JP3829982B2 - 新規な縮合芳香族化合物及びそれを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な縮合芳香族化合物及びそれを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）に関し、特に、発光輝度及び発光効率が高く、色純度が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子を提供可能な新規な縮合芳香族化合物及びそれを利用した有機ＥＬ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機物質を使用した有機ＥＬ素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般に、有機ＥＬ素子は、発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されている。
有機ＥＬ素子の発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入され、電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する現象である。
最近では、有機ＥＬ素子ディスプレイの実用化が開始されているものの、フルカラー表示素子は開発途中である。特に、色純度及び発光効率が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子及びそれを実現する発光材料が求められている。
これらを解決しようとするものとして、例えば、特開平８−３１１４４２号公報には、ナフタセン又はペンタセン誘導体を発光層に添加した赤色発光素子が開示されているが、この発光素子は、赤色純度は優れているものの、印加電圧が１１Ｖと高く輝度の半減時間は約１５０時間と不十分であった。特開平３−１６２４８１号公報には、ジシアノメチレン系化合物を発光層に添加した素子が開示されているが赤色の純度が不十分であった。特開２００１−８１４５１号公報には、アミン系芳香族化合物を発光層に添加した赤色発光素子が開示され、この発光素子はＣＩＥ色度（０．６４、０．３３）の色純度を有しているものの駆動電圧が１０Ｖ以上と高かった。特開平２００１−１６０４８９号公報には、アザフルオランテン化合物を発光層に添加した素子が開示されているが、黄色から緑色の発光となり、十分な赤色を発光するに至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、発光輝度及び発光効率が高く、色純度が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子を提供可能な新規な縮合芳香族化合物及びそれを利用した有機ＥＬ素子を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、アミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する化合物を有機ＥＬ素子の有機薄膜層の材料として用いることにより、前記の課題を解決することを見出し本発明を解決するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、下記一般式（２）〜（１１）のいずれかで表される新規な縮合芳香族化合物である。
【化３】
【０００６】
（式中、Ｒ1 〜Ｒ18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数４〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、ニトロ基、ハロゲン基又は下記一般式（Ａ）で表わされる基であって、一般式（２）〜（３）及び（８）においては、Ｒ1 〜Ｒ14のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（４）及び（１０）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（５）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（６）、（７）、（９）及び（１１）においては、Ｒ1 〜Ｒ18のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基である。また、Ｒ1 〜Ｒ18は互いに隣接する基で環状構造を形成してもよい。）
【０００７】
【化４】
（式中、Ｘ1 及びＸ2 は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、炭素数３〜４０の複素環基であり、Ｘ1 及びＸ2 は、互いに連結し環状構造を形成してもよい。また、Ｘ1 又はＸ2 とフルオランテン骨格基が互いに連結し、環状構造を形成してもよい。）
【０００８】
また、本発明は、陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、前記縮合芳香族化合物を含有する有機ＥＬ素子を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記一般式（２）〜（１１）において、Ｒ1 〜Ｒ18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数４〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、ニトロ基、ハロゲン基又は下記一般式（Ａ）で表わされる基であって、一般式（２）〜（３）及び（８）においては、Ｒ1 〜Ｒ14のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（４）及び（１０）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（５）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（６）、（７）、（９）及び（１１）においては、Ｒ1 〜Ｒ18のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基である。また、Ｒ1 〜Ｒ18は互いに隣接する基で環状構造を形成してもよい。
【００１０】
炭素数１〜３０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−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、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００１１】
炭素数１〜３０のアルコキシ基としては、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−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、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００１２】
炭素数６〜４０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、フルオレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、スチルベン基等が挙げられる。
炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリブチルシリル基、トリペンチルシリル基、トリヘキシルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基等が挙げられる。炭素数４〜３０のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、２，２−ジトリルビニル基、１，２−ジトリルビニル基、１−メチルアリル基、１−ジメチルアリル基、２−メチルアリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブテニル基、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられる。
【００１３】
炭素数７〜４０のアリールアルキル基としては、ベンジル基、α−メチルベンジル基、シンナミル基、α−エチルベンジル基、α, α−ジメチルベンジル基、４−メチルベンジル基、４−エチルベンジル基、２−ｔｅｒｔ−ブチルベンジル基、４−ｎ−オクチルベンジル基、ナフチルメチル基、ジフェニルメチル基等が挙げられる。
炭素数６〜４０のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アンスクルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニルオキシ基、フルオランテニルオキシ基、クリセニルオキシ基、ペリレニルオキシ基等が挙げられる。
また、前記アルキル基、アルコキシ基、アリール基及びアルケニル基の置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換アミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
【００１４】
上記一般式（Ａ）において、Ｘ1 及びＸ2 は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、炭素数３〜４０の複素環基であり、Ｘ1 及びＸ2 は、互いに連結し環状構造を形成してもよい。また、Ｘ1 又はＸ2 とフルオランテン骨格基が互いに連結し、環状構造を形成してもよい。
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基としては、前記と同様のものが挙げられる。
置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基としては、前記と同様のものが挙げられる。
【００１５】
炭素数３〜４０の複素環基としては、１−アザーインドリジン−２−イル基、１−アザ−インドリジン−３−イル基、１−アザ−インドリジン−５−イル基、１−アザ−インドリジン−６−イル基、１−アザ−インドリジン−７−イル基、１−アザ−インドリジン−８−イル基、２−アザ−インドリジン−１−イル基、２−アザ−インドリジン−３−イル基、２−アザ−インドリジン−５−イル基、２−アザ−インドリジン−６−イル基、２−アザ−インドリジン−７−イル基、２−アザ−インドリジン−８−イル基、６−アザ−インドリジン−１−イル基、６−アザ−インドリジン−２−イル基、６−アザ−インドリジン−３−イル基、６−アザ−インドリジン−５−イル基、６−アザ−インドリジン−７−イル基、６−アザ−インドリジン−８−イル基、７−アザ−インドリジン−１−イル基、７−アザ−インドリジン−２−イル基、７−アザ−インドリジン−３−イル基、７−アザ−インドリジン−５−イル基、７−アザ−インドリジン−６−イル基、７−アザ−インドリジン−７−イル基、７−アザ−インドリジン−８−イル基、８−アザ−インドリジン−１−イル基、８−アザ−インドリジン−２−イル基、８−アザ−イシドリジン−3 −イル基、８−アザ−インドリジン−５−イル基、８−アザ−インドリジン−６−イル基、８−アザ−インドリジン−７−イル基、１−インドリジニル基、２−インドリジニル基、３−インドリジニル基、５−インドリジニル基、６−インドリジニル基、７−インドリジニル基、８−インドリジニル基、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
