專利名稱：菲咯啉衍生物化合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新的菲咯啉衍生物化合物及其制造方法。而且，本發(fā)明還涉及利用此的電子傳輸性材料、發(fā)光元件、發(fā)光器件及電子設備。更詳細地說，本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)良的電子傳輸性且不容易產(chǎn)生晶化，結果可以使元件持久耐用，因此適用于發(fā)光元件的新的菲咯啉衍生物化合物及其制造方法，并且還涉及利用此的電子傳輸性材料、發(fā)光元件、發(fā)光器件及電子設備。

背景技術：
近年來，對于利用發(fā)光有機化合物的稱作電致發(fā)光元件的發(fā)光元件的研究開發(fā)成為一個熱點。該發(fā)光元件也稱作有機EL元件，其基本結構如下在一對電極之間夾有包含發(fā)光有機化合物的層。通過將電壓施加到該元件中，電子及空穴分別從一對電極注入到包含發(fā)光有機化合物的層中，以使得電流流過。然后，通過這些載流子(電子及空穴)的重新結合，發(fā)光有機化合物產(chǎn)生激發(fā)態(tài)。發(fā)光是當該激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時發(fā)生的。
作為其具體的結構，典型的是圖12及圖13所示的結構。圖12所示的結構如下在金屬電極1即陰極和透明電極2即陽極之間層疊有熒光體薄膜(發(fā)光層)3及空穴傳輸層4，這種兩層結構。此外，圖13所示的結構如下在金屬電極1和透明電極2之間層疊有電子傳輸層5、發(fā)光層3及空穴傳輸層4，這種三層結構。在此，空穴傳輸層4具有兩種功能，即，使空穴容易從陽極注入的功能和阻擋電子的功能。電子傳輸層5具有使電子容易從陰極注入的功能。
在利用了該發(fā)光有機化合物的發(fā)光元件中，玻璃襯底6設置在透明電極2的與空穴傳輸層4相反一側，由從金屬電極1注入的電子和從透明電極2注入的空穴的重新結合而產(chǎn)生激子，該激子在輻射去活化的過程中發(fā)射光，該光通過透明電極2及玻璃襯底6發(fā)射到外部，以產(chǎn)生發(fā)光。由于具有這樣的機構，所述發(fā)光元件也稱作電流激發(fā)型的發(fā)光元件。注意，作為由有機化合物形成的激發(fā)態(tài)的種類，可以為單態(tài)激發(fā)態(tài)和三重態(tài)激發(fā)態(tài)，并且來自單態(tài)激發(fā)態(tài)的發(fā)光稱作熒光，來自三重態(tài)激發(fā)態(tài)的發(fā)光稱作磷光。
在該發(fā)光元件中，除了發(fā)光有機化合物當然用于發(fā)光層之外，具有適當性質的有機化合物也分別用于空穴傳輸層及電子傳輸層。例如，電子傳輸性有機化合物用于電子傳輸層，作為具有該性質的有機化合物，已提出了菲咯啉及其衍生物等的各種材料(參照專利文獻1)。
[專利文獻1]專利第3562652號公號 在這種情況下，本申請人努力研究開發(fā)使用了該發(fā)光有機化合物的發(fā)光元件，在該研究中，本發(fā)明人努力研究開發(fā)用于發(fā)光元件的各種有機化合物。


發(fā)明內(nèi)容
鑒于這種情況，本發(fā)明人著眼于菲咯啉衍生物的特性而調(diào)查其性質，結果發(fā)現(xiàn)菲咯啉衍生物具有優(yōu)良的電子傳輸性，可以提供初始特性優(yōu)良的元件。此外，還發(fā)現(xiàn)菲咯啉骨架本身具有大帶隙，所以還具有作為空穴阻擋層的優(yōu)良特性。
如上所述那樣，菲咯啉衍生物具有優(yōu)良特性。然而，根據(jù)本發(fā)明人的調(diào)查，已知的菲咯啉衍生物具有結晶性高的缺點，由此在元件中產(chǎn)生結晶化，結果使發(fā)光元件的壽命變短。本發(fā)明人經(jīng)過努力研究，開發(fā)出克服了上述缺點的新的菲咯啉衍生物，即，本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種克服了所述缺點的新的菲咯啉衍生物及其制造方法。換言之，本發(fā)明的目的在于提供一種新的菲咯啉衍生物及其制造方法，其中由于結晶性低所以元件中不容易產(chǎn)生晶化，因而使得發(fā)光元件的壽命可以變長。
此外，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光元件，其與已知的菲咯啉衍生物同樣具有優(yōu)良的電子傳輸性、優(yōu)良的初始特性，并且本發(fā)明還提供一種新的菲咯啉衍生物，其具有菲咯啉骨架及大帶隙，所以即使當用作空穴傳輸層或空穴阻擋層時，也具有優(yōu)良的特性。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種利用了具有該優(yōu)良特性的菲咯啉衍生物的電子傳輸性材料、發(fā)光元件、發(fā)光器件及電子設備。
本發(fā)明提供如上所述的解決了上述問題的新的菲咯啉衍生物化合物及其制造方法、以及利用此的電子傳輸性材料、發(fā)光元件、發(fā)光器件及電子設備。其中，所述新菲咯啉衍生物化合物表示為下述通式1。
通式1
注意，在通式1中，Ar1表示芳基，優(yōu)選為取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、或取代或未取代的菲基。
進一步，該新菲咯啉衍生物化合物更優(yōu)選為表示為下述通式2至6的任一種結構。
通式2
注意，在通式2中R11至R15表示氫、烷基或芳基。
通式3
通式4
注意，在通式3或4中，R21表示氫、烷基或芳基，R41、R42表示氫、烷基或芳基。
通式5
通式6
注意，在通式5或6中，R31、R32、R51、R52分別表示氫、烷基或芳基。
此外，本發(fā)明的新菲咯啉衍生物化合物的制造方法包括如下步驟使能夠形成預定的芳基的芳基鹵和Mg或BuLi起反應；之后，使此與4，7-二苯基-1，10-菲咯啉起反應；再之后，使此與水或醇起反應而生成1∶1的加合物；然后，用MnO2將所生成了的加合物脫離于與一位的氮和二位的碳結合的氫2原子。
并且，本發(fā)明的電子傳輸性材料由上述化合物構成。此外，本發(fā)明的發(fā)光元件具有含有上述化合物的層，該層優(yōu)選為發(fā)光層、電子傳輸層、或阻擋層。特別在形成發(fā)光層的情況下，優(yōu)選將如上所述的化合物用作發(fā)光層的主體，此時，除了發(fā)光性物質以外，也可以含有其他主體材料或用于將主體的激發(fā)能高效率地移動到發(fā)光性物質的第二物質。此外，本發(fā)明的發(fā)光器件及電子設備具備上述本發(fā)明的發(fā)光元件。
本發(fā)明的新菲咯啉衍生物化合物具有優(yōu)良的電子傳輸性、并且由于不容易產(chǎn)生晶化，而具有可以延長元件壽命的優(yōu)良特性，本發(fā)明的新菲咯啉衍生物化合物是適用于發(fā)光元件的新的化合物。本發(fā)明的新菲咯啉衍生物化合物的制造方法提供制造具有該優(yōu)良特性的化合物的方法。此外，本發(fā)明的新菲咯啉衍生物化合物由于具有如上所述的優(yōu)良特性，所以可以適用于電子傳輸性材料、發(fā)光元件、發(fā)光器件或電子設備。
特別是，當本發(fā)明的新菲咯啉衍生物化合物被用于發(fā)光元件時，由于具有菲咯啉骨架及大帶隙，所以當用作空穴傳輸層或空穴阻擋層時具有優(yōu)良的特性。此外，本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物優(yōu)選當形成發(fā)光層時用作發(fā)光層的主體，此時，除了發(fā)光性物質以外，也可以含有其他主體材料或用于將主體的激發(fā)能高效率地移動到發(fā)光性物質的第二物質。注意，發(fā)光層的主體指的是其本身不發(fā)光但相對于分散在其主體中的發(fā)光性物質高效率地注入載流子或供給激發(fā)能的物質。



