WO2006057325A1 - ピレン系化合物及びこれを用いた発光トランジスタ素子及びエレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

ピレン系化合物及びこれを用いた発光トランジスタ素子及びエレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Hiroyuki Uchiuzou
Chihaya Adachi
Seiji Akiyama
Takayoshi Takahashi
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Hitachi, Ltd.
Mitsubishi Chemical Corporation
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    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene

Definitions

  • the present invention relates to an asymmetric pyrene compound that can be used for both a light emitting transistor element and an organic electoluminescence element, and a light emitting transistor element and an organic electoluminescence element using the same.
  • Organic electoluminescence devices (hereinafter abbreviated as “organic EL devices”), which are typical examples of organic semiconductor devices, emit light due to recombination of electrons and holes in a layer made of an organic phosphor. It is a light emitting element using Specifically, an organic EL device comprising a light emitting layer made of the organic compound, an electron injection electrode for injecting electrons into the light emitting layer, and a hole injection electrode for injecting holes into the light emitting layer is disclosed in Patent Document 1. And Patent Document 2 and the like.
  • organic phosphors used in the light-emitting layer include berinone derivatives, distritylbenzene derivatives, etc. (Patent Document 1), 1, 3, 6, 8-tetraisobutylene, etc. (Patent Document 2). can give.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-315078
  • Patent Document 2 JP 2001-118682 A
  • a light emitting transistor element is also known in addition to the organic EL element.
  • an organic phosphor can be used for both an organic EL device and a light-emitting transistor device, it leads to the efficiency of manufacturing these devices.
  • organic phosphors that can be used for both of these devices are known. Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic phosphor that can be used for both a light-emitting transistor element and an organic EL element.
  • the present invention solves the above problems by using an asymmetric pyrene compound having the following structural formula (1).
  • R may have a heteroaryl group which may have a substituent, or may have a substituent.
  • An aryl group an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the main chain which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, a substituent
  • An alkyl group which may have a group, a cyano group, a carboxylic group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent,
  • R may have a hydrogen atom, a heteroaryl group which may have a substituent, or a substituent.
  • a good aryl group an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the main chain which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, An optionally substituted alkyl group, a cyano group, an optionally substituted carboxylic group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted aryloxy group And a group selected from a silyl group that may have a substituent, an arylboryl group that may have a substituent, an ester group that may have a substituent, and a halogen atom, and R and Different.
  • an asymmetric compound is used as the pyrene compound, an organic EL device is used. And it becomes possible to use as an organic fluorescent substance used for a light emitting transistor element. This is because an asymmetric pyrene compound has moderate crystallinity (non-crystallinity), so that it can have appropriate emission brightness as an organic EL device and appropriate carrier mobility as a light-emitting transistor. It is thought that it became.
  • FIG. 1 (a) Chemical formula showing an example of an asymmetric pyrene compound
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a light-emitting transistor element according to the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a source electrode and a drain electrode
  • FIG. 7 (a) (b) (c) Schematic diagram showing the light emission mechanism of the light-emitting transistor element.
  • FIG. 8 is an electric circuit diagram showing an example of a display device using the light emitting transistor element according to the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of an organic EL element that is useful in the present invention.
  • FIG. 10 is an electrical circuit diagram showing an example of a display device using the organic EL element according to the present invention.
  • LSI, LS2, LSI ', LS2' scan line LD1, LD2, LD1 ', LD2' data lines
  • This invention is an invention that works on asymmetric pyrene compounds.
  • This asymmetric pyrene compound can be used for a light-emitting transistor device or an organic electoluminescence device (organic EL device).
  • the asymmetric pyrene compound includes a compound represented by the following chemical formula (1).
  • R may have a heteroaryl group which may have a substituent, or may have a substituent.
  • An aryl group an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the main chain which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, a substituent
  • An alkyl group which may have a group, a cyano group, a carboxylic group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent,
  • R may have a hydrogen atom or a substituent !, a heteroaryl group or a substituent.
  • a good aryl group an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the main chain which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, An optionally substituted alkyl group, a cyano group, an optionally substituted carboxylic group, an optionally substituted alkoxy group, an optionally substituted aryloxy group And a group selected from a silyl group that may have a substituent, an arylboryl group that may have a substituent, an ester group that may have a substituent, and a halogen atom, and R and Different.
  • R it may have a predetermined substituent and may be a heteroaryl group (multiple Ring aromatics), alkylphenyl groups substituted with certain alkyl groups, phenyl groups substituted with halogen atoms, naphthyl groups (preferably 2-naphthyl groups), anthryl groups (preferably 2- Anthryl group), a phenanthryl group, an aryl group (including polycyclic aromatics) which may have a predetermined substituent, and a substituent having 1 to 20 carbon atoms in the main chain.
  • a heteroaryl group multiple Ring aromatics
  • alkylphenyl groups substituted with certain alkyl groups preferably 2-naphthyl groups
  • anthryl groups preferably 2- Anthryl group
  • a phenanthryl group preferably 2- Anthryl group
  • an aryl group including polycyclic aromatics
  • the above-mentioned predetermined substituent may be included.
  • the substituent used in the heteroaryl group includes a benzofuryl group, a pyrrolyl group, a benzoxazolyl group, a pyrajur group, a chael group, and an alkyl substitution. Examples thereof include a chael group, a bichel group, a ferrule group, a benzochel group, a pyridyl group, a bibilidyl group, a ferruleidyl group, a quinolyl group, and a benzothiazolyl group.
  • Examples of the alkyl group used in the alkylfuran group substituted with the predetermined alkyl group include a phenyl group, a methyl group, and an ethyl group.
  • Specific examples of the alkylphenol group substituted with this alkyl group include tolyl group, 3-alkylphenol group, 4-alkylphenol group, 3-trifluoromethylphenol group, 4-trifluoroalkyl group. Examples thereof include a methyl phenol group and a 3,5-bis (trifluoromethyl) phenol group.
  • halogen atom used in the phenol group substituted with the halogen atom examples include a fluorine atom, a bromine atom, and a chlorine atom, and a fluorine atom is preferable.
  • phenyl group substituted with this halogen atom examples include 3-fluorophenol group, 4-fluorophenol group, 3,4-difluorophenyl group, 3,5-difluorophenyl- Group, 3,4,5-trifluorophenol group and the like.
  • the substituent used in the aryl group having the above-mentioned predetermined substituent may be a biphenyl group, a terphenyl group, a fuertephenol group, a pyridinophenol group, or the like. Can be given.
  • linear or branched alkyl group which may have a substituent having 1 to 20 carbon atoms in the main chain include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, 2 -Propyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, octadecyl group and the like.
  • the substituent used in the alkenyl group may have the above-mentioned predetermined substituent.
  • the substituent used in the alkyl group may have the above-mentioned predetermined substituent.
  • An ether group a phenyl-substituted ether group, a trimethylsilyl-substituted ether group, a propargyl group, and the like.
  • the substituent used for the alkoxy group may have the above-mentioned predetermined substituent.
  • Examples of the substituent used in the aryloxy group having the above-mentioned predetermined substituent include a phenyloxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, and the like.
  • halogen atom used in the above-described group having a halogen atom examples include a fluorine atom, a bromine atom, a chlorine atom, and the like. Among these, a group in which only these halogen atoms can be used, among which a fluorine atom is preferable.
  • R a phenyl group, a naphthyl group, which may have a substituent
  • a benzofuryl group, a phenylpyridyl group, a chael group, a benzocher group, a pyridyl group, a methyl group, a vinyl group and a ethynyl group are preferred.
  • R include a hydrogen atom and those exemplified as R.
  • R and R are different groups.
  • R a hydrogen atom, which may have a substituent, a phenyl group, a naphthyl
  • a group selected from a group, a benzofuryl group, a phenylpyridyl group, a chael group, a benzocher group, a pyridyl group, a methyl group, a vinyl group and an ethynyl group is preferred.
  • a hydrogen atom a methyl group, a hexyl group, a fullyl group, a biphenyl group, a pyridyl group, a bibilidyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a phenylpyridyl group, an octyl group, a dodecyl group
  • a group selected from an octadecyl group, a phenyl-substituted butyl group, or a phenyl-substituted ether group is particularly preferred.
  • the molecular weight of the asymmetric pyrene compound of the present invention is preferably 500 or more, more preferably 800 or more, and preferably 5000 or less, more preferably 3000 or less.
  • R is a hydrogen atom
  • R is a benzothiophene ring (benzocenyl group)
  • R is other than a hydrogen atom
  • R is a pyridine ring (pyridyl group)
  • R is a pyridine ring (pyridyl group)
  • R is a biphenyl group and R is an octyl group.
  • R is a biphenyl group and R force ⁇ decyl group
  • R is a naphthyl group, R force ⁇ decyl group
  • R is a phenyl group and R is a phenyl-substituted bur group.
  • 1 2 is a pyrene compound in which a pyridine ring (pyridyl group) ((4-11) in Fig. 2 (b)), R is biphenyl
  • R is a biphenyl group and R is a pyridine ring (pyridyl group).
  • R is pyridine ring (pyridyl group), R is phenyl
  • R is a biphenyl group
  • R is bibilidyl
  • Lysyl group and pyrene compounds ((4-18) in FIG. 2 (c)).
  • a part of R may have a substituent.
  • R is the same as in the above formula (1).
  • Y represents a divalent linking group. .
  • Y specifically, a divalent group of the groups exemplified as R above may be used.
  • a group that cannot be a divalent group such as a hydrogen atom or a halogen atom is excluded.
  • a group selected from an aromatic heterocycle, an aromatic hydrocarbon ring, an alkane, an alkene, and an alkyne is preferably selected.
  • This divalent group may have a substituent.
  • the aromatic heterocycle and the aromatic hydrocarbon ring mean a ring containing a polycyclic aromatic.
  • ⁇ examples include divalent groups derived from a benzene ring (including a phenylene group, a biphenylene group, a terferene group, etc.), a divalent group derived from a naphthalene ring, an anthracene.
  • these rings may be a group in which two or more are linked (for example, biphenylene group and the like).
  • Examples of such asymmetric pyrene compounds represented by the formula (2) include R as a phenyl group
  • Y is a divalent pyrazine ring (Fig. 3 (a) (5-2))
  • R is phenyl
  • Pyrene compounds (Fig. 3 (a) (5-4)
  • Y is a divalent phenol group substituted with two dodecyl ether groups
  • R is a tolyl group
  • Y is a divalent acetylene group
  • a pyrene-based compound ((5-7) in Fig. 3 (b)), an R-catalyst group, where Y is a divalent bifuryl group
  • a pyrene compound ((5-8) in Fig. 3 (b)), R is a pyridine ring (pyridyl group), and Y is two
  • a pyrene compound ((5-9) in Fig. 3 (c)) which is a valent substituted biphenyl group, and R is a phenyl group
  • Y is a divalent biphenyl group (Fig. 3 (c) (5-10)), R is phenyl
  • FIGs. 4 (a) and 4 (b) 6-1) to (6-11).
  • the above asymmetric pyrene compound can be produced by the method of the following reaction formula ⁇ 1>.
  • X represents a halogen atom from which chlorine atom, bromine atom and iodine nuclear atom are also selected.
  • the asymmetric pyrene compound is used as a constituent component of a light emitting layer of a light emitting transistor element, a light emitting layer of an organic EL element, a hole transport layer, an electron transport layer, or the like. More specifically, the asymmetric pyrene-based compound is used as a main component of the light emitting layer of the light emitting transistor element and the light emitting layer of the organic EL element, and is also used for the hole transport layer and the electron transport layer of the organic EL element. Used as main constituent or dopant material.
  • the light emitting layer refers to a layer that emits light by recombination of holes and electrons. The hole transport layer and the electron transport layer will be described later.
  • the main constituent component refers to a component that can mainly exert effects such as light emission luminance, light emission efficiency, carrier mobility, and specific light color.
  • the dopant material is a kind of sub-component added to the main component, and refers to a compound added to improve the performance of the main component.
  • the asymmetric pyrene compound is used as a main constituent. In this case, in order to further improve the above-described effects, subcomponents such as other organic phosphors and dopant materials may be used in combination as necessary.
  • organic phosphors include, but are not limited to, for example, condensed ring derivatives such as anthracene, phenanthrene, pyrene, perylene, and taricene, and quinolinol such as tris (8-quinolinolato) aluminum.
  • condensed ring derivatives such as anthracene, phenanthrene, pyrene, perylene, and taricene
  • quinolinol such as tris (8-quinolinolato) aluminum.
  • Derivative metal complexes benzoxazole derivatives, stilbene derivatives, benzthiazole derivatives, thiadiazole derivatives, thiophene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, cyclopentagen derivatives, oxadiazole derivatives, bisstyrylanthracene derivatives, distyrylbenzene derivatives, etc.
  • Bisstyryl derivatives metal complexes combining quinolinol derivatives with different ligands, oxadiazole derivative metal complexes, benzazole derivative metal complexes, coumarin derivatives, pyroguchi pyridine derivatives, perinone derivatives, Zia Zoro pyridine derivatives, and the like.
  • examples of other organic phosphors of the polymer type include polyphenylene biylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, and polythiophene derivatives.
  • the dopant material is not particularly limited.
  • phenanthrene, anthracene, pyrene, tetracene, pentacene, perylene, naphthopylene, dibenzopyrene, rubrene, and other condensed ring derivatives benzoxazole derivatives, benz Thiazole derivatives, benzimidazole derivatives, benztriazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiazole derivatives, imidazole derivatives, thiadiazol derivatives, triazole derivatives, pyrazoline derivatives, stilbene derivatives, thiophene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, cyclopenta Bisstyryl derivatives such as diene derivatives, bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives, diazaindene derivatives, furan derivatives, Derivatives such as vinyl derivatives
  • Dibenzofuran derivatives 7-dialkylaminocoumarin derivatives, 7-piperidinocoumarin derivatives, 7-hydroxycoumarin derivatives, 7-methoxycoumarin derivatives, 7-acetoxycoumarin derivatives, 3-benzthiazolylcoumarin derivatives, 3-bases N-imidazolyl coumarin derivatives, coumarin derivatives such as 3-benzoxazolyl coumarin derivatives, Lan derivatives, dicyanomethylenethiopyran derivatives, polymethine derivatives, cyanine derivatives, oxobenzanthracene derivatives, xanthene derivatives, rhodamine derivatives, fluorescein derivatives, pyrylium derivatives, carbostyril derivatives, atalidine derivatives, bis (styryl) benzene Derivatives, oxazine derivatives, phenylene oxide derivatives, quinatalidone derivatives, quinazoline derivatives, pyroguchi pyridine derivatives
  • an element having a basic structure of a field effect transistor (FET) as shown in FIG. 5 can be cited.
  • the light-emitting transistor element 10 is capable of transporting holes and electrons as carriers, and emits light by recombination of holes and electrons.
  • the light-emitting layer 1 includes the above pyrene-based compound as a main constituent, Opposite to the hole injection electrode for injecting holes into the light emitting layer 1, so-called source electrode 2, the electron injection electrode for injecting electrons into the light emitting layer, so-called drain electrode 3, and the source electrode 2 and drain electrode 3.
  • a gate electrode 4 force composed of an N + silicon substrate that controls the distribution of carriers in the light emitting layer 1 is also configured.
  • the gate electrode 4 may be composed of a conductive layer made of an impurity diffusion layer formed in the surface layer portion of the silicon substrate.
  • an insulating film 5 made of silicon oxide and the like is provided on the gate electrode 4, and the source electrode 2 and the drain electrode 3 are spaced apart from each other. Provided.
  • the light emitting layer 1 is provided so as to cover the source electrode 2 and the drain electrode 3 and to enter between the two electrodes.
  • the carrier mobility or the light emission efficiency preferably satisfies a predetermined range.
  • the pyrene compounds having the respective characteristics described above it is possible to enhance the respective functions by adding sub-components such as the dopant.
  • the smaller the difference between the HOMO energy level and the LUMO energy level the easier the electrons move, and the light emission and semiconductivity (that is, the conductivity of electrons or holes in one direction).
