JP4345387B2

JP4345387B2 - ペリレン誘導体およびこれを用いた有機電界発光素子

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Publication number: JP4345387B2
Application number: JP2003201650A
Authority: JP
Inventors: 雄一藤下; 国防王; 内田　　学
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: JP2005041804A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なペリレン誘導体およびそれらを用いた有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとして有機ＥＬ素子が注目され、青色、緑色、赤色の発光材料の研究開発が活発になされている。有機ＥＬ素子に使用される発光材料（特にドーパント）は、高い蛍光量子収率を必要とする。また、使用する材料のガラス転移温度（以下、Ｔｇと略称する。）が低いと駆動中の発熱により有機ＥＬ素子が劣化する結果となるので、Ｔｇの高い材料が要求されている。発光材料のうち特に発光効率の低い青色発光材料の改良が求められている。これまでに報告された青色発光材料は、ジスチルアリーレン誘導体（例えば特許文献１を参照。）、亜鉛金属錯体（例えば特許文献２を参照。）、アルミニウム錯体（例えば特許文献３を参照。）および芳香族アミン誘導体（例えば特許文献４を参照。）等、またドーパントとしてピレン誘導体（例えば特許文献５を参照。）、ペリレン誘導体（例えば特許文献６、特許文献７、特許文献８を参照。）、ジスチルアリーレン誘導体（例えば特許文献９を参照。）、芳香族アミン誘導体（例えば特許文献１０を参照。）等である。
【０００３】
これらのうちペリレン誘導体を有機ＥＬ素子の発光材料に用いた例には、次のような報告がある。特許文献６では、アルミニウム錯体をホスト、ペリレンをドーパントとして青色発光が得られている。特許文献７および非特許文献１では、エキシマーの形成を抑えるため２，５，８，１１位に嵩高いアルキル基を置換基として有するペリレンをドーパントに用いて青色発光が得られている。特許文献８では、インドールを置換基に有するペリレンを発光材料に用いて青色発光が得られている。しかし、いずれも実用化に適した発光効率が得られていない。
【０００４】
特許文献１１では、ドーパントとしてアクリジン環を有するペリレン誘導体が高い熱安定性および高い蛍光性を有し、ドーパントに用いると青色から緑色の発光が得られている。特許文献１２では、高輝度、長寿命の有機ＥＬ素子を得るため、ナフチルペリレン、アンスリルペリレンの骨格を有する化合物を発光層に用いている。特許文献１３および特許文献１４では、耐熱性、耐久性を向上させるため、ペリレンに置換基としてアダマンチル基を導入しているが、６０ｃｄ／ｍ²以上の輝度を得るのに６Ｖ以上の電圧を必要とする。特許文献１５では、８−ヒドロキシキノリンの金属錯体をホスト、ペリレン誘導体をドーパントとして用いている。しかし、いずれも青色発光が得られていない。
【０００５】
ペリレンの３，４，９，１０位のいずれかにフェニル基を有する化合物を有機ＥＬ素子に使用した例として、特許文献１６では、正孔注入層または正孔輸送層に３，４−ジフェニルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレンを混合することで、これら正孔注入層または正孔輸送層の安定性が向上すると記されているが、ペリレン誘導体を発光層に用いていない。また、非特許文献２ではペリレンの３位にアンスリル基を有する化合物、非特許文献３ではペリレンの３位にスチリル基を有する化合物を報告しているが、溶液中での蛍光量子収率が０．８以下であり、有機ＥＬ素子の発光材料としては低い。
【特許文献１】
特開平２−２４７２７８号公報
【特許文献２】
特開平６−３３６５８６号公報
【特許文献３】
特開平５−１９８３７８号公報
【特許文献４】
特開平６−２４０２４８号公報
【特許文献５】
特開平６−２４０２４４号公報
【特許文献６】
特開平５−１９８３７７号公報
【特許文献７】
特開平９−２４１６２９号公報
【特許文献８】
特開平１０−９２５７８号公報
【特許文献９】
特開平８−２３９６５６号公報
【特許文献１０】
特開平８−１９９１６２号公報
【特許文献１１】
特開２００１−２４４０７６号公報
【特許文献１２】
特開２００１−１９６１８０号公報
【特許文献１３】
特開２００２−２７０３７４号公報
【特許文献１４】
特開２００２−１２４３８５号公報
【特許文献１５】
特開平１０−３６８３２号公報
【特許文献１６】
特開平１０−２５５９８５号公報
【非特許文献１】
App. Phys. Lett., 80, 3201 (2002)
【非特許文献２】
J. Phys. Chem., 104, 1130(2000)
【非特許文献３】
Chem. Phys., 281, 333(2002)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の青色発光の有機ＥＬ素子は、フルカラーフラットパネルディスプレイの高性能化に対応していないので、青色発光の効率および寿命をより高めるために、優れた発光材料が望まれている。本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされた。本発明の目的は、有機ＥＬ素子の発光層に適した、高効率で長寿命な青色発光が実現できる新規な発光材料を提供すること、およびこの発光材料を用いた有機ＥＬ素子を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、２つの電極に有機層を挟んで構成される有機電界発光素子において、発光層に特定のペリレン誘導体を用いることにより、高効率、長寿命な有機ＥＬ素子を得ることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は以下の構成を有する。
【０００８】
（１）下記式（１）で表されるペリレン誘導体。

