JP5645849B2 - ピレン誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、ピレン誘導体、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。さらに詳しくは、高発光効率で長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子が製造可能なピレン誘導体に関する。

有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、電界を印加することより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。このような有機ＥＬ素子は、陽極と陰極とからなる一対の電極と、この電極の間に有機発光媒体を備える。

有機発光媒体は、各機能を有する層の積層体によって構成されており、例えば、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層をこの順に積層した積層体である。

発光層の発光材料として、各色（例えば、赤、緑及び青）で発光する材料が開発されている。例えば、ピレン誘導体が青色発光材料として特許文献１〜特許文献３に開示されている。
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に開示されているピレン誘導体は、発光効率及び寿命の点で十分ではないという問題があった。

特開２００３−２３４１９０号公報 特開２００５−１２６４３１号公報 特開２００９−４３５１号公報

本発明は、高発光効率で長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子が製造可能なピレン誘導体を提供することを目的とする。

本発明によれば、以下のピレン誘導体等が提供される。
１．下記式（１）で表されるピレン誘導体。

（式中、Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基である。
Ｘ_１及びＸ_３〜Ｘ_８は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、又は置換もしくは無置換のシクロアルキル基である。
但し、Ｘ_６が、置換もしくは無置換のアリール基であって、Ｘ_１、Ｘ_３〜Ｘ_５、Ｘ_７及びＸ_８の全てが水素原子である場合を除く。
また、Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３の置換もしくは無置換のアリール基が同一である場合を除く。）
２．Ａｒ_１及びＡｒ_２が同じであって、Ａｒ_３が、Ａｒ_１及びＡｒ_２と異なる１に記載のピレン誘導体。
３．Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３が、互いに異なる１に記載のピレン誘導体。
４．Ｘ_６が水素原子である１に記載のピレン誘導体。
５．Ａｒ_１及びＡｒ_２が同じである４に記載のピレン誘導体。
６．Ａｒ_１及びＡｒ_２が、それぞれ独立に、下記式（２）で表される置換基である１〜５のいずれかに記載のピレン誘導体。

（式中、Ｓ_１〜Ｓ_８は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基又は置換もしくは無置換のアルケニル基であるか、互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して、飽和もしくは不飽和の環状構造を形成する。当該環状構造はさらに置換基を有してもよい。
Ｔ_１及びＴ_２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換のシリル基である。
式（２）で表される置換基は、Ｓ_１〜Ｓ_８のいずれか１つを単結合として、又は、互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して形成する飽和もしくは不飽和の環状構造の結合位置のいずれか１つにおいて単結合によって、ピレン誘導体のピレン骨格と連結する。）
７．Ｓ_２が式（１）で表されるピレン誘導体のピレン骨格と単結合で連結する６に記載のピレン誘導体。
８．Ａｒ_１及びＡｒ_２が、それぞれ独立に、ナフチル基、ナフチル基を有するアリール基、置換もしくは無置換のシリル基を有するアリール基、又はシアノ基を有するアリール基である１〜５のいずれかに記載のピレン誘導体。
９．一対の電極間に発光層を含む１以上の有機化合物層を挟持する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層が１〜８のいずれかに記載のピレン誘導体を含み、ピレン誘導体の発光層中の含有量が０．１〜５０質量％である有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記ピレン誘導体の発光層中の含有量が、０．１〜２０質量％である９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

本発明によれば、高い発光効率を有し、長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子が製造可能なピレン誘導体を提供することができる。
また、本発明によれば、高い発光効率を有し、かつ長寿命な有機ＥＬ素子を提供することができる。

本発明のピレン誘導体は、下記式（１）で表される。

（式中、Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基である。
Ｘ_１及びＸ_３〜Ｘ_８は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、又は置換もしくは無置換のシクロアルキル基である。
但し、Ｘ_６が、置換もしくは無置換のアリール基であって、Ｘ_１、Ｘ_３〜Ｘ_５、Ｘ_７及びＸ_８の全てが水素原子である場合を除く。
また、Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３の置換もしくは無置換のアリール基が同一である場合を除く。）

本発明のピレン誘導体を例えば有機ＥＬ素子の発光層のドーパントとして用いた場合には、従来のドーパントと比較して、高い発光効率を得ることができる。

本発明のピレン誘導体は、好ましくはＡｒ_１及びＡｒ_２が同じであって、Ａｒ_３が、Ａｒ_１及びＡｒ_２と異なる、又はＡｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３が互いに異なる。ここで、互いに異なる場合とは、置換基を含めたＡｒ_１〜Ａｒ_３それぞれ全体が互いに異なる場合を含む。