【００１６】
また、前記アルキル基及びアリ−ル基の置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換アミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
【００１７】
本発明の一般式（２）〜（１１）で表される新規な縮合芳香族化合物の具体例を以下に示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
【００１８】
【化６】
【００１９】
【化７】
【００２０】
【化８】
【００２１】
【化９】
【００２２】
【化１０】
【００２３】
【化１１】
【００２４】
【化１２】
【００２５】
本発明の上記一般式（２）〜（１１）の縮合芳香族化合物は、有機ＥＬ素子用の有機化合物として使用することが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機ＥＬ素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物を含有する。少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物が、上記一般式（２）〜（１１）のいずれかの新規縮合芳香族化合物である。
【００２６】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記したように陽極と陰極間に一層もしくは多層の有機薄膜層を形成した素子である。一層型の場合、陽極と陰極との間に発光層を設けている。発光層は、発光材料を含有し、それに加えて陽極から注入した正孔、もしくは陰極から注入した電子を発光材料まで輸送させるために、正孔注入材料もしくは電子注入材料を含有してもよい。また、発光材料は、極めて高い蛍光量子効率、高い正孔輸送能力及び電子輸送能力を併せ持ち、均一な薄膜を形成することが好ましい。多層型の有機ＥＬ素子としては、（陽極／正孔注入層／発光層／陰極）、（陽極／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極）等の多層構成で積層したものがある。
【００２７】
発光層には、必要に応じて、本発明の一般式（２）〜（１１）のいずれかの化合物に加えてさらなる公知のホスト材料、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を使用し、組み合わせて使用することもできる。有機ＥＬ素子は、多層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができ、他のドーピング材料により、発光輝度や発光効率の向上、赤色や白色の発光を得ることもでき、りん光発光に寄与する他のドーピング材料と組み合わせて用いることにより、従来の発光輝度や発光効率を向上させることができる。また、本発明の有機ＥＬ素子における正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機薄膜層もしくは金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記電子輸送層が、少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物、好ましくは上記一般式（２）〜（１１）のいずれかの縮合芳香族化合物を含有してもよく、前記正孔輸送層が、少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物、好ましくは上記一般式（２）〜（１１）のいずれかの新規縮合芳香族化合物を含有してもよい。
【００２９】
本発明の縮合芳香族化合物と共に有機薄膜層に使用できる発光材料又はホスト材料としては、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体及び蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
正孔注入材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成した励起子の電子注入層又は電子注入材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３１】
これらの正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、芳香族三級アミン誘導体又はフタロシアニン誘導体である。芳香族三級アミン誘導体の具体例としては、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−（４−ｎ−ブチルフェニル）−フェナントレン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ジ−４−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体の具体例は、Ｈ2 Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ2 ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−ＧａＰｃ等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体であるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
電子注入材料としては、電子を輸送する能力を持ち、陰極からの電子注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成した励起子の正孔注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、キノキサリン、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
これらの電子注入材料の中で、さらに効果的な電子注入材料は、金属錯体化合物又は含窒素五員環誘導体である。金属錯体化合物の具体例は、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
また、含窒素五員誘導体は、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、ジメチルＰＯＰＯＰ、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) １，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルオキサジアゾリル) ］ベンゼン、１，４−ビス［２−( ５−フェニルオキサジアゾリル) −４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) −１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルチアジアゾリル) ］ベンゼン、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) −１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルトリアゾリル) ］ベンゼン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
また、正孔注入材料に電子受容物質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより電荷注入性を向上させることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。陰極に使用される導電性物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム等及びそれらの合金が用いられるが、これらに限定されるものではない。合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
【００３６】
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも一方の電極と前記有機薄膜層との間に無機化合物層を有していてもよい。無機化合物層に使用される好ましい無機化合物としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、ＳｉＯX 、ＡｌＯX 、ＳｉＮX 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯX 、ＬｉＯX 、ＬｉＯＮ、ＴｉＯX 、ＴｉＯＮ、ＴａＯX 、ＴａＯＮ、ＴａＮX 、Ｃなど各種酸化物、窒化物、酸化窒化物である。特に陽極に接する層の成分としては、ＳｉＯX 、ＡｌＯX 、ＳｉＮX 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯX 、Ｃが安定な注入界面層を形成して好ましい。また、特に陰極に接する層の成分としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＭｇＦ2 、ＮａＦが好ましい。
【００３７】
本発明の有機ＥＬ素子は、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。
透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保するように設定する。発光面の電極は、光透過率を１０％以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものであれば限定されるものではないが、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムが挙げられる。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００３８】
本発明の有機ＥＬ素子は、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり発光効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
