JP2010143879A - ジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体 - Google Patents

Abstract

【課題】 高効率高輝度の発光特性を実現する新規有機化合物とそれを有する有機発光素子を提供する。
【解決手段】 ジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体であることを特徴とする有機化合物。
【選択図】 図５

Description

本発明は、新規骨格であるジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体に関する。

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。

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が良く、高効率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。また、特に色純度や発光効率、耐久性が高い有機発光素子及びそれを実現する材料が求められている。

発光層の発光効率を高めるために発光層の材料として特許文献１〜４に示す例があるが、何れの材料も実用化において十分ではなく、高量子収率も新たな材料の開発が求められている。
特開平１−２８９９０７号公報 特開平２−２４７２７８号公報 特開平８−１１３５７６号公報 特開平１１−１２２０５号公報

上記特許文献に記載の有機化合物とそれを有する有機発光素子は実用化という観点からは改善の余地がある。

具体的には実用化のために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改善が必要である。

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、求められる有機発光素子には色純度が良く、高効率の青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。

したがって特に色純度や発光効率、耐久性が高い有機発光素子及びそれを実現する材料が求められている。

本発明は、上述した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る。即ち本発明の目的は、より具体的には青色発光素子に用いるのに適した新規有機化合物を提供することにある。

本発明者等は、上述の課題を解決するために検討した結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、下記式で示される骨格を有するジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体を提供する。

本発明の化合物、即ちジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体は、高効率高輝度の発光性能を有する。そしてそれを有する有機発光素子は高効率で高輝度な発光を実現できる。また、耐久性のある有機発光素子を実現できる。

以下、本発明の化合物に関して詳細に説明する。

本発明に係るジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体はその骨格そのものが新規である。

ジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体の骨格は以下に示される。

より具体的には、本発明に係るジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体は下記一般式（１）で表される。

Ｒ_１乃至Ｒ_２０はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、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、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。

また、上記一般式（１）における化合物の置換基の具体例を以下に示す。

ここで式（１）において、置換あるいは無置換のアルキル基のアルキル基として、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が、もちろんこれらに限定されるものではない。

ここで式（１）において、置換あるいは無置換のアルコキシ基のアルコキシ基として、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−ターシャル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。

ここで式（１）において、置換あるいは無置換のアミノ基のアミノ基として、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，Ｎ−ジナフチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジフルオレニルアミノ基、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−ターシャリブチルフェニル）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。

ここで式（１）において、置換あるいは無置換のアリール基のアリール基として、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、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が、もちろんこれらに限定されるものではない。

ここで式（１）において、置換あるいは無置換の複素環基の複素環基として、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、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が、もちろんこれらに限定されるものではない。

式（１）において上記置換基、即ちアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、複素環基が有する置換基として、
メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、
ベンジル基などのアラルキル基、
フェニル基、ビフェニル基などのアリール基、
ピリジル基、ピロ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、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子などが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。

上記一般式（１）における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。

以下、本発明の化合物についてさらに詳細に説明する。

一般的に有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光中心材料そのものの発光量子収率が大きいことが望まれる。

そして、本発明者らが検討した結果、一般式（１）で表される化合物は、希薄溶液中での量子収率が高いことを見出した。それゆえに、一般式（１）で示される化合物を有機発光素子に用いた場合、高い発光効率が期待できるといえる。

本発明の有機化合物はジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン骨格を有する誘導体である。

有機化合物を発光材料として用いる際には、材料自身の高い量子収率が重要である。そのためには
１つめに振動子強度が高いこと
２つめに発光にかかわる骨格の振動部分が少ないこと
があげられる。これら２点の条件の何れもが満たされることが重要であると本発明者等は考える。

１つめに関しては、分子の発光にかかわる骨格の対称性を高くする事が重要である。ただし、高対称性分子特有の禁制遷移条件では全く発光しなくなる場合もある。また、同じ方向に共役を伸ばすことによって分子のモーメントが大きくなって振動子強度が向上する。

