新規ベンゾピレン化合物
【課題】 有機発光素子に好適なバンドギャップの新規化合物を提供する。
【解決手段】 下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾピレン化合物。
【化１】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わす。）
【解決手段】 下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾピレン化合物。
【化１】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わす。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規ベンゾピレン化合物及びそれを用いた有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子における最近の進歩は著しい。
【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。また、長時間の使用による経時変化、酸素や湿気等による劣化等に対する耐久性の面で未だ多くの問題がある。
【０００４】
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は、色純度がよく、高効率の青色の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。その一方で、特に色純度、発光効率及び耐久性が高い有機発光素子並びにこれを実現するための材料が求められている。
【０００５】
上記の課題を解決するため、ベンゾ［ｅ］ピレン骨格を有する有機化合物を発光素子に用いる試みがなされ、以下の構造式（Ａ）、（Ｂ）が示されている（それぞれ順に特許文献１及び２）。
【０００６】
とはいえ発光色相や効率や輝度や耐久性といった観点からは更なる改善が必要である。
【０００７】
【化１】
ｎは０〜１２の整数を示す。
【０００８】
【化２】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−２４１６２９号公報
【特許文献２】特開平０５−０３２９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記いずれの特許文献に記載の有機化合物とそれを有する有機発光素子は実用化という観点からは改善の余地がある。
【００１１】
具体的には実用化のために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。また、長時間の使用による経時変化、酸素又は湿気などによる劣化等の耐久性の面で改善が必要である。
【００１２】
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、求められる有機発光素子には色純度が良く、高効率の青の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。
【００１３】
したがって特に駆動電圧や発光効率、耐久性が高い有機発光素子及びそれを実現する材料が求められている。
【００１４】
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。即ち本発明の目的は、より具体的にはバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い新規化合物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾピレン化合物を提供する。
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わし、
Ｒはアルキル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一般式［１］で示されるベンゾピレン化合物は、バンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い物性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】有機発光素子とそれに接続するスイッチング素子とを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係るベンゾピレン化合物は、下記一般式［１］で示される。
【００２１】
【化４】
【００２２】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｒはアルキル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【００２３】
本発明に係る一般式［１］におけるアリール基について説明する。
アリール基として例えば、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、アセフェナンスリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基などを挙げる。もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２４】
アリール基が有する置換基として例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基、フェニル基、ビフェニル基などのアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基などの複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基などのアミノ基、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、フェノキシル基などのアルコキシル基、シアノ基、ニトロ基、フッ素、塩素などのハロゲン原子などを挙げる。もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２５】
このようなベンゾピレン化合物はバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い物性を有する。
【００２６】
本発明に係る一般式［１］で示される化合物はベンゾ［ｅ］ピレン骨格に１−ナフチル基が置換し、さらにナフチル基に縮合多環化合物が置換する化合物である。
【００２７】
ベンゾ［ｅ］ピレンはバンドギャップが３．３０ｅＶであり、２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下であることが好ましい有機発光素子用の発光材料としては駆動電圧が大きくなる等不適切である。
【００２８】
また、ベンゾ［ｅ］ピレンにアルキル基が結合した化合物は共役の長さが無置換ベンゾ［ｅ］ピレンと同じなため、バンドギャップが３．３０ｅＶ程度と考えられる。また、フェニル基が結合した化合物も同様にバンドギャップが大きく、駆動電圧が高くなると考えられる。
【００２９】
本発明はベンゾ［ｅ］ピレンにナフチル基を結合することで上記のバンドギャップを有機発光素子用材料として適切なバンドギャップにすることを可能にし、駆動電圧を低く抑えることを可能にした。
【００３０】
本発明における化合物のナフチル基はベンゾ［ｅ］ピレンのいずれかの置換位置にも置換し得るが、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯの電子占有率が高い位置にナフチル基を置換することがバンドギャップを狭めることに有効なことから、下式におけるＹの置換位置が好ましい。下式はベンゾ［ｅ］ピレンの骨格部分と特定位置の置換基Ｙを示した一般式である。
【００３１】
【化５】
【００３２】
以下に本発明の化合物とベンゾ［ｅ］ピレンの固体膜の一例としてスピンコート膜のバンドギャップを示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
バンドギャップの測定は、可視光−紫外吸収スペクトルから求めることができる。本実施形態においては、０．１％クロロホルム溶液をスピンコート法によりガラス基板上で成膜し、そのスピンコート膜の吸収端から求めた。装置は日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いた。
【００３５】
一般式［１］のベンゾ［ｅ］ピレン部に立体障害基としてアルキル基を置換することは、分子間スタックを低減させる効果がある。よって本発明の化合物を有機発光素子に用いた場合、分子間スタッキングを低減することで結晶化が抑えられ、安定した、アモルファス膜を形成することができる。アルキル基はどのアルキル基を置換しても分子間スタックを低減させる効果があるが特に好ましくはターシャルブチル基、イソプロピル基等の嵩高いアルキル基が効果的である。
【００３６】
また、アルキル基の置換位置はベンゾ［ｅ］ピレンのどの位置に置換しても同様の効果が得られると考えられる。
【００３７】
さらに、本発明の化合物はナフチル基に縮合多環基を置換しても良い。有機発光素子用材料は、安定したアモルファス膜を形成する必要がある。本発明の化合物はナフチル基に縮合多環化合物を置換することでガラス転移温度の向上を図り、安定したアモルファス膜を形成することを可能にし、有機発光素子の長寿命化に貢献する。
【００３８】
また、ナフチル基に置換する縮合多環基はナフチル基のいずれかの置換位置にも置換し得るが、電子や正孔の移動度を高くするため、分子全体の平面性を高める必要があるため、一般式［１］におけるＸ１またはＸ２の置換位置が好ましい。その他の置換位置はナフチル基によるペリ位反発やベンゾ［ｅ］ピレニル基による立体反発により、ナフチル基と縮合多環基との平面性が崩れる。
【００３９】
本発明に係る縮合多環化合物の一例を構造式として以下に示す。
【００４０】
【化６】
【００４１】
【化７】
【００４２】
【化８】
【００４３】
【化９】
【００４４】
後述する実施例はこれらのうちの一部のベンゾピレン化合物を挙げて説明している。
【００４５】
実施例に記載の化合物をまとめると、一般式［１］に示される化合物は更に以下の一般式［２］で示される化合物として表現することができる。
【００４６】
即ちこの場合は下記一般式［２］で示されるベンゾピレン化合物である。
【００４７】
【化１０】
【００４８】
（式中、Ｘ１及びＸ２は一方が水素原子であり他方が置換あるいは無置換のアリール基を表わす。
前記アリール基はナフチル基、フルオレニル基、ピレニル基、ベンゾピレニル基、アントリル基、フェナンスリル基のいずれかであり、
前記ナフチル基、前記フルオレニル基、前記ピレニル基、前記ベンゾピレニル基、前記アントリル基、前記フェナンスレニル基は、メチル基、ターシャリブチル基、ナフチル基、フェニル基、イソプロピル基を有してもよい。
Ｒはターシャリブチル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【００４９】
