アントラセン誘導体およびこれを用いた有機電界発光素子
【課題】発光素子の寿命および駆動電圧が優れた有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】ピリジン、キノリン、イソキノリンのいずれか二つを結合させた置換基を有し、非対称な構造としたアントラセン誘導体を電子輸送材料として用いて、有機電界発光素子を製造する。
【解決手段】ピリジン、キノリン、イソキノリンのいずれか二つを結合させた置換基を有し、非対称な構造としたアントラセン誘導体を電子輸送材料として用いて、有機電界発光素子を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アントラセン誘導体並びにこれを用いた有機電界発光素子、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、小電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料から成る有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色をはじめとする発光特性を有する有機材料の開発、および正孔、電子などの電荷輸送能（半導体や超電導体となる可能性を有する）を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。
【０００３】
例えば、含窒素複素環誘導体を電子輸送材料（電子注入層や電子輸送層の材料）として用いた有機電界発光素子や（2004-2297号公報（特許文献１））、アントラセンの中心骨格にピリジル基やフェニル基などのアリール・ヘテロアリール基が置換した化合物を用いた有機電界発光素子も報告されている（特開2005-170911号公報（特許文献２）、特開2003-146951号公報（特許文献３））。さらに、ビピリジン誘導体を電子輸送材料として用いた有機電界発光素子も報告されている（特開2003-123983号公報（特許文献４））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004-2297号公報
【特許文献２】特開2005-170911号公報
【特許文献３】特開2003-146951号公報
【特許文献４】特開2003-123983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、分子内にビピリジル基などの含窒素複素環を有する化合物やアントラセン骨格の化合物の発光素子用材料はいくつか知られているが、これらの公知の材料は、電子輸送材料に一般的に求められる、発光素子の素子寿命を長くすること、安定な電子輸送層および／または電子注入層を形成することができ、延いては安定な発光素子を作製できること、発光素子の駆動電圧を低下させることなどの特性を、十分に、かつバランスよく満たすものではない。このような状況において、発光素子の寿命、安定性および駆動電圧が優れた電子輸送材料の開発が望まれている。また、青色の発光素子では優れた特性を発揮する電子輸送材料が得られておらず、青色の発光素子の特性向上に好適な電子輸送材料の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、素子の寿命および安定性が優れ、駆動電圧とのバランスも優れた有機電界発光素子を得るために、電子輸送材料として下記式（１）で表されるアントラセン誘導体を含有する有機層を備えることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。本発明は以下の各項によって構成される。
【０００７】
［１］ 下記式（１）で表されるアントラセン誘導体。
【化７】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（Ｌ−１）、式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）のいずれかで表される中間基と下記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない。
【化８】
【０００８】
［２］ 上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（Ｌ−１）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基、または、上記式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）で表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【０００９】
［３］ 上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素、炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【化９】
【００１０】
［４］ 上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではなく、そして、Ｐｙ1またはＰｙ2の一方が上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基である場合、他方は上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１２）のいずれかで表される基である、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【００１１】
［５］ 上記式（１）中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【００１２】
［６］ 下記式（１−７）で表される、上記［１］に記載のアントラセン誘導体。
【化１０】
【００１３】
［７］ 下記式（１−１４）で表される、上記［１］に記載のアントラセン誘導体。
【化１１】
【００１４】
［８］ 下記式（１−１）で表される、上記［１］に記載のアントラセン誘導体。
【化１２】
【００１５】
［９］ 上記［１］〜［８］のいずれかに記載するアントラセン誘導体を含有する、電子輸送材料。
【００１６】
［１０］ 陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層と、前記陰極と該発光層との間に配置され、上記［９］に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層および／または電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【００１７】
［１１］ 前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体およびベンゾイミダゾール誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［１０］に記載する有機電界発光素子。
【００１８】
［１２］ 前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［１０］または［１１］に記載する有機電界発光素子。
【００１９】
［１３］ 上記［１０］〜［１２］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【００２０】
［１４］ 上記［１０］〜［１２］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の好ましい電子輸送材料は、結晶性が低く、安定なアモルファス膜を形成可能なため、安定な電子輸送層および／または電子注入層を形成することができ、延いては安定な発光素子を作製できる。また、本発明の好ましい電子輸送材料を用いれば、特に駆動電圧の特性において優れた有機電界発光素子を得ることができる。したがって、本発明の好ましい態様によれば、優れた発光素子の寿命および安定性を実現するだけでなく、駆動電圧とのバランスも優れたものとすることができる。また、本発明の好ましい電子輸送材料は、特に青色の発光素子に好適であり、この電子輸送材料によれば、赤色や緑色の発光素子に匹敵する素子寿命を有する青色の発光素子を製造することができる。さらに、この有機電界発光素子を用いることにより、フルカラー表示などの高性能のディスプレイ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
１．式（１）で表される化合物
本発明のアントラセン誘導体について詳細に説明する。本発明のアントラセン誘導体は、上記式（１）で表される化合物である。
【００２４】
式（１）のＲ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4（以下、「Ｒ1〜Ｒ4」とも呼ぶ）は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルの中から適宜選択することができる。
【００２５】
式（１）のＲ1〜Ｒ4における炭素数１〜６のアルキルについては、炭素数１〜６のアルキルは直鎖および分枝鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数１〜６の直鎖アルキルまたは炭素数３〜６の分枝鎖アルキルである。より好ましくは、炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分枝鎖アルキル）である。具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、または２−エチルブチルなどがあげられる。
【００２６】
式（１）のＲ1〜Ｒ4における「置換されていてもよいフェニル」の具体例としては、フェニル、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル、（２，３−，２，４−，２，５−，２，６−，３，４−，３，５−）キシリル、メシチル（２，４，６−トリメチルフェニル）、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）クメニル、テルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、ｐ−テルフェニル−４−イル）などがあげられる。好ましくは、フェニルである。
【００２７】
本発明に係るアントラセン誘導体は、後述するように式（１）中のＰｙ1およびＰｙ2を同一構造にはせずに非対称な分子構造にすることで、有機電界発光素子において有機層を形成する際に分子の並びの規則性を乱して結晶化を妨げる効果が期待される材料である。したがって、Ｒ1〜Ｒ4は全て同じであっても異なっていてもよいが、この効果に加えて、簡易な方法で製造できるという点を考慮すると、本発明のアントラセン誘導体は、Ｒ1〜Ｒ4の全てが水素である化合物が好ましい。
【００２８】
しかしながら、式（１）中のＰｙ1およびＰｙ2が同一構造ではないとしても、例えばＰｙ1およびＰｙ2を共に上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基から選択するような場合には、分子構造の非対称性が低下する場合があるため、Ｒ1〜Ｒ4のうちの１つ以上を他と異なるように選択することが好ましい。この一例としては、Ｒ2〜Ｒ4を水素とし、Ｒ1を水素以外の基にすることなどがあげられる。
【００２９】
Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（Ｌ−１）、式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）のいずれかで表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない。これらの中でも、上記式（Ｌ−１）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基、または、上記式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）で表される末端基とが結合した基が好ましい。
【００３０】
Ｐｙ1およびＰｙ2としてさらに好ましくは、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）、下記式（ＬＴ−２０）〜（ＬＴ−３４）、下記式（ＬＴ−４０）〜（ＬＴ−５５）で表される基であり、これらの中でも特に好ましくは、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）で表される基である。
【００３１】
【化１３】
【００３２】
【化１４】
【００３３】
【化１５】
【００３４】
ただし、Ｐｙ1およびＰｙ2を共に上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基から選択するような場合には、上述したように、分子構造の非対称性が低下する場合があるため、Ｒ1〜Ｒ4のうちの１つ以上を他と異なるように選択することが好ましい。Ｒ1を炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルなどにして、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4を水素にする例などが考えられる。
【００３５】
上記式（１）で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、例えば、下記式（１−１）〜式（１−１１４）で表されるアントラセン誘導体、下記式（１−２０１）〜式（１−４８０）で表されるアントラセン誘導体があげられる。これらの中でも、好ましくは下記式（１−１）、式（１−２）、式（１−６）〜式（１−８）、式（１−１２）〜式（１−１４）、式（１−１７）、式（１−２２）〜式（１−２４）、式（１−２８）〜式（１−３０）、式（１−３３）、式（１−３８）、式（１−３９）、式（１−４３）〜式（１−４５）、式（１−４８）、式（１−６０）、式（１−６４）〜式（１−６６）、式（１−７３）〜式（１−７５）、式（１−７８）、式（１−１１４）で表されるアントラセン誘導体であり、より好ましくは下記式（１−１）、式（１−６）〜式（１−８）、式（１−１２）〜式（１−１４）、式（１−１７）で表されるアントラセン誘導体である。
【００３６】
【化１６】
【００３７】
【化１７】
【００３８】
【化１８】
【００３９】
【化１９】
【００４０】
【化２０】
【００４１】
【化２１】
【００４２】
【化２２】
【００４３】
【化２３】
【００４４】
【化２４】
【００４５】
【化２５】
【００４６】
【化２６】
【００４７】
【化２７】
【００４８】
【化２８】
【００４９】
【化２９】
【００５０】
【化３０】
【００５１】
【化３１】
【００５２】
【化３２】
【００５３】
【化３３】
【００５４】
【化３４】
【００５５】
【化３５】
【００５６】
【化３６】
【００５７】
【化３７】
【００５８】
【化３８】
【００５９】
【化３９】
【００６０】
【化４０】
【００６１】
【化４１】
【００６２】
【化４２】
【００６３】
【化４３】
【００６４】
【化４４】
【００６５】
２．式（１）で表されるアントラセン誘導体の製造方法
次に、本発明のアントラセン誘導体の製造方法について説明する。本発明のアントラセン誘導体は、基本的には、公知の化合物を用いて、公知の合成法、例えば鈴木カップリング反応や根岸カップリング反応（例えば、「Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions - Second, Completely Revised and Enlarged Edition」などに記載）を利用して合成することができる。また、両反応を組み合わせても合成することができる。式（１）で表されるアントラセン誘導体を、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応で合成するスキームを以下に例示する。
【００６６】
本発明のアントラセン誘導体を製造する場合には、（１）末端基と中間基とを結合させた基を合成し、これをアントラセンの９，１０位に結合する方法、（２）アントラセンの９，１０位に中間基を結合させ、この中間基に末端基を結合する方法があげられる。また、これらの方法における中間基と末端基との結合やアントラセンと中間基との結合には、基本的には、ハロゲン官能基またはトリフルオロメタンスルホナート官能基と、塩化亜鉛錯体またはボロン酸（ボロン酸エステル）とのカップリング反応を用いることができる。
【００６７】
（１）「末端−中間」基をアントラセンの９，１０位に結合する方法
＜「末端−中間」基：反応性の置換基を有するビピリジンの合成＞
まず下記反応式（１）に従ってピリジンの塩化亜鉛錯体を合成し、次に下記反応式（２）に従ってピリジンの塩化亜鉛錯体と２，５−ジブロモピリジンとを反応させることにより、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンおよび６−ブロモ−３，２’−ビピリジンを合成することができる。両化合物はカラムクロマトなどの周知の方法で目的物を単離・精製することができる。なお、反応式（１）中の「ＺｎＣｌ2・ＴＭＥＤＡ」は塩化亜鉛のテトラメチルエチレンジアミン錯体である。反応式（１）中の「ＲＬｉ」や「ＲＭｇＸ」において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基であり、Ｘはハロゲンである。
【００６８】
【化４５】
【００６９】
ここでは末端基の原料として２−ブロモピリジンを用いた合成方法を例示したが、原料として３−ブロモピリジンまたは４−ブロモピリジンを用いることによって、また、臭化物ではなくヨウ化物を用いることによってそれぞれ対応する目的物を得ることができる。
【００７０】
また、ここでは中間基の原料として２，５−ジブロモピリジンを用いた合成方法を例示したが、原料として他の位置に２つのブロモが置換したピリジンを用いることによって、さらに、ジブロモ体ではなくジクロロ体、ジヨード体、ビス（トリフルオロメタンスルホナート）またはそれらが混ざった物（例えば：２−ブロモ−６−ヨードピリジンなど）を用いることによっても対応する目的物を得ることができる。
【００７１】
さらに、例えば２，５−ジブロモピリジンとピリジンの塩化亜鉛錯体とを反応させる場合、Ｎに近い位置の２位のブロモと塩化亜鉛錯体との反応が支配的になり、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンの方が多く得られる。このような場合、６−ブロモ−３，２’−ビピリジンの方を優先的に合成したいときは、ハロゲンの反応性の差を利用して、例えば、２−クロロ−５−ヨードピリジンを用いて５位のヨードを優先的に反応させることができる。
【００７２】
また、２，５−ジブロモピリジンにピリジンの塩化亜鉛錯体を反応させる代わりに、２，５−ジブロモピリジンにピリジルボロン酸やピリジルボロン酸エステルを反応させるカップリング反応によっても上記目的物を得ることができる。
【００７３】
＜反応性の置換基をボロン酸／ボロン酸エステルに変換する方法＞
下記反応式（３）に従って、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチルまたはホウ酸トリイソプロピルなどと反応させることにより、２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを合成することができる。さらに、下記反応式（４）に従って、該２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを加水分解することにより、２，２’−ビピリジンボロン酸を合成することができる。反応式（３）中の「ＲＬｉ」や「ＲＭｇＸ」において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基であり、Ｘはハロゲンである。
【００７４】
【化４６】
【００７５】
また、下記反応式（５）に従って、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランと反応させることにより、他の２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを合成することができる。また、下記反応式（６）に従って、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンとビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを、パラジウム触媒と塩基を用いてカップリング反応させることにより、同様の２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを合成することができる。反応式（５）中の「ＲＬｉ」や「ＲＭｇＸ」において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基であり、Ｘはハロゲンである。
【００７６】
【化４７】
【００７７】
なお、上記反応式（３）、（５）または（６）において、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンの代わりに他の位置異性体を用いても対応するボロン酸／ボロン酸エステルを合成することができる。さらに、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンのような臭化物の代わりに、塩化物、ヨウ化物またはトリフルオロメタンスルホナートを用いても、同様に合成することができる。
【００７８】
＜「末端−中間」基：反応性の置換基を有するピリジルキノリンの合成＞
まず、下記反応式（７）に従って、ピリジンの塩化亜鉛錯体を合成する。なお、反応式（７）中の「ＺｎＣｌ2・ＴＭＥＤＡ」は塩化亜鉛のテトラメチルエチレンジアミン錯体であり、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。並行して、下記反応式（８）に従って、メチル化剤で５−キノリノールのヒドロキシ基を保護し、適当な臭素化剤を用いて８−ブロモ−５−メトキシキノリンを合成する。適当な臭素化剤としては臭素、またはＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などが挙げられる。なお、５−メトキシキノリンにおいて臭素化される位置は複数存在するが、カラムクロマトなどの周知の方法で目的物を単離・精製することができる。次に、下記反応式（９）に従って、パラジウム触媒の存在下、ピリジンの塩化亜鉛錯体と８−ブロモ−５−メトキシキノリンとを反応させることにより８−（３−ピリジル）−５−メトキシキノリンを合成した後、三臭化ホウ素やピリジン塩酸塩などで脱メチル化を行い、さらにトリフルオロメタンスルホン酸無水物と反応させることで、８−ピリジル−５−トリフルオロメタンスルホナートキノリンが得られる。
【００７９】
【化４８】
【００８０】
ここでは末端基の原料として３−ブロモピリジンを用いた合成法を例示したが、原料として２−ブロモピリジンまたは４−ブロモピリジンを用いることによって、また、臭化物ではなくヨウ化物を用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。また、中間基の原料として５−キノリノールを用いた合成法を例示したが、原料として他の位置にヒドロキシ基が置換したキノリンを用いることによって、また、キノリノールではなくイソキノリノールを用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。
【００８１】
また、キノリンのブロモにピリジンの塩化亜鉛錯体を反応させる（反応式（９））代わりに、キノリンのブロモにピリジルボロン酸やピリジルボロン酸エステルを反応させるカップリング反応によっても得ることができる。
【００８２】
＜反応性の置換基をボロン酸／ボロン酸エステルに変換する方法＞
下記反応式（１０）に従って、８−ピリジル−５−トリフルオロメタンスルホナートキノリンとビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを、パラジウム触媒と塩基を用いてカップリング反応させることにより、８−ピリジル−キノリン−５−ボロン酸エステルを合成することができる。
【００８３】
【化４９】
【００８４】
＜「末端−中間」基：反応性の置換基を有するキノリニルピリジンの合成＞
まず、下記反応式（１１）に従って、ジブロモピリジンの塩化亜鉛錯体を合成する。これらの反応は、上記反応式（１）が参考になるが、特記すべき点として、リチオ化の際に使用する溶媒によって主として生成する位置異性体を選択できるということである（Jinhua J. Song et al., ORGANIC LETTERS, Vo.6, No.26, 4905-4907 (2004)）。
【００８５】
【化５０】
【００８６】
なお、ジブロモピリジンのその他の位置異性体の塩化亜鉛錯体については、例えば２，６−または３，５−ジブロモピリジンのようにＮの位置に対して２つのブロモが対称な化合物についてはいずれかの位置に塩化亜鉛が結合した錯体を得ることができる。また、２，４−ジブロモピリジンは、トルエン溶媒中でのリチオ化により４位にブロモが残り、２位に塩化亜鉛が結合した錯体を得ることができ、さらに、反応性の異なるハロゲン置換基にした２−クロロ−４−ヨードピリジンは、比較的反応性が大きいヨードの位置に塩化亜鉛が結合した錯体を得ることができる。
