(57)【要約】      （修正有）【課題】  膜質が安定なピレン誘導体、また、安定な発光が得られる発光素子、及び発光素子を用いた発光装置、電気器具の提供。【解決手段】  下記式に示されるピレン誘導体化合物を合成する。2005126431.tif 000019【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式(１)で表されるピレン誘導体。
【化１】
2005126431.tif 000016
（式中、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アリール基、ジアリールアミノ基、アルキル基あるいはアリール基を置換基として一つ以上有するシリル基、からなる群より選ばれるいずれかの置換基を表す。）
【請求項２】
一対の電極間に、下記一般式（１）で表されるピレン誘導体を含むことを特徴とする発光素子。
【化２】
2005126431.tif 000017
（式中、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アリール基、ジアリールアミノ基、アルキル基あるいはアリール基を置換基として一つ以上有するシリル基、からなる群より選ばれるいずれかの置換基を表す。）
【請求項３】
一対の電極間に、下記一般式（１）で表されるピレン誘導体を含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
【化３】
2005126431.tif 000018
（式中、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アリール基、ジアリールアミノ基、アルキル基あるいはアリール基を置換基として一つ以上有するシリル基、からなる群より選ばれるいずれかの置換基を表す。）
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の発光素子を用いたことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置を有する電気器具であって、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末、記録媒体を備えた画像再生装置から選ばれた一つである電気器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率よく発光し、耐熱性に優れ、均質な膜を形成し、膜質が安定なピレン誘導体に関する。また、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「発光物質を含む層」と記す）と、を有する発光素子、および発光装置、並びに電気器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物は無機化合物に比べて、材料が多種多様であり、適した分子設計により様々な機能を有する材料を合成できる可能性がある。また、膜等の形成物が柔軟性に富み、さらには高分子化させることにより加工性にも優れるという特長もある。これらの利点から、近年、機能性有機材料を用いたフォトニクスやエレクトロニクスに注目が集まっている。
【０００３】
例えば、有機半導体材料を機能性有機材料として用いたフォトエレクトロニクスデバイスの例として、太陽電池や発光素子（有機エレクトロルミネッセント素子ともいう）が挙げられる。これらは有機半導体材料の電気物性（キャリア輸送性）および光物性（光吸収あるいは発光）を活かしたデバイスであり、中でも特に、発光素子はめざましい発展を見せている。
【０００４】
発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）間に発光物質を含む層を挟んでなり、その発光機構は、両電極間に電圧を印加した際に陽極から注入される正孔（ホール）と、陰極から注入される電子が、発光物質を含む層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。なお、励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００５】
発光素子を用いてフルカラーディスプレイを作製するには、青、緑、赤の三原色の発光をする画素をパネル上に配列する必要がある。その方式としては、様々な手法が取られるが、どの手法においても青色発光は必須であり、輝度、効率、色純度が高い青色発光素子の提供が望まれている。
【０００６】
ところで、これまで青色発光素子として、１、３、６、８―テトラフェニルピレン及びその誘導体を発光材料として用いた発光素子が知られている（例えば、特許文献１、及び非特許文献１参考）。しかしながら、該発光材料の薄膜は結晶化しやすいために、均質な膜質を保つことが困難であり、長時間にわたって安定な発光が得られ難いという問題があった。また、発光効率も不十分であった。
【特許文献１】特開２００１―１１８６８２号公報
【０００７】
【非特許文献１】ワタル  ソトヤマ，外７名，２００３  ＳＩＤ  インターナショナル  シンポジウム  ダイジェスト  オブ  テクニカル  ペーパーズ，  Ｖｏｌ．３４，１２９４―１２９７（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明では、均質な膜を形成し、また結晶化が起こりにくく、膜質が安定なピレン誘導体を提供することを課題とする。また、長時間にわたって安定な発光が得られる発光素子、および発光素子を用いた発光装置、電気器具の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（１）に示すピレン誘導体が、効率よく発光し、なおかつ結晶化し難いことを見出した。したがって本発明では、下記一般式（１）で表されるピレン誘導体を特徴とする。
【００１０】
【化１】
2005126431.tif 000002
（式中、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アリール基、ジアリールアミノ基、アルキル基あるいはアリール基を置換基として一つ以上有するシリル基、からなる群より選ばれるいずれかの置換基を表す。）
【００１１】
