TWI453966B - 發光元件材料及發光元件 - Google Patents

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Description

發光元件材料及發光元件
本發明關於適用作為螢光色素或電荷輸送材的芘化合物及使用其的發光元件，可利用於顯示元件、平面顯示器、背光、照明、內裝、標識、看板、電子照相機及光信號產生器等之領域的發光元件。
從陰極注入電子及從陽極注入電洞，在兩極所夾持的有機發光體內進行再結合時會發光的有機薄膜發光元件之研究，近年來係活躍進行著。此發光元件之特徵為薄型且在低驅動電壓下的高亮度發光，而且隨著發光材料的選擇，會多色發光，而引起注目。
此研究自伊士曼柯達公司的C.W.Tang等人以有機薄膜發光元件顯示高亮度發光以來，許多研究機關正進行檢討。柯達公司的研究群所提示的有機薄膜發光元件之代表構成，係在ITO玻璃基板上依順序設置電洞輸送性的二胺化合物、發光層的三(8-羥基喹啉)鋁(III)、及作為陰極的Mg:Ag(合金)，以10V左右的驅動電壓可完成1,000cd/m2 的綠色發光(參照非專利文獻1)。
又，有機薄膜發光元件，藉由在發光層中使用各種的螢光材料，可得到各式各樣的發光色，故對顯示器等的實用化研究係盛行。於三原色的發光材料之中，綠色發光材料的研究係最有進展，現在對於紅色發光材料及藍色發光材料，以特性提高為目標進行精心的研究。
有機薄膜發光元件的最大課題之一，係使元件的發光效率與耐久性並存。特別地，關於藍色發光元件，可提供耐久性優異、可靠性高的元件之藍色發光材料係少。例如，有揭示使用經芳基取代的芘化合物之藍色發光元件(參照專利文獻1～4)。又，亦有揭示使用具有4個二苯并呋喃基的芘化合物(專利文獻5參照)於藍色發光元件的例子，但皆耐久性不充分。
專利文獻1：特開2000-273056號公報(申請專利範圍第1～2項)專利文獻2：特開2002-63988號公報(申請專利範圍第1項)專利文獻3：特開2004-75567號公報(申請專利範圍第1～4項)專利文獻4：特開2004-139957號公報(申請專利範圍第1項)專利文獻5：國際公開第2004/096945號手冊(發明申請專利範圍)
非專利文獻1：應用物理通訊(Applied Physics Letters)(美國)1987年，51卷，12號，第913-915頁
如上述地，以往的有機薄膜發光元件，係無法提供發光效率高、且耐久性優異的藍色發光元件。因此，本發明之目的為提供可成為發光效率高、且耐久性優異的藍色發 光元件之發光元件材料，及使用其的發光元件。
本發明係含有通式(1)所示的芘化合物之發光元件材料。
R1 ～R17 可為各自相同或不同，且係從氫、烷基、環烷基、雜環基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、胺基、矽烷基、-P(=O)R18 R19 、及與鄰接取代基之間所形成的環構造所組成族群所選出。R18 及R19 係從芳基及雜芳基之中所選出。n係1～2的整數。X係從單鍵、或伸芳基、伸雜芳基之族群所選出。但是，R10 ～R17 中的任一個係用與X的連結。
又，本發明係於陽極與陰極之間至少有發光層存在，藉由電能量而發光的發光元件，其特徵為該發光元件含有通式(1)所示的發光元件材料。
本發明係可提供能利用於發光元件等，薄膜安定性優異的發光元件材料。再者，可得到具有高的發光效率及優異的耐久性之發光元件。
 實施發明的最佳形態
茲說明本發明所用的通式(1)所示的芘化合物。
本發明之通式(1)所示的芘化合物，藉由在分子中具有芘骨架及1～2個電子供予性縮合芳香族即二苯并呋喃骨架，可使耐熱性與電荷輸送性並存。連結基X係單鍵、伸芳基或伸雜芳基。連結基X較佳為伸芳基或伸雜芳基。於X為伸芳基或伸雜芳基時，可形成安定的薄膜，可成為長壽命發光。其中，從原料的取得性或合成的容易性來看，X更佳為伸芳基。此處，伸芳基表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基、伸菲基、伸聯三苯基、伸芘基等之由芳香族烴基所導出的2價或3價基，此可具有取代基，也可不具有。伸芳基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在6以上、40以下的範圍，更佳為由苯基所導出的2價基(伸苯基)。
伸雜芳基表示伸呋喃基、伸硫苯基、伸唑基、伸吡啶基、伸喹啉基、伸咔唑基等之由除了碳還具有碳以外的原子的芳香族基所導出的2價或3價基，此可具有取代基，也可不具有。伸雜芳基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在2以上、30以下的範圍。
通式(1)中，R1 ～R17 可為各自相同或不同，且係從氫、烷基、環烷基、雜環基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、胺基、矽烷基、-P(=O)R18 R19 、及與鄰接取代基之間所形成的環構造所組成族群所選出。R18 及R19 係從芳基及雜芳基之中所選出。n係1～2的整 數。X係從單鍵、或伸芳基、伸雜芳基之族群所選出。但是，R10 ～R17 中的任一個係用與X的連結。
於此等取代基之中，烷基例如表示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等之飽和脂肪族烴基，此可具有取代基，也可不具有。於經取代時，所追加的取代基係沒有特別的限制，例如可舉出烷基、芳基、雜芳基等，此點亦與以下的記載共通。又，烷基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在1以上、20以下的範圍，更佳為在1以上、8以下的範圍，特佳為甲基、乙基、異丙基、第二丁基、第三丁基。
環烷基例如表示環丙基、環己基、原冰片基、金剛烷基等的飽和脂環式烴基，此可具有取代基，也可不具有。烷基部分的碳數係沒有特別的限定，但通常為在3以上、20以下的範圍。
雜環基例如表示吡喃環、哌啶環、環狀醯胺等之在環內具有碳以外的原子之脂肪族環，此可具有取代基，也可不具有。雜環基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在2以上、20以下的範圍。
烷氧基例如表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等之經由醚鍵來鍵結脂肪族烴基的官能基，此脂肪族烴基可具有取代基，也可不具有。烷氧基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在1以上、20以下的範圍。
烷硫基係烷氧基的醚鍵之氧原子經硫原子所取代者。 烷硫基的烴基係可具有取代基，也可不具有。烷硫基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在1以上、20以下的範圍。
芳醚基例如表示苯氧基等之經由醚鍵來鍵結芳香族烴基的官能基，芳香族烴基可具有取代基，也可不具有。芳醚基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在6以上、40以下的範圍。
芳基硫醚基係指芳醚基的醚鍵之氧原子經硫原子所取代者。芳醚基中的芳香族烴基可具有取代基，也可不具有。芳酮基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在6以上、40以下的範圍。