【００８７】
または、下記反応式（１２）に従って、ジブロモピリジンの一方のブロモを選択的にリチオ化した後、これにヨウ素を反応させて、ブロモ・ヨードピリジンを合成する。なお、下記反応式（１２）で得られる２−ブロモ−５−ヨードピリジンや２−ヨード−５−ブロモピリジンを含めてその他の位置異性体化合物は一般に市販されているものを用いてもよい。
【００８８】
【化５１】
【００８９】
また、並行して、下記反応式（１３）に従って、キノリノールをトリフラート化する。この反応は上記反応式（９）の最終段のトリフラート化反応が参考になる。さらに、上記反応式（１０）を参考にして、このトリフラート化されたキノリンをパラジウム触媒と塩基を用いてビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとカップリング反応させることにより、キノリンのボロン酸エステルを合成することができる。なお、キノリノールではなくキノリンの臭化物またはヨウ化物を原料として、これらを有機リチウム試薬でリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬でＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ホウ酸トリアルキル、ビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランなどと反応させることにより、キノリンのボロン酸エステルを合成することもできる。
【００９０】
【化５２】
【００９１】
最後に、下記反応式（１４）または（１５）に従って、以上のようにして得られたブロモ・ヨードピリジンと、キノリンのボロン酸エステルとをカップリング反応させることで、末端基キノリンと中間基ピリジンとからなる基のブロモ体を合成することができる。
【００９２】
【化５３】
【００９３】
なお、下記反応式（１６）または（１７）に従って、以上のようにして得られたジブロモピリジンの塩化亜鉛錯体と、トリフラート化したキノリンとをカップリング反応させることでも、末端基キノリンと中間基ピリジンとからなる基のブロモ体を合成することができる。
【００９４】
【化５４】
【００９５】
ここでは、末端基の原料としてキノリンの５位に反応性置換基が結合した化合物を用いた合成法を例示したが、原料として他の位置に反応性置換基が置換したキノリンを用いることによって、また、反応性置換基が結合したキノリンではなく反応性置換基が結合したイソキノリンを用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。また、中間基の原料としてピリジンの２，５ブロモ置換体を用いた合成法を例示したが、原料として他の位置にブロモが置換したものを用いることによって、また、臭化物ではなくヨウ化物を用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。
【００９６】
＜反応性の置換基を有する中心骨格アントラセンの合成＞
＜９，１０−ジブロモアントラセン＞
下記反応式（１８）に示すように、アントラセンを適当な臭素化剤を用いて臭素化することにより、９，１０−ジブロモアントラセンが得られる。適当な臭素化剤としては臭素、またはＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などが挙げられる。
【００９７】
【化５５】
【００９８】
＜９，１０−ジアントラセン亜鉛錯体＞
下記反応式（１９）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、塩化亜鉛や塩化亜鉛テトラメチルエチレンジアミン錯体（ＺｎＣｌ2・ＴＭＥＤＡ）と反応させることにより、９，１０−ジアントラセン亜鉛錯体を合成することができる。反応式（１９）において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。なお、９，１０−ジブロモアントラセンのような臭化物の代わりに、塩化物またはヨウ化物を用いても、同様に合成することができる。
【００９９】
【化５６】
【０１００】
＜９，１０−アントラセンジボロン酸（またはボロン酸エステル）＞
下記反応式（２０）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチルまたはホウ酸トリイソプロピルなどと反応させることにより、９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを合成することができる。さらに、下記反応式（２１）で該９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを加水分解することにより、９，１０−アントラセンジボロン酸を合成することができる。反応式（２０）において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【０１０１】
【化５７】
【０１０２】
また、下記反応式（２２）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランと反応させることにより、他の９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを合成することができる。また、下記反応式（２３）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンとビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを、パラジウム触媒と塩基を用いてカップリング反応させることにより、同様の９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを合成することができる。反応式（２２）において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【０１０３】
【化５８】
【０１０４】
なお、上記反応式（２０）、（２２）または（２３）において、９，１０−ジブロモアントラセンのような臭化物の代わりに、塩化物、ヨウ化物またはトリフラートを用いても、同様に合成することができる。
【０１０５】
＜反応性の置換基を有するアントラセンと「末端−中間」基とを結合する方法＞
上述するように、「末端−中間」基については、ビピリジンのブロモ体（反応式（１）〜（２））、ボロン酸、ボロン酸エステル（反応式（３）〜（６））、ピリジルキノリンのトリフラート（反応式（７）〜（９））、ボロン酸、ボロン酸エステル（反応式（１０））、キノリニルピリジンのブロモ体（反応式（１４）〜（１７））を合成することができ、反応性の置換基を有するアントラセンについては、アントラセンのブロモ体（反応式（１８））、塩化亜鉛錯体（反応式（１９））、ボロン酸、ボロン酸エステル（反応式（２０）〜（２３））を合成することができるので、これまでの説明で用いたカップリング反応を参考にして、「末端−中間」基とアントラセンとを結合することにより本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。
【０１０６】
この最終的なカップリング反応においては、式（１）で表されるアントラセン誘導体のＰｙ1とＰｙ2とを異なる構造にするため、まず反応性の置換基を有するアントラセンと１倍モル相当の「末端−中間」基の化合物とを反応させ、精製して所望の中間体を得た後、この中間体に先とは異なる「末端−中間」基の化合物を反応させる（すなわち２段階に分けて反応させる）。
【０１０７】
（２）９，１０位に中間基が結合したアントラセンに末端基を結合する方法
この方法についても、上述した種々のカップリング反応を参考にして、まずアントラセンの９，１０位に中間基を結合させ、この中間基に末端基を結合すればよい。この際に、式（１）で表されるアントラセン誘導体のＰｙ1とＰｙ2とを異なる構造にするため、アントラセンへの中間基の結合段階において２段階の反応で異なる中間基を結合したり、中間基への末端基の結合段階において２段階の反応で異なる末端基を結合したりすることで所望のアントラセン誘導体を合成することができる。
【０１０８】
＜反応で用いられる試薬について＞
カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例としては、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4、ＰｄＣｌ2（ＰＰｈ3）2、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、ビス（トリｔ−ブチルホスフィノ）パラジウム（０）、または（１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン）ジクロロパラジウム（ＩＩ）があげられる。
【０１０９】
また、反応を促進させるため、場合によりこれらのパラジウム化合物にホスフィン化合物を加えてもよい。そのホスフィン化合物の具体例としては、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、１−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（メトキシメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１，１’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、２，２’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、２−メトキシ−２’−（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、または２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニルがあげられる。
【０１１０】
反応で用いられる塩基の具体例としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、またはフッ化カリウムがあげられる。
【０１１１】
また、反応で用いられる溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、１，２，４−トリメチルベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、１，４−ジオキサン、メタノール、エタノール、シクロペンチルメチルエーテルまたはイソプロピルアルコールがあげられる。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
【０１１２】
３．有機電界発光素子
本発明に係るアントラセン誘導体は、例えば、有機電界発光素子の材料として用いることができる。以下に、本実施形態に係る有機電界発光素子について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【０１１３】
＜有機電界発光素子の構造＞
図１に示された有機電界発光素子１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陽極１０２と、陽極１０２の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた陰極１０８とを有する。
【０１１４】
なお、有機電界発光素子１００は、作製順序を逆にして、例えば、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陰極１０８と、陰極１０８の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた陽極１０２とを有する構成としてもよい。
【０１１５】
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極１０２と発光層１０５と電子輸送層１０６および／または電子注入層１０７と陰極１０８とからなる構成として、正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
【０１１６】
有機電界発光素子を構成する層の態様としては、上述する「基板／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」の構成態様の他に、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子注入層／陰極」の構成態様であってもよい。
【０１１７】
＜有機電界発光素子における基板＞
基板１０１は、有機電界発光素子１００の支持体となるものであり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板１０１は、目的に応じて板状、フィルム状、またはシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、および、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、０．２ｍｍ以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ2などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板１０１には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルムまたはシートを基板１０１として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
【０１１８】
＜有機電界発光素子における陽極＞
陽極１０２は、発光層１０５へ正孔を注入する役割を果たすものである。なお、陽極１０２と発光層１０５との間に正孔注入層１０３および／または正孔輸送層１０４が設けられている場合には、これらを介して発光層１０５へ正孔を注入することになる。
【０１１９】
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物および有機化合物があげられる。無機化合物としては、例えば、金属（アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど）、金属酸化物（インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など）、ハロゲン化金属（ヨウ化銅など）、硫化銅、カーボンブラック、ＩＴＯガラスやネサガラスなどがあげられる。有機化合物としては、例えば、ポリ（３−メチルチオフェン）などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどがあげられる。その他、有機電界発光素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
【０１２０】
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば１００〜５Ω／□、好ましくは５０〜５Ω／□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
【０１２１】
＜有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層＞
正孔注入層１０３は、陽極１０２から移動してくる正孔を、効率よく発光層１０５内または正孔輸送層１０４内に注入する役割を果たすものである。正孔輸送層１０４は、陽極１０２から注入された正孔または陽極１０２から正孔注入層１０３を介して注入された正孔を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たすものである。正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
【０１２２】
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
【０１２３】
正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、ｐ型半導体、有機電界発光素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど）、ビス（Ｎ−アリルカルバゾール）またはビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体（芳香族第３級アミノ基を主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、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、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などのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニンなど）、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されるものではない。
【０１２４】
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、または、電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）または２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの強い電子受容体が知られている（例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」および文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73（6）,729-731（1998）」を参照）。これらは、電子供与型ベース物質（正孔輸送物質）における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数および移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体（ＴＰＤなど）またはスターバーストアミン誘導体（ＴＤＡＴＡなど）、あるいは、特定の金属フタロシアニン（特に、亜鉛フタロシアニンＺｎＰｃなど）が知られている（特開2005-167175号公報）。
【０１２５】
＜有機電界発光素子における発光層＞
発光層１０５は、電界を与えられた電極間において、陽極１０２から注入された正孔と、陰極１０８から注入された電子とを再結合させることにより発光するものである。発光層１０５を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物（発光性化合物）であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光（蛍光および／または燐光）効率を示す化合物であるのが好ましい。
【０１２６】
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
【０１２７】
ホスト材料の使用量はホスト材料の種類によって異なり、そのホスト材料の特性に合わせて決めればよい。ホスト材料の使用量の目安は、好ましくは発光材料全体の５０〜９９．９９９重量％であり、より好ましくは８０〜９９．９５重量％であり、さらに好ましくは９０〜９９．９重量％である。
【０１２８】
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい（例えば、使用量が多すぎると、濃度消光現象のおそれがある）。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光材料全体の０．００１〜５０重量％であり、より好ましくは０．０５〜２０重量％であり、さらに好ましくは０．１〜１０重量％である。
【０１２９】
本実施形態に係る発光素子の発光材料は蛍光性であっても燐光性であってもどちらでもかまわない。
【０１３０】
ホスト材料としては、特に限定されるものではないが、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムをはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、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などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ピロロピロール誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ポリマー系では、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、そして、ポリチオフェン誘導体が好適に用いられる。
【０１３１】
その他、ホスト材料としては、化学工業２００４年６月号１３頁、および、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【０１３２】
また、ドーパント材料としては、特に限定されるものではなく、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。具体的には、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、ルブレンおよびクリセ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などのビススチリル誘導体（特開平１−２４５０８７号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、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など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などのクマリン誘導体、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、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、ピロメテン誘導体、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、デアザフラビン誘導体、フルオレン誘導体およびベンゾフルオレン誘導体などがあげられる。
【０１３３】
発色光ごとに例示すると、青〜青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデン、クリセンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、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、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどの芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、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、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などがあげられる。
【０１３４】
また、緑〜黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体およびルブレンなどのナフタセン誘導体などがあげられ、さらに上記青〜青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。
【０１３５】
さらに、橙〜赤色ドーパント材料としては、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、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、フェノキサゾン誘導体およびチアジアゾロピレン誘導体などあげられ、さらに上記青〜青緑色および緑〜黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。さらに、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）に代表されるイリジウムや白金を中心金属とした燐光性金属錯体も好適な例としてあげられる。
【０１３６】
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、および、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【０１３７】
上述するドーパント材料の中でも、特にペリレン誘導体、ボラン誘導体、アミン含有スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体または白金錯体が好ましい。
【０１３８】
