CN102473848A - 使用了芘衍生物的有机电致发光元件 - Google Patents

Abstract

一种有机电致发光元件，其为在一对电极间夹持含有发光层的一层以上的有机化合物层的有机电致发光元件，所述发光层含有下述式(1)所示的芘衍生物，发光层中所述芘衍生物的含量为50～100重量％。

Description

使用了芘衍生物的有机电致发光元件

技术领域

本发明涉及使用了芘衍生物的有机电致发光元件。进一步详细地说，涉及具有高蓝色纯度且寿命长的有机电致发光元件。

背景技术

有机电致发光(EL)元件有望作为固体发光型的廉价大面积全彩显示元件的用途，所以在进行较多的开发。通常，有机EL元件由发光层及夹持了该层的一对对置电极构成。在两电极间施加电场时，从阴极侧注入电子，从阳极侧注入空穴。进而，该电子在发光层中与空穴再结合，生成激发态，在激发态返回到基态时以光的形式放出能量。

现有的有机EL元件与无机发光二极管相比，驱动电压高，发光亮度、发光效率均较低。另外，特性劣化也明显，以至无法达到实用化水平。最近的有机EL元件虽然被逐渐改良，但还要求进一步的长寿命化、发光效率的提高等。

通过有机EL用发光材料的改良，有机EL元件的性能被逐渐改善。有机EL元件的发光效率的提高及长寿命化是与显示器的消耗电力的降低、耐久性的提高相关联的重要课题。至今虽然通过各种研究被改善，但还要求进一步被改良。

作为发光层的发光材料，开发了以各种颜色(例如红、绿及蓝)发光的材料。例如芘衍生物作为蓝色发光材料在专利文献1～专利文献8中有公开。

然而，专利文献1～专利文献8中公开的芘衍生物，在蓝色纯度及寿命方面存在不充分的问题。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2002-63988号公报

专利文献2：日本特开2001-118682号公报

专利文献3：日本特开2003-234190号公报

专利文献4：日本特开2004-75567号公报

专利文献5：日本特开2004-43349号公报

专利文献6：日本特开2005-126431号公报

专利文献7：国际公开05/115950号小册子

专利文献8：国际公开06/057325号小册子

发明内容

本发明的目的在于，提供具有高蓝色纯度且长寿命的有机EL元件。

根据本发明，提供以下的有机EL元件。

1.一种有机电致发光元件，其为在一对电极间夹持含有发光层的一层以上的有机化合物层的有机电致发光元件，

上述发光层含有下述式(1)所示的芘衍生物，发光层中上述芘衍生物的含量为50～100重量％。

【化1】

(式中，Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。

X₁～X₈分别独立地为氢原子、取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基、取代或无取代的烷基、或取代或无取代的环烷基，X₁～X₈的至少1个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。

其中，Ar₁或Ar₂与作为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基的X₁～X₈不同。)

2.如1所述的有机电致发光元件，其中，X₁～X₈中的任一个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，且剩余的X₁～X₈全部为氢原子。

3.如1或2所述的有机电致发光元件，其中，X₂为取代或无取代的形成环的碳数6～30是芳基，X₁及X₃～X₈为氢原子。

4.如1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的苯基。

5.如4所述的有机电致发光元件，其中，上述取代或无取代的苯基为下述式(2)所示的取代基。

【化2】

(式中，R₁～R₅分别独立地为氢原子或取代基，

R₁～R₅中的至少1个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。)

6.如5所述的有机电致发光元件，其中，上述式(2)所示的取代基为取代或无取代的2-联苯基。

7.如1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的1-萘基。

8.如1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的菲基。

9.如1～8中任一项所述的有机电致发光元件，其中，上述发光层还含有掺杂剂。

10.如9所述的有机电致发光元件，其中，上述掺杂剂为芳香族烃衍生物。

11.如9所述的有机电致发光元件，其中，上述掺杂剂为胺系化合物。

根据本发明，可以提供具有高蓝色纯度且长寿命的有机L元件。

具体实施方式

本发明的有机EL元件为在一对电极间夹持含有发光层的一层以上的有机化合物层的有机EL元件，发光层含有下述式(1)所示的芘衍生物，且发光层中该芘衍生物的含量为50～100重量％。

【化3】

式中，Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。

X₁～X₈分别独立地为氢原子、取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基、取代或无取代的烷基、或取代或无取代的环烷基，X₁～X₈中的至少1个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。

其中，Ar₁或Ar₂与作为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基的X₁～X₈不同。即便为2个基团相同的结构，当在不同的位置与芘骨架键合时，2个基团也不同。

