专利名称：芴化合物和使用该化合物的有机发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新的有机化合物和使用该化合物的有机发光装置。
背景技术：
有机发光装置是这样一种装置，其中在阳极和阴极之间插入了含有荧光有机化合物或磷光有机化合物的薄膜；从各电极注入的电子和空穴生成荧光化合物或磷光化合物的激子；以及当激子回到一种基态时，利用发射的光。
根据柯达公司(Kodak company)在1987的研究(Appl.Phys.Lett.51，913(1987))，已经报道了具有单独功能型双层结构的装置在约10V的外加电压发约1000cd/m2的荧光，该装置使用ITO作为阳极、镁-银合金作为阴极、铝喹啉醇配合物作为电子传递材料和发光材料以及三苯基胺衍生物作为空穴传送材料。相关的专利包括美国专利No.4,539,507、4,720,432、4,885,211等。
另外，通过改变荧光有机化合物的种类可生成从紫外到红外的荧光，最近几年中，已经广泛研究了各种化合物。例如，在美国专利No.5,151,629、5,409,783和5,382,477、日本专利申请延迟公开No.2-247278、3-255190、5-202356、9-202878、9-227576等中公开了这类化合物。
最近几年中，对使用磷光化合物作为发光物质利用三重态到EL的能量已经进行了许多研究。普林斯顿大学(Princeton University)的一个小组已经报道了通过使用铱配合物作为发光物质，有机发光装置显示出了高发光效率(Nature，395，151(1998))。
此外，除了如上所述的使用低分子量物质的有机发光装置，剑桥大学(Cambridge University)的一个研究小组已经报道了使用共轭聚合物的有机发光装置(Nature，347，539(1990))。在该报道中，用涂敷系统通过聚亚苯基亚乙烯(PPV)成膜实现了从单层发荧光。
使用共轭聚合物的有机发光装置的相关专利包括美国专利No.5,247,190、美国专利No.5,514,878、美国专利No.5,672,678、日本专利申请延迟公开No.4-145192和5-247460等。
以这种方式，有机发光装置的最新发展是引人注目的，其特征暗示了用于各种目的的可能性，其能够使发光装置具有高亮度(甚至在低外加电压下)、多种发光波长、高速响应和薄而轻的形式。
但是，目前需要亮度更高或转换效率更高的光输出。另外，仍然有许多问题有待解决，涉及因长期使用随时间变化的耐久性、由含氧、水分的大气气体引起的老化等。此外，当考虑到在彩色显示器等应用时，与发高色纯度的蓝色、绿色和红色荧光相关的问题解决起来仍然不足。
本发明的公开本发明的一个目的在于提供一种新的芴化合物。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种使用特定芴化合物的有机发光装置，其具有非常高效的和高亮度的光输出。
另外，本发明的另一个目在于提供一种耐久性非常高的有机发光装置。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种成本较低、容易生产的有机发光装置。
因此，根据本发明的一种芴化合物用下述通式[I]表示 (其中R1和R2表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的氨基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R1本身或R2本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R1和R2彼此可以相同或不同；R3和R4表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R3本身或R4本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R3和R4彼此可以相同或不同；Ar1和Ar2表示取代的或未取代的总共具有至少三个苯环的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，所述的杂环基通过碳原子键合到所述芴基，并且总共有至少三个环，包括一个苯环和一个杂环，其中Ar1和Ar2彼此可以相同或不同；和n表示1-10、优选1-3的整数)。
此外，作为优选形式，根据本发明的有机发光装置包括至少一对电极，包括一个阳极和一个阴极和一个或多个含有有机化合物的夹在电极对之间的层，其中至少一个含有有机化合物的层含有至少一种芴化合物。
图1是剖视图，表示一个根据本发明的有机发光装置的实例。
图2是剖视图，表示另一个根据本发明的有机发光装置的实例。
图3是剖视图，表示另一个根据本发明的有机发光装置的实例。
图4是剖视图，表示另一个根据本发明的有机发光装置的实例。