２つめに関しては発光にかかわる骨格に回転構造を有さないことで、回転による振動による量子収率の低下を抑制することが出来る。

図５に本発明に係るジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体の骨格とモーメントを説明するためのＸ軸とそれと直交するＹ軸を示す。

図５を用いて説明する。

上記１つめの点では、Ｘ軸方向のモーメントが大きく、高い振動子強度を得る骨格であると言える。また、対象性もよい。上記２つめの点においては、主骨格に回転軸を有さないため、振動失活による量子収率の低下もなく、発光材料として適した骨格であると言える。

また、ジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体は平面性が高く、無置換であるとエキシマー生成し易い。このため、エキシマーの生成を防ぐために置換基の導入をする事が好ましく、置換基の導入する位置は、特に制限は無いが、中心骨格に近い７，９，１０，１７，１９，２０位が適している。

以下の一般式はジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体の骨格における置換位置を数字で示したものである。

このように本発明に係るジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体は骨格そのものが振動子強度が高いという性質と．発光にかかわる骨格の振動部分が少ないという性質が備わっている。

またこのジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体は骨格そのものが新規であり、これら性質により高効率高輝度の発光性能を有すると考える。

なお、一般式［１］で示されるジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体は、例えば文献Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９５２，１７，８４５−５４、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００６，７１，５９２１−５９２９、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００３，６８，８８３−８８７、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００５，２１７２２１７４を参考にして以下に示す合成ルート１、２、３、４のように、合成することができる。ジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体の骨格に置換する置換基については、水素原子を例えば、アルキル基、ハロゲン原子、フェニル基といった他の置換基に置換して合成することによって導入することができる。

合成例２乃至８によって得られる合成化合物を以下の表に示す。

合成例１に基づき、合成例１に示されるＢ１とＢ２を以下の表に示す化合物に置き換えることで、それぞれの合成例から合成化合物が得られる。なお以下の表には合成例１で用いたＢ１おとびＢ２も記す。

合成例９乃至１６を以下の表にまとめる。合成例９乃至１６は、上記合成ルート２あるいは４に基づいて、上記合成ルート２あるいは４に記載のＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を以下の表に記載の化合物に置き換えることで合成化合物を得ることが出来ることを示すものである。

なお、上記合成ルート２と４は合成経路が異なるだけで同じ合成化合物を得ている。

合成例１７乃至２２を以下の表にまとめる。合成例１７乃至２２は、上記合成ルート３に基づいて、上記合成ルート３に記載のＤ１、Ｄ２を以下の表に記載の化合物に置き換えることで合成化合物を得ることが出来ることを示すものである。

次に本発明に係るジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体の用途としてそれを有する有機発光素子を説明する。

本実施形態に係る有機発光素子は一対の電極である陽極と陰極とそしてそれらの間に配置される有機化合物層とを有する。この有機化合物層が上記上記の式で示される骨格を有するジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体あるいは一般式（１）で示されるジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体を有する。

有機発光素子は一対の電極の間に配置された有機化合物である発光材料が発光する素子である。

この有機化合物層のうち一層が発光層である場合、発光層は本発明に係る有機化合物のみから構成されていても良いし、あるいは本発明に係る有機化合物を一部有していても良い。

発光層が本発明に係る有機化合物を一部有しても良い場合とは、本発明に係る有機化合物が発光層の主成分であってもよく、あるいは副成分であってもよい。

ここで主成分と副成分とは、発光層を構成する全化合物を対象に例えば重量的あるいはモル数的に大きいものを主成分と呼び、小さいものを副成分と呼ぶ。

主成分である材料は、ホスト材料と呼ぶことも出来る。

副成分である材料は、ドーパント（ゲスト）材料、発光アシスト材料、電荷注入材料と呼ぶことが出来る。

なお、本発明に係る有機化合物をゲスト材料として用いる場合、ホスト材料に対するゲスト材料の濃度は０．０１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることが好ましく、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることがより好ましい。また、ゲスト材料の濃度を上記２範囲のいずれかにおいて変化させることによって、発光層から発する光の発光波長を５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲で、溶液の波長よりも長波長化する事が可能である。

