ピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物及び有機電界発光素子
【課題】低い駆動電圧で素子の安定性及び発光寿命を向上させた有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】ピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物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】ピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物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、ピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物並びにこれを用いた有機電界発光素子、表示装置及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、及び正孔、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、分子内にピリジン構造を有する化合物や該化合物を有機化合物層に用いた有機電界発光素子が報告されている（特開2003-146951号公報；特許文献１、特開2005-170911号公報；特許文献２、国際公開第2004/063159パンフレット；特許文献３、米国特許出願公開第2007/0015003号明細書；特許文献４）。特に、特許文献１及び２には、アントラセンの中心骨格にピリジ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が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-146951号公報
【特許文献２】特開2005-170911号公報
【特許文献３】国際公開第2004/063159パンフレット
【特許文献４】米国特許出願公開第2007/0015003号明細書
【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、分子内にピリジン構造を有する化合物の電子輸送材料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（電子輸送層や電子注入層の材料）に一般的に求められる、発光素子の駆動電圧を低下させること、素子寿命を長くすること、安定な電子輸送層及び／又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、発光素子の駆動電圧、寿命及び安定性が優れた電子輸送材料の開発が望まれている。特に、青色の発光素子は、赤色や緑色の発光素子と比較して優れた特性の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、電子輸送材料として下記一般式（１）で表される化合物を含有する有機層を備えた有機電界発光素子とすることにより、特に駆動電圧において優れ、素子の寿命及び安定性とのバランスも優れた有機電界発光素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
［１］ 下記一般式（１）で表される化合物。
【化３】
ただし、式（１）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ１及びＲ２は共に水素になることはない。
【０００８】
［２］ Ｒ１は、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【０００９】
［３］ ２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数６〜１２のシクロアルキル又は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【００１０】
［４］ ２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【００１１】
［５］ ２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【００１２】
［６］ 下記式(1-1)、式(1-3)又は式(1-5)で表される、上記［１］に記載する化合物。
【化４】
【００１３】
［７］ 上記［１］〜［６］のいずれかに記載する化合物を含有する、電子輸送材料。
【００１４】
［８］ 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［７］に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層及び／又は電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【００１５】
［９］ 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、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体およびボラン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［８］に記載する有機電界発光素子。
【００１６】
［１０］ 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を含有する、上記［９］に記載する有機電界発光素子。
【００１７】
［１１］ 上記［８］〜［１０］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。
【００１８】
［１２］ 上記［８］〜［１０］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】
【００１９】
本発明の好ましい態様によれば、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。また、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、安定な電子輸送層及び／又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。さらに、本発明の好ましい電子輸送材料は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いため、耐熱性が優れた発光素子（又は有機層）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、優れた駆動電圧を実現するだけでなく、発光素子の寿命及び安定性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】
【００２０】
【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】
【００２１】
１．一般式（１）で表される化合物
本発明のピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物について詳細に説明する。本発明のアントラセン誘導体化合物は、上記一般式（１）で表される化合物である。
【００２２】
式（１）のＲ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールの中から適宜選択することができるが、Ｒ１及びＲ２は共に水素になることはない。Ｒ１及びＲ２は同じであっても異なっていてもよいが、好ましくは、式（１）で表される化合物の分子構造をより非対称にするために、Ｒ１とＲ２が異なるように選択される。この一例としては、Ｒ２が水素であり、Ｒ１が水素以外の基である場合などがあげられる。
【００２３】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル」については、「炭素数１〜１２のアルキル」は直鎖及び分枝鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数１〜１２の直鎖アルキル又は炭素数３〜１２の分枝鎖アルキルである。この中でも、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分枝鎖アルキル）が好ましい。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。
【００２４】
「炭素数１〜１２のアルキル」の具体例としては、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、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、２，６−ジメチル−４−ヘプチル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、１−メチルデシル又はｎ−ドデシルなどがあげられる。
【００２５】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル」については、「炭素数６〜１２のシクロアルキル」の中でも、炭素数６〜１０のシクロアルキルが好ましい。より好ましくは、炭素数６〜８のシクロアルキルであり、さらに好ましくは、炭素数６のシクロアルキルである。
【００２６】
「炭素数６〜１２のシクロアルキル」の具体例としては、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチル又はジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
【００２７】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール」については、「炭素数６〜２０のアリール」の中でも、炭素数１０〜２０のアリールが好ましい。より好ましくは、炭素数１６〜２０のアリールである。
【００２８】
「炭素数６〜２０のアリール」の具体例としては、単環系アリールであるフェニル、（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、二環系アリールである（２−，３−，４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（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）、縮合三環系アリールである、アントラセン−（１−，２−，９−）イル、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、テトラセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イルなどがあげられる。
【００２９】
好ましい「炭素数６〜２０のアリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、より好ましくは、ビフェニリル又はテルフェニリルである。
【００３０】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換基」としては、アルキル、シクロアルキル、アリールがあげられる。それぞれの中で好ましいものとしては、それぞれ、Ｒ１及びＲ２における「アルキル」の欄、「シクロアルキル」の欄、及び「アリール」の欄で説明したものと同様のものがあげられる。
【００３１】
Ｒ１及びＲ２には「置換基」がないのが好ましいが、置換基を有する場合には、具体的には、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、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシルなどのアルキル；シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどのシクロアルキル；フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、フェナントリルなどのアリールなどがあげられる。置換基の数は、例えば、最大置換可能な数であり、好ましくは１〜３個、より好ましくは１〜２個、更に好ましくは１個である。
【００３２】
Ｒ１及びＲ２の具体例としては、以下の基をあげることができる。なお、構造式中のＲとしては、Ｒ１及びＲ２における「アルキル」の欄で説明したものと同様のものがあげられる。
【化５】
【００３３】
【化６】
【００３４】
式（１）の２つのピリジル基は、それぞれ独立して、２−ピリジル基、３−ピリジル基及び４−ピリジル基の中から適宜選択することができる。式（１）の２つのピリジル基はアントラセン骨格が結合する以外、無置換であり、２つのピリジル基は同じであっても異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００３５】
上記一般式（１）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式(1-1)〜式(1-54)で表される化合物があげられる。また、下記化合物（式(1-40)〜式(1-42)で表される化合物を除く）のアントラセン環の３位（Ｒ２の位置）にメチル、エチル又はｔ−ブチルが置換した化合物を挙げることもできる。下記化合物の中でも、特に、下記式(1-1)〜式(1-27)で表される化合物が好ましい。さらに、下記式(1-1)〜式(1-9)で表される化合物がより好ましい。
【００３６】
【化７】
【００３７】
【化８】
【００３８】
【化９】
【００３９】
【化１０】
【００４０】
２．一般式（１）で表される化合物の製造方法
次に、本発明の化合物の製造方法について説明する。
本発明の化合物は、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。一般式（１）で表される化合物を、鈴木カップリング反応又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。
【００４１】
＜一般式（１）で表される化合物の合成方法（その１）＞
＜２−フェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸（又はボロン酸エステル）の合成＞
まず、下記反応式（１）に示すように、２位にテルフェニル基が置換した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、２−テルフェニル−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、又はＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などが挙げられる。
【００４２】
【化１１】
【００４３】
なお、２位に置換基（上記反応式（１）ではテルフェニル基）を有するアントラセンは、２位がハロゲン又はトリフラートで置換されたアントラセンと前記置換基に対応する基のボロン酸（又はボロン酸エステル）との鈴木カップリングにより、２位に置換基を有するアントラセンを合成することができる。また、別法としては、２位がハロゲン又はトリフラートで置換されたアントラセンと前記置換基に対応する基の亜鉛錯体との根岸カップリングによる合成法があげられる。さらに、２−アントラセンボロン酸（又はボロン酸エステル）とハロゲン又はトリフラートで置換された前記置換基に対応する基との鈴木カップリングによる合成法、更には、２−アントラセン亜鉛錯体とハロゲン又はトリフラートで置換された前記置換基に対応する基との根岸カップリングによる合成法もあげられる。なお、２位以外に置換基を有するアントラセンについても、アントラセンに置換するハロゲン、トリフラート、ボロン酸（又はボロン酸エステル）又は亜鉛錯体の位置を所望の位置にした原料を用いることで、同様に合成することができる。
【００４４】
次に、下記反応式（２）に示すように、２−テルフェニル−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グリニャール試薬とし、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル又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−テルフェニルアントラセン−９，１０−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（３）で該２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸エステルを加水分解することにより、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸を合成することができる。
【００４５】
【化１２】
【００４６】
上記反応式（２）において、Ｒは直鎖又は分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【００４７】