ペリレン誘導体としては、例えば、３，１０−ビス（２，６−ジメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジフェニルペリレン、３，４−ジフェニルペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、３−（１’−ピレニル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３−（９’−アントリル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３，３’−ビス（８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレニル）などがあげられる。
また、特開平11-97178号公報、特開2000-133457号公報、特開2000-26324号公報、特開2001-267079号公報、特開2001-267078号公報、特開2001-267076号公報、特開2000-34234号公報、特開2001-267075号公報、および特開2001-217077号公報などに記載されたペリレン誘導体を用いてもよい。
【０１３９】
ボラン誘導体としては、例えば、１，８−ジフェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−フェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、４−（９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、４−（１０’−フェニル−９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、９−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−ビフェニリル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセンなどがあげられる。
また、国際公開第2000/40586号パンフレットなどに記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
【０１４０】
アミン含有スチリル誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（１−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（９−フェナントリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、４，４’−ビス[４”−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ビフェニル、１，４−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ベンゼン、２，７−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−９，９−ジメチルフルオレン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニル、４，４’−ビス（９−フェニル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニルなどがあげられる。 また、特開2003-347056号公報、および特開2001-307884号公報などに記載されたアミン含有スチリル誘導体を用いてもよい。
【０１４１】
芳香族アミン誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルアントラセン−９，１０−ジアミン、９，１０−ビス（４−ジフェニルアミノ−フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（１−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（２−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、１０−ジ−ｐ−トリルアミノ−９−（４−ジ−ｐ−トリルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（４−ジフェニルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（６−ジフェニルアミノ−２−ナフチル）アントラセン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[６−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−２−イル]−ジフェニルアミン、４，４’−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]ビフェニル、４，４’−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]ビフェニル、４，４”−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]−ｐ−テルフェニル、４，４”−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]−ｐ−テルフェニルなどがあげられる。
また、特開2006-156888号公報などに記載された芳香族アミン誘導体を用いてもよい。
【０１４２】
クマリン誘導体としては、クマリン−６、クマリン−３３４などがあげられる。
また、特開2004-43646号公報、特開2001-76876号公報、および特開平6-298758号公報などに記載されたクマリン誘導体を用いてもよい。
【０１４３】
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどがあげられる。
【化５９】
また、特開2005-126399号公報、特開2005-097283号公報、特開2002-234892号公報、特開2001-220577号公報、特開2001-081090号公報、および特開2001-052869号公報などに記載されたピラン誘導体を用いてもよい。
【０１４４】
イリジウム錯体としては、下記のＩｒ（ｐｐｙ）3などがあげられる。
【化６０】
また、特開2006-089398号公報、特開2006-080419号公報、特開2005-298483号公報、特開2005-097263号公報、および特開2004-111379号公報などに記載されたイリジウム錯体を用いてもよい。
【０１４５】
白金錯体としては、下記のＰｔＯＥＰなどがあげられる。
【化６１】
また、特開2006-190718号公報、特開2006-128634号公報、特開2006-093542号公報、特開2004-335122号公報、および特開2004-331508号公報などに記載された白金錯体を用いてもよい。
【０１４６】
＜有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層＞
電子注入層１０７は、陰極１０８から移動してくる電子を、効率よく発光層１０５内または電子輸送層１０６内に注入する役割を果たすものである。電子輸送層１０６は、陰極１０８から注入された電子または陰極１０８から電子注入層１０７を介して注入された電子を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たすものである。電子輸送層１０６および電子注入層１０７は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
【０１４７】
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することをつかさどる層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。
【０１４８】
電子輸送層１０６または電子注入層１０７を形成する材料（電子輸送材料）として、上記式（１）で表される化合物を用いることができる。なかでも、上記式（１−１）〜式（１−１１４）で表されるアントラセン誘導体や上記式（１−２０１）〜式（１−４８０）で表されるアントラセン誘導体が好ましい。
電子輸送層１０６または電子注入層１０７における上記式（１）で表されるアントラセン誘導体の含有量は、誘導体の種類によって異なり、その誘導体の特性に合わせて決めればよい。上記式（１）で表されるアントラセン誘導体の含有量の目安は、好ましくは電子輸送層用材料（または電子注入層用材料）の全体の１〜１００重量％であり、より好ましくは１０〜１００重量％であり、さらに好ましくは５０〜１００重量％であり、特に好ましくは８０〜１００重量％である。上記式（１）で表されるアントラセン誘導体を単独（１００重量％）で用いない場合には、以下に詳述する他の材料を混合すればよい。
【０１４９】
他の電子輸送層または電子注入層を形成する材料としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機電界発光素子の電子注入層および電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【０１５０】
電子輸送層または電子注入層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香環もしくは複素芳香環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香環誘導体（本発明の誘導体は除く）、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などがあげられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。中でも、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセンなどのアントラセン誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルなどのスチリル系芳香環誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル、１，３，５−トリス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼンなどのカルバゾール誘導体が、耐久性の観点から好ましく用いられる。
【０１５１】
また、他の電子伝達化合物の具体例として、ピリジン誘導体（本発明の誘導体は除く）、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体（本発明の誘導体は除く）、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体（１，３−ビス［（４−ｔ−ブチルフェニル）１，３，４−オキサジアゾリル］フェニレンなど）、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体（Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなど）、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノリノール系金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体（２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンなど）、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体（トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼンなど）、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、キノリン誘導体（本発明の誘導体は除く）、テルピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、ビピリジン誘導体（本発明の誘導体は除く）、テルピリジン誘導体（１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−テルピリジニル））ベンゼンなど）、ナフチリジン誘導体（ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドなど）、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。
【０１５２】
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。
【０１５３】
上述した材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【０１５４】
上述した材料の中でも、キノリノール系金属錯体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体またはベンゾイミダゾール誘導体が好ましい。
【０１５５】
キノリノール系金属錯体は、下記一般式（Ｅ−１）で表される化合物である。
【化６２】
式中、Ｒ1〜Ｒ6は水素または置換基であり、ＭはＡｌ、Ｇａ、ＢｅまたはＺｎであり、ｎは２または３の整数である。
【０１５６】
キノリノール系金属錯体の具体例としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）ベリリウムなどがあげられる。
【０１５７】
ビピリジン誘導体は、下記一般式（Ｅ−２）で表される化合物である。
【化６３】
式中、Ｇは単なる結合手またはｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。また、ピリジン−ピリジンまたはピリジン−Ｇの結合に用いられない炭素原子は置換されていてもよい。
【０１５８】
一般式（Ｅ−２）のＧとしては、例えば、以下の構造式のものがあげられる。なお、下記構造式中のＲは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
【化６４】
【０１５９】
ピリジン誘導体の具体例としては、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−５−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−５−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，４’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，４’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（３，４’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（３，４’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）チオフェン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）チオフェン、６’６”−ジ（２−ピリジル）２，２’：４’，４”：２”，２”’−クアテルピリジンなどがあげられる。
【０１６０】
フェナントロリン誘導体は、下記一般式（Ｅ−３−１）または（Ｅ−３−２）で表される化合物である。
【化６５】
式中、Ｒ1〜Ｒ8は水素または置換基であり、隣接する基は互いに結合して縮合環を形成してもよく、Ｇは単なる結合手またはｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。また、一般式（Ｅ−３−２）のＧとしては、例えば、ビピリジン誘導体の欄で説明したものと同じものがあげられる。
【０１６１】
フェナントロリン誘導体の具体例としては、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼン、９，９’−ジフルオル−ビス（１，１０−フェナントロリン−５−イル）、バソクプロインや１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどがあげられる。
【０１６２】
特に、フェナントロリン誘導体を電子輸送層、電子注入層に用いた場合について説明する。長時間にわたって安定な発光を得るには、熱的安定性や薄膜形成性に優れた材料が望まれ、フェナントロリン誘導体の中でも、置換基自身が三次元的立体構造を有するか、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するもの、あるいは複数のフェナントロリン骨格を連結したものが好ましい。さらに、複数のフェナントロリン骨格を連結する場合、連結ユニット中に共役結合、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素、置換もしくは無置換の芳香複素環を含んでいる化合物がより好ましい。
【０１６３】
ボラン誘導体は、下記一般式（Ｅ−４）で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
【化６６】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｘは、置換されていてもよいアリーレン基であり、Ｙは、置換されていてもよい炭素数１６以下のアリール基、置換ボリル基、または置換されていてもよいカルバゾール基であり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０１６４】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−１）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−１−１）〜（Ｅ−４−１−４）で表される化合物が好ましい。具体例としては、９−［４−（４−ジメシチルボリルナフタレン−１−イル）フェニル］カルバゾール、９−［４−（４−ジメシチルボリルナフタレン−１−イル）ナフタレン−１−イル］カルバゾールなどがあげられる。
【化６７】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｒ21およびＲ22は、それぞれ独立して、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｘ1は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレン基であり、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数であり、そして、ｍはそれぞれ独立して０〜４の整数である。
【０１６５】
【化６８】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35およびＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０１６６】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−２）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−２−１）で表される化合物が好ましい。
【化６９】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｘ1は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレン基であり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０１６７】
【化７０】
式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35およびＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０１６８】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−３）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−３−１）または（Ｅ−４−３−２）で表される化合物が好ましい。
【化７１】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｘ1は、置換されていてもよい炭素数１０以下のアリーレン基であり、Ｙ1は、置換されていてもよい炭素数１４以下のアリール基であり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０１６９】
【化７２】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35およびＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０１７０】
ベンゾイミダゾール誘導体は、下記一般式（Ｅ−５）で表される化合物である。
【化７３】
式中、Ａｒ1〜Ａｒ3はそれぞれ独立に水素または置換されてもよい炭素数６〜３０のアリールである。特に、Ａｒ1が置換されてもよいアントリルであるベンゾイミダゾール誘導体が好ましい。
【０１７１】
炭素数６〜３０のアリールの具体例は、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、アセナフチレン−１−イル、アセナフチレン−３−イル、アセナフチレン−４−イル、アセナフチレン−５−イル、フルオレン−１−イル、フルオレン−２−イル、フルオレン−３−イル、フルオレン−４−イル、フルオレン−９−イル、フェナレン−１−イル、フェナレン−２−イル、１−フェナントリル、２−フェナントリル、３−フェナントリル、４−フェナントリル，９−フェナントリル、１−アントリル、２−アントリル、９−アントリル、フルオランテン−１−イル、フルオランテン−２−イル、フルオランテン−３−イル、フルオランテン−７−イル、フルオランテン−８−イル、トリフェニレン−１−イル、トリフェニレン−２−イル、ピレン−１−イル、ピレン−２−イル、ピレン−４−イル、クリセン−１−イル、クリセン−２−イル、クリセン−３−イル、クリセン−４−イル、クリセン−５−イル、クリセン−６−イル、ナフタセン−１−イル、ナフタセン−２−イル、ナフタセン−５−イル、ペリレン−１−イル、ペリレン−２−イル、ペリレン−３−イル、ペンタセン−１−イル、ペンタセン−２−イル、ペンタセン−５−イル、ペンタセン−６−イルである。
【０１７２】
ベンゾイミダゾール誘導体の具体例は、１−フェニル−２−（４−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル）−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（３−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾールである。
【０１７３】
電子輸送層または電子注入層には、さらに、電子輸送層または電子注入層を形成する材料を還元できる物質を含んでいてもよい。この還元性物質は、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを好適に使用することができる。
好ましい還元性物質としては、Ｎａ（仕事関数２．３６ｅＶ）、Ｋ（同２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（同２．１６ｅＶ）またはＣｓ（同１．９５ｅＶ）などのアルカリ金属や、Ｃａ（同２．９ｅＶ）、Ｓｒ（同２．０〜２．５ｅＶ）またはＢａ（同２．５２ｅＶ）などのアルカリ土類金属が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、Ｋ、ＲｂまたはＣｓのアルカリ金属であり、さらに好ましくはＲｂまたはＣｓであり、最も好ましいのはＣｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性物質として、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂ、またはＣｓとＮａとＫとの組み合わせが好ましい。Ｃｓを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
【０１７４】
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０８は、電子注入層１０７および電子輸送層１０６を介して、発光層１０５に電子を注入する役割を果たすものである。
【０１７５】
陰極１０８を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極１０２を形成する材料と同様のものを用いることができる。なかでも、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムおよびマグネシウムなどの金属またはそれらの合金（マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム／アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など）などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されるものではない。