この場合本発明のベンゾピレン化合物が得る効果、即ちバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い物性を有するという効果があるだけでなく、次の効果がある。
【００５０】
即ち、バンドギャップを有機発光素子用材料として適切なバンドギャップにすることを可能にし、有機発光素子の発光層ホストまたは電子輸送層に用いた場合、駆動電圧を低く抑える効果がある。Ｘ１及びＸ２として用いられるナフチル基、フルオレニル基、ピレニル基、ベンゾピレニル基、アントリル基、フェナンスリル基は本発明の化合物のバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下になる適切な置換基であり、平面性の高い置換基であるゆえ、高移動度の化合物を提供する。
【００５１】
更に前記Ｘ１は無置換の前記ナフチル基、前記メチル基あるいは前記ターシャリブチル基を有する前記ナフチル基、無置換の前記フルオレニル基あるいは前記メチル基あるいは前記ターシャリブチル基を有する前記フルオレニル基のいずれかであり、Ｘ２は水素原子であることが好ましい。
この場合更に、駆動電圧を低く抑える効果がある。
【００５２】
一般式［１］で示される化合物は有機発光素子用材料として使用できる。
その中で、一般式［１］で示される化合物はホール輸送層、電子輸送層および発光層として用いることができ、高発光効率、長寿命素子を得ることができる。
【００５３】
発光層とはその層自体が発光する層のことである。本発明に係る有機発光素子はこの発光層以外に他の機能層を有しても良くその場合有機発光素子は発光層を含め他の機能層とともに積層されている。有機発光素子の層構成については後述する。
【００５４】
発光層である有機化合物層は上記一般式［１］で示される化合物を有する。
発光層において上記一般式［１］で示される化合物を単独で用いてもよい。あるいはゲスト材料として用いてもよい。
【００５５】
本発明においてゲスト材料とは有機発光素子の実質的な発光色を規定する材料のことであり、それ自体が発光する材料である。
ホスト材料は、このゲスト材料よりも組成比が高い材料のことである。
【００５６】
ゲスト材料は有機発光層において組成比が低く、ホスト材料は組成比が高い。この場合組成比とは有機化合物層を構成する全成分を分母とする重量％で示される。
【００５７】
上記一般式［１］で示される化合物を、ゲストとして用いる場合の含有量としては、好ましくは、発光層の全重量に対して０．１重量％以上３０重量％以下であり、更に好ましくは、濃度消光を抑制する場合には、０．１重量％以上１５重量％以下である。有機化合物層がホスト材料とゲスト材料のみから構成される場合もこの数値範囲が当てはまる。
【００５８】
有機化合物層において、ゲスト材料は有機化合物層全体に均一あるいは濃度勾配を有して含まれていてもよい。あるいは有機化合物層のある領域にのみ含まれて別の領域ではゲスト材料を含まない領域があってもよい。
また一般式［１］で示されるベンゾピレン化合物は電子輸送層に用いることも好ましい。
【００５９】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数の層とを有する有機発光素子である。前記有機化合物を含む層のうち少なくとも一層が、一般式［１］で示される化合物を少なくとも１種類含有する。
【００６０】
対向する一対の電極の間には、上記有機化合物層以外の化合物層を有していても良い。 一対の電極の間には有機化合物層を含む化合物層が２層以上設けられていても良い。このような場合を多層型の有機発光素子と呼ぶことにする。
以下に、多層型の有機発光素子の好ましい例として第一から第五までを示す。
【００６１】
第一の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／発光層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。ここで使用する有機発光素子は、それ自体でホール輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を単一で有している場合や、それぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合に有用である。
【００６２】
第二の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。この場合は、発光物質はホール輸送性かあるいは電子輸送性のいずれか、あるいは両方の機能を有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わせて用いる場合に有用である。また、この場合、発光層は、ホール輸送層あるいは電子輸送層のいずれかから成る。
【００６３】
第三の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これは、キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものである。そしてホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物と適時組み合わせて用いることができる。そして極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層に各キャリヤあるいは励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００６４】
第四の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これは陽極とホール輸送層の密着性改善あるいはホールの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【００６５】
第五の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／ホール・エキシトンブロッキング層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これはホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極側に抜けることを阻害する層（ホール／エキシトンブロッキング層）を、発光層、電子輸送層間に挿入した構成である。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物をホール／エキシトンブロッキング層として用いる事により、発光効率の向上に効果的な構成である。
【００６６】
ただし、第一乃至第五の多層型の例はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明に係る化合物を用いた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を設ける、接着層あるいは干渉層を設ける、電子輸送層もしくはホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００６７】
本発明に係る化合物は、発光層のホスト材料として用いることが好ましい。
本発明に係る化合物は、発光層や電子輸送層以外の各層、即ちホール注入層、ホール輸送層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子注入層の何れかに用いても良い。
【００６８】
ここで、本発明に係る化合物以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系のホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物等を一緒に使用することができる。
【００６９】
ホール注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入が容易で、注入されたホールを発光層へと輸送することができるように、ホール移動度が高い材料が好ましい。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誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７０】
主にホスト材料としては、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体等）、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、有機亜鉛錯体、及びトリフェニルアミン誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７１】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入が容易で、注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール注入輸送性材料のホール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、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７２】
陽極材料としては、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あるいはこれらの合金、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、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は単独で使用してもよいし複数併用して使用してもよい。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７３】
一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えば、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。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単独で使用してもよいし、複数併用して使用してもよい。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７４】
本発明に係る有機発光素子を有する基板としては、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。
【００７５】
なお、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、金属等で被覆し、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。
【００７６】
