WO2010084852A1 - 発光素子材料および発光素子 - Google Patents

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Abstract

高発光効率かつ耐久性に優れた発光素子を提供する。陽極と陰極との間に少なくとも発光層が存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、該素子は特定の構造を有するナフタセン化合物と、蛍光ピーク波長が５００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の有機蛍光物質を含むことを特徴とする発光素子である。

Description

発光素子材料および発光素子
　本発明は、蛍光色素や電荷輸送材として有用なナフタセン化合物およびこれを用いた発光素子であって、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能な発光素子に関するものである。
　陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機発光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、発光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。この研究は、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって有機薄膜発光素子が高輝度に発光することが示されて以来、多くの研究機関が検討を行っている。コダック社の研究グループが提示した有機薄膜発光素子の代表的な構成は、ＩＴＯガラス基板上に正孔輸送性のジアミン化合物、発光層であるトリス（８－キノリノラート）アルミニウム（III）、そして陰極としてＭｇ：Ａｇを順次設けたものであり、１０Ｖ程度の駆動電圧で１,０００ｃｄ／ｍ２の緑色発光が可能であった（非特許文献１参照）。また、有機薄膜発光素子は、発光層に種々の蛍光材料を用いることにより、多様な発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用化研究が盛んである。特に赤色、緑色、青色の三原色の発光材料の研究が最も活発であり、特性向上を目指して鋭意研究がなされている。
　有機薄膜発光素子における最大の課題の１つは、素子の耐久性と発光効率の向上である。特に赤色発光素子に関しては、耐久性に優れ、信頼性の高い素子を提供する赤色発光材料は少ない。例えば、ナフタセン化合物（特許文献１～３参照）を用いた発光素子が開示されているが、いずれも耐久性が不十分であった。また、高効率な発光素子を得る手段としては、ホスト材料にドーパント材料（蛍光材料）を数％ドーピングすることにより発光層を形成する方法が知られている。ホスト材料には高いキャリア移動度、均一な成膜性などが要求され、ドーパント材料には高い蛍光量子収率、均一な分散性などが要求される。例えば、赤色材料としては、アミノスチリル化合物（特許文献４参照）、ジケトピロロピロール誘導体とピロメテン化合物（特許文献５参照）、ナフタセン誘導体とピロメテン化合物（特許文献６、７参照）、クマリン化合物とジシアノメチレンピラン化合物（特許文献８参照）などがあるが、充分な発光効率と耐久性を両立するものは無かった。
特許第３１９６２３０号 特開平６－２２８５５５号公報 国際公開第２００７／０９７１７８号パンフレット 特開２００２－１３４２７６号公報 特開２００３－８６３７９号公報 国際公開第２００８／０４７７４４号パンフレット 特開２００８－１５９７７７号公報 特開平５－２０２３５６号公報
　
アプライド　フィジクス　レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）（米国）１９８７年，５１巻，１２号，ｐ．９１３－９１５
　上述のように、従来の有機薄膜発光素子では、発光効率が高く、かつ耐久性に優れた発光素子が提供されていなかった。そこで本発明は、従来技術の問題を解決し、発光効率が高く、かつ耐久性に優れた発光素子を可能にする発光素子材料、およびこれを用いた発光素子を提供することを目的とする。
　本発明の発光素子材料は一般式（１）で表されるナフタセン化合物を含有することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　また、本発明の発光素子は、陽極と陰極の間に少なくとも有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該陽極と陰極の間のいずれかの層に上記発光素子材料を含有することを特徴とする。
　本発明によれば高発光効率かつ耐久性に優れた発光素子が得られる。
　本発明における一般式（１）で表されるナフタセン化合物について詳細に説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　Ｒ１～Ｒ２０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基またはシリル基の中から選ばれる。Ｒ１２～Ｒ１５およびＲ１７～Ｒ２０は隣接する置換基同士で環を形成してもよい。Ｘは酸素原子、硫黄原子、－ＮＲ２１－の中から選ばれる。Ｒ２１は水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基またはヘテロアリール基の中から選ばれる。）
　これらの置換基のうち、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。置換されている場合の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基等を挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常、１以上２０以下の範囲である。より好ましくは、１以上８以下の範囲である。
　また、シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。シクロアルキル基の炭素数は特に限定されないが、通常、３以上２０以下の範囲である。
　また、複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環からなる基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上２０以下の範囲である。
　また、アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上２０以下の範囲である。
　また、シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。
　また、アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上２０以下の範囲である。
　また、アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基などのエーテル結合を介した脂肪族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、通常、１以上２０以下の範囲である。
　また、アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。
　また、アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基などのエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、芳香族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、６以上４０以下の範囲である。
