(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、第１電極と、発光層を含む１層以上の有機層膜と、第２電極と、被覆層とが順に積層され；前記被覆層に有機材料が含まれており、該有機材料の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲中の少なくとも一点における減衰係数が０．１０よりも大きく、かつ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲において減衰係数が０．１０以下であり、該有機材料は、チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造のうちの１種または複数種を有する化合物であって置換アミン基を有するものであるか、ピレン構造を有する化合物であって置換アミン基を有するものであるか、もしくはアントラセン構造を有する化合物であって置換アミン基を有するものであることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
基板と、第１電極と、発光層を含む１層以上の有機層膜と、第２電極と、被覆層とが順に積層され；前記被覆層に有機材料が含まれており、該有機材料の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲中の少なくとも一点における減衰係数が０．１０よりも大きく、かつ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲において減衰係数が０．１０以下であり、該有機材料が下記化合物のいずれかであることを特徴とする有機発光素子。
【化１】
0006680209.tif 000044
【請求項３】
前記有機材料の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲中の少なくとも一点における減衰係数０．１２よりも大きく、かつ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲において減衰係数が０．１０以下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】
チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する前記化合物は下記一般式（１）を有し：
【化２】
0006680209.tif 000045
ここで、Ｘは、硫黄原子、酸素原子、またはＮ−Ｒから選ばれ、Ｒは、水素、重水素、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基から選ばれ；
ここで、Ｒ１〜Ｒ４は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する前記化合物は下記一般式（２）を有し：
【化３】
0006680209.tif 000046
ここで、Ｘは、硫黄原子、酸素原子、またはＮ−Ｒから選ばれ、Ｒは、水素、重水素、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基から選ばれ；
ここで、Ｒ１〜Ｒ４は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ１はアリーレン基またはヘテロアリーレン基から選ばれかつＲ１〜Ｒ４のうちの１種または複数種と単結合を形成し；
Ｒ５、Ｒ６は同じであるかまたは異なり、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基または複素環基からそれぞれ独立して選ばれ、ｎ１は１〜４の整数であり、かつＲ１〜Ｒ４のうち少なくとも１つがＬ１と結合を形成し；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項６】
ｎ１は１または２であ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】
チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する前記化合物は下記一般式（３）を有し：
【化４】
0006680209.tif 000047
ここで、Ｘは、硫黄原子、酸素原子、またはＮ−Ｒから選ばれ、Ｒは、水素、重水素、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基から選ばれ；
ここで、Ｒ７〜Ｒ８は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ２、Ｌ３はアリーレン基またはヘテロアリーレン基からそれぞれ選ばれ；
Ｒ９〜Ｒ１２は、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基または複素環基からそれぞれ選ばれ；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項８】
ピレン構造を有する前記化合物は下記一般式（４）を有し：
【化５】
0006680209.tif 000048
ここで、Ｒ１３〜Ｒ２２は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項９】
ピレン構造を有する前記化合物は下記一般式（５）を有し：
【化６】
0006680209.tif 000049
ここで、Ｒ１３〜Ｒ２２の少なくとも１種は、ヘテロアリール基か、または、ヘテロアリール基で置換されたアリール基であり；ここで、Ｒ１３〜Ｒ２２は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ４はアリーレン基またはヘテロアリーレン基から選ばれかつＲ１３〜Ｒ２２のうちの１種または複数種と単結合を形成し；
Ｒ２３、Ｒ２４は同じであるかまたは異なり、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ独立して選ばれ；ｎ２は１〜４の整数であり、かつＲ１３〜Ｒ２２のうち少なくとも１つがＬ４と結合を形成し；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
ｎ２は１または２であることを特徴とする請求項９に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
ピレン構造を有する前記化合物は下記一般式（６）を有し：
【化７】
0006680209.tif 000050
ここで、Ｒ２５〜Ｒ３２は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ５、Ｌ６はアリーレン基またはヘテロアリーレン基からそれぞれ独立して選ばれ；
Ｒ３３〜Ｒ３６は同じであるかまたは異なり、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ独立して選ばれ；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
アントラセン構造を有する前記化合物は下記一般式（７）を有し：
【化８】
0006680209.tif 000051
ここで、Ｒ３７〜Ｒ４６は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
アントラセン構造を有する前記化合物は下記一般式（８）を有し：
【化９】
0006680209.tif 000052
ここで、Ｒ４７〜Ｒ５６は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ７はアリーレン基またはヘテロアリーレン基から選ばれかつＲ４７〜Ｒ５６のうちの１種または複数種と単結合を形成し；
Ｒ５７、Ｒ５８は同じであるかまたは異なり、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ独立して選ばれ、ｎ３は１〜４の整数であり、かつＲ４７〜Ｒ５６のうち少なくとも１種がＬ７と結合を形成し；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
ｎ３は１または２であることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
アントラセン構造を有する前記化合物は下記一般式（９）を有し：
【化１０】
0006680209.tif 000053
ここで、Ｒ５９〜Ｒ６６は同じであるかまたは異なり、水素、重水素、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得る複素環基、置換され得るアルケニル基、置換され得るシクロアルケニル基、置換され得るアルキニル基、置換され得るアルコキシ基、置換され得るアルキルチオ基、置換され得るアリールエーテル基、置換され得るアリールチオエーテル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基、置換され得るシアノ基、置換され得るカルボニル基、置換され得るカルボキシル基、置換され得るオキシカルボニル基、置換され得るカルバモイル基、置換され得るアルキルアミノ基または置換され得るシリル基からそれぞれ独立して選ばれ、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ８、Ｌ９はアリーレン基またはヘテロアリーレン基からそれぞれ独立して選ばれ；
Ｒ６７〜Ｒ７０は同じであるかまたは異なり、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ独立して選ばれ；
前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基からそれぞれ独立して選ばれる１種または複数種であることを特徴とする請求項１または３に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光素子に関し、特に、光取り出し効率が大幅に改善された有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は自ら発光する表示装置であり、軽くて薄い、広い視角、低い電力消費、高いコントラスト等の特徴を有する。
【０００３】
有機発光素子の発光原理は、電極から注入された正孔と電子が、発光層において再結合によって励起状態を経て基底状態に戻る際に光を生じる、というものである。該発光素子は、薄型であり、かつ、低い駆動電圧下において高輝度で発光することができ、そして、発光材料を選択することによって多色発光を行うことができるという特徴を有しているため、一段と注目されている。
【０００４】
該研究は、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらが、有機薄膜素子が高輝度で発光できることを明らかにして以来、その応用について多くの研究がすでに行われている。有機薄膜発光素子は携帯電話のメインディスプレイ等に採用され、実用化が着実に進んできた。ただし、多くの技術的課題がまだ存在しており、なかでも素子の高効率化と低い電力消費が大きな課題である。
【０００５】
有機発光層が発生する光が放射される方向によって、有機発光素子は、ボトムエミッション型有機発光素子とトップエミッション型有機発光素子とに分けることができる。ボトムエミッション型有機発光素子では、光が基板側へ放射され、有機発光層の上部に反射電極が形成されており、有機発光層の下部に透明電極が形成されている。このような状況で、有機発光素子が能動マトリクス素子である場合、薄膜トランジスタが形成されている部分は光を透過しないので、発光面積が減少する。一方、トップエミッション型有機素子では、透明電極が有機発光層の上部に形成され、反射電極が有機発光層の下部に形成されるため、基板側と反対の方向へ光が放射され、これにより、光が透過する面積が増加し、輝度が向上する。
【０００６】
従来技術においては、トップエミッション型有機発光素子の発光効率を高めるために採用される方法には、発光層の光を透過させる上部半透明金属電極に有機被覆層を形成することで光学干渉距離を調節し、外光反射や、表面プラズマエネルギーの移動により引き起こされる消光等（特許文献１〜５参照）を抑制する方法がある。
