JP2005015418A - アントリル誘導基置換化合物およびそれを使用した有機発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】極めて純度のよい発光色相を呈し、高効率で高輝度、高寿命の光出力を有する有機発光素子を提供する。
【解決手段】式［１］で示されるアントリル誘導基置換化合物であり、該化合物を有機発光素子の発光層に使用する。
（Ａは、芳香環、縮合多環等を含む分子ユニット、Ｙ1、Ｙ2は、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、連結基を有する二価の置換基等であり、Ｙ1、Ｙ2は、互いに結合し環を形成していてもよい。Ｚ1は、直接結合、置換あるいは未置換のアリレーン基等であり、Ｚ2およびＺ3は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アリーレン基等である。Ｘ1は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基等であり、Ｘ2は、置換あるいは未置換のアリール基等であり、Ｒ1からＲ3は、水素原子、ハロゲン原子等である。ａは０〜６の整数で、ｂ＋ｃ＋ｄ＝６−ａ、ａ＋ｂは２以上の整数である。）
【選択図】なし
【解決手段】式［１］で示されるアントリル誘導基置換化合物であり、該化合物を有機発光素子の発光層に使用する。
（Ａは、芳香環、縮合多環等を含む分子ユニット、Ｙ1、Ｙ2は、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、連結基を有する二価の置換基等であり、Ｙ1、Ｙ2は、互いに結合し環を形成していてもよい。Ｚ1は、直接結合、置換あるいは未置換のアリレーン基等であり、Ｚ2およびＺ3は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アリーレン基等である。Ｘ1は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基等であり、Ｘ2は、置換あるいは未置換のアリール基等であり、Ｒ1からＲ3は、水素原子、ハロゲン原子等である。ａは０〜６の整数で、ｂ＋ｃ＋ｄ＝６−ａ、ａ＋ｂは２以上の整数である。）
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光素子に関し、詳しくは有機化合物からなる薄膜に電界を印加することにより光を放出する素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、陽極と陰極間に蛍光性有機化合物を含む薄膜を挟持させて、各電極から電子およびホール（正孔）を注入することにより、蛍光性化合物の励起子を生成させ、この励起子が基底状態にもどる際に放射される光を利用する素子である。
【０００３】
１９８７年コダック社の研究（非特許文献１）では、陽極にＩＴＯ、陰極にマグネシウム銀の合金をそれぞれ用い、電子輸送材料および発光材料としてアルミニウムキノリノール錯体を用いホール輸送材料にトリフェニルアミン誘導体を用いた機能分離型２層構成の素子で、１０Ｖ程度の印加電圧において１０００ｃｄ／ｍ２程度の発光が報告されている。関連の特許としては，特許文献１〜３等が挙げられる。
【０００４】
また、蛍光性有機化合物の種類を変えることにより、紫外から赤外までの発光が可能であり、最近では様々な化合物の研究が活発に行われている。例えば、特許文献４〜１１等に記載されている。
【０００５】
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機発光素子が、ケンブリッジ大学のグループ（非特許文献２）により報告されている。この報告ではポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。共役系高分子を用いた有機発光素子の関連特許としては、特許文献１２〜１６等が挙げられる。
【０００６】
また最近では、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（非特許文献３）等のイリジウム錯体を発光材料として用いた燐光有機発光素子が注目され、高い発光効率が報告されている。
【０００７】
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。しかしながら、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。フルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、現状では更なる長寿命の、高変換効率、高色純度の青、緑、赤色発光が必要である。
【０００８】
アントラセン環を含む材料および有機発光素子の例としては、特許文献１７にフェニルアントラセン誘導体が開示されている。特に青色発光材料や電子注入輸送材料として用いた場合に、結晶性が低いため良好な有機膜を形成できるとしているが、発光効率および耐久寿命は実用上十分ではなかった。
【０００９】
また他の例として、特許文献１８，特許文献１９には、それぞれ、アミノアントラセン誘導体とジアミノアントラセン誘導体が開示されている。発光材料として用いて緑色発光が得られるとしているが、素子の発光効率は低く、また、耐久寿命に関しても実用上十分ではなかった。
【００１０】
また他の例として、特許文献２０には、特定のビアントリル化合物を発光材料として用いた素子が開示されており高輝度発光が得られるとしているが、発光効率や耐久寿命に関しての記載がない。
【００１１】
また他の例として、特許文献２１にはオレフィン部位を含む特定のアントラセン化合物を発光材料として用いた素子が開示されており、黄色から赤色の発光が得られるとしているが、発光効率は実用上十分ではなかった。
【００１２】
また他の例として、特許文献２２には、発光媒体層に特定構造のアントラセン誘導体と電子輸送性化合物とさらにその他の蛍光性化合物を含む素子が開示されている。信頼性を改善した赤色発光素子が得られるとしているが、発光効率は実用上十分ではなく、また、素子構成上青色発光を得ることが困難であった。
【００１３】
【特許文献１】
米国特許第４，５３９，５０７号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，７２０，４３２号明細書
【特許文献３】
米国特許第４，８８５，２１１号明細書
【特許文献４】
米国特許第５，１５１，６２９号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，４０９，７８３号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，３８２，４７７号明細書
【特許文献７】
特開平２−２４７２７８号公報
【特許文献８】
特開平３−２５５１９０号公報
【特許文献９】
特開平５−２０２３５６号公報
【特許文献１０】
特開平９−２０２８７８号公報
【特許文献１１】
特開平９−２２７５７６号公報
【特許文献１２】
米国特許第５，２４７，１９０号明細書
【特許文献１３】
米国特許第５，５１４，８７８号明細書
【特許文献１４】
米国特許第５，６７２，６７８号明細書
【特許文献１５】
特開平４−１４５１９２号公報
【特許文献１６】
特開平５−２４７４６０号公報
【特許文献１７】
特開平８−１２６００号公報
【特許文献１８】
特開平９−１５７６４３号公報
【特許文献１９】
特開平１０−７２５７９公報
【特許文献２０】
特許第３００８８９７号
【特許文献２１】
特開平１１−８０６８号公報
【特許文献２２】
特開２００１−２８４０５０号公報
【非特許文献１】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）
【非特許文献２】
Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０）
【非特許文献３】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、極めて純度のよい発光色相を呈し、高効率で高輝度、高寿命の光出力を有する有機発光素子を提供することにある。さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供する事にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち本発明のアントリル誘導基置換化合物は、下記一般式［１］で示されることを特徴とする。
【００１７】
【化３】
【００１８】
（一般式［１］において、Ａは、芳香環、縮合多環、複素環等を含む分子ユニットを示す。
【００１９】
Ｙ１、Ｙ２は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ１、Ｙ２は、互いに結合し環を形成していてもよい。また異なるアントリル誘導基上のＹ１およびＹ２は同じであっても異なっていてもよい。
【００２０】
Ｚ１は、直接結合、置換あるいは未置換のアリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｚ２およびＺ３は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２１】
Ｘ１は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基及びスルフィド基、アリール基及び複素環基、置換のシリル基、ボラニル基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ２は、置換あるいは未置換のアリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２２】
Ｒ１およびＲ２は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ３は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルコキシ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２３】
ａは０〜６の整数。ｂ＋ｃ＋ｄ＝６−ａ。ただしａ＋ｂは２以上の整数であり、ａ＝０の場合、アントリル基上のＸ１の内、少なくとも一つは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子以外の置換基を含む。）
【００２４】
更に本発明のアントリル誘導基置換化合物は、下記一般式［２］で示されることを特徴とする。
【００２５】
【化４】
【００２６】
（一般式［２］において、Ｙ３、Ｙ４は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ３、Ｙ４は、互いに結合し環を形成していてもよい。また異なるアントリル誘導基上のＹ３およびＹ４は同じであっても異なっていてもよい。
【００２７】
Ｚ４は、直接結合、置換あるいは未置換のアリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｚ５およびＺ６は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２８】
Ｘ３は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基及びスルフィド基、アリール基及び複素環基、置換のシリル基、ボラニル基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ４は、置換あるいは未置換のアリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２９】
Ｒ４およびＲ５は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ６は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルコキシ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００３０】
ｅは０〜６の整数。ｆ＋ｇ＋ｈ＝６−ｅ。ただしｅ＋ｆは２以上の整数であり、ｅ＝０の場合、アントリル基上のＸ３の内、少なくとも一つは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子以外の置換基を含む。）
【００３１】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝４、ｂ＋ｃ＋ｄ＝２またはｅ＝４、ｆ＋ｇ＋ｈ＝２であることを特徴とする。
【００３２】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝３、ｂ＋ｃ＋ｄ＝３またはｅ＝３、ｆ＋ｇ＋ｈ＝３であることを特徴とする。
【００３３】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝２、ｂ＋ｃ＋ｄ＝４またはｅ＝２、ｆ＋ｇ＋ｈ＝４であることを特徴とする。
【００３４】
更に、本発明の一般式［２］で示される化合物は、ｅ＝２、ｆ＋ｇ＋ｈ＝４であり、一方のアミノアントリル誘導基に対し、他方のアミノアントリル基がメタ位に置換していることを特徴とする。
【００３５】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝５またはｅ＝１、ｆ＋ｇ＋ｈ＝５であることを特徴とする。
【００３６】
更に、本発明の一般式［１］で示される化合物は、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１〜Ｚ３、Ｘ１、Ｘ２に置換した基およびＲ１〜Ｒ３のうち、少なくとも一つが重水素原子であり、本発明の一般式［２］で示される化合物は、Ｙ３、Ｙ４、Ｚ４〜Ｚ６、Ｘ３、Ｘ４に置換した基およびＲ４〜Ｒ６のうち、少なくとも一つが重水素原子であることを特徴とする。
【００３７】
また本発明の有機発光素子は、少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極間に侠持された一層または複数層の有機化合物より構成される有機発光素子において、前記有機化合物のうち少なくとも一層が、一般式［１］および［２］で示される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする。
