(57)【要約】      （修正有）【課題】有機電界発光素子に利用されるビフェニル誘導体の提供。【解決手段】ビフェニル主鎖のメタ位置に４個の置換体が導入された特定のビフェニル誘導体を用いて有機電界発光素子とする。【効果】非晶質構造を有する燐光ホスト化合物であって、高い熱的安定性、溶媒に対する高い溶解性、容易に溶液工程が可能であり、金属錯体との容易なエネルギー転移特性を有するビフェニル誘導体である。また、ビフェニル誘導体は、有機電界発光素子の発光層の青色ホスト物質だけでなく正孔輸送物質、正孔注入物質として非常に有効に使用されうる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の化学式１：
【化１】
2006199699.tif 000029
（化学式１）
前記化学式１中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して単結合；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキレン基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキレン基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルケニレン基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルキニレン基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリーレン基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基；またはハロゲン原子、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリーレン基；であり、ならびに
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７及びＡｒ８は、それぞれ独立して水素原子；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数６〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａｒ１とＡｒ２、Ａｒ３とＡｒ４、Ａｒ５とＡｒ６、Ａｒ７とＡｒ８は、互いに結合されていてもよく、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基である、
で表示されるビフェニル誘導体。
【請求項２】
前記化学式１の−Ｎ（Ａｒ１）（Ａｒ２）、−Ｎ（Ａｒ３）（Ａｒ４）、−Ｎ（Ａｒ５）（Ａｒ６）及び−Ｎ（Ａｒ７）（Ａｒ８）は、それぞれ独立して下記化学式２：
【化２】
2006199699.tif 000030
（化学式２）
前記化学式２中、Ｘは、−（ＣＨ２）ｎ−（ｎは０〜２の整数）、−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｓ−、−Ｏ−または−Ｓｉ（Ｒ５）（Ｒ６）−であり、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、および−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４、Ａ５とＡ６、Ａ６とＡ７、Ａ７とＡ８は、互いに結合してもよく、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で表示される基である、
請求項１に記載のビフェニル誘導体。
【請求項３】
前記化学式２で表示される基が、下記の化学式（２ａ）ないし（２ｈ）：
【化３】
2006199699.tif 000031
前記式中、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルケニル基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルキニル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；またはハロゲン原子、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数６〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４、Ａ５とＡ６、Ａ６とＡ７、Ａ７とＡ８は、互いに結合してもよく、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される置換基である、
の化合物のうち一つであることを特徴とする請求項２に記載のビフェニル誘導体。
【請求項４】
前記化学式１の−Ｎ（Ａｒ１）（Ａｒ２）、−Ｎ（Ａｒ３）（Ａｒ４）、−Ｎ（Ａｒ５）（Ａｒ６）及び−Ｎ（Ａｒ７）（Ａｒ８）は、それぞれ独立して下記の化学式３：
【化４】
2006199699.tif 000032
（化学式３）
前記式中、Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ独立して水素原子；重水素；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６  〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数６  〜３０のアリール基；であり、この際、
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基である、
ことを特徴とする請求項１に記載のビフェニル誘導体。
【請求項５】
前記化学式１の−Ｒ１Ｎ（Ａｒ１）（Ａｒ２）、−Ｒ２Ｎ（Ａｒ３）（Ａｒ４）、−Ｒ３Ｎ（Ａｒ５）（Ａｒ６）及び−Ｒ４Ｎ（Ａｒ７）（Ａｒ８）は、それぞれ独立して下記化学式５：
【化５】
2006199699.tif 000033
（化学式５）
前記式５中で、Ｘは−（ＣＨ２）ｎ−（ｎは０〜２の整数）、−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｓ−、−Ｏ−または−Ｓｉ（Ｒ５）（Ｒ６）−であり、ならびに
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、  Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立であって水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４、Ａ５とＡ６、Ａ６とＡ７、Ａ７とＡ８、Ａ９とＡ１０、Ａ１１とＡ１２が互いに結合しても良く、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基である、
で表示される基であることを特徴とする請求項１に記載のビフェニル誘導体。
【請求項６】
前記化学式５で表示される基が下記の基（３ａ）ないし（３ｈ）：
【化６ａ】
2006199699.tif 000034
【化６ｂ】
2006199699.tif 000035
前記式中、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４、Ａ５とＡ６、Ａ６とＡ７、Ａ７とＡ８、Ａ９とＡ１０、Ａ１１とＡ１２は互いに結合しても良く、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基である、
の化合物のうち一つであることを特徴とする請求項５に記載のビフェニル誘導体。
【請求項７】
前記化学式１の−Ｒ１Ｎ（Ａｒ１）（Ａｒ２）、−Ｒ２Ｎ（Ａｒ３）（Ａｒ４）、−Ｒ３Ｎ（Ａｒ５）（Ａｒ６）及び−Ｒ４Ｎ（Ａｒ７）（Ａｒ８）は、それぞれ独立して下記の化学式６：
【化７】
2006199699.tif 000036
（化学式６）
前記化学式６中、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１は、それぞれ独立して水素原子；重水素；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリール基；であり、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基である、
で表示される基であることを特徴とする請求項５に記載のビフェニル誘導体。
【請求項８】
前記化学式６で、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１は、下記の化学式４：
【化８】
2006199699.tif 000037
（化学式４）
前記化学式４中、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４及びＢ５は、それぞれ独立して水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６  〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数６〜３０のアリール基；であり、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される、
で表示される基であることを特徴とする請求項７に記載のビフェニル誘導体。
【請求項９】
下記の化学式Ａないし化学式Ｄ：
【化９−Ａ】
2006199699.tif 000038
＜化Ａ＞
【化９−Ｂ】
2006199699.tif 000039
＜化Ｂ＞
【化９−Ｃ】
2006199699.tif 000040
＜化Ｃ＞
【化９−Ｄ】
2006199699.tif 000041
＜化Ｄ＞
で表示される化合物のうち一つであることを特徴とする請求項１に記載のビフェニル誘導体。
【請求項１０】
一対の電極の間に有機膜を備える有機ＥＬ素子において、前記有機膜が請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載のビフェニル誘導体を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項１１】
前記有機膜は、発光層、ホール輸送層およびホール注入層からなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１０に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１２】
