JP5247130B2

JP5247130B2 - 縮合多環化合物及びそれを用いた有機発光素子

Info

Publication number: JP5247130B2
Application number: JP2007306108A
Authority: JP
Inventors: 直樹山田; 三奈子中須; 悟史井川; 雅司橋本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: US8318326B2; JP2009126848A; US7939185B2; US20090189518A1; US20110175077A1

Description

本発明は、縮合多環化合物及びそれを用いた有機発光素子に関する。

有機発光素子は、陽極と陰極と、陽極と陰極との間に挟持される蛍光性有機化合物又は燐光性有機化合物を含む薄膜から構成される素子である。各電極からホール（正孔）及び電子が注入されることにより、蛍光性化合物又は燐光性化合物の励起子を生成させ、この励起子が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放射する。

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、発光デバイスの薄型・軽量化が可能であることが挙げられる。このことから、有機発光素子は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、酸素を含む雰囲気気体、湿気等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は色純度のよい青、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解決したとは言えない。

これらの課題を解決する方法として、フルオレンテン等の縮合多環化合物を有機発光素子の構成材料として使用する方法が提案されている。ここで有機発光素子の構成材料として使用したフルオランテン化合物及びそのフルオランテン化合物を用いた有機発光素子の例として、特許文献１にて開示されているものが挙げられる。

特開平１０−１８９２４８号公報

本発明の目的は、新規な縮合多環化合物を提供することにある。また本発明の他の目的は、極めて高効率で高輝度な光出力を有し、かつ極めて耐久性のある有機発光素子を提供することにある。

本発明の縮合多環化合物は、下記一般式［Ｉ］で示されることを特徴とする。

（式［Ｉ］において、Ｘ₁乃至Ｘ₁₈は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換アミノ基、置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）

本発明の縮合多環化合物は、優れた発光特性を持ち、安定性の高い材料である。このため、本発明によれば、極めて高効率で高輝度な光出力を有し、かつ極めて耐久性のある有機発光素子を提供することができる。

まず本発明の縮合多環化合物について説明する。本発明の縮合多環化合物は、下記一般式［Ｉ］で示されることを特徴とする。

式［Ｉ］において、Ｘ₁乃至Ｘ₁₈は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換アミノ基、置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基を表す。化合物の安定性を考慮すると、好ましくは、Ｘ₁及びＸ₂が置換あるいは無置換のアルキル基である。また、Ｘ₁乃至Ｘ₁₈のうち少なくとも一つが置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基である場合も好ましい。置換基として比較的大きい、アリール基又は複素環基を導入することにより、分子間の重なりを回避する効果が生じる。これにより、化合物自体の昇華性や蒸着安定性が向上し、結晶性が低下し、ガラス転移温度が高くなるため、薄膜にしたときの安定性が向上する。また、蛍光量子収率の高いアリール基（例えば、フルオレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、アントラセニル基、ナフチル基等の縮合多環基）を置換することで、蛍光量子収率の改善効果が大きくなる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるアルキル基として、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、セカンダリーブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるアルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるアリールオキシ基として、フェノキシ基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるアルケニル基として、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニルビニル基、ジフェニルビニル基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるアルキニル基として、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、フェネチニル基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるアラルキル基として、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表される置換アミノ基として、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、ジターシャルブチルアミノ基、ジアニソリルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表されるアリール基として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、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、アセフェナントリル基、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、フルオレニル基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表される複素環基として、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ビピリジル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ターチエニル基、キノリル基、イミダゾリル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナントロリル基等が挙げられる。

上記アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基がさらに有してもよい置換基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ターシャリーブチル基等のアルキル基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、アントリル基、フルオレニル基、以下に示される縮合多環に由来する置換基

等のアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基等の複素環基、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等のアミノ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基等のアリールオキシ基、フッ素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。

Ｘ₁乃至Ｘ₁₈で表される置換基は、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。

本発明の縮合多環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。

次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。

陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物からなる層と、から構成される。

以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子を詳細に説明する。

図１は、本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。図１の有機発光素子１０は、基板１上に陽極２、発光層３及び陰極４が順次設けられている。図１の有機発光素子１０は、発光層３が、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を全て有している有機化合物で構成されている場合に有用である。また、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能のいずれかの特性を有する有機化合物を混合して構成される場合にも有用である。