圖1A至1C是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的疊層結構的圖； 圖2是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的與圖1A至1C不同方式的疊層結構的圖； 圖3是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的與圖1A至1C以及圖2不同方式的疊層結構的圖； 圖4A和4B是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的疊層結構的圖； 圖5是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的與圖4A和4B不同方式的疊層結構的圖； 圖6A至6E是表示本發(fā)明的電子設備的概略的圖； 圖7是表示使在實施例2中制造的NaBP及PBP成為膜狀態(tài)，然后測定此而得出的發(fā)光光譜； 圖8是測定使用了在實施例3中制造的PBP的發(fā)光元件而得出的電壓-亮度曲線； 圖9是測定使用了在實施例3中制造的PBP的發(fā)光元件而得出的發(fā)光光譜； 圖10是測定使用了在實施例3中制造的BCP的發(fā)光元件而得出的電壓-亮度曲線； 圖11是測定使用了在實施例3中制造的BCP的發(fā)光元件而得出的發(fā)光光譜； 圖12是表示常規(guī)技術的有機EL元件的疊層結構的圖； 圖13是表示在常規(guī)技術中與圖12不同的有機EL元件的疊層結構的圖。

具體實施例方式 下面，關于本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物及其制造方法、利用此的電子傳輸性材料、發(fā)光元件、發(fā)光器件及電子設備，將詳細地說明實施方式。然而，不用說，本發(fā)明不局限于這些方式而特定于權利要求書的記載范圍。
實施方式1 首先，下面將詳細地說明本發(fā)明的化合物的實施方式。本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物是新的化合物，其表示為下述通式1。注意，在通式1中，Ar1表示芳基，優(yōu)選為取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、或取代或未取代的菲基。
通式1
此外，該新的菲咯啉衍生物化合物更優(yōu)選為表示為下述通式2至6的任一種結構。
通式2
注意，在通式2中R11至R15表示氫、烷基或芳基。注意，烷基除了直鏈烷基以外，還可以為環(huán)狀烷基即環(huán)烷基。這一點不僅通式2中，下述通式3至6也是如此。
通式3
通式4
注意，在通式3或4中，R21表示氫、烷基或芳基，R41、R42表示氫、烷基或芳基。
通式5
通式6
注意，在通式5或6中，R31、R32、R51、R52分別表示氫、烷基或芳基。
此外，如下是按順序示例這些通式2至6的具體化合物。首先，作為用于該通式2的具體化合物例子，可以舉出如下2，4，7-三苯基-1，10-菲咯啉(結構式11)、2-(4-甲基苯基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式12)、4，7-二苯基-2-(2，4，6-三甲基苯基)-1，10-菲咯啉(結構式13)、2-(4-t-丁基苯基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式14)、2-(4-i-丙基苯基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式15)、以及2-(4-環(huán)己基苯基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式16)等，并且將這些順序表示為下述結構式11至16的結構式。
結構式11
結構式12
結構式13
結構式14
結構式15
結構式16
作為用于該通式2的具體化合物例子，可以舉出如下2-(4-苯基苯基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式17)、2-(2-苯基苯基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式18)、以及2-(3，5-二苯基苯基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式19)等，并且將這些順序表示為下述結構式17至19的結構式。
結構式17
結構式18
結構式19
接下來，作為用于通式3的具體化合物例子，可以舉出如下2-(2-萘基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式20)、2-[2-(6-t-丁基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式21)、2-[2-(6-甲基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式22)、以及2-[2-(6-苯基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式23)等，并且將這些順序表示為下述結構式20至23的結構式。
結構式20
結構式21
結構式22
結構式23
接下來，作為用于通式4的具體化合物例子，可以舉出如下2-(1-萘基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式24)、2-[1-(4-t-丁基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式25)、2-[1-(5-t-丁基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式26)、2-[1-(4-甲基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式27)、2-[1-(5-甲基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式28)、以及2-[1-(5-苯基)萘基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式29)等，并且將這些順序表示為如下述結構式24至29的結構式。
結構式24
結構式25
結構式26
結構式27
結構式28
結構式29
接下來，作為用于通式5的具體化合物例子，可以舉出如下2-(9-菲基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式30)、2-[9-(3-t-丁基)菲基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式31)、2-[9-(3-甲基)菲基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式32)、2-[9-(7-t-丁基)菲基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式33)、2-[9-(3-苯基)菲基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式34)、2-[9-(7-苯基)菲基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式35)、以及2-[9-(7-甲基)菲基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式36)等，并且將這些順序表示為如下述結構式30至36的結構式。
結構式30
結構式31
結構式32
結構式33
結構式34
結構式35
結構式36
最后，作為用于通式6的具體化合物例子，可以舉出如下2-(9-蒽基)-4，7，二苯基-1，10-菲咯啉(結構式37)、2-[9-(2-t-丁基)蒽基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式38)、2-[9-(2-甲基)蒽基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式39)、2-[9-(10-甲基)蒽基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式40)、以及2-[9-(10-苯基)蒽基]-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(結構式41)等，并且將這些順序表示為如下述結構式37至41的結構式。
結構式37
結構式38
結構式39
結構式40
結構式41