【０１７６】
さらに、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例としてあげられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
【０１７７】
＜各層で用いてもよい結着剤＞
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
【０１７８】
＜有機電界発光素子の作製方法＞
有機電界発光素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、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、印刷法、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などの方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造および会合構造などにより異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０-6〜１０-3Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚２ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【０１７９】
次に、有機電界発光素子を作製する方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ホスト材料とドーパント材料からなる発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機電界発光素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法などにより形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法などにより形成させて陰極とすることにより、目的の有機電界発光素子が得られる。なお、上述の有機電界発光素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１８０】
このようにして得られた有機電界発光素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明または半透明の電極側（陽極または陰極、および両方）より発光が観測できる。また、この有機電界発光素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１８１】
＜有機電界発光素子の応用例＞
また、本発明は、有機電界発光素子を備えた表示装置または有機電界発光素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置は、本実施形態にかかる有機電界発光素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
【０１８２】
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる（例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照）。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式などがあげられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
【０１８３】
マトリクスとは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されたものをいい、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
【０１８４】
セグメント方式（タイプ）では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などがあげられる。
【０１８５】
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどがあげられる（例えば、特開2003-257621号公報、特開2003-277741号公報、特開2004-119211号公報など参照）。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式のものが蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
【実施例】
【０１８６】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。まず、実施例で用いたアントラセン誘導体の合成例について、以下に説明する。
【０１８７】
＜式（１−７）で表されるアントラセン誘導体の合成例＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アントラセン（３．０ｇ）、５−ブロモ−２，２’−ビピリジン（１．６５ｇ）、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4（０．２４ｇ）、リン酸カリウム（２．９７ｇ）、ジオキサン（７５ｍｌ）、および水（１５ｍｌ）の入ったフラスコを、８０℃で７．５時間加熱攪拌した。一旦室温まで冷却した後、６−ブロモ−２，３’−ビピリジン（３．３ｇ）を加え、還流温度でさらに１時間加熱攪拌した。反応液を室温まで冷却した後、反応液をエバポレーターにて濃縮し、さらに水洗操作にて塩を除去した。得られた固体から有機物をトルエンにて抽出し、得られた有機物を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（展開液：トルエン／酢酸エチル混合溶媒）で精製した。この際、「有機化学実験のてびき（１）−物質取扱法と分離精製法−」株式会社化学同人出版、９４頁に記載の方法を参考にして、展開液中の酢酸エチルの比率を徐々に増加させて目的物を溶出させた。さらにトルエンから再結晶することで、式（１−７）で表されるアントラセン誘導体である５−（１０−（２，３’−ビピリジン−６−イル）アントラセン−９−イル）−２，２’−ビピリジン（０．２７ｇ）を得た。
【０１８８】
【化７４】
【０１８９】
ＤＳＣ測定によるガラス転移温度（Ｔｇ）は１１７℃であった。
また、ＮＭＲ測定により得られたアントラセン誘導体の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：９．３（ｍ，１Ｈ）、８．８（ｍ，２Ｈ）、８．７（ｍ，２Ｈ）、８．６（ｍ，１Ｈ）、８．４（ｍ，１Ｈ）、８．１（ｔ，１Ｈ）、７．９−８．０（ｍ，３Ｈ）、７．７（ｍ，４Ｈ）、７．６（ｍ，１Ｈ）、７．４（ｍ，６Ｈ）．
【０１９０】
＜式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体の合成例＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アントラセン（４．０ｇ）、５−ブロモ−２，２’−ビピリジン（３．６ｇ）、５−ブロモ−３，４’−ビピリジン（４．８ｇ）、Ｐｄ2（ｄｂａ）3（０．２２ｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（０．１６ｇ）、リン酸カリウム（１１．９ｇ）および１，２，４−トリメチルベンゼン（２５ｍｌ）の入ったフラスコを、１７５℃で２０時間加熱攪拌した。反応液を室温まで冷却し、吸引濾過にて沈殿物を除去した溶液を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（展開液：トルエン／酢酸エチル混合溶媒）で精製した。この際、「有機化学実験のてびき（１）−物質取扱法と分離精製法−」株式会社化学同人出版、９４頁に記載の方法を参考にして、展開液中の酢酸エチルの比率を徐々に増加させて目的物を溶出させた。さらにＴＨＦ／エタノールから再結晶することで、式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体である５−（１０−（２，２’−ビピリジン−５−イル）アントラセン−９−イル）−３，４’−ビピリジン（０．８６ｇ）を得た。
【０１９１】
【化７５】
【０１９２】
ＤＳＣ測定によるガラス転移温度（Ｔｇ）は１２２℃であった。
また、ＮＭＲ測定により得られたアントラセン誘導体の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：９．１５（ｍ，１Ｈ）、８．７５−８．８５（ｍ，５Ｈ）、８．７（ｍ，１Ｈ）、８．６（ｍ，１Ｈ）、８．１（ｍ，１Ｈ）、８．０（ｍ，１Ｈ）、７．９５（ｔ，１Ｈ）、７．８（ｍ，２Ｈ）、７．７ （ｍ，２Ｈ）、７．６５（ｍ，２Ｈ）、７．４−７．５（ｍ，５Ｈ）．
【０１９３】
＜式（１−１）で表されるアントラセン誘導体の合成例＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アントラセン（４．０ｇ）、５−ブロモ−２，２’−ビピリジン（５．４７ｇ）、５−ブロモ−２，３’−ビピリジン（４．３７ｇ）、Ｐｄ2（ｄｂａ）3（０．１７ｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（０．１０ｇ）、リン酸カリウム（１１．９ｇ）および１，２，４−トリメチルベンゼン（２０ｍｌ）の入ったフラスコを、１７５℃で２２時間加熱攪拌した。反応液を室温まで冷却し、吸引濾過にて沈殿物を除去した溶液を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（展開液：トルエン／酢酸エチル混合溶媒）で精製した。この際、「有機化学実験のてびき（１）−物質取扱法と分離精製法−」株式会社化学同人出版、９４頁に記載の方法を参考にして、展開液中の酢酸エチルの比率を徐々に増加させて目的物を溶出させた。さらにＴＨＦから再結晶することで、式（１−１）で表されるアントラセン誘導体である５−（１０−（２，３’−ビピリジン−５−イル）アントラセン−９−イル）−２，２’−ビピリジン（０．９８ｇ）を得た。
【０１９４】
【化７６】
【０１９５】
ＮＭＲ測定により得られたアントラセン誘導体の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：９．４（ｓ，１Ｈ）、８．７−８．９（ｍ，５Ｈ）、８．５５（ｍ，２Ｈ）、８．０５（ｍ，１Ｈ）、８．０（ｍ，２Ｈ）、７．９（ｍ，１Ｈ）、７．７５（ｍ，４Ｈ）、７．５（ｍ，１Ｈ）、７．４（ｍ，５Ｈ）．
【０１９６】
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他のアントラセン誘導体を合成することができる。
【０１９７】
以下、本発明をさらに詳細に説明するために各実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１９８】
実施例１および比較例１、２に係る電界発光素子を作製し、それぞれ、定電流駆動試験における駆動開始電圧（Ｖ）、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間（ｈ）の測定を行った。以下、実施例および比較例について詳細に説明する。
【０１９９】
作製した実施例１および比較例１、２に係る電界発光素子における、各層の材料構成を下記表１に示す。
【表１】
【０２００】
表１において、「ＣｕＰｃ」は銅フタロシアニン、「ＮＰＤ」はＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、化合物（Ａ）は９−フェニル−１０−〔６−（１，１’；３，１”）テルフェニル−５’−イル〕ナフタレン−２−イルアントラセン、化合物（Ｂ）はＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４，４’−ジアミノスチルベン、化合物（Ｃ）は５，５’−（２−フェニルアントラセン−９，１０−ジイル）ジ−２，２’−ビピリジン、化合物（Ｄ）は６，６’−（２−フェニルアントラセン−９，１０−ジイル）ジ−２，３’−ビピリジンであり、それぞれ、下記の化学構造を有する。
【０２０１】
【化７７】
【０２０２】
＜実施例１＞
スパッタリングにより１８０ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを１５０ｎｍまで研磨して得られる２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＣｕＰｃを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ａ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ｂ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、式（１−７）で表されるアントラセン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０２０３】
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を５×１０-4Ｐａまで減圧し、まず、ＣｕＰｃが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚５０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、ついで、ＮＰＤが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（Ａ）が入った蒸着用ボートと化合物（Ｂ）の入った蒸着用ボートを同時に加熱して膜厚３５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）の重量比がおよそ９５対５になるように蒸着速度を調節した。次に、式（１−７）で表されるアントラセン誘導体の入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成した。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒であった。
【０２０４】
その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚０．５ｎｍになるように０．００３〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚１００ｎｍになるように０．０１〜１０ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、陰極を形成し、有機電界発光素子を得た。
【０２０５】
ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、波長約４５５ｎｍの青色発光が得られた。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は４．８９Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は４８時間だった。
【０２０６】
＜比較例１＞
式（１−７）で表されるアントラセン誘導体を化合物（Ｃ）に替えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は５．０９Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は１８時間だった。
【０２０７】
＜比較例２＞
式（１−７）で表されるアントラセン誘導体を化合物（Ｄ）に替えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は５．６４Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は３０時間だった。
【０２０８】
次に実施例２、３および比較例３に係る電界発光素子を作製し、それぞれ、定電流駆動試験における駆動開始電圧（Ｖ）、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間（ｈ）の測定を行った。以下、実施例および比較例について詳細に説明する。
【０２０９】
作製した実施例２、３および比較例３に係る電界発光素子における、各層の材料構成を下記表２に示す。
【表２】
【０２１０】
表２において、化合物（Ｅ）は５，９−ビス（ジフェニルアミノ）−７，７−ジフェニル−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレンであり、下記の化学構造を有する。
【化７８】
【０２１１】
＜実施例２＞
スパッタリングにより１８０ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを１５０ｎｍまで研磨して得られる２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＣｕＰｃを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ａ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ｅ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０２１２】
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を５×１０-4Ｐａまで減圧し、まず、ＣｕＰｃが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚５０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、ついで、ＮＰＤが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（Ａ）が入った蒸着用ボートと化合物（Ｅ）の入った蒸着用ボートを同時に加熱して膜厚３５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。化合物（Ａ）と化合物（Ｅ）の重量比がおよそ９５対５になるように蒸着速度を調節した。次に、式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体の入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成した。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒であった。
【０２１３】
その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚０．５ｎｍになるように０．００３〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚１００ｎｍになるように０．０１〜１０ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、陰極を形成し、有機電界発光素子を得た。
【０２１４】
ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、波長約４６０ｎｍの青色発光が得られた。また、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は５．５１Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は１３２時間だった。
【０２１５】
＜実施例３＞
式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体を式（１−１）で表されるアントラセン誘導体に替えた以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は４．８６Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は６５時間だった。
【０２１６】
＜比較例３＞
式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体を化合物（Ｃ）に替えた以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は４．５４Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は５１時間だった。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明の好ましい態様によれば、特に発光素子の寿命を向上させ、駆動電圧とのバランスも優れた有機電界発光素子、それを備えた表示装置およびそれを備えた照明装置などを提供することができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１００ 有機電界発光素子
１０１ 基板
１０２ 陽極
１０３ 正孔注入層
１０４ 正孔輸送層
１０５ 発光層
１０６ 電子輸送層
１０７ 電子注入層
１０８ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アントラセン誘導体並びにこれを用いた有機電界発光素子、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、小電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料から成る有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色をはじめとする発光特性を有する有機材料の開発、および正孔、電子などの電荷輸送能（半導体や超電導体となる可能性を有する）を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。
【０００３】
例えば、含窒素複素環誘導体を電子輸送材料（電子注入層や電子輸送層の材料）として用いた有機電界発光素子や（2004-2297号公報（特許文献１））、アントラセンの中心骨格にピリジル基やフェニル基などのアリール・ヘテロアリール基が置換した化合物を用いた有機電界発光素子も報告されている（特開2005-170911号公報（特許文献２）、特開2003-146951号公報（特許文献３））。さらに、ビピリジン誘導体を電子輸送材料として用いた有機電界発光素子も報告されている（特開2003-123983号公報（特許文献４））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004-2297号公報
【特許文献２】特開2005-170911号公報
【特許文献３】特開2003-146951号公報
【特許文献４】特開2003-123983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、分子内にビピリジル基などの含窒素複素環を有する化合物やアントラセン骨格の化合物の発光素子用材料はいくつか知られているが、これらの公知の材料は、電子輸送材料に一般的に求められる、発光素子の素子寿命を長くすること、安定な電子輸送層および／または電子注入層を形成することができ、延いては安定な発光素子を作製できること、発光素子の駆動電圧を低下させることなどの特性を、十分に、かつバランスよく満たすものではない。このような状況において、発光素子の寿命、安定性および駆動電圧が優れた電子輸送材料の開発が望まれている。また、青色の発光素子では優れた特性を発揮する電子輸送材料が得られておらず、青色の発光素子の特性向上に好適な電子輸送材料の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、素子の寿命および安定性が優れ、駆動電圧とのバランスも優れた有機電界発光素子を得るために、電子輸送材料として下記式（１）で表されるアントラセン誘導体を含有する有機層を備えることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。本発明は以下の各項によって構成される。
【０００７】
［１］ 下記式（１）で表されるアントラセン誘導体。
【化７】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（Ｌ−１）、式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）のいずれかで表される中間基と下記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない。
【化８】
【０００８】
［２］ 上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（Ｌ−１）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基、または、上記式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）で表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【０００９】
