新規有機化合物および有機発光素子
【課題】安定で分子対称性が低く、結晶性が低い、酸化に対して安定な有機化合物とそれを有する有機発光素子を提供する。
【解決手段】例えば下記式Ａ１で示されるベンゾ［ｈ］ヘキサフェン有機化合物。
【解決手段】例えば下記式Ａ１で示されるベンゾ［ｈ］ヘキサフェン有機化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規有機化合物およびそれを有する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極と、それらの間に配置される有機化合物層とを有する素子である。前記各電極から電子および正孔を注入することにより、前記有機化合物層中の発光性有機化合物の励起子を生成させ、該励起子が基底状態にもどる際に光を放出する。
【０００３】
有機発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも呼ばれる。有機発光素子の最近の進歩は著しく、低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能である。一方で、有機発光素子は有機物それ自体が発光するため、寿命が短く、更なる長寿命化が望まれている。
【０００４】
特許文献１には有機発光素子に使用される蛍光発光材料として、下記のＨ１で示されるジベンゾ［ａ，ｃ］テトラセンを基本骨格とした化合物が提案されている。また、非特許文献１では下記のＨ２で示されるベンゾ［ｈ］ヘキサフェンの分子軌道計算が報告されている。
【０００５】
【化１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０１６７４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，２（１），７５−８３，１９６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されている化合物は、基本骨格自体の対称性が高いため、結晶性の高い化合物である。そのため、この化合物によって形成された薄膜は、結晶化に伴う膜構造の変化が起こりやすい。
【０００９】
非特許文献２に開示されている化合物は、無置換の縮合環化合物であるため、結晶性が高く、さらに化合物自体が酸化されやすく不安定である。
【００１０】
さらに非特許文献２において、Ｈ２で示される有機化合物は、分子軌道計算のモデルとされているのみで、そもそも有機発光素子用の材料として扱われていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
よって本発明は、下記一般式（１）で示されることを特徴とするベンゾ［ｈ］ヘキサフェンを提供する。
【００１２】
【化２】
（１）
【００１３】
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基またはフッ素基を置換基として有してもよい。
Ａｒ１、Ａｒ２はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ１および前記Ａｒ２は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基を置換基として有してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、分子の対称性が低いので、結晶性が低く、かつ酸化に対して安定な有機化合物を提供できる。そして、それを有する発光寿命の長い有機発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る発光層積層型の有機発光素子の一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る有機発光素子とこの有機発光素子に接続されてい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】
【００１６】
本発明に係る有機化合物は、下記一般式（１）で示されることを特徴とするベンゾ［ｈ］ヘキサフェンである。
【００１７】
【化３】
（１）
【００１８】
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、さらにメチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基またはフッ素基を置換基として有してもよい。
Ａｒ１およびＡｒ２はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ１および前記Ａｒ２は、さらにメチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基またはフッ素基を置換基として有してもよい。
【００１９】
本発明に係る有機化合物は、基本骨格は平面性が高いが、Ａｒ１およびＡｒ２に置換基を有するため、分子パッキングを抑制することができる。
【００２０】
さらに、Ａｒ１およびＡｒ２は、本発明に係る有機化合物が有する基本骨格の反応性が高い部位に設けられているため、その反応性を抑制している。そのため、本発明に係る有機化合物は酸化に対して安定である。
【００２１】
ここで、本実施形態において、基本骨格とは共役を有する縮環構造を指す。すなわち本発明に係る有機化合物の基本骨格は、下記（３）で示される化合物の基本骨格と同じである。
【００２２】
（本発明の化合物と他の有機化合物との比較）
本発明に係る有機化合物と（２）および（３）に示す化合物とを比較する。
（２）に示す化合物は、特許文献１に記載の基本骨格に、本実施形態に係る例示化合物Ａ１と同様に置換基を設けた化合物である。
（３）に示す化合物は、非特許文献２に記載の化合物である。
【００２３】
【化４】
Ａ１
【００２４】
【化５】
（２）
【００２５】
【化６】
（３）
【００２６】
有機発光素子に用いる有機化合物は、膜質と熱安定性に優れたアモルファス性が高い薄膜を形成できる有機化合物が求められる。アモルファス性が高いとは、結晶性が低いということもできる。
【００２７】
本発明に係る有機化合物は、化合物（２）と比較して、基本骨格の対称性が低いため、分子パッキングが抑制されている。その結果、アモルファス性が高い薄膜を形成することができる。
【００２８】
本実施形態においては、本実施形態に係る例示化合物Ａ１と化合物（２）とを群論を用いて分子構造の対称性を比較した。
【００２９】
【化７】
【００３０】
例えば、トリフェニレン骨格は分子平面に対して垂直方向に３回回転軸（Ｃ３）を有し、この３回回転軸に直交する２回回転軸（Ｃ２）および対称面（σｈ）を有するので、点群はＤ３ｈに分類される。
【００３１】
また、ベンゾ［ｆ］テトラフェン骨格は分子平面の長軸方向に２回回転軸（Ｃ２）を有し、この２回回転軸を含む対称面（σｖ）を有するので、点群はＣ２ｖに分類される。
【００３２】
一方、ベンゾ［ｈ］ヘキサフェン骨格は回転軸を持たず、分子平面を含む対称面（σ）を有するので、点群はＣｓに分類される。
【００３３】
よって、分子の対称性は、トリフェニレン骨格、ベンゾ［ｆ］テトラフェン骨格、ベンゾ［ｈ］ヘキサフェン骨格の順に低い。
【００３４】
対称性の低い分子は、対称性の高い分子と比較して、膜にした際に分子配列が乱れやすいため、分子同士が規則的に重なり合う分子パッキングが抑制される。
【００３５】
分子パッキングが抑制された化合物を用いて薄膜を形成した場合、薄膜は結晶化を抑制されるので、アモルファス性が高い薄膜となる。すなわち、対称性の低い分子によって形成された薄膜は、アモルファス性が高い薄膜となる。
【００３６】
下記の表１にそれぞれの化合物の群論における分類を示す。化合物（２）の対称性はＣ２ｖに分類されるのに対して、例示化合物Ａ１の対称性はＣｓに分類される。
【００３７】
よって、例示化合物Ａ１は、対称性の低い分子であるため、より膜質に優れるアモルファス性が高い薄膜を形成することができる。
【００３８】
本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は、化合物（２）と比較して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高い。つまり、本発明に係る有機化合物は熱安定性が高い化合物である。
【００３９】
Ｔｇとは、分子が重心の位置を変えずにミクロブラウン運動を開始する温度である。Ｔｇが低い分子は、ミクロブラウン運動が誘起されやすい。
【００４０】
そのため、Ｔｇが低い分子を用いて薄膜を形成した場合、薄膜中における分子の再配列が起こりやすい。この再配列は結晶化を促進するため、薄膜のアモルファス性を低下させる。すなわち、Ｔｇが高いことは、アモルファス薄膜の熱安定性が高いことを意味する。
【００４１】
有機発光素子に用いる有化合物はＴｇが高いことが好ましい。
【００４２】
Ｔｇが高い有機化合物の設計方法としては、その有機化合物の分子量を増加させる方法や、分子間の相互作用を高める方法が知られている。
【００４３】
有機発光素子用の有機化合物の場合は、大幅に分子量を増加させずに、分子間の相互作用を適度に高めることが好ましい。昇華性が高い方が有機発光素子の製造する際に好ましいからである。
【００４４】
表１に示すように、例示化合物Ａ１は化合物（２）と比較して、分子量は５０の差を有し、Ｔｇは１９℃の差を有する。
【００４５】
よって例示化合物Ａ１は、高いＴｇを有するため、より熱安定性に優れるアモルファス薄膜を形成できる。そのため、本発明に係る有機化合物は、有機発光素子に好ましく用いることができる。
【００４６】
【表１】
【００４７】
本発明に係る有機化合物が有する基本骨格は、平面性が高いが、一般式（１）で示されるようにＡｒ１およびＡｒ２を有するため、分子パッキングを抑制できる。Ａｒ１およびＡｒ２は片方に置換基を有するだけでも効果があるが、両方に置換基を有することが好ましい。
Ａｒ１およびＡｒ２を有する位置について説明する。
【００４８】
【化８】
【００４９】
例えば、ジフェニルアントラセンでは、２つのフェニル基の置換位置によって、分子平面に対するフェニル基の二面角が変化する。
【００５０】
２つのフェニル基をアントラセンの９，１０位に設けた構造が、フェニル基の二面角が最大となる。最大の二面角を有するこの置換位置が最も効果的に分子パッキングを抑制することができる。
【００５１】
表２に示すように、例示化合物Ａ１は、分子パッキングを効果的に抑制する置換位置に嵩高い置換基が設けられているため、アモルファス性が高い。
【００５２】
一方で化合物（３）は無置換であるためアモルファス性が低い。したがって、例示化合物Ａ１は、結晶性が低いため、化合物（３）より膜質にアモルファス性が高い膜を形成することができる。
【００５３】
そのため、本発明に係る有機化合物は、有機発光素子に好ましく用いることができる。
【００５４】
【表２】
【００５５】
さらに、本発明に係る有機化合物は、酸化に対して安定である。なぜならば、特定の位置に置換基を設けることで、基本骨格における反応性が高い部位の反応性を抑制しているからである。
【００５６】
本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は、化合物（３）と比較して、化合物自体が酸化に対して安定となる。この理由として、化合物の構造と安定性について説明する。
【００５７】
縮合環化合物のうち、複数のベンゼン環が直線状に縮合した構造をもつ化合物をアセンと呼ぶ。アセンの化合物の特徴の一つとして、縮合するベンゼン環の数が増加するにつれて不安定な構造となることが知られている。
【００５８】
例えば、アセンの代表的な化合物であるアントラセンは、両端のベンゼン環による電子供与を受けるため、中央のベンゼン環の電子密度が高い。
【００５９】
このため、アントラセンは中央のベンゼン環において酸化反応を受けやすい。すなわち、アントラセンの酸化に対して不安定な活性部位は、中央の９，１０位の位置である。
【００６０】
【化９】
【００６１】
この酸化に対して不安定な活性部位は、置換基を導入することによって安定化することができる。なぜならば、置換基の立体障害により反応性を低下することができるからである。
【００６２】
すなわち、アセンのような複数のベンゼン環が直線状に縮合した構造を有す縮合環化合物は、活性部位を有するため不安定な化合物となるが、活性部位に置換基を設けることにより、酸化に対しての安定性を向上させることが可能である。
【００６３】
表３に示すように、化合物（３）は無置換のベンゼン環が直線状に縮合した構造を一部に有しており、＊で表した置換位置が活性部位であり、酸化に対して不安定な化合物である。
【００６４】
一方で、本発明に係る例示化合物Ａ１は、活性部位である置換位置に嵩高いフェニル基を有しているため、酸化に対して安定な化合物である。
【００６５】
【表３】
【００６６】
以上より、本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は活性部位に置換基を有しているため、化合物（３）よりも酸化還元反応に対する安定性が高い。
【００６７】
よって、本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は、対称性が低く平面性の高い基本骨格を有し、かつ置換基が効果的に導入されているため、化合物（２）および化合物（３）よりも有機発光素子に好適なアモルファスな薄膜を形成することができる。