實施方式2 接著本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物的實施方式之后，將詳細地說明其制造方法的實施方式。本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物可以通過進行如下合成反應而制造。首先，通過使可以形成符合條件的芳基的芳基鹵和Mg或n-BuLi(n-丁基鋰)或t-BuLi(t-丁基鋰)起反應，以形成對應的有機金屬化合物。
使該有機金屬化合物和在4位和7位中具有苯基的4，7-二苯基-1，10-菲咯啉起反應，然后使獲得的物質與質子源例如水或醇等起反應，以生成中間物的1∶1加合物。接著，在對于CH2Cl2(二氯甲烷)等的氧化穩(wěn)定的溶媒中使用MnO2氧化生成了的加合物，以脫離結合于1位的氮的氫和結合于2位的碳的氫，從而制造本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物。下述反應式1表示其反應步驟。
反應式1
制造時的反應條件只要生成中間物及最終物質的雙方就沒有特別的限定。例如，關于壓力，在減壓至加壓的任何狀態(tài)下都可以，但是從安全方面及操作性的觀點來看，優(yōu)選在大氣壓下進行反應。關于反應溫度沒有特別的限定，但是在反應速度的觀點上優(yōu)選在加熱回流下進行反應。此外，作為使用的反應工具(結構)可以使用各種工具而沒有特別的限定，例如可以舉出茄子型燒瓶、圓形燒瓶或三角燒瓶等。此外，作為工具的材料也可以使用各種材料而沒有特別的限定，例如可以舉出玻璃、不銹鋼或陶瓷等。
通過上述步驟制造的本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物如上所述具有優(yōu)良的電子傳輸性，并且由于不容易產(chǎn)生晶化而具有可以延長元件壽命的優(yōu)良特性。因此，本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物可以適用于電子傳輸性材料或有機EL元件。進一步，當用于發(fā)光元件時，由于具有菲咯啉骨架和大帶隙，所以可以作為電子傳輸層或空穴阻擋層發(fā)揮優(yōu)良特性。
實施方式3 接下來，詳細地說明本發(fā)明的發(fā)光元件的實施方式。本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物可以適用于與圖12所示的單層結構的常規(guī)發(fā)光元件相同的結構，但是本發(fā)明的發(fā)光元件優(yōu)選采用如圖1至3所示的在一對電極之間層疊多個層的結構。該多個層是通過組合由載流子注入性高的物質或載流子傳輸性高的物質構成的層而層疊的層，以便在遠離電極的位置上形成發(fā)光區(qū)域，也就是說，在遠離電極的位置上實現(xiàn)載流子的重新結合。首先，參照圖1A將說明該發(fā)光元件的方式。
在圖1所示的方式中，發(fā)光元件由第一電極102、順序疊層在第一電極102上的第一層103、第二層104、第三層105、第四層106、以及形成在其上的第二電極107構成。注意，在該圖1中，將第一電極102作為陽極并將第二電極107作為陰極而進行說明。襯底101用作發(fā)光元件的支撐體，例如可以使用玻璃或塑料等。注意，只要在制造步驟中起到發(fā)光元件的支撐體的作用，就可以使用除此以外的材料。
作為第一電極102，優(yōu)選使用功函數(shù)高(具體地是4.0eV或更高)的金屬、合金、導電性化合物及這些的混合物等。具體地說，例如可以舉出氧化銦錫(ITOIndium Tin Oxide)、含有硅的氧化銦錫、混合有2至20wt％的氧化鋅(Ze)的IZO(Indium Zinc Oxide)、含有0.5至5wt％的氧化鎢和0.1至1wt％的氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。
這些導電性金屬氧化物膜通常通過濺射法形成，然而應用溶膠-凝膠法等而制作也沒有問題。另外，可以舉出金(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(例如，氮化鈦TiN)等。
第一層103含有空穴注入性高的物質，可以使用氧化鉬(MoOx)、氧化釩(VOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錳(MnOx)等。另外，可以由酞菁系化合物例如酞菁(H2Pc)和酞菁銅(CuPC)等、或高分子等例如聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等而形成第一層103。
此外，將由有機化合物和無機化合物復合而構成的復合材料用于第一層103。尤其是含有有機化合物和對于有機化合物顯示電子接受性的無機化合物的復合材料具有優(yōu)良的空穴注入性、空穴傳輸性，這是因為在復合材料中的有機化合物和無機化合物之間授受電子，所以載流子密度增高的緣故。在此情況下，作為有機化合物，優(yōu)選在空穴傳輸性上優(yōu)越的物質。具體地說，優(yōu)選為芳香胺系的有機化合物或卡唑系的有機化合物。
作為無機化合物，只要是對于有機化合物顯示電子接受性的物質即可，具體地說，優(yōu)選為過渡金屬的氧化物。例如，可以使用金屬氧化物，例如氧化鈦(TiOx)、氧化釩(VOx)、氧化鉬(MoOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錸(ReOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鉻(CrOx)、氧化鋯(ZrOx)、氧化鉿(HfOx)、氧化鉭(TaOx)、氧化銀(AgOx)、氧化錳(MnOx)等。在將由有機化合物和無機化合物復合而構成的復合材料用于第一層103，由于可以與第一電極102歐姆接觸，所以可以與功函數(shù)無關地選擇形成第一電極102的材料。
作為形成第二層104的物質，優(yōu)選為空穴傳輸性高的物質，具體地為芳香胺系(即，具有苯環(huán)-氮鍵的物質)的化合物。例如，可以舉出以下物質，這些物質主要具有10-6cm2/Vs或更高的空穴遷移度。然而，只要是空穴傳輸性比電子傳輸性高的物質，就可以使用除了這些以外的物質。注意，第二層104除了單層以外，還可以為上述物質的混合層、或層疊兩層或更多層的疊層。
作為廣泛應用于該物質的材料，可以舉出4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]聯(lián)苯、其衍生物即4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺]聯(lián)苯(以下稱為NPB)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-胺)三苯胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]三苯胺等的星爆型芳香胺化合物。
第三層105是含有發(fā)光性物質的層。與本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物一起使用發(fā)光性物質而可以形成發(fā)光元件。在此情況下，通過將本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物用作發(fā)光層的主體而發(fā)揮特別優(yōu)良的功能。對于將本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物用于發(fā)光層時的發(fā)光性物質沒有特別的限制，其可以使用各種物質。
作為所述發(fā)光性物質，可以舉出香豆素衍生物如香豆素6或香豆素545T等；喹吖啶酮衍生物如N’N-二甲基喹吖啶酮或N’N-二苯喹吖啶酮；吖啶酮衍生物如N-苯基吖啶酮或N-甲基吖啶酮等；縮合芳香化合物如2-t-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(t-BuDNA)、9，10-二苯基蒽、2，5，8，11-四-t-丁基二苯嵌苯、紅熒烯等；吡喃衍生物如4-二氰基亞甲基-2-[p-(二甲胺基)苯乙烯基]6-甲基-4H-吡喃等；以及胺衍生物如4-(2，2-二苯基乙烯)三苯胺等。