前記有機膜が発光層であり、前記発光層がビフェニル誘導体７０〜９９．９質量％及びドーパント０．１〜３０質量％含まれることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビフェニル誘導体及びそれを採用した有機ＥＬ素子に係り、特にビフェニル主鎖のメタ位に４個の置換基が導入されたビフェニル誘導体、及びそれを採用することによって熱的安定性が改善され、溶液工程利用することで製造可能な有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ：ＥＬ）素子は、蛍光性または燐光性の有機化合物薄膜（以下、有機膜という）に電流を流せば、電子とホールとが有機膜で結合しつつ光が発生する現象を利用した能動発光型の表示素子であって、軽量、部品が簡素であり、製作工程が簡単な構造を有し、高画質かつ広視野角を確保している。そして、有機ＥＬデバイスを利用することによって、高色純度の動画を、低消費電力でかつ低電圧駆動で提供することができる。さらに、携帯用の電子機器に適した電気的特性をも有する。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、有機膜の形成材料によって低分子の有機ＥＬ素子と高分子のＥＬ素子とに区分できる。
【０００４】
低分子の有機ＥＬ素子は、発光材料の精製及び高純度化が容易であり、三原色のカラー画素を容易に具現できるという長所を有するが、真空蒸着法を使用して有機膜を形成するので、スピンコーティング、インクジェットプリンティングのような方法を使用する大面積化工程に適用し難いという問題点がある。
【０００５】
一方、高分子の有機ＥＬ素子は、スピンコーティングあるいはプリンティング方法で簡単に薄膜を形成できるので、製造工程が簡単であり、低コストで大面積化が可能であるという長所を有する。しかし、低分子のＥＬ素子に比べて発光効率が低く、発光高分子の劣化に起因して素子の寿命特性が低下するという問題が発生する。これは、高分子物質の特性上、合成する過程で分子鎖内に劣化を促進する欠陥が存在し、不純物を精製し難くて高純度物質を得難いためである。したがって、両材料の長所をそなえ、短所を補完できるような高純度、高効率を有し、分子の設計が容易であり、合成の再現性があり、実用的にも大型化に適した新たな材料の開発が必要である。
【０００６】
一方、一般的なＥＬ素子の発光メカニズムは、次の通りである。
【０００７】
アノードでは正孔が注入され、カソードでは電子が注入され、前記正孔と電子とが発光層（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）で再結合してエキシトンを形成し、このエキシトンが放射失活される物質のバンドギャップに相当する波長の光が放出される。
【０００８】
前記ＥＭＬの形成材料は、その発光メカニズムによって、一重項状態のエキシトンを利用する蛍光材料と、三重項状態のエキシトンを利用する燐光材料とに分けられる。既存の有機ＥＬ素子は、一重項状態のエキシトンを利用する蛍光材料を主に利用した。この場合、生成されるエキシトンのエネルギーのうち３／４は全く発光には寄与しなく、発光材料として蛍光材料を利用するかぎり、すなわち励起一重項状態を媒介とした蛍光の発光プロセスを利用するかぎり、内部量子効率は約２５％が限界である。さらに、基板材料の屈折率などが光の抽出効率に影響を受けるので、実際の外部量子効率はさらに低くなって最大５％となる。したがって、注入された電子と正孔とが再結合して、生成されるエキシントンが一重項エキシントンの場合は、蛍光を利用する制約が加えられるので、再結合と共に発生する７５％の三重項状態を利用して発光効率を向上させる試みが長い間続いた。
【０００９】
しかし、励起三重項状態から一重項基底状態への遷移は、禁制遷移であって、通常は非発光であり、それを利用し難い。
【００１０】
最近、三重項エキシトンを利用する燐光材料を利用したＥＬ素子を開発した。前記燐光材料としては、Ｉｒ、  Ｐｔなどの各種の金属錯体を低分子または高分子ホストにドーピングして生成したものである。前記金属錯体の具体的な例として、イリジウム錯体［Ｉｒ（ｐｐｙ）３：ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌ  ｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ］を挙げることができる（特許文献１）。
【００１１】
燐光材料を利用したＥＬ素子において、ホスト材料及びドーパントである金属錯体によって素子の効率、輝度及び寿命特性が変わる。したがって、前記ホスト材料としては、熱的、電気的に安定な物質を使用せねばならない。
【００１２】
現在、燐光用のホスト材料としては、ＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）（特許文献２及び非特許文献１  ）及びさらに広いバンドギャップを有するｍＣＰ（１，３−ｄｉ（９Ｈ−ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ）（非特許文献２）が広く使われる。しかし、それらの材料を真空蒸着法によりＥＭＬを形成する場合、初期状態には均一な非晶質膜が形成されるが、蒸着後に順次に結晶化されるか、または凝集される現象が起き、膜の均一性がなくなって発光効率が低下し、素子の寿命が短縮されるという問題が発生する。
【００１３】
前述したような問題点を解決して、高効率を有する有機ＥＬ素子を製造するためには、結晶安定性にすぐれ、大面積化工程に有利なホスト材料を至急に開発することが当面課題である。
【特許文献１】ＷＯ２００２／１５６４５
【特許文献２】特開昭６３−２３５９４６号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９（１３）、  ２０８２（２００１）
【非特許文献２】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８２（１５）、  ２４２２（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、既存に知られた低分子および高分子の短所を補完し、これらの長所を導入して分子欠陥がなく、熱的安定性及び結晶安定性にすぐれ、精製しやすく、可溶性溶媒を利用して薄膜を形成しやすいビフェニル誘導体を提供するところにある。
【００１５】
本発明が解決しようとする他の課題は、前記ビフェニル誘導体を採用することによって、発光特性及び効率が改善された有機ＥＬ素子を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の課題を解決するために、本発明では、下記の化学式１で表示されるビフェニル誘導体を提供する：
【００１７】
【化１】
2006199699.tif 000002
【００１８】
（化学式１）
前記化学式１中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して単結合；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキレン基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキレン基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルケニレン基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルキニレン基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリーレン基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基；またはハロゲン原子、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリーレン基；であり、ならびに
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７及びＡｒ８は、それぞれ独立して水素原子；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数６〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａｒ１とＡｒ２、Ａｒ３とＡｒ４、Ａｒ５とＡｒ６、Ａｒ７とＡｒ８は、互いに結合されていてもよく、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基である。
【００１９】
前記他の課題を解決するために、本発明では、一対の電極の間に有機膜を備える有機ＥＬ素子において、前記有機膜が前述したビフェニル誘導体を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ビフェニルを基本骨格として３、５、３’、５’位置にそれぞれ４個の置換基を導入して合成された燐光ホスト化合物をＥＭＬに適用することによって、既存に知られた低分子／高分子のホスト材料の短所を補完し、高い熱的安定性及び結晶安定性、非常にすぐれたフィルム形成能、高効率の発光特性を表す有機ＥＬ素子を具現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２２】
本発明による下記の化学式１のビフェニル誘導体は、ビフェニル誘導体をその骨格とし、ビフェニルの３、３’、５、５’位にそれぞれ置換されたまたは非置換されたアミノ基が導入された構造を有する：
【００２３】
【化２】
2006199699.tif 000003
【００２４】
（化学式１）
前記化学式１中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して単結合；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキレン基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキレン基；炭素数２  〜１０の置換もしくは非置換のアルケニレン基；炭素数２  〜１０の置換もしくは非置換のアルキニレン基；炭素数６  〜３０の置換もしくは非置換のアリーレン基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基；またはハロゲン原子、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリーレン基；であり、ならびに