本発明に係る有機発光素子において、本発明に係る有機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、プラズマあるいは、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）により薄膜を形成する。ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００７７】
上記バインダー樹脂としては、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、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、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、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。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。
【００７８】
本発明に係る有機発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。
【００７９】
表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。表示装置は例えばＰＣあるいはテレビジョン、あるいは広告媒体といった画像表示装置して用いられることが出来る。あるいは表示装置はデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の、表示部に用いられてもよい。
【００８０】
あるいは表示装置は電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の操作表示部に用いられても良い。
【００８１】
また、電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の感光体へ潜像を露光する際に用いる光源として用いることが出来る。独立にアドレスできる有機発光素子を複数アレイ状（例えば線状）に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、潜像を形成することができる。本発明に係る有機発光素子を用いることで、これまでは光源とポリコンミラーと各種光学レンズ等を配置するのに必要だった空間を減少させることができる。
【００８２】
照明装置やバックライトに関しては、本発明に係る有機発光素子を用いることで省エネルギー効果が期待できる。また本発明に係る有機発光素子は平面光源として利用できる。
【００８３】
また、本発明に係る有機発光素子を支持する基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜などを設けて発色光をコントロールする事も可能である。また、基板に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設け、それに有機発光素子を接続して発光非発光を制御することができる。また、複数の有機発光素子をマトリックス状に配置して、即ち面内方向に配置して照明装置として用いることも可能である。
【００８４】
次に、本発明に係る有機発光素子を使用した表示装置について説明する。
図１は有機発光素子を画素部に有する画像表示装置の断面模式図である。本図では２つの有機発光素子と２つのＴＦＴとが図示されている。一つの有機発光素子は１つのＴＦＴと接続している。
【００８５】
図中符号３は画像表示装置、３８はスイッチング素子であるＴＦＴ素子、３１は基板、３２は防湿膜、３３はゲート電極、３４はゲート絶縁膜、３５は半導体層、３６はドレイン電極、３７はソース電極、３９は絶縁膜、３１０はコンタクトホール、３１１は陽極、３１２は有機層、３１３は陰極、３１４は第一の保護層、そして３１５は第二の保護層である。
【００８６】
画像表示装置３は、ガラス等の基板３１上に、その上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜３２が設けられている。防湿膜３２を構成する材料は酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。防湿膜３２の上にゲート電極３３が設けられている。ゲート電極３３はスパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで得られる。
【００８７】
ゲート絶縁膜３４がゲート電極３３を覆うように配置される。ゲート絶縁膜３４は酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングして形成される膜である。パターニングされてＴＦＴとなる領域ごとに設けられているゲート絶縁膜３４を覆うように半導体層３５が設けられている。この半導体層３５はプラズマＣＶＤ法等により（場合によっては例えば２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで得られる。
【００８８】
さらに、それぞれの半導体層３５にドレイン電極３６とソース電極３７が設けられている。このようにＴＦＴ素子３８はゲート電極３３とゲート絶縁層３４と半導体層３５とドレイン電極３６とソース電極３７とを有する。ＴＦＴ素子３８の上部には絶縁膜３９が設けられている。次に、コンタクトホール（スルーホール）３１０は絶縁膜３９に設けられ、金属からなる有機発光素子用の陽極３１１とソース電極３７とが接続されている。
【００８９】
この陽極３１１の上には、発光層を含む多層あるいは発光層単層の有機層３１２と、陰極３１３とが順次積層されており、有機発光素子を構成している。
【００９０】
有機発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層３１４や第二の保護層３１５を設けてもよい。
尚、スイッチング素子に特に限定はなく、上述のＴＦＴ素子の他にＭＩＭ素子も用いることができる。
【００９１】
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構成（基板側から光を取り出す構成）および、トップエミッション（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。
【実施例】
【００９２】
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。
【００９３】
＜実施例１＞
例示化合物Ａ−２の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【００９４】
【化１１】
【００９５】
ａ）化合物ａ−２の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−１、０．９００ｇ（３．５７ｍｍｏｌ）、ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド、１．３８９ｇ（３．５６ｍｍｏｌ）、塩化亜鉛、０．４８６（３．５７ｍｍｏｌ）及びクロロホルム６０ｍｌを入れ、室温下、３時間攪拌した。反応後、水１００ｍｌを加え、有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−２（白色結晶）０．９６３ｇ（収率９６％）を得た。
【００９６】
ｂ）化合物ａ−３の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−２、０．９００ｇ（３．４３ｍｍｏｌ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン］ジクロロニッケル、１８８ｍｇ（０．３４３ｍｍｏｌ）、４，４，５，５，−テトラメチル−１，３，２，−ジオキサボロラン、０．９９ｍｌ（６．８５ｍｍｏｌ）、トルエン、３０ｍｌおよびトリエチルアミン、５ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、９０度に昇温し、６時間攪拌した。反応後、水５０ｍｌを加え、反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−３（白色結晶）１．１０ｇ（収率８４．７％）を得た。
【００９７】
ｃ）化合物ａ−５の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、ａ−４、０．６２４ｇ（２．８０ｍｍｏｌ）、化合物ａ−５、１．１０ｇ（２．９１ｍｍｏｌ）、トルエン２０ｍｌおよびエタノ−ル１０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、炭酸ナトリウム１０ｇ／水２０ｍｌの水溶液を滴下し、次いでテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．１６１ｍｇを添加した。７７度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−５（白色結晶）０．９４ｇ（収率８５％）を得た。
【００９８】
ｄ）化合物ａ−６の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−５、０．９４ｇ（２．３８ｍｍｏｌ）及び無水ピリジン５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、氷冷で攪拌下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物（Ｔｆ２Ｏ）、０．５６ｍｌ（４．４７ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、１時間攪拌後、反応溶液を室温で２時間攪拌した。反応後、反応溶液に水５０ｍｌ加え、有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−６（白色結晶）１．０９ｇ（収率８７％）を得た。
【００９９】
ｅ）例示化合物Ａ−２の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−７、０．１８０ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物２−１（黄白色結晶）０．３６０ｇ（収率７５％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−２のＭ＋である５０４を確認した。
【０１００】
また、１ＨＮＭＲ測定により、例示化合物Ａ−２の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９５（ｄ，１Ｈ），８．９３‐８．８７（ｍ，１Ｈ），８．２４‐７．９２（ｍ，１２Ｈ），７．８４（ｄ，１Ｈ），７．７９‐７．７７（ｍ，２Ｈ）， ７．７４（ｄ，２Ｈ），７．６２‐７．５９（ｍ，２Ｈ），７．５５‐７．４８（ｍ，４Ｈ）
また、スピンコート膜のバンドギャップは３．１０ｅＶであった。
