(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層を含む有機化合物層と、を有する有機発光素子であって、
前記発光層は下記一般式（１）で表わされる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】
0005618647.tif 000031
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１８は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アミノ基、アリール基、複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記アミノ基は、アリール基または複素環基を置換基として有してよい。
Ｒ１乃至Ｒ１８で表わされる前記アリール基および前記複素環基はアルキル基を置換基として有してよい。
【請求項２】
前記有機化合物の前記Ｒ１乃至前記Ｒ１８は前記水素原子、前記アルキル基、前記アリール基からそれぞれ独立に選ばれることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記有機化合物のＲ５、Ｒ６、Ｒ１５、Ｒ１６の少なくとも一つが前記アリール基であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記発光層は、ホスト材料とゲスト材料とを有し、前記ゲスト材料が前記有機化合物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
緑色発光することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項６】
複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくともひとつは請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続するスイッチング素子とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
画像を表示するための表示部と画像を入力するための画像入力部とを有し、前記表示部は複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくともひとつは請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続するスイッチング素子とを有することを特徴とする画像入力装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする照明装置。
【請求項９】
露光光源を有する、電子写真方式の画像形成装置であって、
前記露光光源は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
電子写真方式の画像形成装置の露光光源であって、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする露光光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規有機化合物およびそれを有する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、一対の電極の間に有機化合物層を有し、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、有機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。
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素子とも呼ばれる。
これまでに新規化合物の開発が盛んに行われている。
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。
例えば、有機発光素子の発光層の材料に用いる例が特許文献１に記載されており、緑色を発光する化合物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０２６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の有機化合物は基本骨格のみでは緑色発光することができない。
【０００５】
発光材料は置換基を設けることで発光波長を調整できることが知られるが、化合物の安定性を損なう可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は基本骨格のみで緑領域の発光ができる有機化合物を有する有機発光素子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】
【０００７】
よって、本発明は、
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層を含む有機化合物層を有する有機発光素子であって、
前記有機化合物層は下記一般式（１）で表わされる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。
【０００８】
【化１】
0005618647.tif 000002
【０００９】
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１８は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記アミノ基は、アリール基または複素環基を置換基として有してよい。
前記アリール基および前記複素環基はアルキル基を置換基として有してよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基本骨格自体でバンドギャップが広い、そしてＬＵＭＯが深い新規な有機化合物を提供することができる。本発明に係る有機化合物は基本骨格自体で緑領域の発光が可能である。また基本骨格に置換基を導入することによって緑のみならず赤の発光が可能な新規有機化合物を提供することができる。そして、これら新規有機化合物を有する有機発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】有機発光素子とこの有機発光素子と接続するスイッチング素子を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る有機発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層を含む有機化合物層を有する有機発光素子であって、