【００３８】
また本発明の有機発光素子は、少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極間に侠持された一層または複数層の有機化合物より構成される有機発光素子において、前記有機化合物のうち発光層が、一般式［１］および［２］で示される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする。
【００３９】
一般式［１］および［２］で示される化合物は主に有機発光素子用材料として使用できる。その中で発光用として使用する場合、発光層において単独で用いること、及びドーパント材料、ホスト材料の目的で使用でき、高色純度、高発光効率、高寿命素子を得ることができる。
【００４０】
一般式［１］および［２］で示される化合物は、芳香環、縮合多環、あるいは複素環等を含むコアユニットに高効率発光ユニットとして少なくとも２個以上のアントリル基を配し、さらにそれぞれのアントリル基上がアミノ基、連結基を有するアミノ基、アリール基等で置換されていることを特徴とする。置換基を導入することにおいては、置換基の変換により材料のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルを調節し、青、緑、さらにより長波長側の発光色を容易に得ることが可能となる（Ｂ３ＬＹＰ／３−２１ＧによるＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベル計算例、例示化合物１５：−５．０３０／−１．８７７；例示化合物１９：−４．８０５／−１．６９６）。ドーパント材料として使用する場合、置換基変換によるＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルの変化を計算により予測し、ホスト材料のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルにあわせ、材料の設計および合成が容易に行える。ホスト材料として使用する場合も同様であり、またホール輸送層、電子輸送層とのエネルギーレベルの差も考慮した分子設計も容易である。置換アミノ基の導入においては、ホール輸送能の向上も期待できる。アントリル基上へのアミノ基等の置換により、高Ｔｇ化でき（例えば例示化合物１６はＴｇ＝２１５℃）、スターバスト型のデンドリックな分子形状となることにより膜性及び熱安定性の良い材料を得ることができる。中心のコア分子、アントリル基あるいは他のアリール基、及びアミノ基上置換基等に立体障害基や電気陰性度が大きく、近接分子との静電反撥を生じやすいフッ素原子を導入することにより、分子間の凝集を抑制でき、特に素子寿命の向上を図ることが期待できる。以上の考察に加え、本発明の材料は同位体効果により、分子振動を抑え、熱失活を抑制することを考慮し、重水素置換した分子ユニットの導入も考慮した。本発明は、以上のような考察のもとに分子設計し、発明がなされたものである。
【００４１】
なお、ドーパント材料として使用する場合、ホスト材料に対するドーパント濃度は０．０１％〜８０％、好ましくは１〜４０％である。ドーパント材料はホスト材料からなる層全体に均一あるいは濃度勾配を有して含まれるか、あるいはある領域に部分的に含まれてドーパント材料を含まないホスト材料層の領域があってもよい。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００４３】
上記一般式［１］および［２］における連結基、置換基および分子ユニットＡの具体例を以下に示す。
【００４４】
上記一般式［１］および［２］において、連結基としては、以下に示す置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４５】
上記一般式［１］および［２］において、連結基を有する二価の置換基としては、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基及びアミノ基、置換のシリル基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４６】
置換あるいは未置換のアルキル基としては、メチル基、メチル−ｄ１基、メチル−ｄ３基、エチル基、エチル−ｄ５基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル−ｄ７基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル−ｄ９基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２−フルオロエチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、４−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、５−フルオロペンチル基、６−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、２−クロロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、４−クロロブチル基、５−クロロペンチル基、６−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、２−ブロモエチル基、ヨードメチル基、２−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、４−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４７】
置換あるいは未置換のアラルキル基としては、ベンジル基、２−フェニルエチル基、２−フェニルイソプロピル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、２−（１−ナフチル）エチル基、２−（２−ナフチル）エチル基、９−アントリルメチル基、２−（９−アントリル）エチル基、２−フルオロベンジル基、３−フルオロベンジル基、４−フルオロベンジル基、２―クロロベンジル基、３−クロロベンジル基、４−クロロベンジル基、２―ブロモベンジル基、３−ブロモベンジル基、４−ブロモベンジル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４８】
置換あるいは無置換のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基（２−プロペニル基）、１−プロペニル基、ｉｓｏ−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、スチリル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４９】
置換あるいは無置換のアルキニル基としては、アセチレニル基、フェニルアセチレニル基、１−プロピニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５０】
置換あるいは未置換のアリール基としては、フェニル基、フェニル−ｄ５基、４−メチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−エチルフェニル基、４−フルオロフェニル基、４−トリフルオロフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、２，６−ジエチルフェニル基、メシチル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、ジトリルアミノフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチル−ｄ７基、２−ナフチル−ｄ７基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、９−アントリル−ｄ９基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリル−ｄ９基、１−ピレニル基、１−ピレニル−ｄ９基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５１】
置換あるいは未置換の複素環基としては、ピロリル基、ピリジル基、ピリジル−ｄ５基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ターピロリル基、チエニル基、チエニル−ｄ４基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、フリル基、フリル−ｄ４基、インドリル基、１，１０−フェナントロリン基、フェナジニル基、キノリル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５２】
置換あるいは未置換のアルキレン基としては、メチレン基、メチレン−ｄ２基、ジフルオロメチレン基、エチレン基、エチレン−ｄ４基、パーフルオロエチレン基、プロピレン基、ｉｓｏ−プロピレン基、ブチレン基、２，２−ジメチルプロピレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５３】
置換あるいは未置換のアラルキレン基としては、ベンジレン基、２−フェニルエチレン基、２−フェニルイソプロピレン基、１−ナフチルメチレン基、２−ナフチルメチレン基、９−アントリルメチレン基、２−フルオロベンジレン基、３−フルオロベンジレン基、４−フルオロベンジレン基、４−クロロベンジル基、４−ブロモベンジレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５４】
置換あるいは無置換のアルケニル基としては、ビニレン基、ｉｓｏ−プロペニレン基、スチリレン基、１，２−ジフェニルビニレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５５】
置換あるいは無置換のアルキニル基としては、アセチレニレン基、フェニルアセチレニレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５６】
置換あるいは未置換のアリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、テトラフルオロフェニレン基、ジメチルフェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基、ピレニレン基、テトラセニレン基、ペンタセニレン基、ペリレニレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５７】
置換あるいは未置換の二価の複素環基としては、フリレン基、ピロリレン基、ピリジレン基、ターピリジレン基、チエニレン基、ターチエニレン基、オキサゾリレン基、チアゾリレン基、カルバゾリレン等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５８】
置換または未置換のアミノ基（−ＮＲ‘Ｒ“）としては、Ｒ’およびＲ”が、水素原子、重水素原子、上記に示した置換または未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有するアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基及びアミノ基、置換のシリル基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基で表され、例えばアミノ基、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−ベンジルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−ベンジルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジベンジルアミノ基、アニリノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−トリルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジアニソリルアミノ基、Ｎ−メシチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメシチルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−（４−トリフルオロメチルフェニル）アミノ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５９】
置換あるいは未置換のアルコキシ基としては、上記記載の置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基を有するアルキルオキシ基、アラルキルオキシ基、上記記載の置換あるいは未置換のアリール基、複素環基を有するアリールオキシ基が挙げられ、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、２−エチル−オクチルオキシ基、フェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、ベンジルオキシ基、チエニルオキシ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６０】
置換あるいは未置換のスルフィド基としては、上記記載の置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基を有するアルキルスルフィド基、アラルキルスルフィド基、上記記載の置換あるいは未置換のアリール基、複素環基を有するアリールスルフィド基が挙げられ、例えばメチルスルフィド基、エチルスルフィド基、フェニルスルフィド基、４−メチルフェニルスルフィド基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６１】
