(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率や色純度等の特性が高い有機ＥＬ素子の提供。【解決手段】陽極２と陰極６と、陽極２と陰極６との間に挟持され、少なくとも発光層４を含む有機化合物層と、から構成され、発光層４に、式１に示されるピレン化合物が含まれる有機ＥＬ素子１１。2011184362.tif 000025（Ａ1及びＡ2は、それぞれ、ピレン環の２位及び７位に、２つ乃至４つのフルオレン骨格が互いに直列的に連結している部分骨格を有する置換基を表す。尚、Ａ1及びＡ2は、同じであっても異なっていてもよい。）【選択図】図１
2011184362.tif 000002
【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、ピレン化合物。
【化１】
2011184362.tif 000022
（式（１）において、Ａ1及びＡ2は、それぞれ下記一般式（２）で示される置換基を表す。尚、Ａ1及びＡ2は、同じであっても異なっていてもよい。
【化２】
2011184362.tif 000023
（式（２）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14は、それぞれアルキル基を表す。Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、それぞれアルキル基、アリール基、アラルキル基を表す。ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれ０乃至３の整数を表す。ａが２以上の場合、複数のＲ1は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｂが２以上の場合、複数のＲ2は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｃが２以上の場合、複数のＲ3は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｄが２以上の場合、複数のＲ4は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
ｌは、１乃至３の整数を表す。
Ｘは、単結合、アリーレン基又は２価の複素環基を表す。
Ｙは、水素原子、アリール基、置換アミノ基、複素環基又は下記一般式（３）で示される置換基を表す。
【化３】
2011184362.tif 000024
（式（３）において、ｍ及びｎは、０乃至３の整数を表す。
Ｚ1は、アリーレン基又は２価の複素環基を表す。
Ｚ2は、水素原子、アリール基、置換アミノ基又は複素環基を表す。）））
【請求項２】
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
該発光層に、請求項１に記載のピレン化合物が含まれることを特徴とする、有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項２に記載の有機ＥＬ素子を複数有することを特徴とする、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピレン化合物及びこれを用いた有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピレン化合物が有するピレン骨格は、共役が大きく広がっているという特徴を有している。このためこの特徴を生かすべく、様々な分野におけるピレン化合物の応用が検討されている。具体的には、特許文献１に代表される光記録媒体用の材料や特許文献２に代表される有機ＥＬ素子の構成材料等が挙げられる。
【０００３】
ピレン化合物に限られないが、有機ＥＬ素子の構成材料として要求される特性としては、発光効率、色純度等が挙げられる。しかし、従来のピレン化合物ではこれらの特性が十分ではなく、さらに高い特性を有する化合物が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４２４８５号公報
【特許文献２】特開２００６−１４０２３５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００５，２１７２−２１７４
【非特許文献２】Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，７（１０），１９０７−１９１０，２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発光効率や色純度等の特性が高い有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のピレン化合物は、下記一般式（１）で示されることを特徴とする。
【０００８】
【化１】
2011184362.tif 000003
（式（１）において、Ａ1及びＡ2は、それぞれ下記一般式（２）で示される置換基を表す。尚、Ａ1及びＡ2は、同じであっても異なっていてもよい。
【０００９】
【化２】
2011184362.tif 000004
（式（２）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14は、それぞれアルキル基を表す。Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、それぞれアルキル基、アリール基、アラルキル基を表す。ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれ０乃至３の整数を表す。ａが２以上の場合、複数のＲ1は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｂが２以上の場合、複数のＲ2は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｃが２以上の場合、複数のＲ3は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｄが２以上の場合、複数のＲ4は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
ｌは、１乃至３の整数を表す。
