低聚萘衍生物，和使用低聚萘衍生物的發光元件和發光設備的制作方法

專利名稱：低聚萘衍生物，和使用低聚萘衍生物的發光元件和發光設備的制作方法
技術領域：
本發明的背景1.本發明的領域本發明涉及發光材料。另外，本發明涉及發光元件，它具有一對電極，和包括可通過施加電場而發出光的發光材料的層。另外，本發明涉及具有這種發光元件的發光設備。
2.相關技術的描述使用發光材料的發光元件具有薄，重量輕，響應快，直流低壓驅動等優點，并預期應用于下一代平板顯示器。另外，具有排列成矩陣的發光元件的發光設備在寬視角和高可見度方面優于常規液晶顯示設備。
發光元件具有以下發光機理；將電壓施加到夾在一對電極之間的發光層，從陰極注射的電子和從陽極注射的空穴在發光層的發光中心再復合形成分子激子，并隨后當分子激子返回至基態時通過釋放能量而發光。作為激發態，單重激發態和三重激發態是已知的，且可通過任一激發態而發光。
發光元件的發射波長由包括在發光元件中的發光分子的基態和激發態之間的能差，即，帶隙決定。因此，各種發射顏色可通過設計發光分子的結構而得到。通過使用發光元件形成發光設備，發光元件分別能夠發出紅光，藍光和綠光，它們是光的三原色，可制造出全色發光設備。
但這種全色發光設備存在問題。該問題在于，不容易形成具有優異色純度的發光元件。這是因為難以實現具有高可靠性和優異色純度的發光元件，盡管需要具有優異色純度的用于紅色，藍色和綠色的發光元件以制造具有優異顏色再現性的發光設備。由于最近的材料開發，用于紅色和綠色的發光元件已經實現高可靠性和優異色純度。但尤其是，用于藍色的發光元件不能實現高可靠性和優異色純度。
本發明的綜述本發明根據上述問題而作出。本發明的一個目的是提供一種能夠實現優異藍色純度的新型材料，和使用該新型材料的發光元件和發光設備。
本發明人已經發現，一種表示為以下結構式(1)的低聚萘衍生物可實現具有優異藍色純度的發光。
因此，本發明提供表示為以下結構式(1)的低聚萘衍生物 其中，n是1或2，Ar1是表示為結構式(2)或(3)的取代基，Ar2表示為結構式(4)或(5)的取代基，Ar3是表示為結構式(6)或(7)的取代基，和R1至R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基或鹵素。
本發明提供示于結構式(8)的低聚萘衍生物 其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(9)或(10)的取代基，Ar2是表示為結構式(11)的取代基，Ar3表示為結構式(12)或(13)的取代基，和R1至R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
示于結構式(14)的低聚萘衍生物是優選的
其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(15)或(16)的取代基，Ar3是表示為結構式(17)或(18)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
另外，表示為結構式(19)的低聚萘衍生物是優選的
其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(20)或(21)的取代基，Ar3是表示為結構式(22)或(23)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
尤其是，示于結構式(24)的低聚萘衍生物是優選的 其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(25)或(26)的取代基，Ar3是表示為結構式(27)或(28)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
另外，示于結構式(29)的低聚萘衍生物是優選的。
其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(30)或(31)的取代基，Ar3是表示為結構式(32)或(33)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
本發明低聚萘衍生物的一個特征在于，該低聚萘衍生物具有350至450nm的最大發射峰。
另外，本發明的發光元件包括在一對電極之間的具有發光材料的層，和包括發光材料的層包含低聚萘衍生物。
本發明包括具有上述種類的這種發光元件的發光設備。
根據本發明的低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，可發出具有非常短波長的光，和可發出良好色純的藍光。
通過使用本發明的低聚萘衍生物作為發光元件的發光材料，可得到可提供優異藍色純度的發光元件。
帶隙小于本發明低聚萘衍生物的發光材料(以下，摻雜劑)可被加入包括本發明低聚萘生物的層以得到來自摻雜劑的發光。此時，因為本發明的低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，即使使用發出具有相對短波長的光的摻雜劑，可有效地得到來自摻雜劑的發光而不是來自本發明低聚萘衍生物的發光。具體地，具有約450nm的最大發射波長的發光材料提供優異藍色純度，且這種材料可用作摻雜劑。
另外，因為使用本發明材料的發光材料具有優異藍色純度，使用本發明發光元件的發光設備具有優異顏色再現性。
