(57)【要約】      （修正有）【課題】ピレン骨格及びフルオランテン骨格を有する縮合環化合物、及びこの化合物を用いた、発光効率がよく、長い期間高輝度を保持し、熱等の耐久性がよい有機発光素子を提供する。【解決手段】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少なくとも一層の有機化合物からなる層とから構成される有機発光素子において、例えば下式で得られる化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする有機発光素子。2008214308.tif 000027【選択図】なし【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、縮合環化合物。
【化１】
2008214308.tif 000024
（式中、Ａは、Ｒ1乃至Ｒ10のいずれかを結合手として、Ｘを介してＢと結合する。Ｂは、Ｒ11乃至Ｒ20のいずれかを結合手として、Ｘを介してＡと結合する。Ａの結合手とならないＲ1乃至Ｒ10及びＢの結合手とならないＲ11乃至Ｒ20は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ジ置換アミノ基、直鎖あるいは分岐のアルキル基、アルケニル基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環基である。Ｘは無置換のフェニレン基又は無置換の単環構造の２価の複素環基である。ｎは０乃至２の整数を表し、ｎが２のときＸはそれぞれ同じでも異なってもよい。）
【請求項２】
前記一般式［１］で示される縮合環化合物は下記一般式［２］で示されることを特徴とする、請求項１に記載の縮合環化合物。
【化２】
2008214308.tif 000025
【請求項３】
前記一般式［１］で示される縮合環化合物は下記一般式［３］で示されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の縮合環化合物。
【化３】
2008214308.tif 000026
（式中、Ｚは直鎖又は分岐のアルキル基である。）
【請求項４】
前記Ｚがターシャリーブチル基であることを特徴とする、請求項３に記載の縮合環化合物。
【請求項５】
前記ｎが０であることを特徴とする、請求項１乃至４に記載の縮合環化合物。
【請求項６】
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少なくとも一層の有機化合物からなる層とから構成される有機発光素子において、該有機化合物からなる層は請求項１乃至５のいずれかに記載の縮合環化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする、有機発光素子。
【請求項７】
前記縮合環化合物を含む層が発光層であることを特徴とする、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記一対の電極間に電圧を印加することにより発光する電界発光素子であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルオランテン骨格及びピレン骨格を有する縮合環化合物及びこの縮合環化合物を用いた有機発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子とは、陽極と陰極間に蛍光性有機化合物又は燐光性有機化合物を含む薄膜を挟持させた素子である。また、有機発光素子は、各電極から電子及びホール（正孔）を注入することにより、蛍光性化合物又は燐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戻る際に光を放射する。
【０００３】
１９８７年のコダック社の研究（非特許文献１）では、機能分離型２層構成の素子について報告されている。具体的には、陽極にＩＴＯ、陰極にマグネシウム銀の合金を、電子輸送材料及び発光材料としてアルミニウムキノリノール錯体を、ホール輸送材料としてトリフェニルアミン誘導体をそれぞれ用いた素子が報告されている。この素子を用いて、１０Ｖ程度の印加電圧において１０００ｃｄ／ｍ2程度の発光が報告されている。
【０００４】
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴として、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が挙げられる。このことから、有機発光素子は、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００５】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力又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等による劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。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では、色純度の良い青、緑、赤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解決されていない。
【０００６】
上記の問題を解決するために、ピレン骨格を有する化合物やフルオランテン骨格を有する化合物が提案されている。特許文献１にはピレン骨格を有する化合物を有機発光素子の材料として用いた例が報告されている。特許文献２乃至４には、フルオランテン骨格を有する化合物を有機発光素子の材料として用いた例が報告されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２５０９７号公報