這些發(fā)光性物質是發(fā)射熒光的，另外，本發(fā)明還可以使用發(fā)射磷光的磷光發(fā)光性物質。例如，可以舉出如下物質銥絡合物如雙{2-(p-三)吡啶醇)(乙酰丙酮)銥(III)、雙{2-(2’-苯并噻吩)吡啶醇}(乙酰丙酮)銥(III)、雙{2-(4、6-二氟苯基)吡啶醇}甲基吡啶銥(III)等；鉑絡合物如2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉-鉑絡合物等；以及稀土類絡合物如4，7-二苯基-1，10-菲咯啉-三(2-苯硫基三氟丙酮)銪(III)等。
此外，當使用該發(fā)光性物質時，可以一起使用CBP等的第二主體材料。對于該一起使用的第二主體材料沒有特別的限制，而可以使用各種物質，例如可以舉出如下物質CBP；4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺]聯(lián)苯(NPB)；三(8-喹啉醇合)鋁(Alq)等。
作為形成第四層106的物質，優(yōu)選使用電子傳輸性高的物質。例如，可以舉出如下金屬絡合物三(8-喹啉醇合)鋁(簡稱為Alq)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)鋁(簡稱為Almq3)、雙(2-甲基-8-喹啉醇合)(4-羥基-聯(lián)苯基)鋁(簡稱為BAlq)、三(8-羥基喹啉)鎵(簡稱為Gaq3)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基酚)鎵(簡稱為BGaq)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉醇合)鈹(簡稱為BeBq2)、雙[2-(2’-羥苯基)苯并唑醇合]鋅(簡稱為Zn(BOX)2)、以及雙[2-(2’-羥苯基)苯并噻唑醇合]鋅(簡稱為Zn(BTZ)2)等。
此外，除了金屬絡合物外，還可以使用2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-tert-丁基苯基)-1，3，4-二唑(簡稱為PBD)、1，3-雙[5-(p-tert-丁基苯基)-1，3，4-二唑-2-基]苯(簡稱為OXD-7)、3-(4-tert-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱為TAZ)、3-(4-tert-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱為p-EtTAZ)、以及紅菲咯啉(簡稱為BPhen)和浴銅靈(簡稱為BCP)等。
本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物由于在該電子傳輸性上具有優(yōu)越性，所以當用作電子傳輸性材料時，可以適用于第四層106。注意，第四層106除了單層以外，還可以為混合層或層疊兩層或更多層的疊層。例如，也可以為層疊兩層或更多層的含有本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物的層和含有其他電子傳輸性材料的層的疊層。
作為形成第二電極107的物質，可以使用功函數(shù)低(功函數(shù)3.8或更低)的金屬、合金、導電性化合物及這些的混合物等。作為這種陰極材料的具體例子，可以舉出屬于元素周期表第一族或第二族的元素，即堿金屬如鋰(Li)和銫(Cs)等、堿土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)等、含有所述屬于元素周期表第一族或第二族的元素的合金(MgAg、AlLi)、稀土金屬如銪(Eu)、鐿(Yb)等、以及含有這些的合金等。
此外，形成第二電極107的物質不局限于如上所述的物質，通過將具有促進電子注入功能的層設置在第二電極107和第四層106之間，不管功函數(shù)的高低而可以使用各種導電性材料如Al、Ag、ITO、含有硅的ITO等作為第二電極107?？梢詫A金屬或堿土金屬的化合物如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)等用作所述具有促進電子注入功能的層。
此外，還可以將堿金屬或堿土金屬含于由具有電子傳輸性的物質構成的層中而用作具有促進電子注入功能的層。作為所述具有電子傳輸性的物質，可以使用如上所述的電子傳輸性高的物質。例如，可以將鎂(Mg)或鋰(Li)含于Alq中或本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物中等而用作具有促進電子注入功能的層。
當形成如上所述的包括電極的各個層時，可以使用各種形成膜的方法而沒有特別的限制，例如可以使用噴墨法、印刷法、蒸發(fā)淀積法或旋涂法等。注意，當然可以對于每一包括電極的各個層分別使用不同的形成膜的方法而形成這些各個層。
在具有上述結構的本發(fā)明發(fā)光元件中，電勢差產(chǎn)生在第一電極102和第二電極107之間而使得電流流動，從而空穴和電子在含有發(fā)光性物質的層即第三層105中重新結合，以實現(xiàn)發(fā)光。換言之，本發(fā)明的發(fā)光元件具有發(fā)光區(qū)域形成在第三層105中的結構。該光穿過第一電極102和第二電極107的任一方或雙方向外部發(fā)射。因此，第一電極102和第三電極107的任一方或雙方由透光性的物質構成。
在僅僅第一電極102由透光性的物質構成的情況下，如圖1A所示那樣，光通過第一電極102從襯底一側發(fā)出。此外，與此相反，在僅僅第二電極107由透光性的物質構成的情況下，如圖1B所示那樣，光通過第二電極107從與襯底相反一側發(fā)出。此外，在第一電極102及第二電極107都由透光性的物質構成的情況下，如圖1C所示那樣，光通過第一電極102及第二電極107從襯底一側及與襯底相反一側的雙側發(fā)出。
注意，設置在第一電極102和第二電極107之間的層結構不局限定于上述結構。只要是空穴和電子重新結合的發(fā)光區(qū)域位于遠離第一電極102及第二電極107的位置，以便抑制由發(fā)光區(qū)域和金屬接近而產(chǎn)生的光猝滅，就可以采用上述以外的結構。
也就是說，本發(fā)明的發(fā)光元件中的疊層結構沒有特別的限定，可以自由組合含有本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物的層和由如下材料構成的層而構成，所述材料是電子傳輸性高的物質、空穴傳輸性高的物質、電子注入性高的物質、空穴注入性高的物質、雙極性(電子及空穴傳輸性高)的物質、或空穴阻擋材料等。例如，如圖3所示那樣，也可以在第三層105和第四層106之間設置空穴阻擋層108。本發(fā)明的菲咯啉衍生物由于具有大的帶隙，所以可以用作空穴阻擋材料。
圖2所示的發(fā)光元件的結構如下在用作陰極的第一電極302上順序疊層有由電子傳輸性高的物質構成的第一層303、含有發(fā)光性物質的第二層304、由空穴傳輸性高的物質構成的第三層305、由空穴注入性高的物質構成的第四層306、以及用作陽極的第二電極307。注意，在此301是襯底。
在圖1至圖3所示的本實施方式中，在由玻璃、塑料等構成的襯底上制造發(fā)光元件。通過在一個襯底上制造多個這種發(fā)光元件，可以制造無源型發(fā)光器件。此外，也可以在由玻璃、塑料等構成的襯底上例如形成薄膜晶體管(TFT)，并且在電連接于TFT的電極上制造發(fā)光元件。
由此，可以制造用TFT控制發(fā)光元件的驅動的有源矩陣型發(fā)光器件。注意，在本發(fā)明的發(fā)光器件中，TFT的結構沒有特別的限制。既可為交錯型TFT，又可為反交錯型TFT。此外，形成在TFT陳列襯底上的驅動電路既可由N型及P型TFT構成，又可由N型及P型TFT的任一方構成。
實施方式4 在實施方式4中，接著發(fā)光元件的實施方式示出包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件。在本實施方式中，對于在其像素部分包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件將參照圖4A和4B進行說明。圖4A是表示發(fā)光器件的俯視圖，并且圖4B是沿著圖4A的線A-A′和線B-B′切斷的截面圖。在所述附圖中，由虛線表示的601表示驅動電路區(qū)域(源驅動電路)；602表示像素部分；603表示驅動電路區(qū)域(柵驅動電路)。并且，604表示密封襯底；605表示密封劑，由密封劑605圍繞的部分是空間607。此外，在該圖4中，導線608是一種布線，其用于傳輸輸入到源驅動電路601和柵驅動電路603的信號，以及接收來自外部輸入終端FPC(柔性印刷電路)609的視頻信號、時鐘信號、起始信號、復位信號等。注意，在該圖中雖然僅示出了FPC，但是FPC可以配有印刷線路板(PWB)。在本說明書中的發(fā)光器件除了發(fā)光器件本身以外，還包括裝配了FPC或PWB的發(fā)光器件。