本发明的有机EL元件，含有式(1)所示的芘衍生物(以下有时仅称为本发明的芘衍生物)作为主体材料。通过含有本发明的芘衍生物作为主体材料，本发明的有机EL元件寿命长且可以实现短波长的蓝色发光。

本发明的芘衍生物，优选X₁～X₈中的任一个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，剩余的X₁～X₈全部为氢原子，更优选X₂为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，X₁及X₃～X₈为氢原子。另外，X₂、Ar₁及Ar₂优选不同时是相同的取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。

另外，本发明的芘衍生物优选Ar₁及Ar₂相同。

本发明的芘衍生物优选Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的苯基。

上述取代或无取代的苯基优选为下述式(2)所示的取代基。更优选为取代或无取代的2-联苯基。

【化4】

式中，R₁～R₅分别独立地为氢原子或取代基，

R₁～R₅中的至少1个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。

本发明的芘衍生物，优选Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的2-联苯基、取代或无取代的1-萘基、或取代或无取代的菲基。

Ar₁及Ar₂分别为取代或无取代的2-联苯基、取代或无取代的1-萘基、或取代或无取代的菲基时，由于立***阻增大，所以主体之间的缔合或主体-掺杂剂间的相互作用减小，因此有助于有机EL元件的色度的提高。Ar₁及Ar₂进一步优选取代或无取代的1-菲基、取代或无取代的4-菲基、或取代或无取代的9-菲基。

发光层中，形成主体分子彼此的缔合体时，产生色度的变化。

芘材料为具有高平面性的分子，存在容易形成缔合体的倾向，但通过对于该芘骨架，如上所述使立***阻增大，且导入具有降低平面性的效果的取代基，由此可以抑制缔合体的形成，提高色度。另外通过降低主体分子的平面性，也可以降低主体与掺杂剂间的相互作用，并有助于色度的提高。

以下对本发明的芘衍生物的各取代基进行说明。

需要说明的是，在本发明中，“形成环的碳”是指构成饱和环、不饱和环、或芳香环的碳原子。另外，在本发明中，“芳基”是指“通过从芳香族化合物中除去氢原子而导出的基团”，不仅包含1价芳基，也包含2价“亚芳基”等。

另外，本发明的化合物的氢原子中包含氕、氘。

作为Ar₁、Ar₂、及X₁～X₈的取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，例如可举出取代或无取代的苯基、萘基、菲基、联苯基、三联苯基、蒽基、

基、苯并菲(benzophenanthryl)基、苯并蒽基、苯并基、芴基、9，9-二甲基芴基、荧蒽基、丁省基、苯并菲(triphenylenyl)基等。其中，优选取代或无取代的苯基、1-萘基、2-萘基、1-菲基、4-菲基、9-菲基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、三联苯基、9-蒽基、2-芴基、9，9-二甲基芴-2-基、3-荧蒽基、6-

基、4-苯并[a]蒽基、7-苯并[a]蒽基等。上述芳基的形成环的碳数优选6～23，更优选6～20，最优选6～10。

作为X₁～X₈的取代或无取代的烷基，可举出取代或无取代的乙基、甲基、i-丙基、n-丙基、s-丁基、t-丁基、戊基、己基等。其中，优选取代或无取代的甲基、i-丙基、t-丁基等。上述烷基的碳数优选1～10，进一步优选1～6。

作为X₁～X₈的取代或无取代的环烷基，可举出取代或无取代的环丙基、环丁基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基、2-降冰片基等，优选为取代或无取代的环戊基、环己基。上述环烷基的碳数优选3～10，进一步优选5～8。

作为Ar₁、Ar₂及X₁～X₈的各取代基进一步具有的取代基、以及R₁～R₅的取代基，可举出例如烷基、环烷基、取代或无取代的芳基、取代或无取代的甲硅烷基、氰基等。

需要说明的是，“各取代基进一步具有的取代基”是指例如“取代或无取代的芳基”为取代芳基时的芳基所具有的取代基。

上述烷基、环烷基及芳基的具体例，如上所述。

作为上述取代甲硅烷基，可举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、t-丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基等，优选为三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、t-丁基二甲基甲硅烷基。