上記の発光層は、キャリア輸送性のホスト材料とゲスト材料からなる場合、発光にいたる主な過程は、以下のいくつかの過程からなる。
１．発光層内での電子・ホールの輸送。
２．ホスト材料の励起子生成。
３．ホスト材料同士の分子間の励起エネルギー伝達。
４．ホスト材料からゲスト材料への励起エネルギー移動。

それぞれの過程における所望のエネルギー移動や、発光はさまざまな失活過程と競争でおこる。

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（例えばゲスト材料）そのものの発光量子収率が大きいことは言うまでもない。しかしながら、ホスト材料とホスト材料間、あるいはホスト材料とゲスト材料間のエネルギー移動が如何に効率的にできるかも大きな課題である。また、通電による発光劣化は今のところ原因は明らかではないが、少なくとも発光中心材料そのもの、または、その周辺分子による発光中心材料の環境変化に関連したものと想定される。

そこで本発明者らは種々の検討を行い、本発明の前記一般式（１）で表される化合物を発光層のホスト材料またはゲスト材料、特にゲスト材料に用いた素子が高効率で高輝度な光出力を有し、極めて耐久性のあることを見出した。

次に、本実施形態に係る有機発光素子について詳細に説明する。

本実施形態に係る有機発光素子は、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により構成される有機発光素子において、前記有機化合物層がジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン骨格を有する誘導体かあるいは一般式（１）で示されるジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体を有する。

一対の電極の間には上記有機化合物層以外の化合物層を有していても良い。

一対の電極の間には上記有機化合物層を含む化合物層が２層以上設けられていても良い。このような場合を多層型の有機発光素子と呼ぶことにする。

以下に、多層型の有機発光素子の好ましい例として第一から第五までを示す。

第一の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／発光層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。ここで使用する有機発光素子は、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。

第二の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。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、発光層は、ホール輸送層あるいは電子輸送層のいずれかから成る。

第三の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。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ることができる。そして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。

第四の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これは陽極とホール輸送層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。

第五の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／ホール・エキシトンブロッキング層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これはホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極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）を、発光層、電子輸送層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。

本発明における一般式（１）で表わされる化合物を含む発光領域とは、上記の発光層の領域を言う。

ただし、第一乃至第五の多層型の例はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明に係る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、電子輸送層もしくは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（１）で示される化合物は、第一乃至第五例のいずれの形態でも使用することができる。

本実施形態に係る有機発光素子においては、有機化合物を含む層に本発明に用いられる一般式（１）で示される有機化合物が少なくとも一種含有されるものであり、特に発光層のゲスト材料として用いられることが好ましい。

本発明に係る有機化合物は、発光層のホスト材料として用いてもよい。

本発明に係る有機化合物は、発光層以外の各層、即ちホール注入層、ホール輸送層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層の何れか叉は、電子注入層に用いても良い。

ここで、本発明の有機化合物以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系の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等を一緒に使用することができる。

以下にこれらの化合物例を挙げる。

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が容易で、注入されたホールを発光層へと輸送することができるように、ホール移動度が高い材料が好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及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、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、ポリ（ビニルカルバゾール）、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。

主にホスト材料としては、表、もしくは表の誘導体である化合物以外に、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体等）、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、有機亜鉛錯体、及びトリフェニルアミン誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）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。

電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入が容易で、注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール注入輸送性材料のホール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、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム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。

陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。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使用してもよいし複数併用して使用してもよい。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。

一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えば、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。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使用してもよいし、複数併用して使用してもよい。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。

本実施形態の有機発光素子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、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。

なお、作製した素子に対して、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、金属等で被覆し、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。

本実施形態に係る有機発光素子において、本発明の有機化合物を含有する層及びその他の有機化合物からなる層は、以下に示す方法により形成される。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。ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。

上記バインダー樹脂としては、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、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、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、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。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。

本実施形態に係る有機発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。

表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。表示装置は例えばＰＣあるいはテレビジョン、あるいは広告媒体といった画像表示装置して用いられることが出来る。あるいは表示装置はデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の、表示部に用いられてもよい。