芳基例如表示苯基、萘基、聯苯基、蒽基、菲基、聯三苯基、芘基等芳香族烴基。芳基可為無取代或經取代，但從電荷輸送性的觀點來看，更佳為無取代或甲基取代。芳基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在6以上、40以下的範圍。從耐熱性的觀點來看，於芳基之中，更佳為無取代或烷基取代的苯基、萘基。
雜芳基表示呋喃基、硫苯基、吡咯基、苯并呋喃基、苯并硫苯基、吲哚基等之在環內具有一個的碳以外之原子的5員環芳香族基、吡啶基、喹啉基等之在環內具有一個或複數個的碳以外之原子的6員環芳香族基，此可為無取代或經取代，但從電荷輸送性的觀點來看，更佳為無取代或甲基取代。雜芳基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在2以上、30以下的範圍。
胺基、-P(=O)R18 R19 更可具有取代基，也可不具有，取代基例如可舉出烷基、環烷基、芳基、雜芳基等，此等取代基可更經取代。
R18 及R19 係從芳基及雜芳基之中所選出的基。
矽烷基例如表示三甲基矽烷基等之對矽原子具有鍵結的官能基，此可具有取代基，也可不具有。矽烷基的碳數係沒有特別的限定，但通常為在3以上、20以下的範圍。而且矽數通常為在1以上、6以下的範圍。。
與鄰接基之間所形成的環構造，若以前述通式(1)作說明，則從R1 ～R17 之中所選出的任意鄰接2個取代基(例如R1 與R2 )係互相鍵結而形成共軛或非共軛的縮合環者。作為縮合環的構成元素，除了碳，亦可含有氮、氧、硫、磷、矽原子，也可更與其它環進行縮合。
就本發明之通式(1)所示的芘化合物而言，較佳為R3 及R5 中至少1個係芳基或雜芳基。於如此的情況下，芘骨架彼此的分子間相互作用係被抑制，可維持固體或薄膜狀態的強螢光強度，高效率發光成為可能。其中，R5 若為芳基或雜芳基，則合成程序變容易，可低成本製造，故更佳。
又，於通式(1)所示的芘化合物中，較佳為R3 及R5 係氫，R4 係烷基。於如此的情況下，可形成非晶性高、更安定的薄膜。其中，更佳為R8 係芳基或雜芳基，因為可抑制分子間相互作用，可高效率發光。
作為如上述的芘化合物，並沒有特別的限定，具體地可舉出如以下之例。
為了合成通式(1)所示的芘化合物，可以使用眾所周知的方法。對芘骨架導入二苯并呋喃基的方法，例如可舉出在鈀或鎳觸媒下，使用鹵化芘衍生物與二苯并呋喃金屬錯合物或二苯并呋喃基芳基金屬錯合物的偶合反應之方法，在鈀或鎳觸媒下，使用芘基金屬錯合物與鹵化二苯并呋喃衍生物的偶合反應之方法等，惟不受此等所限定。
其次，舉出與本發明的發光元件之實施形態所關的例子來詳細說明。本發明的發光元件具有陽極與陰極、及在此等陽極與陰極之間所存在的有機層，該有機層至少含有發光層，該發光層係由電能量所發光。
有機層，除了僅由發光層構成，亦可舉出(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，上述各層可各自為單一層、複數層中任一者。於電洞輸送層及電子輸送層具有複數層時，將電極接觸側之層分別稱為電洞注入層及電子注入層，以下說明中，電洞注入材料係包含於電洞輸送材料，電子注入材料係包含於電子輸送材料。
本發明的發光元件之有機層係由含有通式(1)所示的芘 化合物之發光元件材料所形成。發光元件材料係指自己發光者，及相當於幫助其發光的任一者，參與發光的化合物，具體的地，電洞輸送材料、發光材料及電子輸送材料等符合。
本發明的芘化合物亦可用作為電洞輸送材料或電子輸送材料，由於具有高的發光性能，故適用作為發光材料。又，本發明的芘化合物，由於在藍色區域顯示強的發光，故適用作為藍色發光材料，但藉由與其它發光材料組合，亦可用作為綠色～紅色發光元件或白色發光元件用的材料。
本發明所用的陽極，只要是可高效率地將電洞注入有機層的材料即可，並沒有特別的限定，但較佳為使用功函數比較大的材料，例如可舉出氧化錫、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，也可層合或混合複數的材料來使用。
陽極的電阻只要能供應充分的電流給發光元件的發光即可，從發光元件的消耗電力之點來看，較宜為低電阻。例如，雖然300Ω/□以下的ITO基板有當作元件電極的功能，但現在由於10Ω/□左右的基板之供給亦成為可能，故特別希望使用100Ω/□以下的低電阻品。ITO的厚度係可配合電阻值來任意選擇，但通常大多使用100～300nm之間。
又，為了保持發光元件的機械強度，較佳為在基板上形成發光元件。基板可合適地使用鈉玻璃或無鹼玻璃等的玻璃基板。玻璃基板的厚度只要是能保持機械強度的充分厚度即可，0.5mm以上係充分的。就玻璃的材質而言，由於自玻璃所溶出的離子少者為佳，故較佳為無鹼玻璃。又，由於施有SiO2 等的屏障塗層之鈉鈣玻璃亦有市售，故亦可使用它。再者，若陽極具有穩定的機能，則基板未必要是玻璃，例如亦可在塑膠基板上形成陽極。ITO膜形成方法係不受到電子線束法、濺鍍法及化學反應法等的特別限制。
用於本發明所用的陰極之材料，只要是可高效率地將電子注入有機層的物質即可，並沒有特別的限定，一般可舉出鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋅、鋁、銦、鉻、鋰、鈉、鉀、銫、鈣及鎂以及此等的合金等。為了提升電子注入效率，改良元件特性，鋰、鈉、鉀、銫、鈣、鎂或含此等低功函數金屬的合金係有效。然而，此等低功函數金屬，一般在大氣中多為不安定。因此，可舉出於有機層中摻雜微量的鋰或鎂(真空蒸度的膜厚計顯示1nm以下)，以得到安定性高的電極之方法當作較佳的例子。又，亦可以使用如氟化鋰之無機鹽。再者，為了保護電極，可舉出層合鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁及銦等的金屬、或用此等金屬的合金、矽石、二氧化鈦及氮化矽等的無機物、聚乙烯醇、聚氯乙烯、烴系高分子化合物等的有機高分子化合物者當作較佳的例子。此等電極的製作方法，只要是電阻加熱 、電子線束、濺鍍、離子鍍及塗覆等之可取得導通者即可，並沒有特別的限制。
電洞輸送層係藉由層合或混合電洞輸送材料的一種或二種以上之方法，或使用電洞輸送材料與高分子黏結劑的混合物之方法來形成。又，於電洞輸送材料中亦可添加如氯化鐵(III)的無機鹽來形成電洞輸送層。電洞輸送材料只要是可形成發光元件之製作時所必要的薄膜，可從陽極注入電洞，而且可輸送電洞的化合物即可，並沒有特別的限定。例如，較佳為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”-三(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、苯并呋喃衍生物或噻吩衍生物、二唑衍生物、酞花青衍生物、聚卟啉衍生物等的雜環化合物、聚合物系之在側鏈具有前述單體的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。
於本發明中，發光層可由單一層或複數層所構成，各自由發光材料(主體材料、摻雜劑材料)所形成，此可為主體材料與摻雜劑材料的混合物，也可為單獨的主體材料。即，本發明的發光元件，於各發光層中，可僅由主體材料或摻雜劑材料來發光，也可為主體材料與摻雜劑材料皆發光。從有效的利用電能量以得到高色純度的發光的觀點來看，發光層較佳為由主體材料與摻雜劑材料混合所組成。 而且，主體材料與摻雜劑材料可各自為一種類，也可為複數的組合。摻雜劑材料可含於主體材料的全體中，也可含於部分。摻雜劑材料可層合，也可分散。摻雜劑材料的量若太多，則發生濃度消光現象，故較佳為對於主體材料而言，使用20重量%以下，更佳為10重量%以下。作為摻雜方法，可藉由與主體材料共蒸鍍法來形成，亦可與主體材料預先混合後，同時進行蒸鍍。
