(57)【要約】      （修正有）【課題】青色発光素子に用いるのに適した新規有機化合物とそれを有する有機発光素子を提供する。【解決手段】下記一般式（１）に示される有機化合物およびそれを有する有機発光素子を提供する。2010121036.tif 000024式（１）において、Ｘは置換あるいは無置換のフルオランテニル基である。Ｒ１乃至Ｒ４はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アミノ基、アリール基、複素環基を表わす。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極と、前記陽極と陰極の間に配置される有機化合物層とを有する有機発光素子において、
前記有機化合物層は下記一般式（１）に示す有機化合物を有することを特徴とする有機発光素子。
【化１】
2010121036.tif 000020
式（１）において、
Ｘは置換あるいは無置換のフルオランテニル基である。
Ｒ１乃至Ｒ４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【請求項２】
前記有機化合物は下記一般式（２）に示す有機化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【化２】
2010121036.tif 000021
（式（２）において、
Ｒ５乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【請求項３】
前記有機化合物層は発光層であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項４】
複数の画素を有し、前記画素は請求１乃至３記載のいずれか一項に記載の有機発光素子であり、且つ前記有機発光素子に電気信号を供給する手段を有する画像表示装置。
【請求項５】
下記一般式（１）に示される有機化合物。
【化３】
2010121036.tif 000022
式（１）において、
Ｘは置換あるいは無置換のフルオランテニル基である。
Ｒ１乃至Ｒ４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【請求項６】
前記有機化合物は下記一般式（２）に示す有機化合物であることを特徴とする請求項５記載の有機化合物。
【化４】
2010121036.tif 000023
（式（２）において、
Ｒ５乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子と画像表示装置に関する。そしてそれらが有する新規有機化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極間に蛍光性有機化合物を含む薄膜を挟持させて、各電極から電子およびホール（正孔）を注入することにより、蛍光性化合物の励起子を生成させ、この励起子が基底状態にもどる際に放射される光を利用する素子である。
【０００３】
有機発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子と呼ばれたりもする。
【０００４】
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００５】
これまでに新規化合物の開発が盛んに行われている。
【０００６】
新規化合物の創出が高性能の有機発光素子を提供するにあたり、重要であるからである。
【０００７】
例えば、７，１２−ジフェニル［ｋ］ベンゾフルオランテン骨格を有する有機化合物を発光素子に用いる例が特許文献１乃至４に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１８９２４７号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５７８７号公報
【特許文献３】ＷＯ２００８−０１５９４５号公報
【特許文献４】ＷＯ２００８−０５９７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献に記載の有機化合物とそれを有する有機発光素子は実用化という観点からは改善の余地がある。
【０００９】
具体的には実用化のためには更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。また、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で改善が必要である。
【００１０】
さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、求められる有機発光素子には色純度が良く、高効率の青の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。
【００１１】
したがって特に色純度や発光効率、耐久性が高い有機発光素子及びそれを実現する材料が求められている。
【００１２】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものである。即ち本発明の目的は、より具体的には青色発光素子に用いるのに適した新規有機化合物とそれを有する有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
よって本発明は、
陰極と陽極と、前記陽極と陰極の間に配置される有機化合物層とを有する有機発光素子において、
前記有機化合物層は下記一般式（１）に示す有機化合物を有することを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１４】
【化１】
2010121036.tif 000002
【００１５】
式（１）において、
Ｘは置換あるいは無置換のフルオランテニル基である。
Ｒ１乃至Ｒ４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【００１６】
また本発明は、
下記一般式（１）に示される有機化合物を提供する。
【００１７】
【化２】
2010121036.tif 000003
【００１８】
式（１）において、
Ｘは置換あるいは無置換のフルオランテニル基である。
Ｒ１乃至Ｒ４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の新規化合物を有した有機発光素子は高効率で高輝度な発光を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る新規有機化合物は、下記一般式（１）に示される有機化合物である。
