インデノピレン化合物及びこれを用いた有機発光素子
【課題】極めて高効率で高輝度かつ色純度の高い光出力を有する有機発光素子を提供する。
【解決手段】陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物層と、から構成され、該陽極及び該陰極のいずれかが透明電極又は半透明電極であり、該有機化合物層のうち少なくとも一層に下記一般式［１］又はＲ１０が［１］から構成されるダイマーであるインデノピレン化合物が少なくとも一種類含まれることを特徴とする、有機発光素子。
【解決手段】陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物層と、から構成され、該陽極及び該陰極のいずれかが透明電極又は半透明電極であり、該有機化合物層のうち少なくとも一層に下記一般式［１］又はＲ１０が［１］から構成されるダイマーであるインデノピレン化合物が少なくとも一種類含まれることを特徴とする、有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インデノピレン化合物及びこれを用いた有機発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、電極間に蛍光性又は燐光性有機化合物を含む薄膜が挟持されている素子である。また、各電極から電子及び正孔を注入することにより、蛍光性又は燐光性化合物の励起子を生成させ、この励起子が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放射する。有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は、低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、発光デバイスの薄型・軽量化が可能であることが挙げられる。このことから、有機発光素子は、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００３】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、色純度のよい青、緑、赤色発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分に解決したとは言えない。
【０００４】
上述した課題を解決する方法として、ピレン誘導体を有機発光素子の構成材料として使用して発光効率、色純度等を向上させている例が開示されている（特許文献１乃至５参照）。またフルオレン誘導体を有機発光素子の構成材料として使用して発光効率等を向上させている例も開示されている（特許文献６参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５９６１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９５８１号公報
【特許文献３】特開２００７−１９１６０３号公報
【特許文献４】米国特許第６８５２４２９号明細書
【特許文献５】米国特許第７２３３０１９号明細書
【特許文献６】米国特許第６８４９３４８号明細書
【特許文献７】特開２００５−３２５０９７号公報
【特許文献８】特開２００６−１５１８４５号公報
【特許文献９】特開２００７−６３２８５号公報
【特許文献１０】特開２００７−１４５７９９号公報
【特許文献１１】特開２００７−１６９１８２号公報
【非特許文献１】Ｓｔｅａｖｅｎ Ｌ．Ｍｕｒｏｖ，Ｉａｎ Ｃａｒｍｉｃｈａｅｌ，Ｇｏｒｄｏｎ Ｌ．Ｈｕｇ、Ｈａｎｄｏｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９３年
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２００３，６８，１１，４５８８
【非特許文献３】Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ， １４３（１）， ８９−９６； ２００４
【非特許文献４】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２０００，６５，２１，６９８２
【非特許文献５】Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ ２００１，５７，９８１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、新規のインデノピレン化合物を提供することにある。また本発明の他の目的は、極めて高効率で高輝度かつ色純度の高い光出力を有する有機発光素子を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、製造が容易でかつ比較的安価に作製が可能な有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインデノピレン化合物は、下記一般式［１］又は［２］で示されることを特徴とする。
【０００８】
【化１】
（式［１］において、Ｒ1乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【０００９】
【化２】
（式［２］において、ｎは２以上４以下の整数を表す。Ｌは、単結合、置換あるいは無置換のアルキレン基、置換あるいは無置換のアルケニレン基、置換あるいは無置換のアルキニレン基、ｎ価の置換あるいは無置換の芳香族基、ｎ価の置換あるいは無置換の複素環基、ｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基及びｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環複素環基から選ばれる置換基を表す。Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明のインデノピレン化合物は、特定の遷移における振動子強度の高い化合物である。このため本発明によれば、極めて高効率で高輝度かつ色純度の高い光出力を有する有機発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１２】
まず、本発明のインデノピレン化合物について説明する。
【００１３】
本発明のインデノピレン化合物は、下記一般式［１］又は［２］で示されることを特徴とする。
【００１４】
【化３】
【００１５】
まず式［１］で示されるインデノピレン化合物（第一の実施形態）について説明する。
【００１６】
式［１］において、Ｒ1乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【００１７】
式［１］で表されるＲ1、Ｒ3乃至Ｒ9、Ｒ11乃至Ｒ14は、好ましくは、水素原子である。式［１］で表されるＲ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は、好ましくは、水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基である。式［１］で表されるＲ10は、好ましくは、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、ハロゲン原子又は置換あるいは無置換のアミノ基である。
【００１８】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるアルキル基として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２−フルオロエチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、４−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、５−フルオロペンチル基、６−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、２−クロロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、４−クロロブチル基、５−クロロペンチル基、６−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、２−ブロモエチル基、ヨードメチル基、２−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、４−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、ベンジル基、２−フェニルエチル基、２−フェニルイソプロピル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、２−（１−ナフチル）エチル基、２−（２−ナフチル）エチル基、９−アントリルメチル基、２−（９−アントリル）エチル基、２−フルオロベンジル基、３−フルオロベンジル基、４−フルオロベンジル基、２―クロロベンジル基、３−クロロベンジル基、４−クロロベンジル基、２―ブロモベンジル基、３−ブロモベンジル基、４−ブロモベンジル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるアルケニル基として、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるアルキニル基として、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される芳香族基として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される複素環基として、ピリジル基、ピロリル基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ターピロリル基、チエニル基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、フリル基オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される縮合多環芳香族基として、ナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、クリセニル基、ジベンゾクリセニル基、ベンゾアントリル基、ジベンゾアントリル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、９，９−ジヒドロアントリル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、ベンゾフェナントリル基、下記に示される縮合多環芳香族化合物に由来する置換基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
【化４】
【００２５】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される縮合多環複素環基として、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、インドリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナジニル基、ジアザフルオレニル基、アザフルオレニル基、アザフルオランテニル基、アザベンゾフルオランテニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素、沃素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される置換あるいは無置換のアミノ基として、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ（９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ基、ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族基、複素環基、縮合多環芳香族基及び縮合多環複素環基が有してもよい置換基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等の芳香族基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル等の複素環基、９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレニル基、９，９，９’，９’−テトラメチル−９Ｈ−９Ｈ’−２，２’−ビフルオレニル基、フッ素、塩素、臭素、沃素等のハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
次に、本実施形態の好適例について以下に説明する。
【００３０】
本実施形態の第一の好適例として、以下の（ａ）乃至（ｃ）を満たす化合物が挙げられる。
（ａ）Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ5、Ｒ9、Ｒ11、Ｒ13及びＲ14が水素原子
（ｂ）Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ12が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基
（ｃ）Ｒ10が水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、ハロゲン原子又は置換あるいは無置換のアミノ基
この第一の好適例の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００３１】
【化５】
【００３２】
本実施形態の第二の好適例として、以下の（ａ）乃至（ｃ）を満たす化合物が挙げられる。
【００３３】
（ａ）Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ5、Ｒ9、及びＲ11乃至Ｒ14が水素原子
（ｂ）Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基
（ｃ）Ｒ10が水素原子、置換あるいは無置換の芳香族基又は置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基
【００３４】
この第二の好適例の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００３５】
【化６】
【００３６】
【化７】
【００３７】
本実施形態の第三の好適例として、以下の（ａ）乃至（ｃ）を満たす化合物が挙げられる。
【００３８】
（ａ）Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ6、Ｒ9、及びＲ11乃至Ｒ14が水素原子
（ｂ）Ｒ2、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基
（ｃ）Ｒ10が置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基又は置換あるいは無置換のアミノ基
この第三の好適例の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００３９】
【化８】
【００４０】
次に、式［２］で示されるインデノピレン化合物（第二の実施形態）について説明する。
【００４１】
式［２］において、ｎは、２以上４以下の整数を表す。