【００３９】
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであってもよい。また、いずれの層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。使用の可能な樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
以上のように、有機ＥＬ素子の有機薄膜層に本発明の新規縮合芳香族化合物を用いることにより、色純度及び発光効率が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子を得ることができ、この有機ＥＬ素子は、例えば電子写真感光体、壁掛けテレビ用フラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯、アクセサリー等に好適に用いられる。
【００４０】
【実施例】
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
合成例１（化合物２−３の合成）
縮合芳香族化合物（化合物２−３）の合成経路を以下に示す。
【化１５】
【００４５】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｅ）２．０ｇ（３．７６ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン１．６３ｇ（８．２７ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）６９ｍｇ（０．０７５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）９３ｍｇ（０．１５０ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．８２ｇ（８．６５ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン５０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．６ｇ（２．０９ｍｍｏｌ）の目的の化合物２−３を得た（収率５６％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：７６６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００４６】
合成例２（化合物３−３の合成）
縮合芳香族化合物（化合物３−３）の合成経路を以下に示す。
【化１６】
【００４７】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｆ）１．６ｇ（３．００ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン１．３０ｇ（６．６０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５５ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）７５ｍｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．２８ｇ（７．００ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．８ｇ（２．３４ｍｍｏｌ）の目的の化合物３−３を得た（収率７８％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：７６６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００４８】
合成例３（化合物４−１及び４−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物４−１及び４−２）の合成経路を以下に示す。
【化１７】
【００４９】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｇ）と化合物（Ｈ）の混合物（混合比７：３）１．６ｇ（２．７５ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン１．２５ｇ（６．３２ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５０ｍｇ（０．０５５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６８ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．１５ｇ（６．６０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．６ｇ（１．９６ｍｍｏｌ）の目的の化合物４−１、４−２を得た（収率７１％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、４−１と４−２の混合比は約７：３であった。
FDマス分析：８１６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５０】
合成例４（化合物５−７の合成）
縮合芳香族化合物（化合物５−７）の合成経路を以下に示す。
【化１８】
【００５１】
２００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｉ）２．０ｇ（４．１５ｍｍｏｌ）、３，３’，４，４’−テトラメチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン２．１５ｇ（９．５５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）７３ｍｇ（０．０８ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）１００ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム３．２４ｇ（９．９６ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン８０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、２．３ｇ（２．９８ｍｍｏｌ）の目的の化合物５−７を得た（収率７２％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：７７２（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５２】
合成例５（化合物６−５の合成）
縮合芳香族化合物（化合物６−５）の合成経路を以下に示す。
【化１９】
【００５３】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｊ）１．５ｇ（２．３７ｍｍｏｌ）、Ｎ−（２−ピリジル）アニリン９２７ｍｇ（５．４５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）３７ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）５０ｍｇ（０．０８ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム１．８６ｇ（５．７０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．４ｇ（１．７２ｍｍｏｌ）の目的の化合物６−５を得た（収率７３％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：８１２（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５４】
合成例６（化合物７−１及び７−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物７−１及び７−２）の合成経路を以下に示す。
【化２０】
【００５５】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｋ）と化合物（Ｌ）の混合物（混合比６：４）１．８ｇ（２．８５ｍｍｏｌ）、４−メトキシ−４’−メチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．４０ｇ（６．５６ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５２ｍｇ（０．０５７ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６８ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．２３ｇ（６．８４ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をさらにトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．３ｇ（１．４５ｍｍｏｌ）の目的の化合物７−１、７−２を得た（収率５１％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、７−１、７−２の混合比は５：５であった。
FDマス分析：８９８（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５６】
合成例７（化合物８−１及び８−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物８−１及び８−２）の合成経路を以下に示す。
【化２１】
【００５７】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｍ）と化合物（Ｎ）の混合物（混合比７：３）１．８ｇ（４．２０ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン９９２ｍｇ（５．０３ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）４６ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６３ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム１．８９ｇ（５．８０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン６０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．２ｇ（２．２０ｍｍｏｌ）の目的の化合物８−１、８−２を得た（収率５２％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、８−１、８−２の混合比は７：３であった。