前記有機化合物層は下記一般式（１）で表わされる有機化合物を有することを特徴とする有機発光素子である。
【００１３】
【化２】
0005618647.tif 000003
【００１４】
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１８は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アリール基、複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記アミノ基は、アリール基または複素環基を置換基として有してよい。
前記アリール基および前記複素環基はアルキル基を置換基として有してよい。
【００１５】
ここで式（１）において、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、イソブチル基、セカンダリブチル基、ターシャリブチル基、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。
【００１６】
ここで式（１）において、アルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、２−エチル−オクチルオキシ基、フェノキシ基、４−ターシャルブチルフェノキシ基、ベンジルオキシ基、チエニルオキシ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。
【００１７】
ここで式（１）において、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−メチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、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。
【００１８】
ここで式（１）において、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。
【００１９】
ここで式（１）において、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。
【００２０】
式（１）においてアミノ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、フェニル基、ビフェニル基などのアリール基、ピリジル基、カルバゾリル基などの複素環基などが挙げられる。
式（１）において、アリール基および複素環基は炭素数が１以上４以下のアルキル基を有してよい。
【００２１】
本発明者は基本骨格それ自体に注目した。具体的には基本骨格のみの分子が持つ発光波長が所望の発光波長領域に収まるものを提供することを試みた。
【００２２】
本発明において基本骨格とは、共役を有する縮環構造のみで形成される構造である。
【００２３】
所望の発光波長を得るために、基本骨格に置換基を設けることが知られているものの、その場合は化合物の安定性を損なう場合がある。
【００２４】
本発明に係る有機化合物は基本骨格のみで緑色領域の発光をする。具体的に緑色領域とは４８０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下である。
【００２５】
有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光材料そのものの量子収率が大きいことが望ましい。
そのためには
１．振動子強度が高いこと
２．発光にかかわる骨格の振動部分が少ないこと
があげられる。
【００２６】
また、有機発光素子として緑色発光に適した材料に求められる発光波長は発光材料の溶液における発光ピークが４８０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下であることが重要である。
【００２７】
１に関しては、発光材料の発光にかかわる骨格の対称性を高くすることが重要である。なぜならば、対称性の高い分子は、各原子の遷移双極子モーメントの向きが揃いやすいため、遷移双極子モーメントが大きくなるからである。遷移双極子モーメントが大きいことは振動子強度が大きいことに繋がり、そのことは量子収率が高いことに繋がる。
【００２８】
また、１つの方向に共役を伸ばすことによって分子の遷移双極子モーメントが大きくなって振動子強度が向上する。
【００２９】
この点で本発明に係る有機化合物はベンゾ［ｋ］フルオランテンの９位から１０位の位置に共役を伸ばす形で縮環構造を有する構造となっている。この構造はベンゾ［ｋ］フルオランテン比べて遷移双極子モーメントがさらに大きくなることにつながり、本発明に係る有機化合物は振動子強度の高い構造となっている。
【００３０】
２に関しては発光にかかわる骨格に回転構造を有さないことで、有機化合物が得たエネルギーが回転または振動といった運動エネルギーへ変わることを抑制し、光子として放出されるエネルギーの割合を増加させることができる。すなわち量子収率の低下を抑制することができる。
【００３１】
（本発明に係る有機化合物と他の有機化合物との比較）
本発明の有機化合物と類似化合物のベンゾ［ｋ］フルオランテンとの比較を行う。
ベンゾ［ｋ］フルオランテンの７位および１２位にフェニル基が置換された７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテンと本発明の有機化合物（例示化合物Ａ２）の最大発光波長を比較すると、前者は４２８ｎｍに対して本発明の化合物は約４９０ｎｍとなり緑領域の発光を有する。
【００３２】
【化３】
0005618647.tif 000004
【００３３】
【化４】
0005618647.tif 000005
【００３４】
これより、本発明の化合物は基本骨格のみで緑の発光に適した発光を持ち、尚且つ高い量子収率を得ている。
【００３５】
また、本発明に係る有機化合物は、骨格内に２つの５員環構造を有するため、ＨＯＭＯのエネルギーレベルおよびＬＵＭＯのエネルギーレベルが低くなる。酸化電位が低くなるということは、酸化されるためにはエネルギーが必要になるため、酸化に対して安定になる。また、発光層のゲスト材料として用いる際は電子トラップ型発光材料に適している。
【００３６】
また本発明に係る有機化合物は基本骨格に窒素原子等のヘテロ原子を有していない。このことも酸化電位が低いことに寄与し、すなわち有機化合物が酸化に対して安定であることに寄与する。
【００３７】
本発明に係る有機化合物は、有機発光素子の発光層のゲスト材料として好ましく用いることができる。特に緑色発光素子のゲスト材料として用いられることが好ましい。
【００３８】
本発明に係る有機化合物の基本骨格に、発光波長を長波長化する置換基を設けることで赤発光材料とすることもできる。これら長波長化した材料は、基本骨格が本発明に係る有機化合物と同一であるので、酸化に対して安定である。