以下示出本发明的芘衍生物的具体例。

【化5】

【化6】

【化7】

【化8】

【化9】

【化10】

【化11】

【化12】

【化13】

【化14】

【化15】

在本发明的有机EL元件中，发光层具有如下的功能：

(i)注入功能：施加电场时可以由阳极或空穴注入层注入空穴、且可由阴极或电子注入层注入电子的功能

(ii)传输功能：在电场的力的作用下使注入的电荷(电子与空穴)移动的功能

(iii)发光功能：提供电子与空穴的再结合场所，将其与发光相联系的功能。

作为形成该发光层的方法，可以用例如蒸镀法、旋涂法、LB法等公知的方法。发光层特别优选分子堆积膜。在此，分子堆积膜是指由气相状态的材料化合物沉积而形成的薄膜、或由溶液状态或液相状态的材料化合物固体化而形成的膜，通常该分子堆积膜可通过与利用LB法形成的薄膜(分子累积膜)在凝聚结构、高维结构的不同和/或由其引起的功能不同来区分。

另外，如日本特开昭57-51781号公报公开所示，通过使树脂等粘结剂与材料化合物溶解在溶剂中形成溶液后，即便通过利用旋涂法等使其薄膜化，也可形成发光层。

在本发明的有机EL元件中，发光层优选除了本发明的芘衍生物之外，还含有掺杂剂(磷光性掺杂剂及/或荧光性掺杂剂)。另外，也可以在含有本发明的芘衍生物的发光层层叠含有这些掺杂剂的发光层。

磷光性掺杂剂为能够从三重态激子发生发光的化合物。只要从三重态激子发光，则没有特别限定，但优选含有从Ir、Ru、Pd、Pt、Os及Re中选择的至少一种金属的金属络合物，优选卟啉金属络合物或邻位金属化金属络合物。磷光性化合物可以单独使用，也可以并用2种以上。

作为卟啉金属络合物，优选卟啉铂络合物。

作为形成邻位金属化金属络合物的配体，有各种物质，但作为优选的配体，可举出具有苯基吡啶骨架、联吡啶基骨架或菲绕啉骨架的化合物、或者2-苯基吡啶衍生物、7，8-苯并喹啉衍生物、2-(2-噻吩基)吡啶衍生物、2-(1-萘基)吡啶衍生物、2-苯基喹啉衍生物等。这些配体可根据需要具有取代基。特别是导入了氟化物、三氟甲基的配体优选作为蓝色系掺杂剂。进而作为辅助配体，还可以具有乙酰丙酮化合物、苦味酸等上述配体以外的配体。

这样的金属络合物的具体例，可举出三(2-苯基吡啶)铱、三(2-苯基吡啶)钌、三(2-苯基吡啶)钯、双(2-苯基吡啶)铂、三(2-苯基吡啶)锇、三(2-苯基吡啶)铼、八乙基铂卟啉、八苯基铂卟啉、八乙基钯卟啉、八苯基钯卟啉等，但不限定于这些，可根据所要求的发光色、元件性能、所使用的主体化合物来选择适当的络合物。

作为发光层中磷光性掺杂剂的含量，没有特别限定，可根据目的进行适当选择，例如为0.1～50重量％，优选1～30重量％。磷光性化合物的含量小于0.1重量％时，有可能发光微弱且其含有效果不能充分发挥，超过50重量％时，有可能称为浓度消光的现象变明显而元件性能下降。

作为荧光性掺杂剂，优选从胺系化合物、芳香族化合物、三(8-羟基喹啉)铝络合物等螯合物、香豆素衍生物、四苯基丁二烯衍生物、双苯乙烯基芳烯衍生物、噁二唑衍生物等中适应所要求的发光色而选择的化合物，其中，优选使用胺系化合物、芳香族化合物。

胺系化合物为分子内含有氨基的芳香族胺衍生物，可举出稠合多环胺衍生物、苯乙烯基胺衍生物等。

芳香族化合物为不具有氨基的芳香族烃衍生物，具体而言，可举出蒽衍生物、芴衍生物、芘衍生物、荧蒽衍生物、苯并荧蒽衍生物、苝衍生物等。

芳香族胺衍生物、及芳香族烃衍生物优选下述式(10)所示的化合物。

【化16】

式中，Ar₁₁表示取代或无取代的含有蒽的基团、取代或无取代的含有芘的基团、取代或无取代的含有

的基团、取代或无取代的含有苯并荧蒽的基团、或取代或无取代的含有苯乙烯基的基团。

Ar₁₂及Ar₁₃分别表示取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基、或取代或无取代的形成环的原子数5～30的杂环基。

p、q为0或1的整数，s表示1～6的整数。p＝1时，q＝1。

作为上述含有蒽的基团，为分子内具有蒽骨架的基团。

上述含有芘的基团为分子内具有芘骨架的基团。

上述含有的基团为分子内具有

骨架的基团。

上述含有苯并荧蒽的基团为分子内具有苯并荧蒽骨架的基团。

上述含有苯乙烯基的基团为分子内具有苯乙烯基骨架衍生物的基。

在本发明中，式(10)的化合物优选下述式(11)～(14)所示。

【化17】

式中，R₂₁～R₂₈、R₃₁～R₄₀、R₅₁～R₅₉分别表示氢原子、氟原子、氰基、取代或无取代的碳数1～10的烷基、取代或无取代的形成环的碳数3～10的环烷基、取代或无取代的碳数3～30的烷基甲硅烷基、取代或无取代的形成环的碳数8～30的芳基甲硅烷基、取代或无取代的碳数1～20的烷氧基、取代或无取代的形成环的碳数6～20的芳基氧基、取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基、或取代或无取代的形成环的原子数5～30的杂环基。