本發明的發光層含有通式(1)所示的芘化合物。本發明的芘化合物亦可用作為摻雜劑材料，但從薄膜安定性及電荷輸送性優異來看，較適用作為主體材料。
本發明的通式(1)所示的芘化合物之離子化電位係沒有特別的限定，但較佳為4.6eV以上、6.2eV以下，更佳為4.8eV以上、6.0eV以下。再者，離子化電位的絕對值會隨著測定方法而不同，本發明的離子化電位係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ITO玻璃基板上所蒸鍍的30nm～100nm厚之薄膜的值。
本發明所用的主體材料，未必要限制於本發明的通式(1)所示的芘化合物之僅一種，亦可混合複數的芘化合物來使用，或混合其它主體材料的一種類以上與本發明的芘化合物來使用。作為可混合的主體材料，可合適地使用蒽等之具有稠合芳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、以三(8-羥基喹啉)鋁(III)為首的金屬螯合化氧諾德(oxynoid)化合物、二苯乙烯基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、派利恩酮(perinone)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、聚合物系之聚伸苯基伸乙烯基衍生物、聚對伸苯基衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物。
摻雜劑材料係沒有特別的限定，可舉出萘、蒽、菲、芘、三鄰亞苯、苝、茀、茚等之具有縮合芳環的化合物或其衍生物(例如2-(苯并噻唑-2-基)-9,10-二苯基蒽或5,6,11,12-四苯基丁省等)、呋喃、吡咯、噻吩、噻咯、9-矽茀、9,9’-螺雙矽茀、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲繞啉、吡、萘啶、喹啉、吡咯并吡啶、噻噸等之具有雜芳環的化合物或其衍生物、硼烷衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、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)茋等之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、亞甲吡咯衍生物、二酮基吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物、2,3,5,6-1H,4H-四氫-9-(2’-苯并噻唑基)喹基[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，及以N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺為代表的芳香族胺衍生物等。其中，若使用具有電子接受性取代基的縮合芳香環衍生物當作摻雜劑，則本發明的芘化合物所 具有的薄膜安定性之效果更顯著，故較宜。具體地，可舉出以1-(苯并唑-2-基)-3,8-雙(4-甲基苯基)芘所代表的具有苯并唑基的芘化合物或(6-對甲苯基芘-1-基)-雙(2,4,6-三甲基苯基)硼烷所代表的具有二基氧硼基的芘化合物當作特佳的摻雜劑。
於本發明中，電子輸送層係指從陰極注入電子，再將電子輸送的層。電子輸送層宜是電子注入效率高，能高效率地輸送所注入的電子者。因此，電子輸送層宜是由電子親和力大，而且電子移動度大，以及安定性優異，製造時及使用時不易發生成為困擾的雜質之物質所構成。然而，於考慮電洞與電子的輸送平衡時，若電子輸送層主要係達成不使來陽極的電洞再結合，可高效率地阻止對陰極側的流動之任務，則即使由電子輸送能力不那樣高的材料所構成，提高發光效率的效果也成為與電子輸送能力高的材料所構成的情況同等。因此，於本發明的電子輸送層中，亦包含可高效率地阻止電洞移動的電洞阻止層之同義者。
電子輸送層所用的電子輸送材料係沒有特別的限定，可舉出萘、蒽等之具有縮合芳環的化合物或其衍生物、4,4’-雙(二苯基乙烯基)聯苯所代表的苯乙烯基系芳香環衍生物、苝衍生物、派利恩酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、蒽醌或二苯醌等的醌衍生物、磷氧化物衍生物、咔唑衍生物及吲哚衍生物、三(8-羥基喹啉)鋁(III)等的喹啉酚錯合物或羥基苯基唑錯合物等的羥基唑錯合物、甲亞胺錯合物、罩酚酮金屬錯合物及黃酮醇金屬 錯合物，但從可減低驅動電壓來看，較佳為使用由碳、氫、氮、氧、矽、磷中所選出的元素所構成的具有含電子接受性氮的雜芳環構造之化合物。
本發明中的電子接受性氮表示與鄰接原子之間形成多鍵的氮原子。由於氮原子具有高的電子陰性度，故該多鍵具有電子接受性質。因此，含電子接受性氮的雜芳環，係具有高的電子親和性，電子輸送能力優異，使用於電子輸送層時可減低發光元件的驅動電壓。含電子接受性氮的雜芳環，例如可舉出吡啶環、吡環、嘧啶環、喹啉環、喹啉環、萘啶環、嘧啶并嘧啶環、苯并喹啉環、菲繞啉環、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、菲繞咪唑環等。
作為具有此等雜芳環構造的化合物，例如可舉出苯并咪唑衍生物、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、菲繞啉衍生物、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聚吡啶衍生物、喹啉衍生物及萘啶衍生物等當作較佳的化合物。其中，從電子輸送能力之觀點來看，較佳為使用三(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)1,3,4-二唑基]伸苯基等的二唑衍生物、N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等的三唑衍生物、維碩烯(vasocupreine)或1,3-雙(1,10-菲繞啉-9-基)苯等之菲繞啉衍生物、2,2’-雙(苯并[h]喹啉-2- 基)-9,9’-螺雙茀等之苯并喹啉衍生物、2,5-雙(6’-(2’,2”-聯二吡啶基))-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯等的聯二吡啶衍生物、1,3-雙(4’-(2,2’:6’2”-聯三吡啶基))苯等之聯三吡啶衍生物、雙(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基膦氧化物等之萘啶衍生物。
上述電子輸送材料可單獨使用，亦可混合2種以上的上述電子輸送材料來使用，或將一種以上的其它電子輸送材料混合入上述電子輸送材料中而使用。又，亦可混合鹼金屬或鹼土類金屬等的金屬而使用。電子輸送層的離子化電位係沒有特別的限定，但較佳為5.8eV以上、8.0eV以下，更佳為6.0eV以上、7.5eV以下。
構成發光元件的上述各層之形成方法係電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、分子積層法、塗覆法等，並沒有特別的限定，通常從元件特性之點來看，較佳為電阻加熱蒸鍍或電子束蒸鍍。
有機層的厚度，由於亦取決於發光物質的電阻值，而無法限定，可在1～1000nm之間選擇。發光層、電子輸送層、電洞輸送層的膜厚各較佳為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能量轉換成光的機能。此處，主要使用直流電流當作電能量，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的限制，但若考慮元件的消耗電力或壽命，應選擇以盡可能低的能量可得到最大的亮度者。
