JP4224252B2

JP4224252B2 - 有機ｅｌ素子用化合物、有機ｅｌ素子

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Publication number: JP4224252B2
Application number: JP2002118057A
Authority: JP
Inventors: 徹司藤田; 寿美子北川; 鉄司井上
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-04-19
Also published as: JP2003026616A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（電界発光）素子に関し、詳しくは、有機化合物からなる薄膜に電界を印加して光を放出する素子に用いられる化合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、電子注入電極とホール注入電極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子およびホールを注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子である。
【０００３】
有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ前後の電圧で数１００から数１００００cd/m²ときわめて高い輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。
【０００４】
有機ＥＬ素子の任意の発光色を得るための手法としてドーピング法があり、アントラセン結晶中に微量のテトラセンをドープすることで発光色を青色から緑色に変化させた報告(Jpn. J. Appl. Phys., 10,527(1971)) がある。また積層構造を有する有機薄膜ＥＬ素子においては、発光機能を有するホスト物質に、その発光に応答しホスト物質とは異なる発光を放出する蛍光色素をドーパントとして微量混入させて発光層を形成し、緑色から橙〜赤色へ発光色を変化させた報告（特開昭６３−２６４６９２号公報）がなされている。
【０００５】
黄〜赤色の長波長発光に関しては、発光材料あるいはドーパント材料として、赤色発振を行うレーザー色素（ＥＰＯ２８１３８１号）、エキサイプレックス発光を示す化合物（特開平２−２５５７８８号公報）、ペリレン化合物（特開平３−７９１号公報）、クマリン化合物（特開平３−７９２号公報）、ジシアノメチレン系化合物（特開平３−１６２４８１号公報）、チオキサンテン化合物（特開平３−１７７４８６号公報）、共役系高分子と電子輸送性化合物の混合物（特開平６−７３３７４号公報）、スクアリリウム化合物（特開平６−９３２５７号公報）、オキサジアゾール系化合物（特開平６−１３６３５９号公報）、オキシネイト誘導体（特開平６−１４５１４６号公報）、ピレン系化合物（特開平６−２４０２４６号公報）がある。
【０００６】
また、ベンゾフルオランラン誘導体が非常に高い蛍光量子収率を有することは、Ｊ，Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ１９９６、１１８，２３７４−２３７９に記載されており、特開平１０−３３０２９５号公報および特開平１１−２３３２６１号公報では種々のホスト材料にベンゾフルオランテンより誘導されるジベンゾ〔ｆ，ｆ’〕ジインデノ〔１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ〕ペリレン誘導体をドーピングして発光層とした有機ＥＬ素子を開示している。
【０００７】
他の発光材料として縮合多環芳香族化合物（特開平５−３２９６６号公報、特開平５−２１４３３４号公報）も開示されている。またドーパント材料としても種々の縮合多環芳香族化合物（特開平５−２５８８５９号公報）が提案されている。
【０００８】
しかしながら、これら従来の蛍光材料では純青に近い発光色が得られた例は極めて少なく、高品位のフルカラーディスプレイを実現する上でも、高効率の純青系蛍光材料が望まれていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、十分な輝度の発光、特に長波長における発光が得られ、優れた色純度、特にフルカラーディスプレイに用いるのに十分な色純度が得られ、かつ良好な発光性能が長期にわたって持続する耐久性に優れた有機ＥＬ素子用化合物、および有機ＥＬ素子を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の構成により達成される。
（１）下記式（１）で表される基本骨格を有する有機ＥＬ素子用化合物。
Ｘｎ−Ｙ・・・（１）
［式（１）中、Ｘは下記式（２）で表される化合物を表し、同一であっても異なっていてもよい。Ｙは単結合もしくは置換または非置換のアリール基、または複素環基からなる連結基を表し、ｎは２または３の整数を表す。ただし、ＹがＲ₇ とＲ₇ 、Ｒ₈ とＲ₈ またはＲ₇ とＲ₈ の位置の組み合わせで結合するとき、単結合および下記式（１１）、（１２）で表される化合物は含まない。］
【００１１】
【化１９】

【００１２】
［式（２）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ〜ｄは水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、または置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（２）前記Ｙは下記化合物より選択される１種である上記（１）の有機ＥＬ素子用化合物。
【００１３】
【化２０】

【００１４】
（３）前記ｎは２である上記（１）または（２）の有機ＥＬ素子用化合物。
（４）ドーパントとして用いられる上記（１）〜（３）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
（５）電子輸送材料である上記（１）〜（４）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
（６）ホール注入または輸送材料である上記（１）〜（４）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
（７）下記式（３ａ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００１５】
【化２１】

【００１６】
［式（３ａ）中、Ｒ _１〜Ｒ _７およびａ_１〜ｄ_１、Ｒ _１１〜Ｒ _１７およびａ_２〜ｄ_２は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。Ｙは置換または非置換のフェニレン、ビフェニレン、ナフタセン、ペリレン、ピレン、フェナントレン、チオフェン、ピリジン、ピラジン、トリアジン、アミン、トリアリールアミン、ピロール誘導体、チアゾール、チアジアゾール、フェナントロリン、キノリン、およびキノクサリンのいずれかからなる連結基を表す。］
（８）下記式（３ｂ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００１７】
【化２２】

【００１８】
［式（３ｂ）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ₁ 〜ｄ₁ 、Ｒ₁₁ 〜Ｒ₁₈ およびａ₂ 〜ｄ₂ は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。Ｙは単結合、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基からなる連結基を表す。］
（９）下記式（３ｃ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００１９】
【化２３】

【００２０】
［式（３ｃ）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ₁ 〜ｄ₁ 、Ｒ₁₁ 〜Ｒ₁₈ およびａ₂ 〜ｄ₂ は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。Ｙは単結合、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基からなる連結基を表す。］
（１０）下記式（Ａ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００２１】
【化２４】

【００２２】
［式（Ａ）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₇ およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₇ は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
（１１）下記式（Ｂ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００２３】
【化２５】

【００２４】
［式（Ｂ）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₇ およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₇ は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
（１２）下記式（Ｅ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００２５】
【化２６】

【００２６】
［式（Ｅ）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈ は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
（１３）下記式（Ｈ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００２７】
【化２７】

【００２８】
［式（Ｈ）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈ は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
（１４）下記式（Ｘ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００２９】
【化２８】

【００３０】
［式（Ｘ）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈ は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
（１５）下記式（Ｚ）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００３１】
【化２９】

【００３２】
［式（Ｚ）中、Ｒ_１〜Ｒ_７およびＲ_１１〜Ｒ _１７は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
（１６）下記式（ＡＡＡ’）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００３３】
【化３０】

【００３４】
［式（ＡＡＡ’）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ 、およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（１７）下記式（ＢＢＢ’）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００３５】
【化３１】

【００３６】
［式（ＢＢＢ’）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ 、およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（１８）下記式（ＣＣＣ’）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００３７】
【化３２】

【００３８】
［式（ＣＣＣ’）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ 、およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（１９）下記式（ＤＤＤ’）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００３９】
【化３３】

【００４０】
［式（ＤＤＤ’）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ 、およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（２０）下記式（ＥＥＥ’）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００４１】
【化３４】

【００４２】
［式（ＥＥＥ’）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ 、およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（２１）下記式（ＲＲＲ’）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００４３】
【化３５】

【００４４】
［式（ＲＲＲ’）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ 、およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（２２）下記式（ＳＳＳ’）で表される基本骨格を有する上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物。
【００４５】
【化３６】