图5是剖视图，表示另一个根据本发明的有机发光装置的实例。
图6是剖视图，表示另一个根据本发明的有机发光装置的实例。
实施本发明的最佳方式以下详细描述本发明。
首先，描述本发明的芴化合物。
本发明的芴化合物通过上述通式[I]表示。
在此，Ar1和Ar2的至少一个优选是下述通式[II]表示的稠合多环芳基 (其中R5表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的氨基、氰基或卤素原子)。
此外，本发明的芴化合物更优选是下述结构式之一所示的 此外，Ar1和Ar2的至少一个优选是下述通式[III]至[IX]之一所示的稠合多环芳基
(其中R6至R12表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的氨基、氰基或卤素原子)。
上述通式[I]至上述通式[IX]中取代基的具体实例如下所示。
作为烷基，可例举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、辛基等。
作为芳烷基，可例举苄基、苯乙基等。
作为芳基，可例举苯基、联苯基、三联苯基等。
作为杂环基，可例举噻吩基、吡咯基、吡啶基、噁唑基、噁二唑基、噻唑基、噻二唑基、三联噻吩基等。
作为取代的氨基，可例举二甲氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二苯基氨基、二甲苯基氨基、二苯氧甲基(anisolyl)氨基等。
作为卤素原子，可例举氟、氯、溴、碘等。
作为稠合多环芳基，可例举芴基、萘基、荧蒽基、蒽基、菲基、芘基、并四苯基、并五苯基、苯并[9.10]菲基、苝基等。
作为稠合多环杂环基，可例举咔唑基、吖啶基、菲咯啉基等。
作为上述取代基可能具有的取代基，可例举烷基，如甲基、乙基和丙基；芳烷基，如苄基和苯乙基；芳基，如苯基和联苯基；杂环基，如噻吩基、吡咯基和吡啶基；氨基，如二甲氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二苯基氨基、二甲苯基氨基和二苯氧甲基氨基；烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基和苯氧基；氰基；卤素原子，如氟、氯、溴和碘；等。
其次，将在下文给出本发明芴化合物的典型实例。但是，本发明不限于此。
本发明的芴化合物可用公知的方法合成和得到，例如用合成法，诸如使用钯催化剂的Suzuki偶合方法(例如，Chem.Rev.，1995，95，2457-2483)；使用镍催化剂的Yamamoto方法(例如，Bull.Chem.Soc.Jpn.，51，2091，1978)；或用芳基锡化合物的合成方法(例如J.Org.Chem.，52，4296，1987)。
本发明的芴化合物在电子传递特性、发光特性和耐久性方面优于常规化合物，其用于有机发光装置的含有机化合物的层，尤其是电子传递层和发光层，以及用真空蒸发法、溶液涂敷法等形成的层，其，不容易结晶，具有极好的随时间的稳定性。
下面，详细描述本发明的有机发光装置。
本发明的有机发光装置包括至少一对电极(包括一个阳极和一个阴极)和一个或多个含有有机化合物的夹在所述电极对之间的层，其中至少一个含有有机化合物的层含有至少一种上述通式[I]所示的芴化合物。
在本发明的有机发光装置中，优选在所述含有机化合物的层中，至少一个电子传递层或一个发光层含有至少一种所述的芴化合物。
在本发明的有机发光装置中，上述通式[I]所示的芴化合物通过真空蒸发法或溶液涂敷法在阳极和阴极之间形成。有机层优选形成厚度小于10μm、更优选0.5μm或更小、特别优选0.01-0.5μm的薄膜。
此外，根据本发明有机发光装置的一个优选模式，在含有有机化合物的层中至少一个发光层包括至少一种上述通式[I]所示的芴化合物和一种下述通式[X]至[XIV]所示的芳胺和一种下述通式[XV]所示的乙炔化合物 (其中R13和R14表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R13本身或R14本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R13和R14彼此可以相同或不同；R15和R16表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R15本身或R16本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R15和R16彼此可以相同或不同；Ar3、Ar4、Ar5和Ar6表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar3、Ar4、Ar5和Ar6彼此可以相同或不同，并且Ar3、Ar4、Ar5和Ar6可彼此键合形成环；和m表示1