特開 2024-68296 化合物、有機ＥＬ材料及び有機ＥＬ素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024068296

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】化合物、有機ＥＬ材料及び有機ＥＬ素子

(51)【国際特許分類】

   C07D 471/06 20060101AFI20240513BHJP

   C07D 513/06 20060101ALI20240513BHJP

   C07D 498/06 20060101ALI20240513BHJP

   C09K 11/06 20060101ALI20240513BHJP

   H10K 85/60 20230101ALI20240513BHJP

   H10K 50/12 20230101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

C07D471/06

C07D513/06

C07D498/06

C09K11/06 645

C09K11/06

H10K85/60

H10K50/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178627

(22)【出願日】2022-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】521467881

【氏名又は名称】吉林ＯＬＥＤ日本研究所株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100187388

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 天光

(72)【発明者】

【氏名】張 鵬

(72)【発明者】

【氏名】索 紅光

【テーマコード（参考）】

3K107

4C065

4C072

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC02

3K107DD53

3K107DD59

3K107DD69

3K107FF14

4C065AA03

4C065BB04

4C065CC09

4C065DD01

4C065EE02

4C065HH05

4C065JJ01

4C065KK01

4C065LL01

4C065PP01

4C072AA02

4C072BB02

4C072BB08

4C072CC01

4C072CC11

4C072CC16

4C072EE07

4C072EE17

4C072FF07

4C072GG01

(57)【要約】

【課題】有機ＥＬ素子の発光材料として用いることにより、有機ＥＬ素子の輝度を更に向上させることができる化合物を提供する。
【解決手段】下記式（１）で表される分子骨格を有する化合物。

（式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。）
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記一般式（１）で表される分子骨格を有する化合物。

【化1】

（一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。）

【請求項2】

下記一般式（１）で表される分子骨格を有する有機ＥＬ材料。

【化2】

（一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。）

【請求項3】

光を発光する発光層と、
前記発光層を挟持する一対の電極と、
を有する有機ＥＬ素子において、
下記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を含有する、有機ＥＬ素子。

【化3】

（一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。）

【請求項4】

請求項３に記載の有機ＥＬ素子において、
前記発光層は、前記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を０．１～１０ｗｔ％含有する、有機ＥＬ素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、化合物、有機ＥＬ材料及び有機ＥＬ素子に関する。

【背景技術】

【0002】

有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子は、光を発光する発光層と、当該発光層を挟持する一対の電極と、を有し、発光層は、発光材料としての有機化合物を含む。このような有機ＥＬ素子では、一対の電極間に電圧を印加することにより、陽極から発光層に正孔が注入され、陰極から発光層に電子が注入され、発光層に注入された電子と正孔とが再結合することで励起子が形成され、形成された励起子が励起状態から基底状態に戻る際に励起子が光を放出することで、発光層が発光する。即ち、有機ＥＬ素子は、自発光素子である。そのため、有機ＥＬ素子は、自発光素子でない液晶素子に比べ、輝度が明るく、視認性に優れ、鮮明な表示が可能である。

【0003】

有機ＥＬ素子は、自発光素子としての利点を活かし、高発光効率、高画質、低消費電力、長寿命、更には薄型のデザイン性に優れた発光素子として、期待されている。特に、フルカラーディスプレイ及び照明アプリケーション等において、最も有望な技術となっている。

【0004】

このような有機ＥＬ素子では、輝度を向上させるために、発光層に注入された電子と正孔とから効率よく励起子を生成し、生成された励起子から高効率の発光を得ることが重要である。従って、発光層に含まれる発光材料であって、効率よく励起子を生成し、生成された励起子から高効率の発光を得ることが可能な発光材料に関し、種々の研究が行われており、好適な発光材料の探索が続いている。

【0005】

中国特許出願公開第１１３９４３２８７号明細書（特許文献１）には、有機ＥＬ素子の発光材料としての多環芳香族化合物において、窒素で３つの芳香族環が連結されたトリアリールアミンが２箇所で架橋された分子骨格を有するトリアリールアミン誘導体である技術が開示されている。また、上記特許文献１には、このような架橋構造を有するトリアリールアミン誘導体を発光材料として用いた有機ＥＬ素子において、発光効率が高く、スペクトル色純度が高く、発光スペクトルの半ピーク幅が狭いことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】中国特許出願公開第１１３９４３２８７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述したように、フルカラーディスプレイ及び照明アプリケーション等に用いる場合には、有機ＥＬ素子の輝度を更に向上させることが望ましい。しかしながら、有機ＥＬ素子の発光材料として、従来の化合物を用いた場合、有機ＥＬ素子の輝度を十分に向上させることができないおそれがある。

