雜環化合物、發光元件、發光器件、電子器件、和照明器件制造技術

本發明專利技術的目的是提供可用于發光元件、作為在其中分散有發光物質的發光層的主體材料的新型雜環化合物。本發明專利技術的其他目的是提供具有低的驅動電壓的發光元件、具有高的電流效率的發光元件、和具有長的壽命的發光元件。提供包括其中二苯并[f,h]喹喔啉環和空穴傳輸骨架通過亞芳基鍵合的化合物的發光元件，和各自使用該發光元件的發光器件、電子器件、和照明器件。提供由以下通式(G1)表示的雜環化合物。

【技術實現步驟摘要】
本申請是申請號為201110052847.0、專利技術名稱為“雜環化合物、發光元件、發光器件、電子器件、和照明器件”、申請日為2011年03月01日的中國專利申請的分案申請。
本專利技術涉及雜環化合物、發光元件、發光器件、電子器件、和照明器件。
技術介紹
近年來，對使用電致發光(EL)的發光元件廣泛進行了研究和開發。在這種發光元件的基本結構中，含發光物質的層插在一對電極之間。通過施加電壓到該元件上，可獲得來自發光物質的光發射。由于這種發光元件是自發光元件，因此它們相對于液晶顯示器在高像素可見性和省去對背光需求的方面具有優勢，由此例如被視為適合于平板顯示元件。發光元件同樣是高度優勢的，因為它們可以是薄且重量輕的。此外，非常高速的應答是這種元件的特征之一。此外，由于可以以薄膜形式形成這種發光元件，因此它們可提供平面光發射。因此，可容易地形成具有大面積的元件。這是難以采用以白熾燈和LED為代表的點光源或以熒光燈為代表的線性光源獲得的特征。因此，發光元件還具有大的潛力作為可應用于照明的平面光源等。可廣義地根據發光物質是有機化合物還是無機化合物而對使用電致發光的這種發光元件進行分類。在其中在一對電極之間提供含用有機化合物作為發光物質的層的有機EL元件情況下，施加電壓到發光元件引起電子從陰極注入和空穴從陽極注入到含具有發光性能的有機化合物的層內，并進而電流流動。所注入的電子和空穴然后導引具有發光性能的有機化合物到其激發態，由此由具有發光性能的激發有機化合物獲得光發射。通過有機化合物形成的激發態可以是單線態激發態或三線態激發態。來自單線態激發態(S*)的發射被稱為熒光，而來自三線態激發態(T*)的發射被稱為磷光。另外，認為在發光元件內其統計生成比如下：S*:T*＝1:3。在將單線態激發態的能量轉化成光發射的化合物(下文稱為熒光化合物)中，在室溫下，沒有觀察到來自三線態激發態的發射(磷光)，而僅僅觀察到來自單線態激發態的發射(熒光)。因此，認為使用熒光化合物的發光元件的內量子效率(所生成的光子與所注入的載流子之比)具有25％的理論極限，基于為1:3的S*與T*之比。相反，在將三線態激發態的能量轉化成光發射的化合物(下文稱為磷光化合物)中，觀察到來自三線態激發態的發射(磷光)。此外，在磷光化合物中，由于容易出現系間穿越(即從單線態激發態轉移到三線態激發態)，因此理論上可增加內部量子效率到75％-100％。換句話說，發射效率可以是熒光化合物的3-4倍。由于該原因，使用磷光化合物的發光元件正處于活躍的開發中，以便實現高效的發光元件。當使用以上所述的磷光化合物形成發光元件的發光層時，為了抑制在磷光化合物內由于三線態-三線態的湮滅導致的猝滅或濃度猝滅，常常形成發光層以便磷光化合物分散在另一化合物的基體內。此處，充當基體的化合物被稱為主體化合物、和分散在基體內的化合物例如磷光化合物被稱為客體材料。在其中磷光化合物是客體材料的情況下，主體材料需要具有比磷光化合物高的三線態激發能(在基態和三線態激發態之間較大的能量差)。此外，由于單線態激發能(在基態和單線態激發態之間的能量差)高于三線態激發能，因此，具有高三線態激發能的物質還具有高的單線態激發能。因此，具有高三線態激發能的上述物質同樣在使用熒光化合物作為發光物質的發光元件中是有效的。對具有二苯并[f,h]喹喔啉環的化合物(它是當磷光化合物為客體材料時所使用的主體材料的實例)已經進行了研究(例如，參見專利文獻1和2)。[參考文獻]專利文獻1：PCT國際公布No.03/058667專利文獻2：日本公布專利申請No.2007-189001
技術實現思路
