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JP2008013474A - 有機ｅｌ素子用化合物及び発光素子 - Google Patents

有機ｅｌ素子用化合物及び発光素子 Download PDF

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JP2008013474A JP2006185488A JP2006185488A JP2008013474A JP 2008013474 A JP2008013474 A JP 2008013474A JP 2006185488 A JP2006185488 A JP 2006185488A JP 2006185488 A JP2006185488 A JP 2006185488A JP 2008013474 A JP2008013474 A JP 2008013474A
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Abstract

【課題】新規な有機ＥＬ素子用化合物を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で示される構造を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用化合物。
Figure 2008013474

（Ｒ１〜Ｒ４は、たとえばアルキル基等を表わす。Ｒ５〜Ｒ１２は、たとえばアルキル基、アリーレン基等を表わす。）
【選択図】なし

Description

本発明は、発光素子用の新規な有機化合物と、平面光源や平面状ディスプレイ等に使用される有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも言う）に関する。
非特許文献１に詳述されているように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成された構成を持つ。
最近では、従来の１重項励起子から基底状態に遷移するときの蛍光を利用した発光だけでなく、次の非特許文献２，３に代表される三重項励起子を経由した燐光発光を利用する素子の検討もなされている。これらの文献では４層構成の有機層が主に用いられている。
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機発光素子が、ケンブリッジ大学のグループ（非特許文献４）により報告されている。この報告ではポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。
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や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合の色純度の良い青、緑、赤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。
また、電子輸送層や発光層などに用いる蛍光性有機化合物として、芳香族化合物や縮合多環芳香族化合物が数多く研究されているが、発光輝度や耐久性が十分に満足できるものは得られているとは言いがたい。また、９、１０位の置換基同士が環状ではないテトラヒドロアントラセン骨格を含む本発明の有機化合物の開示はない。
Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５，１〜４８（１９９７） Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ７４，Ｎｏ３ ｐ４２２（１９９９）） Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ ７５，Ｎｏ１ ｐ４（１９９９）） Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０）
本発明は、新規な有機ＥＬ素子用化合物とそれを用いた高効率で高輝度な光出力を有する発光素子を提供することを目的とする。また、高耐久性の発光素子を提供することを目的とする。さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な発光素子を提供することを目的とする。
下記一般式（１）で示される構造を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用化合物。
Figure 2008013474
［Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4は、それぞれ独立してハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいアリール基、または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。
Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12は，それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、テトラフェニルアトラセニル基または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。また、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12のうちで隣接するものは結合して環構造を形成してもよい。］
下記一般式（２）で示される構造を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用化合物。
Figure 2008013474
［Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4は、それぞれ独立してハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいアリール基、または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。
Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ12は，それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、テトラフェニルアトラセニル基または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。また、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ12のうちで隣接するものは結合して環構造を形成してもよい。