  • Is likely to occur which is preferable. Specifically, 5 eV or less is preferred and 3 eV or less is more preferred. 2.7 eV or less is more preferred. Since this difference is preferably as small as possible, the lower limit of this difference is OeV.
  • the upper limit of the carrier mobility is not particularly limited, and it is sufficient if it is about lcm 2 ZV ′ s.
  • PL luminous efficiency the ratio of light generated by inserting photons and electrons
  • EL quantum efficiency the ratio of emitted light energy to injected optical energy.
  • the ratio of the number of emitted photons to the number of injected electrons is the EL emission efficiency (or EL quantum efficiency).
  • the injected and excited electrons emit light by recombining with holes. This recombination does not necessarily occur with a probability of 100%. For this reason, when comparing the organic compounds constituting the light emitting layer 1, by comparing the EL luminous efficiency, the ratio of the amount of emitted light energy to the injected light energy, and the recombination of electrons and holes. The synergistic effect of the percentage of binding can be compared. By comparing the PL luminous efficiency, the ratio of the amount of emitted light energy to the injected light energy can be compared. Therefore, by comparing both the PL luminous efficiency and the EL luminous efficiency, It is also possible to compare the rate of recombination of slag and holes.
  • the PL luminous efficiency is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, as the degree of light emission is large.
  • the upper limit of PL luminous efficiency is 100%.
  • the EL luminous efficiency as the degree of luminescence is greater preferred instrument 1 X 10- 3% or more is rather good, 5 X 10- 3% or more. Note that the upper limit of EL luminous efficiency is 100%.
  • the wavelength of emitted light can be mentioned. This wavelength is within the range of visible light, but has a different wavelength depending on the type of organic phosphor used, particularly the above-mentioned pyrene compound. And organic fireflies with different wavelengths Various colors can be developed by combining light bodies. For this reason, the wavelength of emitted light exhibits its characteristics.
  • the light emitting transistor element 10 Since the light emitting transistor element 10 is characterized by light emission, it should have a certain level of light emission brightness.
  • This light emission luminance is the amount of light emission corresponding to the brightness of an object that humans feel when looking at the object.
  • This emission brightness is preferably as high as possible in the measurement method using a photo counter.
  • L X 10 4 CPS (count per sec) or higher is preferred 1 X 10 5 CPS or higher is preferred 1 X 10 6 CPS or higher is more preferred preferable.
  • the light-emitting layer 1 is formed by vapor-depositing the constituent organic phosphor or the like (co-evaporation when there are a plurality of types).
  • the thickness of the light emitting layer may be at least about 70 nm.
  • the source electrode 2 and the drain electrode 3 are electrodes for injecting holes and electrons into the light emitting layer 1, and are formed of gold (Au), magnesium gold alloy (MgAu), or the like.
  • the two are formed so as to face each other with a minute gap of 0.4 to 50 m or the like. Specifically, for example, as shown in FIG.
  • the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed so as to have comb-shaped portions 2a and 3a each composed of a plurality of comb teeth, and the source electrode 2
  • the comb-teeth forming the comb-shaped portion 2a and the comb-teeth forming the comb-tooth-shaped portion 3a of the drain electrode 3 are alternately arranged at predetermined intervals, thereby functioning as the light-emitting transistor element 10. It can be demonstrated more efficiently.
  • the interval between the source electrode 2 and the drain electrode 3, that is, the interval between the comb-shaped portion 2a and the comb-shaped portion 3a is preferably 50 / zm or less, more preferably less than or less. . If it exceeds 50 m, sufficient semiconductor properties cannot be exhibited.
  • the light-emitting transistor element 10 applies a voltage to the source electrode 2 and the drain electrode 3 to move both holes and electrons therein, and recombines both in the light-emitting layer 1. As a result, light emission can be generated. At this time, the amount of holes and electrons moving between the two electrodes through the light emitting layer 1 depends on the voltage applied to the gate electrode 4. Therefore, it is possible to control the conduction state between the source electrode 2 and the drain electrode 3 by controlling the voltage applied to the gate electrode 4 and its change. Since the light emitting transistor element 10 performs P-type driving, a negative voltage is applied to the drain electrode 3 with respect to the source electrode 2, and a negative voltage is applied to the gate electrode 4 with respect to the source electrode 2. It is done.
  • the gate electrode 4 by applying a negative voltage to the gate electrode 4 with respect to the source electrode 2, holes in the light emitting layer 1 are attracted to the gate electrode 4 side, and near the surface of the insulating film 5.
  • the hole density is high.
  • the voltage between the source electrode 2 and the drain electrode 3 is appropriately set, holes are injected from the source electrode 2 to the light-emitting layer 1 and the electrons from the drain electrode 3 to the light-emitting layer 1 depending on the control voltage applied to the gate electrode 4. Will be injected. That is, the source electrode 2 functions as a hole injection electrode, and the drain electrode 3 functions as an electron injection electrode. As a result, recombination of holes and electrons occurs in the light emitting layer 1, and light emission associated therewith occurs. This light emission state can be turned on and off or the light emission intensity can be changed by changing the control voltage applied to the gate electrode 4.
  • a plurality of the light-emitting transistor elements 10 are two-dimensionally arranged on the substrate 20, whereby the display device 21 can be configured.
  • An electric circuit diagram of the display device 21 is shown in FIG. That is, the display device 21 arranges the light emitting transistor elements 10 as described above in the pixels Pl1, P12,..., P21, P22,.
  • the two-dimensional display is made possible by selectively causing the light-emitting transistor element 10 of each pixel to emit light and controlling the light emission intensity (luminance) of the light-emitting transistor element 10 of each pixel.
  • the substrate 20 may be, for example, a silicon substrate in which the gate electrode 4 is integrated. That is, the gate electrode 4 may be formed of a conductive layer such as an impurity diffusion layer patterned on the surface of the silicon substrate. Also, use a glass substrate as the substrate 20.
  • a selection transistor Ts for selecting each pixel and a data holding capacitor C are connected in parallel to the gate electrode 4 (G).
  • the gates of the selection transistors Ts of the pixels Pl1, P12,..., P21, P22,... Aligned in the row direction are connected to a common scanning line LSI, LS2,. . Also, select the pixel in the ⁇ U direction [this pixel U Pl Pl, P21, ⁇ ; P12, P22, ⁇ ⁇ transistor Ts [where the light emitting transistor element 10 is on the opposite side] Are connected to common data lines LD1, LD2,... For each column.
  • the pixels Pl1, P12, ...; P21, P22, ... in each row are cyclically selected sequentially from the scanning line driving circuit 61 controlled by the controller 63.
  • a scanning drive signal for performing batch selection of a plurality of pixels in a row is given.
  • the scanning line driving circuit 22 sets each row as a sequentially selected row, and conducts the selection transistors Ts of a plurality of pixels in the selected row at once, thereby collectively selecting the selection transistors Ts of a plurality of pixels in the non-selected row.
  • a scanning drive signal for blocking can be generated.
  • signals from the data line driving circuit 23 are inputted to the data lines LD1, LD2,.
  • a control signal corresponding to the image data is input from the controller 24 to the data line driving circuit 23.
  • the data line drive circuit 23 outputs a light emission control signal corresponding to the light emission gradation of each pixel in the selected row at the timing when a plurality of pixels in each row are selected at once by the scanning line drive circuit 21. Supply in parallel to....
  • the light emission control signal is given to the gate electrode 4 (G) via the selection transistor Ts, so that the light emitting transistor element 10 of the pixel emits light.
  • Light is emitted (or turned off) at a gradation corresponding to the control signal. Since the light emission control signal is held in the capacitor C, the potential of the gate electrode G is held even after the selected row by the scanning line driving circuit 61 is moved to another row, and the light emission state of the light emitting transistor element 10 is changed. Retained. In this way, two-dimensional display becomes possible.
  • the organic EL device is capable of transporting holes and electrons, and emits light by recombination of holes and electrons.
  • the light-emitting layer mainly contains the above pyrene-based compound, and holes are formed in the light-emitting layer.
  • This organic EL element 30 is a laminate in which a hole injection electrode layer 32, a hole transport layer 33, a light emitting layer 34, an electron transport layer 35, and an electron injection electrode layer 36 are sequentially stacked on a substrate 31. A voltage is applied between the hole injection electrode layer 32 and the electron injection electrode layer 36 by a DC power source 37.
  • the substrate 31 supports the organic EL element 30.
  • the substrate 31 is made of a transparent material such as a glass substrate when light generated in the light emitting layer 34 is allowed to pass outside.
  • the hole injection electrode layer 32 is a layer that receives application of a positive voltage from the DC power source 37.
  • the material is not particularly limited as long as it has conductivity, but when the light generated in the light emitting layer 34 is emitted to the outside through the substrate 31, the hole injection electrode layer 32 also needs to have transparency.
  • a hole injection electrode layer indium tin oxide (ITO) or the like can be used.
  • the electron injection electrode layer 36 is a layer that receives a negative voltage applied from a DC power source 37.
  • the material is not particularly limited as long as it has conductivity, and for example, aluminum or the like is used.
  • a transparent material such as ITO as the electron injection electrode layer 36.
  • the hole transport layer 33 is a layer for sending holes generated in the hole injection electrode layer 32 to the light emitting layer 34, and the electron transport layer 35 is generated in the electron injection electrode layer 36. This is a layer for sending electrons to the light emitting layer 34.
  • the hole injecting electrode layer 32 and the electron injecting electrode layer 36 may be directly laminated with the light emitting layer 34. However, due to the problem of bonding properties between them, the hole injecting electrode layer 32 Alternatively, the electron-injecting electrode layer 36 and the light-emitting layer 34 are provided with a layer having good bonding properties and good hole or electron mobility as the hole-transporting layer 33 or the electron-transporting layer 35. is there . Therefore, depending on the combination of the hole injection electrode layer 32 or the electron injection electrode layer 36, the light emitting layer 34, and the material, the hole transport layer 33 and the electron transport layer 35 may not be provided.
  • the material constituting the hole transport layer 33 includes N, N, diphenyl N, N, bis (3 methylphenol) 1, 1, biphenol 4, 4, 4, diamin (TPD).
  • the material constituting the electron transport layer 35 is 3- (4-biphenyl) -4-phenol 2-ru 5- (4 t-butylphenol) -1, 2, 4-triazole (TAZ), etc. Can be raised
  • the light emitting layer 34 is the same layer as the light emitting layer 10 of the light emitting transistor element, and is a layer using the pyrene-based compound as a main constituent, and the sub constituents are used together as necessary. .
  • the hole transport layer 33 and the electron transport layer 35 have good electron mobility, and good bonding property between the hole injection electrode 32 and the electron injection electrode 36 and the light emitting layer 34.
  • a hole injection layer is provided between the hole injection electrode layer 32 and the hole transport layer 33, or the electron injection electrode layer 36 and An electron injection layer may be provided between the electron transport layer 35 and the electron transport layer 35.
  • the above-described pyrene-based compound may be used as the main constituent of the organic phosphor constituting the light-emitting layer 34, or the main constituent It is preferable to use Alq3 (tris (8-hydroxyquinolate)) or the like and use the above pyrene compound as a dopant.
  • the light emitting layer 34 preferably has a predetermined range of differences between the HOMO energy level and the LUMO energy level, light emission luminance, PL light emission efficiency, and external light emission efficiency.
  • the pyrene compounds having the above characteristics are used, it is possible to enhance the functions of each by adding sub-components such as the dopant. It becomes.
  • the difference between the HOMO energy level and the LUMO energy level is the same as that of the light-emitting transistor element.
  • the light emission luminance is a light emission amount corresponding to the brightness of an object that humans feel when looking at the object, and it is preferably as large as possible.
  • This luminance can be measured using a Si photodiode.
  • the emission luminance (c dZm 2 ) generated by the applied current (or voltage) is different.
  • LOmAZcm 2 current voltage 6. OV
  • LOOmAZcm 2 current voltage 8. OV
  • LOOOcdZm 2 or more preferably tool 2000 cd / m 2 or more is more preferable.
  • the PL luminous efficiency is as described above, and the external luminous efficiency is the luminous efficiency observed outside. This external luminous efficiency is usually said to be 5% as the upper limit for the fluorescent dyes used.
  • the degree of light emission is large, and in PL light emission efficiency, 80% or more is preferable and 85% or more is more preferable.
  • the upper limit of PL luminous efficiency is 100%. Further, in the external luminous efficiency, 1% or more is preferable 1.4% or more is preferable, and 2% or more is more preferable.
  • the upper limit of EL luminous efficiency is said to be 5%.
  • the organic EL element 30 is characterized by the wavelength of emitted light.
  • This wavelength is within the range of visible light, but has a wavelength that varies depending on the type of organic phosphor used, particularly the pyrene compound. Various colors can be developed by combining organic phosphors having different wavelengths. For this reason, the wavelength of the emitted light exhibits its characteristics.
  • the organic EL element 30 can be formed by forming a hole injection electrode layer 32 on a substrate 31 and sequentially vacuum-depositing each layer thereon.
  • the film thickness of the light emitting layer 34 of the organic EL element 30 to be obtained should be about 10 to: LOOnm, and the film thickness of the hole transport layer 33 and the electron transport layer 35 may be about 10 to 50 nm.
  • the hole injection electrode layer 32 and the electron injection electrode layer 36 may have a film thickness of about 5 to 30 nm.
  • the operation of the organic EL element 30 is as follows. First, a voltage is applied between the hole injection electrode layer 32 and the electron injection electrode layer 36 by a DC power source 37.
  • Holes generated in the hole injection electrode layer 32 are sent to the light emitting layer 34 through the hole transport layer 33.
  • the electrons generated in the electron injection electrode layer 36 are sent to the light emitting layer 34 through the electron transport layer 35. Then, in the light emitting layer 34, holes and electrons are recombined to emit light.
  • a plurality of the organic EL elements 30 are two-dimensionally arranged on the substrate 40, whereby a display device can be configured.
  • a display device 41 an example of an electric circuit diagram of a passive display device 41 is shown in FIG.
  • the scanning lines (LSI ', LS2, ...) and the data lines (LD1', LD2, ...) are arranged on the substrate 40 in a grid pattern, and at each intersection, An organic EL element 30 is arranged.
  • the organic EL element (1, 1) in the first row and the first column has one end connected to the first row scanning line and the other end arranged in the first column data line.
  • the organic EL element (j, i) in the j-th row and the i-th column has one end connected to the j-th scanning line and the other end arranged in the example data line.
  • the organic EL element (j, i) emits light when current flows when the data line i is set to the noise level and the scanning line j is set to the low level.
  • the light emission gradation can be controlled by adjusting the period during which this current flows.
  • the scanning line driving circuit 42 selects a scanning line corresponding to a row to be emitted, sets it to a low level (eg, OV), and sets a scanning line corresponding to a row that does not emit light to a high level.
  • the data line driving circuit 43 supplies a data signal pulse-modulated in accordance with the light emission gradation to the data line as high level data for a predetermined period. As a result, the selected organic EL element can emit light and an image can be displayed.
  • the selected EL elements emit light in order by switching the scanning lines to be selected in order, so that the images can be changed in order.
  • reaction solution was concentrated with an evaporator, and the residue was separated by adding Kuroguchi form and pure water, and the aqueous layer was extracted with Kuroguchi form.
  • the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated. Hexane was added to the collection residue, and the precipitate was collected by suction filtration to obtain 5.9 g of dodecylbilene at a yield of 64%.
  • 1-dodecyl-3,6,8-tribromopyrene 3. Og, 2-naphthyl boric acid (manufactured by Aldrich: reagent) in a 500 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, three-way cock, and thermometer 4 4g, Sodium carbonate (Kanto Chemical Co., Ltd .: Reagent) 5.3g, Toluene (Pure Chemical Co., Ltd .: Reagent) 1 20ml, Ethanol (Pure Chemical Co., Ltd .: Reagent) 60ml, Pure water 30ml was added.
  • the organic layer was separated and the aqueous layer was extracted twice with 50 ml of CHC13.
  • the recovered organic layer was washed with 200 ml of pure water, dehydrated and filtered with anhydrous magnesium sulfate, and then concentrated with an evaporator.