また、下記反応式（４）に示すように、２−テルフェニル−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グリニャール試薬とし、ビス（ピナコラート）ジボロン又は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−テルフェニルアントラセン−９，１０−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（５）に示すように、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンとビス（ピナコラート）ジボロン又は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−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸エステルを合成することができる。
【００４８】
【化１３】
【００４９】
上記反応式（４）において、Ｒは直鎖又は分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【００５０】
なお、上記反応式（２）、（４）又は（５）において、２−テルフェニル−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、ヨウ化物又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。
【００５１】
＜鈴木カップリング反応による本発明に係るアントラセン誘導体化合物の合成＞
最後に、下記反応式（６）に示すように、上述するようにして合成した、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸又は２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸エステル類に、２倍モルの４−ブロモピリジンをパラジウム触媒と塩基の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。
なお、ここでは原料として４−ブロモピリジンを用いた９，１０−ビス（４−ピリジル）アントラセン誘導体の合成法を例示したが、原料として３−ブロモピリジン又は２−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、すなわち９，１０−ビス（３−ピリジル）アントラセン誘導体又は９，１０−ビス（２−ピリジル）アントラセン誘導体を得ることができる。
【００５２】
【化１４】
【００５３】
また、下記反応式（７）に示すように、２倍モルのピリジンのボロン酸又はボロン酸エステル類に、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンをパラジウム触媒と塩基の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。なお、ピリジンのボロン酸又はボロン酸エステル類は、４−ブロモピリジン（又は３−ブロモピリジンや２−ブロモピリジン）から上記反応式（２）〜（５）に準じた方法で合成することができる。
【００５４】
【化１５】
【００５５】
鈴木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、又はビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）があげられる。
【００５６】
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、又は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。
【００５７】
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、又はフッ化カリウムがあげられる。
【００５８】
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又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。
【００５９】
＜一般式（１）で表される化合物の合成方法（その２）＞
＜２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジ亜鉛錯体の合成＞
まず、下記反応式（８）に示すように、２−テルフェニル−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グリニャール試薬とし、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、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジ亜鉛錯体を合成することができる。
【００６０】
【化１６】
【００６１】
上記反応式（８）において、Ｒは直鎖又は分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は炭素数３〜４の分岐アルキル基である。なお、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンのような臭化物の代わりに、塩化物又はヨウ化物を用いても、同様に合成することができる。また、２位以外に置換基を有するアントラセン誘導体が所望の場合については、上記合成方法（その１）の欄で説明したとおりである。
【００６２】
＜根岸カップリング反応による本発明に係るアントラセン誘導体化合物の合成＞
最後に、下記反応式（９）に示すように、上述するようにして合成した、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジ亜鉛錯体に、２倍モルの４−ブロモピリジンをパラジウム触媒の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。また、４−ブロモピリジンの代わりに、３−ブロモピリジンや２−ブロモピリジンを用いて、本発明に係る他のアントラセン誘導体化合物を合成できることについては、上記合成方法（その１）の欄で説明したとおりである。
【００６３】
【化１７】
【００６４】
また、下記反応式（１０）に示すように、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンに、４−ブロモピリジン（又は３−ブロモピリジンや２−ブロモピリジン）から上記反応式（８）に準じた方法で合成した、２倍モルの４−ピリジル亜鉛錯体（又は３−ピリジル亜鉛錯体や２−ピリジル亜鉛錯体）をパラジウム触媒の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。
【００６５】
【化１８】
【００６６】
根岸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）、又は（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。
【００６７】
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、シクロペンチルメチルエーテル又は１，４−ジオキサンがあげられる。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。
【００６８】
一般式（１）で表される化合物のうち、Ｒ１がｍ−テルフェニル−５’−イルのような嵩高い基で、Ｒ２がメチル、エチル又はｔ−ブチルなどの短鎖のアルキルである化合物は、例えば次のように合成することができる。
２−アルキルアントラキノンの３位を臭素又はＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などの適当な臭素化剤によって臭素化する。３位以外が臭素化された化合物も相当量副生するが、これらはカラムクロマトグラフィーや再結晶などの適切な精製法によって除くことができる。２−アルキル−３−ブロモアントラキノンから上記反応式（２）〜（１０）に準じた方法で３位に嵩高い基を結合させる。次に、２，３−ジ置換アントラキノンを亜鉛−アンモニア、ナトリウムボロハイドライド（ＳＢＨ）又はリチウムアルミニウムハイドライド（ＬＡＨ）−塩化アルミニウムなどの適当な還元剤を用いて２，３−ジ置換アントラセンに還元する。最後に、この２，３−ジ置換アントラセンから上記反応式（１）〜（１０）に準じた方法を用いて一般式（１）で表される化合物が合成できる。
また、相当するブロモピリジンなどから合成したリチオ体、グリニャール試薬などを先の２，３−ジ置換アントラキノンと反応させて、得られたジヒドロキシ体をＳｎＣｌ２−ＨＣｌなどを用いて脱水することによっても、一般式（１）で表される化合物が合成できる。
【００６９】
３．有機電界発光素子
本発明に係るピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物は、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。
【００７０】
＜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。
【００７１】
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。
【００７２】
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及び／又は電子注入層１０７と陰極１０８とからなる構成として、正孔注入層１０３及び正孔輸送層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。
【００７３】
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。
【００７４】
＜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、又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、及びポリエステル、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、フィルム又はシートを基板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。
【００７５】
＜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及び／又は正孔輸送層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。
【００７６】
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物及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。
【００７７】
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特に限定されないが、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。
【００７８】
＜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内又は正孔輸送層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又は陽極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及び正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種又は二種以上を積層、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。
【００７９】
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及び使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
【００８０】
正孔注入層１０３及び正孔輸送層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及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）又はビス（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及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。
【００８１】
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、又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）又は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)」及び文献「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。正孔の数及び移動度によって、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）又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）。
【００８２】
＜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（蛍光及び／又は燐光）効率を示す化合物であるのが好ましい。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
その他、ホスト材料としては、化学工業２００４年６月号１３頁、及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。
【００８９】
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、及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、及びベンゾフルオレン誘導体などがあげられる。
【００９０】
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及びその金属錯体、及び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。
【００９１】
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、及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。
【００９２】
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、及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、及び緑〜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。
【００９３】
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、及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。
【００９４】
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、イリジウム錯体又は白金錯体が好ましい。
【００９５】
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、及び特開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。
【００９６】
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。
【００９７】
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、及び特開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。
【００９８】
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。
【００９９】
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、及び特開平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。
【０１００】
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどがあげられる。
【化１９】
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、及び特開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。
【０１０１】
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２０】
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、及び特開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。
【０１０２】
白金錯体としては、下記のＰｔＯＥＰなどがあげられる。
【化２１】
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、及び特開2004-331508号公報などに記載された白金錯体を用いてもよい。
【０１０３】