【特許文献２】特開２００４−０４３３４９号公報
【特許文献３】ＷＯ２００５／０２６０８８パンフレット
【特許文献４】特開２００３−１０５３３２号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ピレン骨格及びフルオランテン骨格を有する縮合環化合物を提供することにある。また本発明の他の目的は、上記縮合環化合物を用いた、発光効率がよく、長い期間高輝度を保持し、熱等の耐久性がよい有機発光素子を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な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】
【０００９】
本発明の縮合環化合物は、下記一般式［１］で示されることを特徴とする。
【００１０】
【化１】
2008214308.tif 000002
（式中、Ａは、Ｒ1乃至Ｒ10のいずれかを結合手として、Ｘを介してＢと結合する。また、Ｂは、Ｒ11乃至Ｒ20のいずれかを結合手として、Ｘを介してＡと結合する。Ａの結合手とならないＲ1乃至Ｒ10及びＢの結合手とならないＲ11乃至Ｒ20は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ジ置換アミノ基、直鎖あるいは分岐のアルキル基、アルケニル基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環基である。Ｘは無置換のフェニレン基又は無置換の単環構造の２価の複素環基である。ｎは０乃至２の整数を表し、ｎが２のときＸはそれぞれ同じでも異なってもよい。）
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光効率がよい縮合環化合物を提供することができる。また、本発明によれば、発光効率がよく、熱的安定性に優れ、長い期間高輝度を保持する有機発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の縮合環化合物について説明する。本発明の縮合環化合物は、下記一般式［１］に示されるように、フルオランテン骨格及びピレン骨格を有するものである。
【００１３】
【化２】
2008214308.tif 000003
【００１４】
式［１］において、Ａは、Ｒ1乃至Ｒ10のいずれかを結合手として、Ｘを介してＢと結合する。またＢは、Ｒ11乃至Ｒ20のいずれかを結合手として、Ｘを介してＡと結合する。
【００１５】
式［１］において、結合手ではないＲ1乃至Ｒ20は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ジ置換アミノ基、直鎖あるいは分岐のアルキル基、アルケニル基、置換基を有してもよいアリール基又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
【００１６】
Ｒ1乃至Ｒ20で表されるハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。真空蒸着法を用いて有機発光素子を作製する場合、昇華性の向上が期待できることから、好ましくは、フッ素である。
【００１７】
Ｒ1乃至Ｒ20で表されるジ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、ジアニソリルアミノ基等が挙げられる。中でも、導電性やガラス転移温度の観点から、好ましくは、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基である。より好ましくは、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基である。
【００１８】
Ｒ1乃至Ｒ20で表される直鎖あるいは分岐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、ターシャリーブチル基、オクチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。炭素数が２以上のアルキル基の場合、アルキル基中の１つ又は隣接しない２つ以上のメチレン基は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられて、例えば、上述したメトキシ基となっていてもよい。また、アルキル基中の水素原子がフッ素に置換されて、例えば、上述したトリフルオロメチル基となっていてもよい。
【００１９】
導電性や、ガラス転移温度の観点から、好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基である。より好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基、トリフルオロメチル基である。さらに好ましくは、メチル基、ターシャリーブチル基である。
【００２０】
Ｒ1乃至Ｒ20で表されるアルケニル基としては、ビニル基等が挙げられる。
【００２１】
Ｒ1乃至Ｒ20で表されるアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
【００２２】
Ｒ1乃至Ｒ20で表される複素環基として、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基等が挙げられる。
