專利名稱：芴化合物和使用該化合物的有機(jī)發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的有機(jī)化合物和使用該化合物的有機(jī)發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光裝置是這樣一種裝置，其中在陽極和陰極之間插入了含有熒光有機(jī)化合物或磷光有機(jī)化合物的薄膜；從各電極注入的電子和空穴生成熒光化合物或磷光化合物的激子；以及當(dāng)激子回到一種基態(tài)時，利用發(fā)射的光。
根據(jù)柯達(dá)公司(Kodak company)在1987的研究(Appl.Phys.Lett.51，913(1987))，已經(jīng)報道了具有單獨(dú)功能型雙層結(jié)構(gòu)的裝置在約10V的外加電壓發(fā)約1000cd/m2的熒光，該裝置使用ITO作為陽極、鎂-銀合金作為陰極、鋁喹啉醇配合物作為電子傳遞材料和發(fā)光材料以及三苯基胺衍生物作為空穴傳送材料。相關(guān)的專利包括美國專利No.4,539,507、4,720,432、4,885,211等。
另外，通過改變熒光有機(jī)化合物的種類可生成從紫外到紅外的熒光，最近幾年中，已經(jīng)廣泛研究了各種化合物。例如，在美國專利No.5,151,629、5,409,783和5,382,477、日本專利申請延遲公開No.2-247278、3-255190、5-202356、9-202878、9-227576等中公開了這類化合物。
最近幾年中，對使用磷光化合物作為發(fā)光物質(zhì)利用三重態(tài)到EL的能量已經(jīng)進(jìn)行了許多研究。普林斯頓大學(xué)(Princeton University)的一個小組已經(jīng)報道了通過使用銥配合物作為發(fā)光物質(zhì)，有機(jī)發(fā)光裝置顯示出了高發(fā)光效率(Nature，395，151(1998))。
此外，除了如上所述的使用低分子量物質(zhì)的有機(jī)發(fā)光裝置，劍橋大學(xué)(Cambridge University)的一個研究小組已經(jīng)報道了使用共軛聚合物的有機(jī)發(fā)光裝置(Nature，347，539(1990))。在該報道中，用涂敷系統(tǒng)通過聚亞苯基亞乙烯(PPV)成膜實現(xiàn)了從單層發(fā)熒光。
使用共軛聚合物的有機(jī)發(fā)光裝置的相關(guān)專利包括美國專利No.5,247,190、美國專利No.5,514,878、美國專利No.5,672,678、日本專利申請延遲公開No.4-145192和5-247460等。
以這種方式，有機(jī)發(fā)光裝置的最新發(fā)展是引人注目的，其特征暗示了用于各種目的的可能性，其能夠使發(fā)光裝置具有高亮度(甚至在低外加電壓下)、多種發(fā)光波長、高速響應(yīng)和薄而輕的形式。
但是，目前需要亮度更高或轉(zhuǎn)換效率更高的光輸出。另外，仍然有許多問題有待解決，涉及因長期使用隨時間變化的耐久性、由含氧、水分的大氣氣體引起的老化等。此外，當(dāng)考慮到在彩色顯示器等應(yīng)用時，與發(fā)高色純度的藍(lán)色、綠色和紅色熒光相關(guān)的問題解決起來仍然不足。
本發(fā)明的公開本發(fā)明的一個目的在于提供一種新的芴化合物。
此外，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種使用特定芴化合物的有機(jī)發(fā)光裝置，其具有非常高效的和高亮度的光輸出。
另外，本發(fā)明的另一個目在于提供一種耐久性非常高的有機(jī)發(fā)光裝置。
此外，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種成本較低、容易生產(chǎn)的有機(jī)發(fā)光裝置。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一種芴化合物用下述通式[I]表示 (其中R1和R2表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的氨基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R1本身或R2本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R1和R2彼此可以相同或不同；R3和R4表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R3本身或R4本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)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總共具有至少三個苯環(huán)的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，所述的雜環(huán)基通過碳原子鍵合到所述芴基，并且總共有至少三個環(huán)，包括一個苯環(huán)和一個雜環(huán)，其中Ar1和Ar2彼此可以相同或不同；和n表示1-10、優(yōu)選1-3的整數(shù))。
此外，作為優(yōu)選形式，根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置包括至少一對電極，包括一個陽極和一個陰極和一個或多個含有有機(jī)化合物的夾在電極對之間的層，其中至少一個含有有機(jī)化合物的層含有至少一種芴化合物。


