JP2007084485A - ナフタレン誘導体及び有機半導体材料と、これを用いた発光トランジスタ素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＴＦＴ素子とした場合に高いキャリア移動度が得られる有機半導体材料を提供する。
【解決手段】下記一般式（Ｖ）で示される構造を有するナフタレン誘導体。このナフタレン誘導体の１種以上を含む有機半導体材料。
【化２０】

（Ａｒ^１〜Ａｒ^４はそれぞれ独立に置換基を有しても良い芳香環基を表し、少なくともその２つ以上が６π電子系より大きいπ共役系を有する基を表す。なお、Ａｒ^１〜Ａｒ^４の芳香環基が有する置換基同士が結合して環を形成していても良い。）
【選択図】なし

Description

本発明は、新規ナフタレン誘導体と、これを用いた発光トランジスタ素子、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）、並びに表示装置に関する。

近年、情報端末の普及に伴い、平板型ディスプレイや携行用薄型ディスプレイの需要が高まっている。これに伴い、表示媒体として、液晶フィルムや有機ＥＬ素子が注目されている。

有機半導体装置の典型例である有機ＥＬ素子は、有機蛍光体からなる層中における電子及び正孔の再結合に伴う発光現象を利用した発光素子である。具体的には、有機化合物からなる発光層、この発光層に電子を注入する電子注入電極、及び上記発光層に正孔を注入する正孔注入電極からなる有機ＥＬ素子が、特許文献１や特許文献２等に記載されている。

更に、有機ＥＬ素子やフィルム液晶を表示媒体として、各画素に画面輝度の均一性や画面書き換え速度の確保に有効なＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）を埋め込んでアクティブ駆動回路を構成することが検討されている。中でも、有機半導体を用いた有機ＴＦＴは、従来のＳｉ半導体を用いたＴＦＴのように高温での作製を必要としないため、ガラス基板に制約されず、フレキシブルなプラスチック基板上に常温で形成できるため、軽量化、低コスト化（設備投資およびランニングコスト）の両面で大いに期待されている。

これまでに報告されている具体的な有機ＴＦＴとしては、ペンタセン、ルブレンなどがあるが、これらは有機溶媒への溶解度が低く、通常の精製法（蒸留、再結晶等）が適用できない。更に、高いキャリア移動度（電子や正孔などキャリヤの移動しやすさ。μで表す）達成のための因子である分子パッキングのしやすさ、配向性の制御に課題が残されている。（非特許文献１参照）。

一方、ナフタレン誘導体は、有機溶媒への溶解性が高く精製がしやすく、低コストでデバイスを作成できる利点があるが、例えば特許文献１，２等に記載されているこれまでの材料では、キャリア移動度が低く、有機ＴＦＴとしての利用は不可能であった。

また、最近では、次世代ディスプレイ素子として、高いキャリア移動度を有する有機半導体にＥＬ発光特性を併せ持たせた複合デバイスである発光トランジスタが注目されている。

この素子を用いて表示デバイスを構成した場合、従来の有機ＥＬディスプレイに比べ、発光素子と駆動トランジスタを同一デバイスで構成できることになり、部品点数が大幅に減らせる上に、更なる軽量化、薄膜化、駆動速度向上等が可能となることから、このような発光トランジスタ材料の開発が求められている。
特開２００３−２８２２５６号公報 特開２００４−３１１２２１号公報 Science 303(5664), pp.1644-1646 (March 12, 2004)

本発明は上記実情に鑑み、有機ＴＦＴ素子とした場合に高いキャリア移動度が得られる有機半導体材料、この有機半導体材料として有効な新規ナフタレン誘導体、これらを用いた発光特性を有する発光トランジスタ素子、これらを用いたよりシンプルな有機ＥＬ素子、この発光トランジスタ素子又は有機ＥＬ素子を用いた軽量で駆動速度に優れる表示装置（ディスプレイパネル）を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ある特定のナフタレン誘導体が、高いキャリア移動度を示し、かつ発光特性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下を要旨とする。

［１］ 下記一般式（Ｖ）で示される構造を有するナフタレン誘導体。

（Ａｒ^１〜Ａｒ^４はそれぞれ独立に置換基を有しても良い芳香環基を表し、少なくともその２つ以上が６π電子系より大きいπ共役系を有する基を表す。なお、Ａｒ^１〜Ａｒ^４の芳香環基が有する置換基同士が結合して環を形成していても良い。）

［２］ ［１］に記載のナフタレン誘導体の１種以上を含むことを特徴とする有機半導体材料。

［３］ キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、該発光層に正孔を注入する正孔注入電極、該発光層に電子を注入する電子注入電極、並びに、該正孔注入電極及び電子注入電極に対向し、前記発光層内のキャリアの分布を制御するゲート電極を有する発光トランジスタ素子において、前記発光層に、［２］に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする発光トランジスタ素子。

［４］ 前記正孔注入電極及び電子注入電極が、それぞれ複数の櫛歯からなる櫛歯形状部を有し、かつ、該正孔注入電極の櫛歯形状部を構成する櫛歯と、該電子注入電極の櫛歯形状部を構成する櫛歯とが、所定間隔を開けて交互に配置されることを特徴とする［３］に記載の発光トランジスタ素子。

［５］ ［３］又は［４］に記載の発光トランジスタ素子を基板上に複数個配列して構成したことを特徴とする表示装置。

［６］ キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、該発光層に正孔を注入する正孔注入電極、並びに、該発光層に電子を注入する電子注入電極を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、下記一般式（Ｖ）で示される構造を有するナフタレン誘導体の１種以上を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

（Ａｒ^１〜Ａｒ^４はそれぞれ独立に置換基を有しても良い芳香環基を表し、少なくともその２つ以上が６π電子系より大きいπ共役系を有する基を表す。なお、Ａｒ^１〜Ａｒ^４の芳香環基が有する置換基同士が結合して環を形成していても良い。）

［７］ ［６］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を基板上に複数個配列して構成したことを特徴とする表示装置。

本発明のナフタレン誘導体は、有機ＴＦＴ素子とした場合に高いキャリア移動度を有する。しかも、このナフタレン誘導体は発光特性を併せ持つため、発光トランジスタ材料として用いることが可能であり、このナフタレン誘導体を含む有機半導体材料を用いることにより、よりシンプルな有機半導体素子、又これを用いた軽量で駆動速度に優れるディスプレイパネルを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更して実施することができる。

［語句の説明］
本発明において「芳香環」とは、芳香族性を有する環、すなわち（４ｍ＋２）π電子系（ｍは自然数）を有する環を意味し、従って、「芳香族炭化水素環」と「芳香族複素環」とを含む。また、「炭化水素環」とは「芳香族炭化水素環」と「非芳香族炭化水素環」の両方を意味し、「複素環」とは、「芳香族複素環」と「非芳香族複素環」の両方を意味する。芳香環の骨格構造は、通常、５または６員環の、単環または２〜６縮合環からなり、該芳香環には、単環の芳香族炭化水素環、芳香族複素環の他、アントラセン環、カルバゾール環、アズレン環のような縮合環も含まれる。「芳香環基」等の「………環基」とは、このような芳香環等の環から水素原子を１個取った１価の置換基である。
また、本発明において、「置換基を有していても良い」とは置換基を１以上有していても良いことを意味する。

［ナフタレン誘導体］
本発明のナフタレン誘導体は、下記一般式（Ｖ）で示される構造を有する。

（Ａｒ^１〜Ａｒ^４はそれぞれ独立に置換基を有しても良い芳香環基を表し、少なくともその２つ以上が６π電子系より大きいπ共役系を有する基を表す。なお、Ａｒ^１〜Ａｒ^４の芳香環基が有する置換基同士が結合して環を形成していても良い。）

一般式（Ｖ）において、Ａｒ^１〜Ａｒ^４はそれぞれ独立に置換基を有しても良い芳香環基である。ただし、Ａｒ^１〜Ａｒ^４のうち、少なくともその２つ以上は、６π電子系より大きいπ共役系を有する基である。