式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ⁸は、それぞれ独立して水素、炭素数１〜２４のアルキルまたは炭素数３〜２４のシクロアルキルであり；Ｘ¹〜Ｘ⁴は、それぞれ独立して式（２）で表される基、水素、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキルまたはフェニルであるが、Ｘ¹〜Ｘ⁴のうちの少なくとも１つは式（２）で表される基であり；

式（２）中、Ａ¹、Ａ²、Ｂ¹、Ｂ²、およびＢ³は、独立して水素、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキルまたは任意の水素が炭素数１〜２４のアルキルで置き換えられてよいフェニルであるが、Ａ¹およびＡ²の少なくとも１つは炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキル、または任意の水素が炭素数１〜２４のアルキルで置き換えられてよいフェニルである。
【０００９】
（２）Ｒ¹〜Ｒ⁸が、独立して水素、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、またはｔ−ブチルである、前記（１）項に記載のペリレン誘導体。
（３）Ｒ¹〜Ｒ⁸が、独立して水素、メチルまたはｔ−ブチルである、前記（１）項に記載のペリレン誘導体。
【００１０】
（４）Ｘ¹〜Ｘ⁴のうちの１つが式（２）または式（３）で表される基である、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のペリレン誘導体。
（５）Ｘ¹〜Ｘ⁴のうちの２つが独立して式（２）または式（３）で表される基である、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のペリレン誘導体。
【００１１】
（６）式（２）におけるＡ¹および／またはＡ²が、独立して炭素数１〜２４のアルキルである、前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
（７）式（２）におけるＡ¹および／またはＡ²が、独立してメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、またはｎ−ヘキシルである、前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
（８）式（２）におけるＡ¹および／またはＡ²が、独立してメチルまたはｔ−ブチルである、前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
（９）式（２）におけるＡ¹および／またはＡ²が、独立してシクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリル、キシリル、またはメシチルである、前記（２）項または（３）項に記載のペリレン誘導体。
【００１２】
（１０）式（２）で表される基の少なくとも１つが２，６−ジメチルフェニルである前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
（１１）式（２）で表される基の少なくとも１つが２，４，６−トリメチルフェニルである前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
（１２）式（２）で表される基の少なくとも１つが２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェニルである前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
（１３）式（２）で表される基の少なくとも１つが２−ビフェニリルである前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
（１４）式（２）で表される基の少なくとも１つが２，６−ビス（２，６−ジメチルフェニル）フェニルである前記（４）項または（５）項に記載のペリレン誘導体。
【００１３】
（１５）前記（１）〜（１４）項のいずれか１項に記載のペリレン誘導体を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
（１６）前記（１）〜（１４）項のいずれか１項に記載のペリレン誘導体を、発光層に含有することを特徴とする有機電界発光素子。
（１７）前記（１）〜（１４）項のいずれか１項に記載のペリレン誘導体を、発光層にドーパントとして含有することを特徴とする有機電界発光素子。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の第１は、式（１）で表されるペリレン誘導体である。