【００６８】
さらに、活性部位に置換基を有しているため、化合物（３）よりも化合物自体の安定性が高い。
【００６９】
つまり、本発明に係る有機化合物は、一般式（１）で示すようにＡｒ１およびＡｒ２を有するため、分子パッキングを抑制し、酸化に対して安定性の高い化合物である。
【００７０】
その結果、本発明に係る有機化合物は、化合物（２）および化合物（３）よりも長寿命な有機発光素子を提供することができる。
【００７１】
本発明に係る有機化合物は、有機発光素子の発光層のゲストまたはホストとして好ましく用いられる。
【００７２】
ここでホストとは、発光層を構成する化合物の中で最も重量比が大きい化合物である。ゲストとは発光層を構成する化合物の中で重量比がホストよりも小さく、主たる発光をする材料である。アシストとは、発光層を構成する化合物の中で重量比がホストよりも小さく、ゲストの発光を助ける化合物である。
【００７３】
またゲストはドーパントと呼ぶことができ、アシストは第二ホストとも呼ぶことができる。
【００７４】
さらに本発明に係る有機化合物は、発光層以外の各層、すなわちホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層あるいはその他の層のいずれの層に用いてもよい。
【００７５】
本発明に係る有機化合物は、ホストとして好ましく用いることができる。特に緑または赤色発光層、または白色発光素子のホストとして用いられることが好ましい。
【００７６】
本実施形態において、緑色の領域とは、最大発光ピークの波長が４９０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の領域である。赤色の領域とは、最大発光ピークの波長が５８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の領域である。
【００７７】
また、本発明に係る有機化合物は、正孔注入層に用いることもできる。ＨＯＭＯが高いので、電極から正孔の注入が容易であるためである。
【００７８】
本発明に係る有機化合物のＨＯＭＯが高いことは、六員環のみで分子構造が構成されていることに起因する。
【００７９】
（本発明に係る有機化合物の例示）
本発明に係る有機化合物の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
【００８０】
【化１０】
【００８１】
【化１１】
【００８２】
（例示した化合物群のそれぞれの性質）
例示した化合物のうちＡ群に示す化合物は、分子全体が炭化水素のみで構成されている。炭化水素のみで構成される化合物は、ＨＯＭＯエネルギーレベルが低い。これは、酸化電位が低く、酸化に対して安定であることを意味する。
【００８３】
ここで、ＨＯＭＯエネルギーレベルが低いとは、ＨＯＭＯエネルギーレベルが真空準位からより遠いことを示し、ＨＯＭＯが深いとも表現される。
【００８４】
したがって、本発明に係る有機化合物のうち、炭化水素のみで構成されているＡ群に示す化合物は、化合物の安定性が高いので好ましい。
【００８５】
例示した化合物のうちＢ群に示す化合物は、置換基にヘテロ原子を有する化合物である。ヘテロ原子により、分子の酸化電位、分子間相互作用、さらに電荷輸送能が変化する。
【００８６】
このため、キャリアバランスの調整に優れ、効率良く励起子を生成するホストとして用いることができる。また、ホスト材料以外の電子輸送層や電子注入層等の用途にも用いることができる。
【００８７】
本発明に係る有機化合物は、下記一般式（２）で示される化合物が特に好ましい。
【００８８】
【化１２】
（２）
【００８９】
式（２）において、
Ｒ１７乃至Ｒ２４は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
Ａｒ３およびＡｒ４はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ３および前記Ａｒ４は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
それぞれの置換基は、一般式（１）と対応しており、その役割や効果は一般式（１）の置換基と同じである。
【００９０】
以上のように例示化合物をＡ乃至Ｂ群として挙げた。しかし、本発明に係る有機化合物は例示化合物に限らない。
【００９１】
本発明に係る有機化合物は、有機発光素子の発光層のホストに用いることが好ましい。そのとき有機発光素子の発光色は緑色や赤色に限らず、具体的には白色でも良いし、中間色でもよい。また、緑色を発光する有機発光素子の発光層のゲストに用いることもできる。
【００９２】
（合成ルートの説明）
本発明に係る有機化合物の合成ルートの一例を説明する。以下に反応式を記す。
【００９３】
このうち下記式において置換基を導入する場合には、導入する位置の水素原子を他の置換基に置き換えて合成することができる。置き換える置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、フェニル基などが挙げられる。
【００９４】
合成ルート１
【００９５】
【化１３】
【００９６】
（その他有機化合物と原料）
上記反応式のうちＣ１乃至Ｃ４をそれぞれ変えることで種々の有機化合物を合成することができる。その具体例を表４に合成化合物として示す。下記表は、合成化合物を得るための原料であるＣ１乃至Ｃ４も示す。
【００９７】
【表４】
【００９８】
（本実施形態に係る有機発光素子の説明）
次に本実施形態に係る有機発光素子を説明する。
【００９９】
本実施形態に係る有機発光素子は一対の電極である陽極と陰極とそれらの間に配置される有機化合物層とを有し、この有機化合物層が一般式（１）で示される有機化合物を有する素子である。
【０１００】
本実施形態に係る有機発光素子が有する有機化合物層は、単層であっても複数層であっても構わない。
【０１０１】
ここで、複数層とは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、エキシトンブロック層等から適宜選択される層である。もちろん、前記群の中から複数を選択し、かつそれらを組み合わせて用いることができる。
【０１０２】
本実施形態に係る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、電極と有機化合物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正孔輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる二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。
【０１０３】
その場合の素子形態は、基板側の電極から光を取り出すいわゆるトップエミッション方式でも、基板と逆側から光を取り出すいわゆるボトムエミッション方式でも良く、両面取り出しの構成でも使用することができる。
【０１０４】
本実施形態に係る有機発光素子は、本発明に係る有機化合物を発光層に有することが好ましい。
【０１０５】
本実施形態に係る有機発光素子の発光層のホストの濃度は、発光層の全体量に対して、５０ｗｔ％以上９９．９ｗｔ％以下であり、好ましくは８０ｗｔ％以上９９．５ｗｔ％以下である。
【０１０６】
本実施形態に係る有機発光素子の発光層のホストに対するゲストの濃度は、０．０１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることが好ましく、０．１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることがより好ましい。
【０１０７】
さらに、発光層は単層であっても積層であっても良い。例えば、白色発光素子の場合、以下に示すような発光層構成を挙げるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
（１）単層：青、緑および赤色の発光材料を含む素子
（２）単層：水色および黄色の発光材料を含む素子
（３）２層：青色発光層と緑および赤色の発光材料を含む発光層、または
赤色発光層と青および緑色の発光材料を含む発光層との積層素子
（４）２層：水色発光層と黄色発光層との積層素子
（５）３層：青色発光層と緑色発光層と赤色発光層の積層素子
【０１０８】
本実施形態に係る有機発光素子が白色を発する素子の場合、別の発光層が緑色以外の色、すなわち青色や赤色を発光し、それぞれの発光色が混色することで白色を発することができる。この緑色を発する発光材料が本実施形態に係る有機化合物であることが好ましい。
【０１０９】
本実施形態に係る白色有機発光素子は、発光層を複数有する形態でも、発光部が複数の発光材料を有する形態でもよい。
【０１１０】
図１は、本実施形態に係る白色有機発光素子の一例として、積層型の発光層を有する素子構成の一例を示した断面模式図である。本図では３色の発光層を有する有機発光素子が図示されている。構造の詳細を以下に説明する。
【０１１１】
この有機発光素子は、ガラス等の基板上に、陽極１、正孔注入層２、正孔輸送層３、青色発光層４、緑色発光層５、赤色発光層６、電子輸送層７、電子注入層８、陰極９を積層させた素子構成である。ただし、青、緑、赤色発光層の積層は順番を問わない。
【０１１２】
また、発光層は積層される形態に限られず、横並びに配置されてもよい。横並びとは、配置された発光層はいずれも正孔輸送層および電子輸送層等の隣接層に接するように配置されることである。
【０１１３】
また、発光層は、ひとつの発光層の中に複数の色を発する発光材料を有する形態でもよい。その場合、発光材料はそれぞれドメインを形成する形態でもよい。
【０１１４】
本実施形態に係る白色発光素子において、青色発光層の発光材料および緑色発光層の発光材料および赤色発光層の発光材料は、特に限定されないが、クリセン骨格、フルオランテン骨格、またはアントラセン骨格を有する化合物、もしくはホウ素錯体またはイリジウム錯体を用いることが好ましい。
【０１１５】
本実施形態に係る白色は、純白色、昼白色などが含まれる。また、本実施形態に係る白色の色温度としては、３０００Ｋ〜９５００Ｋが挙げられる。また、本実施形態に係る白色有機発光素子の発光は、Ｃ．Ｉ．Ｅ．色度座標において、ｘが０．２５〜０．５０、ｙが０．３０〜０．４２の範囲にある。
【０１１６】
本実施形態に係る有機発光素子は本発明に係る化合物以外にも、必要に応じて従来公知の正孔注入性材料あるいは輸送性材料あるいはホスト材料あるいはゲスト材料あるいは電子注入性材料あるいは電子輸送性材料等を一緒に使用することができる。これら材料は低分子であっても高分子であってもよい。
【０１１７】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【０１１８】
正孔注入性材料あるいは正孔輸送性材料としては、正孔移動度が高い材料であることが好ましい。正孔注入性能あるいは正孔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。
【０１１９】
ホスト材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレン誘導体、縮合環芳香族化合物（例えばナフタレン誘導体、フェナントレン誘導体、フルオレン誘導体、クリセン誘導体、など）、有機金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体、有機イリジウム錯体、有機プラチナ錯体等）およびポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体、ポリ（チエニレンビニレン）誘導体、ポリ（アセチレン）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。
【０１２０】
ゲスト化合物としては、具体的な構造式を表５に示す。ゲスト化合物は表５に示す構造式を有する誘導体である化合物であってもよい。またそれ以外に、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、ベンゾフルオランテン誘導体、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）、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。
【０１２１】
列挙したゲスト化合物の中でもアントラセン誘導体、フルオランテン誘導体が特に好ましい。
【０１２２】
アントラセン誘導体とは、６員芳香環が３つ直線に縮環した構造を有する化合物であり、表５におけるＤ３を含む。また、アントラセン誘導体は、アントラセンを基本骨格とする化合物を含み、中でも９位と１０位に置換アミノ基を有する化合物が好ましい。
【０１２３】
ベンゾフルオランテン誘導体とは、基本骨格内にベンゾフルオランテンを有する化合物である。Ｄ１乃至Ｄ３のように、ベンゾフルオランテンに縮環を有していてもよい。ベンゾフルオランテンの中でもベンゾ［ｋ］フルオランテンが好ましい。
【０１２４】
【表５】
【０１２５】