　また、アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。
　また、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基、ピレニル基、アントラセニル基、フルオレニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、無置換でも置換されていてもかまわない。アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、６以上４０以下の範囲である。
　また、ヘテロアリール基とは、例えば、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、キノリニル基などの炭素以外の原子を環内に有する芳香族基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上３０以下の範囲である。
　アミノ基とは、無置換でも置換されていてもよく、置換基としては例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられ、これら置換基はさらに置換されていてもかまわない。
　シリル基とは、例えば、トリメチルシリル基などのケイ素原子への結合を有する官能基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数は特に限定されないが、通常、３以上２０以下の範囲である。また、ケイ素数は、通常、１以上６以下の範囲である。
　隣接基との間に形成される環構造とは、前記一般式（１）で説明すると、Ｒ１２～Ｒ１５およびＲ１７～Ｒ２０の中から選ばれる任意の隣接２置換基（例えばＲ１２とＲ１３）が互いに結合して共役または非共役の縮合環を形成するものである。これら縮合環は環内構造に窒素、酸素または硫黄原子を一種以上含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合していてもよいが、これら縮合環を構成する原子が炭素原子と水素原子のみであると、優れた耐熱性が得られるため好ましい。
　一般式（１）で表されるナフタセン化合物は、分子中にナフタセン骨格の特定の結合位置（５位と１２位）に、二環式ベンゾヘテロ環（ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環およびインドール環）を２個有している。これにより高いキャリア移動度と耐熱性を両立することが可能となり、素子の発光効率を向上させると共に耐久性を向上させることができる。
　Ｒ１１およびＲ１６がアリール基またはヘテロアリール基であると、ナフタセン骨格同士の分子間相互作用が抑制され、高発光効率が可能となると同時に、安定な薄膜が形成できるため好ましい。中でも、Ｒ１１およびＲ１６が炭素数４～１４のアリール基またはヘテロアリール基であると、原料の入手や合成プロセスが容易になり、コストダウンが可能となるため、さらに好ましい。
　炭素数４～１４のアリール基、ヘテロアリール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、フルオレニル基、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピリジル基、キノリニル基、キノキサニル基、カルバゾリル基、フェナントロリル基が挙げられる。中でも、高発光効率や薄膜安定性と原料の入手や合成プロセスの容易性の両立の点で、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ピリジル基、キノリニル基、キノキサニル基が好ましい。
　なお、上記アリール基およびヘテロアリール基はさらに置換基を有していてもよい。この場合の置換基の例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ｔ－ブチル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールエーテル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などのアリール基、ピリジル基、キノリニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基などのヘテロアリール基が好ましい。中でも、原料の入手や合成プロセスの容易性の点で、メチル基、ｔ－ブチル基、フェニル基が特に好ましい。
　また、一般式（１）のＸが酸素原子であると、より高い発光効率が得られるため好ましい。
　一般式（１）で表されるナフタセン化合物の合成には、公知の方法を使用することができる。ナフタセン骨格に二環式ベンゾヘテロ環を導入する方法は、例えば、ナフトキノン誘導体と二環式ベンゾヘテロ環金属試薬によるカップリング反応を用いる方法やハロゲン化ナフタセン誘導体と二環式ベンゾヘテロ環ボロン酸とのパラジウムやニッケル触媒下でのカップリング反応を用いる方法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　上記一般式（１）に表される二環式ベンゾヘテロ環を含む基を有するナフタセン化合物としては、具体的に以下を例示することができる。
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　次に、本発明における発光素子の実施形態について例をあげて詳細に説明する。本発明の発光素子は、少なくとも陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極の間に介在する発光素子材料からなる有機層とで構成されている。
　本発明で用いられる陽極は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料であれば特に限定されないが、比較的仕事関数の大きい材料を用いるのが好ましく、例えば、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）などの導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロールおよびポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。
　陽極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよく、発光素子の消費電力の点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、１００Ω／□以下の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１００～３００ｎｍの間で用いられることが多い。
　また、発光素子の機械的強度を保つために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板は、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、０．５ｍｍ以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することもできる。さらに、陽極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。ＩＴＯ膜形成方法は、電子線ビーム法、スパッタリング法および化学反応法など特に制限を受けるものではない。