FDマス分析：５４６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５８】
合成例８（化合物９−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物９−２）の合成経路を以下に示す。
【化２２】
【００５９】
１００ミリリットルの3 つ口フラスコに化合物（Ｏ）１．５ｇ（２．０９ｍｍｏｌ）、４−メトキシ−４’−メチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．０２ｇ（４．８１ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）４６ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６２ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム１．６４ｇ（５．０２ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン６０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えてから残さをろ過した。得られた固体をさらにトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．０ｇ（１．０２ｍｍｏｌ）の目的の化合物９−２を得た（収率４９％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：９８４（Ｍ+ ，ｂｐ）、４９２（Ｍ2+）
【００６０】
合成例９（化合物１０−３及び１０−４の合成）
縮合芳香族化合物（化合物１０−３及び１０−４）の合成経路を以下に示す。
【化２３】
【００６１】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｐ）と化合物（Ｑ）の混合物（混合比８：２）１．５ｇ（２．５８ｍｍｏｌ）、４−メトキシ−４’−メチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．２７ｇ（５．９３ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５５ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）７５ｍｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．０２ｇ（６．２０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン６０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．６ｇ（１．８９ｍｍｏｌ）の目的の化合物１０−３、１０−４を得た（収率７３％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、１０−３、１０−４の混合比は２：８であった。
FDマス分析：８４８（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００６２】
合成例１０（化合物１１−１及び１１−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物１１−１及び１１−２）の合成経路を以下に示す。
【化２４】
【００６３】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｒ）と化合物（Ｓ）の混合物（混合比１：９）２．３ｇ（２．９３ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．１０ｇ（６．５０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）４６ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６３ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．３０ｇ（７．００ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン７０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、２．０ｇ（２．０８ｍｍｏｌ）の目的の化合物１１−１、１１−２を得た（収率７１％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、１１−１、１１−２の混合比は９：１であった。
FDマス分析：９６２（Ｍ+ ，ｂｐ）、４８１（Ｍ2+）
【００６４】
実施例１〜１０
２５×７５×１．１ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚１２０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。このガラス基板に紫外線及びオゾンを照射して洗浄を行なったのち、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
まず下記ＴＰＤ７４を６０ｎｍの厚さに蒸着した後、その上に下記ＮＰＤを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次いで発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑ（８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体）を重量比２：４０で同時蒸着し、厚さ５０ｎｍの発光媒体層を形成した。
次にＡｌｑを１０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、ハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを０．２ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着し、有機ＥＬ素子を作製した。
次に、この素子について、直流電圧７．０Ｖでの電流密度、発光輝度、発光色を測定し表１に示した。
【００６５】
【化２５】
【００６７】
【表１】
【００６８】
実施例１１〜２０
実施例１〜１０において、発光媒体として用いたＡｌｑの代わりにアントラセン誘導体である下記ＤＰＶＤＰＡＮを用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の直流電圧７．０Ｖでの電流密度、発光輝度、発光色を測定し表２に示した。
【化２６】
【００６９】
【表２】
【００７０】
比較例１
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに下記Ｒｕ２とＡｌｑを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の性能を評価したところ、電圧１０Ｖで２８．０ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１１６ｃｄ／ｍ2 の赤色発光が得られた。しかしながら、この素子は電圧が高く、発光効率が低い。
【化２７】
【００７１】
比較例２
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに下記化合物１２とＡｌｑを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の性能を評価したところ、電圧７Ｖで３．８ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は９８ｃｄ／ｍ2 の黄緑色発光が得られた。しかしながら、この素子は色が赤色ではない。
【化２８】
【００７２】
比較例３
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに下記化合物１３とＡｌｑを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の性能を評価したところ、電圧９．５Ｖで５２ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１０２ｃｄ／ｍ2 の赤橙発光が得られた。しかしながら、この素子は電圧が高く、発光効率が低い。
【化２９】
【００７３】
比較例４
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに上記化合物１２とＤＰＶＤＰＡＮを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した．この素子の性能を評価したところ、電圧７Ｖで４．４ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１２０ｃｄ／ｍ2 の緑色発光が得られた。しかしながら発光色が赤色でない。
【００７４】
比較例５
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに上記化合物１３とＤＰＶＤＰＡＮを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した．この素子の性能を評価したところ、電圧９．５Ｖで４４ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１７１ｃｄ／ｍ2 の橙色発光が得られた。しかしながら、この素子は、電圧が高く、発光色が赤色でない。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の新規な縮合芳香族化合物を利用すると、発光輝度及び発光効率が高く、色純度が高く、赤色系に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、各種電子機器の光源等として極めて有用である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な縮合芳香族化合物及びそれを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）に関し、特に、発光輝度及び発光効率が高く、色純度が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子を提供可能な新規な縮合芳香族化合物及びそれを利用した有機ＥＬ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機物質を使用した有機ＥＬ素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般に、有機ＥＬ素子は、発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されている。