本發明的發光元件，例如可適用作為以矩陣及/或節段方式所顯示的顯示器。
矩陣方式係指用於顯示的畫素以二次元配置成格子狀或馬賽克狀等，以畫素的集合來顯示文字或影像。畫素的形狀或大小係依照用途來決定。例如，於個人電腦、監視器、電視之影像及文字顯示中，通常使用一邊為300μm以下的四角形畫素，而且於使用如顯示面板的大型顯示器時，使用一邊為mm級數的畫素。於單色顯示時，可排列相同色的畫素，但於彩色顯示時，排列紅、綠、藍的畫素來顯示。於此情況下，典型地有△型及條型。而且，此矩陣的驅動方法可為線性順序驅動方法或主動矩陣中任一者。線性順序驅動的構造簡單，但於考慮動作特性時，主動矩陣為優異者，此亦必須視用途來靈活運用。
本發明中的節段方式，係以顯示預先規定的資訊之方式形成圖案，使此圖案的配置所規定的區域發光之方式。例如，可舉出數位鐘錶或溫度計中的時刻或溫度顯示、音頻機器或電磁爐等之動作狀態顯示及汽車的面板顯示等。而且，前述矩陣顯示與節段顯示亦可共存於同一面中。
本發明的發光元件亦較佳為使用當作各種機器等的背光。背光之使用目的主要為提高不能自己發光的顯示裝置之視覺辨識性，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。特別地，於液晶顯示裝置，尤其正檢討薄型化的個人電腦用途之背光中，可較佳地使用本發明的發光元件，其可提供比以往更薄型且輕量的 背光。
【實施例】
以下舉出實施例來說明本發明，惟本發明不受此等實施例所限定。再者，下述各實施例中的化合物之編號係指上述化學式所記載的化合物之編號。又，下述顯示與構造分析有關的評價方法。
1 H-NMR係使用超傳導FTNMR EX-270(日本電子(股)製)，於重氯仿溶液中進行測定。
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的氯仿溶液進行測定。作為管柱的展開溶劑，使用0.1%磷酸水溶液與乙腈的混合溶液。
合成例1 化合物[22]的合成
將45克1-溴芘、21.7克4-甲基苯基硼酸、34克磷酸三鉀、10.3克溴化四丁銨、0.71克醋酸鈀及二甲基甲醯胺1.6L(公升)的混合溶液，在氮氣流下，於120℃加熱攪拌5小時。冷卻到室溫後，將1.6L的水注入，於室溫攪拌0.5小時。過濾取得所析出的固體，以200毫升的水來洗淨2次。將所得到的固體溶解在500毫升的二氯甲烷中，以硫酸鎂進行乾燥後，使用矽藻土來過濾。將濾液蒸發，殘渣以200毫升的甲醇洗淨2次，過瀘取得所析出的固體。真空乾燥後，得到40克1-(4-甲基苯基)芘。
其次，將40克1-(4-甲基苯基)芘、24.4克N-溴琥珀醯亞胺及1.4L的二甲基甲醯胺之混合溶液，在氮氣流下，於 40℃加熱攪拌7小時。冷卻到室溫後，將1L(公升)的水注入，以500毫升的二氯甲烷來萃取。以200毫升的水來洗淨有機層2次，硫酸鎂進行乾燥後，使用矽藻土來過濾。將瀘液蒸發，殘渣以200毫升的醋酸乙酯洗淨2次，過瀘取得所析出的固體。真空乾燥後，得到11.4克1-溴-6-(4-甲基苯基)芘。
接著，將1.3克1-溴-6-(4-甲基苯基)芘、1.55克4-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)苯基]二苯并呋喃、1.78克磷酸三鉀、338毫克溴化四丁銨、24毫克醋酸鈀及35毫升的二甲基甲醯胺之混合溶液，在氮氣流下，於130℃加熱攪拌5小時。冷卻到室溫為止後，過濾所得到的結晶。以10毫升的二甲基甲醯胺、30毫升的水、30毫升的乙醇依順序洗淨後，添加150毫升的甲苯，在140℃使溶解。冷卻到100℃為止後，使用矽藻土來過濾。將濾液蒸發，添加50毫升的甲醇，進行過濾。真空乾燥後，得到1.1克黃白色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之黃白色結晶為化合物[22]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：2.52(s,3H),7.38-8.37(m,23H)。
又，對此化合物[22]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約240℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99%，在昇華精製後為99.9%。
合成例2 化合物[7]的合成
除了代替4-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)苯基]二苯并呋喃，使用3-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)二苯并呋喃以外，藉由與合成例1同樣的方法來合成，得到淡黃色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確次上述所得之淡黃色結晶為化合物[7]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：2.52(s,3H),7.38-7.66(m,8H),7.86(s,1H),7.98-8.26(m,10H)。
又，對此化合物[7]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約230℃進行昇華精製後，使用當作發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.2%，在昇華精製後為99.5%。
合成例3 化合物[28]的合成
除了代替4-甲基苯基硼酸，使用2-萘硼酸以外，藉由與合成例1同樣的方法來合成，得到淡黃色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之淡黃色結晶為化合物[28]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：7.37-8.39(m,26H)。
又，對此化合物[28]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約280℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.1%，在昇華精製後為99.3%。
合成例4 化合物[36]的合成
除了代替4-甲基苯基硼酸，使用4-聯苯基硼酸以外，藉由與合成例1同樣的方法來合成，得到淡黃色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之淡黃色結晶為化合物[36]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：7.37-8.39(m,28H)。
又，對此化合物[36]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約280℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.1%，在昇華精製後為99.3%。
合成例5 化合物[132]的合成