また、本発明のピレン誘導体は、Ｘ_６が水素原子であり、より好ましくはＸ_６が水素原子であってＡｒ_１及びＡｒ_２が同じである。

本発明のピレン誘導体のＡｒ_１及びＡｒ_２は、好ましくはそれぞれ独立に、下記式（２）で表される置換基である。

（式中、Ｓ_１〜Ｓ_８は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基又は置換もしくは無置換のアルケニル基であるか、又は互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して、飽和もしくは不飽和の環状構造を形成する。当該環状構造はさらに置換基を有してもよい。Ｓ_１〜Ｓ_８は、好ましくは、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは無置換のアリール基又は置換もしくは無置換のアルキル基であるか、又は互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して飽和もしくは不飽和の環状構造を形成し、より好ましくは、水素原子であるか、又は互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して飽和もしくは不飽和の環状構造を形成する。

Ｔ_１及びＴ_２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換のシリル基である。Ｔ_１及びＴ_２は、好ましくは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基である。

式（２）で表される置換基は、Ｓ_１〜Ｓ_８のいずれか１つを単結合として、又は、互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して形成する飽和もしくは不飽和の環状構造の結合位置のいずれか１つにおいて単結合によって、ピレン誘導体のピレン骨格と連結する。）

上記「互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して、飽和もしくは不飽和の環状構造を形成」する場合の構造として、例えば、以下の構造が挙げられる。

式（２）で表される置換基は、好ましくはＳ_２が式（１）で表されるピレン誘導体のピレン骨格と単結合で連結する。

また、本発明のピレン誘導体のＡｒ_１及びＡｒ_２は、好ましくはそれぞれ独立に、β―ナフチル基（２−ナフチル基）、ナフチル基を有するアリール基、置換もしくは無置換のシリル基を有するアリール基、又はシアノ基を有するアリール基である。

以下、本発明のピレン誘導体の各置換基について説明する。
Ａｒ_１、Ａｒ_２、Ａｒ_３及びＸ_１、Ｘ_３〜Ｘ_８のアリール基は、好ましくは環形成炭素数６〜５０のアリール基であり、より好ましくは環形成炭素数６〜２０のアリール基であり、例えばフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ベンゾフェナントリル基、アントリル基、ベンズアントリル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、９，９−ジエチルフルオレニル基、９，９−ジプロピルフルオレニル基、９，９−ジイソプロピルフルオレニル基、９，９−ジブチルフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、ビフェニル基、トリフェニレリル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基、フルオレニル基及び９，９−ジメチルフルオレニル基、９，９−ジエチルフルオレニル基、９，９−ジプロピルフルオレニル基、９，９−ジイソプロピルフルオレニル基、９，９−ジブチルフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基である。

Ｘ_１、Ｘ_３〜Ｘ_８のアルキル基は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基である。前記アルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基であり、特に好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。

Ｘ_１、Ｘ_３〜Ｘ_８のシクロアルキル基は、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられ、好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシル基である。前記シクロアルキル基は、好ましくは炭素数３〜１５のシクロアルキル基であり、より好ましくは炭素数３〜１０のシクロアルキル基であり、特に好ましくは炭素数３〜６のシクロアルキル基である。

本発明のピレン誘導体は、母骨格であるピレンの電子密度が高い部位に置換もしくは無置換のアリール基を有するために長寿命であり、かつそのアリール基によって分子間の会合が抑制されることから発光効率が向上すると考えられる。

尚、本発明において、「アリール基」は、「芳香族化合物から水素原子を除くことにより導かれる基」を意味し、１価のアリール基のみならず、２価である「アリーレン基」等も含む。
また、本発明の化合物の水素原子には、軽水素、重水素が含まれる

Ａｒ_１、Ａｒ_２、Ａｒ_３及びＸ_１、Ｘ_３〜Ｘ_８の各置換基がさらに置換基を有する場合、当該置換基としては、例えば置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシリル基、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられ、好ましくは置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のシリル基、又はシアノ基である。
尚、「各置換基がさらに置換基を有する」とは、例えば「置換もしくは無置換のアリール基」が置換アリール基である場合の、アリール基が有する置換基を指す。具体的には、式（２）で表される置換基のＳ_１〜Ｓ_８、Ｔ_１及びＴ_２が相当する。

上記置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基及び置換もしくは無置換のアリール基の具体例は、上述の通りである。

上記アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基、１−メチルアリル基、１，１−ジメチルアリル基、２−メチルアリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブテニル基、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられ、好ましくは、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基等が挙げられる。前記アルケニル基は、好ましくは炭素数２〜３０のアルケニル基、より好ましくは炭素数２〜２０のアルケニル基、特に好ましくは炭素数２〜１０のアルケニル基である。

上記置換シリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基等が挙げられ、好ましくはトリメチルシリル基トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基である。
上記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、好ましくはフッ素原子である。

Ａｒ_１、Ａｒ_２、Ａｒ_３及びＸ_１、Ｘ_３〜Ｘ_８の各置換基がさらに置換基を有する場合の具体例としては、メチル基置換のフェニル基、トリメチルシリル基置換のフェニル基、シアノ基置換のフェニル基、フッ素原子置換のフェニル基、ナフチル基置換のフェニル基、シクロヘキシル基置換のフェニル基、トリメチルシリル基置換のフルオレニル基、フェニル基置換のジベンゾ９，９−ジメチルフルオレニル基等が挙げられる。