有機ＥＬ素子の発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入され、電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する現象である。
最近では、有機ＥＬ素子ディスプレイの実用化が開始されているものの、フルカラー表示素子は開発途中である。特に、色純度及び発光効率が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子及びそれを実現する発光材料が求められている。
これらを解決しようとするものとして、例えば、特開平８−３１１４４２号公報には、ナフタセン又はペンタセン誘導体を発光層に添加した赤色発光素子が開示されているが、この発光素子は、赤色純度は優れているものの、印加電圧が１１Ｖと高く輝度の半減時間は約１５０時間と不十分であった。特開平３−１６２４８１号公報には、ジシアノメチレン系化合物を発光層に添加した素子が開示されているが赤色の純度が不十分であった。特開２００１−８１４５１号公報には、アミン系芳香族化合物を発光層に添加した赤色発光素子が開示され、この発光素子はＣＩＥ色度（０．６４、０．３３）の色純度を有しているものの駆動電圧が１０Ｖ以上と高かった。特開平２００１−１６０４８９号公報には、アザフルオランテン化合物を発光層に添加した素子が開示されているが、黄色から緑色の発光となり、十分な赤色を発光するに至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、発光輝度及び発光効率が高く、色純度が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子を提供可能な新規な縮合芳香族化合物及びそれを利用した有機ＥＬ素子を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、アミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する化合物を有機ＥＬ素子の有機薄膜層の材料として用いることにより、前記の課題を解決することを見出し本発明を解決するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、下記一般式（２）〜（１１）のいずれかで表される新規な縮合芳香族化合物である。
【化３】
（式中、Ｒ1 〜Ｒ18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数４〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、ニトロ基、ハロゲン基又は下記一般式（Ａ）で表わされる基であって、一般式（２）〜（３）及び（８）においては、Ｒ1 〜Ｒ14のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（４）及び（１０）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（５）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（６）、（７）、（９）及び（１１）においては、Ｒ1 〜Ｒ18のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基である。また、Ｒ1 〜Ｒ18は互いに隣接する基で環状構造を形成してもよい。）
【０００７】
【化４】
【０００８】
また、本発明は、陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、前記縮合芳香族化合物を含有する有機ＥＬ素子を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記一般式（２）〜（１１）において、Ｒ1 〜Ｒ18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数４〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、ニトロ基、ハロゲン基又は下記一般式（Ａ）で表わされる基であって、一般式（２）〜（３）及び（８）においては、Ｒ1 〜Ｒ14のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（４）及び（１０）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（５）においては、Ｒ1 〜Ｒ16のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基であり、一般式（６）、（７）、（９）及び（１１）においては、Ｒ1 〜Ｒ18のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表わされる基であり、少なくとも１つは電子吸引性の基である。また、Ｒ1 〜Ｒ18は互いに隣接する基で環状構造を形成してもよい。
【００１０】
炭素数１〜３０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−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、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００１１】
炭素数１〜３０のアルコキシ基としては、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−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、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００１２】
炭素数６〜４０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、フルオレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、スチルベン基等が挙げられる。
炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリブチルシリル基、トリペンチルシリル基、トリヘキシルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基等が挙げられる。炭素数４〜３０のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、２，２−ジトリルビニル基、１，２−ジトリルビニル基、１−メチルアリル基、１−ジメチルアリル基、２−メチルアリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブテニル基、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられる。
【００１３】
炭素数７〜４０のアリールアルキル基としては、ベンジル基、α−メチルベンジル基、シンナミル基、α−エチルベンジル基、α, α−ジメチルベンジル基、４−メチルベンジル基、４−エチルベンジル基、２−ｔｅｒｔ−ブチルベンジル基、４−ｎ−オクチルベンジル基、ナフチルメチル基、ジフェニルメチル基等が挙げられる。
炭素数６〜４０のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、アンスクルオキシ基、ピレニルオキシ基、ビフェニルオキシ基、フルオランテニルオキシ基、クリセニルオキシ基、ペリレニルオキシ基等が挙げられる。
また、前記アルキル基、アルコキシ基、アリール基及びアルケニル基の置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換アミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
【００１４】
上記一般式（Ａ）において、Ｘ1 及びＸ2 は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数７〜４０のアリールアルキル基、炭素数３〜４０の複素環基であり、Ｘ1 及びＸ2 は、互いに連結し環状構造を形成してもよい。また、Ｘ1 又はＸ2 とフルオランテン骨格基が互いに連結し、環状構造を形成してもよい。
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基としては、前記と同様のものが挙げられる。
置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基としては、前記と同様のものが挙げられる。
【００１５】
炭素数３〜４０の複素環基としては、１−アザーインドリジン−２−イル基、１−アザ−インドリジン−３−イル基、１−アザ−インドリジン−５−イル基、１−アザ−インドリジン−６−イル基、１−アザ−インドリジン−７−イル基、１−アザ−インドリジン−８−イル基、２−アザ−インドリジン−１−イル基、２−アザ−インドリジン−３−イル基、２−アザ−インドリジン−５−イル基、２−アザ−インドリジン−６−イル基、２−アザ−インドリジン−７−イル基、２−アザ−インドリジン−８−イル基、６−アザ−インドリジン−１−イル基、６−アザ−インドリジン−２−イル基、６−アザ−インドリジン−３−イル基、６−アザ−インドリジン−５−イル基、６−アザ−インドリジン−７−イル基、６−アザ−インドリジン−８−イル基、７−アザ−インドリジン−１−イル基、７−アザ−インドリジン−２−イル基、７−アザ−インドリジン−３−イル基、７−アザ−インドリジン−５−イル基、７−アザ−インドリジン−６−イル基、７−アザ−インドリジン−７−イル基、７−アザ−インドリジン−８−イル基、８−アザ−インドリジン−１−イル基、８−アザ−インドリジン−２−イル基、８−アザ−イシドリジン−3 −イル基、８−アザ−インドリジン−５−イル基、８−アザ−インドリジン−６−イル基、８−アザ−インドリジン−７−イル基、１−インドリジニル基、２−インドリジニル基、３−インドリジニル基、５−インドリジニル基、６−インドリジニル基、７−インドリジニル基、８−インドリジニル基、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
【００１６】
また、前記アルキル基及びアリ−ル基の置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換アミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
【００１７】