＜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内又は電子輸送層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、又は陰極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及び電子注入層１０７は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種又は二種以上を積層、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。
【０１０４】
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及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。
【０１０５】
電子輸送層１０６又は電子注入層１０７を形成する材料（電子輸送材料）として、上記一般式（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(1-27)で表される化合物が好ましく、上記式(1-1)〜式(1-9)で表される化合物がより好ましい。
電子輸送層１０６又は電子注入層１０７における上記一般式（１）で表される化合物の含有量は、化合物の種類によって異なり、その化合物の特性に合わせて決めればよい。上記一般式（１）で表される化合物の含有量の目安は、好ましくは電子輸送層用材料（又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。上記一般式（１）で表される化合物を単独（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。
【０１０６】
他の電子輸送層又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及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。
【０１０７】
電子輸送層又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、及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、ピロール誘導体及びその縮合環誘導体、及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、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、及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、及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。
【０１０８】
また、他の電子伝達化合物の具体例として、式（１）で表される以外のピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、式（１）で表される以外のアントラセン誘導体、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、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、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。
【０１０９】
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、及びベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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又はボラン誘導体が好ましい。
【０１１２】
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２２】
式中、Ｒ１〜Ｒ６は水素又は置換基であり、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｂｅ、又はＺｎであり、ｎは２又は３の整数である。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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２３】
式中、Ｇは単なる結合手又は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−ピリジン又はピリジン−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。
【０１１５】
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、ビフェニリル又はテルフェニリルである。
【化２４】
【０１１６】
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。
【０１１７】
フェナントロリン誘導体は、下記一般式(E-3-1)又は(E-3-2)で表される化合物である。
【化２５】
式中、Ｒ１〜Ｒ８は水素又は置換基であり、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は単なる結合手又は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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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２６】
式中、Ｒ11及び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、又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、又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、又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。
【０１２１】
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２７】
式中、Ｒ11及び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、又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、又は置換されていてもよいアリール基であり、Ｒ21及び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、又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。
【０１２２】
【化２８】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35及びＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかである。
【０１２３】
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２９】
式中、Ｒ11及び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、又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、又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。
【０１２４】
【化３０】
式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35及びＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかである。
【０１２５】
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)又は(E-4-3-2)で表される化合物が好ましい。
【化３１】
式中、Ｒ11及び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、又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、又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。
【０１２６】
【化３２】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35及びＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかである。
【０１２７】
電子輸送層又は電子注入層には、さらに、電子輸送層又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、及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）又はＣｓ（同１．９５ｅＶ）などのアルカリ金属や、Ｃａ（同２．９ｅＶ）、Ｓｒ（同２．０〜２．５ｅＶ）又は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又はＣｓのアルカリ金属であり、さらに好ましくはＲｂ又は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、電子輸送層又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、又は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、電子輸送層又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。
【０１２８】
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０８は、電子注入層１０７及び電子輸送層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。
【０１２９】
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、及びマグネシウムなどの金属又はそれらの合金（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、又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、及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。
【０１３０】
更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウム、及びインジウムなどの金属、又はこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニア、及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、及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。
【０１３１】
＜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、及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。
【０１３２】
＜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、キャスト法、又は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及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。
【０１３３】
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及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。
【０１３４】
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、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、及び両方）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。
【０１３５】
＜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又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又は照明装置は、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。
【０１３６】
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、マトリクス及び／又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。
【０１３７】
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、テレビの画像及び文字表示には、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。
【０１３８】
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、及び自動車のパネル表示などがあげられる。
【０１３９】
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、及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】
【０１４０】
まず、実施例で用いた化合物の合成例、及び該化合物の物性値について、以下に説明する。ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定については、PerkinElmer社製のDiamond DSCを用いて測定した（測定条件：冷却速度200℃/分、昇温速度10℃/分）。
【０１４１】
＜式(1-1)で表される化合物の合成例＞
２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセンの合成
２−クロロアントラセン（１０．６ｇ）、３，５−ジフェニルフェニルボロン酸（２０．６ｇ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）（０．１４ｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（１．１ｇ）、リン酸三カリウム（２１ｇ）及びトルエン（２００ｍＬ）をフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で２０時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−ヘプタン混合溶媒／体積比５０：５０）で精製することにより、２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１０．３ｇ）を得た。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．５（１Ｈ，ｍ），８．５（１Ｈ，ｍ），８．３（１Ｈ，ｍ），８．１（１Ｈ，ｍ），８．０（２Ｈ，ｍ），８．０（２Ｈ，ｍ），７．８（２Ｈ，ｍ），７．７（ｍ，４Ｈ），７．５（ｍ，６Ｈ），７．４（ｍ，２Ｈ）．
【０１４２】
９，１０−ジブロモ−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセンの合成
以上の合成により得られた２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１０ｇ）及びジクロロメタン（５００ｍＬ）をフラスコに入れて攪拌して、そこに臭素（１０ｇ）を溶解させたジクロロメタン溶液（２０ｍＬ）をゆっくりと滴下した。滴下後、室温で１２時間攪拌した後、次亜硫酸ナトリウム水溶液、続いて純水で洗浄した後、有機層を濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をトルエン−酢酸エチル混合溶媒（体積比５０：５０）で再結晶することにより、１０−ジブロモ−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（８．０ｇ）を得た。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．９（ｍ，１Ｈ），８．７（ｍ，１Ｈ），８．６（ｍ，２Ｈ），８．０（ｍ，３Ｈ），７．９（ｓ，１Ｈ），７．７（ｍ，４Ｈ），７．６（ｍ，２Ｈ），７．５（ｍ，４Ｈ），７．４（ｍ，２Ｈ）．
【０１４３】
9,10-ビス(4,4,5,5-テトラメチル[1,3,2]ジオキサボロラニル)-2-(3,5-ジフェニル)フェニルアントラセンの合成