【0008】

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、有機ＥＬ素子の発光材料として用いることにより、有機ＥＬ素子の輝度を更に向上させることができる化合物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

【0010】

本発明の一態様としての化合物は、下記一般式（１）で表される分子骨格を有する。

【化1】

一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。

【0011】

また、本発明の一態様としての有機ＥＬ材料は、下記一般式（１）で表される分子骨格を有する。

【化2】

一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。

【0012】

また、本発明の一態様としての有機ＥＬ素子は、光を発光する発光層と、発光層を挟持する一対の電極と、を有する有機ＥＬ素子である。当該有機ＥＬ素子は、下記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を含有する。

【化3】

一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。

【0013】

また、他の一態様として、発光層は、一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を０．１～１０ｗｔ％含有してもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一態様を適用することで、当該化合物を有機ＥＬ素子の発光材料として用いることにより、有機ＥＬ素子の輝度を更に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施の形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0017】

なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0018】

また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0019】

更に、実施の形態で用いる図面においては、構造物を区別するために付したハッチング（網掛け）を図面に応じて省略する場合もある。

【0020】

なお、以下の実施の形態においてＡ～Ｂとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、Ａ以上Ｂ以下を示すものとする。

【0021】

（実施の形態）
本発明の一実施形態である実施の形態の化合物、有機ＥＬ材料及び有機ＥＬ素子について説明する。

【0022】

＜化合物＞
本実施の形態の化合物は、下記一般式（１）で表される分子骨格を有する。

【0023】

【化4】

【0024】

一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。

【0025】

本実施の形態の化合物は、トリアリールアミンが２箇所で架橋された分子骨格を有するトリアリールアミン誘導体である。

【0026】

なお、「－Ｏ－」はエーテル結合を表し、「－Ｓ－」はスルフィド結合を表し、「－ＳｉＡｒ_２－」はシリレン結合を表し、「－ＰＡｒ－」はホスフィン結合を表し、「－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－」はホスフィンオキシド結合を表し、「－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－」はホスフィンスルフィド結合を表す。また、本願明細書において、一般式（１）で表される分子骨格が、置換基で置換されているとは、例えば、一般式（１）で表される分子骨格の水素の一部又は全部が、置換基で置換されていることを意味する。

【0027】

一般式（１）に置換できる置換基は単数又は複数であり、複数の場合、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。

【0028】

そのような置換基の例としては、重水素基、ハロゲン基、シアノ基、シリル基、カルボニル基、アミノ基、炭素数１～２０のアルキル基、炭素数１～２０のアルコキシ基、核炭素数６～１８のアリール基、核原子数３～１８のヘテロアリール基が挙げられる。

【0029】

ハロゲン基の例としては、フッ素基、塩素基、臭素基、ヨウ素基等が挙げられる。好ましくは、ハロゲン基は、フッ素基である。

【0030】

炭素数１～２０のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、又は、アダマンチル基等が挙げられる。好ましくは、炭素数１～２０のアルキル基は、メチル基、ｔ－ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、又は、アダマンチル基である。

【0031】

炭素数１～２０のアルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロピルオキシ基、ｉ－プロピルオキシ基、ｎ－ブチルオキシ基、ｓ－ブチルオキシ基、ｔ－ブチルオキシ基、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、又は、アダマンチルオキシ基等が挙げられる。好ましくは、炭素数１～２０のアルコキシ基は、メトキシ基、ｔ－ブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、又は、アダマンチルオキシ基である。

【0032】

核炭素数６～１８のアリール基の例としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニレン基、又は、トリプチセニル基等が挙げられる。好ましくは、核炭素数６～１８のアリール基は、フェニル基、ナフチル基、又は、フルオレニル基である。