將4.1克芘、2克第三丁基氯及33毫升的二氯甲烷之混合溶液，在氮氣流下，冷卻到0℃，添加2.7克氯化鋁。將此混合溶液在室溫下攪拌3小時後，將30毫升的水注入，以30毫升的二氯甲烷來萃取。以20毫升的水來洗淨有機層2次，以硫酸鎂進行乾燥後，進行蒸發。藉由矽凝膠管柱層析術來精製，進行真空乾燥後，得到3克(含有率65%)2-第三丁基芘。
其次，3克(含有率65%)2-第三丁基芘、50毫升的二氯甲烷及15毫升的甲醇之混合溶液，在氮氣流下，冷卻到0℃，滴下3.3克溶解在10毫升的二氯甲烷中之苄基三甲基三溴化銨。將此混合溶液在室溫攪拌2小時後，將50毫升的水注入，以50毫升的二氯甲烷來萃取。以50毫升的 水來洗淨有機層2次，以硫酸鎂進行乾燥後，進行蒸發。於將所得到的固體中加入10毫升的甲醇，攪拌10分鐘後，進行過濾。再添加30毫升的己烷，攪拌30分鐘後，進行過濾。真空乾燥後，得到2.3克1-溴-7-第三丁基芘。
接著，將2.3克1-溴-7-第三丁基芘、1.1克苯基硼酸、3·8克磷酸三鉀、0.58克溴化四丁銨、12毫克醋酸鈀及30毫升的二甲基甲醯胺之混合溶液，在氮氣流下，於130℃加熱攪拌2小時。冷卻到室溫後，將30毫升水的注入，以50毫升的二氯甲烷來萃取。以20毫升的水來洗淨有機層2次，以硫酸鎂進行乾燥後，進行蒸發。藉由矽凝膠管柱層析術來精製，進行真空乾燥後，得到1.5克7-第三丁基-1-苯基芘。
然後，將1.5克7-第三丁基-1-苯基芘、25毫升二氯甲烷及8毫升的甲醇之混合溶液，在氮氣流下，冷卻到0℃，滴下1.7克溶解在5毫升的二氯甲烷中之苄基三甲基三溴化銨。將此混合溶液在室溫攪拌2小時後，將20毫升的水注入，以20毫升的二氯甲烷來萃取。以20毫升的水來洗淨有機層2次，以硫酸鎂進行乾燥後，進行蒸發。於將所得到的固體中加入10毫升的甲醇，放置一夜。過濾所析出的固體，進行真空乾燥後，得到1.9克1-溴-7-第三丁基-3-苯基芘。
接著，將696毫克1-溴-7-第三丁基-3-苯基芘、815毫克4-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)苯基]二苯并呋喃、934毫克磷酸三鉀、161毫克溴化四丁銨、11毫克 醋酸鈀及17毫升的二甲基甲醯胺之混合溶液，在氮氣流下，於130℃加熱攪拌5小時。冷卻到室溫後，將40毫升的水注入，進行過濾。以40毫升的甲醇來洗淨後，藉由矽凝膠層析術來精製，進行真空乾燥後，得到818毫克白色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之白色結晶為化合物[132]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：1.60(s,9H),7.35-8.36(m,23H)。
又，對此化合物[132]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約240℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.7%，昇華精製後為99.8%。
合成例6 化合物[140]的合成
除了代替苯基硼酸，使用2-萘硼酸以外，藉由與合成例5同樣的方法來合成，得到白色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之白色結晶為化合物[140]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：1.61(s,9H),7.24-8.38(m,25H)。
又，對此化合物[140]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約270℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.8%，在昇華精製後為99.9%。
合成例7 化合物[124]的合成
除了代替苯基硼酸，使用4-二苯并呋喃硼酸，代替4-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)苯基]二苯并呋喃，使用4-二苯并呋喃硼酸以外，藉由與合成例5同樣的方法來合成，得到白色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之白色結晶為化合物[124]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：1.60(s,9H),7.31-7.77(m,10H),7.98-8.31(m,11H)。
又，對此化合物[124]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約250℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.3%，在昇華精製後為99.4%。
合成例8 化合物[138]的合成
除了代替苯基硼酸，使用4-聯苯基硼酸以外，藉由與合成例5同樣的方法來合成，得到白色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之白色結晶為化合物[138]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：1.61(s,9H),7.37-8.38(m,27H)。
又，對此化合物[138]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約270℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前 為99.7%，在昇華精製後為99.8%。
合成例9 化合物[163]的合成
除了代替4-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)苯基]二苯并呋喃，使用2-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)苯基]二苯并呋喃以外，藉由與合成例1同樣的方法來合成，得到淡黃色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之淡黃色結晶為化合物[163]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：2.52(s,3H),7.38-8.31(m,23H)。
又，對此化合物[163]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約240℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.5%，在昇華精製後為99.7%。
合成例10 化合物[21]的合成
將9.4克1-溴芘、4.5克苯基硼酸、13克碳酸銫、348毫克(三-第三丁基膦)四氟硼酸鹽、575毫克雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)及33毫升的1,4-二烷之混合溶液，在氮氣流下，於100℃加熱攪拌3小時。將溶液冷卻到室溫後，用矽藻土來過濾，將濾液蒸發，藉由矽凝膠管柱層析術來精製濃縮物，進行真空乾燥後，得到7.8克1-苯基芘。
其次，將7.8克1-苯基芘、5.0克N-溴琥珀醯亞胺及 140毫升的二甲基甲醯胺之混合溶液，在氮氣流下，於50℃加熱攪拌6小時。冷卻到室溫後，將30毫升的水注入，以50毫升的甲苯來萃取。以20毫升的水來洗淨有機層2次，以硫酸鎂進行乾燥後，進行蒸發。藉由矽凝膠管柱層析術來精製，進行真空乾燥後，得到1-溴-6-苯基芘與1-溴-8-苯基芘的混合物。