  • the obtained solid was subjected to column chromatography (Si02, CHC13) to remove highly polar components, and then the distillate was concentrated and the resulting solid was purified by GPC to obtain 2. lg of a yellow solid.
  • the organic layer was separated and the aqueous layer was extracted with 1350 ml of CHC.
  • the collected organic layer was washed with 100 ml of pure water, dehydrated and filtered with anhydrous magnesium sulfate, and then concentrated with an evaporator. Hexane was added to the resulting residue and refluxed, and Pd and other inorganic salts remaining were removed by hot filtration.
  • the precipitated solid was collected by suction filtration, and this solid was recrystallized again with hexane.
  • the collected solid was desalted by column chromatography (Si02, CHC13-acetone) and purified by GPC to obtain 1. lg of yellow solid. It was identified as 1-dodecyl-1,3,6,8-tri (3-pyridyl) pyrene from FAB mass spectrometry (M + l: 602) and NMR.
  • the obtained solid was recrystallized from toluene and further purified by GPC to obtain a yellow solid lg.
  • a four-necked flask was equipped with a dropping funnel, a reflux condenser, a three-way cock, and a thermometer to perform nitrogen substitution.
  • Pyrene manufactured by Aldrich: reagent
  • 20.0 g and 200 mL of DMF were added, nitrogen substitution was performed again, and heating was performed at an internal temperature of 70 ° C to dissolve pyrene.
  • NBS manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: Reagent
  • 108.9 g was dissolved in 400 mL of DMF, and this was dropped over 20 minutes from the dropping funnel.
  • the obtained crude product was recrystallized from o-dichloromouth benzene having a volume 15 times the amount of the sample, and grayish white acicular crystals were recovered. According to LC analysis power, the purity of the recovered material was 91%. (Dibromopyrene and tetrabromopyrene were confirmed as other components.)
  • a 200 ml three-necked flask was equipped with a reflux condenser, a nitrogen line-connected three-way cock, a dropping funnel, and a thermometer, and the inside of the reactor was replaced with nitrogen.
  • 6.2 g of 1, 3, 6-trifluoroethylene and 80 ml of DM F (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd .: Reagent) were added and stirred at an internal temperature of 90 ° C.
  • a solution prepared by dissolving 6 g of NBS in 20 ml of DMF was dropped from the dropping funnel over 5 minutes, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 1 hour.
  • Tetrakistriphenylphosphine palladium (0) 0.7 g was prepared and heated and stirred at 80 ° C. for 12 hours in an oil bath.
  • the formed precipitate was collected by suction filtration, and the solid was washed with MeOH.
  • the recovered solid was dissolved in toluene at a heating reflux temperature and subjected to hot filtration to remove inorganic salts.
  • the filtrate was concentrated and washed with MeOH to obtain the desired product (yield: 2.0 g, yield: 90%).
  • Carrier mobility, EL luminous efficiency, and PL luminous efficiency were measured and calculated as follows.
  • drain voltage (V) and drain current of organic semiconductor are expressed by the following formula (1).
  • V Gate threshold voltage [V] (This is because the drain voltage (V) in the saturation region is constant.
  • Plot drain current LZ square (V 1/2 ) against gate voltage (V) Indicates the point that intersects the axis. )
  • the gate voltage was operated from OV to 100V in -20V steps up to 100V, in steps of -20V, and the luminescence emitted from the device was measured with a photon counter (made by Newport: 4155C Semiconductor Parameter Analyzer) and obtained there.
  • a photon counter made by Newport: 4155C Semiconductor Parameter Analyzer
  • the photon number [C PS] was converted into the luminous flux [lw] using the following formula (3)
  • the EL luminous efficiency 7? Ext was calculated using the following formula (4).
  • N Number of photons observed by photon counter (PC) [CPS]
  • the luminous efficiency of PL is that the material obtained in the present invention is applied on a quartz substrate in a nitrogen atmosphere. After forming a single-layer film by vapor deposition at 70 nm, an integrating sphere (IS—060, Labsphere Co.) is used to irradiate a He—Cd laser (IK5651R—G, Kimmon electric Co.) with a wavelength of 325 nm as excitation light. The emission was calculated by measuring the multi-channel photodiode (PMA-11, Hamamatsu photonics Co.) from the sample.
  • the organic EL device shown in FIG. 9 was manufactured under the following conditions.
  • Electron injection electrode 36 ... Ag (10nm)
  • Example 1 The measurement was conducted in the same manner as in Example 1 except that tetraphenylene (manufactured by Aldrich: reagent, abbreviated as “TPPy”) was used as the pyrene compound.
  • TPPy tetraphenylene
  • Table 1 PL luminous efficiency and external luminous efficiency indicate luminous efficiency as the luminous layer 34 (content of asymmetric pyrene compound: 6% by weight).
  • the light-emitting transistor device shown in FIGS. 5 and 6 was manufactured under the following conditions.
  • Source electrode 2 and drain electrode 3 Each electrode having a comb-shaped portion (Au, thickness 40 nm) having a comb-tooth force of 20 is formed, and each comb-teeth is formed as shown in FIG. It was arranged on the insulating film 5 so that the shape portions were alternately arranged. At this time, a layer (lnm) having a chrome force was provided between the insulating film 5 and both electrodes. At this time, the width of the channel portion (between each comb-shaped portion) was 25 ⁇ m and the length was 4 mm.
  • Luminescent layer 1 ⁇ Luminescent layer 1 ⁇ The pyrene compounds (Fig. 2 (a) (4-5) and (4 7)) obtained by the above-mentioned production method are each independently used as an insulating film, a source electrode 2 and The light emitting layer 1 was formed by vapor deposition so as to cover the periphery of the drain electrode 3.
  • EL luminous efficiency ⁇ 7.4 ⁇ 1 ( ⁇ 3 9.0 ⁇ 1 ( ⁇ 2 Luminance brightness (CPS) ⁇ 3.5X10 5 1.2X10 6 Carrier mobility (cmVV-s) ⁇ 4.9X10— 5 5.5X10— 5

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Description

明 細 書
ピレン系化合物及びこれを用いた発光トランジスタ素子及びエレクト口ルミ ネッセンス素子
技術分野
[0001] この発明は、発光トランジスタ素子及び有機エレクト口ルミネッセンス素子の両方に 使用できる非対称ピレン系化合物、及びこれを用いた発光トランジスタ素子及び有機 エレクト口ルミネッセンス素子に関する。
背景技術
[0002] 有機半導体装置の典型例である有機エレクト口ルミネッセンス素子（以下、「有機 E L素子」と略する。）は、有機蛍光体からなる層中における電子及び正孔の再結合に 伴う発光現象を利用した発光素子である。具体的には、上記有機化合物からなる発 光層、この発光層に電子を注入する電子注入電極、及び上記発光層に正孔を注入 する正孔注入電極からなる有機 EL素子が、特許文献 1や特許文献 2等に記載され ている。
[0003] この発光層に使用される有機蛍光体としては、ベリノン誘導体、ジスリチルベンゼン 誘導体等 (特許文献 1)や、 1, 3, 6, 8—テトライソフ 二ルビレン等 (特許文献 2)等 があげられる。
[0004] 特許文献 1 :特開平 5— 315078号公報
特許文献 2 :特開 2001— 118682号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、有機蛍光体からなる層中における電子及び正孔の再結合に伴う発光現 象を利用した例としては、上記有機 EL素子以外に、発光トランジスタ素子も知られて いる。
[0006] 有機蛍光体を有機 EL素子と発光トランジスタ素子の両方に使用することができれ ば、これらの素子の製造の効率ィ匕につながる。しかし、これらの素子の両方に利用可 能な有機蛍光体は知られて 、な 、。 [0007] そこで、この発明は、発光トランジスタ素子及び有機 EL素子の両方に使用可能な 有機蛍光体を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] この発明は、下記構造式（1)からなる非対称ピレン系化合物を用いたことにより、上 記課題を解決したのである。
[化 4]
Figure imgf000004_0001
(式（1)中、 Rは、置換基を有してもよいへテロアリール基、置換基を有してもよい
1
ァリール基、置換基を有してもよい主鎖の炭素数が 1〜20のアルキル基、置換基を 有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいァルケ-ル基、置換基を有して もよいアルキ-ル基、シァノ基、置換基を有してもよいカルボ-ル基、置換基を有して もよいアルコキシ基、置換基を有してもよいァリールォキシ基、置換基を有してもよい シリル基、置換基を有してもよいァリールボリル基、置換基を有してもよいエステル基 、及びハロゲン原子力ゝら選ばれる基を示す。
また、 Rは、水素原子、置換基を有してもよいへテロアリール基、置換基を有しても
2
よいァリール基、置換基を有してもよい主鎖の炭素数が 1〜20のアルキル基、置換 基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいァルケ-ル基、置換基を 有してもよいアルキ-ル基、シァノ基、置換基を有してもよいカルボ-ル基、置換基を 有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいァリールォキシ基、置換基を有して もよぃシリル基、置換基を有してもよいァリールボリル基、置換基を有してもよいエス テル基、及びハロゲン原子から選ばれる基を示し、かつ、 Rと異なる。）
1
発明の効果
[0009] この発明によると、ピレン系化合物として非対称のものを用いるので、有機 EL素子 及び発光トランジスタ素子に使用される有機蛍光体として使用することが可能となる。 これは、非対称ピレン系化合物は、適度の結晶性 (非結晶性)を有するので、有機 E L素子として適切な発光輝度を有し、かつ、発光トランジスタとして適切なキャリア移 動度を有することが可能となったためと考えられる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1(a)]非対称ピレン系化合物の例を示す化学式