【０００７】
例えば、特許文献２には、トップエミッション型有機発光素子の上部半透明金属電極に、屈折率が１．７以上であり膜厚が６００Åの有機被覆層を形成し、赤色発光および緑色発光の有機発光素子の発光効率を約１．５倍高めていることが記載されている。用いられる有機被覆層の材料は、アミン誘導体やキノリノール錯体等である。
【０００８】
特許文献４には、エネルギーギャップが３．２ｅＶ未満の材料は青色波長に影響することがあり、有機被覆層に用いるのには適さず、使用する有機被覆層材料は、特定の化学構造を有するアミン誘導体等であると記載されている。
【０００９】
特許文献５には、低ＣＩＥｙ値の青色発光素子を実現するには、有機被覆層材料の波長４３０ｎｍ〜４６０ｎｍにおける屈折率変化量はΔｎ＞０．０８であり、使用する有機被覆層材料は、特定の化学構造を有するアントラセン誘導体等であると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＷＯ２００１／０３９５５４号
【特許文献２】特開２００６−１５６３９０号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３３０３号公報
【特許文献４】特開２００６−３０２８７８号公報
【特許文献５】ＷＯ２０１１／０４３０８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、従来技術においては、高い屈折率の特定の構造を有するアミン誘導体を使用するか、または、特定のパラメータ要求に適合する材料を有機被覆層材料として使用することにより光取り出し効率と色純度を改善するが、特に青色光発光素子を製造する場合に発光効率と色純度を両立させる問題がまだ解決されていない。
【００１２】
本発明者は、特定のパラメータを満たす材料、特に、特定のパラメータ要求を満たすチオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する化合物、ピレン構造を有する化合物、アントラセン構造を有する化合物を被覆層材料に使用すれば、光取り出し効率を高めることと色純度を両立させる問題を解決することができることに気付いた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基板と、第１電極と、発光層を含む１層以上の有機層膜と、第２電極素子とを備え、被覆層をさらに有し；前記被覆層に有機材料が含まれており、該有機材料の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲中の少なくとも一点における減衰係数が０．１０よりも大きく、かつ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲において減衰係数が０．１０以下である有機発光素子を提供する。
【００１４】
本発明の被覆層は第１電極と第２電極の間に位置することができ、第２電極と被覆層の間にも位置することができ、さらに第２電極の上に位置することができる。
【００１５】
被覆層は、第２電極において第２電極と有機発光層を効果的に保護し、外部の湿気、酸素および汚れの影響を受けるのを回避することにより、有機発光素子の寿命が低下するのを防止することができる。トップエミッション型発光素子は下部放射型発光素子に比べ、拡大した発光面という長所を有することにより、光取り出し効率を高める。
【００１６】
本発明の有機発光素子においては、好ましくは、基板と、第１電極と、発光層を含む１層以上の有機層膜と、前記発光層が放射する光を透過させる第２電極と、被覆層とが順に積層され；そのうち被覆層は、光取り出し率を高める層である。
【００１７】
本発明によれば、発光取り出し効率が大幅に向上しておりかつ優れた色純度を有する有機発光素子を得ることができる。
【００１８】
被覆層材料を使用することによって高い発光効率と高い色純度を実現する上記発光素子において、被覆層が高い屈折率を有することが要求される。図１に示す光学シミュレーションの結果から、被覆層材料の減衰係数が大きければ高い屈折率を得ることができ、高い屈折率を示す波長領域が被覆層材料の最大吸収波長に伴って変化することが分かる。以上の結果を基礎に、掘り下げて研究した後、本発明者は、有機発光素子における特性が特に優れた被覆層材料を得るには、好ましくは、減衰係数の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲における少なくとも一点が０．１０よりも大きくなければならないことに気付いた。より高い屈折率を得るため、さらに好ましくは、被覆層材料的減衰係数の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲における少なくとも一点が０．１２よりも大きい。またさらに、被覆層が優れた透明性を有する場合に、発光効率を向上させ高い色純度の素子を得ることができるため、好ましくは、光取り出し効率改善層材料の、波長４６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内における減衰係数が０．１以下であることにも気付いた。
【００１９】
上記のように、性能の優れた被覆層材料を得るには、被覆層は、減衰係数が４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲中の少なくとも一点において０．１０よりも大きく、かつ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲において減衰係数が０．１０以下である有機材料を含有していなければならない。
【００２０】
上記の特性を満たす有機材料として、好ましくは、チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造のうちの１種または複数種を有する化合物、ピレン構造を有する化合物、アントラセン構造を有する化合物である。
【００２１】
特性パラメータの要求を満たす上記材料を被覆層材料として使用すれば、優れた性能を得ることができる。
【００２２】
パラメータを満たす、チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する上記化合物について、以下のように詳述する：
減衰係数と吸光係数は、下記式（Ａ）に示す関係を有する。（式中、α：吸光係数、ｋ：減衰係数、ω：光周波数、ｃ：光速）
【００２３】
【数１】
0006680209.tif 000002
【００２４】
式（Ａ）に示すように、減衰係数と吸光係数は正比例するため、吸光係数が高い材料は減衰係数も高い。チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する化合物は、その構造のため非常に高い吸光係数を示すので、高い減衰係数を得ることができることにより、高い屈折率が得られることを期待できる。
【００２５】
さらに、チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する化合物の置換基は修飾が容易であるため、減衰係数の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲における少なくとも一点を容易に０．１０よりも大きくし、波長４３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の減衰係数を０．１０以下にすることができる。従って、好ましくは、チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造の化合物である。
【００２６】
本発明において、チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造の化合物は、具体的には以下の一般式（１）に示す通りである。
【００２７】
【化１】
0006680209.tif 000003
【００２８】
Ｘは硫黄原子、酸素原子またはＮ−Ｒであり；
ここで、Ｒは、水素、重水素や、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群から選ばれる１種または複数種であり；
ここで、Ｒ１〜Ｒ４は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素や、ハロゲンや、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群からそれぞれ選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【００２９】
上記Ｒ１〜Ｒ４に示す基において、前記アルキル基は、好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルキル基であり；さらに好ましくは、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、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基等の飽和脂肪族アルキル基のうちの１種または複数種である。上記アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３０】
前記シクロアルキル基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０のシクロアルキル基であり；さらに好ましくは、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基またはアダマンチル基等の飽和脂環式アルキル基のうちの１種または複数種である。上記シクロアルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３１】
前記複素環基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０の複素環基であり；さらに好ましくは、ピラン環、ピペリジン環、または環状アミド等の、環内に炭素以外の原子を有する脂肪族環のうちの１種または複数種である。上記複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３２】
前記アルケニル基は、好ましくはＣ２−Ｃ２０のアルケニル基であり；さらに好ましくは、ビニル基、アリル基またはブタジエニル基等の、二重結合を含む不飽和脂肪族アルキル基のうちの１種または複数種である。上記アルケニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３３】
前記シクロアルケニル基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０のシクロアルケニル基であり；さらに好ましくは、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基またはシクロヘキセニル基等の、二重結合を含む不飽和脂環式アルキル基のうちの１種または複数種である。上記シクロアルケニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３４】
前記アルキニル基は、好ましくはＣ２−Ｃ２０のアルキニル基であり；さらに好ましくは、エチニル基等の、三重結合を含む不飽和脂肪族アルキル基である。上記アルキニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３５】
前記アルコキシ基は、好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルコキシ基であり；さらに好ましくは、メトキシ基、エトキシ基またはプロポキシ基等の、エーテル結合を介して脂肪族アルキル基を結合した官能基のうちの１種または複数種である。該脂肪族アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３６】
前記アルキルチオ基は、アルコキシ基の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルキルチオ基であり；アルキルチオ基のアルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３７】