【００４２】
式［２］において、Ｌは、単結合、又は置換あるいは無置換のアルキレン基、置換あるいは無置換のアルケニレン基、置換あるいは無置換のアルキニレン基から選ばれる置換基を表す。ｎ価の置換あるいは無置換の芳香族基、ｎ価の置換あるいは無置換の複素環基、ｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基及びｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環複素環基から選ばれる置換基を表す。
【００４３】
Ｌで表されるアルキレン基として、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
Ｌで表されるアルケニレン基として、ビニレン基、プロぺニレン基、ブテニレン基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
Ｌで表されるアルキニレン基として、エチニレン基、プロピニレン基、１−メチル−２−プロピニレン基、１−エチル−２−プロピニレン基、ブチニレン基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
Ｌで表されるｎ価の芳香族環基として、ベンゼン、ビフェニル等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４７】
Ｌで表されるｎ価の複素環基として、ピリジン、ビピリジン等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
Ｌで表されるｎ価の縮合多環芳香族基として、フルオレン、ビフルオレン、ナフタレン、アントラセン、クリセン、ペリレン等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
Ｌで表されるｎ価の縮合多環複素環基として、アザフルオレン、ジアザフルオレン、ナフチリジン等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
上記のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、ｎ価の芳香族環基、ｎ価の複素環基、ｎ価の縮合多環芳香族基、ｎ価の縮合多環複素環基がさらに有してもよい置換基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等の芳香族基、チエニル基、ピロリル基等の複素環基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５１】
式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【００５２】
式［２］で表されるＲ1、Ｒ3乃至Ｒ9、及びＲ11乃至Ｒ14は、好ましくは、水素原子である。式［２］で表されるＲ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は、好ましくは、水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基である。
【００５３】
式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14で表される置換基の具体例は、式［１］で表されるＲ1乃至Ｒ14の置換基の具体例と同様である。また、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14で表される置換基が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族基、複素環基、縮合多環複素環基又は縮合多環芳香族基である場合、さらに置換基を有してもよい。その具体例は、式［１］で表されるＲ1乃至Ｒ14の具体例と同様である。
【００５４】
式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。また式［２］において、２個乃至４個のインデノピレン骨格がそれぞれ有する置換基のうち同じ番号の置換基は同じであっても異なっていてもよい。即ち、式［２］に示される２個乃至４個のインデノピレン骨格が有する置換基Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14のうち、同じ番号の置換基についてはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【００５５】
次に、本実施形態の具体例について以下に説明する。
【００５６】
本実施形態の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００５７】
【化９】
【００５８】
本発明のインデノピレン化合物は有機発光素子の構成材料として使用できる。特に、発光層の構成材料として使用できる。発光層の構成材料として本発明のインデノピレン化合物を使用した有機発光素子は、色純度、発光効率に優れた有機発光素子となる。
【００５９】
ところで非特許文献１によると、ピレンの量子収率は０．６５であり、フルオレンの量子収率は０．６８であるので、共に量子収率が高い。従って、これらが単結合等で結合した化合物も量子収率が高いことが示唆される。現にピレン誘導体とフルオレン誘導体とを単結合等で結合した化合物において、発光効率等を向上させている例が開示されている（特許文献７乃至１１参照）。一方で単結合等ではなく、１つの骨格内でピレン骨格及びフルオレン骨格を含有するインデノピレン化合物も量子収率が高い。またインデノピレン骨格は、単結合等でピレン骨格及びフルオレン骨格を結合した化合物よりリジッドな構造である。このためインデノピレン化合物は、ストークスシフトが小さく、ある特定の遷移における振動子強度が高いので色純度が向上する。尚、インデノピレン化合物として、インデノ〔１，２−ａ〕ピレン、インデノ〔２，１−ａ〕ピレン、インデノ〔１，２−ｅ〕ピレン及びインデノ〔２，１−ｅ〕ピレンが挙げられる。これらの化合物のうち分子軌道計算の結果から、インデノ〔１，２−ａ〕ピレンが、振動子強度が高い上に合成が簡易で安価に製造が可能である。
【００６０】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
【００６１】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物層、から構成される。また、該陽極及び該陰極のいずれかが透明電極又は半透明電極である。
【００６２】
以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子についてより詳細に説明する。
【００６３】
図１は、本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。図１の有機発光素子１０は、基板１上に、陽極２、発光層３及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子１０は、発光層３が、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を全て有する有機化合物で構成されている場合に有用である。また、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能のいずれかの特性を有する有機化合物を混合して構成される場合にも有用である。
【００６４】
図２は、本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。図２の有機発光素子２０は、基板１上に、陽極２、正孔輸送層５、電子輸送層６及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子２０は、正孔輸送性及び電子輸送性のいずれかを備える発光性の化合物と電子輸送性のみ又は正孔輸送性のみを備える有機化合物とを組み合わせて使用する場合に有用である。また、有機発光素子２０は、正孔輸送層５又は電子輸送層６が発光層を兼ねている。
【００６５】
図３は、本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。図３の有機発光素子３０は、図２の有機発光素子２０において、正孔輸送層５と電子輸送層６との間に発光層３を挿入したものである。この有機発光素子３０は、キャリア輸送と発光との機能を分離したものであり、正孔輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した有機化合物を適宜組み合わせて使用することができる。このため、極めて材料選択の自由度が増すと共に、発光波長を異にする種々の有機化合物が使用できるので、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３にキャリアあるいは励起子を有効に閉じこめて有機発光素子３０の発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００６６】
図４は、本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。図４の有機発光素子４０は、図３の有機発光素子３０において、陽極２と正孔輸送層５との間に正孔注入層７を設けたものである。この有機発光素子４０は、正孔注入層７を設けたことにより、陽極２と正孔輸送層５との間の密着性、又は正孔の注入性が改善されるので低電圧化に効果的である。
【００６７】
図５は、本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。図５の有機発光素子５０は、図３の有機発光素子３０において、正孔又は励起子（エキシトン）が陰極４側に抜けることを阻害する層（正孔／エキシトンブロッキング層８）を、発光層３と電子輸送層６との間に挿入したものである。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物を正孔／エキシトンブロッキング層８として使用することにより、有機発光素子５０の発光効率が向上する。
【００６８】
ただし、図１乃至図５はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機層界面に絶縁性層、接着層又は干渉層を設ける、正孔輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成される等多様な層構成をとることができる。
【００６９】
本発明の有機発光素子は、図１乃至図５のいずれの形態でも使用することができる。
【００７０】
本発明の有機発光素子は、有機化合物層のうち少なくとも一層に本発明のインデノピレン化合物が少なくとも一種類含まれる。ここで有機化合物層とは、具体的には、図１乃至図５で示される発光層３、正孔輸送層５、電子輸送層６、正孔注入層７又は正孔／エキシトンブロッキング層８である。また、図１乃至図５では示されていないが、電子輸送層６と陰極４との間に設けられる電子注入層に本発明のインデノピレン化合物が含まれていてもよい。本発明のインデノピレン化合物は、好ましくは、発光層３、電子輸送層６又は正孔輸送層７に含まれる。より好ましくは、発光層３に含まれる。尚、本発明のインデノピレン化合物は、単一の層のみに含まれていてもよいし、複数の層に含まれていてもよい。また、一つの層に含まれる本発明のインデノピレン化合物は、一種類であってもよいし、二種類以上であってもよい。
【００７１】
また、発光層３は、本発明のインデノピレン化合物のみで構成されていてもよいが、好ましくは、ホストとゲストとから構成される。
【００７２】
発光層が、キャリア輸送性のホストとゲストからなる場合、発光に至る主な過程は、以下のいくつかの過程からなる。
１．発光層内での電子・正孔の輸送。
２．ホストの励起子生成。
３．ホスト分子間の励起エネルギー伝達。
４．ホストからゲストへの励起エネルギー移動。
【００７３】
それぞれの過程における所望のエネルギー移動や、発光はさまざまな失活過程と競争で起こる。
【００７４】
ここで有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光性材料の発光量子収率が大きい方が好ましい。一方、有機発光素子の色純度を高めるためには、発光性材料の特定の遷移における振動子強度が高い方が好ましい。
【００７５】
そこで、本発明のインデノピレン化合物を、特に発光層のホスト又はゲストとして使用すると、有機発光素子の発光効率、色純度が向上する。
【００７６】
本発明のインデノピレン化合物を発光層のホストとして使用する場合、その含有量は、発光層を構成する材料の全重量に対して２０重量％乃至９９．９重量％である。
【００７７】
本発明のインデノピレン化合物を発光層のゲストとして使用する場合、ホストに対するゲストの濃度は０．０１重量％乃至８０重量％、好ましくは、１重量％乃至４０重量％である。ゲストはホストからなる層の全体に均一に含まれてもよく、濃度勾配を有して含まれてもよい。またある領域に部分的に含ませることでゲスト材料を含まないホストからなる層の領域があってもよい。
【００７８】
一方で、本発明のインデノピレン化合物を発光層のホストとして使用するにしても、また発光層のゲストとして使用するにしても、ホストのエネルギーギャップは、ゲストのエネルギーギャップより広いほうが好ましい。
【００７９】
本発明の有機発光素子は、特に発光層の構成材料として、本発明のインデノピレン化合物を使用する。また、このインデノピレン化合物に加えて、必要に応じてこれまで知られている低分子系及びポリマー系の正孔輸送性材料、発光性材料あるいは電子輸送性材料等を一緒に使用してもよい。
【００８０】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００８１】
正孔注入輸送性材料としては、陽極からの正孔の注入を容易にし、また注入された正孔を発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン化合物、フェニレンジアミン化合物、トリアゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、ピラゾリン化合物、ピラゾロン化合物、オキサゾール化合物、フルオレノン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、フタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物、及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８２】
発光性材料としては、本発明のインデノピレン化合物の他に、以下に示す化合物が挙げられる。具体的には、多環縮合芳香族化合物（例えばナフタレン化合物、フェナントレン化合物、フルオレン化合物、ピレン化合物、テトラセン化合物、コロネン化合物、クリセン化合物、ペリレン化合物、９，１０−ジフェニルアントラセン化合物、ルブレン等）、キナクリドン化合物、アクリドン化合物、クマリン化合物、ピラン化合物、ナイルレッド、ピラジン化合物、ベンゾイミダゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾオキサゾール化合物、スチルベン化合物、有機金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体）及びポリ（フェニレンビニレン）化合物、ポリ（フルオレン）化合物、ポリ（フェニレン）化合物、ポリ（チエニレンビニレン）化合物、ポリ（アセチレン）化合物等の高分子化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８３】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができる。また、正孔輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール化合物、オキサゾール化合物、チアゾール化合物、チアジアゾール化合物、ピラジン化合物、トリアゾール化合物、トリアジン化合物、ペリレン化合物、キノリン化合物、キノキサリン化合物、フルオレノン化合物、アントロン化合物、フェナントロリン化合物、有機金属錯体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８４】