【００２３】
上記アリール基及び複素環基に置換してもよい置換基として、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、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、ターシャリーブチル基、オクチル基、トリフルオロメチル基等の直鎖又は分岐のアルキル基（炭素数が２以上の場合、アルキル基中の１つ又は隣接しない２つ以上のメチレン基は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。また、アルキル基中の水素原子がフッ素に置換されて、上述したトリフルオロメチル基等となっていてもよい。）、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、ジアニソリルアミノ基等の置換アミノ基が挙げられる。
【００２４】
式［１］において、Ｘは無置換のフェニレン基又は無置換の単環構造の２価の複素環基を表す。
【００２５】
Ｘで表される単環構造の２価の複素環基として、ピリジン、チオフェン、フラン、ピリジミン、ピリダジン、ピラジン、トリアジン等の複素環を基礎とした２価の置換基が挙げられる。
【００２６】
ｎは、０乃至２の整数を示し、ｎが２の場合、Ｘはそれぞれ同じであっても異なってもよい。
【００２７】
本発明の縮合環化合物は、フルオランテン骨格及びピレン骨格という２つの大きな環状構造を有することから、キャリアの輸送能力が高くなる。また、本発明の縮合環化合物を構成するフルオランテン骨格とピレン骨格は共に蛍光量子収率が大きいので、本発明の縮合環化合物は高い発光量子収率を持つ。
【００２８】
式［１］で表される縮合環化合物は、好ましくは、下記一般式［２］で表される化合物である。
【００２９】
【化３】
2008214308.tif 000004
【００３０】
式［２］において、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ4乃至Ｒ10，Ｒ12乃至Ｒ20，Ｘ，ｎは、式［１］のＲ1乃至Ｒ20，Ｘ，ｎと同様である。
【００３１】
式［１］で表される縮合環化合物は、より好ましくは、下記一般式［３］で表される化合物である。
【００３２】
【化４】
2008214308.tif 000005
【００３３】
式［３］において、Ｚは直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基である。
【００３４】
Ｚで表される直鎖あるいは分岐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、ターシャリーブチル基、オクチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。炭素数が２以上のアルキル基の場合、アルキル基中の１つ又は隣接しない２つ以上のメチレン基は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられて、例えば、上述したメトキシ基となっていてもよい。また、アルキル基中の水素原子がフッ素に置換されて、例えば、上述したトリフルオロメチル基となっていてもよい。
【００３５】
Ｚで表されるアルケニル基としては、ビニル基等が挙げられる。
【００３６】
式［３］において、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ4乃至Ｒ10，Ｒ12乃至Ｒ16，Ｒ18乃至Ｒ20，Ｘ，ｎは、式［１］のＲ1乃至Ｒ20，Ｘ，ｎと同様である。
【００３７】
ＺやＲ12の位置に、置換基を導入すると、分子形状をさらに嵩高くすることができる。このため、さらに、膜の安定性を向上させることができると考えられる。特に、ＺやＲ12の位置に嵩が高いターシャリーブチルを導入した場合、分子の嵩高さがさらに増すことにより膜の安定性がより向上する。それに加え、嵩高い置換基を導入することにより分子量が増加する。これにより、化合物自体のガラス転移温度が上昇する。
【００３８】
式［１］乃至［３］で表される縮合環化合物において、好ましくは、フルオランテン骨格のＲ3位を結合手とする。Ｒ3位を結合手とすると、フルオランテン骨格とフェニレン又は２価の複素環とを同一平面上に存在させようとすると、Ｒ3位のペリ位であるＲ4位の水素原子とフェニレン又は２価の複素環の水素原子との間で立体反発が生じる。この立体反発により、化合物全体の構造がねじれてフルオランテン骨格とフェニレン又は２価の複素環とが同一平面上に存在しなくなる。この結果、分子形状が嵩高くなる。従って、化合物自体の結晶性が低下し有機薄膜としての安定性が向上する。
【００３９】
また、ピレン骨格においても、好ましくは、Ｒ11位を結合手とする。Ｒ11位を結合手とすると、Ｒ11に対してペリ位に位置するＲ20の水素原子と、フェニレン又は２価の複素環の水素原子との間で立体反発が生じ、上記のフルオランテン骨格と同様の効果が発生する。
【００４０】
さらに、ｎ＝０の場合、この立体反発の効果が最も大きいので好ましい。即ち、フルオランテン骨格のＲ3位とピレン骨格のＲ11位が直接結合すると、フルオランテン骨格とピレン骨格とを同一平面上に存在させようとする際に、Ｒ3位とＲ11位の各々のペリ位であるＲ4位の水素原子とＲ20位の水素原子との間で立体反発が生じる。また、Ｒ3位とＲ11位が直接結合している場合は、Ｒ2位の水素原子とＲ20位の水素原子との間及びＲ4位の水素原子とＲ12位の水素原子との間でも立体反発が起こり得る。このため、Ｒ3位とＲ11位との間の結合の回転の自由度が最も制限される。従って、分子形状がより嵩高くなり結晶性がさらに低下する。このような化合物を有機発光素子の材料として用いると、薄膜の結晶化による素子の劣化が抑制され、発光素子の長寿命化が期待できる。