式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ⁸は、独立して水素、炭素数１〜２４のアルキルまたは炭素数３〜２４のシクロアルキルである。
【００１５】
炭素数１〜２４のアルキルは直鎖でも分岐鎖でもよい。その具体例は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、５−メチルヘキシル等である。中でも炭素数１〜６のアルキルが好ましく、その具体例は、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル等であり、メチルおよびｔ−ブチルが特に好ましい。
【００１６】
炭素数３〜２４のシクロアルキルは環の任意の水素がアルキルで置換されていてもよい。その具体例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロベンチル、シクロヘキシル、２−メチルシクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，４、６−トリメチルシクロヘキシル、２−ｔ−ブチルシクロヘキシル、３−ｔ−ブチルシクロヘキシル、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル、２，４、６−トリ−ｔ−ブチルシクロヘキシル等である。中でも炭素数５〜６のシクロアルキルが好ましく、その具体例は、シクロペンチル、シクロへキシル等である。
【００１７】
式（１）中、Ｘ¹〜Ｘ⁴は、独立して式（２）で表される基、水素、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキル、またはフェニルであるが、Ｘ¹〜Ｘ⁴のうちの少なくとも１つは式（２）で表される基である。

【００１８】
式（２）中、Ａ¹、Ａ²、Ｂ¹、Ｂ²、およびＢ³は、独立して水素、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキルまたは任意の水素が炭素数１〜２４のアルキルで置き換えられてよいフェニルであるが、Ａ¹およびＡ²の少なくとも１つは炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキル、または任意の水素が炭素数１〜２４のアルキルで置き換えられてよいフェニルである。
【００１９】
炭素数１〜２４のアルキルは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル等が好ましく、メチルおよびｔ−ブチルが特に好ましい。炭素数３〜２４のシクロアルキルは、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロへキシル等が好ましく、シクロペンチルおよびシクロへキシルが特に好ましい。Ａ¹、Ａ²がフェニルの場合、フェニルの任意の水素は炭素数１〜２４のアルキルで置き換えられてもよく、そのような置換フェニルではトリル、キシリル、メシチル等が好ましい。
【００２０】
Ｘ¹〜Ｘ⁴が炭素数１〜２４のアルキルの場合、直鎖でも分岐鎖でもよい。それらの具体例は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、５−メチルヘキシル等である。中でも炭素数１〜６のアルキルが好ましく、その具体例は、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル等である。
【００２１】
Ｘ¹〜Ｘ⁴が炭素数３〜２４のシクロアルキルの場合、環の任意の水素がアルキルで置換されていてもよい。それらの具体例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロぺンチル、シクロヘキシル、２−メチルシクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，４、６−トリメチルシクロヘキシル、２−ｔ−ブチルシクロヘキシル、３−ｔ−ブチルシクロヘキシル、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル、２，４、６−トリ−ｔ−ブチルシクロヘキシル等である。中でも炭素数１〜６のシクロアルキルが好ましく、それらの具体例は、シクロペンチル、シクロへキシル等である。
【００２２】
Ｘ¹〜Ｘ⁴がフェニルの場合、フェニルのメタ位とパラ位の任意の水素は置換基で置き換えられてもよい。これらの置換基の例は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル等のアルキル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルおよびシクロへキシル等のシクロアルキル、フェニル、トリル、キシリル、メシチル等の芳香族基である。中でもメチル、ｔ−ブチル、シクロペンチル、シクロへキシル、フェニル、トリル、キシリル、メシチル等が好ましい。
【００２３】
本発明のペリレン誘導体の具体例は、以下の式（３）〜（１６）の化合物である。中でも式（３）、（４）、（５）、（１１）、（１２）、（１３）、および（１６）の化合物が好ましいが、これら具体的な構造の開示は本発明を限定するものではない。
【００２４】