〈Ａｒ^１〜Ａｒ^４の骨格構造〉
Ａｒ^１〜Ａｒ^４の芳香環基としては、５員環単環としてフラン環、チオフェン環、イミダゾール環、６員環単環としてベンゼン環、ピリジン環、縮合環としてナフタレン環、フェナンスレン環等の芳香環由来のものが挙げられる。
ただし、共役系が短いと、移動度の低下など、目的とする有機半導体材料としての性能が得られないため、Ａｒ^１〜Ａｒ^４のうち、少なくとも２つ以上、好ましくは４つ全てが６π電子系より大きいπ共役系を有する、例えばビフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基などである必要がある。

〈Ａｒ^１〜Ａｒ^４が有する置換基〉
一般式（Ｖ）において、Ａｒ^１〜Ａｒ^４は更に置換基を有していても良い。
該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、水酸基、アルコキシ基、カルボニル基、無置換，１置換，又は２置換アミノ基、ニトロ基などが挙げられる。好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜８のアルキニル基である。

炭素数１〜１０、好ましくは炭素数１〜６のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基などの直鎖、又は分岐アルキル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基とその置換誘導体基が挙げられる。

炭素数２〜１０、好ましくは炭素数２〜６のアルケニル基の例としては、ビニル基、シス又はトランス−プロペニル基、シス又はトランス−１−ブテニル基、シス又はトランス−２−ブテニル基、２−メチル−１−プロペニル基、１，２−ジメチルプロペニル基等の直鎖、又は分岐アルケニル基が挙げられる。

炭素数２〜８、好ましくは炭素数２〜６、より好ましくは炭素数２〜５のアルキニル基の例としては、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基などの直鎖アルキニル基、３−メチル−１−プロピニル基などの分岐アルキニル基が挙げられる。

Ａｒ^１〜Ａｒ^４が２つ以上の置換基を有する場合、該置換基同士が結合して環状構造をなしても良い。また、Ａｒ^１〜Ａｒ^４が有する置換基とＡｒ^１〜Ａｒ^４のいずれかとが結合して環状構造をなしていても良い。

なお、Ａｒ^１〜Ａｒ^４はこれらの置換基を有している方が、一般式（Ｖ）で表される化合物の精製のしやすさの観点で好ましいが、置換基を有していない方が分子間のパッキングのしやすさの観点で好ましい。

一般に、一般式（Ｖ）で表される化合物は、分子の対称性が高いと分子間のパッキングのしやすさの点で好ましく、反対に非対称性が高いと、非晶性が高くなるため、溶媒への溶解性に優れる化合物が得られ、塗布型デバイスへの応用等の点で好ましい。

〈Ａｒ^１〜Ａｒ^４の分子量〉
Ａｒ^１〜Ａｒ^４の分子量は合成時に取り扱いが容易である、精製時に溶媒への溶解度が高く種々の精製法が利用できる、デバイス化の際の蒸着温度を低温にできるなどの理由により、置換基を有する場合はその置換基も含めて、合計で１０００以下であることが好ましい。

〈一般式（Ｖ）で表されるナフタレン誘導体の具体例〉
前記一般式（Ｖ）で表されるナフタレン誘導体の好ましい具体例としては、例えば、以下に例示されるものが挙げられる。ただし、本発明のナフタレン誘導体は、その要旨を超えない限り、これらに限定されるものではない。

〈一般式（Ｖ）で表されるナフタレン誘導体の合成法〉

具体例に示されるナフタレン誘導体は、原料となるナフタレンジオールを臭素化してジブロモ誘導体を調製し、さらに水酸基をトリフルオロメタンスルホン酸エステルへ変換して得られる３，６−ジブロモナフタレン−２，７−（ビストリフルオロメタンスルホン酸エステル）、または３，７−ジブロモナフタレン−２，６−（ビストリフルオロメタンスルホン酸エステル）を原料にして誘導される。
得られたジブロモナフタレン−ビス（トリフルオロメタンスルホン酸エステル）は有機マグネシウム化合物、有機ホウ素化合物、有機スズ化合物などの有機金属化合物やビニル誘導体などを原料としたクロスカップリング反応で種々の４置換対称型ナフタレン誘導体へ転換できる。

このカップリング反応を行う際に、トリフルオロメタンスルホン酸エステルが臭素に比べて反応活性であることを利用し、選択的にトリフルオロメタンスルホン酸エステルのみを置換させ、残存した臭素へ先と異なる置換基を導入して非対称型４置換ナフタレン誘導体を得ることが可能である。
また、この臭素を有する中間体はブチルリチウム、グリニャール試薬などでメタル化した後カルボニル化合物などへ変換することが出来る。このカルボニル化合物とジアミン誘導体、アミノアルコール誘導体、アミノチオール誘導体とを反応させてそれぞれイミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体へ変換することが出来る。

〈一般式（Ｖ）で表されるナフタレン誘導体の用途〉
本発明のナフタレン誘導体は、有機ＴＦＴ素子とした場合に高いキャリア移動度を有する。更に該ナフタレン誘導体は発光特性を併せ持つため、発光トランジスタ材料として用いることが可能であり、該ナフタレン誘導体を用いることにより、よりシンプルな有機半導体素子、又これを用いた軽量で駆動速度に優れるディスプレイパネルが提供できる。

この場合、高いキャリア移動度を有するとは、通常の導電材料の導電性評価方法である直流二端子法、直流四端子法により評価したキャリア移動度が１．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以上、好ましくは４．０×１０^−５ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以上、更に好ましくは１．０×１０^−４ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以上であることをいう。
なお、本発明の用途においてはキャリア移動度の上限は特に制限されるものではないが、実質１００ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以下、中でも１０ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以下程度であれば実用上使用出来る。

［有機半導体材料］
本発明の有機半導体材料は、前記一般式（Ｖ）で表される本発明のナフタレン誘導体の１種又は２種以上を含むものであるが、このナフタレン誘導体の他に必要に応じて更に他系統の有機半導体材料を含有していても良い。含有し得る他系統の有機半導体材料としては、移動度の高いものが好ましい。他系統の有機半導体材料としては、具体的には、ペンタセン、オリゴチオフェン等が挙げられ、これらは１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
ただし、本発明のナフタレン誘導体による効果を有効に得る上で、本発明の有機半導体材料中の本発明のナフタレン誘導体の含有量は３０重量％以上、特に５０重量％以上であることが好ましい。

［発光層］
上述のような本発明のナフタレン誘導体を用いた本発明の発光トランジスタ素子及び本発明の有機ＥＬ素子について説明するに先立ち、本発明の発光トランジスタ素子及び有機ＥＬ素子を構成する発光層について説明する。
この発光層は、キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる層である。

本発明に係る発光層は、前記一般式（Ｖ）で表される本発明のナフタレン誘導体の１種又は２種以上、或いは本発明のナフタレン誘導体の１種又は２種以上を含む本発明の有機半導体材料を含有することを特徴とする。

本発明の有機半導体材料を用いて発光トランジスタ素子又は有機ＥＬ素子の発光層を形成するには、真空蒸着法、スパッタリング法、ドクターブレード法、キャスト法、スピンコート法、浸漬法等の一般に行われている薄膜形成法を用いることができる。これらのうち、量産性、コスト面からスピンコート法が好ましい。スピンコート法により発光層を成膜する場合、回転数は５００〜５０００ｒｐｍが好ましい。スピンコート後、必要に応じて、加熱又は溶媒蒸気にさらす等の処理を行っても良い。

発光層の膜厚は、特に限定されないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは２０ｎｍ〜２μｍである。

発光層は膜性を向上させるためにバインダーを含有していても良い。バインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ケトン樹脂、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート等既知のもの１種を単独で、或いは２種以上を混合して用いられる。発光層に占めるバインダーの割合が高すぎると発光輝度が著しく低下するので、バインダー、更には後述の各種添加剤や他系統の有機半導体材料を用いる場合、形成された発光層に占める本発明のナフタレン誘導体の割合が、通常６０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは８０重量％以上となるようにする。