【００４６】
［式（ＳＳＳ’）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ 、およびＲ₁₁ 〜Ｒ₁₈は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
（２３）一対の電極間に少なくとも発光機能に関与する１種または２種以上の有機層を有し、
前記有機層の少なくとも１層には上記（１）〜（２２）のいずれかの有機ＥＬ素子用化合物を１種又は２種以上含有する有機ＥＬ素子。
（２４）前記有機ＥＬ素子用化合物に加え、さらにアントラセン系化合物の１種又は２種以上含有する上記（２３）の有機ＥＬ素子。
（２５）前記アントラセン誘導体を発光層のホスト材料として含有する上記（２４）の有機ＥＬ素子。
（２６）前記有機ＥＬ素子用化合物をドーパントとして含有する上記（２３）〜（２５）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（２７）前記有機ＥＬ用化合物を発光層に含有する上記（２３）〜（２６）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（２８）前記有機ＥＬ用化合物を電子輸送層に含有する上記（２３）〜（２５）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（２９）前記有機ＥＬ素子用化合物をホール注入輸送層に含有する上記（２３）〜（２８）のいずれかの有機ＥＬ素子。
（３０）２種以上の発光材料による２種以上の発光極大波長を有する上記（２３）〜（２９）のいずれかの有機ＥＬ素子。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、下記式（１）で表される基本骨格を有するものである。
Ｘ_n −Ｙ・・・（１）
［式（１）中、Ｘは下記式（２）で表される化合物を表し、同一であっても異なっていてもよい。Ｙは単結合もしくは置換または非置換のアリール基、または複素環基からなる連結基を表し、ｎは２または３の整数を表す。ただし、ＹがＲ₇ とＲ₇ 、Ｒ₈ とＲ₈ またはＲ₇ とＲ₈ の位置の組み合わせで結合するとき、単結合および下記式（１１）、（１２）であらわされる化合物は含まない。］
【００４８】
【化３７】

【００４９】
［式（２）中、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ〜ｄは、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、または置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
【００５０】
上記式（１）で表される化合物についてさらに詳述する。
式（１）中、Ｘは上記式（２）で表される化合物を表し、各Ｘは同一であっても異なっていてもよい。すなわち、Ｘは上記式（２）で表される化合物であればそれぞれ同一の化合物であっても異なった化合物であってもよいが、同一であることが好ましい。ｎ＝３のとき、３種のＸがそれぞれ異なっていてもよい。
【００５１】
式（２）において、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ〜ｄは、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。また、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基、チオフェニル基、ピリジル基、ピロール基、スチリル基、トリフェニルアミノ基、フェニルアミノ基のいずれかであり、特にメチル基、フェニル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリフェニルアミノ基、フェニルアミノ基のいずれかが好ましい。
【００５２】
Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ〜ｄは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、隣り合うＲ₁ 〜Ｒ₈ およびａ〜ｄの間で縮合環を形成していてもよい。
【００５３】
特に、Ｒ₇ 、Ｒ₈ の部位は、構造的に反応活性が高いため、置換基を有することが好ましい。Ｒ₇ 、Ｒ₈ の部位を置換基でマスクすることにより、化合物を化学的に安定にし、ＥＬ発光時の材料の劣化を防止することができる。Ｒ₇ 、Ｒ₈ は、少なくともどちらか一方に置換基を有することが好ましく、特に双方に置換基を有することが好ましい。
【００５４】
Ｒ₇ 、Ｒ₈ の置換基としては、上記で例示したものが挙げられるが、特に、アルキル基、アリール基、アリル基、複素環基が好ましい。
【００５５】
また、Ｒ₇ 、Ｒ₈ に導入する置換基の種類により、発光波長が敏感に影響を受ける。このため、Ｒ₇ 、Ｒ₈ に導入する置換基を選択することで、発光波長をコントロールすることもできる。
【００５６】
Ｘの数を表すｎは、２または３の整数であり、好ましくはｎ＝２である。ｎ＝３になると、昇華性が低下し、昇華時の熱分解などが起こり、また化合物の安定性が若干低下してくる。一方、ｎ＝１では結晶化しやすく、青紫外発光となりやすく、ＥＬ発光させることが難しくなる。
【００５７】
式（１）中、Ｙは単結合もしくは置換または非置換のアリール基、または複素環基からなる連結基を表す。ただし、ＹがＲ₇ とＲ₇ 、Ｒ₈ とＲ₈ またはＲ₇ とＲ₈ の位置の組み合わせで結合するとき、単結合および下記式（１１）、（１２）で表される結合位置のナフタレンおよびアントラセン化合物は含まない。
【００５８】
【化３８】

【００５９】
Ｘ同士の連結位置としては、特に限定されるものではなくＸのいずれの位置でも、連結基のいずれの炭素で連結していてもよい。すなわち、上記式（２）で表される基本骨格のうち、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ〜ｄのいずれの位置であってもかまわなが、好ましくはＲ₁ 〜Ｒ₈ から選択されるいずれかの部位であり、特にＲ₁ 、Ｒ₆ 、Ｒ₇ 、およびＲ₈ のいずれかの部位である。
【００６０】
ただし、ＹがＲ₇ 、Ｒ₈ の位置で結合する場合には、単結合の場合、つまりＸどうしが直接結合する場合、および上記結合部位でのナフタレンおよびアントラセン結合基は含まない。Ｒ₇ 、Ｒ₈ の位置でＸ同士が直接連結すると、昇華精製時の熱的安定性、およびＥＬ発光時の電気化学的安定性が不安定となり、Ｒ₇ 、Ｒ₈ の２カ所（対象位置）で結合したりする。
【００６１】
また、Ｙは置換または非置換のフェニレン、ビフェニレン、ナフタセン、ペリレン、ピレン、フェナントレン、チオフェン、ピリジン、ピラジン、トリアジン、アミン、トリアリールアミン、ピロール誘導体、チアゾール、チアジアゾール、フェナントロリン、キノリン、およびキノクサリンのいずれかからなる連結基が好ましく、特に置換または非置換のベンゼン、テトラセン、ペリレン、ピレン、複素環基のいずれかが好ましい。さらに、下記の化合物から選択される１種の連結基が好ましい。
【００６２】
【化３９】

【００６３】
Ｘは、好ましくは下記式（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）で表される化合物である。
【００６４】
【化４０】

【００６５】
【化４１】

【００６６】
【化４２】

【００６７】
式（３ａ）〜（３ｃ）において、Ｒ₁ 〜Ｒ₈ およびａ₁ 〜ｄ₁ 、Ｒ₁₁ 〜Ｒ₁₈ およびａ₂ 〜ｄ₂ は、式（２）におけるＲ₁ 〜Ｒ₈ およびａ〜ｄと同義である。式（３ａ）〜（３ｃ）のなかでは式（３ａ）で表されるものが最も好ましく、次いで式（３ｂ）で表されるものが好ましい。
【００６８】
本発明の化合物は、イオン化ポテンシャルの絶対値が５．９eVより小さいことが好ましく、特に５．８eV以下、さらに５．７eV以下であるとよい。イオン化ポテンシャルの絶対値が５．９eVより小さいと、イオン化ポテンシャルの絶対値が５．９eV程度の化合物との組み合わせ、特にアントラセンダイマーとの組み合わせにおいて良好な発光が得られるようになる。その下限としては特に限定されるものではないが、通常５．２eV程度である。
【００６９】
本発明の化合物は、塩化メチレン溶液中、白金電極において半波酸化電位が１．５V 以下であることが好ましく、特に１．４V 以下、さらには１．３V 以下であるとよい。酸化電位が上記値以下であると、安定性が増し、素子の寿命が延びる。また、上記イオン化ポテンシャルと同様の効果が得られる。その下限としては特に限定されるものではないが、通常０．４V程度である。
【００７０】
本発明の化合物の好ましい例を以下に示す。
【００７１】
【化４３】

【００７２】
【化４４】

【００７３】
【化４５】

【００７４】
【化４６】

【００７５】
【化４７】

【００７６】
【化４８】

【００７７】
【化４９】

【００７８】
【化５０】

【００７９】
【化５１】

【００８０】
【化５２】

【００８１】
【化５３】

【００８２】
これらのなかでも、特に下記の式（Ａ），（Ｂ），（Ｅ），（Ｈ），（Ｘ），（Ｚ）、および（ＡＡＡ’）、（ＢＢＢ’）、（ＣＣＣ’）、（ＤＤＤ’）、（ＥＥＥ’）、（ＲＲＲ’）、（ＳＳＳ’）で表される化合物が好ましい。
【００８３】
【化５４】