【００２５】
これらの化合物は、既知の方法を利用して合成することができる。例えば、Chem. Ber., 1992, 125, 2325に記載の方法、または、J. Phys. Chem., 2000, 104, 1130に記載の方法により得ることができる。
【００２６】
本発明のペリレン誘導体は、青色発光材料に適している。本発明の有機ＥＬ素子は、高効率、長寿命で青色発光を示す。これは、式（１）で示すペリレン誘導体が高い蛍光量子収率を有すること、電気化学的に安定であること、嵩高い置換基を有することにより、有機ＥＬ素子作製時にアモルファス状態を形成しやすいこと、高いＴｇを有することにより熱安定性が高いこと等の理由が挙げられる。
【００２７】
本発明のペリレン誘導体は、式（２）で表されるオルト位に置換基を有するフェニルを、３，４，９，１０位のいずれかに有することを特徴とする。本発明のペリレン誘導体は、特開平１０−２５５９８５号公報に開示されている無置換のフェニルを有するペリレン誘導体に比較して、結晶化が抑制されアモルファス状態を形成しやすくなる。また、発光波長が長波長化することがないため、高い色純度の青色発光を得ることができる。
【００２８】
また、本発明のペリレン誘導体は、特開平０９−２４１６２９号公報およびApp. Phys. Lett., 80, 3201 (2002)に開示されている２，５，８，１１位にアルキルを有するペリレン誘導体に比較して、モル吸光係数（ε）が大きくなり、ホスト−ドーパント間の励起エネルギー移動に対して有効であり、素子効率を向上させることができる。
【００２９】
上記のような特性から本発明のペリレン誘導体は、発光層のドーパントに適していることが分かる。本発明のペリレン誘導体をドーパントとして用いる際、ホスト材料としては、エネルギー移動が効率よく行われ、高効率、長寿命な青色発光を得るためには、発光波長が４２０〜４７０ｎｍを持つ化合物が適している。特に、発光波長が４３０〜４６０ｎｍを持つ化合物が好ましい。
【００３０】
本発明のペリレン誘導体に好適なホストの具体例としては、特開平０４−１１７４５８号公報に記載のジスチリルアリーレン誘導体、国際公開第００/４０５８６号パンフレットに記載のボラン誘導体（ジメシチルボリルアントラセン誘導体等）、特開平１１−３７８２号公報、特開平８−１２６００号公報、特開１１−２９７４７３号公報、特開１１−３１２５８８号公報、国際公開第０２／３８５２４号パンフレット等に記載のアントラセン誘導体および下記式（１７）のような非対称のアントラセン誘導体等が挙げられる。