　本発明で用いられる陰極に用いられる材料は、電子を有機層に効率良く注入できる物質であれば特に限定されないが、一般に白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウムおよびマグネシウムならびにこれらの合金などが挙げられる。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は、一般に大気中で不安定であることが多いため、有機層に微量のリチウムやマグネシウム（真空蒸着の膜厚計表示で１ｎｍ以下）をドーピングして安定性の高い電極を得る方法が好ましい例として挙げることができる。また、フッ化リチウムのような無機塩の使用も可能である。更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物を積層することが、好ましい例として挙げられる。これらの電極の作製法は、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
　本発明の発光素子は、有機層が一般式（１）で表されるナフタセン化合物を含む発光素子材料により形成される。発光素子材料とは、自ら発光するもの、およびその発光を助けるもののいずれかに該当し、発光に関与している化合物を指すものであり、具体的には、正孔輸送材料、発光材料および電子輸送材料などが該当する。
　本発明の発光素子を構成する有機層は、少なくとも発光素子材料を有する発光層から構成される。有機層の構成例は、発光層のみからなる構成の他に、１）正孔輸送層／発光層／電子輸送層および、２）発光層／電子輸送層、３）正孔輸送層／発光層などの積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよい。正孔輸送層および電子輸送層が複数層を有する場合、電極に接する側の層をそれぞれ正孔注入層および電子注入層と呼ぶことがあるが、以下の説明では正孔注入材料は正孔輸送材料に、電子注入材料は電子輸送材料にそれぞれ含まれる。
　正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層または混合する方法、もしくは、正孔輸送材料と高分子結着剤の混合物を用いる方法により形成される。また、正孔輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して正孔輸送層を形成してもよい。正孔輸送材料は、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。例えば、４，４’－ビス（Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル、４，４’－ビス（Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル、４，４’，４”－トリス（３－メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、ビス（Ｎ－アリルカルバゾール）またはビス（Ｎ－アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されるものではない。
本発明において、発光層は単一層、複数層のどちらでもよく、いずれもホスト材料および必要に応じドーパント材料を主成分とする発光材料により形成される。発光材料はホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の発光素子では、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して２０重量％以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは１０重量％以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着しても良い。
　一般式（１）で表されるナフタセン化合物は正孔輸送材料や電子輸送材料として用いてもよいが、高い発光性能を有することから発光材料として好適に用いられる。また、本発明の発光素子材料は、青緑～赤色領域（５００～６８０ｎｍ領域）に強い発光を示すことから、青緑～赤色発光材料として好適に用いることができる。また、ホスト－ドーパント系の発光材料として用いる場合は、本発明のナフタセン化合物はドーパント材料として用いてもよいが、薄膜安定性に優れることから、ホスト材料として好適に用いられる。本発明のナフタセン化合物をホスト材料として用いると、組み合わせて用いられるドーパントの種類に応じ、高発光効率で高色純度な緑色発光や赤色発光を得ることができる。
　本発明で用いられるホスト材料は、本発明の一般式（１）で表されるナフタセン化合物一種のみに限る必要はなく、本発明の複数のナフタセン化合物を混合して用いたり、その他のホスト材料の一種類以上を本発明のナフタセン化合物と混合して用いてもよい。混合しうるホスト材料としては、発光体であるアントラセンやペリレンなどの縮合環誘導体、Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス（８－キノリナート）アルミニウム（III）をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ピロロピロール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体が好適に用いられる。
　発光材料に含有されるドーパント材料は、特に限定されないが、ナフタセン、ルブレン、ペリレン、テリレンなどの縮合芳香環を有する化合物やその誘導体、チオフェン、イミダゾピリジン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテン、ピリジノチアジアゾール、ピラゾロピリジンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、アミノスチリル誘導体、アルダジン誘導体、ジケトピロロ［３，４－ｃ］ピロール誘導体、２，３，５，６－１Ｈ，４Ｈ－テトラヒドロ－９－（２’－ベンゾチアゾリル）キノリジノ［９，９ａ、１－ｇｈ］クマリンなどのクマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体、芳香族アミン誘導体、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４－（ジシアノメチレン）－２－メチル－６－（ｐ－ジメチルアミノスチリル）－４Ｈ－ピランなどのピラン誘導体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、亜鉛ポルフィリンなどの金属ポルフィリン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、オキサジン化合物、フェノキサジン誘導体、フェノキサゾン誘導体、キナクリドン誘導体、ジシアノエテニルアレーン誘導体などを用いることができるが、溶液状態で高い蛍光量子収率を有するものが、高効率発光を得る点から好ましく用いられる。また、一般式（１）で表されるナフタセン化合物と組み合わせる場合、蛍光ピーク波長が５００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の有機蛍光物質が好ましく、さらに、エネルギー移動効率の観点から、蛍光ピーク波長が５００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下がより好ましい。