また、上述したピレン誘導体を用いることにより、高効率かつ長時間にわたって安定な発光が得られる発光素子を作製することが可能である。したがって本発明の発光素子は、上述したピレン誘導体を含むことを特徴とする。特に、本発明のピレン誘導体は高効率の発光を示すため、上述したピレン誘導体を発光層に含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のピレン誘導体は、均質な膜を形成し、結晶化が起こりにくく、膜質が安定である。そのため、本発明のピレン誘導体を発光素子に用いることにより、長時間にわたって、安定な発光を得ることができる。また、本発明の発光素子を用いることにより、長時間にわたって、安定な発光をする発光装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記述内容に限定して解釈されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
本発明におけるピレン誘導体は、上述した一般式（１）で示される構造を有するものである。Ｒ1〜Ｒ4は、具体的には、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、などのアルキル基、メトキシ、イソプロポキシ、ヘキシルオキシなどのアルコキシ基、またはフェニル、ナフチル、アントリルなどのアリール基、あるいはジフェニルアミノ基やカルバゾリル基などのジアリールアミノ基、さらにはアルキル基あるいはアリール基を置換基として一つ以上有するシリル基などが挙げられる。
【００１５】
また、一般式（１）におけるＲ1〜Ｒ4の構造を適宜変えることにより、例えば、下記構造式（２）〜（１２）に示すピレン誘導体を形成することができる。ただし、本発明はこれらに限定されることはない。
【００１６】
【化２】
2005126431.tif 000003
【化３】
2005126431.tif 000004
【化４】
2005126431.tif 000005
【化５】
2005126431.tif 000006
【化６】
2005126431.tif 000007
【化７】
2005126431.tif 000008
【化８】
2005126431.tif 000009
【化９】
2005126431.tif 000010
【化１０】
2005126431.tif 000011
【化１１】
2005126431.tif 000012
【化１２】
2005126431.tif 000013
【００１７】
なお、本発明のピレン誘導体は、ピレンの１，３，６，８位に結合したフェニル基のオルト位にフェニル基が結合されることで、分子量が大きく、なおかつ立体的な構造を形成する。従って、優れた耐熱性を有するだけでなく、均質な膜を形成するという特徴や、結晶化し難い、つまり、膜質が安定であるという特徴を有している。
【００１８】
また、本発明のピレン誘導体は効率よく発光するという特徴を有している。
【００１９】
本発明のピレン誘導体の合成法としては、種々の反応の適用が可能である。例えば、上記構造式（２）で表されるピレン誘導体の合成スキームとしては、下記に示す方法がある。ただし、本発明のピレン誘導体の合成法は、これに限定されることはない。
【００２０】
【化１３】
2005126431.tif 000014
【００２１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示したピレン誘導体を用いた発光素子について説明する。
【００２２】
なお、本発明における発光素子の素子構造は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。基本的には、一対の電極（陽極及び陰極）間に発光物質を含む層を有する構成である。例えば（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成される）を挟持した構成であり、例えば、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極等の構成を有する発光素子が挙げられる。本発明の発光素子は、本発明のピレン誘導体を含んでいるが、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、または電子注入層のいずれに本発明のピレン誘導体を含んでいてもよい。なお、陽極、および陰極のどちらから積層してもよい。
【００２３】
また、本発明の発光素子は基板に支持されていることが好ましい。基板について特に制限はなく、従来の発光素子に用いられているもの、例えば、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなるものを用いることができる。
【００２４】
また、本発明の発光素子の陽極材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陽極材料の具体例としては、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、２〜２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等を用いることができる。
【００２５】
一方、陰極材料としては、仕事関数が小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陰極材料の具体例としては、アルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなど）、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａなど）、金、銀、鉛、アルミニウム、アルミニウム―リチウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム―銀合金又はそれらの混合金属等を用いることができる。また、陰極と有機層間に電子注入層として、金属酸化物、または金属ハロゲン化物を用いてもよい。なお、電子注入層の具体例としては、金属酸化物として、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、金属ハロゲン化物として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ2）等を用いることができる。
【００２６】
なお、上述した陽極材料及び陰極材料は、蒸着法、スパッタリング法等により薄膜を形成することにより、それぞれ陽極及び陰極を形成する。膜厚は、１０〜５００ｎｍとするのが好ましい。
【００２７】
また、本発明の発光素子において、発光物質を含む層におけるキャリアの再結合により生じる光は、陽極または陰極の一方、または両方から外部に出射される構成となる。すなわち、陽極から光を出射させる場合には、陽極を透光性の材料で形成し、陰極側から光を出射させる場合には、陰極を透光性の材料で形成する。
【００２８】