次に本発明の有機発光素子を構成するその他の部材について説明する。
【００８５】
陽極の構成材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体又はこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ），酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００８６】
一方、陰極の構成材料としては、仕事関数が小さいものがよい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体が挙げられる。また、これらの金属を組み合わせて合金にしてもよい。例えば、リチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、マグネシウム−インジウム等の合金が使用できる。また、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陰極は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００８７】
本発明の有機発光素子で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。
【００８８】
尚、作製した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属等をカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
【００８９】
本発明の素子は、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製し、それに接続して作製することも可能である。
【００９０】
また、素子の光取り出し方向に関しては、ボトムエミッション型（基板側から光を取り出す構成）及びトップエミッション型（基板の反対側から光を取り出す構成）のいずれも可能である。
【００９１】
本発明の有機発光素子において、本発明のインデノピレン化合物を含有する層及びその他の有機化合物からなる層は、以下に示す方法により形成される。一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマを用いて作製する。特に、真空蒸着法や溶液塗布法等によって形成した層は、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れているので好ましい。また、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成してもよい。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００９２】
上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択できる。例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは単独又は共重合体ポリマーとして１種又は２種以上混合してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【実施例】
【００９３】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９４】
＜実施例１＞［例示化合物３の製造方法］
【００９５】
【化１０】
【００９６】
（１）中間体［１−１］（２−ブロモ−５−クロロ安息香酸メチル）の合成
非特許文献２に記載の合成方法を参考にして、２−ブロモ−５−クロロ安息香酸を出発原料として、中間体［１−１］（２−ブロモ−５−クロロ安息香酸メチル）を合成した。
（２）中間体［１−２］（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロ安息香酸メチル）の合成
非特許文献３に記載の合成方法を参考にして、中間体［１−１］（２−ブロモ−５−クロロ安息香酸メチル）を出発原料として、中間体［１−２］（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロ安息香酸メチル）を合成した。
（３）中間体［１−３］（２−（２−（７−ターシャリーブチルピレン−１−イル）−５−クロロフェニル）プロパン−２−オール）の合成
中間体［１−２］（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロ安息香酸メチル）を出発原料として、中間体［１−３］（２−（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロフェニル）プロパン−２−オール）を得た。合成にあたっては、非特許文献４に記載の合成方法を参考にした。
（４）例示化合物３の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体［１−３］：３．７１０ｇ
ジクロロメタン：１００ｍＬ
【００９７】
次に、反応溶液を５℃に冷却した後、以下の試薬を滴下した。
フッ化ホウ素エテラート：０．２ｍｌ
【００９８】
次に、この反応溶液を室温で１５分間攪拌した。この後、反応溶液にメタノール１０ｍｌを添加して反応を停止させた。次に、分液操作で有機層を分離し、次いで水で有機層を２回洗浄した後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をヘプタン、メタノールで順次洗浄したときに生成する結晶を吸引ろ過することにより、例示化合物３を黄色粉末として１．３２４ｇ得た。
【００９９】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）により、この化合物のＭ+である４０８．５を確認した。
【０１００】
ＮＭＲ測定により例示化合物３の構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）＝８．８７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），８．４２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．４７Ｈｚ），８．２５（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．９８Ｈｚ），８．２２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．３９Ｈｚ），８．１８（１Ｈ，ｓ），８．０７（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．３７Ｈｚ），７．５６（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２．０６Ｈｚ），７．４８（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ１＝８．４７，Ｊ２＝２．０６Ｈｚ）．
【０１０１】
例示化合物３について、トルエン溶液中の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）を測定した。その結果、図６に示されるＰＬスペクトルが得られた。このＰＬスペクトルは、発光ピーク４２３ｎｍ、半値幅３６ｎｍの青色発光スペクトルであった。
【０１０２】
以下に示す方法で、例示化合物３の量子収率を評価した。
【０１０３】
まず約１０-7ｍｏｌ／ｌトルエン溶液を調製し、分光光度計（Ｕ−３３１０、（株）日立製作所社製）を用いて、波長３５０ｎｍでの当該溶液の吸光度を測定した。次に、蛍光分光光度（Ｆ−４５００、（株）日立製作所社製）を用い、波長３５０ｎｍを励起波長としたときの当該溶液の発光スペクトルを測定した。発光スペクトルのピーク面積及び吸光度から、ジフェニルアントラセンを０．９５とした場合の発光量子収率の相対値を求めた。結果を表１に示す。
【０１０４】
また、実施例１において、以下のように原料を代えることにより後述する例示化合物を合成できる。
【０１０５】
（例示化合物１）
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボランに代えて２−ピレニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。また２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物１を合成することができる。
【０１０６】
（例示化合物２）
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−（７−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランにする。こうすることで例示化合物２を合成することができる。
【０１０７】
（例示化合物６）
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−（７−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルピレ−１−ニル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。また２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ−５−メチル安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物６を合成することができる。
【０１０８】
（例示化合物７）
２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ−５−アミノ安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物７を合成することができる。
【０１０９】
（例示化合物１０）
２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ−３−メチル安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物１０を合成することができる。
【０１１０】
＜実施例２＞［例示化合物２６の製造方法］
【０１１１】
【化１１】
【０１１２】
（１）例示化合物２６の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
例示化合物２：１１９ｍｇ
２−（２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル−）４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン：１４４ｍｇ（０．３３ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム：１５ｍｇ
ジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシビフェニル−２−イル）フォスフィン：４８ｍｇ
リン酸カリウム：３５７ｍｇ
トルエン：８０ｍＬ
水：１０ｍＬ
【０１１３】
次に、この反応溶液を加熱還流しながら３時間攪拌した。この後、反応溶液を室温まで冷却し、水を添加して反応を停止させた。次に、有機層を分液操作で分離し、飽和食塩水で３回、水で１回洗浄した後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン／ヘプタン＝１／４）で精製することで例示化合物２６を１１８ｍｇ得た。
【０１１４】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）により、この化合物のＭ+である６９２．４を確認した。
【０１１５】
ＮＭＲ測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）＝９．０７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．３９Ｈｚ），８．６５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．０１Ｈｚ），８．３７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），８．２３（２Ｈ，ｓ），８．１７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），８．１２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），７．７８（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６０Ｈｚ），７．６４（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝７．７９Ｈｚ），７．４８（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．８３Ｈｚ），７．４３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６０Ｈｚ），７．３３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．８３Ｈｚ），７．０９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．２４Ｈｚ），７．０３−７．００（１Ｈ，Ｍ），３．２０（３Ｈ，ｓ），１．６１（９Ｈ，ｓ），１．５１７（３Ｈ，ｓ），１．５１４（６Ｈ，ｓ），１．５１１（３Ｈ，ｓ），１．４５（９Ｈ，ｓ），１．３０（９Ｈ，ｓ）．
【０１１６】
例示化合物２６について、トルエン溶液のＰＬスペクトルを測定した。その結果、図７に示すＰＬスペクトルが得られた。このＰＬスペクトルは、発光ピーク４１７ｎｍ、半値幅４３ｎｍの青色発光スペクトルであった。
【０１１７】
実施例１と同様の方法で、例示化合物２６の量子収率を評価した。結果を表１に示す。
【０１１８】
また、実施例２において、以下のように原料を代えることにより下記例示化合物を合成できる。
【０１１９】
（例示化合物１３）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。また２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔ビフェニル−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物１３を合成することができる。