接著，將1-溴-6-苯基芘與1-溴-8-苯基芘的2.0克混合物、3.1克4-[4-(4,4,5,5-四甲基-[1,3,2]二硼烷-2-基)苯基]二苯并呋喃、3.6克磷酸三鉀、137毫克PdCl2 (dppf)·CH2 Cl2 及56毫升的二甲基甲醯胺之混合溶液，在氮氣流下，於100℃加熱攪拌4小時。冷卻到室溫後，將40毫升的水注入，進行過濾。以40毫升的甲醇來洗淨後，添加100毫升的甲苯，在140℃使溶解。冷卻到100℃為止後，用矽藻土來過濾，將濾液蒸發，添加50毫升的甲醇，進行過濾。
然後，將所得到的固體與36毫升的環戊基甲基醚之混合溶液，在氮氣流下，邊回流邊加熱攪拌30分鐘，邊攪拌溶液邊冷卻到室溫後，再靜置一夜，過濾沈澱物。將所得到的沈澱物與20毫升的環戊基甲基醚之混合溶液，在氮氣流下，邊回流邊加熱攪拌1小時。邊攪拌溶液邊冷卻到室溫後，再靜置一夜，過濾沈澱物，進行真空乾燥後，得到1.0克淡黃色結晶。所得到的粉末之1 H-NMR分析結果係如下，確認上述所得之淡黃色結晶為化合物[21]。
1 H-NMR(CDCl3 (d=ppm))：7.38-8.38(m,24H)。
又，對此化合物[21]，使用油擴散泵，在1×10-3 Pa的壓力下，於約260℃進行昇華精製後，使用作為發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm的面積%)在昇華精製前為99.7%，在昇華精製後為99.9%。
實施例1
於30×40mm的玻璃基板(旭硝子(股)製,15Ω/□,電子束蒸鍍品)上，將ITO導電膜在玻璃基板的中央部分形成150nm的厚度之30×13mm的大小，以當作陽極。將形成有陽極的基板，以“Semicoklin(註冊商標)56”(FURUCHI化學(股)製)來進行15分鐘的超音波洗淨後，以超純水洗淨。接著，以異丙醇來進行15分鐘的超音波洗淨後，浸漬於熱甲醇中15分鐘，使乾燥。於製作元件的緊鄰之前，以UV-臭氧來處理該基板1小時，再設置於真空蒸鍍裝置內，排氣以使得裝置內的真空度成為5×10-5 Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍10nm的銅酞花青當作電洞注入材料，蒸鍍50nm的4,4’-雙(N-(1-萘基)-N-苯基胺基)聯苯當作電洞輸送材料。其次，當作發光材料，蒸鍍化合物[22]作為主體材料，而且以摻雜濃度成為5%的方式蒸鍍35nm厚的下式所示的D-1作為摻雜劑材料。接著，層合20nm厚的下式所示的E-1當作電子輸送材料。於以上所形成的有機層上，蒸鍍0.5nm厚的鋰後，蒸鍍1000nm的鋁當作陰極，製作5×5mm見方的元件。此處所言的膜厚係晶體振盪式膜厚監視器的顯示值。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率6.6lm/W的高效率藍色發光 。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，亮度減半時間為6400小時。
實施例2～10
除了使用表1中所記載的材料當作主體材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。表1中顯示各實施例的結果。
比較例1
除了使用下式所示的H-1當作主體材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率3.0lm/W的藍色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，在400小時亮度減半。
比較例2～7
除了使用表1中所記載的材料當作主體材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。表1中顯示各比較例的結果。再者，表1的H-2、H-3、H-4、H-5、H-6、H-7係下式所示的化合物。
實施例11
除了以摻雜濃度成為2%的方式使用下式所示的D-2當作摻雜劑材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率4.7lm/W的高效率藍色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，亮度減半時間為4500小時。
實施例12～22
除了使用表2中所記載的材料當作主體材料及摻雜劑材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。表2中顯示各實施例的結果。再者，表2的D-3、D-4、D-5、D-6、D-7、D-8係下式所示的化合物。
實施例23
除了使用下式所示的E-2當作電子輸送材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率3.3lm/W的高效率藍色發光 。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，亮度減半時間為3200小時。
實施例24～31
除了使用表3中所記載的材料當作主體材料及電子輸送材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。表3中顯示各實施例的結果。再者，表2的E-3、E-4、E-5、E-6、E-7係下式所示的化合物。
實施例32
除了不使用摻雜劑材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率1.2lm/W的藍色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，亮度減半時間為3500小時。
實施例33
除了使用化合物[132]當作主體材料以外，與實施例32同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率0.9lm/W的藍色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，亮度減半時間為3300小時。
實施例34
除了以摻雜濃度成為5%的方式使用下式所示的D-9當作摻雜劑材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率6.0lm/w的高效率綠色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，亮度減半時間為5000小時。
實施例35～36
除了使用表4中所記載的材料當作摻雜劑材料以外，與實施例34同樣地，製作發光元件。表4中顯示各實施例的結果。再者，表4的D-10、D-11係下式所示的化合物。
實施例37
除了使用化合物[132]當作主體材料以外，與實施例34同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率5.6lm/W的高效率綠色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，亮度減半時間為4900小時。
實施例38
除了當作發光材料，蒸鍍化合物[22]作為主體材料，以摻雜濃度成為5%的方式蒸鍍5nm厚的D-1作為摻雜劑材料後，再者，當作發光材料，蒸鍍化合物[22]作為主體材料，以摻雜濃度成為1%的方式蒸鍍30nm厚的下述所示之D-12作為摻雜劑材料以外，與實施例1同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率7.0lm/W的高效率白色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，亮度減半時間為7100小時。