附圖的簡要描述

圖1是根據本發明一個方面的發光元件的圖；圖2顯示4，4′-二(2-萘基)-1，1′聯萘的發射光譜，該物質是根據本發明一個方面的低聚萘衍生物；圖3顯示1，5-二(2-萘基)萘的發射光譜，該物質是根據本發明一個方面的低聚萘衍生物；圖4顯示1，4-二(2-萘基)萘的發射光譜，該物質是根據本發明一個方面的低聚萘衍生物；圖5顯示4，4′-二(2-萘基)-1，1′-聯萘的1H NMR圖，該物質是根據本發明一個方面的低聚萘衍生物；圖6顯示4，4′-5二(2-萘基)-1，1′-聯萘的13C NMR圖，該物質是根據本發明一個方面的低聚萘衍生物；圖7顯示1，5-二碘萘的1H NMR圖，該物質是一種中間體；圖8顯示1，5-二(2-萘基)萘的1H NMR圖，該物質是根據本發明一個方面的低聚萘衍生物；圖9顯示1，4-二(2-萘基)萘的1H NMR圖，該物質是根據本發明一個方面的低聚萘衍生物；圖10顯示根據本發明一個方面的發光元件的例子；
圖11A和11B分別顯示根據本發明一個方面的發光設備；和圖12A至12E分別顯示根據本發明一個方面的電子設備。
本發明的詳細描述根據本發明的實施方案以下參考附圖進行描述。本發明不限于以下描述。本發明可按照許多不同的模式進行，且本領域熟練技術人員容易理解，本文所公開的模式和細節可按照各種方式改變而不背離本發明的主旨和范圍。應該注意，本發明不應被理解為局限于以下給出的對實施方案的描述。
實施方案1本發明的材料描述于實施方案1。
本發明的低聚萘衍生物具有表示為結構式(1)的結構。

其中，n是1或2，Ar1是表示為結構式(2)或(3)的取代基，Ar2是表示為結構式(4)或(5)的取代基，Ar3是表示為結構式(6)或(7)的取代基，和R1至R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基或鹵素。
本發明的低聚萘衍生物具有表示為結構式(8)的結構。
其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(9)或(10)的取代基，Ar2是表示為結構式(11)的取代基，Ar3是表示為結構式(12)或(13)的取代基，和R1至R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
具體地，本發明的低聚萘衍生物具有表示為結構式(14)的結構。
其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(15)或(16)的取代基，Ar3是表示為結構式(17)或(18)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
另外，本發明的低聚萘衍生物具有表示為結構式(19)的結構。
其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(20)或(21)的取代基，Ar3是表示為結構式(22)或(23)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
具體地，本發明的低聚萘衍生物具有表示為結構式(24)的結構。

其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(25)或(26)的取代基，Ar3是表示為結構式(27)或(28)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
另外，本發明的低聚萘衍生物優選具有表示為結構式(29)的結構。

其中n是1或2，Ar1是表示為結構式(30)或(31)的取代基，Ar3是表示為結構式(32)或(33)的取代基，和R1和R3獨立地是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，脂環族烷基，取代的或未取代的芳環，取代的或未取代的雜芳環，烷氧基，氨基，氰基，甲硅烷基，酯基，羰基，或鹵素。
具有6個或更少碳原子的烷基的具體例子是甲基，乙基，n-丙基，i-丙基，n-丁基，i-丁基，仲-丁基，t-丁基，n-基，i-基，n-己基，和類似物。
脂環族烷基的具體例子是環丙基，環丁基，環戊基，環己基和類似物。
取代的或未取代的芳環的具體例子是苯基，萘基，蒽基，芘基，螺芴基和類似物。
取代的或未取代的雜芳環的具體例子是吡啶基，吲哚基，咔唑基，噻吩基，呋喃基和類似物。
表示為以下結構式(34)至(144)的低聚萘衍生物作為表示為結構式(1)的低聚萘衍生物的具體例子給出。但本發明不限于這些例子。
















本發明低聚萘衍生物的特征在于，至少三個萘骨架被順序鍵接。
本發明低聚萘衍生物具有非常大的帶隙；因此，可發出具有非常短波長的光，和可發出具有有利色純度的藍光。
本發明上述低聚萘衍生物的一個特征在于，它具有350至450nm的最大發射峰。
另外，因為本發明低聚萘衍生物具有稠合芳環的萘骨架，它具有高載流子傳輸性能。
作為本發明低聚萘衍生物的合成方法，可應用各種反應。
實施方案2實施方案2描述使用本發明低聚萘衍生物的發光元件。
在本發明發光元件的結構中，包括發光材料的層在一對電極之間形成。元件結構不受限制，尤其是，可根據用途適當地選擇已知的結構。