電子注入性材料あるいは電子輸送性材料としては、ホール注入性材料あるいはホール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。電子注入性能あるいは電子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。
【０１２６】
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である。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でもよい。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
本実施形態に係る有機発光素子において、本実施形態に係る縮合多環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。
【０１３０】
例えば、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング法、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて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の公知の塗布法により層を形成する。
【０１３１】
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。また塗布法で形成する場合は、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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
（本実施形態に係る有機発光素子の用途）
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、カラーフィルターを用いた白色光源等の用途がある。カラーフィルターは例えば赤、緑、青の３つの色が透過するフィルターが挙げられる。
【０１３５】
表示装置は、本実施形態の有機発光素子を表示部に有する。この表示部は複数の画素を有する。そしてこの画素は本実施形態の有機発光素子と、発光輝度を制御するためのスイッチング素子の一例であるＴＦＴ素子とを有し、この有機発光素子の陽極又は陰極とＴＦＴ素子のドレイン電極又はソース電極とが接続されている。ここで表示装置は、ＰＣ等の画像表示装置として用いることができる。
【０１３６】
表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する入力部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像表示装置でもよい。
【０１３７】
また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、外部から入力された画像情報を表示する画像出力機能と操作パネルとして画像への加工情報を入力する入力機能との両方を有していてもよい。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
【０１３８】
照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。照明装置は本実施形態に係る有機発光素子とそれに接続されるコンバーター回路を有している。白とは色温度が４２００Ｋであり、昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルターを有してもよい。
【０１３９】
本実施形態に係るコンバーター回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。
【０１４０】
次に、本実施形態の有機発光素子を使用した表示装置について図２を用いて説明する。
【０１４１】
図２は、本実施形態に係る有機発光素子とそれに接続されたＴＦＴ素子とを有する表示装置の断面模式図である。
【０１４２】
この表示装置は、ガラス等の基板１０とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜１１が設けられている。また符号１２は金属のゲート電極１２である。符号１３はゲート絶縁膜１３であり、１４は半導体層である。
【０１４３】
ＴＦＴ素子１７は半導体層１４とドレイン電極１５とソース電極１６とを有している。ＴＦＴ素子１７の上部には絶縁膜１８が設けられている。コンタクトホール１９を介して有機発光素子の陽極２０とソース電極１６とが接続されている。
【０１４４】
本実施形態に係る表示装置はこの構成に限られず、陽極または陰極のうちいずれか一方とＴＦＴ素子ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが接続されていればよい。
【０１４５】
有機化合物層２１は本図では多層の有機化合物層を１つの層の如く図示をしているが複数層であってよい。陰極２２の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層２３や第二の保護層２４が設けられている。
【０１４６】
本実施形態に係る表示装置が白色を発する表示装置の場合は、図２中の有機化合物層２１の部分を図１で示される積層型の発光層等とすることで白色を発する表示装置となる。
【０１４７】
本実施形態に係る白色を発する表示装置が有する発光層は、図１に示される素子構成に限定されず、異なる発光色を発する発光層を横並びにしても、一の発光層の中にドメインを形成してもよい。
【０１４８】
本実施形態に係る有機発光素子はスイッチング素子の一例であるＴＦＴ素子により発光輝度が制御される。有機発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。
【０１４９】
本実施形態に係る有機発光素子が有するスイッチング素子は、ＴＦＴ素子に限られず、トランジスタやＭＩＭ素子、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。
【０１５０】
これは精細度によって選択され、たとえば１インチでＱＶＧＡ程度の精細度の場合はＳｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。
【０１５１】
本実施形態に係る有機発光素子を用いた表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【実施例】
【０１５２】
（実施例１）
［例示化合物Ａ１の合成］
【０１５３】
【化１４】
【０１５４】
Ｅ１を６．００ｇ（２１．２ｍｍｏｌ）、Ｅ２を３．８４ｇ（２２．３ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４を７３５ｍｇ、トルエンを１００ｍｌ、エタノールを５０ｍｌ、２Ｍの炭酸ナトリウム水溶液を１００ｍｌ、それぞれ５００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、９０℃で８時間攪拌を行った。
【０１５５】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１５６】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、無色透明の液体として化合物Ｅ３を５．２２ｇ（収率８７％）得た。
【０１５７】
【化１５】
【０１５８】
Ｅ３を２．６０ｇ（９．１８ｍｍｏｌ）、Ｅ４を３．５３ｇ（２７．５ｍｍｏｌ）、トリエチルアミンを２．７９ｍｇ（２７．５ｍｍｏｌ）、Ｎｉ（ｄｐｐｐ）Ｃｌ２を４９８ｍｇ、トルエンを３０ｍｌそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、９５℃で５時間攪拌を行った。
【０１５９】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１６０】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：１）で精製することにより、白色固体として化合物Ｅ５を１．７０ｇ（収率５６％）得た。
【０１６１】
【化１６】
【０１６２】
Ｅ７を６．４７ｇ（４１．２ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ溶液をそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、−７８℃で１時間攪拌を行った。さらに、−７８℃において１．６ＭのｎＢｕＬｉ−ヘキサン溶液を２５．８ｍｌ（４１．２ｍｍｏｌ）ゆっくり加え、窒素気流下、１時間攪拌を行った。
【０１６３】
その後、Ｅ６を４．５６ｇ（１６．５ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、室温中において終夜攪拌を行った。反応終了後、この反応溶液中に水及びジクロロメタンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１６４】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をクロロホルムとヘプタンの混合溶媒によって分散洗浄することにより、白色固体として化合物Ｅ８を５．８５ｇ（収率８２％）得た。
【０１６５】
【化１７】
【０１６６】
Ｅ８を４．５８ｇ（１０．５ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウムを２．１０ｇ（１２．７ｍｍｍｏｌ）、ＮａＨ２ＰＯ２・Ｈ２Ｏを１．３４ｇ（１２．７ｍｍｏｌ）、酢酸を９０ｍｌそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、１００℃で１時間攪拌を行った。
【０１６７】
反応終了後、この反応溶液中に水を加え、沈殿物を回収した。次に、メタノールにより分散洗浄を行い、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：１）で精製することにより、うす黄色固体として化合物Ｅ９を２．８８ｇ（収率６８％）得た。
【０１６８】
【化１８】
【０１６９】
Ｅ５を６９５ｍｇ（２．１１ｍｍｏｌ）、Ｅ９を７００ｍｇ（１．７５ｍｍｏｌ）、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を２９１ｍｇ（０．７１ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ｄｂａ）２を１２１ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）、Ｋ３ＰＯ４を９２８ｍｇ（４．３８ｍｍｏｌ）、トルエンを３０ｍｌそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、１００℃で３時間攪拌を行った。
【０１７０】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１７１】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、うす黄色固体として化合物Ｅ１０を８１０ｍｇ（収率８２％）得た。
【０１７２】
【化１９】
【０１７３】
Ｅ１０を８２０ｍｇ（１．４４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウムを４０ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、ＰＣｙ３−ＨＢＦ４を１２８ｍｇ（０．３５ｍｍｏｌ）、炭酸カリウムを４９７ｍｇ（３．６０ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを１０ｍｌそれぞれ５０ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、１４０℃で４時間攪拌を行った。
【０１７４】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１７５】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、黄色固体として例示化合物Ａ１を４２７ｍｇ（収率５６％）得た。
【０１７６】
また、得られたＡ１のうち、４００ｍｇをアルバック機構社製の昇華精製装置にて真空度７．０ｘ１０−１Ｐａ、アルゴンガス１０ｍｌ／ｍｉｎ、昇華温度３２０℃にて昇華精製を行い、高純度の例示化合物Ａ１を３７０ｍｇ得た。
【０１７７】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）］
実測値：ｍ／ｚ＝５３０．５２ 計算値：Ｃ４２Ｈ２６Ｏ＝５３０．６６
【０１７８】
次に例示化合物Ａ１について、以下の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ１をガラス基板上に加熱蒸着し、膜厚２０ｎｍの蒸着薄膜を得た。この蒸着薄膜について、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製Ｖ−５６０）を用いて吸光スペクトルを測定した。得られた吸光スペクトルの吸収端から、例示化合物Ａ１のエネルギーギャップは２．５ｅＶであった。