【0033】

核原子数３～１８のヘテロアリール基の例としては、ピリジン基、ピリミジン基、トリアジン基、ピロール基、インドール基、カルバゾール基、フラン基、ベンゾフラン基、ジベンゾフラン基、チオフェン基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、オキサゾール基、チオキサゾール基、オキサジアゾール基、チアジアゾール基、トリアゾール基、イミダゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾチアゾール基、アクリジン基、アクリドン基、フェノキサジン基、フェノチアジン基、フェナザシリン基、ピラン基、ベンゾピラン基、ジベンゾピラン基、チオピラン基、ベンゾチオピラン基、ジベンゾチオピラン基、シロール基、ベンゾシロール基、又は、ジベンゾシロール基等が挙げられる。好ましくは、核原子数３～１８のヘテロアリール基は、ピリジン基、トリアジン基、カルバゾール基、ジベンゾフラン基、アクリジン基、フェノキサジン基、フェノチアジン基、又は、フェナザシリン基である。

【0034】

一般式（１）の具体例としては、以下の化合物ＣＥ１乃至ＣＥ１８が挙げられる。なお、一般式（１）で示される化合物であればよく、具体例に記載したものに限定されるものではない。また、化合物ＣＥ４におけるＰｈはフェニル基を表し、化合物ＣＥ８におけるＤは重水素を表し、化合物ＣＥ９におけるｔ－Ｂｕはｔ－ブチル基を表し、化合物ＣＥ１２におけるＭｅはメチル基を表す。

【0035】

【化5】

【0036】

【化6】

【0037】

【化7】

【0038】

前述したように、本実施の形態の化合物は、トリアリールアミンが２箇所で架橋された分子骨格を有するトリアリールアミン誘導体である。２箇所の架橋のうち１箇所目は、炭素、即ち－Ｃ（ＣＮ）_２－（ジシアノエチレン基による結合）により架橋されている。２箇所の架橋のうち２箇所目は、上記一般式（１）に示すＱ、即ち－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－により架橋されている。

【0039】

ここで、上記特許文献１に記載の多環芳香族化合物も、トリアリールアミンが２箇所で架橋された分子骨格を有するトリアリールアミン誘導体であり、２箇所の架橋のうち１箇所目は、炭素により架橋されている。しかしながら、上記特許文献１に記載の多環芳香族化合物では、２箇所の架橋のうち２箇所目は、－Ｃ（＝Ｏ）－（カルボニル基）、又は、－Ｓ（＝Ｏ）_２－（スルホニルジオキシド基）による結合、即ち上記一般式（１）に示すＱとは異なる官能基による結合で架橋されている。

【0040】

なお、好適には、一般式（１）中、Ｑは、直接結合である。

【0041】

本実施の形態の化合物は、種々の公知の方法で合成することができる。

【0042】

例えば、８Ｈ－インドロ［３，３，１－ｄｅ］アクリジン－８－オンとマロノニトリルとを三ツ口フラスコに入れ、無水酢酸を加え、窒素雰囲気下で加熱還流する。２４時間後に反応を止め、室温まで冷却した後、減圧吸引濾過し、少量の無水酢酸で洗浄を行い、濾過残留物をカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、昇華精製をすると化合物ＣＥ１が得られる。

【0043】

＜有機ＥＬ材料＞
本実施の形態の有機ＥＬ材料は、下記一般式（１）で表される分子骨格を有する。即ち、本実施の形態の有機ＥＬ材料は、実施の形態の化合物を有機ＥＬ材料として用いるものである。

【0044】

【化8】

【0045】

一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。

【0046】

本実施の形態の有機ＥＬ材料は、実施の形態の化合物を有機ＥＬ材料として用いるものである。そのため、一般式（１）で表される分子骨格が置換される置換基の例、及び、一般式（１）の具体例については、実施の形態の化合物における置換基の例、及び、一般式（１）の具体例と同様にすることができ、詳細な説明を省略する。

【0047】

本実施の形態の有機ＥＬ材料については、実施の形態の化合物も同様であるが、後述する実施例において説明するように、有機ＥＬ素子の発光材料として本実施の形態の有機ＥＬ材料を用いることにより、上記特許文献１に記載の多環芳香族化合物に比べて、有機ＥＬ素子の輝度を更に向上させることができる。

【0048】

＜有機ＥＬ素子＞
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、光を発光する発光層と、発光層を挟持する一対の電極と、を有する。また、本実施の形態の有機ＥＬ素子は、下記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料即ち有機材料を含有する。