【０１０１】
バンドギャップの測定は、可視光−紫外吸収スペクトルから求めることができる。本実施形態においては、０．１％クロロホルム溶液をスピンコート法によりガラス基板上で成膜し、そのスピンコート膜の吸収端から求めた。装置は日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いた。
【０１０２】
＜実施例２＞
例示化合物Ａ−４の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１０３】
【化１２】
【０１０４】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−７、０．２４８ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−４（白黄色結晶）０．４２３ｇ（収率７８％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−２のＭ＋である５７０を確認した。
【０１０５】
また、１ＨＮＭＲ測定により、例示化合物Ａ−２の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９６（ｄ，１Ｈ），８．８８−８．９４（ｍ，２Ｈ），８．２５（ｓ，１Ｈ），８．２３（ｄ，１Ｈ），８．１９（ｄ，１Ｈ），８．１５（ｓ，２Ｈ），８．１２（ｄ，１Ｈ），８．０７（ｔ，１Ｈ），８．０６（ｄ，１Ｈ），８．０２（ｄ，１Ｈ），７．９３（ｄｄ，１Ｈ），７．８７（ｔ，１Ｈ），７．８５（ｓ，１Ｈ），７．８３（ｄｄ，１Ｈ），７．７８−７．８１（ｍ，４Ｈ），７．５０（ｄ，１Ｈ），７．３５−７．４０（ｍ，２Ｈ），１．６１（ｓ，６Ｈ）．
また、スピンコート膜のバンドギャップは３．０８ｅＶであった。測定方法は実施例１と同様である。
【０１０６】
＜実施例３＞
例示化合物Ａ−１の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１０７】
【化１３】
【０１０８】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−９、０．１８０ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−４（白黄色結晶）０．３３５ｇ（収率７０％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−１のＭ＋である５０４を確認した。
また、スピンコート膜のバンドギャップは２．９９ｅＶであった。測定方法は実施例１と同様である。
【０１０９】
＜実施例４＞
例示化合物Ａ−５の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１１０】
【化１４】
【０１１１】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−１０、０．３０６ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−５（白黄色結晶）０．４１７ｇ（収率７０％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−５のＭ＋である６２６を確認した。
【０１１２】
＜実施例５＞
例示化合物Ａ−１１の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１１３】
【化１５】
【０１１４】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−１１、０．２３１ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−１１（白黄色結晶）０．４００ｇ（収率７６％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−５のＭ＋である５５４を確認した。
【０１１５】
＜実施例６＞
例示化合物Ｃ−１の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
原料ａ−１２は実施例１において原料ａ−１をａ−１３に変えて実施例１と同様の方法でａ−１２を合成した。
【０１１６】
【化１６】
【０１１７】
【化１７】
【０１１８】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−１２、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−９、０．１８１ｇ（１．０５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ｃ−１（白黄色結晶）０．３７３ｇ（収率７０％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ｃ−１のＭ＋である５６０を確認した。
【０１１９】
＜実施例７＞
例示化合物Ｃ−２の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１２０】
【化１８】
【０１２１】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−１２、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−８、０．１８１ｇ（１．０５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ｃ−２（白黄色結晶）０．４３５ｇ（収率７３％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ｃ−２のＭ＋である６２６を確認した。
【０１２２】
実施例１と同様にして、化合物ａ−４及びａ−７に変えて以下の表１に示す、ナフタレン誘導体体及びピナコールボロン体を用いることで例示化合物Ｂ−４、Ｂ−７及びＢ−９が合成できる。
【０１２３】
【表２】
【０１２４】
＜実施例８＞
素子作成
ガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１２０ｎｍの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。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ＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。
透明導電性支持基板上に下記化合物ｄ−１で示される化合物のクロロホルム溶液をスピンコート法により１１ｎｍの膜厚で成膜して正孔注入層を形成した。
【０１２５】
さらに、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続製膜して、素子を作製した。
正孔輸送層（１５ｎｍ）：化合物ｄ−２
発光層（３０ｎｍ）：ｄ−３（重量濃度５％）：例示化合物Ａ−４（重量濃度９５％）
電子輸送層（３０ｎｍ）：化合物ｄ−４
金属電極層１（０．５ｎｍ）：ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ）：Ａｌ
【０１２６】
【化１９】
【０１２７】
本実施例のＥＬ素子に５．０Ｖの印加電圧で発光輝度２０８４ｃｄ／ｍ２、ＣＩＥ色度（０．１５，０．２７）の良好な青色発光が観測された。
【０１２８】
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち、電圧を１００時間連続印加したところ、初期輝度に対する１００時間後の輝度劣化率は３０％以下で小さかった。
【０１２９】
＜実施例９＞
素子作成
ガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１２０ｎｍの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。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ＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。
透明導電性支持基板上に下記化合物ｄ−１で示される化合物のクロロホルム溶液をスピンコート法により１１ｎｍの膜厚で成膜して正孔注入層を形成した。
【０１３０】
さらに、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続製膜して、素子を作製した。
正孔輸送層（１５ｎｍ）：化合物ｄ−２
発光層（３０ｎｍ）：ｄ−３（重量濃度５％）：ｄ−６（重量濃度９５％）
電子輸送層（３０ｎｍ）：化合物Ａ−２
金属電極層１（０．５ｎｍ）：ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ）：Ａｌ
【０１３１】
【化２０】
【０１３２】
本実施例のＥＬ素子に５．０Ｖの印加電圧で発光輝度１８３４ｃｄ／ｍ２、ＣＩＥ色度（０．１６，０．２７）の良好な青色発光が観測された。
【０１３３】
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち、電圧を１００時間連続印加したところ、初期輝度に対する１００時間後の輝度劣化率は１５％以下で小さかった。
【符号の説明】
【０１３４】
１ 表示装置
１１ 走査信号ドライバー
１２ 情報信号ドライバー
１３ 電流供給源
１４ 画素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規ベンゾピレン化合物及びそれを用いた有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子における最近の進歩は著しい。
【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。また、長時間の使用による経時変化、酸素や湿気等による劣化等に対する耐久性の面で未だ多くの問題がある。
【０００４】
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は、色純度がよく、高効率の青色の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。その一方で、特に色純度、発光効率及び耐久性が高い有機発光素子並びにこれを実現するための材料が求められている。
【０００５】
上記の課題を解決するため、ベンゾ［ｅ］ピレン骨格を有する有機化合物を発光素子に用いる試みがなされ、以下の構造式（Ａ）、（Ｂ）が示されている（それぞれ順に特許文献１及び２）。
【０００６】
とはいえ発光色相や効率や輝度や耐久性といった観点からは更なる改善が必要である。
【０００７】
【化１】
ｎは０〜１２の整数を示す。
【０００８】
【化２】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−２４１６２９号公報