圖1是剖視圖，表示一個根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的實例。
圖2是剖視圖，表示另一個根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的實例。
圖3是剖視圖，表示另一個根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的實例。
圖4是剖視圖，表示另一個根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的實例。
圖5是剖視圖，表示另一個根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的實例。
圖6是剖視圖，表示另一個根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的實例。
實施本發(fā)明的最佳方式以下詳細(xì)描述本發(fā)明。
首先，描述本發(fā)明的芴化合物。
本發(fā)明的芴化合物通過上述通式[I]表示。
在此，Ar1和Ar2的至少一個優(yōu)選是下述通式[II]表示的稠合多環(huán)芳基 (其中R5表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的氨基、氰基或鹵素原子)。
此外，本發(fā)明的芴化合物更優(yōu)選是下述結(jié)構(gòu)式之一所示的 此外，Ar1和Ar2的至少一個優(yōu)選是下述通式[III]至[IX]之一所示的稠合多環(huán)芳基
(其中R6至R12表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的氨基、氰基或鹵素原子)。
上述通式[I]至上述通式[IX]中取代基的具體實例如下所示。
作為烷基，可例舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、辛基等。
作為芳烷基，可例舉芐基、苯乙基等。
作為芳基，可例舉苯基、聯(lián)苯基、三聯(lián)苯基等。
作為雜環(huán)基，可例舉噻吩基、吡咯基、吡啶基、噁唑基、噁二唑基、噻唑基、噻二唑基、三聯(lián)噻吩基等。
作為取代的氨基，可例舉二甲氨基、二乙基氨基、二芐基氨基、二苯基氨基、二甲苯基氨基、二苯氧甲基(anisolyl)氨基等。
作為鹵素原子，可例舉氟、氯、溴、碘等。
作為稠合多環(huán)芳基，可例舉芴基、萘基、熒蒽基、蒽基、菲基、芘基、并四苯基、并五苯基、苯并[9.10]菲基、苝基等。
作為稠合多環(huán)雜環(huán)基，可例舉咔唑基、吖啶基、菲咯啉基等。
作為上述取代基可能具有的取代基，可例舉烷基，如甲基、乙基和丙基；芳烷基，如芐基和苯乙基；芳基，如苯基和聯(lián)苯基；雜環(huán)基，如噻吩基、吡咯基和吡啶基；氨基，如二甲氨基、二乙基氨基、二芐基氨基、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；鹵素原子，如氟、氯、溴和碘；等。
其次，將在下文給出本發(fā)明芴化合物的典型實例。但是，本發(fā)明不限于此。




本發(fā)明的芴化合物可用公知的方法合成和得到，例如用合成法，諸如使用鈀催化劑的Suzuki偶合方法(例如，Chem.Rev.，1995，95，2457-2483)；使用鎳催化劑的Yamamoto方法(例如，Bull.Chem.Soc.Jpn.，51，2091，1978)；或用芳基錫化合物的合成方法(例如J.Org.Chem.，52，4296，1987)。
本發(fā)明的芴化合物在電子傳遞特性、發(fā)光特性和耐久性方面優(yōu)于常規(guī)化合物，其用于有機(jī)發(fā)光裝置的含有機(jī)化合物的層，尤其是電子傳遞層和發(fā)光層，以及用真空蒸發(fā)法、溶液涂敷法等形成的層，其，不容易結(jié)晶，具有極好的隨時間的穩(wěn)定性。
下面，詳細(xì)描述本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置。
本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置包括至少一對電極(包括一個陽極和一個陰極)和一個或多個含有有機(jī)化合物的夾在所述電極對之間的層，其中至少一個含有有機(jī)化合物的層含有至少一種上述通式[I]所示的芴化合物。
在本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置中，優(yōu)選在所述含有機(jī)化合物的層中，至少一個電子傳遞層或一個發(fā)光層含有至少一種所述的芴化合物。
在本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置中，上述通式[I]所示的芴化合物通過真空蒸發(fā)法或溶液涂敷法在陽極和陰極之間形成。有機(jī)層優(yōu)選形成厚度小于10μm、更優(yōu)選0.5μm或更小、特別優(yōu)選0.01-0.5μm的薄膜。