【００２１】
【化３】
2010121036.tif 000004
【００２２】
式（１）において、
Ｘは置換あるいは無置換のフルオランテニル基である。
Ｒ１乃至Ｒ４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【００２３】
より好ましくは、
下記一般式（２）に示す有機化合物である。
【００２４】
【化４】
2010121036.tif 000005
【００２５】
（式（２）において、
Ｒ５乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアミノ基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基を表わす。
【００２６】
ここで式（１）および（２）において、置換あるいは無置換のアルキル基のアルキル基として、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリブチル基、セカンダリブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基などが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２７】
ここで式（１）および（２）において、置換あるいは無置換のアミノ基のアミノ基として、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−ベンジルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−ベンジルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジベンジルアミノ基、アニリノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジナフチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジフルオレニルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−トリルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジアニソリルアミノ基、Ｎ−メシチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメシチルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−（４−ターシャリブチルフェニル）アミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−（４−トリフルオロメチルフェニル）アミノ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２８】
ここで式（１）および（２）において、置換あるいは無置換のアリール基のアリール基として、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基などが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２９】
ここで式（１）および（２）において、置換あるいは無置換の複素環基の複素環基として、ピリジル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナントロリル基などが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００３０】
式（１）および（２）において上記置換基、即ちアルキル基、アミノ基、アリール基、複素環基が有する置換基として、
メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、
ベンジル基などのアラルキル基、
フェニル基、ビフェニル基などのアリール基、
ピリジル基、ピロリル基などの複素環基、
ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基などのアミノ基、
メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、フェノキシル基などのアルコキシル基、
シアノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子などが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００３１】
上記一般式（１）における化合物の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
【００３２】
【化５】
2010121036.tif 000006
【００３３】
【化６】
2010121036.tif 000007
【００３４】
【化７】
2010121036.tif 000008
【００３５】
以下、本発明に係る新規有機化合物についてさらに詳細に説明する。
【００３６】
一般的に有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光中心材料そのものの発光量子収率が大きいことが大きいことが望まれる。
【００３７】
そして、本発明者らが検討した結果、一般式（１）で表される有機化合物は、希薄溶液中での量子収率が高いことを見出した。それゆえに、一般式（１）で示される有機化合物を有機発光素子に用いた場合、高い発光効率が期待できるといえる。
【００３８】
本発明の有機化合物は７，１２−ジフェニル［ｋ］ベンゾフルオランテン骨格の、９位にフルオランテニル基を有している。
【００３９】
有機ＥＬディスプレーが有する有機発光素子には青色発光することが求められている。有機発光素子が有する青色発光に適した材料には発光材料の発光ピークが４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲であることが物性として求められる。
【００４０】
また、有機発光素子に用いられる有機化合物としては、分子量が１０００以下の材料であることが好ましい。
【００４１】
というのも精製方法として、昇華精製によって精製することが有機化合物の高純度化に対して効果が大きいからである。昇華精製は有機化合物を使用する直前の工程、即ち最終精製において好ましく行われる。