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５、Ａｒ６、Ａｒ７及びＡｒ８は、それぞれ独立して水素原子；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数６〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａｒ１とＡｒ２、Ａｒ３とＡｒ４、Ａｒ５とＡｒ６、Ａｒ７とＡｒ８は、互いに結合されていてもよく、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基である。
【００２５】
上記の本発明に係る置換または非置換の直鎖型または分枝型のアルキレン基としては、炭素数１〜２０のアルキレンがより望ましく、炭素数１〜１２のアルキレンがより望ましく、炭素数１〜７の低級アルキレン基がさらに望ましい。
【００２６】
前記アルキレン基の例としては、例えば炭素数１〜２０個のアルキレン基であって、具体的にはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、２，２−ジメチルトリメチレン基、ヘキサメチレン基、トリメチルヘキサメチレン基、オクタメチレン基およびデカメチレン基などを好ましく挙げることができ、後述するアルキル基からさらに水素原子を１つ取り除いた基も本発明に用いることができる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００２７】
上記の本発明に係る置換または非置換のシクロアルキレン基としては、炭素数３〜２０のシクロアルキレンが望ましく、炭素数３〜１２がより望ましく、炭素数３〜８のシクロアルキル基がさらに望ましい。
【００２８】
前記シクロアルキレン基の例としては、１，３−シクロペンチレン基、４−メチル−１，３−シクロペンチレン基、１，３−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキシレン基および４−メチル−１，３−シクロヘキシレン基などを好ましく挙げられ、後述するシクロアルキル基からさらに水素原子を１つ取り除いた基も本発明に用いることができる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００２９】
上記の本発明に係る置換または非置換の直鎖型または分枝型のアルケニレン基、アルキニレン基としては、炭素数２〜１０のアルケニレン基およびアルキニレン基がより望ましい。
【００３０】
前記アルケニレン基の例としては、少なくとも１つの二重結合を含む相当する脂環式炭化水素基から２つの水素を除くことによって誘導される２〜２０個、好ましくは２〜１０個の炭素原子を有するこれらの直鎖または分枝鎖基が含まれる。１つの二重結合を有する有用なアルケニレン基の例は、エテニレン（ビニレン）、プロペニレン、１−ブテニレン、２−ブテニレンおよびイソブテニレンである。２つの二重結合を含むアルケニレン基（単にアルカジエニレン基とも呼ばれる場合もある）には、３−メチル−２，６−ヘプタジエニレン、２−メチル−２，４−ヘプタジエニレン、２．８−ノナジエニレン、３−メチル−２，６−オクタジエニレンおよび２，６−デカジエニレンが含まれる。後述する置換基に置換可能である。
【００３１】
前記アルキニレン基の例としては、２−ブチニレン（−ＣＨ２−Ｃ＝Ｃ−ＣＨ２−）基、２−ペンチニレン基、２−ヘキシニレン基、３−ヘキシニレン基、３−ヘプチニレン基、２−デシニレン基、４−デシニレン基又は８−オクタデシニレン基などが挙げられる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００３２】
また、上記の本発明に係る置換または非置換のアリーレン基としては、炭素数６〜３０が望ましく、上記の本発明に係る置換または非置換のヘテロアリーレン基としては、炭素数４〜３０が望ましい。
【００３３】
前記置換又は非置換のアリーレン基の例としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フェンナントリレン基、フルオレニレン基などを好ましく挙げることができる。後述する置換基に置換可能であり、後述するアリール基からさらに水素原子を１つ取り除いた基も本発明に用いることができる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００３４】
前記置換または非置換のヘテロアリーレン基の例としては、チエニレン基、ピリジニレン基、フリレン基などが挙げられ、後述するヘテロアリール基からさらに水素原子を１つ取り除いた基も本発明に用いることができる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００３５】
本発明において、置換または非置換の直鎖型または分枝型のアルキル基、またはアルコキシ基としては、炭素数１〜２０のアルキルまたはアルコキシが望ましく、炭素数１〜１２のアルキルまたはアルコキシがより望ましく、炭素数１〜７の低級アルキルまたはアルコキシがさらに望ましい。
【００３６】
前記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、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ｎｅｏ−ペンチル基、１，２−ジメチルプロピル基、ｎ−ヘキシル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基、１，３−ジメチルブチル基、１−ｉｓｏ−プロピルプロピル基、１，２−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１，４−ジメチルペンチル基、２−メチル−１−ｉｓｏ−プロピルプロピル基、１−エチル−３−  メチルブチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−メチル−１−ｉｓｏ−  プロピルブチル基、２−メチル−ｉｓｏ−プロピル基、１−ｔ−ブチル−２−  メチルプロピル基、ｎ−ノニル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、等の炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状の炭化水素基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、３−メトキシプロピル基、３−エトキシプロピル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基、ジメトキシメチル基、ジエトキシメチル基、ジメトキシエチル基、ジエトキシエチル基等のアルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシアルコキシアルキル基、クロロメチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、トリフルオロメチル基、１，１，１，３，３，３，−ヘキサフルオロ−２−  プロピル基等のハロゲン化アルキル基、炭素数２〜２０のアルキルアミノアルキル基、ジアルキルアミノアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アルキルアミノカルボニルアルキル基、アルコキシスルホニルアルキル基などが挙げられる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００３７】
前記置換または非置換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、ｉｓｏ−プロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、ｉｓｏ−ブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ｔ−ブチルオキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−ペンチルオキシ基、ｎｅｏ−ペンチルオキシ基、１，２−ジメチル−プロピルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシルオキシ基、１，３−ジメチルブチルオキシ基、１−ｉｓｏ−プロピルプロピルオキシ基、１，２−ジメチルブチルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、１，４−ジメチルペンチルオキシ基、２−メチル−１−ｉｓｏ−プロピルプロピルオキシ基、１−エチル−３−メチルブチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、３−メチル−１−ｉｓｏ−プロピルブチルオキシ基、２−メチル−１−ｉｓｏ−プロピルオキシ基、１−ｔ−ブチル−２−メチルプロピルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基等の炭素数１〜２０の直鎖又は分枝のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ基、ブトキシエトキシ基、３−メトキシプロピルオキシ基、３−エトキシプロピルオキシ基、ジメトキシメトキシ基、ジエトキシメトキシ基、ジメトキシエトキシ基、ジエトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、ブチルオキシエトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシアルコキシ基、アルコキシアルコキシアルコキシアルコキシ基、クロロメトキシ基、２，２，２−トリクロロエトキシ基、トリフルオロメトキシ基、１，１，１，３，３，３，−ヘキサフルオロ−２−プロピルオキシ基等のハロゲン化アルコキシ基、ジメチルアミノエトキシ基、ジエチルアミノエトキシ基などのアルキルアミノアルコキシ基、ジアルキルアミノアルコキシ基等が挙げられる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００３８】