此外，根據(jù)本發(fā)明有機(jī)發(fā)光裝置的一個優(yōu)選模式，在含有有機(jī)化合物的層中至少一個發(fā)光層包括至少一種上述通式[I]所示的芴化合物和一種下述通式[X]至[XIV]所示的芳胺和一種下述通式[XV]所示的乙炔化合物 (其中R13和R14表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R13本身或R14本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R13和R14彼此可以相同或不同；R15和R16表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R15本身或R16本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar3、Ar4、Ar5和Ar6彼此可以相同或不同，并且Ar3、Ar4、Ar5和Ar6可彼此鍵合形成環(huán)；和m表示1-10的整數(shù))； (其中R17和R18表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R17本身或R18本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R17和R18彼此可以相同或不同；R19和R20表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R19本身或R20本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R19和R20彼此可以相同或不同；Ar7和Ar8表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar9、Ar10、Ar11和Ar12彼此可以相同或不同，并且Ar9、Ar10、Ar11和Ar12可彼此鍵合形成環(huán)；和p表示1-10的整數(shù))；
(其中R21和R22表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R21本身或R22本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R21和R22彼此可以相同或不同；R23和R24表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R23本身或R24本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar13和Ar14可以相同或不同，并且Ar13和Ar14可以彼此鍵合形成環(huán)；Ar15表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)基；和q表示1-10的整數(shù))； (其中R25和R26表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的亞苯基基團(tuán)的R25本身或R26本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的亞苯基基團(tuán)的R25和R26彼此可以相同或不同；Ar16和Ar17表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar18、Ar19、Ar20和Ar21彼此可以相同或不同，并且Ar18、Ar19、Ar20和Ar21可彼此鍵合形成環(huán)；和r表示1-10的整數(shù))；
(其中R27和R28表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的亞苯基基團(tuán)的R27本身或R28本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的亞苯基基團(tuán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基，或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar22和Ar23可以相同或不同，并且Ar22和Ar23可以彼此鍵合形成環(huán)；Ar24表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)基；和s表示1-10的整數(shù))；和 (其中Ar25和Ar26表示取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar25和Ar26可以相同或不同，和t表示1-5的整數(shù))。
通式[X]-[XV]的取代基的具體例子與上述通式[I]-[IX]中舉例說明的那些相同。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實例如下所示，但是本發(fā)明不局限于此。









在附圖1至6中，顯示了本發(fā)明有機(jī)發(fā)光裝置的優(yōu)選實施例。
圖1是剖視圖，表示一個本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置的實例。在圖1中，所述裝置由陽極2、發(fā)光層3和陰極4組成，它們在基底1上依次形成。當(dāng)在此使用的發(fā)光材料本身具有空穴傳遞能力、電子傳遞能力和發(fā)光特性或當(dāng)具有各種特征的多種化合物混合使用時，具有該結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置是有利的。