圖1示意地顯示作為一個例子的根據本發明的發光元件的元件結構。示于圖1的發光元件包括在第一電極101和第二電極103之間的包括發光材料102的層。包括發光材料102的層包括本發明的低聚萘衍生物。第一和第二電極之一是陽極且另一個是陰極。本發明中的陽極表示用于將空穴注入包括發光材料的層的電極。本發明中的陰極表示用于將電子注入包括發光材料的層的電極。
作為陽極，可使用已知的材料，例如，優選使用分別具有高自由能(如，4.0eV或更高)的金屬，合金，導電化合物，和其混合物。具體地，給出氧化錫銦(另外，稱作ITO)，包含硅的氧化錫銦，包含2至20％的氧化鋅(ZnO)的氧化銦，和類似物。這些導電金屬氧化物膜一般通過濺射而形成；但可通過溶膠-凝膠方法或類似方法而形成。另外，也可使用金(Au)，鉑(Pt)，鎳(Ni)，鎢(W)，鉻(Cr)，鉬(Mo)，鐵(Fe)，鈷(Co)，銅(Cu)，鈀(Pd)，或金屬材料的氮化物(如氮化鈦(TiN))和類似物。
作為陰極，可使用已知的材料；例如，優選使用分別具有低自由能(如，3.8eV或更低)的金屬，合金，導電化合物，和其混合物。具體地，可給出屬于周期表1或2族的金屬，即，堿金屬如鋰(Li)和銫(Cs)；堿土金屬如鎂(Mg)，鈣(Ca)和鍶(Sr)；包含堿金屬或堿土金屬的合金(如，MgAg，AlLi)；稀土金屬如銪(Eu)和鋱(Yb)；和包含稀土金屬的合金，和類似物。但具有高自由能的材料，即，通常用于陽極的材料可通過使用具有高電子注射性能的電子注射層而用于形成陰極。例如，陰極也可使用金屬或導電無機化合物如Al，Ag和ITO而形成。
作為包括發光材料102的層，可使用已知的材料；例如，可使用任何的低分子量材料和高分子量材料。應該注意，用于形成包括發光材料102的層的材料的結構不僅包括僅包含有機化合物的結構，而且包括也包含無機化合物作為其一部分的結構。另外，包括發光材料的層可通過合適合并空穴注射層，空穴傳輸層，空穴阻斷層，發光層，電子傳輸層，電子注射層，和類似層而形成。另外，包括發光材料的層可具有單層結構或多層的堆疊結構。
包括發光材料的層可通過濕式或干式如蒸發法，噴墨法，旋涂法，或浸涂法而形成。
本發明低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，和可發出具有非常短波長的光。因為本發明低聚萘衍生物可發出具有有利色純度的藍光，因此它可用作發光層的發光材料。
另外，將帶隙小于本發明低聚萘衍生物的發光材料(摻雜劑)加入包括本發明低聚萘衍生物的層，以得到其中可得到來自摻雜劑的發光的結構。此時，因為根據本發明的低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，即使使用發出具有相對短波長的光的摻雜劑，可有效地得到來自摻雜劑的發光而不是來自本發明低聚萘衍生物的發光。具體地，具有約450nm的最大發射波長的發光材料具有優異藍色純度，且這種材料可用作摻雜劑。
如果摻雜劑被加入包括本發明低聚萘衍生物的發光層以發出來自摻雜劑的光，那么任何的熒光發光材料和磷光發光材料可用作所要加入的發光材料。具體地，香豆素衍生物，低聚亞苯基衍生物，噁唑衍生物，芪衍生物，喹諾酮衍生物，吖啶酮衍生物，蒽衍生物，芘衍生物，菲衍生物和類似物是優選的。摻雜劑少量地具體地，以0.001至50wt％，優選，0.03至20wt％的量加入。
因為本發明低聚萘衍生物表現出具有有利色純度的藍發光，它可用作用于發光的摻雜劑。如果本發明低聚萘衍生物用作用于發光的摻雜劑，四芳基硅烷衍生物，二苯酮衍生物，芐腈衍生物和類似物可用作形成發光層的主體材料。
除了發光層，使用不同的材料形成的層可被堆疊在發光層的陰極和陽極面上。具體地，發光元件的驅動電壓的下降可通過將促進電極的載流子注射的電子注射層和空穴注射層分別排列在發光層和陰極之間，和發光層和陽極之間而實現。
作為形成空穴注射層的空穴注射材料，可使用已知的材料。具體地，金屬氧化物如氧化釩，氧化鉬，氧化釕和氧化鋁是優選的。另外，卟啉化合物是有機化合物中有效的，也可使用酞菁(H2-Pc)，銅酞菁(Cu-Pc)，和類似物。另外，可使用通過化學摻雜導電性高分子量化合物而得到的材料，例如，摻雜有聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)，聚苯胺(PAni)和類似物的聚亞乙基二氧基噻吩(PEDOT)。
作為形成電子注射層的電子注射材料，可使用已知的材料。具體地，堿金屬鹽或堿土金屬鹽如氟化鈣，氟化鋰，氧化鋰，氯化鋰是優選的。也可使用其中具有給予性能的化合物如鋰被加入具有電子傳輸性能的材料，如，三(8-喹啉醇根合)鋁(Alq3)或浴銅靈(BCP)中的層。
載流子注射勢壘下降且載流子通過使用這些電子和空穴注射層而被有效地注入發光元件。結果，實現驅動電壓的下降。
載流子傳輸層優選在載流子注射層和發光層之間形成。這是因為當載流子注射層與發光層接觸時，從發光層發出的一部分光被淬滅，因此發射效率下降。如果使用空穴傳輸層，將空穴傳輸層排列在空穴注射層和發光層之間。作為優選材料，給出了芳族胺基化合物(即，具有苯環和氮的鍵的化合物)。作為廣泛使用的材料，可給出星爆發芳族胺化合物如4，4′-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯苯；或其衍生物，如，4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯苯；4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺；4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺。