あるいは表示装置は電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の操作表示部に用いられても良い。

また、電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の感光体へ潜像を露光する際に用いる光源として用いることが出来る。独立にアドレスできる有機発光素子を複数アレイ状（例えば線状）に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、潜像を形成することができる。本実施形態に係る有機発光素子を用いることで、これまでは光源とポリコンミラーと各種光学レンズ等を配置するのに必要だった空間を減少させることができる。

照明装置やバックライトに関しては、省エネルギー効果が期待できる。また本実施形態に係る有機発光素子は平面光源として利用できる。

また、本実施形態に係る有機発光素子を支持する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設けて発色光をコントロールする事も可能である。また、基板に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設け、それに有機発光素子を接続して発光非発光を制御することができる。また、複数の有機発光素子をマトリックス状に配置して、即ち面内方向に配置して照明装置として用いることも可能である。

次に、本実施形態に係る有機発光素子を使用した表示装置について説明する。この表示装置は、本実施形態に係る有機発光素子と、本実施形態に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段と、を具備することを特徴とするものである。以下、図面を参照して、アクティブマトリクス方式を例にとって、本実施形態に係る表示装置を詳細に説明する。

図１は、表示装置の一形態である、本実施形態に係る有機発光素子と、本実施形態に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段とを備えた表示装置の構成例を模式的に示す図である。

図２は、画素に接続される画素回路と画素回路に接続される信号線と電流供給線とを模式的に示す図である。

本実施形態に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段とは、図１において走査信号ドライバー１１、情報信号ドライバー１２、電流供給源１３及び図２において画素回路１５のことを指す。

図１の表示装置１は、走査信号ドライバー１１、情報信号ドライバー１２、電流供給源１３が配置され、それぞれゲート選択線Ｇ、情報信号線Ｉ、電流供給線Ｃに接続される。ゲート選択線Ｇと情報信号線Ｉの交点には、画素回路１５が配置される（図２）。本実施形態に係る有機発光素子からなる画素１４はこの画素回路１５ごとに対応して設けられる。画素１４は有機発光素子である。従って、本図においては発光点として有機発光素子を示している。本図において有機発光素子の上部電極が他の有機発光素子の上部電極と共通していても良い。もちろん上部電極は各発光素子毎に個別に設けられていても良い。

走査信号ドライバー１１は、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバー１２から画像信号が情報信号線Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・Ｉｎのいずれかを介して画素回路１５に印加される。

次に、画素の動作について説明する。図３は、図１の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。図３は第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）２３が有機発光素子２４を発光させるための電流を制御している。図３の画素回路２においては、ゲート選択線Ｇｉに選択信号が印加されると、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）２１がＯＮになり、コンデンサー（Ｃ_ａｄｄ）２２に画像信号Ｉｉが供給され、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）２３のゲート電圧を決定する。有機発光素子２４には第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）（２３）のゲート電圧に応じて電流供給線Ｃｉより電流が供給される。ここで、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）２３のゲート電位は、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）２１が次に走査選択されるまでコンデンサー（Ｃ_ａｄｄ）２２に保持される。このため、有機発光素子２４には、次の走査が行われるまで電流が流れ続ける。これにより１フレーム期間中常に有機発光素子２４を発光させることが可能となる。

なお不図示ではあるが、有機発光素子２４の電極間の電圧を薄膜トランジスタが制御する電圧書き込み方式の表示装置にも本実施形態に係る有機発光素子は用いられることが出来る。

図４は、図１の表示装置で用いられるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ＴＦＴ基板の製造工程の一例を示しながら、構造の詳細を以下に説明する。

図４の表示装置３を製造する際には、まずガラス等の基板３１上に、上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜３２がコートされる。防湿膜３２を構成する材料として、酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。次に、スパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで、所定の回路形状にパターニングしてゲート電極３３を形成する。

続いて、酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングしてゲート絶縁膜３４を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等により（場合によっては２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで半導体層３５を形成する。