分子ユニットＡとしては、重水素を含む置換または無置換のベンゼン環、ビフェニル環、ターフェニル環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環、テトラセン環、ベンズアントラセン環、クリセン環、ピレン環、ペリレン環、コラヌレン環、トリフェニレン環、チオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、ピロール環、ターチオフェン環、ターピリジン環、ターピロール環、トリアジン環、カルバゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、ジフェニルメタン環、テトラフェニルシラン、テトラフェニルゲルマン、テトラフェニルメタン等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６２】
上記置換基、連結基、分子ユニットＡがさらに有しても良い置換基としては、重水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアルキル基、アラルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、２−エチル−オクチルオキシ基、フェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、フェニル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、３−クロロフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、トリフェニルアミノ基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基等のアリール基、ピリジル基、ビピリジル基、メチルピリジル基、チエニル基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、フリル基、キノリル基、カルバゾリル基、Ｎ−エチルカルバゾリル基等の複素環基、ハロゲン基、水酸基、シアノ基、ニトロ基が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６３】
次に一般式［１］および［２］で示される化合物についてその代表例を挙げる。ただし、これらの化合物に限定されるものではない。
【００６４】
【化５】
【００６５】
【化６】
【００６６】
【化７】
【００６７】
【化８】
【００６８】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
【００６９】
本発明の有機発光素子は、少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に狭持された一または複数の有機化合物を含む層を少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物を含む層の少なくとも一層が一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物の少なくとも一種を含有する。
【００７０】
図１〜図５に本発明の有機発光素子の好ましい例を示す。
【００７１】
図１は、本発明の有機発光素子の一例を示す断面図である。図１は、基板１上に、陽極２、発光層３及び陰極４を順次設けた構成のものである。ここで使用する発光素子は、それ自体でホール輸送能、エレクトロン輸送能及び発光性の性能を単一で有している場合や、それぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合に有用である。
【００７２】
図２は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図２は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、電子輸送層６及び陰極４を順次設けた構成のものである。この場合は、発光物質はホール輸送性かあるいは電子輸送性のいずれか、あるいは両方の機能を有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わせて用いる場合に有用である。また、この場合、発光層３は、ホール輸送層５あるいは電子輸送層６のいずれかから成る。
【００７３】
図３は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図３は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、発光層３，電子輸送層６及び陰極４を順次設けた構成のものである。これは、キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものであり、ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物と適時組み合わせて用いられ、極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリヤあるいは励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００７４】
図４は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図４は、図３に対して、ホール注入層７を陽極２側に挿入した構成であり、陽極２とホール輸送層５の密着性改善あるいはホールの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【００７５】
図５は本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図５は、図３に対してホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極４側に抜けることを阻害する層（ホール／エキシトンブロッキング層８）を、発光層３、電子輸送層６間に挿入した構成である。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物をホール／エキシトンブロッキング層８として用いる事により、発光効率の向上に効果的な構成である。
【００７６】
ただし、図１〜図５はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の化合物を用いた有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機層界面に絶縁性層を設ける、接着層あるいは干渉層を設ける、ホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００７７】
本発明に用いられる一般式［１］および［２］で示される化合物は、図１〜図５のいずれの形態でも使用することができる。
【００７８】
特に、本発明の化合物を用いた有機層は、発光層、電子輸送層あるいはホール輸送層として有用であり、また真空蒸着法や溶液塗布法などによって形成した層は結晶化などが起こりにくく経時安定性に優れている。
【００７９】
本発明は、特に発光層の構成成分として、一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物を用い、また必要に応じてこれまで知られているホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物などを必要に応じて一緒に使用することもできる。
【００８０】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００８１】
正孔（ホール）注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子および高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、およびポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。
【００８２】
【化９】
【００８３】
【化１０】
【００８４】
一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物以外に使用できる、主に発光機能に関わる材料としては、多環縮合芳香族化合物（例えばナフタレン誘導体、フェナントレン誘導体、フルオレン誘導体、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、コロネン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、ルブレンなど）、キナクリドン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、ナイルレッド、ピラジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、有機金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体）およびポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体、ポリ（チエニレンビニレン）誘導体、ポリ（アセチレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。
【００８５】
【化１１】
【００８６】
【化１２】
【００８７】
【化１３】
【００８８】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。
【００８９】
【化１４】
【００９０】
本発明の有機発光素子において、一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物を含有する層およびその他の有機化合物からなる層は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成する。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００９１】
上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択でき、例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは単独または共重合体ポリマーとして１種または２種以上混合してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【００９２】
陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよく、例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ），酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は単独で用いるか、あるいは複数併用することもできる。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。
【００９３】
一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体あるいはリチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、マグネシウム−インジウム等、複数の合金として用いることができる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は単独で用いるか、あるいは複数併用することもできる。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。
【００９４】
また陽極および陰極は、少なくともいずれか一方が透明または半透明であることが望ましい。
【００９５】
本発明で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜などを用いて発色光をコントロールする事も可能である。
【００９６】
なお、作成した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属などをカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
【００９７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９８】
＜実施例１＞［例示化合物Ｎｏ．１５および３４の製造方法］
【００９９】
【化１５】
【０１００】
窒素気流下、トリブロモベンゼン２５．８ｇ（８２ｍｍｏｌ）、アントラセン−９−ボロニックアシド１０９．５ｇ（０．４９１ｍｏｌ）を、脱気したトルエン１Ｌ、エタノール５００ｍｌの混合溶媒中に溶解、攪拌し、そこに無水炭酸ナトリウム８６．８ｇを水８００ｍｌに溶解させ調整した炭酸ナトリウム水溶液を滴下した。窒素気流下、８０℃に加熱したオイルバス上で１時間攪拌した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム１４．２ｇ（１２．３ｍｍｏｌ）を加えた。８０℃に加熱したオイルバス上で約４時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻し、さらに５℃まで冷却し、析出した結晶をろ過した。結晶をクロロベンゼン、ヘプタン混合溶媒に加熱下溶解させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロベンゼン：ヘプタン＝１：３）で精製して、中間体（Ｉ）を２５ｇ得た。
【０１０１】
（Ｉ）１６．７ｇ（２７．６ｍｍｏｌ）、クロロホルム３００ｍｌの溶液を５℃に冷却し、クロロホルム７０ｍｌに溶解した臭素９．６９ｇ（６０．６ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２時間攪拌し、さらにメタノールを３００ｍｌ加えて５℃で２時間攪拌した。沈殿物をろ過し、沈殿物をアセトンで分散洗浄、その溶液を５℃に再冷却し、沈殿物をろ過し、モノブロモ体、ジブロモおよびトリブロモ体の混合物として中間体（ＩＩ）を２１ｇ得た（ＨＰＬＣ分析、ＵＶ：面積比、モノブロモ体：ジブロモ体：トリブロモ体＝１：２．３：３．３）。
【０１０２】
【化１６】
【０１０３】