前記アリールエーテル基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリールエーテル基であり；さらに好ましくは、フェノキシ基等の、エーテル結合を介して芳香族アルキル基を結合した官能基である。アリールエーテル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３８】
前記アリールチオエーテル基は、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリールチオエーテル基である。アリールチオエーテル基中の芳香族アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００３９】
前記アリール基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリール基であり；さらに好ましくは、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基またはピレニル基等の芳香族アルキル基のうちの１種または複数種である。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００４０】
前記ヘテロアリール基は、好ましくはＣ４−Ｃ６０の芳香族複素環基であり；さらに好ましくは、フリル基、チオフェニル基、ピロール基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ピリジル基またはキノリル基等のうちの１種または複数種である。芳香族複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００４１】
前記ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素から選ばれる。
【００４２】
前記カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルアミノ基の置換基の炭素数については特に制限なく、通常は２以上６０以下の範囲である。
【００４３】
前記シリル基は、例えばトリメチルシリル基等の、ケイ素原子と結合する結合を有する官能基として表され、シリル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数について特に制限はなく、通常は３以上２０以下の範囲である。また、ケイ素数は通常、１以上６以下の範囲である。
【００４４】
前記シロキシ基は、例えばトリメチルシロキシ基等の、エーテル結合を介してケイ素原子を結合した官能基として表され、シロキシ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００４５】
前記置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【００４６】
上記一般式（１）に示すチオフェン構造、フラン構造またはピロール構造の化合物は、同じであるかまたは異なる置換基で置換して立体障害効果を形成することにより、優れた薄膜安定性を有することができる。
【００４７】
以上の結果から、被覆層に、高い屈折率と優れた薄膜安定性を有するチオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する化合物を使用すれば、光取り出し効率を高めることと経時安定性とを両立させる問題を解決することができることが分かる。
【００４８】
置換アミン基を有するチオフェン構造、フラン構造またはピロール構造の化合物は非常に高い吸光係数を示すため、高い減衰係数を得ることができることにより、高い屈折率が得られることを期待できる。
【００４９】
本発明におけるチオフェン構造、フラン構造またはピロール構造の化合物は、好ましくは、下記の一般式（２）を有する。
【００５０】
【化２】
0006680209.tif 000004
【００５１】
Ｘは硫黄原子、酸素原子またはＮ−Ｒであり；
Ｒは、水素、重水素や、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群から選ばれる１種または複数種であり；
Ｒ１〜Ｒ４は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素や、ハロゲンや、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群からそれぞれ選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ１はアリーレン基またはヘテロアリーレン基から選ばれかつＲ１〜Ｒ４のうちの１種または複数種と単結合を形成し；
Ｒ５、Ｒ６は同じであるかまたは異なっていてもよく、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ選ばれ；
ｎ１は１〜４の整数であり、かつＲ１〜Ｒ４のうち少なくとも１つがＬ１と結合し；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【００５２】
前記アリーレン基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリール基であり；さらに好ましくは、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フェナントリレン基、ターフェニレン基またはピレニレン基等の芳香族アルキル基のうちの１種または複数種である。アリーレン基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００５３】
前記ヘテロアリーレン基は、好ましくはＣ４−Ｃ６０の芳香族複素環基であり；さらに好ましくは、フリレン基、チオフェニレン基、ピロリジニリデン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ピリジレン基またはキノリレン基等のうちの１種または複数種である。亜芳香族複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００５４】
他の置換基と上述の置換基の説明は同じである。
【００５５】
また、ローレンツ・ローレンツの式が示すように、屈折率は分極率および密度に正比例する。分極率および密度が大きい材料ほど屈折率が大きい。
【００５６】
【数２】
0006680209.tif 000005
【００５７】
ｎ：屈折率、λ：照射光波長、Ｐλ：分極率、Ｖ：分子体積
ヘテロアリール基は、分極率を高める特性を有していることにより、高い屈折率を得ることができる。さらに、非結晶性および薄膜安定性の角度から考えると、上記一般式（２）において、Ｒ５〜Ｒ６のうち少なくとも１種はヘテロアリール基である。好ましくはピリジル基またはキノリル基である。
【００５８】
また、合成のしやすさと、抵抗加熱蒸着法等で成膜する際の耐熱性の角度から考えると、ｎ１は好ましくは１または２である。
【００５９】
本発明におけるチオフェン構造、フラン構造またはピロール構造の化合物は、さらに好ましくは、下記の一般式（３）を有する。
【００６０】
【化３】
0006680209.tif 000006
【００６１】
Ｘは硫黄原子、酸素原子またはＮ−Ｒであり；
Ｒは、水素、重水素や、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群からそれぞれ選ばれる１種または複数種であり；
Ｒ７〜Ｒ８は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素や、ハロゲンや、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群からそれぞれ選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ２、Ｌ３はアリーレン基またはヘテロアリーレン基からそれぞれ選ばれ；
Ｒ９〜Ｒ１２は同じであるかまたは異なっていてもよく、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ選ばれ；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【００６２】
前記チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造の化合物については特に限定されておらず、具体的には下記の例を列挙することができる。
【００６３】
【化４】
0006680209.tif 000007
【００６４】
【化５】
0006680209.tif 000008
【００６５】
【化６】
0006680209.tif 000009
【００６６】
【化７】
0006680209.tif 000010
【００６７】
【化８】
0006680209.tif 000011
【００６８】
【化９】
0006680209.tif 000012
【００６９】
【化１０】
0006680209.tif 000013
【００７０】
【化１１】
0006680209.tif 000014
【００７１】
【化１２】
0006680209.tif 000015
【００７２】
【化１３】
0006680209.tif 000016
【００７３】
【化１４】
0006680209.tif 000017
【００７４】
【化１５】
0006680209.tif 000018
【００７５】
【化１６】
0006680209.tif 000019
【００７６】
【化１７】
0006680209.tif 000020
【００７７】
【化１８】
0006680209.tif 000021
【００７８】
【化１９】
0006680209.tif 000022
【００７９】
パラメータを満たす、ピレン構造を有する上記化合物について、以下のように詳述する：
減衰係数と吸光係数は、下記式（Ａ）に示す関係を有する。（式中、α：吸光係数、ｋ：減衰係数、ω：光周波数、ｃ：光速）
【００８０】
【数３】
0006680209.tif 000023
【００８１】
式（Ａ）に示すように、減衰係数と吸光係数は正比例するため、吸光係数が高い材料は減衰係数も高い。ピレン構造を有する化合物は、その構造のため非常に高い吸光係数を示すので、高い減衰係数を得ることができることにより、高い屈折率が得られることを期待できる。
【００８２】
さらに、ピレン構造を有する化合物の置換基は修飾が容易であるため、減衰係数の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲における少なくとも一点を容易に０．１０よりも大きくし、波長４６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の減衰係数を０．１０以下にすることができる。従って、好ましくは、ピレン構造の化合物である。
【００８３】
本発明におけるピレン構造の化合物は、具体的には下記の一般式（４）に示す通りである。
【００８４】
【化２０】
0006680209.tif 000024
【００８５】
Ｒ１３〜Ｒ２２は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素や、ハロゲンや、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群からそれぞれ選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【００８６】
上記Ｒ１３〜Ｒ２２に示す基において、前記アルキル基は、好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルキル基であり；さらに好ましくは、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、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基等の飽和脂肪族アルキル基のうちの１種または複数種である。上記アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００８７】