圖2是剖視圖，表示另一個本發(fā)明有機(jī)發(fā)光裝置的實例。在圖2中，所述裝置由陽極2、空穴傳遞層5、電子傳遞層6和陰極4組成，它們在基底1上依次形成。在這種情況下，具有空穴傳遞特性和電子傳遞特性之一或兩者的發(fā)光材料有利地用于相應(yīng)的所述層之一，同時沒有發(fā)光特性的空穴傳遞材料或者電子傳遞材料用于其它層。另外，在這種情況下，發(fā)光層3由空穴傳遞層5或電子傳遞層6組成。圖3是剖視圖，表示另一個本發(fā)明有機(jī)發(fā)光裝置的實例。在圖3中，所述裝置由陽極2、空穴傳遞層5、發(fā)光層3、電子傳遞層6和陰極4組成，它們在基底1上依次形成。以這種設(shè)置，載流子輸送功能和發(fā)光功能分離彼此，具有空穴傳遞特性、電子傳遞特性和發(fā)光特性的多種化合物同時適當(dāng)?shù)芈?lián)合使用。因此，極大地增加了材料選擇的自由度。另外，可使用具有不同發(fā)光波長的各種化合物。因此，可得到各種發(fā)光色調(diào)。此外，通過有效限制在中間發(fā)光層3中各個載流子或激子，也可提高發(fā)光效率。
圖4是剖視圖，表示另一個本發(fā)明有機(jī)發(fā)光裝置的實例。在圖4中，與圖3的實例比較，所述裝置的構(gòu)造是空穴注入層7設(shè)置在陽極2一側(cè)。這有效改進(jìn)了陽極2和空穴傳遞層5之間的粘合性或改進(jìn)了空穴注入特性。因此，這種構(gòu)造有效地降低了電壓。
圖5和6是剖面圖，分別顯示了本發(fā)明有機(jī)發(fā)光裝置的其它實例。在圖5和6中，與圖3和4的實例比較，所述裝置的構(gòu)造使得在發(fā)光層3和電子傳遞層6之間插入一個層(空穴阻擋層8)用以防止空穴或激子通向陰極4一側(cè)。通過將具有極高電離電位的化合物用于空穴阻擋層8，有效改進(jìn)了發(fā)光效率。
注意，在圖1至6中，顯示了常見的基本裝置結(jié)構(gòu)。使用本發(fā)明化合物的有機(jī)發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)不限于此。例如，可以采用各種層狀結(jié)構(gòu)，諸如其中在電極和有機(jī)層之間形成一個絕緣層，其中形成一個粘結(jié)層或一個干涉層，以及其中空穴傳遞層由兩個不同電離電位的層組成。
在本發(fā)明中使用的通式[I]所示的芴化合物是一種在電子傳遞特性、發(fā)光特性和耐久性方面優(yōu)于常規(guī)化合物的化合物，并且所述的芴化合物可用于任何圖1-6所示的模式。
在本發(fā)明中，通式[I]所示的芴化合物用作電子傳遞層或發(fā)光層的成分。但是，空穴傳遞化合物、發(fā)光化合物、電子傳遞化合物或其它這類公知化合物可根據(jù)需要一起使用。
那些化合物的實例如下所述。
空穴傳遞化合物
電子傳遞發(fā)光材料
發(fā)光材料
發(fā)光層基質(zhì)材料和電子傳遞材料
空穴傳遞聚合材料
發(fā)光聚合材料和電荷遷移聚合材料 在本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光裝置中，含有通式[I]所示芴化合物的層和含有其它有機(jī)化合物的層通常通過真空蒸發(fā)法或在溶于適合溶劑后通過涂敷法形成薄膜。尤其，在用涂敷法形成膜的情況下，可同時使用合適的粘結(jié)劑樹脂進(jìn)行成膜。
上述粘結(jié)劑樹脂可選自多種粘結(jié)劑用樹脂，如聚(乙烯咔唑)樹脂、聚碳酸酯樹酯、聚酯樹脂、聚芳酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、丁縮醛樹脂、聚(乙烯基咔唑)樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚砜樹脂和尿素樹脂等，雖然它們限于此。另外，上述樹脂可單獨(dú)使用，或兩種或多種樹脂作為共聚物彼此結(jié)合使用。
優(yōu)選，陽極材料可具有盡可能大的功函。例如，可使用一種單一金屬材料，諸如金、鉑、鎳、鈀、鈷、硒和釩或它們的合金；金屬氧化物，諸如氧化錫、氧化鋅、銦-錫氧化物(ITO)和銦-鋅氧化物。另外，還可使用導(dǎo)電聚合物，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩或聚(亞苯基硫醚)。這些電極材料的任一種可單獨(dú)使用，或多種電極材料聯(lián)合使用。
另一方面，優(yōu)選陰極材料具有小的功函。例如，可使用單一金屬材料，如鋰、鈉、鉀、銫、鈣、鎂、鋁、銦、銀、鉛、錫和鉻，或使用多種物質(zhì)的合金。還可使用金屬氧化物，諸如銦錫氧化物(ITO)。另外，陰極可以是單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
用于本發(fā)明的基底可以是(雖然不特別限于)一種不透明的基底，如金屬基底或陶瓷基底；或是由玻璃、石英、塑料片形成的透明基底。另外，還可通過將濾色片、熒光色轉(zhuǎn)化過濾膜、絕緣反射片等用于所述基底控制發(fā)光色調(diào)。
此外，在所制備的裝置上還可形成防護(hù)層或密封層，用于防止所述裝置接觸氧氣或水分等。防護(hù)層可以是石英薄膜、由無機(jī)物質(zhì)(如金屬氧化物或金屬氮化物)形成的膜或由氟塑料、聚(對二甲苯)、聚乙烯、硅氧烷樹脂、聚苯乙烯樹脂等形成的聚合物膜。另外，為此還可使用光固化樹脂等。此外，還可用適合的密封樹脂包裹所述裝置本身，同時覆蓋玻璃、不透氣的膜、金屬等。
在下文中，基于實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。但是，本發(fā)明不局限于這些實施例。