【0049】

【化9】

【0050】

一般式（１）中、Ｑは、直接結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳｉＡｒ_２－、－ＰＡｒ－、－Ｐ（＝Ｏ）Ａｒ－、又は、－Ｐ（＝Ｓ）Ａｒ－を表す。一般式（１）で表される分子骨格は、置換基で置換されていてもよい。

【0051】

本実施の形態の有機ＥＬ素子は、実施の形態の化合物を有機ＥＬ材料として含有するものである。そのため、一般式（１）で表される分子骨格が置換される置換基の例、及び、一般式（１）の具体例については、実施の形態の化合物における置換基の例、及び、一般式（１）の具体例と同様にすることができ、詳細な説明を省略する。

【0052】

図１は、実施の形態の有機ＥＬ素子を模式的に示す図である。

【0053】

本実施の形態の有機ＥＬ素子は、典型的には、基板１の上に、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、電子障壁層５、発光層６、正孔障壁層７、電子輸送層８、電子注入層９及び陰極１０がこの順に積層した多層構造を有する。

【0054】

即ち、本実施の形態の有機ＥＬ素子は、電極間に有機層を一層又は二層以上積層した多層構造を有し、例えば、基板１上に、「陽極２／正孔注入層３／正孔輸送層４／電子障壁層５／発光層６／正孔障壁層７／電子輸送層８／電子注入層９／陰極１０」がこの順に積層した構造を有する。ここで、有機層とは、陽極２、陰極１０以外の層、即ち、正孔注入層３、正孔輸送層４、電子障壁層５、発光層６、正孔障壁層７、電子輸送層８及び電子注入層９を指す。

【0055】

なお、上記した多層構造において、いくつかの層を省略することもでき、例えば、電子注入層９を電子輸送層８の機能も併せ持つ電子注入・輸送層とすることもできる。

【0056】

基板１には、透明且つ平滑であって、少なくとも７０％以上の全光線透過率を有するものが用いられ、具体的には、フレキシブルな透明基板である、数μｍ厚のガラス基板や特殊な透明プラスチック等が用いられる。

【0057】

陽極２は、正孔を、正孔注入層３、正孔輸送層４及び発光層６に注入する機能を有する電極である。陽極２には、仕事関数が大きく（４．５ｅＶ以上）、且つ、全光線透過率が通常８０％以上である材料が用いられる。具体的には、陽極２から発光した光を透過させるため、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）若しくは酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性セラミックス、ポリチオフェン－ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ）若しくはポリアニリン等の透明導電性高分子、又は、その他の透明導電性材料が用いられる。陽極２の膜厚は、通常５～５００ｎｍ、好ましくは１０～２００ｎｍである。

【0058】

陽極２は、蒸着法、電子線ビーム法、スパッタリング法、化学反応法又は塗布法等により形成される。

【0059】

正孔注入層３は、発光効率の向上のために導入される層である。正孔注入層３を形成する正孔注入材料には、例えば、ポリ（アリーレンエーテルケトン）含有トリフェニルアミン（ＫＬＨＩＰ：ＰＰＢＩ）、１，４，５，８，９，１１－ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル（ＨＡＴＣＮ）又はＰＥＤＯＴ－ＰＳＳ等が挙げられる。

【0060】

正孔輸送層４は、陽極２と発光層６との間に設けられ、陽極２から正孔を効率良く発光層６に輸送するための層である。正孔輸送層４を形成する正孔輸送材料には、イオン化ポテンシャルが小さいもの、即ち、ＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）から電子が励起されやすく、正孔が生成されやすいものが用いられる。正孔輸送材料として、例えば、ポリ（９，９－ジオクチルフルオレン－アルト－Ｎ－（４－ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）、４，４’－シクロヘキシリデンビス［Ｎ，Ｎ－ビス（４－メチルフェニル）ベンゼンアミン］（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（ｍ－トリル）ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）、４ＤＢＦＨＰＢ（ヘキサフェニルベンゼン誘導体）、４，４’，４’’－トリ－９－カルバゾリルトリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）又は４，４’，４’’－トリス［フェニル（ｍ－トリル）アミノ］トリフェニルアミン等が挙げられる。