窒素雰囲気下、パラジウムビス（ベンジリデンアセトン）３６１ｍｇ（０．６２７ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン０．７６ｇ（３．７６ｍｍｏｌ）をキシレン２３０ｍｌに溶解させ、１時間室温で攪拌した。キシレン１００ｍｌをさらに加えた後、窒素気流下（ＩＩ）３ｇ（３．９２ｍｍｏｌ、ジブロモ体換算）加え、５０℃に加熱したオイルバス上で５分攪拌した。ジフェニルアミン１．３２ｇ（７．８４ｍｍｏｌ）をキシレン５０ｍｌに溶解させ滴下し、続いてｔｅｒｔ−ブトキサイドナトリウム１．１３ｇ（１１．８ｍｍｏｌ）を加えた。１３０℃に加熱したオイルバス上で約６時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻した後、水１００ｍｌを加え、水層と有機層を分離し、さらに水層をトルエン及び酢酸エチルで抽出し、前の有機層とあわせ硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）で生成物を分離精製し、例示化合物Ｎｏ．１５および３３をそれぞれ１ｇおよび１．５ｇ得た。
【０１０４】
＜実施例２＞［例示化合物Ｎｏ．２１および３９の製造方法］
【０１０５】
【化１７】
【０１０６】
窒素気流下、中間体（ＩＩ）１．５３ｇ（２ｍｍｏｌ、ジブロモ体換算）、ビス（４−メチルフェニル）アミノベンゼン−４−ボロニックアシド１．９０ｇ（６ｍｍｏｌ）を、脱気したトルエン１８０ｍｌ、エタノール９０ｍｌの混合溶媒中に溶解、攪拌し、そこに無水炭酸ナトリウム０．９８ｇを水３０ｍｌに溶解させた水溶液を滴下した。３０分攪拌した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム３４７ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を加えた。８０℃に加熱したオイルバス上で約５時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻した後、水７０ｍｌ、酢酸エチル７０ｍｌを加え、水層と有機層を分離し、さらに水層をトルエン及び酢酸エチルで抽出し、前の有機層とあわせ硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）で精製して、例示化合物２１を０．６５ｇ、例示化合物３９を０．７ｇ得た。
【０１０７】
＜実施例３＞［例示化合物Ｎｏ．４０の製造方法］
【０１０８】
【化１８】
【０１０９】
中間体（ＩＶ）の合成
中間体（ＩＩＩ）３ｇ（３．７４ｍｍｏｌ）、クロロホルム１２０ｍｌの溶液を５℃に冷却し、クロロホルム３０ｍｌに溶解した臭素１．２ｇ（７．４８ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２時間攪拌し、さらにメタノールを１２０ｍｌ加えて５℃で２時間攪拌した。沈殿物をろ過し、沈殿物をアセトンで分散洗浄、その溶液を５℃に再冷却し、沈殿物をろ過し、中間体（ＩＶ）を２．９ｇ得た。
【０１１０】
例示化合物Ｎｏ．４０の合成
窒素気流下、中間体（ＩＶ）２ｇ（２．０８ｍｍｏｌ）、ナフタレン−２−ボロニックアシド１．１０ｇ（６．４２ｍｍｏｌ）を、脱気したトルエン１５０ｍｌ、エタノール３０ｍｌの混合溶媒中に溶解、攪拌し、そこに無水炭酸ナトリウム１．３６ｇを水３０ｍｌに溶解した水溶液を滴下した。３０分攪拌した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．２２ｇ（０．１９ｍｍｏｌ）を加えた。８０℃に加熱したオイルバス上で約７時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻した後、水７０ｍｌ、酢酸エチル７０ｍｌを加え、水層と有機層を分離し、さらに水層をトルエン及び酢酸エチルで抽出し、前の有機層とあわせ硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）で精製して、例示化合物４０を１．３ｇ得た。
【０１１１】
＜実施例４＞
図３に示す構造の有機発光素子を以下に示す方法で作成した。
【０１１２】
基板１としてのガラス基板上に、陽極２としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１２０ｎｍの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。これをアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。
【０１１３】
正孔輸送材料として下記構造式で示される化合物を用いて、濃度が０．５ｗｔ％となるようにクロロホルム溶液を調整した。
【０１１４】
【化１９】
【０１１５】
この溶液を上記のＩＴＯ電極上に滴下し、最初に５００ＲＰＭの回転で１０秒、次に１０００ＲＰＭの回転で１分間スピンコートを行い膜形成した。この後１０分間、８０℃の真空オーブンで乾燥し、薄膜中の溶剤を完全に除去した。形成されたホール輸送層５の厚みは５０ｎｍであった。次に、ホール輸送層５の上に発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．２１を蒸着して２０ｎｍの発光層３を設けた。蒸着時の真空度は１．０×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２〜０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件で成膜した。
【０１１６】
更に電子輸送層６としてバソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）を真空蒸着法にて４０ｎｍの膜厚に形成した。蒸着時の真空度は１．０×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２〜０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件であった。
【０１１７】
次に、アルミニウム−リチウム合金（リチウム濃度１原子％）からなる蒸着材料を用いて、先ほどの有機層の上に、真空蒸着法により厚さ１０ｎｍの金属層膜を形成し、更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け、アルミニウム−リチウム合金膜を電子注入電極（陰極４）とする有機発光素子を作成した。蒸着時の真空度は１．０×１０−４Ｐａ、成膜速度は１．０〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件で成膜した。
【０１１８】
得られた有機ＥＬ素子は、水分の吸着によって素子劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、アクリル樹脂系接着材で封止した。
【０１１９】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度３２０ｃｄ／ｍ２、発光効率８ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２から１００時間後、２８０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化は小さかった。
【０１２０】
＜比較例１＞
例示化合物Ｎｏ．２１に代えて、下記に示す比較化合物を用いた他は実施例４と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。３Ｖの印加電圧で、発光輝度１９０ｃｄ／ｍ２、発光効率２ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
【０１２１】
【化２０】
【０１２２】
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度１８０ｃｄ／ｍ２から１００時間後、８０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化が大きかった。
【０１２３】
＜実施例５−７＞
例示化合物Ｎｏ．２１に代えて、表１に示す化合物を用いた他は実施例４と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
＜実施例８＞
図３に示す構造の有機発光素子を，電子輸送層６に２，９−ビス［２−（９、９−ジメチルフルオレニル）］フェナントロリンを用い、発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．１５を蒸着した以外は実施例３と同様に有機発光素子を作成した。
【０１２６】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度３００ｃｄ／ｍ２、発光効率７ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
【０１２７】
＜実施例９＞
発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．１９を蒸着した以外は実施例８と同様に有機発光素子を作成した。
【０１２８】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度２５０ｃｄ／ｍ２、発光効率４ｌｍ／Ｗの青緑色の発光が観測された。
【０１２９】
＜実施例１０＞
発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．６を蒸着した以外は実施例８と同様に有機発光素子を作成した。
【０１３０】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度２２０ｃｄ／ｍ２、発光効率３ｌｍ／Ｗの橙色の発光が観測された。
【０１３１】
＜実施例１１−１６＞
実施例９、１０と同様にして、発光層３として表２に示す化合物を用いた他は実施例８と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。その結果を表２に示す。
【０１３２】
【表２】
【０１３３】
＜実施例１７＞
図３に示す構造の有機発光素子を、発光層３として例示化合物１と例示化合物３６をを共蒸着（重量比１５：１００）した以外は実施例７と同様に有機発光素子を作成した。
【０１３４】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度２５５ｃｄ／ｍ２、発光効率５ｌｍ／Ｗの緑色発光が観測された。
【０１３５】
＜実施例１８＞
実施例８で作成した素子に、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度２９０ｃｄ／ｍ２から１００時間後、２７０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化は小さかった。
【０１３６】
＜実施例１９＞
実施例１４で作成した素子に、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度２８０ｃｄ／ｍ２から１００時間後、２７０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化は小さかった。
【０１３７】
＜比較例２＞
発光層３として下記無置換の比較化合物を用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１３８】
【化２１】
【０１３９】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極２を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極４を負極にして、６Ｖの印加電圧で、発光輝度２４０ｃｄ／ｍ２、発光効率０．２ｌｍ／Ｗの青色の弱い発光が観測された。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明の一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物は、発明を解決する手段において述べたような設計指針にもとづき開発がなされ、本発明の材料を用いた有機発光素子は、低い印加電圧で高効率な発光を与えた。また、置換基の変換により容易に種々の発光色が得られ、優れた耐久性も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における有機発光素子の一例を示す断面図である。
【図２】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 発光層
４ 陰極
５ ホール輸送層
６ 電子輸送層
７ ホール注入層
８ ホール／エキシトンブロッキング層
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光素子に関し、詳しくは有機化合物からなる薄膜に電界を印加することにより光を放出する素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、陽極と陰極間に蛍光性有機化合物を含む薄膜を挟持させて、各電極から電子およびホール（正孔）を注入することにより、蛍光性化合物の励起子を生成させ、この励起子が基底状態にもどる際に放射される光を利用する素子である。
【０００３】
１９８７年コダック社の研究（非特許文献１）では、陽極にＩＴＯ、陰極にマグネシウム銀の合金をそれぞれ用い、電子輸送材料および発光材料としてアルミニウムキノリノール錯体を用いホール輸送材料にトリフェニルアミン誘導体を用いた機能分離型２層構成の素子で、１０Ｖ程度の印加電圧において１０００ｃｄ／ｍ２程度の発光が報告されている。関連の特許としては，特許文献１〜３等が挙げられる。
【０００４】
また、蛍光性有機化合物の種類を変えることにより、紫外から赤外までの発光が可能であり、最近では様々な化合物の研究が活発に行われている。例えば、特許文献４〜１１等に記載されている。
【０００５】
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機発光素子が、ケンブリッジ大学のグループ（非特許文献２）により報告されている。この報告ではポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。共役系高分子を用いた有機発光素子の関連特許としては、特許文献１２〜１６等が挙げられる。
【０００６】