以下に本発明のピレン誘導体の具体例を示す。

本発明のピレン誘導体は、例えば公知の方法により合成したハロゲン化ピレン化合物とアリールボロン酸化合物、又はハロゲン化アリール化合物とピレニルボロン酸化合物を出発原料として、鈴木カップリング反応等によりその前駆体を得ることができる。得られた前駆体に対し、ハロゲン化反応・ホウ酸化反応・鈴木カップリング反応を適宜組合せて行うことにより本発明のピレン誘導体を得ることができる。

上記鈴木カップリングに反応は、これまでに数多くの報告（Ｃｈｅｍ． Ｒｅｖ．， Ｖｏｌ．９５， Ｎｏ．７， ２４５７（１９９５））がなされており、これら記載の反応条件で実施することができる。
上記ハロゲン化反応におけるハロゲン化剤は特に限定されるものではないが、例えば、Ｎ−ハロゲン化コハク酸イミドが特に好適に用いられる。ハロゲン化残の使用量は、基質に対し通常０．８〜１０モル当量、好ましくは１〜５モル当量である。
また、ホウ酸化反応は、既知の方法（日本化学会編・実験化学講座第４版２４巻６１〜９０頁やＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．， Ｖｏｌ．６０，７５０８（１９９５）等）により実施することが可能である。

本発明のピレン誘導体は、有機ＥＬ素子用材料として用いると好ましく、有機ＥＬ素子用発光材料、特にドーピング材料として用いるとさらに好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極間に発光層を含む１層又は複数層からなる有機化合物層が挟持されている有機ＥＬ素子において、発光層が本発明のピレン誘導体を含む。
本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層中に本発明のピレン誘導体が０．１〜５０質量％含有されていると好ましく、０．１〜２０質量％含有されているとさらに好ましく、１〜１８質量％含有されていると特に好ましく、１〜１０質量％含有されていると特に好ましく、２．５〜１５質量％含有されていると最も好ましい。
本発明のピレン誘導体を含む有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子は青色発光することができる。

本発明のピレン誘導体を有機ＥＬ素子の発光材料として用いる場合、発光層が式（１）で表されるピレン誘導体の少なくとも１種と、下記式（３）で表されるアントラセン誘導体又は（４）で表されるピレン誘導体から選ばれる少なくとも１種とを含むと好ましい。下記式（３）又は（４）がホスト材料であると好ましい。
式（３）で表されるアントラセン誘導体は、下記化合物である。

（式（３）中、Ａｒ^１１及びＡｒ^１２は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基、置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基、又は単環基と縮合環基との組合せから構成される基であり、Ｒ^１０１〜Ｒ^１０８は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基、置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基、単環基と縮合環基との組合せから構成される基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数３〜５０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換のシリル基、ハロゲン原子、シアノ基から選ばれる基である。）

式（３）における、単環基とは、縮合構造を持たない環構造のみで構成される基である。
環形成原子数５〜５０の単環基（好ましくは環形成原子数５〜３０、より好ましくは環形成原子数５〜２０）として具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基等の芳香族基と、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、フリル基、チエニル基等の複素環基が好ましい。
中でも、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基が好ましい。

式（３）における、縮合環基とは、２環以上の環構造が縮環した基である。
前記環形成原子数８〜５０の縮合環基（好ましくは環形成原子数８〜３０、より好ましくは環形成原子数８〜２０）として具体的には、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、クリセニル基、ベンゾアントリル基、ベンゾフェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾクリセニル基、インデニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基等の縮合芳香族環基や、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、キノリル基、フェナントロリニル基等の縮合複素環基が好ましい。
中でも、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾアントリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基が好ましい。

式（３）における、アルキル基、置換シリル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子の具体例は、上述の式（１）におけるＸ_１、Ｘ_３〜Ｘ_８で示される各基及び、「さらに置換基を有する場合の置換基」における置換基の具体例と同様である。

アルコキシ基は、−ＯＹと表され、Ｙの例として上記のアルキルの例が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基である。
アリールオキシ基は、−ＯＺと表され、Ｚの例として上記のアリール基又は、後述する単環基及び縮合環基の例が挙げられる。アリールオキシ基は、例えばフェノキシ基である。

アラルキル基は、−Ｙ−Ｚと表され、Ｙの例として上記のアルキルの例に対応するアルキレンの例が挙げられ、Ｚの例として上記のアリールの例が挙げられる。アラルキル基は、炭素数７〜５０アラルキル基（アリール部分は炭素数６〜４９（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、特に好ましくは６〜１２）、アルキル部分は炭素数１〜４４（好ましくは１〜３０、より好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１０、特に好ましくは１〜６））であることが好ましく、例えばベンジル基、フェニルエチル基、２−フェニルプロパン−２−イル基である。