前記シクロアルキル基としては、炭素数３〜２０が望ましく、炭素数３〜１２がより望ましく、炭素数３〜８のシクロアルキル基がさらに望ましい。
【００３９】
前記置換または非置換のシクロアルキル基の例としてはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等が挙げられる。
【００４０】
本発明に係るアリール基としては、炭素数４〜３０のアリール基であることが望ましく、炭素数４〜２０のアリール基がよりに望ましく、炭素数４〜１２のアリール基がさらに望ましい。
【００４１】
前記アリール基の例としては、フェニル基、クロロフェニル基、ジクロロフェニル基、トリクロロフェニル基、ブロモフェニル基、フロロフェニル基、ペンタフロロフェニル基、ヨウ化フェニル基等のハロゲン化フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、エチルフェニル基、ジメチルエチルフェニル基、ｉｓｏ−プロピルフェニル基、ｔ−ブチルフェニル基、ｔ−ブチルメチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、トリフロロメチルフェニル基、等のアルキル誘導体置換フェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロポキシフェニル基、ヘキシルオキシフェニル基、シクロヘキシルオキシフェニル基、オクチルオキシフェニル基、２−エチルヘキシルオキシフェニル基、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシフェニル基、メチルエトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、１−エトキシ−４−  メトキシフェニル基、クロロメトキシフェニル基、エトキシエトキシフェニル基、エトキシエトキシエトキシフェニル基等のアルコキシ基置換フェニル基、メチルチオフェニル基、エチルチオフェニル基、ｔ−ブチルチオフェニル基、ジ−ｔｅｒｔ−  ブチルチオフェニル基、２−メチル−１−  エチルチオフェニル基、２−ブチル−１−  メチルチオフェニル基、等のアルキルチオ基置換フェニル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジアミルアミノフェニル基、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアミノフェニル基、Ｎ−メチル−Ｎ−  エチルアミノフェニル基、Ｎ−ブチル−Ｎ−  エチルアミノフェニル基、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−  エチルアミノフェニル基、４−（Ｎ，Ｎ−  ジメチルアミノ）−エチルフェニル基、４−（Ｎ，Ｎ−  ジエチルアミノ）−メチルフェニル基、３−（Ｎ，Ｎ−  ジメチルアミノ）−エチルフェニル基、２−（Ｎ，Ｎ−  ジメチルアミノ）−エチルフェニル基等のアルキルアミノフェニル基、ナフチル基、クロロナフチル基、ジクロロナフチル基、トリクロロナフチル基、ブロモナフチル基、フロロナフチル基、ペンタフロロナフチル基、ヨウ化ナフチル基等のハロゲン化ナフチル基、エチルナフチル基、ジメチルエチルナフチル基、ｉｓｏ−プロピルナフチル基、ｔ−ブチルナフチル基、ｔ−ブチルメチルナフチル基、オクチルナフチル基、ノニルナフチル基、トリフロロメチルナフチル基等のアルキル誘導体置換ナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基、プロポキシナフチル基、ヘキシルオキシナフチル基、シクロヘキシルオキシナフチル基、オクチルオキシナフチル基、２−エチルヘキシルオキシナフチル基、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシナフチル基、メチルエトキシナフチル基、ジメトキシナフチル基、クロロメトキシナフチル基、エトキシエトキシナフチル基、エトキシエトキシエトキシナフチル基等のアルコキシ基置換ナフチル基、メチルチオナフチル基、エチルチオナフチル基、ｔ−ブチルチオナフチル基、メチルエチルチオナフチル基、ブチルメチルチナフチル基等のアルキルチオ基置換ナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノナフチ��基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジアミルアミノナフチル基、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアミノナフチル基、Ｎ−メチル−Ｎ−  エチルアミノナフチル基、Ｎ−ブチル−Ｎ−  エチルアミノナフチル基、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−  エチルアミノナフチル基、４−（Ｎ，Ｎ−  ジメチルアミノ）−エチルナフチル基、４−（Ｎ，Ｎ−  ジエチルアミノ）−メチルナフチル基、３−（Ｎ，Ｎ−  ジメチルアミノ）−エチルナフチル基、２−（Ｎ，Ｎ−  ジメチルアミノ）−エチルナフチル基等のアルキルアミノナフチル基、ピリジル基、ピペリジル基、チオフェニル基、イミダゾリル基、ピローリジル基、フリル基等が挙げられる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００４２】
本発明に係るヘテロアリール基としては、芳香族環にＮ、Ｓ、Ｐ、ＳｉまたはＯのヘテロ原子を１〜３個含む炭素数４〜３０のヘテロアリール基であることが望ましく、炭素数４〜２０のヘテロアリール基がより望ましく、炭素数４〜１２のヘテロアリール基がさらに望ましい。
【００４３】
前記ヘテロアリール基の例としては、フラニル基、ピロリル基、３−ピロリノ基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、１，２，３−オキサジアゾリル基、１，２，３−トリアゾリル基、１，２，４−トリアゾリル基、１，３，４−チアジアゾリル基、ピリジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピペラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、インドーリル基、チオナフセニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾトリアゾ−ル−２−イル基、ベンゾトリアゾール−１−イル基、プリニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、クマリニル基、シンノリニル基、キノキサリニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基、フェナントロニリル基、フェノチアジニル基、フラボニル基、フタルイミジル基、ナフチルイミジル基等が挙げられる。なお、後述する置換基に置換可能である。
【００４４】
置換されたアルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、およびヘテロアリーレン基は、前記基中のうち少なくとも一つの水素原子が、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオール基（−ＳＲ）、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、Ｆ、  Ｃｌ、  ＢｒまたはＩのようなハロゲン、脂肪族アミノ基、芳香族アミノ基またはアリールオキシ基に置換されたものを意味する。
【００４５】
また、上記の後述する置換基に置換可能であると説明したが、この場合において、前記アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、ヘテロアリール基に一つ以上置換されうる置換基としては、炭素数１ないし１２のアルキル基、炭素数１ないし１２のアルコキシ基、ハロゲン原子、炭素数１ないし１２（Ｃ１−Ｃ１２）の低級アルキルアミノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、置換または非置換のアミノ基（−ＮＨ２、−ＮＨ（Ｒａ）、−Ｎ（Ｒｂ）（Ｒｃ）、ここで、Ｒａ、Ｒｂ及びＲｃはそれぞれ独立した炭素数１ないし１２のアルキル基である。）、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、炭素数１ないし２０のハロゲン化されたアルキル基、炭素数２ないし２０のアルケニル基、炭素数２ないし２０のアルキニル基、炭素数１ないし２０のヘテロアルキル基、炭素数６ないし２０のアリール基、炭素数６ないし２０のアリールアルキル基、炭素数２ないし２０のヘテロアリール基、または炭素数２ないし２０のヘテロアリールアルキル基が挙げられる。さらに、アリーレン基、ヘテロアリーレン基に一つ以上置換されうる置換基としては、上記のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、ヘテロアリール基に一つ以上置換されうる置換基と同様のものが挙げられる。
【００４６】
前述したビフェニル誘導体は、低分子／高分子のホスト材料の短所を補完し、これらの長所を導入するような、すなわち分子欠陥がなく、精製しやすく、かつ分子量が数千程度に少ないにもかかわらず、可溶性溶媒を利用して薄膜を容易に形成できる。特に、化学式１のビフェニル誘導体は、メタ位に置換されたまたは非置換のアミノ基を導入することによって、ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ）とＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ）とのバンドギャップが大きくなるため、エネルギー転移にさらに有利である。また、前記化学式１で表示される化合物は、ビフェニルを中心分子構造とし、バルキーな構造を有する窒素含有基を、ビフェニル基に４箇所導入するため、分子の結晶性を阻害して結晶安定性を有する。また、本発明に係るビフェニル誘導体は、優れたな熱的安定性を表し、スピンコーティングが可能であるので膜を形成させる工程が容易である。電荷輸送能力を向上させてドーパントとして金属錯体を使用する電界発光素子に本発明に係るビフェニル誘導体を適用する場合、効率が優秀な燐光ホスト材料として使用可能である。