また最近では、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（非特許文献３）等のイリジウム錯体を発光材料として用いた燐光有機発光素子が注目され、高い発光効率が報告されている。
【０００７】
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。しかしながら、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。フルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、現状では更なる長寿命の、高変換効率、高色純度の青、緑、赤色発光が必要である。
【０００８】
アントラセン環を含む材料および有機発光素子の例としては、特許文献１７にフェニルアントラセン誘導体が開示されている。特に青色発光材料や電子注入輸送材料として用いた場合に、結晶性が低いため良好な有機膜を形成できるとしているが、発光効率および耐久寿命は実用上十分ではなかった。
【０００９】
また他の例として、特許文献１８，特許文献１９には、それぞれ、アミノアントラセン誘導体とジアミノアントラセン誘導体が開示されている。発光材料として用いて緑色発光が得られるとしているが、素子の発光効率は低く、また、耐久寿命に関しても実用上十分ではなかった。
【００１０】
また他の例として、特許文献２０には、特定のビアントリル化合物を発光材料として用いた素子が開示されており高輝度発光が得られるとしているが、発光効率や耐久寿命に関しての記載がない。
【００１１】
また他の例として、特許文献２１にはオレフィン部位を含む特定のアントラセン化合物を発光材料として用いた素子が開示されており、黄色から赤色の発光が得られるとしているが、発光効率は実用上十分ではなかった。
【００１２】
また他の例として、特許文献２２には、発光媒体層に特定構造のアントラセン誘導体と電子輸送性化合物とさらにその他の蛍光性化合物を含む素子が開示されている。信頼性を改善した赤色発光素子が得られるとしているが、発光効率は実用上十分ではなく、また、素子構成上青色発光を得ることが困難であった。
【００１３】
【特許文献１】
米国特許第４，５３９，５０７号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，７２０，４３２号明細書
【特許文献３】
米国特許第４，８８５，２１１号明細書
【特許文献４】
米国特許第５，１５１，６２９号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，４０９，７８３号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，３８２，４７７号明細書
【特許文献７】
特開平２−２４７２７８号公報
【特許文献８】
特開平３−２５５１９０号公報
【特許文献９】
特開平５−２０２３５６号公報
【特許文献１０】
特開平９−２０２８７８号公報
【特許文献１１】
特開平９−２２７５７６号公報
【特許文献１２】
米国特許第５，２４７，１９０号明細書
【特許文献１３】
米国特許第５，５１４，８７８号明細書
【特許文献１４】
米国特許第５，６７２，６７８号明細書
【特許文献１５】
特開平４−１４５１９２号公報
【特許文献１６】
特開平５−２４７４６０号公報
【特許文献１７】
特開平８−１２６００号公報
【特許文献１８】
特開平９−１５７６４３号公報
【特許文献１９】
特開平１０−７２５７９公報
【特許文献２０】
特許第３００８８９７号
【特許文献２１】
特開平１１−８０６８号公報
【特許文献２２】
特開２００１−２８４０５０号公報
【非特許文献１】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）
【非特許文献２】
Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０）
【非特許文献３】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、極めて純度のよい発光色相を呈し、高効率で高輝度、高寿命の光出力を有する有機発光素子を提供することにある。さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供する事にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち本発明のアントリル誘導基置換化合物は、下記一般式［１］で示されることを特徴とする。
【００１７】
【化３】
（一般式［１］において、Ａは、芳香環、縮合多環、複素環等を含む分子ユニットを示す。
【００１９】
Ｙ１、Ｙ２は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ１、Ｙ２は、互いに結合し環を形成していてもよい。また異なるアントリル誘導基上のＹ１およびＹ２は同じであっても異なっていてもよい。
【００２０】
Ｚ１は、直接結合、置換あるいは未置換のアリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｚ２およびＺ３は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２１】
Ｘ１は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基及びスルフィド基、アリール基及び複素環基、置換のシリル基、ボラニル基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ２は、置換あるいは未置換のアリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２２】
Ｒ１およびＲ２は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ３は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルコキシ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２３】
ａは０〜６の整数。ｂ＋ｃ＋ｄ＝６−ａ。ただしａ＋ｂは２以上の整数であり、ａ＝０の場合、アントリル基上のＸ１の内、少なくとも一つは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子以外の置換基を含む。）
【００２４】
更に本発明のアントリル誘導基置換化合物は、下記一般式［２］で示されることを特徴とする。
【００２５】
【化４】
（一般式［２］において、Ｙ３、Ｙ４は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ３、Ｙ４は、互いに結合し環を形成していてもよい。また異なるアントリル誘導基上のＹ３およびＹ４は同じであっても異なっていてもよい。
【００２７】
Ｚ４は、直接結合、置換あるいは未置換のアリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｚ５およびＺ６は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２８】
Ｘ３は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基及びスルフィド基、アリール基及び複素環基、置換のシリル基、ボラニル基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ４は、置換あるいは未置換のアリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００２９】
Ｒ４およびＲ５は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ６は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルコキシ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
【００３０】
ｅは０〜６の整数。ｆ＋ｇ＋ｈ＝６−ｅ。ただしｅ＋ｆは２以上の整数であり、ｅ＝０の場合、アントリル基上のＸ３の内、少なくとも一つは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子以外の置換基を含む。）
【００３１】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝４、ｂ＋ｃ＋ｄ＝２またはｅ＝４、ｆ＋ｇ＋ｈ＝２であることを特徴とする。
【００３２】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝３、ｂ＋ｃ＋ｄ＝３またはｅ＝３、ｆ＋ｇ＋ｈ＝３であることを特徴とする。
【００３３】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝２、ｂ＋ｃ＋ｄ＝４またはｅ＝２、ｆ＋ｇ＋ｈ＝４であることを特徴とする。
【００３４】
更に、本発明の一般式［２］で示される化合物は、ｅ＝２、ｆ＋ｇ＋ｈ＝４であり、一方のアミノアントリル誘導基に対し、他方のアミノアントリル基がメタ位に置換していることを特徴とする。
【００３５】
更に、本発明の一般式［１］または［２］で示される化合物は、ａ＝１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝５またはｅ＝１、ｆ＋ｇ＋ｈ＝５であることを特徴とする。
【００３６】
更に、本発明の一般式［１］で示される化合物は、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１〜Ｚ３、Ｘ１、Ｘ２に置換した基およびＲ１〜Ｒ３のうち、少なくとも一つが重水素原子であり、本発明の一般式［２］で示される化合物は、Ｙ３、Ｙ４、Ｚ４〜Ｚ６、Ｘ３、Ｘ４に置換した基およびＲ４〜Ｒ６のうち、少なくとも一つが重水素原子であることを特徴とする。
【００３７】
また本発明の有機発光素子は、少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極間に侠持された一層または複数層の有機化合物より構成される有機発光素子において、前記有機化合物のうち少なくとも一層が、一般式［１］および［２］で示される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする。
【００３８】
また本発明の有機発光素子は、少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極間に侠持された一層または複数層の有機化合物より構成される有機発光素子において、前記有機化合物のうち発光層が、一般式［１］および［２］で示される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする。
【００３９】
一般式［１］および［２］で示される化合物は主に有機発光素子用材料として使用できる。その中で発光用として使用する場合、発光層において単独で用いること、及びドーパント材料、ホスト材料の目的で使用でき、高色純度、高発光効率、高寿命素子を得ることができる。
【００４０】
一般式［１］および［２］で示される化合物は、芳香環、縮合多環、あるいは複素環等を含むコアユニットに高効率発光ユニットとして少なくとも２個以上のアントリル基を配し、さらにそれぞれのアントリル基上がアミノ基、連結基を有するアミノ基、アリール基等で置換されていることを特徴とする。置換基を導入することにおいては、置換基の変換により材料のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルを調節し、青、緑、さらにより長波長側の発光色を容易に得ることが可能となる（Ｂ３ＬＹＰ／３−２１ＧによるＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベル計算例、例示化合物１５：−５．０３０／−１．８７７；例示化合物１９：−４．８０５／−１．６９６）。ドーパント材料として使用する場合、置換基変換によるＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルの変化を計算により予測し、ホスト材料のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルにあわせ、材料の設計および合成が容易に行える。ホスト材料として使用する場合も同様であり、またホール輸送層、電子輸送層とのエネルギーレベルの差も考慮した分子設計も容易である。置換アミノ基の導入においては、ホール輸送能の向上も期待できる。アントリル基上へのアミノ基等の置換により、高Ｔｇ化でき（例えば例示化合物１６はＴｇ＝２１５℃）、スターバスト型のデンドリックな分子形状となることにより膜性及び熱安定性の良い材料を得ることができる。中心のコア分子、アントリル基あるいは他のアリール基、及びアミノ基上置換基等に立体障害基や電気陰性度が大きく、近接分子との静電反撥を生じやすいフッ素原子を導入することにより、分子間の凝集を抑制でき、特に素子寿命の向上を図ることが期待できる。以上の考察に加え、本発明の材料は同位体効果により、分子振動を抑え、熱失活を抑制することを考慮し、重水素置換した分子ユニットの導入も考慮した。本発明は、以上のような考察のもとに分子設計し、発明がなされたものである。
【００４１】
なお、ドーパント材料として使用する場合、ホスト材料に対するドーパント濃度は０．０１％〜８０％、好ましくは１〜４０％である。ドーパント材料はホスト材料からなる層全体に均一あるいは濃度勾配を有して含まれるか、あるいはある領域に部分的に含まれてドーパント材料を含まないホスト材料層の領域があってもよい。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００４３】
上記一般式［１］および［２］における連結基、置換基および分子ユニットＡの具体例を以下に示す。
【００４４】
上記一般式［１］および［２］において、連結基としては、以下に示す置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４５】