【０１７９】
（実施例２）
［例示化合物Ａ４の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ７をＥ１１に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ４を得た。
【０１８０】
【化２０】
【０１８１】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝７５５．５８ 計算値：Ｃ５８Ｈ５８＝７５５．０８
【０１８２】
次に例示化合物Ａ４について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ４のエネルギーギャップは２．３ｅＶであった。
【０１８３】
（実施例３）
［例示化合物Ａ６の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ７をＥ１２に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ６を得た。
【０１８４】
【化２１】
【０１８５】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝６３０．２２ 計算値：Ｃ５０Ｈ３０＝６３０．７７
【０１８６】
次に例示化合物Ａ６について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ６のエネルギーギャップは２．６ｅＶであった。
【０１８７】
（実施例４）
［例示化合物Ａ１０の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ１をＥ１３に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ１０を得た。
【０１８８】
【化２２】
【０１８９】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝５８６．２０ 計算値：Ｃ４６Ｈ３４＝５８６．７６
【０１９０】
次に例示化合物Ａ１０について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ１０のエネルギーギャップは２．５ｅＶであった。
【０１９１】
（実施例５）
［例示化合物Ａ１５の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２をＥ１４に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ１５を得た。
【０１９２】
【化２３】
【０１９３】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝６８２．５２ 計算値：Ｃ５４Ｈ３４＝６８２．８５
【０１９４】
次に例示化合物Ａ４について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ１５のエネルギーギャップは２．５ｅＶであった。
【０１９５】
（比較例１）
［比較化合物（２）の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２をＥ１５に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で比較化合物（２）を得た。
【０１９６】
【化２４】
【０１９７】
（比較例２）
［比較化合物（３）の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ９をＥ１６に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で比較化合物（３）を得た。
【０１９８】
【化２５】
【０１９９】
（実施例６）
本実施例では、多層型有機発光素子の第五の例で示した素子（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）とした。ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。
そのＩＴＯ基板上に、以下の有機化合物と電極を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、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。化合物Ｄ１は表５内に構造を示した。
正孔注入層（３０ｎｍ） Ｆ１
正孔輸送層（１０ｎｍ） Ｆ２
発光層（３０ｎｍ）ホスト：Ａ１（重量比９９．５％）、ゲスト：Ｄ１（重量比０．５％）
電子輸送層（３０ｎｍ） Ｆ４
電子注入層（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層（１００ｎｍ） Ａｌ
【０２００】
【化２６】
【０２０１】
得られた有機発光素子について、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ電極を負極にして印加電圧５．２Ｖをかけたところ、発光効率が４．８ｃｄ／Ａで、輝度２０００ｃｄ／ｍ２の赤色発光が観測された。
【０２０２】
また、得られた素子の安定性を評価するために、４５００ｃｄ／ｍ２の初期輝度で駆動させた時の輝度が１０％減少する寿命を測定したところ、７００００時間を越えた。
【０２０３】
（実施例７乃至１０、比較例３および４）
実施例６において、発光層のホスト材料およびゲスト材料を代えた他は、実施例と同様の方法で素子を作製した。また得られた素子について実施例６と同様に評価を行った。結果を表６に示す。
【０２０４】
【表６】
【０２０５】
（実施例１１）
本実施例では、共振構造を有する有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０２０６】
支持体としてのガラス基板上に反射性陽極としてのアルミニウム合金（ＡｌＮｄ）を１００ｎｍの膜厚でスパッタリング法にて成膜する。
【０２０７】
さらに、透明性陽極としてＩＴＯをスパッタリング法にて８０ｎｍの膜厚で形成する。次に、この陽極周辺部にポリイミド製の素子分離膜を厚さ１．５μｍで形成し、半径３ｍｍの開口部を設けた。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た後、ＩＰＡで煮沸洗浄して乾燥する。さらに、この基板表面に対してＵＶ洗浄を施す。
【０２０８】
更に、以下の有機層を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た後に、陰極としてＩＺＯをスパッタリング法にて成膜して膜厚３０ｎｍの透明性電極を形成する。形成した後に、窒素雰囲気中において、封止する。以上により、有機発光素子を形成する。
ホール注入層（１８５ｎｍ） Ｆ１
ホール輸送層（１０ｎｍ） Ｆ２
発光層（３５ｎｍ）ホスト：Ａ１（重量比９９．５％）、ゲスト：Ｄ１（重量比０．５％）
電子輸送層（１０ｎｍ） Ｆ３
電子注入層（７０ｎｍ） Ｆ４（重量比 ８０％）、Ｌｉ（重量比 ２０％）
得られた有機発光素子について、ＩＴＯ電極を正極、ＩＺＯ電極を負極にして印加電圧４．６Ｖをかけたところ、発光効率が１０．６ｃｄ／Ａで、輝度２０００ｃｄ／ｍ２の赤色発光が観測された。
【０２０９】
（実施例１２）
本実施例では、基板上に順次陽極／正孔注入層／正孔輸送層／赤色発光層／緑色発光層／青色発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極が設けられた構成の白色有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０２１０】
ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯをスパッタ法にて膜厚１２０ｎｍで製膜したものを透明導電性支持基板（ＩＴＯ基板）として使用した。
【０２１１】
このＩＴＯ基板上に、以下に示す有機化合物層及び電極層を、１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着によって連続的に製膜した。このとき対向する電極面積は３ｍｍ２になるように作製した。
正孔注入層（３０ｎｍ）Ｆ１
正孔輸送層（１０ｎｍ）Ｆ２
赤色発光層（１５ｎｍ）ホスト１： Ａ１（重量比９８．５％）、ホスト２： Ｆ６（重量比１．０％）、ゲスト： Ｄ１（重量比０．５％）
緑色発光層（５ｎｍ）ホスト： Ｆ４（重量比９５．０％）、ゲスト： Ｄ１０（重量比５．０％）
青色発光層（２０ｎｍ）ホスト： Ｆ４（重量比９５．０％）、ゲスト：Ｆ５（重量比５．０％）
電子輸送層（３０ｎｍ） Ｆ３
電子注入層（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層（１００ｎｍ） Ａｌ
【０２１２】
【化２７】
【０２１３】
得られた有機発光素子について、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ電極を負極にして印加電圧をかけたところ、Ｃ．Ｉ．Ｅ．色度座標が（０．３２，０．３５）の白色発光が観測された。
【０２１４】
（結果と考察）
以上のように、本発明に係わる新規縮合環化合物をホスト材料として発光層に用いることで、長寿命の赤色有機発光素子を提供できる。また、他の発光色の発光材料と組み合わせることで白色発光素子を提供できる。
【符号の説明】
【０２１５】
４ 青色発光層
５ 緑色発光層
６ 赤色発光層
１７ ＴＦＴ素子
２０ 陽極
２１ 有機化合物層
２２ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規有機化合物およびそれを有する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極と、それらの間に配置される有機化合物層とを有する素子である。前記各電極から電子および正孔を注入することにより、前記有機化合物層中の発光性有機化合物の励起子を生成させ、該励起子が基底状態にもどる際に光を放出する。
【０００３】
有機発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも呼ばれる。有機発光素子の最近の進歩は著しく、低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能である。一方で、有機発光素子は有機物それ自体が発光するため、寿命が短く、更なる長寿命化が望まれている。
【０００４】
特許文献１には有機発光素子に使用される蛍光発光材料として、下記のＨ１で示されるジベンゾ［ａ，ｃ］テトラセンを基本骨格とした化合物が提案されている。また、非特許文献１では下記のＨ２で示されるベンゾ［ｈ］ヘキサフェンの分子軌道計算が報告されている。
【０００５】
【化１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０１６７４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，２（１），７５−８３，１９６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されている化合物は、基本骨格自体の対称性が高いため、結晶性の高い化合物である。そのため、この化合物によって形成された薄膜は、結晶化に伴う膜構造の変化が起こりやすい。
【０００９】
非特許文献２に開示されている化合物は、無置換の縮合環化合物であるため、結晶性が高く、さらに化合物自体が酸化されやすく不安定である。
【００１０】
さらに非特許文献２において、Ｈ２で示される有機化合物は、分子軌道計算のモデルとされているのみで、そもそも有機発光素子用の材料として扱われていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
よって本発明は、下記一般式（１）で示されることを特徴とするベンゾ［ｈ］ヘキサフェンを提供する。
【００１２】
【化２】
（１）
【００１３】
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基またはフッ素基を置換基として有してもよい。
Ａｒ１、Ａｒ２はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ１および前記Ａｒ２は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基を置換基として有してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、分子の対称性が低いので、結晶性が低く、かつ酸化に対して安定な有機化合物を提供できる。そして、それを有する発光寿命の長い有機発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る発光層積層型の有機発光素子の一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る有機発光素子とこの有機発光素子に接続されてい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】
【００１６】