特に、特開平１１−３７８２号公報、特開平８−１２６００号公報、特開１１−２９７４７３号公報、特開１１−３１２５８８号公報、国際公開第０２／３８５２４号パンフレット等に記載のアントラセン誘導体および式（１７）のような非対称のアントラセン誘導体が好ましい。
【００３１】
本発明のペリレン誘導体をドーパントとして使用する場合、その添加量はホストによって異なるが、０．００１〜５０重量％であり、好ましくは０．０１〜１０重量％である。
【００３２】
本発明の第２は式（１）で表されるペリレン誘導体を含有する有機ＥＬ素子である。
本発明の有機ＥＬ素子の構造は各種の態様があるが、基本的には陽極と陰極との間に上記ペリレン誘導体を含有する有機層を挟持した構造であり、上記ペリレン誘導体層に加えて他の材料を用いた正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陽極バッファー層あるいは電子注入層等を組み合せることができる。
【００３３】
具体的な構成としては、（１）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極、（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（３）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（４）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極等の積層構造を挙げることができる。
【００３４】
本発明の有機ＥＬ素子は、上記のいずれの構造であっても、基板に支持されていることが好ましい。基板は機械的強度、熱安定性および透明性を有するものであればよく、ガラス、透明プラスチックフィルム等を用いることができる。陽極物質は４ｅＶより大きな仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。その具体例は、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（以下、ＩＴＯと略記する）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等である。
【００３５】
陰極物質は４ｅＶより小さな仕事関数の金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を使用できる。その具体例は、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、マグネシウム合金、アルミニウム合金等である。合金の具体例は、アルミニウム／弗化リチウム、アルミニウム／リチウム、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム等である。有機ＥＬ素子の発光を効率よく取り出すために、電極の少なくとも一方は光透過率を１０％以上にすることが望ましい。電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下にすることが好ましい。なお、膜厚は電極材料の性質にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜４００ｎｍの範囲に設定される。このような電極は、上述の電極物質を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
【００３６】
本発明の有機ＥＬ素子に使用される陽極バッファー材料および正孔輸送材料は、光導電材料において正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物や、有機ＥＬ素子の陽極バッファー層および正孔輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリアルキレンカルバゾール等）、トリアリールアミン誘導体（ＴＰＤ、芳香族第３級アミンを主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス(４-ジ−ｐ−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４'−ジアミノビフェニル、４，４’，４”−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン、Adv. Mater., 6, 677(1994)に記載されているスターバーストアミン誘導体等）、スチルベン誘導体（日本化学会第７２春季年会講演予稿集（II）、1392ページ、2PB098に記載の化合物等）、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニン等）、ポリシラン、ジヒドロフェナジン誘導体等である。
【００３７】
なお、本発明の有機ＥＬ素子における陽極バッファー層および正孔輸送層は、上記の化合物の１つ以上を含有する１つの層で構成されていてもよいし、異なる化合物を含有する複数の層を積層したものであってもよい。
【００３８】
本発明の有機ＥＬ素子に使用される電子輸送材料および電子注入材料は特に制限はなく、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機ＥＬ素子の電子輸送層および電子注入層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【００３９】
このような電子伝達化合物の具体例として、シロール誘導体（特開平０９−１９４４８７号公報等に記載の化合物）、ジフェニルキノン誘導体（電子写真学会誌、30(3), 266(1991)等に記載の化合物）、ペリレン誘導体（J. Appl. Phys., 27, 269(1988)等に記載の化合物）、オキサジアゾール誘導体（前記文献、Jpn. J. Appl. Phys., 27, L713(1988)、Appl. Phys. Lett., 55, 1489(1989)等に記載の化合物）、チオフェン誘導体（特開平０４−２１２２８６号公報、特開平２００２−１５８０９３号公報等に記載の化合物）、トリアゾール誘導体（Jpn. J. Appl. Phys., 32, L917(1993)等に記載の化合物）、チアジアゾール誘導体（第４３回高分子学会予稿集、（III）P1a007等に記載の化合物）、オキシン誘導体の金属錯体（電子情報通信学会技術研究報告、92(311), 43 (1992)等に記載の化合物）、置換ベンゾキノリノール金属錯体（特開平２０００−１２２２２号公報等に記載の化合物）、置換８−キノリノール金属錯体（特開平１１−２８８７８４号公報等に記載の化合物）、キノキサリン誘導体（特開平０９−１８８８７５号公報、特開２００３−４０８７３号公報、特開２００２−３２４６７５号公報等に記載の化合物）、キノキサリン誘導体のポリマー（Jpn. J. Appl. Phys., 33, L250 (1994)等に記載の化合物）、フェナントロリン誘導体（第４３回高分子討論会予稿集、14J07、特開２００３−１２３９８３号公報等に記載の化合物）、ベンザゾール類化合物（特開平１０−１０６７４９号公報等に記載の化合物）、ガリウム錯体（特開平１１−４０３５９号公報等に記載の化合物）、ピラゾール誘導体（特開２００３−１０９７６５号公報等に記載の化合物）、パーフルオロ化フェニレン誘導体（J. Am. Chem. Soc. 122 , 10240 (2000)等に記載の化合物）、トリアジン誘導体（特開平０７−１５７４７３号公報、特開平０９−１８８８７５号公報等に記載の化合物）、ピラジン誘導体（特開平０９−１８８８７５号公報、特開２００３−４５６６２号公報等に記載の化合物）、ベンゾキノリン誘導体（特開２００２−２２２６９７号公報等に記載の化合物）、イミダゾピリジン誘導体（特開２００１−００６８７７号公報等に記載の化合物）、ボラン化合物（特開２００２−２２１６９７２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−３１３６８号公報等に記載の化合物）等である。特にシロール誘導体を電子輸送層または電子注入層に用いると、低電圧化、長寿命を実現できる。