【０１２０】
（例示化合物１４）
２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔４−〔９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル〕フェニル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物１４を合成することができる。
【０１２１】
（例示化合物１７）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。また２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔ピレン−１−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物１７を合成することができる。
【０１２２】
（例示化合物２７）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。また２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔クリセン−６−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物２７を合成することができる。
【０１２３】
（例示化合物３２）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランから２−〔４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル〕キノリンに代える。こうすることで例示化合物３２を合成することができる。
【０１２４】
＜実施例３＞［例示化合物４８の製造方法］
【０１２５】
【化１２】
【０１２６】
（１）中間体［１−４］（２−（２−ターシャルブチル−７，７−ジメチル−７Ｈ−インデノ〔１，２−ａ〕ピレン−９−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）の合成
例示化合物３を出発原料として、中間体［１−４］（２−（２−ｔｅｒｔ−ブチル−７，７−ジメチル−７Ｈ−インデノ〔１，２−ａ〕ピレン−９−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）を合成した。合成にあたっては、非特許文献５に記載の方法を参考にした。
【０１２７】
（２）例示化合物４８の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体［１−５］：１３００ｍｇ
４，４’−ジヨードビフェニル：３８０ｍｇ
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム：５０ｍｇ
炭酸ナトリウム：５００ｍｇ
トルエン：４０ｍＬ
エタノール：１０ｍＬ
水：２５ｍＬ
【０１２８】
次に、この反応溶液を加熱還流しながら８時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、メタノールを加え、洗浄、吸引ろ過を行うことで粗結晶を得た。次に、この粗結晶にクロロベンゼンを加え１２０℃で加熱溶解した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。次に、溶媒を減圧留去して得られた残渣について、トルエンによる再結晶を行うことにより、例示化合物４８を黄色粉末として２００ｍｇ得た。
【０１２９】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）により、この化合物のＭ+である８９８．６を確認した。
【０１３０】
ＮＭＲ測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＯＤＢ）：δ（ｐｐｍ）＝８．２７（４Ｈ，ｓ），８．２４（４Ｈ，ｓ），８．２３（２Ｈ，ｓ），８．０４（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝５．９５Ｈｚ），７．９８（２Ｈ，ｓ），７．９０（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．０１Ｈｚ），７．８３（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．４７Ｈｚ），７．１９（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．６４Ｈｚ），１．７７（１２Ｈ，ｓ），１．５８（１８Ｈ，ｓ）．
【０１３１】
例示化合物４８について、トルエン溶液のＰＬスペクトルを測定した。その結果、図８に示されるＰＬスペクトルが得られた。このＰＬスペクトルは、発光ピーク４３１ｎｍ、半値幅４３ｎｍの青色発光スペクトルであった。
【０１３２】
実施例１と同様の方法で、例示化合物４８の量子収率を評価した。結果を表１に示す。
【０１３３】
また、実施例３において、４，４’−ジヨードビフェニルに代えてに以下の化合物を用いる以外は実施例３と同様にして、下記例示化合物を合成できる。
【０１３４】
（例示化合物４２）
〔Ｅ〕−１，２−ジヨードエチレンを使用することにより例示化合物４２を合成することができる。
【０１３５】
（例示化合物４６）
３，８−ジブロモフルオランテンを使用することにより例示化合物４６を合成することができる。
【０１３６】
（例示化合物４７）
６，１２−ジブロモクリセンを使用することにより例示化合物４７を合成することができる。
【０１３７】
＜比較例１＞
下記に示されるピレン（化合物Ａ−０）について、まず約１０-7ｍｏｌ／ｌトルエン溶液を調製し、分光光度計（Ｕ−３３１０、（株）日立製作所社製）を用い、波長３３２ｎｍでの当該溶液の吸光度を測定した。次に、蛍光分光光度（Ｆ−４５００、（株）日立製作所社製）を用い、波長３３２ｎｍを励起波長としたときの当該溶液の発光スペクトルを測定した。発光スペクトルのピーク面積及び吸光度から発光量子収率の相対値を求めた。このとき実施例１における例示化合物３の発光量子収率を０．５５とした。結果を表１に示す。
【０１３８】
【化１３】
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
表１より、本発明のインデノピレン化合物に含まれるインデノピレン骨格（例示化合物３）は、ピレン骨格（化合物Ａ０）と比較して量子収率が高いことが示された。このため、本発明のインデノピレン化合物に含まれるインデノピレン骨格自体が量子収率の高い骨格であると言える。
【０１４１】
また、例示化合物４８のように適当な置換基と組み合わせることで量子収率をさらに高くすることが可能であることがわかった。このため、本発明のインデノピレン化合物を有機発光素子の構成材料とすることで素子の輝度、発光効率を向上させることができる。
【０１４２】
＜実施例４＞
図４に示される構造の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０１４３】
ガラス基板（基板１）上に、スパッタ法により酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して陽極２を形成した。このとき陽極２の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、これをアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いで純水で洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄を施した。以上に示す通りに処理を行った基板を透明導電性支持基板として使用した。
【０１４４】
次に、正孔注入材料である下記に示される化合物Ａ１とクロロホルムとを混合し、濃度０．１重量％のクロロホルム溶液を調製した。
【０１４５】
【化１４】
【０１４６】
次に、この溶液を上記のＩＴＯ電極（陽極２）上に滴下し、最初に回転数５００ＲＰＭで１０秒、次に回転数１０００ＲＰＭで４０秒スピンコートを行い、膜を形成した。この後、８０℃の真空オーブンで１０分間乾燥し、薄膜中の溶剤を完全に除去することで、正孔注入層７を製膜した。このとき正孔注入層７の膜厚は約１５ｎｍであった。
【０１４７】
次に、真空蒸着法により、正孔注入層７上に、下記に示される化合物Ａ２を成膜し正孔輸送層５を形成した。このとき正孔輸送層５の膜厚を１５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。
【０１４８】
【化１５】
【０１４９】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層５上に、ホストである下記に示される化合物Ａ３と、ゲストである例示化合物４８とを、重量比が９９：１となるように共蒸着して発光層３を形成した。このとき発光層３の膜厚を３０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。
【０１５０】
【化１６】
【０１５１】
次に、電子輸送層６として、２、９−ビス［２−（９，９’−ジメチルフルオレニル）］−１、１０−フェナントロリンを、真空蒸着法にて膜を形成した。このとき電子輸送層６の膜厚を３０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。
【０１５２】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層６上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を成膜しＬｉＦ膜を形成した。このときＬｉＦ膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．０１ｎｍ／ｓｅｃとした。次に、真空蒸着法により、ＬｉＦ膜上に、アルミニウムを成膜しアルミニウム膜を形成した。このときアルミニウム膜の膜厚を１２０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．５ｎｍ／ｓｅｃ以上１．０ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。ここで、フッ化リチウム膜及びアルミニウム膜は電子注入電極（陰極４）として機能する。
【０１５３】
次に、水分の吸着によって素子劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、アクリル樹脂系接着材で封止した。以上のようにして、有機発光素子を得た。
【０１５４】
得られた素子について、その特性を評価した。具体的には、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ電極（陰極４）を負極にして、４．２Ｖの印加電圧をかけた。その結果、発光効率６．９ｃｄ／Ａの青色発光が観測された。またこの青色発光のＣＩＥ色度はｘ＝０．１５，ｙ＝０．１３であった。さらに本実施例で作製した有機発光素子についてＥＬスペクトルを大塚電子製ＭＣＰＤ−７０００により測定した。その結果、図９に示されるＥＬスペクトルが得られた。
【０１５５】
＜実施例５＞
実施例４において、発光層５のゲストとして例示化合物４８に代えて例示化合物２６を使用した。これ以外は実施例４と同様の方法により有機発光素子を作製した。この素子について実施例４と同様に電圧を印加すると青色の発光が観測された。
【０１５６】
以上のように、本発明のインデノピレン化合物を構成材料とする有機発光素子は、低い印加電圧で高輝度かつ色度のよい発光が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。
【図６】例示化合物３のトルエン溶液のＰＬスペクトルを示す図である。
【図７】例示化合物２６のトルエン溶液のＰＬスペクトルを示す図である。
【図８】例示化合物４８のトルエン溶液のＰＬスペクトルを示す図である。
【図９】実施例４で作製した有機発光素子のＥＬスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１ 基板
２ 陽極
３ 発光層
４ 陰極
５ 正孔輸送層
６ 電子輸送層
７ 正孔注入層
８ 正孔／エキシトンブロッキング層
１０，２０，３０，４０，５０ 有機発光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インデノピレン化合物及びこれを用いた有機発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、電極間に蛍光性又は燐光性有機化合物を含む薄膜が挟持されている素子である。また、各電極から電子及び正孔を注入することにより、蛍光性又は燐光性化合物の励起子を生成させ、この励起子が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放射する。有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は、低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、発光デバイスの薄型・軽量化が可能であることが挙げられる。このことから、有機発光素子は、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００３】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、色純度のよい青、緑、赤色発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分に解決したとは言えない。
【０００４】
上述した課題を解決する方法として、ピレン誘導体を有機発光素子の構成材料として使用して発光効率、色純度等を向上させている例が開示されている（特許文献１乃至５参照）。またフルオレン誘導体を有機発光素子の構成材料として使用して発光効率等を向上させている例も開示されている（特許文献６参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５９６１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９５８１号公報
【特許文献３】特開２００７−１９１６０３号公報
【特許文献４】米国特許第６８５２４２９号明細書
【特許文献５】米国特許第７２３３０１９号明細書
【特許文献６】米国特許第６８４９３４８号明細書
【特許文献７】特開２００５−３２５０９７号公報
【特許文献８】特開２００６−１５１８４５号公報
【特許文献９】特開２００７−６３２８５号公報
【特許文献１０】特開２００７−１４５７９９号公報
【特許文献１１】特開２００７−１６９１８２号公報
【非特許文献１】Ｓｔｅａｖｅｎ Ｌ．Ｍｕｒｏｖ，Ｉａｎ Ｃａｒｍｉｃｈａｅｌ，Ｇｏｒｄｏｎ Ｌ．Ｈｕｇ、Ｈａｎｄｏｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９３年
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２００３，６８，１１，４５８８
【非特許文献３】Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ， １４３（１）， ８９−９６； ２００４