【００８４】
【化５５】

【００８５】
【化５６】

【００８６】
【化５７】

【００８７】
【化５８】

【００８８】
【化５９】

【００８９】
【化６０】

【００９０】
【化６１】

【００９１】
【化６２】

【００９２】
【化６３】

【００９３】
【化６４】

【００９４】
【化６５】

【００９５】
【化６６】

【００９６】
本発明の化合物のより具体的な例を以下に示す。
【００９７】
【表１】

【００９８】
【表２】

【００９９】
【表３】

【０１００】
【表４】

【０１０１】
【表５】

【０１０２】
【表６】

【０１０３】
【表７】

【０１０４】
【表８】

【０１０５】
【表９】

【０１０６】
【表１０】

【０１０７】
【表１１】

【０１０８】
【表１２】

【０１０９】
【表１３】

【０１１０】
【表１４】

【０１１１】
【表１５】

【０１１２】
【表１６】

【０１１３】
【表１７】

【０１１４】
【表１８】

【０１１５】
【表１９】

【０１１６】
【表２０】

【０１１７】
【表２１】

【０１１８】
【表２２】

【０１１９】
【表２３】

【０１２０】
【表２４】

【０１２１】
【表２５】

【０１２２】
【表２６】

【０１２３】
【表２７】

【０１２４】
【表２８】

【０１２５】
【表２９】

【０１２６】
【表３０】

【０１２７】
【表３１】

【０１２８】
【表３２】

【０１２９】
【表３３】

【０１３０】
【表３４】

【０１３１】
【表３５】

【０１３２】
【表３６】

【０１３３】
【表３７】

【０１３４】
【表３８】

【０１３５】
【表３９】

【０１３６】
【表４０】

【０１３７】
【表４１】

【０１３８】
【表４２】

【０１３９】
【表４３】

【０１４０】
【表４４】

【０１４１】
【表４５】

【０１４２】
【表４６】

【０１４３】
【表４７】

【０１４４】
【表４８】

【０１４５】
【表４９】

【０１４６】
【表５０】

【０１４７】
【表５１】

【０１４８】
【表５２】

【０１４９】
【表５３】

【０１５０】
【表５４】

【０１５１】
【表５５】

【０１５２】
【表５６】

【０１５３】
【表５７】

【０１５４】
【表５８】

【０１５５】
【表５９】

【０１５６】
【表６０】

【０１５７】
【表６１】

【０１５８】
【表６２】

【０１５９】
【表６３】

【０１６０】
【表６４】

【０１６１】
【表６５】

【０１６２】
【表６６】

【０１６３】
【表６７】

【０１６４】
【表６８】

【０１６５】
【表６９】

【０１６６】
【表７０】

【０１６７】
【表７１】

【０１６８】
【表７２】

【０１６９】
【表７３】

【０１７０】
【表７４】

【０１７１】
【表７５】

【０１７２】
【表７６】

【０１７３】
【表７７】

【０１７４】
【表７８】

【０１７５】
【表７９】

【０１７６】
【表８０】

【０１７７】
【表８１】

【０１７８】
【表８２】

【０１７９】
【表８３】

【０１８０】
【表８４】

【０１８１】
【表８５】

【０１８２】
【表８６】

【０１８３】
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【０１８４】
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【表９０】

【０１８７】
【表９１】

【０１８８】
【表９２】

【０１８９】
【表９３】

【０１９０】
【表９４】

【０１９１】
【表９５】

【０１９２】
【表９６】

【０１９３】
【表９７】

【０１９４】
【表９８】

【０１９５】
【表９９】

【０１９６】
【表１００】

【０１９７】
【表１０１】

【０１９８】
【表１０２】

【０１９９】
【表１０３】

【０２００】
【表１０４】

【０２０１】
【表１０５】

【０２０２】
【表１０６】

【０２０３】
【表１０７】

【０２０４】
【表１０８】

【０２０５】
【表１０９】

【０２０６】
【表１１０】

【０２０７】
【表１１１】

【０２０８】
【表１１２】

【０２０９】
【表１１３】

【０２１０】
【表１１４】

【０２１１】
【表１１５】

【０２１２】
【表１１６】

【０２１３】
【表１１７】

【０２１４】
【表１１８】

【０２１５】
【表１１９】

【０２１６】
【表１２０】

【０２１７】
【表１２１】

【０２１８】
【表１２２】

【０２１９】
【表１２３】

【０２２０】
【表１２４】

【０２２１】
【表１２５】

【０２２２】
【表１２６】

【０２２３】
【表１２７】

【０２２４】
【表１２８】

【０２２５】
【表１２９】

【０２２６】
【表１３０】

【０２２７】
【表１３１】

【０２２８】
【表１３２】

【０２２９】
【表１３３】

【０２３０】
【表１３４】

【０２３１】
【表１３５】

【０２３２】
【表１３６】

【０２３３】
【表１３７】

【０２３４】
【表１３８】

【０２３５】
【表１３９】

【０２３６】
【表１４０】

【０２３７】
【表１４１】

【０２３８】
【表１４２】

【０２３９】
【表１４３】

【０２４０】
【表１４４】

【０２４１】
【表１４５】

【０２４２】
【表１４６】

【０２４３】
【表１４７】

【０２４４】
【表１４８】

【０２４５】
【表１４９】

【０２４６】
【表１５０】

【０２４７】
【表１５１】

【０２４８】
【表１５２】

【０２４９】
【表１５３】

【０２５０】
【表１５４】

【０２５１】
【表１５５】

【０２５２】
【表１５６】

【０２５３】
【表１５７】

【０２５４】
【表１５８】

【０２５５】
【表１５９】

【０２５６】
【表１６０】

【０２５７】
【表１６１】

【０２５８】
【表１６２】

【０２５９】
【表１６３】

【０２６０】
【表１６４】

【０２６１】
【表１６５】

【０２６２】
【表１６６】

【０２６３】
【表１６７】

【０２６４】
【表１６８】

【０２６５】
【表１６９】

【０２６６】
【表１７０】

【０２６７】
【表１７１】

【０２６８】
【表１７２】

【０２６９】
【表１７３】

【０２７０】
【表１７４】

【０２７１】
【表１７５】

【０２７２】
【表１７６】

【０２７３】
【表１７７】

【０２７４】
【表１７８】

【０２７５】
【表１７９】

【０２７６】
【表１８０】

【０２７７】
【表１８１】

【０２７８】
【表１８２】

【０２７９】
【表１８３】

【０２８０】
【表１８４】

【０２８１】
【表１８５】

【０２８２】
【表１８６】

【０２８３】
【表１８７】

【０２８４】
【表１８８】

【０２８５】
【表１８９】

【０２８６】
【表１９０】

【０２８７】
【表１９１】

【０２８８】
【表１９２】

【０２８９】
【表１９３】

【０２９０】
【表１９４】

【０２９１】
【表１９５】

【０２９２】
【表１９６】

【０２９３】
【表１９７】

【０２９４】
【表１９８】

【０２９５】
【表１９９】

【０２９６】
【表２００】

【０２９７】
【表２０１】

【０２９８】
【表２０２】

【０２９９】
【表２０３】

【０３００】
【表２０４】

【０３０１】
【表２０５】

【０３０２】
【表２０６】

【０３０３】
【表２０７】

【０３０４】
【表２０８】

【０３０５】
【表２０９】

【０３０６】
【表２１０】

【０３０７】
【表２１１】

【０３０８】
【表２１２】

【０３０９】
【表２１３】

【０３１０】
【表２１４】

【０３１１】
【表２１５】

【０３１２】
【表２１６】

【０３１３】
【表２１７】

【０３１４】
【表２１８】

【０３１５】
【表２１９】

【０３１６】
式（Ｉ）で表されるフルオランテン誘導体は、例えば、J. Amer. Chem. Soc. 118,2374(1996)に載の方法に従って製造することができる。以下にその合成スキームの一例を示す。
【０３１７】
【化６７】

