(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示されることを特徴とする有機化合物。
【化１】
0005627300.tif 000033
式（１）において、Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、フッ素原子、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。
前記アミノ基はアルキル基またはアリール基を置換基として有する。
【請求項２】
Ｒ１乃至Ｒ１６はそれぞれ独立に前記水素原子、前記アリール基から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の有機化合物。
【請求項３】
下記一般式（２）で示されることを特徴とする請求項１に記載の有機化合物。
【化２】
0005627300.tif 000034
一般式（２）において、Ｒ１７乃至Ｒ２４はそれぞれ独立に炭素数１以上４以下のアルキル基、アリール基から選ばれる。
前記アリール基はフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基のいずれかである。
前記アリール基は炭素数１以上４以下のアルキル基を置換基として有してよい。
【請求項４】
陽極と陰極と、前記陽極と陰極と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請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機化合物を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
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４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
緑色発光することを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
複数の画素を有し、前記画素は請求項４乃至６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８】
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、前記画素は請求項４乃至６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９】
請求項４乃至６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１０】
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４乃至６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１１】
電子写真方式の画像形成装置に設けられる露光光源であって、
前記露光光源は、請求項４乃至６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、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する素子である。前記各電極から電子および正孔を注入することにより、前記有機化合物層中の有機化合物の励起子を生成させ、該励起子が基底状態にもどる際に光を放出する。
【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素子とも呼ばれる。
【０００４】
これまでに新規な発光性有機化合物の創出が盛んに行われている。高性能の有機発光素子を提供するにあたり、前記化合物の創出が重要であるからである。
【０００５】
例えば、有機化合物の一例として以下に示す例示化合物が１−Ａとして記載されている。
【０００６】
【化１】
0005627300.tif 000002
【０００７】
また、特許文献２には有機化合物の一例として以下に示す有機化合物が例示化合物１として記載されている。
【０００８】
【化２】
0005627300.tif 000003
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２３５７３４号公報
【特許文献２】特開２００８−３００７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１および２に記載の有機化合物はそれ自体ではほとんど発光しない。有機化合物１−Ａも例示化合物１も上式に示すようにそれぞれが置換基を有さない縮環で構成されている。それぞれの有機化合物の基本骨格は上式の構造式が基本骨格であるといってもよい。
【００１１】
そこで、本発明は、基本骨格自体で発光し更に緑領域の発光ができる新規な有機化合物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】
【００１２】
よって本発明は、
下記一般式（１）で示されることを特徴とする有機化合物を提供する。
【００１３】
【化３】
0005627300.tif 000004
【００１４】
式（１）において、Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、アリール基、複素環基からそれぞれ独立に選ばれる。
【００１５】
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。
【００１６】
前記アミノ基はアルキル基またはアリール基を置換基として有する。
【発明の効果】
【００１７】
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。そして、それにより本発明に係る有機化合物は基本骨格自体で緑領域の光を発光する。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】
【００１８】
【図１】有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるスイッチング素子とを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る有機化合物は、以下の一般式（１）で示される有機化合物である。
【００２０】
【化４】
0005627300.tif 000005
【００２１】
式（１）において、Ｒ１乃至Ｒ１６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。
【００２２】
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。
【００２３】
前記アミノ基はアルキル基またはアリール基を置換基として有してよい。
【００２４】
ここで式（１）において、アルキル基として、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−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。
【００２５】
ここで式（１）において、アルコキシ基として、例えばメトキシ基、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。
【００２６】