【非特許文献４】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２０００，６５，２１，６９８２
【非特許文献５】Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ ２００１，５７，９８１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、新規のインデノピレン化合物を提供することにある。また本発明の他の目的は、極めて高効率で高輝度かつ色純度の高い光出力を有する有機発光素子を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、製造が容易でかつ比較的安価に作製が可能な有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインデノピレン化合物は、下記一般式［１］又は［２］で示されることを特徴とする。
【０００８】
【化１】
（式［１］において、Ｒ1乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【０００９】
【化２】
（式［２］において、ｎは２以上４以下の整数を表す。Ｌは、単結合、置換あるいは無置換のアルキレン基、置換あるいは無置換のアルケニレン基、置換あるいは無置換のアルキニレン基、ｎ価の置換あるいは無置換の芳香族基、ｎ価の置換あるいは無置換の複素環基、ｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基及びｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環複素環基から選ばれる置換基を表す。Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明のインデノピレン化合物は、特定の遷移における振動子強度の高い化合物である。このため本発明によれば、極めて高効率で高輝度かつ色純度の高い光出力を有する有機発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１２】
まず、本発明のインデノピレン化合物について説明する。
【００１３】
本発明のインデノピレン化合物は、下記一般式［１］又は［２］で示されることを特徴とする。
【００１４】
【化３】
【００１５】
まず式［１］で示されるインデノピレン化合物（第一の実施形態）について説明する。
【００１６】
式［１］において、Ｒ1乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【００１７】
式［１］で表されるＲ1、Ｒ3乃至Ｒ9、Ｒ11乃至Ｒ14は、好ましくは、水素原子である。式［１］で表されるＲ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は、好ましくは、水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基である。式［１］で表されるＲ10は、好ましくは、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、ハロゲン原子又は置換あるいは無置換のアミノ基である。
【００１８】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるアルキル基として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２−フルオロエチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、４−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、５−フルオロペンチル基、６−フルオロヘキシル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、２−クロロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、４−クロロブチル基、５−クロロペンチル基、６−クロロヘキシル基、ブロモメチル基、２−ブロモエチル基、ヨードメチル基、２−ヨードエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、４−フルオロシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、ベンジル基、２−フェニルエチル基、２−フェニルイソプロピル基、１−ナフチルメチル基、２−ナフチルメチル基、２−（１−ナフチル）エチル基、２−（２−ナフチル）エチル基、９−アントリルメチル基、２−（９−アントリル）エチル基、２−フルオロベンジル基、３−フルオロベンジル基、４−フルオロベンジル基、２―クロロベンジル基、３−クロロベンジル基、４−クロロベンジル基、２―ブロモベンジル基、３−ブロモベンジル基、４−ブロモベンジル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるアルケニル基として、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるアルキニル基として、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される芳香族基として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される複素環基として、ピリジル基、ピロリル基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ターピロリル基、チエニル基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、フリル基オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される縮合多環芳香族基として、ナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、クリセニル基、ジベンゾクリセニル基、ベンゾアントリル基、ジベンゾアントリル基、ナフタセニル基、ピセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、９，９−ジヒドロアントリル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、ベンゾフェナントリル基、下記に示される縮合多環芳香族化合物に由来する置換基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
【化４】
【００２５】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される縮合多環複素環基として、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、イソベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、キノキサリニル基、ナフチリジニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、フェナントロリル基、インドリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナジニル基、ジアザフルオレニル基、アザフルオレニル基、アザフルオランテニル基、アザベンゾフルオランテニル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
Ｒ1乃至Ｒ14で表されるハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素、沃素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
Ｒ1乃至Ｒ14で表される置換あるいは無置換のアミノ基として、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ（９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ基、ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
上記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族基、複素環基、縮合多環芳香族基及び縮合多環複素環基が有してもよい置換基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等の芳香族基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル等の複素環基、９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレニル基、９，９，９’，９’−テトラメチル−９Ｈ−９Ｈ’−２，２’−ビフルオレニル基、フッ素、塩素、臭素、沃素等のハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
次に、本実施形態の好適例について以下に説明する。
【００３０】
本実施形態の第一の好適例として、以下の（ａ）乃至（ｃ）を満たす化合物が挙げられる。
（ａ）Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ5、Ｒ9、Ｒ11、Ｒ13及びＲ14が水素原子
（ｂ）Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ12が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基
（ｃ）Ｒ10が水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、ハロゲン原子又は置換あるいは無置換のアミノ基
この第一の好適例の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００３１】
【化５】
【００３２】
本実施形態の第二の好適例として、以下の（ａ）乃至（ｃ）を満たす化合物が挙げられる。
【００３３】
（ａ）Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ5、Ｒ9、及びＲ11乃至Ｒ14が水素原子
（ｂ）Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基
（ｃ）Ｒ10が水素原子、置換あるいは無置換の芳香族基又は置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基
【００３４】
この第二の好適例の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００３５】
【化６】
【００３６】
【化７】
【００３７】
本実施形態の第三の好適例として、以下の（ａ）乃至（ｃ）を満たす化合物が挙げられる。
【００３８】
（ａ）Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ6、Ｒ9、及びＲ11乃至Ｒ14が水素原子
（ｂ）Ｒ2、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基
（ｃ）Ｒ10が置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基又は置換あるいは無置換のアミノ基
この第三の好適例の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００３９】
【化８】
【００４０】
次に、式［２］で示されるインデノピレン化合物（第二の実施形態）について説明する。
【００４１】
式［２］において、ｎは、２以上４以下の整数を表す。
【００４２】
式［２］において、Ｌは、単結合、又は置換あるいは無置換のアルキレン基、置換あるいは無置換のアルケニレン基、置換あるいは無置換のアルキニレン基から選ばれる置換基を表す。ｎ価の置換あるいは無置換の芳香族基、ｎ価の置換あるいは無置換の複素環基、ｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基及びｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環複素環基から選ばれる置換基を表す。
【００４３】
Ｌで表されるアルキレン基として、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
Ｌで表されるアルケニレン基として、ビニレン基、プロぺニレン基、ブテニレン基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
Ｌで表されるアルキニレン基として、エチニレン基、プロピニレン基、１−メチル−２−プロピニレン基、１−エチル−２−プロピニレン基、ブチニレン基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
Ｌで表されるｎ価の芳香族環基として、ベンゼン、ビフェニル等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４７】
Ｌで表されるｎ価の複素環基として、ピリジン、ビピリジン等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
Ｌで表されるｎ価の縮合多環芳香族基として、フルオレン、ビフルオレン、ナフタレン、アントラセン、クリセン、ペリレン等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
Ｌで表されるｎ価の縮合多環複素環基として、アザフルオレン、ジアザフルオレン、ナフチリジン等に由来するｎ価の置換基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
上記のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、ｎ価の芳香族環基、ｎ価の複素環基、ｎ価の縮合多環芳香族基、ｎ価の縮合多環複素環基がさらに有してもよい置換基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基等の芳香族基、チエニル基、ピロリル基等の複素環基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５１】
式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【００５２】
式［２］で表されるＲ1、Ｒ3乃至Ｒ9、及びＲ11乃至Ｒ14は、好ましくは、水素原子である。式［２］で表されるＲ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は、好ましくは、水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基である。
【００５３】
式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14で表される置換基の具体例は、式［１］で表されるＲ1乃至Ｒ14の置換基の具体例と同様である。また、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14で表される置換基が、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族基、複素環基、縮合多環複素環基又は縮合多環芳香族基である場合、さらに置換基を有してもよい。その具体例は、式［１］で表されるＲ1乃至Ｒ14の具体例と同様である。