【００４２】
また、有機化合物は熱に対して安定であることが望まれる。本発明に係る有機化合物はその意味でも好ましい。というのも昇華精製や蒸着を用いる際は１０−３Ｐａ程度の高真空で３００度以上の温度が有機化合物にかかるからである。この際、熱安定性が低い有機化合物であるの場合、分解や反応といったことが起き、所望の物性が得られなくなってしまう。
【００４３】
例えば、フルオランテンや［ｋ］ベンゾフルオランテン骨格を有する有機化合物の中でフルオランテンや［ｋ］ベンゾフルオランテンの３位にペリ位を有する置換基が導入されたものを想定する。すると、フルオランテンや［ｋ］ベンゾフルオランテンの４位は通常のナフタレンの場合より遥かに反応性が高く、熱によって容易に環化反応を起こす。
【００４４】
より具体的には以下の式に示す反応が生じる。
【００４５】
【化８】
2010121036.tif 000009
【００４６】
【化９】
2010121036.tif 000010
【００４７】
このような環化反応が起こると、化合物の吸収、発光波長は大きく長波長化してしまう。これによって本来の化合物とは異なる波長領域に発光が生まれる、本来の化合物の発光が環化した化合物に吸収されて発光強度が小さくなってしまう問題が生じる。
【００４８】
このことは、フルオランテンや［ｋ］ベンゾフルオランテン骨格を発光素子として用いる際に、分子設計する上で非常に重要なことであることに本発明者等は気付いた。
【００４９】
本発明に係る有機化合物は、［ｋ］ベンゾフルオランテンとフルオランテン骨格（フルオランテニル基）の両方を持っており、且つ［ｋ］ベンゾフルオランテンの９位にフルオランテニル基が導入されている。
【００５０】
これにより青色に発光し、尚且つ熱によって環化する部位を有さない。したがって昇華精製や、蒸着、駆動時の熱による化学変化を抑制できることができる。
【００５１】
また、［ｋ］ベンゾフルオランテンは、平面性が高く、無置換であるとエキシマー生成し易い。
【００５２】
本発明に係る有機化合物は、ベンゾフルオランテン骨格の、中心に近い位置、即ち７位と１２位にフェニル基を導入している。その結果これらフェニル基が［ｋ］ベンゾフルオランテンとほぼ直交し、エキシマーの生成を抑制することができる。直交とは、ベンゾフルオランテンの平面に対してフェニル基の平面が直交する位置関係にあることを意味する。
【００５３】
そしてその結果、フェニル基が［ｋ］ベンゾフルオランテンの発光波長に与える影響は小さい。
【００５４】
また、［ｋ］ベンゾフルオランテンの９位に結合するフルオランテニル基の位置はとくに特定しないが、より好ましいのはフルオランテニル基の３位である。これは、発光材料として用いた際に、分子同士の重なりより生じる濃度消光のがあるが、フルオランテニル基の３位で結合した場合、［ｋ］ベンゾフルオランテンと立体的に最も平面になりにくい構造となる。こうなることで分子同士の重なりを抑制でき、濃度消光を抑制することができる。
【００５５】
なお有機化合物の発光波長は、［ｋ］ベンゾフルオランテンとフルオランテン骨格とが１分子内にあることによって４３０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下程度の範囲の発光波長を得ることができる。
【００５６】
青色発光材料として好ましく用いるために、本発明の有機化合物は［ｋ］ベンゾフルオランテンとフルオランテン骨格とから構成される１分子に更に置換基を導入している。これは発光波長をチューニングするという意味がある。
【００５７】
というのも青の領域は４３０ｎｍｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲であり、本発明に係る有機化合物はこの置換基を導入することにより４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下程度の波長の光を発光することが出来る。
【００５８】
置換基の導入する位置は、特に制限は無い。
【００５９】
具体的には置換基が導入される位置は、［ｋ］ベンゾフルオランテンの２位から５位が好ましい。あるいは更に反応性の高い部位である３位もしくは４位が好ましい。これら位置に置換基が導入されることで有機化合物の発光波長が長波長化されるので好ましい。また、置換基としてアルキル基の導入は、有機化合物同士がスタックして生じる濃度消光に対して抑制効果があるので好ましい。
【００６０】
一般式［１］で示される有機化合物の原料となる９−ブロモ−７，１２−ジフェニル［ｋ］ベンゾフルオランテンは、文献Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（１９５２），１７  ８４５−５４  またはＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９５２）を参考にして以下に示す合成ルート１あるいは２のように合成することができる。
【００６１】
この原料とフルオランテンをクロスカップリングすることで一般式［１］で示される有機化合物を得ることができる。置換基については種々の置換基を導入しているので同様に水素原子を例えば、アルキル基、ハロゲン原子、フェニル基といった他の置換基に置き換えて合成することができる。
【００６２】
【化１０】
2010121036.tif 000011
【００６３】
【化１１】
2010121036.tif 000012
【００６４】
出発原料Ｄ１もしくはＤ２とフルオランテン原料から本発明に係る種々の有機化合物を合成することが出来る。合成されるこれら有機化合物を次の表に示した（下記表１中の合成化合物）。また下記表はこれら出発原料（表中の原料Ｄ１もしくはＤ２）とフルオランテン原料も示す。
【００６５】
【表１】
2010121036.tif 000013
【００６６】
次に本発明に係る有機発光素子を説明する。
【００６７】
本発明に係る有機発光素子は一対の電極である陽極と陰極とそしてそれらの間に配置される有機化合物層とを少なくとも有する。この有機化合物層が上記一般式（１）あるいは（２）の有機化合物を有する。有機発光素子は一対の電極の間に配置された有機化合物である発光材料が発光する素子である。
【００６８】
この有機化合物層のうち一層が発光層である場合、発光層は本発明に係る有機化合物のみから構成されていても良いし、あるいは本発明に係る有機化合物を一部有していても良い。
【００６９】
発光層が本発明に係る有機化合物を一部有しても良い場合とは、本発明に係る有機化合物が発光層の主成分であってもよく、あるいは副成分であってもよい。