【００４１】
以上述べてきた効果から、本発明の縮合環化合物を用いて有機層を構成した本発明の有機発光素子は、長時間駆動に対する耐久性に優れる。
【００４２】
以下、本発明に用いられる有機化合物の具体的な構造式を下記に示す。但し、これらは代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。
【００４３】
【化５】
2008214308.tif 000006
【００４４】
【化６】
2008214308.tif 000007
【００４５】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
【００４６】
本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる少なくとも一対の電極と、該一対の電極間に挟持された少なくとも一層の有機化合物からなる層から構成される。また、本発明の有機発光素子は、有機化合物を含む層に、本発明の縮合環化合物が少なくとも一種含有することを特徴とする。本発明の有機発光素子は、好ましくは、一対の電極間に電圧を印加することにより発光する電界発光素子であることを特徴とする。
【００４７】
以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子について説明する。
【００４８】
図１は、本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。図１の有機発光素子１０は、基板１上に陽極２、発光層３及び陰極４を順次設けられている。この有機発光素子１０は、発光層３が、ホール輸送能、エレクトロン輸送能及び発光性の性能を単一で有している化合物で構成されている場合や、ホール輸送能、エレクトロン輸送能及び発光性の性能を有する化合物を混合して構成されている場合に有用である。
【００４９】
図２は、本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。図２の有機発光素子２０は、基板１上に陽極２、ホール輸送層５、電子輸送層６及び陰極４を順次設けられている。この有機発光素子２０は、ホール輸送性及び／又は電子輸送性を備える発光性の化合物と電子輸送性のみ又はホール輸送性のみを備える有機化合物とを組み合わせて用いる場合に有用である。また、有機発光素子２０は、ホール輸送層５又は電子輸送層６が発光層を兼ねている。
【００５０】
図３は、本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。図３の有機発光素子３０は、図２の有機発光素子２０において、ホール輸送層５と電子輸送層６との間に発光層３を挿入したものである。この有機発光素子３０は、キャリア輸送と発光の機能を分離したものであり、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を適宜組み合わせて用いることができる。このため、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ので、発光色相の多様化が可能になる。さらに、発光層３にキャリアあるいは励起子を有効に閉じこめて有機発光素子３０の発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００５１】
図４は、本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。図４の有機発光素子４０は、図３の有機発光素子３０において陽極２とホール輸送層５との間にホール注入層７を挿入したものである。この有機発光素子４０は、ホール注入層７を設けることにより、陽極２とホール輸送層５の密着性が改善され、又はホールの注入性が改善されるので、低電圧化に効果的である。
【００５２】
図５は、本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。図５の有機発光素子５０は、図３の有機発光素子３０において、ホール又は励起子（エキシトン）を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８）を、発光層３と電子輸送層６とに間に挿入したものである。イオン化ポテンシャルの非常に高い有機化合物をホール／エキシトンブロッキング層８として用いることにより、有機発光素子５０の発光効率が向上する。
【００５３】
図６は、本発明の有機発光素子における第六の実施形態を示す断面図である。図６の有機発光素子６０は、図４の有機発光素子４０において、ホール／エキシトンブロッキング層８を、発光層３と電子輸送層６との間に挿入したものである。イオン化ポテンシャルの非常に高い有機化合物をホール／エキシトンブロッキング層８として用いることにより、有機発光素子６０の発光効率が向上する。
【００５４】
ただし、図１乃至図６はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の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たり、接着層あるいは干渉層を設けてもよい。ホール輸送層５がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されてもよい。
【００５５】