如果使用電子傳輸層，將電子傳輸層排列在發光層和電子注射層之間。作為合適的材料，可給出典型的金屬配合物如三(8-喹啉醇根合)鋁(Alq3)，三(4-甲基-8-喹啉醇根合)鋁(Almq3)，二(10-羥基苯并[h]-喹啉根合]鈹(BeBq2)，或二(2-甲基-8-喹啉醇根合)-(4-羥基-聯苯)-鋁(BAlq)，二[2-(2-羥基苯基)-苯并噁唑根合)鋅(Zn(BOX)2)，二[2-(2-羥基苯基)-苯并噻唑根合]鋅(Zn(BTZ)2)。另外，烴基化合物如9，10-二苯基蒽或4，4′-二(2，2-二苯基乙烯基)聯苯是優選的。另外，可使用三唑衍生物如3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯苯基)-1，2，4-三唑，或菲咯啉衍生物如浴菲咯啉和浴銅靈。
在該實施方案中，將用于發光的摻雜劑僅加入發光層，并觀察到來自該摻雜劑的發光。但用于不同的發光的摻雜劑可被加入不同的層，如，電子傳輸層或空穴傳輸層。至于此時的摻雜劑，除了熒光發光材料如香豆素衍生物，喹吖啶酮衍生物，吖啶酮衍生物，芘衍生物，苝衍生物，蒽衍生物吡喃衍生物，磷光發光材料如三(2-苯基吡啶)銥(Ir(ppy)3)和2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉-鉑(PtOEP)，可使用Ir，Ru，Ph，Pt或稀土金屬。如果從發光層發出的光具有與在上述不同的層中加入的摻雜劑所發出的光具有補色關系，得到白光。
本發明低聚萘衍生物具有非常大的帶隙；因此，使用本發明低聚萘衍生物的發光元件可發出具有非常短波長的光，和可發出具有有利色純度的藍光。
通過使用本發明的低聚萘衍生物作為發光元件的發光材料，可提供可具有優異藍色純度的發光元件。
另外，將帶隙小于本發明低聚萘衍生物的發光材料加入包括本發明低聚萘衍生物的層，以得到來自摻雜劑的發光。此時，因為本發明的低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，即使使用發出具有相對短波長的光的摻雜劑，可有效地得到來自摻雜劑的發光而不是來自本發明低聚萘衍生物的發光。因此，可得到具有優異色純度的藍發光。
另外，因為本發明的上述低聚萘衍生物具有稠合芳環的萘骨架，它具有高載流子傳輸性能。因此，本發明的低聚萘衍生物可用作包括發光材料的層的載流子傳輸層。
實施方案3實施方案3描述具有本發明發光元件的發光設備。
該實施方案描述在其像素部分中具有本發明發光元件的發光設備，參考圖11A和11B。圖11A是發光設備的頂視圖，而圖11B是沿著圖11A的A-A′和B-B′截取的橫截面圖。虛線所示的參考數字601表示驅動電路(電源側驅動電路)；602，像素部分；603，驅動電路部分(門側驅動電路)；604，密封基材；605，密封材料；和607，被密封材料605包圍的空間。
參考數字608表示引導布線，用于將所要輸入的信號傳輸到電源側驅動電路601和門側驅動電路603中和接受信號如視頻信號，時鐘信號，起動信號，和來自用作外部輸入端的FPC(柔性印刷電路)609的復位信號。盡管在此僅說明FPC，可將印刷線路板(PWB)連接到該FPC上且該說明書中的發光設備可不僅包括發光設備自身而且包括其上連接有FPC和/或PWB的發光設備。
以下參考圖11B描述橫截面結構。驅動電路部分和像素部分在元件基材610上形成。在該實施方案中，顯示了電源側驅動電路601(是驅動電路部分)，和像素部分602的一個像素。
在電源側驅動電路601中，形成CMOS電路,其中n-通道TFT 623和p-通道TFT 624被復合。另外，驅動電路可使用已知的CMOS電路，PMOS電路，或使用TFTs的NMOS電路而形成。盡管該實施方案顯示了在同一基材上形成像素部分和驅動電路的一個例子，但本發明不局限于此，且驅動電路也可在外部，而不是在作為像素部分的同一基材上形成。
像素部分602形成具有多個像素，包括轉換TFT 611，電流控制TFT 612，和與電流控制TFT的漏區電連接的第一電極613。絕緣體614形成以覆蓋第一電極613的末尾部分。在此，正性光敏丙烯酸樹脂膜用作絕緣體614。
為了提高覆蓋率，絕緣體614形成以具有曲線表面，該表面在其上或下端部分具有曲率。例如，如果使用正性光敏丙烯酸用于絕緣體614，僅絕緣體614的上端部分優選具有曲率半徑0.2至0.3μm的曲線表面。絕緣體614可由通過光照射而變得不溶于蝕刻劑的負型，或通過光照射而變得可溶于蝕刻劑的正型而形成。
包括發光材料616和第二電極617的層在第一電極613上形成。用作陽極的第一電極613優選由具有高自由能的材料形成。例如，可使用氧化錫銦(ITO)膜，包含硅的氧化錫銦膜，包含氧化鋅(ZnO)2至20％的氧化錫銦膜，氮化鈦膜，鉻膜，鎢膜，Zn膜，Pt膜的單層，氮化鈦膜和主要包含鋁的膜的堆疊層，氮化鈦膜，主要包含鋁的膜和氮化鈦膜的三層堆疊結構，和類似物。注意，如果采用堆疊結構，布線電阻低和得到有利的歐姆接觸，因此該堆疊結構可用作陽極。
包括發光材料616的層通過蒸發，噴墨，旋涂，或浸涂之類的方法而形成。包括發光材料616的層包括本發明低聚萘衍生物。另外，低分子量材材，中分子量材料(包括低聚物和樹枝聚體)，或高分子量材料可用作與本發明低聚萘衍生物結合的材料。另外，作為包括發光材料的層所用的材料，在許多情況下，有機化合物用作單層或多層；但本發明包括這樣一種結構，其中無機化合物在包括有機化合物的膜的一部分中使用。