[図 1(b)]非対称ピレン系化合物の例を示すィ匕学式
[図 2(a)]非対称ピレン系化合物の例を示す化学式
[図 2(b)]非対称ピレン系化合物の例を示すィ匕学式
[図 2(c)]非対称ピレン系化合物の例を示すィ匕学式
[図 3(a)]非対称ピレン系化合物の例を示す化学式
[図 3(b)]非対称ピレン系化合物の例を示すィ匕学式
[図 3(c)]非対称ピレン系化合物の例を示すィ匕学式
[図 4(a)]非対称ピレン系化合物の例を示す化学式
[図 4(b)]非対称ピレン系化合物の例を示す化学式
[図 5]この発明にかかる発光トランジスタ素子の例を示す断面図
[図 6]ソース電極及びドレイン電極の構成を示す平面図
[図 7] (a) (b) (c)発光トランジスタ素子の発光のメカニズムを示す模式図
[図 8]この発明にかかる発光トランジスタ素子を用いた表示装置の例を示す電機回路 図
[図 9]この発明に力かる有機 EL素子の例を示す断面図
[図 10]この発明にかかる有機 EL素子を用いた表示装置の例を示す電機回路図 [0011] 1 発光層
2 ソース電極
2a 櫛歯形状部
3 ドレイン電極
3a 櫛歯形状部
4 ゲート電極 10 発光トランジスタ素子
11 正孔チャネル
12 ピンチオフ点
20 基板
21 表示装置
22 走査線駆動装置
23 データ線駆動装置
24 コントローラ
[0012] 30 有機 EL素子
31 基板
32 正孔注入電極層
33 正孔輸送層
34 発光層
35 電子輸送層
36 電子注入電極層
37 直流電源
[0013] 40 基板
41 表示装置
42 走査線駆動回路
43 データ線駆動回路
[0014] S ソース電極
D ドレイン電極
G ゲート電極
C キヤノシタ
Ts 選択トランジスタ
Pl l, P12 画素
LSI, LS2, LSI ' , LS2' 走査線 LD1, LD2, LD1 ' , LD2' データ線
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下において、この発明について詳細に説明する。
この発明は、非対称ピレン系化合物に力かる発明である。この非対称ピレン系化合 物は、発光トランジスタ素子又は有機エレクト口ルミネッセンス素子 (有機 EL素子）に 使用することができる。
[0016] 上記非対称ピレン系化合物は、下記化学式（1)で示される化合物がある。
[0017] [化 5]
Figure imgf000007_0001
[0018] (式（1)中、 Rは、置換基を有してもよいへテロアリール基、置換基を有してもよい
1
ァリール基、置換基を有してもよい主鎖の炭素数が 1〜20のアルキル基、置換基を 有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいァルケ-ル基、置換基を有して もよいアルキ-ル基、シァノ基、置換基を有してもよいカルボ-ル基、置換基を有して もよいアルコキシ基、置換基を有してもよいァリールォキシ基、置換基を有してもよい シリル基、置換基を有してもよいァリールボリル基、置換基を有してもよいエステル基 、及びハロゲン原子力ゝら選ばれる基を示す。
[0019] また、 Rは、水素原子、置換基を有してもよ!、ヘテロァリール基、置換基を有しても
2
よいァリール基、置換基を有してもよい主鎖の炭素数が 1〜20のアルキル基、置換 基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいァルケ-ル基、置換基を 有してもよいアルキ-ル基、シァノ基、置換基を有してもよいカルボ-ル基、置換基を 有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいァリールォキシ基、置換基を有して もよぃシリル基、置換基を有してもよいァリールボリル基、置換基を有してもよいエス テル基、及びハロゲン原子から選ばれる基を示し、かつ、 Rと異なる。
1
[0020] 上記 Rの具体例としては、所定の置換基を有して 、てもよ 、ヘテロァリール基（多 環芳香族も含む）、所定のアルキル基で置換されたアルキルフエニル基、ハロゲン原 子で置換されたフエ-ル基、ナフチル基 (好ましくは 2—ナフチル基）、アントリル基（ 好ましくは 2—アントリル基）、フエナントリル基、所定の置換基を有していてもよいァリ ール基 (多環芳香族も含む。）、主鎖の炭素数が 1〜20の置換基を有していてもよい 直鎖または分岐のアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、所定の 置換を有して 、てもよ 、ァルケ-ル基、所定の置換基を有して 、てもよ 、アルキ-ル 基、シァノ基、置換基を有していてもよいカルボニル基、所定の置換基を有していて もよいアルコキシ基、所定の置換基を有していてもよいァリールォキシ基、トリメチル シリル基等の置換基を有して 、てもよ 、シリル基、置換基を有して 、てもよ 、ァリール ボリル基、置換基を有していてもよいエステル基、ハロゲン原子を有する基等が挙げ られる。
[0021] 上記所定の置換基を有してもよ!、ヘテロァリール基で用いられる置換基としては、 ベンゾフリル基、ピロリル基、ベンゾォキサゾリル基、ピラジュル基、チェ-ル基、アル キル置換チェ-ル基、ビチェ-ル基、フエ-ルチェ-ル基、ベンゾチェ-ル基、ピリ ジル基、ビビリジル基、フエ-ルビリジル基、キノリル基、ベンゾチアゾリル基等があげ られる。
[0022] 上記所定のアルキル基で置換されたアルキルフ -ル基で用いられるアルキル基 としては、フエニル基、メチル基やェチル基等があげられる。また、このアルキル基で 置換されたアルキルフヱ-ル基の具体例としては、トリル基、 3—アルキルフヱ-ル基 、 4 アルキルフエ-ル基、 3—トリフルォロメチルフエ-ル基、 4 トリフルォロメチル フエ-ル基、 3, 5—ビス（トリフルォロメチル）フエ-ル基等があげられる。
[0023] 上記ハロゲン原子で置換されたフエ-ル基で用いられるハロゲン原子としては、フッ 素原子、臭素原子、塩素原子等があげられ、フッ素原子が好ましい。また、このハロ ゲン原子で置換されたフエ-ル基の具体例としては、 3—フルオロフェ-ル基、 4ーフ ルオロフヱ-ル基、 3, 4—ジフルオロフヱ-ル基、 3, 5—ジフルオロフヱ-ル基、 3, 4 , 5—トリフルオロフェ-ル基等があげられる。
[0024] 上記所定の置換基を有して 、てもよ 、ァリール基で用いられる置換基としては、ビ フエ-ル基、テルフエ-ル基、フエ-ルェテノフヱ-ル基またはピリジノフヱ-ル基等 があげられる。
[0025] 上記の主鎖の炭素数が 1〜20の置換基を有していてもよい直鎖または分岐のアル キル基の具体例としては、メチル基、ェチル基、 n-プロピル基、 2-プロピル基、 n-ブ チル基、イソブチル基、 tert-ブチル基、へキシル基、ォクチル基、ドデシル基、ォクタ デシル基等があげられる。
[0026] 上記の所定の置換基を有して 、てもよ 、ァルケ-ル基で用いられる置換基としては
、ビュル基、フエ-ル置換ビュル基、ェチル置換ビュル基、ビフヱ-ル置換ビュル基
、ァリル基、 1-ブテュル基等があげられる。
[0027] 上記の所定の置換基を有して 、てもよ 、アルキ-ル基で用いられる置換基としては
、ェチュル基、フエ-ル置換ェチュル基、トリメチルシリル置換ェチュル基、プロパル ギル基等があげられる。
[0028] 上記の所定の置換基を有して 、てもよ 、アルコキシ基で用いられる置換基としては
、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等があげられる。
[0029] 上記の所定の置換基を有して 、てもよ 、ァリールォキシ基で用いられる置換基とし ては、フエニルォキシ基、 1 ナフチルォキシ基、 2—ナフチルォキシ基等があげられ る。
[0030] 上記のハロゲン原子を有する基で用いられるハロゲン原子としては、フッ素原子、 臭素原子、塩素原子等があげられ、中でも、これらハロゲン原子のみ力もなる基、中 でもフッ素原子が好ましい。
[0031] 上記の中でも、 Rとしては、置換基を有していてもよい、フエ-ル基、ナフチル基、
1
ベンゾフリル基、フエ-ルピリジル基、チェ-ル基、ベンゾチェ-ル基、ピリジル基、メ チル基、ビニル基及びェチニル基力 選ばれる基が好まし 、。
[0032] 具体的には、 3 アルキルフエ-ル基、 4 アルキルフエ-ル基、 3 フルオロフェ -ル基、 4 フルオロフェ-ル基、 3—トリフルォロメチルフエ-ル基、 4 トリフルォロ メチルフヱ-ル基、 3, 4—ジフルオロフヱ-ル基、 3, 5—ジフルオロフヱ-ル基、 3, 5 ビス（トリフルォロメチル）フエ-ル基、 3, 4, 5—トリフルオロフェ-ル基、トリル基、 フッ素置換されたフエ-ル基、 2—ナフチル基、ベンゾフリル基、フエ-ルビリジル基、 チェ-ル基、ベンゾチェ-ル基、ピリジル基、ビピリジル基、フエ-ル基、ビフエ-ル 基、メチル基、フエ-ル置換ビュル基、又はフエ-ル置換ェチニル基力 選ばれる基 が特に好ましい。
[0033] 上記 Rの具体例としては、水素原子、及び上記 Rとして例示したものがあげられる
2 1
力 本発明において Rと Rは異なる基である。
1 2
中でも、 Rとしては、水素原子、置換基を有していてもよい、フエニル基、ナフチル
2
基、ベンゾフリル基、フエ-ルピリジル基、チェ-ル基、ベンゾチェ-ル基、ピリジル 基、メチル基、ビニル基及びェチニル基力 選ばれる基が好ましい。
[0034] 具体的には、水素原子、メチル基、へキシル基、フ -ル基、ビフヱ-ル基、ピリジ ル基、ビビリジル基、ナフチル基、ビフヱニル基、フエニルピリジル基、ォクチル基、ド デシル基、ォクタデシル基、フエ-ル置換ビュル基、又はフエ-ル置換ェチュル基か ら選ばれる基が特に好ま 、。
[0035] なお、本発明の非対称ピレン系化合物の分子量は、好ましくは 500以上、さらに好 ましくは 800以上であり、また、好ましくは 5000以下、さらに好ましくは 3000以下であ る。
[0036] 上記化学式（1)の具体例としては、次のような化合物があげられる。 Rが水素原子
2
である場合の例として、 Rがチォフェン環（チェ-ル基)であるピレン系化合物（図 1
1
(a)の（3— 1) )、 Rがピリジン環 (ピリジル基)であるピレン系化合物（図 1 (a)の（3— 2
1
) )、 Rがフエ-ル基であるピレン系化合物（図 1 (a)の（3— 3) )、 Rがナフチル基であ
1 1
るピレン系化合物（図 1 (a)の（3— 4) )、 Rがビフ ニル基であるピレン系化合物（図
1
1 (a)の（3— 5) )、 Rカ チル基であるピレン系化合物（図 1 (a)の（3— 6) )、 Rがフ
1 1 ニル置換ビュル基であるピレン系化合物（図 1 (a)の（3— 7) )、 Rがフ ニル置換ェ
1
チニル基であるピレン系化合物（図 1 (a)の（3— 8) )、 Rがビフヱニル基であるピレン
1
系化合物（図 1 (b)の（3— 9) )、 Rがベンゾチォフェン環（ベンゾチェニル基）である
1
ピレン系化合物（図 1 (b)の（3— 10) )、 Rがトリル基であるピレン系化合物（図 1 (b)
1
の（3— 11) )、 Rがフッ素置換されたフエニル基であるピレン系化合物（図 1 (b)の（3
1
12) )等があげられる。
[0037] また、 Rが水素原子以外の場合の例として、 Rがピリジン環 (ピリジル基)で、 R
2 1 2 力 Sメチル基であるピレン系化合物（図 2 (a)の（4— 1) )、 Rがビビリジル基で、 Rがォ クタデシル基であるピレン系化合物（図 2 (a)の（4 2) )、 Rがフエ-ル基で、 Rがメ
1 2 チル基であるピレン系化合物（図 2 (a)の（4 3) )、 Rがフエ-ル基で、 Rがォクチル
1 2 基であるピレン系化合物（図 2 (a)の（4— 4) )、 Rフ ニル基、 R力 Sドデシル基である
1 2
ピレン系化合物（図 2 (a)の（4 5) )、 Rがビフヱ-ル基で、 Rがォクチル基であるピ
1 2
レン系化合物（図 2 (a)の（4— 6) )、 Rがビフ ニル基で、 R力 ^デシル基であるピレ
1 2
ン系化合物（図 2 (a)の（4— 7) )、 Rがナフチル基で、 R力^デシル基であるピレン系
1 2
化合物（図 2 (b)の（4 8) )、 Rがフエニル基で、 Rがフエニル置換ビュル基であるピ
1 2
レン系化合物（図 2 (b)の（4 9) )、 Rがチォフェン環（チェニル基）で、 Rがピリジン
1 2 環（ピリジル基)であるピレン系化合物（図 2 (b)の（4— 10) )、 Rがフエ-ル基で、 R
1 2 がピリジン環（ピリジル基)であるピレン系化合物（図 2 (b)の（4—11) )、 Rがビフエ-
1 ル基で、 Rがフエ二ルビリジン環（フエニルピリジル基）であるピレン系化合物（図 2 (b
2
)の（4— 12) )、 Rがビフエ-ル基で、 Rがピリジン環（ピリジル基)であるピレン系化
1 2
合物（図 2 (b)の（4 13)〜（4 14)、 Rがピリジン環（ピリジル基）で、 Rがフエニル
1 2 基であるピレン系化合物（図 2 (c)の（4—15)、 Rがビビリジル基で、 Rがビフヱニル
1 2
基であるピレン系化合物（図 2 (c)の（4—16)、 Rがビフヱニル基で、 Rがビビリジル
1 2
基であるピレン系化合物（図 2 (c)の（4— 17)、 Rがフエ-ル基で、 Rがピリジン環（ピ
1 2
リジル基)であるピレン系化合物（図 2 (c)の（4—18)等があげられる。
また、上記の非対称ピレン系化合物の他の例として、 Rの一部に置換基を有しても
2
よ 、ピレン環を有する下記式（2)で示される化合物があげられる。
[化 6]
Figure imgf000011_0001
上記の式（2)中、 Rは上記式（1)と同様である。また、 Yは二価の連結基を表す 。この Yとしては、具体的には、上記 Rとして例示した基の二価の基を使用することが
2
できる（但し水素原子、ハロゲン原子等二価基となり得ない基は除く）。この中でも、 芳香族複素環 (ヘテロァリール）、芳香族炭化水素環 (ァリール）、アルカン、アルケン 、及びアルキン由来の二価基力 選ばれる基であることが好ましい。この二価基は、 置換基を有していてもよい。なお、本発明において、芳香族複素環及び芳香族炭化 水素環は、多環芳香族を含む環を意味する。
[0040] さらに上記 Υの具体例としては、ベンゼン環由来の二価基（フエ-レン基、ビフヱ- レン基、ターフェ-レン基等があげられる。）、ナフタレン環由来の二価基、アントラセ ン環由来の二価基、フルオレン環由来の二価基、ピラジン環由来の二価基、ピリジン 環由来の二価基、力ルバゾール環由来の二価基、チオフ ン環由来の二価基、チア ゾール環由来の二価基、アセチレン由来の二価基があげられる。いずれも置換基を 有していてもよい。また、これらの環は 2以上連結した基であってもよい（例えばビフエ 二レン基等があげられる)。
[0041] このような式（2)で示される非対称ピレン系化合物の例としては、 Rがフ ニル基
1
で、 Υが二価のフエニル基であるピレン系化合物（図 3 (a)の（5— 1) )、 Rがフエニル
1 基で、 Yが二価のピラジン環であるピレン系化合物（図 3 (a)の（5— 2) )、 Rがフエ二
1 ル基で、 Yが二価のピリジン環（ピリジル基)であるピレン系化合物（図 3 (a)の（5— 3) )、 R力メチル基で、 Yが二価のフエ-ル基であるピレン系化合物（図 3 (a)の（5— 4)
1
)、 R力メチル基で、 Yがドデシルエーテル基を 2つ置換した二価のフエ-ル基である
1
ピレン系化合物（図 3 (a)の（5— 5) )、 Rがトリル基で、 Yが二価のアセチレン基であ
1
るピレン系化合物（図 3 (b)の（5— 6) )、 Rカ チル基で、 Yが二価のビビリジル基で
1
あるピレン系化合物（図 3 (b)の（5— 7) )、 Rカ チル基で、 Yが二価のビフ -ル基
1
であるピレン系化合物（図 3 (b)の（5— 8) )、 Rがピリジン環（ピリジル基)で、 Yが二
1
価の置換ビフ ニル基であるピレン系化合物（図 3 (c)の（5— 9) )、 Rがフ ニル基で
1
、 Yが二価のビフエニル基であるピレン系化合物（図 3 (c)の（5— 10) )、 Rがフエ二
1 ル基で、 Yが二価のビビリジル基であるピレン系化合物（図 3 (c)の（5— 11) )等があ げられる。
[0042] さらに、この発明で用いられる非対称ピレンの他の例としては、図 4 (a) (b)に示す（ 6— 1)〜（6— 11)等があげられる。
上記の非対称ピレン系化合物は、下記反応式 < 1 >の方法で製造することができ る。
[化 7]
Figure imgf000013_0001
なお、反応式く 1 >中、 R , R
1 2は、上記（1)の場合と同様である。また、 Xは塩素原 子、臭素原子及びヨウ素原子力も選ばれるハロゲン原子を示す。
[0044] すなわち、 1位を Rで置換した 1 置換ピレン（1— 1)をハロゲンィ匕物と反応させ
2
て、 1位を Rで置換し、 3位， 6位及び 8位を上記ハロゲンで置換した 1 置換ー3，
2
6, 8 トリハロピレン（1— 2)を合成し、次いで、ホウ酸化合物、又はスズィ匕合物、有 機亜鉛化合物、有機マグネシウム化合物から選ばれる有機金属化合物の!/ヽずれか を反応させることにより非対称ピレン系化合物（1)を製造することができる。
[0045] 上記非対称ピレン系化合物は、発光トランジスタ素子の発光層、有機 EL素子の発 光層、正孔輸送層、電子輸送層等の構成成分として使用される。より具体的には、上 記非対称ピレン系化合物は、発光トランジスタ素子の発光層、有機 EL素子の発光層 の主構成成分として使用され、また、有機 EL素子の正孔輸送層や電子輸送層の主 構成成分又はドーパント材料として使用される。なお、発光層とは、正孔及び電子の 再結合により発光を生じる層をいう。また、正孔輸送層、電子輸送層については後述 する。
[0046] 上記主構成成分とは、発光輝度、発光効率、キャリア移動度、特有の光の色等の 効果を中心的に発揮し得る成分をいう。また、上記ドーパント材料とは、主構成成分 に添加される副構成成分の一種であり、主構成成分の性能向上を行うために加えら れる化合物をいう。なお、上記非対称ピレン系化合物を主構成成分として使用する 場合、上記の効果をより向上させるために必要に応じて、他の有機蛍光体やドーパ ント材料等の副構成成分を併用してもよい。