前記シクロアルキル基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０のシクロアルキル基であり；さらに好ましくは、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基またはアダマンチル基等の飽和脂環式アルキル基のうちの１種または複数種である。上記シクロアルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００８８】
前記複素環基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０の複素環基であり；さらに好ましくは、ピラン環、ピペリジン環、または環状アミド等の、環内に炭素以外の原子を有する脂肪族環のうちの１種または複数種である。上記複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００８９】
前記アルケニル基は、好ましくはＣ２−Ｃ２０のアルケニル基であり；さらに好ましくは、ビニル基、アリル基またはブタジエニル基等の、二重結合を含む不飽和脂肪族アルキル基のうちの１種または複数種である。上記アルケニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９０】
前記シクロアルケニル基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０のシクロアルケニル基であり；さらに好ましくは、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基またはシクロヘキセニル基等の、二重結合を含む不飽和脂環式アルキル基のうちの１種または複数種である。上記シクロアルケニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９１】
前記アルキニル基は、好ましくはＣ２−Ｃ２０のアルキニル基であり；さらに好ましくは、エチニル基等の、三重結合を含む不飽和脂肪族アルキル基である。上記アルキニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９２】
前記アルコキシ基は、好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルコキシ基であり；さらに好ましくは、メトキシ基、エトキシ基またはプロポキシ基等の、エーテル結合を介して脂肪族アルキル基を結合した官能基のうちの１種または複数種である。該脂肪族アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９３】
前記アルキルチオ基は、アルコキシ基の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルキルチオ基であり；アルキルチオ基のアルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９４】
前記アリールエーテル基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリールエーテル基であり；さらに好ましくは、フェノキシ基等の、エーテル結合を介して芳香族アルキル基を結合した官能基である。アリールエーテル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９５】
前記アリールチオエーテル基は、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリールチオエーテル基である。アリールチオエーテル基中の芳香族アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９６】
前記アリール基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリール基であり；さらに好ましくは、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基またはピレニル基等の芳香族アルキル基のうちの１種または複数種である。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９７】
前記ヘテロアリール基は、好ましくはＣ４−Ｃ６０の芳香族複素環基であり；さらに好ましくは、フリル基、チオフェニル基、ピロール基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ピリジル基またはキノリル基等のうちの１種または複数種である。芳香族複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【００９８】
前記ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素から選ばれる。
【００９９】
前記カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルアミノ基の置換基の炭素数について特に制限はなく、通常は２以上６０以下の範囲である。
【０１００】
前記シリル基は例えばトリメチルシリル基等の、ケイ素原子と結合する結合を有する官能基を表し、シリル基が、置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数について特に制限はなく、通常は３以上２０以下の範囲である。また、ケイ素数は通常、１以上６以下の範囲である。
【０１０１】
前記シロキシ基は例えばトリメチルシロキシ基等の、エーテル結合を介してケイ素原子を結合した官能基を表し、シロキシ基が、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１０２】
前記置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【０１０３】
上記一般式（４）に示すピレン構造の化合物は、同じであるかまたは異なる置換基で置換して立体障害効果を形成することにより、優れた薄膜安定性を有する。
【０１０４】
以上の結果から、被覆層に、高い屈折率と優れた薄膜安定性を有するピレン構造の化合物を使用すれば、光取り出し効率を高めることと経時安定性とを両立させる問題を解決することができることが分かる。
【０１０５】
置換アミン基を有するピレン構造の化合物は非常に高い吸光係数を示すため、高い減衰係数を得ることができることにより、高い屈折率が得られることを期待できる。
【０１０６】
本発明における好ましいピレン構造の化合物は、下記の一般式（５）を有する。
【０１０７】
【化２１】
0006680209.tif 000025
【０１０８】
Ｒ１３〜Ｒ２２は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群からそれぞれ選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ４はアリーレン基またはヘテロアリーレン基から選ばれかつＲ１３〜Ｒ２２のうちの１種または複数種と単結合を形成し；
Ｒ２３、Ｒ２４は同じであるかまたは異なっていてもよく、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ選ばれ；ｎ２は１〜４の整数であり、かつ、Ｒ１３〜Ｒ２２のうち少なくとも１つがＬ４と結合し；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【０１０９】
前記アリーレン基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリール基であり；さらに好ましくは、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フェナントリレン基、ターフェニレン基またはピレニレン基等の芳香族アルキル基のうちの１種または複数種である。アリーレン基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１１０】
前記ヘテロアリーレン基は、好ましくはＣ５−Ｃ６０の芳香族複素環基であり；さらに好ましくは、フリレン基、チオフェニレン基、ピロリジニリデン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ピリジレン基またはキノリレン基等のうちの１種または複数種である。亜芳香族複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１１１】
他の置換基と上述の置換基の説明は同じである。
【０１１２】
また、ローレンツ・ローレンツの式が示すように、屈折率は分極率と密度が正比例する。分極率および密度が大きい材料ほど屈折率が大きい。
【０１１３】
【数４】
0006680209.tif 000026
【０１１４】
ｎ：屈折率、λ：照射光波長、Ｐλ：分極率、Ｖ：分子体積
ヘテロアリール基は、分極率を高める特性を有しており、この点から、高い屈折率を得ることができる。さらに、ピレン構造は高い平面性を有しているため、分子間の相互作用が強く、このことから、ピレン誘導体は密度が高まる傾向を有しており、この点からも、高い屈折率が得られることを期待できる。
【０１１５】
さらに、非結晶性および薄膜安定性の角度から考えると、上記一般式（５）において、Ｒ２３〜Ｒ２４のうち少なくとも１種はヘテロアリール基である。好ましくはピリジル基またはキノリル基である。
【０１１６】
また、合成のしやすさと、抵抗加熱蒸着法等で成膜する際の耐熱性の角度から考えると、ｎ２は好ましくは１または２である。
【０１１７】
本発明においてさらに好ましくは、ピレン構造の化合物は、下記の一般式（６）を有する。
【０１１８】
【化２２】
0006680209.tif 000027
【０１１９】
ここで、Ｒ２５〜Ｒ３２は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群から選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ５、Ｌ６はアリーレン基またはヘテロアリーレン基からそれぞれ選ばれ；
Ｒ３３〜Ｒ３６は同じであるかまたは異なっていてもよく、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ選ばれ；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【０１２０】
前記ピレン構造の化合物については特に限定されておらず、具体的には下記の例を列挙することができる。
【０１２１】
【化２３】
0006680209.tif 000028
【０１２２】
【化２４】
0006680209.tif 000029
【０１２３】
【化２５】
0006680209.tif 000030
【０１２４】
パラメータを満たす、アントラセン構造を有する上記化合物について、以下のように詳述する：
減衰係数と吸光係数は、下記式（Ａ）に示す関係を有する。（式中、α：吸光係数、ｋ：減衰係数、ω：光周波数、ｃ：光速）
【０１２５】
【数５】
0006680209.tif 000031
【０１２６】
式（Ａ）に示すように、減衰係数と吸光係数は正比例するため、吸光係数が高い材料は減衰係数も高い。アントラセン構造を有する化合物は、その構造のため非常に高い吸光係数を示すので、高い減衰係数を得ることができることにより、高い屈折率が得られることを期待できる。
【０１２７】
さらに、アントラセン構造を有する化合物の置換基は修飾が容易であるため、減衰係数の、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲における少なくとも一点を容易に０．１０よりも大きくし、波長４３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の減衰係数を０．１０以下にすることができる。従って、好ましくはアントラセン構造の化合物である。
【０１２８】
本発明におけるアントラセン構造の化合物は、下記の一般式（７）を有する。
【０１２９】
【化２６】
0006680209.tif 000032
【０１３０】