［３］ 上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素、炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【化９】
【００１０】
［４］ 上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではなく、そして、Ｐｙ1またはＰｙ2の一方が上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基である場合、他方は上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１２）のいずれかで表される基である、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【００１１】
［５］ 上記式（１）中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、上記［１］に記載するアントラセン誘導体。
【００１２】
［６］ 下記式（１−７）で表される、上記［１］に記載のアントラセン誘導体。
【化１０】
【００１３】
［７］ 下記式（１−１４）で表される、上記［１］に記載のアントラセン誘導体。
【化１１】
【００１４】
［８］ 下記式（１−１）で表される、上記［１］に記載のアントラセン誘導体。
【化１２】
【００１５】
［９］ 上記［１］〜［８］のいずれかに記載するアントラセン誘導体を含有する、電子輸送材料。
【００１６】
［１０］ 陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層と、前記陰極と該発光層との間に配置され、上記［９］に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層および／または電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【００１７】
［１１］ 前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体およびベンゾイミダゾール誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［１０］に記載する有機電界発光素子。
【００１８】
［１２］ 前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［１０］または［１１］に記載する有機電界発光素子。
【００１９】
［１３］ 上記［１０］〜［１２］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【００２０】
［１４］ 上記［１０］〜［１２］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の好ましい電子輸送材料は、結晶性が低く、安定なアモルファス膜を形成可能なため、安定な電子輸送層および／または電子注入層を形成することができ、延いては安定な発光素子を作製できる。また、本発明の好ましい電子輸送材料を用いれば、特に駆動電圧の特性において優れた有機電界発光素子を得ることができる。したがって、本発明の好ましい態様によれば、優れた発光素子の寿命および安定性を実現するだけでなく、駆動電圧とのバランスも優れたものとすることができる。また、本発明の好ましい電子輸送材料は、特に青色の発光素子に好適であり、この電子輸送材料によれば、赤色や緑色の発光素子に匹敵する素子寿命を有する青色の発光素子を製造することができる。さらに、この有機電界発光素子を用いることにより、フルカラー表示などの高性能のディスプレイ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
１．式（１）で表される化合物
本発明のアントラセン誘導体について詳細に説明する。本発明のアントラセン誘導体は、上記式（１）で表される化合物である。
【００２４】
式（１）のＲ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4（以下、「Ｒ1〜Ｒ4」とも呼ぶ）は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルの中から適宜選択することができる。
【００２５】
式（１）のＲ1〜Ｒ4における炭素数１〜６のアルキルについては、炭素数１〜６のアルキルは直鎖および分枝鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数１〜６の直鎖アルキルまたは炭素数３〜６の分枝鎖アルキルである。より好ましくは、炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分枝鎖アルキル）である。具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、または２−エチルブチルなどがあげられる。
【００２６】
式（１）のＲ1〜Ｒ4における「置換されていてもよいフェニル」の具体例としては、フェニル、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル、（２，３−，２，４−，２，５−，２，６−，３，４−，３，５−）キシリル、メシチル（２，４，６−トリメチルフェニル）、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）クメニル、テルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、ｐ−テルフェニル−４−イル）などがあげられる。好ましくは、フェニルである。
【００２７】
本発明に係るアントラセン誘導体は、後述するように式（１）中のＰｙ1およびＰｙ2を同一構造にはせずに非対称な分子構造にすることで、有機電界発光素子において有機層を形成する際に分子の並びの規則性を乱して結晶化を妨げる効果が期待される材料である。したがって、Ｒ1〜Ｒ4は全て同じであっても異なっていてもよいが、この効果に加えて、簡易な方法で製造できるという点を考慮すると、本発明のアントラセン誘導体は、Ｒ1〜Ｒ4の全てが水素である化合物が好ましい。
【００２８】
しかしながら、式（１）中のＰｙ1およびＰｙ2が同一構造ではないとしても、例えばＰｙ1およびＰｙ2を共に上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基から選択するような場合には、分子構造の非対称性が低下する場合があるため、Ｒ1〜Ｒ4のうちの１つ以上を他と異なるように選択することが好ましい。この一例としては、Ｒ2〜Ｒ4を水素とし、Ｒ1を水素以外の基にすることなどがあげられる。
【００２９】
Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（Ｌ−１）、式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）のいずれかで表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない。これらの中でも、上記式（Ｌ−１）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基、または、上記式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）で表される末端基とが結合した基が好ましい。
【００３０】
Ｐｙ1およびＰｙ2としてさらに好ましくは、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）、下記式（ＬＴ−２０）〜（ＬＴ−３４）、下記式（ＬＴ−４０）〜（ＬＴ−５５）で表される基であり、これらの中でも特に好ましくは、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）で表される基である。
【００３１】
【化１３】
【００３２】
【化１４】
【００３３】
【化１５】
【００３４】
ただし、Ｐｙ1およびＰｙ2を共に上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基から選択するような場合には、上述したように、分子構造の非対称性が低下する場合があるため、Ｒ1〜Ｒ4のうちの１つ以上を他と異なるように選択することが好ましい。Ｒ1を炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルなどにして、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4を水素にする例などが考えられる。
【００３５】
上記式（１）で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、例えば、下記式（１−１）〜式（１−１１４）で表されるアントラセン誘導体、下記式（１−２０１）〜式（１−４８０）で表されるアントラセン誘導体があげられる。これらの中でも、好ましくは下記式（１−１）、式（１−２）、式（１−６）〜式（１−８）、式（１−１２）〜式（１−１４）、式（１−１７）、式（１−２２）〜式（１−２４）、式（１−２８）〜式（１−３０）、式（１−３３）、式（１−３８）、式（１−３９）、式（１−４３）〜式（１−４５）、式（１−４８）、式（１−６０）、式（１−６４）〜式（１−６６）、式（１−７３）〜式（１−７５）、式（１−７８）、式（１−１１４）で表されるアントラセン誘導体であり、より好ましくは下記式（１−１）、式（１−６）〜式（１−８）、式（１−１２）〜式（１−１４）、式（１−１７）で表されるアントラセン誘導体である。
【００３６】
【化１６】
【００３７】
【化１７】
【００３８】
【化１８】
【００３９】
【化１９】
【００４０】
【化２０】
【００４１】
【化２１】
【００４２】
【化２２】
【００４３】
【化２３】
【００４４】
【化２４】
【００４５】
【化２５】
【００４６】
【化２６】
【００４７】
【化２７】
【００４８】
【化２８】
【００４９】
【化２９】
【００５０】
【化３０】
【００５１】
【化３１】
【００５２】
【化３２】
【００５３】
【化３３】
【００５４】
【化３４】
【００５５】
【化３５】
【００５６】
【化３６】
【００５７】
【化３７】
【００５８】
【化３８】
【００５９】
【化３９】
【００６０】
【化４０】
【００６１】
【化４１】
【００６２】
【化４２】
【００６３】
【化４３】
【００６４】
【化４４】
【００６５】
２．式（１）で表されるアントラセン誘導体の製造方法
次に、本発明のアントラセン誘導体の製造方法について説明する。本発明のアントラセン誘導体は、基本的には、公知の化合物を用いて、公知の合成法、例えば鈴木カップリング反応や根岸カップリング反応（例えば、「Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions - Second, Completely Revised and Enlarged Edition」などに記載）を利用して合成することができる。また、両反応を組み合わせても合成することができる。式（１）で表されるアントラセン誘導体を、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応で合成するスキームを以下に例示する。
【００６６】
本発明のアントラセン誘導体を製造する場合には、（１）末端基と中間基とを結合させた基を合成し、これをアントラセンの９，１０位に結合する方法、（２）アントラセンの９，１０位に中間基を結合させ、この中間基に末端基を結合する方法があげられる。また、これらの方法における中間基と末端基との結合やアントラセンと中間基との結合には、基本的には、ハロゲン官能基またはトリフルオロメタンスルホナート官能基と、塩化亜鉛錯体またはボロン酸（ボロン酸エステル）とのカップリング反応を用いることができる。
【００６７】
（１）「末端−中間」基をアントラセンの９，１０位に結合する方法
＜「末端−中間」基：反応性の置換基を有するビピリジンの合成＞
まず下記反応式（１）に従ってピリジンの塩化亜鉛錯体を合成し、次に下記反応式（２）に従ってピリジンの塩化亜鉛錯体と２，５−ジブロモピリジンとを反応させることにより、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンおよび６−ブロモ−３，２’−ビピリジンを合成することができる。両化合物はカラムクロマトなどの周知の方法で目的物を単離・精製することができる。なお、反応式（１）中の「ＺｎＣｌ2・ＴＭＥＤＡ」は塩化亜鉛のテトラメチルエチレンジアミン錯体である。反応式（１）中の「ＲＬｉ」や「ＲＭｇＸ」において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基であり、Ｘはハロゲンである。
【００６８】
【化４５】
【００６９】
ここでは末端基の原料として２−ブロモピリジンを用いた合成方法を例示したが、原料として３−ブロモピリジンまたは４−ブロモピリジンを用いることによって、また、臭化物ではなくヨウ化物を用いることによってそれぞれ対応する目的物を得ることができる。
【００７０】
また、ここでは中間基の原料として２，５−ジブロモピリジンを用いた合成方法を例示したが、原料として他の位置に２つのブロモが置換したピリジンを用いることによって、さらに、ジブロモ体ではなくジクロロ体、ジヨード体、ビス（トリフルオロメタンスルホナート）またはそれらが混ざった物（例えば：２−ブロモ−６−ヨードピリジンなど）を用いることによっても対応する目的物を得ることができる。
【００７１】
さらに、例えば２，５−ジブロモピリジンとピリジンの塩化亜鉛錯体とを反応させる場合、Ｎに近い位置の２位のブロモと塩化亜鉛錯体との反応が支配的になり、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンの方が多く得られる。このような場合、６−ブロモ−３，２’−ビピリジンの方を優先的に合成したいときは、ハロゲンの反応性の差を利用して、例えば、２−クロロ−５−ヨードピリジンを用いて５位のヨードを優先的に反応させることができる。
【００７２】
また、２，５−ジブロモピリジンにピリジンの塩化亜鉛錯体を反応させる代わりに、２，５−ジブロモピリジンにピリジルボロン酸やピリジルボロン酸エステルを反応させるカップリング反応によっても上記目的物を得ることができる。
【００７３】
＜反応性の置換基をボロン酸／ボロン酸エステルに変換する方法＞
下記反応式（３）に従って、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチルまたはホウ酸トリイソプロピルなどと反応させることにより、２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを合成することができる。さらに、下記反応式（４）に従って、該２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを加水分解することにより、２，２’−ビピリジンボロン酸を合成することができる。反応式（３）中の「ＲＬｉ」や「ＲＭｇＸ」において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基であり、Ｘはハロゲンである。
【００７４】
【化４６】
【００７５】
また、下記反応式（５）に従って、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランと反応させることにより、他の２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを合成することができる。また、下記反応式（６）に従って、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンとビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを、パラジウム触媒と塩基を用いてカップリング反応させることにより、同様の２，２’−ビピリジンボロン酸エステルを合成することができる。反応式（５）中の「ＲＬｉ」や「ＲＭｇＸ」において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基であり、Ｘはハロゲンである。
【００７６】
【化４７】
【００７７】
なお、上記反応式（３）、（５）または（６）において、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンの代わりに他の位置異性体を用いても対応するボロン酸／ボロン酸エステルを合成することができる。さらに、５−ブロモ−２，２’−ビピリジンのような臭化物の代わりに、塩化物、ヨウ化物またはトリフルオロメタンスルホナートを用いても、同様に合成することができる。
【００７８】
＜「末端−中間」基：反応性の置換基を有するピリジルキノリンの合成＞
まず、下記反応式（７）に従って、ピリジンの塩化亜鉛錯体を合成する。なお、反応式（７）中の「ＺｎＣｌ2・ＴＭＥＤＡ」は塩化亜鉛のテトラメチルエチレンジアミン錯体であり、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。並行して、下記反応式（８）に従って、メチル化剤で５−キノリノールのヒドロキシ基を保護し、適当な臭素化剤を用いて８−ブロモ−５−メトキシキノリンを合成する。適当な臭素化剤としては臭素、またはＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などが挙げられる。なお、５−メトキシキノリンにおいて臭素化される位置は複数存在するが、カラムクロマトなどの周知の方法で目的物を単離・精製することができる。次に、下記反応式（９）に従って、パラジウム触媒の存在下、ピリジンの塩化亜鉛錯体と８−ブロモ−５−メトキシキノリンとを反応させることにより８−（３−ピリジル）−５−メトキシキノリンを合成した後、三臭化ホウ素やピリジン塩酸塩などで脱メチル化を行い、さらにトリフルオロメタンスルホン酸無水物と反応させることで、８−ピリジル−５−トリフルオロメタンスルホナートキノリンが得られる。
【００７９】
【化４８】
【００８０】
ここでは末端基の原料として３−ブロモピリジンを用いた合成法を例示したが、原料として２−ブロモピリジンまたは４−ブロモピリジンを用いることによって、また、臭化物ではなくヨウ化物を用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。また、中間基の原料として５−キノリノールを用いた合成法を例示したが、原料として他の位置にヒドロキシ基が置換したキノリンを用いることによって、また、キノリノールではなくイソキノリノールを用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。
【００８１】
また、キノリンのブロモにピリジンの塩化亜鉛錯体を反応させる（反応式（９））代わりに、キノリンのブロモにピリジルボロン酸やピリジルボロン酸エステルを反応させるカップリング反応によっても得ることができる。
【００８２】
＜反応性の置換基をボロン酸／ボロン酸エステルに変換する方法＞
下記反応式（１０）に従って、８−ピリジル−５−トリフルオロメタンスルホナートキノリンとビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを、パラジウム触媒と塩基を用いてカップリング反応させることにより、８−ピリジル−キノリン−５−ボロン酸エステルを合成することができる。
【００８３】
【化４９】
【００８４】
＜「末端−中間」基：反応性の置換基を有するキノリニルピリジンの合成＞
まず、下記反応式（１１）に従って、ジブロモピリジンの塩化亜鉛錯体を合成する。これらの反応は、上記反応式（１）が参考になるが、特記すべき点として、リチオ化の際に使用する溶媒によって主として生成する位置異性体を選択できるということである（Jinhua J. Song et al., ORGANIC LETTERS, Vo.6, No.26, 4905-4907 (2004)）。
【００８５】
【化５０】
【００８６】
なお、ジブロモピリジンのその他の位置異性体の塩化亜鉛錯体については、例えば２，６−または３，５−ジブロモピリジンのようにＮの位置に対して２つのブロモが対称な化合物についてはいずれかの位置に塩化亜鉛が結合した錯体を得ることができる。また、２，４−ジブロモピリジンは、トルエン溶媒中でのリチオ化により４位にブロモが残り、２位に塩化亜鉛が結合した錯体を得ることができ、さらに、反応性の異なるハロゲン置換基にした２−クロロ−４−ヨードピリジンは、比較的反応性が大きいヨードの位置に塩化亜鉛が結合した錯体を得ることができる。
【００８７】
または、下記反応式（１２）に従って、ジブロモピリジンの一方のブロモを選択的にリチオ化した後、これにヨウ素を反応させて、ブロモ・ヨードピリジンを合成する。なお、下記反応式（１２）で得られる２−ブロモ−５−ヨードピリジンや２−ヨード−５−ブロモピリジンを含めてその他の位置異性体化合物は一般に市販されているものを用いてもよい。
【００８８】
【化５１】
【００８９】
また、並行して、下記反応式（１３）に従って、キノリノールをトリフラート化する。この反応は上記反応式（９）の最終段のトリフラート化反応が参考になる。さらに、上記反応式（１０）を参考にして、このトリフラート化されたキノリンをパラジウム触媒と塩基を用いてビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとカップリング反応させることにより、キノリンのボロン酸エステルを合成することができる。なお、キノリノールではなくキノリンの臭化物またはヨウ化物を原料として、これらを有機リチウム試薬でリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬でＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ホウ酸トリアルキル、ビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランなどと反応させることにより、キノリンのボロン酸エステルを合成することもできる。
【００９０】
【化５２】
【００９１】
最後に、下記反応式（１４）または（１５）に従って、以上のようにして得られたブロモ・ヨードピリジンと、キノリンのボロン酸エステルとをカップリング反応させることで、末端基キノリンと中間基ピリジンとからなる基のブロモ体を合成することができる。
【００９２】
【化５３】
【００９３】
なお、下記反応式（１６）または（１７）に従って、以上のようにして得られたジブロモピリジンの塩化亜鉛錯体と、トリフラート化したキノリンとをカップリング反応させることでも、末端基キノリンと中間基ピリジンとからなる基のブロモ体を合成することができる。
【００９４】
【化５４】
【００９５】
ここでは、末端基の原料としてキノリンの５位に反応性置換基が結合した化合物を用いた合成法を例示したが、原料として他の位置に反応性置換基が置換したキノリンを用いることによって、また、反応性置換基が結合したキノリンではなく反応性置換基が結合したイソキノリンを用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。また、中間基の原料としてピリジンの２，５ブロモ置換体を用いた合成法を例示したが、原料として他の位置にブロモが置換したものを用いることによって、また、臭化物ではなくヨウ化物を用いることによっても、それぞれ対応する目的物を得ることができる。
【００９６】
＜反応性の置換基を有する中心骨格アントラセンの合成＞
＜９，１０−ジブロモアントラセン＞
下記反応式（１８）に示すように、アントラセンを適当な臭素化剤を用いて臭素化することにより、９，１０−ジブロモアントラセンが得られる。適当な臭素化剤としては臭素、またはＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などが挙げられる。
【００９７】
【化５５】
【００９８】
＜９，１０−ジアントラセン亜鉛錯体＞
下記反応式（１９）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、塩化亜鉛や塩化亜鉛テトラメチルエチレンジアミン錯体（ＺｎＣｌ2・ＴＭＥＤＡ）と反応させることにより、９，１０−ジアントラセン亜鉛錯体を合成することができる。反応式（１９）において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。なお、９，１０−ジブロモアントラセンのような臭化物の代わりに、塩化物またはヨウ化物を用いても、同様に合成することができる。
【００９９】
【化５６】
【０１００】
＜９，１０−アントラセンジボロン酸（またはボロン酸エステル）＞
下記反応式（２０）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチルまたはホウ酸トリイソプロピルなどと反応させることにより、９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを合成することができる。さらに、下記反応式（２１）で該９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを加水分解することにより、９，１０−アントラセンジボロン酸を合成することができる。反応式（２０）において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【０１０１】