因為本發明低聚萘衍生物具有優異藍色純度，具有有利色純度的藍光可通過使用本發明低聚萘衍生物作為發光材料而得到。因此，本發明使用發光元件的發光設備提供優異的顏色再現性。
因為本發明低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，它可用作構成發光層一部分的主體材料。另外，因為本發明低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，即使使用發出相對短波長的光的摻雜劑，可有效地得到來自摻雜劑的發光而不是來自本發明低聚萘衍生物的發光。
作為在包括發光材料616的層上形成的用于第二電極(陰極)617所用的材料，具有低自由能的材料是優選的。例如，可使用Al，Mg，Li，Ca，合金或化合物如MgAg，MgIn，AlLi，CaF2或鈣氮化物或類似物。如果在包括發光材料616的層中產生的光經過第二電極617，那么具有薄厚度的薄金屬膜，和透明導電膜(如ITO，包括氧化鋅2至20％的氧化銦，氧化錫銦包括硅，氧化鋅(ZnO)或類似物)的堆疊層可用作第二電極(陰極)617。
另外，發光元件618就在空間607的旁邊，所述空間607通過使用密封材料605經過密封基材604和元件基材610而被元件基材610，密封基材604，和密封材料605包圍。空間607可被填充以惰性氣體如氮或氬。或密封材料605。
環氧基樹脂優選用于密封材料605。優選的是，這些材料盡可能地不傳輸氧或水分。作為用于密封基材604的材料，可使用玻璃基材，石英基材，由FRP(纖維玻璃-增強塑料)，PVF(聚氟乙烯)，聚酯薄膜，聚酯，丙烯酸，或類似物制成的塑料基材。
如上所述，可得到具有本發明發光元件的發光設備。
實施例1在實施例1中，描述了作為根據本發明的材料的一個例子的結構式(94)所示化合物，即，4，4′-二(2-萘基)-1，1′-聯萘(DNBN2)的合成方法。
4，4′-二(2-萘基)-1，1′-聯萘(DNBN2)的合成方案示于(A-1)。
將4，4′-二溴-1，1′-聯萘(1.65g，4mmol)，2-萘基硼酸(1.72g，10mmol)，乙酸鈀(89mg，0.4mmol)，和三(2-甲基苯基)膦(910mg，3mmol)懸浮在90mL乙二醇二甲基醚中。將7.2mL 2N-碳酸鉀溶液加入該懸浮液，和在90攝氏度下攪拌四個半小時。將反應混合物過濾并將通過過濾而得到的固體物質用甲醇洗滌。將該固體物質懸浮在約200mL氯仿中并過濾得到濾液。將濾液濃縮，加入乙酸乙酯并向其上施加超聲波，這樣得到化合物(DNBN2)的沉淀。沉淀DNBN2通過過濾而得到(1.5g，產率74％)。純化通過升華而進行。以下給出NMR數據。1H NMR(300MHz，CDCl3)；δ＝7.31-7.37(m，2H)，7.40-7.45(m，2H)，7.54-7.67(m，10H)，7.74-7.77(m，2H)，7.92-8.08(m，10H)13CNMR(75MHz，CDCl3)；δ＝125.9，126.0，126.1，126.4，126.5，126.8，127.1，127.6，127.8，127.8，128.2，128.6，129.0，132.1，132.8，133.4，133.6，138.4，138.5，140.2。圖5和圖6分別顯示DNBN2的1H NMR和13C NMR的所得圖。
DNBN2是白色粉末并進行所得DNBN2的熱重-差熱分析(TG-DTA)。注意，使用熱重-差熱分析裝置(TG/DTA 320，由Seiko Instruments Inc.制造)測定DNBN2。熱物理性能在氮氣氛下使用10攝氏度/min的升溫速率評估。因此，當重量是測量起始點的重量的95％或更低時的溫度是365攝氏度。
測定DNBN2的甲苯溶液和DNBN2的薄膜態的吸收光譜。DNBN2的甲苯溶液和DNBN2的薄膜態的最大吸收波長分別是310nm和320nm。另外，圖2顯示DNBN2的甲苯溶液和DNBN2的薄膜態的發射光譜。在圖2中，水平軸表示波長(nm)和垂直軸表示發射強度(任意單位)。可以發現，DNBN2的甲苯溶液和薄膜態的最大發射波長分別是420nm(激發波長330nm)和428nm(激發波長300nm)，和因此可得到短波長的光。
測定DNBN2的薄膜態的HOMO水平和LUMO水平。HOMO水平的值通過將使用光電子光譜設備(AC-2，由Riken Keiki Co.，Ltd制造)測定的離子化電位值轉化成負值而得到。LUMO水平的值通過將薄膜態的吸收邊沿之間的能隙加入到HOMO水平的值中而得到。結果，HOMO水平和LUMO水平分別是-5.83eV和-2.53eV，因此得到3.3eV的非常大的帶隙。
實施例2在實施例2中，描述了作為根據本發明的材料的一個例子的結構式(34)所示化合物，即，1，5-二(2-萘基)萘(DNN1)的合成方法。
1，5-二(2-萘基)萘(DNN1)的合成方案示于(A-2)。
將NaNO2(3g)的濃硫酸(25mL)溶液在0攝氏度下慢慢滴加到1，5-二氨基萘(3g)的冰乙酸(25mL)溶液中。在滴加之后，將反應混合物在0攝氏度下攪拌15分鐘。將反應混合物慢慢加入包括250mg脲的50g冰中。隨后慢慢滴加KI(碘化鉀)(100g)的水溶液(100mL)。在滴加之后，將反應溶液在室溫下攪拌過夜。將沉淀的固體物質通過抽吸過濾而收集和在真空中干燥。然后，將固體物質使用二氯甲烷提取并將已溶解在二氯甲烷中的一部分濃縮。將如此得到的固體物質使用硅膠色譜(己烷∶二氯甲烷＝3∶1)純化和用二氯甲烷/己烷重結晶以得到1，5-二碘萘作為淺黃色粉狀固體物質(2.3g)，產率32％。以下給出NMR數據。1H NMR(300MHz，CDCl3)d ppm8.16-8.12(m，4H)，7.25(d，2H，J＝7.8Hz)。圖7顯示所得1，5-二碘萘的1H NMR的圖。