【特許文献２】特開平０５−０３２９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記いずれの特許文献に記載の有機化合物とそれを有する有機発光素子は実用化という観点からは改善の余地がある。
【００１１】
具体的には実用化のために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。また、長時間の使用による経時変化、酸素又は湿気などによる劣化等の耐久性の面で改善が必要である。
【００１２】
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、求められる有機発光素子には色純度が良く、高効率の青の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。
【００１３】
したがって特に駆動電圧や発光効率、耐久性が高い有機発光素子及びそれを実現する材料が求められている。
【００１４】
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。即ち本発明の目的は、より具体的にはバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い新規化合物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾピレン化合物を提供する。
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わし、
Ｒはアルキル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一般式［１］で示されるベンゾピレン化合物は、バンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い物性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】有機発光素子とそれに接続するスイッチング素子とを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係るベンゾピレン化合物は、下記一般式［１］で示される。
【００２１】
【化４】
【００２２】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｒはアルキル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【００２３】
本発明に係る一般式［１］におけるアリール基について説明する。
アリール基として例えば、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、アセフェナンスリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基などを挙げる。もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２４】
アリール基が有する置換基として例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基、フェニル基、ビフェニル基などのアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基などの複素環基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基などのアミノ基、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、フェノキシル基などのアルコキシル基、シアノ基、ニトロ基、フッ素、塩素などのハロゲン原子などを挙げる。もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２５】
このようなベンゾピレン化合物はバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い物性を有する。
【００２６】
本発明に係る一般式［１］で示される化合物はベンゾ［ｅ］ピレン骨格に１−ナフチル基が置換し、さらにナフチル基に縮合多環化合物が置換する化合物である。
【００２７】
ベンゾ［ｅ］ピレンはバンドギャップが３．３０ｅＶであり、２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下であることが好ましい有機発光素子用の発光材料としては駆動電圧が大きくなる等不適切である。
【００２８】
また、ベンゾ［ｅ］ピレンにアルキル基が結合した化合物は共役の長さが無置換ベンゾ［ｅ］ピレンと同じなため、バンドギャップが３．３０ｅＶ程度と考えられる。また、フェニル基が結合した化合物も同様にバンドギャップが大きく、駆動電圧が高くなると考えられる。
【００２９】
本発明はベンゾ［ｅ］ピレンにナフチル基を結合することで上記のバンドギャップを有機発光素子用材料として適切なバンドギャップにすることを可能にし、駆動電圧を低く抑えることを可能にした。
【００３０】
本発明における化合物のナフチル基はベンゾ［ｅ］ピレンのいずれかの置換位置にも置換し得るが、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯの電子占有率が高い位置にナフチル基を置換することがバンドギャップを狭めることに有効なことから、下式におけるＹの置換位置が好ましい。下式はベンゾ［ｅ］ピレンの骨格部分と特定位置の置換基Ｙを示した一般式である。
【００３１】
【化５】
【００３２】
以下に本発明の化合物とベンゾ［ｅ］ピレンの固体膜の一例としてスピンコート膜のバンドギャップを示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
バンドギャップの測定は、可視光−紫外吸収スペクトルから求めることができる。本実施形態においては、０．１％クロロホルム溶液をスピンコート法によりガラス基板上で成膜し、そのスピンコート膜の吸収端から求めた。装置は日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いた。
【００３５】
一般式［１］のベンゾ［ｅ］ピレン部に立体障害基としてアルキル基を置換することは、分子間スタックを低減させる効果がある。よって本発明の化合物を有機発光素子に用いた場合、分子間スタッキングを低減することで結晶化が抑えられ、安定した、アモルファス膜を形成することができる。アルキル基はどのアルキル基を置換しても分子間スタックを低減させる効果があるが特に好ましくはターシャルブチル基、イソプロピル基等の嵩高いアルキル基が効果的である。
【００３６】
また、アルキル基の置換位置はベンゾ［ｅ］ピレンのどの位置に置換しても同様の効果が得られると考えられる。
【００３７】
さらに、本発明の化合物はナフチル基に縮合多環基を置換しても良い。有機発光素子用材料は、安定したアモルファス膜を形成する必要がある。本発明の化合物はナフチル基に縮合多環化合物を置換することでガラス転移温度の向上を図り、安定したアモルファス膜を形成することを可能にし、有機発光素子の長寿命化に貢献する。
【００３８】
また、ナフチル基に置換する縮合多環基はナフチル基のいずれかの置換位置にも置換し得るが、電子や正孔の移動度を高くするため、分子全体の平面性を高める必要があるため、一般式［１］におけるＸ１またはＸ２の置換位置が好ましい。その他の置換位置はナフチル基によるペリ位反発やベンゾ［ｅ］ピレニル基による立体反発により、ナフチル基と縮合多環基との平面性が崩れる。
【００３９】
本発明に係る縮合多環化合物の一例を構造式として以下に示す。
【００４０】
【化６】
【００４１】
【化７】
【００４２】
【化８】
【００４３】
【化９】
【００４４】
後述する実施例はこれらのうちの一部のベンゾピレン化合物を挙げて説明している。
【００４５】
実施例に記載の化合物をまとめると、一般式［１］に示される化合物は更に以下の一般式［２］で示される化合物として表現することができる。
【００４６】
即ちこの場合は下記一般式［２］で示されるベンゾピレン化合物である。
【００４７】
【化１０】
【００４８】
（式中、Ｘ１及びＸ２は一方が水素原子であり他方が置換あるいは無置換のアリール基を表わす。
前記アリール基はナフチル基、フルオレニル基、ピレニル基、ベンゾピレニル基、アントリル基、フェナンスリル基のいずれかであり、
前記ナフチル基、前記フルオレニル基、前記ピレニル基、前記ベンゾピレニル基、前記アントリル基、前記フェナンスレニル基は、メチル基、ターシャリブチル基、ナフチル基、フェニル基、イソプロピル基を有してもよい。
Ｒはターシャリブチル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【００４９】
この場合本発明のベンゾピレン化合物が得る効果、即ちバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下という広い物性を有するという効果があるだけでなく、次の効果がある。
【００５０】
即ち、バンドギャップを有機発光素子用材料として適切なバンドギャップにすることを可能にし、有機発光素子の発光層ホストまたは電子輸送層に用いた場合、駆動電圧を低く抑える効果がある。Ｘ１及びＸ２として用いられるナフチル基、フルオレニル基、ピレニル基、ベンゾピレニル基、アントリル基、フェナンスリル基は本発明の化合物のバンドギャップが２．９０ｅＶ以上３．１５ｅＶ以下になる適切な置換基であり、平面性の高い置換基であるゆえ、高移動度の化合物を提供する。
【００５１】
更に前記Ｘ１は無置換の前記ナフチル基、前記メチル基あるいは前記ターシャリブチル基を有する前記ナフチル基、無置換の前記フルオレニル基あるいは前記メチル基あるいは前記ターシャリブチル基を有する前記フルオレニル基のいずれかであり、Ｘ２は水素原子であることが好ましい。
この場合更に、駆動電圧を低く抑える効果がある。
【００５２】
一般式［１］で示される化合物は有機発光素子用材料として使用できる。
その中で、一般式［１］で示される化合物はホール輸送層、電子輸送層および発光層として用いることができ、高発光効率、長寿命素子を得ることができる。
【００５３】
発光層とはその層自体が発光する層のことである。本発明に係る有機発光素子はこの発光層以外に他の機能層を有しても良くその場合有機発光素子は発光層を含め他の機能層とともに積層されている。有機発光素子の層構成については後述する。
【００５４】
発光層である有機化合物層は上記一般式［１］で示される化合物を有する。
発光層において上記一般式［１］で示される化合物を単独で用いてもよい。あるいはゲスト材料として用いてもよい。
【００５５】
本発明においてゲスト材料とは有機発光素子の実質的な発光色を規定する材料のことであり、それ自体が発光する材料である。
ホスト材料は、このゲスト材料よりも組成比が高い材料のことである。
【００５６】