ここで、Ｒ３７〜Ｒ４６は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素や、ハロゲンや、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群からそれぞれ選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ５５のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【０１３１】
上記Ｒ３７〜Ｒ４６に示す基において、前記アルキル基は、好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルキル基であり；さらに好ましくは、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、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基等の飽和脂肪族アルキル基のうちの１種または複数種である。上記アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３２】
前記シクロアルキル基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０のシクロアルキル基であり；さらに好ましくは、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基またはアダマンチル基等の飽和脂環式アルキル基のうちの１種または複数種である。上記シクロアルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３３】
前記複素環基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０の複素環基であり；さらに好ましくは、ピラン環、ピペリジン環、または環状アミド等の、環内に炭素以外の原子を有する脂肪族環のうちの１種または複数種である。上記複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３４】
前記アルケニル基は、好ましくはＣ２−Ｃ２０のアルケニル基であり；さらに好ましくは、ビニル基、アリル基またはブタジエニル基等の、二重結合を含む不飽和脂肪族アルキル基のうちの１種または複数種である。上記アルケニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３５】
前記シクロアルケニル基は、好ましくはＣ３−Ｃ２０のシクロアルケニル基であり；さらに好ましくは、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基またはシクロヘキセニル基等の、二重結合を含む不飽和脂環式アルキル基のうちの１種または複数種である。上記シクロアルケニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３６】
前記アルキニル基は、好ましくはＣ２−Ｃ２０のアルキニル基であり；さらに好ましくは、エチニル基等の、三重結合を含む不飽和脂肪族アルキル基である。上記アルキニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３７】
前記アルコキシ基は、好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルコキシ基であり；さらに好ましくは、メトキシ基、エトキシ基またはプロポキシ基等の、エーテル結合を介して脂肪族アルキル基を結合した官能基のうちの１種または複数種である。該脂肪族アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３８】
前記アルキルチオ基は、アルコキシ基の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。好ましくはＣ１−Ｃ２０のアルキルチオ基であり；アルキルチオ基のアルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１３９】
前記アリールエーテル基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリールエーテル基であり；さらに好ましくは、フェノキシ基等の、エーテル結合を介して芳香族アルキル基を結合した官能基である。アリールエーテル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１４０】
前記アリールチオエーテル基は、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリールチオエーテル基である。アリールチオエーテル基中の芳香族アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１４１】
前記アリール基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリール基であり；さらに好ましくは、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基またはピレニル基等の芳香族アルキル基のうちの１種または複数種である。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１４２】
前記ヘテロアリール基は、好ましくはＣ４−Ｃ６０の芳香族複素環基であり；さらに好ましくは、フリル基、チオフェニル基、ピロール基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ピリジル基またはキノリル基等のうちの１種または複数種である。芳香族複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１４３】
前記ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素から選ばれる。
【０１４４】
前記カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルアミノ基の置換基の炭素数について特に制限はなく、通常は２以上６０以下の範囲である。
【０１４５】
前記シリル基は例えばトリメチルシリル基等の、ケイ素原子と結合する結合を有する官能基を表し、シリル基が、置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数について特に制限はなく、通常は３以上２０以下の範囲である。また、ケイ素数は通常、１以上６以下の範囲である。
【０１４６】
前記シロキシ基は例えばトリメチルシロキシ基等の、エーテル結合を介してケイ素原子を結合した官能基を表し、シロキシ基が、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１４７】
前記置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ５−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【０１４８】
上記一般式（７）に示すアントラセン構造の化合物は、同じまたは異なる置換基で置換して立体障害効果を形成することにより、優れた薄膜安定性を有する。
【０１４９】
以上の結果から、被覆層に、高い屈折率と優れた薄膜安定性を有するアントラセン構造の化合物を使用すれば、光取り出し効率を高めることと経時安定性とを両立させる問題を解決することができることが分かる。
【０１５０】
置換アミン基を有するアントラセン構造の化合物は非常に高い吸光係数を示すため、高い減衰係数を得ることができることにより、高い屈折率が得られることを期待できる。
【０１５１】
本発明における好ましいアントラセン構造の化合物は、下記の一般式（８）を有する。
【０１５２】
【化２７】
0006680209.tif 000033
【０１５３】
Ｒ４７〜Ｒ５６は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素や、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群から選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ７はアリーレン基またはヘテロアリーレン基から選ばれかつＲ４７〜Ｒ５６のうちの１種または複数種と単結合を形成し；
Ｒ５７、Ｒ５８は同じであるかまたは異なっていてもよく、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ選ばれ；
ｎ３は１〜４の整数であるが、Ｒ４７〜Ｒ５６のうち少なくとも１つがＬ７と結合し；前記置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【０１５４】
前記アリーレン基は、好ましくはＣ６−Ｃ６０のアリール基であり；さらに好ましくは、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フェナントリレン基、ターフェニレン基またはピレニレン基等の芳香族アルキル基のうちの１種または複数種である。アリーレン基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１５５】
前記ヘテロアリーレン基は、好ましくはＣ４−Ｃ６０の芳香族複素環基であり；さらに好ましくは、フリレン基、チオフェニレン基、ピロリデン基、ベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ピリジレン基またはキノリレン基等のうちの１種または複数種である。亜芳香族複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
【０１５６】
他の置換基と上述の置換基の説明は同じである。
【０１５７】
また、ローレンツ・ローレンツの式が示すように、屈折率は分極率と密度が正比例する。分極率および密度が大きい材料ほど屈折率が大きい。
【０１５８】
【数６】
0006680209.tif 000034
【０１５９】
ｎ：屈折率、λ：照射光波長、Ｐλ：分極率、Ｖ：分子体積
ヘテロアリール基は、分極率を高める特性を有しており、この点から、高い屈折率を得ることができる。さらに、アントラセン構造は高い平面性を有しているため、分子間の相互作用が強く、このことから、アントラセン誘導体は密度が高まる傾向を有しており、この点からも、高い屈折率が得られることを期待できる。
【０１６０】
さらに、非結晶性および薄膜安定性の角度から考えると、上記一般式（８）において、Ｒ５７〜Ｒ５８のうち少なくとも１種はヘテロアリール基である。好ましくはピリジル基またはキノリル基である。
【０１６１】
また、合成のしやすさと、抵抗加熱蒸着法等で成膜する際の耐熱性の角度から考えると、ｎ３は好ましくは１または２である。
【０１６２】
本発明においてさらに好ましくは、アントラセン構造の化合物は、下記の一般式（９）を有する。
【０１６３】
【化２８】
0006680209.tif 000035
【０１６４】
Ｒ５９〜Ｒ６６は同じであるかまたは異なっていてもよく、水素、重水素や、ハロゲン、または、置換され得るアルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルアミノ基またはシリル基からなる群から選ばれる１種または複数種であり、隣接する置換基と結合して環を形成してもよく；
Ｌ８、Ｌ９はアリーレン基またはヘテロアリーレン基からそれぞれ選ばれ；
Ｒ６７〜Ｒ７０は同じであるかまたは異なっていてもよく、置換され得るアルキル基、置換され得るシクロアルキル基、置換され得るアリール基、置換され得るヘテロアリール基または置換され得る複素環基からそれぞれ選ばれ；前記置換される場合に、置換基は、重水素、ハロゲン、Ｃ１−Ｃ１５のアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５のシクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ１５の複素環基、Ｃ２−Ｃ１５のアルケニル基、Ｃ４−Ｃ１５のシクロアルケニル基、Ｃ２−Ｃ１５のアルキニル基、Ｃ１−Ｃ１５のアルコキシ基、Ｃ１−Ｃ１５のアルキルチオ基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリールチオエーテル基、Ｃ６−Ｃ５５のアリール基、Ｃ４−Ｃ５５の芳香族複素環基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｃ１−Ｃ４０のアルキルアミノ基、またはＣ３−Ｃ１５のケイ素原子数が１〜５のシリル基から選ばれる１種または複数種である。