本発明の一般式（２）〜（１１）で表される新規な縮合芳香族化合物の具体例を以下に示すが、これら例示化合物に限定されるものではない。
【００１８】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
本発明の上記一般式（２）〜（１１）の縮合芳香族化合物は、有機ＥＬ素子用の有機化合物として使用することが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機ＥＬ素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物を含有する。少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物が、上記一般式（２）〜（１１）のいずれかの新規縮合芳香族化合物である。
【００２６】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記したように陽極と陰極間に一層もしくは多層の有機薄膜層を形成した素子である。一層型の場合、陽極と陰極との間に発光層を設けている。発光層は、発光材料を含有し、それに加えて陽極から注入した正孔、もしくは陰極から注入した電子を発光材料まで輸送させるために、正孔注入材料もしくは電子注入材料を含有してもよい。また、発光材料は、極めて高い蛍光量子効率、高い正孔輸送能力及び電子輸送能力を併せ持ち、均一な薄膜を形成することが好ましい。多層型の有機ＥＬ素子としては、（陽極／正孔注入層／発光層／陰極）、（陽極／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極）等の多層構成で積層したものがある。
【００２７】
発光層には、必要に応じて、本発明の一般式（２）〜（１１）のいずれかの化合物に加えてさらなる公知のホスト材料、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を使用し、組み合わせて使用することもできる。有機ＥＬ素子は、多層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができ、他のドーピング材料により、発光輝度や発光効率の向上、赤色や白色の発光を得ることもでき、りん光発光に寄与する他のドーピング材料と組み合わせて用いることにより、従来の発光輝度や発光効率を向上させることができる。また、本発明の有機ＥＬ素子における正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機薄膜層もしくは金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記電子輸送層が、少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物、好ましくは上記一般式（２）〜（１１）のいずれかの縮合芳香族化合物を含有してもよく、前記正孔輸送層が、少なくともアミノ基と電子吸引性基とが結合したフルオランテン骨格を有する縮合芳香族化合物、好ましくは上記一般式（２）〜（１１）のいずれかの新規縮合芳香族化合物を含有してもよい。
【００２９】
本発明の縮合芳香族化合物と共に有機薄膜層に使用できる発光材料又はホスト材料としては、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体及び蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
正孔注入材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成した励起子の電子注入層又は電子注入材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３１】
これらの正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、芳香族三級アミン誘導体又はフタロシアニン誘導体である。芳香族三級アミン誘導体の具体例としては、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−（４−ｎ−ブチルフェニル）−フェナントレン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ジ−４−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体の具体例は、Ｈ2 Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ2 ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−ＧａＰｃ等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体であるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
電子注入材料としては、電子を輸送する能力を持ち、陰極からの電子注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成した励起子の正孔注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、キノキサリン、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
これらの電子注入材料の中で、さらに効果的な電子注入材料は、金属錯体化合物又は含窒素五員環誘導体である。金属錯体化合物の具体例は、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
また、含窒素五員誘導体は、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、ジメチルＰＯＰＯＰ、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) １，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルオキサジアゾリル) ］ベンゼン、１，４−ビス［２−( ５−フェニルオキサジアゾリル) −４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) −１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルチアジアゾリル) ］ベンゼン、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−( ４”−ビフェニル) −１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−( ５−フェニルトリアゾリル) ］ベンゼン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
また、正孔注入材料に電子受容物質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより電荷注入性を向上させることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。陰極に使用される導電性物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム等及びそれらの合金が用いられるが、これらに限定されるものではない。合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
【００３６】
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも一方の電極と前記有機薄膜層との間に無機化合物層を有していてもよい。無機化合物層に使用される好ましい無機化合物としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、ＳｉＯX 、ＡｌＯX 、ＳｉＮX 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯX 、ＬｉＯX 、ＬｉＯＮ、ＴｉＯX 、ＴｉＯＮ、ＴａＯX 、ＴａＯＮ、ＴａＮX 、Ｃなど各種酸化物、窒化物、酸化窒化物である。特に陽極に接する層の成分としては、ＳｉＯX 、ＡｌＯX 、ＳｉＮX 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯX 、Ｃが安定な注入界面層を形成して好ましい。また、特に陰極に接する層の成分としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＭｇＦ2 、ＮａＦが好ましい。
【００３７】
本発明の有機ＥＬ素子は、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。
透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保するように設定する。発光面の電極は、光透過率を１０％以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものであれば限定されるものではないが、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムが挙げられる。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００３８】
本発明の有機ＥＬ素子は、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり発光効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
【００３９】
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであってもよい。また、いずれの層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。使用の可能な樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等が挙げられる。
以上のように、有機ＥＬ素子の有機薄膜層に本発明の新規縮合芳香族化合物を用いることにより、色純度及び発光効率が高く、赤色系に発光する有機ＥＬ素子を得ることができ、この有機ＥＬ素子は、例えば電子写真感光体、壁掛けテレビ用フラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯、アクセサリー等に好適に用いられる。
【００４０】
【実施例】
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
合成例１（化合物２−３の合成）
縮合芳香族化合物（化合物２−３）の合成経路を以下に示す。