図２は、本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。図２の有機発光素子２０は、基板１上に陽極２、正孔輸送層５、電子輸送層６及び陰極４が順次設けられている。図２の有機発光素子２０は、正孔輸送性及び電子輸送性のいずれかを備える発光性の有機化合物と電子輸送性のみ又は正孔輸送性のみを備える有機化合物とを組み合わせて使用する場合に有用である。また、有機発光素子２０は、正孔輸送層５又は電子輸送層６が発光層を兼ねている。

図３は、本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。図３の有機発光素子３０は、図２の有機発光素子２０において、正孔輸送層５と電子輸送層６との間に発光層３を設けたものである。図３の有機発光素子３０は、キャリア輸送の機能と発光の機能とを分離したものであり、正孔輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した有機化合物を適宜組み合わせて使用することができる。このため、材料選択の自由度が極めて増すと共に、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるので、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリアあるいは励起子を有効に閉じこめて有機発光素子３０の発光効率の向上を図ることも可能になる。

図４は、本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。図４の有機発光素子４０は、図３の有機発光素子３０において、陽極２とホール輸送層６との間にホール注入層７を設けたものである。図４の有機発光素子４０は、ホール注入層７を設けることにより、陽極２とホール輸送層６との密着性又はホール注入性が改善されるので、低電圧化に効果的である。

図５は、本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。図５の有機発光素子５０は、図３の有機発光素子３０において、発光層３と電子輸送層６との間にホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極４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８）を設けたものである。図５の有機発光素子５０において、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８の構成材料とすると、正孔又は励起子が発光層から陰極側に抜けることが抑制されるので、素子の発光効率を向上させるのに効果的な構成といえる。

ただし、図１乃至図５はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の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、ホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２層から構成される等多様な層構成をとることができる。

本発明の縮合多環化合物は、有機発光素子の構成材料として図１乃至図５のいずれの形態においても使用することができる。

本発明の有機発光素子においては、有機化合物からなる層に本発明の縮合多環化合物が少なくとも一種類含まれる。ここで、有機化合物からなる層とは、具体的には、図１乃至図５で示される発光層３、ホール輸送層５、電子輸送層６、ホール注入層７及びホール／エキシトンブロッキング層８のいずれかをいう。

その中でも本発明の縮合多環化合物が、好ましくは、発光層３、ホール輸送層５及び電子輸送層６に含まれる。これにより、発光効率が良好で長寿命な有機発光素子を得ることができる。特に好ましくは、本発明の縮合多環化合物が、発光層３に含まれる。

本発明の縮合多環化合物を有機発光素子の発光層３の構成材料として使用する場合、有機発光素子の発光効率を高めるためには、発光中心材料そのものの発光量子収率が大きいことが望ましい。

ここで本発明の縮合多環化合物は、その基本骨格となる縮合多環骨格が高い剛直性を有する骨格である。このため、本発明の縮合多環化合物を使用することにより、素子の蛍光量子収率及び発光効率が高くなる。

一方、耐久性のある有機発光素子を提供するためには、素子の構成材料である有機化合物自体の化学的安定性が必要になる。

本発明の縮合多環化合物は、基本骨格に含まれる５員環構造による電子吸引効果により、一重項酸素分子等の求電子反応による反応性は低く、化学的に安定であるという特徴がある。また、本発明の縮合多環化合物は基本骨格に５員環構造３つ含まれる。このため本発明の縮合環化合物は、５員環構造が一つある骨格であるフルオランテン、ベンゾフルオランテン等よりも化学的安定性が高い。

また、本発明の縮合多環化合物は、基本骨格に含まれる５員環構造が有する電子吸引性により電子注入性を備える。このため本発明の縮合多環化合物を有機発光素子の構成材料として使用すると、素子の駆動電圧を低減することができる。また本発明の縮合多環化合物は、５員環構造が３つあるので、５員環構造が１つある骨格であるフルオランテン、ベンゾフルオランテン等よりも素子の駆動電圧を低減する効果は高い。