將所得1，5-二碘萘2.0g(5.3mmol)，萘基-2-硼酸2.0g(11.6mmol)，乙酸鈀27mg(0.053mmol)，和三(2-甲苯基)膦67mg(0.21mmol)加入100ml三頸燒瓶中并暴露于氮氣流。然后，加入20ml乙二醇二甲基醚。向其中加入10ml2.0M碳酸鉀溶液并在80攝氏度下攪拌4小時。在反應之后，將反應溶液用水洗滌三次并將水層用甲苯提取三次。將它與有機層一起用飽和鹽水洗滌并隨后用硫酸鎂干燥，自然過濾并將濾液濃縮。如果將如此得到的固體物質通過礬土柱色譜(甲苯)而純化和用甲苯重結晶，得到目標物，即，1.8g的DNN1，產率90％，無色片狀晶體。以下給出NMR數據。1H NMR(300MHz，CDCl3)d ppm8.00-7.91(m，10H)，7.70-7.67(m，2H)，7.59-7.47(m，8H)。圖8顯示所得DNN1的1H NMR的圖。
所得DNN1按照實施例1的相同方式測定。薄膜DNN1的最大吸收波長是255nm。另外，如圖3所示，可以看出，薄膜DNN1的最大發射波長是384nm和因此得到短波長的光。DNN1的熔點是237攝氏度。HOMO水平和LUMO水平分別是-5.74eV和-2.62eV，因此得到3.1eV的非常大的帶隙。
實施例3實施例3描述了作為根據本發明的材料的一個例子的結構式(64)所示化合物，即，1，4-二(2-萘基)萘(DNN2)的合成方法。
1，4-二(2-萘基)萘(DNN2)的合成方案示于(A-3)。
將1，4-二碘萘5.0g(17.5mmol)，2-萘硼酸6.6g(38.5mmol)，乙酸鈀42mg(0.175mmol)，和三(2-甲苯基)膦213mg(0.70mmol)加入300ml三頸燒瓶中并暴露于氮氣流，隨后加入80ml乙二醇二甲基醚。向其中加入20ml 2.0M碳酸鉀溶液并在80攝氏度下攪拌4小時。在反應之后，將反應溶液用水洗滌三次并將水層用甲苯提取三次。將它與有機層一起用飽和鹽水洗滌并隨后用硫酸鎂干燥，自然過濾并濃縮。將如此得到的固體物質通過礬土柱色譜(甲苯)而純化，將所得溶液濃縮并隨后將所得固體物質用甲苯重結晶。這樣得到目標物，即，5.3g的DNN2，產率80％，無色片狀晶體。以下給出NMR數據。1H NMR(300MHz，CDCl3)d ppm8.05-7.92(m，10H)；7.23-7.69(m，2H)，7.61(s，2H)，7.58-7.55(m，4H)和7.47-7.43(m，2H)。圖9顯示所得DNN2的1HNMR的圖。
所得DNN2按照實施例1的相同方式測定。薄膜態的最大吸收波長是296nm。另外，如圖4所示，可以看出，薄膜態的最大發射波長是408nm和因此得到短波長的光。DNN1的熔點是237攝氏度。HOMO水平和LUMO水平分別是-5.85eV和-2.63eV，因此得到3.2eV的非常大的帶隙。
實施例4在實施例4中，參考圖10描述了使用結構式(94)所示DNBN2的發光元件。
包括硅的氧化錫銦形成為第一電極101。在其上形成具有厚度50nm的4，4′-二[N-{4-(N，N-二(3-甲基苯基)氨基)苯基}N-苯基氨基]聯苯(DNTPD)以用作空穴注射層111。
在DNTPD膜上形成具有厚度30nm的4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(NPB)以用作空穴傳輸層112.這些膜都通過真空蒸發方法而形成。
在該NPB膜上，DNBN2和2，5，8，11-四-t-丁基苝(TBP)通過共蒸發方法而形成。該膜用作發光層113且厚40nm。另外，TBP相對DNBN2的濃度是1wt％。
發光元件通過在發光層113上沉積用作電子傳輸層114的具有厚度20nm的Alq，用作電子注射層115的具有厚度1nm的氟化鈣，和最后沉積用作第二電極103的具有厚度100nm的Al而形成。
如果電流被施加到所制的發光元件上，可得到具有優異藍色純度的CIE色度坐標(x＝0.15，y＝0.12)的發光。
實施例5實施例5參考圖10描述了一種使用結構式(34)所示的DNN1的發光元件。
包括硅的氧化錫銦形成為第一電極101。在其上形成具有厚度20nm的銅酞菁(CuPc)以用作空穴注射層111。
在該CuPc膜上形成具有厚度40nm的4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(NPB)以用作空穴傳輸層112。這些膜分別通過真空蒸發方法而形成。
在該NPB膜上，DNN1和2，-t-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(t-BuDNA)通過共蒸發方法而形成。該膜用作發光層113且厚40nm。另外，t-BuDNA和DNN1的重量比是1∶1。
發光元件通過在發光層113上沉積用作電子傳輸層114的具有厚度20nm的Alq，用作電子注射層115的具有厚度1nm的氟化鈣，和最后沉積用作第二電極103的具有厚度100nm的Al而形成。