<合成實施例1>[合成舉例說明的化合物No.1] 向一個500ml三頸燒瓶中加入2.0克(5.68毫摩爾)的2，7-二溴-9，9-二甲基芴[1]、4.2克(17.0毫摩爾)的芘-1-硼酸[2]、120ml的甲苯和60ml的乙醇。然后，在室溫在氮保護(hù)氣氛中向其中滴加24克碳酸鈉/120ml水的水溶液并攪拌，隨后加入0.33克(0.28毫摩爾)的四(三苯基膦)鈀(0)。在室溫攪拌所述混合物30分鐘后，將溫度升高到77℃，隨后攪拌5小時。在反應(yīng)后，有機(jī)層用氯仿萃取，然后用無水硫酸鈉干燥，再用硅膠柱提純(己烷+甲苯混合物展開溶劑)。從而，得到3.0克(89％產(chǎn)率)舉例說明的化合物No.1(白色晶體)。
<合成實施例2>[合成舉例說明的化合物No.6] 向一個500ml三頸燒瓶中加入3.0克(5.49毫摩爾)的二溴芴化合物[3]，4.0克(16.5毫摩爾)的芘-1-硼酸[2]、100ml甲苯和50ml乙醇。然后，在室溫，在氮保護(hù)氣氛中，向其中滴加20克碳酸鈉/100ml水的水溶液并攪拌，隨后加入0.33克(0.28毫摩爾)的四(三苯基膦)鈀(0)。在室溫攪拌所述混合物30分鐘后，將溫度升高到77℃，隨后攪拌5小時。在反應(yīng)后，有機(jī)層用氯仿萃取，然后用無水硫酸鈉干燥，再用硅膠柱提純(己烷+甲苯混合物展開溶劑)。從而，得到3.4克(79％產(chǎn)率)舉例說明的化合物No.6(白色晶體)。
<合成實施例3>[合成舉例說明的化合物No.7] 向一個500ml三頸燒瓶中加入3.0克(4.07毫摩爾)的二溴芴化合物[4]，3.0克(12.2毫摩爾)的芘-1-硼酸[2]、100ml甲苯和50ml乙醇。然后，在室溫，在氮保護(hù)氣氛中，向其中滴加16克碳酸鈉/80ml水的水溶液并攪拌，隨后加入0.23克(0.20毫摩爾)的四(三苯基膦)鈀(0)。在室溫攪拌所述混合物30分鐘后，將溫度升高到77℃，隨后攪拌5小時。在反應(yīng)后，有機(jī)層用氯仿萃取，然后用無水硫酸鈉干燥，再用硅膠柱提純(己烷+甲苯混合物展開溶劑)。從而，得到2.7克(68％產(chǎn)率)舉例說明的化合物No.7(白色晶體)。
<合成實施例4>[合成舉例說明的化合物No.28] 向一個500ml三頸燒瓶中加入3.0克(6.74毫摩爾)的二硼酸酯芴[5]、6.7克(20.2毫摩爾)的3-溴代苝[6]、140ml甲苯和70ml乙醇。然后，在室溫，在氮保護(hù)氣氛中，向其中滴加26克碳酸鈉/130ml水的水溶液并攪拌，隨后加入0.39克(0.34毫摩爾)的四(三苯基膦)鈀(0)。在室溫攪拌所述混合物30分鐘后，將溫度升高到77℃，隨后攪拌10小時。在反應(yīng)后，有機(jī)層用氯仿萃取，然后用無水硫酸鈉干燥，再用硅膠柱提純(己烷+甲苯混合物展開溶劑)。從而，得到3.1克(66％產(chǎn)率)舉例說明的化合物No.28(白色晶體)。
(實施例1)制備具有圖2所示結(jié)構(gòu)的裝置。
在作為基底1的玻璃基底上，通過噴鍍方法沉積銦-錫氧化物(ITO)，膜的厚度為120納米，得到陽極2，從而，這樣形成的基底用作透明導(dǎo)電的承載基底?；滓来斡帽秃彤惐?IPA)進(jìn)行超聲清洗。此后，基底用IPA煮沸洗滌，然后干燥。此外，在用UV/臭氧清潔后的基底用作透明導(dǎo)電承載基底。
在透明導(dǎo)電的承載基底上，用旋涂法下施加述結(jié)構(gòu)式所示的化合物的氯仿溶液、形成厚度30納米的膜，得到空穴傳遞層5。
此外，舉例說明的化合物No.1作為芴化合物通過真空蒸發(fā)方法沉積，膜厚度為50納米，得到電子傳遞層6。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為0.2-0.3納米/秒。
通過真空蒸發(fā)方法，用包括鋁和鋰(鋰濃度1％原子)的蒸發(fā)材料在上述有機(jī)層上形成厚度50納米的金屬層膜，此外，通過真空蒸發(fā)方法形成厚度150納米的鋁層。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為1.0至1.2納米/秒。
此外，得到的結(jié)構(gòu)在氮保護(hù)氣氛中用防護(hù)玻璃片覆蓋，然后用丙烯酸樹脂粘合劑密封。
當(dāng)將10伏直流電壓施加到這樣制備的所述裝置上，所述裝置帶有ITO電極(陽極2)作為正極和Al-Li電極(陰極4)作為負(fù)極，導(dǎo)致電流以12.5mA/cm2的電流密度流入所述裝置，觀察到亮度8500cd/m2的藍(lán)色發(fā)光。
此外，當(dāng)電流密度保持在10.0mA/cm2并施加電壓100小時時，亮度的降低很??；最初的亮度7200cd/m2在100小時后降低為亮度6800cd/m2。
(實施例2至10)用與實施例1相同的方法制備和評價裝置，除了使用表1中所示的化合物代替舉例說明的化合物No.1。結(jié)果如表1所示。
(比較實施例1至3)用與實施例1相同的方法制備和評價裝置，除了使用下述結(jié)構(gòu)式所示的化合物代替舉例說明的化合物No.1。結(jié)果如表1所示。
比較化合物No.1 比較化合物No.2 比較化合物No.3
表1

(實施例11)制備具有圖3所示結(jié)構(gòu)的裝置。
類似于實施例1、在透明導(dǎo)電的承載基底上形成空穴傳遞層5。
此外，舉例說明的化合物No.2作為芴化合物通過真空蒸發(fā)方法沉積，膜厚度為20納米，得到發(fā)光層3。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為0.2-0.3納米/秒。
此外，用真空蒸發(fā)方法沉積三喹啉醇鋁，膜的厚度為40納米，得到電子傳遞層6。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為0.2至0.3納米/秒。