【０１６５】
前記アントラセン構造の化合物については特に限定されておらず、具体的には下記の例を列挙することができる。
【０１６６】
【化２９】
0006680209.tif 000036
【０１６７】
【化３０】
0006680209.tif 000037
【０１６８】
上記一般式（１）、（４）、（７）に示す被覆層材料の合成は、既知の方法を用いて行うことができる。例えば、パラジウム触媒の存在下におけるハロゲン化ピレンとアリールホウ酸のカップリング反応、ハロゲン化ピレンとジアミンの化合物カップリング反応等であるが、これらの方法に限定されない。
【０１６９】
以下、本発明の有機発光素子の実施形態について具体的に説明する。本発明の有機発光素子は、基板と、第１電極と、発光層を含む１層以上の有機層膜と、前記発光層が発する光を透過させる第２電極と、被覆層とを順に有し、発光層は電気エネルギーによって発光する。
【０１７０】
本発明の発光素子において用いられる基板は、好ましくはソーダガラスや無アルカリガラス等のガラス基板である。ガラス基板の厚さについては、機械的強度を保つのに十分な厚さであればよく、このため、０．５ｍｍ以上であれば十分である。ガラスの材質については、ガラスから溶出するイオンが少ないほどよく、このため、好ましくは無アルカリガラスである。また、市場で販売されている、ＳｉＯ２等の保護コーティングが塗布されたものも使用してもよい。このほか、第１電極が機能を安定的に発揮するのであれば、基板は必ずしもガラスでなくてもよく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成してもよい。
【０１７１】
第１電極に使用される材料は、好ましくは、高い屈折率特性を有する金、銀、アルミニウム等の金属またはＡＰＣ系合金の類の金属合金である。これらの金属または金属合金は多層積層であってもよい。このほか、金属、金属合金、またはそれらの積層体の上面および／または下面に、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電性金属酸化物を積層してもよい。
【０１７２】
第２電極に使用される材料は、好ましくは、光を透過させることができる半透明または透明な膜を形成可能な材料である。例えば、銀、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムまたはこれらの金属の合金や、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電性金属酸化物である。これらの金属、合金、または金属酸化物は多層積層であってもよい。
【０１７３】
上記電極の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、または樹脂塗布法等であってよく、特に制限はない。このほか、第１電極と第２電極は、使用する材料の仕事関数に応じて、そのうち一方が有機膜層に対して陽極作用を果たし、他方が陰極作用を果たす。
【０１７４】
有機層は、発光層のみから構成され得るほか、１）正孔輸送層／発光層、２）発光層／電子輸送層、３）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、４）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、５）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層等が積層されてなる構造であってもよい。このほか、上記各層はそれぞれ単層または多層のうちいずれか１種であってよい。１）〜５）の構造を採用する場合、陽極側電極は正孔入力層または正孔輸送層に接合され、陰極側電極は電子入力層または電子輸送層に接合される。
【０１７５】
正孔輸送層は、正孔輸送材料の１種または２種以上を積層するかまたは混合する方法によって、もしくは正孔輸送材料と高分子接着剤の混合物を使用する方法によって形成することができる。正孔輸送材料は、電界を加えた電極の間で正極からの正孔を効率よく輸送しなければならず、このため、正孔の注入効率が高く、注入される正孔を効率よく輸送することが望まれる。このため、正孔輸送材料が適切なイオンポテンシャルを有しており、正孔移動度が大きく、ひいては、安定性が優れており、製造および使用時にトラップになるおそれのある不純物が生じにくいことが要求される。このような条件を満たす物質については特に限定されておらず、例えば、４，４’−ビス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（ＮＰＤ）、４，４’−ビス（Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ）ビフェニル（ＴＢＤＢ）、ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−４−フェニルアミノ）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ２３２）等のビフェニルアミンや，４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（１−ナフチル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）等、星形トリアリールアミンと呼ばれる材料群や、カルバゾール骨格を有する材料であってもよく、好ましくはカルバゾール系多量体であり、具体的には、ビス（Ｎ−アリールカルバゾール）またはビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）等のビスカルバゾール誘導体、トリカルバゾール誘導体、テトラカルバゾール誘導体、トリフェニル系化合物、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラジン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体等の複素環化合物、もしくはフラーレン誘導体を列挙することができ、ポリマー系において、さらに好ましくは、上記単量体を側鎖上に有するポリカーボネートまたはスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、およびポリシラン等。このほか、Ｐ型Ｓｉ、Ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も使用することができる。
【０１７６】
陽極と正孔輸送層の間に正孔注入層を設けることができる。正孔注入層を設けることによって、有機発光素子に低駆動電圧を実現させ、耐久寿命を延ばすことができる。正孔注入層は通常、好ましくは、正孔輸送層材料よりもイオンポテンシャルが低い材料を使用する。具体的には、例えば、上記ＴＰＤ２３２の類のビフェニルアミン誘導体、星形トリアリールアミン材料群であってもよいほか、フタロシアニン誘導体等を使用してもよい。このほか、さらに好ましくは、正孔注入層はアクセプター性化合物により単独で構成されるか、または、アクセプター性化合物が別の正孔輸送層にドープされて使用される。アクセプター性化合物は、例えば、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アンチモン等の金属塩化物、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ルテニウム等の金属酸化物、トリス（４−ブロモフェニル）アンモニウムヘキサクロロアンチモネート（ＴＢＰＡＨ）等の電荷移動錯体を列挙することができる。このほか、分子内にニトロ基、シアノ基、ハロゲンまたはトリフルオロメチル基を有する有機化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレン等であってもよい。
【０１７７】
本発明において、発光層は単層、多層のうちいずれか１種であってよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドープ材料）で形成することができ、ホスト材料とドープ材料の混合物であってよく、ホスト材料のみであってもよく、いずれも場合でもよい。すなわち、本発明発光素子の各発光層において、ホスト材料のみまたはドープ材料のみが発光してよく、ホスト材料とドープ材料が一緒に発光してもよい。電気エネルギーを効率よく利用し、高い色純度の発光を得る角度から考えると、好ましくは、発光層はホスト材料とドープ材料が混合されてなる。また、ホスト材料とドープ材料はそれぞれ１種であってよく、複数種の組み合わせであってもよく、どちらでもよい。ドープ材料はホスト材料全体に添加してよく、一部に添加してもよく、どちらでもよい。ドープ材料は積層されたものであってよく、分散したものであってもよく、どちらでもよい。ドープ材料は発光色を制御することができる。ドープ材料の量が多過ぎる場合には濃度消光現象が発生することがあり、このため、その用量はホスト材料に対して、好ましくは２０重量％以下であり、より好ましくは１０重量％以下である。ドープ方法は、ホスト材料と共に蒸着する方法であってよく、あらかじめホスト材料と混合した後に同時に蒸着する方法であってもよい。
【０１７８】
発光材料として、具体的には、これまで発光体として既知であるアントラセン、ピレン等の縮合環誘導体、トリス（８−キノリナート）アルミニウム等の金属キレート化オキシノイド化合物、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリマー中のポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、およびポリチオフェン誘導体等を使用することができ、特に限定されていない。
【０１７９】
発光材料に含まれるホスト材料については特に限定されておらず、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾフェナントレン、テトラセン、ペリレン、ベンゾ［９，１０］フェナントレン、フルオランテン、フルオレン、インデン等の、縮合アリール環を有する化合物またはその誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン等の芳香族アミン誘導体、トリス（８−キノリナート）アルミニウム等の金属キレート化オキシノイド化合物、ピロロピロール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体を使用することができ、ポリマーにおいては、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等を使用することができ、特に限定されていない。
【０１８０】
このほか、ドープ材料について特に制限はなく、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾフェナントレン、ペリレン、ベンゾ［９，１０］フェナントレン、フルオランテン、フルオレン、インデン等の、縮合アリール環を有する化合物またはその誘導体（例えば２−（ベンゾチアゾール−２−イル）−９，１０−ジフェニルアントラセン等）、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９−シラフルオレン、９，９’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピリジン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チアナフタレン等の、複素芳香環を有する化合物またはその誘導体、ボラン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、アミノスチレン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ［３，４−ｃ］ピロール誘導体、クマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール等のアゾール誘導体、芳香族アミン誘導体等を列挙することができる。