図１乃至図６に示されている有機発光素子においては、発光層３、ホール輸送層５、電子輸送層６、ホール輸送層７、ホール／エキシトンブロッキング層８のうち少なくとも１層に本発明の縮合環化合物が少なくとも一種含有されている。
【００５６】
本発明の縮合環化合物は、好ましくは、発光層３に含有される。また、本発明の有機発光素子は、好ましくは、発光層３がホストとゲストとから構成される。ここでゲストとは、有機発光素子の発光領域において、ホールと電子の再結合に応答して光を発する化合物のことであり、発光領域を形成する他の化合物（ホスト）に含有させるものである。本発明の有機発光素子において、好ましくは、ホスト又はゲストが本発明の縮合環化合物である。
【００５７】
発光層が、キャリア輸送性のホスト材料とゲストからなる場合、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．ホストの励起子生成
３．ホスト分子間の励起エネルギー伝達
４．ホストからゲストへの励起エネルギー移動
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。
【００５８】
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くすることは言うまでもない。また、有機発光素子の発光効率を高める上で、ホスト−ホスト間又はホスト−ゲスト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問題となる。さらに、通電による発光劣化を小さくすることも有機発光素子の発光効率を高める上で問題となる。発光劣化が起こる原因は今のところ明らかではないが、少なくとも発光中心材料そのもの又はその周辺分子による発光材料の環境変化に関連したものと想定される。
【００５９】
通電による発光劣化の原因と考えられるものの一つとして、発光層の薄膜形状の劣化による発光劣化が考えられる。発光層の薄膜形状の劣化は、駆動環境の温度、素子駆動時の発熱等によって、発光層である有機薄膜を構成する有機化合物が結晶化することに起因すると考えられている。結晶化については、材料のガラス転移温度や材料の結晶性の高さに由来すると考えられる。このため、有機発光素子の、特に、発光層を構成する材料は、高いガラス転移温度を有すると共に、材料自体が結晶化しにくいことが望まれている。
【００６０】
そこで、本発明の縮合環化合物は、既に述べたように、化合物自体が立体的な構造をとるので結晶化が起こりにくい。このため、本発明の縮合環化合物を発光層のホスト又はゲストとして用いると、通電による発光劣化を抑えることができる。このため、発光効率がよく、長い期間高輝度を保持し、通電劣化が小さい有機発光素子が得られる。
【００６１】
本発明の縮合環化合物を、ゲストとして用いる場合、その含有量は、５０重量％以下であることが好ましく、好ましくは、０．１重量％乃至３０重量％であり、より好ましくは、０．１重量％乃至１５重量％である。
【００６２】
一方、本発明の縮合環化合物をホスト化合物として用いる場合、ゲストに特に制限は無く、所望する発光色等によって、後述する化合物等を適宜用いることができる。また、必要に応じてゲスト以外に、ホール輸送性化合物、電子輸送性化合物等を一緒ドープして使用することもできる。
【００６３】
本発明の縮合環化合物は、発光層を構成する材料としてのみに用いてもよいが、必要に応じて、発光層以外の有機化合物からなる層、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層、電子障壁層等に用いることもできる。
【００６４】
本発明の有機発光素子は、発光層等の構成成分として本発明の縮合環化合物を用いるものであるが、これまで知られているホール輸送性化合物、発光性化合物、電子輸送性化合物等を必要に応じて一緒に使用することもできる。
【００６５】
以下にホール輸送性化合物、発光性化合物、電子輸送性化合物等の例を挙げる。
【００６６】
【化７】
2008214308.tif 000008
【００６７】
【化８】
2008214308.tif 000009
【００６８】
【化９】
2008214308.tif 000010
【００６９】
【化１０】
2008214308.tif 000011
【００７０】
【化１１】
2008214308.tif 000012
【００７１】
【化１２】
2008214308.tif 000013
【００７２】
本発明の有機発光素子に用いられる陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム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、ポリフェニレンスルフィド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用いてもよく、複数併用することもできる。
【００７３】
一方、本発明の有機発光素子に用いられる陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体あるいは複数の合金を用いることができる。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。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。
【００７４】
本発明の有機発光素子に用いられる基板としては、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。
【００７５】