接著，在用與實施例1同樣的方法形成陰極4后，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)密封。
當(dāng)將8伏直流電壓施加到這樣制備的所述裝置上，所述裝置帶有ITO電極(陽極2)作為正極和Al-Li電極(陰極4)作為負(fù)極，導(dǎo)致電流以12.0mA/cm2的電流密度流入所述裝置，觀察到亮度16000cd/m2的藍(lán)色發(fā)光。
此外，當(dāng)電流密度保持在10.0mA/cm2并施加電壓100小時時，亮度的降低很?。蛔畛醯牧炼?4000cd/m2在100小時后降低為亮度13000cd/m2。
(實施例12至22)用與實施例11相同的方法制備和評價裝置，除了使用表2中所示的化合物代替舉例說明的化合物No.7。結(jié)果如表2所示。
(比較實施例4至6)用與實施例11相同的方法制備和評價裝置，除了使用表2中所示的比較化合物No.1至No.3代替舉例說明的化合物No.7。結(jié)果如表2所示。
表2

(實施例23)制備具有圖3所示結(jié)構(gòu)的裝置。
在類似于實施例1的透明導(dǎo)電的承載基底上，用旋涂法下施加述結(jié)構(gòu)式所示的化合物的氯仿溶液，形成厚度20納米的膜，得到空穴傳遞層5。
此外，用真空蒸發(fā)方法沉積作為芴化合物舉例說明的化合物No.1和作為芳胺化合物舉例說明的化合物No.AA-6(重量比100∶1)，膜的厚度是20納米，形成發(fā)光層3。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為0.2至0.3納米/秒。
此外，用真空蒸發(fā)方法沉積三喹啉醇鋁，膜的厚度為40納米，得到電子傳遞層6。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為0.2至0.3納米/秒。
接著，在用與實施例1同樣的方法形成陰極4后，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)密封。當(dāng)將8伏直流電壓施加到這樣制備的所述裝置上，所述裝置帶有ITO電極(陽極2)作為正極和Al-Li電極(陰極4)作為負(fù)極，導(dǎo)致電流以13.0mA/cm2的電流密度流入所述裝置，觀察到亮度32000cd/m2的藍(lán)色發(fā)光。
此外，當(dāng)電流密度保持在10.0mA/cm2并施加電壓100小時時，亮度的降低很?。蛔畛醯?5000cd/m2亮度在100小時后降低為22000cd/m2亮度。
(實施例24至77)用與實施例23相同的方法制備和評價裝置，除了使用表3-5中所示的化合物分別代替舉例說明的芴化合物No.1和舉例說明的芳胺化合物No.AA-6。結(jié)果如表3-5所示。
(比較實施例7至9)用與實施例23相同的方法制備和評價裝置，除了使用比較化合物No.1至No.3代替舉例說明的化合物No.1。結(jié)果如表5所示。
表3

表4

表5

(實施例78)制備具有圖3所示結(jié)構(gòu)的裝置。
在類似于實施例1的透明導(dǎo)電的承載基底上，用旋涂法下施加述結(jié)構(gòu)式所示的化合物的氯仿溶液，形成厚度20納米的膜，得到空穴傳遞層5。
此外，用真空蒸發(fā)方法沉積作為芴化合物舉例說明的化合物No.20和下述結(jié)構(gòu)式所示的化合物(重量比100∶5)，膜的厚度是20納米，形成發(fā)光層3。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為0.2至0.3納米/秒。
此外，用真空蒸發(fā)方法沉積紅菲繞啉(BPhen)，膜的厚度為40納米，得到電子傳遞層6。成膜在下述條件下進(jìn)行蒸發(fā)時的真空度1.0×10-4Pa，成膜速度為0.2至0.3納米/秒。
接著，在用與實施例1同樣的方法形成陰極4后，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)密封。當(dāng)將8伏直流電壓施加到這樣制備的所述裝置上，所述裝置帶有ITO電極(陽極2)作為正極和Al-Li電極(陰極4)作為負(fù)極，導(dǎo)致電流以10.0mA/cm2的電流密度流入所述裝置，觀察到亮度11000cd/m2的綠色發(fā)光。
此外，當(dāng)電流密度保持在7.0mA/cm2并施加電壓100小時時，亮度的降低很??；最初的8000cd/m2亮度在100小時后降低為6500cd/m2亮度。
(實施例79至87)用與實施例78相同的方法制備和評價裝置，除了使用表6中所示的化合物代替舉例說明的化合物No.20。結(jié)果如表6所示。
(比較實施例10至12)用與實施例78相同的方法制備和評價裝置，除了使用比較化合物No.1至No.3代替舉例說明的化合物No.20。結(jié)果如表6所示。
表6

(實施例88)制備具有圖1所示結(jié)構(gòu)的裝置。在類似于實施例1的透明導(dǎo)電承載基底上，通過旋涂法(轉(zhuǎn)速＝2000rpm)涂覆一種溶液，形成厚度120納米的膜，得到有機(jī)層(發(fā)光層3)，所述溶液通過將0.050克的作為舉例說明的化合物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的氯仿制備。
接著，在用與實施例1同樣的方法形成陰極4后，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)密封。當(dāng)將10伏直流電壓施加到這樣制備的所述裝置上，所述裝置帶有ITO電極(陽極2)作為正極和Al-Li電極(陰極4)作為負(fù)極，導(dǎo)致電流以8.5mA/cm2的電流密度流入所述裝置，觀察到亮度3200cd/m2的藍(lán)色發(fā)光。