【０１８１】
また、発光層において燐光発光材料をドープしてもよい。燐光発光材料は、室温下でも燐光発光することができる材料である。燐光発光材料をドーパントとして使用する場合、基本的に室温下で燐光発光することができなければならないが、特に限定されておらず、好ましくは、インジウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、プラチナ、オスミウムおよびレニウムから選ばれる少なくとも１種の金属を含む有機金属錯化合物である。室温下で高い燐光発光効率を有する角度から考えると、より好ましくは、インジウムまたはプラチナを有する有機金属錯体である。燐光発光性ドーパントと組み合わせて使用するホスト材料として、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体や、ピリジン、ピリミジン、トリアジン骨格を有する窒素含有芳香族化合物誘導体、ポリアリールフェニル誘導体、スピロフルオレン誘導体、トルキセン、ベンゾ［９，１０］フェナントレン等の芳香族炭化水素化合物誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン等の、酸素族元素を含有する化合物、キノリナートベリリウム錯体等の有機金属錯体が良好に使用可能であるが、基本的には使用するドーパントの三重項状態エネルギーよりも大きく、電子と正孔が各自の層の輸送層から円滑に注入または輸送されさえすればよく、特に限定されていない。また、２種以上の三重項状態発光ドーパントを含有していてよく、２種以上のホスト材料を含有していてもよい。このほか、１種以上の三重項状態発光ドーパントと１種以上の蛍光発光ドーパントを含有していてもよい。
【０１８２】
本発明において、電子輸送層は、電子が陰極から注入されてから電子を輸送する層である。電子輸送層は、高い電子注入効率を有し、かつ、注入された電子を効率よく輸送できることである。このため電子輸送層は、好ましくは、電子親和力と電子移動度が大きくかつ安定性が優れており、製造および使用時にトラップになるおそれのある不純物が生じにくい物質から構成される。ただし、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合、電子輸送層が、陽極からの正孔が再び結合せず陰極側へ流れるのを効率よく阻止することができる作用を主に発揮するのであれば、電子輸送能力がそれほど高くない材料から構成されていても、発光効率を改善する効果も、電子輸送能力が高い材料から構成されている場合と同等になる。従って、本発明における電子輸送層において、正孔の移動を効率よく阻止することができる正孔阻止層が均等物として含まれる。
【０１８３】
電子輸送層において使用される電子輸送材料については特に限定されておらず、ナフタレン、アントラセン等の縮合芳香環誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルビニル）ビフェニルに代表されるスチリル基系芳香環誘導体、アントラキノン、ジフェノキノン等のキノン誘導体、酸化ホスフィン誘導体、トリス（８−キノリナート）アルミニウム等のキノリナート錯体、ベンゾキノリナート錯体、ヒドロキシゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体またはフラボノール金属錯体を列挙することができ、駆動電圧を低減し、高効率の発光が得られる角度から考えると、好ましくは、複素芳香環構造を有する化合物を使用し、前記複素芳香環構造は、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンから選ばれた元素から構成されかつ電子求引性窒素を含有する。
【０１８４】
電子求引性窒素を含有する複素芳香環は、高い電子親和性を有する。電子求引性窒素を有する電子輸送材料は、高い電子親和性を有する陰極からの電子を受け入れやすく、従って、発光素子の駆動電圧を低減することができる。このほか、発光層への電子供給が増え、発光層で再結合する確率が上がるため、発光効率が高まる。電子求引性窒素を含有する複素芳香環として、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、またはフェナントロイミダゾール環等を列挙することができる。
【０１８５】
また、これらの複素芳香環構造を有する化合物として、例えば、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジン、テルピリジン等のオリゴピリジン誘導体を列挙することができる。上記誘導体が縮合アリール環骨格を有する場合、ガラス転移温度が高まり、電子移動度が増加するため、発光素子の駆動電圧を低減する効果が増大するので好ましい。このほか、発光素子の耐久寿命を延ばし、合成が容易であり、原料を容易に購入できる角度から考えると、好ましくは、上記縮合アリール環骨格は、アントラセン骨格、ピレン骨格、またはフェナントロリン骨格である。
【０１８６】
上記電子輸送材料は単独で使用することができ、２種以上の上記電子輸送材料を混合して使用するか、または、１種以上の他の電子輸送材料を上記電子輸送材料に混合して使用することもできる。また、ドナー化合物を添加してもよい。ここで、ドナー化合物とは、電子注入エネルギー障壁を改善することによって、電子が陰極または電子注入層から電子輸送層へ容易に注入されるようにし、ひいては、電子輸送層の導電性を改善する化合物を指す。本発明のドナー化合物の好ましい例として：アルカリ金属、アルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物の錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩、もしくはアルカリ土類金属と有機物の錯体等を列挙することができる。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の好ましい種類として、低仕事関数でありかつ電子輸送能力を改善する効果の大きいリチウム、ナトリウム、もしくはセシウムのようなアルカリ金属、または、マグネシウム、カルシウムのようなアルカリ土類金属を列挙することができる。
【０１８７】
本発明において、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けてもよい。通常、電子注入層は、電子が陰極から電子輸送層に注入されるのを助けることを目的に挿入されるものであり、挿入時に、電子求引性窒素を含有する複素芳香環構造の化合物を使用することができ、上記ドナー化合物を含有する層を使用することもできる。また、電子注入層において、絶縁体または半導体の無機物をさらに使用することもできる。これらの材料を使用すれば、発光素子の短絡を効果的に防止することができ、かつ、電子注入性を高めることができるので好ましい。これらの絶縁体として、好ましくは、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属ハロゲン化物、およびアルカリ土類金属ハロゲン化物から選ばれる少なくとも１種の金属化合物を使用する。また、有機物と金属の錯体も良好に使用することができる。
【０１８８】
発光素子を構成する上記各層の形成方法として、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、もしくはコーティング法等を列挙することができ、特に制限はないが、通常、素子特性の角度から考えると、好ましくは抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着である。
【０１８９】
有機層の厚さは発光物質の抵抗値によって異なり、限定することはできないが、好ましくは１〜１０００ｎｍである。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【０１９０】
本発明の被覆層は、上記チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する化合物、ピレンを有する化合物、またはアントラセン構造を有する化合物のうち少なくとも１種を含有する化合物によって、高い発光効率を実現することができる。チオフェン構造、フラン構造またはピロール構造を有する化合物は、非常に高い吸光係数を有しているため、高い屈折率を有する。そしてさらに、優れた蒸着薄膜の成膜性能を有しているため、ガラスや金属等、種々の底層がいずれも安定した屈折率と減衰係数を有する。蒸着薄膜の成膜性能の低い材料の底層が変化するとき、屈折率と減衰係数に大きな変化が往々にして生じる。高い発光効率を極大化させ、色再現性を実現するため、好ましくは、酸化ホスフィン誘導体を２０ｎｍ〜１２０ｎｍの厚さで積層させる。より好ましくは、積層厚さは４０ｎｍ〜８０ｎｍである。また、発光効率を極大化させることができる角度から考えると、より好ましくは、光取り出し効率改善層の厚さは５０ｎｍ〜７０ｎｍである。
【０１９１】
被覆層の形成方法については特に限定されておらず、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、スキージ法、レーザ転写法等を列挙することができ、特に制限はない。
【０１９２】
本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換する機能を有する。ここで、電気エネルギーとして、直流電流を主に使用するが、パルス電流または交流電流を使用することもできる。電流値および電圧値について特に制限はないが、素子の電力消費量と寿命を考えた場合、できるかぎり低いエネルギーで最大の輝度を得ることができる方式で選択しなければならない。
【０１９３】
本発明の発光素子は、例えばマトリクスおよび／またはフィールド方式で表示する平面ディスプレイとして良好に用いることができる。
【０１９４】
マトリクス方式とは、表示するための画素が格子状またはモザイク状等の二次元で配置され、画素の集合によって文字または画像を表示する方式を指す。画素の形状とサイズは用途に応じて定める。例えば、コンピュータ、モニタ、テレビの画像および文字表示において、通常は辺長が３００μｍ以下の四辺形の画素を使用し、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合には、辺長がｍｍレベルの画素を使用する。単色表示の場合には同色の画素を配列しさえすればよいが、カラー表示の場合には赤、緑、青の画素を配列して表示する。このような状況で、典型的なものに三角型とストライプ型がある。しかも、該マトリクスの駆動方法は、ラインバイライン駆動方法と能動マトリクスのうちいずれか１つであってよい。ラインバイライン駆動は構造が簡単であるが、操作性を考えた場合、能動マトリクスの方が優れている場合もあり得るため、用途に応じて臨機応変に使用しなければならない。
【０１９５】
本発明におけるフィールド方式は、パターンを形成し、該パターンの配置により決定された領域を発光させることにより、予め決定された情報を表示する方式のことを指す。例えば：デジタル時計、温度計における時刻・温度表示、オーディオ装置、電磁調理器等の動作状態表示および自動車のパネル表示等を列挙することができる。しかも、前記マトリクス表示とフィールド表示は同一のパネルに共に存在することができる。
【０１９６】
本発明の発光素子は、好ましくは照明光源として用いられ、従来のものより薄くて軽く面発光を行うことができる光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】吸収スペクトルと屈折率の光学シミュレーションである。