発光層には、また、発光効率向上のため、添加剤を加えても良い。添加剤としては特に限定されるものではなく、例えば、フェナンスレン、アントラセン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベンゾピレン、ルブレンなどの縮合環誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体等のビススチリル誘導体、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメシチルイソベンゾフラン、ジ（２−メチルフェニル）イソベンゾフラン、ジ（２−トリフルオロメチルフェニル）イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフラン等のイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、７−ジアルキルアミノクマリン誘導体、７−ピペリジノクマリン誘導体、７−ヒドロキシクマリン誘導体、７−メトキシクマリン誘導体、７−アセトキシクマリン誘導体、３−ベンズチアゾリルクマリン誘導体、３−ベンズイミダゾリルクマリン誘導体、３−ベンズオキサゾリルクマリン誘導体等のクマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンズアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導体、ビス（スチリル）ベンゼン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、１，２，５−チアジアゾロピレン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体、ジアザフラビン誘導体等が挙げられる。これらの添加剤は１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。これらの添加剤は本発明のナフタレン誘導体に対して通常０．１〜２０重量％程度用いられる。

発光層には、必要に応じて更に他系統の有機半導体材料を併用することもできる。併用し得る他系統の有機半導体材料としては、移動度の高いものが好ましい。他系統の有機半導体材料としては、具体的には、ペンタセン、オリゴチオフェン等が挙げられ、これらは１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。

発光層をドクターブレード法、キャスト法、スピンコート法、浸漬法等により形成する場合には、まず、本発明の有機半導体材料又は本発明のナフタレン誘導体、バインダー、各種添加剤、および他の有機半導体材料等を溶媒に溶解させ、塗布液を作成する。溶媒としては、基板を侵さない溶媒であれば、特に限定されず、ジアセトンアルコール、３−ヒドロキシ−３−メチル−２−ブタノン等のケトンアルコール系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン等の鎖状炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルシクロヘキサン、シクロオクタン等の脂環式炭化水素系溶媒、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶媒、テトラフルオロプロパノール（ＴＦＰ）、オクタフルオロペンタノール、ヘキサフルオロブタノール等のパーフルオロアルキルアルコール系溶媒、乳酸メチル、乳酸エチル、イソ酪酸メチル等のヒドロキシエステル系溶媒等が挙げられるが、ＴＦＰ、オクタフルオロペンタノール、ヘキサフルオロブタノール等のパーフルオロアルキルアルコール系溶媒を用いることが工業面から更に好ましく、現在一般に工業的に用いられている溶媒であるＴＦＰを用いることが特に好ましい。なお、これらの溶媒は、１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。

塗布液中の本発明のナフタレン誘導体の濃度は、その溶媒溶解性に応じて適宜決定されるが、通常０．１重量％以上、好ましくは１０重量％以上で５０重量％以下とされる。塗布液中の本発明のナフタレン誘導体濃度が過度に低いと、発光層の形成効率が悪くなる。塗布液中の本発明のナフタレン誘導体の濃度が過度に高いと成膜工程において、ナフタレン誘導体の結晶化等の問題が発生する。

また、スピンコート後の余剰ナフタレン誘導体を効率的に回収するためには、通常塗布液の濃度の１．５倍以上、好ましくは２倍以上の濃度であっても、本発明のナフタレン誘導体が塗布溶媒に溶解可能であることが好ましい。

［発光トランジスタ素子］
本発明の発光トランジスタ素子は、キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、該発光層に正孔を注入する正孔注入電極、該発光層に電子を注入する電子注入電極、並びに、該正孔注入電極及び電子注入電極に対向し、前記発光層内のキャリアの分布を制御するゲート電極を有する発光トランジスタ素子において、前記発光層に、上述の本発明のナフタレン誘導体を含む有機半導体材料を用いたことを特徴とする。

この発光トランジスタ素子としては、図４に示すような電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）の基本構造を有する素子を挙げることができる。図４に示す発光トランジスタ素子１０は、キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる、本発明のナフタレン誘導体を主構成成分とする発光層１、この発光層１に正孔を注入する正孔注入電極、いわゆるソース電極２、上記発光層１に電子を注入する電子注入電極、いわゆるドレイン電極３、及び上記ソース電極２及びドレイン電極３に対向し、上記発光層１内のキャリアの分布を制御する、Ｎ^＋シリコン基板で構成されたゲート電極４から構成される。なお、ゲート電極４は、シリコン基板の表層部に形成される不純物拡散層からなる導電層で構成しても良い。具体的には、図４に示すように、ゲート電極４の上に酸化シリコン等からなる絶縁膜５が設けられ、その上にソース電極２及びドレイン電極３が間隔を開けて設けられる。そして、このソース電極２及びドレイン電極３を覆い、かつ、両電極２，３の間に入り込むように発光層１が設けられる。

上記の素子が発光トランジスタの機能を発揮するためには、上記発光層１を構成する有機蛍光体、特に主構成成分である本発明のナフタレン誘導体のＨＯＭＯエネルギーレベルとＬＵＭＯエネルギーレベルとの差、キャリア移動度、又は発光効率が所定の範囲を満たすことが好ましい。なお、本発明のナフタレン誘導体を用いた場合、前述の添加剤を加えることにより、それぞれの機能をより高くすることが可能となる。

まず、上記のＨＯＭＯエネルギーレベルとＬＵＭＯエネルギーレベルとの差は、小さいほど電子の移動がより容易となって発光及び半導体性（すなわち、一方向への電子又は正孔の導通性）が生じやすくなり、好ましい。具体的には、このエネルギーレベルの差は５ｅＶ以下が好ましく、３ｅＶ以下がより好ましく、２．７ｅＶ以下が更に好ましい。なお、この差は、小さいほど好ましいので、この差の下限は、０ｅＶである。

また、本発明のナフタレン誘導体のキャリア移動度には、大きいほど半導体性が高まり好ましい。具体的には、１．０×１０^−６ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以上が良く、４．０×１０^−５ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以上がより好ましく、１．０×１０^−４ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以上が更に好ましい。なお、キャリア移動度の上限は、特に限定されず、１ｃｍ^２／Ｖ・ｓ程度であれば十分である。

発光効率は、光子や電子を入れることによって生じる光の割合であり、注入された光エネルギーに対する、放出された光エネルギーの割合をＰＬ発光効率（又はＰＬ量子効率）といい、注入された電子の個数に対する、放出された光子の個数の割合をＥＬ発光効率（又はＥＬ量子効率）という。注入され、励起された電子は、正孔と再結合することにより光を発するが、この再結合は必ずしも１００％の確率で生じない。このため、上記発光層１を構成する有機化合物を比較する際、ＥＬ発光効率を対比することにより、注入された光エネルギーに対する光エネルギー放出量の割合、及び電子と正孔との再結合の割合の相乗効果を比較することができる。
一方、ＰＬ発光効率を対比することにより、注入された光エネルギーに対する光エネルギー放出量の割合を比較することができるので、ＰＬ発光効率及びＥＬ発光効率の両方を組み合わせて対比することにより、電子と正孔との再結合の割合を比較することも可能となる。

本発明のナフタレン誘導体のＰＬ発光効率は、発光の程度が大きいほど好ましく、２０％以上が好ましく、３０％以上がより好ましい。なお、ＰＬ発光効率の上限は、１００％である。また、ＥＬ発光効率は、発光の程度が大きいほど好ましく、１×１０^−３％以上が好ましく、５×１０^−３％以上が好ましい。なお、ＥＬ発光効率の上限は、１００％である。

図４に示す発光トランジスタ素子１０の特徴として、上記以外に、発光する光の波長が挙げられる。この波長は、可視光の範囲内であるが、使用する有機蛍光体、特に主構成成分である本発明のナフタレン誘導体の種類によって異なる波長を有する。そして、異なる波長を有する有機蛍光体を組み合わせることにより、種々の色を発現させることができる。このため、発光する光の波長は、波長そのものが特徴を発揮することとなる。また、上記発光トランジスタ素子１０は、発光を特徴とするので、ある程度の発光輝度を有するのがよい。この発光輝度は、人間が物を見るときに感じる物の明るさに対応する発光量をいう。この発光輝度は、フォトカウンターによる測定法において、大きいほど好ましく、１×１０^４ＣＰＳ（ｃｏｕｎｔ ｐｅｒ ｓｅｃ）以上が好ましく、１×１０^５ＣＰＳ以上が好ましく、１×１０^６ＣＰＳ以上がより好ましい。