-10的整数)； (其中R17和R18表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R17本身或R18本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R17和R18彼此可以相同或不同；R19和R20表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R19本身或R20本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R19和R20彼此可以相同或不同；Ar7和Ar8表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中Ar7和Ar8可以彼此相同或不同；Ar9、Ar10、Ar11和Ar12表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar9、Ar10、Ar11和Ar12彼此可以相同或不同，并且Ar9、Ar10、Ar11和Ar12可彼此键合形成环；和p表示1-10的整数)；
(其中R21和R22表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R21本身或R22本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R21和R22彼此可以相同或不同；R23和R24表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R23本身或R24本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R23和R24彼此可以相同或不同；Ar13和Ar14表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar13和Ar14可以相同或不同，并且Ar13和Ar14可以彼此键合形成环；Ar15表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基；和q表示1-10的整数)； (其中R25和R26表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的亚苯基基团的R25本身或R26本身彼此可以相同或不同，键合到相同的亚苯基基团的R25和R26彼此可以相同或不同；Ar16和Ar17表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中Ar16和Ar17可以彼此相同或不同；Ar18、Ar19、Ar20和Ar21表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar18、Ar19、Ar20和Ar21彼此可以相同或不同，并且Ar18、Ar19、Ar20和Ar21可彼此键合形成环；和r表示1-10的整数)；
(其中R27和R28表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的亚苯基基团的R27本身或R28本身彼此可以相同或不同，键合到相同的亚苯基基团的R27和R28彼此可以相同或不同；Ar22和Ar23表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基，或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar22和Ar23可以相同或不同，并且Ar22和Ar23可以彼此键合形成环；Ar24表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基；和s表示1-10的整数)；和 (其中Ar25和Ar26表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar25和Ar26可以相同或不同，和t表示1-5的整数)。
通式[X]-[XV]的取代基的具体例子与上述通式[I]-[IX]中举例说明的那些相同。通式[X]至[XIV]的芳胺化合物和通式[XV]所示的乙炔化合物的典型实例如下所示，但是本发明不局限于此。
在附图1至6中，显示了本发明有机发光装置的优选实施例。
图1是剖视图，表示一个本发明的有机发光装置的实例。在图1中，所述装置由阳极2、发光层3和阴极4组成，它们在基底1上依次形成。当在此使用的发光材料本身具有空穴传递能力、电子传递能力和发光特性或当具有各种特征的多种化合物混合使用时，具有该结构的发光装置是有利的。