接下來，將參照圖4B說明截面結構。驅動電路區(qū)域和像素部分形成在元件襯底610上。在此，示出了驅動電路區(qū)域的源驅動電路601和像素部分602中的一個像素。注意，所述圖示了的源驅動電路601由組合N溝道型TFT623和P溝道型TFT而成的CMOS電路形成，然而形成該驅動電路的TFT可以使用PMOS電路或NMOS電路來形成，而不局限于所述CMOS電路。再者，在本實施方式中，將示出一種驅動電路形成在襯底上的集成型驅動器，但是這不是必須的，并且驅動電路可以在襯底上之外形成。
像素部分602由多個像素形成，每個像素包括開關TFT611、電流控制TFT612、和電連接到該電流控制TFT612的漏極的第一電極613，并且覆蓋所述第一電極613的邊端地形成有絕緣物614。作為該絕緣物614，可以使用由感光性的光而變得不溶解于蝕刻劑的負型或者由光而變得溶解于蝕刻劑的正型中的任何一個，然而，在此使用正型感光性的丙烯酸樹脂薄膜形成絕緣物614。
此外，為了形成良好的膜，優(yōu)選使絕緣物614的上端部分或下端部分形成為具有曲率的曲面。例如，在使用正型感光性丙烯酸作為絕緣物614的材料的情況下，絕緣物614優(yōu)選形成為僅在其上端部分具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。
包含發(fā)光性物質的層616和第二電極617形成在第一電極613上。在此，在本實施方式中優(yōu)選使用功函數(shù)高的材料作為用作陽極的第一電極613的材料。例如，可以使用ITO膜、含硅的氧化銦錫膜、含2wt％至20wt％氧化鋅的氧化銦膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、鋅膜或鉑膜等的單層膜；氮化鈦膜和以鋁為主要成分的膜的疊層膜；或者氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜和另一個氮化鈦膜的三層結構膜等。注意，當?shù)谝浑姌O613為疊層結構時，作為布線其可以具有低電阻并實現(xiàn)良好的歐姆接觸。
此外，含發(fā)光性物質的層616含有實施方式1所示的本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物。本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物具有優(yōu)良的電子傳輸性，并且不容易產(chǎn)生晶化。因此，通過具有含有本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物的層，可以得到持久耐用的發(fā)光器件。再者，可以使用多種材料作為與在實施方式1中所示的本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物組合而使用的材料，該材料可以是低分子系材料、中分子系材料(含低聚物、樹狀聚合物)或者高分子系材料。
此外，作為在含發(fā)光性物質的層616上形成的第二電極(陰極)617的材料，優(yōu)選使用功函數(shù)低的材料(Al、Ag、Li、Ca、或其合金的MgAg、MgIn、AlLi和其化合物的CaF2、Li2O、LiF等)。注意，使在含發(fā)光性物質的層616中產(chǎn)生的光透過第二電極617的情況下，優(yōu)選使用膜厚度薄的金屬薄膜和透明導電膜(ITO、含2wt％至20wt％的氧化鋅的氧化銦、含硅的銦錫氧化物、氧化鋅(ZnO)等)的疊層膜作為第二電極617(陰極)。再者，在本實施方式中，采用如下結構密封襯底604和元件襯底610由密封劑605貼合，因此發(fā)光元件618位于由元件襯底610、密封襯底604和密封劑605圍繞的空間607中。注意，所述空間607中既可填充有惰性氣體(氮、氬等)又可填充有密封劑605。作為填充空間607中的材料可以使用各種物質，而沒有特別的限制。
作為所述密封劑605，優(yōu)選盡可能不穿過水分和氧氣的材料，優(yōu)選使用環(huán)氧基樹脂。此外，作為密封襯底604，除了玻璃襯底和石英襯底外，還可以使用由FRP(玻璃纖維增強塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯薄膜(mylar)、聚酯或丙烯酸等構成的塑料襯底。如上所述，可以得到一種包括本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光器件。
在上述實施方式中，作為本發(fā)明的發(fā)光器件，說明了一種有源矩陣發(fā)光器件，其發(fā)光元件的驅動是由晶體管控制的。但是本發(fā)明的發(fā)光器件不局限于此，也可以為一種無源型發(fā)光器件，其中驅動發(fā)光元件而沒有特別提供驅動元件如晶體管等。圖5是按照本發(fā)明制造的一種無源型發(fā)光器件的透視圖。在圖5中，在襯底951之上且電極952和電極956之間設置有含發(fā)光性物質的層955。電極952的端部被絕緣層953覆蓋。
在所述絕緣層953上設置有隔斷層954。隔斷層954的側壁具有如下斜度一個側壁和另一側壁之間的距離沿著朝向襯底表面的方向變小。也就是說，隔斷層954在短邊方向的截面為不等邊四邊形，其底邊(和絕緣層953的表面方向相同方向的邊，其與絕緣層953互相接觸)短于上邊(和絕緣層953的表面方向相同方向的邊，其與絕緣層953不相接觸)。通過這樣設置隔斷層954，可以防止由靜電等引起的發(fā)光元件的缺陷。此外，在該無源型發(fā)光器件中，通過包括可以在低驅動電壓下工作的本發(fā)明的發(fā)光元件，可以低耗電量驅動。
實施方式5 最后，將示出本發(fā)明的多種電子設備的實施方式。所述電子設備都具有使用了本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件。作為使用了本發(fā)明發(fā)光元件的本發(fā)明的電子設備，可以舉出攝像機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器(goggle type display)、導航系統(tǒng)、聲頻再現(xiàn)器件(例如，汽車音響、音響組件等)、個人計算機、游戲機、攜帶式信息終端(例如，便攜式計算機、移動式電話、攜帶式游戲機、電子圖書等)、具有記錄介質的圖像再現(xiàn)裝置(具體的，具備用于再現(xiàn)記錄介質如數(shù)字通用光盤(DVD)等并顯示該圖像的顯示器的裝置)等。圖6A至圖6E示出了這些電子設備。所述圖6A示出了本發(fā)明的電視機，其包括外殼9101、支撐基座9102、顯示區(qū)9103、揚聲器部分9104、視頻輸入終端9105等。所述本發(fā)明的電視機是通過將包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件用于其顯示區(qū)9103來制造的。通過使用本發(fā)明發(fā)光器件，可以得到一種具有持久耐用的顯示區(qū)的本發(fā)明的電視機。所述電視機包括用于計算機、電視廣播的接收、廣告的顯示等所有的信息顯示器件。
圖6B示出了本發(fā)明的計算機，其包括主體9201、外殼9202、顯示區(qū)9203、鍵盤9204、外部連接口9205、鼠標9206等。所述本發(fā)明的計算機是通過將包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件用于其顯示區(qū)9203來制造的。通過使用本發(fā)明的發(fā)光器件，可以得到一種具有持久耐用的顯示區(qū)的計算機。
圖6C示出了本發(fā)明的護目鏡顯示器，其包括主體9301、顯示區(qū)9302、支架部分9303。所述本發(fā)明的護目鏡顯示器是通過將包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件用于其顯示區(qū)9302來制造的。通過使用本發(fā)明的發(fā)光器件，可以得到一種具有持久耐用的顯示區(qū)的護目鏡顯示器。圖6D示出了本發(fā)明的移動式電話，其包括主體9401、外殼9402、顯示區(qū)9403、聲頻輸入部分9404、聲頻輸出部分9405、操作鍵9406、外部連接區(qū)9407、天線9408等。本發(fā)明的移動式電話是通過將包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件用于顯示區(qū)9403來制造的。通過使用本發(fā)明的發(fā)光器件，可以得到一種具有持久耐用的顯示區(qū)的移動式電話。注意，在顯示區(qū)9403中，通過在黑色的背景中顯示白色的文字來可以抑制移動式電話耗費的電力。