以上の合成により得られた９，１０−ジブロモ−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（７．３ｇ）、ビス（ピナコレート）ジボロン（７．３ｇ）、ビス（ジベンジリデン）パラジウム（０）（４４８ｍｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（４９１ｍｇ）、酢酸カリウム（４．６ｇ）、及びトルエン−アニソール（１：１（容量））混合溶媒（１５０ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で２１時間還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比７０：３０）で精製することにより、９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル［１，３，２］ジオキサボロラニル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（５．８ｇ）を得た。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．８（ｍ，１Ｈ），８．５（ｍ，１Ｈ），８．４（ｍ，２Ｈ），８．０（ｍ，２Ｈ），７．９（ｍ，１Ｈ），７．８（ｍ，１Ｈ），７．７（ｍ，４Ｈ），７．５（ｍ，８Ｈ），１．５（ｓ，１２Ｈ），１．５（ｓ，１２Ｈ）．
【０１４４】
9,10-ビス(4-ピリジル)-2-(3,5-ジフェニル)フェニルアントラセン（式(1-1)化合物）の合成
以上の合成により得られた９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル［１，３，２］ジオキサボロラニル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１．７ｇ）、４−よう化ピリジン（１．２７ｇ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）（５９ｍｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（５２ｍｇ）、リン酸三カリウム（３．２４ｇ）、トルエン（１０ｍＬ）、エタノール（１ｍＬ）、及び水（１ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で７時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比５０：５０）で精製することにより、９，１０−ビス（４−ピリジル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（０．５３ｇ）を得た。得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１２８℃であった。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．９（ｍ，４Ｈ），７．８（ｓ，１Ｈ），７．７（ｍ，３Ｈ），７．６（ｍ，２Ｈ），７．６（ｍ，６Ｈ），７．５（ｍ，８Ｈ），７．４（ｍ，４Ｈ）．
【０１４５】
＜式(1-3)で表される化合物の合成例＞
上述する式(1-1)化合物の合成例の中で得られた９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル［１，３，２］ジオキサボロラニル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１０．５４ｇ）、２−ブロモピリジン（６．０１ｇ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０．９２ｇ）、リン酸三カリウム（６．７８ｇ）、シクロペンチルメチルエーテル（５０ｍＬ）及び水（１０ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で２７時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比９０：１０）で精製することにより、９，１０−ビス（２−ピリジル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（式(1-3)で表される化合物）（２．５ｇ）を得た。得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１２１℃であった。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．９（ｍ，２Ｈ），８．０〜７．９（ｍ，３Ｈ），７．７（ｍ，５Ｈ），７．６（ｍ，８Ｈ），７．５（ｍ，６Ｈ），７．４（ｍ，４Ｈ）．
【０１４６】
＜式(1-5)で表される化合物の合成例＞
２−（ビフェニル−２−イル）アントラセンの合成
２−ビフェニリルボロン酸（９．２ｇ）、２−ブロモアントラセン（１０．０ｇ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．４ｇ）、炭酸ナトリウム（８．３ｇ）、トルエン（１００ｍＬ）、エタノール（２０ｍＬ）及び水（２０ｍＬ）をフラスコに入れ、アルゴン気流下、還流温度で５時間攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、反応液をトルエンにて抽出した。このトルエン溶液をエバポレーターで濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン）で精製した。さらに、ヘプタン／トルエン混合溶媒（体積比５０：５０）で再結晶することにより、２−（ビフェニル−２−イル）アントラセン（１１．３ｇ）を得た。
【０１４７】
２−（ビフェニル−２−イル）−９，１０−ジブロモアントラセンの合成
以上の合成により得られた２−（ビフェニル−２−イル）アントラセン（１１．３ｇ）、及びジクロロメタン（２００ｍＬ）をフラスコに入れて室温で攪拌した。この溶液に、窒素雰囲気下、臭素（１２．０ｇ）を含むジクロロメタン溶液（４０ｍＬ）を滴下し、室温で１時間攪拌した。攪拌終了後、チオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、トルエンで抽出した。このトルエン溶液をエバポレーターで濃縮し、ヘプタン／トルエン混合溶媒（体積比５０：５０）で再結晶することにより、２−（ビフェニル−２−イル）−９，１０−ジブロモアントラセン（１２．７ｇ）を得た。
【０１４８】
9,10-ビス(3-ピリジル)-2-(ビフェニル-2-イル)アントラセン（式(1-5)化合物）の合成
以上の合成により得られた２−（ビフェニル−２−イル）−９，１０−ジブロモアントラセン（９．７８ｇ）、３−ピリジルボロン酸（５．９０ｇ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０．６９ｇ）、炭酸カリウム（１６．５６ｇ）、１，２，４−トリメチルベンゼン（４０ｍＬ）、イソプロピルアルコール（５ｍＬ）及び水（３０ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で８０時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比８０：２０）で精製することにより、９，１０−ビス（３−ピリジル）−２−（ビフェニル−２−イル）アントラセン（７．６０ｇ）を得た。得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１１０℃であった。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．８（ｍ，１Ｈ），８．７（ｍ，２Ｈ），８．５（ｍ，１Ｈ），７．８（ｍ，１Ｈ），７．６〜７．５（ｍ，４Ｈ），７．４〜７．３（ｍ，１０Ｈ），７．２（ｍ，３Ｈ），７．０（ｍ，２Ｈ）．
【０１４９】
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化合物を合成することができる。
【０１５０】
＜比較例化合物（Ｃ）の合成例＞
９，１０−ビス（４−ピリジル）−２，６−ビス（フェニル）アントラセン（比較例化合物（Ｃ））は、以下に示すスキームにより合成した。この化合物は、高い対称性を有するためＤＳＣ測定によりＴｇを確認することができず、また、薄膜を形成してもすぐに結晶化することが肉眼でも観測された。
【化３３】
【０１５１】
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。
【０１５２】
実施例１及び比較例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）、８０時間経過後の輝度（ｃｄ／ｍ２）の測定を行った。以下、実施例及び比較例について詳細に説明する。
【０１５３】
作製した実施例１及び比較例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】
【０１５４】
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９，１０−ビス（４−ピリジル）−２，６−ビス（フェニル）アントラセン、「Ａｌｑ３」はトリス（８−キノリノール）アルミニウムであり、それぞれ、下記化学構造を有する。
【０１５５】
【化３４】
【０１５６】
＜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(1-1)で表される化合物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、及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。
【０１５７】
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(1-1)で表される化合物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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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の青色発光を得た。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。駆動試験開始電圧は５．３２Ｖで、８０時間経過時の輝度は１７６０ｃｄ／ｍ２だった。
【０１６０】
＜比較例１＞
式(1-1)で表される化合物を化合物（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。駆動試験開始電圧は５．７４Ｖであったが、発光面にダークスポットが発生した。
【０１６１】
＜比較例２＞
式(1-1)で表される化合物をＡｌｑ３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。駆動試験開始電圧は６．５８Ｖで８０時間経過時の輝度は１５６２ｃｄ／ｍ２であった。
【０１６２】
以上の結果を表２にまとめた。
【表２】
【０１６３】
さらに実施例２〜４及び比較例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）、８０時間経過後の輝度（ｃｄ／ｍ２）の測定を行った。作製した実施例２〜４及び比較例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３に示す。
【表３】
【０１６４】
表３において、化合物（Ｄ）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、下記化学構造を有する。「ＣｕＰｃ」、「ＮＰＤ」、化合物（Ａ）及び「Ａｌｑ３」は前記表１と同じである。
【０１６５】
【化３５】
【０１６６】
＜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（Ｄ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、式(1-1)で表される化合物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、及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。
【０１６７】
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１００ｎｍ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（Ｄ）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（Ｄ）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(1-1)で表される化合物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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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の青色発光を得た。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。駆動試験開始電圧は５．４７Ｖで、８０時間経過時の輝度は１４４２ｃｄ／ｍ２だった。
【０１７０】
＜実施例３＞
式(1-1)で表される化合物を式(1-3)で表される化合物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。駆動試験開始電圧は５．３５Ｖで、８０時間経過時の輝度は１８１０ｃｄ／ｍ２だった。
【０１７１】
＜実施例４＞
式(1-1)で表される化合物を式(1-5)で表される化合物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。駆動試験開始電圧は５．１５Ｖで、８０時間経過時の輝度は１７４５ｃｄ／ｍ２だった。
【０１７２】
＜比較例３＞
式(1-1)で表される化合物をＡｌｑ３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。駆動試験開始電圧は６．９１Ｖで８０時間経過時の輝度は１７９１ｃｄ／ｍ２であった。
【０１７３】
以上の結果を表４にまとめた。
【表４】
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明の好ましい態様によれば、特に駆動電圧の特性を向上させ、素子の寿命及び安定性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、及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】
【０１７５】
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、ピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物並びにこれを用いた有機電界発光素子、表示装置及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、及び正孔、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、分子内にピリジン構造を有する化合物や該化合物を有機化合物層に用いた有機電界発光素子が報告されている（特開2003-146951号公報；特許文献１、特開2005-170911号公報；特許文献２、国際公開第2004/063159パンフレット；特許文献３、米国特許出願公開第2007/0015003号明細書；特許文献４）。特に、特許文献１及び２には、アントラセンの中心骨格にピリジ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が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-146951号公報
【特許文献２】特開2005-170911号公報
【特許文献３】国際公開第2004/063159パンフレット
【特許文献４】米国特許出願公開第2007/0015003号明細書
【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、分子内にピリジン構造を有する化合物の電子輸送材料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（電子輸送層や電子注入層の材料）に一般的に求められる、発光素子の駆動電圧を低下させること、素子寿命を長くすること、安定な電子輸送層及び／又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、発光素子の駆動電圧、寿命及び安定性が優れた電子輸送材料の開発が望まれている。特に、青色の発光素子は、赤色や緑色の発光素子と比較して優れた特性の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、電子輸送材料として下記一般式（１）で表される化合物を含有する有機層を備えた有機電界発光素子とすることにより、特に駆動電圧において優れ、素子の寿命及び安定性とのバランスも優れた有機電界発光素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