上記一般式［１］および［２］において、連結基を有する二価の置換基としては、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基及びアミノ基、置換のシリル基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４６】
置換あるいは未置換のアルキル基としては、メチル基、メチル−ｄ１基、メチル−ｄ３基、エチル基、エチル−ｄ５基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル−ｄ７基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル−ｄ９基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２−フルオロエチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、４−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、５−フルオロペンチル基、６−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、２−クロロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、４−クロロブチル基、５−クロロペンチル基、６−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、２−ブロモエチル基、ヨードメチル基、２−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、４−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４７】
置換あるいは未置換のアラルキル基としては、ベンジル基、２−フェニルエチル基、２−フェニルイソプロピル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、２−（１−ナフチル）エチル基、２−（２−ナフチル）エチル基、９−アントリルメチル基、２−（９−アントリル）エチル基、２−フルオロベンジル基、３−フルオロベンジル基、４−フルオロベンジル基、２―クロロベンジル基、３−クロロベンジル基、４−クロロベンジル基、２―ブロモベンジル基、３−ブロモベンジル基、４−ブロモベンジル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４８】
置換あるいは無置換のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基（２−プロペニル基）、１−プロペニル基、ｉｓｏ−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、スチリル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４９】
置換あるいは無置換のアルキニル基としては、アセチレニル基、フェニルアセチレニル基、１−プロピニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５０】
置換あるいは未置換のアリール基としては、フェニル基、フェニル−ｄ５基、４−メチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−エチルフェニル基、４−フルオロフェニル基、４−トリフルオロフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、２，６−ジエチルフェニル基、メシチル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、ジトリルアミノフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチル−ｄ７基、２−ナフチル−ｄ７基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、９−アントリル−ｄ９基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリル−ｄ９基、１−ピレニル基、１−ピレニル−ｄ９基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５１】
置換あるいは未置換の複素環基としては、ピロリル基、ピリジル基、ピリジル−ｄ５基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ターピロリル基、チエニル基、チエニル−ｄ４基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、フリル基、フリル−ｄ４基、インドリル基、１，１０−フェナントロリン基、フェナジニル基、キノリル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５２】
置換あるいは未置換のアルキレン基としては、メチレン基、メチレン−ｄ２基、ジフルオロメチレン基、エチレン基、エチレン−ｄ４基、パーフルオロエチレン基、プロピレン基、ｉｓｏ−プロピレン基、ブチレン基、２，２−ジメチルプロピレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５３】
置換あるいは未置換のアラルキレン基としては、ベンジレン基、２−フェニルエチレン基、２−フェニルイソプロピレン基、１−ナフチルメチレン基、２−ナフチルメチレン基、９−アントリルメチレン基、２−フルオロベンジレン基、３−フルオロベンジレン基、４−フルオロベンジレン基、４−クロロベンジル基、４−ブロモベンジレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５４】
置換あるいは無置換のアルケニル基としては、ビニレン基、ｉｓｏ−プロペニレン基、スチリレン基、１，２−ジフェニルビニレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５５】
置換あるいは無置換のアルキニル基としては、アセチレニレン基、フェニルアセチレニレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５６】
置換あるいは未置換のアリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、テトラフルオロフェニレン基、ジメチルフェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェナントリレン基、ピレニレン基、テトラセニレン基、ペンタセニレン基、ペリレニレン基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５７】
置換あるいは未置換の二価の複素環基としては、フリレン基、ピロリレン基、ピリジレン基、ターピリジレン基、チエニレン基、ターチエニレン基、オキサゾリレン基、チアゾリレン基、カルバゾリレン等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５８】
置換または未置換のアミノ基（−ＮＲ‘Ｒ“）としては、Ｒ’およびＲ”が、水素原子、重水素原子、上記に示した置換または未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基、置換あるいは未置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有するアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基及びアミノ基、置換のシリル基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基で表され、例えばアミノ基、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−ベンジルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−ベンジルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジベンジルアミノ基、アニリノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−トリルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジアニソリルアミノ基、Ｎ−メシチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメシチルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−（４−トリフルオロメチルフェニル）アミノ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００５９】
置換あるいは未置換のアルコキシ基としては、上記記載の置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基を有するアルキルオキシ基、アラルキルオキシ基、上記記載の置換あるいは未置換のアリール基、複素環基を有するアリールオキシ基が挙げられ、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、２−エチル−オクチルオキシ基、フェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、ベンジルオキシ基、チエニルオキシ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６０】
置換あるいは未置換のスルフィド基としては、上記記載の置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基を有するアルキルスルフィド基、アラルキルスルフィド基、上記記載の置換あるいは未置換のアリール基、複素環基を有するアリールスルフィド基が挙げられ、例えばメチルスルフィド基、エチルスルフィド基、フェニルスルフィド基、４−メチルフェニルスルフィド基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６１】
分子ユニットＡとしては、重水素を含む置換または無置換のベンゼン環、ビフェニル環、ターフェニル環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環、テトラセン環、ベンズアントラセン環、クリセン環、ピレン環、ペリレン環、コラヌレン環、トリフェニレン環、チオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、ピロール環、ターチオフェン環、ターピリジン環、ターピロール環、トリアジン環、カルバゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、ジフェニルメタン環、テトラフェニルシラン、テトラフェニルゲルマン、テトラフェニルメタン等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６２】
上記置換基、連結基、分子ユニットＡがさらに有しても良い置換基としては、重水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアルキル基、アラルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、２−エチル−オクチルオキシ基、フェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、フェニル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、３−クロロフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、トリフェニルアミノ基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基等のアリール基、ピリジル基、ビピリジル基、メチルピリジル基、チエニル基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、フリル基、キノリル基、カルバゾリル基、Ｎ−エチルカルバゾリル基等の複素環基、ハロゲン基、水酸基、シアノ基、ニトロ基が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００６３】
次に一般式［１］および［２］で示される化合物についてその代表例を挙げる。ただし、これらの化合物に限定されるものではない。
【００６４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
【００６９】
本発明の有機発光素子は、少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に狭持された一または複数の有機化合物を含む層を少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物を含む層の少なくとも一層が一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物の少なくとも一種を含有する。
【００７０】
図１〜図５に本発明の有機発光素子の好ましい例を示す。
【００７１】
図１は、本発明の有機発光素子の一例を示す断面図である。図１は、基板１上に、陽極２、発光層３及び陰極４を順次設けた構成のものである。ここで使用する発光素子は、それ自体でホール輸送能、エレクトロン輸送能及び発光性の性能を単一で有している場合や、それぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合に有用である。
【００７２】
図２は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図２は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、電子輸送層６及び陰極４を順次設けた構成のものである。この場合は、発光物質はホール輸送性かあるいは電子輸送性のいずれか、あるいは両方の機能を有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わせて用いる場合に有用である。また、この場合、発光層３は、ホール輸送層５あるいは電子輸送層６のいずれかから成る。