【００７０】
ここで主成分と副成分とは、発光層を構成する全化合物を対象に例えば重量的あるいはモル数的に大きいものを主成分と呼び、小さいものを副成分と呼ぶ。
【００７１】
主成分である材料は、ホスト材料と呼ぶことも出来る。
【００７２】
副成分である材料は、ドーパント（ゲスト）材料、発光アシスト材料、電荷注入材料と呼ぶことが出来る。
【００７３】
なお、本発明に係る有機化合物をゲスト材料として用いる場合、ホスト材料に対するゲスト材料の濃度は０．０１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることが好ましく、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることがより好ましい。また、ゲスト材料の濃度を上記２範囲のいずれかにおいて変化させることによって、発光層から発する光の発光波長を５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲で、溶液の波長よりも長波長化する事が可能である。
【００７４】
上記の発光層は、キャリア輸送性のホスト材料とゲスト材料からなる場合、発光にいたる主な過程は、以下のいくつかの過程からなる。
１．発光層内での電子・ホールの輸送。
２．ホスト材料の励起子生成。
３．ホスト材料同士の分子間の励起エネルギー伝達。
４．ホスト材料からゲスト材料への励起エネルギー移動。
【００７５】
それぞれの過程における所望のエネルギー移動や、発光はさまざまな失活過程と競争でおこる。
【００７６】
有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光中心材料（例えばゲスト材料）そのものの発光量子収率が大きいことは言うまでもない。しかしながら、ホスト材料とホスト材料間、あるいはホスト材料とゲスト材料間のエネルギー移動が如何に効率的にできるかも大きな課題である。また、通電による発光劣化は今のところ原因は明らかではないが、少なくとも発光中心材料そのもの、または、その周辺分子による発光中心材料の環境変化に関連したものと想定される。
【００７７】
そこで本発明者らは種々の検討を行い、本発明の前記一般式（１）で表される化合物を発光層のホスト材料またはゲスト材料、特にゲスト材料に用いた素子が高効率で高輝度な光出力を有し、極めて耐久性のあることを見出した。
【００７８】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
【００７９】
本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物層により少なくとも構成される有機発光素子において、前記有機化合物層が一般式（１）で示される有機化合物の少なくとも一種を含有する。
【００８０】
一対の電極の間には上記有機化合物層以外の化合物層を有していても良い。
【００８１】
一対の電極の間には有機化合物層を含む化合物層が２層以上設けられていても良い。このような場合を多層型の有機発光素子と呼ぶことにする。
【００８２】
以下に、多層型の有機発光素子の好ましい例として第一から第五までを示す。
【００８３】
第一の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／発光層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。ここで使用する有機発光素子は、それ自体でホール輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を単一で有している場合や、それぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合に有用である。
【００８４】
第二の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。この場合は、発光物質はホール輸送性かあるいは電子輸送性のいずれか、あるいは両方の機能を有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わせて用いる場合に有用である。また、この場合、発光層は、ホール輸送層あるいは電子輸送層のいずれかから成る。
【００８５】
第三の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これは、キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものである。そしてホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物と適時組み合わせて用いることができる。そして極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層に各キャリヤあるいは励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００８６】
第四の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これは陽極とホール輸送層の密着性改善あるいはホールの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【００８７】
第五の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／ホール・エキシトンブロッキング層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これはホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極側に抜けることを阻害する層（ホール／エキシトンブロッキング層）を、発光層、電子輸送層間に挿入した構成である。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物をホール／エキシトンブロッキング層として用いる事により、発光効率の向上に効果的な構成である。
【００８８】
本発明における一般式（１）で表わされる化合物を含む発光領域とは、上記の発光層の領域を言う。
【００８９】