さらに、この半導体膜３５にドレイン電極３６とソース電極３７とを設けることでＴＦＴ素子３８を作製し、図３に示すような回路を形成する。次に、このＴＦＴ素子３８の上部に絶縁膜３９を形成する。次に、コンタクトホール（スルーホール）３１０を、金属からなる有機発光素子用の陽極３１１とソース電極３７とが接続するように形成する。

この陽極３１１の上に、多層あるいは単層の有機層３１２と、陰極３１３とを順次積層することにより、表示装置３を得ることができる。このとき、有機発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層３１４や第二の保護層３１５を設けてもよい。本実施形態に係る有機発光素子を用いた表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。

尚、上記の表示装置は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。

上記ＩＴＯ電極の上に多層あるいは単層の有機発光層／陰極層を順次積層し有機発光表示パネルを得ることができる。本実施形態に係る有機化合物を用いた表示パネルを駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。

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構成（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。

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＞

抱水クロラール １１．８２ｇ（１１０ｍｍｏｌ）、硫酸ナトリウム １１３．６ｇ（８００ｍｍｏｌ）、水４００ｍｌ、を５００ｍｌナスフラスコに投入し、４０℃に加熱した。１，５−ジアミノナフタレン、７．９１ｇ（５０ｍｍｏｌｅ）、水６０ｍｌ、１２Ｎ 塩酸 ８．７５ｍｌを１００ ｍｌナスフラスコに、ヒドロキシルアミン塩酸塩 ２２．９ｇ（３３０ｍｍｏｌ）、水１００ｍｌを２００ ｍｌナスフラスコに各々縣濁もしくは溶解させた後に、順次激しく攪拌しながら投入する。投入後、８０℃で１時間攪拌を行った。冷却後、沈殿物をろ過後、水で洗浄し、乾燥して黒色粉末を得た。この黒色粉末を、濃硫酸３０ｍｌ、６０℃に加熱した１００ｍｌナスフラスコに内温が上昇しないように徐々に投入した。その後、３０分攪拌を行った。冷却後、２００ｇの氷に空け、沈殿物をろ過後、温水で洗浄し、乾燥し黒色粉末８ｇを得た。

黒色粉末５．３ｇ、１０％水酸化カリウム水溶液８０ｍｌを３００ｍｌナスフラスコに投入し、４０℃に加熱した。３０％過酸化水素水、２３ｍｌをゆっくり滴下した後、８０℃で１時間攪拌を行った。冷却後、塩酸を用いてｐＨ＝４にした後、沈殿物をろ過、水で洗浄して黒色粉末１．５ｇを得た。

黒色粉末２４６ｍｇ、Ｅ１ ７１２ｍｇ（２ｍｍｏｌ）、トルエン５０ｍｌを２００ｍｌナスフラスコに投入し、８０℃に加熱した。亜硝酸イソアミル２３４ｍｇ（２ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した後、１１０℃で３時間攪拌を行った。 冷却後、水１００ｍｌｘ２回で洗浄した。この有機層を飽和食塩水で洗浄し，硫酸マグネシウムで乾燥した後，、この溶液を濾過後、濃縮して茶褐色液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー（トルエン／ヘプタン＝１：１）にて精製後、クロロホルム／メタノールで再結晶を行い黄結晶の化合物Ａ３を２０ｍｇ（収率１．２％）得た。

また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。

^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，５００ＭＨｚ）σ（ｐｐｍ）：７．９８（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝９．５Ｈｚ），７．７０−７．６２（ｍ，２０Ｈ），７．５２（ｄ，４Ｈ，Ｊ＝７．０Ｈｚ），７．５１−７．２０（ｍ，６Ｈ），６．５０（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝７．０Ｈｚ），６．３１（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝７．５Ｈｚ）．
例示化合物Ａ３の、１×１０^−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、日立製Ｆ−４５００を用い、３５０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、４５９ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。