Ar₂₁～Ar₂₄、Ar₃₁～Ar₃₄、Ar₄₁～Ar₄₆、Ar₅₁～Ar₅₃分别表示取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基、取代或无取代的形成环的原子数5～30的杂环基。

另外，Ar₄₁及Ar₄₂的取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基、取代或无取代的形成环的原子数5～30的杂环基，为分别对应的2价残基。

作为上述式(10)～(14)的各取代基进一步具有的取代基，可举出例如烷基、环烷基、取代或无取代的芳基、取代或无取代的甲硅烷基、氰基等。

需要说明的是，“各取代基进一步具有的取代基”是指例如“取代或无取代的芳基”为取代芳基时的芳基所具有的取代基。

以下可举出式(11)～(14)的各基团、及取代基的具体例。

作为烷基，可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、n-丁基、s-丁基、异丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基等。

上述碳数优选1～10，更优选1～8，进一步优选1～6。其中，优选甲基、乙基、丙基、异丙基、n-丁基、s-丁基、异丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基。

环烷基可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基、2-降冰片基等。形成环的碳数优选3～10，更优选3～8，进一步优选3～6。

烷基甲硅烷基表示为-SiY₃，作为Y的例子，可举出上述的烷基的例子，可举出例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、t-丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基等。

芳基甲硅烷基表示为-SiZ₃，作为Z的例子，可举出上述的芳基的例子，可举出例如三苯基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、t-丁基二苯基甲硅烷基、三甲苯基甲硅烷基、三(二甲苯基)甲硅烷基等。

烷氧基表示为-OY，作为Y的例子，可举出上述的烷基或芳基的例子，可举出例如甲氧基、乙氧基、丁氧基等。

芳氧基表示为-OZ，作为Z的例子，可举出上述的芳基的例子，例如可举出苯氧基等。

作为芳基，可举出例如苯基、萘基、蒽基、菲基、丁省基、芘基、

基、苯并[c]菲(benzophenanthryl)基、苯并[g]

基、苯并菲(triphenylenyl)基、芴基、9，9-二甲基芴基、苯并芴基、二苯并芴基、联苯基、联三苯基等。

上述芳基的形成环的碳数优选6～20，更优选6～14，进一步优选6～10。优选为苯基、萘基。

作为杂环基，可举出例如吡咯基、吡嗪基、吡啶基、吲哚基、异吲哚基、呋喃基基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、咔唑基、菲啶基、吖啶基、菲绕啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、噁唑基、噁二唑基、呋咱基、噻吩基、2-甲基吡咯基、3-甲基吡咯基、2-t-丁基吡咯基、3-(2-苯基丙基)吡咯基等。

上述杂环基的形成环的原子数优选5～20，进一步优选5～14。优选为二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。

本发明的芘衍生物，除了可以用于发光层外，还可以用于空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层。

在本发明中，作为有机化合物层(有机薄膜层)为多层型的有机EL元件，可举出以(阳极/空穴注入层/发光层/阴极)、(阳极/发光层/电子注入层/阴极)、(阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极)、(阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极)等构成层叠而成的元件。

有机EL元件通过使上述有机薄膜层为多层结构，由此可以防止由淬火导致的亮度、寿命的降低。如果需要，则可以组合发光材料、掺杂材料、空穴注入材料或电子注入材料而使用。另外，通过掺杂材料有时会提高发光亮度、发光效率。另外，空穴注入层、发光层、电子注入层也可以分别由二层以上的层构成。此时，为空穴注入层时，将从电极注入空穴的层称为空穴注入层，从空穴注入层接受空穴并将空穴传输到发光层的层称为空穴传输层。同样，为电子注入层时，将从电极注入电子的层称为电子注入层，从电子注入层接受电子并将电子传输到发光层的层称为电子传输层。这些各层可根据材料的能级、耐热性、与有机层或金属电极的密合性等各因素而选择使用。