ゲスト材料は有機発光層において組成比が低く、ホスト材料は組成比が高い。この場合組成比とは有機化合物層を構成する全成分を分母とする重量％で示される。
【００５７】
上記一般式［１］で示される化合物を、ゲストとして用いる場合の含有量としては、好ましくは、発光層の全重量に対して０．１重量％以上３０重量％以下であり、更に好ましくは、濃度消光を抑制する場合には、０．１重量％以上１５重量％以下である。有機化合物層がホスト材料とゲスト材料のみから構成される場合もこの数値範囲が当てはまる。
【００５８】
有機化合物層において、ゲスト材料は有機化合物層全体に均一あるいは濃度勾配を有して含まれていてもよい。あるいは有機化合物層のある領域にのみ含まれて別の領域ではゲスト材料を含まない領域があってもよい。
また一般式［１］で示されるベンゾピレン化合物は電子輸送層に用いることも好ましい。
【００５９】
次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。
本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数の層とを有する有機発光素子である。前記有機化合物を含む層のうち少なくとも一層が、一般式［１］で示される化合物を少なくとも１種類含有する。
【００６０】
対向する一対の電極の間には、上記有機化合物層以外の化合物層を有していても良い。 一対の電極の間には有機化合物層を含む化合物層が２層以上設けられていても良い。このような場合を多層型の有機発光素子と呼ぶことにする。
以下に、多層型の有機発光素子の好ましい例として第一から第五までを示す。
【００６１】
第一の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／発光層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。ここで使用する有機発光素子は、それ自体でホール輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を単一で有している場合や、それぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合に有用である。
【００６２】
第二の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。この場合は、発光物質はホール輸送性かあるいは電子輸送性のいずれか、あるいは両方の機能を有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わせて用いる場合に有用である。また、この場合、発光層は、ホール輸送層あるいは電子輸送層のいずれかから成る。
【００６３】
第三の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これは、キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものである。そしてホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物と適時組み合わせて用いることができる。そして極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層に各キャリヤあるいは励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能になる。
【００６４】
第四の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これは陽極とホール輸送層の密着性改善あるいはホールの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【００６５】
第五の多層型の有機発光素子の例としては、基板上に、順次（陽極／ホール輸送層／発光層／ホール・エキシトンブロッキング層／電子輸送層／陰極）を設けた構成のものを挙げる。これはホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極側に抜けることを阻害する層（ホール／エキシトンブロッキング層）を、発光層、電子輸送層間に挿入した構成である。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物をホール／エキシトンブロッキング層として用いる事により、発光効率の向上に効果的な構成である。
【００６６】
ただし、第一乃至第五の多層型の例はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明に係る化合物を用いた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を設ける、接着層あるいは干渉層を設ける、電子輸送層もしくはホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００６７】
本発明に係る化合物は、発光層のホスト材料として用いることが好ましい。
本発明に係る化合物は、発光層や電子輸送層以外の各層、即ちホール注入層、ホール輸送層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子注入層の何れかに用いても良い。
【００６８】
ここで、本発明に係る化合物以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系のホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物等を一緒に使用することができる。
【００６９】
ホール注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入が容易で、注入されたホールを発光層へと輸送することができるように、ホール移動度が高い材料が好ましい。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誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７０】
主にホスト材料としては、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体等）、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、有機亜鉛錯体、及びトリフェニルアミン誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７１】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入が容易で、注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール注入輸送性材料のホール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、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００７２】
陽極材料としては、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あるいはこれらの合金、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、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は単独で使用してもよいし複数併用して使用してもよい。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７３】
一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えば、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。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単独で使用してもよいし、複数併用して使用してもよい。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００７４】
本発明に係る有機発光素子を有する基板としては、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。
【００７５】
なお、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、金属等で被覆し、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。
【００７６】
本発明に係る有機発光素子において、本発明に係る有機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、プラズマあるいは、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）により薄膜を形成する。ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【００７７】
上記バインダー樹脂としては、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、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、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、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。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。
【００７８】
本発明に係る有機発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。
【００７９】
表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。表示装置は例えばＰＣあるいはテレビジョン、あるいは広告媒体といった画像表示装置して用いられることが出来る。あるいは表示装置はデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の、表示部に用いられてもよい。
【００８０】
あるいは表示装置は電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の操作表示部に用いられても良い。
【００８１】
また、電子写真方式の画像形成装置、即ちレーザービームプリンタや複写機等の感光体へ潜像を露光する際に用いる光源として用いることが出来る。独立にアドレスできる有機発光素子を複数アレイ状（例えば線状）に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、潜像を形成することができる。本発明に係る有機発光素子を用いることで、これまでは光源とポリコンミラーと各種光学レンズ等を配置するのに必要だった空間を減少させることができる。