ここで式（１）において、アミノ基として、例えば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。
【００２７】
ここで式（１）において、アリール基として、例えばフェニル基、ナフチル基、インデニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
【００２８】
ここで式（１）において、複素環基として、例えばピリジル基、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。
【００２９】
本発明者は基本骨格のみの分子が持つ発光ピーク波長が所望の発光波長領域に収まるものに注目した。本発明に係る基本骨格とは以下の構造式で示される。
【００３０】
【化５】
0005627300.tif 000006
【００３１】
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化合物の安定性を損なう場合がある。そのため、基本骨格のみの分子でできるだけ所望の発光ピーク波長を有することが化合物の安定性の面から重要である。
【００３２】
本発明において所望の発光波長領域とは緑色領域のことであり、具体的には発光ピーク波長が４８０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下である。
【００３３】
（本発明に係る有機化合物の基本骨格と他の基本骨格との比較）
本発明に係る有機化合物の基本骨格と以下の基本骨格との比較を行う。
【００３４】
【化６】
0005627300.tif 000007
【００３５】
【化７】
0005627300.tif 000008
【００３６】
本発明に係る有機化合物の基本骨格にフェニル基が置換された有機化合物（表１中ｃ）と（Ａ）で示される基本骨格の無置換体である有機化合物（表１中ａ）と、（Ｂ）で示される基本骨格にフェニル基が置換された化合物（表１中ｂ）との発光特性の比較を行った。表中の−は紫外及び可視領域で発光が観測されないことを示す。
【００３７】
【表１】
0005627300.tif 000009
【００３８】
表１中ａで示される有機化合物は紫外及び可視領域でほとんど発光しない。そのため量子収率も測定することができない。表１中ｂで示される有機化合物は、僅かに発光する。しかし、０−０の振動準位の発光強度は弱く、他の振動準位の発光強度が最大となるために、発光ピーク波長が５５０ｎｍの黄色の発光をする。つまり、発光強度が弱いことに加えて緑色の発光が得られない。表１中ｃで示される本発明に係る有機化合物は、高い量子収率を示し、発光ピーク波長は５１６ｎｍと緑色に発光する。
【００３９】
これより、表１中ａで示されるインデノ［１，２，３−ｃｄ］フルオランテン骨格自身は発光材料としては適さない構造である。この構造に対してフェニル基を一つ縮環した表１中ｂで示される有機化合物は黄色の発光でほとんど発光しない。これも、発光材料としては適さない構造であることが分かる。これらに対して、更にインデノ［１，２，３−ｃｄ］フルオランテン骨格に対して共役が伸びる方向にナフチル基を縮環した、表１中ｃで示される本発明に係る有機化合物は、緑色の発光となり、高い量子収率を示す。
【００４０】
共役を伸ばすために縮環構造を増やすと、色は一般的に青から緑、黄、赤と変化していくはずであるが、それと表１中ｂで示される構造と表１中ｃで示される本発明の構造の関係は異なる。つまり、表１中ｂの化合物の発光色から表１中ｃの化合物の発光色を予測すると赤と予想される。しかし、表１中ｃの化合物の発光色は予想とは異なる緑を発することを発明者は見出した。
【００４１】
また、量子収率も表１中ｃで示される本発明に係る有機化合物は表１中ｂで示される化合物の１０倍以上高効率化する。
【００４２】
【化８】
0005627300.tif 000010
【００４３】
また、本発明に係る有機化合物の基本骨格は平面性が高いため、膜にした際に分子同士が重なる可能性が高い。そうなると，分子本来の発光に対して長波長化する。これを膜にした際でも分子単独の発光波長を利用するためには、基本骨格に置換基を導入することが大切であると本発明者は考える。本発明に係る有機化合物の基本骨格が有する面と導入する置換基が有する面とによって形成される２面角が垂直に近い角度となることが好ましい。特に効果が高いのは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ７、Ｒ８の少なくともいずれか一つにアリール基を導入することである。
【００４４】
さらに本発明に係る有機化合物は、基本骨格内に２つの５員環構造を有するためＨＯＭＯエネルギーレベルが深い。つまり酸化電位が低い。すなわち本発明に係る有機化合物は酸化に対して安定である。
【００４５】
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。
【００４６】
本発明に係る有機化合物の基本骨格はＨＯＭＯエネルギーレベルが深い。それはＨＯＭＯエネルギーとＬＵＭＯエネルギーとエネルギーギャップの関係を考えるとＬＵＭＯエネルギーレベルも深いことを意味する。そのため、電子を受け取りやすい性質を有する。
【００４７】
本発明に係る有機化合物は緑色の発光材料としてだけでなく、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。
【００４８】
発光波長を長波長化するための置換基としてはトリアリールアミンやアントラセンなどが挙げられる。発光波長を調整するためにはこれら置換基を本発明に係る有機化合物の基本骨格のＲ４、Ｒ５、Ｒ１２、Ｒ１３の少なくともいずれか一つに設けることが好ましい。
【００４９】
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またはホスト材料として用いられる。好ましくは発光層のゲスト材料として用いられ、緑色発光素子の発光層のゲスト材料として用いられることが特に好ましい。
【００５０】
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る場合ホスト材料は、この有機化合物よりもＬＵＭＯが浅い有機化合物、言い換えれば真空順位により近い有機化合物を用いることが好ましい。というのもホスト材料に供給された電子をゲスト材料が受け取りやすくなるからである。
【００５１】
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る。ゲスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で重量比がホスト材料よりも小さく、主たる発光をする材料である。また、アシスト材料とは、発光層を構成する化合物の中で、重量比がホスト材料よりも小さく、ゲスト材料の発光を助ける材料である。
【００５２】
本発明に係る有機化合物は赤色発光層のホスト材料としても用いることができる。
【００５３】
さらに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等のいずれの層に用いられても良い。
【００５４】
（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。
【００５５】
【化９】
0005627300.tif 000011
【００５６】
【化１０】
0005627300.tif 000012
【００５７】
【化１１】