作为能够与本发明的芘衍生物一起在发光层使用的材料，可举出例如萘、菲、红荧烯、蒽、丁省、芘、苝、

十环烯、晕苯、四苯基环戊二烯、五苯基环戊二烯、芴、螺环芴等稠合多环芳香族化合物及它们的衍生物、三(8-羟基喹啉)铝等有机金属络合物、三芳基胺衍生物、苯乙烯基胺衍生物、芪衍生物、香豆素衍生物、吡喃衍生物、噁嗪酮衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并咪唑衍生物、吡嗪衍生物、桂皮酸酯衍生物、二酮吡咯并吡咯衍生物、吖啶酮衍生物、喹吖啶酮衍生物等，但不限定于这些。

作为空穴注入材料，优选具有传输空穴的能力、并具有来自阳极的空穴注入效果、对于发光层或发光材料具有优异的空穴注入效果且薄膜形成能力优异的化合物。具体而言，可举出酞菁衍生物、萘菁衍生物、卟啉衍生物、联苯胺型三苯基胺、二胺型三苯基胺、六氰基六氮杂苯并菲(triphenylene)等、和这些的衍生物、及聚乙烯基咔唑、聚硅烷、导电性高分子等高分子材料，但不限定于这些。

在本发明的有机EL元件中能够使用的空穴注入材料中，进一步有效的空穴注入材料为酞菁衍生物。

作为酞菁(Pc)衍生物，有例如H2Pc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、Cl2SiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc-O-GaPc等酞菁衍生物及萘菁衍生物，但不限定于这些。

另外，向空穴注入材料中添加TCNQ衍生物等电子接受物质，由此还可以使载流子敏化。

在本发明的有机EL元件中能够使用的优选空穴传输材料，为芳香族叔胺衍生物。

作为芳香族叔胺衍生物，有例如N，N’-二苯基-N，N’-二萘基-1，1’-联苯基-4，4’-二胺、N，N，N’，N’-四联苯基-1，1’-联苯基-4，4’-二胺等、或它们的具有芳香族叔胺骨架的低聚物或者聚合物，但不限定于这些。

作为电子注入材料，优选具有传输电子的能力、并具有来自阴极的电子注入效果、对于发光层或发光材料具有优异的电子注入效果且薄膜形成能力优异的化合物。

在本发明的有机EL元件中，进而有效的电子注入材料为金属络合物化合物及含氮杂环衍生物。

作为上述金属络合物化合物，可举出例如8-羟基喹啉锂、双(8-羟基喹啉)锌、三(8-羟基喹啉)铝、三(8-羟基喹啉)镓、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、双(10-羟基苯并[h]喹啉)锌等，但不限定于这些。

作为上述含氮杂环衍生物，优选例如噁唑、噻唑、噁二唑、噻二唑、***、吡啶、嘧啶、三嗪、菲绕啉、苯并咪唑、咪唑并吡啶等，其中，优选苯并咪唑衍生物、菲绕啉衍生物、咪唑并吡啶衍生物。

作为优选的形态，这些电子注入材料中还含有掺杂剂，由于容易接受来自阴极的电子，所以更优选在第2有机层的阴极界面附近掺杂以碱金属为代表的掺杂剂。

作为掺杂剂，可举出给予性金属、给予性金属化合物及给予性金属络合物，这些还原性掺杂剂可以单独使用1种，也可以组合2种以上使用。

在本发明的有机EL元件中，在发光层中，除了可以含有从式(1)所示的芘衍生物选择的至少一种之外，在同一层还可以含有发光材料、掺杂材料、空穴注入材料、空穴传输材料及电子注入材料中的至少一种。另外，为了提高利用本发明得到的有机EL元件的对温度、湿度、环境气氛等的稳定性，还可以在元件的表面设置保护层、或者利用硅油、树脂等保护元件整体。

作为本发明的有机EL元件的阳极中使用的导电性材料，适合使用具有大于4eV的功函数的材料，可以使用碳、铝、钒、铁、钴、镍、钨、银、金、铂、钯等及在这些的合金、ITO基板、NESA基板上使用的氧化锡、氧化铟等氧化金属，进而可以使用聚噻吩、聚吡咯等有机导电性树脂。作为在阴极中使用的导电性物质，应用具有小于4eV的功函数的物质，可以使用镁、钙、锡、铅、钛、钇、锂、钌、锰、铝、氟化锂等及这些的合金，但不限定于这些。作为合金，可举出以镁/银、镁/铟、锂/铝等为代表例，但不限定于这些。合金的比率可根据蒸镀源的温度、环境气氛、真空度等来控制，选择适当的比率。如果需要，阳极及阴极可以通过二层以上的层构成来形成。