　上記有機蛍光物質の中でも、一般式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物は蛍光量子収率が高く蛍光スペクトルの半値幅が狭いことから、高効率・高色純度発光が得られるため特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　Ｒ２２～Ｒ３０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、アミノ基、シリル基、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２または隣接置換基との間に形成される環構造の中から選ばれる。Ｒ３１およびＲ３２は、アリール基およびヘテロアリール基の中から選ばれる。Ｒ２９およびＲ３０は同じでも異なっていてもよく、ハロゲン、水素、アルキル基、アリール基または複素環基から選ばれる。なおこれらの置換基の説明は上述したものと同じである。
　上記ピロメテン骨格を有する化合物は、本発明におけるナフタセン化合物との相性に優れることから、ホスト材料とドーパント材料間のエネルギー移動が効率的に起こる。このため高発光効率と高い耐久性を兼ね備えた発光素子を得ることが可能となる。
　一般式（２）で表されるピロメテン金属錯体のうち、Ｒ２２、Ｒ２４、Ｒ２５およびＲ２７がアルキル基またはシクロアルキル基であるものは特に青緑～緑色発光を得るのに好ましく用いられる。中でも炭素数１以上８以下のアルキル基または炭素数３以上８以下のシクロアルキル基であることがより好ましい。また、Ｒ２２、Ｒ２４、Ｒ２５およびＲ２７がアリール基であるものは、特に赤色発光を得るのに好ましく用いられる。アリール基はさらに炭素数１以上６以下のアルキル基、炭素数３以上８以下のシクロアルキル基、炭素数１以上６以下のアルコキシ基、炭素数６以上１４以下のアリールエーテル基、炭素数６以上１４以下のアリール基で置換されていてもよい。
　Ｒ２２、Ｒ２４、Ｒ２５およびＲ２７が水素以外の置換基である場合、これらの基は互いに同じでも異なっていてもよいが、高色純度、高発光効率の観点から、Ｒ２２＝Ｒ２４かつＲ２５＝Ｒ２７であるか、Ｒ２２＝Ｒ２７かつＲ２４＝Ｒ２５であることが好ましい。なお、Ｒ２２＝Ｒ２４とはＲ２２とＲ２４が同じ基であることを指す。
　上記のような一般式（２）で表されるピロメテン金属錯体としては、以下の具体例を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　発光材料に含有されるドーパント材料としては、前記ピロメテン骨格を有する化合物一種のみに限る必要はなく、複数のピロメテン化合物を混合して用いたり、上述のドーパント材料の一種類以上をピロメテン化合物と混合して用いてもよい。
　本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望まれる。そのため電子輸送層は、電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質で構成されることが望ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、電子輸送層が陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たすならば、電子輸送能力がそれ程高くない材料で構成されていても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料で構成されている場合と同等となる。したがって、本発明における電子輸送層には、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。
　電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族誘導体、４，４’－ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム（III）などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられるが、駆動電圧を低減し、高効率発光が得られることから、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。
　本発明における電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環は、高い電子親和性を有し、電子輸送能に優れ、電子輸送層に用いることで発光素子の駆動電圧を低減できる。電子受容性窒素を含むヘテロアリール環は、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。
　これらのヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス（Ｎ－フェニルベンズイミダゾール－２－イル）ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、１，３－ビス［（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）１，３，４－オキサジアゾリル］フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、Ｎ－ナフチル－２，５－ジフェニル－１，３，４－トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや１，３－ビス（１，１０－フェナントロリン－９－イル）ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、２，２’－ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン－２－イル）－９，９’－スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、２，５－ビス（６’－（２’，２”－ビピリジル））－１，１－ジメチル－３，４－ジフェニルシロールなどのビピリジン誘導体、１，３－ビス（４’－（２，２’：６’２”－ターピリジニル））ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス（１－ナフチル）－４－（１，８－ナフチリジン－２－イル）フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。
　上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の２種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。また、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの金属と混合して用いることも可能である。電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは５．８ｅＶ以上８．０ｅＶ以下であり、より好ましくは６．０ｅＶ以上７．５ｅＶ以下である。
　発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法、レーザー誘起熱転写法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。
　層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、１～１０００ｎｍの間から選ばれる。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