また、発光物質を含む層には公知の材料を用いることができ、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。また、発光物質を含む層は、本発明のピレン誘導体を含んでいる。なお、発光物質を含む層を形成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。
【００２９】
また、、発光物質を含む層は、正孔注入性材料からなる正孔注入層、正孔輸送性材料からなる正孔輸送層、発光性材料からなる発光層、ホールブロッキング性材料からなる正孔阻止層（ホールブロッキング層）、電子輸送性材料からなる電子輸送層、電子注入性材料からなる電子注入層などを適宜組み合わせて構成されるが、単層で構成してもよいし、複数の層を積層させた構成としてもよい。
【００３０】
本発明において、ピレン誘導体を発光層に用いる場合には、発光層以外の層を適宜組み合わせて発光物質を含む層を形成することができる。つまり、発光物質を含む層は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、または、電子注入層等を必要に応じて組み合わせて積層した構成とすることができる。この場合に用いる具体的な材料を以下に示す。
【００３１】
正孔注入性材料としては、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（以下、Ｈ2−Ｐｃと示す）、銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）等を用いることができる。また、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸（以下、ＰＳＳと示す）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴと示す）などを用いることもできる。
【００３２】
また、正孔輸送性材料としては、芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物が好適である。広く用いられている材料として、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（以下、ＴＰＤと示す）の他、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）や、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）−トリフェニルアミン（以下、ＴＣＴＡと示す）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（以下、ＴＤＡＴＡと示す）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（以下、ＭＴＤＡＴＡと示す）などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。
【００３３】
電子輸送性材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｍｑ3と示す）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（以下、ＢｅＢｑ2と示す）などのキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体や、混合配位子錯体であるビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェニリル）−アルミニウム（以下、ＢＡｌｑと示す）などが好適である。また、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＯＸ）2と示す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＴＺ）2と示す）、トリス−（２−（２’ハイドロキシフェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾレート）アルミニウム（以下、Ａｌ（ＰＢＩ）3と示す）などのオキサゾール系、チアゾール系、ベンズイミダゾール配位子を有する金属錯体もある。
【００３４】
さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下、ＰＢＤと示す）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（以下、ＯＸＤ−７と示す）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ＴＡＺと示す）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、ＢＰｈｅｎと示す）、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）などのフェナントロリン誘導体、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール（以下、ＴＰＢＩと示す）、１，３，５−トリス（４，４’，４’’（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾリル）−ベンゾリル）−ベンゼン（以下、ＴＰＢＩＢＢと示す）、Ｎ−フェニル−２，４，５，７−テトラキス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール（以下、ＰＢＩＣと示す）等のベンズイミダゾール誘導体を用いることができる。
【００３５】
また、ホールブロッキング性材料としては、上で述べたＢＡｌｑ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ等を用いることができる。
【００３６】
なお、本発明のピレン誘導体は発光層のホスト材料、またはゲスト材料として用いることができる。
【００３７】
ピレン誘導体を発光層のホスト材料とした場合のゲスト材料としては、キナクリドン、ジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）、ルブレン、ペリレン、ＤＰＴ、Ｃｏ−６、ＰＭＤＦＢ、ＢＴＸ、ＡＢＴＸ、ＤＣＭ、ＤＣＪＴの他、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）3と示す）、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金（以下、ＰｔＯＥＰと示す）等の三重項発光材料（燐光材料）を用いることができる。
【００３８】