【図２】Ｃａｐ００７の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図３】Ｃａｐ０１０の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図４】Ｃａｐ０１８の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図５】Ｃａｐ２０８の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図６】Ｃａｐ２５９の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図７】Ｃａｐ０１１の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図８】Ｃａｐ０５２の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図９】Ｃａｐ２６０の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図１０】Ｃａｐ２６１の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図１１】Ｃｏｍ−１の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図１２】Ｃｏｍ−２の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図１３】Ｃｏｍ−３の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図１４】Ｃｏｍ−４の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図１５】Ｃｏｍ−５の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【図１６】Ｃｏｍ−６の特定波長の屈折率（ｎ）と減衰係数（ｋ）の値である。
【発明を実施するための形態】
【０１９８】
以下の実施例と比較例において、下記の化合物をそれぞれ使用した：
Ｃａｐ００７  （２，５−ビス（４−（Ｎ−４−ビフェニル）−（Ｎ−３−ピリジル）アミノフェニル）チオフェン）、
Ｃａｐ０１０  （２，５−ビス（４−（Ｎ−４−ビフェニル）−（Ｎ−４−ピリジル）アミノフェニル）チオフェン）、
Ｃａｐ０１８  （２，５−ビス（４−（Ｎ−３−ビフェニル）−（Ｎ−３−ピリジル）アミノフェニル）チオフェン）、
Ｃａｐ２０８  （１，６−ビス（４−（Ｎ−３−ピリジル）−（Ｎ−フェニル）アミノフェニル）ピレン、
Ｃａｐ２５９  （２−（（４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾリル））フェニル）−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン）、
Ｃａｐ０１１    （２，５−ビス（４−（Ｎ−４−ビフェニル）−（Ｎ−２−ピリジル）アミノフェニル）チオフェン）、
Ｃａｐ０５２  （２，５−ビス（４−（Ｎ−４−ビフェニル）−（Ｎ−３−ピリジル）アミノフェニル）フラン）、
Ｃａｐ２６０  （Ｎ，Ｎ’−ビフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（６−キノリル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン）、
Ｃａｐ２６１  （Ｎ，Ｎ’−ビフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ピリジル）−ジフェニルビニル−４，４’−ジアミン）、
Ｃｏｍ−１  （ＮＰＤ）、
Ｃｏｍ−２  （Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニル）ジアミノビフェニレン）、
Ｃｏｍ−３  （９−フェニル−９’−（３，５−ジフェニル）フェニル−３，３’−９Ｈ−ビスカルバゾール）、
Ｃｏｍ−４  （９−（２−ナフチル）−１０−（４−（１−ナフチル）フェニル）アントラセン）、
Ｃｏｍ−５  （１−［４−（９Ｈ−カルバゾール）フェニル］−６−フェニルピレン）、
Ｃｏｍ−６  （２，５−ビス（４−（Ｎ−４−ビフェニル）−（Ｎ−３−ピリジルアミノ））ナフタレン）、
ＮＰＤ  （Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン）、
Ｆ４−ＴＣＮＱ  （２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７’，８，８’−テトラシアノキノジメタン）、
ＢＨ  （９−（２−ナフチル）−１０−（４−（１−ナフチル）フェニル）アントラセン）、
ＢＤ  （Ｅ−７−（４−（ジフェニルアミノ）スチリル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９，９’−ジメチルフルオレン−２−アミン）、
Ａｌｑ３  （トリス（８−キノリナート）アルミニウム）。
【０１９９】
本明細書に記載された化合物について、本明細書において化学式名と構造式を同時に記載している場合には、化合物の構造は構造式に準ずる。
【０２００】
薄膜サンプルの作製方法
無アルカリガラス基板（旭硝子株式会社、ＡＮ１００）に対し２０分間のＵＶオゾン洗浄処理を行う。その後、真空蒸着装置内に置き、装置内の真空度が１×１０−３Ｐａよりも高くなるまで排気を行い、該条件下で抵抗加熱蒸着法によって基板上に約５０ｎｍの薄膜を蒸着する。蒸着速度は１ｎｍ／ｓである。
【０２０１】
上記作製した薄膜サンプルの屈折率と減衰係数を東レリサーチセンター（Ｔｏｒａｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒ．Ｉｎｃ．）で測定し、使用する計器は分光エリプソメータ（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社Ｍ−２０００）である。
【０２０２】
【化３１】
0006680209.tif 000038
【０２０３】
表１に示すＣａｐ００７の光学定数
【０２０４】
【表１】
0006680209.tif 000039
【０２０５】
発光素子の評価方法
実施例１
無アルカリガラスは、イソプロピルアルコールの中で１５分間超音波洗浄した後、大気中で３０分間のＵＶオゾン洗浄処理を行う。真空蒸着法を利用し、まず、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陽極を作成し、続いて、陽極上に正孔注入層（ＮＰＤとＦ４−ＴＣＮＱ（重量比９７：３）、５０ｎｍ）、正孔輸送層（ＮＰＤ、８０ｎｍ）、青色発光層（ＢＨとＢＤ（重量比９７：３、２０ｎｍ）、電子輸送層（Ａｌｑ３、３０ｎｍ）、電子注入層（ＬｉＦ、１ｎｍ）を順次積層蒸着した後、ＭｇとＡｇ（重量比１０：１、１５ｎｍ）を共に蒸着して半透明の陰極を作成する。
【０２０６】
上記で使用する化合物は以下に示す通りである。
【０２０７】
【化３２】
0006680209.tif 000040
【０２０８】
続いて、Ｃａｐ００７（６０ｎｍ）を被覆層として蒸着する。
【０２０９】
最後に、乾燥窒素雰囲気のグローブボックス内で、エポキシ樹脂接着剤を用いて無アルカリガラス製のシール板で発光素子を封じる。
【０２１０】
上記発光素子は室温、大気中で、１０ｍＡ／ｃｍ２の直流電流を加え、シール板の発光用分光放射輝度計（ＣＳ１０００、コニカミノルタ株式会社）から輝度と色純度を測定した。上記測定値を使って測定した光度効率は６．５ｃｄ／Ａであり、色純度はＣＩＥ（ｘ、ｙ）＝（０．１３９、０．０５１）である。Ｃａｐ００７を被覆層として使用して、高い発光効率、高い色純度の高性能発光素子を得る。
【０２１１】
有機発光素子を評価する。評価結果については表２参照。
【０２１２】
実施例２
被覆層材料がＣａｐ０１０である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２１３】
実施例３
被覆層材料がＣａｐ０１８である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２１４】
実施例４
被覆層材料がＣａｐ２０８である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２１５】
実施例５
被覆層材料がＣａｐ２５９である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２１６】
実施例６
被覆層材料がＣａｐ０１１である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２１７】
実施例７
被覆層材料がＣａｐ０５２である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２１８】
実施例８
被覆層材料がＣａｐ２６０である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２１９】
実施例９
被覆層材料がＣａｐ２６１である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２２０】
比較例１
被覆層材料がＣｏｍ−１である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２２１】
比較例２
被覆層材料がＣｏｍ−２である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２２２】
比較例３
被覆層材料がＣｏｍ−３である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２２３】
比較例４
被覆層材料がＣｏｍ−４である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２２４】
比較例５
被覆層材料がＣｏｍ−５である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２２５】
比較例６
被覆層材料がＣｏｍ−６である以外は実施例１と同じである。
有機発光素子を評価する。評価結果については表２を参照のこと。
【０２２６】
以下は、実施例と比較例で用いられる被覆層材料の化学構造式である。
【０２２７】
【化３３】
0006680209.tif 000041
【０２２８】
【化３４】
0006680209.tif 000042
【０２２９】
【表２】
0006680209.tif 000043
【０２３０】
上記表２から、実施例１〜実施例９の発光素子は高い発光効率と高い色純度を同時に満たしている。また、比較例１〜比較例６の発光素子は実施例の色純度と同等であるが、発光効率は実施例よりも低く、高い発光効率と高い色純度を同時に満たすことができない。
【０２３１】
本明細書で言及したすべての特許文献、非特許文献はいずれも引用の形によって本文に加えられる。本明細書で言及した“複数種”は、１種よりも多いすべての状況を含み、つまり、“１種または複数種”は１種、２種、３種……等を含む。本明細書において、ある数値範囲についてそれぞれ上限と下限を記載する場合、または、上限と下限を組み合わせる方式で、ある数値範囲を記載する場合、記載された各上限と各下限は、任意に組み合わせて新しい数値範囲にすることができ、これと、直接明確に記載して組み合わせてなる数値範囲の記載形式とは同じであるとみなされなければならない。本発明の趣旨から逸脱しない状況で、当業者が本発明について変更および改良を行い、これらも本発明の範囲に含まれる。
【図１】
0006680209.tif 000054
【図２】
0006680209.tif 000055
【図３】
0006680209.tif 000056
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006680209.tif 000060
【図８】
0006680209.tif 000061
【図９】
0006680209.tif 000062
【図１０】
0006680209.tif 000063
【図１１】
0006680209.tif 000064
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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