ｎは２から６の整数である。
中心のベンゼン環の炭素原子は窒素原子に置き換わっていても良い。］
本発明の有機ＥＬ素子用化合物を用いた有機ＥＬ素子、特に発光層の発光材料やホスト材料として用いた有機ＥＬ素子は、高効率で高輝度な光出力を有し、また、高耐久性を有し、さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能である。
まず、本発明の有機ＥＬ素子用化合物について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、９，１０位に置換基を有するテトラヒドロアントラセン骨格を分子内に有することを特徴としている。
本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、アントラセンの９位、１０位をｓｐ３結合にすることによって中心部の共役を切断することで、分子量に対して高いバンドギャップ、高いＴ１（三重最低項励起状態）を有することができる。これが、発光材料に対してクエンチすることなく電荷を輸送することができ、発光効率の増加や耐久性の向上が達成された理由であると考えている。従って、本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、高いＴ１を有する発光材料、５００ｎｍ以下に最大発光波長を有する燐光発光材料や蛍光発光材料のホスト材料、電荷輸送材料または電荷阻止材料として特に有効な化合物である。
本発明の有機ＥＬ素子用化合物の９，１０位はベンジル位のため、Ｒ1乃至Ｒ4は、水素以外の置換基を有する。また、Ｒ1乃至Ｒ4は、は、ガラス転移温度の低下を防ぐために、シクロヘキシル基の様なＳＰ３炭素のみからなる柔らかい環状基でなく、メチル基、エチル基のような鎖状アルキル基、もしくは芳香環基であることが好ましい。本発明の有機ＥＬ素子用化合物では、アモルファス性が期待できるが、この点で、Ｒ1乃至Ｒ4が重要になってくる。Ｒ1乃至Ｒ4は導電性、ガラス転移温度の点でジメチル基程度の置換基が好ましいが、溶解性の点ではジメチル基かそれより長い鎖長の置環基が好ましい。
また、Ｒ5乃至Ｒ12は特に限定は無く、導電性や分子のバンドギャップ、ガラス転移温度、Ｔ１レベルに即して置換基を導入することができる。例えば、置換基を有していても良い、アルキル基、芳香環基、複素環基、シリル基、エーテル基や、電荷輸送性のあるヘテロ原子を有した置環基を導入することができる。
本発明の有機ＥＬ素子用化合物の溶解性やＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ，三重項レベルや移動度等は、テトラヒドロアントラセン骨格への置換基導入、繰り返し構造の形成、高分子化、もしくは２種類以上の化合物の混合により調節可能である。よって、本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、導入する置換基、又は他の材料との組合わせにより、ホール注入材料、電子注入材料、ホール輸送材料、電子輸送材料、発光材料、発光材料を分散させるホスト材料、励起子拡散防止材料、電荷注入材料等に使用できる。また、本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、蒸着や塗布、インクジェット、ラミネート法などによってアモルファス膜を作成することが可能である。
本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、安定なガラス状態を持ち、蒸着などにより安定なアモルファス膜を形成することができる。また、有機溶媒に対する溶解度が大きく、再結晶やカラムクロマトによる精製が容易である。
以下本発明の有機ＥＬ素子用化合物の具体的な構造式を下記に示す。但し、これらは、代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。
Figure 2008013474
Figure 2008013474
Figure 2008013474
Figure 2008013474
Figure 2008013474
次に、本発明の発光素子について説明する。
本発明の発光素子は、少なくとも一層の有機化合物層を有し、有機化合物層の少なくとも一層が、上記本発明の有機ＥＬ素子用化合物を含む。本発明の発光素子の基本的な構成を図１に示した。図１に示す発光素子は、有機化合物層が、対向する一対の電極に狭持され、該電極間に電圧を印加することにより発光する素子である。
本発明の基本的な素子構成を図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した。
図１に示した発光素子では、透明基板１５上に、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚を持つ透明電極１４と、複数層の有機化合物層と、及びこれを挟持するように金属電極１１が形成される。
図１（ａ）では，有機化合物層が発光層１２とホール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４としては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電極１４からホール輸送層１３へホール注入をしやすくしている。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウムあるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金属材料を用い、有機化合物層への電子注入をしやすくしている。
発光層１２には、好ましくは本発明の有機ＥＬ素子用化合物を用いるが、ホール輸送層１３には，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例としてはα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いることができる。
以上の構成をした素子は電気的整流性を示し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入される。
注入されたホールと電子は、発光層１２内で再結合して励起子が生じ、発光する。この時、ホール輸送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし，発光層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効率が上がり，発光効率が上がる。