【０３１８】
【化６８】

【０３１９】
本発明の化合物は、有機ＥＬ素子の蛍光材料として極めて優れた特性を有する。特に、ド−パントとして用いた場合、色座標においてｘ＝０．０５〜０．２０、ｙ＝０．０２〜０．３０、特にｘ＝０．１０〜０．２０、ｙ＝０．０５〜０．２０で示されるような純青に近い発光色が得られる。
【０３２０】
本発明の化合物は極めて安定であり、蒸着、塗布等有機ＥＬ素子の製造工程においても安定した特性を示し、製造後も長期に渡って安定した特性を維持する。
【０３２１】
本発明の化合物の有機ＥＬ素子に用いる場合、ホスト材料としても、ドーパントとしても用いることができ、特にドーパントとして用いた場合、上記のような優れた発光色と、発光効率を得ることができる。本発明の化合物は、電子注入輸送性、ホール注入性、または輸送性のいずれの性質も有することから、電子輸送材料としても、ホール注入、または輸送材料としても用いることができる。
【０３２２】
有機ＥＬ素子のホスト材料と、ドーパントとの組み合わせを決定するにあたり、以下の点を考慮することが重要である。
【０３２３】
（１）構造式により組み合わせを考える。すなわち、化合物の構造そのものが発光特性に影響を与える。
【０３２４】
（２）ドーパント（発光材料）のイオン化ポテンシャルは、ホスト材料のイオン化ポテンシャルと同等か、これよりも小さいことが望ましい。ドーパントは発光させた際にホールトラップとして機能し、ドーパントの１重項励起子が生成しやすくなる。また、このような場合、ホストの１重項励起子と基底状態のドーパントとのエネルギー交換が生じやすくなり、発光効率が向上する。
【０３２５】
（３）ドーパント（発光材料）の半波酸化電位は、ホスト材料の半波酸化電位と同等か、これよりも小さいことが望ましい。ドーパントは発光させた際にホールトラップとして機能し、ドーパントの１重項励起子が生成しやすくなる。また、このような場合、ホストの１重項励起子と基底状態のドーパントとのエネルギー交換が生じやすくなり、発光効率が向上する。
【０３２６】
本発明の化合物を発光層に用いる場合、ホスト材料としても、ドーパントとしても用いることができ、特に青色発光用ドーパントとしての使用が好ましい。本発明の化合物をド−パントとして用いる場合、ホスト材料にはアントラセン系の材料を用いることが好ましい。また、電子輸送性材料とホール輸送性材料の混合材料をホストとする混合層での使用も好ましい。発光層には本発明の化合物以外に複数の種類の化合物を含有していてもよく、このような複数種類の化合物を含有する発光層、あるいは複数種類の発光層を積層することで複数のピーク波長を有したり、ワイド発光波長の発光層または素子を得ることも可能である。
【０３２７】
本発明の化合物をホスト材料として使用する場合、ドーパントには種々の有機ＥＬ用蛍光物質を用いることができる。なかでも、下記の実施例で用いるナフタセン系のルブレン誘導体やジフェニルナフタセン誘導体、ペリレン系赤色蛍光材料、ペンタセン系赤色蛍光材料、ジスチリルアミン誘導体系材料等が好ましい。
【０３２８】
本発明の化合物をホール注入輸送層に用いる場合、ホール輸送性材料としても、発光材料としても用いることができる。ホール輸送性材料として用いる場合、ドーパントとして上記で挙げたものを用いることができる。
【０３２９】
本発明の化合物を電子注入輸送層に用いる場合、電子輸送性材料としても、発光材料としても用いることができる。電子輸送性材料として用いる場合、ドーパントとして上記で挙げたものを用いることができる。また、この電子注入輸送層が上記混合層であってもよい。
【０３３０】
本発明の化合物をドーパントとして用いる場合、そのドーピング量としては、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは０．１〜２０質量％、さらには０．１〜１０質量％、特に０．１〜５質量％である。
【０３３１】
本発明の化合物を有機ＥＬ素子に用いることにより、以下のような優れた効果が得られる。
【０３３２】
（１）モノマー系（ｎ＝１）をアントラセン系のホスト材料で発光させることは極めて困難であるが、本発明の化合物は容易に発光し、極めて高い発光輝度が得られる。
【０３３３】
（２）連結基Ｙにより発光色をコントロールすることができる。すなわち、例えばＹをアミノ基にすると緑色系の発光が得られ、トリフェニルアミンにすると水色系の発光が得られる。従って、発光色の調整が容易に行える。
【０３３４】
（３）Ｚ位置で単結合したＸの２量体は、昇華精製、蒸着時などに分子内重合もしくは分解しやすいが、本発明の化合物は極めて安定であるため使いやすい。
【０３３５】
（４）縮合多環芳香族炭化水素化合物でありながら、電子、ホールの両方を輸送する必要のある有機ＥＬ用材料に極めて適した材料である。
【０３３６】
（５）発光材料として優れた性能を有し、ＮＴＳＣ信号に近い純青色で７．３cd/Aという高効率で発光させることができる。
【０３３７】
（６）ホスト材料として優れた性能を有し、ナフタセン誘導体、ルブレン誘導体、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、スチリルアミン誘導体など、幅広い化合物と組み合わせて用いることができる。
【０３３８】
（７）高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、高温保存特性に優れた素子を得ることができる。
【０３３９】
上記のようなホスト材料とドーパントとを含有する発光層は、ホール（正孔）および電子の注入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。発光層は本発明の化合物の他、比較的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子とホールを容易かつバランスよく注入・輸送することができる。
【０３４０】
ホスト材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。２種以上を混合して用いる場合の混合比は任意である。本発明の化合物をホスト材料とする場合、発光層に８０〜９９．９質量％含有されていることが好ましく、特に９０〜９９．９質量％、さらには９５．０〜９９．５質量％含有されていることが好ましい。
【０３４１】
また、発光層の厚さは、分子層一層に相当する厚みから、有機化合物層の膜厚未満とすることが好ましく、具体的には１〜８５nmとすることが好ましく、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすることが好ましい。
【０３４２】
また、混合層の形成方法としては、異なる蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもできる。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ましいが、場合によっては、化合物が島状に存在するものであってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質を蒸着するか、あるいは樹脂バインダー中に分散させてコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに形成する。
【０３４３】
＜アントラセン系化合物＞
本発明の素子の好ましいホスト材料の一つである、フェニルアントラセン誘導体は式（５）で示されるものである。
【０３４４】
本発明の素子では式（５）、好ましくは式（５−１）、式（５−２）に示されるアントラセン誘導体を好ましくはホスト材料として用いることにより、ドーパント材料との相互作用を抑え、ドーパントからの強い発光を得ることが出来る。また、このアントラセン誘導体は、耐熱性、耐久性に優れ、長寿命の素子を得ることができる。
【０３４５】
このＥＬ素子において、素子の色純度を保ち、かつ効率が最大となるドーピング濃度は、１質量％程度であるが、２〜３質量％程度でも１割程度以下の減少のみで、十分に実用に耐えうる素子を得ることができる。
【０３４６】
【化６９】

【０３４７】
式（５）において、Ａ₁₀₁ は、モノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。Ｌは水素、単結合または二価の連結基を表す。ｎは１または２の整数である。
【０３４８】
上記式（５）、好ましくは下記式（５−１）、式（５−２）に示される化合物である。
【０３４９】
【化７０】