如果電流被施加到所制的發光元件上，得到具有優異藍色純度的CIE色度坐標(x＝0.16，y＝0.16)的發光。
實施例6實施例6參考圖10描述了一種使用結構式(64)所示的DNN2的發光元件。
包括硅的氧化錫銦形成為第一電極101。在其上形成具有厚度20nm的銅酞菁(CuPc)以用作空穴注射層111。
在該CuPc膜上形成具有厚度40nm的4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(NPB)以用作空穴傳輸層112。這些膜分別通過真空蒸發方法而形成。
在該NPB膜上，DNN2和2，-t-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(t-BuDNA)通過共蒸發方法而形成。該膜用作發光層113且厚40nm。另外，t-BuDNA和DNN2的重量比是1∶1。
發光元件通過在發光層113上沉積用作電子傳輸層114的具有厚度20nm的Alq，用作電子注射層115的具有厚度1nm的氟化鈣，和最后沉積用作第二電極103的具有厚度100nm的Al而形成。
如果電流被施加到所制的發光元件上，得到具有優異藍色純度的CIE色度坐標(x＝0.15，y＝0.12)的發光。
實施例7實施例7參考圖10描述了一種使用結構式(94)所示的DNN2作為摻雜劑的發光元件。
包括硅的氧化錫銦形成為第一電極101。在其上形成具有厚度20nm的銅酞菁(CuPc)以用作空穴注射層111。
在該CuPc膜上形成具有厚度40nm的4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(NPB)以用作空穴傳輸層112。這些膜都通過真空蒸發方法而形成。
在該NPB膜上，DNBN2和四苯基硅烷(TPS)通過共蒸發方法而形成。該膜用作光發層113且厚40nm。另外，DNBN2和TPS的重量比是1∶100。
發光元件通過在發光層113上沉積用作電子傳輸層114的具有厚度20nm的Alq，用作電子注射層115的具有厚度1nm的氧化鈣，和最后沉積用作第二電極103的具有厚度100nm的Al而形成。
如果電流被施加到所制的發光元件上，得到來自DNBN2的發光。
實施例8實施例8描述分別包括使用本發明發光元件作為其一部分的發光設備的各種電子設備。
使用具有本發明發光元件的發光設備制造的電子設備是，例如，照相機如視頻照相機或數字照相機，眼罩型顯示器，導航系統，放聲設備(如汽車聲頻或聲頻元件)，計算機，游戲機，移動信息終端(如便攜式電腦，蜂窩電話，便攜式游戲機，或電子圖書)，圖像再現設備(如復制記錄介質如數字多用光盤(DVD)和配有能夠顯示圖像的顯示設備的設備)和類似物。這些電子設備具體地示于圖12A至12E。
圖12A顯示電視接受機，包括外殼9101，支架9102，顯示部分9103，話筒部分9104，視頻輸入端9105，和類似物。本發明的電視接受機通過使用具有本發明發光元件的發光設備作為顯示部分9103而制成。因為本發明發光設備采用本發明低聚萘衍生物，可得到具有優異色純度的發光。應該注意，電視接受機包括所有種類的信息顯示設備，如，用于計算機的顯示設備，用于TV廣播接收的設備，用于廣告顯示的設備，等等。
圖12B顯示包括主體9201，外殼9202，顯示部分9203，鍵盤9204，外接口9205，點擊鼠標9206，和類似物的計算機。本發明的計算機通過使用具有本發明發光元件的發光設備作為顯示部分9203而制成。因為本發明發光設備采用本發明低聚萘衍生物，可得到具有優異色純度的發光。因此，顏色再現性得到提高并可顯示清晰的和清潔的圖像。
圖12C顯示包括主體9301，顯示部分9302，臂部分9303，和類似物的眼罩-型顯示器。本發明的眼罩-型顯示器通過使用具有本發明發光元件的發光設備作為顯示部分9302而制成。因為本發明發光設備采用本發明低聚萘衍生物，可得到具有優異色純度的發光。因此，顏色再現性得到提高并可顯示清晰的和清潔的圖像。
圖12D顯示包括主體9401，外殼9402，顯示部分9403，聲頻輸入部分9404，聲頻輸出部分9405，操作鍵9406，外接口9407，天線9408，和類似物的蜂窩電話。本發明的移動式蜂窩電話通過使用具有本發明發光元件的發光設備作為顯示部分9403而制成。因為本發明發光設備采用本發明低聚萘衍生物，可得到具有優異色純度的發光。因此，顏色再現性得到提高并可顯示清晰的和清潔的圖像。
圖12E顯示包括主體9501，顯示部分9502，外殼9503，外接口9504，遙控接受部分9505，圖像接受部分9506，電池9507，聲頻輸入部分9508，操作鍵9509，目鏡部分9510，和類似物的照相機。本發明的照相機通過使用具有本發明發光元件的發光設備作為顯示部分9502而制成。因為本發明發光設備采用本發明低聚萘衍生物，可得到具有優異色純度的發光。因此，顏色再現性得到提高并可顯示清晰的和清潔的圖像。
如上所述，具有根據本發明的發光元件的發光設備可在非常寬的范圍內應用，且該發光設備可應用于每一領域的電子設備。通過使用具有本發明發光元件的發光設備，可提供具有優異顏色再觀性的電子設備。
權利要求
1.一種表示為結構式(1)的低聚萘衍生物Ar1-Ar2-Ar3(1) Ar1是表示為結構式(2)或(3)的取代基，Ar2是表示為結構式(4)的取代基，和Ar3是表示為結構式(6)或(7)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