【００４０】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、スピンコート法またはキャスト法等の公知の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、素材の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。ペリレン誘導体を薄膜化する方法は、均質な膜が得やすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から蒸着法を採用するのが好ましい。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、ペリレン誘導体の種類、分子累積膜の目的とする結晶構造および会合構造等により異なるが、一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０^-6〜１０^-3Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【００４１】
次に、本発明のペリレン誘導体を用いて有機ＥＬ素子を作成する方法の一例として、前述の陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／ホスト＋ペリレン誘導体層（発光層）／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作成法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように蒸着法により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に陽極バッファー層および正孔輸送層の薄膜を１μｍ以下の膜厚になるように形成させる。この上にホストとペリレン誘導体を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層を１μｍ以下の膜厚になるように形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法により、１μｍ以下の膜厚になるように形成させて陰極とすることにより、目的の有機ＥＬ素子が得られる。なお、上述の有機ＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファー層、陽極の順に作製することも可能である。
【００４２】
このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、および両方）より青色発光が観測できる。また、この有機ＥＬ素子は、交流電圧を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００４３】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
実施例１化合物（３）の合成
３，１０−ジブロモペリレン２．０５ｇ、２，６−ジメチルフェニルボロン酸１．６４ｇ、トリフェニルホスフィンパラジウム（０価）０.３４ｇ、トルエン６０ｍｌおよびエタノール１５ｍｌをフラスコに入れ、さらに炭酸ナトリウム水溶液（２．１２ｇ／１５ｍｌ）を加えて、７２℃で一晩攪拌した。反応終了後、室温まで冷却して純水を加え、有機層を抽出した。それをエバポレータにより濃縮したものを、カラムクロマトグラフィーにより精製して、目的とする化合物６９０ｍｇを得た。その物性は以下の通りであった。
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）： σ＝8.2−8.3（d，4H）、7.3−7.4（ｍ，2H）、7.2−7.3（m，4H）、7.1−7.2（ｍ，6H）、1.9−2.0（s，12H）.
ガラス転移温度（Ｔｇ）：１３８℃ ［測定機器：UNIX−DSC7 （PERKIN−ELMER社製）；測定条件：冷却速度200℃／Min.、昇温速度40℃／Min.]
蛍光量子収率／トルエン溶液：０．９８［測定機器：V−560（日本分光株式会社製）、FP-777W （日本分光株式会社製）]
極大吸収波長／トルエン溶液：４５３ｎｍ；モル吸光係数（ε）／トルエン溶液：４７２００［測定機器：V-560（日本分光株式会社製）］
【００４４】
実施例２
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２５ｍｍ×７５ｍｍ×１.１ｍｍのガラス基板（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（３）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記式（１８）で表されるアントラセン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボート、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（以下、ＡＬＱと略記する。）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。真空槽を１×１０^-3Ｐａまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して陽極バッファー層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（３）を入れたモリブデン製蒸着用ボートおよび下記式（１８）で表されるアントラセン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚３５ｎｍになるように共蒸着して発光層を形成した。このときのドープ濃度は、約１重量％であった。次にＡＬＱ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１５ｎｍになるようにＡＬＱを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０.１〜０.２ｎｍ／秒であった。その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０.５ｎｍになるように０.００３〜０.０１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０.２〜０.５ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約５Ｖの直流電圧を印加すると、約３ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率３ｌｍ／Ｗで波長４６７ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１６００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は１３０時間の寿命特性を示した。