然而，具有二苯并[f,h]喹喔啉環的上述化合物具有平面結構，因此，這些化合物容易結晶。使用容易結晶的化合物的發光元件具有短的壽命。此外，如果另一骨架直接鍵合到二苯并[f,h]喹喔啉環上以便該化合物具有三維龐大的結構，則可能會延伸共軛體系而引起三線態激發能下降。此外，為了實現各自具有降低的功耗和高的可靠度的發光器件、電子器件和照明器件，期望具有低的驅動電壓的發光元件、具有高的電流效率的發光元件、或具有長的壽命的發光元件。因此，本專利技術的一個實施方式的目的是提供新型的雜環化合物，所述雜環化合物可用于發光元件，作為發光物質在其中分散的發光層的主體材料，尤其是提供可合適地用作主體材料的新型雜環化合物，其中在所述主體材料中磷光化合物用作發光物質。本專利技術的一個實施方式的另一目的是提供具有低驅動電壓的發光元件。本專利技術的一個實施方式的再一目的是提供具有高的電流效率的發光元件。本專利技術的一個實施方式的另一目的是提供具有長的壽命的發光元件。本專利技術的一個實施方式的再一目的是通過使用這些發光元件中的任何來提供各自具有降低的功耗的發光器件、電子器件和照明器件。具有喹喔啉骨架的化合物具有高的電子傳輸性能，且使用這種化合物用于發光元件使得該元件能具有低的驅動電壓。然而，喹喔啉骨架具有平面結構。由于具有平面結構的化合物當形成薄膜時容易結晶，因此使用這種化合物用于發光元件導致該元件具有短的壽命。此外，喹喔啉骨架接受空穴差。當不能容易地接受空穴的化合物用作發光層的主體材料時，電子-空穴復合的區域集中在發光層的界面上，導致發光元件的壽命下降。可能的情形是，通過引入空穴傳輸骨架到該分子內來解決這些問題。然而，如果空穴傳輸骨架直接鍵合到喹喔啉骨架上，則共軛體系延伸而導致帶隙下降和三線態激發能下降。盡管如此，專利技術人發現，可通過使用其中二苯并[f,h]喹喔啉環和空穴傳輸骨架通過亞芳基鍵合的化合物用于發光元件來解決上述問題。本專利技術的一個實施方式是發光元件，它包括其中二苯并[f,h]喹喔啉環和空穴傳輸骨架通過亞芳基鍵合的化合物。應用到本專利技術的一個實施方式的化合物除了具有二苯并[f,h]喹喔啉環以外，還具有空穴傳輸骨架，使得它容易接受空穴。因此，通過使用該化合物作為發光層的主體材料，電子和空穴在發光層復合，以致可抑制發光元件的壽命降低。此外，空穴傳輸骨架的引入能使該化合物具有三維龐大的結構，和該化合物當形成為膜時難以結晶。通過使用該化合物用于發光元件，該元件可具有長的壽命。而且，在該化合物中，由于二苯并[f,h]喹喔啉環和空穴傳輸骨架通過亞芳基鍵合，因此，與其中二苯并[f,h]喹喔啉環和空穴傳輸骨架直接鍵合的化合物相比，可防止帶隙和三線態激發能下降。通過使用該化合物用于發光元件，該元件可具有高的電流效率。因此，以上所述的化合物可合適地用作有機器件例如發光元件或有機晶體管用的材料。作為空穴傳輸骨架，富π-電子的雜芳環是優選的。作為富π-電子的雜芳環，咔唑環，二苯并呋喃環或二苯并噻吩環是優選的。作為亞芳基，取代或未取代的亞苯基和取代或未取代的聯苯二基中的任何是優選的。由于以上獲得的本專利技術的一個實施方式的發光元件具有低的驅動電壓、高的電流效率和長的壽命，因此使用該發光元件的發光器件(例如圖象顯示器件)可具有降低的功耗。因此，本專利技術的一個實施方式是發光器件，它包括任何上述發光元件。本專利技術的一個實施方式還包括在其顯示部分使用發光器件的電子器件和在其發光部分使用發光器件的照明器件。在本說明書中發光器件覆蓋使用發光元件的圖象顯示器件以及下述器件：連接器例如各向異性導電膜、TAB(自動化粘結的膠帶)膠帶、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雜環化合物，其包括通過亞芳基彼此鍵合的二苯并[f,h]喹喔啉環和空穴傳輸骨架。

【技術特征摘要】
2010.03.01 JP 2010-0447201.一種雜環化合物，其包括通過亞芳基彼此鍵合的二苯并[f,h]喹喔啉環和空穴傳輸骨架。2.根據權利要求1的雜環化合物，其中空穴傳輸骨架是富π電子的雜芳環。3.根據權利要求2的雜環化合物，其中富π電子的雜芳環是咔唑環、二苯并呋喃環、或二苯并噻吩環。4.根據權利要求1的雜環化合物，其中亞芳基具有一個或更多個取代基。5.根據權利要求4的雜環化合物，其中取代基鍵合而形成環。6.根據權利要求1的雜環化合物，其中亞芳基是以下的任何：取代或未取代的亞苯基、取代或未取代的聯苯二基、和取代或未取...

【專利技術屬性】
技術研發人員：門間裕史，大澤信晴，瀨尾哲史，
申請(專利權)人：株式會社半導體能源研究所，
類型：發明
國別省市：日本;JP