此外，在氮?dú)鈿夥障?，在?dāng)電流密度保持在5.0mA/cm2并施加電壓100小時時，亮度的降低很小；最初的亮度2500cd/m2在100小時后降低為亮度2100cd/m2。
(實施例89至92)用與實施例88相同的方法制備和評價裝置，除了使用表7中所示的化合物代替舉例說明的化合物No.1。結(jié)果如表7所示。
(比較實施例13至15)用與實施例88相同的方法制備和評價裝置，除了使用比較化合物No.1至No.3代替舉例說明的化合物No.1。結(jié)果如表7所示。
表7

參照實施方案和實施例如上所述，使用通式[1]所示芴化合物的有機(jī)發(fā)光裝置，使用低電壓提供了高亮度的發(fā)光，并且耐久性極好。尤其，含有本發(fā)明的稠合多環(huán)化合物的有機(jī)層作為電子傳遞層非常好，并且作為發(fā)光層也非常好。
此外，可用真空蒸發(fā)法或鑄制法制備所述裝置，從而可容易地以低成本制造大面積的裝置。
權(quán)利要求
1.一種下述通式[I]所示的芴化合物 (其中R1和R2表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的氨基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R1本身或R2本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R1和R2彼此可以相同或不同；R3和R4表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R3本身或R4本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)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總共具有至少三個苯環(huán)的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，所述的雜環(huán)基通過碳原子鍵合到所述芴基，并且總共有至少三個環(huán)，包括一個苯環(huán)和一個雜環(huán)，其中Ar1和Ar2彼此可以相同或不同；和n表示1-10的整數(shù))。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的芴化合物，其中n是1-3的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的芴化合物，其中Ar1和Ar2中的至少一個是下述通式[II]所示的稠合多環(huán)芳基 (其中R5表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的氨基、氰基或鹵素原子)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的芴化合物，其中化合物是下述結(jié)構(gòu)式所示之一
5.根據(jù)權(quán)利要求1的芴化合物，其中Ar1和Ar2中的至少一個是下述通式[III]至[IX]所示的稠合多環(huán)芳基 (其中R6至R12表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的氨基、氰基或鹵素原子)。
6.一種有機(jī)發(fā)光裝置，包括至少一對電極，包括一個陽極和一個陰極；和一個或多個含有有機(jī)化合物的夾在所述電極對之間的層，其中至少一個含有有機(jī)化合物的層含有至少一種根據(jù)權(quán)利要求1的芴化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)發(fā)光裝置，其中在含有有機(jī)化合物的層中，至少一個電子傳遞層或一個發(fā)光層含有至少一種芴化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)發(fā)光裝置，其中在含有有機(jī)化合物的層中，至少一個發(fā)光層含有至少一種芴化合物和下述通式[X]所示的芳胺化合物 (其中R13和R14表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R13本身或R14本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R13和R14彼此可以相同或不同；R15和R16表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R15本身或R16本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar3、Ar4、Ar5和Ar6彼此可以相同或不同，并且Ar3、Ar4、Ar5和Ar6可彼此鍵合形成環(huán)；和m表示1-10的整數(shù))。