Ｘは、単結合、アリーレン基又は２価の複素環基を表す。
Ｙは、水素原子、アリール基、置換アミノ基、複素環基又は下記一般式（３）で示される置換基を表す。
【００１０】
【化３】
2011184362.tif 000005
（式（３）において、ｍ及びｎは、０乃至３の整数を表す。
Ｚ1は、アリーレン基又は２価の複素環基を表す。
Ｚ2は、水素原子、アリール基、置換アミノ基又は複素環基を表す。）））
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光効率や色純度等の特性が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子における実施形態の例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず本発明のピレン化合物について説明する。本発明のピレン化合物は、下記一般式（１）で示されることを特徴とする。
【００１４】
【化４】
2011184362.tif 000006
（式（１）において、Ａ1及びＡ2は、それぞれ下記一般式（２）で示される置換基を表す。尚、Ａ1及びＡ2は、同じであっても異なっていてもよい。
【００１５】
【化５】
2011184362.tif 000007
（式（２）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14は、それぞれアルキル基を表す。Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、それぞれアルキル基、アリール基、アラルキル基を表す。ａ、ｂ、ｃ及びｄは、それぞれ０乃至３の整数を表す。ａが２以上の場合、複数のＲ1は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｂが２以上の場合、複数のＲ2は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｃが２以上の場合、複数のＲ3は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。ｄが２以上の場合、複数のＲ4は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
ｌは、１乃至３の整数を表す。
Ｘは、単結合、アリーレン基又は２価の複素環基を表す。
Ｙは、水素原子、アリール基、置換アミノ基、複素環基又は下記一般式（３）で示される置換基を表す。
【００１６】
【化６】
2011184362.tif 000008
（式（３）において、ｍ及びｎは、０乃至３の整数を表す。
Ｚ1は、アリーレン基又は２価の複素環基を表す。
Ｚ2は、水素原子、アリール基、置換アミノ基又は複素環基を表す。）））
【００１７】
以下、下記一般式（２）で示される置換基について説明する。
【００１８】
【化７】
2011184362.tif 000009
【００１９】
式（２）中のＲ11、Ｒ12、Ｒ13及びＲ14で表わされるアルキル基として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【００２０】
式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4で表わされるアルキル基として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【００２１】
式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4で表わされるアリール基として、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フルオレニル基が挙げられる。
【００２２】
式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4で表わされるアラルキル基として、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
【００２３】
式（２）中のＸで表わされるアリーレン基として、ベンゼン骨格、ビフェニル骨格、ナフタレン骨格、フルオレン骨格、アントラセン骨格、下記に示される骨格等に由来する２価の置換基が挙げられる。
【００２４】
【化８】
2011184362.tif 000010
【００２５】
式（２）中のＸで表わされる２価の複素環基として、チオフェン骨格、フラン骨格、ピリジン骨格、チアゾール骨格、キノリン骨格、カルバゾール骨格等に由来する２価の置換基が挙げられる。
【００２６】
式（２）中のＹで表わされるアリール基として、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フルオレニル基が挙げられる。
【００２７】
式（２）中のＹで表わされる置換アミノ基として、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ−（ｔｅｒｔ−ブチル）−フェニルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基、フルオレニルフェニルアミノ基等が挙げられる。
【００２８】
式（２）中のＹで表わされる複素環基として、チエニル基、フリル基、ピリジル基、チアゾリル基、キノリル基、カルバゾリル基等が挙げられる。
【００２９】
次に、式（２）中のＹで表わされる式（３）で示される置換基について説明する。
【００３０】
【化９】
2011184362.tif 000011
【００３１】
式（３）中のＺ1で表わされるアリーレン基として、ベンゼン骨格、ビフェニル骨格、ナフタレン骨格、フルオレン骨格、アントラセン骨格等に由来する２価の置換基が挙げられる。
【００３２】
式（３）中のＺ1で表わされる２価の複素環基として、チオフェン骨格、フラン骨格、ピリジン骨格、チアゾール骨格、キノリン骨格、カルバゾール骨格等に由来する２価の置換基が挙げられる。
【００３３】
式（３）中のＺ2で表わされるアリール基として、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フルオレニル基が挙げられる。
【００３４】