本発明に係る有機化合物は、下記一般式（１）で示されることを特徴とするベンゾ［ｈ］ヘキサフェンである。
【００１７】
【化３】
（１）
【００１８】
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、さらにメチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基またはフッ素基を置換基として有してもよい。
Ａｒ１およびＡｒ２はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ１および前記Ａｒ２は、さらにメチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基またはフッ素基を置換基として有してもよい。
【００１９】
本発明に係る有機化合物は、基本骨格は平面性が高いが、Ａｒ１およびＡｒ２に置換基を有するため、分子パッキングを抑制することができる。
【００２０】
さらに、Ａｒ１およびＡｒ２は、本発明に係る有機化合物が有する基本骨格の反応性が高い部位に設けられているため、その反応性を抑制している。そのため、本発明に係る有機化合物は酸化に対して安定である。
【００２１】
ここで、本実施形態において、基本骨格とは共役を有する縮環構造を指す。すなわち本発明に係る有機化合物の基本骨格は、下記（３）で示される化合物の基本骨格と同じである。
【００２２】
（本発明の化合物と他の有機化合物との比較）
本発明に係る有機化合物と（２）および（３）に示す化合物とを比較する。
（２）に示す化合物は、特許文献１に記載の基本骨格に、本実施形態に係る例示化合物Ａ１と同様に置換基を設けた化合物である。
（３）に示す化合物は、非特許文献２に記載の化合物である。
【００２３】
【化４】
Ａ１
【００２４】
【化５】
（２）
【００２５】
【化６】
（３）
【００２６】
有機発光素子に用いる有機化合物は、膜質と熱安定性に優れたアモルファス性が高い薄膜を形成できる有機化合物が求められる。アモルファス性が高いとは、結晶性が低いということもできる。
【００２７】
本発明に係る有機化合物は、化合物（２）と比較して、基本骨格の対称性が低いため、分子パッキングが抑制されている。その結果、アモルファス性が高い薄膜を形成することができる。
【００２８】
本実施形態においては、本実施形態に係る例示化合物Ａ１と化合物（２）とを群論を用いて分子構造の対称性を比較した。
【００２９】
【化７】
【００３０】
例えば、トリフェニレン骨格は分子平面に対して垂直方向に３回回転軸（Ｃ３）を有し、この３回回転軸に直交する２回回転軸（Ｃ２）および対称面（σｈ）を有するので、点群はＤ３ｈに分類される。
【００３１】
また、ベンゾ［ｆ］テトラフェン骨格は分子平面の長軸方向に２回回転軸（Ｃ２）を有し、この２回回転軸を含む対称面（σｖ）を有するので、点群はＣ２ｖに分類される。
【００３２】
一方、ベンゾ［ｈ］ヘキサフェン骨格は回転軸を持たず、分子平面を含む対称面（σ）を有するので、点群はＣｓに分類される。
【００３３】
よって、分子の対称性は、トリフェニレン骨格、ベンゾ［ｆ］テトラフェン骨格、ベンゾ［ｈ］ヘキサフェン骨格の順に低い。
【００３４】
対称性の低い分子は、対称性の高い分子と比較して、膜にした際に分子配列が乱れやすいため、分子同士が規則的に重なり合う分子パッキングが抑制される。
【００３５】
分子パッキングが抑制された化合物を用いて薄膜を形成した場合、薄膜は結晶化を抑制されるので、アモルファス性が高い薄膜となる。すなわち、対称性の低い分子によって形成された薄膜は、アモルファス性が高い薄膜となる。
【００３６】
下記の表１にそれぞれの化合物の群論における分類を示す。化合物（２）の対称性はＣ２ｖに分類されるのに対して、例示化合物Ａ１の対称性はＣｓに分類される。
【００３７】
よって、例示化合物Ａ１は、対称性の低い分子であるため、より膜質に優れるアモルファス性が高い薄膜を形成することができる。
【００３８】
本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は、化合物（２）と比較して、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高い。つまり、本発明に係る有機化合物は熱安定性が高い化合物である。
【００３９】
Ｔｇとは、分子が重心の位置を変えずにミクロブラウン運動を開始する温度である。Ｔｇが低い分子は、ミクロブラウン運動が誘起されやすい。
【００４０】
そのため、Ｔｇが低い分子を用いて薄膜を形成した場合、薄膜中における分子の再配列が起こりやすい。この再配列は結晶化を促進するため、薄膜のアモルファス性を低下させる。すなわち、Ｔｇが高いことは、アモルファス薄膜の熱安定性が高いことを意味する。
【００４１】
有機発光素子に用いる有化合物はＴｇが高いことが好ましい。
【００４２】
Ｔｇが高い有機化合物の設計方法としては、その有機化合物の分子量を増加させる方法や、分子間の相互作用を高める方法が知られている。
【００４３】
有機発光素子用の有機化合物の場合は、大幅に分子量を増加させずに、分子間の相互作用を適度に高めることが好ましい。昇華性が高い方が有機発光素子の製造する際に好ましいからである。
【００４４】
表１に示すように、例示化合物Ａ１は化合物（２）と比較して、分子量は５０の差を有し、Ｔｇは１９℃の差を有する。
【００４５】
よって例示化合物Ａ１は、高いＴｇを有するため、より熱安定性に優れるアモルファス薄膜を形成できる。そのため、本発明に係る有機化合物は、有機発光素子に好ましく用いることができる。
【００４６】
【表１】
【００４７】
本発明に係る有機化合物が有する基本骨格は、平面性が高いが、一般式（１）で示されるようにＡｒ１およびＡｒ２を有するため、分子パッキングを抑制できる。Ａｒ１およびＡｒ２は片方に置換基を有するだけでも効果があるが、両方に置換基を有することが好ましい。
Ａｒ１およびＡｒ２を有する位置について説明する。
【００４８】
【化８】
【００４９】
例えば、ジフェニルアントラセンでは、２つのフェニル基の置換位置によって、分子平面に対するフェニル基の二面角が変化する。
【００５０】
２つのフェニル基をアントラセンの９，１０位に設けた構造が、フェニル基の二面角が最大となる。最大の二面角を有するこの置換位置が最も効果的に分子パッキングを抑制することができる。
【００５１】
表２に示すように、例示化合物Ａ１は、分子パッキングを効果的に抑制する置換位置に嵩高い置換基が設けられているため、アモルファス性が高い。
【００５２】
一方で化合物（３）は無置換であるためアモルファス性が低い。したがって、例示化合物Ａ１は、結晶性が低いため、化合物（３）より膜質にアモルファス性が高い膜を形成することができる。
【００５３】
そのため、本発明に係る有機化合物は、有機発光素子に好ましく用いることができる。
【００５４】
【表２】
【００５５】
さらに、本発明に係る有機化合物は、酸化に対して安定である。なぜならば、特定の位置に置換基を設けることで、基本骨格における反応性が高い部位の反応性を抑制しているからである。
【００５６】
本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は、化合物（３）と比較して、化合物自体が酸化に対して安定となる。この理由として、化合物の構造と安定性について説明する。
【００５７】
縮合環化合物のうち、複数のベンゼン環が直線状に縮合した構造をもつ化合物をアセンと呼ぶ。アセンの化合物の特徴の一つとして、縮合するベンゼン環の数が増加するにつれて不安定な構造となることが知られている。
【００５８】
例えば、アセンの代表的な化合物であるアントラセンは、両端のベンゼン環による電子供与を受けるため、中央のベンゼン環の電子密度が高い。
【００５９】
このため、アントラセンは中央のベンゼン環において酸化反応を受けやすい。すなわち、アントラセンの酸化に対して不安定な活性部位は、中央の９，１０位の位置である。
【００６０】
【化９】
【００６１】
この酸化に対して不安定な活性部位は、置換基を導入することによって安定化することができる。なぜならば、置換基の立体障害により反応性を低下することができるからである。
【００６２】
すなわち、アセンのような複数のベンゼン環が直線状に縮合した構造を有す縮合環化合物は、活性部位を有するため不安定な化合物となるが、活性部位に置換基を設けることにより、酸化に対しての安定性を向上させることが可能である。
【００６３】
表３に示すように、化合物（３）は無置換のベンゼン環が直線状に縮合した構造を一部に有しており、＊で表した置換位置が活性部位であり、酸化に対して不安定な化合物である。
【００６４】
一方で、本発明に係る例示化合物Ａ１は、活性部位である置換位置に嵩高いフェニル基を有しているため、酸化に対して安定な化合物である。
【００６５】
【表３】
【００６６】
以上より、本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は活性部位に置換基を有しているため、化合物（３）よりも酸化還元反応に対する安定性が高い。
【００６７】
よって、本発明に係る有機化合物である例示化合物Ａ１は、対称性が低く平面性の高い基本骨格を有し、かつ置換基が効果的に導入されているため、化合物（２）および化合物（３）よりも有機発光素子に好適なアモルファスな薄膜を形成することができる。
【００６８】
さらに、活性部位に置換基を有しているため、化合物（３）よりも化合物自体の安定性が高い。
【００６９】
つまり、本発明に係る有機化合物は、一般式（１）で示すようにＡｒ１およびＡｒ２を有するため、分子パッキングを抑制し、酸化に対して安定性の高い化合物である。
【００７０】
その結果、本発明に係る有機化合物は、化合物（２）および化合物（３）よりも長寿命な有機発光素子を提供することができる。
【００７１】
本発明に係る有機化合物は、有機発光素子の発光層のゲストまたはホストとして好ましく用いられる。
【００７２】
ここでホストとは、発光層を構成する化合物の中で最も重量比が大きい化合物である。ゲストとは発光層を構成する化合物の中で重量比がホストよりも小さく、主たる発光をする材料である。アシストとは、発光層を構成する化合物の中で重量比がホストよりも小さく、ゲストの発光を助ける化合物である。
【００７３】
またゲストはドーパントと呼ぶことができ、アシストは第二ホストとも呼ぶことができる。
【００７４】
さらに本発明に係る有機化合物は、発光層以外の各層、すなわちホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層あるいはその他の層のいずれの層に用いてもよい。
【００７５】
本発明に係る有機化合物は、ホストとして好ましく用いることができる。特に緑または赤色発光層、または白色発光素子のホストとして用いられることが好ましい。
【００７６】
本実施形態において、緑色の領域とは、最大発光ピークの波長が４９０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の領域である。赤色の領域とは、最大発光ピークの波長が５８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の領域である。
【００７７】
また、本発明に係る有機化合物は、正孔注入層に用いることもできる。ＨＯＭＯが高いので、電極から正孔の注入が容易であるためである。
【００７８】
本発明に係る有機化合物のＨＯＭＯが高いことは、六員環のみで分子構造が構成されていることに起因する。
【００７９】
（本発明に係る有機化合物の例示）
本発明に係る有機化合物の具体例を以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
【００８０】
【化１０】
【００８１】
【化１１】
【００８２】
（例示した化合物群のそれぞれの性質）
例示した化合物のうちＡ群に示す化合物は、分子全体が炭化水素のみで構成されている。炭化水素のみで構成される化合物は、ＨＯＭＯエネルギーレベルが低い。これは、酸化電位が低く、酸化に対して安定であることを意味する。
【００８３】
ここで、ＨＯＭＯエネルギーレベルが低いとは、ＨＯＭＯエネルギーレベルが真空準位からより遠いことを示し、ＨＯＭＯが深いとも表現される。
【００８４】
したがって、本発明に係る有機化合物のうち、炭化水素のみで構成されているＡ群に示す化合物は、化合物の安定性が高いので好ましい。
【００８５】
例示した化合物のうちＢ群に示す化合物は、置換基にヘテロ原子を有する化合物である。ヘテロ原子により、分子の酸化電位、分子間相互作用、さらに電荷輸送能が変化する。
【００８６】
このため、キャリアバランスの調整に優れ、効率良く励起子を生成するホストとして用いることができる。また、ホスト材料以外の電子輸送層や電子注入層等の用途にも用いることができる。
【００８７】
本発明に係る有機化合物は、下記一般式（２）で示される化合物が特に好ましい。
【００８８】
【化１２】
（２）
【００８９】
式（２）において、
Ｒ１７乃至Ｒ２４は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
Ａｒ３およびＡｒ４はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ３および前記Ａｒ４は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