本发明的有机EL元件中，为了使其有效地发光，优选至少一个面在元件的发光波长区域中为充分透明的。另外，优选基板也是透明的。透明电极使用上述的导电性材料，并以蒸镀、溅射等方法进行设定以便确保规定的透光性。发光面的电极优选光透过率为10％以上。基板只要是具有机械强度、热强度、具有透明性的基板即可，没有限定，但有玻璃基板及透明性树脂膜。

本发明的有机EL元件的各层的形成，可以应用真空蒸镀、溅射、等离子体、离子镀等干式成膜法或旋涂、浸涂、流延涂布等湿式成膜法中的任一种方法。膜厚没有特别限定，但需要设定为适当的膜厚。在膜厚过厚时，为了得到一定的光输出，需要大的施加电压，所以效应变差。膜厚过薄时，产生针孔等，即便施加电场也无法得到充分的发光亮度。通常的膜厚适合5nm～10μm的范围，进一步优选10nm～0.2μm的范围。

在湿式成膜法时，使形成各层的材料溶解或分散在乙醇、氯仿、四氢呋喃、二噁烷等适当的溶剂中形成薄膜，但该溶剂可以是任意一种。

作为适于这样的湿式成膜法的溶液，可以使用含有本发明的芘衍生物和溶剂作为有机EL材料的含有有机EL材料的溶液。

上述有机EL材料含有主体材料和掺杂剂材料，上述主体材料为本发明的芘衍生物，上述掺杂剂材料优选从上述的掺杂剂中选择的至少1种。

在任一种的有机薄膜层中，为了提高成膜性、防止膜的针孔等，可以使用适当的树脂、添加剂。

本发明的有机EL元件，可以利用在壁挂电视的平板显示器等平面发光体、复印机、打印机、液晶显示器的背照光或计量仪器类等的光源、显示板、标识灯等中。另外，本发明的化合物不仅在有机EL元件中使用，也可以在电子照片感光体、光电转换元件、太阳能电池、图像传感器等领域中使用。

【实施例】

制造例1

按照下述路线图合成了化合物1。

【化18】

[1，6-二苯基芘的合成]

在氩气氛围下，投入1，6-二溴芘15.0g、苯基硼酸13.2g、四(三苯基膦)钯(0)〔Pd(PPh₃)₄〕1.9g、碳酸钠27.8g(自来水130mL)、甲苯、及四氢呋喃，在90℃使其反应7小时。冷却后，过滤反应溶液，用甲醇及自来水分别清洗得到的固体，用硅胶色谱(热甲苯)进行精制。用甲苯对浓缩得到的粗产物进行重结晶，进行减压干燥，结果得到了白色固体1，6-二苯基芘(11.8g)。

[3-溴-1，6-二苯基芘的合成]

在氩气气流下，投入1，6-二苯基芘11.8g、N-溴琥珀酰亚胺5.93g、及DMF，在60℃使其反应2天。冷却后，向反应溶液中加入自来水，过滤得到的晶体，并用自来水、甲醇、自来水进行清洗。对得到的固体再进行减压干燥，结果得到了白色固体3-溴-1，6-二苯基芘(8.60g)。

[化合物1的合成]

在氩气氛围下，加入3-溴-1，6-二苯基芘8.60g、1-萘基硼酸4.13g、四(三苯基膦)钯(0)〔Pd(PPh₃)₄〕0.462g、甲苯80mL、及2M碳酸钠水溶液40mL，在90℃使其反应7小时。冷却后，过滤反应溶液，并对得到的固体用甲醇、自来水进行清洗，用硅胶色谱进行精制，得到了6.73g的白色固体。

由质谱分析的结果可确认得到的白色固体为化合物1。

化合物1相对于分子量480.19，m/e＝480。

制造例2

按照下述路线图合成了化合物2。

【化19】

除了使用2-萘基硼酸代替1-萘基硼酸之外，与制造例1同样进行反应，合成了化合物2。

利用质谱分析进行化合物的鉴定，为相对于分子量480.19，m/e＝480。

制造例3

按照下述线路图合成了化合物3。

【化20】

除了使用9-菲基硼酸代替1-萘基硼酸之外，与制造例1同样进行反应，合成了化合物3。

利用质谱分析进行化合物3的鉴定，为相对于分子量530.20，m/e＝530。

制造例4

按照下述路线图合成了化合物4。

【化21】

在1，6-二苯基芘的合成中，使用1-萘基硼酸代替苯基硼酸，在化合物1的合成中，使用2-萘基硼酸代替1-萘基硼酸，除此之外，与制造例1同样进行反应，合成了化合物4。