【化５７】
【０１０２】
また、下記反応式（２２）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンを、有機リチウム試薬を用いてリチオ化するか、マグネシウムや有機マグネシウム試薬を用いてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬とし、ビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランと反応させることにより、他の９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを合成することができる。また、下記反応式（２３）に示すように、９，１０−ジブロモアントラセンとビス（ピナコラート）ジボロンまたは４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを、パラジウム触媒と塩基を用いてカップリング反応させることにより、同様の９，１０−アントラセンジボロン酸エステルを合成することができる。反応式（２２）において、Ｒは直鎖または分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖または炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【０１０３】
【化５８】
【０１０４】
なお、上記反応式（２０）、（２２）または（２３）において、９，１０−ジブロモアントラセンのような臭化物の代わりに、塩化物、ヨウ化物またはトリフラートを用いても、同様に合成することができる。
【０１０５】
＜反応性の置換基を有するアントラセンと「末端−中間」基とを結合する方法＞
上述するように、「末端−中間」基については、ビピリジンのブロモ体（反応式（１）〜（２））、ボロン酸、ボロン酸エステル（反応式（３）〜（６））、ピリジルキノリンのトリフラート（反応式（７）〜（９））、ボロン酸、ボロン酸エステル（反応式（１０））、キノリニルピリジンのブロモ体（反応式（１４）〜（１７））を合成することができ、反応性の置換基を有するアントラセンについては、アントラセンのブロモ体（反応式（１８））、塩化亜鉛錯体（反応式（１９））、ボロン酸、ボロン酸エステル（反応式（２０）〜（２３））を合成することができるので、これまでの説明で用いたカップリング反応を参考にして、「末端−中間」基とアントラセンとを結合することにより本発明のアントラセン誘導体を合成することができる。
【０１０６】
この最終的なカップリング反応においては、式（１）で表されるアントラセン誘導体のＰｙ1とＰｙ2とを異なる構造にするため、まず反応性の置換基を有するアントラセンと１倍モル相当の「末端−中間」基の化合物とを反応させ、精製して所望の中間体を得た後、この中間体に先とは異なる「末端−中間」基の化合物を反応させる（すなわち２段階に分けて反応させる）。
【０１０７】
（２）９，１０位に中間基が結合したアントラセンに末端基を結合する方法
この方法についても、上述した種々のカップリング反応を参考にして、まずアントラセンの９，１０位に中間基を結合させ、この中間基に末端基を結合すればよい。この際に、式（１）で表されるアントラセン誘導体のＰｙ1とＰｙ2とを異なる構造にするため、アントラセンへの中間基の結合段階において２段階の反応で異なる中間基を結合したり、中間基への末端基の結合段階において２段階の反応で異なる末端基を結合したりすることで所望のアントラセン誘導体を合成することができる。
【０１０８】
＜反応で用いられる試薬について＞
カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例としては、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4、ＰｄＣｌ2（ＰＰｈ3）2、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、ビス（トリｔ−ブチルホスフィノ）パラジウム（０）、または（１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン）ジクロロパラジウム（ＩＩ）があげられる。
【０１０９】
また、反応を促進させるため、場合によりこれらのパラジウム化合物にホスフィン化合物を加えてもよい。そのホスフィン化合物の具体例としては、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、１−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（メトキシメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１，１’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、２，２’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、２−メトキシ−２’−（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、または２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニルがあげられる。
【０１１０】
反応で用いられる塩基の具体例としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、またはフッ化カリウムがあげられる。
【０１１１】
また、反応で用いられる溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、１，２，４−トリメチルベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、１，４−ジオキサン、メタノール、エタノール、シクロペンチルメチルエーテルまたはイソプロピルアルコールがあげられる。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
【０１１２】
３．有機電界発光素子
本発明に係るアントラセン誘導体は、例えば、有機電界発光素子の材料として用いることができる。以下に、本実施形態に係る有機電界発光素子について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【０１１３】
＜有機電界発光素子の構造＞
図１に示された有機電界発光素子１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陽極１０２と、陽極１０２の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた陰極１０８とを有する。
【０１１４】
なお、有機電界発光素子１００は、作製順序を逆にして、例えば、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陰極１０８と、陰極１０８の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた陽極１０２とを有する構成としてもよい。
【０１１５】
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極１０２と発光層１０５と電子輸送層１０６および／または電子注入層１０７と陰極１０８とからなる構成として、正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
【０１１６】
有機電界発光素子を構成する層の態様としては、上述する「基板／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」の構成態様の他に、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子注入層／陰極」の構成態様であってもよい。
【０１１７】
＜有機電界発光素子における基板＞
基板１０１は、有機電界発光素子１００の支持体となるものであり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板１０１は、目的に応じて板状、フィルム状、またはシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、および、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、０．２ｍｍ以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ2などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板１０１には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルムまたはシートを基板１０１として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
【０１１８】
＜有機電界発光素子における陽極＞
陽極１０２は、発光層１０５へ正孔を注入する役割を果たすものである。なお、陽極１０２と発光層１０５との間に正孔注入層１０３および／または正孔輸送層１０４が設けられている場合には、これらを介して発光層１０５へ正孔を注入することになる。
【０１１９】
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物および有機化合物があげられる。無機化合物としては、例えば、金属（アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど）、金属酸化物（インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など）、ハロゲン化金属（ヨウ化銅など）、硫化銅、カーボンブラック、ＩＴＯガラスやネサガラスなどがあげられる。有機化合物としては、例えば、ポリ（３−メチルチオフェン）などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどがあげられる。その他、有機電界発光素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
【０１２０】
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば１００〜５Ω／□、好ましくは５０〜５Ω／□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
【０１２１】
＜有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層＞
正孔注入層１０３は、陽極１０２から移動してくる正孔を、効率よく発光層１０５内または正孔輸送層１０４内に注入する役割を果たすものである。正孔輸送層１０４は、陽極１０２から注入された正孔または陽極１０２から正孔注入層１０３を介して注入された正孔を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たすものである。正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
【０１２２】
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
【０１２３】
正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、ｐ型半導体、有機電界発光素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど）、ビス（Ｎ−アリルカルバゾール）またはビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体（芳香族第３級アミノ基を主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、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、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などのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニンなど）、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されるものではない。
【０１２４】
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、または、電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）または２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの強い電子受容体が知られている（例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」および文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73（6）,729-731（1998）」を参照）。これらは、電子供与型ベース物質（正孔輸送物質）における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数および移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体（ＴＰＤなど）またはスターバーストアミン誘導体（ＴＤＡＴＡなど）、あるいは、特定の金属フタロシアニン（特に、亜鉛フタロシアニンＺｎＰｃなど）が知られている（特開2005-167175号公報）。
【０１２５】
＜有機電界発光素子における発光層＞
発光層１０５は、電界を与えられた電極間において、陽極１０２から注入された正孔と、陰極１０８から注入された電子とを再結合させることにより発光するものである。発光層１０５を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物（発光性化合物）であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光（蛍光および／または燐光）効率を示す化合物であるのが好ましい。
【０１２６】
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
【０１２７】
ホスト材料の使用量はホスト材料の種類によって異なり、そのホスト材料の特性に合わせて決めればよい。ホスト材料の使用量の目安は、好ましくは発光材料全体の５０〜９９．９９９重量％であり、より好ましくは８０〜９９．９５重量％であり、さらに好ましくは９０〜９９．９重量％である。
【０１２８】
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい（例えば、使用量が多すぎると、濃度消光現象のおそれがある）。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光材料全体の０．００１〜５０重量％であり、より好ましくは０．０５〜２０重量％であり、さらに好ましくは０．１〜１０重量％である。
【０１２９】
本実施形態に係る発光素子の発光材料は蛍光性であっても燐光性であってもどちらでもかまわない。
【０１３０】
ホスト材料としては、特に限定されるものではないが、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムをはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、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などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ピロロピロール誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ポリマー系では、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、そして、ポリチオフェン誘導体が好適に用いられる。
【０１３１】
その他、ホスト材料としては、化学工業２００４年６月号１３頁、および、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【０１３２】
また、ドーパント材料としては、特に限定されるものではなく、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。具体的には、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、ルブレンおよびクリセ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などのビススチリル誘導体（特開平１−２４５０８７号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、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など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などのクマリン誘導体、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、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、ピロメテン誘導体、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、デアザフラビン誘導体、フルオレン誘導体およびベンゾフルオレン誘導体などがあげられる。
【０１３３】
発色光ごとに例示すると、青〜青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデン、クリセンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、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、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどの芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、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、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などがあげられる。
【０１３４】
また、緑〜黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体およびルブレンなどのナフタセン誘導体などがあげられ、さらに上記青〜青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。
【０１３５】
さらに、橙〜赤色ドーパント材料としては、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、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、フェノキサゾン誘導体およびチアジアゾロピレン誘導体などあげられ、さらに上記青〜青緑色および緑〜黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。さらに、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）に代表されるイリジウムや白金を中心金属とした燐光性金属錯体も好適な例としてあげられる。
【０１３６】
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、および、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【０１３７】
上述するドーパント材料の中でも、特にペリレン誘導体、ボラン誘導体、アミン含有スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体または白金錯体が好ましい。
【０１３８】
ペリレン誘導体としては、例えば、３，１０−ビス（２，６−ジメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジフェニルペリレン、３，４−ジフェニルペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、３−（１’−ピレニル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３−（９’−アントリル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３，３’−ビス（８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレニル）などがあげられる。
また、特開平11-97178号公報、特開2000-133457号公報、特開2000-26324号公報、特開2001-267079号公報、特開2001-267078号公報、特開2001-267076号公報、特開2000-34234号公報、特開2001-267075号公報、および特開2001-217077号公報などに記載されたペリレン誘導体を用いてもよい。
【０１３９】
ボラン誘導体としては、例えば、１，８−ジフェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−フェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、４−（９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、４−（１０’−フェニル−９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、９−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−ビフェニリル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセンなどがあげられる。
また、国際公開第2000/40586号パンフレットなどに記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
【０１４０】
アミン含有スチリル誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（１−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（９−フェナントリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、４，４’−ビス[４”−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ビフェニル、１，４−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ベンゼン、２，７−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−９，９−ジメチルフルオレン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニル、４，４’−ビス（９−フェニル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニルなどがあげられる。 また、特開2003-347056号公報、および特開2001-307884号公報などに記載されたアミン含有スチリル誘導体を用いてもよい。
【０１４１】
芳香族アミン誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルアントラセン−９，１０−ジアミン、９，１０−ビス（４−ジフェニルアミノ−フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（１−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（２−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、１０−ジ−ｐ−トリルアミノ−９−（４−ジ−ｐ−トリルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（４−ジフェニルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（６−ジフェニルアミノ−２−ナフチル）アントラセン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[６−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−２−イル]−ジフェニルアミン、４，４’−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]ビフェニル、４，４’−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]ビフェニル、４，４”−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]−ｐ−テルフェニル、４，４”−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]−ｐ−テルフェニルなどがあげられる。