さらに図１（ｂ）では、図１（ａ）の金属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けられている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離して、より効果的なキャリアブロッキング構成にすることで、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができる。
また図１（ｃ）に示すように、陽極である透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極１１からなる４層構成とすることも望ましい形態である。
本発明の発光において、本発明の有機ＥＬ素子用化合物を含む層は、発光層、ホール輸送層または電子輸送層であることが好ましい。
発光層が本発明の有機ＥＬ素子用化合物を含む場合には、さらに燐光発光材料を含有することが好ましい。燐光発光材料の含有量は、発光材料の濃度消光を考慮して、好ましくは３重量％以上６０重量％以下、より好ましくは５重量％以上５０重量％以下である。
燐光発光材料としては、一般的に知られている燐光発光材料を使用することが出来る。高効率の発光素子を得る為には、Ｉｒ配位化合物、Ｐｔ配位化合物、Ｒｅ配位化合物、Ｃｕ配位化合物、Ｅｕ配位化合物、Ｒｈ配位化合物等の金属配位化合物が好ましく、強い燐光を発する事が知られているＩｒ配位化合物がより好ましい。さらに、発光層からの複数色の発光、及び、励起子や電荷伝達の補助を目的として発光層に複数の燐光発光材料を含有させる事も出来る。
本発明で示した高効率な発光素子は、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、プリンターの光源、照明装置、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。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。また、プリンターの光源としては、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の発光素子に置き換えることができる。独立にアドレスできる素子をアレイ上に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成する。本発明の素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。照明装置やバックライトに関しては、本発明による省エネルギー効果が期待できる。
ディスプレイへの応用では、アクティブマトリクス方式であるＴＦＴ駆動回路を用いて駆動する方式が考えられる。
本発明の画像表示装置は、上記本発明の発光素子と、該発光素子に電気信号を供給する手段とを具備したことを特徴とする。
以下、図２乃至４を参照して、本発明の素子において、アクティブマトリクス基板を用いた例について説明する。
図２は、ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示したものである。パネルには、走査信号ドライバー、情報信号ドライバー、電流供給源が配置され、それぞれゲート選択線、情報信号線、電流供給線に接続される。ゲート選択線と情報信号線の交点には図３に示す画素回路が配置される。走査信号ドライバーは、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．．．Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号が印加される。
次に画素回路の動作について説明する。この画素回路においては、ゲート選択線に選択信号が印加されると、ＴＦＴ１がＯＮとなり、Ｃａｄｄに画像信号が供給され、ＴＦＴ２のゲート電位を決定する。ＥＬ素子には、ＴＦＴ２のゲート電位に応じて、電流供給線より電流が供給される。ＴＦＴ２のゲート電位は、ＴＦＴ１が次に走査選択されるまでＣａｄｄに保持されるため、ＥＬ素子には次の走査が行われるまで流れつづける。これにより１フレーム期間常に発光させることが可能となる。
図４は、本発明で用いられるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ガラス基板上にｐ−Ｓｉ層が設けられ、チャネル、ドレイン、ソース領域にはそれぞれ必要な不純物がドープされる。この上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられると共に、上記ドレイン領域、ソース領域に接続するドレイン電極、ソース電極が形成されている。これらの上に絶縁層、及び画素電極としてＩＴＯ電極を積層し、コンタクトホールにより、ＩＴＯとドレイン電極が接続される。
本発明は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
上記ＩＴＯ電極の上に多層あるいは単層の有機ＥＬ層／陰極層を順次積層し有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。本発明の表示パネル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。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１（例示化合物Ｎｏ．Ａ１の合成）＞
Figure 2008013474
アントラセン（１）７０．０ｇ（３９３ｍｍｏｌ），ＬｉＡｌＨ4３７．４ｇ（９８６ｍｍｏｌｅ），メトキシエチルエーテル１１００ｍｌを２０００ｍｌのナスフラスコに入れ、窒素気流下１０時間、１５０度下で攪拌を行う。反応系は灰色から青、濃青、茶の順に変化した。反応溶液を冷却後、１ＮＨＣｌ６Ｌを徐々に加え、ＬｉＡｌＨ4を失活させ、酢酸エチルを５００ｍｌｘ４にて抽出を行い、有機層を単離後、イオン交換水ｘ３で洗浄を行った。その後、濃縮を行い、得られた固形物を酢酸エチル／ヘキサンで再結晶して９，９，１０，１０−テトラメチル−９，１０−ジヒドロアントラセン（２）の結晶を２８．３ｇ（収率３０％）得た。
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（２）５．０ｇ（２１．２ｍｍｏｌｅ），四塩化炭素４０ｍｌ，臭素１３．６ｇ（８４．８ｍｍｏｌｅ），還元鉄０．５ｇ（９．０ｍｍｏｌ）を１００ｍｌのオートクレーブ容器に入れ、溶液を１２０度に加熱後、１８時間攪拌する。反応終了後、室温まで冷却した後、内圧に注意してオートクレーブを開け、この混合液にクロロホルム８０ｍｌを加えた後にセライトでろ過した。セライト層をクロロホルム１００ｍｌｘ３で洗浄した後、濾液を濃縮した。この残渣にトルエンを加えて超音波洗浄を行い、結晶を濾取した。この結晶を再度トルエンで加熱還流させることで溶解させ、放冷して再結晶して化合物（３）のモノトルエン体の結晶５．６ｇ（収率４１％）を得ることができた。