Ａｒ^１１、Ａｒ^１２、Ｒ^１０１〜Ｒ^１０８の「置換若しくは無置換」の好ましい置換基として、単環基、縮合環基、アルキル基、シクロアルキル基、置換もしくは無置換のシリル基、アルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子（特にフッ素）が好ましく、特に好ましくは、単環基、縮合環基であり、好ましい具体的な置換基は上述の式（３）の各基及び上述の式（１）における各基と同様である。

式（３）で表されるアントラセン誘導体は、下記アントラセン誘導体（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）のいずれかであることが好ましく、適用する有機ＥＬ素子の構成や求める特性により選択される。

（アントラセン誘導体（Ａ））
当該アントラセン誘導体は、式（３）におけるＡｒ^１１及びＡｒ^１２が、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。当該アントラセン誘導体としては、Ａｒ^１１及びＡｒ^１２が同一の置換若しくは無置換の縮合環基である場合、及び異なる置換若しくは無置換の縮合環基である場合に分けることができる。

式（３）におけるＡｒ^１１及びＡｒ^１２が異なる（置換位置の違いを含む）置換若しくは無置換の縮合環基であるアントラセン誘導体が特に好ましく、縮合環の好ましい具体例は上述した通りである。中でもナフチル基、フェナントリル基、ベンズアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基が好ましい。

（アントラセン誘導体（Ｂ））
当該アントラセン誘導体は、式（３）におけるＡｒ^１１及びＡｒ^１２の一方が置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基であり、他方が置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ^１２がナフチル基、フェナントリル基、ベンゾアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基であり、Ａｒ^１１が単環基又は縮合環基が置換されたフェニル基である。
好ましい単環基、縮合環基の具体的な基は上述した通りである。
別の好ましい形態として、Ａｒ^１２が縮合環基であり、Ａｒ^１１が無置換のフェニル基である。この場合、縮合環基として、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基が特に好ましい。

（アントラセン誘導体（Ｃ））
当該アントラセン誘導体は、式（３）におけるＡｒ^１１及びＡｒ^１２が、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ^１１、Ａｒ^１２ともに置換若しくは無置換のフェニル基である。
さらに好ましい形態として、Ａｒ^１１が無置換のフェニル基であり、Ａｒ^１２が単環基、縮合環基を置換基として有するフェニル基である場合と、Ａｒ^１１、Ａｒ^１２がそれぞれ独立に単環基、縮合環基を置換基として持つフェニル基である場合がある。
前記置換基としての好ましい単環基、縮合環基の具体例は上述した通りである。さらに好ましくは、置換基としての単環基としてフェニル基、ビフェニル基、縮合環基として、ナフチル基、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基である。

式（４）で表されるピレン誘導体は、下記化合物である。

式（４）中、Ａｒ^１１１及びＡｒ^２２２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基である。
Ｌ^１及びＬ^２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価のアリール基または複素環基を示す。
ｍは０〜１の整数、ｎは１〜４の整数、ｓは０〜１の整数、ｔは０〜３の整数である。
また、Ｌ^１又はＡｒ^１１１はピレンの１〜５位のいずれかに結合し、Ｌ^２又はＡｒ^２２２はピレンの６〜１０位のいずれかに結合する。

一般式（４）におけるＬ^１及びＬ^２は、好ましくは置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基及び置換もしくは無置換のフルオレニレン基及びこれら置換基の組合せからなる２価のアリール基である。
また、この置換基としては、上記（１）における「さらに置換基を有する場合の置換基」における置換基と同様である。Ｌ^１及びＬ^２の置換基は、好ましくは、炭素数１〜２０のアルキル基である。

一般式（４）におけるｍは、好ましくは０〜１の整数である。一般式（４）におけるｎは、好ましくは１〜２の整数である。一般式（４）におけるｓは、好ましくは０〜１の整数である。
一般式（４）におけるｔは、好ましくは０〜２の整数である。
Ａｒ^１１１及びＡｒ^２２２のアリール基は、上記（１）における各基と同様である。
好ましくは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリール基、より好ましくは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１６のアリール基、アリール基の好ましい具体例としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ビフェニル基、アントリル基、ピレニル基である。

本発明の有機ＥＬ素子において、発光層等の各有機層の形成は、真空蒸着、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法や溶媒に解かした溶液のスピンコーティング、ディッピング、キャスティング、バーコート、ロールコート、フローコーティング、インクジェット等の塗布法が適用することができる。
特に、本発明のピレン誘導体を用いて有機ＥＬ素子を製造する場合、有機化合物層及び発光層は、蒸着ばかりでなく、湿式でも成膜できる。
有機化合物層の各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られなくなるおそれがあり、逆に厚すぎると一定の光出力を得るために高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常、膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。

本発明のピレン誘導体と、上記のアントラセン誘導体（３）又はピレン誘導体（４）は、発光層の他、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層に用いることもできる。

本発明において、有機化合物層（有機薄膜層）が複数層型の有機ＥＬ素子としては、（陽極／正孔注入層／発光層／陰極）、（陽極／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極）等の構成で積層したものが挙げられる。