さらに、本発明の縮合多環化合物は、適当な置換基を導入することで、ＨＯＭＯレベルとＬＵＭＯレベルとを容易に調節することが可能である。このため、ホールや電子のキャリア注入のバランスを考慮した、材料の分子設計が可能となる。また、適当な置換基を導入することで、様々な発光色に対応する発光材料の分子設計が可能となる。

本発明の縮合多環化合物を発光層３の構成材料として使用する場合、種々の態様で使用することが可能であり、色純度及び発光効率が良好で、長寿命の素子を得ることができる。態様として、例えば、発光層３が本発明の縮合多環化合物のみで構成されている態様、発光層３がホストとゲストとで構成されている態様等が挙げられる。いずれの態様においても色純度及び発光効率が良好で、長寿命の素子を得ることができる。

本発明の縮合多環化合物を、発光層３のゲストとして使用する場合、対応するホストとしては、特に限定されるものではないが、安定なアモルファス膜から構成される有機発光素子を提供するためには、縮合多環化合物誘導体が好ましい。ところで、高効率で耐久性のある有機発光素子を提供するためにはホスト自身の発光量子収率が高いことやホスト自身の化学的安定性が必要とされる。このため、発光層３のホストとして使用される縮合多環化合物誘導体は、好ましくは、フルオレン誘導体、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、ベンゾフルオランテン誘導体等である。これらの縮合多環化合物誘導体は、蛍光量子収率が高く化学的に安定である。

本発明の縮合多環化合物を、発光層３のゲストとして使用する場合、その含有量は、発光層３を構成する材料の全重量を基準として、好ましくは、０．１重量％以上３０重量％以下である。濃度消光抑制の観点から、さらに好ましくは、０．１重量％以上１５重量％以下である。

一方、本発明の縮合多環化合物を、発光層３のホストとして使用する場合、対応するゲスト（ドーパント）としては、特に制限は無く、所望する発光色等を考慮して適宜ゲストを選択することができる。また、必要に応じてゲスト以外に、ホール輸送性化合物、電子輸送性化合物等を一緒ドープして使用することもできる。使用が可能なホール輸送性化合物、電子輸送性化合物については後述する。

以上述べたように、本発明の有機発光素子は、特に発光層３を構成する材料として本発明の縮合多環化合物を使用するものである。また、発光層３を構成する材料として本発明の縮合多環化合物の他に、必要に応じてこれまで知られている低分子系及びポリマー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もできる。

ホール輸送性化合物として、トリアリールアミン誘導体、アリールジアミン誘導体、フタロシアニン誘導体及びポルフィリン誘導体、並びにポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）及びその他導電性高分子が挙げられる。

発光性化合物として、本発明の縮合多環化合物の他に、トリアリールアミン誘導体、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、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、コロネン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、ルブレン等）、キナクリドン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、ナイルレッド、ピラジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、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）及びポリ（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。

電子輸送性化合物として、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、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、コロネン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、ルブレンなど）、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられる。

陽極を構成する材料として、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体が挙げられる。また、これらの金属を組み合わせて合金にしてもよい。例えば、リチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、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、マグネシウム−インジウム等の合金が使用できる。また、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一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陰極は一層構造であってもよく、多層構造であってもよい。

陰極を構成する材料として、具体的には、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又はこれらを組み合わせた合金、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、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層構成であってもよく、多層構成であってもよい。

本発明の有機発光素子で使用される基板としては、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事も可能である。また、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作成し、それに接続して素子を作成することも可能である。

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）及び、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。

本発明の縮合多環化合物が含まれる有機化合物からなる層は、真空蒸着法、溶液塗布法、レーザー等を用いた転写法、スプレー法等によって形成される。特に、真空蒸着法又は溶液塗布法により層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また本発明の縮合多環化合物が含まれない層も、真空蒸着法、溶液塗布法等を適宜選択して形成される。