上記発光層１は、構成する有機蛍光体等を蒸着（複数種あるときは、共蒸着）、又はスピンコートすることなどにより形成される。この発光層の膜厚は、少なくとも７０ｎｍ程度あれば良い。
また、ソース電極２及びドレイン電極３は、正孔及び電子を発光層１に注入するための電極で、金（Ａｕ）、マグネシウム−金合金（ＭｇＡｕ）等で形成される。両者間は、０．４〜５０μｍ等の微小間隔を開けて対向するように形成される。

具体的には、図５に示すように、ソース電極２及びドレイン電極３が、それぞれ複数の櫛歯からなる櫛歯形状部２ａ，３ａを有するように形成され、ソース電極２の櫛歯形状部２ａを構成する櫛歯と、ドレイン電極３の櫛歯形状部３ａを構成する櫛歯とを、所定間隔を開けて交互に配置することにより、発光トランジスタ素子１０としての機能をより効率的に発揮させることができる。このときのソース電極２及びドレイン電極３の間隔、すなわち、櫛歯形状部２ａ及び櫛歯形状部３ａの間隔は、５０μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましく、１μｍ以下がより好ましい。この間隔が５０μｍを超えると、十分な半導体性を発揮し得なくなる。

上記発光トランジスタ素子１０は、ソース電極２及びドレイン電極３に電圧を印加することにより、その内部で正孔及び電子の両方を移動させ、発光層１内で両者を再結合させることにより発光を生じさせることができる。このとき、発光層１を通って両電極２，３間を移動する正孔及び電子の量は、ゲート電極４に印加される電圧に依存する。このため、ゲート電極４にかける電圧及びその変化を制御することにより、ソース電極２及びドレイン電極３の間の導通状態を制御することが可能となる。

なお、この発光トランジスタ素子１０は、Ｐ型駆動を行うので、ソース電極２に対しドレイン電極３に負の電圧が加えられ、また、ソース電極２に対してゲート電極４に負の電圧が加えられる。具体的には、ゲート電極４にソース電極２に対して負の電圧を印加することにより、発光層１内の正孔がゲート電極４側に引き寄せられ、絶縁膜５の表面付近における正孔の密度が高い状態となる。ソース電極２及びドレイン電極３の間の電圧を適切にすると、ゲート電極４に与える制御電圧の大小によって、ソース電極２から発光層１に正孔が注入され、ドレイン電極３から発光層１に電子が注入される状態となる。すなわち、ソース電極２が正孔注入電極として機能し、ドレイン電極３は電子注入電極として機能する。これにより、発光層１内において、正孔及び電子の再結合が生じ、これに伴う発光が生じることとなる。この発光状態は、ゲート電極４に与えられる制御電圧を変化させることにより、オン／オフさせたり、発光強度を変えたりすることができる。

発光層１内で上記の正孔及び電子の再結合が生じる理論は、次のように説明することができる。
ゲート電極４にソース電極２に対して負の電圧を印加することにより、図６（ａ）に示すように、発光層１において、絶縁膜５の界面近くに正孔のチャネル１１が形成され、そのピンチオフ点１２がドレイン電極３近傍に至る。そして、ピンチオフ点１２とドレイン電極３との間に高電界が形成され、図６（ｂ）に示すように、エネルギーバンドが大きく曲げられる。これにより、ドレイン電極３内の電子が、ドレイン電極３と発光層１との間の電位障壁を突き抜けるＦＮ（ファウラーノルドハイム）トンネル効果が生じ、発光層１内に注入され、正孔と再結合される。また、正孔及び電子の再結合は、上記のＦＮトンネル効果によるという理論以外に、次の理論による説明も可能である。すなわち、図６（ｃ）に示すように、発光層１内の有機蛍光体のＨＯＭＯエネルギーレベルにある電子が高電界によってＬＵＭＯエネルギーレベルに励起され、この励起された電子が発光層１内の正孔と再結合する。それと共に、ＬＵＭＯエネルギーレベルへの励起によって空席となったＨＯＭＯエネルギーレベルにドレイン電極３から電子が注入されて補われる。

［表示装置］
上記発光トランジスタ素子１０は、基板上に、複数個、二次元配列されることにより、表示装置を構成することができる。
この表示装置の電気回路図を図７に示す。すなわち、この表示装置２１は、前述のような発光トランジスタ素子１０を、基板２０上のマトリクス配列された画素Ｐ１１，Ｐ１２，……，Ｐ２１，Ｐ２２，……内にそれぞれ配置し、これらの画素の発光トランジスタ素子１０を選択的に発光させ、また、各画素の発光トランジスタ素子１０の発光強度（輝度）を制御することによって、二次元表示を可能としたものである。

基板２０は、例えば、ゲート電極４を一体化したシリコン基板であっても良い。すなわち、ゲート電極４は、シリコン基板の表面にパターン形成した不純物拡散層からなる導電層により構成しておけば良い。また、基板２０として、ガラス基板を用いても良い。

各発光トランジスタ素子１０は、Ｐ型駆動するので、そのドレイン電極３（Ｄ）にはバイアス電圧Ｖｄ（＜０）が与えられ、そのソース電極２（Ｓ）は接地電位（＝０）とされる。ゲート電極４（Ｇ）には、各画素を選択するための選択トランジスタＴｓと、データ保持用のキャパシタＣとが並列に接続される。

行方向に整列した画素Ｐ１１，Ｐ１２，……；Ｐ２１，Ｐ２２，……の選択トランジスタＴｓのゲートは、行ごとに共通の走査線ＬＳ１，ＬＳ２，……にそれぞれ接続されている。また、列方向に整列した画素Ｐ１１，Ｐ２１，……；Ｐ１２，Ｐ２２，……の選択トランジスタＴｓにおいて発光トランジスタ素子１０と反対側には、列ごとに共通のデータ線ＬＤ１，ＬＤ２，……がそれぞれ接続される。走査線ＬＳ１，ＬＳ２，……には、コントローラ２４によって制御される走査線駆動回路２２から、各行の画素Ｐ１１，Ｐ１２，……；Ｐ２１，Ｐ２２，……を循環的に順次選択（行内の複数画素の一括選択）するための走査駆動信号が与えられる。すなわち、走査線駆動回路２２は、各行を順次選択行として、選択行の複数の画素の選択トランジスタＴｓを一括して導通させ、これにより、非選択行の複数の画素の選択トランジスタＴｓを一括して遮断させるための走査駆動信号を発生させることができる。一方、データ線ＬＤ１，ＬＤ２，……には、データ線駆動回路２３からの信号が入力される。このデータ線駆動回路２３には、画像データに対応した制御信号が、コントローラ２４から入力される。データ線駆動回路２３は、各行の複数の画素が走査線駆動回路２１によって一括選択されるタイミングで、当該選択行の各画素の発光階調に対応した発光制御信号をデータ線ＬＤ１，ＬＤ２，……に並列に供給する。これにより、選択行の各画素においては、選択トランジスタＴｓを介してゲート電極４（Ｇ）に発光制御信号が与えられるから、当該画素の発光トランジスタ素子１０は、発光制御信号に応じた階調で発光（又は消灯）することになる。発光制御信号は、キャパシタＣにおいて保持されるから、走査線駆動回路２２による選択行が他の行に移った後にも、ゲート電極Ｇの電位が保持され、発光トランジスタ素子１０の発光状態が保持される。このようにして、二次元表示が可能になる。

［有機ＥＬ素子］
本発明の有機ＥＬ素子は、キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、該発光層に正孔を注入する正孔注入電極、並びに、該発光層に電子を注入する電子注入電極、好ましくは更に、正孔注入電極から発光層へキャリアとしての正孔を輸送するための正孔輸送層、及び電子注入電極から発光層へキャリアとしての電子を輸送するための電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前述の本発明のナフタレン誘導体の１種以上を含むことを特徴とする。