有機ＥＬ素子は、前記有機薄膜層を複数層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。必要があれば、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を組み合わせて使用することができる。また、ドーピング材料により、発光輝度や発光効率が向上する場合がある。また、正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際には、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機層又は金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。

本発明のピレン誘導体と共に発光層に使用できる上記式（３）又は（４）以外の材料としては、例えば、ナフタレン、フェナントレン、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、フルオレン、スピロフルオレン等の縮合多環芳香族化合物及びそれらの誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機金属錯体、トリアリールアミン誘導体、スチリルアミン誘導体、スチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、オキサゾン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピラジン誘導体、ケイ皮酸エステル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

正孔注入材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ベンジジン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明の有機ＥＬ素子において使用できる正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、フタロシアニン誘導体である。

フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体としては、例えば、Ｈ２Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ２ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−ＧａＰｃ等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体があるが、これらに限定されるものではない。
また、正孔注入材料にＴＣＮＱ誘導体等の電子受容物質を添加することによりキャリアを増感させることもできる。

本発明の有機ＥＬ素子において使用できる好ましい正孔輸送材料は、芳香族三級アミン誘導体である。
芳香族三級アミン誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラビフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマー若しくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。

電子注入材料としては、電子を輸送する能力を持ち、陰極からの電子注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子において、さらに効果的な電子注入材料は、金属錯体化合物及び含窒素複素環誘導体である。
前記金属錯体化合物としては、例えば、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

前記含窒素複素環誘導体としては、例えば、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、フェナントロリン、ベンズイミダゾール、イミダゾピリジン等が好ましく、中でもベンズイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体が好ましい。
好ましい形態として、これらの電子注入材料にさらにドーパントを含有し、陰極からの電子の受け取りを容易にするため、より好ましくは第２有機層の陰極界面近傍にアルカリ金属で代表されるドーパントをドープする。
ドーパントとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体が挙げられ、これら還元性ドーパントは１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層中に、式（１）で表されるピレン誘導体から選ばれる少なくとも一種の他に、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料、正孔輸送材料及び電子注入材料の少なくとも一種が同一層に含有されてもよい。また、本発明により得られた有機ＥＬ素子の、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。

本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。陰極に使用される導電性物質としては、４ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びそれらの合金が用いられるが、これらに限定されるものではない。合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。

本発明の有機ＥＬ素子では、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保されるように設定する。発光面の電極は、光透過率を１０％以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものであれば限定されるものではないが、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムがある。

本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。

湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであってもよい。
このような湿式成膜法に適した溶液として、有機ＥＬ材料として本発明のピレン誘導体と溶媒とを含有する有機ＥＬ材料含有溶液を用いることができる。

前記有機ＥＬ材料が、ホスト材料とドーパント材料とを含み、前記ドーパント材料が、本発明のピレン誘導体であり、前記ホスト材料が、式（３）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であると好ましい。

いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。

本発明の有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。また、本発明の化合物は、有機ＥＬ素子だけでなく、電子写真感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等の分野においても使用できる。

実施例１
化合物Ｄ−１を下記スキームに従って合成した。

［中間体ａの合成（合成経路Ａ）］
アルゴン気流下、１０００ｍＬのナスフラスコに、１，６−ジブロモピレン１５．０ｇ（４１．６ｍｍｏｌ）、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸２５．８ｇ（１０８ｍｍｏｌ）、テトラキス（トルフェニルホスフィン）パラジウム（０）〔Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４〕１．９ｇ（１．６７ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム２７．８ｇ（２６２ｍｍｏｌ）（上水１３０ｍＬ）、及びトルエン、テトラヒドロフランを入れ、９０℃にて７時間反応させた。冷却後、反応溶液をろ過し、得られた固体をメタノール、上水で洗浄し、さらにシリカゲルクロマトグラフィー（熱トルエン）で精製して、濃縮した。得られた租生成物をトルエンで再結晶し、減圧乾燥して２４．０ｇの白色固体を得た。
得られた白色固体について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）分析をした結果、中間体ａと同定した。

［中間体ｂの合成（合成経路Ｂ）］
アルゴン気流下、２０００ｍＬのナスフラスコに、中間体ａを５．２ｇ（８．８ｍｍｏｌ）、Ｎ−ブロモスクシンイミドを１．４ｇ（７．９ｍｍｏｌ）、ヨウ素（一かけら）、及びジクロロメタンを入れ、還流にて２日間反応させた。冷却後、反応溶液に上水を加えて、分液し、抽出した。上水、チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で有機層を洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥して、濃縮した。濃縮して得られた結晶をメタノールで洗浄し、減圧乾燥したところ５．１ｇの白色固体を得た。
得られた白色固体について、ＦＤ−ＭＳ分析をした結果、中間体ｂと同定した。