また、ピレン誘導体を発光層のゲスト材料とした場合のホスト材料としては、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、４，４’―ビス（カルバゾリル）―ビフェニル（以下、ＣＢＰと示す）、ＴＣＴＡ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＢＣＰ等を用いることができる。
【００３９】
以上のように、効率良く発光し、耐熱性に優れ、均質な膜を形成し、結晶化が起こりにくく膜質が安定であるという材料特性を有する本発明のピレン誘導体を用いて発光素子を形成することにより、高効率かつ長時間にわたって安定な発光が得られる発光素子を作製することができる。
【００４０】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、本発明の発光装置について説明する。
【００４１】
本実施の形態では、実施の形態２で示した本発明のピレン誘導体を用いた発光素子をガラス、石英、透明プラスチックなどからなる基板に作製する。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置を作製することができる。
【００４２】
また、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなる基板以外に、例えば図５に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイと接する発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。図５において、基板１０上にＴＦＴ１１およびＴＦＴ１２が形成されており、発光素子１３が接続されている。具体的には、ＴＦＴ１１から配線１７を介して第１の電極１４に電流を流すことにより、第１の電極１４と第２の電極１６との間に電界が加えられ発光物質を含む層１５が発光する。なお、図５ではスタガ型のＴＦＴのゲイトを示したが、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型でもよいし、逆スタガ型でもよい。またＴＦＴを構成している半導体層の結晶性についても特に限定されず、結晶質のものでもよいし非晶質のものでもよい。
【実施例１】
【００４３】
本実施例１では、上記構造式（２）で示した本発明のピレン誘導体の合成例を具体的に例示する。
【００４４】
【化１４】
2005126431.tif 000015
【００４５】
まず、上記反応スキーム（Ａ−１）に従って、窒素雰囲気下、蒸留した２―ブロモビフェニル１０．４ｇ（４４．８ｍｍｏｌ）を乾燥テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと示す）溶液に加え、さらに１．５６Ｎのｎ―ブチルリチウムのヘキサン溶液（３１ｍｌ、４８ｍｍｏｌ）を―７８℃で滴下した。滴下終了後―７８℃にて１時間攪拌した。攪拌終了後、上記懸濁液を乾燥した塩化亜鉛に窒素雰囲気下で加え、室温にて１時間攪拌する。攪拌終了後、１，３，６，８―テトラブロモピレンを４．６４ｇ（９．０ｍｍｏｌ）加え、さらにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウムを５１７ｍｇ（０．４５ｍｍｏｌ）加える。その後、２４時間還流する。還流終了後、反応溶液を濃縮し、析出する固体を３％塩酸、水、エタノールで洗浄し、さらにヘキサンで洗浄する。最後に少量のＴＨＦで洗浄し、うぐいす色の粉末である１，３，６，８―テトラ―２―（フェニル）フェニル―ピレン（上記構造式（２）；以下、ＴＢｉＰｙと記す）が得られた。このときの収率は４８％であった。
【００４６】
なお、得られたＴＢｉＰｙの熱分解温度は、ＴＧ−ＤＴＡ測定から４１４℃であることがわかった。また、ＤＳＣ測定の結果を図２に示す。図２から、ガラス転移点Ｔgは１４８℃、結晶化温度Ｔcは２６０℃、融点Ｔmは３０４℃であることがわかる。以上のように、本発明のピレン誘導体は、ガラス転移点、融点、分解温度が高く、耐熱性に優れていることがわかった。また、図２において、結晶化温度を示すピークが不明瞭であり、結晶化しにくい材料であることも示唆される。実際に、真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。
【００４７】
なお、ＴＢｉＰｙの薄膜について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、励起波長（３５５ｎｍ）に対して、４５７ｎｍに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた（図３）。
また、ＴＢｉＰｙの薄膜について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、３８９ｎｍに最大吸収波長が得られた（図４）。
【００４８】
さらに、光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器社製）を用いて測定したＨＯＭＯ準位の値は、−５．７７ｅＶであった。また、吸収スペクトル（図４）の吸収端をエネルギーギャップとして、その値をＨＯＭＯ準位の値に加算することにより見積もったＬＵＭＯ準位の値は、−２．７９ｅＶであった。
【実施例２】
【００４９】
本実施例では、本発明のピレン誘導体を、発光物質を含む層の一部に用いて発光素子を作製する場合であって、具体的には、本発明のピレン誘導体を発光層として用いる場合の素子構造について図１を用いて説明する。
【００５０】
まず、基板１００上に発光素子の第１の電極１０１が形成される。なお、本実施例では、第１の電極１０１は陽極として機能する。材料として透明導電膜であるＩＴＯを用い、スパッタリング法により１１０ｎｍの膜厚で形成する。
【００５１】
次に、第１の電極（陽極）１０１上に発光物質を含む層１０２が形成される。なお、本実施例における発光物質を含む層１０２は、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、正孔阻止層（ホールブロッキング層）１１４、電子輸送層１１５、電子注入層１１６からなる積層構造を有している。
【００５２】
第１の電極１０１が形成された基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極１０１が形成された面を下方にして固定し、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源に銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）を入れ、抵抗加熱法を用いた蒸着法により２０ｎｍの膜厚で正孔注入層１１１を形成する。なお、正孔注入層１１１を形成する材料としては、公知の正孔注入性材料を用いることができる。