【０３５０】
【化７１】

【０３５１】
上記化合物の蒸着膜は安定なアモルファス状態なので、薄膜の膜物性が良好となりムラがなく均一な発光が可能である。また、大気下で一年以上安定であり結晶化を起こさない。
【０３５２】
式（５）について説明すると、Ａ₁₀₁ は、各々モノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。ｎは１または２の整数である。
【０３５３】
Ａ₁₀₁ で表されるモノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基は、無置換でも置換基を有するものであってもよく、置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基等が挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。これらの置換基については後述する。また、このような置換基の置換位置は特に限定されないが、アントラセン環ではなく、アントラセン環に結合したフェニル基であることが好ましい。
【０３５４】
また、アントラセン環におけるフェニル基の結合位置はアントラセン環の９位、１０位であることが好ましい。
【０３５５】
式（５−１）において、Ｌは水素、単結合または二価の基を表すが、Ｌで表される二価の基としてはアルキレン基等が介在してもよいアリーレン基が好ましい。このようなアリーレン基については後述する。
【０３５６】
式（５）で示されるフェニルアントラセン誘導体のなかでも、式（５−１）、式（５−２）で示されるものが好ましい。式（５−１）について説明すると、式（５）において、Ｍ₁ およびＭ₂ は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表す。
【０３５７】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアルキル基としては、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素数１〜１０、さらには１〜４の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましい。特に、炭素数１〜４の無置換のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、（ｎ−，ｉ−）プロピル基、（ｎ−，ｉ−，ｓ−，ｔ−）ブチル基等が挙げられる。
【０３５８】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるシクロアルキル基としては、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
【０３５９】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、さらにはフェニル基、トリル基等の置換基を有するものであってもよい。具体的には、フェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル基、ピレニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、フェニルアントリル基、トリルアントリル基等が挙げられる。
【０３６０】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアルケニル基としては、総炭素数６〜５０のものが好ましく、無置換のものであってもよいが置換基を有するものであってもよく、置換基を有する方が好ましい。このときの置換基としては、フェニル基等のアリール基が好ましい。具体的には、トリフェニルビニル基、トリトリルビニル基、トリビフェニルビニル基等が挙げられる。
【０３６１】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアルコキシ基としては、アルキル基部分の炭素数が１〜６のものが好ましく、具体的にはメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。アルコキシ基は、さらに置換されていてもよい。
【０３６２】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアリーロキシ基としては、フェノキシ基等が挙げられる。
【０３６３】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表されるアミノ基は、無置換でも置換基を有するものであってもよいが、置換基を有することが好ましく、この場合の置換基としてはアルキル基（メチル基、エチル基等）、アリール基（フェニル基等）などが挙げられる。具体的にはジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ（ｍ−トリル）アミノ基等が挙げられる。
【０３６４】
Ｍ₁ 、Ｍ₂ で表される複素環基としては、ビピリジル基、ピリミジル基、キノリル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、オキサジアゾイル基等が挙げられる。これらは、メチル基、フェニル基等の置換基を有していてもよい。
【０３６５】
式（５−１）において、ｑ１およびｑ２は、各々、０または１〜５の整数を表し、特に、０または１であることが好ましい。ｑ１およびｑ２が、各々、１〜５の整数、特に１または２であるとき、Ｍ₁ およびＭ₂ は、各々、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基であることが好ましい。
【０３６６】
式（５−１）において、Ｍ₁ とＭ₂ とは同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₁ とＭ₂ とが各々複数存在するとき、Ｍ₁ 同士、Ｍ₂ 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₁ 同士あるいはＭ₂ 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【０３６７】
式（５−１）において、Ｌ₁ は水素、単結合またはアリーレン基を表す。Ｌ₁ で表されるアリーレン基としては、無置換であることが好ましく、具体的にはフェニレン基、ビフェニレン基、アントリレン基等の通常のアリーレン基の他、２個ないしそれ以上のアリーレン基が直接連結したものが挙げられる。Ｌ₁ としては、単結合、ｐ−フェニレン基、４，４′−ビフェニレン基等が好ましい。
【０３６８】
また、Ｌ₁ で表されるアリーレン基は、２個ないしそれ以上のアリーレン基がアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−が介在して連結するものであってもよい。ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。アルキル基としてはメチル基、エチル基等が挙げられ、アリール基としてはフェニル基等が挙げられる。なかでも、アリール基が好ましく、上記のフェニル基のほか、Ａ₁₀₁ であってもよく、さらにはフェニル基にＡ₁₀₁ が置換したものであってもよい。
【０３６９】
また、アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等が好ましい。このようなアリーレン基の具体例を以下に示す。
【０３７０】
【化７２】

【０３７１】
次に、式（５−２）について説明すると、式（５−２）において、Ｍ₃ およびＭ₄ は式（５−１）におけるＭ₁ およびＭ₂ と、またｑ３およびｑ４は式（５−１）におけるｑ１およびｑ２と、さらにＬ₂ は式（５−１）におけるＬ₁ とそれぞれ同義であり、好ましいものも同様である。
【０３７２】
式（５−２）において、Ｍ₃ とＭ₄ とは同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₃ とＭ₄ が各々複数存在するとき、Ｍ₃ 同士、Ｍ₄ 同士は、各々同一でも異なるものであってもよく、Ｍ₃ 同士あるいはＭ₄ 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【０３７３】
式（５−１）、式（５−２）で表される化合物を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、化４１、化４３、化４５、化４７、化４９、化５１、化５３、化５６では一般式を示し、化４２、化４４、化４６、化４８、化５０、化５２、化５４、化５５、化５７で、各々対応する具体例をＭ₁₁〜Ｍ₁₅、Ｍ₂₁〜Ｍ₂₅あるいはＭ₃₁〜Ｍ₃₅、Ｍ₄₁〜Ｍ₄₅の組合せで示している。
【０３７４】
【化７３】