【００４７】
化学式１で表示されるビフェニル誘導体は、ＥＭＬの形成材料以外にホール注入層（Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）の材料にも利用可能である。
【００４８】
本発明の実施形態の一例によれば、前記化学式１の−Ｎ（Ａｒ１）（Ａｒ２）、−Ｎ（Ａｒ３）（Ａｒ４）、−Ｎ（Ａｒ５）（Ａｒ６）及び−Ｎ（Ａｒ７）（Ａｒ８）は、それぞれ独立して下記の化学式２で表示される基であることが望ましく、下記の化学式３で表示されるカルバゾール誘導体基であることがさらに望ましい：
【００４９】
【化３】
2006199699.tif 000004
【００５０】
（化学式２）
【００５１】
【化４】
2006199699.tif 000005
【００５２】
（化学式３）
前記化学式２中、Ｘは、−（ＣＨ２）ｎ−（ｎは０〜２の整数）、−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｓ−、−Ｏ−または−Ｓｉ（Ｒ５）（Ｒ６）−であり、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ｒ５及びＲ６は、それぞれ独立して水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルケニル基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルキニル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、および−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４、Ａ５とＡ６、Ａ６とＡ７、Ａ７とＡ８は、互いに結合してもよく、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも１つの置換基で表示される基である。
【００５３】
本発明に係る置換または非置換のアルケニル基としては、例えば炭素数２〜１０個のアルケニル基が好ましく、具体的には、ビニル基、アリル基、プロペニレン基、メタアリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基、２−ペンテニル基、２−ヘキセニル基、２−オクテニル基などを好ましく挙げることができる。なお、上述した化学式１で記載した置換基に置換可能である。
【００５４】
本発明に係る置換または非置換のアルキニル基としては、例えば炭素数２〜１０個のアルキニル基が好ましく、エチニル基、２−プロピニル基、２−ペンチニル基、１−メチル−３−ペンチニル基、１，１−ジメチル−２−ペンチニル基、１−メチル−３−へキシニル基、４−オクチニル基などを挙げることができる。なお、上述した化学式１で記載した置換基に置換可能である。
【００５５】
なお、前記アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アリール基、およびヘテロアリール基は、上記の化学式１で定義したものと同一であるのでここでは省略する。
【００５６】
本発明の他の実施形態の一例によれば、前記化学式２で表示される基の具体的な例としては、基（２ａ）〜（２ｈ）がある：
【００５７】
【化５】
2006199699.tif 000006
【００５８】
前記式中、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ｒ５及びＲ６は、前述した前記化学式２で定義したものと同一であり、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１及びＡ１２は、それぞれ独立して前記化学式２で定義したＡ１〜Ａ８と同一である。
【００５９】
前記化学式３で、Ｒ９及びＲ１０は、下記の化学式４で表示される基であることが望ましい：
【００６０】
【化６】
2006199699.tif 000007
【００６１】
（化学式４）
前記化学式４中、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４及びＢ５は、それぞれ独立して水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数６〜３０のアリール基；であり、ならびに
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される、で表示される基であることが好ましい。
【００６２】
なお、前記アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アリール基、およびヘテロアリール基は、上記の化学式１で定義した基と同一であるのでここでは省略する。
【００６３】
本発明の他の実施形態の一例によれば、前記化学式１の−Ｒ１Ｎ（Ａｒ１）（Ａｒ２）、−Ｒ２Ｎ（Ａｒ３）（Ａｒ４）、−Ｒ３Ｎ（Ａｒ５）（Ａｒ６）及び−Ｒ４Ｎ（Ａｒ７）（Ａｒ８）は、互いに独立的に下記の化学式５で表示される基であることが望ましく、下記の化学式６で表示される基であることがさらに望ましい：
【００６４】
【化７】
2006199699.tif 000008
【００６５】
（化学式５）
【００６６】
【化８】
2006199699.tif 000009
【００６７】
（化学式６）
前記式５中で、Ｘは−（ＣＨ２）ｎ−（ｎは０〜２の整数）、−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｓ−、−Ｏ−または−Ｓｉ（Ｒ５）（Ｒ６）−であり、ならびに
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立であって水素原子；重水素原子；シアノ基；ニトロ基；炭素数１〜２０の置換もしくは非置換の直鎖型もしくは分枝型のアルキル基；炭素数３〜２０の置換もしくは非置換のシクロアルキル基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルケニル基；炭素数２〜１０の置換もしくは非置換のアルキニル基；炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基；炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基；または炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは非置換のアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは非置換のアリール基、炭素数４〜３０の置換もしくは非置換のヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）からなる群から選択された少なくとも一つの置換基を有する炭素数４〜３０のアリール基；であり、ならびに
前記Ａ１とＡ２、Ａ２とＡ３、Ａ３とＡ４、Ａ５とＡ６、Ａ６とＡ７、Ａ７とＡ８、Ａ９とＡ１０、Ａ１１とＡ１２が互いに結合しても良く、この際
Ｒ、Ｒ’及びＲ’’は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換または非置換のアルコキシ基、炭素数６  〜３０の置換または非置換のアリール基、及び炭素数４〜３０の置換または非置換のヘテロアリール基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基である。
【００６８】
前記非置換の直鎖型または分枝型のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、およびヘテロアリール基は、上記の化学式１で記載した基と同一であるのでここでは省略する。
【００６９】
本発明の下記の化学式５で表示される基の具体的な例としては、基（３ａ）〜（３ｈ）で表示される化合物がある：
【００７０】
【化９ａ】
2006199699.tif 000010
【００７１】
【化９ｂ】
2006199699.tif 000011
【００７２】
前記式中、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、  Ａ１２、Ｒ５及びＲ６は、前述の化学式２で定義したものと同一であり、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５及びＡ１６は、それぞれ独立して前記化学式２で定義したＡ１〜Ａ１２と同一である。
【００７３】
前記化学式６で、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１は、下記の化学式４で表示される基であることが望ましい：
【００７４】
【化１０】
2006199699.tif 000012
【００７５】
（化学式４）
前記式中、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５は、前述した化学式４のものと同一である。
【００７６】
本発明の化学式１で表示されるビフェニル誘導体は、下記の化学式（Ａ）ないし化学式（Ｃ）で表示される化合物であることが望ましい：
＜化Ａ＞
【００７７】
【化１１−Ａ】
2006199699.tif 000013
【００７８】
＜化Ｂ＞
【００７９】
【化１１−Ｂ】
2006199699.tif 000014
【００８０】
＜化Ｃ＞
【００８１】
【化１１−Ｃ】
2006199699.tif 000015
【００８２】
＜化Ｄ＞
【００８３】
【化１１−Ｄ】
2006199699.tif 000016
【００８４】
本発明による新規なホスト物質を使用することによって、ＥＭＬは、ビフェニルの３−、５−、３’−、５’−位にバルキーなアミン基（排除体積が大きいような基を有するアミン基）が４個置換された構造を有する。この構造によって、分子の結晶化を阻害して、の安定性のある非晶質構造を有する。
【００８５】
また、本発明のホスト物質は、通常的に使われるＣＢＰやｍＣＰに比べて高い熱的安定性を有し、容易に精製することができる。本発明によるホスト物質は、溶液工程により有機ＥＬ素子を製造できる。一般的に、このようなスピンコーティング、インクジェットのような溶液を使用する工程を利用するためには、ポリスチレンのようなマトリックスポリマーを必要とする。しかし、本発明によるホスト物質を使用すれば、図６ないし図８に示すようなマトリックスポリマーを使用することなしに同様の効果を得ることができる。