［１］ 下記一般式（１）で表される化合物。
【化３】
ただし、式（１）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ１及びＲ２は共に水素になることはない。
【０００８】
［２］ Ｒ１は、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【０００９】
［３］ ２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数６〜１２のシクロアルキル又は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【００１０】
［４］ ２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【００１１】
［５］ ２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、Ｒ２は水素である、上記［１］に記載する化合物。
【００１２】
［６］ 下記式(1-1)、式(1-3)又は式(1-5)で表される、上記［１］に記載する化合物。
【化４】
【００１３】
［７］ 上記［１］〜［６］のいずれかに記載する化合物を含有する、電子輸送材料。
【００１４】
［８］ 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［７］に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層及び／又は電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【００１５】
［９］ 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、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体およびボラン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［８］に記載する有機電界発光素子。
【００１６】
［１０］ 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を含有する、上記［９］に記載する有機電界発光素子。
【００１７】
［１１］ 上記［８］〜［１０］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。
【００１８】
［１２］ 上記［８］〜［１０］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】
【００１９】
本発明の好ましい態様によれば、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。また、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、安定な電子輸送層及び／又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。さらに、本発明の好ましい電子輸送材料は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いため、耐熱性が優れた発光素子（又は有機層）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、優れた駆動電圧を実現するだけでなく、発光素子の寿命及び安定性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】
【００２０】
【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】
【００２１】
１．一般式（１）で表される化合物
本発明のピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物について詳細に説明する。本発明のアントラセン誘導体化合物は、上記一般式（１）で表される化合物である。
【００２２】
式（１）のＲ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールの中から適宜選択することができるが、Ｒ１及びＲ２は共に水素になることはない。Ｒ１及びＲ２は同じであっても異なっていてもよいが、好ましくは、式（１）で表される化合物の分子構造をより非対称にするために、Ｒ１とＲ２が異なるように選択される。この一例としては、Ｒ２が水素であり、Ｒ１が水素以外の基である場合などがあげられる。
【００２３】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル」については、「炭素数１〜１２のアルキル」は直鎖及び分枝鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数１〜１２の直鎖アルキル又は炭素数３〜１２の分枝鎖アルキルである。この中でも、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分枝鎖アルキル）が好ましい。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。
【００２４】
「炭素数１〜１２のアルキル」の具体例としては、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、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、２，６−ジメチル−４−ヘプチル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、１−メチルデシル又はｎ−ドデシルなどがあげられる。
【００２５】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル」については、「炭素数６〜１２のシクロアルキル」の中でも、炭素数６〜１０のシクロアルキルが好ましい。より好ましくは、炭素数６〜８のシクロアルキルであり、さらに好ましくは、炭素数６のシクロアルキルである。
【００２６】
「炭素数６〜１２のシクロアルキル」の具体例としては、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチル又はジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
【００２７】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール」については、「炭素数６〜２０のアリール」の中でも、炭素数１０〜２０のアリールが好ましい。より好ましくは、炭素数１６〜２０のアリールである。
【００２８】
「炭素数６〜２０のアリール」の具体例としては、単環系アリールであるフェニル、（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、二環系アリールである（２−，３−，４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（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）、縮合三環系アリールである、アントラセン−（１−，２−，９−）イル、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、テトラセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イルなどがあげられる。
【００２９】
好ましい「炭素数６〜２０のアリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、より好ましくは、ビフェニリル又はテルフェニリルである。
【００３０】
式（１）のＲ１及びＲ２における「置換基」としては、アルキル、シクロアルキル、アリールがあげられる。それぞれの中で好ましいものとしては、それぞれ、Ｒ１及びＲ２における「アルキル」の欄、「シクロアルキル」の欄、及び「アリール」の欄で説明したものと同様のものがあげられる。
【００３１】
Ｒ１及びＲ２には「置換基」がないのが好ましいが、置換基を有する場合には、具体的には、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、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシルなどのアルキル；シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどのシクロアルキル；フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、フェナントリルなどのアリールなどがあげられる。置換基の数は、例えば、最大置換可能な数であり、好ましくは１〜３個、より好ましくは１〜２個、更に好ましくは１個である。
【００３２】
Ｒ１及びＲ２の具体例としては、以下の基をあげることができる。なお、構造式中のＲとしては、Ｒ１及びＲ２における「アルキル」の欄で説明したものと同様のものがあげられる。
【化５】
【００３３】
【化６】
【００３４】
式（１）の２つのピリジル基は、それぞれ独立して、２−ピリジル基、３−ピリジル基及び４−ピリジル基の中から適宜選択することができる。式（１）の２つのピリジル基はアントラセン骨格が結合する以外、無置換であり、２つのピリジル基は同じであっても異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００３５】
上記一般式（１）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式(1-1)〜式(1-54)で表される化合物があげられる。また、下記化合物（式(1-40)〜式(1-42)で表される化合物を除く）のアントラセン環の３位（Ｒ２の位置）にメチル、エチル又はｔ−ブチルが置換した化合物を挙げることもできる。下記化合物の中でも、特に、下記式(1-1)〜式(1-27)で表される化合物が好ましい。さらに、下記式(1-1)〜式(1-9)で表される化合物がより好ましい。
【００３６】
【化７】
【００３７】
【化８】
【００３８】
【化９】
【００３９】
【化１０】
【００４０】
２．一般式（１）で表される化合物の製造方法
次に、本発明の化合物の製造方法について説明する。
本発明の化合物は、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。一般式（１）で表される化合物を、鈴木カップリング反応又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。
【００４１】
＜一般式（１）で表される化合物の合成方法（その１）＞
＜２−フェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸（又はボロン酸エステル）の合成＞
まず、下記反応式（１）に示すように、２位にテルフェニル基が置換した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、２−テルフェニル−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、又はＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などが挙げられる。
【００４２】
【化１１】
【００４３】
なお、２位に置換基（上記反応式（１）ではテルフェニル基）を有するアントラセンは、２位がハロゲン又はトリフラートで置換されたアントラセンと前記置換基に対応する基のボロン酸（又はボロン酸エステル）との鈴木カップリングにより、２位に置換基を有するアントラセンを合成することができる。また、別法としては、２位がハロゲン又はトリフラートで置換されたアントラセンと前記置換基に対応する基の亜鉛錯体との根岸カップリングによる合成法があげられる。さらに、２−アントラセンボロン酸（又はボロン酸エステル）とハロゲン又はトリフラートで置換された前記置換基に対応する基との鈴木カップリングによる合成法、更には、２−アントラセン亜鉛錯体とハロゲン又はトリフラートで置換された前記置換基に対応する基との根岸カップリングによる合成法もあげられる。なお、２位以外に置換基を有するアントラセンについても、アントラセンに置換するハロゲン、トリフラート、ボロン酸（又はボロン酸エステル）又は亜鉛錯体の位置を所望の位置にした原料を用いることで、同様に合成することができる。
【００４４】
次に、下記反応式（２）に示すように、２−テルフェニル−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グリニャール試薬とし、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル又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−テルフェニルアントラセン−９，１０−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（３）で該２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸エステルを加水分解することにより、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸を合成することができる。
【００４５】
【化１２】
【００４６】
上記反応式（２）において、Ｒは直鎖又は分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【００４７】
また、下記反応式（４）に示すように、２−テルフェニル−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グリニャール試薬とし、ビス（ピナコラート）ジボロン又は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−テルフェニルアントラセン−９，１０−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（５）に示すように、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンとビス（ピナコラート）ジボロン又は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−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸エステルを合成することができる。
【００４８】
【化１３】
【００４９】
上記反応式（４）において、Ｒは直鎖又は分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は炭素数３〜４の分岐アルキル基である。
【００５０】
なお、上記反応式（２）、（４）又は（５）において、２−テルフェニル−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、ヨウ化物又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。
【００５１】
＜鈴木カップリング反応による本発明に係るアントラセン誘導体化合物の合成＞
最後に、下記反応式（６）に示すように、上述するようにして合成した、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸又は２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジボロン酸エステル類に、２倍モルの４−ブロモピリジンをパラジウム触媒と塩基の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。
なお、ここでは原料として４−ブロモピリジンを用いた９，１０−ビス（４−ピリジル）アントラセン誘導体の合成法を例示したが、原料として３−ブロモピリジン又は２−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、すなわち９，１０−ビス（３−ピリジル）アントラセン誘導体又は９，１０−ビス（２−ピリジル）アントラセン誘導体を得ることができる。
【００５２】
【化１４】
【００５３】
また、下記反応式（７）に示すように、２倍モルのピリジンのボロン酸又はボロン酸エステル類に、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンをパラジウム触媒と塩基の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。なお、ピリジンのボロン酸又はボロン酸エステル類は、４−ブロモピリジン（又は３−ブロモピリジンや２−ブロモピリジン）から上記反応式（２）〜（５）に準じた方法で合成することができる。
【００５４】
【化１５】
【００５５】
鈴木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、又はビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）があげられる。
【００５６】