【００３９】
発光波長を長波長化する置換基としてはアリール基やトリアリールアミノ基などが挙げられる。
【００４０】
発光波長を長波長化する効果が高い置換位置はＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１８の置換位置である。
【００４１】
本発明に係る有機化合物を発光層のゲスト材料として用い、この有機化合物よりもＬＵＭＯが高い材料、言い換えれば真空順位により近いホスト材料を用いることが好ましい。というのも本発明に係る有機化合物はＬＵＭＯが低いため発光層、すなわちホスト材料に供給される電子をゲスト材料がホスト材料から良好に受領することができるからである。
【００４２】
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、あるいは電子注入層のいずれの層に用いても良い。
【００４３】
本発明に係る有機化合物は基本骨格自体でバンドギャップが広いので、黄色や赤色発光層のホスト材料としても用いることができる。
【００４４】
ここでホスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で、重量比が最も大きい材料であり、ゲスト材料とは発光層を構成する化合物の中でホスト材料よりも重量比が小さく主たる発光をする材料である。アシスト材料とは発光層を構成する化合物の中でホスト材料よりも重量比が小さくゲスト材料の発光を助ける材料である。
【００４５】
（本発明に係る有機化合物の例示）
本発明に係る有機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。
【００４６】
【化５】
0005618647.tif 000006
【００４７】
【化６】
0005618647.tif 000007
【００４８】
【化７】
0005618647.tif 000008
【００４９】
（例示した化合物群のそれぞれの性質）
例示した化合物のうちＡ群に示すものは分子全体が炭化水素のみで構成されている。炭化水素のみで構成される化合物は、ＨＯＭＯエネルギーレベルが低い。従って酸化電位が低くなり、すなわち有機化合物が酸化に対して安定であることを意味する。
【００５０】
従って本発明に係る有機化合物のうち、炭化水素のみで構成されているＡ群に示す化合物は、分子の安定性が高いので好ましい。
【００５１】
また、Ｂ群のような置換基が窒素原子を含む場合、分子は酸化電位が大きく変化する。あるいは分子間相互作用が変化する。置換基が窒素原子を含む場合、最大発光波長を長波長化させることができる。あるいは置換基が窒素原子を含む場合、電極界面もしくは電子輸送性やホール輸送性、ホールトラップ型発光材料、発光材料として使用した際に１００％の高濃度で使用するといった用途に用いることができる。
【００５２】
本発明に係る有機化合物の中でもＡ群に示した化合物、さらには下記一般式（２）で示される化合物が特に好ましい。
【００５３】
【化８】
0005618647.tif 000009
【００５４】
一般式（２）において、Ｒ１９およびＲ２０はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１以上４以下のアルキル基、フェニル基から選ばれる。
ＡまたはＢのいずれか一方はフェニル基であり、他方は水素原子である。
Ｒ２１は炭素数１以上４以下のアルキル基である。
前記フェニル基は炭素数１以上４以下のアルキル基を有してよい。
【００５５】
以上のように例示化合物をＡ乃至Ｂ群として挙げた。これら化合物は基本骨格自体で緑色発光するものである。また本発明に係る有機化合物の基本骨格は置換基を設けることにより緑から更に長波長化、具体的には赤色に発光しうる。また本発明に係る有機化合物は、有機発光素子の発光層のホスト材料や電子輸送層や電子注入層やホール輸送層やホール注入層やホールブロッキング層等に用いても良い。その場合有機発光素子の発光色は何色でも良い。また有機発光素子の発光層のアシスト材料に用いることもできる。
【００５６】
（合成ルートの説明）
本発明に係る有機化合物の合成ルートの一例を説明する。以下に反応式を記す。
このうち下記式において所望の位置に置換基を導入する場合には、導入する位置の水素原子を他の置換基に置き換えて合成することができる。置き換える置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、フェニル基などが挙げられる。
【００５７】
合成ルート１
【００５８】
【化９】
0005618647.tif 000010
【００５９】
合成ルート２
【００６０】
【化１０】
0005618647.tif 000011
【００６１】
（その他有機化合物と原料）
上記反応式のうちＤ１乃至Ｄ３をそれぞれかえることで種々の有機化合物を合成することができる。その具体例を表１に合成化合物として示す。下記表１は、合成化合物を得るための原料であるＤ１乃至Ｄ３も示す。
【００６２】
【表１】
0005618647.tif 000012
【００６３】
また、同様に上記反応式のうちＤ４乃至Ｄ６をそれぞれかえることで種々の有機化合物を合成することができる。その具体例を表２に合成化合物として示す。下記表２は、合成化合物を得るための原料であるＤ４乃至Ｄ６も示す。
【００６４】
【表２】
0005618647.tif 000013
【００６５】
（有機発光素子の説明）
次に本実施形態に係る有機発光素子を説明する。
【００６６】
本実施形態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れらの間に配置される有機化合物層とを有し、この有機化合物層が本発明に係る有機化合物を有する素子である。
【００６７】
本実施形態に係る有機発光素子は、有機化合物層が複数層で構成されてもよい。この複数層としてはホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、エキシトンブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等が挙げられる。これらの層を適宜組み合わせて用いることができる。
【００６８】
なお、本実施形態に係る有機化合物を発光層において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０．１質量％以上３０質量％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。
【００６９】
本発明者らは種々の検討を行い、本発明に係る有機化合物を発光層のホスト材料またはゲスト材料、特にゲスト材料として用いた素子が高効率で高輝度な光出力を有し、耐久性が高いことを見出した。
【００７０】