［中間体ｃの合成（合成経路Ｃ）］
アルゴン気流下、１０００ｍＬのナルフラスコに、中間体ｂを５．１ｇ（７．６ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラト）ジボロンを２．９ｇ（１１．４ｍｍｏｌ）、［１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（ＩＩ）ジクロリドを１９０ｍｇ（０．２３ｍｍｏｌ）、酢酸カリウムを１．５ｇ（１５．３ｍｍｏｌ）、及びジメチルホルムアミドを入れ、８０℃にて７時間反応させた。冷却後、反応溶液に上水を加え、ろ過して得られた固体をメタノールで洗浄した。この固体を、シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン／ジクロロメタン（７５／２５））で精製し、減圧乾燥したところ、１．９ｇの白色固体を得た。
得られた白色固体について、ＦＤ−ＭＳ分析をした結果、中間体ｃと同定した。

［化合物Ｄ−１の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに２−ブロモナフタレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｃを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−１を合成した。
化合物Ｄ−１の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。化合物Ｄ−１について、ＦＤＭＳ、トルエン溶液中の紫外線吸収極大波長λｍａｘ、及び蛍光発光極大波長を以下に示す。
FDMS，calcd for C56H40=712，found m/z=712(M+)
UV(PhMe);λmax， 383nm、FL(PhMe,λex=350nm)；λmax，436nm

実施例２
化合物Ｄ−２を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−２の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに１−ブロモ−４−（トリメチルシリル）ベンゼンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｃを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−２を合成した。
化合物Ｄ−２の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例３
化合物Ｄ−３を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−３の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに３−ブロモビフェニルを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｃを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−３を合成した。
化合物Ｄ−３の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例４
化合物Ｄ−４を下記スキームに従って合成した。

［中間体ｄの合成］
９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに４−シアノフェニルボロン酸を用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、中間体ｄを合成した。
中間体ｄの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［中間体ｅの合成］
中間体ａの代わりに中間体ｄを用いた他は中間体ｂの合成と同様にして反応を行い、中間体ｅを合成した。
中間体ｅの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［中間体ｆの合成］
中間体ｂの代わりに中間体ｅを用いた他は中間体ｃの合成と同様にして反応を行い、中間体ｆを合成した。
中間体ｆの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［化合物Ｄ−４の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに２−ブロモナフタレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｆを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−４を合成した。
化合物Ｄ−４の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例５
化合物Ｄ−５を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−５の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに２−ブロモ−９，９−ジメチルフルオレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｆを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−５を合成した。
化合物Ｄ−５の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例６
化合物Ｄ−６を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−６の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに１−ブロモナフタレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｆを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−６を合成した。
化合物Ｄ−６の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例７
化合物Ｄ−７を下記スキームに従って合成した。

［中間体ｇの合成］
９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに２−ナフタレンボロン酸を用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、中間体ｇを合成した。
中間体ｇの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［中間体ｈの合成］
中間体ａの代わりに中間体ｇを用い、ジクロロメタンの代わりにジメチルホルムアミドを用いた他は中間体ｂの合成と同様にして反応を行い、中間体ｈを合成した。
中間体ｈの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［中間体ｉの合成］
中間体ｂの代わりに中間体ｈを用いた他は中間体ｃの合成と同様にして反応を行い、中間体ｉを合成した。
中間体ｉの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［化合物Ｄ−７の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに１−ブロモ−４−（トリメチルシリル）ベンゼンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｉを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−７を合成した。
化合物Ｄ−７の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例８
化合物Ｄ−８を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−８の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに１−ブロモ−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｉを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−８を合成した。
化合物Ｄ−８の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例９
化合物Ｄ−９を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−９の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに２−ブロモ−９，９−ジメチルフルオレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｉを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−９を合成した。
化合物Ｄ−９の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例１０
化合物Ｄ−１０を下記スキームに従って合成した。

［中間体ｊの合成］
中間体ｂの代わりに１−ブロモ−４−（トリメチルシリル）ベンゼンを用いた他は中間体ｃの合成と同様にして反応を行い、中間体ｊを合成した。
中間体ｊの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［中間体ｋの合成］
９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｊを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、中間体ｋを合成した。
中間体ｋの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［中間体ｌの合成］
中間体ａの代わりに中間体ｋを用いた他は中間体ｂの合成と同様にして反応を行い、中間体ｌを合成した。
中間体ｌの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［中間体ｍの合成］
中間体ｂの代わりに中間体ｌを用いた他は中間体ｃの合成と同様にして反応を行い、中間体ｍを合成した。
中間体ｍの同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

［化合物Ｄ−１０の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに２−ブロモナフタレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｍを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−１０を合成した。
化合物Ｄ−１０の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例１１
化合物Ｄ−１１を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−１１の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに２−ブロモ−９，９−ジメチルフルオレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｍを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−１１を合成した。
化合物Ｄ−１１の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例１２
化合物Ｄ−１２を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−１２の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに９−ブロモフェナントレンを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｍを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−１２を合成した。
化合物Ｄ−１２の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行なった。