0005627300.tif 000013
【００５８】
（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群に示すものは基本骨格のみならず分子全体が炭化水素のみで構成されているので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。
【００５９】
また、Ｂ群のように置換基がヘテロ原子を含む場合、分子の酸化電位は大きく変化する。あるいは分子間相互作用が変化する。置換基がヘテロ原子を含む場合、最大発光波長を長波長化させることができる。あるいは置換基がヘテロ原子を含む場合電子輸送性やホール輸送性、ホールトラップ型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。
【００６０】
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。
【００６１】
本発明に係る有機化合物は下記一般式（２）で示されるものが特に好ましい。
【００６２】
【化１２】
0005627300.tif 000014
【００６３】
一般式（２）において、Ｒ１７乃至Ｒ２４はそれぞれ独立に炭素数１以上４以下のアルキル基、アリール基から選ばれる。
【００６４】
前記アリール基はフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基のいずれかである。
【００６５】
前記アリール基は炭素数１以上４以下のアルキル基を置換基として有してよい。
【００６６】
Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１、Ｒ２２のいずれかの位置にアリール基が設けられる場合、本発明に係る有機化合物の基本骨格とアリール基とが成す２面角は大きい。
【００６７】
そのため、分子同士の重なりを抑制し、濃度消光を抑制する効果が高い。
【００６８】
Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２３、Ｒ２４の位置に置換基が設けられる場合、発光波長を長波長化できる。置換基はアリール基を設けるとより大きく波長を長波長化できる。
【００６９】
（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。以下に反応式を示す。
【００７０】
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。
【００７１】
【化１３】
0005627300.tif 000015
【００７２】
【化１４】
0005627300.tif 000016
【００７３】
（その他有機化合物と原料）
上記反応式のうちＤ１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。
【００７４】
【表２】
0005627300.tif 000017
【００７５】
【表３】
0005627300.tif 000018
【００７６】
（有機発光素子の説明）
次に本発明に係る有機発光素子を説明する。
【００７７】
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本発明に係る有機化合物を有する。
【００７８】
この有機化合物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、発光層には他の成分が存在しても良い。
【００７９】
発光層に他の成分が存在する場合とは、発光層に主に発光する材料の他にホスト材料やアシスト材料が存在する場合である。本発明に係る有機化合物は干すと材料であってもゲスト材料であってもアシスト材料であってもよい。
【００８０】
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。
【００８１】
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、極めて耐久性が高いことを見出した。
【００８２】
以下に、本実施形態に係る有機化合物を用いた有機発光素子の例を示す。
【００８３】
本実施形態に係る有機発光素子としては、基板上に、順次陽極、発光層、陰極を設けた構成のものが挙げられる。他にも順次陽極、ホール輸送層、電子輸送層、陰極）を設けた構成のものが挙げられる。また順次陽極、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を設けたものや順次陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、陰極を設けたものや順次、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、陰極を設けたものが挙げられる。ただしこれら例はあくまでごく基本的な素子構成であり、本実施形態に係る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、電極と有機化合物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。
【００８４】
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注入性化合物あるいは輸送性化合物あるいはホスト材料であるホスト化合物あるいは発光性化合物あるいは電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物等を使用することができる。
【００８５】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００８６】
ホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物としては、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。
【００８７】
ホスト化合物としては、具体的な構造式を表４に示す。ホスト化合物は表４に示す構造式を有する誘導体である化合物であってもよい。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。
【００８８】
【表４】
0005627300.tif 000019
【００８９】
電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物としては、ホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物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化合物としては、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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、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。
【００９３】
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。
【００９４】
（有機発光素子を有する表示装置）
以下本実施形態に係る有機発光素子を有する装置について説明する。
【００９５】