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。

＜実施例１＞例示化合物１−２の合成

（ａ）中間体化合物３−３の合成
２００ｍｌの三ツ口フラスコに以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物３−１：０．６００ｇ（１．００ｍｍｏｌ）
化合物３−２：０．９０５ｇ（２．５ｍｍｏｌ）
トルエン：５０ｍｌ
エタノ−ル：２０ｍｌ

次に、反応溶液を窒素雰囲気下室温で攪拌しながら、炭酸ナトリウム７ｇと水５０ｍｌとを混合して調製した水溶液を滴下し、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）０．１８０ｇを添加した。次に、反応溶液を７７℃に昇温し、さらに５時間攪拌した。反応終了後、有機層をトルエンで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、この有機層をろ過した後、得られたろ液を減圧濃縮することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン−ヘプタン混合溶媒）で精製することにより、中間体化合物３−３を白色結晶として０．７２５ｇ（収率８８％）得た。

（ｂ）例示化合物１−２の合成
２００ｍｌの三ツ口フラスコに以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物３−３：０．７００ｇ（０．８４４ｍｍｏｌ）
塩化リチウム：０．１７９ｇ（４．２２ｍｍｏｌ）
１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン：０．３２１ｇ（２．１１ｍｍｏｌ）
ジメチルホルムアミド：５０ｍｌ

次に、反応溶液を窒素雰囲気下室温で攪拌しながら、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロライド０．１１８ｇを添加した。次に、反応溶液を１５０℃に昇温し、さらに５時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を冷却してから、水１００ｍｌを加えた後、反応溶液をさらに３０分攪拌した。次に、有機層をトルエンで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、この有機層をろ過した後、得られたろ液を減圧濃縮することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン−ヘプタン混合溶媒）で精製することにより、例示化合物１−２を淡黄色結晶として０．５０３ｇ（収率８９％）得た。

質量分析法により、例示化合物１−２のＭ⁺である６６６を確認した。

また、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により、例示化合物１−２の構造を確認した。

¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：８．４０（ｓ，２Ｈ），８．１１（ｓ，２Ｈ），８．０２６（ｓ，２Ｈ），８．００（ｓ，２Ｈ），７．７９（ｓ，２Ｈ），７．７８（ｓ，２Ｈ），１．７２（ｓ，６Ｈ），１．５４（ｓ，３６Ｈ）

また、蛍光分光光度（Ｆ−４５００、（株）日立製作所社製）を用いて、１０^-6ｍｏｌ／ｌトルエン希薄溶液における例示化合物１−２の発光スペクトルを測定した。尚、励起波長は３４０ｎｍとした。その結果、発光極大波長が４９１ｎｍである緑色の発光スペクトルが示された。

＜実施例２＞例示化合物２−１の合成

（ａ）中間体化合物３−３の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物３−１：０．６７０ｇ（１．１２ｍｍｏｌ）
化合物３−４：１．１９ｇ（２．６８ｍｍｏｌ）
トルエン：５０ｍｌ
エタノ−ル：２０ｍｌ

次に、反応溶液を窒素雰囲気下室温で攪拌しながら、炭酸ナトリウム７ｇと水５０ｍｌとを混合して調製した水溶液を滴下し、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）０．１８０ｇを添加した。次に、反応溶液を７７℃に昇温し、さらに５時間攪拌した。反応終了後、有機層をトルエンで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、この有機層をろ過した後、得られたろ液を減圧濃縮することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン−ヘプタン混合溶媒）で精製することにより、中間体化合物３−５を白色結晶として０．８３８ｇ（収率７６％）得た。

（ｂ）例示化合物２−１の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物３−５：０．８００ｇ（０．８１０ｍｍｏｌ）
塩化リチウム：０．１７１ｇ（４．０５ｍｍｏｌ）
１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン：０．３０８ｇ（２．０３ｍｍｏｌ）
ジメチルホルムアミド：５０ｍｌ

次に、反応溶液を窒素雰囲気下室温で攪拌しながら、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロライド０．１１４ｇを添加した。次に、反応溶液を１５０℃に昇温し、さらに５時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を冷却してから、水１００ｍｌを加えた後、反応溶液をさらに３０分攪拌した。次に、有機層をトルエンで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、この有機層をろ過した後、得られたろ液を減圧濃縮することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン−ヘプタン混合溶媒）で精製することにより、例示化合物２−１を淡黄色結晶として０．４９９ｇ（収率７５％）得た。