また、特開2006-156888号公報などに記載された芳香族アミン誘導体を用いてもよい。
【０１４２】
クマリン誘導体としては、クマリン−６、クマリン−３３４などがあげられる。
また、特開2004-43646号公報、特開2001-76876号公報、および特開平6-298758号公報などに記載されたクマリン誘導体を用いてもよい。
【０１４３】
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどがあげられる。
【化５９】
また、特開2005-126399号公報、特開2005-097283号公報、特開2002-234892号公報、特開2001-220577号公報、特開2001-081090号公報、および特開2001-052869号公報などに記載されたピラン誘導体を用いてもよい。
【０１４４】
イリジウム錯体としては、下記のＩｒ（ｐｐｙ）3などがあげられる。
【化６０】
また、特開2006-089398号公報、特開2006-080419号公報、特開2005-298483号公報、特開2005-097263号公報、および特開2004-111379号公報などに記載されたイリジウム錯体を用いてもよい。
【０１４５】
白金錯体としては、下記のＰｔＯＥＰなどがあげられる。
【化６１】
また、特開2006-190718号公報、特開2006-128634号公報、特開2006-093542号公報、特開2004-335122号公報、および特開2004-331508号公報などに記載された白金錯体を用いてもよい。
【０１４６】
＜有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層＞
電子注入層１０７は、陰極１０８から移動してくる電子を、効率よく発光層１０５内または電子輸送層１０６内に注入する役割を果たすものである。電子輸送層１０６は、陰極１０８から注入された電子または陰極１０８から電子注入層１０７を介して注入された電子を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たすものである。電子輸送層１０６および電子注入層１０７は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
【０１４７】
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することをつかさどる層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。
【０１４８】
電子輸送層１０６または電子注入層１０７を形成する材料（電子輸送材料）として、上記式（１）で表される化合物を用いることができる。なかでも、上記式（１−１）〜式（１−１１４）で表されるアントラセン誘導体や上記式（１−２０１）〜式（１−４８０）で表されるアントラセン誘導体が好ましい。
電子輸送層１０６または電子注入層１０７における上記式（１）で表されるアントラセン誘導体の含有量は、誘導体の種類によって異なり、その誘導体の特性に合わせて決めればよい。上記式（１）で表されるアントラセン誘導体の含有量の目安は、好ましくは電子輸送層用材料（または電子注入層用材料）の全体の１〜１００重量％であり、より好ましくは１０〜１００重量％であり、さらに好ましくは５０〜１００重量％であり、特に好ましくは８０〜１００重量％である。上記式（１）で表されるアントラセン誘導体を単独（１００重量％）で用いない場合には、以下に詳述する他の材料を混合すればよい。
【０１４９】
他の電子輸送層または電子注入層を形成する材料としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機電界発光素子の電子注入層および電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【０１５０】
電子輸送層または電子注入層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香環もしくは複素芳香環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香環誘導体（本発明の誘導体は除く）、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などがあげられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。中でも、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセンなどのアントラセン誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルなどのスチリル系芳香環誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル、１，３，５−トリス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼンなどのカルバゾール誘導体が、耐久性の観点から好ましく用いられる。
【０１５１】
また、他の電子伝達化合物の具体例として、ピリジン誘導体（本発明の誘導体は除く）、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体（本発明の誘導体は除く）、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体（１，３−ビス［（４−ｔ−ブチルフェニル）１，３，４−オキサジアゾリル］フェニレンなど）、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体（Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなど）、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノリノール系金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体（２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンなど）、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体（トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼンなど）、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、キノリン誘導体（本発明の誘導体は除く）、テルピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、ビピリジン誘導体（本発明の誘導体は除く）、テルピリジン誘導体（１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−テルピリジニル））ベンゼンなど）、ナフチリジン誘導体（ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドなど）、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。
【０１５２】
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。
【０１５３】
上述した材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【０１５４】
上述した材料の中でも、キノリノール系金属錯体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体またはベンゾイミダゾール誘導体が好ましい。
【０１５５】
キノリノール系金属錯体は、下記一般式（Ｅ−１）で表される化合物である。
【化６２】
式中、Ｒ1〜Ｒ6は水素または置換基であり、ＭはＡｌ、Ｇａ、ＢｅまたはＺｎであり、ｎは２または３の整数である。
【０１５６】
キノリノール系金属錯体の具体例としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）ベリリウムなどがあげられる。
【０１５７】
ビピリジン誘導体は、下記一般式（Ｅ−２）で表される化合物である。
【化６３】
式中、Ｇは単なる結合手またはｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。また、ピリジン−ピリジンまたはピリジン−Ｇの結合に用いられない炭素原子は置換されていてもよい。
【０１５８】
一般式（Ｅ−２）のＧとしては、例えば、以下の構造式のものがあげられる。なお、下記構造式中のＲは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
【化６４】
【０１５９】
ピリジン誘導体の具体例としては、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−５−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−５−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，４’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，４’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（３，４’−ビピリジル−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（３，４’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）チオフェン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）チオフェン、６’６”−ジ（２−ピリジル）２，２’：４’，４”：２”，２”’−クアテルピリジンなどがあげられる。
【０１６０】
フェナントロリン誘導体は、下記一般式（Ｅ−３−１）または（Ｅ−３−２）で表される化合物である。
【化６５】
式中、Ｒ1〜Ｒ8は水素または置換基であり、隣接する基は互いに結合して縮合環を形成してもよく、Ｇは単なる結合手またはｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。また、一般式（Ｅ−３−２）のＧとしては、例えば、ビピリジン誘導体の欄で説明したものと同じものがあげられる。
【０１６１】
フェナントロリン誘導体の具体例としては、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼン、９，９’−ジフルオル−ビス（１，１０−フェナントロリン−５−イル）、バソクプロインや１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどがあげられる。
【０１６２】
特に、フェナントロリン誘導体を電子輸送層、電子注入層に用いた場合について説明する。長時間にわたって安定な発光を得るには、熱的安定性や薄膜形成性に優れた材料が望まれ、フェナントロリン誘導体の中でも、置換基自身が三次元的立体構造を有するか、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するもの、あるいは複数のフェナントロリン骨格を連結したものが好ましい。さらに、複数のフェナントロリン骨格を連結する場合、連結ユニット中に共役結合、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素、置換もしくは無置換の芳香複素環を含んでいる化合物がより好ましい。
【０１６３】
ボラン誘導体は、下記一般式（Ｅ−４）で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
【化６６】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｘは、置換されていてもよいアリーレン基であり、Ｙは、置換されていてもよい炭素数１６以下のアリール基、置換ボリル基、または置換されていてもよいカルバゾール基であり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０１６４】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−１）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−１−１）〜（Ｅ−４−１−４）で表される化合物が好ましい。具体例としては、９−［４−（４−ジメシチルボリルナフタレン−１−イル）フェニル］カルバゾール、９−［４−（４−ジメシチルボリルナフタレン−１−イル）ナフタレン−１−イル］カルバゾールなどがあげられる。
【化６７】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｒ21およびＲ22は、それぞれ独立して、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｘ1は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレン基であり、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数であり、そして、ｍはそれぞれ独立して０〜４の整数である。
【０１６５】
【化６８】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35およびＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０１６６】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−２）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−２−１）で表される化合物が好ましい。
【化６９】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｘ1は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレン基であり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０１６７】
【化７０】
式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35およびＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０１６８】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−３）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−３−１）または（Ｅ−４−３−２）で表される化合物が好ましい。
【化７１】
式中、Ｒ11およびＲ12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換シリル基、置換されていてもよい窒素含有複素環基、またはシアノ基の少なくとも一つであり、Ｒ13〜Ｒ16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル基、または置換されていてもよいアリール基であり、Ｘ1は、置換されていてもよい炭素数１０以下のアリーレン基であり、Ｙ1は、置換されていてもよい炭素数１４以下のアリール基であり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０１６９】
【化７２】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35およびＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０１７０】
ベンゾイミダゾール誘導体は、下記一般式（Ｅ−５）で表される化合物である。
【化７３】
式中、Ａｒ1〜Ａｒ3はそれぞれ独立に水素または置換されてもよい炭素数６〜３０のアリールである。特に、Ａｒ1が置換されてもよいアントリルであるベンゾイミダゾール誘導体が好ましい。
【０１７１】
炭素数６〜３０のアリールの具体例は、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、アセナフチレン−１−イル、アセナフチレン−３−イル、アセナフチレン−４−イル、アセナフチレン−５−イル、フルオレン−１−イル、フルオレン−２−イル、フルオレン−３−イル、フルオレン−４−イル、フルオレン−９−イル、フェナレン−１−イル、フェナレン−２−イル、１−フェナントリル、２−フェナントリル、３−フェナントリル、４−フェナントリル，９−フェナントリル、１−アントリル、２−アントリル、９−アントリル、フルオランテン−１−イル、フルオランテン−２−イル、フルオランテン−３−イル、フルオランテン−７−イル、フルオランテン−８−イル、トリフェニレン−１−イル、トリフェニレン−２−イル、ピレン−１−イル、ピレン−２−イル、ピレン−４−イル、クリセン−１−イル、クリセン−２−イル、クリセン−３−イル、クリセン−４−イル、クリセン−５−イル、クリセン−６−イル、ナフタセン−１−イル、ナフタセン−２−イル、ナフタセン−５−イル、ペリレン−１−イル、ペリレン−２−イル、ペリレン−３−イル、ペンタセン−１−イル、ペンタセン−２−イル、ペンタセン−５−イル、ペンタセン−６−イルである。
【０１７２】
ベンゾイミダゾール誘導体の具体例は、１−フェニル−２−（４−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル）−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（３−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾールである。
【０１７３】
電子輸送層または電子注入層には、さらに、電子輸送層または電子注入層を形成する材料を還元できる物質を含んでいてもよい。この還元性物質は、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを好適に使用することができる。
好ましい還元性物質としては、Ｎａ（仕事関数２．３６ｅＶ）、Ｋ（同２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（同２．１６ｅＶ）またはＣｓ（同１．９５ｅＶ）などのアルカリ金属や、Ｃａ（同２．９ｅＶ）、Ｓｒ（同２．０〜２．５ｅＶ）またはＢａ（同２．５２ｅＶ）などのアルカリ土類金属が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、Ｋ、ＲｂまたはＣｓのアルカリ金属であり、さらに好ましくはＲｂまたはＣｓであり、最も好ましいのはＣｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性物質として、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂ、またはＣｓとＮａとＫとの組み合わせが好ましい。Ｃｓを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
【０１７４】
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０８は、電子注入層１０７および電子輸送層１０６を介して、発光層１０５に電子を注入する役割を果たすものである。
【０１７５】
陰極１０８を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極１０２を形成する材料と同様のものを用いることができる。なかでも、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムおよびマグネシウムなどの金属またはそれらの合金（マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム／アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など）などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されるものではない。
【０１７６】
さらに、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例としてあげられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
【０１７７】
＜各層で用いてもよい結着剤＞
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
【０１７８】
＜有機電界発光素子の作製方法＞
有機電界発光素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、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、印刷法、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などの方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造および会合構造などにより異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０-6〜１０-3Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚２ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【０１７９】
次に、有機電界発光素子を作製する方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ホスト材料とドーパント材料からなる発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機電界発光素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法などにより形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法などにより形成させて陰極とすることにより、目的の有機電界発光素子が得られる。なお、上述の有機電界発光素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１８０】
このようにして得られた有機電界発光素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明または半透明の電極側（陽極または陰極、および両方）より発光が観測できる。また、この有機電界発光素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１８１】
＜有機電界発光素子の応用例＞
また、本発明は、有機電界発光素子を備えた表示装置または有機電界発光素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置は、本実施形態にかかる有機電界発光素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
【０１８２】
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる（例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照）。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式などがあげられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
【０１８３】
マトリクスとは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されたものをいい、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
【０１８４】
セグメント方式（タイプ）では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などがあげられる。
【０１８５】