【００５４】
式［２］において、Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。また式［２］において、２個乃至４個のインデノピレン骨格がそれぞれ有する置換基のうち同じ番号の置換基は同じであっても異なっていてもよい。即ち、式［２］に示される２個乃至４個のインデノピレン骨格が有する置換基Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14のうち、同じ番号の置換基についてはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
【００５５】
次に、本実施形態の具体例について以下に説明する。
【００５６】
本実施形態の具体例を以下に示す。ただし本発明はこれに限定されない。
【００５７】
【化９】
【００５８】
本発明のインデノピレン化合物は有機発光素子の構成材料として使用できる。特に、発光層の構成材料として使用できる。発光層の構成材料として本発明のインデノピレン化合物を使用した有機発光素子は、色純度、発光効率に優れた有機発光素子となる。
【００５９】
ところで非特許文献１によると、ピレンの量子収率は０．６５であり、フルオレンの量子収率は０．６８であるので、共に量子収率が高い。従って、これらが単結合等で結合した化合物も量子収率が高いことが示唆される。現にピレン誘導体とフルオレン誘導体とを単結合等で結合した化合物において、発光効率等を向上させている例が開示されている（特許文献７乃至１１参照）。一方で単結合等ではなく、１つの骨格内でピレン骨格及びフルオレン骨格を含有するインデノピレン化合物も量子収率が高い。またインデノピレン骨格は、単結合等でピレン骨格及びフルオレン骨格を結合した化合物よりリジッドな構造である。このためインデノピレン化合物は、ストークスシフトが小さく、ある特定の遷移における振動子強度が高いので色純度が向上する。尚、インデノピレン化合物として、インデノ〔１，２−ａ〕ピレン、インデノ〔２，１−ａ〕ピレン、インデノ〔１，２−ｅ〕ピレン及びインデノ〔２，１−ｅ〕ピレンが挙げられる。これらの化合物のうち分子軌道計算の結果から、インデノ〔１，２−ａ〕ピレンが、振動子強度が高い上に合成が簡易で安価に製造が可能である。
【００６０】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
【００６１】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物層、から構成される。また、該陽極及び該陰極のいずれかが透明電極又は半透明電極である。
【００６２】
以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子についてより詳細に説明する。
【００６３】
図１は、本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。図１の有機発光素子１０は、基板１上に、陽極２、発光層３及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子１０は、発光層３が、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を全て有する有機化合物で構成されている場合に有用である。また、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能のいずれかの特性を有する有機化合物を混合して構成される場合にも有用である。
【００６４】
図２は、本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。図２の有機発光素子２０は、基板１上に、陽極２、正孔輸送層５、電子輸送層６及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子２０は、正孔輸送性及び電子輸送性のいずれかを備える発光性の化合物と電子輸送性のみ又は正孔輸送性のみを備える有機化合物とを組み合わせて使用する場合に有用である。また、有機発光素子２０は、正孔輸送層５又は電子輸送層６が発光層を兼ねている。
【００６５】
図３は、本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。図３の有機発光素子３０は、図２の有機発光素子２０において、正孔輸送層５と電子輸送層６との間に発光層３を挿入したものである。この有機発光素子３０は、キャリア輸送と発光との機能を分離したものであり、正孔輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した有機化合物を適宜組み合わせて使用することができる。このため、極めて材料選択の自由度が増すと共に、発光波長を異にする種々の有機化合物が使用できるので、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３にキャリアあるいは励起子を有効に閉じこめて有機発光素子３０の発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００６６】
図４は、本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。図４の有機発光素子４０は、図３の有機発光素子３０において、陽極２と正孔輸送層５との間に正孔注入層７を設けたものである。この有機発光素子４０は、正孔注入層７を設けたことにより、陽極２と正孔輸送層５との間の密着性、又は正孔の注入性が改善されるので低電圧化に効果的である。
【００６７】
図５は、本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。図５の有機発光素子５０は、図３の有機発光素子３０において、正孔又は励起子（エキシトン）が陰極４側に抜けることを阻害する層（正孔／エキシトンブロッキング層８）を、発光層３と電子輸送層６との間に挿入したものである。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物を正孔／エキシトンブロッキング層８として使用することにより、有機発光素子５０の発光効率が向上する。
【００６８】
ただし、図１乃至図５はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機層界面に絶縁性層、接着層又は干渉層を設ける、正孔輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成される等多様な層構成をとることができる。
【００６９】
本発明の有機発光素子は、図１乃至図５のいずれの形態でも使用することができる。
【００７０】
本発明の有機発光素子は、有機化合物層のうち少なくとも一層に本発明のインデノピレン化合物が少なくとも一種類含まれる。ここで有機化合物層とは、具体的には、図１乃至図５で示される発光層３、正孔輸送層５、電子輸送層６、正孔注入層７又は正孔／エキシトンブロッキング層８である。また、図１乃至図５では示されていないが、電子輸送層６と陰極４との間に設けられる電子注入層に本発明のインデノピレン化合物が含まれていてもよい。本発明のインデノピレン化合物は、好ましくは、発光層３、電子輸送層６又は正孔輸送層７に含まれる。より好ましくは、発光層３に含まれる。尚、本発明のインデノピレン化合物は、単一の層のみに含まれていてもよいし、複数の層に含まれていてもよい。また、一つの層に含まれる本発明のインデノピレン化合物は、一種類であってもよいし、二種類以上であってもよい。
【００７１】
また、発光層３は、本発明のインデノピレン化合物のみで構成されていてもよいが、好ましくは、ホストとゲストとから構成される。
【００７２】
発光層が、キャリア輸送性のホストとゲストからなる場合、発光に至る主な過程は、以下のいくつかの過程からなる。
１．発光層内での電子・正孔の輸送。
２．ホストの励起子生成。
３．ホスト分子間の励起エネルギー伝達。
４．ホストからゲストへの励起エネルギー移動。
【００７３】
それぞれの過程における所望のエネルギー移動や、発光はさまざまな失活過程と競争で起こる。
【００７４】
ここで有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光性材料の発光量子収率が大きい方が好ましい。一方、有機発光素子の色純度を高めるためには、発光性材料の特定の遷移における振動子強度が高い方が好ましい。
【００７５】
そこで、本発明のインデノピレン化合物を、特に発光層のホスト又はゲストとして使用すると、有機発光素子の発光効率、色純度が向上する。
【００７６】
本発明のインデノピレン化合物を発光層のホストとして使用する場合、その含有量は、発光層を構成する材料の全重量に対して２０重量％乃至９９．９重量％である。
【００７７】
本発明のインデノピレン化合物を発光層のゲストとして使用する場合、ホストに対するゲストの濃度は０．０１重量％乃至８０重量％、好ましくは、１重量％乃至４０重量％である。ゲストはホストからなる層の全体に均一に含まれてもよく、濃度勾配を有して含まれてもよい。またある領域に部分的に含ませることでゲスト材料を含まないホストからなる層の領域があってもよい。
【００７８】
一方で、本発明のインデノピレン化合物を発光層のホストとして使用するにしても、また発光層のゲストとして使用するにしても、ホストのエネルギーギャップは、ゲストのエネルギーギャップより広いほうが好ましい。
【００７９】
本発明の有機発光素子は、特に発光層の構成材料として、本発明のインデノピレン化合物を使用する。また、このインデノピレン化合物に加えて、必要に応じてこれまで知られている低分子系及びポリマー系の正孔輸送性材料、発光性材料あるいは電子輸送性材料等を一緒に使用してもよい。
【００８０】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００８１】
正孔注入輸送性材料としては、陽極からの正孔の注入を容易にし、また注入された正孔を発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン化合物、フェニレンジアミン化合物、トリアゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、ピラゾリン化合物、ピラゾロン化合物、オキサゾール化合物、フルオレノン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、フタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物、及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８２】
発光性材料としては、本発明のインデノピレン化合物の他に、以下に示す化合物が挙げられる。具体的には、多環縮合芳香族化合物（例えばナフタレン化合物、フェナントレン化合物、フルオレン化合物、ピレン化合物、テトラセン化合物、コロネン化合物、クリセン化合物、ペリレン化合物、９，１０−ジフェニルアントラセン化合物、ルブレン等）、キナクリドン化合物、アクリドン化合物、クマリン化合物、ピラン化合物、ナイルレッド、ピラジン化合物、ベンゾイミダゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾオキサゾール化合物、スチルベン化合物、有機金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体）及びポリ（フェニレンビニレン）化合物、ポリ（フルオレン）化合物、ポリ（フェニレン）化合物、ポリ（チエニレンビニレン）化合物、ポリ（アセチレン）化合物等の高分子化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８３】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができる。また、正孔輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール化合物、オキサゾール化合物、チアゾール化合物、チアジアゾール化合物、ピラジン化合物、トリアゾール化合物、トリアジン化合物、ペリレン化合物、キノリン化合物、キノキサリン化合物、フルオレノン化合物、アントロン化合物、フェナントロリン化合物、有機金属錯体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８４】
次に本発明の有機発光素子を構成するその他の部材について説明する。
【００８５】
陽極の構成材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体又はこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ），酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００８６】
一方、陰極の構成材料としては、仕事関数が小さいものがよい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体が挙げられる。また、これらの金属を組み合わせて合金にしてもよい。例えば、リチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、マグネシウム−インジウム等の合金が使用できる。また、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陰極は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００８７】
本発明の有機発光素子で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。
【００８８】
尚、作製した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属等をカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
【００８９】
本発明の素子は、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製し、それに接続して作製することも可能である。
【００９０】
また、素子の光取り出し方向に関しては、ボトムエミッション型（基板側から光を取り出す構成）及びトップエミッション型（基板の反対側から光を取り出す構成）のいずれも可能である。
【００９１】
本発明の有機発光素子において、本発明のインデノピレン化合物を含有する層及びその他の有機化合物からなる層は、以下に示す方法により形成される。一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマを用いて作製する。特に、真空蒸着法や溶液塗布法等によって形成した層は、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れているので好ましい。また、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成してもよい。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００９２】