[0047] このような他の有機蛍光体としては、特に限定されるものではなぐ例えば、アントラ セン、フエナンスレン、ピレン、ペリレン、タリセン等の縮合環誘導体、トリス（8—キノリ ノラト)アルミニウム等のキノリノール誘導体の金属錯体、ベンズォキサゾール誘導体 、スチルベン誘導体、ベンズチアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、チォフェン 誘導体、テトラフエニルブタジエン誘導体、シクロペンタジェン誘導体、ォキサジァゾ ール誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体等のビス スチリル誘導体、キノリノール誘導体と異なる配位子を組み合わせた金属錯体、ォキ サジァゾール誘導体金属錯体、ベンズァゾール誘導体金属錯体、クマリン誘導体、 ピロ口ピリジン誘導体、ペリノン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体等があげられる。 さらに、ポリマー系の他の有機蛍光体の例としては、ポリフエ-レンビ-レン誘導体、 ポリパラフエ-レン誘導体、そして、ポリチォフェン誘導体などがあげられる。
[0048] また、上記ドーパント材料は、特に限定されるものではなぐ例えば、フエナンスレン 、アントラセン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベンゾピレ ン、ルブレンなどの縮合環誘導体、ベンズォキサゾール誘導体、ベンズチアゾール 誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズトリアゾール誘導体、ォキサゾール誘導 体、ォキサジァゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾ ール誘導体、トリァゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チォフェン 誘導体、テトラフヱニルブタジエン誘導体、シクロペンタジェン誘導体、ビススチリルァ ントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体等のビススチリル誘導体、ジァザインダ セン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フエ-ルイソベンゾフラン、ジメシチ ルイソべンゾフラン、ジ（2—メチルフエ-ル）イソべンゾフラン、ジ（2—トリフルォロメチ ルフエ-ル）イソべンゾフラン、フエ-ルイソベンゾフラン等のイソべンゾフラン誘導体 、ジベンゾフラン誘導体、 7—ジアルキルアミノクマリン誘導体、 7—ピペリジノクマリン 誘導体、 7—ヒドロキシクマリン誘導体、 7—メトキシクマリン誘導体、 7—ァセトキシク マリン誘導体、 3—べンズチアゾリルクマリン誘導体、 3—べンズイミダゾリルクマリン誘 導体、 3—べンズォキサゾリルクマリン誘導体等のクマリン誘導体、ジシァノメチレンピ ラン誘導体、ジシァノメチレンチォピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シァニン誘導体 、ォキソベンズアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルォレ セイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アタリジン誘導体、ビス (ス チリル)ベンゼン誘導体、ォキサジン誘導体、フエ-レンオキサイド誘導体、キナタリド ン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロ口ピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、 1, 2, 5— チアジアゾロピレン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクァリリウム誘 導体、ビオラントロン誘導体、フエナジン誘導体、アタリドン誘導体、ジァザフラビン誘 導体等があげられる。
[0049] 次に、上記のピレン系化合物を用いた発光トランジスタ素子について説明する。
上記発光トランジスタ素子としては、図 5に示すような電界効果型トランジスタ (FET )の基本構造を有する素子をあげることができる。
[0050] この発光トランジスタ素子 10は、キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、 正孔及び電子の再結合により発光を生じる、上記ピレン系化合物を主構成成分とす る発光層 1、この発光層 1に正孔を注入する正孔注入電極、いわゆるソース電極 2、 上記発光層に電子を注入する電子注入電極、いわゆるドレイン電極 3,及び上記ソ ース電極 2及びドレイン電極 3に対向し、上記発光層 1内のキャリアの分布を制御す る、 N+シリコン基板で構成されたゲート電極 4力も構成される。なお、ゲート電極 4は、 シリコン基板の表層部に形成される不純物拡散層からなる導電層で構成してもよい。
[0051] 具体的には、図 5に示すように、ゲート電極 4の上に酸ィ匕シリコン等力 なる絶縁膜 5が設けられ、その上にソース電極 2及びドレイン電極 3が間隔を開けて設けられる。 そして、このソース電極 2及びドレイン電極 3を覆い、かつ、両電極の間に入り込むよ うに発光層 1が設けられる。
[0052] 上記の素子が発光トランジスタの機能を発揮するためには、上記発光層 1を構成す る有機蛍光体、特に主構成成分であるピレン系化合物の HOMOエネルギーレベル と LUMOエネルギーレベルとの差、キャリア移動度、又は発光効率が所定の範囲を 満たすことが好ましい。なお、上記のそれぞれの特徴を有する上記ピレン系化合物を 用いた場合、上記ドーパント等の副構成成分を加えることにより、それぞれの機能を より高くすることが可能となる。 [0053] まず、上記の HOMOエネルギーレベルと LUMOエネルギーレベルとの差は、小さ いほど電子の移動がより容易となって発光及び半導体性 (すなわち、一方向への電 子又は正孔の導通性）が生じやすくなり、好ましい。具体的には、 5eV以下がよぐ 3e V以下がより好ましぐ 2. 7eV以下がさらに好ましい。なお、この差は、小さいほど好 ましいので、この差の下限は、 OeVである。
[0054] また、上記のキャリア移動度は、大きいほど半導体性が高まり好ましい。具体的には 、 1. 0 X 10— 5cm2ZV' s以上がよぐ 4. 0 X 10— 5cm2ZV' s以上がより好ましぐ 1. 0 X 10— 4cm2ZV' s以上がさらに好ましい。なお、キャリア移動度の上限は、特に限定さ れず、 lcm2ZV' s程度であれば十分である。
[0055] 上記発光効率は、光子や電子を入れることによって生じる光の割合を 、 、、注入さ れた光エネルギーに対する、放出された光エネルギーの割合を PL発光効率 (又は P L量子効率）といい、注入された電子の個数に対する、放出された光子の個数の割 合を EL発光効率 (又は EL量子効率）と 、う。
[0056] 注入され、励起された電子は、正孔と再結合することにより光を発する力 この再結 合は必ずしも 100%の確率で生じない。このため、上記発光層 1を構成する有機化 合物を比較する際、 EL発光効率を対比することにより、注入された光エネルギーに 対する光エネルギー放出量の割合、及び電子と正孔との再結合の割合の相乗効果 を比較することができる。ところで、 PL発光効率を対比することにより、注入された光 エネルギーに対する光エネルギー放出量の割合を比較することができるので、 PL発 光効率及び EL発光効率の両方を組み合わせて対比することにより、電子と正孔との 再結合の割合を比較することも可能となる。
[0057] 上記 PL発光効率は、発光の程度が大きいほど好ましぐ 20%以上がよぐ 30%以 上がより好ましい。なお、 PL発光効率の上限は、 100%である。
[0058] また、上記 EL発光効率は、発光の程度が大きいほど好ましぐ 1 X 10—3%以上がよ く、 5 X 10— 3%以上が好ましい。なお、 EL発光効率の上限は、 100%である。
[0059] 上記発光トランジスタ素子 10の特徴として、上記以外に、発光する光の波長があげ られる。この波長は、可視光の範囲内であるが、使用する有機蛍光体、特に上記ピレ ン系化合物の種類によって異なる波長を有する。そして、異なる波長を有する有機蛍 光体を組み合わせることにより、種々の色を発現させることができる。このため、発光 する光の波長は、波長そのものが特徴を発揮することとなる。
[0060] また、上記発光トランジスタ素子 10は、発光を特徴とするので、ある程度の発光輝 度を有するのがよい。この発光輝度は、人間が物を見るときに感じる物の明るさに対 応する発光量をいう。この発光輝度は、フォトカウンターによる測定法において、大き いほど好ましぐ l X 104CPS (count per sec)以上がよぐ 1 X 105CPS以上が好 ましぐ 1 X 106CPS以上がより好ましい。
[0061] 上記発光層 1は、構成する有機蛍光体等を蒸着 (複数種あるときは、共蒸着)するこ とにより形成される。この発光層の膜厚は、少なくとも 70nm程度あればよい。
[0062] 上記ソース電極 2及びドレイン電極 3は、正孔及び電子を上記発光層 1に注入する ための電極で、金 (Au)、マグネシウム 金合金（MgAu)等で形成される。両者間は 、 0. 4〜50 m等の微小間隔を開けて対向するように形成される。具体的には、例 えば、図 6に示すように、ソース電極 2及びドレイン電極 3が、それぞれ複数の櫛歯か らなる櫛歯形状部 2a, 3aを有するように形成され、ソース電極 2の櫛歯形状部 2aを 構成する櫛歯と、ドレイン電極 3の櫛歯形状部 3aを構成する櫛歯とを、所定間隔を開 けて交互に配置することにより、発光トランジスタ素子 10としての機能をより効率的に 発揮させることができる。
[0063] このときのソース電極 2及びドレイン電極 3の間隔、すなわち、櫛歯形状部 2a及び 櫛歯形状部 3aの間隔は、 50 /z m以下がよぐ 以下が好ましぐ 以下がよ り好ましい。 50 mを超えると、十分な半導体性を発揮し得なくなる。
[0064] 上記発光トランジスタ素子 10は、上記ソース電極 2及びドレイン電極 3に電圧を印 加することにより、その内部で正孔及び電子の両方を移動させ、発光層 1内で、両者 を再結合させることにより、発光を生じさせることができる。このとき、発光層 1を通って 両電極間を移動する正孔及び電子の量は、ゲート電極 4に印加される電圧に依存す る。このため、ゲート電極 4にかける電圧及びその変化を制御することにより、上記ソ ース電極 2及びドレイン電極 3の間の導通状態を制御することが可能となる。なお、こ の発光トランジスタ素子 10は、 P型駆動を行うので、ソース電極 2に対しドレイン電極 3に負の電圧が加えられ、また、ソース電極 2に対してゲート電極 4に負の電圧が加え られる。
[0065] 具体的には、ゲート電極 4にソース電極 2に対して負の電圧を印加することにより、 発光層 1内の正孔がゲート電極 4側に引き寄せられ、絶縁膜 5の表面付近における 正孔の密度が高い状態となる。ソース電極 2及びドレイン電極 3の間の電圧を適切に すると、ゲート電極 4に与える制御電圧の大小によって、ソース電極 2から発光層 1に 正孔が注入され、ドレイン電極 3から発光層 1に電子が注入される状態となる。すなわ ち、ソース電極 2が正孔注入電極として機能し、ドレイン電極 3は電子注入電極として 機能する。これにより、発光層 1内において、正孔及び電子の再結合が生じ、これに 伴う発光が生じることとなる。この発光状態は、ゲート電極 4に与えられる制御電圧を 変化させることにより、オン Zオフさせたり、発光強度を変えたりすることができる。
[0066] 上記の正孔及び電子の再結合が生じる理論は、次のように説明することができる。
ゲート電極 4にソース電極 2に対して負の電圧を印加することにより、図 7 (a)に示すよ うに、発光層 1において、絶縁膜 5の界面近くに正孔のチャネル 11が形成され、その ピンチオフ点 12がドレイン電極 3近傍に至る。そして、ピンチオフ点 12とドレイン電極 3と n間に高電界が形成され、図 7 (b)に示すように、エネルギーバンドが大きく曲げら れる。これにより、ドレイン電極 3内の電子力 ドレイン電極 3と発光層 1との間の電位 障壁を突き抜ける FN (ファウラーノルドハイム）トンネル効果が生じ、発光層 1内に注 入され、正孔と再結合される。
[0067] また、正孔及び電子の再結合は、上記の FNトンネル効果によるという理論以外に、 次の理論による説明も可能である。すなわち、図 7 (c)に示すように、発光層 1内の有 機蛍光体の HOMOエネルギーレベルにある電子が高電界によって LUMOェネル ギーレベルに励起され、この励起された電子が発光層 1内の正孔と再結合する。そ れと共に、 LUMOエネルギーレベルへの励起によって空席となった HOMOェネル ギーレベルにドレイン電極 3から電子が注入されて補われる。
[0068] 上記発光トランジスタ素子 10は、基板 20上に、複数個、二次元配列されることによ り、表示装置 21を構成することができる。この表示装置 21の電気回路図を図 8に示 す。すなわち、この表示装置 21は、前述のような発光トランジスタ素子 10を、マトリク ス配列された画素 Pl l, P12,…… , P21, P22,……内にそれぞれ配置し、これら の画素の発光トランジスタ素子 10を選択的に発光させ、また、各画素の発光トランジ スタ素子 10の発光強度 (輝度)を制御することによって、二次元表示を可能としたも のである。基板 20は、例えば、ゲート電極 4を一体ィ匕したシリコン基板であってもよい 。すなわち、ゲート電極 4は、シリコン基板の表面にパターン形成した不純物拡散層 カゝらなる導電層により構成しておけばよい。また、基板 20として、ガラス基板を用いて ちょい。
[0069] 各発光トランジスタ素子 10は、 P型駆動するので、そのドレイン電極 3 (D)にはバイ ァス電圧 Vd (< 0)が与えられ、そのソース電極 2 (S)は接地電位（ = 0)とされる。ゲ ート電極 4 (G)には、各画素を選択するための選択トランジスタ Tsと、データ保持用 のキャパシタ Cとが並列に接続される。
[0070] 行方向に整列した画素 Pl l, P12,……； P21, P22,……の選択トランジスタ Tsの ゲートは、行ごとに共通の走査線 LSI, LS2,……にそれぞれ接続されている。また 、歹 U方向【こ整歹 Uした画素 Pl l, P21, · ··· ··； P12, P22, ······の選択卜ランジスタ Ts【こ おいて発光トランジスタ素子 10と反対側には、列ごとに共通のデータ線 LD1, LD2, ……がそれぞれ接続される。
[0071] 走査線 LSI, LS2,……には、コントローラ 63によって制御される走査線駆動回路 61から、各行の画素 Pl l, P12,……； P21, P22,……を循環的に順次選択 (行内 の複数画素の一括選択)するための走査駆動信号が与えられる。すなわち、走査線 駆動回路 22は、各行を順次選択行として、選択行の複数の画素の選択トランジスタ Tsを一括して導通させ、これにより、非選択行の複数の画素の選択トランジスタ Tsを 一括して遮断させるための走査駆動信号を発生させることができる。
[0072] 一方、データ線 LD1, LD2,……には、データ線駆動回路 23からの信号が入力さ れる。このデータ線駆動回路 23には、画像データに対応した制御信号が、コントロー ラ 24から入力される。データ線駆動回路 23は、各行の複数の画素が走査線駆動回 路 21によって一括選択されるタイミングで、当該選択行の各画素の発光階調に対応 した発光制御信号をデータ線 LD1, LD2,……に並列に供給する。
[0073] これにより、選択行の各画素においては、選択トランジスタ Tsを介してゲート電極 4 ( G)に発光制御信号が与えられるから、当該画素の発光トランジスタ素子 10は、発光 制御信号に応じた階調で発光 (または消灯)することになる。発光制御信号は、キヤ パシタ Cにおいて保持されるから、走査線駆動回路 61による選択行が他の行に移つ た後にも、ゲート電極 Gの電位が保持され、発光トランジスタ素子 10の発光状態が保 持される。このようにして、二次元表示が可能になる。
[0074] 次に、上記のピレン系化合物を用いた有機 EL素子について説明する。
上記有機 EL素子は、正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合に より発光を生じる、上記のピレン系化合物を主構成成分とする発光層、この発光層に 正孔を注入する正孔注入電極、及び、上記発光層に電子を注入する電子注入電極 を有する素子である。具体的には、図 9に示すような素子をあげることができる。この 有機 EL素子 30は、基板 31の上に、正孔注入電極層 32,正孔輸送層 33、発光層 3 4、電子輸送層 35、電子注入電極層 36を順に積層した積層体であり、正孔注入電 極層 32と電子注入電極層 36との間に直流電源 37によって電圧が印加される。
[0075] 上記基板 31は、有機 EL素子 30を支持するものである。この基板 31は、発光層 34 で生じた光を外部に通過させる場合には、例えば、ガラス基板のような透明なものが 使用される。
[0076] 上記正孔注入電極層 32は、直流電源 37から正の電圧の印加を受ける層である。
材質としては、導電性を有すれば特に限定されないが、発光層 34で生じた光を、基 板 31を通して外部に出す場合、この正孔注入電極層 32も透明性を有する必要があ る。このような正孔注入電極層としては、インジウム錫オキサイド (ITO)等を使用する ことができる。
[0077] 一方、上記電子注入電極層 36は、直流電源 37から負の電圧の印加を受ける層で ある。材質としては、導電性を有すれば特に限定されず、例えば、アルミニウム等が 用いられる。なお、発光層 34で生じた光を電子注入電極層 36側力も外部に出す場 合、この電子注入電極層 36として、 ITO等、透明性を有するものを用いるのがよい。