【００４５】
実施例３
ＡＬＱを下記式（１９）で表されるシロール誘導体に替えた以外は、実施例２に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約３Ｖの直流電圧を印加すると、約１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率５ｌｍ／Ｗで波長４６４ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２４００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は１５０時間の寿命特性を示した。

【００４６】
実施例４
式（１８）で表されるアントラセン誘導体を式（１７）で表される非対称のアントラセン誘導体に替えた以外は、実施例３に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約３Ｖの直流電圧を印加すると、約１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率６ｌｍ／Ｗで波長４６８ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２５００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は２２０時間の寿命特性を示した。
【００４７】
比較例１
式（１８）で表されるアントラセン誘導体をＡＬＱに替えた以外は、実施例２に準じた方法で有機ＥＬ素子を作成した。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として約６Ｖの直流電圧を印加すると、緑色の発光を示し、青色発光が得られなかった。
【００４８】
比較例２
実施例２で用いた化合物（３）を下記式（２０）で表されるアルキル置換基のみを有するペリレン誘導体に替えた以外は、実施例２に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約８Ｖの直流電圧を印加すると、約３ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率１ｌｍ／Ｗで青色の発光が得られた。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１５００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は１１０時間の寿命特性を示した。
なお、式（２０）化合物の極大吸収波長（トルエン溶液中）は４４０ｎｍで、モル吸光係数（トルエン溶液中）は、３０９００であった。

【００４９】
比較例３
実施例３で用いた化合物（３）を下記式（２１）で表される無置換のフェニル基を有するペリレン誘導体に替えた以外は、実施例３に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約６Ｖの直流電圧を印加すると、青緑色の発光が得られた。

【００５０】
比較例４
実施例３で用いた化合物（３）を含まない以外は、実施例３に準じた方法で有機ＥＬ素子を作成した。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約４Ｖの直流電圧を印加すると、５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率１．５ｌｍ／Ｗで波長４４１ｎｍの発光となり、また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１１００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は２０時間の寿命特性を示した。
【００５１】
【発明の効果】
本発明のペリレン誘導体は、色純度の良い青色発光で蛍光量子収率が高いこと、Ｔｇが高くアモルファス状態を形成しやすいこと等から、有機ＥＬ素子の発光層に用いる材料、特にドーパントとして適しており、高効率、長寿命な青色発光有機ＥＬ素子を得ることができる。本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーディスプレー等の高効率なディスプレイ装置が作成できる。

Claims

下記式（１）で表されるペリレン誘導体。

式（１）中、Ｒ^１〜Ｒ^８は、独立して水素、炭素数１〜２４のアルキルまたは炭素数３〜２４のシクロアルキルであり；
Ｘ^１〜Ｘ^４は、独立して式（２）で表される基、水素、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキル、またはフェニルであるが、Ｘ^１〜Ｘ^４のうちの１つ乃至２つは式（２）で表される基であり；

式（２）中、Ａ ^１およびＡ ^２はメチルであり、Ｂ ^１、Ｂ ^２、およびＢ ^３は水素である。
請求項１に記載のペリレン誘導体を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
請求項１に記載のペリレン誘導体を、発光層に含有することを特徴とする有機電界発光素子。
請求項１に記載のペリレン誘導体を、発光層にドーパントとして含有することを特徴とする有機電界発光素子。