　本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる発光素子である。ここに電気エネルギーとは主に直流電流を指すが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるようにするべきである。
　本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示するディスプレイとして好適に用いられる。
　本発明におけるマトリクス方式とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されたものをいい、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリクスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリクスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
　本発明におけるセグメント方式（タイプ）とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
　本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来のものが蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本発明における発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量であることが特徴となる。
　以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、下記の各実施例にある化合物の番号は上記に記載した化合物の番号を指すものである。
　合成例１
　化合物［７］の合成
　フェナンシルブロマイド９．５ｇ、フェノール６．８ｇ、炭酸カリウム１３．３ｇをアセトン１９２ｍＬに溶解し、窒素気流下、加熱還流させながら３時間撹拌した。室温に冷却した後、水２００ｍＬを加え、ジクロロメタン１５０ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応組成生物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、黄色液体９．７ｇ（収率８６％）を得た。得られた液体の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色液体が２－フェノキシ－１－フェニルエタノンであることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：5.27(s, 2H), 6.87-7.01(m, 2H), 7.19-7.33(m, 2H), 7.47-7.65(m, 4H), 7.96-8.03(m, 2H)。
　２－フェノキシ－１－フェニルエタノン９．７ｇをジクロロメタン２００ｍＬに溶解し、窒素気流下、メタンスルホン酸２２．０ｇを滴下した後、加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、水２００ｍＬを加え、ジクロロメタン２５０ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応組成生物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、淡黄色液体６．９ｇ（収率７８％）を得た。得られた液体の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた淡黄色液体が３－フェニルベンゾフランであることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：7.22-7.79(m, 8H), 7.82(s, 1H), 7.84-7.88(m, 1H)。
　３－フェニルベンゾフラン６．０ｇを脱水エーテル１２４ｍＬに溶解させ、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）２３．２ｍＬを滴下し、０℃にて１時間撹拌した。次いで、５，１２－ナフタセンキノン２．９ｇの脱水エーテル溶液２０ｍＬを滴下し、１時間室温にて撹拌した後、さらに加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、０．１Ｍ塩酸水溶液５０ｍＬを加え、室温にて１時間撹拌し、トルエン２５０ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応粗生成物を真空乾燥した後、赤橙色液体６．８ｇ（収率９４％）を得た。
　上記反応粗生成物６．８ｇをテトラヒドロフラン２１０ｍＬに溶解し、塩化すず（II）二水和物４．７ｇの３５％塩酸溶液５０ｍＬを室温で滴下した後、加熱還流させながら９時間撹拌した。室温に冷却した後、析出した粉末をろ取し、メタノール５０ｍＬで洗浄した。得られた粉末をアセトン３０ｍＬで加熱還流させながら１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。次いで、得られた粉末をシクロペンチルメチルエーテル２５ｍＬで、６０℃にて１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。得られた粉末を真空乾燥した後、橙色粉末３．８ｇ（収率５９％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［７］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：7.06-8.29(m, 26H), 8.50(s, 2H)。
　なお、この化合物［７］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２３０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．０％、昇華精製後が９９．４％であった。
　合成例２
　化合物［１］の合成
　ベンゾフラン５．０ｇを脱水エーテル１６９ｍＬに溶解させ、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）３１．７ｍＬを滴下し、０℃にて１時間撹拌した。次いで、５，１２－ナフタセンキノン３．９ｇの脱水エーテル溶液３０ｍＬを滴下し、１時間室温にて撹拌した後、さらに加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、さらに加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、０．１Ｍ塩酸水溶液７０ｍＬを加え、室温にて１時間撹拌し、トルエン３００ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応粗生成物を真空乾燥した後、赤橙色液体６．７ｇ（収率９０％）を得た。
　上記反応粗生成物６．７ｇをテトラヒドロフラン２１０ｍＬに溶解し、塩化すず（II）二水和物６．１ｇの３５％塩酸溶液６０ｍＬを室温で滴下した後、加熱還流させながら９時間撹拌した。室温に冷却した後、析出した粉末をろ取し、メタノール５０ｍＬで洗浄した。得られた粉末をアセトン３０ｍＬで加熱還流させながら１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。次いで、得られた粉末をシクロペンチルメチルエーテル３０ｍＬで、６０℃にて１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。得られた粉末を真空乾燥した後、橙色粉末３．４ｇ（収率５５％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［１］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：6.72(s, 2H), 7.10-7.91(m, 16H), 8.31(s, 2H)。
