JP2009280522A - 縮合多環化合物およびそれを有する有機発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】 高効率で高輝度な光出力を有し、極めて耐久性のある有機発光素子を提供する。
【解決手段】 クリセン骨格の共役系を拡張した新規縮合多環化合物及びそれを用いた有機発光素子を提供する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、新規な縮合多環化合物およびそれを有する有機発光素子に関する。
有機発光素子は、陽極と陰極間に蛍光性有機化合物または燐光性有機化合物を含む薄膜を挟持させて、各電極からホール（正孔）及び電子を注入する。
そして、蛍光性化合物または燐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。
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、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。また、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。
さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合の色純度の良い青、緑、赤の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。したがって色純度がよく、発光効率が高く、かつ耐久性がよい有機発光素子を実現するための材料が求められている。
上述した課題を解決する方法として、縮合多環化合物を有機発光素子の構成材料として使用することが提案されている。縮合多環化合物を有機発光素子の構成材料として使用した例として特許文献１が開示されている。また、特許文献２にはクリセン誘導体を用いた有機発光素子の開示がある。特許文献３にはフルオランテン誘導体を用いた有機発光素子の開示がある。非特許文献４にはクリセン骨格と２つのベンゼン環が５員環を形成した縮合多環化合物の開示がある。
特開２００１−１０２１７３号公報 米国特開２００４−００７６８５３号公報 特開平１０−１８９２４８号公報 Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６４，１６５０−１６５６，１９９９
本発明は、新規な縮合多環化合物を提供することにある。また本発明は、この新規な縮合多環化合物を有した、高効率で高輝度な光出力を有し、かつ耐久性のある有機発光素子を提供することにある。
よって本発明は、下記一般式［Ｉ］で示されることを特徴とする縮合多環化合物。
Figure 2009280522
（式中、Ｒ１乃至Ｒ１８はそれぞれ独立に以下の群から選ばれる。
水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、あるいは置換あるいは無置換の複素環基）を提供する。
本発明の一般式［Ｉ］で示される化合物は、優れた発光特性を持ち、安定性の高い有機発光素子用材料を提供し、極めて高効率で高輝度な光出力を有し、極めて耐久性のある有機発光素子を提供することができる。
本発明に係る新規縮合多環化合物は、
下記一般式［Ｉ］で示されることを特徴とする縮合多環化合物である。
Figure 2009280522
（式中、Ｒ１乃至Ｒ１８はそれぞれ独立に以下の群から選ばれる。
水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、あるいは置換あるいは無置換の複素環基）
上記一般式［Ｉ］における縮合多環化合物の置換基の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
Ｒ１乃至Ｒ１８の具体例としては
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリブチル基、セカンダリブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基などが挙げられる。
アルコキシル基としてはメトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、フェノキシル基などが挙げられる。
アルケニル基としてはビニル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニルビニル基、ジフェニルビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としてはエチニル基、プロピニル基、ブチニル基、フェネチニル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジターシャリブチルアミノ基、ジアニソリルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基、カルバゾリル基などが挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、アセフェナントリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基などが挙げられる。
複素環基としては、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ビピリジル基、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、ターチエニル基、キノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナントロリル基などが挙げられる。