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)發(fā)光裝置，其中在含有有機(jī)化合物的層中，至少一個發(fā)光層含有至少一種芴化合物和下述通式[XI]所示的芳胺化合物 (其中R17和R18表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R17本身或R18本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R17和R18彼此可以相同或不同；R19和R20表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R19本身或R20本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R19和R20彼此可以相同或不同；Ar7和Ar8表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar9、Ar10、Ar11和Ar12彼此可以相同或不同，并且Ar9、Ar10、Ar11和Ar12可彼此鍵合形成環(huán)；和p表示1-10的整數(shù))。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)發(fā)光裝置，其中在含有有機(jī)化合物的層中，至少一個發(fā)光層含有至少一種芴化合物和下述通式[XII]所示的芳胺化合物 (其中R21和R22表示氫原子、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雜環(huán)基，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R21本身或R22本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)的R21和R22彼此可以相同或不同；R23和R24表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的芴基團(tuán)的R23本身或R24本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的芴基團(tuán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar13和Ar14可以相同或不同，并且Ar13和Ar14可以彼此鍵合形成環(huán)；Ar15表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)基；和q表示1-10的整數(shù))。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)發(fā)光裝置，其中在含有有機(jī)化合物的層中，至少一個發(fā)光層含有至少一種芴化合物和下述通式[XIII]所示的芳胺化合物 (其中R25和R26表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的亞苯基基團(tuán)的R25本身或R26本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的亞苯基基團(tuán)的R25和R26彼此可以相同或不同；Ar16和Ar17表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar18、Ar19、Ar20和Ar21彼此可以相同或不同，并且Ar18、Ar19、Ar20和Ar21可彼此鍵合形成環(huán)；和r表示1-10的整數(shù))。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)發(fā)光裝置，其中在含有有機(jī)化合物的層中，至少一個發(fā)光層含有至少一種芴化合物和下述通式[XIV]所示的芳胺化合物 (其中R27和R28表示氫原子、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、取代的或未取代的雜環(huán)基、氰基或鹵素原子，其中鍵合到不同的亞苯基基團(tuán)的R27本身或R28本身彼此可以相同或不同，鍵合到相同的亞苯基基團(tuán)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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基，或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar22和Ar23可以相同或不同，并且Ar22和Ar23可以彼此鍵合形成環(huán)；Ar24表示二價的取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的雜環(huán)基；和s表示1-10的整數(shù))。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)發(fā)光裝置，其中在含有有機(jī)化合物的層中，至少一個發(fā)光層含有至少一種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、取代的或未取代的雜環(huán)基、取代的或未取代的稠合多環(huán)芳基或取代的或未取代的稠合多環(huán)雜環(huán)基，其中Ar25和Ar26可以相同或不同和t表示1-5的整數(shù))。
全文摘要
一種下述通式[I]所示的芴化合物，用于制備有機(jī)發(fā)光裝置。這種裝置的光輸出顯示了高亮度，具有非常高的效率，并且具有非常好的耐久性。
文檔編號C07C25/22GK1571763SQ0380133
公開日2005年1月26日 申請日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者鈴木幸一, 平岡美津穗, 妹尾章弘, 山田直樹, 根岸千花, 齊藤章人, 田中大作, 八代良二 申請人:佳能株式會社