＜実施例２＞

クリセン５５０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）、Ｅ２ ５０ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、４，４‘−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−ビピリジン５４ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）、Ｅ３ ５５９ｍｇ（２．２ｍｍｏｌ）、シクロヘキサン１０ｍｌを５０ｍｌナスフラスコに投入し、８０℃で１０時間攪拌を行った。冷却後、この有機層を飽和食塩水で洗浄し，硫酸マグネシウムで乾燥した後，、この溶液を濾過後、濃縮して茶褐色液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー（トルエン）にて精製後、メタノール／ヘプタンで再結晶を行い白色結晶の混合体を３５０ｍｇ（収率５５％）得た。

白色結晶の混合体１４４ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）、１，８−ジヨードナフタレン ２２８ｍｇ（０．６ｍｍｏｌ）、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３ ６２ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）、トリシクロヘキシルホスフィン ６７ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）、ＤＢＵ ０．５ｍｌ、ジメチルホルムアミド５ｍｌを１０ｍｌナスフラスコに投入し、１６０℃で５時間攪拌を行った。冷却後、この有機層を飽和食塩水で洗浄し，硫酸マグネシウムで乾燥した後，、この溶液を濾過後、濃縮して茶褐色液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー（クロロホルム／ヘプタン）にて精製後、メタノール／ヘプタンで再結晶を行い黄結晶の化合物Ａ１を５０ｍｇ（収率１０％）得た。

例示化合物Ａ３の、１×１０^−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、日立製Ｆ−４５００を用い、３５０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、４４０ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。

＜実施例３＞
［例示化合物Ａ１の合成］
実施例２に用いられる原料のクリセンをＥ４に変更する以外は同様にして合成した。

例示化合物Ａ３の、１×１０^−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、日立製Ｆ−４５００を用い、３５０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、４５５ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。

＜実施例４＞
［例示化合物Ａ１の合成］
実施例２に用いられる原料のクリセンをＥ５に変更する以外は同様にして合成した。

例示化合物Ａ３の、１×１０^−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、日立製Ｆ−４５００を用い、３５０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、４５０ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。

＜実施例５乃至２０＞
本実施例では、多層型有機発光素子の第五の例で示した素子（陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／ホール・エキシトンブロッキング層／電子輸送層／陰極）とした。ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電極層を１０^−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続製膜し、対向する電極面積が３ｍｍ^２になるようにした。
ホール輸送層（３０ｎｍ） Ｆ−１
発光層（３０ｎｍ） ホストＦ−２、ゲスト：例示化合物 （重量比 ５％）
ホール・エキシトンブロッキング層（１０ｎｍ） Ｆ−３
電子輸送層（３０ｎｍ） Ｆ−４
金属電極層１（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層２（１００ｎｍ） Ａｌ

ＥＬ素子の特性は、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、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。

以下の表に実施例５乃至２３において得られた有機発光素子のゲスト化合物とホスト化合物と有機発光素子の発光効率と印加電圧をまとめた。

本実施形態に係る有機発光素子と、本実施形態に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段とを模式的に示す図である。 画素に接続される画素回路と画素回路に接続される信号線と電流供給線とを模式的に示す図である。 画素回路を示す図である。 有機発光素子とその下のＴＦＴとを示す断面模式図である。 ジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体の骨格とモーメントの方向を示すＸ軸Ｙ軸を示す図である。

符号の説明

１ 表示装置
２，１５ 画素回路
１１ 走査信号ドライバー
１２ 情報信号ドライバー
１３ 電流供給源
１４ 画素
２１ 第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２２ コンデンサー（Ｃ_ａｄｄ）
２３ 第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
３１ 基板
３２ 防湿層
３３ ゲート電極
３４ ゲート絶縁膜
３５ 半導体膜
３６ ドレイン電極
３７ ソース電極
３８ ＴＦＴ素子
３９ 絶縁膜
３１０ コンタクトホール（スルーホール）
３１１ 陽極
３１２ 有機層
３１３ 陰極
３１４ 第一の保護層
３１５ 第二の保護層

Claims (2)

1. 下記式で示される骨格を有するジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体。
   

   
2. 下記一般式（１）で表されることを特徴とする請求項１に記載のジアセナフト［１，２−ｂ：１’，２’−ｋ］クリセン誘導体。
   

   

   Ｒ_１乃至Ｒ_２０はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、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、置換あるいは無置換の複素環基から選ばれる。

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