【０３７５】
【化７４】

【０３７６】
【化７５】

【０３７７】
【化７６】

【０３７８】
【化７７】

【０３７９】
【化７８】

【０３８０】
【化７９】

【０３８１】
【化８０】

【０３８２】
【化８１】

【０３８３】
【化８２】

【０３８４】
【化８３】

【０３８５】
【化８４】

【０３８６】
【化８５】

【０３８７】
【化８６】

【０３８８】
【化８７】

【０３８９】
【化８８】

【０３９０】
【化８９】

【０３９１】
【化９０】

【０３９２】
【化９１】

【０３９３】
【化９２】

【０３９４】
【化９３】

【０３９５】
本発明に用いるフェニルアントラセン誘導体は、
（１）ハロゲン化ジフェニルアントラセン化合物を、Ｎｉ（ｃｏｄ）₂ 〔ｃｏｄ：１，５−シクロオクタジエン〕でカップリング、もしくはジハロゲン化アリールをグリニャール化しＮｉＣｌ₂ （ｄｐｐｅ）［ｄｐｐｅ：ジフェニルフォスフィノエタン］、ＮｉＣｌ₂ （ｄｐｐｐ）〔ｄｐｐｐ：ジフェニルフォスフィノプロパン〕、などのＮｉ錯体などを用いてクロスカップリングする方法、
（２）アントラキノン、ベンゾキノン、フェニルアンスロンもしくはビアントロンとグリニャール化したアリールもしくはリチオ化したアリールとの反応および還元によりクロスカップリングする方法、
等により得られる。
【０３９６】
このようにして得られた化合物は、元素分析、質量分析、赤外吸収スペクトル、 ¹Ｈまたは¹³Ｃ核磁気共鳴吸収（ＮＭＲ）スペクトルなどによって同定することができる。
【０３９７】
フェニルアントラセン誘導体は、４００〜２０００程度、さらには４００〜１０００程度の分子量をもち、２００〜５００℃の高融点を有し、８０〜２５０℃、さらには１００〜２５０℃、よりさらには１３０〜２５０℃、特に１５０〜２５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を示す。従って、通常の真空蒸着等により透明で室温以上でも安定なアモルファス状態の平滑で良好な膜を形成し、しかもその良好な膜の状態が長期間に渡って維持される。
【０３９８】
フェニルアントラセン誘導体は、比較的ニュートラルな化合物なので、発光層に用いると好ましい結果を得ることができる。また、組み合わせる発光層、電子注入輸送層やホール注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度（イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる）を考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にできる。
【０３９９】
＜有機ＥＬ素子＞
本発明の化合物を用いて製造される有機ＥＬ発光素子の構成例として、例えば、基板上に、ホール注入電極、ホール注入・輸送層、発光および電子注入輸送層、電子注入電極を順次有する。また、必要により電子注入電極上に補助電極や封止層を有していてもよい。
【０４００】
本発明の有機ＥＬ素子は、上記例に限らず、種々の構成とすることができ、例えば発光層を単独で設け、この発光層と電子注入電極との間に電子注入輸送層を介在させた構造とすることもできる。また、必要に応じ、ホール注入・輸送層と発光層とを混合しても良い。
【０４０１】
発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜５００nm程度、特に１０〜３００nmとすることが好ましい。
【０４０２】
ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程度とすればよい。ホールもしくは電子の、各々の注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm程度である。このような膜厚については注入輸送層を２層設けるときも同じである。
【０４０３】
ホール注入輸送層は、ホール注入電極からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送する機能および電子を妨げる機能を有し、電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホールを妨げる機能を有するものであり、これらの層は、発光層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。
【０４０４】
また、ホール注入輸送層には、例えば、本発明の化合物の他に特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されている各種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラアリールベンジシン化合物（トリアリールジアミンないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの化合物は２種以上を併用してもよく、併用するときは別層にして積層したり、混合したりすればよい。
【０４０５】
ホール注入輸送層をホール注入層とホール輸送層とに分けて設層する場合は、ホール注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましい。またホール注入電極表面には薄膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順については、ホール注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるため、ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホール注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着することにより形成することができる。
【０４０６】
また、電子注入輸送層には、本発明の化合物の他にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）等の８−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体等の含窒素複素環芳香族、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。電子注入輸送層は発光層を兼ねたものであってもよく、このような場合は本発明の発光層を使用することが好ましい。電子注入輸送層の形成は発光層と同様に蒸着等によればよい。
【０４０７】
電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることができる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このような積層順については電子注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。
【０４０８】
ホール注入輸送層、発光層および電子注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm 以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm を超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著しく低下する。
【０４０９】
真空蒸着の条件は特に限定されないが、１０^-4 Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くしたり、ダークスポットの成長・発生を抑えたりすることができる。
【０４１０】
これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着することが好ましい。
【０４１１】
電子注入電極は、好ましくは仕事関数が４eV以下の金属、合金または金属間化合物から構成される。仕事関数が４eVを超えると、電子の注入効率が低下し、ひいては発光効率も低下する。仕事関数が４eV以下の電子注入電極膜の構成金属としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、Ｌａ、Ｃｅ等の希土類金属や、Ａｌ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等が挙げられる。仕事関数が４eV以下の膜の構成合金としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１〜１２at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）等が挙げられる。これらは単独で、あるいは２種以上の組み合わせとして存在してもよく、これらを２種以上組み合わせた場合の混合比は任意である。また、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の酸化物やハロゲン化物を薄く成膜し、アルミニウム等の支持電極（補助電極、配線電極）を用いてもよい。
【０４１２】
この電子注入電極は蒸着法やスパッタ法等によって形成できる。
【０４１３】
このような電子注入電極の厚さは、電子注入を十分行える一定以上の厚さとすればよく、０．１nm以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は０．１〜５００nm程度とすればよい。
【０４１４】
ホール注入電極としては、好ましくは発光した光の透過率が８０％以上となるような材料および厚さを決定することが好ましい。具体的には、酸化物透明導電薄膜が好ましく、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃ ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂ ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかを主組成としたものが好ましい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対しＳｎＯ₂ の混合比は、１〜２０質量％が好ましく、さらには５〜１２質量％が好ましい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対しＺｎＯ₂ の混合比は、１２〜３２質量％が好ましい。
【０４１５】
ホール注入電極は、発光波長帯域、通常３５０〜８００nm、特に各発光光に対する光透過率が８０％以上、特に９０％以上であることが好ましい。通常、発光光はホール注入電極を通って取り出されるため、その透過率が低くなると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度が得られなくなる傾向がある。ただし、発光光を取り出す側が８０％以上であればよい。
【０４１６】
ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは５０〜５００nm、さらには５０〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。
【０４１７】
ホール注入電極を成膜するにはスパッタ法が好ましい。スパッタ法としてはＲＦ電源を用いた高周波スパッタ法等も可能であるが、成膜するホール注入電極の膜物性の制御のし易さや、成膜面の平滑度等を考慮するとＤＣスパッタ法を用いることが好ましい。
【０４１８】
また、必要に応じて保護膜を形成してもよい。保護膜はＳｉＯ_X 等の無機材料、テフロン（登録商標）等の有機材料等を用いて形成することができる。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さは５０〜１２００nm程度とする。保護膜は前記した反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法等により形成すればよい。
【０４１９】
さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐために素子上に封止層を設けることが好ましい。封止層は、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性の光硬化性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート等の接着性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着し密封する。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を用いることもできる。
【０４２０】
基板材料としては、基板側から発光した光を取り出す構成の場合、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。また、前記逆積層の場合には、基板は透明でも不透明であってもよく、不透明である場合にはセラミックス等を使用してもよい。
【０４２１】
カラーフィルター膜には、液晶ディスプレイ等で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、有機ＥＬの発光する光に合わせてカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。
【０４２２】
また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収するような短波長の外光をカットできるカラーフィルターを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向上する。
【０４２３】
また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
【０４２４】
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば図１に示すように、基板１上にホール注入電極（陽極）２，ホール注入輸送層３，発光層４，電子注入輸送層５，電子注入電極（陰極）６が順次積層された構成を有する。また、この積層順とは逆の構成としてもよいし、ホール注入輸送層３、電子注入輸送層５を省略したり、発光層４と兼用させてもよい。これらの構成層は求められる素子の機能等により最適なものに調整すればよい。
【０４２５】
本発明の有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動型、パルス駆動型のＥＬ素子として用いられるが、交流駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜３０V 程度とされる。
【０４２６】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を比較例とともに示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【０４２７】
＜合成例１＞
３・ブロモ・ 7 、 12 ジフェニルベンゾ [k] フルオランテンの合成
ジフェニルイソベンゾフラン５g(18.5mmol）と５・ブロモアセナフチレン4.3g(18.5mmol)をトルエン中、還流温度で２４時間攪拌した。溶媒を減圧留去後、酢酸500mlに溶解させた。そこへ40％の臭素酸水溶液50cm³を加えて80℃で１時間過熱した。室温まで冷却後、沈殿物を濾別し、トルエン、ヘキサンを混合溶媒を抽出溶媒としてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、黄白色の３・ブロモ・7、12ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン７gを得た。
【０４２８】
＜合成例２＞
7 、 12 ジフェニルベンゾ [k] フルオランテノ・３・ボロン酸の合成
３・ブロモ・7、12ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン2.5gを50cm³のTHFに溶解させ、-40℃に冷却した。そこへブチルリリウムのヘキサン溶液（１.5mol/l）5cm³をくわえて２時間反応させた。そこへホウ酸トリエチル1.5gを加えて１時間反応させた。室温に戻した後、5Nの塩酸水溶液15cm³を加えたあと、炭酸水素ナトリウムで中和した。THFを留去後、固形物を濾別した。濾物を蒸留水で洗浄後、再沈澱により精製し、2gのボロン酸を得た。
【０４２９】
＜合成例３＞
例示化合物 A ・２の合成
先に調製したボロン酸2g（4.5mmol）とp-ジブロモベンゼン0.33g（1.4mmol）を50cm³のジメトキシエタンに溶解させ、80℃に過熱した。そこへ蒸留水50cm³ および炭酸ナトリウム10gを投入した。さらにそこへテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（0）0.2g投入した。
【０４３０】
３時間後沈殿している目的物を回収した。精製はシリカゲルクロマトグラフィーを用い、黄白色結晶1gを得た。
【０４３１】
得られた化合物はマススペクトル、赤外線吸収スペクトル、NMRを用いて同定した。
マススペクトル m/e=883(M+1)+ 図２
赤外線吸収スペクトル図３
NMR 図４
ガラス転位温度(Tg) 251℃
【０４３２】
＜合成例４＞
例示化合物 V ・２の合成
先に合成したボロン酸2g（4.5mmol）とビス-p-ジブロモトリフェニルアミン0.56g（1.4mmol）を50cm³ のジメトキシエタンに溶解させ、80℃に過熱した。そこへ蒸留水50cm³ および炭酸ナトリウム10gを投入した。さらにそこへテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（0）0.2g投入した。
【０４３３】
３時間後沈殿している目的物を回収した。精製はシリカゲルクロマトグラフィーを用い、黄色結晶1gを得た。
【０４３４】
得られた化合物はマススペクトル、赤外線吸収スペクトル、NMRを用いて同定した。
マススペクトル m/e=1050(M+1)+
【０４３５】
例示化合物 Z ・２の合成
キシレン50cm³中に先に合成した３・ブロモ・7、12ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン2g（4.1mmol）とアニリン0.13g（1.4mmol）を溶解させた。そこへトリスジベンジリデンアセトンパラジウム（0）0.2gとトリ・t・ブチルホスフィン0.5cm³を加えて130℃で12時間反応させた。
【０４３６】
沈澱している目的物を回収して、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、黄色結晶1gを得た。
【０４３７】
得られた化合物はマススペクトル、赤外線吸収スペクトル、NMRを用いて同定した。
マススペクトル m/e=898(M+1)+
【０４３８】
＜実施例１＞
ガラス基板上にＲＦスパッタ法で、ＩＴＯ透明電極薄膜を１００nmの厚さに成膜し、パターニングした。このＩＴＯ透明電極付きガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。透明電極表面をＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。
【０４３９】
次いで減圧状態を保ったまま、下記構造のＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm／sec で１００nmの膜厚に蒸着し、ホール注入層とした。
【０４４０】
【化９４】