實施例39
除了使用化合物[132]當作主體材料以外，與實施例38同樣地，製作發光元件。此發光元件以10mA/cm2 的直流驅動時，得到發光效率6.6lm/W的高效率白色發光。此發光元件以10mA/cm2 的直流連續驅動時，亮度減半時間為6100小時。
實施例40
於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的厚度之30×13mm的大小，以當作陽極。將形成有陽極的基板，以丙酮、“Semicoklin(註冊商標)56”(FURUCHI化學(股)製)來分別進行15分鐘的超音波洗淨後，以超純水洗淨。接著，以異丙醇來進行15分鐘的超音波洗淨後，浸漬於熱甲醇中15分鐘，使乾燥。於製作元件的緊鄰之前，以UV-臭氧來處理該基板1小時，再設置於真空蒸鍍裝置內，排氣以使得裝置內的真空度成為5×10-4 Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍150nm的4,4’-雙(N-(間甲苯基)-N-苯基胺基)聯苯當作電洞輸送材料。其次，蒸鍍化合物[22]當作主體材料，而且以摻雜濃度成為5%的方式蒸鍍35nm厚的D-1當作摻雜劑材料。接著 ，層合20nm厚的E-1當作電子輸送材料。此處所言的膜厚係晶體振盪式膜厚監視器的顯示值。然後，將藉由對厚度50μm的科瓦鐵鈷鎳合金(Kovar)板，進行濕蝕刻，而設有16條的250μm開口部(相當於剩餘寬度50μm、300μm間距)的光罩，在真空中以與ITO條成正交的方式進行光罩交換，從裏面以磁石固定，以便光罩與ITO基板密接。然後，在0.5nm的有機層摻雜鋰後，蒸鍍200nm的鋁，製作32×16點矩陣元件。以矩陣驅動本元件時，可顯示沒有串音的文字。
產業上的利用可能性
本發明的發光元件材料係可利用於發光元件等，可提供薄膜安定性優異的發光元件材料。依照本發明，可得到具有高的發光效率及優異的耐久性之發光元件。本發明的發光元件係可利用於顯示元件、平面顯示器、背光、照明、內裝、標識、看板、電子照相機及光信號產生器等的領域。

Claims (5)

  1. 一種發光元件材料，其特徵為含有通式(1)所示的芘化合物， (R1 ~R17 可為各自相同或不同，且係從氫、烷基、環烷基、雜環基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、胺基、矽烷基、-P(=O)R18 R19 、及與鄰接取代基之間所形成的環構造所組成族群所選出；R18 及R19 係從芳基及雜芳基之中所選出；n係1~2的整數；X係從單鍵、或伸芳基、伸雜芳基之族群所選出；但是，R10 ~R17 中的任一個係用於與X的連結；滿足下列(1)或(2)之任一者，(1)R5 為芳基，(2)R3 及R5 為氫，R4 為烷基，R8 為芳基或雜芳基)。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光元件材料，其中X係伸芳基。
  3. 一種發光元件，其特徵為在陽極與陰極之間至少有發光層存在，藉由電能量而發光的發光元件，發光元件含有如申請專利範圍第1項之發光元件材料。
  4. 如申請專利範圍第3項之發光元件，其中發光層具有主 體材料及摻雜劑材料，通式(1)所示的發光元件材料係主體材料。
  5. 如申請專利範圍第3項之發光元件，其中在發光層與陰極之間更至少有電子輸送層存在，電子輸送層含有電子接受性氮，而且含有具由碳、氫、氮、氧、矽、磷中所選出的元素所構成的雜芳環構造之化合物。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101258221B (zh) * 2005-09-08 2013-04-03 东丽株式会社 发光元件材料和发光元件
JPWO2009008099A1 (ja) * 2007-07-10 2010-09-02 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101668887B1 (ko) 2008-07-01 2016-10-24 도레이 카부시키가이샤 발광 소자
JP2010150235A (ja) * 2008-11-27 2010-07-08 Canon Inc 化合物の製造方法
CN102369614B (zh) 2009-03-30 2013-06-19 东丽株式会社 发光元件材料及发光元件
US8431250B2 (en) * 2009-04-24 2013-04-30 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivative, and organic electroluminescent element comprising the same
CN102471190A (zh) * 2009-12-21 2012-05-23 出光兴产株式会社 芘衍生物及使用了其的有机电致发光元件
JP5507381B2 (ja) * 2010-07-30 2014-05-28 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子及び化合物
JP5847420B2 (ja) * 2010-09-08 2016-01-20 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子及び化合物
CN104934535B (zh) * 2010-10-04 2017-09-15 株式会社半导体能源研究所 复合材料、发光元件、发光装置、电子装置以及照明装置
KR101950363B1 (ko) * 2010-10-29 2019-02-20 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 페난트렌 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
US20120234392A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
TWI602334B (zh) 2011-05-13 2017-10-11 半導體能源研究所股份有限公司 發光元件及發光裝置
EP2722905B1 (en) 2011-06-15 2018-09-19 Toray Industries, Inc. Light emitting element material and light emitting element
KR101511168B1 (ko) 2011-06-16 2015-04-10 삼성디스플레이 주식회사 축합환 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
KR101918953B1 (ko) 2012-03-06 2018-11-16 삼성디스플레이 주식회사 아민계 화합물, 이를 포함한 유기 발광 소자 및 이를 포함한 유기 발광 장치
KR102135243B1 (ko) 2013-07-12 2020-07-20 삼성디스플레이 주식회사 유기광전자소자용 화합물, 이를 포함하는 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 표시장치
CN104327024A (zh) * 2013-07-22 2015-02-04 东丽先端材料研究开发（中国）有限公司 一种发光元件材料及发光元件