【００８２】
照明装置やバックライトに関しては、本発明に係る有機発光素子を用いることで省エネルギー効果が期待できる。また本発明に係る有機発光素子は平面光源として利用できる。
【００８３】
また、本発明に係る有機発光素子を支持する基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜などを設けて発色光をコントロールする事も可能である。また、基板に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設け、それに有機発光素子を接続して発光非発光を制御することができる。また、複数の有機発光素子をマトリックス状に配置して、即ち面内方向に配置して照明装置として用いることも可能である。
【００８４】
次に、本発明に係る有機発光素子を使用した表示装置について説明する。
図１は有機発光素子を画素部に有する画像表示装置の断面模式図である。本図では２つの有機発光素子と２つのＴＦＴとが図示されている。一つの有機発光素子は１つのＴＦＴと接続している。
【００８５】
図中符号３は画像表示装置、３８はスイッチング素子であるＴＦＴ素子、３１は基板、３２は防湿膜、３３はゲート電極、３４はゲート絶縁膜、３５は半導体層、３６はドレイン電極、３７はソース電極、３９は絶縁膜、３１０はコンタクトホール、３１１は陽極、３１２は有機層、３１３は陰極、３１４は第一の保護層、そして３１５は第二の保護層である。
【００８６】
画像表示装置３は、ガラス等の基板３１上に、その上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜３２が設けられている。防湿膜３２を構成する材料は酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。防湿膜３２の上にゲート電極３３が設けられている。ゲート電極３３はスパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで得られる。
【００８７】
ゲート絶縁膜３４がゲート電極３３を覆うように配置される。ゲート絶縁膜３４は酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングして形成される膜である。パターニングされてＴＦＴとなる領域ごとに設けられているゲート絶縁膜３４を覆うように半導体層３５が設けられている。この半導体層３５はプラズマＣＶＤ法等により（場合によっては例えば２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで得られる。
【００８８】
さらに、それぞれの半導体層３５にドレイン電極３６とソース電極３７が設けられている。このようにＴＦＴ素子３８はゲート電極３３とゲート絶縁層３４と半導体層３５とドレイン電極３６とソース電極３７とを有する。ＴＦＴ素子３８の上部には絶縁膜３９が設けられている。次に、コンタクトホール（スルーホール）３１０は絶縁膜３９に設けられ、金属からなる有機発光素子用の陽極３１１とソース電極３７とが接続されている。
【００８９】
この陽極３１１の上には、発光層を含む多層あるいは発光層単層の有機層３１２と、陰極３１３とが順次積層されており、有機発光素子を構成している。
【００９０】
有機発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層３１４や第二の保護層３１５を設けてもよい。
尚、スイッチング素子に特に限定はなく、上述のＴＦＴ素子の他にＭＩＭ素子も用いることができる。
【００９１】
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構成（基板側から光を取り出す構成）および、トップエミッション（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。
【実施例】
【００９２】
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。
【００９３】
＜実施例１＞
例示化合物Ａ−２の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【００９４】
【化１１】
【００９５】
ａ）化合物ａ−２の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−１、０．９００ｇ（３．５７ｍｍｏｌ）、ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド、１．３８９ｇ（３．５６ｍｍｏｌ）、塩化亜鉛、０．４８６（３．５７ｍｍｏｌ）及びクロロホルム６０ｍｌを入れ、室温下、３時間攪拌した。反応後、水１００ｍｌを加え、有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−２（白色結晶）０．９６３ｇ（収率９６％）を得た。
【００９６】
ｂ）化合物ａ−３の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−２、０．９００ｇ（３．４３ｍｍｏｌ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン］ジクロロニッケル、１８８ｍｇ（０．３４３ｍｍｏｌ）、４，４，５，５，−テトラメチル−１，３，２，−ジオキサボロラン、０．９９ｍｌ（６．８５ｍｍｏｌ）、トルエン、３０ｍｌおよびトリエチルアミン、５ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、９０度に昇温し、６時間攪拌した。反応後、水５０ｍｌを加え、反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−３（白色結晶）１．１０ｇ（収率８４．７％）を得た。
【００９７】
ｃ）化合物ａ−５の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、ａ−４、０．６２４ｇ（２．８０ｍｍｏｌ）、化合物ａ−５、１．１０ｇ（２．９１ｍｍｏｌ）、トルエン２０ｍｌおよびエタノ−ル１０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、炭酸ナトリウム１０ｇ／水２０ｍｌの水溶液を滴下し、次いでテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．１６１ｍｇを添加した。７７度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−５（白色結晶）０．９４ｇ（収率８５％）を得た。
【００９８】
ｄ）化合物ａ−６の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−５、０．９４ｇ（２．３８ｍｍｏｌ）及び無水ピリジン５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、氷冷で攪拌下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物（Ｔｆ２Ｏ）、０．５６ｍｌ（４．４７ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、１時間攪拌後、反応溶液を室温で２時間攪拌した。反応後、反応溶液に水５０ｍｌ加え、有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物ａ−６（白色結晶）１．０９ｇ（収率８７％）を得た。
【００９９】
ｅ）例示化合物Ａ−２の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−７、０．１８０ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物２−１（黄白色結晶）０．３６０ｇ（収率７５％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−２のＭ＋である５０４を確認した。
【０１００】
また、１ＨＮＭＲ測定により、例示化合物Ａ−２の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９５（ｄ，１Ｈ），８．９３‐８．８７（ｍ，１Ｈ），８．２４‐７．９２（ｍ，１２Ｈ），７．８４（ｄ，１Ｈ），７．７９‐７．７７（ｍ，２Ｈ）， ７．７４（ｄ，２Ｈ），７．６２‐７．５９（ｍ，２Ｈ），７．５５‐７．４８（ｍ，４Ｈ）
また、スピンコート膜のバンドギャップは３．１０ｅＶであった。
【０１０１】
バンドギャップの測定は、可視光−紫外吸収スペクトルから求めることができる。本実施形態においては、０．１％クロロホルム溶液をスピンコート法によりガラス基板上で成膜し、そのスピンコート膜の吸収端から求めた。装置は日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いた。
【０１０２】
＜実施例２＞
例示化合物Ａ−４の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１０３】
【化１２】
【０１０４】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−７、０．２４８ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−４（白黄色結晶）０．４２３ｇ（収率７８％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−２のＭ＋である５７０を確認した。
【０１０５】
また、１ＨＮＭＲ測定により、例示化合物Ａ−２の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９６（ｄ，１Ｈ），８．８８−８．９４（ｍ，２Ｈ），８．２５（ｓ，１Ｈ），８．２３（ｄ，１Ｈ），８．１９（ｄ，１Ｈ），８．１５（ｓ，２Ｈ），８．１２（ｄ，１Ｈ），８．０７（ｔ，１Ｈ），８．０６（ｄ，１Ｈ），８．０２（ｄ，１Ｈ），７．９３（ｄｄ，１Ｈ），７．８７（ｔ，１Ｈ），７．８５（ｓ，１Ｈ），７．８３（ｄｄ，１Ｈ），７．７８−７．８１（ｍ，４Ｈ），７．５０（ｄ，１Ｈ），７．３５−７．４０（ｍ，２Ｈ），１．６１（ｓ，６Ｈ）．
また、スピンコート膜のバンドギャップは３．０８ｅＶであった。測定方法は実施例１と同様である。
【０１０６】
＜実施例３＞
例示化合物Ａ−１の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１０７】
【化１３】