質量分析法により、例示化合物２−１のＭ⁺である８２７を確認した。

また、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により、例示化合物２−１の構造を確認した。

¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：８．３８（ｓ，２Ｈ），８．０７−８．００（ｍ，８Ｈ），７．８４（ｄ，２Ｈ），７．８１（ｄ，２Ｈ），７．７３−７．６６（ｍ，６Ｈ）７．６１（ｄ，２Ｈ），７．４８（ｄ，２Ｈ），７．４１−７．３４（ｍ，４Ｈ），１．７５（ｓ，６Ｈ），１．６０（ｓ，１２Ｈ）

また、実施例１と同様の方法で、１０^-6ｍｏｌ／ｌトルエン希薄溶液における例示化合物２−１の発光スペクトルを測定した。尚、励起波長は３４０ｎｍとした。その結果、発光極大波長が４８４ｎｍである緑色の発光スペクトルが示された。

＜実施例３＞
図３に示される有機発光素子を、以下に示す方法により作製した。

ガラス基板（基板１）上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて成膜し陽極２を形成した。このとき陽極２の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、これＩＴＯが成膜されている基板を、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。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として使用した。

次に、陽極２上に、下記式に示される化合物４−１の０．１重量％クロロホルム溶液を滴下しスピンコートすることにより、ホール輸送層５を形成した。このときホール輸送層５の膜厚は１１ｎｍであった。

次に、ホール輸送層５が成膜されている透明導電性支持基板を１０^-5Ｐａの真空チャンバー内に移した後、抵抗加熱による真空蒸着を行うことによって、以下の有機層と電極層とを連続成膜することにより、有機発光素子を作製した。

具体的には、まずゲストである例示化合物２−１とホストである下記式に示される化合物４−２とを、重量濃度比で２：９５となるように共蒸着して発光層３を形成した。このとき発光層３の膜厚を３０ｎｍとした。次に、下記式に示される化合物４−３を蒸着して電子輸送層６を形成した。このとき電子輸送層の膜厚を４０ｎｍとした。次に、ＬｉＦを蒸着して第一の金属電極層を形成した。このとき第一の金属電極層の膜厚を０．５ｎｍとした。次に、Ａｌを蒸着し第二の金属電極層を形成した。このとき第二の金属電極層の膜厚を１５０ｎｍとした。ここで、第一の金属電極層及び第二の金属電極層は陰極４として機能する。以上のようにして有機発光素子を得た。

得られた素子に６．１Ｖの印加電圧をかけると素子に電流が流れた。このときの電流密度は８８ｍＡ／ｃｍ²であり、発光輝度１１２００ｃｄ／ｍ²の緑色発光が観測された。

さらに、窒素雰囲気下で電流密度を１６５ｍＡ／ｃｍ²に保ちながら、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小さかった。

本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。本発明の有機発光素子における第三の実施形態を示す断面図である。本発明の有機発光素子における第四の実施形態を示す断面図である。本発明の有機発光素子における第五の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１基板
２陽極
３発光層
４陰極
５ホール輸送層
６電子輸送層
７ホール注入層
８ホール／エキシトンブロッキング層
１０，２０，３０，４０，５０有機発光素子

Claims

下記一般式［Ｉ］で示されることを特徴とする、縮合多環化合物。

（式［Ｉ］において、Ｘ₁乃至Ｘ₁₈は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアルコキシ基、置換あるいは無置換のアルケニル基、置換あるいは無置換のアルキニル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換アミノ基、置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
前記Ｘ₁及びＸ₂が置換あるいは無置換のアルキル基であることを特徴とする、請求項１に記載の縮合多環化合物。
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持される有機化合物からなる層と、から構成され、
該有機化合物からなる層に請求項１又は２に記載の縮合多環化合物が少なくとも一種類含まれることを特徴とする、有機発光素子。
前記縮合多環化合物が発光層に含まれることを特徴とする、請求項３に記載の有機発光素子。