上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択できる。例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは単独又は共重合体ポリマーとして１種又は２種以上混合してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【実施例】
【００９３】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９４】
＜実施例１＞［例示化合物３の製造方法］
【００９５】
【化１０】
【００９６】
（１）中間体［１−１］（２−ブロモ−５−クロロ安息香酸メチル）の合成
非特許文献２に記載の合成方法を参考にして、２−ブロモ−５−クロロ安息香酸を出発原料として、中間体［１−１］（２−ブロモ−５−クロロ安息香酸メチル）を合成した。
（２）中間体［１−２］（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロ安息香酸メチル）の合成
非特許文献３に記載の合成方法を参考にして、中間体［１−１］（２−ブロモ−５−クロロ安息香酸メチル）を出発原料として、中間体［１−２］（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロ安息香酸メチル）を合成した。
（３）中間体［１−３］（２−（２−（７−ターシャリーブチルピレン−１−イル）−５−クロロフェニル）プロパン−２−オール）の合成
中間体［１−２］（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロ安息香酸メチル）を出発原料として、中間体［１−３］（２−（２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−５−クロロフェニル）プロパン−２−オール）を得た。合成にあたっては、非特許文献４に記載の合成方法を参考にした。
（４）例示化合物３の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体［１−３］：３．７１０ｇ
ジクロロメタン：１００ｍＬ
【００９７】
次に、反応溶液を５℃に冷却した後、以下の試薬を滴下した。
フッ化ホウ素エテラート：０．２ｍｌ
【００９８】
次に、この反応溶液を室温で１５分間攪拌した。この後、反応溶液にメタノール１０ｍｌを添加して反応を停止させた。次に、分液操作で有機層を分離し、次いで水で有機層を２回洗浄した後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をヘプタン、メタノールで順次洗浄したときに生成する結晶を吸引ろ過することにより、例示化合物３を黄色粉末として１．３２４ｇ得た。
【００９９】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）により、この化合物のＭ+である４０８．５を確認した。
【０１００】
ＮＭＲ測定により例示化合物３の構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）＝８．８７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），８．４２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．４７Ｈｚ），８．２５（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．９８Ｈｚ），８．２２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．３９Ｈｚ），８．１８（１Ｈ，ｓ），８．０７（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．３７Ｈｚ），７．５６（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝２．０６Ｈｚ），７．４８（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ１＝８．４７，Ｊ２＝２．０６Ｈｚ）．
【０１０１】
例示化合物３について、トルエン溶液中の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）を測定した。その結果、図６に示されるＰＬスペクトルが得られた。このＰＬスペクトルは、発光ピーク４２３ｎｍ、半値幅３６ｎｍの青色発光スペクトルであった。
【０１０２】
以下に示す方法で、例示化合物３の量子収率を評価した。
【０１０３】
まず約１０-7ｍｏｌ／ｌトルエン溶液を調製し、分光光度計（Ｕ−３３１０、（株）日立製作所社製）を用いて、波長３５０ｎｍでの当該溶液の吸光度を測定した。次に、蛍光分光光度（Ｆ−４５００、（株）日立製作所社製）を用い、波長３５０ｎｍを励起波長としたときの当該溶液の発光スペクトルを測定した。発光スペクトルのピーク面積及び吸光度から、ジフェニルアントラセンを０．９５とした場合の発光量子収率の相対値を求めた。結果を表１に示す。
【０１０４】
また、実施例１において、以下のように原料を代えることにより後述する例示化合物を合成できる。
【０１０５】
（例示化合物１）
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボランに代えて２−ピレニル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。また２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物１を合成することができる。
【０１０６】
（例示化合物２）
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−（７−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランにする。こうすることで例示化合物２を合成することができる。
【０１０７】
（例示化合物６）
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−（７−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルピレ−１−ニル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。また２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ−５−メチル安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物６を合成することができる。
【０１０８】
（例示化合物７）
２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ−５−アミノ安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物７を合成することができる。
【０１０９】
（例示化合物１０）
２−ブロモ−５−クロロ安息香酸に代えて２−ブロモ−３−メチル安息香酸を使用する。こうすることで例示化合物１０を合成することができる。
【０１１０】
＜実施例２＞［例示化合物２６の製造方法］
【０１１１】
【化１１】
【０１１２】
（１）例示化合物２６の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
例示化合物２：１１９ｍｇ
２−（２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル−）４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン：１４４ｍｇ（０．３３ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム：１５ｍｇ
ジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシビフェニル−２−イル）フォスフィン：４８ｍｇ
リン酸カリウム：３５７ｍｇ
トルエン：８０ｍＬ
水：１０ｍＬ
【０１１３】
次に、この反応溶液を加熱還流しながら３時間攪拌した。この後、反応溶液を室温まで冷却し、水を添加して反応を停止させた。次に、有機層を分液操作で分離し、飽和食塩水で３回、水で１回洗浄した後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン／ヘプタン＝１／４）で精製することで例示化合物２６を１１８ｍｇ得た。
【０１１４】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）により、この化合物のＭ+である６９２．４を確認した。
【０１１５】
ＮＭＲ測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ（ｐｐｍ）＝９．０７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．３９Ｈｚ），８．６５（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．０１Ｈｚ），８．３７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），８．２３（２Ｈ，ｓ），８．１７（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），８．１２（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝９．１６Ｈｚ），７．７８（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６０Ｈｚ），７．６４（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝７．７９Ｈｚ），７．４８（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．８３Ｈｚ），７．４３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．６０Ｈｚ），７．３３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．８３Ｈｚ），７．０９（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．２４Ｈｚ），７．０３−７．００（１Ｈ，Ｍ），３．２０（３Ｈ，ｓ），１．６１（９Ｈ，ｓ），１．５１７（３Ｈ，ｓ），１．５１４（６Ｈ，ｓ），１．５１１（３Ｈ，ｓ），１．４５（９Ｈ，ｓ），１．３０（９Ｈ，ｓ）．
【０１１６】
例示化合物２６について、トルエン溶液のＰＬスペクトルを測定した。その結果、図７に示すＰＬスペクトルが得られた。このＰＬスペクトルは、発光ピーク４１７ｎｍ、半値幅４３ｎｍの青色発光スペクトルであった。
【０１１７】
実施例１と同様の方法で、例示化合物２６の量子収率を評価した。結果を表１に示す。
【０１１８】
また、実施例２において、以下のように原料を代えることにより下記例示化合物を合成できる。
【０１１９】
（例示化合物１３）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。また２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔ビフェニル−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物１３を合成することができる。
【０１２０】
（例示化合物１４）
２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔４−〔９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル〕フェニル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物１４を合成することができる。
【０１２１】
（例示化合物１７）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。また２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔ピレン−１−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物１７を合成することができる。
【０１２２】
（例示化合物２７）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。また２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランに代えて２−〔クリセン−６−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを使用する。こうすることで例示化合物２７を合成することができる。
【０１２３】
（例示化合物３２）
例示化合物２に代えて例示化合物３を使用する。２−〔２，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−４−イル〕−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランから２−〔４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル〕キノリンに代える。こうすることで例示化合物３２を合成することができる。
【０１２４】
＜実施例３＞［例示化合物４８の製造方法］
【０１２５】
【化１２】
【０１２６】
（１）中間体［１−４］（２−（２−ターシャルブチル−７，７−ジメチル−７Ｈ−インデノ〔１，２−ａ〕ピレン−９−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）の合成
例示化合物３を出発原料として、中間体［１−４］（２−（２−ｔｅｒｔ−ブチル−７，７−ジメチル−７Ｈ−インデノ〔１，２−ａ〕ピレン−９−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン）を合成した。合成にあたっては、非特許文献５に記載の方法を参考にした。
【０１２７】
（２）例示化合物４８の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体［１−５］：１３００ｍｇ
４，４’−ジヨードビフェニル：３８０ｍｇ
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム：５０ｍｇ
炭酸ナトリウム：５００ｍｇ
トルエン：４０ｍＬ
エタノール：１０ｍＬ
水：２５ｍＬ
【０１２８】
次に、この反応溶液を加熱還流しながら８時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、メタノールを加え、洗浄、吸引ろ過を行うことで粗結晶を得た。次に、この粗結晶にクロロベンゼンを加え１２０℃で加熱溶解した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。次に、溶媒を減圧留去して得られた残渣について、トルエンによる再結晶を行うことにより、例示化合物４８を黄色粉末として２００ｍｇ得た。