[0078] 上記正孔輸送層 33は、正孔注入電極層 32で生じた正孔を発光層 34に送るため の層であり、また、上記電子輸送層 35は、電子注入電極層 36で生じた電子を発光 層 34に送るための層である。上記正孔注入電極層 32や電子注入電極層 36を直接 、上記発光層 34と積層してもよいが、両者の接合性の問題から、正孔注入電極層 32 又は電子注入電極層 36と、発光層 34との両方に接合性がよぐかつ、正孔又は電 子の移動性の良好な層を正孔輸送層 33又は電子輸送層 35として設けたものである 。このため、正孔注入電極層 32又は電子注入電極層 36と、発光層 34と材質の組合 せによっては、正孔輸送層 33や電子輸送層 35はなくてもよい。
[0079] 上記正孔輸送層 33を構成する材質としては、 N, N，ージフエ-ルー N, N，一ビス（ 3 メチルフエ-ル） 1, 1，—ビフエ-ル— 4, 4，—ジァミン (TPD)等があげられる 。また、上記電子輸送層 35を構成する材質としては、 3— (4—ビフエ-ル）—4—フエ 二ルー 5—（4 t—ブチルフエ-ル）ー1, 2, 4ートリアゾール（TAZ)等があげられる
[0080] 上記発光層 34は、上記発光トランジスタ素子の発光層 10と同様で、上記ピレン系 化合物を主構成成分として使用した層であり、必要に応じて、上記副構成成分が併 用される。
[0081] 上記正孔輸送層 33や電子輸送層 35は、上記したように、正孔ゃ電子の移動性、 及び正孔注入電極 32や電子注入電極 36と発光層 34との接合性が良好なものが選 ばれるが、この 2つの特性を共に満たすことが困難な場合、正孔注入電極層 32と正 孔輸送層 33との間に正孔注入層を設けたり、電子注入電極層 36と電子輸送層 35と の間に電子注入層を設けたりしてもよい。これにより、上記正孔輸送層 33や電子輸 送層 35として、正孔ゃ電子の移動性をより重視して材料を選択することができると共 に、正孔注入層や電子注入層として、接合性をより重視して材料を選択することがで きるので、材料の選択の幅が広がる。
[0082] 上記の素子が有機 EL素子としての機能を発揮するためには、上記発光層 34を構 成する有機蛍光体の主構成成分として、上記のピレン系化合物を用いたり、主構成 成分として Alq3 (トリス（8—ヒドロキシキノラート) )等を用い、ドーパントとして上記の ピレン系化合物を用いたりすることが好まし 、。
[0083] 上記発光層 34は、 HOMOエネルギーレベルと LUMOエネルギーレベルとの差、 発光輝度、 PL発光効率及び外部発光効率が所定の範囲を満たすことが好ま ヽ。 なお、上記のそれぞれの特徴を有する上記ピレン系化合物を用いた場合、上記ドー パント等の副構成成分を加えることにより、それぞれの機能をより高くすることが可能 となる。
[0084] 上記の HOMOエネルギーレベルと LUMOエネルギーレベルとの差につ!、ては、 上記発光トランジスタ素子の場合と同様である。
[0085] 上記発光輝度は、人間が物を見るときに感じる物の明るさに対応する発光量をいい 、大きければ大きい程好ましい。この発光輝度は、 Siフォトダイオードを用いて測定す ることができる。この方法〖こよると、かける電流 (又は電圧）によって生じる発光輝度 (c dZm2)が異なる。例えば、 lOmAZcm2の電流（6. OVの電圧）をかけたときは、 50c d/m2以上がよぐ 75cd/m2以上が好ましぐ 100cd/m2以上がより好ましい。
[0086] また、 lOOmAZcm2の電流（8. OVの電圧）をかけたときは、 600cdZm2以上がよ く、 lOOOcdZm2以上が好ましぐ 2000cd/m2以上がより好ましい。
[0087] 上記 PL発光効率は、上記の通りであり、上記外部発光効率は、外部で観測される 発光効率をいう。この外部発光効率は、通常、使用されている蛍光色素においては、 5%が上限だと ヽわれて ヽる。
[0088] 有機 EL素子においては、発光の程度が大きいことが特に必要であり、 PL発光効 率においては、 80%以上がよぐ 85%以上がより好ましい。なお、 PL発光効率の上 限は、 100%である。また、上記外部発光効率においては、 1%以上がよぐ 1. 4% 以上が好ましぐ 2%以上がより好ましい。なお、 EL発光効率の上限は、 5%といわれ ている。
[0089] 上記有機 EL素子 30の特徴として、上記以外に、発光する光の波長があげられる。
この波長は、可視光の範囲内であるが、使用する有機蛍光体、特に上記ピレン系化 合物の種類によって異なる波長を有する。そして、異なる波長を有する有機蛍光体を 組み合わせることにより、種々の色を発現させることができる。このため、発光する光 の波長は、波長そのものが特徴を発揮することとなる。
[0090] 上記有機 EL素子 30は、基板 31の上に正孔注入電極層 32を形成し、その上に順 番に各層を真空蒸着することによって、形成することができる。得られる有機 EL素子 30の発光層 34の膜厚は、 10〜： LOOnm程度あればよぐ上記正孔輸送層 33や電子 輸送層 35の膜厚は、 10〜50nm程度あればよい。また、上記正孔注入電極層 32や 電子注入電極層 36の膜厚は、 5〜30nm程度あればよい。 [0091] 上記有機 EL素子 30の作用は、次の通りである。まず、正孔注入電極層 32と電子 注入電極層 36との間に直流電源 37によって電圧が印加する。正孔注入電極層 32 に生じた正孔は、正孔輸送層 33を通じて発光層 34に送られる。また、電子注入電極 層 36に生じた電子は、電子輸送層 35を通じて発光層 34に送られる。そして、発光層 34において、正孔と電子が再結合し、発光が生じる。
[0092] 上記有機 EL素子 30は、基板 40上に、複数個、二次元配列されることにより、表示 装置を構成することができる。この表示装置 41の例として、パッシブ型の表示装置 41 の電気回路図の例を図 10に示す。
[0093] これは、基板 40の上に、走査線（LSI ' , LS2，、 · · ·)とデータ線（LD1 ' , LD2，、… )とを格子状に配列し、この交点ごとに、有機 EL素子 30を配置したものである。具体 的には、 1行 1列目の有機 EL素子（1, 1)は、一端が 1行目の走査線に接続され、他 端が 1列目のデータ線に配列される。そして、 j行 i列目の有機 EL素子 (j, i)は、一端 が j行目の走査線に接続され、他端が例目のデータ線に配列される。
[0094] そして、有機 EL素子 (j, i)は、データ線 iがノヽィレベルに、かつ、走査線 jがローレべ ルに設定されたときに、電流が流れて発光する。この電流が流れる期間を調整するこ とによって、発光階調を制御することができる。例えば、走査線駆動回路 42にて、発 光させる行に対応する走査線を選択し、ローレベル (例えば OV)に設定し、発光させ ない行に対応する走査線をハイレベルに設定する。また、データ線駆動回路 43から 、発光階調に応じてパルス変調したデータ信号を、所定の期間、ハイレベルのデー タとしてデータ線に供給する。これにより、選択された有機 EL素子を発光させること が可能となり、画像を表示させることができる。
[0095] そして、走査線駆動回路 42において、選択する走査線を順番に切り替えることによ り、選択された EL素子が順番に発光するので、画像を順番に変えることが可能となる 実施例
[0096] 以下に実施例及び比較例をあげてこの発明をさらに具体的に説明する。まず、ピレ ン系化合物の製造法につ!、て説明する。
[0097] (製造例 1) [トリフ 二ルドデシルビレンの製造] [原料合成]
[化 8]
Figure imgf000024_0001
[0098] 上記反応式 < 2 >にしたがって、まず、原料を合成した。すなわち、 200ml枝付き フラスコに滴下漏斗、低温温度計、冷却管をつけて減圧下乾燥後、窒素置換を行つ た。 1—プロモピレン (東京化成 (株)製:試薬) 7. Og、乾燥 THF70mlを入れ、ドライ アイス アセトンバス中、—70°C以下で攪拌した。 2. 6Mブチルリチウムのへキサン 溶液 (関東化学 (株)製:試薬) 9. 8mlを 20分力ゝけて滴下し、 1時間、 70°Cで攪拌を 行った。よう化ドデシル (アルドリッチ社製:試薬) 6. 4mlを滴下後 1時間、 60°Cで攪 拌、冷却ノ スを外し 1時間で室温に昇温した。
[0099] 反応液をエバポレーターで濃縮し、残さにクロ口ホルム、純水を入れて分液し、水層 をクロ口ホルムで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し濃縮した。 回収残さにへキサンをカ卩えて沈澱を吸引ろ過で回収し、ドデシルビレン 5. 9g、収 率 64%で得た。
[0100] 続!、て、ドデシルビレン 4. 4gを入れて窒素置換をしたのち、 DMF (純正薬品（株） 製:試薬） 30mlを入れてオイルバス中 70°Cで加熱攪拌し均一溶液とした。 N—プロ モサクシニイミド (NBS、東京化成 (株)製:試薬） 5. 3gを上記 DMF20mlに溶解させ 、滴下漏斗力も 20分で滴下し、内温 70°Cで 6時間攪拌を行った。放冷後、生成した 沈澱を吸弓 Iろ過で回収しメタノールで洗浄することにより高極性成分と DMFを除去 した後、減圧で乾燥して 4. 5gの固体を得た（収率 71%)。 FAB— MS力も mZz = 6 06力得られ、この成分は 1—ドデシル一 3, 6, 8 トリブロモピレンであると同定した。
[0101] [トリフエ-ルドデシルビレンの製造]
[化 9]
Figure imgf000025_0001
[0102] 上記反応式 < 3 >にしたがって、トリフ -ルドデシルビレン（図 2 (a) (4— 5))を製 造した。すなわち、還流冷却管、三方コック、温度計を付けた 500π 四つ口フラスコ 【こ上記の 1 、デシノレ 3, 6, 8 トリブ口モピレン 2.5g、フエ二ノレまう酸（ ノレ、リツ チ社製：試薬） 3.3g、炭酸セシウム 17.5g、トルエン 180ml、エタノール 80ml、純水 40mlを入れた。減圧と窒素置換を 5回行なった後、脱気操作として溶液内部へ窒素 パブリングを行った。次いで、上記テトラキストリフエニルホスフィンパラジウム（0)0.3 gを入れ、オイルバス中 80°Cで 8時間加熱攪拌を行った。
[0103] 有機層を分離し、水層をクロ口ホルム 50mlで抽出した。回収有機層を純水 300ml で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させエバポレーターで濃縮した。残さにへキ サンを加えて沈澱を吸引ろ過で回収した。混在するパラジウムはカラムクロマトグラフ ィー（シリカゲル、クロ口ホルム)で除去し、濃縮で析出した固体をメタノールで懸洗し て回収した。回収固体を GPCで精製し 530mgの黄色結晶を得た。 1H— NMRから 1—ドデシル一 3, 6, 8 トリフエ-ルビレンと同定した（収率 21%)。
[0104] ·¾ NMR(CDCl) δ 8.26(s)lH、 δ 8.25(s)lH、 δ 8.08(s)lH、 δ 8.08(
3
s)lH、 δ 7.97(s)lH、 δ 7.87(s)lH、 δ 7.75— 7.41(m)15H、 δ 3.34 (t) 2 Η、 δ 1.87(m)2H、 δ 1.50(m)2H、 δ 1.45— 1.15(m)16H、 δ 0.86 (t) 3Η [0105] (製造例 2) [トリ（4ービフエ-ル）ードデシルビレンの製造]
[化 10]
Figure imgf000026_0001
[0106] 上記反応式 < 4 >にしたがって、トリ（4ービフヱ-ル）ードデシルビレン（図 2 (a) (4 — 7) )を製造した。すなわち、還流冷却管、三方コック、温度計を付けた 500ml三つ 口フラスコに還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付け、ここに上記 の 1—ドデシル— 3, 6, 8—卜リブロモピレン 4. OOg、 4—ビフエ-ルほう酸（アルドリツ チ社製:試薬) 6. 54g、炭酸ナトリウム (関東ィ匕学 (株)製:試薬) 7. OOg、トルエン (純 正化学 (株)製:試薬） 150ml、エタノール (純正化学 (株)製:試薬） 70ml、純水 30m 1を入れ、室温で攪拌した。減圧脱気、窒素置換を 5回繰り返して窒素置換した後、反 応液中へ窒素パブリングを 30分行った。次いで、上記のテトラキストリフエ-ルホスフ インパラジウム（0) 0. 48gをカ卩えてオイルバス中 80°Cで 10時間還流させた後、窒素 雰囲気下で終夜静置した。
放冷により析出した固体を吸引ろ過で回収し、トルエン力 再結晶して黄色固体を 得た。1 H NMRからこの黄色固体が目的の 1, 3, 6—トリ（4ービフエ-ル）ー8—ド デシルビレンであると同定した（収率 64%)。
[0107] ΊΗ NMR(CDCl ) δ 8. 34 (s) 1H、 δ 8. 33 (s) 1H、 δ 8. 21 (s) 2H、
3
δ 8. 08 (s) 1Η、 δ 7. 94 (s) 1H、 δ 7. 87— 7. 67 (m) 18H、 δ 7. 58— 7. 47 (m) 6H、 δ 7. 45— 7. 35 (m) 3H、 δ 3. 38 (t) 2H、 δ 1. 92 (m) 2Η、 δ 1. 55 (m) 2H、 δ 1. 47 — 1. 17 (m) 18Η、 δ Ο. 86 (t) 3H
[0108] (製造例 3) [トリ（2—ナフチル)ドデシルビレンの製造]
[化 11] Pd(PPh3)4， Na2C03
56 % yield
Figure imgf000027_0001
[0109] 還流冷却管、三方コック、温度計を付けた 500ml四つ口フラスコに 1—ドデシル— 3, 6, 8—トリブロモピレン 3. Og、 2—ナフチルほう酸（アルドリッチ社製：試薬） 4. 4g 、炭酸ナトリウム (関東ィ匕学 (株)製:試薬) 5. 3g、トルエン (純正化学 (株)製:試薬) 1 20ml、エタノール (純正化学 (株)製:試薬） 60ml、純水 30mlを入れた。系内を窒素 置換した後、テトラキストリフ -ルホスフィンパラジウム (0) (東京化成 (株)製:試薬） 0. 4gを入れ、オイルバス中 80°Cで 9時間加熱攪拌を行った。
有機層を分離し、水層を CHC13 50mlで 2回抽出した。回収有機層を純水 200m 1で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで脱水濾過後、エバポレーターで濃縮した。得ら れた固体をカラムクロマトグラフィー（Si02、 CHC13)で高極性成分を除去した後、 留出液を濃縮して得られた固体を GPCで精製し、 2. lgの黄色固体を得た。
FABによるイオン化での質量から、 目的物分子量 749に対し 748で M— 1を確認し た。また 1H NMRから 1—ドデシルー 3, 6, 8—トリ（2—ナフチル）ピレンと同定した
[0110] · ¾ NMR (270MHz, CDC1 ) 8. 32ppm (s, 2H) , 8. 20— 8. 05 (m, 6H) , 8.
3
04— 7. 76 (m, 13H) , 7. 61— 7. 49 (m, 6H) , 3. 38 (t, 2H, J = 7. 56) , 1. 98 — 1. 85 (m, 2H) , 1. 58— 1. 45 (m, 2H) , 1. 44—1. 18 (m, 16H) , 0. 85 (t, 3H, J = 6. 75) )
[0111] •Mass (MALDI-TOF) : Obs. mZz = 748 (M+— 1)、 593, 580, 465 ;Calc. f or C58H52, 749. 05.
[0112] (製造例 4) [トリ（3—ピリジル)ドデシルビレンの製造]
[化 12]
Figure imgf000028_0001
[0113] 還流冷却管、三方コック、温度計を付けた 500ml四つ口フラスコに 1—ドデシル— 3, 6, 8—トリブロモピレン 3. 3g、 2—ピリジルほう酸ピナコールエステル（アルドリッチ 社製:試薬) 5. 7g、炭酸ナトリウム (関東ィ匕学 (株)製:試薬) 5. 7g、トルエン (純正化 学 (株)製:試薬） 120ml、エタノール (純正化学 (株)製:試薬) 60ml、純水 10mlを入 れた。窒素置換した後、テトラキストリフエ-ルホスフィンパラジウム (0) (東京化成 (株 )製:試薬) 0. 3gを入れ、オイルバス中 80°Cで 7時間加熱攪拌を行った。
有機層を分離し、水層を CHC1350mlで抽出した。回収有機層を純水 100mlで洗 浄し、無水硫酸マグネシウムで脱水濾過後、エバポレーターで濃縮した。得られた残 渣にへキサンをカ卩えて還流させ、熱ろ過で残存する Pd、その他の無機塩を除去した 。析出した固体を吸引ろ過で回収しこの固体を再度へキサンで再結晶を行った。回 収固体をカラムクロマトグラフィー（Si02、 CHC13—アセトン）で脱塩後、 GPCでの 精製を行い 1. lgの黄色固体を得た。 FAB質量分析（M+ l : 602)、 NMRか ら 1—ドデシル一 3, 6, 8—トリ（3—ピリジル）ピレンと同定した。
[0114] · ¾ NMR (270MHz, CDC1 ) 8. 95— 8. 88 (m, 3H) , 8. 79— 8. 71 (m, 3H)
3
, 8. 37 (d, 1H, J = 9. 72) , 8. 19 (d, 1H, J = 9. 45) , 8. 10— 7. 88 (m, 7H) , 7 . 57- 7. 47 (m, 3H) , 3. 38 (t, 3H, J = 7. 56) , 1. 95— 1. 82 (m, 2H) , 1. 57 - 1. 45 (m, 2H) , 1. 44—1. 18 (m, 16H) , 0. 86 (t, 3H, J = 6. 48)
[0115] -Mass (MALDI-TOF) : Obs. m/z = 602 (M++ 1) , 446 ;Calc. for C43H 43N3, 601. 83.