圖6E示出了本發(fā)明的影像拍攝裝置，其包括主體9501、顯示區(qū)9502、外殼9503、外部連接口9504、遙控器接收部分9505、圖像接收部分9506、電池9507、聲頻輸入部分9508、操作鍵9509、目鏡部分9510等。本發(fā)明的影像拍攝裝置是通過將包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件用于其顯示區(qū)9502來制造的。通過使用本發(fā)明的發(fā)光器件，可以得到一種具有持久耐用的顯示區(qū)的影像拍攝裝置。
如上所述，包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件的適用范圍很廣，所以所述發(fā)光器件可以被用于各種領域的電子設備。本發(fā)明的電子設備是適用了所述發(fā)光器件的電子設備。通過使用包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件，可以提供具有持久耐用的顯示區(qū)的電子設備。
實施例1 下面將說明本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物的制造方法的實施例。然而，本發(fā)明當然特定于權利要求書的記載范圍而不局限于該實施例。注意，在該實施例1中制造的菲咯啉衍生物化合物為三個物質。這三個物質表示為通式2、通式3及通式5，下面將順序詳細地說明制造例1至3。
[制造例1]用通式2表示的化合物的制造例 下面，將具體地說明4，7-二苯基-2-(2，4，6-三甲基苯基)-1，10-菲咯啉(以下簡稱為TMPBP)的制造方法。在氮氣氛下，將2，4，6-三甲基苯基溴化鎂(奧爾德里奇(Aldrich Chemical Company)制造、1.0M、30mL)加入到4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(東京化工公司制造、2.0g、6.02mmol)的干燥四氫呋喃(以下簡稱為THF)懸浮液(大約20mL)中而開始反應，然后將反應混合物加熱回流24小時。
接著，將反應溶液的溫度降到室溫，加上1N鹽酸而使其成為酸性，用乙酸乙酯進行抽出，用硫酸鎂干燥有機層，然后進行過濾和濃縮。將殘渣溶解于氯仿中，將該溶液加入到硅膠(大約300mL)，用氯仿洗凈該硅膠，之后將甲醇加入到洗凈后的硅膠中而攪拌，并進行過濾。濃縮獲得了的甲醇溶液，將其殘渣溶解于二氯甲烷(大約100mL)。將二氧化錳(西格瑪制造、20g)加入到該溶液中，在室溫下攪拌30分鐘以過濾、濃縮反應混合物，用氯仿-乙酸乙酯使其殘渣再結晶，從而以收率76％獲得了TMPBP。
用NMR測定獲得了的化合物而得出的光譜數(shù)據(jù)如下。1HNMR(300MHz、CDCl3)σ9.25(d、1H、J＝5Hz)、7.89(dd、2H、J＝13.6Hz)、7.45-7.60(m、12H)、7.26(s、1H)、6.96(s、1H)、2.35(s、3H)、2.16(s、6H)。注意，在該制造例中調(diào)制的TMPBP的結構式及其合成反應式為如下反應式2所示。
反應式2
[制造例2]用通式3表示的化合物的制造例 下面，將具體地說明2-(2-萘基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(以下簡稱為NaBP)的制造方法。在氮氣氛下，將2-溴萘(東京化工公司制造、12.4g、60mmol)干燥THF溶液慢慢地滴入到鎂(岸田化學公司制造、1.46g、60mmol)和干燥THF的混合物中。在滴入結束后，進行兩小時的加熱回流，將獲得了的溶液加入到4，7-二苯基-1，10-菲咯啉的THF溶液中，然后進行24小時的加熱回流了。與制造例1的制造TMPBP時同樣地進行之后的精制，從而以收率29％獲得了NaBP。
用NMR測定獲得了的化合物而得出的光譜數(shù)據(jù)如下。1HNMR(300MHz、CDCl3)σ9.31(d、1H、J＝4Hz)、8.86(s、1H)、8.59(dd、1H、J＝2.9Hz)、8.22(s、1H)、7.45-8.08(m、18H)13C NMR(75MHz、CDCl3)σ171.1、156.7、149.9、149.3、148.5、147.0、146.9、138.4、138.1、137.0、133.9、133.5、129.7、129.0、128.6、128.5、128.4、127.7、127.5、126.8、126.6、126.2、125.5、123.9、123.8、123.3、121.3。
注意3在該制造例中調(diào)制的NaBP的結構式及其合成反應式為如下反應式3所示。
反應式3
[制造例3]用通式5表示的化合物的制造例 下面，將具體地說明2-(9-菲基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(以下簡稱為PBP)的制造方法。在零下78℃下將n-丁鋰(關東化學公司制造、1.58N己烷溶液、17mL、27mmol)滴入到9-溴菲(東京化成公司制造、7.0g、27mmol)的干燥二乙醚(以下簡稱為醚)懸浮液(100mL)中，在滴入結束后在0℃下攪拌1小時。
接著，在0℃下將獲得了的反應混合物加入到4，7-二苯基-1，10-菲咯啉的干燥醚懸浮液(100mL)中，攪拌3小時后加上水(大約25mL)，然后用二氯甲烷進行抽出。在用硫酸鎂干燥有機層后，進行過濾、濃縮，在使殘渣吸附到硅膠中后，用氯仿洗凈該硅膠。然后，用甲醇和丙酮抽出硅膠，蒸餾出甲醇和丙酮，通過用氯仿-甲醇使殘渣再結晶，以得到了5.94g的PBP。
用NMR測定獲得了的化合物而得出的光譜數(shù)據(jù)如下。1HNMR(300MHz、CDCl3)σ9.25(d、2H、J＝2.9Hz)、8.77(2d、2H、J＝16Hz)、8.23(d、1H、J＝8Hz)、8.18(s、1H)、7.45-8.05(m、19H)13C NMR(75MHz、CDCl3)σ158.9、149.9、148.4、147.0、146.9、138.0、137.7、131.5、130.8、130.5、129.8、129.7、129.4、129.2、128.6、128.5、128.4、127.0、126.74、126.71、126.7、126.4、125.5、125.3、124.0、123.9、123.4、122.9、122.5。
注意，在該制造例中調(diào)制的PBP的結構式及其合成反應式為如下反應式4所示。
反應式4
實施例2 在本實施例中，對于實施例1中所制造的本發(fā)明的菲咯啉衍生物化合物進行作為電子傳輸性材料的功能評價試驗，并表示其結果。注意，當然不用說本發(fā)明不局限于在本實施例2中進行的對在實施例1的制造例1至3中獲得了的TMPBP、NaBP、及PBP的作為電子傳輸性材料的功能評價試驗及其結果，而特定于權力要求書的記載范圍。
對于在所述制造例1至3中制造的三個菲咯啉衍生物化合物，用循環(huán)伏案法(以下簡稱為CV)測定其氧化還原電位。其測定條件如下使用N，N-二甲基甲酰胺作為溶劑；使用高氯酸四丁基銨作為支持電解質(supporting electrolyte)；掃描速度為0.1V/s。注意，此時使用Ag作為參照電極。其測定結果為如下表1中所示。
[表1] 菲咯啉衍生物化合物的還原電位 根據(jù)該表1所示的結果，觀測到在三個制造例中制造的每個化合物具有基于一電子還原的高峰。還知道了即使反復重復在其CV測定中的還原/氧化循環(huán)200次，該還原高峰強度也幾乎不減少。由此可以說，本發(fā)明的化合物對于還原反應具有可逆性。
此外，對于在所述制造例中制造的化合物，使用光電子光譜儀器(理研計器公司制造的AC-2)及紫外可見分光光度計(日本分光公司制造的V550)測定了在膜狀態(tài)下的HOMO能級、LUMO能級。其結果為如下表2中所示。注意，還測定了BCP(浴銅靈)作為比較對象，其數(shù)據(jù)也一起表示在表2中。