图2是剖视图，表示另一个本发明有机发光装置的实例。在图2中，所述装置由阳极2、空穴传递层5、电子传递层6和阴极4组成，它们在基底1上依次形成。在这种情况下，具有空穴传递特性和电子传递特性之一或两者的发光材料有利地用于相应的所述层之一，同时没有发光特性的空穴传递材料或者电子传递材料用于其它层。另外，在这种情况下，发光层3由空穴传递层5或电子传递层6组成。图3是剖视图，表示另一个本发明有机发光装置的实例。在图3中，所述装置由阳极2、空穴传递层5、发光层3、电子传递层6和阴极4组成，它们在基底1上依次形成。以这种设置，载流子输送功能和发光功能分离彼此，具有空穴传递特性、电子传递特性和发光特性的多种化合物同时适当地联合使用。因此，极大地增加了材料选择的自由度。另外，可使用具有不同发光波长的各种化合物。因此，可得到各种发光色调。此外，通过有效限制在中间发光层3中各个载流子或激子，也可提高发光效率。
图4是剖视图，表示另一个本发明有机发光装置的实例。在图4中，与图3的实例比较，所述装置的构造是空穴注入层7设置在阳极2一侧。这有效改进了阳极2和空穴传递层5之间的粘合性或改进了空穴注入特性。因此，这种构造有效地降低了电压。
图5和6是剖面图，分别显示了本发明有机发光装置的其它实例。在图5和6中，与图3和4的实例比较，所述装置的构造使得在发光层3和电子传递层6之间插入一个层(空穴阻挡层8)用以防止空穴或激子通向阴极4一侧。通过将具有极高电离电位的化合物用于空穴阻挡层8，有效改进了发光效率。
注意，在图1至6中，显示了常见的基本装置结构。使用本发明化合物的有机发光装置的结构不限于此。例如，可以采用各种层状结构，诸如其中在电极和有机层之间形成一个绝缘层，其中形成一个粘结层或一个干涉层，以及其中空穴传递层由两个不同电离电位的层组成。
在本发明中使用的通式[I]所示的芴化合物是一种在电子传递特性、发光特性和耐久性方面优于常规化合物的化合物，并且所述的芴化合物可用于任何图1-6所示的模式。
在本发明中，通式[I]所示的芴化合物用作电子传递层或发光层的成分。但是，空穴传递化合物、发光化合物、电子传递化合物或其它这类公知化合物可根据需要一起使用。
那些化合物的实例如下所述。
空穴传递化合物
电子传递发光材料
发光材料
发光层基质材料和电子传递材料
空穴传递聚合材料
发光聚合材料和电荷迁移聚合材料 在本发明的有机发光装置中，含有通式[I]所示芴化合物的层和含有其它有机化合物的层通常通过真空蒸发法或在溶于适合溶剂后通过涂敷法形成薄膜。尤其，在用涂敷法形成膜的情况下，可同时使用合适的粘结剂树脂进行成膜。
上述粘结剂树脂可选自多种粘结剂用树脂，如聚(乙烯咔唑)树脂、聚碳酸酯树酯、聚酯树脂、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、丁缩醛树脂、聚(乙烯基咔唑)树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚砜树脂和尿素树脂等，虽然它们限于此。另外，上述树脂可单独使用，或两种或多种树脂作为共聚物彼此结合使用。
优选，阳极材料可具有尽可能大的功函。例如，可使用一种单一金属材料，诸如金、铂、镍、钯、钴、硒和钒或它们的合金；金属氧化物，诸如氧化锡、氧化锌、铟-锡氧化物(ITO)和铟-锌氧化物。另外，还可使用导电聚合物，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚(亚苯基硫醚)。这些电极材料的任一种可单独使用，或多种电极材料联合使用。
另一方面，优选阴极材料具有小的功函。例如，可使用单一金属材料，如锂、钠、钾、铯、钙、镁、铝、铟、银、铅、锡和铬，或使用多种物质的合金。还可使用金属氧化物，诸如铟锡氧化物(ITO)。另外，阴极可以是单层结构或多层结构。
用于本发明的基底可以是(虽然不特别限于)一种不透明的基底，如金属基底或陶瓷基底；或是由玻璃、石英、塑料片形成的透明基底。另外，还可通过将滤色片、荧光色转化过滤膜、绝缘反射片等用于所述基底控制发光色调。
此外，在所制备的装置上还可形成防护层或密封层，用于防止所述装置接触氧气或水分等。防护层可以是石英薄膜、由无机物质(如金属氧化物或金属氮化物)形成的膜或由氟塑料、聚(对二甲苯)、聚乙烯、硅氧烷树脂、聚苯乙烯树脂等形成的聚合物膜。另外，为此还可使用光固化树脂等。此外，还可用适合的密封树脂包裹所述装置本身，同时覆盖玻璃、不透气的膜、金属等。
在下文中，基于实施例更详细地描述本发明。但是，本发明不局限于这些实施例。
<合成实施例1>[合成举例说明的化合物No.1] 向一个500ml三颈烧瓶中加入2.0克(5.68毫摩尔)的2，7-二溴-9，9-二甲基芴[1]、4.2克(17.0毫摩尔)的芘-1-硼酸[2]、120ml的甲苯和60ml的乙醇。然后，在室温在氮保护气氛中向其中滴加24克碳酸钠/120ml水的水溶液并搅拌，随后加入0.33克(0.28毫摩尔)的四(三苯基膦)钯(0)。在室温搅拌所述混合物30分钟后，将温度升高到77℃，随后搅拌5小时。在反应后，有机层用氯仿萃取，然后用无水硫酸钠干燥，再用硅胶柱提纯(己烷+甲苯混合物展开溶剂)。从而，得到3.0克(89％产率)举例说明的化合物No.1(白色晶体)。