ただし、第一乃至第五の多層型の例はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明に係る化合物を用いた有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機層界面に絶縁性層を設ける、接着層あるいは干渉層を設ける、電子輸送層もしくはホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００９０】
本発明に用いられる一般式（１）で示される化合物は、第一乃至第五例のいずれの形態でも使用することができる。
【００９１】
本発明に係る有機発光素子においては、有機化合物を含む層に本発明に用いられる一般式（１）で示される有機化合物が少なくとも一種含有されるものであり、特に発光層のゲスト材料として用いられることが好ましい。
【００９２】
本発明に係る有機化合物は、発光層のホスト材料として用いてもよい。
【００９３】
本発明に係る有機化合物は、発光層以外の各層、即ちホール注入層、ホール輸送層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層の何れか又は、電子注入層に用いても良い。
【００９４】
ここで、本発明の有機化合物以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系のホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物等を一緒に使用することができる。
【００９５】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００９６】
ホール注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入が容易で、注入されたホールを発光層へと輸送することができるように、ホール移動度が高い材料が好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９７】
主にホスト材料としては、表２、もしくは表２の誘導体である化合物以外に、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体等）、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機亜鉛錯体、及びトリフェニルアミン誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９８】
【表２】
2010121036.tif 000014
【００９９】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入が容易で、注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール注入輸送性材料のホール移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【０１００】
陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は単独で使用してもよいし複数併用して使用してもよい。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【０１０１】
一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えば、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は単独で使用してもよいし、複数併用して使用してもよい。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【０１０２】
本発明の有機発光素子で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。
【０１０３】
なお、作製した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属等で被覆し、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
【０１０４】
本発明の有機発光素子において、本発明の有機化合物を含有する層及びその他の有機化合物からなる層は、以下に示す方法により形成される。一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成する。ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【０１０５】
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【０１０６】
本発明の有機発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。
【０１０７】
表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。表示装置は例えばＰＣあるいはテレビジョン、あるいは広告媒体といった画像表示装置して用いられることが出来る。あるいは表示装置はデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の、表示部に用いられてもよい。
【０１０８】
あるいは表示装置は電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の操作表示部に用いられても良い。
【０１０９】
また、電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の感光体へ潜像を露光する際に用いる光源として用いることが出来る。独立にアドレスできる有機発光素子を複数アレイ状（例えば線状）に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、潜像を形成することができる。本発明の有機発光素子を用いることで、これまでは光源とポリコンミラーと各種光学レンズ等を配置するのに必要だった空間を減少させることができる。
【０１１０】
照明装置やバックライトに関しては、本発明による省エネルギー効果が期待できる。また本発明の有機発光素子は平面光源として利用できる。
【０１１１】
また、本発明に係る有機発光素子を支持する基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜などを設けて発色光をコントロールする事も可能である。また、基板に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設け、それに有機発光素子を接続して発光非発光を制御することができる。また、複数の有機発光素子をマトリックス状に配置して、即ち面内方向に配置して照明装置として用いることも可能である。