本実施形態に係る有機発光素子は本発明に係る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注入性材料あるいは輸送性材料あるいはホスト材料あるいはゲスト材料あるいは電子注入性材料あるいは電子輸送性材料等を一緒に使用することができる。
【００７１】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００７２】
ホール注入層あるいはホール輸送層に用いる材料としては、ホール移動度が高い材料であることが好ましい。正孔注入性能あるいは正孔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。
【００７３】
ホスト材料としては、具体的な構造式を表３に示す。ホスト材料は表３に示す構造式で示される化合物の誘導体であってもよい。またそれ以外に、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。
【００７４】
【表３】
0005618647.tif 000014
【００７５】
電子注入性材料あるいは電子輸送性材料としては、ホール注入性材料あるいはホール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。電子注入性能あるいは電子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。
【００７６】
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である。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でもよい。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。
【００７７】
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。
【００７８】
本実施形態に係る有機発光素子において、本発明に係る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、スパッタリング法、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）により層を形成する。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。また塗布法で形成する場合は、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。
【００７９】
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。
【００８０】
（有機発光素子を有する表示装置）
以下本発明に係る有機発光素子の用途について説明する。
【００８１】
本発明に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置に用いることができる。他にも電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライトなどがある。
【００８２】
表示装置は本発明に係る有機発光素子を表示部に有する。この表示部とは複数の画素を有しており、この画素は本発明に係る有機発光素子とスイッチング素子の一例であるＴＦＴ素子とを有し、この有機発光素子の陽極または陰極とＴＦＴ素子のドレイン電極またはソース電極とが接続されている。表示装置はＰＣ等の画像表示装置として用いることができる。表示装置は画像入力部をさらに有する画像入力装置でもよい。
【００８３】
画像入力装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの情報を入力する画像入力部と、入力された情報を表示する表示部とを有する。これに撮像光学系をさらに有すればデジタルカメラ等の撮像装置となる。また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部として、外部から入力された画像情報に基づいて画像を表示する画像出力機能と操作パネルとして画像への加工情報を入力する入力機能との両方を有していてもよい。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
【００８４】
次に、本発明に係る有機発光素子を使用した表示装置について説明する。
【００８５】
図１は、本発明に係る有機発光素子と有機発光素子の発光非発光あるいは発光輝度を制御するスイッチング素子の１例であるＴＦＴ素子とを有する表示装置の断面模式図である。本図では有機発光素子とＴＦＴ素子との組が２組図示されている。不図示ではあるが発光輝度を制御するトランジスタをさらに有してもよい。表示装置は、情報に応じてスイッチング素子を駆動することで、有機発光素子を点灯あるいは消灯することによって表示を行い、情報を伝える。構造の詳細を以下に説明する。
【００８６】
図１の表示装置は、ガラス等の基板１とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜２が設けられている。また符号３は金属のゲート電極３である。符号４はゲート絶縁膜であり、符号５は半導体層である。
【００８７】
ＴＦＴ素子８は半導体層５とドレイン電極６とソース電極７とを有している。ＴＦＴ素子８の上部には絶縁膜９が設けられている。コンタクトホール１０を介して有機発光素子の陽極１１とソース電極７とが接続されている。表示装置はこの構成に限られず、陽極または陰極のうちいずれか一方とＴＦＴ素子のソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが接続されていればよい。
【００８８】
有機化合物層１２は本図では多層の有機化合物層を１つの層の如き図示をしている。陰極１３の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層１４や第二の保護層１５が設けられている。
【実施例】
【００８９】
（実施例１）
［例示化合物Ａ２の合成］
【００９０】
【化１１】
0005618647.tif 000015
【００９１】
Ｅ１  ９．１ｇ（５０ｍｍｏｌ）、Ｅ２  １０．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）をエタノール２００ｍｌ中に入れ、６０℃まで加熱した後、５Ｍ水酸化ナトリウム水溶液２０ｍｌを滴下した。滴下終了後８０℃に加熱して２時間攪拌した後冷却後、析出物のろ過を行い、水、エタノールで洗浄した後、８０℃で減圧加熱乾燥を行い濃緑色の固体Ｅ３を１６ｇ（収率：９０％）得た。
【００９２】
【化１２】
0005618647.tif 000016