【０４４１】
次いで、下記構造のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm/secで１０nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。
【０４４２】
【化９５】

【０４４３】
さらに、減圧を保ったまま、下記構造のアントラセン系ホスト材料と、本発明化合物（Ａ−２）のドーパントを、質量比９８：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして４０nmの厚さに蒸着し発光層とした。
【０４４４】
【化９６】

【０４４５】
次いで、減圧状態を保ったまま、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を、蒸着速度０．１nm/secで１５nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。
【０４４６】
次いで、ＬｉＦを蒸着速度０．１nm/secで０．５nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてＡｌを１００nm蒸着し、最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を得た。
【０４４７】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が８．６V 、７３０cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は４５０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．１１）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度７３０cd／m² 以上で、輝度半減時間は５００時間以上であった。従って、輝度cd×半減時間h は３６５０００であった。図５に発光スペクトルを示す。
【０４４８】
＜実施例２＞
実施例１において、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm／sec で５０nmの膜厚に蒸着し、ホール注入層とした。
【０４４９】
次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンをホスト材料にして、本発明化合物（Ａ−２）のドーパントを、質量比９８：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして３０nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層兼発光層とした。
【０４５０】
次いで、減圧状態を保ったまま、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を、蒸着速度０．１nm/secで４０nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。
【０４５１】
次いで、ＬｉＦを蒸着速度０．１nm/secで０．３nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてＡｌを２００nm蒸着し、最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を得た。
【０４５２】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が７．９V 、７８０cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は４５０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．１１）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度７８０cd／m² 以上で、輝度半減時間は４００時間以上であった。
【０４５３】
＜実施例３＞
実施例１において、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm／sec で５０nmの膜厚に蒸着し、ホール注入層とした。
【０４５４】
次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm/secで２０nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。
【０４５５】
さらに、減圧を保ったまま、実施例１の本発明化合物（Ａ−２）をホスト材料とし、下記構造のナフタセン系化合物ドーパントを、質量比９８：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして４０nmの厚さに蒸着し発光層とした。
【０４５６】
【化９７】

【０４５７】
次いで、減圧状態を保ったまま、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を、蒸着速度０．１nm/secで３０nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。
【０４５８】
次いで、ＬｉＦを蒸着速度０．１nm/secで０．３nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてＡｌを１５０nm蒸着し、最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を得た。
【０４５９】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．３V 、９００cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は５６０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４５，０．５５）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度９００cd／m² 以上で、輝度半減時間は３０００時間以上であった。
【０４６０】
＜実施例４＞
実施例３において、発光層のドーパントを下記構造のナフタセン系化合物に代えた以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０４６１】
【化９８】

【０４６２】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．３V 、９１０cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は５６０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４５，０．５５）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度９１０cd／m² 以上で、輝度半減時間は３０００時間以上であった。
【０４６３】
＜実施例５＞
実施例３において、発光層のドーパントを下記構造の化合物に代えた以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０４６４】
【化９９】

【０４６５】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．５V 、７５０cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は５８０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．５２，０．４８）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度７５０cd／m² 以上で、輝度半減時間は３０００時間以上であった。
【０４６６】
＜実施例６＞
実施例３において、発光層のドーパントを下記構造の化合物に代えた以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０４６７】
【化１００】

【０４６８】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．６V 、１１００cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は５１５nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．３０，０．６５）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度１１００cd／m² 以上で、輝度半減時間は３０００時間以上であった。
【０４６９】
＜実施例７＞
実施例３において、ドーパントを下記構造の化合物に代えた以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０４７０】
【化１０１】

【０４７１】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．５V 、５５０cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は６１０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．６５，０．３５）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度５５０cd／m² 以上で、輝度半減時間は５０００時間以上であった。
【０４７２】
＜実施例８＞
実施例１において、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm／sec で５０nmの膜厚に蒸着し、ホール注入層とした。
【０４７３】
次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm/secで２０nmの厚さに蒸着し、第１のホール輸送層とした。
【０４７４】
さらに、減圧を保ったまま、実施例１の本発明化合物（Ａ−２）を蒸着速度０．１nm/secとして１０nmの厚さに蒸着し、第２のホール輸送層とした。
【０４７５】
次いで、下記構造の化合物をホスト材料とし、
【化１０２】

【０４７６】
下記構造の化合物ドーパントを、質量比９８：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして４０nmの厚さに蒸着し発光層とした。
【０４７７】
【化１０３】

【０４７８】
次いで、減圧状態を保ったまま、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を、蒸着速度０．１nm/secで３０nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。
【０４７９】
次いで、ＬｉＦを蒸着速度０．１nm/secで０．３nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてＡｌを１５０nm蒸着し、最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を得た。
【０４８０】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．０V 、８２０cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は５５６nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４５，０．５５）であった。
【０４８１】
＜実施例９＞
実施例１において、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm／sec で９０nmの膜厚に蒸着し、ホール注入層とした。
【０４８２】
次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm/secで１０nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。
【０４８３】
さらに、減圧を保ったまま、本発明化合物（Ａ−２）を蒸着速度０．１nm/secとして１０nmの厚さに蒸着し、第２のホール輸送層とした。
【０４８４】
次いで、実施例８の化合物をホスト材料とし、本発明の化合物（Ａ−２）ドーパントを、質量比９８：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして４０nmの厚さに蒸着し発光層とした。
【０４８５】
次いで、減圧状態を保ったまま、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を、蒸着速度０．１nm/secで１５nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。
【０４８６】
次いで、ＬｉＦを蒸着速度０．１nm/secで０．５nmの厚さに蒸着し、電子注入電極とし、保護電極としてＡｌを１００nm蒸着し、最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を得た。
【０４８７】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が８．０V 、７００cd/m² 以上の発光が確認できた。このときのピーク波長は４５０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．１１）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度７００cd／m² 以上で、輝度半減時間は１０００時間以上であった。
【０４８８】
＜実施例１０＞
実施例１において、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm／sec で１０nmの膜厚に蒸着し、ホール注入層とした。
【０４８９】
次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．１nm/secで２０nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。
【０４９０】
次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンと、化７０の化合物、および化６９の化合物をドーパントとして、それぞれ質量比４９：４９：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして１５nmの厚さに蒸着し第１の発光層（赤色）とした。
【０４９１】
次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンと、化７０の化合物、および化６８の化合物をドーパントとして、それぞれ質量比４９：４９：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして２０nmの厚さに蒸着し第２の発光層（緑色）とした。
【０４９２】
さらに、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンと、化７０の化合物、および本発明の化合物（Ａ−２）をドーパントとして、それぞれ質量比４９：４９：２で、全体の蒸着速度０．１nm/secとして２０nmの厚さに蒸着し第２の発光層（青色）とした。
【０４９３】
その他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０４９４】
得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が８．５V 、７５０cd/m² 以上の発光が確認できた。全体の発光色は色度座標で（ｘ，ｙ）＝（０．３０，０．３３）となり、ほぼ白色に近い色調が得られた。
【０４９５】
〔実施例１１〕
実施例１において、発光層のドーパントを下記構造（Type ＢＢＢ−９）に代えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０４９６】
【化１０４】

