。於室溫冷卻後，注入水50ml、以二氯甲烷100ml萃取。將有機層以水50ml洗淨2次，以硫酸鎂乾燥後，藉由蒸發予以濃縮。將所得之濃縮物藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製後、真空乾燥，得到1-溴-3,6,8-三(4-甲基苯基)芘1.5g之淡黄色粉末。
接著，將1-溴-3,6,8-三(4-甲基苯基)芘1.5g、2-苯并呋喃硼酸0.66g、磷酸三鉀1.74g、PdCl2 (dppf)．CH2 Cl2 73mg與經脫氣之二甲基甲醯胺30ml的混合溶液在氮氣流下、以100℃加熱攪拌4小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水50ml，進行過濾。將所得之固體以乙醇60ml洗淨後，從甲苯再結晶，進行真空乾燥，得到黄色結晶1.0g。所得之粉末的1 H-NMR分析結果如下、上述所得之橙色結晶係確認為化合物[97]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：2.48-250(m,9H),7.26-7.71(m,17H),8.01-8.40(m,5H),8.75(d,1H)。
此外，該化合物[97]係使用油擴散泵在1×10-3 Pa的壓力下、以約250℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.3%，昇華精製後為99.7%。
實施例10 化合物[137]之合成
將1-溴化芘45.0g、4-甲基苯基硼酸21.7g、磷酸三鉀34.0g、四丁基溴化胺10.3g、醋酸鈀0.71g及二甲基甲醯胺1.6L的混合溶液在氮氣流下、以120℃加熱攪拌5小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水1.6L，在室溫攪拌0.5h。濾取析出的固體，並以水200ml洗淨2次。將所得之固體溶解於二氯甲烷500ml，以硫酸鎂乾燥後，用矽藻土進行過濾。將濾液蒸發，並將殘留物以甲醇200ml洗淨2次，濾取析出的固體，並進行真空乾燥，得到1-(4-甲基苯基)芘40.0g。
接著，將1-(4-甲基苯基)芘40.0g、N-溴丁二醯亞胺24.4g及二甲基甲醯胺1.4L的混合溶液在氮氣流下、以40℃加熱攪拌7小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水1.0L，以二氯甲烷500ml萃取。將有機層以水200ml洗淨2次、用硫酸鎂乾燥後，以矽藻土進行過濾。將濾液蒸發，並將殘留物以乙酸乙酯200ml洗淨2次，濾取析出的固體，並進行真空乾燥，得到1-溴-6-(4-甲基苯基)芘11.4g。
接著，將1-溴-6-(4-甲基苯基)芘4.6g、2-(3-第三丁基苯基)-4,4,5,5-四甲基1,3,2-二硼4.9g、磷酸三鉀8.0g、PdCl2 (dppf)．CH2 Cl2 306mg與經脫氣之二甲基甲醯胺75ml的混合溶液在氮氣流下、以100℃加熱攪拌6小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水100ml，以二氯甲烷100ml進行萃取。將有機層以水50ml洗淨2次，以硫酸鎂乾燥後 進行蒸發。將所得之濃縮物藉由二氧化矽凝膠管柱層析儀精製、真空乾燥，得到1-(3-第三丁基苯基)-6-(4-甲基苯基)芘4.3g。
接著，將1-(3-第三丁基苯基)-6-(4-甲基苯基)芘4.3g、N-溴丁二醯亞胺7.3g及二甲基甲醯胺60ml的混合溶液在氮氣流下、以90℃攪拌7小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水60ml，進行過濾。將所得之固體以乙醇60ml洗淨後，從1,3-二甲基-2-咪唑烷二酮再結晶，並真空乾燥，得到1,6-二溴-3-(3-第三丁基苯基)-8-(4-甲基苯基)芘4.4g。
接著，將1,6-二溴-3-(3-第三丁基苯基)-8-(4-甲基苯基)芘4.4g、2-苯并呋喃硼酸3.9g、磷酸三鉀10.3g、PdCl2 (dppf)．CH2 Cl2 372mg與經脫氣之二甲基甲醯胺77ml的混合溶液在氮氣流下、以100℃加熱攪拌4小時。將溶液冷卻至室溫後，注入水100ml，進行過濾。將所得之固體以乙醇60ml洗淨後，從1,3-二甲基-2-咪唑烷二酮再結晶，真空乾燥，得到黄色結晶4.8g。所得之粉末的1 H-NMR分析結果如下，上述所得之黄色結晶係確認為化合物[137]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：1.44(s,9H),2.52(s,3H),7.25-7.71(18m,H),8.27-8.33(m,2H),8.43-8.45(m,2H),8.79(d,2H)。
此外，該化合物[137]係使用油擴散泵在1×10-3 Pa的壓力下、以約260℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.7%，昇華精製後為99.8%。