【００９３】
次にＥ３  ３．６ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｅ４  ３．２ｇ（１１ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌ中に入れ、８０℃まで加熱した後、亜硝酸イソアミル  １．３ｇ（１１ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した後、１１０℃で３時間攪拌を行った。冷却後、水１００ｍｌ×２回で洗浄した。この有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濾過後、ろ液を濃縮して茶褐色液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー（トルエン／ヘプタン＝１：１）にて精製後、クロロホルム／エタノールで再結晶を行い黄結晶のＥ５を４．３２ｇ（収率：７７％）得た。
【００９４】
【化１３】
0005618647.tif 000017
【００９５】
次にＥ５  ２．８１ｇ（５ｍｍｏｌ）、１−ピレンボロン酸  １．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）  ９１０ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、トリシクロへキシルホスフィン  １ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ジアザビシクロウンデセン  ７．５ｍｌ、ジメチルホルムアミド  ５０ｍｌを還流するまで過熱し、６時間攪拌した。冷却後、メタノール２０ｍｌを加え、沈殿物をろ過した。この粉末をクロロホルム５０ｍｌに溶かし、水１００ｍｌ×２回で洗浄した。この有機層を飽和食塩水で洗浄し，硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濾過後、ろ液を濃縮して黄色液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー（トルエン／ヘプタン＝１：４）にて精製後、クロロホルム／メタノールで再結晶を行い黄結晶の例示化合物Ａ２を１．６６ｇ（収率：５５％）得た。
【００９６】
例示化合物Ａ３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、４８９ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【００９７】
（実施例２）
［例示化合物Ａ３の合成］
【００９８】
【化１４】
0005618647.tif 000018
【００９９】
Ｅ８  １２．８ｇ（５０ｍｍｏｌ）、Ｅ９  １０．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）をエタノール２００ｍｌ中に入れ、６０℃まで加熱した後、５Ｍ水酸化ナトリウム水溶液２０ｍｌを滴下した。滴下終了後８０℃に加熱して２時間攪拌した後冷却後、析出物のろ過を行い、水、エタノールで洗浄した後、８０℃で減圧加熱乾燥を行い濃緑色の固体Ｅ６を１８ｇ（収率：８５％）得た。
【０１００】
【化１５】
0005618647.tif 000019
【０１０１】
次にＥ１０  ４．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｅ１１  ３．２ｇ（１１ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌ中に入れ、８０℃まで加熱した後、亜硝酸イソアミル  １．３ｇ（１１ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した後、１１０℃で５時間攪拌を行った。冷却後、水１００ｍｌ×２回で洗浄した。この有機層を飽和食塩水で洗浄し，硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濾過後、ろ液を濃縮して茶褐色液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー（トルエン／ヘプタン＝１：１）にて精製後、クロロホルム／エタノールで再結晶を行い黄結晶のＥ１２を５．４ｇ（収率：８５％）得た。
【０１０２】
【化１６】
0005618647.tif 000020
【０１０３】
次にＥ９  ６ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、１，８−ジヨードナフタレン４５６ｍｇ（１．２ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）９１ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリシクロへキシルホスフィン１００ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）、ジアザビシクロウンデセン０．７５ｍｌ、ジメチルホルムアミド５ｍｌを還流するまで過熱し、１２時間攪拌した。冷却後、クロロホルム２０ｍｌを加え、ろ液を、水１００ｍｌ×２回で洗浄した。この有機層を飽和食塩水で洗浄し，硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液を濾過後、ろ液を濃縮して黄色液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー（トルエン／ヘプタン＝１：８）にて精製後、クロロホルム／メタノールで再結晶を行い黄結晶の例示化合物Ａ２を２８９ｍｇ（収率：４８％）得た。
【０１０４】
例示化合物Ａ３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、４８９ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１０５】
（実施例３）
［例示化合物Ａ５の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２をＥ１４に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ５を得た。
【０１０６】
【化１７】
0005618647.tif 000021
【０１０７】
例示化合物Ａ５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、４９０ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１０８】
（実施例４）