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどがあげられる（例えば、特開2003-257621号公報、特開2003-277741号公報、特開2004-119211号公報など参照）。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式のものが蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
【実施例】
【０１８６】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。まず、実施例で用いたアントラセン誘導体の合成例について、以下に説明する。
【０１８７】
＜式（１−７）で表されるアントラセン誘導体の合成例＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アントラセン（３．０ｇ）、５−ブロモ−２，２’−ビピリジン（１．６５ｇ）、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4（０．２４ｇ）、リン酸カリウム（２．９７ｇ）、ジオキサン（７５ｍｌ）、および水（１５ｍｌ）の入ったフラスコを、８０℃で７．５時間加熱攪拌した。一旦室温まで冷却した後、６−ブロモ−２，３’−ビピリジン（３．３ｇ）を加え、還流温度でさらに１時間加熱攪拌した。反応液を室温まで冷却した後、反応液をエバポレーターにて濃縮し、さらに水洗操作にて塩を除去した。得られた固体から有機物をトルエンにて抽出し、得られた有機物を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（展開液：トルエン／酢酸エチル混合溶媒）で精製した。この際、「有機化学実験のてびき（１）−物質取扱法と分離精製法−」株式会社化学同人出版、９４頁に記載の方法を参考にして、展開液中の酢酸エチルの比率を徐々に増加させて目的物を溶出させた。さらにトルエンから再結晶することで、式（１−７）で表されるアントラセン誘導体である５−（１０−（２，３’−ビピリジン−６−イル）アントラセン−９−イル）−２，２’−ビピリジン（０．２７ｇ）を得た。
【０１８８】
【化７４】
【０１８９】
ＤＳＣ測定によるガラス転移温度（Ｔｇ）は１１７℃であった。
また、ＮＭＲ測定により得られたアントラセン誘導体の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：９．３（ｍ，１Ｈ）、８．８（ｍ，２Ｈ）、８．７（ｍ，２Ｈ）、８．６（ｍ，１Ｈ）、８．４（ｍ，１Ｈ）、８．１（ｔ，１Ｈ）、７．９−８．０（ｍ，３Ｈ）、７．７（ｍ，４Ｈ）、７．６（ｍ，１Ｈ）、７．４（ｍ，６Ｈ）．
【０１９０】
＜式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体の合成例＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アントラセン（４．０ｇ）、５−ブロモ−２，２’−ビピリジン（３．６ｇ）、５−ブロモ−３，４’−ビピリジン（４．８ｇ）、Ｐｄ2（ｄｂａ）3（０．２２ｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（０．１６ｇ）、リン酸カリウム（１１．９ｇ）および１，２，４−トリメチルベンゼン（２５ｍｌ）の入ったフラスコを、１７５℃で２０時間加熱攪拌した。反応液を室温まで冷却し、吸引濾過にて沈殿物を除去した溶液を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（展開液：トルエン／酢酸エチル混合溶媒）で精製した。この際、「有機化学実験のてびき（１）−物質取扱法と分離精製法−」株式会社化学同人出版、９４頁に記載の方法を参考にして、展開液中の酢酸エチルの比率を徐々に増加させて目的物を溶出させた。さらにＴＨＦ／エタノールから再結晶することで、式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体である５−（１０−（２，２’−ビピリジン−５−イル）アントラセン−９−イル）−３，４’−ビピリジン（０．８６ｇ）を得た。
【０１９１】
【化７５】
【０１９２】
ＤＳＣ測定によるガラス転移温度（Ｔｇ）は１２２℃であった。
また、ＮＭＲ測定により得られたアントラセン誘導体の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：９．１５（ｍ，１Ｈ）、８．７５−８．８５（ｍ，５Ｈ）、８．７（ｍ，１Ｈ）、８．６（ｍ，１Ｈ）、８．１（ｍ，１Ｈ）、８．０（ｍ，１Ｈ）、７．９５（ｔ，１Ｈ）、７．８（ｍ，２Ｈ）、７．７ （ｍ，２Ｈ）、７．６５（ｍ，２Ｈ）、７．４−７．５（ｍ，５Ｈ）．
【０１９３】
＜式（１−１）で表されるアントラセン誘導体の合成例＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アントラセン（４．０ｇ）、５−ブロモ−２，２’−ビピリジン（５．４７ｇ）、５−ブロモ−２，３’−ビピリジン（４．３７ｇ）、Ｐｄ2（ｄｂａ）3（０．１７ｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（０．１０ｇ）、リン酸カリウム（１１．９ｇ）および１，２，４−トリメチルベンゼン（２０ｍｌ）の入ったフラスコを、１７５℃で２２時間加熱攪拌した。反応液を室温まで冷却し、吸引濾過にて沈殿物を除去した溶液を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（展開液：トルエン／酢酸エチル混合溶媒）で精製した。この際、「有機化学実験のてびき（１）−物質取扱法と分離精製法−」株式会社化学同人出版、９４頁に記載の方法を参考にして、展開液中の酢酸エチルの比率を徐々に増加させて目的物を溶出させた。さらにＴＨＦから再結晶することで、式（１−１）で表されるアントラセン誘導体である５−（１０−（２，３’−ビピリジン−５−イル）アントラセン−９−イル）−２，２’−ビピリジン（０．９８ｇ）を得た。
【０１９４】
【化７６】
【０１９５】
ＮＭＲ測定により得られたアントラセン誘導体の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：９．４（ｓ，１Ｈ）、８．７−８．９（ｍ，５Ｈ）、８．５５（ｍ，２Ｈ）、８．０５（ｍ，１Ｈ）、８．０（ｍ，２Ｈ）、７．９（ｍ，１Ｈ）、７．７５（ｍ，４Ｈ）、７．５（ｍ，１Ｈ）、７．４（ｍ，５Ｈ）．
【０１９６】
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他のアントラセン誘導体を合成することができる。
【０１９７】
以下、本発明をさらに詳細に説明するために各実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１９８】
実施例１および比較例１、２に係る電界発光素子を作製し、それぞれ、定電流駆動試験における駆動開始電圧（Ｖ）、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間（ｈ）の測定を行った。以下、実施例および比較例について詳細に説明する。
【０１９９】
作製した実施例１および比較例１、２に係る電界発光素子における、各層の材料構成を下記表１に示す。
【表１】
【０２００】
表１において、「ＣｕＰｃ」は銅フタロシアニン、「ＮＰＤ」はＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、化合物（Ａ）は９−フェニル−１０−〔６−（１，１’；３，１”）テルフェニル−５’−イル〕ナフタレン−２−イルアントラセン、化合物（Ｂ）はＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４，４’−ジアミノスチルベン、化合物（Ｃ）は５，５’−（２−フェニルアントラセン−９，１０−ジイル）ジ−２，２’−ビピリジン、化合物（Ｄ）は６，６’−（２−フェニルアントラセン−９，１０−ジイル）ジ−２，３’−ビピリジンであり、それぞれ、下記の化学構造を有する。
【０２０１】
【化７７】
【０２０２】
＜実施例１＞
スパッタリングにより１８０ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを１５０ｎｍまで研磨して得られる２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＣｕＰｃを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ａ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ｂ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、式（１−７）で表されるアントラセン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０２０３】
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を５×１０-4Ｐａまで減圧し、まず、ＣｕＰｃが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚５０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、ついで、ＮＰＤが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（Ａ）が入った蒸着用ボートと化合物（Ｂ）の入った蒸着用ボートを同時に加熱して膜厚３５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）の重量比がおよそ９５対５になるように蒸着速度を調節した。次に、式（１−７）で表されるアントラセン誘導体の入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成した。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒であった。
【０２０４】
その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚０．５ｎｍになるように０．００３〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚１００ｎｍになるように０．０１〜１０ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、陰極を形成し、有機電界発光素子を得た。
【０２０５】
ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、波長約４５５ｎｍの青色発光が得られた。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は４．８９Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は４８時間だった。
【０２０６】
＜比較例１＞
式（１−７）で表されるアントラセン誘導体を化合物（Ｃ）に替えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は５．０９Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は１８時間だった。
【０２０７】
＜比較例２＞
式（１−７）で表されるアントラセン誘導体を化合物（Ｄ）に替えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は５．６４Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は３０時間だった。
【０２０８】
次に実施例２、３および比較例３に係る電界発光素子を作製し、それぞれ、定電流駆動試験における駆動開始電圧（Ｖ）、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間（ｈ）の測定を行った。以下、実施例および比較例について詳細に説明する。
【０２０９】
作製した実施例２、３および比較例３に係る電界発光素子における、各層の材料構成を下記表２に示す。
【表２】
【０２１０】
表２において、化合物（Ｅ）は５，９−ビス（ジフェニルアミノ）−７，７−ジフェニル−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレンであり、下記の化学構造を有する。
【化７８】
【０２１１】
＜実施例２＞
スパッタリングにより１８０ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを１５０ｎｍまで研磨して得られる２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＣｕＰｃを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ａ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ｅ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０２１２】
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を５×１０-4Ｐａまで減圧し、まず、ＣｕＰｃが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚５０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、ついで、ＮＰＤが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（Ａ）が入った蒸着用ボートと化合物（Ｅ）の入った蒸着用ボートを同時に加熱して膜厚３５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。化合物（Ａ）と化合物（Ｅ）の重量比がおよそ９５対５になるように蒸着速度を調節した。次に、式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体の入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成した。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒であった。
【０２１３】
その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚０．５ｎｍになるように０．００３〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して膜厚１００ｎｍになるように０．０１〜１０ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、陰極を形成し、有機電界発光素子を得た。
【０２１４】
ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、直流電圧を印加すると、波長約４６０ｎｍの青色発光が得られた。また、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は５．５１Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は１３２時間だった。
【０２１５】
＜実施例３＞
式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体を式（１−１）で表されるアントラセン誘導体に替えた以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は４．８６Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は６５時間だった。
【０２１６】
＜比較例３＞
式（１−１４）で表されるアントラセン誘導体を化合物（Ｃ）に替えた以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。その結果、駆動試験開始電圧は４．５４Ｖで、初期輝度から１０％輝度が減衰するまでの時間は５１時間だった。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明の好ましい態様によれば、特に発光素子の寿命を向上させ、駆動電圧とのバランスも優れた有機電界発光素子、それを備えた表示装置およびそれを備えた照明装置などを提供することができる。
【符号の説明】
【０２１８】
１００ 有機電界発光素子
１０１ 基板
１０２ 陽極
１０３ 正孔注入層
１０４ 正孔輸送層
１０５ 発光層
１０６ 電子輸送層
１０７ 電子注入層
１０８ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表されるアントラセン誘導体。
【化１】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（Ｌ−１）、式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）のいずれかで表される中間基と下記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない。
【化２】
【請求項２】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（Ｌ−１）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基、または、上記式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）で表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【請求項３】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素、炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【化３】
【請求項４】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではなく、そして、Ｐｙ1またはＰｙ2の一方が上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基である場合、他方は上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１２）のいずれかで表される基である、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【請求項５】
上記式（１）中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【請求項６】
下記式（１−７）で表される、請求項１に記載のアントラセン誘導体。
【化４】
【請求項７】
下記式（１−１４）で表される、請求項１に記載のアントラセン誘導体。
【化５】
【請求項８】
下記式（１−１）で表される、請求項１に記載のアントラセン誘導体。
【化６】
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載するアントラセン誘導体を含有する、電子輸送材料。
【請求項１０】
陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層と、前記陰極と該発光層との間に配置され、請求項９に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層および／または電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体およびベンゾイミダゾール誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項１０に記載する有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項１０または１１に記載する有機電界発光素子。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【請求項１４】
請求項１０〜１２のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
【請求項１】
下記式（１）で表されるアントラセン誘導体。
【化１】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（Ｌ−１）、式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）のいずれかで表される中間基と下記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない。
【化２】
【請求項２】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、または置換されていてもよいフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（Ｌ−１）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）、式（Ｔ−２）または式（Ｔ−３）のいずれかで表される末端基とが結合した基、または、上記式（Ｌ−２）または式（Ｌ−３）で表される中間基と上記式（Ｔ−１）で表される末端基とが結合した基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【請求項３】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素、炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、下記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【化３】
【請求項４】
上記式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではなく、そして、Ｐｙ1またはＰｙ2の一方が上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基である場合、他方は上記式（ＬＴ−１）〜（ＬＴ−１２）のいずれかで表される基である、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【請求項５】
上記式（１）中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル、またはフェニルであり、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は水素であり、Ｐｙ1およびＰｙ2は、それぞれ独立して、上記式（ＬＴ−１３）〜（ＬＴ−１８）のいずれかで表される基であり、そして、Ｐｙ1およびＰｙ2は同一構造ではない、請求項１に記載するアントラセン誘導体。
【請求項６】
下記式（１−７）で表される、請求項１に記載のアントラセン誘導体。
【化４】
【請求項７】
下記式（１−１４）で表される、請求項１に記載のアントラセン誘導体。
【化５】
【請求項８】
下記式（１−１）で表される、請求項１に記載のアントラセン誘導体。
【化６】
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載するアントラセン誘導体を含有する、電子輸送材料。
【請求項１０】
陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層と、前記陰極と該発光層との間に配置され、請求項９に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層および／または電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体およびベンゾイミダゾール誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項１０に記載する有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項１０または１１に記載する有機電界発光素子。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【請求項１４】
請求項１０〜１２のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１６８５５０（Ｐ２０１１−１６８５５０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３５１４４（Ｐ２０１０−３５１４４）
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（３１１００２０６７）ＪＮＣ株式会社 (208)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（３１１００２０６７）ＪＮＣ株式会社 (208)
【Ｆターム（参考）】
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