本実施形態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。
【００９６】
表示装置は本実施形態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、この画素は本実施形態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。
【００９７】
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。
【００９８】
次に、本実施形態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。
【００９９】
図１は、本実施形態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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
本実施形態に係る表示装置においてスイッチング素子に特に制限はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型の素子等を用いてもよい。
【実施例】
【０１０４】
（実施例１）
［例示化合物Ａ２の合成］
【０１０５】
【化１５】
0005627300.tif 000020
【０１０６】
Ｅ１  １０．６ｇ（５０ｍｍｏｌ）、Ｅ２  １０．５ｇ（５０ｍｍｏｌ）をエタノール２００ｍｌ中に入れ、６０度まで加熱した後、６Ｍ水酸化ナトリウム水溶液２０ｍｌを滴下した。滴下終了後８０度に加熱して２時間攪拌した後冷却後、析出物の濾過を行い、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１８．７ｇ（収率：８６％）得た。次に、Ｅ３  ８．７１ｇ（２０ｍｍｏｌ）、Ｅ４  ４．４９ｇ（２４ｍｍｏｌ）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２．８１ｇ（２４ｍｍｏｌ）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＝２：３）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Ｅ５を７．４７ｇ（収率：７０％）得た。
【０１０７】
【化１６】
0005627300.tif 000021
【０１０８】
Ｅ５  ２．６７ｇ（５ｍｍｏｌ）、Ｅ６  １．６０ｇ（８ｍｍｏｌ）をＤＭＦ４０ｍｌ中に入れ、ビス（トルフェニルフォスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロライド０．２５ｇ（０．５ｍｍｏｌ）と１，８―ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセ−７−エン  ２．２８ｇ（１５ｍｍｏｌ）を入れた後に１５０度に加熱して４時間攪拌を行った。これを冷却した後、メタノール３０ｍｌを加えて沈殿を析出させた後に濾過を行い、黄色固体を得た。この固体をカラムクロマトグラフィー（クロロホルム／ヘプタン＝１：３）にて精製後、クロロホルム／メタノールで再結晶を２回行い、黄結晶の例示化合物Ａ２を１．７７ｇ（収率：６７％）得た。
【０１０９】
この化合物の純度はＨＰＬＣを用いて純度９９％以上であることを確認した。
【０１１０】
例示化合物Ａ２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、５１６ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１１１】
（実施例２）
［例示化合物Ａ２２の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２をＥ７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Ａ２２を得た。
【０１１２】
【化１７】
0005627300.tif 000022
【０１１３】
この化合物の純度はＨＰＬＣを用いて純度９９．５％以上であることを確認した
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
【０１１４】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ）  σ（ｐｐｍ）：８．１７（ｓ，２Ｈ），７．８４−７．８２（ｍ，２Ｈ），７．７０−７．６７（ｍ，２Ｈ），７．６５−７．６３（ｍ，２Ｈ），７．４９（ｓ，２Ｈ），７．４８（ｓ，２Ｈ），７．４６（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝７．６０Ｈｚ），７．３９−７．３７（ｍ，２Ｈ），７．２１−７．１７（ｍ，２Ｈ），６．４０（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝７．２０Ｈｚ），１．４４（ｓ，３６Ｈ）．
例示化合物Ａ２２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、５１７ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１１５】
（実施例３）
［例示化合物Ａ３の合成］
【０１１６】
【化１８】
0005627300.tif 000023
【０１１７】
Ｅ８  ５．４１ｇ（２０ｍｍｏｌ）、Ｅ９  ５．１８ｇ（２４ｍｍｏｌ）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２．８１ｇ（２４ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した後、８０℃から徐々に昇温して１００℃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＝２：３）にて精製後、トルエン／エタノールで再結晶を行い、Ｅ５を３．７７ｇ（収率：４６％）得た。
【０１１８】
次に、Ｅ１０  ４．１ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｎｉ（ｄｐｐｐ）２Ｃｌ２  １．０８ｇ（２ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌ中に入れ、トリエチルアミン  ３．０３ｇ（３０ｍｍｏｌ）、Ｅ１１  ３．８３ｇ（３０ｍｍｏｌ）を入れて１００℃で５時間攪拌を行った。冷却後、濾過を行い，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、これをカラムクロマトグラフィー（トルエン／ヘプタン＝５：１）にて精製後、トルエン／ヘプタンで再結晶を行い、Ｅ１２を３．１９ｇ（収率：７０％）得た。
【０１１９】
【化１９】
0005627300.tif 000024
【０１２０】