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（３）１．１ｇ（２．０ｍｍｏｌｅ），フェニルボロン酸１．２１ｇ（１０．０ｍｍｏｌｅ），トルエン２０ｍｌ，エタノール１０ｍｌ，２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液２０ｍｌを１００ｍｌのフラスコに入れた。これに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム１５０ｍｇを投入した後、加熱還流下、８時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、沈殿物をろ過し、その沈殿物をクロロベンゼンで加熱し、溶解後、放冷させて再結晶し、その後昇華精製を行うことによって例示化合物Ｎｏ．Ａ１の結晶０．６ｇ（収率５６％）を得ることができる。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ+である５４０．３を確認した。
この化合物の５％分解温度は２９９度であった。
＜実施例２（例示化合物Ｎｏ．Ａ１０の合成）＞
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（３）１．１ｇ（２．０ｍｍｏｌｅ），ビフェニルボロン酸１．９８ｇ（１０．０ｍｍｏｌｅ），トルエン２０ｍｌ，エタノール１０ｍｌ，２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液２０ｍｌを１００ｍｌのフラスコに入れた。これに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム１５０ｍｇを投入した後、加熱還流下、８時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、沈殿物をろ過し、その沈殿物をクロロベンゼンで加熱し、溶解後、放冷させて再結晶し、その後昇華精製を行うことによって例示化合物Ｎｏ．Ａ１０の結晶０．８ｇ（収率４７％）を得ることができた。
この化合物の５％重量減少温度は３９１度、１０％重量減少温度は４４５度であった。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ+である８４４．４を確認した。
＜実施例３（例示化合物Ｎｏ．Ａ３４の合成）＞
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（３）１．１ｇ（２．０ｍｍｏｌｅ），ジ−ｏ−トリルアミン２．０ｇ（１０．０ｍｍｏｌｅ），ｔ−ブトキシナトリウム２．２ｇ（２３ｍｍｏｌｅ），ｏ−キシレン５０ｍｌを１００ｍｌの３つ口フラスコに入れた。これに、溶液を５０度に加熱後、ｏ−キシレン４ｍｌに酢酸パラジウム２０ｍｇとｔ−ブチルホスフィン８０ｍｇを溶解した溶液をゆっくり滴下した後、加熱還流下、８時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、硫酸マグネシウムで乾燥後に溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトで精製後、トルエンで再結晶して例示化合物Ｎｏ．Ａ３４の結晶を得ることができる。
＜実施例４（例示化合物Ｎｏ．Ａ２２の合成）＞
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（４）１．５ｇ（２．０ｍｍｏｌｅ），クロロピリジン１．１ｇ（１０．０ｍｍｏｌｅ），トルエン２０ｍｌ，エタノール１０ｍｌ，２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液２０ｍｌを１００ｍｌのフラスコに入れた。これに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム１５０ｍｇを投入した後、加熱還流下、８時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、分液後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、再結晶を行うことによって例示化合物Ｎｏ．Ａ２２の結晶を得ることができる。
＜実施例５（例示化合物Ｎｏ．Ａ５４の合成）＞
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（３）０．８ｇ（２．０ｍｍｏｌｅ），化合物（５）１．４ｇ（５．０ｍｍｏｌｅ），トルエン２０ｍｌ，エタノール１０ｍｌ，２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液２０ｍｌを１００ｍｌのフラスコに入れた。これに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム１５０ｍｇを投入した後、加熱還流下、８時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、分液後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、再結晶を行うことによって例示化合物Ｎｏ．Ａ５４の結晶を得ることができる。
＜実施例６＞
図１（ｂ）に示す有機層が３層の素子を製造した。
ガラス基板（透明基板１５）上に厚み１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極１４）を電極面積が３．１４ｍｍ2になるようにパターニングする。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電極層を１０-4Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着にて連続製膜する事によって、素子を作製する。
ホール輸送層１３（４０ｎｍ）：化合物Ａ
発光層１２（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ１＋化合物Ｂ１０重量％
電子輸送層１６（３０ｎｍ）：Ｂｐｈｅｎ
金属電極層１１−１（１５ｎｍ）：ＫＦ
金属電極層１１−２（１００ｎｍ）：Ａｌ
Figure 2008013474