[表2] 菲咯啉衍生物化合物的HOMO能級、LUMO能級 根據(jù)該表2所示的結果，與在制造例2中制造的NaBP相比，在制造例3中制造的PBP的HOMO能級在正方向上為大，可以推測這是由于萘和菲骨架的空穴注入性的差別而引起的。PBP的HOMO能級比BCP的HOMO能級在正方向上大很多。由此可以說與向BCP的空穴注入相比，向PBP的空穴注入更加容易。雖然關于帶隙，NaBP和PBP都比BCP小，但是具有足夠作為藍色發(fā)光層的主體的大小。
這些NaBP和PBP的單層膜在長期觀測中被確認到?jīng)]有發(fā)生晶化，并且與BCP相比可以大幅度地抑制結晶性。再者，圖7示出了對這些膜狀態(tài)的NaBP、PBP進行測定而得出了的發(fā)光光譜。由該觀測結果可見，NaBP及PBP分別在422nm及425nm中具有最大限度的發(fā)光，并發(fā)射深藍色的光。
實施例3 在本實施例中，使用在實施例1中的制造例3制造的PBP制造發(fā)光元件，并且評價該元件的特性。注意，制造用BCP代替PBP的發(fā)光元件作為比較對象，對此也進行了相同的評價。在形成在玻璃襯底上的ITO膜上，使用真空蒸發(fā)淀積法順序淀積作為空穴注入材料的銅酞菁、作為空穴傳輸材料的N，N’-二-(2-螺環(huán)芴基(spiro fluorenyl)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺(BSPB)。這些膜的厚度分別為20nm及40nm。
接著，在該疊層膜上，以膜厚30nm共同蒸發(fā)淀積了PBP、4，4’-二(N-咔唑)-聯(lián)苯(CBP)、2-t-丁基-9，10-二-(2-萘基)蒽(t-BuDNA)。注意，在該共同蒸發(fā)淀積中，PBP、CBP、t-BuDNA這三者的重量比為1∶1∶1。在該共同蒸發(fā)淀積膜上疊層30nm的作為電子傳輸性材料的Alq，在其上淀積作為電子注入材料的CaF2，然后淀積Al電極，以完成發(fā)光元件的制作。
為了評價該元件的特性而測定電壓和亮度的關系，并且其結果表示為圖8的電壓-亮度曲線。根據(jù)該結果得知，發(fā)光從4.8V附近開始，施加10V時的亮度為600cd/m2。再者，還測定了發(fā)光光譜，其結果表示為圖9。根據(jù)該結果可以確認到，最大限度的發(fā)光為450nm，并發(fā)射藍色光。注意，在1000cd/m2中的電流效率為1.48cd/A，并且當用亮度色度計(TOPCON公司制造的BM-5A)測定時，作為CIE色品坐標，x值為0.16、y值為0.14，這是良好的藍色發(fā)光。
[使用了BCP的比較例子的發(fā)光元件及其特性評價] 制造除了使用BCP代替PBP以外具有相同結構的發(fā)光元件，然后與用PBP制造的發(fā)光元件的情況同樣地進行特性評價試驗。測定該元件的電壓和亮度的關系，并且其結果表示為圖10的電壓-亮度曲線。根據(jù)該結果得知，發(fā)光從5.2V附近開始，施加10V時的亮度為310cd/m2。
再者，測定發(fā)光光譜的結果表示為圖11。根據(jù)該測定結果，可以確認到發(fā)光的最大限度為450nm，并發(fā)射藍色光。注意，在1000cd/m2中的電流效率為1.45cd/A，并且當用亮度色度計(TOPCON公司制造的BM-5A)測定時，作為CIE色品坐標，x值為0.16、y值為0.16，這是良好的藍色發(fā)光。由此可言，PBP和BCP顯示出大致相同的EL特性。也就是說，PBP具有與BCP同樣的EL特性，不僅如此，PBP還克服了BCP所具有的結晶性高的缺點，是使用發(fā)光性有機化合物的用于發(fā)光元件的優(yōu)良材料。
本說明書根據(jù)2005年8月11日在日本專利局受理的日本專利申請編號2005-233382而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權利要求
1.一種菲咯啉衍生物化合物，其表示為通式1，其中，Ar1表示芳基。
2.一種菲咯啉衍生物化合物，其表示為所述通式1，其中，Ar1表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、或取代或未取代的菲基。
3.一種菲咯啉衍生物化合物，其表示為通式2，其中，R11至R15分別表示氫、烷基、或者芳基。
4.一種菲咯啉衍生物化合物，其表示為通式3或4，其中，R21表示氫、烷基、或者芳基，并且R41和R42分別表示氫、烷基、或者芳基。
5.一種菲咯啉衍生物化合物，其表示為通式5或6，其中，R31、R32、R51以及R52分別表示氫、烷基、或者芳基。
6.一種菲咯啉衍生物化合物的制造方法，其包括以下步驟使可以形成預定的芳基的芳基鹵和Mg或BuLi起反應，以形成第一化合物；
使所述第一化合物和4，7-二苯基-1，10-菲咯啉起反應，以形成第二化合物；
使所述第二化合物和水或醇起反應，以形成第三化合物；以及
由MnO2氧化所述第三化合物，以除去與所述第三化合物的第一位的氮結合的氫和與所述第三化合物的第二位的碳結合的氫。
7.一種含有根據(jù)權利要求1的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸性材料。
8.一種含有根據(jù)權利要求2的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸性材料。
9.一種含有根據(jù)權利要求3的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸性材料。
10.一種含有根據(jù)權利要求4的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸性材料。
11.一種含有根據(jù)權利要求5的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸性材料。
12.一種包括含有根據(jù)權利要求1的所述菲咯啉衍生物化合物的層的發(fā)光元件。
13.一種包括含有根據(jù)權利要求2的所述菲咯啉衍生物化合物的層的發(fā)光元件。
14.一種包括含有根據(jù)權利要求3的所述菲咯啉衍生物化合物的層的發(fā)光元件。
15.一種包括含有根據(jù)權利要求4的所述菲咯啉衍生物化合物的層的發(fā)光元件。
16.一種包括含有根據(jù)權利要求5的所述菲咯啉衍生物化合物的層的發(fā)光元件。
17.一種包括含有根據(jù)權利要求1的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
18.一種包括含有根據(jù)權利要求2的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
19.一種包括含有根據(jù)權利要求3的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
20.一種包括含有根據(jù)權利要求4的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
21.一種包括含有根據(jù)權利要求5的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
22.一種包括含有發(fā)光性物質及根據(jù)權利要求1的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
23.一種包括含有發(fā)光性物質及根據(jù)權利要求2的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
24.一種包括含有發(fā)光性物質及根據(jù)權利要求3的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
25.一種包括含有發(fā)光性物質及根據(jù)權利要求4的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
26.一種包括含有發(fā)光性物質及根據(jù)權利要求5的所述菲咯啉衍生物化合物的發(fā)光層的發(fā)光元件。
27.一種包括含有根據(jù)權利要求1的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸層的發(fā)光元件。
28.一種包括含有根據(jù)權利要求2的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸層的發(fā)光元件。