【００５３】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層１１２を形成する。正孔輸送層１１２を形成する材料としては、公知の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを用いて、４０ｎｍの膜厚で形成する。
【００５４】
次に発光層１１３を形成する。なお、発光層１１３において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、発光層１１３を形成する材料に本発明のピレン誘導体として、ＴＢｉＰｙを用い、３０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００５５】
次に、正孔阻止層１１４を形成する。正孔阻止層１１４を形成する材料としては、公知の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、ＢＡｌｑを用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００５６】
次に、電子輸送層１１５を形成する。電子輸送層１１５を形成する材料としては、公知の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ3を用い、２０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００５７】
次に、電子注入層１１６を形成する。電子注入層１１６を形成する材料としては、公知の電子注入性材料を用いることが出来るが、本実施例では、弗化カルシウム（以下、ＣａＦ2と示す）を用い、２ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００５８】
このようにして、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、正孔阻止層１１４、電子輸送層１１５、および電子注入層１１６を積層して形成される発光物質を含む層１０２を形成した後、陰極として機能する第２の電極１０３をスパッタリング法または蒸着法により形成する。なお、本実施例では、発光物質を含む層１０２上にアルミニウム（１５０ｎｍ）を蒸着法により形成することにより第２の電極１０３を得る。
【００５９】
以上により、本発明のピレン誘導体を用いた発光素子が形成される。
【００６０】
また、形成された発光素子に電圧を印加すると、該発光素子においては、電圧５Ｖ以上で青色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度２０９８ｃｄ／ｍ2の青色発光（発光のＣＩＥ色座標：ｘ＝０．１６９、ｙ＝０．１６２）が観測された。その時の発光効率は１．０３ｃｄ／Ａであった。
【実施例３】
【００６１】
本実施例では、発光層のゲスト材料として本発明のピレン誘導体を用いる場合について、図６を用いて説明する。本実施例では、第１の電極、第２の電極、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層の構成については、実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００６２】
図６に示すように、第１の電極２０１上に形成される発光物質を含む層２０２のうち、正孔輸送層２１２と接して形成される発光層２１３は、ホスト材料と本発明のピレン誘導体であるゲスト材料を用いることにより形成する。
【００６３】
具体的には、ホスト材料としてＣＢＰを、ゲスト材料としてＴＢｉＰｙを用い、３０ｎｍの膜厚で共蒸着法により形成する。ゲスト材料の割合は５ｗｔ％とした。
【００６４】
このようにして、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、正孔阻止層２１４、電子輸送層２１５、および電子注入層２１６を積層して形成される発光物質を含む層２０２上に第２の電極２０３を形成することにより、基板２００上に、本発明のピレン誘導体を用いた発光素子が形成される。
【００６５】
形成された発光素子に電圧を印加すると、該発光素子においては、電圧７Ｖ以上で青色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度７４ｃｄ／ｍ2の青色発光（発光のＣＩＥ色座標：ｘ＝０．１７０、ｙ＝０．１５９）が観測された。この時の発光効率は１．４３ｃｄ／Ａであった。
【００６６】
本発明のピレン誘導体は効率の良い発光性を有することから、本実施例に示すように発光物質を含む層の発光層におけるゲスト材料として用いることができる。また、本発明のピレン誘導体は、優れた耐熱性を有し、かつ成膜した際に結晶化しにくいことから、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００６７】
（比較例１）
本比較例では、発光層のゲスト材料として１、３、６、８―テトラ（４−ビフェニリル）ピレン（以下、ｔ（ｂｐ）ｐｙと示す）を用いる場合であって、他の構成は実施例３と同様とした素子について図７を用いて説明する。
【００６８】
図７に示すように、第１の電極３０１上に形成される発光物質を含む層３０２のうち、正孔輸送層３１２と接して形成される発光層３１３は、ホスト材料と本比較例のｔ（ｂｐ）ｐｙであるゲスト材料を用いることにより形成する。
【００６９】
具体的には、ホスト材料としてＣＢＰを、ゲスト材料としてｔ（ｂｐ）ｐｙを用い、３０ｎｍの膜厚で共蒸着法により形成する。ゲスト材料の割合は、実施例３と同様に５ｗｔ％とした。
【００７０】
このようにして、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、発光層３１３、正孔阻止層３１４、電子輸送層３１５、および電子注入層３１６を積層して形成される発光物質を含む層３０２上に第２の電極３０３を形成することにより、基板３００上に、ｔ（ｂｐ）ｐｙを用いた発光素子が形成される。
【００７１】
形成された発光素子に電圧を印加すると、該発光素子においては、電圧６Ｖ以上で青色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度２９６ｃｄ／ｍ2の青色発光（発光のＣＩＥ色座標：ｘ＝０．１５４、ｙ＝０．１４０）が観測された。この時の発光効率は１．０３ｃｄ／Ａであり、同様の素子構成である実施例３に比べてやや劣っていた。さらにこの発光素子は、実施例２〜３の場合に比べて膜質が劣化していた。