<合成实施例2>[合成举例说明的化合物No.6] 向一个500ml三颈烧瓶中加入3.0克(5.49毫摩尔)的二溴芴化合物[3]，4.0克(16.5毫摩尔)的芘-1-硼酸[2]、100ml甲苯和50ml乙醇。然后，在室温，在氮保护气氛中，向其中滴加20克碳酸钠/100ml水的水溶液并搅拌，随后加入0.33克(0.28毫摩尔)的四(三苯基膦)钯(0)。在室温搅拌所述混合物30分钟后，将温度升高到77℃，随后搅拌5小时。在反应后，有机层用氯仿萃取，然后用无水硫酸钠干燥，再用硅胶柱提纯(己烷+甲苯混合物展开溶剂)。从而，得到3.4克(79％产率)举例说明的化合物No.6(白色晶体)。
<合成实施例3>[合成举例说明的化合物No.7] 向一个500ml三颈烧瓶中加入3.0克(4.07毫摩尔)的二溴芴化合物[4]，3.0克(12.2毫摩尔)的芘-1-硼酸[2]、100ml甲苯和50ml乙醇。然后，在室温，在氮保护气氛中，向其中滴加16克碳酸钠/80ml水的水溶液并搅拌，随后加入0.23克(0.20毫摩尔)的四(三苯基膦)钯(0)。在室温搅拌所述混合物30分钟后，将温度升高到77℃，随后搅拌5小时。在反应后，有机层用氯仿萃取，然后用无水硫酸钠干燥，再用硅胶柱提纯(己烷+甲苯混合物展开溶剂)。从而，得到2.7克(68％产率)举例说明的化合物No.7(白色晶体)。
<合成实施例4>[合成举例说明的化合物No.28] 向一个500ml三颈烧瓶中加入3.0克(6.74毫摩尔)的二硼酸酯芴[5]、6.7克(20.2毫摩尔)的3-溴代苝[6]、140ml甲苯和70ml乙醇。然后，在室温，在氮保护气氛中，向其中滴加26克碳酸钠/130ml水的水溶液并搅拌，随后加入0.39克(0.34毫摩尔)的四(三苯基膦)钯(0)。在室温搅拌所述混合物30分钟后，将温度升高到77℃，随后搅拌10小时。在反应后，有机层用氯仿萃取，然后用无水硫酸钠干燥，再用硅胶柱提纯(己烷+甲苯混合物展开溶剂)。从而，得到3.1克(66％产率)举例说明的化合物No.28(白色晶体)。
(实施例1)制备具有图2所示结构的装置。
在作为基底1的玻璃基底上，通过喷镀方法沉积铟-锡氧化物(ITO)，膜的厚度为120纳米，得到阳极2，从而，这样形成的基底用作透明导电的承载基底。基底依次用丙酮和和异丙醇(IPA)进行超声清洗。此后，基底用IPA煮沸洗涤，然后干燥。此外，在用UV/臭氧清洁后的基底用作透明导电承载基底。
在透明导电的承载基底上，用旋涂法下施加述结构式所示的化合物的氯仿溶液、形成厚度30纳米的膜，得到空穴传递层5。
此外，举例说明的化合物No.1作为芴化合物通过真空蒸发方法沉积，膜厚度为50纳米，得到电子传递层6。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为0.2-0.3纳米/秒。
通过真空蒸发方法，用包括铝和锂(锂浓度1％原子)的蒸发材料在上述有机层上形成厚度50纳米的金属层膜，此外，通过真空蒸发方法形成厚度150纳米的铝层。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为1.0至1.2纳米/秒。
此外，得到的结构在氮保护气氛中用防护玻璃片覆盖，然后用丙烯酸树脂粘合剂密封。
当将10伏直流电压施加到这样制备的所述装置上，所述装置带有ITO电极(阳极2)作为正极和Al-Li电极(阴极4)作为负极，导致电流以12.5mA/cm2的电流密度流入所述装置，观察到亮度8500cd/m2的蓝色发光。
此外，当电流密度保持在10.0mA/cm2并施加电压100小时时，亮度的降低很小；最初的亮度7200cd/m2在100小时后降低为亮度6800cd/m2。
(实施例2至10)用与实施例1相同的方法制备和评价装置，除了使用表1中所示的化合物代替举例说明的化合物No.1。结果如表1所示。
(比较实施例1至3)用与实施例1相同的方法制备和评价装置，除了使用下述结构式所示的化合物代替举例说明的化合物No.1。结果如表1所示。
比较化合物No.1 比较化合物No.2 比较化合物No.3
表1
(实施例11)制备具有图3所示结构的装置。
类似于实施例1、在透明导电的承载基底上形成空穴传递层5。
此外，举例说明的化合物No.2作为芴化合物通过真空蒸发方法沉积，膜厚度为20纳米，得到发光层3。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为0.2-0.3纳米/秒。
此外，用真空蒸发方法沉积三喹啉醇铝，膜的厚度为40纳米，得到电子传递层6。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为0.2至0.3纳米/秒。