それぞれの置換基は、一般式（１）と対応しており、その役割や効果は一般式（１）の置換基と同じである。
【００９０】
以上のように例示化合物をＡ乃至Ｂ群として挙げた。しかし、本発明に係る有機化合物は例示化合物に限らない。
【００９１】
本発明に係る有機化合物は、有機発光素子の発光層のホストに用いることが好ましい。そのとき有機発光素子の発光色は緑色や赤色に限らず、具体的には白色でも良いし、中間色でもよい。また、緑色を発光する有機発光素子の発光層のゲストに用いることもできる。
【００９２】
（合成ルートの説明）
本発明に係る有機化合物の合成ルートの一例を説明する。以下に反応式を記す。
【００９３】
このうち下記式において置換基を導入する場合には、導入する位置の水素原子を他の置換基に置き換えて合成することができる。置き換える置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、フェニル基などが挙げられる。
【００９４】
合成ルート１
【００９５】
【化１３】
【００９６】
（その他有機化合物と原料）
上記反応式のうちＣ１乃至Ｃ４をそれぞれ変えることで種々の有機化合物を合成することができる。その具体例を表４に合成化合物として示す。下記表は、合成化合物を得るための原料であるＣ１乃至Ｃ４も示す。
【００９７】
【表４】
【００９８】
（本実施形態に係る有機発光素子の説明）
次に本実施形態に係る有機発光素子を説明する。
【００９９】
本実施形態に係る有機発光素子は一対の電極である陽極と陰極とそれらの間に配置される有機化合物層とを有し、この有機化合物層が一般式（１）で示される有機化合物を有する素子である。
【０１００】
本実施形態に係る有機発光素子が有する有機化合物層は、単層であっても複数層であっても構わない。
【０１０１】
ここで、複数層とは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、エキシトンブロック層等から適宜選択される層である。もちろん、前記群の中から複数を選択し、かつそれらを組み合わせて用いることができる。
【０１０２】
本実施形態に係る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、電極と有機化合物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正孔輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる二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。
【０１０３】
その場合の素子形態は、基板側の電極から光を取り出すいわゆるトップエミッション方式でも、基板と逆側から光を取り出すいわゆるボトムエミッション方式でも良く、両面取り出しの構成でも使用することができる。
【０１０４】
本実施形態に係る有機発光素子は、本発明に係る有機化合物を発光層に有することが好ましい。
【０１０５】
本実施形態に係る有機発光素子の発光層のホストの濃度は、発光層の全体量に対して、５０ｗｔ％以上９９．９ｗｔ％以下であり、好ましくは８０ｗｔ％以上９９．５ｗｔ％以下である。
【０１０６】
本実施形態に係る有機発光素子の発光層のホストに対するゲストの濃度は、０．０１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることが好ましく、０．１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下であることがより好ましい。
【０１０７】
さらに、発光層は単層であっても積層であっても良い。例えば、白色発光素子の場合、以下に示すような発光層構成を挙げるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
（１）単層：青、緑および赤色の発光材料を含む素子
（２）単層：水色および黄色の発光材料を含む素子
（３）２層：青色発光層と緑および赤色の発光材料を含む発光層、または
赤色発光層と青および緑色の発光材料を含む発光層との積層素子
（４）２層：水色発光層と黄色発光層との積層素子
（５）３層：青色発光層と緑色発光層と赤色発光層の積層素子
【０１０８】
本実施形態に係る有機発光素子が白色を発する素子の場合、別の発光層が緑色以外の色、すなわち青色や赤色を発光し、それぞれの発光色が混色することで白色を発することができる。この緑色を発する発光材料が本実施形態に係る有機化合物であることが好ましい。
【０１０９】
本実施形態に係る白色有機発光素子は、発光層を複数有する形態でも、発光部が複数の発光材料を有する形態でもよい。
【０１１０】
図１は、本実施形態に係る白色有機発光素子の一例として、積層型の発光層を有する素子構成の一例を示した断面模式図である。本図では３色の発光層を有する有機発光素子が図示されている。構造の詳細を以下に説明する。
【０１１１】
この有機発光素子は、ガラス等の基板上に、陽極１、正孔注入層２、正孔輸送層３、青色発光層４、緑色発光層５、赤色発光層６、電子輸送層７、電子注入層８、陰極９を積層させた素子構成である。ただし、青、緑、赤色発光層の積層は順番を問わない。
【０１１２】
また、発光層は積層される形態に限られず、横並びに配置されてもよい。横並びとは、配置された発光層はいずれも正孔輸送層および電子輸送層等の隣接層に接するように配置されることである。
【０１１３】
また、発光層は、ひとつの発光層の中に複数の色を発する発光材料を有する形態でもよい。その場合、発光材料はそれぞれドメインを形成する形態でもよい。
【０１１４】
本実施形態に係る白色発光素子において、青色発光層の発光材料および緑色発光層の発光材料および赤色発光層の発光材料は、特に限定されないが、クリセン骨格、フルオランテン骨格、またはアントラセン骨格を有する化合物、もしくはホウ素錯体またはイリジウム錯体を用いることが好ましい。
【０１１５】
本実施形態に係る白色は、純白色、昼白色などが含まれる。また、本実施形態に係る白色の色温度としては、３０００Ｋ〜９５００Ｋが挙げられる。また、本実施形態に係る白色有機発光素子の発光は、Ｃ．Ｉ．Ｅ．色度座標において、ｘが０．２５〜０．５０、ｙが０．３０〜０．４２の範囲にある。
【０１１６】
本実施形態に係る有機発光素子は本発明に係る化合物以外にも、必要に応じて従来公知の正孔注入性材料あるいは輸送性材料あるいはホスト材料あるいはゲスト材料あるいは電子注入性材料あるいは電子輸送性材料等を一緒に使用することができる。これら材料は低分子であっても高分子であってもよい。
【０１１７】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【０１１８】
正孔注入性材料あるいは正孔輸送性材料としては、正孔移動度が高い材料であることが好ましい。正孔注入性能あるいは正孔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。
【０１１９】
ホスト材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレン誘導体、縮合環芳香族化合物（例えばナフタレン誘導体、フェナントレン誘導体、フルオレン誘導体、クリセン誘導体、など）、有機金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体、有機イリジウム錯体、有機プラチナ錯体等）およびポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体、ポリ（チエニレンビニレン）誘導体、ポリ（アセチレン）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。
【０１２０】
ゲスト化合物としては、具体的な構造式を表５に示す。ゲスト化合物は表５に示す構造式を有する誘導体である化合物であってもよい。またそれ以外に、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、ベンゾフルオランテン誘導体、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）、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。
【０１２１】
列挙したゲスト化合物の中でもアントラセン誘導体、フルオランテン誘導体が特に好ましい。
【０１２２】
アントラセン誘導体とは、６員芳香環が３つ直線に縮環した構造を有する化合物であり、表５におけるＤ３を含む。また、アントラセン誘導体は、アントラセンを基本骨格とする化合物を含み、中でも９位と１０位に置換アミノ基を有する化合物が好ましい。
【０１２３】
ベンゾフルオランテン誘導体とは、基本骨格内にベンゾフルオランテンを有する化合物である。Ｄ１乃至Ｄ３のように、ベンゾフルオランテンに縮環を有していてもよい。ベンゾフルオランテンの中でもベンゾ［ｋ］フルオランテンが好ましい。
【０１２４】
【表５】
【０１２５】
電子注入性材料あるいは電子輸送性材料としては、ホール注入性材料あるいはホール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。電子注入性能あるいは電子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。
【０１２６】
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である。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でもよい。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
本実施形態に係る有機発光素子において、本実施形態に係る縮合多環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。
【０１３０】
例えば、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング法、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて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の公知の塗布法により層を形成する。
【０１３１】
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。また塗布法で形成する場合は、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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
（本実施形態に係る有機発光素子の用途）
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、カラーフィルターを用いた白色光源等の用途がある。カラーフィルターは例えば赤、緑、青の３つの色が透過するフィルターが挙げられる。
【０１３５】
表示装置は、本実施形態の有機発光素子を表示部に有する。この表示部は複数の画素を有する。そしてこの画素は本実施形態の有機発光素子と、発光輝度を制御するためのスイッチング素子の一例であるＴＦＴ素子とを有し、この有機発光素子の陽極又は陰極とＴＦＴ素子のドレイン電極又はソース電極とが接続されている。ここで表示装置は、ＰＣ等の画像表示装置として用いることができる。
【０１３６】
表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する入力部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像表示装置でもよい。
【０１３７】
また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、外部から入力された画像情報を表示する画像出力機能と操作パネルとして画像への加工情報を入力する入力機能との両方を有していてもよい。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
【０１３８】
照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。照明装置は本実施形態に係る有機発光素子とそれに接続されるコンバーター回路を有している。白とは色温度が４２００Ｋであり、昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルターを有してもよい。
【０１３９】
本実施形態に係るコンバーター回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。
【０１４０】
次に、本実施形態の有機発光素子を使用した表示装置について図２を用いて説明する。
【０１４１】
図２は、本実施形態に係る有機発光素子とそれに接続されたＴＦＴ素子とを有する表示装置の断面模式図である。
【０１４２】