【００８６】
本発明の他の実施形態の一例では、一対の電極の間に有機膜を備える有機ＥＬ素子において、前記有機膜が前記のビフェニル誘導体を含む有機ＥＬ素子を提供する。
【００８７】
前記有機膜は、ＥＭＬまたはＨＩＬであることが望ましく、特に、有機膜はＥＭＬが望ましい。前記ＥＭＬは、ＥＭＬの質量を基準としてビフェニル誘導体７０〜９９．９質量％及びドーパント０．１〜３０質量％含まれることが望ましい。
【００８８】
前述した化学式１で表示されるビフェニル誘導体を有する有機ＥＬ素子及びその製造方法は、次の通りである。
【００８９】
図１Ａないし図１Ｆは、本発明の望ましい一実施形態による有機ＥＬ素子の積層構造を概略的に示す図面である。
【００９０】
図１Ａに示すように、第１電極１０の上部に前記化学式１のビフェニル誘導体を含んだＥＭＬ  １２が積層され、前記ＥＭＬ  １２は第１電極  １０および第２電極１４の間に形成される。
【００９１】
図１Ｂに示すように、第１電極１０の上部に前記化学式１のビフェニル誘導体を含んだＥＭＬ  １２が積層され、前記ＥＭＬ  １２の上部にホール遮断層（Ｈｏｌｅ  Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＨＢＬ）１３が積層され、その上部には第２電極１４が形成される。
【００９２】
図１Ｃの有機ＥＬ素子は、第１電極１０とＥＭＬ  １２との間にＨＩＬ  １１が形成される。
【００９３】
図１Ｄの有機ＥＬ素子は、ＥＭＬ  １２の上部に形成されたＨＢＬ  １３の代わりに電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）１５が形成された点を除いては、図１Ｃの場合と同じ積層構造を有する。
【００９４】
図１Ｅの有機ＥＬ素子は、化学式１のビフェニル誘導体を含有するＥＭＬ  １２の上部に形成されたＨＢＬ  １３の代わりに、ＨＢＬ  １３及びＥＴＬ  １５が順次に積層された２層膜を使用する点を除いては、図１Ｃの場合と同じ積層構造を有する。場合によっては、図１Ｅの有機ＥＬ素子でＥＴＬ  １５と第２電極１４との間には電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）がさらに形成されることもある。
【００９５】
図１Ｆの有機ＥＬ素子は、ＨＩＬ  １１とＥＭＬ  １２との間にホール輸送層（Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）１６をさらに形成した点を除いては、図１Ｅの有機ＥＬ素子と同じ構造を有する。このとき、ＨＴＬ  １６は、ＨＩＬ  １１からＥＭＬ  １２への不純物が浸透することを抑制する役割を担う。
【００９６】
前述した積層構造を有する有機ＥＬ素子は、通常的な製造方法により形成可能であり、その製造方法が特別に限定されるものではない。
【００９７】
以下、本発明の望ましい一実施形態による有機ＥＬ素子の製造方法を見れば、次の通りである。
【００９８】
図１Ａないし図１Ｆを参照して、本発明の実施形態の一つである有機ＥＬ素子の製造方法を以下説明する。
【００９９】
まず、基板の上部に第１電極であるアノード用の物質をコーティングまたは蒸着してアノードを形成する。ここで、基板としては、通常的な有機ＥＬ素子で使われる基板が使用できるが、透明性、および表面平滑性に優れ、取り扱いが容易であり、防水性にすぐれたガラス基板あるいは透明プラスチック基板が望ましい。また、アノード用の物質としては、透明かつ伝導性にすぐれた酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが使用されうる。
【０１００】
前記アノードの上部にＨＩＬの物質を高真空中で熱真空蒸着させるか、または使用される物質の種類によっては、溶液に溶かした後でスピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、熱転写法、ＯＶＰＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法を使用してアノードを形成できる（工程１）。前記例示したアノートを形成した方法を使用して、ＨＩＬを任意に形成する（工程２）。ここで、ＨＩＬの厚さは５０〜１５００Åであることが望ましい。ＨＩＬの厚さが５０Å未満である場合には、ホール注入特性が低下し、１５００Åを超える場合には、駆動電圧が上昇するために望ましくない。
【０１０１】
前記ＨＩＬの物質としては、特に制限されず、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト型のアミン類であるＴＣＴＡ、  ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、  ＩＤＥ４０６（出光社製の材料）などをＨＩＬとして使用できる。
【０１０２】
【化１２】
2006199699.tif 000017
【０１０３】
前記工程２によって形成されたＨＩＬの上部にＨＴＬの物質を前記工程１で例示したスピンコーティングなどの多様な方法でコーティングして、ＨＴＬを任意に形成する。前記ＨＴＬの物質は、特に制限されず、Ｎ，Ｎ’’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’’−ビフェニル）−４，４’’ジアミン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ’’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’’−ジフェニル−ベンジジン（α−ＮＰＤ）、ＩＤＥ３２０（出光社製）などが使われる。ここで、ＨＴＬの厚さは５０〜１５００Åであることが望ましい。ＨＴＬの厚さが５０Å未満である場合には、ホール伝達特性が低下し、１５００Åを超える場合には、駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【０１０４】
【化１３】
2006199699.tif 000018
【０１０５】
次いで、ＨＴＬの上部に燐光ドーパントと燐光ホストとを共に使用してＥＭＬが形成される。ここで、ＥＭＬの形成方法は、溶液工程を使用すれば特に制限されないが、前記したようなスピンコーティング、インクジェットプリンティング及びレーザー転写法などの方法を利用する。
【０１０６】
前記ＥＭＬの厚さは、１００〜８００Åであることが望ましい。ＥＭＬの厚さが１００Å未満であれば、効率及び寿命が低下し、８００Åを超えれば、駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【０１０７】
前記ＥＭＬ上に、ホール抑制用の物質は前記の真空蒸着、スピンコーティングなどの方法を利用して、ＨＢＬが任意に形成される。このとき、使われるＨＢＬ用の物質は、特別に制限されないが、電子輸送能力を有し、かつ発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有さねばならず、代表的にＢａｌｑ、ＢＣＰ、ＴＰＢＩなどが使われる。ＨＢＬの厚さは、３０〜５００Åであることが望ましい。ＨＢＬの厚さが３０Å未満である場合には、正孔防止特性が不良であって効率が低下し、５００Åを超える場合には、駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【０１０８】
【化１４】
2006199699.tif 000019
【０１０９】
前記ＨＢＬ上に前記の真空蒸着方法、スピンコーティング方法でＥＴＬを形成する。ＥＴＬの材料としては、特に制限されず、Ａｌｑ３を利用できる。前記ＥＴＬの厚さは、５０〜６００Åであることが望ましい。ＥＴＬの厚さが５０Å未満である場合には、寿命特性が低下し、６００Åを超える場合には、駆動電圧の上昇のために望ましくない。
【０１１０】
また、前記ＥＴＬ上にＥＩＬが任意に積層されうる。前記ＥＩＬの形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉｑなどの物質を利用できる。前記ＥＩＬの厚さは、１〜１００Åであることが望ましい。ＥＩＬの厚さが１Å未満である場合には、効果的なＥＩＬとして役割を行えずに駆動電圧が高く、１００Åを超える場合には、絶縁層として作用して駆動電圧が高くて望ましくない。
【０１１１】
【化１５】
2006199699.tif 000020
【０１１２】
次いで、前記ＥＩＬの上部に第２電極であるカソード用の金属を真空熱蒸着して第２電極であるカソードを形成することによって、有機ＥＬ素子が完成される。
【０１１３】
前記カソード金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが利用される。
【０１１４】
本発明の有機ＥＬ素子は、アノード、ＨＩＬ、ＨＴＬ、ＥＭＬ、ＨＢＬ、ＥＴＬ、ＥＩＬ、カソードの必要に応じて一層または二層の中間層をさらに形成することも可能である。前述した層以外にも、電子遮断層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＥＢＬ）が含まれることもある。
【０１１５】
本発明による化学式１のビフェニル誘導体は、前記有機ＥＬ素子の製作時にＥＭＬの形成材料として使われるが、その特性上、ＨＩＬまたはＨＴＬの形成材料としても利用可能である。
【０１１６】
本発明は、下記の実施例によりさらに具体化され、下記の実施例は、本発明の例示目的のためのものであるため、特許請求の範囲により限定される保護範囲を制限しようとするものではない。
【実施例】
【０１１７】
合成例１：化学式Ａで表示される化合物の製造
【０１１８】
【化１６】
2006199699.tif 000021
【０１１９】
１）化合物（１ａ）の製造
１，３，５−トリブロモベンゼン１５．７４ｇ（１．０ｅｑ）を無水のＴＨＦ（１００ｍＬ）に溶解した後、それを−７８℃に冷却して１．６Ｍ  ｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）３４．４ｍＬ（１．１ｅｑ）を徐々に添加し、１時間攪拌した。前記混合物にＣｕＣｌ２  ７．３９５ｇ（１．１ｅｑ）を一回に添加した後、１２時間反応させた。反応終了後、反応混合物を水とエチルアセテートとで３回抽出し、次いで無水ＭｇＳＯ４で乾燥及び濃縮した後、ＣＨ２Ｃｌ２／Ａｃｅｔｏｎｅで再結晶して化合物１ａを収得した（収率：９０％）。