【0061】

発光層６と正孔輸送層４との間には、適宜、電子障壁層５を設けてもよい。電子障壁層５は、電子が正孔輸送層４に向かって発光層６を通過することを阻止する役割を有する。また、電子障壁層５を設けることで、電子を発光層６内に閉じ込めて、発光層６における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。電子障壁層５を形成する電子障壁材料には、モノアミン誘導体等が用いられる。電子障壁層５及び後述する正孔障壁層７は、それぞれ励起子阻止層としての機能も兼ね備える。

【0062】

発光層６は、発光層６に注入された電子と正孔とが再結合することで励起子が形成され、形成された励起子が励起状態から基底状態に戻る際に励起子が光を放出することで、発光する。好適には、発光層６は、ドーパントとホストとを含む。また、好適には、発光層６は、ドーパントとして、上記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を含有する。しかしながら、有機ＥＬ素子が上記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を含有すればよく、上記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を含有する層は、発光層６には限定されない。

【0063】

発光層６に含まれるホストとしては、正孔輸送層４及び電子輸送層８からの電荷注入障壁を最小限にし、電荷を発光層６に閉じ込め、且つ、発光励起子の消光を防ぐものであれば、公知の材料を広く用いることができる。本実施の形態では、好適には、下記一般式（２）で表されるアントラセン誘導体が用いられる。

【0064】

【化10】

【0065】

一般式（２）では、アントラセン骨格の９位（又は１０位）の炭素がジベンゾフラン部位の１～４位のいずれかの炭素に結合している。

【0066】

Ｙは芳香族環式置換基又は非芳香族環式置換基を表す。芳香族環式置換基又は非芳香族環式置換基は、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、又は、ジベンゾフラニル基等であることが好ましく、フェニル基、１－ビフェニル基、１－ナフチル基、又は、２－ジベンゾフラニル基等であることがより好ましい。

【0067】

Ｃｙ^２は核炭素数６～１２のアリール基を表す。核炭素数６～１２のアリール基は、具体的にはベンゼン環又はナフタレン環である。即ち、アントラセン骨格の１０位（又は９位）はジベンゾフラン又はベンゾナフトフランの構造を有する。

【0068】

【化11】

【0069】

一般式（２）で表されるアントラセン誘導体は、好適には、下記構造式を有する。

【0070】

【化12】

【0071】

【化13】

【0072】

これらのアントラセン誘導体については、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。

【0073】

好適には、発光層６は、ホストを、発光層６用材料全体の９０～９９．９ｗｔ％含有する。このような場合、好適には、発光層６は、ドーパントとして、上記一般式（１）で表される分子骨格を有する材料を、発光層６全体の０．１～１０ｗｔ％含有する。発光層６におけるドーパントの含有率が０．１ｗｔ％以上の場合、ドーパントの含有率が０．１ｗｔ％未満の場合に比べ、ドーパントの含有率が低くなりすぎないので、有機ＥＬ素子の輝度を向上させることができる。一方、発光層６におけるドーパントの含有率が１０ｗｔ％以下の場合、ドーパントの含有率が１０ｗｔ％を超える場合に比べ、ホストの含有率が低くなりすぎないので、有機ＥＬ素子の輝度を向上させることができる。

【0074】

発光層６と電子輸送層８との間には、適宜、正孔障壁層７を設けてもよい。正孔障壁層７は、正孔を発光層６内に閉じ込めて、発光層６における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させるための層である。正孔障壁層７を形成する正孔障壁材料には、例えば、ジブチルスズ－トリフェニルトリアジン（ＤＢＴ－ＴＲＺ）、バソクプロイン（ＢＣＰ）等のフェナントロリン誘導体、若しくは、アルミニウム（III）ビス（２－メチル－８－キノリナート）－４－フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）等のキノリノール誘導体の金属錯体、各種の希土類錯体、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ピリミジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、又は、ベンゾアゾール誘導体等が用いられる。