利用质谱分析进行化合物4的鉴定，为相对于分子量580.22，m/e＝580。

制造例5

按照下述路线图合成了化合物5。

【化22】

除了使用9-菲基硼酸代替2-萘基硼酸之外，与制造例4同样进行反应，合成了化合物5。

利用质谱分析进行化合物5的鉴定，为相对于分子量630.23，m/e＝630。

制造例6

按照下述路线图合成了化合物6。

【化23】

在1，6-二苯基芘的合成中，使用2-联苯基硼酸代替苯基硼酸，除此之外，与制造例1同样进行反应，合成了化合物6。

利用质谱分析进行化合物6的鉴定，为相对于分子量632.25，m/e＝632。

制造例7

按照下述路线图合成了化合物7。

【化24】

除了使用2-萘基硼酸代替1-萘基硼酸之外，与制造例6同样进行反应，合成了化合物7。

利用质谱分析进行化合物7的鉴定，为相对于分子量632.25，m/e＝632。

制造例8

按照下述路线图合成了化合物8。

【化25】

除了使用9-菲基硼酸代替1-萘基硼酸之外，与制造例6同样进行反应，合成了化合物8。

利用质谱分析进行化合物8的鉴定，为相对于分子量682.27，m/e＝682。

制造例9

按照下述路线图合成了化合物9。

【化26】

除了使用2-联苯基硼酸代替1-萘基硼酸之外，与制造例6同样进行反应，合成了化合物9。

利用质谱分析进行化合物9的鉴定，为相对于分子量658.27，m/e＝658。

制造例10

按照下述路线图合成了化合物10。

【化27】

除了使用2-(9，9-二甲基芴基)硼酸代替1-萘基硼酸之外，与制造例6同样进行反应，合成了化合物10。

利用质谱分析进行化合物10的鉴定，为相对于分子量698.30，m/e＝698。

制造例11

按照下述路线图合成了化合物11。

【化28】

除了使用2-(9，9-二甲基芴基)硼酸代替1-萘基硼酸之外，与制造例1同样进行反应，合成了化合物11。

利用质谱分析进行化合物11的鉴定，为相对于分子量546.23，m/e＝546。

实施例1

在异丙醇中对25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极(阳极)的玻璃基板(GEOMATEC公司制)进行5分钟的超声波清洗后，进行了30分钟的UV臭氧清洗。将清洗后的带透明电极管线的玻璃基板安装到真空蒸镀装置的基板固定台上，首先在形成有透明电极管线的一侧的面上以覆盖透明电极的方式形成膜厚50nm的化合物A-1的膜，形成空穴注入层。接着A-1膜的成膜之后，在该A-1膜上形成膜厚45nm的化合物A-2的膜，形成空穴传输层。在该A-2膜上以膜厚20nm使制造例1制备的化合物1和化合物D-1按照20∶1的膜厚比进行成膜，并形成蓝色系发光层。在该膜上以膜厚30nm利用蒸镀形成下述结构的ET-1的膜作为电子传输层。然后，使LiF以膜厚1nm进行成膜。在该LiF膜上蒸镀150nm的金属Al并形成金属阴极，制作了有机EL元件。

【化29】

对于制作的有机EL元件，测定了电流密度10mA/cm²下的驱动时的电压、外部量子效率(EQE)、色度、及初期亮度500cd/m²下的半衰期寿命。测定方法示于以下。

结果示于表1。

色度CIE1931的x、y：利用分光放射亮度计(CS-1000、MINOLTA制)进行测定。

外部量子收率：对得到的有机EL元件通电流密度10mA/cm²的电流，用分光放射亮度计(CS 1000：MINOLTA制)对发光光谱进行测定，利用下述数式(1)算出外部量子收率。

【数1】

$E.Q.E.=\frac{N_P}{N_E}\×100$

$=\frac{\frac{(\mathrm{\π}/{10}^9)\∫\mathrm{\φ}\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{d\λ}}{\mathrm{hc}}}{\frac{J/10}{e}}\×100$

$=\frac{\frac{(\mathrm{\π}/{10}^9)\mathrm{\Σ}\left(\mathrm{\φ}\left(\mathrm{\λ}\right)\left(\mathrm{\λ}\right)\right)}{\mathrm{hc}}}{\frac{J/10}{e}}\×100(\%)$

数式(1)

N_P：光子数

N_E：电子数

π：圆周率＝3.1416

λ：波长(nm)

发光强度(W/sr·m²·nm)

h：普朗克常数＝6.63×10^-34(J·s)

c：光速＝3×10⁸(m/s)

J：电流密度(mA/cm²)

e：电荷＝1.6×10^-19(C)