実施例１３
化合物Ｄ−１３を下記スキームに従って合成した。

［化合物Ｄ−１３の合成］
１，６−ジブロモピレンの代わりに４−ブロモベンゾニトリルを用い、９，９−ジメチルフルオレン−２−イルボロン酸の代わりに中間体ｃを用いた他は中間体ａの合成と同様にして反応を行い、化合物Ｄ−１３を合成した。化合物Ｄ−１３の同定は、ＦＤ−ＭＳ分析により行った。

実施例１４
［有機ＥＬ素子の作製］
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚１２０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。この透明電極は、陽極として働く。続いて、このガラス基板に紫外線及びオゾンを照射して洗浄したのち、真空蒸着装置にこの基板を設置した。まず、正孔注入層として、化合物ＨＴ−１を５０ｎｍの厚さに蒸着したのち、その上に正孔輸送層として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−ビフェニル）−４，４’−ベンジジンを４５ｎｍの厚さに蒸着した。次いで、ホスト材料である９、１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンと、ドーピング材料である化合物Ｄ−１とを、質量比１９：１で同時蒸着し、厚さ２０ｎｍの発光層を形成した。この発光層上に、電子注入層として、化合物ＥＴ−１を３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、弗化リチウムを１ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着し、有機ＥＬ素子を作製した。尚、このアルミニウム／弗化リチウムは陰極として働く。

上記化合物ＨＴ−１及び化合物ＥＴ−１を以下に示す。

作製した有機ＥＬ素子について、以下に従って、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ^２における駆動時の、色度、外部量子収率、及び初期輝度１０００ｃｄ／ｍ^２での半減寿命を測定した。結果を表１に示す。
色度ＣＩＥ１９３１のｘ，ｙ：分光放射輝度計（ＣＳ−１０００、ミノルタ製）により測定した。
外部量子収率：得られた有機ＥＬ素子に電流密度１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流を通電し、分光放射輝度計（ＣＳ１０００：ミノルタ製）で発光スペクトルを測定し、下記数式（１）により外部量子収率を算出した。

Ｎ_Ｐ：光子数
Ｎ_Ｅ：電子数
π：円周率＝３．１４１６
λ：波長（ｎｍ）
φ：発光強度（Ｗ／ｓｒ・ｍ^２・ｎｍ）
ｈ：プランク定数＝６．６３ｘ１０^−３４（Ｊ・ｓ）
ｃ：光速度＝３ｘ１０^８（ｍ／ｓ）
Ｊ：電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）
ｅ：電荷＝１．６ｘ１０^−１９（Ｃ）

実施例１５〜１７
ドーピング材料を表１のように変更した他は実施例１４と同様に有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表１に示す。

比較例１
Ｄ−１の代わりにＨ−１を用いた他は実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。こうして得られた有機ＥＬ素子について、実施例１４と同様に評価した結果を表１に示す。

表１から、実施例の素子は、高い色純度でありながら、高い効率を維持し、長寿命を達成することができた。このことにより、低消費電力で色再現性の高いディスプレイデバイスを実現することが可能となる。

本発明の有機ＥＬ素子は、低電圧であっても高発光効率が求められる製品に応用が可能である。応用例としては、表示装置、ディスプレイ、照明装置、プリンター光源、液晶表示装置のバックライト等が挙げられ、標識、看板、インテリア等の分野にも適用できる。表示装置としては、省エネルギーや高視認性のフラットパネルディスプレイが挙げられる。また、プリンター光源としては、レーザービームプリンタの光源として使用することができる。また、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もできる。照明装置やバックライトに関しては、本発明の有機ＥＬ素子を用いることで省エネルギー効果が期待できる。

上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。

Claims (21)

1. 下記式（１）で表されるピレン誘導体。
   

   

   （式中、Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基である。
   Ｘ_１及びＸ_３〜Ｘ_８ は水素原子である。
   また、Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３の置換もしくは無置換のアリール基が同一である場合を除く。
   Ａｒ _１ 、Ａｒ _２ 及びＡｒ _３ がさらに置換基を有する場合、置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基、シアノ基、又はハロゲン原子である。）
2. Ａｒ_１及びＡｒ_２が同じであって、Ａｒ_３が、Ａｒ_１及びＡｒ_２と異なる請求項１に記載のピレン誘導体。
3. Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３が、互いに異なる請求項１に記載のピレン誘導体。
4. Ｘ_６が水素原子である請求項１に記載のピレン誘導体。
5. Ａｒ_１及びＡｒ_２が同じである請求項４に記載のピレン誘導体。
6. Ａｒ_１及びＡｒ_２が、それぞれ独立に、下記式（２）で表される置換基である請求項１〜５のいずれかに記載のピレン誘導体。
   

   