【0075】

電子輸送層８は、陰極１０と発光層６との間に設けられ、陰極１０から電子を効率良く発光層６に輸送するための層である。電子輸送層８を形成する電子輸送材料には、電子親和力が大きいもの、即ち、ＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）のエネルギーが小さく、励起電子が存在しやすいものが用いられる。電子輸送材料として、例えば、１，４－ビス（１，１０－フェナントロリン－２－イル）ベンゼン（ＤＰＢ）、８－ヒドロキシキノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）、４，６－ビス（３，５－ジ（ピリジン－３－イル）フェニル）－２－メチルピリミジン（Ｂ３ＰｙｍＰｍ）、４，６－ビス（３，５－ジ（ピリジン－４－イル）フェニル）－２－フェニルピリミジン（Ｂ４ＰｙＰＰｍ）、２－（４－ビフェニリル）－５－（ｐ－ｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（ｔＢｕ－ＰＢＤ）、１，３－ビス［５－（４－ｔ－ブチルフェニル）－２－［１，３，４］オキサジアゾリル］ベンゼン（ＯＸＤ－７）、３－（ビフェニル－４－イル）－５－（４－ｔ－ブチルフェニル）－４－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）、バソクプロイン（ＢＣＰ）、１，３，５－トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンズイミダゾール－２－イル）ベンゼン（ＴＰＢｉ）、又は、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）等が挙げられる。これらのうち、ＤＰＢ及びＬｉｑの混合層等が好ましい。なお、正孔障壁層７の材料は、電子輸送層８の材料を兼ねてもよい。

【0076】

電子注入層９は陰極１０に接し、電子を輸送する役割を有する層である。電子注入層９を形成する電子注入材料には、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、又は、２－ヒドロキシ－（２，２’）－ビピリジニル－６－イル－フェノラトリチウム（Ｌｉｂｐｐ）等が挙げられる。

【0077】

基板１上に形成される、正孔注入層３、正孔輸送層４、電子障壁層５、発光層６、正孔障壁層７、電子輸送層８及び電子注入層９の薄膜は、真空蒸着法又は塗布法で積層される。真空蒸着法には、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、又は、分子積層法等が挙げられる。真空蒸着法を用いる場合、通常１０^－３Ｐａ以下に減圧した雰囲気で、蒸着物を３００～４００℃に加熱して行う。

【0078】

塗布法を用いる場合、各層の構成材料を例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、又は、水等に溶解させて公知の塗布法により各層を形成する。塗布法には、例えば、バーコート法、キャピラリーコート法、スリットコート法、インクジェット法、スプレーコート法、ノズルコート法、又は、印刷法が挙げられる。各層の形成にすべて同じ塗布法を用いてもよいし、インクの種類に応じて適宜最適な塗布法を個別に用いてもよい。

【0079】

陽極２と陰極１０との間の各有機層の膜厚は、構成材料の抵抗値や電荷移動度によって異なるが、通常１～１００ｎｍ、好ましくは１～５０ｎｍである。

【0080】

陰極１０は、電子を、電子輸送層８及び発光層６に注入する機能を有する電極である。陰極１０には、仕事関数が小さく（４ｅＶ以下）、且つ、化学的に安定な材料が用いられる。具体的には、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、又は、ＡｌＬｉ若しくはＡｌＣａ等のＡｌとアルカリ金属との合金等の陰極材料が用いられる。陰極１０の膜厚は、通常１０～２００ｎｍである。

【0081】

陰極１０は、蒸着法、電子線ビーム法、スパッタリング法、化学反応法、又は、塗布法等により形成される。

【0082】

本実施の形態の有機ＥＬ素子は、枚葉方式によって各層を形成する以外に、例えば、ロール・ツー・ロール法によって形成してもよい。

【0083】

また、後述する実施例において説明するように、有機ＥＬ素子として本実施の形態の有機ＥＬ素子を用いることにより、上記特許文献１に記載の多環芳香族化合物を用いた有機ＥＬ素子に比べて、有機ＥＬ素子の輝度を更に向上させることができる。

【実施例0084】

以下、実施例に基づいて本実施の形態を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。

【0085】

（実施例１）
［化合物ＣＥ１の合成］
８Ｈ－インドロ［３，３，１－ｄｅ］アクリジン－８－オン（１．００ｇ、３．７２ｍｍｏｌ、SynQuest Laboratories社製）とマロノニトリル（０．３０ｇ、４．５ｍｍｏｌ、東京化成社製）２５０ｍｌとを三ツ口フラスコに入れ、そこに無水酢酸（１００ｍｌ、東京化成社製）を加えた。それを窒素雰囲気下で２４時間加熱還流した。

【0086】

反応終了後、室温まで冷却した後、減圧吸引濾過し、少量の無水酢酸で洗浄を行った。

【0087】

濾過残留物をカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、昇華精製をしたところ、０．６８ｇの生成物が得られた。これをＦＤ－ＭＳ（Field Diffusion Mass Spectroscopy）で分析したところ、Ｍ／Ｚ＝３１７のピークを観測したので、生成物を化合物ＣＥ１と同定した（収率５８％）。