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、又は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。
【００５７】
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、又はフッ化カリウムがあげられる。
【００５８】
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又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。
【００５９】
＜一般式（１）で表される化合物の合成方法（その２）＞
＜２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジ亜鉛錯体の合成＞
まず、下記反応式（８）に示すように、２−テルフェニル−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グリニャール試薬とし、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、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジ亜鉛錯体を合成することができる。
【００６０】
【化１６】
【００６１】
上記反応式（８）において、Ｒは直鎖又は分岐のアルキル基を表すが、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は炭素数３〜４の分岐アルキル基である。なお、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンのような臭化物の代わりに、塩化物又はヨウ化物を用いても、同様に合成することができる。また、２位以外に置換基を有するアントラセン誘導体が所望の場合については、上記合成方法（その１）の欄で説明したとおりである。
【００６２】
＜根岸カップリング反応による本発明に係るアントラセン誘導体化合物の合成＞
最後に、下記反応式（９）に示すように、上述するようにして合成した、２−テルフェニルアントラセン−９，１０−ジ亜鉛錯体に、２倍モルの４−ブロモピリジンをパラジウム触媒の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。また、４−ブロモピリジンの代わりに、３−ブロモピリジンや２−ブロモピリジンを用いて、本発明に係る他のアントラセン誘導体化合物を合成できることについては、上記合成方法（その１）の欄で説明したとおりである。
【００６３】
【化１７】
【００６４】
また、下記反応式（１０）に示すように、２−テルフェニル−９，１０−ジブロモアントラセンに、４−ブロモピリジン（又は３−ブロモピリジンや２−ブロモピリジン）から上記反応式（８）に準じた方法で合成した、２倍モルの４−ピリジル亜鉛錯体（又は３−ピリジル亜鉛錯体や２−ピリジル亜鉛錯体）をパラジウム触媒の存在下で反応させることにより、本発明に係るアントラセン誘導体化合物を合成することができる。
【００６５】
【化１８】
【００６６】
根岸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）、又は（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。
【００６７】
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、シクロペンチルメチルエーテル又は１，４−ジオキサンがあげられる。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。
【００６８】
一般式（１）で表される化合物のうち、Ｒ１がｍ−テルフェニル−５’−イルのような嵩高い基で、Ｒ２がメチル、エチル又はｔ−ブチルなどの短鎖のアルキルである化合物は、例えば次のように合成することができる。
２−アルキルアントラキノンの３位を臭素又はＮ−臭化コハク酸イミド（ＮＢＳ）などの適当な臭素化剤によって臭素化する。３位以外が臭素化された化合物も相当量副生するが、これらはカラムクロマトグラフィーや再結晶などの適切な精製法によって除くことができる。２−アルキル−３−ブロモアントラキノンから上記反応式（２）〜（１０）に準じた方法で３位に嵩高い基を結合させる。次に、２，３−ジ置換アントラキノンを亜鉛−アンモニア、ナトリウムボロハイドライド（ＳＢＨ）又はリチウムアルミニウムハイドライド（ＬＡＨ）−塩化アルミニウムなどの適当な還元剤を用いて２，３−ジ置換アントラセンに還元する。最後に、この２，３−ジ置換アントラセンから上記反応式（１）〜（１０）に準じた方法を用いて一般式（１）で表される化合物が合成できる。
また、相当するブロモピリジンなどから合成したリチオ体、グリニャール試薬などを先の２，３−ジ置換アントラキノンと反応させて、得られたジヒドロキシ体をＳｎＣｌ２−ＨＣｌなどを用いて脱水することによっても、一般式（１）で表される化合物が合成できる。
【００６９】
３．有機電界発光素子
本発明に係るピリジル基を有するアントラセン誘導体化合物は、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。
【００７０】
＜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。
【００７１】
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。
【００７２】
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及び／又は電子注入層１０７と陰極１０８とからなる構成として、正孔注入層１０３及び正孔輸送層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。
【００７３】
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。
【００７４】
＜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、又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、及びポリエステル、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、フィルム又はシートを基板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。
【００７５】
＜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及び／又は正孔輸送層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。
【００７６】
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物及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。
【００７７】
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特に限定されないが、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。
【００７８】
＜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内又は正孔輸送層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又は陽極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及び正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種又は二種以上を積層、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。
【００７９】
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及び使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
【００８０】
正孔注入層１０３及び正孔輸送層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及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）又はビス（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及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。
【００８１】
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、又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）又は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)」及び文献「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。正孔の数及び移動度によって、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）又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）。
【００８２】
＜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（蛍光及び／又は燐光）効率を示す化合物であるのが好ましい。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
その他、ホスト材料としては、化学工業２００４年６月号１３頁、及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。
【００８９】
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、及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、及びベンゾフルオレン誘導体などがあげられる。
【００９０】
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及びその金属錯体、及び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。
【００９１】
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、及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。
【００９２】
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、及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、及び緑〜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。
【００９３】
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、及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。
【００９４】
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、イリジウム錯体又は白金錯体が好ましい。
【００９５】
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、及び特開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。
【００９６】
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。
【００９７】
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、及び特開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。
【００９８】
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。
【００９９】
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、及び特開平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。
【０１００】
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどがあげられる。
【化１９】
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、及び特開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。
【０１０１】
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２０】
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、及び特開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。
【０１０２】
白金錯体としては、下記のＰｔＯＥＰなどがあげられる。
【化２１】
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、及び特開2004-331508号公報などに記載された白金錯体を用いてもよい。
【０１０３】
＜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内又は電子輸送層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、又は陰極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及び電子注入層１０７は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種又は二種以上を積層、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。
【０１０４】
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及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。
【０１０５】
電子輸送層１０６又は電子注入層１０７を形成する材料（電子輸送材料）として、上記一般式（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(1-27)で表される化合物が好ましく、上記式(1-1)〜式(1-9)で表される化合物がより好ましい。
電子輸送層１０６又は電子注入層１０７における上記一般式（１）で表される化合物の含有量は、化合物の種類によって異なり、その化合物の特性に合わせて決めればよい。上記一般式（１）で表される化合物の含有量の目安は、好ましくは電子輸送層用材料（又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。上記一般式（１）で表される化合物を単独（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。
【０１０６】
他の電子輸送層又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及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。
【０１０７】
電子輸送層又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、及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、ピロール誘導体及びその縮合環誘導体、及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、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、及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、及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。
【０１０８】
また、他の電子伝達化合物の具体例として、式（１）で表される以外のピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、式（１）で表される以外のアントラセン誘導体、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、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、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。