接着，在用与实施例1同样的方法形成阴极4后，将产品结构密封。
当将8伏直流电压施加到这样制备的所述装置上，所述装置带有ITO电极(阳极2)作为正极和Al-Li电极(阴极4)作为负极，导致电流以12.0mA/cm2的电流密度流入所述装置，观察到亮度16000cd/m2的蓝色发光。
此外，当电流密度保持在10.0mA/cm2并施加电压100小时时，亮度的降低很小；最初的亮度14000cd/m2在100小时后降低为亮度13000cd/m2。
(实施例12至22)用与实施例11相同的方法制备和评价装置，除了使用表2中所示的化合物代替举例说明的化合物No.7。结果如表2所示。
(比较实施例4至6)用与实施例11相同的方法制备和评价装置，除了使用表2中所示的比较化合物No.1至No.3代替举例说明的化合物No.7。结果如表2所示。
表2
(实施例23)制备具有图3所示结构的装置。
在类似于实施例1的透明导电的承载基底上，用旋涂法下施加述结构式所示的化合物的氯仿溶液，形成厚度20纳米的膜，得到空穴传递层5。
此外，用真空蒸发方法沉积作为芴化合物举例说明的化合物No.1和作为芳胺化合物举例说明的化合物No.AA-6(重量比100∶1)，膜的厚度是20纳米，形成发光层3。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为0.2至0.3纳米/秒。
此外，用真空蒸发方法沉积三喹啉醇铝，膜的厚度为40纳米，得到电子传递层6。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为0.2至0.3纳米/秒。
接着，在用与实施例1同样的方法形成阴极4后，将产品结构密封。当将8伏直流电压施加到这样制备的所述装置上，所述装置带有ITO电极(阳极2)作为正极和Al-Li电极(阴极4)作为负极，导致电流以13.0mA/cm2的电流密度流入所述装置，观察到亮度32000cd/m2的蓝色发光。
此外，当电流密度保持在10.0mA/cm2并施加电压100小时时，亮度的降低很小；最初的25000cd/m2亮度在100小时后降低为22000cd/m2亮度。
(实施例24至77)用与实施例23相同的方法制备和评价装置，除了使用表3-5中所示的化合物分别代替举例说明的芴化合物No.1和举例说明的芳胺化合物No.AA-6。结果如表3-5所示。
(比较实施例7至9)用与实施例23相同的方法制备和评价装置，除了使用比较化合物No.1至No.3代替举例说明的化合物No.1。结果如表5所示。
表3
表4
表5
(实施例78)制备具有图3所示结构的装置。
在类似于实施例1的透明导电的承载基底上，用旋涂法下施加述结构式所示的化合物的氯仿溶液，形成厚度20纳米的膜，得到空穴传递层5。
此外，用真空蒸发方法沉积作为芴化合物举例说明的化合物No.20和下述结构式所示的化合物(重量比100∶5)，膜的厚度是20纳米，形成发光层3。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为0.2至0.3纳米/秒。
此外，用真空蒸发方法沉积红菲绕啉(BPhen)，膜的厚度为40纳米，得到电子传递层6。成膜在下述条件下进行蒸发时的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度为0.2至0.3纳米/秒。
接着，在用与实施例1同样的方法形成阴极4后，将产品结构密封。当将8伏直流电压施加到这样制备的所述装置上，所述装置带有ITO电极(阳极2)作为正极和Al-Li电极(阴极4)作为负极，导致电流以10.0mA/cm2的电流密度流入所述装置，观察到亮度11000cd/m2的绿色发光。
此外，当电流密度保持在7.0mA/cm2并施加电压100小时时，亮度的降低很小；最初的8000cd/m2亮度在100小时后降低为6500cd/m2亮度。
(实施例79至87)用与实施例78相同的方法制备和评价装置，除了使用表6中所示的化合物代替举例说明的化合物No.20。结果如表6所示。
(比较实施例10至12)用与实施例78相同的方法制备和评价装置，除了使用比较化合物No.1至No.3代替举例说明的化合物No.20。结果如表6所示。
表6
(实施例88)制备具有图1所示结构的装置。在类似于实施例1的透明导电承载基底上，通过旋涂法(转速＝2000rpm)涂覆一种溶液，形成厚度120纳米的膜，得到有机层(发光层3)，所述溶液通过将0.050克的作为举例说明的化合物No.1的芴化合物和1.00克聚N-乙烯基咔唑(重均分子量＝63,000)溶于80ml的氯仿制备。
接着，在用与实施例1同样的方法形成阴极4后，将产品结构密封。当将10伏直流电压施加到这样制备的所述装置上，所述装置带有ITO电极(阳极2)作为正极和Al-Li电极(阴极4)作为负极，导致电流以8.5mA/cm2的电流密度流入所述装置，观察到亮度3200cd/m2的蓝色发光。