Ｅ１２  ２．２８ｇ（５ｍｍｏｌ）、Ｅ１３  ２．８６ｇ（１０ｍｍｏｌ）をＤＭＦ５０ｍｌ中に入れ、ビス（トルフェニルフォスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロライド０．２５ｇ（０．５ｍｍｏｌ）と１，８―ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセ−７−エン  ２．２８ｇ（１５ｍｍｏｌ）を入れた後に１５０度に加熱して４時間攪拌を行った。これを冷却した後、メタノール３０ｍｌを加えて沈殿を析出させた後に濾過を行い、黄色固体を得た。この固体をカラムクロマトグラフィー（クロロホルム／ヘプタン＝１：５）にて精製後、トルエン／メタノールで再結晶を２回行い、黄結晶のＥ１４を３．２７ｇ（収率：７２％）得た。次にＥ１４  ３．１８ｇ（７ｍｍｏｌ）、Ｅ１５  １．２５ｇ（７ｍｍｏｌ）をクロロホルム５０ｍｌに入れ後に６０度に加熱して８時間攪拌を行った。冷却後、水５０ｍｌ×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、ろ液を濃縮した。これをカラムクロマトグラフィー（クロロホルム／ヘプタン＝１：２）にて精製後、トルエン／エタノールで再結晶を行い、Ｅ１６を３．１７ｇ（収率：８５％）得た。
【０１２１】
【化２０】
0005627300.tif 000025
【０１２２】
Ｅ１６  ２．４２ｇ（５ｍｍｏｌ）、Ｅ６  １．６０ｇ（８ｍｍｏｌ）をＤＭＦ４０ｍｌ中に入れ、ビス（トルフェニルフォスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロライド０．２５ｇ（０．５ｍｍｏｌ）と１，８―ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセ−７−エン  ２．２８ｇ（１５ｍｍｏｌ）を入れた後に１５０度に加熱して４時間攪拌を行った。これを冷却した後、メタノール３０ｍｌを加えて沈殿を析出させた後に濾過を行い、黄色固体を得た。この固体をカラムクロマトグラフィー（クロロホルム／ヘプタン＝１：３）にて精製後、クロロホルム／メタノールで再結晶を２回行い、黄結晶の例示化合物Ａ３を１．９０ｇ（収率：７２％）得た。
【０１２３】
この化合物の純度はＨＰＬＣを用いて純度９９％以上であることを確認した。
【０１２４】
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、５２４ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１２５】
（実施例４）
［例示化合物Ａ２３の合成］
実施例３で用いられる有機化合物Ｅ８をＥ１８に変更した以外は実施例３と同様の反応、精製を行った。
【０１２６】
【化２１】
0005627300.tif 000026
【０１２７】
例示化合物Ａ２３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、５２５ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。
【０１２８】
（実施例５）
［例示化合物Ａ１３の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２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Ａ１３を得た
【０１２９】
【化２２】
0005627300.tif 000027
【０１３０】
例示化合物Ａ１３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、５１７ｎｍに最大強度を有するスペクトルを得た。
【０１３１】
（実施例６）
［例示化合物Ａ２１の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ６をＥ２０に変更した以外は実施例１と同様の反応、精製を行った。
【０１３２】
【化２３】
0005627300.tif 000028
【０１３３】
例示化合物Ａ２１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、５２３ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。
【０１３４】
（実施例７）
［例示化合物Ａ２５の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ６をＥ２０に、Ｅ２をＥ７に変更した以外は実施例１と同様の反応、精製を行った。
【０１３５】
例示化合物Ａ２５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、５２０ｎｍに最大強度を有するスペクトルであった。
【０１３６】
（実施例８）
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。ゲスト材料が２種類存在する際は、置換位置の異なる構造異性体の約１：１の混合である。
ホール輸送層（４０ｎｍ）  Ｇ−１
発光層（３０ｎｍ）  ホスト：化合物Ｈ７（重量比９８％）、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
【０１３７】
【化２４】
0005627300.tif 000029
【０１３８】
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。
【０１３９】
実施例９乃至２０では、実施例８のゲスト材料およびホスト材料を変更した以外は同様に有機発光素子を作製し、同様の評価を行った。ホスト材料は表５中のＧ−２の欄に示される化合物を用いた。
【０１４０】
実施例８乃至実施例２０の発光効率と電圧を表５に示す。
【０１４１】
【表５】
0005627300.tif 000030
【０１４２】
（実施例２１）
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／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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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、この陽極周辺部にアクリル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／オゾン洗浄を施す。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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Ｈ７（重量比  ９８％）、ゲスト：例示化合物  Ａ１３（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％）
【０１４７】
【化２５】
0005627300.tif 000031
【０１４８】
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。
【０１４９】
実施例２２乃至２６では、実施例２１のゲスト材料およびホスト材料を変更した以外は同様に有機発光素子を作製し、同様の評価を行った。ホスト材料はＧ−１３の欄に示す化合物を用いた。
【０１５０】
実施例２１乃至実施例２６の発光効率と電圧を表６に示す
【０１５１】
【表６】
0005627300.tif 000032
【０１５２】
（結果と考察）
本発明に係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】
【０１５３】
８  ＴＦＴ素子
１１  陽極
１２  有機化合物層
１３  陰極
【図１】
0005627300.tif 000035