この表示装置は、ガラス等の基板１０とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜１１が設けられている。また符号１２は金属のゲート電極１２である。符号１３はゲート絶縁膜１３であり、１４は半導体層である。
【０１４３】
ＴＦＴ素子１７は半導体層１４とドレイン電極１５とソース電極１６とを有している。ＴＦＴ素子１７の上部には絶縁膜１８が設けられている。コンタクトホール１９を介して有機発光素子の陽極２０とソース電極１６とが接続されている。
【０１４４】
本実施形態に係る表示装置はこの構成に限られず、陽極または陰極のうちいずれか一方とＴＦＴ素子ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが接続されていればよい。
【０１４５】
有機化合物層２１は本図では多層の有機化合物層を１つの層の如く図示をしているが複数層であってよい。陰極２２の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層２３や第二の保護層２４が設けられている。
【０１４６】
本実施形態に係る表示装置が白色を発する表示装置の場合は、図２中の有機化合物層２１の部分を図１で示される積層型の発光層等とすることで白色を発する表示装置となる。
【０１４７】
本実施形態に係る白色を発する表示装置が有する発光層は、図１に示される素子構成に限定されず、異なる発光色を発する発光層を横並びにしても、一の発光層の中にドメインを形成してもよい。
【０１４８】
本実施形態に係る有機発光素子はスイッチング素子の一例であるＴＦＴ素子により発光輝度が制御される。有機発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。
【０１４９】
本実施形態に係る有機発光素子が有するスイッチング素子は、ＴＦＴ素子に限られず、トランジスタやＭＩＭ素子、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。
【０１５０】
これは精細度によって選択され、たとえば１インチでＱＶＧＡ程度の精細度の場合はＳｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。
【０１５１】
本実施形態に係る有機発光素子を用いた表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【実施例】
【０１５２】
（実施例１）
［例示化合物Ａ１の合成］
【０１５３】
【化１４】
【０１５４】
Ｅ１を６．００ｇ（２１．２ｍｍｏｌ）、Ｅ２を３．８４ｇ（２２．３ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４を７３５ｍｇ、トルエンを１００ｍｌ、エタノールを５０ｍｌ、２Ｍの炭酸ナトリウム水溶液を１００ｍｌ、それぞれ５００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、９０℃で８時間攪拌を行った。
【０１５５】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１５６】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、無色透明の液体として化合物Ｅ３を５．２２ｇ（収率８７％）得た。
【０１５７】
【化１５】
【０１５８】
Ｅ３を２．６０ｇ（９．１８ｍｍｏｌ）、Ｅ４を３．５３ｇ（２７．５ｍｍｏｌ）、トリエチルアミンを２．７９ｍｇ（２７．５ｍｍｏｌ）、Ｎｉ（ｄｐｐｐ）Ｃｌ２を４９８ｍｇ、トルエンを３０ｍｌそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、９５℃で５時間攪拌を行った。
【０１５９】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１６０】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：１）で精製することにより、白色固体として化合物Ｅ５を１．７０ｇ（収率５６％）得た。
【０１６１】
【化１６】
【０１６２】
Ｅ７を６．４７ｇ（４１．２ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ溶液をそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、−７８℃で１時間攪拌を行った。さらに、−７８℃において１．６ＭのｎＢｕＬｉ−ヘキサン溶液を２５．８ｍｌ（４１．２ｍｍｏｌ）ゆっくり加え、窒素気流下、１時間攪拌を行った。
【０１６３】
その後、Ｅ６を４．５６ｇ（１６．５ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、室温中において終夜攪拌を行った。反応終了後、この反応溶液中に水及びジクロロメタンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１６４】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をクロロホルムとヘプタンの混合溶媒によって分散洗浄することにより、白色固体として化合物Ｅ８を５．８５ｇ（収率８２％）得た。
【０１６５】
【化１７】
【０１６６】
Ｅ８を４．５８ｇ（１０．５ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウムを２．１０ｇ（１２．７ｍｍｍｏｌ）、ＮａＨ２ＰＯ２・Ｈ２Ｏを１．３４ｇ（１２．７ｍｍｏｌ）、酢酸を９０ｍｌそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、１００℃で１時間攪拌を行った。
【０１６７】
反応終了後、この反応溶液中に水を加え、沈殿物を回収した。次に、メタノールにより分散洗浄を行い、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：１）で精製することにより、うす黄色固体として化合物Ｅ９を２．８８ｇ（収率６８％）得た。
【０１６８】
【化１８】
【０１６９】
Ｅ５を６９５ｍｇ（２．１１ｍｍｏｌ）、Ｅ９を７００ｍｇ（１．７５ｍｍｏｌ）、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を２９１ｍｇ（０．７１ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ｄｂａ）２を１２１ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）、Ｋ３ＰＯ４を９２８ｍｇ（４．３８ｍｍｏｌ）、トルエンを３０ｍｌそれぞれ２００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、１００℃で３時間攪拌を行った。
【０１７０】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１７１】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、うす黄色固体として化合物Ｅ１０を８１０ｍｇ（収率８２％）得た。
【０１７２】
【化１９】
【０１７３】
Ｅ１０を８２０ｍｇ（１．４４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウムを４０ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、ＰＣｙ３−ＨＢＦ４を１２８ｍｇ（０．３５ｍｍｏｌ）、炭酸カリウムを４９７ｍｇ（３．６０ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを１０ｍｌそれぞれ５０ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、１４０℃で４時間攪拌を行った。
【０１７４】
反応終了後、この反応溶液中に水及びトルエンを加えた。次に、溶媒抽出操作により有機層を回収した後、硫酸ナトリウムを用いて回収した有機層の乾燥を行った。
【０１７５】
次に、有機層に含まれている溶媒を減圧留去することで得られる残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；クロロホルム：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、黄色固体として例示化合物Ａ１を４２７ｍｇ（収率５６％）得た。
【０１７６】
また、得られたＡ１のうち、４００ｍｇをアルバック機構社製の昇華精製装置にて真空度７．０ｘ１０−１Ｐａ、アルゴンガス１０ｍｌ／ｍｉｎ、昇華温度３２０℃にて昇華精製を行い、高純度の例示化合物Ａ１を３７０ｍｇ得た。
【０１７７】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）］
実測値：ｍ／ｚ＝５３０．５２ 計算値：Ｃ４２Ｈ２６Ｏ＝５３０．６６
【０１７８】
次に例示化合物Ａ１について、以下の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ１をガラス基板上に加熱蒸着し、膜厚２０ｎｍの蒸着薄膜を得た。この蒸着薄膜について、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製Ｖ−５６０）を用いて吸光スペクトルを測定した。得られた吸光スペクトルの吸収端から、例示化合物Ａ１のエネルギーギャップは２．５ｅＶであった。
【０１７９】
（実施例２）
［例示化合物Ａ４の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ７をＥ１１に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ４を得た。
【０１８０】
【化２０】
【０１８１】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝７５５．５８ 計算値：Ｃ５８Ｈ５８＝７５５．０８
【０１８２】
次に例示化合物Ａ４について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ４のエネルギーギャップは２．３ｅＶであった。
【０１８３】
（実施例３）
［例示化合物Ａ６の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ７をＥ１２に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ６を得た。
【０１８４】
【化２１】
【０１８５】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝６３０．２２ 計算値：Ｃ５０Ｈ３０＝６３０．７７
【０１８６】
次に例示化合物Ａ６について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ６のエネルギーギャップは２．６ｅＶであった。
【０１８７】
（実施例４）
［例示化合物Ａ１０の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ１をＥ１３に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ１０を得た。
【０１８８】
【化２２】
【０１８９】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝５８６．２０ 計算値：Ｃ４６Ｈ３４＝５８６．７６
【０１９０】
次に例示化合物Ａ１０について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ１０のエネルギーギャップは２．５ｅＶであった。
【０１９１】
（実施例５）
［例示化合物Ａ１５の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２をＥ１４に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で例示化合物Ａ１５を得た。
【０１９２】
【化２３】
【０１９３】
得られた化合物の同定は、質量分析によって行った。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝６８２．５２ 計算値：Ｃ５４Ｈ３４＝６８２．８５
【０１９４】
次に例示化合物Ａ４について、実施例１と同様の方法でエネルギーギャップの測定を行った。
例示化合物Ａ１５のエネルギーギャップは２．５ｅＶであった。
【０１９５】
（比較例１）
［比較化合物（２）の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ２をＥ１５に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で比較化合物（２）を得た。
【０１９６】
【化２４】
【０１９７】
（比較例２）
［比較化合物（３）の合成］
実施例１で用いられる有機化合物Ｅ９をＥ１６に変更する以外は実施例１と同様の反応、精製で比較化合物（３）を得た。
【０１９８】
【化２５】
【０１９９】
（実施例６）