此外，在氮气气氛下，在当电流密度保持在5.0mA/cm2并施加电压100小时时，亮度的降低很小；最初的亮度2500cd/m2在100小时后降低为亮度2100cd/m2。
(实施例89至92)用与实施例88相同的方法制备和评价装置，除了使用表7中所示的化合物代替举例说明的化合物No.1。结果如表7所示。
(比较实施例13至15)用与实施例88相同的方法制备和评价装置，除了使用比较化合物No.1至No.3代替举例说明的化合物No.1。结果如表7所示。
表7
参照实施方案和实施例如上所述，使用通式[1]所示芴化合物的有机发光装置，使用低电压提供了高亮度的发光，并且耐久性极好。尤其，含有本发明的稠合多环化合物的有机层作为电子传递层非常好，并且作为发光层也非常好。
此外，可用真空蒸发法或铸制法制备所述装置，从而可容易地以低成本制造大面积的装置。
权利要求
1.一种下述通式[I]所示的芴化合物 (其中R1和R2表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的氨基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R1本身或R2本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R1和R2彼此可以相同或不同；R3和R4表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R3本身或R4本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R3和R4彼此可以相同或不同；Ar1和Ar2表示取代的或未取代的总共具有至少三个苯环的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，所述的杂环基通过碳原子键合到所述芴基，并且总共有至少三个环，包括一个苯环和一个杂环，其中Ar1和Ar2彼此可以相同或不同；和n表示1-10的整数)。
2.根据权利要求1的芴化合物，其中n是1-3的整数。
3.根据权利要求1的芴化合物，其中Ar1和Ar2中的至少一个是下述通式[II]所示的稠合多环芳基 (其中R5表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的氨基、氰基或卤素原子)。
4.根据权利要求3的芴化合物，其中化合物是下述结构式所示之一
5.根据权利要求1的芴化合物，其中Ar1和Ar2中的至少一个是下述通式[III]至[IX]所示的稠合多环芳基 (其中R6至R12表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的氨基、氰基或卤素原子)。
6.一种有机发光装置，包括至少一对电极，包括一个阳极和一个阴极；和一个或多个含有有机化合物的夹在所述电极对之间的层，其中至少一个含有有机化合物的层含有至少一种根据权利要求1的芴化合物。
7.根据权利要求6的有机发光装置，其中在含有有机化合物的层中，至少一个电子传递层或一个发光层含有至少一种芴化合物。
8.根据权利要求6的有机发光装置，其中在含有有机化合物的层中，至少一个发光层含有至少一种芴化合物和下述通式[X]所示的芳胺化合物 (其中R13和R14表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R13本身或R14本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R13和R14彼此可以相同或不同；R15和R16表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R15本身或R16本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R15和R16彼此可以相同或不同；Ar3、Ar4、Ar5和Ar6表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar3、Ar4、Ar5和Ar6彼此可以相同或不同，并且Ar3、Ar4、Ar5和Ar6可彼此键合形成环；和m表示1-10的整数)。