【００７３】
図３は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図３は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、発光層３，電子輸送層６及び陰極４を順次設けた構成のものである。これは、キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものであり、ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物と適時組み合わせて用いられ、極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリヤあるいは励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００７４】
図４は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図４は、図３に対して、ホール注入層７を陽極２側に挿入した構成であり、陽極２とホール輸送層５の密着性改善あるいはホールの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【００７５】
図５は本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図５は、図３に対してホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極４側に抜けることを阻害する層（ホール／エキシトンブロッキング層８）を、発光層３、電子輸送層６間に挿入した構成である。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物をホール／エキシトンブロッキング層８として用いる事により、発光効率の向上に効果的な構成である。
【００７６】
ただし、図１〜図５はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の化合物を用いた有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機層界面に絶縁性層を設ける、接着層あるいは干渉層を設ける、ホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００７７】
本発明に用いられる一般式［１］および［２］で示される化合物は、図１〜図５のいずれの形態でも使用することができる。
【００７８】
特に、本発明の化合物を用いた有機層は、発光層、電子輸送層あるいはホール輸送層として有用であり、また真空蒸着法や溶液塗布法などによって形成した層は結晶化などが起こりにくく経時安定性に優れている。
【００７９】
本発明は、特に発光層の構成成分として、一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物を用い、また必要に応じてこれまで知られているホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物などを必要に応じて一緒に使用することもできる。
【００８０】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００８１】
正孔（ホール）注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子および高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、およびポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。
【００８２】
【化９】
【化１０】
一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物以外に使用できる、主に発光機能に関わる材料としては、多環縮合芳香族化合物（例えばナフタレン誘導体、フェナントレン誘導体、フルオレン誘導体、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、コロネン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、ルブレンなど）、キナクリドン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、ナイルレッド、ピラジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、有機金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体）およびポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体、ポリ（チエニレンビニレン）誘導体、ポリ（アセチレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。
【００８５】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。
【００８９】
【化１４】
本発明の有機発光素子において、一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物を含有する層およびその他の有機化合物からなる層は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成する。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００９１】
上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択でき、例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは単独または共重合体ポリマーとして１種または２種以上混合してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【００９２】
陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよく、例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ），酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は単独で用いるか、あるいは複数併用することもできる。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。
【００９３】
一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体あるいはリチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、マグネシウム−インジウム等、複数の合金として用いることができる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は単独で用いるか、あるいは複数併用することもできる。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。
【００９４】
また陽極および陰極は、少なくともいずれか一方が透明または半透明であることが望ましい。
【００９５】
本発明で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜などを用いて発色光をコントロールする事も可能である。
【００９６】
なお、作成した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属などをカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
【００９７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９８】
＜実施例１＞［例示化合物Ｎｏ．１５および３４の製造方法］
【００９９】
【化１５】
窒素気流下、トリブロモベンゼン２５．８ｇ（８２ｍｍｏｌ）、アントラセン−９−ボロニックアシド１０９．５ｇ（０．４９１ｍｏｌ）を、脱気したトルエン１Ｌ、エタノール５００ｍｌの混合溶媒中に溶解、攪拌し、そこに無水炭酸ナトリウム８６．８ｇを水８００ｍｌに溶解させ調整した炭酸ナトリウム水溶液を滴下した。窒素気流下、８０℃に加熱したオイルバス上で１時間攪拌した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム１４．２ｇ（１２．３ｍｍｏｌ）を加えた。８０℃に加熱したオイルバス上で約４時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻し、さらに５℃まで冷却し、析出した結晶をろ過した。結晶をクロロベンゼン、ヘプタン混合溶媒に加熱下溶解させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロベンゼン：ヘプタン＝１：３）で精製して、中間体（Ｉ）を２５ｇ得た。
【０１０１】
（Ｉ）１６．７ｇ（２７．６ｍｍｏｌ）、クロロホルム３００ｍｌの溶液を５℃に冷却し、クロロホルム７０ｍｌに溶解した臭素９．６９ｇ（６０．６ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２時間攪拌し、さらにメタノールを３００ｍｌ加えて５℃で２時間攪拌した。沈殿物をろ過し、沈殿物をアセトンで分散洗浄、その溶液を５℃に再冷却し、沈殿物をろ過し、モノブロモ体、ジブロモおよびトリブロモ体の混合物として中間体（ＩＩ）を２１ｇ得た（ＨＰＬＣ分析、ＵＶ：面積比、モノブロモ体：ジブロモ体：トリブロモ体＝１：２．３：３．３）。
【０１０２】
【化１６】
窒素雰囲気下、パラジウムビス（ベンジリデンアセトン）３６１ｍｇ（０．６２７ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン０．７６ｇ（３．７６ｍｍｏｌ）をキシレン２３０ｍｌに溶解させ、１時間室温で攪拌した。キシレン１００ｍｌをさらに加えた後、窒素気流下（ＩＩ）３ｇ（３．９２ｍｍｏｌ、ジブロモ体換算）加え、５０℃に加熱したオイルバス上で５分攪拌した。ジフェニルアミン１．３２ｇ（７．８４ｍｍｏｌ）をキシレン５０ｍｌに溶解させ滴下し、続いてｔｅｒｔ−ブトキサイドナトリウム１．１３ｇ（１１．８ｍｍｏｌ）を加えた。１３０℃に加熱したオイルバス上で約６時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻した後、水１００ｍｌを加え、水層と有機層を分離し、さらに水層をトルエン及び酢酸エチルで抽出し、前の有機層とあわせ硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）で生成物を分離精製し、例示化合物Ｎｏ．１５および３３をそれぞれ１ｇおよび１．５ｇ得た。
【０１０４】
＜実施例２＞［例示化合物Ｎｏ．２１および３９の製造方法］
【０１０５】
【化１７】
窒素気流下、中間体（ＩＩ）１．５３ｇ（２ｍｍｏｌ、ジブロモ体換算）、ビス（４−メチルフェニル）アミノベンゼン−４−ボロニックアシド１．９０ｇ（６ｍｍｏｌ）を、脱気したトルエン１８０ｍｌ、エタノール９０ｍｌの混合溶媒中に溶解、攪拌し、そこに無水炭酸ナトリウム０．９８ｇを水３０ｍｌに溶解させた水溶液を滴下した。３０分攪拌した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム３４７ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を加えた。８０℃に加熱したオイルバス上で約５時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻した後、水７０ｍｌ、酢酸エチル７０ｍｌを加え、水層と有機層を分離し、さらに水層をトルエン及び酢酸エチルで抽出し、前の有機層とあわせ硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）で精製して、例示化合物２１を０．６５ｇ、例示化合物３９を０．７ｇ得た。
【０１０７】
＜実施例３＞［例示化合物Ｎｏ．４０の製造方法］
【０１０８】
【化１８】
中間体（ＩＶ）の合成
中間体（ＩＩＩ）３ｇ（３．７４ｍｍｏｌ）、クロロホルム１２０ｍｌの溶液を５℃に冷却し、クロロホルム３０ｍｌに溶解した臭素１．２ｇ（７．４８ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２時間攪拌し、さらにメタノールを１２０ｍｌ加えて５℃で２時間攪拌した。沈殿物をろ過し、沈殿物をアセトンで分散洗浄、その溶液を５℃に再冷却し、沈殿物をろ過し、中間体（ＩＶ）を２．９ｇ得た。
【０１１０】
例示化合物Ｎｏ．４０の合成
窒素気流下、中間体（ＩＶ）２ｇ（２．０８ｍｍｏｌ）、ナフタレン−２−ボロニックアシド１．１０ｇ（６．４２ｍｍｏｌ）を、脱気したトルエン１５０ｍｌ、エタノール３０ｍｌの混合溶媒中に溶解、攪拌し、そこに無水炭酸ナトリウム１．３６ｇを水３０ｍｌに溶解した水溶液を滴下した。３０分攪拌した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．２２ｇ（０．１９ｍｍｏｌ）を加えた。８０℃に加熱したオイルバス上で約７時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻した後、水７０ｍｌ、酢酸エチル７０ｍｌを加え、水層と有機層を分離し、さらに水層をトルエン及び酢酸エチルで抽出し、前の有機層とあわせ硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）で精製して、例示化合物４０を１．３ｇ得た。
【０１１１】
＜実施例４＞
図３に示す構造の有機発光素子を以下に示す方法で作成した。
【０１１２】