本実施例では、多層型有機発光素子の第五の例で示した素子（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）とした。ガラス基板上に１００ｎｍのＩＴＯをパターニングした。
そのＩＴＯ基板上に、以下の有機化合物と電極を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、対向する電極面積が３ｍｍ２になるようにした。化合物Ｄ１は表５内に構造を示した。
正孔注入層（３０ｎｍ） Ｆ１
正孔輸送層（１０ｎｍ） Ｆ２
発光層（３０ｎｍ）ホスト：Ａ１（重量比９９．５％）、ゲスト：Ｄ１（重量比０．５％）
電子輸送層（３０ｎｍ） Ｆ４
電子注入層（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層（１００ｎｍ） Ａｌ
【０２００】
【化２６】
【０２０１】
得られた有機発光素子について、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ電極を負極にして印加電圧５．２Ｖをかけたところ、発光効率が４．８ｃｄ／Ａで、輝度２０００ｃｄ／ｍ２の赤色発光が観測された。
【０２０２】
また、得られた素子の安定性を評価するために、４５００ｃｄ／ｍ２の初期輝度で駆動させた時の輝度が１０％減少する寿命を測定したところ、７００００時間を越えた。
【０２０３】
（実施例７乃至１０、比較例３および４）
実施例６において、発光層のホスト材料およびゲスト材料を代えた他は、実施例と同様の方法で素子を作製した。また得られた素子について実施例６と同様に評価を行った。結果を表６に示す。
【０２０４】
【表６】
【０２０５】
（実施例１１）
本実施例では、共振構造を有する有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０２０６】
支持体としてのガラス基板上に反射性陽極としてのアルミニウム合金（ＡｌＮｄ）を１００ｎｍの膜厚でスパッタリング法にて成膜する。
【０２０７】
さらに、透明性陽極としてＩＴＯをスパッタリング法にて８０ｎｍの膜厚で形成する。次に、この陽極周辺部にポリイミド製の素子分離膜を厚さ１．５μｍで形成し、半径３ｍｍの開口部を設けた。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た後、ＩＰＡで煮沸洗浄して乾燥する。さらに、この基板表面に対してＵＶ洗浄を施す。
【０２０８】
更に、以下の有機層を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た後に、陰極としてＩＺＯをスパッタリング法にて成膜して膜厚３０ｎｍの透明性電極を形成する。形成した後に、窒素雰囲気中において、封止する。以上により、有機発光素子を形成する。
ホール注入層（１８５ｎｍ） Ｆ１
ホール輸送層（１０ｎｍ） Ｆ２
発光層（３５ｎｍ）ホスト：Ａ１（重量比９９．５％）、ゲスト：Ｄ１（重量比０．５％）
電子輸送層（１０ｎｍ） Ｆ３
電子注入層（７０ｎｍ） Ｆ４（重量比 ８０％）、Ｌｉ（重量比 ２０％）
得られた有機発光素子について、ＩＴＯ電極を正極、ＩＺＯ電極を負極にして印加電圧４．６Ｖをかけたところ、発光効率が１０．６ｃｄ／Ａで、輝度２０００ｃｄ／ｍ２の赤色発光が観測された。
【０２０９】
（実施例１２）
本実施例では、基板上に順次陽極／正孔注入層／正孔輸送層／赤色発光層／緑色発光層／青色発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極が設けられた構成の白色有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０２１０】
ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯをスパッタ法にて膜厚１２０ｎｍで製膜したものを透明導電性支持基板（ＩＴＯ基板）として使用した。
【０２１１】
このＩＴＯ基板上に、以下に示す有機化合物層及び電極層を、１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着によって連続的に製膜した。このとき対向する電極面積は３ｍｍ２になるように作製した。
正孔注入層（３０ｎｍ）Ｆ１
正孔輸送層（１０ｎｍ）Ｆ２
赤色発光層（１５ｎｍ）ホスト１： Ａ１（重量比９８．５％）、ホスト２： Ｆ６（重量比１．０％）、ゲスト： Ｄ１（重量比０．５％）
緑色発光層（５ｎｍ）ホスト： Ｆ４（重量比９５．０％）、ゲスト： Ｄ１０（重量比５．０％）
青色発光層（２０ｎｍ）ホスト： Ｆ４（重量比９５．０％）、ゲスト：Ｆ５（重量比５．０％）
電子輸送層（３０ｎｍ） Ｆ３
電子注入層（１ｎｍ） ＬｉＦ
金属電極層（１００ｎｍ） Ａｌ
【０２１２】
【化２７】
【０２１３】
得られた有機発光素子について、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ電極を負極にして印加電圧をかけたところ、Ｃ．Ｉ．Ｅ．色度座標が（０．３２，０．３５）の白色発光が観測された。
【０２１４】
（結果と考察）
以上のように、本発明に係わる新規縮合環化合物をホスト材料として発光層に用いることで、長寿命の赤色有機発光素子を提供できる。また、他の発光色の発光材料と組み合わせることで白色発光素子を提供できる。
【符号の説明】
【０２１５】
４ 青色発光層
５ 緑色発光層
６ 赤色発光層
１７ ＴＦＴ素子
２０ 陽極
２１ 有機化合物層
２２ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）に示されることを特徴とするベンゾ［ｈ］ヘキサフェン。
【化１】
（１）
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
Ａｒ１およびＡｒ２はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ１および前記Ａｒ２は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
【請求項２】
下記一般式（２）で示されることを特徴とする請求項１に記載のベンゾ［ｈ］ヘキサフェン。
【化２】
（２）
式（２）において、
Ｒ１７乃至Ｒ２４は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
Ａｒ３およびＡｒ４はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ３および前記Ａｒ４は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
【請求項３】
陰極と陽極と、前記陽極および陰極の間に配置されている有機化合物層とを有する有機発光素子であって、
前記有機化合物層の少なくとも１層は請求項１または２に記載の有機化合物を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項４】
前記有機化合物層は発光層であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記発光層は、ホストとゲストとを有し、前記ホストが前記ベンゾ［ｈ］ヘキサフェン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】
前記有機化合物層は、複数の有機化合物を有する発光部を有し、
前記複数の有機化合物のうちの少なくとも１種類は、前記ベンゾ［ｈ］ヘキサフェンであり、
前記発光部は、白色を発光することを特徴とする有機発光素子。
【請求項７】
複数の画素を有し、前記画素は、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されているスイッチング素子と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記有機発光素子は、基板上に設けられており、
前記基板内に前記スイッチング素子を有することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
画像情報を入力するための入力部と画像を表示するための表示部とを有し、前記表示部は複数の画素を有し、前記画素は請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続されてい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１０】
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されているコンバーター回路とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１】
下記一般式（１）に示されることを特徴とするベンゾ［ｈ］ヘキサフェン。
【化１】
（１）
式（１）において、
Ｒ１乃至Ｒ１６は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
Ａｒ１およびＡｒ２はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ１および前記Ａｒ２は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
【請求項２】
下記一般式（２）で示されることを特徴とする請求項１に記載のベンゾ［ｈ］ヘキサフェン。
【化２】
（２）
式（２）において、
Ｒ１７乃至Ｒ２４は水素原子、ハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、ジフェニルアミノ基、ピリジル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基からそれぞれ独立に選ばれる。
前記ジフェニルアミノ基、前記ピリジル基、前記フェニル基、前記ビフェニル基、前記ターフェニル基、前記ナフチル基は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
Ａｒ３およびＡｒ４はフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
前記Ａｒ３および前記Ａｒ４は、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔ−ブチル基及びフッ素基の少なくともいずれかひとつを置換基として有してもよい。
【請求項３】
陰極と陽極と、前記陽極および陰極の間に配置されている有機化合物層とを有する有機発光素子であって、
前記有機化合物層の少なくとも１層は請求項１または２に記載の有機化合物を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項４】
前記有機化合物層は発光層であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記発光層は、ホストとゲストとを有し、前記ホストが前記ベンゾ［ｈ］ヘキサフェン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】
前記有機化合物層は、複数の有機化合物を有する発光部を有し、
前記複数の有機化合物のうちの少なくとも１種類は、前記ベンゾ［ｈ］ヘキサフェンであり、
前記発光部は、白色を発光することを特徴とする有機発光素子。
【請求項７】
複数の画素を有し、前記画素は、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されているスイッチング素子と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記有機発光素子は、基板上に設けられており、
前記基板内に前記スイッチング素子を有することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
画像情報を入力するための入力部と画像を表示するための表示部とを有し、前記表示部は複数の画素を有し、前記画素は請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続されてい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１０】
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されているコンバーター回路とを有することを特徴とする照明装置。
【図２】
【図１】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−８７０７２（Ｐ２０１３−８７０７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７９７４（Ｐ２０１１−２２７９７４）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【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２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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