尚、作製した有機発光素子に対して、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、フッソ樹脂、ポリパラキシレン、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、金属等をカバーし、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。
【００７６】
本発明の有機発光素子において、本発明の縮合環化合物を含有する層及び他の有機化合物を含有する層は、一般には真空蒸着法あるいは、適当な溶媒に溶解させて塗布法により薄膜を形成する。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００７７】
上記結着樹脂としては広範囲な結着性樹脂より選択できる。例えば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、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、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、これらは単独又は共重合体ポリマーとして１種又は２種以上混合してもよい。
【００７８】
本発明の有機発光素子において、本発明の縮合環化合物を含む有機化合物からなる層の膜厚は１０μｍより薄く、好ましくは０．５μｍ以下、より好ましくは０．０１μｍ乃至０．５μｍである。
【実施例】
【００７９】
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。
【００８０】
実施例１
［例示化合物Ｎｏ．ＸＡ−６の合成］
【００８１】
【化１３】
2008214308.tif 000014
【００８２】
以下に示す化合物、溶媒等を、それぞれ１００ｍｌ反応容器に仕込んだ。
ＸＸ−１：８００ｍｇ（３．２５ｍｍｏｌ）
ＸＸ−２：１．３７ｇ（３．９ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍＬ
２Ｎ−炭酸セシウム水溶液：２０ｍＬ
エタノール：１０ｍＬ
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム［０］：１８８ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）
【００８３】
仕込んだ後、反応溶液を９０℃に加熱し、この温度で５時間攪拌した。室温まで冷却した後、トルエン（３０ｍｌ×３回）で抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤をろ過し、ろ液を濃縮後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：へプタン＝１：３）で精製した。これにより、目的化合物ＸＡ−６を７９０ｍｇ（１．６７ｍｍｏｌ、収率＝５１％）得た。
【００８４】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である４７２．２を確認した。
【００８５】
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）：８．３０（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．１Ｈｚ），８．２４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝１．８Ｈｚ），８．１６（ｍ，２Ｈ），８．０９（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝７．０Ｈｚ），７．９９（ｍ，１Ｈ），７．９６−７．９２（ｍ，３Ｈ），７．８２（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．１Ｈｚ），７．７７（ｍ，２Ｈ），７．４７−７．４０（ｍ，４Ｈ），３．０３（ｓ，３Ｈ），１．５８（ｓ，９Ｈ）．
パーキンエルマ−社製，ＰＹＲＩＳ−１  ＤＳＣによりＸＡ−６のガラス転移点を測定したところ１３１℃だった。
【００８６】
尚、実施例１のＸＸ−２の代わりにＸＸ−５を用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．ＸＡ−３を合成することができる。
【００８７】
【化１４】
2008214308.tif 000015
【００８８】
実施例１のＸＸ−２の代わりにＸＸ−６を用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．ＸＡ−５を合成することができる。
【００８９】
【化１５】
2008214308.tif 000016
【００９０】
実施例１のＸＸ−２の代わりにＸＸ−７を用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．ＸＢ−１を合成することができる。
【００９１】
【化１６】
2008214308.tif 000017
【００９２】
実施例１のＸＸ−２の代わりにＸＸ−８を用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．ＸＢ−２を合成することができる。
【００９３】
【化１７】
2008214308.tif 000018
【００９４】
実施例１のＸＸ−２の代わりにＸＸ−９を用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．ＸＢ−９を合成することができる。
【００９５】
【化１８】
2008214308.tif 000019
【００９６】