上記、アルキル基、アルコキシル基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アミノ基、アリール基、複素環基は置換基を有してもよい。この置換基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、ターシャリブチル基などのアルキル基、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基、
フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アントリル基、フルオレニル基などのアリール基、
チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、フェナントロリル基、カルバゾリル基などの複素環基、
ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基などのアミノ基、
メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、フェノキシル基などのアルコキシル基、
シアノ基、ニトロ基、フッ素、塩素などのハロゲン原子などが挙げられる。
一般式［Ｉ］で示される縮合多環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、一般式［Ｉ］で示される化合物はホール輸送層や、電子輸送層や発光層に用いることができ、高発光効率、長寿命素子を得ることができる。
また、一般式［Ｉ］で示される縮合多環化合物は発光層として使用する場合、種々の態様で用いて高色純度、高発光効率、長寿命素子を得ることができる。
例えば発光層において単独で用いてもよい。あるいは発光層においてドーパント（ゲスト）材料として用いてもよい。あるいは蛍光材料及び燐光材料のホスト材料として用いてもよい。
一般式［Ｉ］で示される縮合多環化合物を、ゲストとして用いる場合の含有量としては、好ましくは、発光層の全重量に対して０．１重量％以上３０重量％以下であり、更に好ましくは、濃度消光を抑制する場合には、０．１重量％以上１５重量％以下である。
またこの一般式［Ｉ］で示される縮合多環化合物をゲストとして用いる場合には、ホスト材料としては、特に限定されるものではないが、安定なアモルファス膜から構成される有機発光素子を提供するためには、縮合多環誘導体が好ましく用いられる。そして、高効率で耐久性のある有機発光素子を提供するためにはホスト材料自身の発光収率が高いことやホスト自身の化学的安定性が必要とされる。そのため、更に好ましくはフルオレン誘導体、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、ベンゾフルオランテン誘導体等の蛍光量子収率が高く化学的に安定な縮合多環誘導体が好ましい。
一方、一般式［Ｉ］で示される縮合多環化合物をホスト化合物として用いる場合、ゲストに特に制限は無く、所望する発光色等によって、ゲストを適宜用いればよい。また、必要に応じてゲスト以外に、正孔輸送性化合物、電子輸送性化合物などを一緒にドープして使用することもできる。
有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光中心材料（ゲスト）そのものの発光量子収率が大きいことが望ましい。また、ディスプレイデバイスへ応用する場合、この発光中心材料は高い色純度であることが重要である。
一般に、室温以上の温度において有機化合物の蛍光スペクトルは幅広い形状を示し、色純度が良好でないものが多い。そこで、縮合多環化合物においては共役系を拡張することでスペクトル上に振動構造を生じさせ、色純度を向上させる分子設計が施される。
しかし、共役系の拡張はエネルギーギャップの狭小化をもたらすため、エネルギーの大きい青色蛍光に対してこの手法を適用するのは容易ではない。
そこで、発明者らは鋭意検討を重ねた結果、一般式［Ｉ］で表される縮合多環化合物の蛍光スペクトルが顕著な振動構造を有し、高い青色純度の蛍光発光を生じることを見出した。すなわち、クリセン骨格との５員環形成に用いる２つの芳香環のうち一方をナフタレン環、他方をベンゼン環として共役系を適切に伸張する。このことにより、０−０遷移である第１ピークの相対強度を他のピークよりも強め、かつ、スペクトル半値幅を狭くすることで、青色領域を逸脱せずに色純度の向上を達成できる。
さらに、一般式［Ｉ］で表される縮合多環化合物は剛直な骨格に起因する高い量子収率を有していることから、高効率・高色純度の青色有機発光素子を作製するのに好適である。
耐久性のある有機発光素子を提供するためには、それを構成する有機発光素子用化合物の化学的安定性が必要になる。
一般式［Ｉ］で表される縮合多環化合物は５員環構造による電子吸引効果により一重項酸素分子等の求電子反応による反応性は低く化学的に安定であるという特徴がある。また、５員環構造が２つあることは、フルオランテン、ベンゾフルオランテン等の５員環構造が一つある骨格より化学的安定性が高い。
一般式［Ｉ］で示される縮合多環化合物は５員環構造による電子吸引性により電子注入性を備え、有機発光素子用材料として使用した場合、駆動電圧を低下することができる。また、５員環構造が２つあることは、フルオランテン、ベンゾフルオランテン等の５員環構造が１つある骨格より駆動電圧を低下する効果は高い。
一般式［Ｉ］で示される化合物は置換基を導入することで、ＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルを容易に調節することが可能である。