【０１２０】
２）化学式（Ａ）で表示される化合物の製造
化合物（１ａ）２．５ｇ（５．３ｍｍｏｌｅ）とカルバゾール３．６ｇ（４．０４ｅｑ）とを無水のトルエン（６０ｍＬ）に溶かし、ここにｔｅｒｔ−ブトキシドナトリウム（ｔ−ＢｕＯＮａ）４．１３ｇ（８．０８ｅｑ）、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン｛（ｔ−Ｂｕ）３Ｐ｝０．３２３ｇ（０．３ｅｑ）及び触媒としてＰｄ２（ｄｂａ）３  １．１６９ｇ（０．２４ｅｑ）を添加して１２０℃で４８時間反応させた。
【０１２１】
反応終了後、反応混合物を水とエチルアセテートで抽出し、乾燥させた後、展開溶液としてｎ−へキサン及びエチルアセテートを使用して開放カラムで副反応物を除去して、化学式Ａで表示される化合物を収得した。化学式（Ａ）の化合物の構造は、１Ｈ−ＮＭＲ及び元素分析を用いて確認した。
【０１２２】
【表１】
2006199699.tif 000022
【０１２３】
合成例２：化学式（Ｂ）で表示される化合物の製造
【０１２４】
【化１７】
2006199699.tif 000023
【０１２５】
１）化合物（１ｂ）の製造
１，３−ジブロモベンゼン２０．８７ｇ（０．１６８ｍｏｌｅ、４ｅｑ）とカルバゾール７ｇ（１ｅｑ）とを無水のトルエン（７０ｍＬ）に溶解させ、ここにナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１２．１ｇ（３ｅｑ）、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン０．４２４ｇ（０．０５ｅｑ）及び触媒としてＰｄ２（ｄｂａ）３  １．５３３ｇ（０．０４ｅｑ）を添加して１２０℃で３６時間反応させた。反応終了後、反応混合物を水とエチルアセテートとで抽出し、次いで乾燥させた後、展開溶液としてｎ−へキサン及びエチルアセテートを使用して開放カラムで副反応物を除去して、化学式（１ｂ）で表示される化合物を収得した（収率：５０％）。
【０１２６】
２）化合物（１ｃ）の製造
前記で合成された化合物（１ｂ）１．７ｇ（５．３ｍｍｏｌ）を無水のＴＨＦ（３０ｍＬ）に溶解した後、それを−７８℃に冷却して１．６Ｍ  ｎ−ブチルリチウム３．４６３ｍＬ（１．０５ｅｑ）を徐々に添加し、１時間攪拌した。前記混合物に２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン１．０３１ｇ（１．０５ｅｑ）を添加して、１時間反応させた。反応終了後、反応混合物を水とエチルアセテートとで２回抽出し、無水ＭｇＳＯ４で乾燥及び濃縮した後、展開溶液としてｎ−へキサン及びエチルアセテートを使用して開放カラムで副反応物を除去して、化合物（１ｃ）を収得した。化合物（１ｃ）の構造は、１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
【０１２７】
３）化学式（Ｂ）で表示される化合物の製造
化合物（１ａ）０．５ｇ（１．１ｍｍｏｌｅ）と化合物（１ｃ）１．５７２ｇ（４．０ｅｑ）とを無水のトルエン（６０ｍＬ）に溶解させ、ここにＥｔ４ＮＯＨ（２０ｗｔ％水溶液）６．２７ｍＬ（２ｅｑ）及び触媒としてＰｄ（ＰＰｈ３）４  ０．１９７ｇ（０．０４ｅｑ）を添加して、１２０℃で４８時間反応させた。反応終了後、反応混合物を水とクロロホルムとで抽出し、乾燥させた後、展開溶液としてｎ−へキサン及びエチルアセテートを使用して開放カラムで副反応物を除去して、化学式（Ｂ）で表示される化合物を収得した。化学式（Ｂ）の化合物の構造は、１Ｈ−ＮＭＲ及び元素分析を用いて確認した。
【０１２８】
【表２】
2006199699.tif 000024
【０１２９】
合成例３：化学式（Ｃ）で表示される化合物の製造
【０１３０】
【化１８】
2006199699.tif 000025
【０１３１】
出発物質を１，３−ジブロモベンゼンの代わりに１，４−ジブロモベンゼンを使用した点を除いては、化合物Ｃの製造方法を同一に使用した。化学式Ｃの化合物の構造は、１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
【０１３２】
合成例４：化学式（Ｄ）で表示される化合物の製造
【０１３３】
【化１９】
2006199699.tif 000026
【０１３４】
１）化合物（１ｆ）の製造
１−ブロモ−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン４７．５ｇ（０．２２３ｍｏｌ）を無水のＴＨＦ  ５００ｍｌに溶解させた後、反応混合物を−７０℃まで冷却した。次いで、反応混合物に２．５Ｍ  ｎ−ブチルリチウム１２７．４ｍｌ（０．３１８５ｍｏｌ）を徐々に添加し、それを約３０分間攪拌させた後、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン５０ｍｌ（０．２４５ｍｏｌ）を添加し、反応混合物を約１時間攪拌した。
【０１３５】
反応終了後、反応混合物に蒸溜水５００ｍｌを添加して白色の沈殿物を形成させた。このように形成された白色の沈殿物を濾過し、それを蒸溜水２００ｍｌで洗浄し、減圧乾燥して化合物（１ｆ）４３ｇを得た。化合物（１ｆ）の構造は、１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
【０１３６】
２）化合物（１ｇ）の製造
９−Ｈ−３，３−ブロモカルバゾール７０ｇ（０．２２ｍｏｌ）を１Ｌフラスコに入れ、ＴＨＦ  １Ｌを添加して溶解した。次いで、反応混合物に（Ｂｏｃ）２Ｏ（Ｂｏｃは、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基を表す）５６．７ｇ（０．２６ｍｏｌ）とＤＭＡＰ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｙｒｉｄｉｎｅ）３．２ｇ（０．０２６ｍｏｌ）とを添加した後、常温で約１２時間攪拌した。
反応終了後、それを減圧濃縮し、残留物にエチルアセテート１Ｌと水１Ｌとを加えて有機層を分離させた。次いで、有機層を集めた後、それを１Ｎ  ＨＣｌ  １Ｌ、水１Ｌ及びＮａＨＣＯ３  １Ｌで洗浄後に減圧乾燥して、化合物（１ｇ）７５ｇを白色の固体状態に得た。化合物（１ｇ）の構造は、１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
【０１３７】
３）化合物（１ｈ）の製造
化合物（１ｆ）４９ｇ（０．１８８ｍｏｌ）と化合物（１ｇ）２４ｇ（０．０５５ｍｏｌ）とをトルエン３００ｍｌ及び蒸溜水２００ｍｌに添加し、Ｐｄ（ＯＡｃ）２  １．２ｇ（５．５ｍｏｌ）とＫ２ＣＯ３  ５３ｇとを添加して、７０℃で１６時間攪拌した。
【０１３８】
反応終了後、反応混合物をエチルアセテート４００ｍｌで抽出して減圧濃縮した。減圧濃縮により得られた残留物にトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）３０ｍｌとＤＭＦ  １００ｍｌとを添加して、約４８時間１００℃で攪拌した。次いで、前記結果物を減圧濃縮してＴＦＡを除去した後、２Ｎ  ＮａＯＨ溶液１００ｍｌと水１００ｍｌとを添加して得られた白色の固体化合物を濾過した後、固体を再びエチルアセテート１００ｍｌで洗浄して化合物（１ｈ）２０ｇを得た。化合物（１ｈ）の構造は、１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
【０１３９】
【表３】
2006199699.tif 000027
【０１４０】
４）化学式（Ｄ）で表示される化合物の製造
化合物（１ａ）０．７ｇ（１．５ｍｍｏｌｅ）と化合物（１ｈ）２．５４ｇ（４．２ｅｑ）とを無水のトルエン（５０ｍＬ）に溶かし、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．９０２ｇ（６．３ｅｑ）、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン０．０３ｇ（０．１ｅｑ）及び触媒としてＰｄ２（ｄｂａ）３  ０．１０９ｇ（０．０８ｅｑ）を添加して、１３０℃で３６時間反応させた。反応が完結すれば、反応混合物を水とクロロホルムとで抽出し、乾燥させた後、展開溶液としてｎ−へキサン及び塩化メチレンを使用して開放カラムで副反応物を除去して、化学式Ｄで表示される化合物を回収した。化学式Ｄで表示される化合物の構造は、１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
【０１４１】
【表４】
2006199699.tif 000028
【０１４２】
高効率のＥＬ素子を製造するためには、ホストで励起されたエキシトンが金属錯体に効果的に転移する必要があるので、金属錯体とホスト材料とのバンドギャップが非常に重要な因子として作用する。燐光ホスト材料としては、金属錯体のＨＯＭＯとＬＵＭＯとの間のエネルギー範囲を含み、かつそれらより広いバンドギャップを有する化合物を使用し、かつホストのＰＬ（Ｐｈｏｔｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）スペクトルが金属錯体のＵＶ吸収スペクトルと広範囲でオーバーラップする場合に、発光効率が良好であると知られており、このような条件を満足する材料が多く使用される。このような特性を満足する代表的な燐光材料としては、本発明のホスト物質であるＴＣＢＰ、ドーパントであるイリジウム金属錯体であるｐｑ２Ｉｒ（ａｃａｃ）の混合材料を挙げることができる。
【０１４３】
前記合成例によって製造された化学式（Ａ）で表示される化合物の熱的特性を評価した。このとき、熱的特性は、ＴＧＡ（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  ａｎａｌｙｓｉｓ）及びＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）を利用して測定し、窒素雰囲気で１０℃／ｍｉｎの速度で測定した。
【０１４４】
ＴＧＡ測定結果は、図２に示す。既存の燐光ホストであるｍＣＰの場合、約３８１℃付近で急激な質量減少を確認できるが、化学式（Ａ）で表示される化合物は、５００．２４℃で質量減少が確認された。
【０１４５】