実施例１のＸＸ−２の代わりにＸＸ−１０を用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．ＸＢ−１０を合成することができる。
【００９７】
【化１９】
2008214308.tif 000020
【００９８】
実施例１のＸＸ−１の代わりにＸＸ−１１を用い、ＸＸ−２の代わりにＸＸ−１２を用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．ＸＢ−１１を合成することができる。
【００９９】
【化２０】
2008214308.tif 000021
【０１００】
実施例２
［例示化合物Ｎｏ．ＸＣ−３の合成］
【０１０１】
【化２１】
2008214308.tif 000022
【０１０２】
以下に示す化合物、溶媒等を、それぞれ１００ｍｌ反応容器に仕込んだ。
ＸＸ−１：７００ｍｇ（２．１３ｍｍｏｌ）
ＸＸ−１３：５００ｍｇ（１．７８ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍＬ
２Ｎ−炭酸セシウム水溶液：２０ｍＬ
エタノール：１０ｍＬ
テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム［０］：２９７ｍｇ（０．２６ｍｍｏｌ）
【０１０３】
仕込んだ後、反応溶液を９０℃に加熱し、この温度で５時間攪拌した。室温まで冷却した後、析出した結晶をろ取し、ＸＣ−３の粗結晶を得た。次に、この粗結晶を、トルエンから再結晶することで、目的化合物ＸＣ−３を４８０ｍｇ（１．１９ｍｍｏｌ、収率＝６７％）得た。
【０１０４】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である４０２を確認した。
【０１０５】
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）：８．２７（ｍ，１Ｈ），８．２４（ｍ，１Ｈ），８．１９（ｍ，１Ｈ），８．１８（ｓ，１Ｈ），８．１６（ｓ，２Ｈ），８．１２（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝７Ｈｚ），８．０８（ｔ，１Ｈ，Ｊ＝７Ｈｚ），８．０２（ｍ，１Ｈ），７．９７（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝７Ｈｚ），７．９０（ｍ，１Ｈ），７．８５（ｍ，２Ｈ），７．５３（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８Ｈｚ），７．４５（ｍ，３Ｈ）
パーキンエルマ−社製，ＰＹＲＩＳ−１  ＤＳＣによりＸＣ−３のガラス転移点を測定したところ１０５℃だった。
【０１０６】
実施例３
［有機発光素子の作製］
ガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて膜厚１２０ｎｍで成膜した。次に、ＩＴＯを成膜したガラス基板を、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、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。このように処理を施したガラス基板を透明導電性支持基板として使用した。
【０１０７】
この透明導電性支持基板上に、下記に示す化合物ＸＸ−３のクロロホルム溶液をスピンコート法により２０ｎｍの膜厚で成膜し、ホール輸送層を形成した。次に、他の有機層及び電極を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。具体的には、まず発光層として、例示化合物Ｎｏ．ＸＡ−６と下記式に示すＸＸ−４を例示化合物Ｎｏ．ＸＡ−６の重量比が全体の５％となるように膜厚２０ｎｍで成膜した。次に電子輸送層として、下記式に示すＢｐｈｅｎ（同仁化学研究所製）を膜厚３０ｎｍで成膜した。次に、第一の電極層としてＬｉＦを膜厚０．５ｎｍで成膜した。最後に、第二の電極層として第二の電極層としてＡｌを膜厚１５０ｎｍで成膜した。
【０１０８】
【化２２】
2008214308.tif 000023
【０１０９】
このようにして、有機発光素子を作製した。
【０１１０】
作製した有機発光素子に、窒素雰囲気下、１００時間電圧を印加したところ、青色の良好な発光の継続が確認された。
【０１１１】
以上説明のように本発明の縮合環化合物は高いガラス転移温度を有し、加えて薄膜にしたときの安定性が高い。また本発明の縮合環化合物を、発光層を構成するゲスト化合物として用いた有機発光素子は、高い発光効率を持ち、また耐久性にも優れている。さらに、素子の作成も真空蒸着、キャステイング法等を用いて作製可能であり、比較的安価で大面積の有機発光素子を容易に作製できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の有機発光素子における第六の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  基板
２  陽極
３  発光層
４  陰極
５  ホール輸送層
６  電子輸送層
７  ホール注入層
８  ホール／エキシトンブロッキング層
１０，２０，３０，４０，５０，６０  有機発光素子
【図１】
2008214308.tif 000028
【図２】
2008214308.tif 000029
【図３】
2008214308.tif 000030
【図４】
2008214308.tif 000031
【図５】
2008214308.tif 000032
【図６】
2008214308.tif 000033