【0088】

（実施例２）
［化合物ＣＥ１を用いた有機ＥＬ素子の評価］
スパッタリングにより１８０ｎｍの厚さに成膜したＩＴＯを１５０ｎｍまで研磨して得られた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。

【0089】

この透明支持基板を市販の蒸着装置（（株）昭和真空製）の基板ホルダーに固定し、ＨＩＭ（正孔注入材料）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＨＴＭ（正孔輸送材料）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＥＢＬ（電子障壁材料）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＢＨ１（ホスト）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、実施例１で得られた化合物ＣＥ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＨＢＬ（正孔障壁材料）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＥＴＭ（電子輸送材料）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＬｉＦ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。ＨＩＭ、ＨＴＭ、ＥＢＬ、ＨＢＬ、ＢＨ１及びＥＴＭの各々の材料の構造式を、以下に示す。なお、ＢＨ１は、前述した一般式（２）で表されるアントラセン誘導体として列挙した構造式のうちの一つと同一である。

【0090】

【化14】

【0091】

【化15】

【0092】

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ＨＩＭが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚５ｎｍになるように蒸着して正孔注入層３を形成した。次いでＨＴＭが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１０５ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層４を形成した。更にＥＢＬが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚２０ｎｍになるように蒸着して電子障壁層５を形成した。

【0093】

次にＢＨ１が入った蒸着用ボートと化合物ＣＥ１が入った蒸着用ボートを同時に加熱して膜厚２５ｎｍになるように蒸着して発光層６を形成した。ＢＨ１と化合物ＣＥ１との重量比がおよそ９５対５になるように蒸着速度を調整した。

【0094】

次にＨＢＬが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚２０ｎｍになるように蒸着して正孔障壁層７を形成した。次いでＥＴＭが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層８を形成した。

【0095】

各層の蒸着速度は、０．０１～２ｎｍ／秒であった。

【0096】

その後、電子注入層９の材料であるＬｉＦが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１ｎｍになるように０．０１～０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着した。次いで、アルミニウムが入った蒸着用ボートを加熱して１００ｎｍになるように０．０１～２ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより陰極１０を形成し、実施例２の有機ＥＬ素子を作製した。

【0097】

このようにして得られた実施例２の有機ＥＬ素子について、ＩＴＯ電極を陽極２とし、ＬｉＦ／アルミニウム電極を陰極１０として、電源１１により直流電圧を印加すると、青色発光が得られた。また、実施例２の有機ＥＬ素子を１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で駆動した際の輝度を測定した。

【0098】

（比較例１）
［Ｒｅｆを用いた有機ＥＬ素子の評価］
化合物ＣＥ１の代わりに、Ｒｅｆを用いたこと以外は実施例２と全く同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を作製した。

【0099】

【化16】

【0100】

このようにして得られた比較例１の有機ＥＬ素子についても、ＩＴＯ電極を陽極２とし、ＬｉＦ／アルミニウム電極を陰極１０として、電源１１により直流電圧を印加すると、青色発光が得られた。このとき、比較例１の有機ＥＬ素子を１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で駆動した際の輝度を測定し、実施例２の有機ＥＬ素子及び比較例１の有機ＥＬ素子について、比較例１の有機ＥＬ素子について測定した輝度を１００としたときの輝度の相対値を算出して比較した。その結果を、表１に示す。

【0101】

【表1】

【0102】

表１に示すように、比較例１の有機ＥＬ素子について測定した輝度を１００としたとき、実施例２の有機ＥＬ素子について測定した輝度は１１２となり、実施例２の有機ＥＬ素子における輝度は、比較例１の有機ＥＬ素子における輝度よりも高くなった。そのため、有機ＥＬ素子の発光材料として、実施の形態の化合物を用いることにより、上記特許文献１に記載の多環芳香族化合物を用いた場合に比べて、有機ＥＬ素子の青色発光の輝度を更に向上させることができることが分かった。

【0103】

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【0104】

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

【0105】

例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0106】

１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 電子障壁層
６ 発光層
７ 正孔障壁層
８ 電子輸送層
９ 電子注入層
１０ 陰極
１１ 電源

【図1】