   （式中、Ｓ_１〜Ｓ_８は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基又は置換もしくは無置換のアルケニル基であるか、互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して、飽和もしくは不飽和の環状構造を形成する。当該環状構造はさらに置換基を有してもよい。
   Ｔ_１及びＴ_２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換のシリル基である。
   式（２）で表される置換基は、Ｓ_１〜Ｓ_８のいずれか１つを単結合として、又は、互いに隣接するＳ_１〜Ｓ_８が結合して形成する飽和もしくは不飽和の環状構造の結合位置のいずれか１つにおいて単結合によって、ピレン誘導体のピレン骨格と連結する。
   Ｓ _１ 〜Ｓ _８ 、Ｔ _１ 及びＴ _２ がさらに置換基を有する場合、置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基、シアノ基、又はハロゲン原子である。）
7. Ｓ_２が式（１）で表されるピレン誘導体のピレン骨格と単結合で連結する請求項６に記載のピレン誘導体。
8. Ａｒ_１及びＡｒ_２が、それぞれ独立に、ナフチル基、ナフチル基を有するアリール基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基もしくはトリイソプロピルシリル基を有するアリール基、又はシアノ基を有するアリール基である請求項１〜５のいずれかに記載のピレン誘導体。
9. Ａｒ _３ が、置換フェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のベンズアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジメチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジエチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジイソプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジブチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジフェニルフルオレニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレリル基である請求項１〜８のいずれかに記載のピレン誘導体。
10. Ａｒ _１ 、Ａｒ _２ 及びＡｒ _３ が、それぞれ独立に、置換フェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のベンズアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジメチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジエチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジイソプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジブチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジフェニルフルオレニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレリル基である請求項１〜５のいずれかに記載のピレン誘導体。
11. 前記置換フェニル基の置換基が、トリメチルシリル基、シアノ基、t-ブチル基、又はフェニル基である請求項９又は１０に記載のピレン誘導体。
12. 一対の電極間に発光層を含む１以上の有機化合物層を挟持する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    前記発光層が下記式（１）で表されるピレン誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
    

    

    （式中、Ａｒ _１ 、Ａｒ _２ 及びＡｒ _３ は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアリール基である。
    Ｘ _１ 及びＸ _３ 〜Ｘ _８ は水素原子である。
    また、Ａｒ _１ 、Ａｒ _２ 及びＡｒ _３ の置換もしくは無置換のアリール基が同一である場合を除く。
    Ａｒ _１ 、Ａｒ _２ 及びＡｒ _３ がさらに置換基を有する場合、置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基、シアノ基、又はハロゲン原子である。）
13. Ａｒ _１ 及びＡｒ _２ が同じであって、Ａｒ _３ が、Ａｒ _１ 及びＡｒ _２ と異なる請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
14. Ａｒ _１ 及びＡｒ _２ が、それぞれ独立に、下記式（２）で表される置換基である請求項１２又は１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    

    

    （式中、Ｓ _１ 〜Ｓ _８ は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基又は置換もしくは無置換のアルケニル基であるか、互いに隣接するＳ _１ 〜Ｓ _８ が結合して、飽和もしくは不飽和の環状構造を形成する。当該環状構造はさらに置換基を有してもよい。
    Ｔ _１ 及びＴ _２ は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換のシリル基である。
    式（２）で表される置換基は、Ｓ _１ 〜Ｓ _８ のいずれか１つを単結合として、又は、互いに隣接するＳ _１ 〜Ｓ _８ が結合して形成する飽和もしくは不飽和の環状構造の結合位置のいずれか１つにおいて単結合によって、ピレン誘導体のピレン骨格と連結する。
    Ｓ _１ 〜Ｓ _８ 、Ｔ _１ 及びＴ _２ がさらに置換基を有する場合、置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリイソプロピルシリル基、シアノ基、又はハロゲン原子である。）
15. Ｓ _２ が式（１）で表されるピレン誘導体のピレン骨格と単結合で連結する請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
16. Ａｒ _１ 及びＡｒ _２ が、それぞれ独立に、ナフチル基、ナフチル基を有するアリール基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基もしくはトリイソプロピルシリル基を有するアリール基、又はシアノ基を有するアリール基である請求項１２又は１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
17. Ａｒ _３ が、置換フェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のベンズアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジメチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジエチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジイソプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジブチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジフェニルフルオレニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレリル基である請求項１２〜１６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
18. Ａｒ _１ 、Ａｒ _２ 及びＡｒ _３ が、それぞれ独立に、置換フェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のベンズアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジメチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジエチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジイソプロピルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジブチルフルオレニル基、置換もしくは無置換の９，９−ジフェニルフルオレニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレリル基である請求項１２又は１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
19. 前記置換フェニル基の置換基が、トリメチルシリル基、シアノ基、t-ブチル基、又はフェニル基である請求項１７又は１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
20. 前記ピレン誘導体の発光層中の含有量が０．１〜５０質量％である請求項１２〜１９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
21. 前記ピレン誘導体の発光層中の含有量が、０．１〜２０質量％である請求項２０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。