そのため、ホールや電子のキャリア注入のバランスを考慮した、分子設計が可能である。
また、様々な発光色に対して発光材料の分子設計が可能である。
さらに、一般式［Ｉ］において、Ｒ１乃至Ｒ１８のうち少なくとも１つが置換基である場合は、分子間の重なりを回避する効果につながり、化合物の昇華性や蒸着安定性、結晶性の低下や高いガラス転移温度による膜の安定性にも寄与する。Ｒ１乃至Ｒ１８の置換基として好ましくは置換もしくは無置換のアリール基、複素環基が良い。さらに好ましくはＲ１、Ｒ４、Ｒ９及びＲ１４が置換もしくは無置換のアリール基、複素環基が良い。特にＲ１、Ｒ４、Ｒ９及びＲ１４に置換基が入る場合、隣接基との立体障害が大きく、分子間の重なりを回避する効果が大きい。
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。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
上記、一般式［Ｉ］で示される縮合多環化合物の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
化合物例１
Figure 2009280522
化合物例２
Figure 2009280522
化合物例３
Figure 2009280522
Figure 2009280522
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、一対の電極間に配置された有機化合物層を少なくとも有する有機発光素子において、有機化合物層が、本発明に係る縮合多環化合物を少なくとも有することを特徴とする。
図１乃至図５に本発明の有機発光素子の好ましい例を示す。
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、電子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。
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。
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、キャリア輸送と発光の機能を分離したものである。そしてホール輸送性、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に各キャリア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。
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。
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。
ただし、図１乃至図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。
本発明に用いられる一般式［Ｉ］で示されるで示される縮合多環化合物は、図１乃至図５のいずれの形態でも使用することができる。
特に、本発明の化合物を用いた有機層は、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。
本発明は、特に発光層の構成成分として、一般式［Ｉ］で示される縮合多環化合物を用いるが、必要に応じてこれまで知られている低分子系およびポリマー系のホール輸送化合物、発光化合物あるいは電子輸送化合物などを一緒に使用することもできる。
ホール輸送性化合物としては、例えば、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等が挙げられる。
発光性化合物として、本発明の縮合環芳香族化合物の他、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、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等が挙げられる。
電子輸送性化合物としては、例えば、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。
陽極を構成する材料としては、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挙げられる。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等も挙げられる。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。
陰極を構成する材料としては、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が挙げられる。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、複数の合金も挙げられる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物も挙げられる。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。
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。また、基板上にスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作成し、それに接続して発光非発光が制御できる素子を作成することも可能である。この場合いわゆるアクティブ駆動が可能となる。もちろん本発明に係る有機発光素子はいわゆるパッシブ駆動（単純マトリクス駆動）により発光非発光が制御されても良い。