式（３）中のＺ2で表わされる置換アミノ基として、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基、フルオレニルフェニルアミノ基等が挙げられる。
【００３５】
式（３）中のＺ2で表わされる複素環基として、チエニル基、フリル基、ピリジル基、チアゾリル基、キノリル基、カルバゾリル基等が挙げられる。
【００３６】
本発明のピレン化合物は、周知のクロスカップリング法を利用することで合成することができる。具体的には、鈴木カップリング、Ｓｔｉｌｌｅカップリング、根岸カップリング、玉尾カップリング等を利用することで合成することができる。使用する試薬の有害性等の観点から、好ましくは、鈴木カップリングを利用する。鈴木カップリングの場合、ボロン酸基又はボロン酸エステル基を持つ化合物と、ハロゲン原子を持つ化合物又は擬ハロゲン化合物とを、パラジウム触媒の存在下で反応させることにより、目的化合物となるピレン化合物を得ることができる。
【００３７】
本発明のピレン化合物は、ピレン環の２位及び７位に、２つ乃至４つのフルオレン骨格が互いに直列的に連結している部分骨格を有する置換基、具体的には、式（２）に示される置換基を含む化合物である。
【００３８】
【化１０】
2011184362.tif 000012
【００３９】
ここでピレン環の２位及び７位は、ピレン環の中でも電子的に特異な部位であり、この位置に式（２）に示される置換基を導入したとしても、化合物自体の発光波長が大きく長波長化することがないため、青や緑等の発光波長が短い発光材料として好適となる。また、式（２）に示される置換基を導入することで、素子の発光効率や色純度の向上をもたらす。
【００４０】
以下に、本発明のピレン化合物の具体例を列挙する。ただし以下に示されるピレン化合物はあくまでも具体例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４１】
【化１１】
2011184362.tif 000013
【００４２】
【化１２】
2011184362.tif 000014
【００４３】
【化１３】
2011184362.tif 000015
【００４４】
【化１４】
2011184362.tif 000016
【００４５】
次に、本発明の有機ＥＬ素子について詳細に説明する。
【００４６】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成される。
【００４７】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機ＥＬ素子について詳細に説明する。図１は、本発明の有機ＥＬ素子における実施形態の例を示す断面模式図である。
【００４８】
図１（ａ）に示される有機ＥＬ素子１１は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層３、発光層４、電子輸送層５及び陰極６がこの順に積層されている。尚、図１（ａ）に示される有機ＥＬ素子１１は、保護部材７によって封止・保護されている。
【００４９】
図１（ｂ）に示される有機ＥＬ素子１２は、図１（ａ）の有機ＥＬ素子１１において、陽極２とホール輸送層３との間にホール注入層８が、電子輸送層５と陰極６との間に電子注入層９がそれぞれ挿入されている。
【００５０】
ただし、図１に示されている態様は、あくまでの本発明の実施形態の一部に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１に図示されている電荷輸送層（ホール輸送層３、電子輸送層５）・電荷注入層（ホール注入層８、電子注入層９）の一部を省略してもよい。また電荷輸送層及び電荷注入層を省略して有機化合物層を発光層４のみにしてもよい。つまり、有機化合物層の構成としては、発光層４が含まれていれば十分でありその他の層を含ませるかどうかについては任意である。
【００５１】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層４に、本発明のピレン化合物が含まれる。本発明の有機ＥＬ素子において、発光層４は、本発明のピレン化合物のみで構成されていてもよいが、ホストとゲストとで構成されていてもよい。発光層４がホストとゲストとで構成されている場合、本発明のピレン化合物はホストであってもよいし、ゲストであってもよいが、好ましくは、ホストである。
【００５２】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる基板１としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、ステンレス基板等一般的に用いられる材料が用いられる。
【００５３】
陽極２の構成材料としては、仕事関数の大きな材料が好ましく用いられる。具体的には、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム、酸化亜鉛、酸化錫等の金属酸化物、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性ポリマー等の一般的に用いられる導電性材料が用いられる。
【００５４】
ホール注入層８及びホール輸送層３は、発光層４へのホール注入を助けると共に、ホールを発光層４等の発光領域まで輸送する機能を有する層である。このためホール注入層８及びホール輸送層３の構成材料であるホール注入輸送材料は、ホール移動度が大きく、イオン化エネルギーが大きい化合物が好ましい。ホール注入輸送材料として具体的には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳやトリアリールアミン等が好ましく挙げられる。
【００５５】
発光層４には、本発明のピレン化合物がもちろん含まれているが、本発明のピレン化合物と共に公知の発光材料を使用することは可能である。
【００５６】
電子輸送層５及び電子注入層９は、発光層４への電子注入を助けると共に、電子を発光層４等の発光領域まで輸送する機能を有する層である。このため電子注入層９及び電子輸送層５の構成材料である電子注入輸送材料は、電子移動度が大きく、発光層材料よりも電子親和力が大きい化合物が好ましい。具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、バソフェナントロリン等が挙げられる。
【００５７】