［例示化合物Ａ１２の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２をＥ１４、１−ピレンボロン酸をＥ１５に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ１２を得た。
【０１０９】
【化１８】
0005618647.tif 000022
【０１１０】
例示化合物Ａ１２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、４９５ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１１１】
（実施例５）
［例示化合物Ａ１６の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ１をＥ１６、１−ピレンボロン酸をＥ１５に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ１６を得た。
【０１１２】
【化１９】
0005618647.tif 000023
【０１１３】
例示化合物Ａ１６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、４９８ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１１４】
（実施例６）
［例示化合物Ａ２７の合成］
実施例２で用いられる有機化合物Ｅ９をＥ１７に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ２７を得た。
【０１１５】
【化２０】
0005618647.tif 000024
【０１１６】
例示化合物Ａ２７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、４９０ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１１７】
（実施例７）
［例示化合物Ａ３３の合成］
実施例２で用いられる有機化合物Ｅ８をＥ１８、１−ナフタレンボロン酸をＥ１９に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ３３を得た。
【０１１８】
【化２１】
0005618647.tif 000025
【０１１９】
【化２２】
0005618647.tif 000026
【０１２０】
例示化合物Ａ３３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、５０２ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１２１】
（実施例８乃至１４）
本実施例では、順次（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）の構成の有機発光素子を作製した。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（４０ｎｍ）  Ｇ−１
発光層（３０ｎｍ）  ホスト：化合物Ｈ８、ゲスト：例示化合物Ａ２（重量比  ５％）
ホール・エキシトンブロッキング層（１０ｎｍ）  Ｇ−３
電子輸送層（３０ｎｍ）  Ｇ−４
金属電極層１（１ｎｍ）  ＬｉＦ
金属電極層２（１００ｎｍ）  Ａｌ
【０１２２】
【化２３】
0005618647.tif 000027
【０１２３】
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。実施例９乃至１４では、実施例８のゲストおよびホストを変更した以外は同様に有機発光素子を作製し、実施例８と同様に評価した。ホストは表３中に示した化合物であり、表４中にはＧ−２の欄に示した。
【０１２４】
実施例７乃至実施例１４の発光効率と電圧を表４に示す
【０１２５】
【表４】
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【０１２６】
（実施例１５乃至１９）
実施例１５では、順次陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極の構成の有機発光素子を作製した。
【０１２７】
共振構造を有する有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
支持体としてのガラス基板上に反射性陽極としてのアルミニウム合金（ＡｌＮｄ）を１００ｎｍの膜厚でスパッタリング法にて成膜する。さらに、透明性陽極としてＩＴＯをスパッタリング法にて８０ｎｍの膜厚で形成する。次に、この陽極周辺部にポリイミド製の素子分離膜を厚さ１．５μｍで形成し、半径３ｍｍの開口部を設けた。これをアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄した後、ＩＰＡで煮沸洗浄して乾燥する。さらに、この基板表面に対してＵＶ洗浄を施す。
【０１２８】
更に、以下の有機層を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た後に、陰極としてＩＺＯをスパッタリング法にて成膜して膜厚３０ｎｍの透明性電極を形成する。形成した後に、窒素雰囲気中において、封止する。
【０１２９】
以上により、有機発光素子を形成する。
ホール注入層（１３５ｎｍ）  Ｇ−１１
ホール輸送層（１０ｎｍ）  Ｇ−１２
発光層（３５ｎｍ）  ホスト：化合物Ｈ９、ゲスト：例示化合物Ａ２（重量比  ２％）
電子輸送層（１０ｎｍ）  Ｇ−１４
電子注入層（７０ｎｍ）  Ｇ−１５（重量比  ８０％）、Ｌｉ（重量比  ２０％）
【０１３０】
【化２４】
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【０１３１】
有機発光素子の特性は、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。実施例１６乃至１９では、実施例１５のゲストおよびホストを変更した以外は同様に有機発光素子を作製し、実施例１５と同様に評価した。ホストは表３中に示した化合物であり、表５中にはＧ−１３の欄に示した。
【０１３２】
実施例１５乃至実施例１９の発光効率と電圧を表５に示す。
【０１３３】
【表５】
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【０１３４】
（結果と考察）
本発明に係わる有機化合物は高い量子収率と緑に適した発光を有する新規化合物であり、有機発光素子に用いた場合、良好な発光特性を有する発光素子を作ることができる。
【符号の説明】
【０１３５】
８  ＴＦＴ素子
１１  陽極
１２  有機化合物層
１３  陰極
【図１】
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