この素子において電圧を印加したところ、５２０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例７＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ１の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ１０を用いて実施例６と同様に素子を作製した。この素子に電圧を印加したところ、５２０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例８＞
化合物Ｂの代わりに化合物Ｃ（４重量％）と化合物Ｄ（８重量％）をホスト中にダブルドーピングした以外は、実施例６と同様にして素子作成した。この素子に電圧を印加したところ、６１０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
Figure 2008013474
＜実施例９＞
化合物Ｂの代わりに化合物Ｅを用いて実施例６と同様に素子を作製した。この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
Figure 2008013474
＜実施例１０＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ１の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ１０，化合物Ｂの代わりに化合物Ｅを用いて実施例６と同様に素子を作製した。この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例１１＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ１の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ１０，化合物Ｂの代わりに化合物Ｆを用いて実施例６と同様に素子を作製した。この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
Figure 2008013474
＜実施例１２＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ１の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ５４，化合物Ｂの代わりに化合物Ｇを用いて実施例６と同様に素子を作製した。この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
Figure 2008013474
＜実施例１３＞
ホール輸送層、発光層を以下の様に変更した以外は、実施例６と同様に素子を作製した。
ホール輸送層（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ３４
発光層（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ１０＋化合物Ｅ（１０重量％）
この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例１４＞
発光層、電子輸送層を以下の様に変更した以外は、実施例６と同様に素子を作製した。
発光層（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ１０＋化合物Ｅ（１０重量％）
電子輸送層（３０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ２２
この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例１５＞
ホール輸送層、発光層を以下の様に変更した以外は、実施例６と同様に素子を作製した。
ホール輸送層（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ３４
発光層（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ１８＋化合物Ｅ（１０重量％）
この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例１６＞
ホール輸送層、発光層を以下の様に変更した以外は、実施例６と同様に素子を作製した。
ホール輸送層（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ７５
発光層（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ７６＋化合物Ｅ（１０重量％）
この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例１７＞
図１（ｂ）に示す有機層が３層の素子を製造した。
実施例６と同様のＩＴＯ基板上に、ホール輸送層１３として、バイエル社製のＰＥＤＯＴ（有機ＥＬ用）を４０ｎｍの膜厚に１０００ｒｐｍ（２０秒）でスピンコートで塗布する。それを１２０℃の真空チャンバーで１時間乾燥する。
その上に、以下の溶液を用いて、窒素雰囲気下で２０００ｒｐｍ、２０秒間でスピンコートすることで、５０ｎｍの膜厚の有機膜（発光層１２）を形成する。製膜後、ホール輸送層製膜時と同じ条件で乾燥する。
脱水クロロベンゼン：１０ｇ
例示化合物Ｎｏ．Ａ８１：９２ｍｇ
化合物Ｅ：８ｍｇ
この基板を真空蒸着チャンバーに装着して、電子輸送層１６として、Ｂｐｈｅｎを４０ｎｍの膜厚に真空蒸着製膜する。
有機層の総膜厚は１３０ｎｍである。
次に、以下のような構成の陰極（金属電極１１）を形成する。
金属電極層１（１５ｎｍ）：ＡｌＬｉ合金（Ｌｉ含有量１．８重量％）
金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ
この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
＜実施例１８＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ８１の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ８２、Ｂｐｈｅｎの代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ２２を用いて実施例１７と同様に素子を作製した。
＜実施例１９＞