[0116] (製造例 5) [トリナフチルピレンの製造]
[3, 6, 8—トリブロモピレンの製造]
[化 13]
Figure imgf000029_0001
[0117] ピレン（アルドリッチ社製:試薬） 5. Ogの DMF80mL溶液に、 NBS (東京化成 (株） 製:試薬） 26. 8gの DMFlOOmL溶液をゆっくり滴下したのち、反応温度を 130°Cに 上げて加熱攪拌を行った。
析出した固体を吸引ろ過で回収後 CHC13で洗浄し、 o—ジクロロベンゼン力も再結 晶して針状結晶を 9. 7g得た。 FAB質量分析から、この針状結晶は分子量 435であ り、 3, 6, 8—トリブロモピレンと同定した。
[0118] [トリナフチルピレンの製造]
[化 14]
Figure imgf000029_0002
[0119] 3, 6, 8—トリブロモピレン 4. 3g、 2—ナフチルほう酸（アルドリッチ社製：試薬） 8. 6 g、炭酸セシウム (関東ィ匕学 (株)製:試薬) 6. Ogにトルエン (純正化学 (株)製:試薬） 200ml、エタノール（純正化学 (株)製:試薬） 25ml、純水 25mlをカ卩え、窒素置換を 行なった後、テトラキストリフエ-ルホスフィンパラジウム (0) (東京化成 (株)製:試薬） 1. Ogを入れ、 9時間加熱環流を行った。
溶媒を留去したのち、水を lOOmL加え、 CH CI 50mlで 2回抽出した。得られたジ
2 2
クロロメタン溶液に無水硫酸ナトリウムをカ卩ぇ脱水濾過後、エバポレーターで濃縮した
。得られた固体をトルエンで再結晶をおこない、さらに GPCで精製することにより黄色 の固体 lg得ることができた。
[0120] -Mass (MALDI-TOF) : Obs. m/z = 580 (M+)； Calc. for C46H28, 580.
73. [0121] (製造例 6) [トリフ 二ルビレンの製造]
[トリプロモピレンの製造]
[化 15]
Figure imgf000030_0001
[0122] ΙΟΟΟπ 四つ口フラスコに滴下漏斗、還流冷却管、三方コック、温度計をつけて窒 素置換を行った。ピレン（アルドリッチ社製：試薬） 20. 0g、 DMF200mLを入れて再 度窒素置換を行い、内温 70°Cで加熱してピレンを溶解させた。 NBS (東京化成 (株) 製:試薬） 108. 9gを DMF400mLに溶解させ、これを滴下ロートから 20分掛けて滴 下した。滴下終了後に加熱を 70°Cから 130°Cにし、この温度で 8時間反応を行った。 冷却後、吸引ろ過で固体を回収し、これをエタノールで洗浄し、 1, 3, 6—トリブロモ ピレンの粗体 39. 3gを得た（収率： 92. 3%。）。
得られた粗体はサンプル量の 15倍の体積の o—ジクロ口ベンゼンから再結晶を行 い、灰白色の針状結晶を回収した。 LC分析力ら、回収物の純度は 91%であった。 ( 他の成分としてジブロモピレン、テトラブロモピレンを確認した。）
[0123] [トリフエ-ルビレンの製造]
[化 16]
Figure imgf000030_0002
[0124] 攪拌モーター、還流冷却管、窒素ライン接続三方コックを取り付けた 1000ml四つ 口フラスコに LC純度 91%の 1, 3, 6—トリブロモピレン 20. lg、フエ-ルホウ酸（アル ドリツチ社製:試薬、純度 95%) 23. 9g、炭酸ナトリウム (関東ィ匕学 (株)製:試薬) 39. 4g、トルエン (純正化学 (株)製:試薬) 400ml、エタノール (純正化学 (株)製:試薬) 2 00ml、脱塩水 80mlを入れた。攪拌を行いながら反応器内を減圧にし、続いて窒素 で置換をする操作を 2回行った後反応液中に窒素をパブリングして脱気操作とした。 テトラキストリフエ-ルホスフィンパラジウム（0) 2. 8gを入れ、オイルバス中 80°Cで 9 時間加熱攪拌を行った。
反応後、脱塩水 200mlをカ卩えて反応液を吸引ろ過した。ろ液にトルエン 200mlを 加えて分液し、更に水層を 200mlのトルエンで抽出した。有機層を合わせて無水硫 酸マグネシウムで脱水し、エバポレーターで濃縮した。得られた粗体をァセトニトリル で洗浄し、 1, 3, 6—トリフ -ルビレン 15. lgを得た（収率： 84. 9%)。LC分析から 回収物は純度が 88. 2%であった。なお、本明細書において、化学式中、「一 Ph」は 、フエ二ル基を示す。
[0125] (製造例 7) [トリフ 二レンプロモピレンの製造]
[化 17]
Figure imgf000031_0001
[0126] 200ml三口フラスコに還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、滴下漏斗、温度計 を取り付け、反応器内部を窒素で置換した。 1, 3, 6—トリフエ-ルビレン 6. 2g、 DM F (純正化学 (株)製:試薬) 80mlを入れて内温 90°Cで攪拌した。 NBS2. 6gを DMF 20mlに溶解させた溶液を滴下漏斗から 5分で滴下し、 90°Cのまま 1時間攪拌を行つ た。
冷却で析出した固体を吸引ろ過で回収し、粗体をメタノールで洗浄した。回収した 粗体をサンプル量の約 3倍のトルエンから再結晶を行い、 1—ブロモ— 3, 6, 8トリフ ヱ二ルビレン 3. 8gを得た（収率： 52. 2%) o JH NMRで分析したところ純度は 90% であった。
[0127] (製造例 7—1) [p—フエ-レンビス（3, 6, 8—トリフエ-ルビレン）の製造]
[化 18]
Figure imgf000032_0001
[0128] 還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付けた 200ml三口フラスコ に 1—ブロモ 3, 6, 8 トリフエ-ルビレン 3. 9g、 p—フエ-レンビスホウ酸（アルドリ ツチ社製:試薬) 0. 37g、炭酸ナトリウム (関東ィ匕学 (株)製:試薬) 1. 2g、トルエン (純 正化学 (株)製：試薬） 50ml、エタノール (純正化学 (株)製：試薬） 20ml、脱塩水 5ml をいれた。減圧、窒素置換の操作を 5回行い、さらに反応液中に窒素を 30分間通気 して脱気操作とした。テトラキストリフエニルホスフィンパラジウム (0) 0. 32gをカ卩え、ォ ィルバス中 80°Cで 11時間加熱攪拌を行った。
冷却後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、メタノールで洗浄して 1. 7gの白色固 体を得た。 DEIイオンィ匕の質量分析力も mZZ = 934が得られ、これが目的物の p— フエ-レンビス（3, 6, 8 トリフエ-ルビレン）と同定した。（収量 1. 72g、収率： 83%)
[0129] • Mass (DEI) Obs. m/Z = 934 (M+)、 Calc. for C H
74 46
[0130] (製造例 7— 2) [4, 4，ービフヱ-レンビス（3, 6, 8 トリフエ-ルビレン）の製造] [化 19]
Figure imgf000032_0002
[0131] 還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付けた 200ml三口フラスコ に 1—ブロモ 3, 6, 8 トリフエ-ルビレン 9. 8g、 4, 4， 一ビフエ-レンビスホウ酸（ラ ンカスター試薬) 1. 3g、炭酸ナトリウム (関東ィ匕学 (株)製:試薬) 2. 9g、トルエン (純 正化学 (株)製：試薬） 100ml、エタノール (純正化学 (株)製：試薬) 30ml、脱塩水 10 mlを入れた。減圧、窒素置換の操作を 5回行い、さらに反応液中に窒素を 30分間通 気して脱気操作とした。テトラキストリフエ-ルホスフィンパラジウム (0) 0. 7gをカロえ、 オイルバス中 80°Cで 12時間加熱攪拌を行った。
冷却後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、脱塩水、メタノールで順次洗浄して粗 体を得た。回収した粗体はサンプル量の 30倍のトルエン力も再結晶を行い、 2. 5gの 4, 4， 一ビフエ-レンビス（3, 6, 8—トリフエ-ルビレン）を得た（収量： 3. 4g、収率： 6 5%)。 LC分析から、回収物の純度は 99. 4%であった。
[0132] · NMR(400MHz、 CDCl ) δ 8. 30 (d、 J= 10. 00、 2H)、 8. 22 (d、 J = 9. 6
3
0、 2H)、 8. 18 (s、 4H)、 8. 08 (s、 2H)、 8. 02 (s、 2H)、 7. 89 (dd、 J = 8. 40、 4 H)、 7. 81 (dd、 J = 8. 40、 4H)、 7. 72— 7. 66 (m、 12H)、 7. 58— 7. 51 (m、 12 H)、 7. 50— 7. 42 (m、 6H)
[0133] -Mass (DEI) Obs. m/Z= 1010 (M+) , Calc. for C H
80 50
[0134] (製造例 7— 3) [9, 9，—ジへキシル— 2, 7—フルオレンビス（3, 6, 8—トリフエ-ル ピレン)の製造]
[化 20]
Figure imgf000033_0001
[0135] 還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付けた 100ml三口フラスコ に 1—ブロモ—3, 6, 8—トリフエ-ルビレン 3. 0g、 9, 9,—ジへキシル— 2, 7—フル オレンビスホウ酸 (アルドリッチ社製:試薬) 0. 7g、炭酸ナトリウム（関東ィ匕学 (株)製： 試薬) 0. 9g、トルエン (純正化学 (株)製:試薬) 40ml、エタノール (純正化学 (株)製 ：試薬） 15ml、脱塩水 4mlをいれた。減圧、窒素置換の操作を 5回行い、さらに反応 液中に窒素を 30分間通気して脱気操作とした。テトラキストリフエニルホスフィンパラ ジゥム（0) 0. 3gをカ卩え、オイルバス中 80°Cで 12時間加熱攪拌を行った。
反応混合物に脱塩水 40mlを加えて分液し、さらに水層をクロ口ホルム 30mlで 2回 抽出し、合わせた有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水後濃縮して粗体を得た。回 収した粗体を GPCで精製して 9, 9，—ジへキシル— 2, 7 フルオレンビス（3, 6, 8 —トリフ 二ルビレン）を得た（収量：1. 7g、収率： 79%)。
[0136] NMR(400MHz、 CDC1 ) δ 8. 21 (d、J= 10. 00、2H)、 8. 19— 8. 16 (m
3
, 6H)、 8. l l (s、 2H)、 8. 02 (s、 2H)、 7. 78— 7. 65 (m、 14H)、 7. 60— 7. 51 ( m、 12H)、 7. 50- 7. 42 (m、 6H)、 2. 12— 2. 05 (m、 4H)、 1. 30—1. 22 (m、 4H) 1. 08 (s、 12H)、 0. 67 (t、J = 6. 80、 6H)
[0137] -Mass (DEI) Obs. m/Z= 1190 (M+) , Calc. for C H
93 74
[0138] (製造例 8) [3, 6, 8 トリフ -ルビレンホウ酸の製造]
[化 21]
Figure imgf000034_0001
[0139] 攪拌子を入れ、低音用温度計、滴下ロート、窒素ラインを接続した三方コックを取り 付けた 300mlの三口フラスコを真空ポンプを使用し、ヒートガンで加熱して反応器内 部を乾燥させて窒素で置換した。この反応器にトリフエ-ルモノブロモピレン 7. 6gを 窒素フローをしながら入れ、内部を再度窒素で置換した。乾燥 THF (関東ィ匕学試薬) 200mlを入れてからドライアイス アセトンバスを用 、て反応液を一 78°Cに冷却した 。 n—ブチルリチウム Zへキサン溶液（関東ィ匕学試薬、 1. 6N) 12mlを 15分で滴下し その温度のまま 2時間攪拌を行った。ホウ酸トリメチル (関東ィ匕学試薬) 5mlをシリンジ 力 滴下後 1時間攪拌を継続して力 冷却バスをはずして室温へ昇温させた。反応 液をエバポレーターで濃縮し、残渣を 200mlのクロ口ホルムと 100mlの 1N—HC1で 分液して有機層を回収、濃縮した。得られた粗体をメタノールで洗浄して黄色の結晶 を得た (収量: 6. 3g、収率: 87%)。
[0140] (製造例 8— 1) [2, 2，—ビビリジル— 6, 6，—ビス（3, 6, 8 トリフエ-ルビレン）の製 造]
[化 22]
Figure imgf000035_0001
[0141] 還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付けた 300 ml三口フラスコ に 3, 6, 8—トリフエ-ルビレンホウ酸 2. 7g、 4, 4'—ジブロモビピリジン 0. 6g、炭酸 ナトリウム（関東ィ匕学試薬） 1. 2g、トルエン (純正化学試薬） 50ml、エタノール (純正 化学試薬） 20ml、脱塩水 10mlをいれた。減圧、窒素置換の操作を 5回行い、さらに 反応液中に窒素を 30分間通気して脱気操作とした。テトラキストリフエニルホスフィン パラジウム (0)0. 2gを加え、オイルバス中 80°Cで 10時間加熱攪拌を行った。
冷却後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、メタノールで洗浄して黄色固体を得た (収量： 1. 7g、収率: 81%)。
[0142] •Mass (DEI) Obs. m/Z= 1012 (M+) , Calc. for C H N
78 48 2
[0143] (製造例 8— 2 [2, 2，—ビフヱ-レンビス（3, 6, 8—トリフ -ルビレン）の製造] [化 23]
Figure imgf000035_0002
[0144] 還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付けた 200 ml三口フラスコ に 3, 6, 8—トリフエ-ルビレンホウ酸 4. 3g、 3, 3,—ジブロモビフエ-ル 0. 9g、炭酸 ナトリウム（関東ィ匕学試薬） 1. 9g、トルエン (純正化学試薬) 60ml、エタノール (純正 化学試薬) 4ml、脱塩水 4mlをいれ、反応液中に窒素を 40分間通気した。テトラキス トリフエ-ルホスフィンパラジウム（0) 0. 2gを加え、オイルバス中 80°Cで 10時間加熱 攪拌を行った。 析出した固体を吸引ろ過で回収し、トルエン、 THF、 DMFで洗浄して黄色固体を 得た (収量 2. 5g、収率 82%)。
Mass (DEI) Obs. m/Z= 1010 (M+) , Calc. for C H N
78 48 2
(製造例 9 [4, 4，—ビフヱ-レンビス（3, 6, 8—トリ— m—トリルピレン）の製造]
[化 24]
Figure imgf000036_0001
[0146] 還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付けた 300ml三口フラスコ に LC純度 94%の 1, 3, 6—トリブロモピレン 5. 7g、 m—トリルホウ酸（アルドリッチ試 薬) 8. 0g、炭酸ナトリウム (関東ィ匕学試薬) 12. 4g、トルエン (純正化学試薬) 150ml 、エタノール (純正化学試薬） 50ml,脱塩水 15mlをいれた。減圧、窒素置換の操 作を 5回行い、さらに反応液中に窒素を 30分間通気して脱気操作とした。テトラキスト リフエ-ルホスフィンパラジウム（0) 1. 0gを加え、オイルバス中 80°Cで 11時間加熱攪 拌を行った。
冷却後、反応液に 150mlの脱塩水をカ卩えて分液し、さらに水層を 100mlのトルェ ンで 2回抽出した。合わせた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレー ターを用いて濃縮した。回収した残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、 CHC13 )で脱塩処理を行い、 1, 3, 6—トリス (m—トリル)ピレンを得た。 LC純度は 94%で、 吸湿性が高いため乾燥後も理論収量よりも秤量値は大きくなつた (収量: 5. 9g、収率 : 102%)。なお、本明細書において、化学式中、「一 Me」はメチル基を、「一 m—tol yljは、 m—トリル基を示す。
[0147] NMR(400MHz、 CDC1 ) δ 8. 24 (d、 1H、J = 9. 20)、 8. 20 (d、 1H、J = 8.40)、 8.15 (d、 2H、J=3.20)、 8.05 (d、 1H、J = 9.20)、 7.99 (d、 1H、J =