【０４９７】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA/cm² の電流密度で、駆動電圧が８．６V 、８００cd/m² 以上の発光が確認でさた。この時のビーーク波長は４５２nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．１１）であった。
【０４９８】
この素子に１０mA/cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期８００cd/m² 以上で輝度半減時間は１２００時間以上であった。従って、輝度cd×半減時間は９６００００であった。図６に発光スペクトルを示す。
【０４９９】
〔実施例１２〕
実施例１において、発光層のドーパントを下記構造（TypeＶ−２）に代えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０５００】
【化１０５】

【０５０１】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA/cm² の電流密度で、駆動電圧が８．６V 、９００cd/m² 以上の発光が確認できた。この時のピーク波長は４７３nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．２７））であった。
【０５０２】
この素子に５０mA/cm² 一定電流を流し、連続駆動したところ、初期４５００cd/m² 以上で、輝度半減時間は５００時間以上であった。従って、輝度ｃｄ×半減時間は２２５０００００であった。図７に発光スペクトルを示す。
【０５０３】
〔実施例１３〕
実施例１において発光層のドーバントを下記構造（Type Ｚ−２）に代えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０５０４】
【化１０６】

【０５０５】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加し、初期には１０mA/cm² 電流密度で、駆動電圧が８．６V 、１１００cd/m² 以上の発光が確認できた。この時のピーク波長は５１８nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．２８，０．６１）であった。
【０５０６】
この素子に、５０mA/cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期５５００cd/m² 以上で、輝度半減時間は５００時間以上であった。従って、輝度ｃｄ×半減時間は２７５０００００であった。図８に発光スペクトルを示す。
【０５０７】
＜比較例１＞
実施例１において、発光層にドーパントをドーピングしない以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０５０８】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したところ、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．５V 、１８０cd/m² 以下となってしまった。このときのピーク波長は４４０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．０７）であった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度１８０cd／m² で、輝度半減時間は２５０時間以下となった。従って、輝度cd×半減時間h は４５００であった。このことから、実施例１の素子は、この素子に比べて４倍以上の輝度で発光することが可能であり、同一発光輝度で８倍以上長寿命であることがわかる。
【０５０９】
＜比較例２＞
実施例１において、発光層のドーパントを下記構造の化合物とした以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０５１０】
【化１０７】

【０５１１】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したところ、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．６V 、７００cd/m² であった。このときのピーク波長は４６５nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．２０，０．２０）と青色から長波長側に外れた発光色となった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度７００cd／m² で、輝度半減時間は５００時間であった。
【０５１２】
＜比較例３＞
実施例１において、発光層のドーパントを下記構造の化合物とした以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０５１３】
【化１０８】

【０５１４】
この有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したところ、初期には１０mA／cm² の電流密度で、駆動電圧が６．５V 、１８０cd/m² であった。このときのピーク波長は４４０nm、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．０７）となった。この素子に、１０mA／cm² の一定電流を流し、連続駆動したところ、初期輝度１８０cd／m² で、輝度半減時間は２５０時間であった。
【０５１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、十分な輝度の発光、特に長波長における発光が得られ、優れた色純度、特にフルカラーディスプレイに用いるのに十分な色純度が得られ、かつ良好な発光性能が長期にわたって持続する耐久性に優れた有機ＥＬ素子用化合物、および有機ＥＬ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の基本構成を示す概略断面図である。
【図２】マススペクトルを示した図である。
【図３】赤外吸収スペクトルを示した図である。
【図４】ＮＭＲスペクトルを示した図である。
【図５】実施例１の素子の発光スペクトルを示した図である。
【図６】実施例１１の素子の発光スペクトルを示した図である。
【図７】実施例１２の素子の発光スペクトルを示した図である。
【図８】実施例１３の素子の発光スペクトルを示した図である。
【符号の説明】
１基板
２ホール注入電極
３ホール注入輸送層
４発光層
５電子注入輸送層
６電子注入電極

Claims

下記式（１）で表される基本骨格を有する有機ＥＬ素子用化合物。
Ｘｎ−Ｙ・・・（１）
［式（１）中、Ｘは下記式（２）で表される化合物を表し、同一であっても異なっていてもよい。Ｙは下記化合物：

より選択される１種の連結基を表し、ｎは２を表す。］

［式（２）中、Ｒ_１〜Ｒ_８およびａ〜ｄは水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、または置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。ただし、上記式（２）で表される基本骨格のうち、上記Ｙの結合部位は、Ｒ _１〜Ｒ _８およびａ〜ｄのいずれの位置であってもかまわない。］
ドーパントとして用いられる請求項１の有機ＥＬ素子用化合物。
電子輸送材料である請求項１または２の有機ＥＬ素子用化合物。
ホール注入または輸送材料である請求項１または２の有機ＥＬ素子用化合物。
下記式（３ａ）で表される基本骨格を有する請求項１〜４のいずれか一項の有機ＥＬ素子用化合物。

［式（３ａ）中、Ｒ _１〜Ｒ _７およびａ_１〜ｄ_１、Ｒ _１１〜Ｒ _１７およびａ_２〜ｄ_２は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。Ｙは前記式（２）におけるＹと同義である。］
下記式（３ｂ）で表される基本骨格を有する請求項１〜４のいずれか一項の有機ＥＬ素子用化合物。

［式（３ｂ）中、Ｒ_１〜Ｒ_８およびａ_１〜ｄ_１、Ｒ_１１〜Ｒ_１８およびａ_２〜ｄ_２は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。Ｙは前記式（２）におけるＹと同義である。］
下記式（Ａ）で表される基本骨格を有する請求項１〜４のいずれか一項の有機ＥＬ素子用化合物。

［式（Ａ）中、Ｒ_１〜Ｒ_７およびＲ_１１〜Ｒ_１７は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
下記式（Ｚ）で表される基本骨格を有する請求項１〜４のいずれか一項の有機ＥＬ素子用化合物。

［式（Ｚ）中、Ｒ_１〜Ｒ_７およびＲ_１１〜Ｒ _１７は、水素、アルキル基、置換または非置換のアリール基、あるいは複素環基を表す。］
下記式（ＢＢＢ’）で表される基本骨格を有する請求項１〜４のいずれか一項の有機ＥＬ素子用化合物。

［式（ＢＢＢ’）中、Ｒ_１〜Ｒ_８、およびＲ_１１〜Ｒ_１８は、水素、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリル基、置換基を有していてもよい複素環基、アミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基のいずれかを表す。］
一対の電極間に少なくとも発光機能に関与する１種または２種以上の有機層を有し、
前記有機層の少なくとも１層には請求項１〜９のいずれか一項の有機ＥＬ素子用化合物を１種又は２種以上含有する有機ＥＬ素子。
前記有機ＥＬ素子用化合物に加え、さらにアントラセン系化合物の１種又は２種以上含有する請求項１０の有機ＥＬ素子。
前記アントラセン誘導体を発光層のホスト材料として含有する請求項１１の有機ＥＬ素子。
前記有機ＥＬ素子用化合物をドーパントとして含有する請求項１０〜１２のいずれか一項の有機ＥＬ素子。
前記有機ＥＬ用化合物を発光層に含有する請求項１０〜１３のいずれか一項の有機ＥＬ素子。
前記有機ＥＬ用化合物を電子輸送層に含有する請求項１０〜１２のいずれか一項の有機ＥＬ素子。
前記有機ＥＬ素子用化合物をホール注入輸送層に含有する請求項１０〜１５のいずれか一項の有機ＥＬ素子。
２種以上の発光材料による２種以上の発光極大波長を有する請求項１０〜１６のいずれか一項の有機ＥＬ素子。