【０１１２】
次に、本発明の有機発光素子を使用した表示装置について説明する。この表示装置は、本発明の有機発光素子と、本発明に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段と、を具備することを特徴とするものである。以下、図面を参照して、アクティブマトリクス方式を例にとって、本発明の表示装置を詳細に説明する。
【０１１３】
図１は、表示装置の一形態である、本発明の有機発光素子と、本発明に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段とを備えた表示装置の構成例を模式的に示す図である。
【０１１４】
図２は、画素に接続される画素回路と画素回路に接続される信号線と電流供給線とを模式的に示す図である。
【０１１５】
本発明に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段とは、図１において走査信号ドライバー１１、情報信号ドライバー１２、電流供給源１３及び図２において画素回路１５のことを指す。
【０１１６】
図１の表示装置１は、走査信号ドライバー１１、情報信号ドライバー１２、電流供給源１３が配置され、それぞれゲート選択線Ｇ、情報信号線Ｉ、電流供給線Ｃに接続される。ゲート選択線Ｇと情報信号線Ｉの交点には、画素回路１５が配置される（図２）。本発明に係る有機発光素子からなる画素１４はこの画素回路１５ごとに対応して設けられる。画素１４は有機発光素子である。従って、本図においては発光点として有機発光素子を示している。本図において有機発光素子の上部電極が他の有機発光素子の上部電極と共通していても良い。もちろん上部電極は各発光素子毎に個別に設けられていても良い。
【０１１７】
走査信号ドライバー１１は、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバー１２から画像信号が情報信号線Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・Ｉｎのいずれかを介して画素回路１５に印加される。
【０１１８】
次に、画素の動作について説明する。図３は、図１の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。図３は第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）２３が有機発光素子２４を発光させるための電流を制御している。図３の画素回路２においては、ゲート選択線Ｇｉに選択信号が印加されると、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）２１がＯＮになり、コンデンサー（Ｃａｄｄ）２２に画像信号Ｉｉが供給され、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）２３のゲート電圧を決定する。有機発光素子２４には第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）（２３）のゲート電圧に応じて電流供給線Ｃｉより電流が供給される。ここで、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）２３のゲート電位は、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）２１が次に走査選択されるまでコンデンサー（Ｃａｄｄ）２２に保持される。このため、有機発光素子２４には、次の走査が行われるまで電流が流れ続ける。これにより１フレーム期間中常に有機発光素子２４を発光させることが可能となる。
【０１１９】
なお不図示ではあるが、有機発光素子２４の電極間の電圧を薄膜トランジスタが制御する電圧書き込み方式の表示装置にも本発明に係る有機発光素子は用いられることが出来る。
【０１２０】
図４は、図１の表示装置で用いられるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ＴＦＴ基板の製造工程の一例を示しながら、構造の詳細を以下に説明する。
【０１２１】
図４の表示装置３を製造する際には、まずガラス等の基板３１上に、上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜３２がコートされる。防湿膜３２を構成する材料として、酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。次に、スパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで、所定の回路形状にパターニングしてゲート電極３３を形成する。
【０１２２】
続いて、酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングしてゲート絶縁膜３４を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等により（場合によっては２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで半導体層３５を形成する。
【０１２３】
さらに、この半導体膜３５にドレイン電極３６とソース電極３７とを設けることでＴＦＴ素子３８を作製し、図３に示すような回路を形成する。次に、このＴＦＴ素子３８の上部に絶縁膜３９を形成する。次に、コンタクトホール（スルーホール）３１０を、金属からなる有機発光素子用の陽極３１１とソース電極３７とが接続するように形成する。
【０１２４】
この陽極３１１の上に、多層あるいは単層の有機層３１２と、陰極３１３とを順次積層することにより、表示装置３を得ることができる。このとき、有機発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層３１４や第二の保護層３１５を設けてもよい。本発明の有機発光素子を用いた表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【０１２５】
尚、上記の表示装置は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