8.00)、 7.98(s、 1H)、 7.51— 7.35(m、 9H)、 7.34— 7.23(m、 3H)、 2.49 (s、 3H)、 2, 47 (s、 3H)2.45 (s, 3H)
[0148] 次に、滴下ロート、窒素ライン接続三方コックを取り付けた 200ml三口フラスコに LC 純度 94%の 1, 3, 6—トリス（m—トリル）ピレン 5.2g、 DMF (純正化学試薬） 70mlを いれて窒素雰囲気下、室温で攪拌を行った。この溶液に N—プロモスクシンイミド (東 京化成試薬、純度 98%) 2. Ogを上記 DMF30mlに溶解させた溶液を 10分間で滴 下した。窒素雰囲気下、室温で 6時間攪拌して原料の消失を確認した後脱塩水 50m 1、 MeOH (純正化学試薬） 50mlを加えて目的物を沈殿させ、回収した固体を MeO Hで洗浄して粗体を得た。得られた粗体を GPCで精製し、 3, 6, 8—トリス (m—トリル )一 1ーブロモピレンを得た（収量 3.7g、収率 60%)。
[0149] ·¾ NMR(400MHz、 CDC1) δ 8.44(d、 1H、J = 9.60)、 8.34(d、 1H、J =
3
9.60)、 8.25(s、 1H)、 8. 18(d、 1H、J = 9.60)、 8.08(d、 1H、J = 9.60)、 8. 01 (s、 1H)、 7.50-7.38 (m、 9H)、 7.32— 7.26 (m、 3H)、 2.49 (s、 3H)、 2 , 47 (s、 3H)2.45 (s, 3H)
[0150] 次いで、還流冷却管、窒素ライン接続三方コック、温度計を取り付けた 100ml三口 フラスコに 3, 6, 8—トリス（m—トリル）一 1—ブロモピレン 3.0g、 4, 4， 一ビフエ-ル ビスホウ酸 (アルドリッチ試薬) 0.5g、炭酸ナトリウム（関東ィ匕学試薬) 0.9g、トルエン (純正化学試薬） 30ml、エタノール（純正化学試薬） 15ml、脱塩水 5mlをいれた。減 圧、窒素置換の操作を 5回行い、さらに反応液中に窒素を 30分間通気して脱気操作 とした。テトラキストリフエ-ルホスフィンパラジウム（0)0.2gを加え、オイルバス中 80 °Cで 12時間加熱攪拌を行った。
生成した沈殿を吸引ろ過で回収して固体を MeOHで洗浄した。回収固体をトルェ ンに加熱還流温度で溶解させ、熱ろ過を行って無機塩を除去した。ろ液を濃縮し、 MeOHで洗浄して目的物を得た（収量： 2.0g、収率： 90%)。
[0151] NMR(400MHz、CDCl) δ 8.29 (d、 2H、 J = 9.60)、 8.23 (d、 2H、 J =
3
9.60)、 8.19 (s、 4H)、 8.07 (s、 2H)、 8.00 (s, 2H)、 7.90(dd、 4H、J = 8.0 0)、 7.82(dd、 4H、J = 8.00)、 7.53— 7.39(m、 18H)、 7.30— 7.23(m、 6H )、 2. 48 (s、 6H)、 2, 47 (s、 12H)
•Mass (DEI) Obs. m/Z= 1094 (M+) , Calc. for C H
86 62
[0152] (キャリア移動度、 EL発光効率、 PL発光効率の測定，算出）
キャリア移動度、 EL発光効率、 PL発光効率は以下のようにして測定 *算出した。
[キャリア移動度 (cmVv ) ]
s
有機半導体のドレイン電圧 (V )とドレイン電流の関係式は次式（1)で表され、直 d
線的に増加するが、（直線領域）
[0153] [数 1]
Figure imgf000038_0001
[0154] また、 Vが大きくなると、チャネルのピンチ ·オフにより Iは飽和して一定の値となり（ d d
飽和領域）、 Iは次式（2)で表される。
d
[0155] [数 2]
W
d s a t C i ( V g - V T) ( 2
2 し
[0156] なお、上記式（1) (2)の各符号は、下記の通りである。
L ：チャネル長 [cm]
W ：チャネル幅 [cm]
C：ゲート絶縁膜の単位面積当たりの静電容量 [F/cm2]
μ ：飽和領域における移動度 [cm2ZVs]
sat
I ：ドレイン電流 [A]
d
V ：ドレイン電圧 [V]
d
V：ゲート電圧 [V]
g
V：ゲート閾値電圧 [V] (これは、飽和領域におけるドレイン電圧 (V )が一定の下
T d
でドレイン電流の: LZ2乗 (V 1/2)をゲート電圧 (V )に対してプロットし、漸近線が横 軸と交わる点を示す。 )
[0157] この飽和領域における I 1/2と Vgの関係から、有機半導体中の移動度 ）を求める
d
ことができる。
[0158] 本発明では、圧力を真空度〜 5 X 10— 3Pa、温度を室温とする条件の下、半導体パ ラメーターアナライザー（Agilent, HP4155C)を用いて、ドレイン電圧を 10Vから一 100Vまで、 IVステップで、ゲート電圧を OVから 100Vまで、—20Vステップで 操作し、上式 (2)を用いて移動度を算出した。
[0159] [EL発光効率]
EL発光効率 7? は、上記トランジスタ素子を用いて、ドレイン電圧を 10Vから— ext
100Vまで、 IVステップで、ゲート電圧を OVから 100Vまで、—20Vステップで 操作し、素子から発せられる発光をフオトンカウンター（Newport社製： 4155C Se miconductor Parameter Analyzer)によって測定し、そこで得られた光子数 [C PS]を下記式（3)を用いて光束 [lw]に変換後、下記式 (4)を用いて EL発光効率 7? e xtを算出した。
[0160] [数 3]
Figure imgf000039_0001
[0161] 画
77 e x t = (1 00 X 1239. 7/ A X N p C x X p C) / l d ( 4 )
[0162] なお、上記式（3) (4)の各符号は、下記の通りである。
N ：フオトンカウンター（PC)によって観測した光子数 [CPS]
PC
X ：光子数を光束 [lw]に変換した値
PC
r ：円錐又は円の半径 [cm]
h ：フオトンカウンターとサンプルの距離 [cm]
[0163] (PL発光効率）
PLの発光効率は、本発明で得られた材料を窒素雰囲気下において石英基板上に 70nm蒸着し単層膜を形成したあと、積分球 (IS— 060、Labsphere Co. )を用い て、励起光として波長 325nmの He— Cdレーザ（IK5651R— G、 Kimmon electri c Co. )を照射し、サンプルからの発光 Multi— channel photodiode (PMA— 11 , Hamamatsu photonics Co. )を測定することにより算出した。
[0164] (実施例 1、 2)
次に、下記の条件の下、図 9に示す有機 EL素子を製造した。
•正孔流入電極 32· · -ITO ( 110nm)
'正孔輸送層 33· · · a -NPD (50nm)
•発光層 34 CBP +非対称ピレン系化合物（図 2 (a) (4— 5)又は (4— 7) ) (非対称 ピレン系化合物の含有量は発光層全体の 6重量％) (40nm)
•電子輸送層 35 · · · Bphen (20nm)
'電子注入層（図示せず）… MgAg (lOOnm)
.電子注入電極 36 · · · Ag (10nm)
[0165] 得られた各素子につ!、て、 HOMO及び LUMOエネルギーレベル、 PLピーク、 EL ピーク (実際に見える発光波長)、 PL発光効率、外部発光効率及び発光輝度を測定 した。その結果を表 1に示す。
[0166] (比較例 1)
ピレン化合物として、テトラフエ-ルビレン (アルドリッチ社製:試薬、「TPPy」と略す る。）を用いた以外は、実施例 1と同様に測定した。その結果を表 1に示す。なお、表 1において、 PL発光効率及び外部発光効は、発光層 34 (非対称ピレン系化合物の 含有量： 6重量％)としての発光効率を示す。
[0167] [表 1] 実方 δ例 比較例
1 2 1
化合物 (4-5) (4-7) TPPy
H0 0/LUM0 Iネルキ' -
5. 6/2. 6 5. 3/2. 4 5. 6/2. 7
レへ'ル （eV)
PLピーク （nm) 448 468 454
ELピーク （nm) 433 446 433
PL発光効率 ） 86 83 88 外部発光効率 は） 1. 4 2. 5 1. 3 発光輝度 l OmA/cm2 (6. 0V) 76. 63 253. 40 70. 81
(cd/m2) ί OOmA/cm2 (8. OV) 627. 30 2107. 00 595. 70
[0168] (実施例 3〜4)
次に、下記の条件の下、図 5及び図 6に示す発光トランジスタ素子を製造した。
•ソース電極 2及びドレイン電極 3· ··それぞれ 20本の櫛歯力もなる櫛歯形状部を有す る電極 (Au、厚さ 40nm)を形成し、図 8に示すように、それぞれの櫛歯形状部が交 互に配されるように、絶縁膜 5の上に配置した。このとき、絶縁膜 5と両電極との間にク ロム力もなる層（lnm)を設けた。また、このときのチャネル部（それぞれの櫛歯形状 部間）の幅を 25 μ m、長さを 4mmとした。
'絶縁膜 5"-300nmの酸ィ匕シリコン膜を蒸着形成させた。
[0169] ·発光層 1· ··上記の製造法で得られたピレン系化合物（図 2 (a) (4— 5)及び (4 7) ) をそれぞれ単独で、絶縁膜、ソース電極 2及びドレイン電極 3の周囲を覆うように蒸着 することにより、発光層 1を形成した。
[0170] 得られた各素子について、 HOMO及び LUMOエネルギーレベル、蛍光吸収波長
、 PL発光効率、 EL発光効率、発光輝度、及びキャリア移動度を測定した。その結果 を表 2に示す。
[0171] (比較例 2)
ピレン化合物として、テトラフヱ-ルビレン (アルドリッチ社製:試薬)を用いた以外は 、実施例 2と同様に測定した。その結果を表 2に示す。
[0172] [表 2] 実お担例 比較例
3 4 2 化合物 (4-5) (4-7) TPPy
HOMO/LUMO Iネルキ' -
5.6/2.6 5.3/2.4 5.6/2.7 レぺ'ル （eV)
蛍光吸収波長 （nm) 448 468 505
PL発光効率 は） 33 31 34
EL発光効率 ） ― 7.4Χ1(Γ3 9.0Χ1(Γ2 発光輝度 （CPS) ― 3.5X105 1.2X106 キャリア移動度 (cmVV-s) ― 4.9X10—5 5.5X10—5

Claims

請求の範囲
下記構造式（1)からなる非対称ピレン系化合物。
Figure imgf000043_0001
(式（1)中、 Rは、置換基を有してもよいへテロアリール基、置換基を有してもよい
1
ァリール基、置換基を有してもよい主鎖の炭素数が 1〜20のアルキル基、置換基を 有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいァルケ-ル基、置換基を有して もよいアルキ-ル基、シァノ基、置換基を有してもよいカルボ-ル基、置換基を有して もよいアルコキシ基、置換基を有してもよいァリールォキシ基、置換基を有してもよい シリル基、置換基を有してもよいァリールボリル基、置換基を有してもよいエステル基 、及びハロゲン原子力ゝら選ばれる基を示す。
また、 Rは、水素原子、置換基を有してもよいへテロアリール基、置換基を有しても
2
よいァリール基、置換基を有してもよい主鎖の炭素数が 1〜20のアルキル基、置換 基を有してもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいァルケ-ル基、置換基を 有してもよいアルキ-ル基、シァノ基、置換基を有してもよいカルボ-ル基、置換基を 有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいァリールォキシ基、置換基を有して もよぃシリル基、置換基を有してもよいァリールボリル基、置換基を有してもよいエス テル基、及びハロゲン原子から選ばれる基を示し、かつ、 Rと異なる。）
1
上記式（1)中、 Rは、置換基を有していてもよい、フエ-ル基、ナフチル基、ベン
1
ゾフリル基、フエ-ルピリジル基、チェ-ル基、ベンゾチェ-ル基、ピリジル基、メチル 基、ビニル基及びェチニル基力 選ばれる基であり、
また、 Rは水素原子、置換基を有していてもよい、フエニル基、ナフチル基、ベンゾ
2
フリル基、フエ-ルピリジル基、チェ-ル基、ベンゾチェ-ル基、ピリジル基、メチル基
、ビニル基及びェチニル基力 選ばれる基であり、かつ Rと異なる基である請求項 1 に記載の非対称ピレン系化合物。
上記式（1)中、 Rは、 3 アルキルフエ-ル基、 4 アルキルフエ-ル基、 3 フ ルォロフエ-ル基、 4 フルオロフェ-ル基、 3—トリフルォロメチルフエ-ル基、 4ート リフルォロメチルフエ-ル基、 3, 4—ジフルオロフェ-ル基、 3, 5—ジフルオロフェ- ル基、 3, 5—ビス（トリフルォロメチル）フヱ-ル基、 3, 4, 5—トリフルオロフヱ-ル基、 トリル基、フッ素置換されたフエ-ル基、 2—ナフチル基、ベンゾフリル基、フエ-ルビ リジル基、チェニル基、ベンゾチェ二ル基、ピリジル基、ビビリジル基、フエ-ル基、ビ フエ-ル基、メチル基、フエ-ル置換ビュル基、又はフエ-ル置換ェチュル基から選 ばれる基であり、
また、 Rは、水素原子、メチル基、へキシル基、フエ-ル基、ビフエ-ル基、ピリジ
2
ル基、ビビリジル基、ナフチル基、ビフヱニル基、フエニルピリジル基、ォクチル基、ド デシル基、ォクタデシル基、フエ-ル置換ビュル基、又はフエ-ル置換ェチュル基か ら選ばれ、かつ、 Rと異なる基である請求項 1又は 2に記載の非対称ピレン系化合物 下記式 (2)で示される非対称ピレン系化合物,
[化 2]
Figure imgf000044_0001
(式（2)中、 Rは上記と同様である。 Yは、二価の連結基を表わす。 )
1
[5] 上記 Yは、置換基を有して!/ヽてもよ!ヽ、芳香族複素環、芳香族炭化水素環、アル力 ン、アルケン、及びアルキン由来の二価基力も選ばれる基である、請求項 4に記載の 非対称ピレン系化合物。
[6] 発光トランジスタ素子又は有機エレクト口ルミネッセンス素子に使用される請求項 1 乃至 5の 、ずれかに記載の非対称ピレン系化合物。
[7] キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、請求項 6に記載の非対称ピレン 系化合物を主構成成分とする、正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、 この発光層に正孔を注入する正孔注入電極、
上記発光層に電子を注入する電子注入電極、
並びに、上記正孔注入電極及び電子注入電極に対向し、上記発光層内のキャリア の分布を制御するゲート電極を含有する発光トランジスタ素子。
[8] 上記正孔注入電極及び電子注入電極は、それぞれ複数の櫛歯からなる櫛歯形状 部を有し、かつ、上記正孔注入電極の櫛歯形状部を構成する櫛歯と、電子注入電極 の櫛歯形状部を構成する櫛歯とを、所定間隔を開けて交互に配置した請求項 7に記 載の発光トランジスタ素子。
[9] 請求項 7又は 8に記載の発光トランジスタ素子を基板上に複数個配列して構成した 表示装置。
[10] 正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、この発光層に正孔を注入する 正孔注入電極、上記発光層に電子を注入する電子注入電極、並びに上記正孔注入 電極又は電子注入電極から発光層へ、正孔又は電子を輸送するための正孔輸送層 及び電子輸送層を有し、
上記発光層の構成成分として、並びに正孔輸送層及び電子輸送層から選ばれる 少なくとも 1層の構成成分として、請求項 6に記載の非対称ピレン系化合物を用いた 有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[11] 請求項 10に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を基板上に複数個配列して 構成した表示装置。
[12] [化 3] 〈1〉
Figure imgf000046_0001
(1 -1 ) (1 -2) (1 )
(反応式く 1 >中、 R , R
1 2は、X -上記式（1)の場合と同様である。また、 Xは塩素原子、 臭素原子及びヨウ素原子力 選ばれるハロゲン原子を示す。）
上記反応式く 1 >にしたが 、、 1 置換ピレン（1 1)をハロゲンィ匕物と反応させて 、 1—置換 3, 6, 8 トリハロピレン（1— 2)を合成し、次いで、ホウ酸化合物、スズ 化合物、有機亜鉛化合物、及び有機マグネシウム化合物から選ばれる有機金属化 合物のいずれかを反応させることにより非対称ピレン系化合物（1)を製造する非対称 ピレン系化合物の製造法。
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