【０１２９】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）により、この化合物のＭ+である８９８．６を確認した。
【０１３０】
ＮＭＲ測定により構造を確認した。ピークの帰属を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＯＤＢ）：δ（ｐｐｍ）＝８．２７（４Ｈ，ｓ），８．２４（４Ｈ，ｓ），８．２３（２Ｈ，ｓ），８．０４（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝５．９５Ｈｚ），７．９８（２Ｈ，ｓ），７．９０（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．０１Ｈｚ），７．８３（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．４７Ｈｚ），７．１９（４Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．６４Ｈｚ），１．７７（１２Ｈ，ｓ），１．５８（１８Ｈ，ｓ）．
【０１３１】
例示化合物４８について、トルエン溶液のＰＬスペクトルを測定した。その結果、図８に示されるＰＬスペクトルが得られた。このＰＬスペクトルは、発光ピーク４３１ｎｍ、半値幅４３ｎｍの青色発光スペクトルであった。
【０１３２】
実施例１と同様の方法で、例示化合物４８の量子収率を評価した。結果を表１に示す。
【０１３３】
また、実施例３において、４，４’−ジヨードビフェニルに代えてに以下の化合物を用いる以外は実施例３と同様にして、下記例示化合物を合成できる。
【０１３４】
（例示化合物４２）
〔Ｅ〕−１，２−ジヨードエチレンを使用することにより例示化合物４２を合成することができる。
【０１３５】
（例示化合物４６）
３，８−ジブロモフルオランテンを使用することにより例示化合物４６を合成することができる。
【０１３６】
（例示化合物４７）
６，１２−ジブロモクリセンを使用することにより例示化合物４７を合成することができる。
【０１３７】
＜比較例１＞
下記に示されるピレン（化合物Ａ−０）について、まず約１０-7ｍｏｌ／ｌトルエン溶液を調製し、分光光度計（Ｕ−３３１０、（株）日立製作所社製）を用い、波長３３２ｎｍでの当該溶液の吸光度を測定した。次に、蛍光分光光度（Ｆ−４５００、（株）日立製作所社製）を用い、波長３３２ｎｍを励起波長としたときの当該溶液の発光スペクトルを測定した。発光スペクトルのピーク面積及び吸光度から発光量子収率の相対値を求めた。このとき実施例１における例示化合物３の発光量子収率を０．５５とした。結果を表１に示す。
【０１３８】
【化１３】
【０１３９】
【表１】
【０１４０】
表１より、本発明のインデノピレン化合物に含まれるインデノピレン骨格（例示化合物３）は、ピレン骨格（化合物Ａ０）と比較して量子収率が高いことが示された。このため、本発明のインデノピレン化合物に含まれるインデノピレン骨格自体が量子収率の高い骨格であると言える。
【０１４１】
また、例示化合物４８のように適当な置換基と組み合わせることで量子収率をさらに高くすることが可能であることがわかった。このため、本発明のインデノピレン化合物を有機発光素子の構成材料とすることで素子の輝度、発光効率を向上させることができる。
【０１４２】
＜実施例４＞
図４に示される構造の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０１４３】
ガラス基板（基板１）上に、スパッタ法により酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して陽極２を形成した。このとき陽極２の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、これをアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いで純水で洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄を施した。以上に示す通りに処理を行った基板を透明導電性支持基板として使用した。
【０１４４】
次に、正孔注入材料である下記に示される化合物Ａ１とクロロホルムとを混合し、濃度０．１重量％のクロロホルム溶液を調製した。
【０１４５】
【化１４】
【０１４６】
次に、この溶液を上記のＩＴＯ電極（陽極２）上に滴下し、最初に回転数５００ＲＰＭで１０秒、次に回転数１０００ＲＰＭで４０秒スピンコートを行い、膜を形成した。この後、８０℃の真空オーブンで１０分間乾燥し、薄膜中の溶剤を完全に除去することで、正孔注入層７を製膜した。このとき正孔注入層７の膜厚は約１５ｎｍであった。
【０１４７】
次に、真空蒸着法により、正孔注入層７上に、下記に示される化合物Ａ２を成膜し正孔輸送層５を形成した。このとき正孔輸送層５の膜厚を１５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。
【０１４８】
【化１５】
【０１４９】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層５上に、ホストである下記に示される化合物Ａ３と、ゲストである例示化合物４８とを、重量比が９９：１となるように共蒸着して発光層３を形成した。このとき発光層３の膜厚を３０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。
【０１５０】
【化１６】
【０１５１】
次に、電子輸送層６として、２、９−ビス［２−（９，９’−ジメチルフルオレニル）］−１、１０−フェナントロリンを、真空蒸着法にて膜を形成した。このとき電子輸送層６の膜厚を３０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。
【０１５２】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層６上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を成膜しＬｉＦ膜を形成した。このときＬｉＦ膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．０１ｎｍ／ｓｅｃとした。次に、真空蒸着法により、ＬｉＦ膜上に、アルミニウムを成膜しアルミニウム膜を形成した。このときアルミニウム膜の膜厚を１２０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．５ｎｍ／ｓｅｃ以上１．０ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。ここで、フッ化リチウム膜及びアルミニウム膜は電子注入電極（陰極４）として機能する。
【０１５３】
次に、水分の吸着によって素子劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、アクリル樹脂系接着材で封止した。以上のようにして、有機発光素子を得た。
【０１５４】
得られた素子について、その特性を評価した。具体的には、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ電極（陰極４）を負極にして、４．２Ｖの印加電圧をかけた。その結果、発光効率６．９ｃｄ／Ａの青色発光が観測された。またこの青色発光のＣＩＥ色度はｘ＝０．１５，ｙ＝０．１３であった。さらに本実施例で作製した有機発光素子についてＥＬスペクトルを大塚電子製ＭＣＰＤ−７０００により測定した。その結果、図９に示されるＥＬスペクトルが得られた。
【０１５５】
＜実施例５＞
実施例４において、発光層５のゲストとして例示化合物４８に代えて例示化合物２６を使用した。これ以外は実施例４と同様の方法により有機発光素子を作製した。この素子について実施例４と同様に電圧を印加すると青色の発光が観測された。
【０１５６】
以上のように、本発明のインデノピレン化合物を構成材料とする有機発光素子は、低い印加電圧で高輝度かつ色度のよい発光が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。
【図６】例示化合物３のトルエン溶液のＰＬスペクトルを示す図である。
【図７】例示化合物２６のトルエン溶液のＰＬスペクトルを示す図である。
【図８】例示化合物４８のトルエン溶液のＰＬスペクトルを示す図である。
【図９】実施例４で作製した有機発光素子のＥＬスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１ 基板
２ 陽極
３ 発光層
４ 陰極
５ 正孔輸送層
６ 電子輸送層
７ 正孔注入層
８ 正孔／エキシトンブロッキング層
１０，２０，３０，４０，５０ 有機発光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式［１］で示されることを特徴とする、インデノピレン化合物。
【化１】
（式［１］において、Ｒ1乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ9、Ｒ11乃至Ｒ14は水素原子であり、
前記Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基であり、
前記Ｒ10が置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子又は置換あるいは無置換のアミノ基であることを特徴とする、請求項１に記載のインデノピレン化合物。
【請求項３】
下記一般式［２］で示されることを特徴とする、インデノピレン化合物。
【化２】
（式［２］において、ｎは２以上４以下の整数を表す。Ｌは、単結合、置換あるいは無置換のアルキレン基、置換あるいは無置換のアルケニレン基、置換あるいは無置換のアルキニレン基、ｎ価の置換あるいは無置換の芳香族基、ｎ価の置換あるいは無置換の複素環基、ｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基及びｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環複素環基から選ばれる置換基を表す。Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項４】
前記Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ9、Ｒ11乃至Ｒ14は水素原子であり、
前記Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基であることを特徴とする、請求項３に記載のインデノピレン化合物。
【請求項５】
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物層と、から構成され、
該陽極及び該陰極のいずれかが透明電極又は半透明電極であり、
該有機化合物層のうち少なくとも一層に請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインデノピレン化合物が少なくとも一種類含まれることを特徴とする、有機発光素子。
【請求項６】
前記インデノピレン化合物が発光層に含まれることを特徴とする、請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記発光層がホストとゲストとから構成されることを特徴とする、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記インデノピレン化合物が電子注入層又は電子輸送層に含まれることを特徴とする、請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項１】
下記一般式［１］で示されることを特徴とする、インデノピレン化合物。
【化１】
（式［１］において、Ｒ1乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ9、Ｒ11乃至Ｒ14は水素原子であり、
前記Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基であり、
前記Ｒ10が置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子又は置換あるいは無置換のアミノ基であることを特徴とする、請求項１に記載のインデノピレン化合物。
【請求項３】
下記一般式［２］で示されることを特徴とする、インデノピレン化合物。
【化２】
（式［２］において、ｎは２以上４以下の整数を表す。Ｌは、単結合、置換あるいは無置換のアルキレン基、置換あるいは無置換のアルケニレン基、置換あるいは無置換のアルキニレン基、ｎ価の置換あるいは無置換の芳香族基、ｎ価の置換あるいは無置換の複素環基、ｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基及びｎ価の置換あるいは無置換の縮合多環複素環基から選ばれる置換基を表す。Ｒ1乃至Ｒ9及びＲ11乃至Ｒ14は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換の芳香族基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、ハロゲン原子及び置換あるいは無置換のアミノ基から選ばれる置換基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項４】
前記Ｒ1、Ｒ3乃至Ｒ9、Ｒ11乃至Ｒ14は水素原子であり、
前記Ｒ2、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が水素原子又は置換あるいは無置換のアルキル基であることを特徴とする、請求項３に記載のインデノピレン化合物。
【請求項５】
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物層と、から構成され、
該陽極及び該陰極のいずれかが透明電極又は半透明電極であり、
該有機化合物層のうち少なくとも一層に請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインデノピレン化合物が少なくとも一種類含まれることを特徴とする、有機発光素子。
【請求項６】
前記インデノピレン化合物が発光層に含まれることを特徴とする、請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記発光層がホストとゲストとから構成されることを特徴とする、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記インデノピレン化合物が電子注入層又は電子輸送層に含まれることを特徴とする、請求項５に記載の有機発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１１１６２０（Ｐ２０１０−１１１６２０Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８５３７６（Ｐ２００８−２８５３７６）
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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