　なお、この化合物［１］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２２０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．２％、昇華精製後が９９．５％であった。
　合成例３
　化合物［１６］の合成
　フェナンシルブロマイド９．５ｇ、４－ヒドロキシビフェニル８．１ｇ、炭酸カリウム１３．３ｇをアセトン１９２ｍＬに溶解し、窒素気流下、加熱還流させながら３時間撹拌した。室温に冷却した後、水２００ｍＬを加え、ジクロロメタン１５０ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応組成生物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、黄色液体１２．４ｇ（収率９０％）を得た。得られた液体の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色液体が２－（ビフェニル－４－イル－オキシ）－１－フェニルエタノンであることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：5.20(s, 2H), 6.83-7.02(m, 2H), 7.22-7.48(m, 10H), 7.86-8.01(m, 2H)。
　２－（ビフェニル－４－イル－オキシ）－１－フェニルエタノン１２．４ｇをジクロロメタン２５０ｍＬに溶解し、窒素気流下、メタンスルホン酸２０．７ｇを滴下した後、加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、水２５０ｍＬを加え、ジクロロメタン３００ｍＬで抽出した。有機層を水１２０ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応組成生物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、淡黄色液体９．３ｇ（収率８０％）を得た。得られた液体の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた淡黄色液体が３，５－ジフェニルベンゾフランであることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：7.22-7.48(m, 12H), 7.50(s, 1H), 7.71(s, 1H)。
　３，５－ジフェニルベンゾフラン９．３ｇを脱水エーテル１３８ｍＬに溶解させ、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）２５．８ｍＬを滴下し、０℃にて１時間撹拌した。次いで、５，１２－ナフタセンキノン３．２ｇの脱水エーテル溶液２５ｍＬを滴下し、１時間室温にて撹拌した後、さらに加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、０．１Ｍ塩酸水溶液５５ｍＬを加え、室温にて１時間撹拌し、トルエン２５０ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応粗生成物を真空乾燥した後、赤橙色液体９．５ｇ（収率９６％）を得た。
　上記反応粗生成物９．５ｇをテトラヒドロフラン２３８ｍＬに溶解し、塩化すず（II）二水和物５．４ｇの３５％塩酸溶液６０ｍＬを室温で滴下した後、加熱還流させながら９時間撹拌した。室温に冷却した後、析出した粉末をろ取し、メタノール７０ｍＬで洗浄した。得られた粉末をアセトン４０ｍＬで加熱還流させながら１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。次いで、得られた粉末をシクロペンチルメチルエーテル３５ｍＬで、６０℃にて１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。得られた粉末を真空乾燥した後、橙色粉末５．４ｇ（収率６０％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［１６］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：7.22-7.91(m, 34H), 8.31(s, 2H)。
　なお、この化合物［１６］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２８０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．４％、昇華精製後が９９．６％であった。
　合成例４
　化合物［１８］の合成
　フェナンシルブロマイド９．５ｇ、２－ヒドロキシナフタレン６．９ｇ、炭酸カリウム１３．３ｇをアセトン１９２ｍＬに溶解し、窒素気流下、加熱還流させながら３時間撹拌した。室温に冷却した後、水２００ｍＬを加え、ジクロロメタン１５０ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応組成生物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、黄色液体１０．６ｇ（収率８５％）を得た。得られた液体の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色液体が２－（ナフタレン－２－イル－オキシ）－１－フェニルエタノンであることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：5.30(s, 2H), 6.97-7.86(m, 12H)。
　２－（ナフタレン－２－イル－オキシ）－１－フェニルエタノン１０．６ｇをジクロロメタン２００ｍＬに溶解し、窒素気流下、メタンスルホン酸１９．４ｇを滴下した後、加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、水２００ｍＬを加え、ジクロロメタン２５０ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応組成生物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、淡黄色液体４．７ｇ（収率４８％）を得た。得られた液体の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた淡黄色液体が１－フェニル－ナフト[２，１－ｂ]フランであることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：7.22-7.48(m, 9H), 7.51(s, 1H), 7.67(d, 2H)。
　１－フェニル－ナフト[２，１－ｂ]フラン４．７ｇを脱水エーテル７７ｍＬに溶解させ、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）１４．４ｍＬを滴下し、０℃にて１時間撹拌した。次いで、５，１２－ナフタセンキノン１．８ｇの脱水エーテル溶液１０ｍＬを滴下し、１時間室温にて撹拌した後、さらに加熱還流させながら１時間撹拌した。室温に冷却した後、０．１Ｍ塩酸水溶液３０ｍＬを加え、室温にて１時間撹拌し、トルエン２００ｍＬで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去した。得られた反応粗生成物を真空乾燥した後、赤橙色液体４．６ｇ（収率８８％）を得た。