この有機ＥＬ素子としては、具体的には、図８に示すような素子を挙げることができる。
この有機ＥＬ素子３０は、基板３１の上に、正孔注入電極層３２、正孔輸送層３３、発光層３４、電子輸送層３５、電子注入電極層３６を順に積層した積層体であり、正孔注入電極層３２と電子注入電極層３６との間に直流電源３７によって電圧が印加される。

基板３１は、有機ＥＬ素子３０を支持するものである。この基板３１は、発光層３４で生じた光を外部に通過させる場合には、例えば、ガラス基板のような透明なものが使用される。

正孔注入電極層３２は、直流電源３７から正の電圧の印加を受ける層である。材質としては、導電性を有すれば特に限定されないが、発光層３４で生じた光を、基板３１を通して外部に出す場合、この正孔注入電極層３２も透明性を有する必要がある。このような正孔注入電極層３２の材料としては、インジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）等を使用することができる。

一方、電子注入電極層３６は、直流電源３７から負の電圧の印加を受ける層である。材質としては、導電性を有すれば特に限定されず、例えば、アルミニウム等が用いられる。なお、発光層３４で生じた光を電子注入電極層３６側から外部に出す場合、この電子注入電極層３６の材料として、ＩＴＯ等、透明性を有するものを用いるのがよい。

上記正孔輸送層３３は、正孔注入電極層３２で生じた正孔を発光層３４に送るための層であり、また、電子輸送層３５は、電子注入電極層３６で生じた電子を発光層３４に送るための層である。正孔注入電極層３２や電子注入電極層３６を直接、発光層３４と積層しても良いが、両者の接合性の問題から、正孔注入電極層３２又は電子注入電極層３６と、発光層３４との両方に接合性が良く、かつ、正孔又は電子の移動性の良好な層を正孔輸送層３３又は電子輸送層３５として設けたものである。このため、正孔注入電極層３２又は電子注入電極層３６と、発光層３４と材質の組合せによっては、正孔輸送層３３や電子輸送層３５はなくても良い。

正孔輸送層３３を構成する材質としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）等が挙げられる。また、電子輸送層３５を構成する材質としては、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等が挙げられる。

発光層３４は、発光トランジスタ素子の発光層１０と同様で、本発明のナフタレン誘導体を構成成分として使用した層であり、必要に応じて、前述の添加剤が併用される。

正孔輸送層３３や電子輸送層３５は、上記したように、正孔や電子の移動性、及び正孔注入電極３２や電子注入電極３６と発光層３４との接合性が良好なものが選ばれるが、この２つの特性を共に満たすことが困難な場合、更に正孔注入電極層３２と正孔輸送層３３との間に正孔注入層を設けたり、電子注入電極層３６と電子輸送層３５との間に電子注入層を設けたりしても良い。これにより、正孔輸送層３３や電子輸送層３５として、正孔や電子の移動性をより重視して材料を選択することができると共に、正孔注入層や電子注入層として、接合性をより重視して材料を選択することができるので、材料の選択の幅が広がる。

このような素子が有機ＥＬ素子としての機能を発揮するためには、発光層３４を構成する有機蛍光体の主構成成分として、本発明のナフタレン誘導体を用いたり、主構成成分としてＡｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノラート））等を用い、ドーパントとして本発明のナフタレン誘導体を用いたりすることが好ましい。発光層３４は、ＨＯＭＯエネルギーレベルとＬＵＭＯエネルギーレベルとの差、発光輝度、ＰＬ発光効率及び外部発光効率が所定の範囲を満たすことが好ましい。なお、上記のそれぞれの特徴を有する本発明のナフタレン誘導体を用いた場合、上記ドーパント等の副構成成分を加えることにより、それぞれの機能をより高くすることが可能となる。

上記のＨＯＭＯエネルギーレベルとＬＵＭＯエネルギーレベルとの差については、上記発光トランジスタ素子の場合と同様である。
即ち、発光輝度は、人間が物を見るときに感じる物の明るさに対応する発光量をいい、大きければ大きい程好ましい。この発光輝度は、Ｓｉフォトダイオードを用いて測定することができる。この方法によると、印加する電流（又は電圧）によって生じる発光輝度（ｃｄ／ｍ^２）が異なる。例えば、１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流（６．０Ｖの電圧）をかけたときは、５０ｃｄ／ｍ^２以上が良く、７５ｃｄ／ｍ^２以上が好ましく、１００ｃｄ／ｍ^２以上がより好ましい。また、１００ｍＡ／ｃｍ^２の電流（８．０Ｖの電圧）をかけたときは、６００ｃｄ／ｍ^２以上が良く、１０００ｃｄ／ｍ^２以上が好ましく、２０００ｃｄ／ｍ^２以上がより好ましい。

ＰＬ発光効率は、上記の通りであり、外部発光効率は、外部で観測される発光効率をいう。この外部発光効率は、通常、使用されている蛍光色素においては、５％が上限とされている。

有機ＥＬ素子においては、発光の程度が大きいことが特に必要であり、ＰＬ発光効率においては、８０％以上が良く、８５％以上がより好ましい。なお、ＰＬ発光効率の上限は、１００％である。また、外部発光効率においては、１％以上が良く、１．４％以上が好ましく、２％以上がより好ましい。なお、ＥＬ発光効率の上限は、５％とされている。

図示の有機ＥＬ素子３０の特徴として、上記以外に、発光する光の波長が挙げられる。この波長は、可視光の範囲内であるが、使用する有機蛍光体、特に本発明のナフタレン誘導体の種類によって異なる波長を有する。そして、異なる波長を有する有機蛍光体を組み合わせることにより、種々の色を発現させることができる。このため、発光する光の波長は、波長そのものが特徴を発揮することとなる。

有機ＥＬ素子３０は、基板３１の上に正孔注入電極層３２を形成し、その上に順番に各層を真空蒸着、又はスピンコートすることなどによって、形成することができる。得られる有機ＥＬ素子３０の発光層３４の膜厚は、１０〜１００ｎｍ程度あれば良く、上記正孔輸送層３３や電子輸送層３５の膜厚は、１０〜５０ｎｍ程度あれば良い。また、正孔注入電極層３２や電子注入電極層３６の膜厚は、５〜３０ｎｍ程度あれば良い。

この有機ＥＬ素子３０では、正孔注入電極層３２と電子注入電極層３６との間に直流電源３７によって電圧を印加すると、正孔注入電極層３２に生じた正孔は正孔輸送層３３を通じて発光層３４に送られ、また、電子注入電極層３６に生じた電子は電子輸送層３５を通じて発光層３４に送られ、発光層３４において正孔と電子が再結合し発光が生じる。

［表示装置］
上記有機ＥＬ素子３０は、基板上に、複数個、二次元配列されることにより、表示装置を構成することができる。
この表示装置の例として、パッシブ型の表示装置の電気回路図の例を図９に示す。この表示装置４１は、基板４０の上に、走査線（ＬＳ１’，ＬＳ２’、…）とデータ線（ＬＤ１’，ＬＤ２’、…）とを格子状に配列し、この交点ごとに、有機ＥＬ素子３０を配置したものである。具体的には、１行１列目の有機ＥＬ素子（１，１）は、一端が１行目の走査線に接続され、他端が１列目のデータ線に配列される。そして、ｊ行ｉ列目の有機ＥＬ素子（ｊ，ｉ）は、一端がｊ行目の走査線に接続され、他端がｉ列目のデータ線に配列される。そして、有機ＥＬ素子（ｊ，ｉ）は、データ線ｉがハイレベルに、かつ、走査線ｊがローレベルに設定されたときに、電流が流れて発光する。この電流が流れる期間を調整することによって、発光階調を制御することができる。例えば、走査線駆動回路４２にて、発光させる行に対応する走査線を選択し、ローレベル（例えば０Ｖ）に設定し、発光させない行に対応する走査線をハイレベルに設定する。また、データ線駆動回路４３から、発光階調に応じてパルス変調したデータ信号を、所定の期間、ハイレベルのデータとしてデータ線に供給する。これにより、選択された有機ＥＬ素子を発光させることが可能となり、画像を表示させることができる。そして、走査線駆動回路４２において、選択する走査線を順番に切り替えることにより、選択されたＥＬ素子が順番に発光するので、画像を順番に変えることが可能となる。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