29.一種包括含有根據(jù)權利要求3的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸層的發(fā)光元件。
30.一種包括含有根據(jù)權利要求4的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸層的發(fā)光元件。
31.一種包括含有根據(jù)權利要求5的所述菲咯啉衍生物化合物的電子傳輸層的發(fā)光元件。
32.一種包括含有根據(jù)權利要求1的所述菲咯啉衍生物化合物的阻擋層的發(fā)光元件。
33.一種包括含有根據(jù)權利要求2的所述菲咯啉衍生物化合物的阻擋層的發(fā)光元件。
34.一種包括含有根據(jù)權利要求3的所述菲咯啉衍生物化合物的阻擋層的發(fā)光元件。
35.一種包括含有根據(jù)權利要求4的所述菲咯啉衍生物化合物的阻擋層的發(fā)光元件。
36.一種包括含有根據(jù)權利要求5的所述菲咯啉衍生物化合物的阻擋層的發(fā)光元件。
37.一種包括根據(jù)權利要求12的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
38.一種包括根據(jù)權利要求13的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
39.一種包括根據(jù)權利要求14的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
40.一種包括根據(jù)權利要求15的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
41.一種包括根據(jù)權利要求16的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
42.一種包括根據(jù)權利要求17的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
43.一種包括根據(jù)權利要求18的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
44.一種包括根據(jù)權利要求19的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
45.一種包括根據(jù)權利要求20的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
46.一種包括根據(jù)權利要求21的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
47.一種包括根據(jù)權利要求22的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
48.一種包括根據(jù)權利要求23的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
49.一種包括根據(jù)權利要求24的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
50.一種包括根據(jù)權利要求25的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
51.一種包括根據(jù)權利要求26的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
52.一種包括根據(jù)權利要求27的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
53.一種包括根據(jù)權利要求28的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
54.一種包括根據(jù)權利要求29的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
55.一種包括根據(jù)權利要求30的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
56.一種包括根據(jù)權利要求31的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
57.一種包括根據(jù)權利要求32的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
58.一種包括根據(jù)權利要求33的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
59.一種包括根據(jù)權利要求34的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
60.一種包括根據(jù)權利要求35的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
61.一種包括根據(jù)權利要求36的所述發(fā)光元件的發(fā)光器件。
62.一種包括根據(jù)權利要求12的所述發(fā)光元件的電子設備。
63.一種包括根據(jù)權利要求13的所述發(fā)光元件的電子設備。
64.一種包括根據(jù)權利要求14的所述發(fā)光元件的電子設備。
65.一種包括根據(jù)權利要求15的所述發(fā)光元件的電子設備。
66.一種包括根據(jù)權利要求16的所述發(fā)光元件的電子設備。
67.一種包括根據(jù)權利要求17的所述發(fā)光元件的電子設備。
68.一種包括根據(jù)權利要求18的所述發(fā)光元件的電子設備。
69.一種包括根據(jù)權利要求19的所述發(fā)光元件的電子設備。
70.一種包括根據(jù)權利要求20的所述發(fā)光元件的電子設備。
71.一種包括根據(jù)權利要求21的所述發(fā)光元件的電子設備。
72.一種包括根據(jù)權利要求22的所述發(fā)光元件的電子設備。
73.一種包括根據(jù)權利要求23的所述發(fā)光元件的電子設備。
74.一種包括根據(jù)權利要求24的所述發(fā)光元件的電子設備。
75.一種包括根據(jù)權利要求25的所述發(fā)光元件的電子設備。
76.一種包括根據(jù)權利要求26的所述發(fā)光元件的電子設備。
77.一種包括根據(jù)權利要求27的所述發(fā)光元件的電子設備。
78.一種包括根據(jù)權利要求28的所述發(fā)光元件的電子設備。
79.一種包括根據(jù)權利要求29的所述發(fā)光元件的電子設備。
80.一種包括根據(jù)權利要求30的所述發(fā)光元件的電子設備。
81.一種包括根據(jù)權利要求31的所述發(fā)光元件的電子設備。
82.一種包括根據(jù)權利要求32的所述發(fā)光元件的電子設備。
83.一種包括根據(jù)權利要求33的所述發(fā)光元件的電子設備。
84.一種包括根據(jù)權利要求34的所述發(fā)光元件的電子設備。
85.一種包括根據(jù)權利要求35的所述發(fā)光元件的電子設備。
86.一種包括根據(jù)權利要求36的所述發(fā)光元件的電子設備。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種新的菲咯啉衍生物化合物及其制造方法、以及使用此的電子傳輸性材料、發(fā)光元件、發(fā)光器件及電子設備。該菲咯啉衍生物化合物表示為上述通式1。(注意，在通式1中，Ar1表示芳基，優(yōu)選為取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、或取代或未取代的菲基)注意，作為優(yōu)選的化合物，例如可以舉出TMPBP、NaBP及PBP等。在發(fā)光元件、發(fā)光器件及電子設備中，優(yōu)選所述化合物含于其發(fā)光層。在此情況下，優(yōu)選利用所述化合物作為主體。
文檔編號H01L51/50GK101121715SQ20061011096
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權日2005年8月11日
發(fā)明者野村亮二, 井上英子 申請人:株式會社半導體能源研究所