化学式Ａの化合物及びｍＣＰのＤＳＣ測定結果は、それぞれ図３Ａ、図３Ｂに示す。ｍＣＰの融点（Ｔｍ）は、約１８７．７℃付近で確認され、化学式（Ａ）で表示される化合物の融点（Ｔｍ）は、３６６．１７℃付近で確認された。
【０１４６】
図４において、化学式（Ａ）の化合物を、一旦熱を加えて溶かした後には（〜３７０℃付近）、再冷却及び再加熱過程中では、いかなる再結晶化または溶融現象が確認できなかった。
【０１４７】
このような結果から、化学式（Ａ）で表示される化合物がｍＣＰに比べて熱的に安定な材料ということを確認できる。
【０１４８】
このような結果は、化学式（Ｂ）〜（Ｄ）で表示される化合物でも確認された。このような現象は、化学式（Ａ）〜（Ｄ）の化合物が外郭にバルキーな置換体を有しているため、結晶化時に立体的障害が作用するので、一度溶ければ完全に非晶質化する特性を有することに起因するものであると考えられる。
【０１４９】
前記合成例によって製造された化学式（Ａ）で表示される化合物の光学的特性を評価し、それを図５に示した。このとき、光学的特性は、前記化合物をクロロホルムに溶かし、ＵＶ吸収スペクトル及びＰＬスペクトルを測定して評価した。
【０１５０】
図５に示すように、化学式Ａで表示される化合物のＵＶ吸収ピークは２４５、２９１ｎｍで表され、励起波長を２９１ｎｍとして測定したＰＬスペクトルでのＰＬ最大ピークは４０６ｎｍと測定された。
【０１５１】
以上の結果から、化学式（Ａ）〜（Ｄ）の化合物、特に化学式（Ａ）の化合物の高い熱的安定性は、有機ＥＬ素子に燐光ホスト材料として有益であるということが分かった。
【０１５２】
本発明に係る新規な燐光ホスト物質であるＴＣＢＰなどを利用して燐光素子溶液を製造して特性評価を実施し、特性評価結果は図８ないし図１０に示した。
【０１５３】
有機ＥＬ素子の製作
実施例１
ＩＴＯがコーティングされた透明電極基板２０を洗浄した後、ＩＴＯを感光性樹脂及びエッチング剤を利用してパターニングしてＩＴＯ電極パターン１０を形成し、それを再び洗浄した。このように洗浄された後、物その上にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）［ＡＩ  ４０８３］を約５０ｎｍの厚さにコーティングした後、１８０℃で約１時間ベーキングしてＨＩＬ  １１を形成した。
【０１５４】
前記ＨＩＬ  １１の上部に、トルエン１７．４ｇ中にポリスチレン（ＰＳ）５．３１ｇを溶解させた溶液３．３ｇにＴＣＢＰ  ２９ｍｇ及びＦｉｒｐｉｃ  ２．５ｍｇを混合して得たＥＭＬ形成用の組成物を前記ＨＩＬの上部にスピンコーティングし、９０℃で２時間ベーキング処理した後、真空オーブン内で溶媒を完全に除去して厚さ４０ｎｍのＥＭＬ  １２を形成させた［ＰＳ  ２４質量％、ＴＣＢＰ  ７０質量％、Ｆｉｒｐｉｃ  ６質量％］。
【０１５５】
次いで、前記高分子ＥＭＬ  １２の上部に真空蒸着器を利用して真空度を４×１０−６ｔｏｒｒ以下に維持しつつ、ＢＡｌｑを真空蒸着して４０ｎｍ厚さのＥＴＬ  １５を形成した後、その上部にＬｉＦを０．１Å／ｓｅｃの速度で真空蒸着して１０ｎｍ厚さのＥＩＬを形成した。
【０１５６】
次いで、Ａｌを１０Å／ｓｅｃの速度で蒸着して２００ｎｍ厚さのアノード１４を蒸着して封持することによって、有機ＥＬ素子を完成した。このとき、封持過程は、乾燥した窒素ガス雰囲気下のグローブボックスでＢａＯ粉末を取り入れて金属缶で封合した後、ＵＶ硬化剤で最終処理する過程を通じて行われた。
【０１５７】
前記ＥＬ素子は、多層型素子であって、概略的な構造は図９に示したようであり、発光面積は６ｍｍ２であった。
【０１５８】
実施例２
ＩＴＯがコーティングされた透明電極基板２０をきれいに洗浄した後、ＩＴＯを感光性樹脂及びエッチング剤を利用してパターニングしてＩＴＯ電極パターン１０を形成し、それを再び洗浄した。このように洗浄された後、その上にＰＥＤＯＴ［ＡＩ  ４０８３］を約５０ｎｍの厚さにコーティングした後、１８０℃で約１時間ベーキングしてＨＩＬ  １１を形成した。
【０１５９】
前記ＨＩＬ  １１の上部に、トルエン２．０ｇ中にＴＣＢＰ  ３９ｍｇ及びＦｉｒｐｉｃ  ２．５ｍｇを混合して得たＥＭＬ形成用の組成物を前記ＨＩＬの上部にスピンコーティングし、９０℃で２時間ベーキング処理した後、真空オーブン内で溶媒を完全に除去して厚さ４０ｎｍのＥＭＬ  １２を形成させた。
【０１６０】
次いで、前記高分子ＥＭＬ  １２の上部に真空蒸着器を利用して真空度を４×１０−６ｔｏｒｒ以下に維持し、かつＢＡｌｑを真空蒸着して４０ｎｍ厚さのＥＴＬ  １５を形成した後、その上部にＬｉＦを０．１Å／ｓｅｃの速度で真空蒸着して１０ｎｍ厚さのＥＩＬを形成した。
【０１６１】
次いで、Ａｌを１０Å／ｓｅｃの速度で蒸着して２００ｎｍ厚さのアノード１４を蒸着して封持することによって、有機ＥＬ素子を完成した。このとき、封持過程は、乾燥した窒素ガス雰囲気下のグローブボックスでＢａＯ粉末を取り入れて金属缶で封合した後、ＵＶ硬化剤で最終処理する過程を通じて行われた。
【０１６２】
前記ＥＬ素子は、多層型素子であって、概略的な構造は図９に示したようであり、発光面積は６ｍｍ２であった。
【０１６３】
前記実施例１及び実施例２によって製作された有機ＥＬ素子の色座標特性及びＥＬ特性を評価し、その評価結果を下記の図６ないし図８にそれぞれ示した。ここで、ＥＬ特性評価時、駆動電圧として直流電圧である順方向のバイアス電圧を使用し（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ社製のＳＭＵ２３８利用）、Ｐｈｏｔｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社製のＰＲ６５０を利用して発光特性輝度、スペクトル及び色座標特性を評価した。
【０１６４】
図６に示すように、実施例１は、ポリスチレンを使用して測定したものであり、実施例２は、ポリスチレンを使用せず、化学式（Ａ）（ＴＣＢＰ）のみを使用して製造した素子の特性結果である。前記結果によれば、マトリックスポリマーとしてポリスチレンを使用せずにもほぼ類似した効果を表した。
【０１６５】
図７は、化学式（Ａ）（ＴＣＢＰ）を使用して製造した素子の効率を示す。実施例１は、実施例２と類似した特性を表し、一部分では実施例１より優れた特性を示す。化学式（Ａ）（ＴＣＢＰ）のみを使用して製造した素子の特性結果である。前記結果によれば、マトリックスポリマーとしてポリスチレンを使用せずにもほぼ類似した効果を表すので、容易に溶液工程が可能であるということが分かる。
【０１６６】
図８に示すように、ポリスチレンを使用せずに溶液工程で製造された実施例２の場合にさらに優れた寿命特性を表した。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明は、有機ＥＬ素子関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の積層構造を概略的に示す図面である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の積層構造を概略的に示す図面である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の積層構造を概略的に示す図面である。
【図１Ｄ】本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の積層構造を概略的に示す図面である。
【図１Ｅ】本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の積層構造を概略的に示す図面である。
【図１Ｆ】本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の積層構造を概略的に示す図面である。
【図２】従来技術によるｍＣＰ及び本発明の一実施形態によって合成された化学式Ａで表示される化合物であるＴＣＢＰのＴＧＡ曲線を示す図面である。
【図３Ａ】従来技術によるｍＣＰ化合物のＤＳＣ曲線を示す図面である。
【図３Ｂ】本発明の化学式Ａで表示されるＴＣＢＰ化合物のＤＳＣ曲線を示す図面である。
【図４】本発明の化学式Ａで表示される化合物のＤＳＣ曲線を示す図面である。
【図５】本発明の化学式Ａで表示される化合物のＵＶ吸収スペクトル及びＰＬスペクトルを示す図面である。
【図６】本発明の化学式Ａで表示される化合物のＥＬスペクトルを示す図面である。
【図７】本発明の化学式Ａで表示される化合物を利用した有機ＥＬ素子の輝度効率を示す図面である。
【図８】本発明の化学式Ａを利用した有機ＥＬ素子の寿命特性を示す図面である。
【図９】本発明によって製造された有機ＥＬ素子の一実施例を示す図面である。
【図１０】本発明の一実施例による化学式Ａの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを示す図面である。
【図１１】本発明の一実施例による化学式Ａの１３Ｃ  ＮＭＲスペクトルを示す図面である。
【図１２】本発明の一実施例による化学式ＡのＦＴ−ＩＲスペクトルを示す図面である。
【符号の説明】
【０１６９】
１０        第１電極
１１        ＨＩＬ
１２        ＥＭＬ
１３        ＨＢＬ
１４        第２電極
１５        ＥＴＬ
１６        ＨＴＬ
【図１Ａ】
2006199699.tif 000042
【図１Ｂ】
2006199699.tif 000043
【図１Ｃ】
2006199699.tif 000044
【図１Ｄ】
2006199699.tif 000045
【図１Ｅ】
2006199699.tif 000046
【図１Ｆ】
2006199699.tif 000047
【図２】
2006199699.tif 000048
【図３Ａ】
2006199699.tif 000049
【図３Ｂ】
2006199699.tif 000050
【図４】
2006199699.tif 000051
【図５】
2006199699.tif 000052
【図６】
2006199699.tif 000053
【図７】
2006199699.tif 000054
【図８】
2006199699.tif 000055
【図９】
2006199699.tif 000056
【図１０】
2006199699.tif 000057
【図１１】
2006199699.tif 000058
【図１２】
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