なお、以下において採用した分析方法は次の通りである。
ＦＡＢ−ＭＳ（高速粒子衝撃質量分析法）：日本電子社製「ＪＭＳ−７００」を用い、マトリックスとしてニトロベンジルアルコールを用いて行った。
プロトンＮＭＲ分析：Ｂｒｕｋｅｒ社製「ＡＶ４００Ｍ核磁気共鳴分光測定装置（４００ＭＨｚ）」を用い、重クロロホルム溶媒中で分析した。
ＤＥＩ−ＭＳ（脱離イオン化質量分析法）分析：日本電子株式会社製「ＪＭＳ−７００ ＭＳｔａｔｉｏｎ質量分析計」を用い、加速電圧：１０ｋＶ、昇温条件：０〜０．９Ａ、１Ａ／分の条件で行った。
液体クロマトグラフィー（ＬＣ）：
島津製作所製
ポンプ：ＬＣ−２０ＡＴ
検出器（ＵＶ）：ＳＰＯ−６ＡＶ
カラム：ＧＬサイエンス社製（ＯＤＳ−２、４．６φ×１５０ｍｍ）
Ｓｏｌｖｅｎｔ：ＣＨ_３ＣＮ（関東化学社製）
流速：１ｍｌ／ｍｉｎ
吸収波長：２５４ｎｍ
恒温槽温度：４０℃

［合成例１］
以下の方法で２，７−ジヒドロキシナフタレンの臭素化を行った。
〈参考文献Aust. J. Chem., 1960, (13), 256-260 (R. G. Cooke, B. L. Johnson, and W. R. Owen)〉

５００ｍＬ三口フラスコに還流冷却管、滴下ロート、アルカリトラップを取り付けた。この反応器に２，７−ジヒドロキシナフタレン（アルドリッチ試薬、純度９７％）１０．０４ｇ、酢酸（純正化学試薬）２３０ｍＬを入れ室温で攪拌を行った。この中に臭素（関東化学試薬、純度９９％）１３ｍＬの酢酸８０ｍＬ溶液を滴下ロートから４０分掛けて滴下し、滴下終了後１５分攪拌を行ってから純水３０ｍＬを加えた。２５分間で８０℃に昇温し、８０℃到達後、１時間掛けてスズ粉末（キシダ化学試薬、純度９９％）１５．４９ｇを少量ずつ加えた。スズ粉末全量投入後更に５時間８０℃のまま加熱を行った。

５０℃の時点でひだ折濾紙で反応液を濾過し、純水１５０ｍＬを加えて静置し、析出した針状結晶を吸引濾過により回収した。回収した結晶は冷メタノール、純水で洗浄した後に減圧で乾燥させ、灰白色の固体１２．６６ｇを得た。
^１Ｈ ＮＭＲから回収固体が目的の３，６−ジブロモ−２，７−ジヒドロキシナフタレンであることを確認した。
収率：６５．５％
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ７．８６（ｓ、２H）、７．２３（ｓ，２Ｈ）、５．６５（ｓ、２Ｈ）

［合成例２］
以下の方法で、３，６−ジブロモ−２，７−ジヒドロキシナフタレンのトリフルオロメタンスルホン酸エステル化を行った。

１００ｍＬ三口フラスコに滴下ロート、三方コック、温度計を取り付け、反応器内を窒素で置換した。この反応器に３，６−ジブロモ−２，７−ジヒドロキシナフタレン３．００ｇ、ジクロロメタン（関東化学試薬）２０ｍＬ、脱水ピリジン（アルドリッチ試薬）３．６ｍＬを入れて氷浴中で攪拌した。この中へ滴下ロートからトリフルオロメタンスルホン酸無水物（東京化成試薬、純度９８％）３．０ｍＬのジクロロメタン１０ｍＬ溶液を１５分掛けて滴下し、滴下終了後１時間氷浴中で攪拌した。室温に昇温して１時間攪拌後、更にトリフルオロメタンスルホン酸無水物１．５ｍＬ、脱水ピリジン３．６ｍＬを添加し、室温で１時間攪拌した。

減圧下、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、残渣に１規定ＨＣｌ水溶液１００ｍＬ、ジクロロメタン１００ｍＬを加えた。有機層を分離し、１００ｍＬの１規定ＨＣｌ水溶液で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後濾過し、濾液をエバポレーターで濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロホルム−ヘキサン）で精製して淡黄色固体４．２４ｇを得た。
^１Ｈ ＮＭＲからこの固体が目的の３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステルであることを確認した。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ８．１７（ｓ、２Ｈ）、７．８４（ｓ、２Ｈ）

［合成例３］
以下の方法で３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステルから２，７−ビス（４−ビフェニル）−３，６−ジブロモナフタレンを合成した。

１００ｍＬの三口フラスコに還流冷却管、三方コック、温度計を取り付けた。この反応器に３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステル１．５０ｇ、４−ビフェニルホウ酸（和光純薬試薬、純度記載なし）１．０２ｇ、炭酸ナトリウム（関東化学試薬）１．１０ｇ、トルエン（純正化学試薬）３０ｍＬ、エタノール（純正化学試薬）１０ｍＬ、純水３ｍＬを入れ、室温で激しく攪拌しながら減圧、窒素置換の操作を５回行った。更に反応混合物中に窒素を３０分間通気し、系内全体を窒素で置換した。次いで、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（０）０．１８ｇを添加し、オイルバス中８０℃で４時間加熱攪拌を行った。

冷却後、反応液を油水分離し、水層をトルエン３０ｍＬで３回抽出し、有機層を合わせて無水硫酸マグネシウムで脱水後濾過し、濃縮して粗体を得た。粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−トルエン）で精製し、第一留分を回収後減圧下加熱乾燥して白色固体０．３８ｇを得た。
^１Ｈ ＮＭＲ、質量分析から、この白色固体が２，７−ビス（４−ビフェニル）−３，６−ジブロモナフタレンであることを確認した。
収率：２４．８％。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ８．１７（ｓ、２Ｈ）、７．８２（ｓ、２Ｈ）、７．７２−７．６６（ｍ，８Ｈ）、７．６０−７．５６（ｍ，４Ｈ）、７．５１−７．４５（ｍ、４Ｈ）、７．４１−７．３６（ｍ、２Ｈ）
ＭＳ（ＦＡＢ）：５９０（Ｍ^＋）

［実施例１］
以下の方法で、３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステルから２，３，６，７−テトラキス（２−ナフチル）ナフタレンを合成した。

２００ｍＬの三口フラスコに還流冷却管、三方コック、温度計を取り付けた。この反応器に３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステル３．０５ｇ、２−ナフチルホウ酸（アルドリッチ試薬、純度記載なし）４．５２ｇ、炭酸ナトリウム（関東化学試薬）５．５０ｇ、トルエン（純正化学試薬）６０ｍＬ、エタノール（純正化学試薬）２５ｍＬ、純水１０ｍＬを入れ、室温で激しく攪拌しながら減圧脱気、窒素置換の操作を５回行った。更に反応混合物中に窒素を３０分間通気し、系内全体を窒素で置換した。次いで、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（０）０．４６ｇを添加し、オイルバス中８０℃で１２時間加熱攪拌を行った。

冷却後、析出した白色固体を吸引濾過で回収し、純水、メタノールで順次洗浄した。減圧下加熱乾燥により白色固体１．９１ｇを得た。
^１Ｈ ＮＭＲ、質量分析から、この白色固体が目的の２，３，６，７−テトラキス（２−ナフチル）ナフタレンであることを確認した。
収率：５７．７％
ＬＣ：９７．６％
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ８．１３（ｓ、４Ｈ）、７．９６（ｓ、４Ｈ）、７．８２−７．７５（ｍ、８Ｈ）、７．５７（ｄ、Ｊ＝８．８０、２Ｈ）、７．４６−７．４２（ｍ、８Ｈ）、７．２６−７．２４（ｍ、４Ｈ）
ＭＳ（ＦＡＢ）：６３２（Ｍ^＋）