實施例11
化合物[134]之合成除了用3－甲基苯基硼酸代替2－(3－第三丁基苯基)－4,4,5,5－四甲基1,3,2－二硼以外，係與實施例10同樣的方法來合成，得到黄色結晶。所得之粉末的1 H－NMR分析結果如下、上述所得之黄色結晶係確認為化合物[134]。
1 H－NMR(CDCl3 (d＝ppm))：2.52(ss,6H),7.27－7.71(18m,H),8.28－8.33(m,2H),8.44(ss,2H),8.80(d,2H)。
此外，該化合物[134]係使用油擴散泵在1×10－3 Pa的壓力下、以約260℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.8%，昇華精製後為99.9%。
實施例12
化合物[136]之合成除了用4－第三丁基苯基硼酸代替2－(3－第三丁基苯基)－4,4,5,5－四甲基1,3,2－二硼以外，以與實施例10同樣的方法來合成，得到黄色結晶。所得之粉末的1 H－NMR分析結果如下，上述所得之黄色結晶係確認為化合物[136]。
1 H－NMR(CDCl3 (d＝ppm))：1.46(s,9H),2.52(s,3H),7.26－7.71(18m,H),8.28－8.36(m,2H),8.43－8.46(m,2H),8.77-8.82(m,2H)。
此外，該化合物[136]係使用油擴散泵在1×10-3 Pa的壓力下、以約270℃進行昇華精製，以作為發光元件材料使用。HPLC純度(測定波長254nm之面積%)在昇華精製前為99.6%，昇華精製後為99.9%。
實施例13
使用化合物[14]如下述般製作發光元件。在30×40mm的玻璃基板(旭硝子(股)製、15Ω/□、電子束蒸鍍品)上，將ITO導電膜在玻璃基板中央部分形成150nm之厚度、30×13mm之大小，當作陽極。將經形成陽極之基板以“Semikoculine(註冊商標)56”(Furuchi化學(股)製)進行15分鐘超音波洗淨，用超純水加以洗淨。接著，藉由以異丙醇15分鐘超音波洗淨基板，使其浸漬於熱甲醇中15分鐘並乾燥。在製作元件之前，將該基板進行UV-臭氧處理1小時，然後設置於真空蒸鍍裝置內，並排氣至裝置內的真空度為5×10-5 Pa以下為止。
在上述基板之ITO膜上，藉由電阻加熱法，首先蒸鍍作為電洞注入材料之銅酞菁為10nm、蒸鍍作為電洞輸送材料之4,4’-雙(N-(1-萘基)-N-苯基胺基)聯苯為50nm。接著，將作為發光材料、作為主體材料之下述式所示之H-1、又作為摻雜材料之化合物[14]，以塗布液濃度成為2%的方式蒸鍍35nm之厚度。接著，將作為電子輸送材料之下述式所示之E-1積層20nm之厚度。在如上所形成之有機層上將氟化鋰蒸鍍為0.5nm之厚度後，蒸鍍1000nm的鋁作為陰極，製作5×5mm方形之元件。此處所說的膜厚係為水晶振盪式膜厚監視器之顯示值。該發光元件係在10mA/cm2 中直流驅動時，得到發光效率3.9m/W之高效率藍色發光。該發光元件係在10mA/cm2 的直流中連續驅動時，亮度減半時間為4000小時。
實施例14~23、比較例1~5
除了使用表1~2所記載之材料作為摻雜材料以外，與實施例13同樣地製作發光元件。各實施例之結果係示於表1~2。
又，表2之D－1~D－3係下述式所表示之化合物。
實施例24~27
除了使用表3所記載之材料作為主要材料以外，與實施例13同樣地製作發光元件。各實施例之結果係示於表3。
此外，表3之H－2~H－3係下述式所表示之化合物。
實施例28~34
除了用表4所記載之材料作為電子輸送材料，與實施例13同樣地製作發光元件。各實施例之結果係示於表4。
此外，表4之E－2~E－8係下述式所表示之化合物。
實施例35
除了使用化合物[137]作為摻雜材料使其塗布液濃度成為2%以外，與實施例13同樣地製作發光元件。將該發光元件以10mA/cm2 而直流驅動時，能得到發光效率5.2lm/W的高效率發光、C.I.E色度座標(0.34,0.66)及高色純度的綠色發光。
實施例36
除了使用化合物[134]作為摻雜材料使其塗布液濃度成為2%以外，與實施例13同樣地製作發光元件。將該發光元件以10mA/cm2 而直流驅動時，能得到發光效率5.8lm/W的高效率發光、C.I.E色度座標(0.35,0.65)及高色純度的綠色發光。
實施例37
除了使用化合物[136]作為摻雜材料使其塗布液濃度成為2%以外，與實施例13同樣地製作發光元件。將該發光元件以10mA/cm2 而直流驅動時，能得到發光效率6.01m/W的高效率發光、C.I.E色度座標(0.34,0.66)及高色純度的綠色發光。
實施例38
除了在將作為發光材料、作為主體材料之H-1、及作為摻雜材料之D-3蒸鍍成5nm的厚度使其塗液濃度為5%之中，進一步將作為發光材料、作為主體材料之H-1、及作為摻雜材料之化合物[14]蒸鍍成30nm的厚度使其塗液濃度為2%以外，與實施例13同樣地製作發光元件。將該發光元件以10mA/cm2 而直流驅動時，能得到發光效率6.2lm/W之高效率白色發光。將該發光元件以10mA/cm2 的直流而連續驅動時，亮度減半時間為10000小時。