【０１０８】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−９、０．１８０ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−４（白黄色結晶）０．３３５ｇ（収率７０％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−１のＭ＋である５０４を確認した。
また、スピンコート膜のバンドギャップは２．９９ｅＶであった。測定方法は実施例１と同様である。
【０１０９】
＜実施例４＞
例示化合物Ａ−５の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１１０】
【化１４】
【０１１１】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−１０、０．３０６ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−５（白黄色結晶）０．４１７ｇ（収率７０％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−５のＭ＋である６２６を確認した。
【０１１２】
＜実施例５＞
例示化合物Ａ−１１の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１１３】
【化１５】
【０１１４】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−１１、０．２３１ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ａ−１１（白黄色結晶）０．４００ｇ（収率７６％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ａ−５のＭ＋である５５４を確認した。
【０１１５】
＜実施例６＞
例示化合物Ｃ−１の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
原料ａ−１２は実施例１において原料ａ−１をａ−１３に変えて実施例１と同様の方法でａ−１２を合成した。
【０１１６】
【化１６】
【０１１７】
【化１７】
【０１１８】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−１２、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−９、０．１８１ｇ（１．０５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ｃ−１（白黄色結晶）０．３７３ｇ（収率７０％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ｃ−１のＭ＋である５６０を確認した。
【０１１９】
＜実施例７＞
例示化合物Ｃ−２の合成
以下に示すスキームに従い、合成した。
【０１２０】
【化１８】
【０１２１】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物ａ−１２、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、化合物ａ−８、０．１８１ｇ（１．０５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、例示化合物Ｃ−２（白黄色結晶）０．４３５ｇ（収率７３％）を得た。
質量分析法により、例示化合物Ｃ−２のＭ＋である６２６を確認した。
【０１２２】
実施例１と同様にして、化合物ａ−４及びａ−７に変えて以下の表１に示す、ナフタレン誘導体体及びピナコールボロン体を用いることで例示化合物Ｂ−４、Ｂ−７及びＢ−９が合成できる。
【０１２３】
【表２】
【０１２４】
＜実施例８＞
素子作成
ガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１２０ｎｍの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。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ＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。
透明導電性支持基板上に下記化合物ｄ−１で示される化合物のクロロホルム溶液をスピンコート法により１１ｎｍの膜厚で成膜して正孔注入層を形成した。
【０１２５】
さらに、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続製膜して、素子を作製した。
正孔輸送層（１５ｎｍ）：化合物ｄ−２
発光層（３０ｎｍ）：ｄ−３（重量濃度５％）：例示化合物Ａ−４（重量濃度９５％）
電子輸送層（３０ｎｍ）：化合物ｄ−４
金属電極層１（０．５ｎｍ）：ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ）：Ａｌ
【０１２６】
【化１９】
【０１２７】
本実施例のＥＬ素子に５．０Ｖの印加電圧で発光輝度２０８４ｃｄ／ｍ２、ＣＩＥ色度（０．１５，０．２７）の良好な青色発光が観測された。
【０１２８】
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち、電圧を１００時間連続印加したところ、初期輝度に対する１００時間後の輝度劣化率は３０％以下で小さかった。
【０１２９】
＜実施例９＞
素子作成
ガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１２０ｎｍの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。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ＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。
透明導電性支持基板上に下記化合物ｄ−１で示される化合物のクロロホルム溶液をスピンコート法により１１ｎｍの膜厚で成膜して正孔注入層を形成した。
【０１３０】
さらに、以下の有機層と電極層を１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続製膜して、素子を作製した。
正孔輸送層（１５ｎｍ）：化合物ｄ−２
発光層（３０ｎｍ）：ｄ−３（重量濃度５％）：ｄ−６（重量濃度９５％）
電子輸送層（３０ｎｍ）：化合物Ａ−２
金属電極層１（０．５ｎｍ）：ＬｉＦ
金属電極層２（１５０ｎｍ）：Ａｌ
【０１３１】
【化２０】
【０１３２】
本実施例のＥＬ素子に５．０Ｖの印加電圧で発光輝度１８３４ｃｄ／ｍ２、ＣＩＥ色度（０．１６，０．２７）の良好な青色発光が観測された。
【０１３３】
さらに、窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち、電圧を１００時間連続印加したところ、初期輝度に対する１００時間後の輝度劣化率は１５％以下で小さかった。
【符号の説明】
【０１３４】
１ 表示装置
１１ 走査信号ドライバー
１２ 情報信号ドライバー
１３ 電流供給源
１４ 画素
【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ベンゾピレン化合物。
【化１】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わし、
Ｒはアルキル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【請求項２】
前記Ｘ１は置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ２は水素原子であることを特徴とする請求項１に記載のベンゾピレン化合物。
【請求項３】
前記Ｘ１は置換あるいは無置換のナフチル基、フルオレニル基、ベンゾピレニル基、フェナンスリル基であることを特徴とする請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
対向する一対の電極と、前記一対の電極の間に配置されている有機化合物を含む有機化合物層とを有する有機発光素子において、前記有機化合物が、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベンゾピレン化合物を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
前記有機化合物層が、発光層であることを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
複数の画素を有する画像表示装置であって、前記画素は請求項４または５のいずれか一項に記載の前記有機発光素子と前記有機発光素子に接続されるスイッチング素子とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾピレン化合物。
【化１】
（式中、Ｘ１及びＸ２は水素原子及び置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ１とＸ２のどちらか１つは置換あるいは無置換のアリール基を表わし、
Ｒはアルキル基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【請求項２】
前記Ｘ１は置換あるいは無置換のアリール基を表わし、Ｘ２は水素原子であることを特徴とする請求項１に記載のベンゾピレン化合物。
【請求項３】
前記Ｘ１は置換あるいは無置換のナフチル基、フルオレニル基、ベンゾピレニル基、フェナンスリル基であることを特徴とする請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
対向する一対の電極と、前記一対の電極の間に配置されている有機化合物を含む有機化合物層とを有する有機発光素子において、前記有機化合物が、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベンゾピレン化合物を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
前記有機化合物層が、発光層であることを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
複数の画素を有する画像表示装置であって、前記画素は請求項４または５のいずれか一項に記載の前記有機発光素子と前記有機発光素子に接続されるスイッチング素子とを有することを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２１３６４９（Ｐ２０１１−２１３６４９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８２８１８（Ｐ２０１０−８２８１８）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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