【０１０９】
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、及びベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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又はボラン誘導体が好ましい。
【０１１２】
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２２】
式中、Ｒ１〜Ｒ６は水素又は置換基であり、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｂｅ、又はＺｎであり、ｎは２又は３の整数である。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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２３】
式中、Ｇは単なる結合手又は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−ピリジン又はピリジン−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。
【０１１５】
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、ビフェニリル又はテルフェニリルである。
【化２４】
【０１１６】
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。
【０１１７】
フェナントロリン誘導体は、下記一般式(E-3-1)又は(E-3-2)で表される化合物である。
【化２５】
式中、Ｒ１〜Ｒ８は水素又は置換基であり、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は単なる結合手又は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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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２６】
式中、Ｒ11及び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、又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、又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、又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。
【０１２１】
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２７】
式中、Ｒ11及び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、又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、又は置換されていてもよいアリール基であり、Ｒ21及び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、又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。
【０１２２】
【化２８】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35及びＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかである。
【０１２３】
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２９】
式中、Ｒ11及び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、又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、又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。
【０１２４】
【化３０】
式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35及びＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかである。
【０１２５】
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)又は(E-4-3-2)で表される化合物が好ましい。
【化３１】
式中、Ｒ11及び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、又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、又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。
【０１２６】
【化３２】
各式中、Ｒ31〜Ｒ34は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ35及びＲ36は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピル又はフェニルのいずれかである。
【０１２７】
電子輸送層又は電子注入層には、さらに、電子輸送層又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、及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）又はＣｓ（同１．９５ｅＶ）などのアルカリ金属や、Ｃａ（同２．９ｅＶ）、Ｓｒ（同２．０〜２．５ｅＶ）又は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又はＣｓのアルカリ金属であり、さらに好ましくはＲｂ又は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、電子輸送層又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、又は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、電子輸送層又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。
【０１２８】
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０８は、電子注入層１０７及び電子輸送層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。
【０１２９】
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、及びマグネシウムなどの金属又はそれらの合金（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、又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、及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。
【０１３０】
更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウム、及びインジウムなどの金属、又はこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニア、及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、及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。
【０１３１】
＜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、及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。
【０１３２】
＜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、キャスト法、又は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及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。
【０１３３】
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及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。
【０１３４】
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、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、及び両方）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。
【０１３５】
＜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又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又は照明装置は、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。
【０１３６】
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、マトリクス及び／又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。
【０１３７】
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、テレビの画像及び文字表示には、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。
【０１３８】
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、及び自動車のパネル表示などがあげられる。
【０１３９】
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、及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】
【０１４０】
まず、実施例で用いた化合物の合成例、及び該化合物の物性値について、以下に説明する。ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定については、PerkinElmer社製のDiamond DSCを用いて測定した（測定条件：冷却速度200℃/分、昇温速度10℃/分）。
【０１４１】
＜式(1-1)で表される化合物の合成例＞
２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセンの合成
２−クロロアントラセン（１０．６ｇ）、３，５−ジフェニルフェニルボロン酸（２０．６ｇ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）（０．１４ｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（１．１ｇ）、リン酸三カリウム（２１ｇ）及びトルエン（２００ｍＬ）をフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で２０時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−ヘプタン混合溶媒／体積比５０：５０）で精製することにより、２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１０．３ｇ）を得た。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．５（１Ｈ，ｍ），８．５（１Ｈ，ｍ），８．３（１Ｈ，ｍ），８．１（１Ｈ，ｍ），８．０（２Ｈ，ｍ），８．０（２Ｈ，ｍ），７．８（２Ｈ，ｍ），７．７（ｍ，４Ｈ），７．５（ｍ，６Ｈ），７．４（ｍ，２Ｈ）．
【０１４２】
９，１０−ジブロモ−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセンの合成
以上の合成により得られた２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１０ｇ）及びジクロロメタン（５００ｍＬ）をフラスコに入れて攪拌して、そこに臭素（１０ｇ）を溶解させたジクロロメタン溶液（２０ｍＬ）をゆっくりと滴下した。滴下後、室温で１２時間攪拌した後、次亜硫酸ナトリウム水溶液、続いて純水で洗浄した後、有機層を濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をトルエン−酢酸エチル混合溶媒（体積比５０：５０）で再結晶することにより、１０−ジブロモ−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（８．０ｇ）を得た。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．９（ｍ，１Ｈ），８．７（ｍ，１Ｈ），８．６（ｍ，２Ｈ），８．０（ｍ，３Ｈ），７．９（ｓ，１Ｈ），７．７（ｍ，４Ｈ），７．６（ｍ，２Ｈ），７．５（ｍ，４Ｈ），７．４（ｍ，２Ｈ）．
【０１４３】
9,10-ビス(4,4,5,5-テトラメチル[1,3,2]ジオキサボロラニル)-2-(3,5-ジフェニル)フェニルアントラセンの合成
以上の合成により得られた９，１０−ジブロモ−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（７．３ｇ）、ビス（ピナコレート）ジボロン（７．３ｇ）、ビス（ジベンジリデン）パラジウム（０）（４４８ｍｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（４９１ｍｇ）、酢酸カリウム（４．６ｇ）、及びトルエン−アニソール（１：１（容量））混合溶媒（１５０ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で２１時間還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比７０：３０）で精製することにより、９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル［１，３，２］ジオキサボロラニル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（５．８ｇ）を得た。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．８（ｍ，１Ｈ），８．５（ｍ，１Ｈ），８．４（ｍ，２Ｈ），８．０（ｍ，２Ｈ），７．９（ｍ，１Ｈ），７．８（ｍ，１Ｈ），７．７（ｍ，４Ｈ），７．５（ｍ，８Ｈ），１．５（ｓ，１２Ｈ），１．５（ｓ，１２Ｈ）．
【０１４４】
9,10-ビス(4-ピリジル)-2-(3,5-ジフェニル)フェニルアントラセン（式(1-1)化合物）の合成
以上の合成により得られた９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル［１，３，２］ジオキサボロラニル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１．７ｇ）、４−よう化ピリジン（１．２７ｇ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）（５９ｍｇ）、トリシクロヘキシルホスフィン（５２ｍｇ）、リン酸三カリウム（３．２４ｇ）、トルエン（１０ｍＬ）、エタノール（１ｍＬ）、及び水（１ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で７時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比５０：５０）で精製することにより、９，１０−ビス（４−ピリジル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（０．５３ｇ）を得た。得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１２８℃であった。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．９（ｍ，４Ｈ），７．８（ｓ，１Ｈ），７．７（ｍ，３Ｈ），７．６（ｍ，２Ｈ），７．６（ｍ，６Ｈ），７．５（ｍ，８Ｈ），７．４（ｍ，４Ｈ）．
【０１４５】
＜式(1-3)で表される化合物の合成例＞