實施例39
在30×40mm的玻璃基板(旭硝子(股)製、15Ω/□、電子束蒸鍍品)上，將ITO導電膜在玻璃基板中央部分形成150nm之厚度、30×13mm之大小，當作陽極。將經形成陽極之基板以“Semikoculine(註冊商標)56”(Furuchi化學(股)製)進行15分鐘超音波洗淨，用超純水加以洗淨。接著，藉由以異丙醇15分鐘超音波洗淨基板，使其浸漬於熱甲醇中15分鐘後乾燥。在製作元件之前，將該基板進行UV－臭氧處理1小時，然後設置於真空蒸鍍裝置內，並排氣至裝置內的真空度為5×10－4 Pa以下為止。
在上述基板之ITO膜上，藉由電阻加熱法，首先蒸鍍作為電洞輸送材料之4,4’－雙(N－(m－甲苯基)－N－苯基胺基)聯苯150nm。接著，將作為主體材料之H－1、又作為摻雜材料之化合物[79]，以塗布液濃度成為2%的方式蒸鍍35nm之厚度。接著，將作為電子輸送材料之E－1積層20nm之厚度。此處所說的膜厚係為水晶振盪式膜厚監視器之顯示值。其次，將在厚度50 μm的科瓦鐵鎳鈷合金板(Kovar plate)上藉由濕式蝕刻設有16條的250 μm開口部(剩餘寬度50 μm、相當於300 μm節距)之光罩，於真空中使其成正交般配置於ITO條帶上，為了使光罩與ITO基板密着，從基板的裏面碰觸磁石使其固定。然後在有機層摻雜0.5nm的鋰之後，蒸鍍200nm的鋁以製作32×16點矩陣元件。本元件係為矩陣驅動時，係可沒有串擾的文字顯示。
【產業上之可利用性】
本發明之發光元件材料係提供一種可利用於發光元件等、螢光量子收率優異之發光元件材料。根據本發明，可得到發光效率高、色純度及耐久性優異之發光元件。本發明之發光元件係可利用於顯示元件、平面顯示器、背光、照明、室內裝飾、標識、看板、電子照相機及光信號發生器等領域。

Claims (11)

  1. 一種發光元件材料，其係含有以一般式(1)所表示之芘化合物； 在此，R1 ~R10 係各自表示相同的或不同的選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、胺基、氰基、矽烷基及-P(=O)-R11 所構成之群組的基；相鄰的取代基可互相結合形成環構造；R11 係選自芳基及雜芳基之中的基；惟，R1 ~R10 中任一者為下述一般式(2)所表示之基，且一般式(1)所表示之芘化合物僅具有1個一般式(2)所表示之基，或R1 ~R10 中任1~2個為下述一般式(3)所表示之基，且一般式(1)所表示之芘化合物以1~2個之範圍具有一般式(3)所表示之基； 在此，R12 ~R21 係各自表示相同的或不同的選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、胺基、氰基及矽烷基所構成之群組的基；相鄰的取代基可互相結合形成環構造；B為硼原子，X為選自於氧原子、硫原子及-NR22 -之中的基；R22 為選自於氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基及胺基之中的基；R22 可與R17 結合形成環。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光元件材料，其中R1 、R3 、R6 及R8 之中的任1個為以一般式(2)所表示之取代基。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之發光元件材料，其中R12 、R14 及R16 為甲基。
  4. 如申請專利範圍第1項之發光元件材料，其中R1 、R3 、R6 及R8 之中的至少1個為以一般式(3)所表示之取代基。
  5. 如申請專利範圍第4項之發光元件材料，其中X為氧原子。
  6. 如申請專利範圍第1項之發光元件材料，其中R1 ~R10 之至少1個為烷基或芳基。
  7. 如申請專利範圍第1項之發光元件材料，其中R1 為一般式(2)或(3)所表示之取代基，且R6 或R8 為芳基或雜芳基。
  8. 如申請專利範圍第7項之發光元件材料，其中R3 及R8 為芳基或雜芳基。
  9. 一種發光元件，其係具有陽極、陰極及存在於該陽極與該陰極之間的有機層，該有機層至少含有發光層，該發光層係藉由電能量發光之發光元件，該有機層係含有如申請專利範圍第1項之發光元件材料。
  10. 如申請專利範圍第9項之發光元件，其中發光層含有主要材料與摻雜材料，且摻雜材料為以一般式(1)所表示之芘化合物。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之發光元件，其中在發光層與陰極之間更存在有電子輸送層，該電子輸送層含有電子接受性氮，且進一步含有具有以選自於碳、氫、氮、氧、矽及磷之中的元素所構成之雜芳環構造的化合物。
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