9.根据权利要求6的有机发光装置，其中在含有有机化合物的层中，至少一个发光层含有至少一种芴化合物和下述通式[XI]所示的芳胺化合物 (其中R17和R18表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R17本身或R18本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R17和R18彼此可以相同或不同；R19和R20表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R19本身或R20本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R19和R20彼此可以相同或不同；Ar7和Ar8表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中Ar7和Ar8可以彼此相同或不同；Ar9、Ar10、Ar11和Ar12表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar9、Ar10、Ar11和Ar12彼此可以相同或不同，并且Ar9、Ar10、Ar11和Ar12可彼此键合形成环；和p表示1-10的整数)。
10.根据权利要求6的有机发光装置，其中在含有有机化合物的层中，至少一个发光层含有至少一种芴化合物和下述通式[XII]所示的芳胺化合物 (其中R21和R22表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中键合到不同的芴基团的R21本身或R22本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R21和R22彼此可以相同或不同；R23和R24表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的芴基团的R23本身或R24本身彼此可以相同或不同，键合到相同的芴基团的R23和R24彼此可以相同或不同；Ar13和Ar14表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar13和Ar14可以相同或不同，并且Ar13和Ar14可以彼此键合形成环；Ar15表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基；和q表示1-10的整数)。
11.根据权利要求6的有机发光装置，其中在含有有机化合物的层中，至少一个发光层含有至少一种芴化合物和下述通式[XIII]所示的芳胺化合物 (其中R25和R26表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的亚苯基基团的R25本身或R26本身彼此可以相同或不同，键合到相同的亚苯基基团的R25和R26彼此可以相同或不同；Ar16和Ar17表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基，其中Ar16和Ar17可以彼此相同或不同；Ar18、Ar19、Ar20和Ar21表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar18、Ar19、Ar20和Ar21彼此可以相同或不同，并且Ar18、Ar19、Ar20和Ar21可彼此键合形成环；和r表示1-10的整数)。
12.根据权利要求6的有机发光装置，其中在含有有机化合物的层中，至少一个发光层含有至少一种芴化合物和下述通式[XIV]所示的芳胺化合物 (其中R27和R28表示氢原子、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、氰基或卤素原子，其中键合到不同的亚苯基基团的R27本身或R28本身彼此可以相同或不同，键合到相同的亚苯基基团的R27和R28彼此可以相同或不同；Ar22和Ar23表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基，或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar22和Ar23可以相同或不同，并且Ar22和Ar23可以彼此键合形成环；Ar24表示二价的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的杂环基；和s表示1-10的整数)。
13.根据权利要求6的有机发光装置，其中在含有有机化合物的层中，至少一个发光层含有至少一种芴化合物和下述通式[XV]所示的乙炔化合物 (其中Ar25和Ar26表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂环基、取代的或未取代的稠合多环芳基或取代的或未取代的稠合多环杂环基，其中Ar25和Ar26可以相同或不同和t表示1-5的整数)。
全文摘要
一种下述通式[I]所示的芴化合物，用于制备有机发光装置。这种装置的光输出显示了高亮度，具有非常高的效率，并且具有非常好的耐久性。
文档编号C07C25/22GK1571763SQ0380133
公开日2005年1月26日 申请日期2003年8月12日 优先权日2002年8月27日
发明者铃木幸一, 平冈美津穗, 妹尾章弘, 山田直树, 根岸千花, 齐藤章人, 田中大作, 八代良二 申请人:佳能株式会社