　上記反応粗生成物４．６ｇをテトラヒドロフラン１２３ｍＬに溶解し、塩化すず（II）二水和物２．８ｇの３５％塩酸溶液２５ｍＬを室温で滴下した後、加熱還流させながら９時間撹拌した。室温に冷却した後、析出した粉末をろ取し、メタノール４０ｍＬで洗浄した。得られた粉末をアセトン２５ｍＬで加熱還流させながら１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。次いで、得られた粉末をシクロペンチルメチルエーテル２０ｍＬで、６０℃にて１時間撹拌し、室温に冷却した後、析出した粉末をろ取した。得られた粉末を真空乾燥した後、橙色粉末２．５ｇ（収率５７％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［１８］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：7.19-8.03(m, 30H), 8.36(s, 2H)。
　なお、この化合物［１８］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２７０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．０％、昇華精製後が９９．２％であった。
　合成例５
　化合物［６］の合成
　５，１２－ナフタセンキノンの代わりに、６，１１－ジフェニル－５，１２－ナフタセンキノンを用いた以外は、合成例２と同様な方法で合成し、橙色粉末５．５ｇ（収率４６％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［６］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：6.72(s, 2H), 7.11-7.91(m, 26H)。
　なお、この化合物［６］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２９０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．２％、昇華精製後が９９．５％であった。
　合成例６
　化合物［２１］の合成
　３－フェニルベンゾフランの代わりに、３－（２－ベンゾフラニル）ベンゾフランを用いた以外は、合成例１と同様な方法で合成し、橙色粉末４．１ｇ（収率５６％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［２１］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：6.85-8.25(m, 26H), 8.48(s, 2H)。
　なお、この化合物［２１］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２６０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．０％、昇華精製後が９９．２％であった。
　合成例７
　化合物［２２］の合成
　３－フェニルベンゾフランの代わりに、３－（２－ナフチル）－５－メチルベンゾフランを用いた以外は、合成例１と同様な方法で合成し、橙色粉末３．７ｇ（収率４８％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［２２］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：2.35(s, 6H), 6.98-8.25(m, 28H), 8.48(s, 2H)。
　なお、この化合物［２２］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２９０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．１％、昇華精製後が９９．３％であった。
　合成例８
　化合物［４３］の合成
　３－フェニルベンゾフランの代わりに、３－フェニル－５－フェニルベンゾチオフェンを用いた以外は、合成例１と同様な方法で合成し、橙色粉末４．５ｇ（収率５４％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［４３］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：7.32-8.01(m, 34H), 8.45(s, 2H)。
　なお、この化合物［４３］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２９０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．２％、昇華精製後が９９．３％であった。
　合成例９
　化合物［６２］の合成
　３－フェニルベンゾフランの代わりに、Ｎ－メチル－３－フェニルインドールを用いた以外は、合成例１と同様な方法で合成し、橙色粉末３．５ｇ（収率５２％）を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末が化合物［６２］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：3.60(s, 6H), 6.81-8.05(m, 26H), 8.41(s, 2H)。
　なお、この化合物［６２］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約２４０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．０％、昇華精製後が９９．１％であった。
　合成例１０
　化合物［９４］の合成
　特開２００５－５３９００号公報記載の方法に従い合成した。２－（２－メトキシベンゾイル）－３，５－ビス（４－ｔ－ブチルフェニル）ピロール４．７ｇ、２，４－ビス（４－ｔ－ブチルフェニル）ピロール３．３ｇを１，２－ジクロロエタン３０ｍＬに溶解し、オキシ塩化リン１．５ｇを加え、加熱還流下１２時間反応させた。室温に冷却後、ジイソプロピルエチルアミン５．２ｇ、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体５．６ｇを加え、６時間撹拌した。５０ｍＬの水を加え、ジクロロメタンを投入後、有機層を抽出し、濃縮した。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、化合物［９４］４．５ｇを得た。
　合成例１１
　化合物［９３］の合成
　特開２００５－５３９００号公報記載の方法に従い合成した。２－（４－メトキシベンゾイル）－３，５－ビス（４－ｔ－ブチルフェニル）ピロール４．７ｇ、２，４－ビス（４－ｔ－ブチルフェニル）ピロール３．３ｇを１，２－ジクロロエタン３０ｍＬに溶解し、オキシ塩化リン１．５ｇを加え、加熱還流下１２時間反応させた。室温に冷却後、ジイソプロピルエチルアミン５．２ｇ、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体５．６ｇを加え、６時間撹拌した。５０ｍＬの水を加え、ジクロロメタンを投入後、有機層を抽出し、濃縮した。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、化合物［９３］５．０ｇを得た。
　実施例１