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（６）０．８９６ｇ（３．２ｍｍｏｌｅ），化合物（７）０．３１ｇ（１．０ｍｍｏｌｅ），トルエン２０ｍｌ，エタノール１０ｍｌ，２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液２０ｍｌを１００ｍｌのフラスコに入れた。これに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム１００ｍｇを投入した後、加熱還流下、８時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、分液後、ヘプタン/トルエン混合溶媒にてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、精製後、再結晶し、その後昇華精製を行うことによって例示化合物Ｎｏ．Ａ８３の結晶０．６ｇ（収率７７％）を得ることができた。
この化合物をトルエン溶液に溶解し、７７Ｋ中でＴ１測定を行ったところ、もっとも短波な発光ピークと４４１ｎｍに確認することが出来た。
＜実施例２０＞
Figure 2008013474
窒素気流下、化合物（６）１．１８ｇ（４．２ｍｍｏｌｅ），化合物（７）０．３９ｇ（１．０ｍｍｏｌｅ），トルエン２０ｍｌ，エタノール１０ｍｌ，２Ｍ−炭酸セシウム水溶液２０ｍｌを１００ｍｌのフラスコに入れた。これに、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム１００ｍｇを投入した後、加熱還流下、８時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、分液後、ヘプタン/トルエン混合溶媒にてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、精製後、再結晶し、その後昇華精製を行うことによって例示化合物Ｎｏ．Ａ８３の結晶０．７１ｇ（収率７０％）を得ることができた。
この素子に電圧を印加したところ、４７０ｎｍ近辺に最大発光波長を有する発光を確認することができる。
本発明の発光素子の一例を示す図である。 ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示した図である。 画素回路の一例を示す図である。 ＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。

Claims (12)

  1. 下記一般式（１）で示される構造を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用化合物。
    Figure 2008013474
     ［Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4は、それぞれ独立してハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいアリール基、または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。
    Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12は，それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、テトラフェニルアトラセニル基または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。また、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12のうちで隣接するものは結合して環構造を形成してもよい。］
  2. 下記一般式（２）で示される構造を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用化合物。
    Figure 2008013474
     ［Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4は、それぞれ独立してハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいアリール基、または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。
    Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ12は，それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、テトラフェニルアトラセニル基または置換基を有していてもよい複素環基から選ばれる。また、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10，Ｒ12のうちで隣接するものは結合して環構造を形成してもよい。
    ｎは２から６の整数である。
    中心のベンゼン環の炭素原子は窒素原子に置き換わっていても良い。］
  3. 前記一般式（１）、（２）で示される化合物のＲ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4がアルキル基であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
  4. 少なくとも一層の有機化合物層を有し、該有機化合物層の少なくとも一層が、請求項１乃至３の何れかに記載の有機ＥＬ素子用化合物を含むことを特徴とする発光素子。
  5. 前記有機ＥＬ素子用化合物を含む層が発光層であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
  6. 前記発光層が燐光発光材料を含有することを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
  7. 前記燐光発光材料が金属配位化合物であることを特徴とする請求項６に記載の発光素子。
  8. 前記金属配位化合物がイリジウム配位化合物であることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
  9. 前記燐光発光材料を複数種含有することを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の発光素子。
  10. 前記有機ＥＬ素子用化合物を含む層がホール輸送層または電子輸送層であることを特徴とする請求項４乃至９の何れかに記載の発光素子。
  11. 前記有機化合物層が、対向する一対の電極に狭持され、該電極間に電圧を印加することにより発光することを特徴とする請求項４乃至１０の何れかに記載の発光素子。
  12. 請求項４乃至１１の何れかに記載の発光素子と、該発光素子に電気信号を供給する手段とを具備した画像表示装置。
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