【化１５】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｅ）２．０ｇ（３．７６ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン１．６３ｇ（８．２７ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）６９ｍｇ（０．０７５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）９３ｍｇ（０．１５０ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．８２ｇ（８．６５ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン５０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．６ｇ（２．０９ｍｍｏｌ）の目的の化合物２−３を得た（収率５６％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：７６６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００４６】
合成例２（化合物３−３の合成）
縮合芳香族化合物（化合物３−３）の合成経路を以下に示す。
【化１６】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｆ）１．６ｇ（３．００ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン１．３０ｇ（６．６０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５５ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）７５ｍｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．２８ｇ（７．００ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．８ｇ（２．３４ｍｍｏｌ）の目的の化合物３−３を得た（収率７８％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：７６６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００４８】
合成例３（化合物４−１及び４−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物４−１及び４−２）の合成経路を以下に示す。
【化１７】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｇ）と化合物（Ｈ）の混合物（混合比７：３）１．６ｇ（２．７５ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン１．２５ｇ（６．３２ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５０ｍｇ（０．０５５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６８ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．１５ｇ（６．６０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．６ｇ（１．９６ｍｍｏｌ）の目的の化合物４−１、４−２を得た（収率７１％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、４−１と４−２の混合比は約７：３であった。
FDマス分析：８１６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５０】
合成例４（化合物５−７の合成）
縮合芳香族化合物（化合物５−７）の合成経路を以下に示す。
【化１８】
２００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｉ）２．０ｇ（４．１５ｍｍｏｌ）、３，３’，４，４’−テトラメチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン２．１５ｇ（９．５５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）７３ｍｇ（０．０８ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）１００ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム３．２４ｇ（９．９６ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン８０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、２．３ｇ（２．９８ｍｍｏｌ）の目的の化合物５−７を得た（収率７２％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：７７２（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５２】
合成例５（化合物６−５の合成）
縮合芳香族化合物（化合物６−５）の合成経路を以下に示す。
【化１９】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｊ）１．５ｇ（２．３７ｍｍｏｌ）、Ｎ−（２−ピリジル）アニリン９２７ｍｇ（５．４５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）３７ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）５０ｍｇ（０．０８ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム１．８６ｇ（５．７０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、トルエン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１１５℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、ジクロロメタンを加え、室温でしばらく攪拌した後濾過した。濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで目的物を分離した。溶媒を除去し、得られた残さをさらにトルエン、エタノール混合溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．４ｇ（１．７２ｍｍｏｌ）の目的の化合物６−５を得た（収率７３％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：８１２（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５４】
合成例６（化合物７−１及び７−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物７−１及び７−２）の合成経路を以下に示す。
【化２０】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｋ）と化合物（Ｌ）の混合物（混合比６：４）１．８ｇ（２．８５ｍｍｏｌ）、４−メトキシ−４’−メチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．４０ｇ（６．５６ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５２ｍｇ（０．０５７ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６８ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．２３ｇ（６．８４ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン４０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をさらにトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．３ｇ（１．４５ｍｍｏｌ）の目的の化合物７−１、７−２を得た（収率５１％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、７−１、７−２の混合比は５：５であった。
FDマス分析：８９８（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５６】
合成例７（化合物８−１及び８−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物８−１及び８−２）の合成経路を以下に示す。
【化２１】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｍ）と化合物（Ｎ）の混合物（混合比７：３）１．８ｇ（４．２０ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミン９９２ｍｇ（５．０３ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）４６ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６３ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム１．８９ｇ（５．８０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン６０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに１０時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．２ｇ（２．２０ｍｍｏｌ）の目的の化合物８−１、８−２を得た（収率５２％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、８−１、８−２の混合比は７：３であった。
FDマス分析：５４６（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００５８】
合成例８（化合物９−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物９−２）の合成経路を以下に示す。