【実施例４】
【００７２】
本実施例では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図８を用いて説明する。なお、図８（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された６０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、６０２は画素部、６０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【００７３】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【００７４】
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２が示されている。
【００７５】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【００７６】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【００７７】
また、成膜性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【００７８】
第１の電極６１３上には、発光物質を含む層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、２〜２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【００７９】
また、発光物質を含む層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法によって形成される。発光物質を含む層６１６には、本発明のピレン誘導体が含まれる。また、これらのピレン誘導体に組み合わせて用いる材料としては、低分子系材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質を含む層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。
【００８０】
さらに、発光物質を含む層６１６上に形成される第２の電極（陰極）６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、またはＣａＮ）を用いればよい。なお、発光物質を含む層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極（陰極）６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【００８１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される構成も含むものとする。
【００８２】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【００８３】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。このような本発明を用いた発光装置は、発光素子における結晶化が抑制されているため、長時間に渡って安定な発光を得ることができる。
【００８４】
なお、本実施例に示す発光装置は、実施例１〜実施例３に示した発光素子の構成を自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例５】
【００８５】
本実施例では、本発明で発光素子を有する発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について説明する。
【００８６】
本発明を用いて形成される発光装置を実装した電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。図９にこれらの電子機器のうち一部のものについて例示し、説明する。
【００８７】
図９（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、コンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
【００８８】
ここで、図９（Ｂ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部２７０３に用いることにより作製される。
【００８９】
以上の様に、本発明の発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、また発光装置に用いる発光素子は、本発明のピレン誘導体を用いて形成されるため、駆動電圧が低く、長寿命であるという特徴を有している。従って、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することにより、低消費電力化、長寿命化（つまり長期間良好な表示画像を得ることができる）を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【図２】ピレン誘導体のＤＳＣチャートを示す図。
【図３】ピレン誘導体の蛍光スペクトルを示す図。
【図４】ピレン誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。
【図５】発光装置について説明する図。
【図６】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【図７】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【図８】発光装置について説明する図。
【図９】電気器具について説明する図。
【符号の説明】
【００９１】
１００    基板
１０１    第１の電極
１０２    発光物質を含む層
１０３    第２の電極
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    発光層
１１４    正孔阻止層
１１５    電子輸送層
１１６    電子注入層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005126431.tif 000025
【図７】
2005126431.tif 000026
【図８】
2005126431.tif 000027
【図９】
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