实施例2～11及比较例1～4

作为发光层的主体及掺杂剂，分别使用表1示出的材料，除此以外，与实施例1同样制作有机EL元件并进行评价。

结果示于表1。

【化30】

[表1]

实施例12

在异丙醇中对25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极(阳极)的玻璃基板(GEOMATEC公司制)进行5分钟的超声波清洗后，进行了30分钟的UV臭氧清洗。将清洗后的带透明电极管线的玻璃基板安装到真空蒸镀装置的基板固定台上，首先，在形成有透明电极管线的一侧的面上以覆盖透明电极的方式形成膜厚50nm的化合物A-1的膜，形成了空穴注入层。接着A-1膜的成膜之后，在该A-1膜上形成膜厚45nm的化合物A-3的膜，形成了空穴传输层。在该A-3膜上以膜厚25nm使化合物1与化合物D-2按照20∶1的膜厚比进行成膜，形成了蓝色系发光层。在该膜上以膜厚25nm利用蒸镀形成下述结构的ET-2的膜作为电子传输层。之后，使LiF以膜厚1nm进行成膜。在该LiF膜上蒸镀150nm的金属Al，形成金属阴极，制作了有机EL元件。

【化31】

对于制作的有机EL元件，测定了电流密度10mA/cm²下的驱动时的电压、外部量子效率(EQE)、色度、及初期亮度500cd/m²下的半衰期寿命。结果示于表2。

实施例13～16及比较例5～6

作为发光层的主体及掺杂剂，除了分别使用表2示出的材料之外，与实施例12同样，制作了有机EL元件并进行评价。

结果示于表2。

[表2]

由表1、表2可知，使用本发明的芘衍生物作为发光层的主体材料时，与使用2取代芘时相比，从空穴传输层到发光层的空穴注入变得容易。因此，认为可以在更低电压下进行元件的驱动。

另外，可知在主体中使用了现有公知的芘衍生物、双芘衍生物的有机EL元件存在蓝色色度差的缺点，但如果使用本发明的化合物，则可以抑制色度的恶化。

进而可知，使用了本发明的芘衍生物作为发光层的主体材料的有机EL元件为长寿命。虽然认为同时实现高色纯度和长寿命为难的技术，但使用本发明的芘衍生物时可以实现。因此，本发明的化合物为能实现高蓝色纯度且长寿命的主体这样的目的的化合物。

如上所述，本发明的芘衍生物为并有低电压驱动、抑制色度恶化、长寿命化效果的蓝色有机EL元件中最佳的主体材料。

产业上的可利用性

本发明的芘衍生物可优选用作有机电致发光元件的主体材料。另外，本发明的有机电致发光元件作为壁挂电视的平面发光体、显示器的背照光等的光源是有用的。

上述虽然对几个本发明的实施方式及/或实施例进行详细说明，本领域技术人员在实质上不脱离本发明的新的启示及效果的基础上，可以容易地对这些例示的实施方式及/或实施例加以大量的变更。因此，这些大量的变更包含在本发明的范围内。

该说明书的记载的文献的内容全部援引于此。

Claims (11)

1.一种有机电致发光元件，其为在一对电极间夹持含有发光层的一层以上的有机化合物层的有机电致发光元件，

所述发光层含有下述式(1)所示的芘衍生物，且发光层中所述芘衍生物的含量为50～100重量％，

【化32】

式中，Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，

X₁～X₈分别独立地为氢原子、取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基、取代或无取代的烷基、或取代或无取代的环烷基，X₁～X₈中的至少1个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，

其中，Ar₁或Ar₂与作为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基的X₁～X₈不同。

2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，

X₁～X₈中的任一个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，且剩余的X₁～X₈全部为氢原子。

3.如权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其中，

X₂为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基，X₁及X₃～X₈为氢原子。

4.如权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的苯基。

5.如权利要求4所述的有机电致发光元件，其中，

所述取代或无取代的苯基为下述式(2)所示的取代基，

【化33】

式中，R₁～R₅分别独立地为氢原子或取代基，

R₁～R₅中的至少1个为取代或无取代的形成环的碳数6～30的芳基。

6.如权利要求5所述的有机电致发光元件，其中，

所述式(2)所示的取代基为取代或无取代的2-联苯基。

7.如权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的1-萘基。

8.如权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

Ar₁及Ar₂分别独立地为取代或无取代的菲基。

9.如权利要求1～8中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

所述发光层还含有掺杂剂。

10.如权利要求9所述的有机电致发光元件，其中，

所述掺杂剂为芳香族烃衍生物。

11.如权利要求9所述的有机电致发光元件，其中，

所述掺杂剂为胺系化合物。