【化２２】
１００ミリリットルの3 つ口フラスコに化合物（Ｏ）１．５ｇ（２．０９ｍｍｏｌ）、４−メトキシ−４’−メチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．０２ｇ（４．８１ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）４６ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６２ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム１．６４ｇ（５．０２ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン６０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えてから残さをろ過した。得られた固体をさらにトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．０ｇ（１．０２ｍｍｏｌ）の目的の化合物９−２を得た（収率４９％）。同定はＮＭＲを用いて行った。
FDマス分析：９８４（Ｍ+ ，ｂｐ）、４９２（Ｍ2+）
【００６０】
合成例９（化合物１０−３及び１０−４の合成）
縮合芳香族化合物（化合物１０−３及び１０−４）の合成経路を以下に示す。
【化２３】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｐ）と化合物（Ｑ）の混合物（混合比８：２）１．５ｇ（２．５８ｍｍｏｌ）、４−メトキシ−４’−メチル−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．２７ｇ（５．９３ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）５５ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）７５ｍｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．０２ｇ（６．２０ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン６０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、１．６ｇ（１．８９ｍｍｏｌ）の目的の化合物１０−３、１０−４を得た（収率７３％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、１０−３、１０−４の混合比は２：８であった。
FDマス分析：８４８（Ｍ+ ，ｂｐ）
【００６２】
合成例１０（化合物１１−１及び１１−２の合成）
縮合芳香族化合物（化合物１１−１及び１１−２）の合成経路を以下に示す。
【化２４】
１００ミリリットルの３つ口フラスコに化合物（Ｒ）と化合物（Ｓ）の混合物（混合比１：９）２．３ｇ（２．９３ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミン１．１０ｇ（６．５０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）４６ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、（Ｓ）−（−）−ＢＩＮＡＰ（2,2 ’‐ビス‐（ジフェニルホスフィノ）‐1,1 ’‐ビナフチル）６３ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、炭酸セシウム２．３０ｇ（７．００ｍｍｏｌ）を入れてアルゴン置換した後、キシレン７０ミリリットルを加えて攪拌しながら１３０℃に昇温し、さらに９時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷やし、水を加えて沈殿物を濾過した。得られた固体をトルエン溶媒で再結晶化させ、析出した結晶を濾別乾燥し、２．０ｇ（２．０８ｍｍｏｌ）の目的の化合物１１−１、１１−２を得た（収率７１％）。同定はＮＭＲを用いて行い、分析の結果、１１−１、１１−２の混合比は９：１であった。
FDマス分析：９６２（Ｍ+ ，ｂｐ）、４８１（Ｍ2+）
【００６４】
実施例１〜１０
２５×７５×１．１ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚１２０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。このガラス基板に紫外線及びオゾンを照射して洗浄を行なったのち、真空蒸着装置にこのガラス基板を設置した。
まず下記ＴＰＤ７４を６０ｎｍの厚さに蒸着した後、その上に下記ＮＰＤを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次いで発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑ（８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体）を重量比２：４０で同時蒸着し、厚さ５０ｎｍの発光媒体層を形成した。
次にＡｌｑを１０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、ハロゲン化アルカリ金属であるＬｉＦを０．２ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着し、有機ＥＬ素子を作製した。
次に、この素子について、直流電圧７．０Ｖでの電流密度、発光輝度、発光色を測定し表１に示した。
【００６５】
【化２５】
【表１】
実施例１１〜２０
実施例１〜１０において、発光媒体として用いたＡｌｑの代わりにアントラセン誘導体である下記ＤＰＶＤＰＡＮを用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の直流電圧７．０Ｖでの電流密度、発光輝度、発光色を測定し表２に示した。
【化２６】
【表２】
比較例１
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに下記Ｒｕ２とＡｌｑを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の性能を評価したところ、電圧１０Ｖで２８．０ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１１６ｃｄ／ｍ2 の赤色発光が得られた。しかしながら、この素子は電圧が高く、発光効率が低い。
【化２７】
比較例２
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに下記化合物１２とＡｌｑを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の性能を評価したところ、電圧７Ｖで３．８ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は９８ｃｄ／ｍ2 の黄緑色発光が得られた。しかしながら、この素子は色が赤色ではない。
【化２８】
比較例３
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに下記化合物１３とＡｌｑを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この素子の性能を評価したところ、電圧９．５Ｖで５２ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１０２ｃｄ／ｍ2 の赤橙発光が得られた。しかしながら、この素子は電圧が高く、発光効率が低い。
【化２９】
比較例４
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに上記化合物１２とＤＰＶＤＰＡＮを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した．この素子の性能を評価したところ、電圧７Ｖで４．４ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１２０ｃｄ／ｍ2 の緑色発光が得られた。しかしながら発光色が赤色でない。
【００７４】
比較例５
実施例１〜１０記載の発光材料及び発光媒体として表１に記載の化合物とＡｌｑの代わりに上記化合物１３とＤＰＶＤＰＡＮを重量比２：４０で同時蒸着したこと以外は、実施例１〜１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した．この素子の性能を評価したところ、電圧９．５Ｖで４４ｍＡ／ｃｍ2 の電流が流れ、輝度は１７１ｃｄ／ｍ2 の橙色発光が得られた。しかしながら、この素子は、電圧が高く、発光色が赤色でない。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の新規な縮合芳香族化合物を利用すると、発光輝度及び発光効率が高く、色純度が高く、赤色系に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、各種電子機器の光源等として極めて有用である。
Claims (7)
- 下記一般式（２）〜（１１）のいずれかで表される新規な縮合芳香族化合物。
- 有機エレクトロルミネッセンス素子用の有機化合物である請求項１に記載の縮合芳香族化合物。
- 陰極と陽極間に一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、請求項１に記載の縮合芳香族化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 陰極と陽極間に少なくとも発光層及び電子輸送層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該電子輸送層が、請求項１に記載の縮合芳香族化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 陰極と陽極間に少なくとも発光層及び正孔輸送層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該正孔輸送層が、請求項１に記載の縮合芳香族化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 少なくとも一方の電極と前記有機薄膜層との間に無機化合物層を有する請求項３〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 赤色系発光する請求項３〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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