上述する式(1-1)化合物の合成例の中で得られた９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル［１，３，２］ジオキサボロラニル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（１０．５４ｇ）、２−ブロモピリジン（６．０１ｇ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０．９２ｇ）、リン酸三カリウム（６．７８ｇ）、シクロペンチルメチルエーテル（５０ｍＬ）及び水（１０ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で２７時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比９０：１０）で精製することにより、９，１０−ビス（２−ピリジル）−２−（３，５−ジフェニル）フェニルアントラセン（式(1-3)で表される化合物）（２．５ｇ）を得た。得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１２１℃であった。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．９（ｍ，２Ｈ），８．０〜７．９（ｍ，３Ｈ），７．７（ｍ，５Ｈ），７．６（ｍ，８Ｈ），７．５（ｍ，６Ｈ），７．４（ｍ，４Ｈ）．
【０１４６】
＜式(1-5)で表される化合物の合成例＞
２−（ビフェニル−２−イル）アントラセンの合成
２−ビフェニリルボロン酸（９．２ｇ）、２−ブロモアントラセン（１０．０ｇ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．４ｇ）、炭酸ナトリウム（８．３ｇ）、トルエン（１００ｍＬ）、エタノール（２０ｍＬ）及び水（２０ｍＬ）をフラスコに入れ、アルゴン気流下、還流温度で５時間攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、反応液をトルエンにて抽出した。このトルエン溶液をエバポレーターで濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン）で精製した。さらに、ヘプタン／トルエン混合溶媒（体積比５０：５０）で再結晶することにより、２−（ビフェニル−２−イル）アントラセン（１１．３ｇ）を得た。
【０１４７】
２−（ビフェニル−２−イル）−９，１０−ジブロモアントラセンの合成
以上の合成により得られた２−（ビフェニル−２−イル）アントラセン（１１．３ｇ）、及びジクロロメタン（２００ｍＬ）をフラスコに入れて室温で攪拌した。この溶液に、窒素雰囲気下、臭素（１２．０ｇ）を含むジクロロメタン溶液（４０ｍＬ）を滴下し、室温で１時間攪拌した。攪拌終了後、チオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、トルエンで抽出した。このトルエン溶液をエバポレーターで濃縮し、ヘプタン／トルエン混合溶媒（体積比５０：５０）で再結晶することにより、２−（ビフェニル−２−イル）−９，１０−ジブロモアントラセン（１２．７ｇ）を得た。
【０１４８】
9,10-ビス(3-ピリジル)-2-(ビフェニル-2-イル)アントラセン（式(1-5)化合物）の合成
以上の合成により得られた２−（ビフェニル−２−イル）−９，１０−ジブロモアントラセン（９．７８ｇ）、３−ピリジルボロン酸（５．９０ｇ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０．６９ｇ）、炭酸カリウム（１６．５６ｇ）、１，２，４−トリメチルベンゼン（４０ｍＬ）、イソプロピルアルコール（５ｍＬ）及び水（３０ｍＬ）を三口フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下で８０時間加熱還流した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した後、有機層を減圧濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン−酢酸エチル混合溶媒／体積比８０：２０）で精製することにより、９，１０−ビス（３−ピリジル）−２−（ビフェニル−２−イル）アントラセン（７．６０ｇ）を得た。得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１１０℃であった。ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：８．８（ｍ，１Ｈ），８．７（ｍ，２Ｈ），８．５（ｍ，１Ｈ），７．８（ｍ，１Ｈ），７．６〜７．５（ｍ，４Ｈ），７．４〜７．３（ｍ，１０Ｈ），７．２（ｍ，３Ｈ），７．０（ｍ，２Ｈ）．
【０１４９】
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化合物を合成することができる。
【０１５０】
＜比較例化合物（Ｃ）の合成例＞
９，１０−ビス（４−ピリジル）−２，６−ビス（フェニル）アントラセン（比較例化合物（Ｃ））は、以下に示すスキームにより合成した。この化合物は、高い対称性を有するためＤＳＣ測定によりＴｇを確認することができず、また、薄膜を形成してもすぐに結晶化することが肉眼でも観測された。
【化３３】
【０１５１】
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。
【０１５２】
実施例１及び比較例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）、８０時間経過後の輝度（ｃｄ／ｍ２）の測定を行った。以下、実施例及び比較例について詳細に説明する。
【０１５３】
作製した実施例１及び比較例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】
【０１５４】
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９，１０−ビス（４−ピリジル）−２，６−ビス（フェニル）アントラセン、「Ａｌｑ３」はトリス（８−キノリノール）アルミニウムであり、それぞれ、下記化学構造を有する。
【０１５５】
【化３４】
【０１５６】
＜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(1-1)で表される化合物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、及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。
【０１５７】
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(1-1)で表される化合物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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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の青色発光を得た。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。駆動試験開始電圧は５．３２Ｖで、８０時間経過時の輝度は１７６０ｃｄ／ｍ２だった。
【０１６０】
＜比較例１＞
式(1-1)で表される化合物を化合物（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。駆動試験開始電圧は５．７４Ｖであったが、発光面にダークスポットが発生した。
【０１６１】
＜比較例２＞
式(1-1)で表される化合物をＡｌｑ３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。駆動試験開始電圧は６．５８Ｖで８０時間経過時の輝度は１５６２ｃｄ／ｍ２であった。
【０１６２】
以上の結果を表２にまとめた。
【表２】
【０１６３】
さらに実施例２〜４及び比較例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）、８０時間経過後の輝度（ｃｄ／ｍ２）の測定を行った。作製した実施例２〜４及び比較例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３に示す。
【表３】
【０１６４】
表３において、化合物（Ｄ）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、下記化学構造を有する。「ＣｕＰｃ」、「ＮＰＤ」、化合物（Ａ）及び「Ａｌｑ３」は前記表１と同じである。
【０１６５】
【化３５】
【０１６６】
＜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（Ｄ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、式(1-1)で表される化合物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、及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。
【０１６７】
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１００ｎｍ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（Ｄ）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（Ｄ）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(1-1)で表される化合物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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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の青色発光を得た。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。駆動試験開始電圧は５．４７Ｖで、８０時間経過時の輝度は１４４２ｃｄ／ｍ２だった。
【０１７０】
＜実施例３＞
式(1-1)で表される化合物を式(1-3)で表される化合物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。駆動試験開始電圧は５．３５Ｖで、８０時間経過時の輝度は１８１０ｃｄ／ｍ２だった。
【０１７１】
＜実施例４＞
式(1-1)で表される化合物を式(1-5)で表される化合物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。駆動試験開始電圧は５．１５Ｖで、８０時間経過時の輝度は１７４５ｃｄ／ｍ２だった。
【０１７２】
＜比較例３＞
式(1-1)で表される化合物をＡｌｑ３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。駆動試験開始電圧は６．９１Ｖで８０時間経過時の輝度は１７９１ｃｄ／ｍ２であった。
【０１７３】
以上の結果を表４にまとめた。
【表４】
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明の好ましい態様によれば、特に駆動電圧の特性を向上させ、素子の寿命及び安定性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、及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】
【０１７５】
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】
下記一般式（１）で表される化合物。
【化１】
ただし、式（１）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ１及びＲ２は共に水素になることはない。
【請求項２】
Ｒ１は、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項３】
２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数６〜１２のシクロアルキル又は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項４】
２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項５】
２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項６】
下記式(1-1)、式(1-3)又は式(1-5)で表される、請求項１に記載する化合物。
【化２】
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載する化合物を含有する、電子輸送材料。
【請求項８】
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７に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層及び／又は電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【請求項９】
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、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体およびボラン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８に記載する有機電界発光素子。
【請求項１０】
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９に記載する有機電界発光素子。
【請求項１１】
請求項８〜１０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１２】
請求項８〜１０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】
下記一般式（１）で表される化合物。
【化１】
ただし、式（１）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ１及びＲ２は共に水素になることはない。
【請求項２】
Ｒ１は、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数６〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項３】
２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数６〜１２のシクロアルキル又は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項４】
２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は炭素数６〜２０のアリールであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項５】
２つのピリジルは、共に、２−ピリジル、３−ピリジル又は４−ピリジルであり、Ｒ１は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、Ｒ２は水素である、請求項１に記載する化合物。
【請求項６】
下記式(1-1)、式(1-3)又は式(1-5)で表される、請求項１に記載する化合物。
【化２】
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載する化合物を含有する、電子輸送材料。
【請求項８】
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７に記載する電子輸送材料を含有する電子輸送層及び／又は電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
【請求項９】
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、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体およびボラン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８に記載する有機電界発光素子。
【請求項１０】
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９に記載する有機電界発光素子。
【請求項１１】
請求項８〜１０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１２】
請求項８〜１０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２００９−２０９１３３（Ｐ２００９−２０９１３３Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２３３（Ｐ２００９−２２２３３）
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【Ｆターム（参考）】
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