【０１２６】
上記ＩＴＯ電極の上に多層あるいは単層の有機発光層／陰極層を順次積層し有機発光表示パネルを得ることができる。本発明の有機化合物を用いた表示パネルを駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【０１２７】
また、素子の光取り出し方向に関しては、ボトムエミッション構成（基板側から光を取り出す構成）および、トップエミッション（基板の反対側から光を取り出す構成）のいずれも可能である。
【実施例】
【０１２８】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２９】
＜実施例１＞
［例示化合物Ｂ１の合成］
【０１３０】
【化１２】
2010121036.tif 000015
【０１３１】
９−ブロモ−７，１２−ジフェニル［ｋ］ベンゾフルオランテン、９６６ｍｇ（２ｍｍｏｌｅ）、２−（フルオランテン−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボラン、６５６ｍｇ（２ｍｍｏｌｅ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ０．０５ｇ、トルエン２０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ、２Ｍ―炭酸ナトリウム水溶液２０ｍｌを１００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、８０℃で８時間攪拌を行った。反応終了後、結晶をろ別し、水、エタノール、ヘプタンで洗浄を行った。得られた結晶をトルエンに加熱溶解後、熱時濾過し、トルエン／ヘプタンで再結晶を行った。結晶を１２０℃で真空乾燥後、昇華精製を行い淡黄色結晶の例示化合物Ｂ１を８７０ｍｇ（収率：７２％）得た。
【０１３２】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）  σ（ｐｐｍ）：７．９３−７．９１（ｍ，５Ｈ），７．８７（ｓ，１Ｈ），７．７９（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝６．８Ｈｚ），７．７３−７．５７（ｍ，１５Ｈ），７．３８−７．３２（ｍ，４Ｈ），６．６８−６．６４（ｍ，２Ｈ）
例示化合物Ｂ１の、１×１０−５ｍｏｌ／ｌにおけるトルエン溶液の発光スペクトルは、日立製Ｆ−４５００を用いて、３５０ｎｍの励起波長においてフォトルミネッセンスの測定を行った結果、４３８ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。
【０１３３】
＜比較例１＞
比較例として化合物Ｅ１を用いて熱的安定性の比較を行った。
【０１３４】
【化１３】
2010121036.tif 000016
【０１３５】
本発明の発光素子に用いられるＢ１の材料と、比較例としてＥ１の材料を真空度２．０ｘ１０−１Ｐａ下３６０℃まで加熱した所、Ｅ１の材料は徐々に赤色化し、Ｅ２に由来する発光ピークを確認することが出来た。Ｂ１の材料は溶融して黄色くなったが、冷却後の分析で新たな化合物は確認できなかった。
【０１３６】
【化１４】
2010121036.tif 000017
【０１３７】
＜実施例２−１０＞
本実施例では、多層型有機発光素子の第五の例で示した素子（陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／ホール・エキシトンブロッキング層／電子輸送層／陰極）とした。ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続製膜し、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。
ホール輸送層（３０ｎｍ）  Ｆ−１
発光層（３０ｎｍ）  ホストＦ−２、ゲスト：例示化合物  （重量比  ５％）
ホール・エキシトンブロッキング層（１０ｎｍ）  Ｆ−３
電子輸送層（３０ｎｍ）  Ｆ−４
金属電極層１（１ｎｍ）  ＬｉＦ
金属電極層２（１００ｎｍ）  Ａｌ
【０１３８】
【化１５】
2010121036.tif 000018
【０１３９】
ＥＬ素子の特性は、電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。
【０１４０】
実施例２乃至実施例１０の発光効率と電圧を表３に示す
【０１４１】
【表３】
2010121036.tif 000019
【０１４２】
＜結果と考察＞
本発明に係わる有機化合物は［ｋ］ベンゾフルオランテンの９位にフルオランテニル基を有することで、［ｋ］ベンゾフルオランテンの３位にフルオランテンの３位が結合した有機化合物のように、熱によって化学反応を起こさずに蒸着する事が可能になった。また、青に適した発光を有する化合物を作ることが出来た。この材料を発光素子に用いることで良好な発光特性を得ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明に係る有機発光素子と、本発明に係る有機発光素子に電気信号を供給する手段とを模式的に示す図である。
【図２】画素に接続される画素回路と画素回路に接続される信号線と電流供給線とを模式的に示す図である。
【図３】画素回路を示す図である。
【図４】有機発光素子とその下のＴＦＴとを示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  表示装置
２，１５  画素回路
１１  走査信号ドライバー
１２  情報信号ドライバー
１３  電流供給源
１４  画素
２１  第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２２  コンデンサー（Ｃａｄｄ）
２３  第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
３１  基板
３２  防湿層
３３  ゲート電極
３４  ゲート絶縁膜
３５  半導体膜
３６  ドレイン電極
３７  ソース電極
３８  ＴＦＴ素子
３９  絶縁膜
３１０  コンタクトホール（スルーホール）
３１１  陽極
３１２  有機層
３１３  陰極
３１４  第一の保護層
３１５  第二の保護層
【図１】
2010121036.tif 000025
【図２】
2010121036.tif 000026
【図３】
2010121036.tif 000027
【図４】
2010121036.tif 000028