［実施例２］
以下の方法で、３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステルから２，３，６，７−テトラキス（４−ビフェニル）ナフタレンを合成した。

２００ｍＬの三口フラスコに還流冷却管、三方コック、温度計を取り付けた。この反応器に３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステル３．０２ｇ、４−ビフェニルホウ酸（和光純薬試薬、純度記載なし）５．１８ｇ、炭酸ナトリウム（関東化学試薬）５．４６ｇ、トルエン（純正化学試薬）５０ｍＬ、エタノール（純正化学試薬）２０ｍＬ、純水１０ｍＬを入れ、室温で激しく攪拌しながら減圧脱気、窒素置換の操作を５回行った。更に反応混合物中に窒素を３０分間通気し、系内全体を窒素で置換した。テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（０）０．７５ｇを添加し、次いで、オイルバス中８０℃で１１時間加熱攪拌を行った。

冷却後、析出した白色固体を吸引濾過で回収し、純水、メタノールで順次洗浄した。トルエン溶媒で還流させて熱濾過し、析出した結晶を回収後クロロホルムで５回洗浄した。減圧下加熱乾燥により白色結晶１．６０ｇを得た。
^１Ｈ ＮＭＲ、質量分析から、この白色固体が目的の２，３，６，７−テトラキス（４−ビフェニル）ナフタレンであることを確認した。
収率：４２．０％
ＬＣ：９４．１％
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ８．０３（ｓ、４Ｈ）、７．６５−７．６１（ｍ、８Ｈ）、７．５７−７．５３（ｍ、８Ｈ）、７．４７−７．４１（ｍ、８Ｈ）、７．４１−７．３７（ｍ、８Ｈ）、７．３７−７．３１（ｍ、４Ｈ）
ＭＳ（ＦＡＢ）：７３６（Ｍ^＋）

［実施例３］
以下の方法で、２，７−ビス（４−ビフェニル）−３，６−ジブロモナフタレンから２，７−ビス（４−ビフェニル）−３，６−ジフェニルナフタレンを合成した。

２０ｍＬのシュレンク管に２，７−ビス（４−ビフェニル）−３．６−ジブロモナフタレン０．３７ｇ、フェニルホウ酸（アルドリッチ試薬、純度９５％）０．２１ｇ、炭酸ナトリウム（関東化学試薬）０．３４ｇ、トルエン（純正化学試薬）５ｍＬ、エタノール（純正化学試薬）３ｍＬ、純水１ｍＬを入れ、混合液を攪拌しながら減圧脱気、窒素置換の操作を３回繰り返し、更に混合液中に窒素を１時間通気した。次いで、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（０）０．１２ｇを添加し、オイルバス中８０℃で９時間加熱攪拌を行った。

冷却後、析出した固体を吸引濾過で回収し、得られた個体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−クロロホルム）で精製した。留出した溶液を濃縮して回収した白色固体をアセトニトリルで洗浄し、減圧下加熱乾燥させて白色個体を得た。
^１Ｈ ＮＭＲ、質量分析から、この白色固体が２，７−ビス（４−ビフェニル）−３，６−ジフェニルナフタレンであることを確認した。
収率：８２．５％
ＬＣ：９８．７％
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ８．００（ｓ、２Ｈ）、７．９６（ｓ、２Ｈ）、７．６３−７．６０（ｍ，４Ｈ）、７．５３−７．５０（ｍ，４Ｈ）、７．４６−７．４１（ｍ、４Ｈ）、７．３９−７．２６（ｍ、１６Ｈ）
ＭＳ（ＤＥＩ）：５８４（Ｍ^＋）

［比較例１］
以下の方法で、３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステルから２，３，６，７−テトラフェニルナフタレンを合成した。

２００ｍＬの三口フラスコに還流冷却管、三方コック、温度計を取り付けた。この反応器に３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステル３．００ｇ、フェニルホウ酸（東京化成試薬、純度９５％）３．２９ｇ、炭酸ナトリウム（関東化学試薬）５．２０ｇ、トルエン（純正化学試薬）５０ｍＬ、エタノール（純正化学試薬）２０ｍＬ、純水１０ｍＬを入れ、室温で攪拌しながら減圧脱気、窒素置換の操作を５回行った。更に反応混合物中に窒素を３０分間通気し、系内全体を窒素で置換した。次いで、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（０）０．３３ｇを添加し、オイルバス中、８０℃で１２時間加熱攪拌を行った。

冷却後、析出した白色固体を吸引濾過で回収し、純水、メタノールで順次洗浄した。減圧下加熱乾燥により白色固体１．７０ｇを得た。
^１Ｈ ＮＭＲ、質量分析から、この白色固体が目的の２，３，６，７−テトラフェニルナフタレンであることを確認した。
収率：８０．５％
ＬＣ：９９．５％
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ７．９３（ｓ、４Ｈ）、７．２５−７．２３（ｍ、２０Ｈ）
ＭＳ（ＦＡＢ）：４３２（Ｍ^＋）

［比較例２］
以下の方法で、３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステルから２，３，６，７−テトラキス（３−ピリジル）ナフタレンを合成した。

２００ｍＬの三口フラスコに還流冷却管、三方コック、温度計を取り付けた。この反応器に３，６−ジブロモ−２，７−ナフタレンジオールビストリフルオロメタンスルホン酸エステル１．９６ｇ、３−ピリジルホウ酸ピナコールエステル（アルドリッチ試薬、９７％）３．５６ｇ、炭酸ナトリウム（関東化学試薬）３．５９ｇ、トルエン（純正化学試薬）４０ｍＬ、エタノール（純正化学試薬）２０ｍＬ、純水５ｍＬを入れ、室温で激しく攪拌しながら減圧脱気、窒素置換の操作を５回行った。更に反応混合物中に窒素を３０分間通気し、系内全体を窒素で置換した。次いで、テトラキストリフェニルホスフィノパラジウム（０）０．３１ｇを添加し、オイルバス中８０℃で１２時間加熱攪拌を行った。

冷却後、析出した固体を濾別後、濾液を濃縮してシリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロホルム−メタノール）で精製し、更にＧＰＣにより精製した。
^１Ｈ ＮＭＲ、質量分析から、この白色固体が目的の２，３，６，７−テトラキス（３−ピリジル）ナフタレンであることを確認した。
収率：６．８％
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：
δ８．５９（ｄｄ、Ｊ＝２．０、４Ｈ）、８．５４（ｄｄ、Ｊ＝４．８、４Ｈ）、８．０２（ｓ，４Ｈ）、７．５０−７．４６（ｍ，４Ｈ）、７．２４−７．１９（ｍ、４Ｈ）
ＭＳ（ＤＥＩ）：４３６（Ｍ^＋）

［特性の評価］
比較例及び実施例で合成したナフタレン系化合物について、特性の評価を行い結果を表１に示した。
特性評価に用いたトランジスタ素子と、各特性の評価条件は以下の通りである。

〈基盤作成〉
材料の物性の評価（キャリア移動度とＥＬ発光効率測定）に使用したトランジスタ素子の斜視図を図１０に示す。
ゲート電極（ｐ−Ｓｉ）５１及び絶縁膜（ＳｉＯ_２）５２として、ＫＳＴ社製の熱酸化ＳｉＯ_２（厚さ３００ｎｍ）付きｐ−Ｓｉ（厚さ２ｍｍ）基板を用いた。この基板上にポジ型レジスト（ＴＭＳＲ−８９００：東京応化工業株式会社）を用いてゲート長Ｌ：２５μｍ、ゲート幅Ｗ：４ｍｍ、２０ｐｉｎの櫛形のマスクを形成した後、ソース電極５３及びドレイン電極５４をＣｒ（ニラコ社製）１ｎｍ／Ａｕ（ニラコ社製）４０ｎｍの蒸着により作成した。マスクを除去した後、ナフタレン系化合物を真空蒸着法（蒸着速度：１．０Å／ｓ、真空度：３．０×１０^−３Ｐａ以下）を用いて１００ｎｍ積層することにより、目的とするトランジスタ素子を得た。