基板１としてのガラス基板上に、陽極２としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１２０ｎｍの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。これをアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。
【０１１３】
正孔輸送材料として下記構造式で示される化合物を用いて、濃度が０．５ｗｔ％となるようにクロロホルム溶液を調整した。
【０１１４】
【化１９】
この溶液を上記のＩＴＯ電極上に滴下し、最初に５００ＲＰＭの回転で１０秒、次に１０００ＲＰＭの回転で１分間スピンコートを行い膜形成した。この後１０分間、８０℃の真空オーブンで乾燥し、薄膜中の溶剤を完全に除去した。形成されたホール輸送層５の厚みは５０ｎｍであった。次に、ホール輸送層５の上に発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．２１を蒸着して２０ｎｍの発光層３を設けた。蒸着時の真空度は１．０×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２〜０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件で成膜した。
【０１１６】
更に電子輸送層６としてバソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）を真空蒸着法にて４０ｎｍの膜厚に形成した。蒸着時の真空度は１．０×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２〜０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件であった。
【０１１７】
次に、アルミニウム−リチウム合金（リチウム濃度１原子％）からなる蒸着材料を用いて、先ほどの有機層の上に、真空蒸着法により厚さ１０ｎｍの金属層膜を形成し、更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け、アルミニウム−リチウム合金膜を電子注入電極（陰極４）とする有機発光素子を作成した。蒸着時の真空度は１．０×１０−４Ｐａ、成膜速度は１．０〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件で成膜した。
【０１１８】
得られた有機ＥＬ素子は、水分の吸着によって素子劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、アクリル樹脂系接着材で封止した。
【０１１９】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度３２０ｃｄ／ｍ２、発光効率８ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２から１００時間後、２８０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化は小さかった。
【０１２０】
＜比較例１＞
例示化合物Ｎｏ．２１に代えて、下記に示す比較化合物を用いた他は実施例４と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。３Ｖの印加電圧で、発光輝度１９０ｃｄ／ｍ２、発光効率２ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
【０１２１】
【化２０】
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度１８０ｃｄ／ｍ２から１００時間後、８０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化が大きかった。
【０１２３】
＜実施例５−７＞
例示化合物Ｎｏ．２１に代えて、表１に示す化合物を用いた他は実施例４と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。その結果を表１に示す。
【０１２４】
【表１】
＜実施例８＞
図３に示す構造の有機発光素子を，電子輸送層６に２，９−ビス［２−（９、９−ジメチルフルオレニル）］フェナントロリンを用い、発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．１５を蒸着した以外は実施例３と同様に有機発光素子を作成した。
【０１２６】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度３００ｃｄ／ｍ２、発光効率７ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
【０１２７】
＜実施例９＞
発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．１９を蒸着した以外は実施例８と同様に有機発光素子を作成した。
【０１２８】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度２５０ｃｄ／ｍ２、発光効率４ｌｍ／Ｗの青緑色の発光が観測された。
【０１２９】
＜実施例１０＞
発光層３として前記例示化合物Ｎｏ．６を蒸着した以外は実施例８と同様に有機発光素子を作成した。
【０１３０】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度２２０ｃｄ／ｍ２、発光効率３ｌｍ／Ｗの橙色の発光が観測された。
【０１３１】
＜実施例１１−１６＞
実施例９、１０と同様にして、発光層３として表２に示す化合物を用いた他は実施例８と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。その結果を表２に示す。
【０１３２】
【表２】
＜実施例１７＞
図３に示す構造の有機発光素子を、発光層３として例示化合物１と例示化合物３６をを共蒸着（重量比１５：１００）した以外は実施例７と同様に有機発光素子を作成した。
【０１３４】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、３Ｖの印加電圧で、発光輝度２５５ｃｄ／ｍ２、発光効率５ｌｍ／Ｗの緑色発光が観測された。
【０１３５】
＜実施例１８＞
実施例８で作成した素子に、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度２９０ｃｄ／ｍ２から１００時間後、２７０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化は小さかった。
【０１３６】
＜実施例１９＞
実施例１４で作成した素子に、窒素雰囲気下で電流密度を３．０ｍＡ／ｃｍ２に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度２８０ｃｄ／ｍ２から１００時間後、２７０ｃｄ／ｍ２と輝度劣化は小さかった。
【０１３７】
＜比較例２＞
発光層３として下記無置換の比較化合物を用いた以外は、実施例８と同様にして素子を作成した。
【０１３８】
【化２１】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極２を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極４を負極にして、６Ｖの印加電圧で、発光輝度２４０ｃｄ／ｍ２、発光効率０．２ｌｍ／Ｗの青色の弱い発光が観測された。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明の一般式［１］および［２］で示されるアントリル誘導基置換化合物は、発明を解決する手段において述べたような設計指針にもとづき開発がなされ、本発明の材料を用いた有機発光素子は、低い印加電圧で高効率な発光を与えた。また、置換基の変換により容易に種々の発光色が得られ、優れた耐久性も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における有機発光素子の一例を示す断面図である。
【図２】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 発光層
４ 陰極
５ ホール輸送層
６ 電子輸送層
７ ホール注入層
８ ホール／エキシトンブロッキング層
Claims (10)
- 下記一般式［１］で示されることを特徴とするアントリル誘導基置換化合物。
Ｙ１、Ｙ２は、置換あるいは未置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ１、Ｙ２は、互いに結合し環を形成していてもよい。また異なるアントリル誘導基上のＹ１およびＹ２は同じであっても異なっていてもよい。
Ｚ１は、直接結合、置換あるいは未置換のアリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｚ２およびＺ３は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
Ｘ１は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基及びスルフィド基、アリール基及び複素環基、置換のシリル基、ボラニル基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ２は、置換あるいは未置換のアリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ１およびＲ２は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ３は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルコキシ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ａは０〜６の整数。ｂ＋ｃ＋ｄ＝６−ａ。ただしａ＋ｂは２以上の整数であり、ａ＝０の場合、アントリル基上のＸ１の内、少なくとも一つは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子以外の置換基を含む。） - 前記第１の化合物が、下記一般式［２］で示されることを特徴とする請求項１に記載のアントリル誘導基置換化合物。
Ｚ４は、直接結合、置換あるいは未置換のアリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｚ５およびＺ６は、直接結合、置換あるいは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び二価の複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
Ｘ３は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アルコキシ基及びスルフィド基、アリール基及び複素環基、置換のシリル基、ボラニル基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ４は、置換あるいは未置換のアリール基及び複素環基、連結基を有する二価の置換基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ４およびＲ５は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ６は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換あるいは未置換のアルキル基、アルコキシ基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ｅは０〜６の整数。ｆ＋ｇ＋ｈ＝６−ｅ。ただしｅ＋ｆは２以上の整数であり、ｅ＝０の場合、アントリル基上のＸ３の内、少なくとも一つは水素原子、重水素原子、ハロゲン原子以外の置換基を含む。） - ａ＝４、ｂ＋ｃ＋ｄ＝２またはｅ＝４、ｆ＋ｇ＋ｈ＝２であることを特徴とする請求項１または２に記載のアントリル誘導基置換化合物。
- ａ＝３、ｂ＋ｃ＋ｄ＝３またはｅ＝３、ｆ＋ｇ＋ｈ＝３であることを特徴とする請求項１または２に記載のアントリル誘導基置換化合物。
- ａ＝２、ｂ＋ｃ＋ｄ＝４またはｅ＝２、ｆ＋ｇ＋ｈ＝４であることを特徴とする請求項１または２に記載のアントリル誘導基置換化合物。
- ｅ＝２、ｆ＋ｇ＋ｈ＝４であり、一方のアミノアントリル誘導基に対し、他方のアミノアントリル基がメタ位に置換していることを特徴とする請求項２に記載のアントリル誘導基置換化合物。
- ａ＝１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝５またはｅ＝１、ｆ＋ｇ＋ｈ＝５であることを特徴とする請求項１または２に記載のアントリル誘導基置換化合物。
- Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１〜Ｚ３、Ｘ１、Ｘ２、Ｒ１〜Ｒ３のうち、少なくとも一つが重水素原子を含む基かあるいは重水素原子であり、Ｙ３、Ｙ４、Ｚ４〜Ｚ６、Ｘ３、Ｘ４、Ｒ４〜Ｒ６のうち、少なくとも一つが重水素原子を含む基かあるいは重水素原子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のアントリル誘導基置換化合物。
- 少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極間に侠持された一層または複数層の有機化合物より構成される有機発光素子において、前記有機化合物のうち少なくとも一層が、請求項１〜８のいずれかに記載のアントリル誘導基置換化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする有機発光素子。
- 少なくとも一方が透明か半透明な陽極および陰極からなる一対の電極間に侠持された一層または複数層の有機化合物より構成される有機発光素子において、発光層が請求項１〜８のいずれかに記載のアントリル誘導基置換化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする有機発光素子。
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