　化合物［７］および化合物［９４］を用いた発光素子を次のように作製した。３０×４０ｍｍのガラス基板（旭硝子（株）製、１５Ω／□、電子ビーム蒸着品）上にＩＴＯ導電膜をガラス基板中央部分に１５０ｎｍの厚さで３０×１３ｍｍの大きさに形成し陽極とした。陽極が形成された基板を“セミコクリン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、銅フタロシアニンを１０ｎｍ、正孔輸送材料として、４，４’－ビス（Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニルを５０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料として、ホスト材料として化合物［７］を、ドーパント材料として化合物［９４］（１．０×１０－６ｍｏｌ／Ｌジクロロメタン溶液状態での蛍光ピーク波長：６１２ｎｍ）をドープ濃度が０．５重量％になるように４０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、下記に示すＥ－１を３５ｎｍの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子からは、発光効率４．５ｌｍ／Ｗの高効率赤色発光が得られた。この発光素子は、４０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、輝度半減時間は３，５００時間であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　比較例１
　ホスト材料として１，４－ジケト－２，５－ビス（３，５－ジメチルベンジル）－３，６－ビス（４－メチルフェニル）ピロロ［３，４－ｃ］ピロール（以下、Ｈ－１とする）を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。この素子からは、発光効率２．５ｌｍ／Ｗの赤色発光が得られた。この発光素子は、４０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、輝度半減時間は６００時間であった。なお、Ｈ－１は、ＥＰ公開公報０１３３１５６号の実施例に従い合成したものを用いた。
　比較例２
　ホスト材料として下記に示すＨ－２を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。この素子からは、発光効率２．２ｌｍ／Ｗの桃色発光が得られた。この発光素子は、４０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、輝度半減時間は４００時間であった。なお、Ｈ－２は、市販品（東京化成工業株式会社製）を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　比較例３
　ホスト材料として下記に示すＨ－３を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。この素子からは、発光効率３．０ｌｍ／Ｗの桃色発光が得られた。この発光素子は、４０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、輝度半減時間は９００時間であった。なお、Ｈ－３は、国際公開第２００７／０９７１７８号パンフレットの製造例１に従い合成したものを用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　実施例２～１９
　ホスト材料、ドーパント材料、電子輸送材料として表１に示す材料を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。なお、実施例１５の化合物［６４］は、市販品（Ｐｙｒｒｏｍｅｔｈｅｎｅ５４６；米国Ｅｘｃｉｔｏｎ社製）を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
　比較例４、５
　ホスト材料、ドーパント材料、電子輸送材料として表１に示す材料を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
　本発明の発光素子材料は、発光素子等に利用可能であり、薄膜安定性に優れた発光素子材料を提供できる。本発明によれば、発光効率が高く、色純度および耐久性に優れた発光素子が得られる。本発明の発光素子は、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能である。

Claims (7)

  1. 一般式（１）で表されるナフタセン化合物を含有することを特徴とする発光素子材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （Ｒ１～Ｒ２０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基またはシリル基の中から選ばれる。Ｒ１２～Ｒ１５およびＲ１７～Ｒ２０は隣接する置換基同士で環を形成してもよい。Ｘは酸素原子、硫黄原子、－ＮＲ２１－の中から選ばれる。Ｒ２１は水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アリール基またはヘテロアリール基の中から選ばれる。）
  2. 前記一般式（１）のＲ１１およびＲ１６が、アリール基またはヘテロアリール基であることを特徴とする請求項１記載の発光素子材料。
  3. 前記一般式（１）のＸが酸素原子であることを特徴とする請求項１または２記載の発光素子材料。
  4. 陽極と陰極との間に少なくとも有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、前記陽極と陰極の間のいずれかの層に請求項１～３のいずれか記載の発光素子材料を含有することを特徴とする発光素子。
  5. 有機層が一般式（１）で表されるナフタセン化合物と蛍光ピーク波長が５００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の有機蛍光物質を含むことを特徴とする請求項４記載の発光素子。
  6. 蛍光ピーク波長が５００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の有機蛍光物質が一般式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物であることを特徴とする請求項５記載の発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （Ｒ２２～Ｒ３０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、アミノ基、シリル基、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２または隣接置換基との間に形成される環構造の中から選ばれる。Ｒ３１およびＲ３２は、アリール基およびヘテロアリール基の中から選ばれる。Ｒ２９およびＲ３０は同じでも異なっていてもよく、ハロゲン、水素、アルキル基、アリール基または複素環基から選ばれる。）
  7. 有機層と陰極の間にさらに少なくとも電子輸送層が存在し、電子輸送層が電子受容性窒素を有するヘテロアリール環からなる化合物を含有し、ヘテロアリール環からなる化合物が炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンから選ばれる一つ以上の元素で構成されていることを特徴とする請求項４～６のいずれか記載の発光素子。
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