〈キャリア移動度μ（ｃｍ^２／Ｖ・ｓ）測定〉
有機半導体のドレイン電圧（Ｖ_ｄ）とドレイン電流（Ｉ_ｄ）の関係式は次式（１）で表され、直線的に増加するが（直線領域）、Ｖ_ｄが大きくなると、チャネルのピンチ・オフによりＩ_ｄは飽和して一定の値となり（飽和領域）、Ｉ_ｄは次式（２）で表される。

Ｌ：チャネル長［ｃｍ］
Ｗ：チャネル幅［ｃｍ］
Ｃ_ｉ：ゲート絶縁膜の単位面積当たりの静電容量［Ｆ／ｃｍ^２］
μ_ｓａｔ：飽和領域における移動度［ｃｍ^２／Ｖｓ］
Ｉ_ｄ：ドレイン電流［Ａ］
Ｖ_ｄ：ドレイン電圧［Ｖ］
Ｖ_ｇ：ゲート電圧［Ｖ］
Ｖ_Ｔ：ゲート閾値電圧［Ｖ］（飽和領域におけるドレイン電圧（Ｖ_ｄ）が一定の下で
ドレイン電流（Ｉ_ｄ）の１／２乗（Ｖ_ｄｓａｔ ^１／２）をゲート電圧（Ｖ_ｇ）に対して
プロットし、漸近線が横軸と交わる点を示す。）

この飽和領域における√Ｉ_ｄとＶ_ｇの関係から、有機半導体中の移動度：μを求めることが出来る。
本発明では、圧力を真空度〜５×１０^−３Ｐａ、温度を室温とする条件の下、半導体パラメーターアナライザー（Agilent，HP4155C）を用いて、ドレイン電圧を１０Ｖから−１００Ｖまで−１Ｖステップで、ゲート電圧を０Ｖから−１００Ｖまで−２０Ｖステップで操作し、上式（２）を用いて移動度を算出した。

〈ＥＬ発光効率（％）〉
外部量子効率η_ｅｘｔは、上記トランジスタ素子を用いて、ドレイン電圧を１０Ｖから−１００Ｖまで−１Ｖステップで、ゲート電圧を０Ｖから−１００Ｖまで−２０Ｖステップで操作し、素子から発せられる発光を図１１に示したフォトンカウンター（4155C Semiconductor Parameter Analyzer）６０によってサンプル６１を測定し、そこで得られた光子数［ＣＰＳ］を下記式（３）を用いて光束［ｌｗ］に変換後、下記式（４）を用いてＥＬ発光効率η_ｅｘｔを算出した。

Ｓｙｍｂｏｌｓ：
Ｎ_ＰＣ：フォトンカウンター（ＰＣ）によって観測した光子数［ＣＰＳ］
Ｘ_ＰＣ：光子数を光束［ｌｗ］に変換した値
ｒ：円錐又は円の半径［ｃｍ］
ｈ：フォトンカウンター６０とサンプル６１の距離［ｃｍ］

〈ＰＬ発光効率（％）〉
ＰＬの発光効率は、ナフタレン系化合物を窒素雰囲気下において石英基板上に７０ｎｍ厚さに蒸着し単層膜を形成した後、積分球（IS-060、Labsphere Co.）を用いて、励起光として波長３２５ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザ（IK5651R- G Kimmon electric Co.）を照射し、サンプルからの発光Multi-channel photodiode（PMA-11、Hamamatsu photonics Co.）を測定することにより算出した。

なお、２，３，６，７−テトラキス（２−ナフチル）ナフタレンのトランジスタ特性を図１（ａ）に示す。また、２，３，６，７−テトラフェニルナフタレンと２，３，６，７−テトラキス（２−ナフチル）ナフタレンの発光波長を図１（ｂ）に示す。
また、２，３，６，７−テトラキス（４−ビフェニル）ナフタレンのトランジスタ特性を図２（ａ）に、発光スペクトルを図２（ｂ）に示す。
また、２，７−ビス（４−ビフェニル）−３，６−ジフェニルナフタレンのトランジスタ特性を図３（ａ）に、発光スペクトルを図３（ｂ）に示す。

（ａ）図は２，３，６，７−テトラキス（２−ナフチル）ナフタレンのトランジスタ特性を示すグラフであり、（ｂ）図は２，３，６，７−テトラフェニルナフタレンと２，３，６，７−テトラキス（２−ナフチル）ナフタレンの発光波長を示すグラフである。 （ａ）図は２，３，６，７−テトラキス（４−ビフェニル）ナフタレンのトランジスタ特性を示し、（ｂ）図はその発光スペクトルを示すグラフである。 （ａ）図は２，７−ビス（４−ビフェニル）−３，６−ジフェニルナフタレンのトランジスタ特性を示し、（ｂ）図はその発光スペクトルを示すグラフである。 本発明の発光トランジスタ素子の実施の形態を示す概略構成を示す模式的断面図である。 図４に示す発光トランジスタ素子の電極形状を示す模式図である。 図４に示す発光トランジスタ素子の正孔及び電子の再結合機構の説明図である。 図４に示す発光トランジスタ素子を用いた本発明の表示装置の実施の形態を示す電気回路図である。 本発明の有機ＥＬ素子の実施の形態を示す概略構成を示す模式的断面図である。 図８に示す有機ＥＬ素子を用いた本発明の表示装置の実施の形態を示す電気回路図である。 材料の物性の評価（キャリア移動度とＥＬ発光効率測定）に使用したトランジスタ素子の斜視図である。 ＥＬ発光効率の測定に用いたフォトンカウンターを示す斜視図である。

符号の説明

１ 発光層
２ ソース電極
３ ドレイン電極
４ ゲート電極
５ 絶縁膜
１０ 発光トランジスタ素子
２０ 基板
２１ 表示装置
３０ 有機ＥＬ素子
３１ 基板
３２ 正孔注入電極層
３３ 正孔輸送層
３４ 発光層
３５ 電子輸送層
３６ 電子注入電極層
４０ 基板
４１ 表示装置

Claims (7)

1. 下記一般式（Ｖ）で示される構造を有するナフタレン誘導体。
   

   

   （Ａｒ^１〜Ａｒ^４はそれぞれ独立に置換基を有しても良い芳香環基を表し、少なくともその２つ以上が６π電子系より大きいπ共役系を有する基を表す。なお、Ａｒ^１〜Ａｒ^４の芳香環基が有する置換基同士が結合して環を形成していても良い。）
2. 請求項１に記載のナフタレン誘導体の１種以上を含むことを特徴とする有機半導体材料。
3. キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、該発光層に正孔を注入する正孔注入電極、該発光層に電子を注入する電子注入電極、並びに、該正孔注入電極及び電子注入電極に対向し、前記発光層内のキャリアの分布を制御するゲート電極を有する発光トランジスタ素子において、前記発光層に、請求項２に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする発光トランジスタ素子。
4. 前記正孔注入電極及び電子注入電極が、それぞれ複数の櫛歯からなる櫛歯形状部を有し、かつ、該正孔注入電極の櫛歯形状部を構成する櫛歯と、該電子注入電極の櫛歯形状部を構成する櫛歯とが、所定間隔を開けて交互に配置されることを特徴とする請求項３に記載の発光トランジスタ素子。
5. 請求項３又は請求項４に記載の発光トランジスタ素子を基板上に複数個配列して構成したことを特徴とする表示装置。
6. キャリアとしての正孔及び電子を輸送可能であり、正孔及び電子の再結合により発光を生じる発光層、該発光層に正孔を注入する正孔注入電極、並びに、該発光層に電子を注入する電子注入電極を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、下記一般式（Ｖ）で示される構造を有するナフタレン誘導体の１種以上を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （Ａｒ^１〜Ａｒ^４はそれぞれ独立に置換基を有しても良い芳香環基を表し、少なくともその２つ以上が６π電子系より大きいπ共役系を有する基を表す。なお、Ａｒ^１〜Ａｒ^４の芳香環基が有する置換基同士が結合して環を形成していても良い。）
7. 請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を基板上に複数個配列して構成したことを特徴とする表示装置。

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