また本発明に係る有機発光素子をデューティー駆動あるいはスタティック駆動の何れかにより駆動しても良い。
また、素子の光取り出し方向に関しては、ボトムエミッション（基板側から光を取り出す構成）および、トップエミッション（基板の反対側から光を取り出す構成）のいずれも可能である。
また本発明に係る有機発光素子は同一基板に複数配置され、それぞれが画素として用いられても良い。その場合各画素を制御する制御手段を更に有しても良い。そしてこの場合そのような有機発光素子を画素として画素部に有する表示装置を提供することができる。表示装置はたとえば薄型ディスプレイである。他にも表示装置は電子写真方式の画像形成装置の操作部に用いられても良い。
このように本発明の有機発光素子は各種装置に用いられることができる。各種装置とは例えば上述のディスプレイや電子写真方式の画像形成装置である。他にもデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置も挙げることができる。他にもこの有機発光素子は例えば自動車（四輪、二輪等）や電車等の車輌内に搭載されるディスプレイに搭載されても良い。あるいは光源としてこの有機発光素子を有する照明装置や露光光源してこの有機発光素子を有する電子写真方式の画像形成装置も提供できる。
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。
＜実施例１＞
例示化合物３−１５の合成
Figure 2009280522
ａ）中間体化合物４−１の合成
５００ｍｌ三ツ口フラスコに、クリセン、２０．０ｇ（８７．６ｍｍｏｌ）、塩化アルミニウム、４６．７ｇ（３５０ｍｍｏｌ）、ジクロロメタン４００ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、−７８度で攪拌下、オキサリルクロリド、５５．６ｇ（４３８ｍｍｏｌ）を滴下した後３０分間撹拌し、続けて２時間かけて室温まで昇温した。反応溶液を４ｌの氷水に撹拌しながら注ぎ、生じた固体を濾別した後メタノール１００ｍｌで分散洗浄した。固体をろ過、真空加熱乾燥して中間体化合物４−１（橙色粉末）２１．５ｇ（収率８７％）を得た。
ｂ）中間体化合物４−３の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物４−１、２．０１ｇ（７．１０ｍｍｏｌ）、化合物４−２、１．５０ｇ（７．１３ｍｍｏｌ）、エタノール１００ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、水酸化カリウム４．００ｇを溶解した水溶液２５ｍｌを滴下した。次いで、７５度に昇温し、１時間３０分攪拌した。反応液を冷却後、析出した固体を濾別、乾燥して中間体化合物４−３（緑色粉末）３．０８ｇ（収率９５％）を得た。
ｃ）中間体化合物４−４の合成
５００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物４−３、４．００ｇ（８．７６ｍｍｏｌ）、アントラニル酸、１．２６ｇ（９．１９ｍｍｏｌ）、亜硝酸イソアミル、１．５０ｍｌ（１１．２ｍｍｏｌ）、トルエン３００ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、８５度に昇温し、２時間攪拌した。反応液を冷却後、水を加えて二相抽出を行い、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体化合物４−４（黄色粉末）２．２７ｇ（収率５１％）を得た。
ｂ）中間体化合物４−５の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物４−４、１．００ｇ（１．９８ｍｍｏｌ）、塩化アルミニウム、１．０６ｇ（７．９２ｍｍｏｌ）、ジクロロメタン５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、−７８度で攪拌下、オキサリルクロリド、１．２６ｇ（９．９０ｍｍｏｌ）を滴下した後３０分間撹拌し、続けて２時間かけて室温まで昇温した。反応溶液を１ｌの氷水に撹拌しながら注ぎ、生じた固体を濾別した後メタノール３０ｍｌで分散洗浄した。固体をろ過、真空加熱乾燥して中間体化合物４−５（橙色粉末）１．１１ｇ（収率１００％）を得た。
ｅ）中間体化合物４−７の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物４−５、１．１１ｇ（１．９８ｍｍｏｌ）、化合物４−６、０．８５６ｇ（１．９７ｍｍｏｌ）、エタノール１００ｍｌ、トルエン１０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、水酸化カリウム１．１１ｇを溶解した水溶液５ｍｌを滴下した。次いで、７５度に昇温し、１時間３０分攪拌した。反応液を冷却後、析出した固体を濾別、乾燥して中間体化合物４−７（緑色粉末）０．８７ｇ（収率４６％）を得た。
ｆ）例示化合物３−１５の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物４−７、０．８７ｇ（０．９１ｍｍｏｌ）、２，５−ノルボルナジエン、８．３８ｇ（９１ｍｍｏｌ）、無水酢酸４０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中９０度に昇温し、１８時間攪拌した。室温まで冷却して溶媒を減圧留去した後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物３−１５（黄色粉末）０．２５ｇ（収率２９％）を得た。