EP3182478B1 (en) * 2015-12-18 2018-11-28 Novaled GmbH Electron injection layer for an organic light-emitting diode (oled)
KR102120517B1 (ko) 2016-04-28 2020-06-08 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
KR102044057B1 (ko) 2016-04-28 2019-11-12 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
CN110283084B (zh) * 2019-07-02 2023-05-26 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 电致发光材料、电致发光材料的制备方法及发光器件
CN111848413B (zh) * 2020-07-27 2022-07-15 山东理工大学 一类沿短轴修饰的芘基衍生物及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050238920A1 (en) * 2003-05-01 2005-10-27 Fujitsu Limited 1,3,6,8-Tetrasubstituted pyrene compound, organic electroluminescent element, and organic electroluminescent display
TW200631925A (en) * 2004-11-25 2006-09-16 Univ Kyoto Pyrene compound and light emitting transistor device and electroluminescent device utilizing the same
TW200636041A (en) * 2005-04-01 2006-10-16 Tetrahedron Technology Corp Triazine compounds
WO2006128800A1 (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Electroluminescent device
TW200704749A (en) * 2005-07-11 2007-02-01 Idemitsu Kosan Co Nitrogen-containing heterocyclic derivative and organic electroluminescence element using the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4429438B2 (ja) 1999-01-19 2010-03-10 出光興産株式会社 アミノ化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2002063988A (ja) 2000-08-22 2002-02-28 Toray Ind Inc 発光素子
JP2004075567A (ja) 2002-08-12 2004-03-11 Idemitsu Kosan Co Ltd オリゴアリーレン誘導体及びそれを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子
TW593624B (en) 2002-10-16 2004-06-21 Univ Tsinghua Aromatic compounds and organic LED
US7420065B2 (en) * 2003-02-14 2008-09-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Hetero-polycyclic compounds, and coloring matters, pigments, dyes, color-changing material compositions, and color-changing films, made by using the compounds
CN101258221B (zh) * 2005-09-08 2013-04-03 东丽株式会社 发光元件材料和发光元件
JP4726584B2 (ja) * 2005-09-15 2011-07-20 三井化学株式会社 芳香族化合物、該芳香族化合物を含有する有機電界発光素子
JP2007169581A (ja) * 2005-11-25 2007-07-05 Toray Ind Inc 発光素子材料および発光素子
JP4979247B2 (ja) * 2006-03-08 2012-07-18 三井化学株式会社 アントラセン化合物および該化合物を含有する有機電界発光素子
JP4830750B2 (ja) * 2006-09-21 2011-12-07 東レ株式会社 発光素子材料および発光素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050238920A1 (en) * 2003-05-01 2005-10-27 Fujitsu Limited 1,3,6,8-Tetrasubstituted pyrene compound, organic electroluminescent element, and organic electroluminescent display
TW200631925A (en) * 2004-11-25 2006-09-16 Univ Kyoto Pyrene compound and light emitting transistor device and electroluminescent device utilizing the same
TW200636041A (en) * 2005-04-01 2006-10-16 Tetrahedron Technology Corp Triazine compounds
WO2006128800A1 (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Electroluminescent device
TW200704749A (en) * 2005-07-11 2007-02-01 Idemitsu Kosan Co Nitrogen-containing heterocyclic derivative and organic electroluminescence element using the same

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Publication number Publication date
WO2008108256A1 (ja) 2008-09-12
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JPWO2008108256A1 (ja) 2010-06-17

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