2.一種表示為結構式(8)的低聚萘衍生物Ar1-Ar2-Ar3(8) Ar1是表示為結構式(9)或(10)的取代基，Ar2是表示為結構式(11)的取代基，和Ar3是表示為結構式(12)或(13)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
3.一種表示為結構式(14)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(15)或(16)的取代基，和Ar3是表示為結構式(17)或(18)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
4.一種表示為結構式(19)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(20)或(21)的取代基，和Ar3是表示為結構式(22)或(23)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
5.一種表示為結構式(24)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(25)或(26)的取代基，和Ar3是表示為結構式(27)或(28)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
6.一種表示為結構式(29)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(30)或(31)的取代基，和Ar3是表示為結構式(32)或(33)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
7.根據權利要求1至6中任何一項的低聚萘衍生物，其中低聚萘衍生物具有350nm至450nm的最大發射波長。
8.一種發光元件，包括在一對電極之間的包括發光材料的層，其中包括發光材料的層包含表示為結構式(1)的低聚萘衍生物Ar1-Ar2-Ar3(1) Ar1是表示為結構式(2)或(3)的取代基，Ar2是表示為結構式(4)的取代基，和Ar3是表示為結構式(6)或(7)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
9.一種發光元件，包括在一對電極之間的包括發光材料的層，其中包括發光材料的層包含表示為結構式(8)的低聚萘衍生物Ar1-Ar2-Ar3(8) Ar1是表示為結構式(9)或(10)的取代基，Ar2是表示為結構式(11)的取代基，和Ar3是表示為結構式(12)或(13)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
10.一種發光元件，包括在一對電極之間的包括發光材料的層，其中包括發光材料的層包含表示為結構式(14)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(15)或(16)的取代基，和Ar3是表示為結構式(17)或(18)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
11.一種發光元件，包括在一對電極之間的包括發光材料的層，其中包括發光材料的層包含表示為結構式(19)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(20)或(21)的取代基，和Ar3是表示為結構式(22)或(23)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
12.一種發光元件，包括在一對電極之間的包括發光材料的層，其中包括發光材料的層包含表示為結構式(24)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(25)或(26)的取代基，和Ar3是表示為結構式(27)或(28)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
13.一種發光元件，包括在一對電極之間的包括發光材料的層，其中包括發光材料的層包含表示為結構式(29)的低聚萘衍生物 Ar1是表示為結構式(30)或(31)的取代基，和Ar3是表示為結構式(32)或(33)的取代基；和R1和R3分別是氫，具有6個或更少碳原子的直鏈或支鏈烷基，取代的或未取代的芳環，或取代的或未取代的雜芳環。
14.一種包含根據權利要求8至13中任何一項的發光元件的電子設備，其中電子設備是照相機，眼罩型顯示器，導航系統，聲音再現，計算機，游戲機，移動信息終端，和圖像再現設備中的一種。
全文摘要
本發明提供一種能夠實現優異藍色純度的新型材料，使用該新型材料的發光元件和發光設備。本發明提供表示為結構式(1)的低聚萘衍生物。本發明的低聚萘衍生物具有非常大的帶隙，可發出具有非常短波長的光，和可發出具有有利色純度的藍光。另外，可表現出優異色純度的發光元件可通過將該材料應用于發光元件或發光設備而得到；因此可提供具有優異顏色再觀性的發光元件。
文檔編號C07D521/00GK1769251SQ20051012837
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月28日 優先權日2004年10月29日
發明者中島晴惠, 川上祥子, 野村亮二 申請人:株式會社半導體能源研究所