質量分析法により、例示化合物３−１５のＭ＋である９５５を確認した。
また、濃度１０−６ ｍｏｌ／ｌのトルエン希薄溶液での発光スペクトルを蛍光分光光度（Ｆ−４５００（株）日立製作所社製）を用い、３６０ｎｍを励起波長として測定した。測定の結果、図６に示す蛍光スペクトルが得られ、４６４ｎｍに発光極大を持つ良好な青色発光を示した。
＜実施例２＞
例示化合物３−７の合成
実施例１と同様の合成方法で、例示化合物３−７を合成した。具体的には、実施例１において、化合物４−６を化合物４−２に変える他は、実施例１と同じ条件で行った。
質量分析法により、例示化合物３−７のＭ＋である７３０を確認した。
また、濃度１０−６ ｍｏｌ／ｌのトルエン希薄溶液での発光スペクトルを、３６０ｎｍを励起波長として測定した。測定の結果、図７に示す蛍光スペクトルが得られ、４６３ｎｍに発光極大を持つ良好な青色発光を示した。
以下、実施例１と同様の合成方法で、例示化合物２−５、２−９、３−１３、３−１４、３−１６、３−１７、３−１８、３−１９、３−２５、３−２６をそれぞれ合成できる。具体的には、実施例１において、化合物４−２（第１ケトン誘導体）及び化合物４−６（第２ケトン誘導体）に替えて、以下の表１に示されるケトン誘導体を用いる他は、実施例１と同じ条件で行う。
Figure 2009280522
＜実施例３＞
有機発光素子の作製
本実施例では、図３で示される有機発光素子を作製した。まずガラス基板（基板１）上に膜厚１００ｎｍで酸化錫インジウム（ＩＴＯ）（陽極２）をパターニングしてＩＴＯ電極付きガラス基板を作製した。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。このようにして処理した基板を透明導電性支持基板として使用した。
次に、このＩＴＯ電極付きガラス基板上に、有機化合物からなる層と陰極を抵抗加熱による真空蒸着で連続製膜した。具体的には、まずホール輸送層５として、下記に示す化合物Ａを膜厚２０ｎｍで成膜した。次に発光層３として、ホストである下記に示される化合物Ｂとゲストである例示化合物３−１５を、化合物Ｂに対して例示化合物３−１５の含有量が１重量％となるように共蒸着した。このとき発光層３の膜厚は３０ｎｍとした。次に電子輸送層６として、下記に示す化合物Ｃを膜厚３０ｎｍで成膜した。次に第１の金属電極層として、ＫＦを膜厚１ｎｍで成膜した。最後に第２の金属電極層として、Ａｌを膜厚１００ｎｍで成膜した。ここでＫＦ及びＡｌは、陰極４として機能する。
Figure 2009280522
Figure 2009280522
尚、製膜する際に、真空チャンバー内の圧力を１０−５Ｐａとした。また、素子を作成するにあたり対向する電極面積を３ｍｍ２となるようにした。以上のようにして有機発光素子を得た。
得られた有機発光素子について、その特性を測定し評価した。具体的には、素子の電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、素子の発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。その結果、４．０Ｖの印加電圧で、発光輝度４２０ｃｄ／ｍ２の良好な青色発光が観測された。さらに、この素子に窒素雰囲気下、１００時間電圧を印加したところ、良好な発光の継続が確認された。
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。 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。 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。 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。 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。 例示化合物３−１５のトルエン溶液（１×１０−６ｍｏｌ／ｌ）の蛍光スペクトル（励起波長：３６０ｎｍ）を示す図である。 例示化合物３−７のトルエン溶液（１×１０−６ｍｏｌ／ｌ）の蛍光スペクトル（励起波長：３６０ｎｍ）を示す図である。
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 (4)

  1. 下記一般式［Ｉ］で示されることを特徴とする縮合多環化合物。
    Figure 2009280522
     （式中、Ｒ１乃至Ｒ１８はそれぞれ独立に以下の群から選ばれる。
    水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
    置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、あるいは置換あるいは無置換の複素環基）
  2. 一般式［Ｉ］においてＲ１、Ｒ４、Ｒ９及びＲ１４の少なくとも１つが前記置換あるいは無置換のアリール基であることを特徴とする請求項１に記載の縮合多環化合物。
  3. 陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置された有機化合物層を少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物層が、請求項１乃至２のいずれか１項に記載の縮合多環化合物を少なくとも有することを特徴とする有機発光素子。
  4. 前記有機化合物層が発光層である請求項３に記載の有機発光素子。
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