陰極６の構成材料としては、仕事関数の小さな金属材料が好ましく用いられる。具体例としては、アルミニウム、マグネシウム等の金属単体、マグネシウム・銀等の金属合金、アルミニウム−フッ化リチウムの積層物等が挙げられる。
【００５８】
保護部材７は、作製した有機ＥＬ素子が大気中の酸素や水分等との接触を防止する目的で設けられる。具体的には、窒化珪素等の金属酸化物、フッ素樹脂、ポリパラキシリレン等の有機材料、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００５９】
これまでに説明した有機ＥＬ素子を構成する各層は、一般的に用いられる方法で形成・積層される。具体的方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、キャスト法等が挙げられる。
【００６０】
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば、マトリックス状に複数有する（配置する）ことによってディスプレイ等の表示装置を構成することができる。尚、表示装置を構成する場合、本発明の有機ＥＬ素子の他に必要に応じてＴＦＴ等の電子部材を適宜設ける。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００６２】
［実施例１］例示化合物Ｎｏ．１２の合成
（１）中間化合物Ｘ１の合成
非特許文献１に記載の方法に従い中間化合物Ｘ１を合成した。具体的には、下記合成スキームに従い、ピレンから中間化合物Ｘ１を合成した。
【００６３】
【化１５】
2011184362.tif 000017
【００６４】
（２）中間化合物Ｘ２の合成
非特許文献２に記載の方法に従い中間化合物Ｘ２を合成した。具体的には、下記合成スキームに従い、中間化合物Ｘ２を合成した。
【００６５】
【化１６】
2011184362.tif 000018
【００６６】
（３）例示化合物Ｎｏ．１２の合成
【００６７】
【化１７】
2011184362.tif 000019
【００６８】
反応容器内に窒素を流して反応系内を窒素置換した後、反応容器に以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
トルエン：６０ｍＬ
エタノール：３０ｍＬ
１０重量％炭酸ナトリウム水溶液：３０ｍＬ
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム：３４．９ｍｇ
中間化合物Ｘ１：４５０．２ｍｇ
中間化合物Ｘ２：１．３８ｇ
【００６９】
次に、反応系内に残存する酸素を除くために、アルゴンガスによるバブリングを数分間行った。次に、温度調整した熱媒体により反応容器の加熱を行い、反応溶液を還流させながら１５時間撹拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒抽出を行って有機層を回収した。次に、回収した有機層を無水硫酸マグネシムで乾燥した。次に、この有機層をろ過して乾燥剤を除いた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をカラムクロマトグラフィーによる精製を行うことにより、例示化合物Ｎｏ．１２を０．６８ｇ得た。
【００７０】
［実施例２］有機ＥＬ素子の作製
下記に示す方法により、図１（ａ）に示される有機ＥＬ素子を作製した。
【００７１】
まずＩＴＯ（陽極２）が成膜されているガラス基板（基板１）をＵＶ−オゾン洗浄した。次に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｋ社製）を膜厚が３２ｎｍとなるようにスピンコートした後、ホットプレートで焼成することでホール輸送層３を形成した。次に、例示化合物Ｎｏ．１２とトルエンとを混合させ１重量％のトルエン溶液を調製した。次に、このトルエン溶液をホール輸送層３上にスピンコートした後、ホットプレートで焼成することで発光層４を形成した。このとき、発光層４の膜厚は３６ｎｍであった。次に、発光層４まで形成されている基板を真空チャンバーに移した。次に、真空蒸着法により、発光層４上に、下記に示される化合物Ａを成膜して電子輸送層５を形成した。このとき電子輸送層５の膜厚を２０ｎｍとした。次に、真空蒸着法により、電子輸送層５上にフッ化リチウムを成膜してＬｉＦ膜を形成した。このときＬｉＦ膜の膜厚を０．５ｎｍとした。次に、真空蒸着法により、ＬｉＦ膜上に、アルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。このときＡｌ膜の膜厚を８５ｎｍとした。尚、上述したＬｉＦ膜及びＡｌ膜は、陰極６として機能する。最後に、保護部材７による封止を行うことにより有機ＥＬ素子を得た。得られた有機ＥＬ素子についてＥＬ発光を観測した。このとき、色純度はＣＩＥ座標に換算して（０．１６，０．０８）であった。
【００７２】
【化１８】
2011184362.tif 000020
【００７３】
［実施例３］
実施例２において、トルエン溶液を調製する際に、溶質を、例示化合物Ｎｏ．１２と下記式に示される化合物Ｂとの混合物（重量比；例示化合物Ｎｏ．１２：化合物Ｂ＝８０：２０）とすることを除いては、実施例２と同様の方法により有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子について、その特性を評価した。その結果、４３ｍＡ／ｃｍ2において、発光輝度９２０ｃｄ／ｍ2、発光効率２．１ｃｄ／Ａの青色発光が得られた。
【００７４】
【化１９】
2011184362.tif 000021
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上、詳細に説明したように、本発明のピレン化合物は有機ＥＬ素子の構成材料として有用である。また本発明のピレン化合物を構成材料として用いた有機ＥＬ素子は、発光効率や色純度等の特性が優れている。このため本発明の有機ＥＬ素子は、ディスプレイの構成部材として有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１：基板、２：陽極、３：ホール輸送層、４：発光層、５：電子輸送層、６：陰極、７：保護部材、８：ホール注入層、９：電子注入層、１１（１２）：有機ＥＬ素子
【図１】
2011184362.tif 000026